KR19990021974A - 치아용 플로스 - Google Patents

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KR19990021974A
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밍치 엠. 쩡
토마스 크레이그 매스터맨
에드워드 호성 박
마이클 에프. 로버츠
진 엘. 스펜서
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질레트 캐나다 인코포레이티드
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Abstract

다-성분의 동시압출된 필라멘트 및/또는 멀티로벌 단면을 가지는 필라멘트를 포함하는 증진된 치아용 플로스가 제공된다. 본 발명의 바람직한 플로스는 벌킹할 수 있다.

Description

치아용 플로스
충치 및 치아 질환은 치아 주위의 플라그 형성 및/또는 치아 간극 내 음식물 입자의 포획의 결과인 박테리아의 작용에 의하여 야기될 수 있다. 플라그 및 포획된 음식물 입자의 제거는 구강 위생을 일반적으로 증진시킬뿐 아니라 충치, 치은염의 발발 및 구취를 감소시킨다. 종래의 브러싱은 모든 포획된 음식물 입자 및 플라그의 제거에 불충분한 것으로 발견되었다. 브러싱을 보충하기 위하여, 치아용 플로스 및 테이프가 권장되어 왔다.
두꺼운 브러쉬 부를 포함하는 치아용 플로스가 개발되어 왔다. 이들 플로스는 또한 얇은 플로스 부 및 쓰레더(threader)를 포함할 수 있다. 브러쉬 부는 치표면 사이에서 드로잉될 때, 보통의 얇은 플로스만의 이용시에 남겨지는 물질을 제거하는 우수한 세정 작용을 제공한다.
브러쉬 플로스를 형성하기 위해서는, 플로스의 스트랜드 내에 벌킹된 필라멘트, 즉 분리되고 약간 구불구불한 임의의 배향을 가지는 필라멘트를 제공하는 것이 필요하다.
치아용 플로스는 브러쉬 및 얇은 플로스 형태 모두 종종 항미제 또는 착색제와 같은 첨가제를 포함한다. 이들 향미제는 전형적으로 첨가제를 플로스 표면 상에 코팅시킴으로써 적용되어 왔다.
본 발명은 증진된 치아용 플로스 및 치아용 플로스 제조용 필라멘트를 특징으로 한다. 바람직하게는, 필라멘트는 다-성분의 동시 압출된 섬유이다; 다-성분(multicomponent)이란 필라멘트가 2종 이상의 성분을 지님을 의미하고; 동시압출이란 두 개 이상의 성분이 혼합되어 있기 보다 그들 간에 뚜렷한 접촉면을 가지는 실질적으로 분리된 상의 형태로 존재함을 의미한다. 필라멘트는 바람직하게는 당업계에서 동시 압출로 언급되는 방법에 의하여 형성되나, 본원에 사용되는 용어 다-성분의 동시 압출된은 다른 방법에 의하여 제조되는 상기 구조를 가지는 필라멘트를 포함한다.
본 발명의 한 측면에서, 본 발명의 증진된 플로스는 벌킹되어 브러쉬 플로스를 형성할 수 있는 섬유를 포함한다.
필라멘트는 제조 중에 부분적으로 또는 완전히 배향되는, 즉 그 분자가 정상적인 위치로부터 연장되는 중합체를 포함한다. 배향은 바람직하게는 제조 과정 중에 섬유를 예비 신장함으로써 얻어진다. 장력이 예를 들어 스풀(spool)로부터 플로스를 풀음에 의하여 해제되면, 섬유가 이완되어 플로스의 벌킹을 야기시킨다. 이들 플로스는 임의의 벌킹 단계를 거치지 않고 장력이 해제되면 벌킹하므로, 본원에서 자가 벌킹 플로스(self-bulking floss)로 언급된다.
대안적으로, 필라멘트는 제조 중에 배향되지 않는(또는 임의의 감지할 만한 정도로 배향되지 않는) 중합체를 포함한다. 이들 필라멘트를 포함하는 플로스는 스팀 또는 고온 공기 벌킹과 같은 전형적인 방법을 이용하여 벌킹될 수 있으나, 경우에 따라 바람직하게는 단순히 장력을 플로스에 가하여 중합체의 배향을 야기시킨 다음, 장력을 해제시킴으로써 벌킹된다. 이들 플로스는 사용 직전에 또는 경우에 따라 플로스가 사용자의 치아 사이에 있을 동안에도 플로스 이용자에 의하여 벌킹될 수 있다. 이들 플로스는 본원에서 장력-유도 벌킹 플로스(tension-induced bulking floss)로 언급된다.
유리하게는, 자가 벌킹 및 장력-유도 벌킹 플로스 모두 단순히 플로스에 장력을 가함으로써 벌킹될 수 있다. 벌킹은 각각의 다-성분 필라멘트의 다양한 성분의 이완율, 성분간의 접촉면에서 점착도, 및 각각 필라멘트 성분의 비교 단면 구조의 차이의 조합 결과인 것으로 믿어진다. 따라서, 이들 플로스는 부가적인 제조 단계(예를 들면, 중합체 코팅, 선택적 용매 제거, 스팀 또는 고온 공기 처리)없이 용이하게 제조될 수 있다.
