KR102349694B1 - A novel thermoplastic polyurethane-silica composite for orthodontic power chain and a method of preparing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 치열 교정 파워체인용 열가소성 폴리우레탄-실리카 복합재 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전체 중량 기준으로 0.2 내지 5 중량%의 나노크기의 실리카 입자가 함유된 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄 기재를 포함하며, 상기 실리카 입자가 상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄 기재 내부에 분산된, 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재 및 압출공정을 활용한 상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재의 제조방법을 제공한다. The present invention relates to a thermoplastic polyurethane-silica composite for an orthodontic power chain and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a thermoplastic polyether-based polyurethane containing 0.2 to 5 wt% of nano-sized silica particles based on the total weight. A method of manufacturing a thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite using a thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite and an extrusion process, including a substrate, wherein the silica particles are dispersed inside the thermoplastic polyether-based polyurethane substrate provides

Description

치열 교정 파워체인용 열가소성 폴리우레탄-실리카 복합재 및 그의 제조방법{A novel thermoplastic polyurethane-silica composite for orthodontic power chain and a method of preparing the same}A novel thermoplastic polyurethane-silica composite for orthodontic power chain and a method of preparing the same

열가소성 폴리우레탄-실리카 복합재에 관한 것으로서, 더 상세하게는 치열 교정 파워체인용 열가소성 폴리우레탄-실리카 복합재 및 그의 제조방법에 관한 것이다. To a thermoplastic polyurethane-silica composite, and more particularly, to a thermoplastic polyurethane-silica composite for an orthodontic power chain and a method for manufacturing the same.

치아 교정에 사용되는 탄성체로는 주로 교정용 고무줄, 파워체인, 그리고 니켈-티타늄 코일 스프링이 있다. The elastic materials used for orthodontic treatment mainly include orthodontic rubber bands, power chains, and nickel-titanium coil springs.

이 중, 파워체인(power chain)은 고분자 물질로 만들어진 고무체인으로써 치아 위에 부착된 브라켓 사이를 연결하기 때문에 치아를 원하는 방향으로 이동시킬 목적으로 사용된다. 파워체인은 주로 라텍스나 폴리우레탄과 같은 탄성 소재를 이용하여 제조가 되며, 현재 국내에서는 생산이 되지 않고 전량 수입이 되고 있는 실정이고, 시간이 경과하면 탄성력이 급격하게 줄어드는 단점이 있어서, 일부 치과의사들은 이의 사용을 회피하는 경향이 있다.Among them, the power chain is a rubber chain made of a polymer material and is used for the purpose of moving the teeth in a desired direction because it connects the brackets attached to the teeth. Power chains are mainly manufactured using elastic materials such as latex or polyurethane. Currently, they are not produced in Korea, but are imported in full. They tend to avoid its use.

파워체인과 관련된 선행기술들을 살펴보면, 실리콘 또는 합성고무로 성형된 치열 교정용 탄성체에 관한 대한민국 등록실용신안 제20-0437951호가 존재한다.Looking at the prior art related to the power chain, there is Republic of Korea Utility Model Registration No. 20-0437951, which relates to an orthodontic elastic body molded of silicone or synthetic rubber.

통상적으로 파워체인용 고분자로는 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane)을 사용하는데, 상기 열가소성 폴리우레탄은 투명한 광학적 특성을 갖고 있어 치아 교정용 소재로써의 심미성을 충족하며, 인체에 무해하고 가공성이 용이하다. 그러나 이러한 탄성체(elastomer)는 높은 연신율(elongation)의 특징이 있지만, 다른 고분자 재료에 비해 낮은 영율(Young's modulus)를 갖고 있기 때문에 보강재를 첨가하여 기계적 물성을 향상시켜야 한다.Typically, as a polymer for power chains, thermoplastic polyurethane is used, and the thermoplastic polyurethane has transparent optical properties, so it meets aesthetics as a material for orthodontic treatment, is harmless to the human body, and is easy to process. However, such an elastomer has a high elongation, but has a lower Young's modulus compared to other polymer materials, so mechanical properties should be improved by adding a reinforcing material.

특히 치열 교정에 적합한 파워체인용 복합재를 제조하기 위해서는 기계적 물성이 충족되어야 하며 적합한 색상 및 사이즈의 보강재 첨가가 필요하다. 심미적 요소를 고려하였을 때 광학적 특성이 유지되면서 적합한 기계적 물성을 함유하는 최적 조성비의 복합재를 제조하여야 한다.In particular, in order to manufacture a composite material for a power chain suitable for orthodontic treatment, mechanical properties must be satisfied, and reinforcement of an appropriate color and size is required. In consideration of aesthetic factors, it is necessary to manufacture a composite material having an optimal composition ratio containing suitable mechanical properties while maintaining optical properties.

이러한 폴리우레탄의 연질 세그먼트의 종류는 크게 폴리에스터(polyester) 계열과 폴리에테르(polyether) 계열의 2 가지로 나뉘며 폴리에스터 타입의 고분자는 가수분해에 대한 저항성이 높은 장점이 있으나 화학적 물리적 저항성이 떨어져 황변현상을 야기한다. 이와 반대로 폴리에테르 계열의 폴리우레탄의 경우 좋은 물성과 화학적 내성을 그 장점으로 하여 황변현상을 줄일 수 있다. The soft segment of the polyurethane is largely divided into two types, a polyester series and a polyether series. Polyester-type polymers have the advantage of high resistance to hydrolysis, but are yellowed due to poor chemical and physical resistance. cause the phenomenon Conversely, in the case of polyether-based polyurethane, yellowing can be reduced by taking advantage of good physical properties and chemical resistance.

본 발명은 상기 문제점을 포함한 여러가지 문제점들을 해결할 수 있는 것으로서, 보다 우수한 물성을 갖는 파워체인용 유무기 복합재 및 그를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.An object of the present invention is to provide an organic-inorganic composite material for a power chain having better physical properties and a method for manufacturing the same, which can solve various problems including the above problems. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereto.

