KR20230076107A - 복합 구조의 치과용 교정 시트 및 이를 이용한 치과용 교정 장치 - Google Patents

복합 구조의 치과용 교정 시트 및 이를 이용한 치과용 교정 장치 Download PDF

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KR20230076107A
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orthodontic
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심기봉
박희석
김병일
박은영
장원건
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주식회사 덴티스
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Abstract

본 발명은 본 발명은 이종(異種) 소재를 적층 및 결착하여 복합 구조를 이루는 치과용 교정 시트에 관한 것으로, 치과용 교정 시트에 있어서, 치과용 교정 시트에 있어서, 제1시트층 및 제2시트층과, 상기 제1시트층과 상기 제2시트층 사이에 형성된 중간시트층을 포함하며, 상기 중간시트층은, 기 제1시트층과 상기 제2시트층에 비해 하드(hard)한 소재로 형성되고, 메쉬 구조로 형성된 매트부와, 상기 매트부의 메쉬 사이로 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층의 재료가 충진되어 상기 제1시트층과 상기 제2시트층을 결착시키는 결착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트 및 이를 이용한 교정 장치 및 이를 이용한 치과용 교정 장치를 기술적 요지로 한다. 이에 의해 본 발명은, 상대적으로 강도 차이가 나는 두 종류 이상의 재료를 서로 결착시키기 위해 메쉬 구조를 도입하였으며, 하드한 재료와 소프트한 재료를 적절히 혼합하여 사용함으로써, 강도 및 유연성을 상보적으로 보강함으로써 필요한 교정력 및 유지력, 그리고 이종 재료 간의 들뜸이나 박리 현상을 줄여 내구성을 개선시킨 복합 구조의 교정 시트를 제공할 수 있다.