바람직한 양태에서, 플로스는 벌킹 이전(장력 유도 벌킹 플로스의 경우) 또는 벌킹 이후(자가 벌킹 플로스의 경우)에 트위스팅 및 코팅된다. 일부 바람직한 플로스는 플로스의 미리 정해진 부분에 장력을 선택적으로 가함으로써 얻어지는 비벌킹부 및 벌킹부를 모두 포함한다. 다른 바람직한 플로스는 하나 이상의 성분 내에 혼입된 하나 이상의 첨가제, 예를 들면 벌킹에 따라 나타나는 색조, 또는 벌킹에 따라 방출되는 향미, 방향 또는 활성 성분을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 증진된 치아용 플로스가 플로스에 바람직한 특성을 제공하기 위하여 선택되는 두 개 이상의 성분을 포함하는 필라멘트로 구성된다. 예를 들면, 필라멘트는 플로스에 강도를 제공하기 위하여 선택되는 내부 코어, 및 예를 들어 미끄러짐성, 유연성 또는 연마성 등 요구되는 표면 특성을 제공하기 위하여 선택되는 외부 층을 포함할 수 있다. 본 발명의 본 양태에 의한 플로스는 선택 성분의 배합에 따라 벌킹되거나 될 수 없다.
본 발명의 또 다른 측면은 하나 이상의 성분이 플로스로부터 방출되는 착색, 방향, 향미 또는 활성 성분 등의 첨가제를 포함하는 필라멘트를 포함하는 증진된 치아용 플로스를 특징으로 한다. 일부 바람직한 플로스는 벌킹할 수 있다. 일부 바람직한 플로스는 플로스에 벌킹 이외의 요구되는 특성, 예를 들면 우수한 인장 강도와 조합된 미끄러짐성과 같은 표면 특성을 제공하기 위하여 선택 성분의 배합을 포함한다. 첨가제-함유 성분은 수용성이어서 사용 중에 첨가제를 플로스로부터 누출시키거나, 플로스가 벌킹시 첨가제를 방출시킬 수 있다. 첨가제는 공급된 바와 같이 미세캡슐 형태로 제공되거나, 다른 첨가제, 즉 미립자 충진물 상으로 흡수 또는 흡착될 수 있다. 첨가제는 또한 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 5,300,290 호에 개시된 바와 같이 하전된 미세구 상에 제공될 수 있다.
유리하게는, 첨가제는 후에 별도의 코팅 단계 동안 적용되기 보다는 필라멘트 제조 동안에 본 발명의 플로스 내에 혼입될 수 있다. 이는 전 과정의 단계 를 감소시킬 뿐 아니라, 요구되는 첨가제의 양을 감소시킨다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 멀티로벌(multilobal) 단면을 가지는 필라멘트를 포함하는 증진된 플로스를 특징으로 한다. 이들 플로스는 단일 성분, 또는 다-성분 필라멘트를 포함할 수 있으며, 후자의 경우 벌킹할 수 있거나 없을 수 있다. 멀티로벌 단면은 플로스의 편안함과 세정 특성을 증진시킬 수 있다.
본 발명은 증진된 플로스의 제조방법을 또한 특징으로 한다. 바람직한 방법은 (a) 두 개 이상의 중합체를 다-성분 다이를 통하여 동시압출시킴으로써 다수의 다-성분 필라멘트를 형성시키고; (b) 필라멘트를 처리하여 치아용 플로스용으로 적합한 섬유를 형성시키는 것을 포함한다. 부가적으로, 본 발명은 포유동물의 두 치아 사이에 한 발의 본 발명의 치아용 플로스를 삽입함으로써 포유 동물, 예를 들면 인간의 치아를 플로싱하는 방법을 특징으로 한다.
본원에 사용된 치아용 플로스라는 용어는 치아용 플로스, 치아용 테이프 및 유사 물품을 포함하는 것으로 정의된다.
본 발명의 기타 특징 및 잇점들이 도면, 하기의 상세한 설명 및 청구항으로부터 명백하여 질 것이다.
도 1은 벌킹 이전의 치아용 플로스의 길이에 대한 대략적인 확대 측면도이다. 도 1a는 벌킹 후의 도 1의 치아용 플로스의 대략적인 확대 측면도이다.
도 2는 본 발명의 양태에 의한 자가 벌킹 브러쉬 치아용 플로스 제조를 위한 생산 라인에 대한 대략적 도식이다.
도 3 내지 3d는 다양한 단면을 가지는 다-성분 동시 압출 필라멘트의 방사상 단면도이다.
도 4는 본 발명의 양태에 의한 트리로벌 단일 성분 필라멘트의 방사상 단면도이다. 도 4a는 외피/코어 단면을 가지는 트리로벌 다-성분 필라멘트의 방사상 단면도이다; 도 4b는 비스듬한 단면을 가지는 트리로벌 다-성분 필라멘트의 방사상 단면도이다.
도 5는 카올린 입자를 외피 성분 내에 함유하는 필라멘트의 전자현미경사진이다.
벌킹 플로스
도 1 및 도1a는 벌킹 전후의 치아용 플로스의 길이를 나타낸다. 벌킹 이전에, 플로스를 포함하는 필라멘트가 근접하여 정렬되어 섬유를 형성하고, 실질적으로 축 방향으로 서로 평행하다 (도 1).