상세한 설명:details:

본 발명의 일 관점에 따르면, 전체 중량 기준으로 0.2 내지 5 중량%의 나노크기의 실리카 입자가 함유된 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄을 포함하며, 상기 실리카 입자가 상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄 내부에 분산된, 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재가 제공된다.According to one aspect of the present invention, a thermoplastic polyether-based polyurethane containing nano-sized silica particles of 0.2 to 5% by weight based on the total weight is included, and the silica particles are dispersed in the thermoplastic polyether-based polyurethane. A thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite is provided.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재를 성형하여 제조되는 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재 필름이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite film prepared by molding the thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재 필름을 가공하여 제조되는 치아 교정용 파워체인이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an orthodontic power chain manufactured by processing the thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite film.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 일정 중량비의 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄(thermoplastic polyether type polyurethane) 및 나노크기의 실리카 입자(silica particle)를 압출기의 호퍼에 주입하는 단계; 및According to another aspect of the present invention, injecting a predetermined weight ratio of thermoplastic polyether type polyurethane and nano-sized silica particles into the hopper of the extruder; and

상기 압출기를 가동하고 상기 압출기의 인출구로부터 압출성형된 복합재를 회수하는 단계를 포함하는, 상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재의 제조방법이 제공된다.Operating the extruder and recovering the extruded composite material from the outlet of the extruder, the thermoplastic polyether-based polyurethane-based method for producing a silica composite is provided.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 일정 중량비의 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄(thermoplastic polyether type polyurethane) 및 나노크기의 실리카 입자(silica particle)를 압출기의 호퍼에 주입하는 단계; 및According to another aspect of the present invention, injecting a predetermined weight ratio of thermoplastic polyether type polyurethane and nano-sized silica particles into the hopper of the extruder; and

상기 압출기를 가동하고 상기 압출기의 인출구로부터 압출성형된 복합재 펠렛를 회수하는 단계;operating the extruder and recovering the extruded composite pellets from the outlet of the extruder;

상기 복합재 펠렛을 필름으로 가공하는 필름 가공단계; 및A film processing step of processing the composite pellets into a film; and

상기 필름을 치아 교정용 파워체인 형태로 성형하는 필름 성형단계를 포함하는, 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재를 이용한 치아 교정용 파워체인의 제조방법이 제공된다.A method of manufacturing a power chain for orthodontics using a thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite is provided, comprising a film forming step of forming the film in the form of a power chain for orthodontics.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 물성이 종래의 파워체인에 비하여 다양한 물성이 개선된 파워체인용 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재의 제조가 가능하다. 그러나, 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention made as described above, it is possible to manufacture a thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite material for a power chain with improved various properties compared to a conventional power chain. However, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 압출을 통해 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 농도의 실리카를 함유하는 폴리에스터(상단) 또는 폴리에테르(하단) 계열 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane, TPU) 복합재 펠렛을 촬영한 일련의 사진들이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 폴리에테르 계열 열가소성 폴리우레탄 복합재의 인장강도(상단) 및 인장탄성률(하단)을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에테르 계열 열가소성 폴리우레탄 타입 복합재의 응력완화 시험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에테르 계열 열가소성 폴리우레탄 복합재의 파단면 분석 결과 주사전자현미경(SEM) 촬영 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 폴리에테르 계열 열가소성 폴리우레탄 복합재의 기공률 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6는 현재 시판중인 세 종류의 파워체인과 본 발명의 일 실시에에 따라 제조된 폴리에스터 계열 및 폴리에테르 계열 열가소성 폴리우레탄를 이용한 파워체인의 열안정성을 비교하기 위해 실시된 열중량 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 압출을 통해 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에테르 계열 열가소성 폴리우레탄-실리카 복합재 필름을 절단하여 치열교정용 파워체인 형태로 제조한 사진이다.
1 is a series of shots of polyester (top) or polyether (bottom) series thermoplastic polyurethane (TPU) composite pellets containing silica of various concentrations according to an embodiment of the present invention manufactured through extrusion. are pictures of
2 is a graph showing the results of measuring the tensile strength (upper) and tensile modulus (lower) of the polyether-based thermoplastic polyurethane composite prepared according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the stress relaxation test results of the polyether-based thermoplastic polyurethane type composite according to an embodiment of the present invention.
4 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the fracture surface analysis result of the polyether-based thermoplastic polyurethane composite material according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the porosity measurement result of the polyether-based thermoplastic polyurethane composite prepared according to an embodiment of the present invention.
6 shows the results of thermogravimetric analysis performed to compare the thermal stability of three types of power chains currently on the market and power chains using polyester-based and polyether-based thermoplastic polyurethanes manufactured according to an embodiment of the present invention; It is a graph.
7 is a photograph prepared in the form of a power chain for orthodontics by cutting a polyether-based thermoplastic polyurethane-silica composite film according to an embodiment of the present invention manufactured through extrusion.

용어의 정의:Definition of Terms:

본 문서에서 사용되는 용어 "열가소성(Thermoplastic)"은 열을 가할 시 녹지 않고 분해되는 소재인 열경화성(thermoset)과 반대되는 개념으로 열을 가할 시 녹아 유동성 있는 물질로 변하는 성질이며 열 공정을 통해 성형이 가능한 물질의 특성이다.As used in this document, the term "thermoplastic" is the opposite of thermoset, which is a material that does not melt and decomposes when heat is applied. possible properties of the material.

본 문서에서 사용되는 용어 "고분자 복합재(polymer composite)"는 고분자에 다른 유기 및/또는 무기 물질을 블렌딩하여 고분자의 물리적 특성을 증가시키거나 전기적 특성을 부여한 물질을 의미한다.As used herein, the term "polymer composite" refers to a material to which a polymer is blended with other organic and/or inorganic materials to increase the physical properties of the polymer or to impart electrical properties.