Description

복합 구조의 치과용 교정 시트 및 이를 이용한 치과용 교정 장치{Composite structure dental orthodontic sheet and dental orthodontic device using same}
본 발명은 이종(異種) 소재를 적층 및 결착하여 복합 구조를 이루는 치과용 교정 시트 및 교정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 고르지 않은 치열이나 부정교합 또는 안면 비대칭이나 주걱턱 등은 치아나 턱뼈의 발육 이상, 치아에 영향을 미치는 나쁜 습관, 또는 유전 등으로 인해 치아 및 구강악 등이 제자리에서 바르게 자라지 못하여 발생하는 것이 대부분이다.
이러한 여러 가지 비정상적 컨디션은 개인의 첫인상에 다소 부정적인 작용을 하고, 음식물 섭취 등의 일상생활에서 불편함을 야기한다. 이는 치아 교정이나 상하악 정형에 관한 관심이 지속되는 이유이다.
치아의 교정 원리는 치아가 어떤 힘을 받을 때, 가해진 힘에 의해 이동하는 성질을 이용하는 것이다. 치아 교정을 위한 방법에는 여러 가지가 있는데, 그 중 하나는 치아에 브라켓을 고정하고 브라켓을 철사로 연결하는 방법이 있다. 그런데 브라켓과 철사는 금속으로 이루어져 있으므로 눈에 쉽게 띄는 것은 물론 관리가 불편하다는 단점이 있다.
치아 교정 방법의 다른 하나는 투명 교정장치를 이용하는 방법이다. 투명 교정 장치는 외부에서 잘 보이지 않고, 필요에 따라 장착과 분리가 자유로워 성인들 대상으로 많이 사용되고 있다.
일반적으로 투명 교정 장치의 제작 과정은 먼저 치과 환자의 초기 치아 상태를 스캔한 후, 교정 치아를 생성하는 프로그램에 의해 치아 스캔 데이터를 가공하여 설정된 최종 치아 위치까지 점진적으로 치아를 이동시키는 디지털 치아 교정 모델을 단계 별로 생성한다. 그 다음, 3차원 프린터를 통해 각 단계 별 치아 교정 모델을 치아 금형으로 출력하고, 출력된 치아 금형에 열 성형 플라스틱을 압착 방식으로 성형하여 투명 교정 장치를 제작하는 방식이다.
이러한 투명 교정 장치의 제작시에 사용되는 열 성형 플라스틱의 경우 시트(sheet) 형태로 제공된 후, 압착 방식으로 성형되게 되는데, 기본적으로 투명 교정 시트에 요구되는 물성이 있다.
즉, 투명 교정 시트는 일정 강도로 형성되어 교정 장치에 교정력이 부여될 수 있어야 하며, 그에 따른 유지력이 높아야 한다. 또한 장기간 장착과 분리가 이루어지게 되므로 내구성 또한 보장되어야 한다.
기존의 투명 교정 시트의 경우, 단층 또는 다층으로 제공되어 왔다.
단층 시트의 경우 단일 소재로, 교정력을 부여하기 위해 하드(hard)한 소재가 사용되어 왔으며, 이는 착용 초기에 환자에 가해지는 고통이 큰 단점이 있으며, 시간에 따라 교정력이 하락하여 유지력이 낮아지는 문제점이 있다. 이에 의해 예상치 못한 치아 이동 결과를 초래하여 치아 교정이 제대로 되지 않는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 하드한 소재 사이에 상대적으로 소프트(soft)한 소재의 소프트층이 형성된 다층 시트가 제공되었으나, 도 1에 도시한 바와 같이, 이종(異種) 소재 간 계면에서의 접착력이 약하여 박리현상이 발생하게 됨으로써, 내구성의 문제가 있다.
또한 일정 강도를 가지는 교정력과 치아 사이의 반발력에 의해 시트에 힘이 가해질 수 있으며, 도 2에 도시한 바와 같이, 중간층이 전체적으로 이어져 있어, 시간이 지남에 따라 시트의 변형 또는 연신을 유발하게 된다.
특히 소프트층을 포함하는 다층 시트의 경우, 소프트 소재의 변형률이 높고, 연신에 따른 회복률이 점차로 저하되어, 결국 연신한계점을 넘어서는 경우에는 교정력을 발휘할 수 없게 되는 문제점이 있다. 또한 소프트 소재의 변형 또는 연신에 따른 이종 소재 간의 접착력 저하의 문제가 더욱 심해지게 된다.
본 발명은 메쉬 구조의 하드(hard)한 소재와 소프트(soft)한 소재를 적층 및 결착하여, 교정력 및 유지력, 그리고 내구성을 향상시킨 복합 구조의 치과용 교정 시트 및 이를 이용한 치과용 교정 장치의 제공을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 도출된 것으로, 치과용 교정 시트에 있어서, 제1시트층 및 제2시트층과, 상기 제1시트층과 상기 제2시트층 사이에 형성된 중간시트층을 포함하며, 상기 중간시트층은, 기 제1시트층과 상기 제2시트층에 비해 하드(hard)한 소재로 형성되고, 메쉬 구조로 형성된 매트부와, 상기 매트부의 메쉬 사이로 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층의 재료가 충진되어 상기 제1시트층과 상기 제2시트층을 결착시키는 결착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트 및 이를 이용한 교정 장치를 기술적 요지로 한다.
또한, 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층 중 어느 하나 이상의 표면에는, 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층에 비해 하드(hard)한 소재로 형성된 제3시트층을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 복합 구조의 치과용 교정 시트는, 어느 일면의 최외층에 항균시트층이 더 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층은, 동일 또는 이종(異種)의 재료로 형성된 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층은, silicone rubber, elastomeric alloy, thermoplastic elastomer(TPE), thermoplastic vulcanizate(TPV) elastomer, polyolefin blend elastomer, thermoplastic co-polyester elastomer, thermoplastic polyamide elastomer, Thermoplastic Polyurethane(TPU), elastomeric alloy, thermoplastic elastomer (TPE), thermoplastic