벌킹 후, 도 1a에서 도시하는 바와 같이, 치아용 플로스는 브러쉬 형태, 즉, 필라멘트가 비교적 넓게 이격되어 있고, 실질적으로 축방향으로 평행하지 않으나, 대신 약간 구불구불하고 무작위로 배향되어 있다. 바람직하게는, 브러쉬 플로스는 그 이완된 상태에서 벌킹 이전 섬유의 본래 직경의 적어도 300 내지 500 %의 직경 및 약 500 내지 700의 데니어를 가진다. 바람직한 브러쉬 플로스는 사용 중의 마모와 파손에 저항하기에 충분한 강도, 전형적으로 적어도 5N, 바람직하게는 적어도 10N, 보다 바람직하게는 약 25N의 파손 강도를 가진다.
사용 중, 장력 하에, 브러쉬는 신장되어 치아 간의 용이한 삽입 및 마주 대하는 치표면을 따라 상하로 스크래핑 이동에 적합한 쓰레드가 된다. 장력이 가하여 지지 않을 때, 브러쉬는 치아 및 잇몸 표면을 가로질러 전후로 브러쉬 플로스를 잡아당기는 브러싱 작용으로 치아 간의 세정에 적합한 방적사와 같다.
플로스는 두 개 이상의 중합체 성분으로 구성되는 다수의 다-성분 필라멘트를 포함하는 섬유로 형성된다. 성분은 그 점탄성 및/또는 결정 구조의 결과 이완율의 차이를 나타내거나, 비교 단면을 가지거나, 배향 및 연속적인 필라멘트의 이완에 따라 벌킹을 초래할 그 접촉면에서의 점착도를 가지도록 선택된다.
이완율의 차이는, 별개의 중합체, 예를 들면 나일론과 폴리에스테르, 또는 상이한 등급, 즉 상이한 용융 유동 지수(MFIs), 상대 점도(RVs) 또는 분자량을 가지는 등급의 동일한 중합체를 사용함으로써 얻어질 수 있다. 중합체는 바람직하게는 상이한 점탄성, 및/또는 상이한 결정 구조, 예를 들면 결정질 대 비결정질의 상이한 비율을 가진다. 하나 이상의 성분(필라멘트의 모든 성분은 아니라도)이 성분의 탄성 한도를 초과하여 이들 성분의 이완이 일어나지 않을 정도로 스크래칭될지라도, 필라멘트는 여전히 대개 벌킹할 수 있음이 주목된다.
단면의 차이는, 예를 들면 성분의 단면이 비대칭이 되도록, 또는 성분이 필라멘트 용적의 동등하지 않은 백분율을 차지하도록 성분을 정렬함으로써 얻어진다. 필라멘트에 적합한 단면은 사이드 바이 사이드(도 3), 외피/코어 이심원(도 3a), 외피/코어(도 3b), 공동의 파이(도 3c) 및 파이(도 3d)를 포함한다.
벌킹을 일으킬 점착도는 실험에 의하여 용이하게 측정될 수 있다. 일반적으로, 상호간에 보다 적은 점착성을 가지는 물질은 필라멘트 내에 배합되어 벌킹을 일으킬 경향이 크다. 필요에 따라, 물질의 점착도를 변형시키기 위하여, 상용성 성분의 점착도를 감소시키고, 비상용성 성분의 점착도를 증가시키는 시약이 첨가될 수 있다. 이들 시약은 플라스틱 업계에 공지되어 있다.
적합한 물질 배합은 나일론과 폴리에스테르; 고 MFI 폴리프로필렌(예를 들어 20 내지 50의 MFI를 가지는)과 저 MFI 폴리프로필렌(예를 들어 5 내지 20); 고 RV 나일론(예를 들어 3 내지 5의 RV를 가지는)과 저 RV 나일론(예를 들어 1 내지 3); 폴리에스테르와 폴리프로필렌; 및 나일론과 폴리프로필렌을 포함한다. 바람직하게는, 두 성분이 약 5:95 내지 95:5의 용적비로 제공된다.
바람직한 자가-벌킹 및 장력-유도 벌킹 브러쉬 플로스를 형성하는 방법이 이제 기술될 것이다.
자가-벌킹 플로스
바람직한 자가-벌킹 치아용 플로스의 제조방법은 도 2에 대략적으로 도시되어 있다. 먼저, 두 개 이상의 중합체를 두 성분 압출 다이를 통하여 동시압출시켜, 이-성분 필라멘트를 형성시키며, 선택되는 중합체의 물리적 특성 및/또는 비교 단면은 상기한 바와 같이 플로스의 벌킹을 가능케 하도록 선택된다.