본 문서에서 사용되는 용어 "폴리우레탄(polyurethane)"은 고분자의 주쇄에 우레탄 결합이 반복적으로 포함되어 있는 고분자 화합물의 의미하며 연성 단편(soft segment)과 경성 단편(hard segment)의 반복구조로 이루어져 있다. 폴리우레탄은 양 말단에 수산기(-OH)를 갖는 폴리에스터 디올, 폴리카프로락톤 디올, 폴리카보네이트 디올 등과 같은 폴리올에 TDI(toluene diisocyanate), MDI(methylene diphenyl diisocyanate) 그리고 NDI(naphthalene diisocyanate)와 같은 디이소사이아네이트를 중합하여 말단에 이소사이아네이트기(-N=C=O)를 갖는 프리폴리머를 만든 후 아민이나 디올과 같은 사슬 연장제로 부가중합 함으로써 만들어진다. 이때 폴리올 부분이 연질 단편을 구성하고, 이소사이아네이트와 아민 또는 수산기와 반응으로 이루어진 우레탄, 우레아 결합과 미반응 부분 등이 경질 단편을 구성한다. 연질 단편과 경질 단편의 원료 조성을 달리함으로써 고무상의 엘라스토머에서 높은 강성을 가지는 열경화성 엔지니어링 플라스틱까지 다양한 설계가 가능하다. 상기 폴리올은 다시 폴리에스터 계열 폴리올과 폴리에테르 계열 폴리올로 나뉘는데 폴리에스터 계열 폴리올을 이용하여 제조된 폴리우레탄은 폴리에스터 계열 폴리우레탄으로 폴리에테르 계열 폴리올을 이용하여 제조된 폴리우레탄을 폴리에테르 계열 폴리우레탄이라고 지칭한다.The term "polyurethane" used in this document refers to a polymer compound in which urethane bonds are repeatedly included in the main chain of the polymer, and consists of a repeating structure of a soft segment and a hard segment. . Polyurethane is a polyol such as polyester diol, polycaprolactone diol, and polycarbonate diol having hydroxyl groups (-OH) at both ends, and diisocyanate such as TDI (toluene diisocyanate), MDI (methylene diphenyl diisocyanate) and NDI (naphthalene diisocyanate). It is made by polymerization of isocyanate to make a prepolymer having an isocyanate group (-N=C=O) at the terminal, and then addition polymerization with a chain extender such as amine or diol. In this case, the polyol portion constitutes the soft fragment, and the urethane formed by reacting isocyanate with an amine or hydroxyl group, and a urea bond and unreacted portion constitute the hard fragment. By varying the raw material composition of the soft segment and the hard segment, various designs are possible, from rubber-like elastomers to thermosetting engineering plastics with high rigidity. The polyol is further divided into polyester-based polyol and polyether-based polyol. Polyurethane prepared using polyester-based polyol is polyester-based polyurethane. Polyurethane prepared using polyether-based polyol is polyether-based polyurethane. is called

발명의 상세한 설명:DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION:

본 발명의 일 관점에 따르면, 전체 중량 기준으로 0.2 내지 5 중량%의 나노크기의 실리카 입자가 함유된 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄 기재를 포함하며, 상기 실리카 입자가 상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄 기재 내부에 분산된, 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재가 제공된다.According to one aspect of the present invention, it includes a thermoplastic polyether-based polyurethane substrate containing nano-sized silica particles of 0.2 to 5% by weight based on the total weight, wherein the silica particles are inside the thermoplastic polyether-based polyurethane substrate A thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite, dispersed in

상기 복합재에 있어서, 상기 실리카는 직경이 100 내지 990 nm인 나노입자일 수 있고, 200 내지 900 nm일 수 있으며, 300 내지 850 nm일 수 있고, 400 내지 800 nm일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.In the composite, the silica may be nanoparticles having a diameter of 100 to 990 nm, 200 to 900 nm, 300 to 850 nm, 400 to 800 nm, but is not limited thereto. .

상기 복합재에 있어서, 상기 실리카는 0.2 내지 5.0, 0.3 내지 4.0 또는 0.5 내지 3.0 중량%로 포함될 수 있다.In the composite material, the silica may be included in an amount of 0.2 to 5.0, 0.3 to 4.0, or 0.5 to 3.0 wt%.

상기 복합재에 있어서, 상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄 기재는 디이이소사이아네이트, 폴리알킬렌옥사이드, 1,4-부타디엔, 활제, 산화방지제 및 가수분해제가 전체의 폴리우레탄 중량 대비 0.03% 이하로 포함된 것일 수 있다.In the composite material, the thermoplastic polyether-based polyurethane substrate contains diisocyanate, polyalkylene oxide, 1,4-butadiene, lubricant, antioxidant and hydrolytic agent in an amount of 0.03% or less based on the total weight of polyurethane it may have been

상기 복합재는 상기 실리카 입자를 상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄 기재 내에 분산시키기 위해 압출공정을 통해 제조될 수 있다.The composite material may be prepared through an extrusion process to disperse the silica particles in the thermoplastic polyether-based polyurethane substrate.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재를 성형하여 제조되는 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재 필름이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite film prepared by molding the thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite.

상기열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재 필름은 상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재를 프레싱, 또는 필름 압출하여 제조될 수 있다.The thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite film may be prepared by pressing or film extrusion of the thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite.