바람직하게는, 압출 다이는 섬유 형성 업계에 공지된 바에 의하면 이-성분 필라멘트가 동시에 이들을 통하여 압출되는 방사구금을 포함한다. 바람직한 플로스는 72 내지 288 필라멘트를 함유하며, 약 500 내지 3000의 총 데니어를 가진다. 방사구금이 존재하는 필라멘트가 모여 섬유를 형성한 다음, 바람직하게는 0 내지 30℃에서 냉각실을 통과하며, 상이한 속도로 회전하는 두 개의 드로잉 고데(drawing godet) 사이를 이동하면서 가벼운 장력 하에 놓이게 된다. 섬유에 가하여지는 장력은, 두 개의 드로잉 고데 간의 속도 차이인 드로다운 비(drawdown ratio)로 표현된다. 바람직한 드로다운 비는 약 1.0 내지 5.0, 보다 바람직하게는 약 1.5 내지 4.0이다. 그리고 나서 섬유는 이완 고데를 통과하여, 테이크-업 와인더 상에 수집된다. 장력이 섬유로부터 제거되자마자, 섬유의 필라멘트가 분리 또는 벌킹하여, 브러쉬를 형성한다.
벌킹된 섬유는 그 후 추가로 처리되어 최종 브러쉬 플로스를 형성할 수 있다. 예를 들면, 바람직한 플로스는 바람직하게는 인치 당 약 1 내지 1.5 트위스트로 트위스팅되고, 결합 용액으로 코팅된다. 트위스팅 및 코팅은 과도한 필라멘트 분리를 감소시키고, 내마모성을 증진시킨다. 트위스팅 과정은 예를 들면 표준 링 트위스팅 장치를 이용하는 것으로 공지되어 있다. 코팅은 예를 들면 딥 코팅, 즉 필라멘트를 코팅 욕(bath) 내에 흡입시키고, 필라멘트가 욕에 존재할 때 과량의 코팅을 제거시키고, 필라멘트를 건조시켜 공기 스트림 내에서 용매를 제거시키는 등 임의의 적합한 방식으로 행하여 질 수 있다. 건조율은 공기 스트림을 예를 들면 60℃로 가열시킴으로써 가속화될 수 있다. 적합한 코팅 용액은 에탄올 내 80/20 GENTAL.101.나일론 중합체 (General Plastics, Bloomfield, NJ), SPENLITE L89 또는 SPENKEL M21 폴리우레탄 코팅(Reichold Chemicals, Research Triangle Park, NC)을 포함한다. 코팅은 벌킹을 억제하지 않을 정도로 유연하여야 하나, 과도한 마모를 방지하기에 충분히 필라멘트를 결합시키도록 무거워야 한다.
장력 유도 벌킹 플로스
장력 유도 벌킹 플로스는 장력이 어느 때라도 섬유에 가하여지지 않는다는 점(제조 장치를 통한 섬유의 이동으로 인한 소량의 우발적인 장력을 제외)을 제외하고는 상기 방식과 유사한 방식으로 제조된다. 따라서, 드로잉 고데를 포함하는 장치가 사용된다면(장력이 가하여지지 않는다면 이들 고데는 필수적이지 않으나, 동일한 생산 라인을 사용하여 자가-벌킹 및 장력-유도 벌킹 플로스를 제조하기를 원한다면 이를 포함시킬 수 있다), 드로다운 비는 대략 1.0이다.
이상적으로는, 장력 유도 벌킹 플로스를 위하여 섬유는 약 3 내지 4의 그 본래 드로 한계 범위까지 늘려질 때 500 내지 700 데니어를 가지도록, 벌킹 이전에 대략 1750 내지 2800 데니어를 가진다.
특정 이-성분 필라멘트
본 발명의 다른 양태에서, 치아용 플로스의 형성에 사용되는 필라멘트는 그 각각이 필라멘트의 요구되는 특성에 기여하는 두 개 이상의 성분을 포함한다. 이들 필라멘트는 상기한 요소에 따라(상대 이완율, 점착성, 단면 구조) 플로스에 벌킹 능력을 부여하거나 부여하지 않을 수 있다.
이들 필라멘트는 상기와 동일한 과정에 의하여, 바람직하게는 자가-벌킹 플로스에 대하여 상기한 바와 같이 제조 중 장력이 가하여지면서 제조될 수 있다. (선택되는 성분 및 단면 구조에 따라, 가하여지는 장력은 벌킹을 야기시키거나 그렇지 않을 수 있다; 그러나, 어떠한 경우에 있어서도 장력을 가하는 것이 필라멘트의 인장 강도를 증진시키는 것으로 발견되었으므로, 일반적으로 바람직하다.)
어떤 바람직한 필라멘트는 플로스 삽입의 용이, 편안함 및 세정력의 증진을 위하여, 약하고 미끄럽거나 연마성인 외부 외피, 및 강도 및 탄성과 같은 기타 바람직한 물리적 특성을 제공하거나, 향미제, 방향제 및 약품과 같은 첨가제를 위한 담체로서 사용되는 내부 코어를 포함한다.
외층이 삽입의 용이를 위하여 유연성을 제공할 때, 바람직한 중합체는 TPE(열가소성 탄성중합체), 예를 들면 ELF Atochem으로부터 상표명 PEBAX하에 이용 가능한 폴리에테르 블록 아미드, DUPONT으로부터 상표명 HYTREL 하에 이용가능한 폴리에스테르 탄성 중합체, Shell로부터 상표명 KRATON 하에 이용 가능한 스티렌 부타디엔 블록 공중합체; EVA(에틸렌 비닐 아세테이트); 에틸렌-프로필렌 공중합체; 저 MFI 폴리프로필렌, 및 이들의 혼합물을 포함한다.