상기 복합재 필름은 인장강도가 51 MPa 이상이고 인장탄성률은 15.1 MPa 이상일 수 있다.The composite film may have a tensile strength of 51 MPa or more and a tensile modulus of 15.1 MPa or more.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재 또는 상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재필름은 치아 교정용 파워체인용 복합 소재로 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite material or the thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite film may be provided as a composite material for orthodontic power chains.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 일정 중량비의 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄(thermoplastic polyether type polyurethane) 및 나노크기의 실리카 입자(silica particle)를 압출기의 호퍼에 주입하는 단계; 및According to another aspect of the present invention, injecting a predetermined weight ratio of thermoplastic polyether type polyurethane and nano-sized silica particles into the hopper of the extruder; and

상기 압출기를 가동하고 상기 압출기의 인출구로부터 압출성형된 복합재를 회수하는 단계를 포함하는, 상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재의 제조방법이 제공된다.Operating the extruder and recovering the extruded composite material from the outlet of the extruder, the thermoplastic polyether-based polyurethane-based method for producing a silica composite is provided.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 일정 중량비의 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄(thermoplastic polyether type polyurethane) 및 나노크기의 실리카 입자(silica particle)를 압출기의 호퍼에 주입하는 단계; 및According to another aspect of the present invention, injecting a predetermined weight ratio of thermoplastic polyether type polyurethane and nano-sized silica particles into the hopper of the extruder; and

상기 압출기를 가동하고 상기 압출기의 인출구로부터 압출성형된 복합재 펠렛를 회수하는 단계;operating the extruder and recovering the extruded composite pellets from the outlet of the extruder;

상기 복합재 펠렛을 필름으로 가공하는 필름 가공단계; 및A film processing step of processing the composite pellets into a film; and

상기 필름을 치아 교정용 파워체인 형태로 성형하는 필름 성형단계를 포함하는, 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재를 이용한 치아 교정용 파워체인의 제조방법이 제공된다.A method of manufacturing a power chain for orthodontics using a thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite is provided, comprising a film forming step of forming the film in the form of a power chain for orthodontics.

열가소성 폴리우레탄의 우레탄기와 실리카의 수산기가 상호작용하여 수소결합을 형성할 수 있다. 이에, 본 발명자들은 열가소성 폴리우레탄의 극성을 띄는 작용기와 상호작용을 통해 기계적 물성을 강화시키기 위하여 말단기가 수산기(-OH)가 있는 실리카 입자를 첨가함으로써 열가소성 폴리우레탄의 기계적 물성의 증가가 가능한지 조사하였다. 본 발명자들은 상기 복합재의 기계적 특성과 광학적 특성 및 열적 특성을 분석하기 위해 인장강도, 인장탄성률, 주사전자현미경, 동적기계분석, 열중량 분석, 시차주사열량측정, 수은기공측정 분석을 수행하여 물질의 구조에 따른 기계적, 열적 특성 상관관계를 조사하였다. 아울러, 폴리에스터 계열과 폴리에테르 계열 폴리우레탄 중 어떤 것이 더 적합한지 비교분석을 수행하였다. 그 결과, 폴리에스터 계열의 폴리우레탄을 사용하여 컴파운딩할 경우, 황변현상이 나타남을 확인하였고, 이를 에테르 계열의 열가소성 폴리우레탄으로 치환한 결과, 황변현상이 억제되어 심미감이 매우 중요한 요소 중의 하나인 치아교정용 파워체인에 적합한 복합재의 투명성을 확보하였다. The urethane group of the thermoplastic polyurethane and the hydroxyl group of the silica may interact to form a hydrogen bond. Accordingly, the present inventors investigated whether it is possible to increase the mechanical properties of the thermoplastic polyurethane by adding silica particles having a hydroxyl group (-OH) in the terminal group in order to strengthen the mechanical properties through interaction with the polar functional group of the thermoplastic polyurethane. . The present inventors performed tensile strength, tensile modulus, scanning electron microscope, dynamic mechanical analysis, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, and mercury porosimetry analysis to analyze the mechanical properties, optical properties and thermal properties of the material. The correlation between mechanical and thermal properties according to the structure was investigated. In addition, a comparative analysis was performed to determine which of the polyester-based and polyether-based polyurethanes is more suitable. As a result, when compounding using polyester-based polyurethane, it was confirmed that yellowing occurred, and as a result of replacing it with ether-based thermoplastic polyurethane, yellowing was suppressed, which is one of the most important factors for aesthetics. The transparency of the composite material suitable for orthodontic power chains was secured.

이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 합성예, 실시예 및 실험예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 합성예, 실시예 및 실험예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples and Experimental Examples. However, the present invention is not limited to the synthesis examples, examples and experimental examples disclosed below, but can be implemented in various different forms, and the following synthesis examples, examples and experimental examples are provided so that the disclosure of the present invention is complete. and is provided to fully inform those of ordinary skill in the scope of the invention.

실시예: 파워체인용 열가소성 폴리우레탄-실리카 복합재의 제조Example: Preparation of Thermoplastic Polyurethane-Silica Composite for Power Chain

열가소성 폴리우레탄은 코오롱 인더스트리에서 구입한 K-492A(폴리에스터 타입), K-395AB(폴리에테르 타입) 두 제품이며 실리카 입자는 아주산업에서 구입한 MUS-5 제품으로 압출 전 4시간 건조하여 사용하였다. Thermoplastic polyurethane is K-492A (polyester type) and K-395AB (polyether type) purchased from Kolon Industries, and silica particles are MUS-5 products purchased from Ajou Industries, which were dried for 4 hours before extrusion. .

복합재 생산을 위해, 공동-회전 2축 스크류 압출기(SM-PLATEK, TEK-25, L/D=40, 25 mm)를 사용하였다. 열가소성 폴리우레탄과 실리카 입자를 계량한 후 혼합한 뒤 혼합물을 주 피더에 삽입하였다. 배럴의 온도는 호퍼에서 다이까지 170℃부터 215℃까지 순차적으로 온도 구배를 설정하였다. K-492A는 연질 세그먼트가 폴리에스터 계열이며 K-395AB는 폴리에테르 계열이다. 표 1에서 확인되는 바와 같이, K-492A 열가소성 폴리우레탄 사용 시 복합재 내 실리카 입자 함량은 0, 1, 2, 5, 10 중량%의 총 5가지로 제조하였다. 그런데 폴리에스터 계열 폴리우레탄을 이용하여 펠렛을 제조할 경우, 실리카 함량이 증가함에 따라 황변화 현상이 강화됨을 확인하였다. 치아교정용 파워체인 복합소재는 심미감이 중요한 요소인 만큼 소재 자체에 황변화 현상이 발생할 경우 아무리 그의 기계적 물성이 좋다고 하더라도 파워체인으로 사용하기에는 부적합하다고 할 수 있다. 이에, 본 출원인들은 상기 폴리에스터 계열 폴리우레탄 복합재 시료들의 기계적 물성 분석을 토대로 K-395AB 열가소성 폴리우레탄과 실리카 입자의 복합재 제조 시 함량을 0, 0.5, 1, 1.5, 2, 5 중량%의 세분화 된 함량 비의 복합재를 제조하였다. For composite production, a co-rotating twin screw extruder (SM-PLATEK, TEK-25, L/D=40, 25 mm) was used. After the thermoplastic polyurethane and silica particles were weighed and mixed, the mixture was inserted into the main feeder. The temperature of the barrel was set sequentially from 170°C to 215°C from the hopper to the die. The soft segment of K-492A is polyester, and K-395AB is polyether. As can be seen in Table 1, when K-492A thermoplastic polyurethane was used, the silica particle content in the composite material was prepared in a total of 5 types of 0, 1, 2, 5, and 10 wt%. However, it was confirmed that when pellets were prepared using polyester-based polyurethane, the yellowing phenomenon was strengthened as the silica content increased. Since the orthodontic power chain composite material is an important factor in aesthetics, if yellowing occurs in the material itself, no matter how good its mechanical properties are, it can be said that it is not suitable for use as a power chain. Accordingly, the present applicants determined that the content of K-395AB thermoplastic polyurethane and silica particles in the manufacture of a composite of 0, 0.5, 1, 1.5, 2, and 5% by weight of granular A composite material of content ratio was prepared.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 배합비Mixing ratio according to various embodiments of the present invention 실시예Example 폴리우레탄 종류Polyurethane type 폴리우레탄 함량(중량%)Polyurethane content (wt%) 실리카 함량(중량%)Silica content (wt%) 1One 폴리에스터 타입polyester type 100100 00 22 99.099.0 1.01.0 33 98.098.0 2.02.0 44 95.095.0 5.05.0 55 90.090.0 10.010.0 66 폴리에테르 타입polyether type 100100 00 77 99.599.5 0.50.5 88 99.099.0 1.01.0 99 98.598.5 1.51.5 1010 98.098.0 2.02.0 1111 95.095.0 5.05.0

제조된 펠렛의 색상 및 형태는 도 1에 도시하였으며 실시예 1 내지 11에 따라 제조된 폴리에테르 계열 폴리우레탄 복합재 펠렛은 80℃에서 12시간 건조시킨 후 고온 가압 프레스를 이용하여 60 ~ 80 μm의 필름으로 성형하였다. 또한 현재 시판 중인 Ormco(미국), American orthodontics(미국), Xceldent(중국) 사의 파워체인 제품은 프레싱하여 동일한 두께의 필름으로 제조하여 복합재 물성을 비교하였다. The color and shape of the prepared pellets are shown in FIG. 1, and the polyether-based polyurethane composite pellets prepared according to Examples 1 to 11 were dried at 80° C. for 12 hours and then using a high-temperature press to a film of 60 to 80 μm. was molded with In addition, power chain products of Ormco (USA), American orthodontics (USA), and Xceldent (China) that are currently on the market were pressed and manufactured into films of the same thickness to compare the properties of composite materials.

실험예 1: 기계적 물성의 분석Experimental Example 1: Analysis of mechanical properties

본 발명자들은 이어, 상기 실시예 1 내지 11에 따라서 제조된 총 11종의 열가소성 폴리우레탄 복합재 시편 내의 실리카와 폴리우레탄 사이의 상호작용이 복합재의 기계적 물성에 미치는 영향을 분석하고 파워체인의 국산 생산의 적합성을 판단하기 위해 인장강도, 파단신도 및 인장 탄성률을 측정하는 실험을 수행하였다.Next, the present inventors analyzed the effect of the interaction between silica and polyurethane in a total of 11 types of thermoplastic polyurethane composite specimens prepared according to Examples 1 to 11 on the mechanical properties of the composite and analyzed the effects of the domestic production of power chains. To determine suitability, experiments were performed to measure tensile strength, elongation at break, and tensile modulus.

도 2에 도시된 바와 같이 제작된 함량 비 별 복합재 샘플을 필름으로 제조하여 기계적 물성 측정을 진행하였다. 비교군으로 중국산 Xceldent 파워체인 제품을 필름으로 프레스 가공한 후 함께 측정하였다. 인장강도와 인장탄성률은 만능시험기(UTM, Instron, 3343)를 사용하여 500 mm/min의 속도로 측정하였으며, 인장강도와 인장탄성률은 기계적 물성의 측정 오차범위를 줄이기 위해 각 실시예 별로 최소 7개의 샘플을 사용하여 측정하였다. 본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재 필름과 시판 제품의 필름 물성을 비교한 결과, 본 발명의 실시예 9 및 11에서 각각 제조된 1.5, 5 중량% 실리카 함유 폴리우레탄 복합재에서 높은 인장강도를 나타냈으며 특히 3종의 파워체인 중 가장 기계적 물성이 좋았던 Xceldent 샘플보다 1.5 중량% 복합재가 더 우수한 인장탄성률을 나타냈다. As shown in FIG. 2 , a composite sample for each content ratio was prepared as a film, and mechanical properties were measured. As a comparative group, Xceldent power chain products made in China were pressed into a film and then measured together. Tensile strength and tensile modulus were measured at a speed of 500 mm/min using a universal testing machine (UTM, Instron, 3343). Measurements were made using samples. As a result of comparing the film properties of the thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite film according to an embodiment of the present invention and a commercially available product, 1.5 and 5 wt% silica-containing polyurethane prepared in Examples 9 and 11 of the present invention, respectively The composite material showed high tensile strength, and in particular, the 1.5 wt% composite material showed better tensile modulus than the Xceldent sample, which had the best mechanical properties among the three types of power chains.