사용의 편이를 위하여 외층이 미끄러짐성을 제공할 때, 바람직한 중합체는 폴리에틸렌, 용융 압출가능한 플루오로폴리머(예를 들면, 폴리비닐리딘 플루오라이드 (PVDF), 및 플루오르화 에틸렌 프로필렌 공중합체), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 입자 및/또는 실리콘 오일을 함유하는 중합체, 용융 압출가능한 윤활 중합체(예를 들면, 상표명 Polyox 하에 Union Carbide로부터 상업적으로 이용 가능한 폴리옥시에틸렌, 또는 상표명 Pluronic 하에 BASF로부터 이용 가능한 폴리에틸렌 산화물과 폴리프로필렌 산화물의 삼원 공중합체), 및 용융 압출 가능한 중합체 앨로이(예를 들면 LNP 엔지니어링 플라스틱스로부터 이용 가능한 Lubriloy 중합체)를 포함한다.
세정력 증진을 위하여 외층이 연마제를 포함하면, 바람직한 연마제/중합체 배합은 카올린 입자를 함유하는 나일론, 탄산칼슘, 산화아연, 실리카, PTFE, 또는 상용성인 이들 입자의 블렌드를 포함한다. 경우에 따라, 하나 이상의 첨가제가 예를 들면 드럼 건조, 분무 건조, 유동 베드 방법 또는 기타 당업계에 공지된 적합한 방법에 의하여 연마제 입자의 표면 상에 흡수 또는 흡착될 수 있다.
상기 모든 경우에 있어서, 플로스에 인장 강도 및/또는 강성률을 부여하기 위하여, 중합체 중 하나는 바람직하게는 강화 중합체, 예를 들면 나일론, 폴리에스테르, 또는 폴리프로필렌이다.
한 양태에서, 중합체 중 하나는 적절한 융점 및 기타 필라멘트로 하여금 서로 결합하여 상기 코팅 및 트위스팅 과정없이 최종 플로스를 형성하는 것을 가능케 하는 특성을 가지도록 선택된다. 본 양태의 용도에 적합한 다-성분 섬유는 실시예 4, 샘플 1에 기술된다. 고데를 통과할 때, 가열된 드로 롤 상에서 섬유를 유연화 및 편평하게 함으로써 필라멘트가 결합된다.
외피 및 코어는 임의의 적합한 단면, 바람직하게는 대칭 외피/코어 단면(도 3b), 또는 이심 외피/코어 단면(도 3a)을 가질 수 있다. 필라멘트는 또한 공동의 파이 단면(도 3c)을 가질 수 있으며, 경우에 따라 공동의 코어는 첨가제, 예를 들면 항미제, 착색제 또는 활성 성분으로 충진될 수 있다.
특수 이-성분 플로스가 또한 하나 또는 두 성분 내에 하나 이상의 첨가제, 예를 들어 착색제, 향미제 또는 활성 성분을 포함하도록 제조될 수 있다.
예를 들어, 외층은 폴리에스테르, 나일론 또는 기타 열가소성 중합체일 수 있으며, 내부 코어는 클로르헥시딘(또는 그 염), 염화나트륨, 향미제(예를 들어 Polyiff, International Flavors and Fragrance), 방향제, 치아 탈감제, 치아 미백제 또는 치아용 플로스 내 사용에 적합한 기타 첨가제와 같은 첨가제를 함유하는 상이한 열가소성(또는 상이한 등급의 동일 열가소성 중합체) 중합체일 수 있다. 내부 코어에 사용될 열가소성 중합체는 당업자에 의하여 용이하게 이해되는 바와 같이 사용되는 첨가제에 의하여 결정될 것이다. 적합한 중합체는 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 등을 포함한다. 내부 또는 외부 중합체는 첨가제가 중합체 밖으로 누출되는 것을 허용하도록 수용성일 수 있다.
대안적으로, 중합체는 플로스의 벌킹을 가능케 하도록 선택될 수 있으며, 첨가제가 벌킹시 방출될 수 있다. 벌킹에 따른 방출은 다양한 기작 또는 기작의 조합에 의하여 일어난다. 예를 들면, 첨가제는 캡슐화된 형태로 공급될 수 있으며, 벌킹의 전단 작용이 캡슐을 파열시킬 수 있거나, 구성성분의 간극에 존재하는 첨가제 일부가 벌킹 동안의 간극에서의 성분 분리에 의하여 노출될 수 있다. 본 양태에서 첨가제-함유 성분으로 바람직한 물질은, 저 압출 온도가 감온성 첨가제의 분해를 최소화하는 폴리프로필렌이다. 첨가제는 색조가 벌킹 전 또는 후에만 가시적인, 즉 플로스 색 변화가 벌킹을 나타내는 방식으로 혼입되는 착색제일 수 있다. 이는 예를 들면 벌킹 동안의 섬유 팽창에 의하여 색조가 엷게됨으로써 플로스가 흰색으로 변화, 벌킹이 상이한 색의 성분을 노출시키도록 단면을 선택, 또는 성분 중 하나가 장력이 가하여질 때 색 변화를 일으키는 ABS와 같은 중합체인 경우 등 다양한 기작에 의하여 일어날 수 있다.
경우에 따라 첨가제가 캡슐화된 형태로 혼입될 수 있다. 캡슐화는 첨가제의 열 보호 또는 수분 보호를 위하여 사용될 수 있으며, 분무 건조, 드럼 건조 또는 용매증발과 같은 임의의 종래 기술에 의하여 달성될 수 있다. 첨가제는 또한 미국 특허 제 5,300,290 호에 기술된 바와 같이, 하전된 미세구 상에 제공될 수 있다.
적합한 단면은 외피/코어, 외피/코어 이심원, 사이드 바이 사이드, 파이 및 공동 파이를 포함한다(도 3 내지 3d 참조).
멀티로벌 필라멘트
다른 바람직한 플로스는 도 4에 도시하는 바와 같이 멀티로벌 단면을 가지는 다수의 필라멘트를 포함한다. 바람직한 필라멘트는 3 내지 8 개의 로브를 포함한다; 하나의 적절한 필라멘트는 3 로브를 가진다. 필라멘트는 바람직하게는 적절한 멀티로벌 단면을 가지는 다이를 통한 압출에 의하여 형성된다.
이들 필라멘트는 다-성분 또는 단일 성분일 수 있으며, 전자의 경우 외피/코어(도 4a), 티핑된(도 4b) 또는 기타 적절한 단면을 가질 수 있다. 멀티로벌 필라멘트 형성에 적절한 중합체는 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 나일론을 포함한다. 다-성분 필라멘트 내에, 필요에 따라 중합체는 상기한 바와 같이 플로스의 벌킹을 가능케 하도록 선택될 수 있다.
이들 멀티로벌 필라멘트를 이용하는 적절한 플로스 형성 방법은 임의의 종래 플로스 제조 방법을 포함한다. 상기한 트위스팅 및 코팅 방법이 바람직하다.
하기의 실시예는 예시를 목적으로 하는 것이며 제한을 의도하는 것이 아니다.
실험용 설비
도 2에 대략적으로 도시하는 바와 같은 하기의 설비 및 제조 방법이 모든 실시예에서 사용된다.
두 개의 1.5 인치 직경의 압출기를 두 개의 성분 압출 다이에 연결한다. 두 개의 압출기는 30/1 L/D 비율의 다목적 나사를 포함한다. 두 개의 성분 압출 다이는 미터링 플레이트, 분배 플레이트, 에칭 플레이트, 및 방사구금을 포함한다. 압출 다이를 통하여 동시압출 된 후, 압출물을 다운스트림 필라멘트 방적 설비를 이용하여 가공함으로써 필라멘트를 제조한다. 다운스트림 설비는 냉각실, 마무리 기구, 인장기, 드로잉 고데, 이완 고데 및 와인더를 포함한다. 압출물을 냉각실에서 냉각시키고, 드로잉 및 이완 고데에 의하여 신장 및 이완시키고, 테이크 업 와인더 상에서 수집한다.
실시예 1
필라멘트로부터 치아용 플로스 제조
자가-벌킹 플로스
상기의 설비 및 방법을 이용하여, 3.28의 드로다운 비를 이용하여 드로잉된 70/30 나일론 6/PET(사이드 바이 사이드 단면)의 144 이-성분 필라멘트를 함유하는 섬유를 하기의 방식으로 플로스로 전환시킨다.
섬유를 먼저 트위스팅하여 플로싱 동안 필라멘트 분리를 감소시키고, 내마모성을 가한다. 표준 링 트위스팅 장치를 이용하여 인치 당 1.5 트위스트 수준으로 트위스팅을 수행한다. 일단 트위스팅되면, 필라멘트를 에탄올 내 80/20 GENTAL 101 나일론 중합체 코팅 내에 침지 코팅시킨다. 공기 스트림을 60℃로 가열함으로써, 침지 코팅 후 용매의 제거를 가속화한다.
장력-유도 벌킹 플로스
144 이-성분 필라멘트, 사이드 바이 사이드 단면, 1.0의 드로다운 비, 80/20 나일론 6/PET를 함유하는 섬유를 사용한다. 청색 염료를 나일론 수지 내에 혼입시키고, PET은 흰색이다(TiO2로 염색된).
섬유를 플로스로 전환시키기 위하여, 섬유를 인치 당 1 내지 1.5 트위스트로 트위스팅하고, 연속적으로 결합 용액으로 침지-코팅시키고, 65℃에서 최종 형태로 건조되도록 한다. 사용되는 결합 용액은 SPENLITE L89 폴리우레탄 코팅이다.