도 3에 도시된 바와 같이 동적기계분석기(DMA, TA Instrument, Q800)를 이용하여 시간에 대한 응력(MPa)을 측정하였다. 도 2의 인장실험에서 가장 물성이 우수한 함량 비 1.5 및 5 중량% 복합재 2가지를 선별하여 진행하였으며, 외국산 파워체인 3종의 파워체인 제품은 필름으로 프레스 가공한 후 진행하였다. 응력 완화 시험은 초기 길이의 1% 변형률을 가한 상태에서 1시간 동안의 탄성력을 측정하였다. 그 결과, 실리카 함량 1.5 및 5 중량%에서 모두 기존 상용화 제품보다 높은 응력수치를 기록하였다. 이는 본 발병의 실리카-폴리우레탄 복합재 필름을 파워체인으로 사용할 경우 더 강한 힘으로 치열을 이동시킬 수 있음을 의미한다. As shown in FIG. 3, the stress (MPa) with respect to time was measured using a dynamic mechanical analyzer (DMA, TA Instrument, Q800). In the tensile test of FIG. 2 , two types of composite materials with the content ratio of 1.5 and 5% by weight having the best physical properties were selected and processed, and three types of power chain products from foreign power chains were press-processed into films. In the stress relaxation test, elastic force for 1 hour was measured in a state where 1% of the initial length was applied. As a result, both at 1.5 and 5 wt % of silica content, higher stress values were recorded than conventional commercial products. This means that when the silica-polyurethane composite film of the present invention is used as a power chain, the teeth can be moved with a stronger force.

이러한 결과는, 열가소성 폴리우레탄과 실리카 입자 사이의 상호작용과 열가소성 폴리우레탄의 경질 단편 비율에 의해 나타난 결과로 추정된다.This result is presumed to be a result of the interaction between the thermoplastic polyurethane and silica particles and the ratio of hard fragments of the thermoplastic polyurethane.

실험예 2: 파단면 분석Experimental Example 2: fracture surface analysis

이어, 본 발명자들은 복합재의 분산도에 따른 기계적 물성을 분석하기 위해 우수한 인장강도를 나타낸 실시예 6, 9 및 11에서 제조된 폴리에테르 계열 폴리우레탄 복합재(실리카 함량 0, 1.5 및 5 중량%)의 파단면을 주사전자현미경으로 촬영하여 분석하였다. 파단면은 히타치사의 주사전자현미경(FE-SEM, Hitachi, S-4300SE)을 사용하여 촬영하였다. 그 결과 도 4에 나타난 바와 같이, 1.5 및 5 중량% 실리카 함유 열가소성 폴리우레탄 복합재의 파단면은 열가소성 폴리우레탄 내부에 실리카 입자가 분산되어 있으며, 수소 결합에 의해 실리카 입자가 폴리우레탄 기재와 상호작용하고 있음을 알 수 있었다. Next, the present inventors prepared polyether-based polyurethane composites (silica content 0, 1.5 and 5 wt%) prepared in Examples 6, 9 and 11, which showed excellent tensile strength, in order to analyze the mechanical properties according to the dispersion degree of the composite material. The fracture surface was photographed with a scanning electron microscope and analyzed. The fracture surface was photographed using a scanning electron microscope (FE-SEM, Hitachi, S-4300SE) manufactured by Hitachi. As a result, as shown in FIG. 4, the fracture surface of the thermoplastic polyurethane composite containing 1.5 and 5 wt% silica has silica particles dispersed inside the thermoplastic polyurethane, and the silica particles interact with the polyurethane substrate by hydrogen bonding and was found to be

실험예 3: 밀도 및 기공률 측정Experimental Example 3: Density and porosity measurement

이어, 본 발명자들은 상기 폴리에테르 계열 폴리우레탄 복합재 2종의 밀도 및 기공률을 다양한 압력에서의 수은기공측정기(Micrometrics, AutoPore IV, USA)를 사용하여 측정하였다. 그 결과, 도 5에서 도시된 바와 같이 실리카 입자가 첨가되지 않은 폴리우레탄 필름에 비해 실리카 입자가 첨가된 폴리우레탄 복합재 필름에서 더 높은 밀도와 낮은 기공률을 나타냈다. 자세한 수치는 표 2에 나타냈으며 기공률의 감소는 유의미하게 나타났다. 이와 같은 현상이 나타난 이유는 고분자 매트릭스와 보강재인 실리카 입자 사이의 수소결합을 통한 상호작용으로 인해 기공의 크기가 작아지며 고분자 복합재의 밀도를 증가시켰다고 판단할 수 있다.Next, the present inventors measured the density and porosity of the two polyether-based polyurethane composites using a mercury porosimeter (Micrometrics, AutoPore IV, USA) at various pressures. As a result, as shown in FIG. 5 , the polyurethane composite film to which silica particles were added showed higher density and lower porosity compared to the polyurethane film to which silica particles were not added. Detailed values are shown in Table 2, and the decrease in porosity was significant. It can be concluded that the reason for this phenomenon is that the pore size is reduced and the density of the polymer composite is increased due to the interaction through hydrogen bonding between the polymer matrix and the silica particles, which is a reinforcement material.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄 및 폴리우레탄-실리카 복합재의 밀도 및 기공Density and porosity of polyurethane and polyurethane-silica composites according to an embodiment of the present invention 측정항목Metrics 단위unit 실시예 6Example 6 실시예 9Example 9 부피밀도bulk density g/cm3 g/cm 3 1.141.14 1.151.15 골격밀도bone density g/cm3 g/cm 3 1.211.21 1.221.22 기공률porosity %% 6.176.17 5.895.89 기공 크기 중간값(체적)Median pore size (volume) nm3 nm 3 8.08.0 7.97.9 기공 크기 중간값(면적)Median pore size (area) nm2 nm 2 4.84.8 4.84.8 평균 기공 크기(4V/A)Average pore size (4V/A) nmnm 7.27.2 7.27.2

실험예 4: 복합재의 열안정성 분석Experimental Example 4: Thermal stability analysis of composites

본 발명자들은 실리카 입자 첨가 후 복합재의 열안정성에 변화가 없는지 여부를 조사하기 위해 열중량 분석(TGA)을 수행하였다. 열중량 분석의 경우, 일정한 속도로 온도를 높여주며 샘플의 중량 변화를 관찰하는 실험이다. 이를 통해 물질의 구성성분과 성분비를 파악할 수 있다. TGA 분석 전 고분자 복합재 및 상용화된 파워체인 모두 70 ℃의 오븐에서 12시간 건조시킨 후 실험을 수행하였다. TGA 분석은 열중량 분석기(Q50, TA Instruments, USA)를 사용하여 질소 조건 하에서 30 내지 700℃의 온도 범위에서 10℃/min의 가열속도로 수행하였다. 그 결과, 도 6에 도시된 그래프에서, 열분해 첫 번째 미분 피크점은 열가소성 폴리우레탄의 경질 단편의 분해를 의미하며 두 번째 미분 피크점은 연질 단편의 분해를 의미한다. 상용품 3사 및 본 발명의 복합재에서 열가소성 폴리우레탄의 특징인 두 가지 경질/연질 분해온도가 모두 나타났다. 또한 표 3과 같이 폴리우레탄 내의 연질단편의 분해온도(Tmax1) 및 경질단편의 분해온도(Tmax2)와 열중량 분석이 끝난 후 남아 있는 잔여물질을 비교하였다. 잔여물질은 고분자의 탄화 혹은 첨가제로 들어간 무기물의 실리카에 의해 나타날 수 있다. 실리카 입자를 포함하지 않은 폴리우레탄보다 폴리에테르 타입의 폴리우레탄-실리카 고분자 복합재에서 잔여물질의 함량이 훨씬 더 높게 나타났다. 이는 실리카 나노입자가 폴리우레탄 내에 분산되면서 계면접착력이 증가하여 TGA 온도범위 내에서 열분해 되지 않은 양이 증가하거나, 또는 재, 타르가 증가한 것으로 추정된다. The present inventors performed thermogravimetric analysis (TGA) to investigate whether there is no change in the thermal stability of the composite after the addition of silica particles. In the case of thermogravimetric analysis, the temperature is increased at a constant rate and the change in weight of the sample is observed. Through this, the composition and composition ratio of the substance can be identified. Before TGA analysis, both the polymer composite material and the commercialized power chain were dried in an oven at 70° C. for 12 hours, and then the experiment was performed. TGA analysis was performed using a thermogravimetric analyzer (Q50, TA Instruments, USA) at a heating rate of 10° C./min in a temperature range of 30 to 700° C. under nitrogen conditions. As a result, in the graph shown in FIG. 6 , the first differential peak point of pyrolysis means the decomposition of the hard fragment of the thermoplastic polyurethane, and the second differential peak point means the degradation of the soft fragment of the thermoplastic polyurethane. Both three hard/soft decomposition temperatures, which are characteristic of thermoplastic polyurethane, were observed in the three commercial companies and the composite material of the present invention. In addition, as shown in Table 3, the decomposition temperature (T max1 ) of the soft fragment in the polyurethane and the decomposition temperature (T max2 ) of the hard fragment in the polyurethane were compared with the residual material remaining after the thermogravimetric analysis was finished. Residues may be caused by carbonization of polymers or inorganic silica as additives. The content of residual substances was much higher in the polyether-type polyurethane-silica polymer composite than in polyurethane without silica particles. It is estimated that the amount of silica nanoparticles that are not thermally decomposed within the TGA temperature range increases as the interfacial adhesion increases as the silica nanoparticles are dispersed in the polyurethane, or that ash and tar increase.

본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄 복합재 및 상용 파워체인의 소재의 열분해 온도 및 미반응 잔류물 함량Thermal decomposition temperature and unreacted residue content of polyurethane composite material and commercial power chain material according to an embodiment of the present invention 종류Kinds 브랜드 또는
실시예 번호
brand or
Example number
측정항목Metrics
Tmax1 (℃)T max1 (℃) Tmax2 (℃)T max2 (℃) 잔류물질 함량
(중량%)
Residue content
(weight%)
상용품commercial goods OrmcoOrmco 314314 374374 7.17.1 American orthodonticsAmerican orthodontics 318318 391391 7.27.2 XceldentXceldent 331331 409409 2.42.4 폴리에스터 계열 복합재Polyester based composites 실시예 1Example 1 354354 408408 2.32.3 실시예 2Example 2 338338 406406 3.83.8 실시예 4Example 4 346346 406406 8.58.5 폴리에테르 계열 복합재Polyether based composites 실시예 6Example 6 355355 418418 5.65.6 실시예 9Example 9 353353 413413 14.114.1 실시예 11Example 11 350350 415415 16.016.0

실험예 5: 파워체인 구조체의 제작Experimental Example 5: Fabrication of the power chain structure

이어, 본 발명자들은 상기 실시예 1에서 언급한 파워체인 구조체를 상기 폴리에테르 계열 폴리우레탄 복합재 필름으로 도 7에 도시된 바와 같이 파워체인 형태로 제조했다. 상기 실시예 1에서 제조된 폴리에테르 계열 열가소성 폴리우레탄-실리카 복합재를 고온 프레스를 사용하여 파워체인 상용품(Ormco, American orthodontics, Xceldent)의 두께와 유사한 값인 500 μm의 두께를 갖도록 필름 성형한 후, 커팅공구를 이용하여 파워체인 형태로 제작하였다. Next, the present inventors manufactured the power chain structure mentioned in Example 1 in the form of a power chain as shown in FIG. 7 with the polyether-based polyurethane composite film. The polyether-based thermoplastic polyurethane-silica composite prepared in Example 1 was film-formed using a hot press to have a thickness of 500 μm, which is similar to the thickness of commercial power chain products (Ormco, American orthodontics, Xceldent), It was manufactured in the form of a power chain using a cutting tool.