실시예 2
상기한 설비 및 방법을 이용하여 개시 섬유를 형성시키고, 실시예 1에 기술한 것과 유사한 과정을 이용하여 최종 플로스를 형성시켜, 하기의 자가-벌킹 플로스를 형성시킨다:
샘플 번호: 1 2 3 4
성분 나일론 6(2.7 RV)폴리에스테르(0.64 MFI) 나일론 6(4.0 RV)폴리에스테르(0.64 MFI) 나일론 6(2.7 RV)폴리에스테르(0.64 MFI) 폴리에스테르0.64 MFI폴리프로.12 MFI
비율 70/30 70/30 50/50 50/50
단면 사이드 바이 사이드 사이드 바이 사이드 공동 파이 공동 파이
드로다운 비 3.28 3.5 2.2 2.2
필라멘트 수 144 144 144 144
전체 데니어 533 863 1178 982
색 청색(나일론 내) 베이지색(나일론 내) 청색(나일론 내) 첨가되지 않음
인장 강도(g/데니어) 3.8 3.3 1.9 1.5
파손 강도(kg) 2.04 2.85 2.25 1.49
주석 잘 벌킹됨:색 변화 매우 잘 벌킹됨:색 변화 잘 벌킹되지 않음 매우 잘 벌킹됨
실시예 3
상기한 설비 및 방법을 이용하여 개시 섬유를 형성시키고, 실시예 1과 유사한 방법에 의하여 최종 플로스를 형성시킴으로써, 하기의 장력-유도 벌킹 플로스를 형성시킨다:
샘플 번호: 1 2 3 4
성분 나일론 6(2.7 RV)폴리에스테르(0.64 MFI) 폴리에스테르(0.64 MFI)폴리프로.(12 MFI) 나일론 6(2.7 RV)폴리에스테르(12 MFI) 나일론 64.0 RV폴리에스테르0.64 MFI
비율 70/30 50/50 50/50 70/30
단면 사이드 바이 사이드 공동 파이16 부분 공동 파이16 부분 사이드 바이 사이드
드로다운 비 1 1 1 1
필라멘트 수 144 144 144 144
전체 데니어 2758 2205 1966 2355
색/향미제 청색(나일론 내) 그린 민트(폴리프로 내) 그린 민트(폴리프로 내) 청색(나일론 내)
인장 강도(g/데니어) 1.2 0.7 1.1 0.8
파손 강도(kg) 3.32 1.54 2.24 1.82
주석 잘 벌킹됨:색 변화 잘 벌킹됨;색 변화;벌킹시 향료 방출 잘 벌킹됨;색 변화;벌킹시 향료 방출 잘 벌킹됨;색 변화
실시예 4
상기한 설비와 방법을 이용하여, 하기의 특정 이-성분 플로스를 형성시킨다:
샘플 번호: 1 2
성분 TPE (PEBAX 2533)나일론 (4.0 RV) TPE (HYTREL 3078)나일론 (4.0 RV)
비율 30/70 30/70
단면 외피/코어 외피/코어
드로다운 비 3.5 3.4
필라멘트의 수 144 144
전체 데니어 580 732
인장 강도(g/데니어) 5.0 4.1
파손 강도(kg) 2.92 3.02
색 없음 없음
주석 섬유는 결합 또는 트위스팅을 요하지 않고, 가열된 드로 롤을 통과함으로써 직접 플로스로서 사용될 수 있다; 비-벌킹 비-벌킹
실시예 5
상기와 동일한 설비 및 방법을 이용하여, 하기의 특정 이-성분 플로스를 형성시킨다:
샘플 번호: 1
성분 나일론 (4.0 RV)나일론 (4.0 RV)
비율 30/70
단면 외피/코어
드로다운 비 3.0
필라멘트 수 144
전체 데니어 622
인장 강도(g/데니어) 3.4
파손 강도(kg) 2.11
첨가제 외피 내에 2% 카올린
주석 전자 현미경사진에서 관측가능한 표면 상에 카올린 입자 (도 5 참조)
기타 양태는 청구범위 내이다.
예를 들면, 이-성분 필라멘트가 상기 상세한 설명에 기술된 반면, 필라멘트는 임의의 바람직한 수의 성분을 함유할 수 있으며, 이러한 경우에 있어서, 적절한 수의 압출기를 이용하는 적절한 다-성분 다이를 통한 압출에 의하여 제조될 수 있다.

Claims (36)

  1. 다수의 다-성분 동시압출된 필라멘트를 포함하는 치아용 플로스.
  2. 제 1 항에 있어서, 각각의 필라멘트가 두 성분으로 구성되는 치아용 플로스.
  3. 제 1 항에 있어서, 필라멘트의 종이 실질적으로 서로 평행하게 정렬되어 섬유를 형성하는 치아용 플로스.
  4. 제 3 항에 있어서, 섬유가 트위스팅된 치아용 플로스.
  5. 제 1 항에 있어서, 각각의 필라멘트가 소정의 점탄성을 가지는 제 1 성분 및 상이한 점탄성을 가지는 제 2 성분을 포함하는 치아용 플로스.
  6. 제 1 항에 있어서, 각각의 필라멘트가 소정의 결정 구조를 가지는 제 1 성분 및 상이한 결정 구조를 가지는 제 2 성분을 포함하는 치아용 플로스.
  7. 제 1 항에 있어서, 각각의 다-성분 필라멘트의 성분이 상이한 방사상 단면 구조를 가지는 치아용 플로스.
  8. 제 1 항에 있어서, 필라멘트의 적어도 일부가 제조 중에 예비 신장되고, 장력이 해제되면 필라멘트가 이완되어 플로스의 벌킹을 야기시키는 치아용 플로스.
  9. 제 1 항에 있어서, 다-성분 필라멘트가, 상이한 이완율을 가지도록 선택되는 두 개 이상의 성분을 포함하는 치아용 플로스.