본 발명은 상술한 실시예 및 실험예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예 및 실험예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above-described examples and experimental examples, these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will realize that various modifications and equivalent other examples and experimental examples are possible therefrom. will understand Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (13)

전체 기준으로 0.2 내지 5.0 중량%의 나노크기의 말단기가 수산기(-OH)인 실리카 입자가 함유된 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄 기재를 포함하며, 상기 실리카 입자가 상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄 기재 내부에 분산된, 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재.A thermoplastic polyether-based polyurethane substrate containing silica particles having a nano-sized terminal group of hydroxyl (-OH) in an amount of 0.2 to 5.0% by weight based on the total, wherein the silica particles are inside the thermoplastic polyether-based polyurethane substrate Dispersed, thermoplastic polyether based polyurethane-silica composite. 제1항에 있어서,
상기 실리카는 직경이 100 내지 990 nm인 나노입자인, 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재.
According to claim 1,
The silica is nanoparticles having a diameter of 100 to 990 nm, a thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite.
제1항에 있어서,
상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄 기재는 디이이소사이아네이트, 폴리알킬렌옥사이드, 1,4-부타디엔, 활제, 산화방지제 및 가수분해제가 전체의 폴리우레탄 중량 대비 0.03% 이하로 포함되는, 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재.
According to claim 1,
The thermoplastic polyether-based polyurethane base includes diisocyanate, polyalkylene oxide, 1,4-butadiene, lubricants, antioxidants and hydrolysers in an amount of 0.03% or less based on the weight of the total polyurethane, thermoplastic polyether A series of polyurethane-silica composites.
제1항에 있어서,
상기 실리카 입자를 상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄 기재 내에 분산시키기 위해 압출공정을 통해 제조되는, 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재.
According to claim 1,
A thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite material produced through an extrusion process to disperse the silica particles in the thermoplastic polyether-based polyurethane substrate.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재를 성형하여 제조되는 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재 필름.The thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite film produced by molding the thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite of any one of claims 1 to 4. 제5항에 있어서,
인장강도가 51 MPa 이상이고 인장탄성률은 15.1 MPa 이상인, 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재 필름.
6. The method of claim 5,
A thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite film having a tensile strength of 51 MPa or more and a tensile modulus of 15.1 MPa or more.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재를 가공하여 제조되는 치아교정용 파워체인.The power chain for orthodontics manufactured by processing the thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite of any one of claims 1 to 4. 제7항에 있어서,
상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재를 성형함으로써 제조되는, 치아교정용 파워체인.
8. The method of claim 7,
A power chain for orthodontics manufactured by molding the thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite material.
제6항의 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재 필름을 가공하여 제조되는, 치아교정용 파워체인.The power chain for orthodontics manufactured by processing the thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite film of claim 6 . 제9항에 있어서,
상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재 필름을 절단성형함으로써 제조되는, 치아교정용 파워체인.
10. The method of claim 9,
A power chain for orthodontics produced by cutting and molding the thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite film.
일정 중량비의 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄(thermoplastic polyether type polyurethane) 및 나노크기의 말단기가 수산기(-OH)인 실리카 입자(silica particle)를 압출기의 호퍼에 주입하는 단계; 및
상기 압출기를 가동하고 상기 압출기의 인출구로부터 압출성형된 복합재를 회수하는 단계를 포함하는, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재의 제조방법.
injecting silica particles having a predetermined weight ratio of thermoplastic polyether type polyurethane and nano-sized end groups of hydroxyl groups (-OH) into the hopper of the extruder; and
5. A method for producing a thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite of any one of claims 1 to 4, comprising the step of operating the extruder and recovering the extruded composite material from the outlet of the extruder.
제11항에 있어서,
상기 실리카 입자:상기 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄의 일정 중량비는 0.2:99.8 내지 5:95의 비율인, 제조방법.
12. The method of claim 11,
The silica particles: a certain weight ratio of the thermoplastic polyether-based polyurethane is a ratio of 0.2:99.8 to 5:95, the manufacturing method.
일정 중량비의 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄(thermoplastic polyether type polyurethane) 및 나노크기의 말단기가 수산기(-OH)인 실리카 입자(silica particle)를 압출기의 호퍼에 주입하는 단계; 및
상기 압출기를 가동하고 상기 압출기의 인출구로부터 압출성형된 복합재 펠렛를 회수하는 단계;
상기 복합재 펠렛을 필름으로 가공하는 필름 가공단계; 및
상기 필름을 치아 교정용 파워체인 형태로 성형하는 필름 성형단계를 포함하는, 제1항의 열가소성 폴리에테르 계열 폴리우레탄-실리카 복합재를 이용한 치아 교정용 파워체인의 제조방법.
injecting silica particles having a predetermined weight ratio of thermoplastic polyether type polyurethane and nano-sized end groups of hydroxyl groups (-OH) into the hopper of the extruder; and
operating the extruder and recovering the extruded composite pellets from the outlet of the extruder;
A film processing step of processing the composite pellets into a film; and
A method of manufacturing a power chain for orthodontics using the thermoplastic polyether-based polyurethane-silica composite of claim 1, comprising a film forming step of forming the film in the form of a power chain for orthodontics.
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