  10. 제 1 항에 있어서, 다-성분 필라멘트가 필라멘트에 장력을 가함에 따라 그 벌킹을 허용하는 접촉면 점착도를 가지도록 선택되는 치아용 플로스.
  11. 제 1 항에 있어서, 플로스에 장력을 가함으로써 사용 중에 또는 그 직전에 플로스의 사용자에 의하여 플로스가 벌킹되도록 적용되는 치아용 플로스.
  12. 제 1 항에 있어서, 필라멘트가 플로스에 강도를 제공하기 위하여 선택되는 제 1 성분, 및 소정의 물리적 특성을 지닌 표면을 제공하기 위하여 선택되는 제 2 성분을 포함하는 치아용 플로스.
  13. 제 12 항에 있어서, 제 1 성분이 내부 코어를 형성하고, 제 2 성분이 상기 코어를 둘러싸는 외피를 형성하는 치아용 플로스.
  14. 제 12 항에 있어서, 제 1 성분이 나일론, 폴리에스테르 및 폴리프로필렌으로 구성되는 군으로부터 선택되는 중합체를 포함하는 치아용 플로스.
  15. 제 12 항에 있어서, 제 2 성분이 열가소성 탄성중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 플루오로중합체, 윤활 중합체 및 윤활성 중합체 앨로이로 구성되는 군으로부터 선택되는 용융 압출 가능한 중합체를 포함하는 치아용 플로스.
  16. 제 12 항에 있어서, 제 2 성분이 용융 압출가능한 중합체와 실리콘 오일의 블렌드를 포함하는 치아용 플로스.
  17. 제 12 항에 있어서, 제 2 성분이 용융 압출가능한 중합체, 및 카올린, 탄산칼슘, 실리카 및 폴리테트라플루오로에틸렌으로 구성되는 군으로부터 선택되는 미립자 충진제의 블렌드를 포함하는 치아용 플로스.
  18. 제 17 항에 있어서, 첨가제가 미립자 충진제의 표면 상으로 흡수 또는 흡착되는 치아용 플로스.
  19. 제 1 항 또는 제 12 항에 있어서, 다-성분 필라멘트의 하나 이상의 성분이 첨가제를 포함하는 치아용 플로스.
  20. 제 19 항에 있어서, 첨가제가 착색제, 방향제, 향미제, 활성 성분, 및 필라멘트 성분 간의 접촉면 점착도를 변형시키는 시약으로 구성되는 군으로부터 선택되는 치아용 플로스.
  21. 제 19 항에 있어서, 첨가제가 사용 중에 플로스로부터 방출되도록 하는 방식으로 혼입되는 치아용 플로스.
  22. 제 19 항에 있어서, 다-성분 필라멘트의 성분이 치아용 플로스의 벌킹을 가능케 하도록 선택되는 치아용 플로스.
  23. 제 22 항에 있어서, 첨가제가 착색제이며, 벌킹에 따라 치아용 플로스의 색 변화를 허용하는 방식으로 혼입되는 치아용 플로스.
  24. 제 19 항에 있어서, 다-성분 필라멘트의 하나 이상의 성분이 수용성이어서, 사용 중 플로스로부터 첨가제의 누출을 허용하는 치아용 플로스.
  25. 제 22 항에 있어서, 첨가제가 벌킹시 플로스로부터 방출되도록 하는 방식으로 혼입되는 치아용 플로스.
  26. 멀티로벌 방사상 단면을 가지는 다수의 필라멘트를 포함하는 치아용 플로스.
  27. 제 26 항에 있어서, 필라멘트의 적어도 일부가 개별적으로 두 개 이상의 동시 압출된 성분을 포함하는 치아용 플로스.
  28. 제 27 항에 있어서, 두 개 이상의 성분이 치아용 플로스의 벌킹을 가능케 하도록 선택되는 치아용 플로스.
  29. 제 26 항에 있어서, 필라멘트가 3 내지 8 로브를 가지는 치아용 플로스.
  30. 제 27 항에 있어서, 필라멘트가 외피/코어 방사상 단면을 가지는 치아용 플로스.
  31. 제 27 항에 있어서, 필라멘트가 팁핑된 방사상 단면을 가지는 치아용 플로스.
  32. (a) 두 개 이상의 중합체를 다-성분 다이를 통하여 동시압출시킴으로써 다수의 다-성분 필라멘트를 형성시키고;
    (b) 상기 필라멘트를 처리하여 치아용 플로스로서 사용에 적합한 섬유를 형성시키는 것으로 구성되는, 다수의 다-성분 동시압출된 필라멘트를 함유하는 치아용 플로스의 제조방법.
  33. 포유 동물의 치아 사이에 다수의 다-성분 동시압출된 필라멘트로 이루어진 한 발의 치아용 플로스를 삽입함을 포함하는, 포유 동물의 치아의 플로싱 방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 플로스의 삽입 이전에 벌킹 단계를 추가로 포함하는 방법.
  35. 제 33 항에 있어서, 플로스가 치아 사이에 있는 동안 플로스의 벌킹 단계를 추가로 포함하는 방법.
  36. 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서, 벌킹 단계가, 이격된 두 지점에서 치아용 플로스를 잡고, 두 지점 사이의 치아용 플로스 영역을 신장시키는 것을 포함하는 방법.
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