vulcanizate(TPV) elastomer, thermoplastic co-polyester elastomer, polyester elastomer 중 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 기 제1시트층 및 상기 제2시트층은, 동일 또는 다른 두께로 형성될 수 있으며, 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층은 각각 100 ~ 500㎛의 두께로 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 중간시트층의 매트부는, glycolmodified polyethylene terephthalate(PETG), polyester, co-polyester, polypropylene, polyethylene, acrylic, polyetheretherketone, polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyetherimide, polyethersulfone, polytrimethyleneterephthalate, thermoplastic polyurethane 중 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하며, 또한, 상기 중간시트층은 200 ~ 500㎛의 두께로 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 매트부의 메쉬 구조는, 규칙 또는 불규칙적인 패턴으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 중간시트층은, 상기 매트부 대비 상기 결착부의 면적 비율이 30~70% 인 것이 바람직하다.
또한, 상기 매트부의 메쉬 구조는, 조밀구조가 반복되어 형성되거나, 상하 비대칭으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 매트부는, 상기 메쉬 구조의 표면에 완충코팅층이 더 형성되는 것이 바람직하며, 상기 완충코팅층은, 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층의 강도와 동일하거나 더 큰 재료로 코팅되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 중간시트층은, 상기 매트부의 표면에 플라즈마 처리가 될 수 있다.
또한, 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층의 굴곡강도는 각각 15~30MPa이고, 상기 중간시트층의 굴곡강도는 30~60MPa인 것이 바람직하다.
또한, 상기 복합 구조의 치과용 교정 시트는, 굴곡강도 20~35MPa, 두께 300~1500㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 치과용 복합 교정 시트는, 상기 제1시트층, 상기 중간시트층 및 상기 제2시트층을 적층하고, 핫 프레스 롤링 공정에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 이종 소재를 적층 및 결착하여 복합 구조를 이루는 치과용 교정 시트에 관한 것으로, 소프트(soft)한 소재와 하드(hard)한 소재를 하이브리드화한 복합 구조의 치과용 교정 시트를 제공하는 것이다.
특히 본 발명은, 상대적으로 강도 차이가 나는 두 종류 이상의 재료를 서로 결착시키기 위해 메쉬 구조를 도입하였으며, 하드한 재료와 소프트한 재료를 적절히 혼합하여 사용함으로써, 강도 및 유연성을 상보적으로 보강함으로써 필요한 교정력 및 유지력, 그리고 이종 재료 간의 들뜸이나 박리 현상을 줄여 내구성을 개선시킨 복합 구조의 교정 시트를 제공할 수 있다.
또한 본 발명은, 교정 시트의 외부는 상대적으로 하드한 소재로 형성되어 교정력을 부여하여 치아에 원하는 방향으로 힘을 부가하도록 하고, 교정 시트의 내부는 상대적으로 소프트한 소재로 형성되어 유연성을 부여하여 유지력 및 변형력에 대한 복원력을 갖도록 하여 유지력 감소를 최소화할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 중간시트층은 소프트한 재료의 매트부와 메쉬 구조 사이에 충진되는 하드한 재료의 결착부로 구현되어, 하드한 재료와 소프트한 재료가 반복 또는 복합적으로 구현되어 최선의 교정을 위한 교정력과 유지력은 유지하면서, 유연성을 부여하여 교정 초기 과도한 교정력으로 인한 환자의 고통을 최소화하고, 유연성 및 복원력에 의해 유지력 감소를 최소화하여, 목적하는 교정 치료에 부합하는 결과를 가져와 교정 성공에 이를 수 있도록 하는 것이다.
또한 상기의 하드한 재료와 소프트한 재료가 반복되는 중간시트층의 구성은 상기 제1시트층과 상기 제2시트층을 서로 연결하면서, 소프트한 재료의 매트부의 변형에 따른 연신 한계점에 도달하는 것을 막아주는 역할을 하게 됨에 따라, 유지력의 유지 기간을 더욱 늘려주게 된다.
도 1 및 도 2 - 종래의 치과용 교정 시트에 대한 모식도
도 3 - 본 발명의 일실시예에 따른 치과용 교정 시트에 대한 단면 모식도.
도 4 - 본 발명의 일실시예에 따른 치과용 교정 시트에 대한 단면을 전자현미경으로 촬영한 사진을 나타낸 도.
도 5 - 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과용 교정 시트에 대한 단면 모식도.
도 6 내지 도 9 - 본 발명의 다양한 실시예에 따른 치과용 교정 시트에 대한 단면 모식도.
도 10 - 본 발명에 따른 중간시트층의 매트부에 대한 다양한 실시예를 나타낸 모식도.
도 11 및 도 12 - 도 3의 실시예 및 종래 기술에 따른 초기 강도 및 견인력 시험 데이타를 나타낸 도.
도 13 및 도 14 - 도 4의 실시예 및 종래 기술에 따른 초기 강도 및 견인력 시험 데이타를 나타낸 도.
도 15 - 본 발명의 일실시예 및 종래 기술에 따른 박리 강도를 나타낸 도.
도 16 - 종래 기술의 스트로크에 따른 박리 강도를 나타낸 도.
도 17 - 본 발명의 스트로크에 따른 박리 강도를 나타낸 도.
도 18 - 본 발명의 일실시예에 따른 치과용 교정 시트에 대한 실 사진을 나타낸 도.
도 19 - 본 발명의 일실시예에 따른 치과용 교정 시트를 이용하여 제작된 치과용 교정 장치에 대한 실 적용 사진을 나타낸 도.
본 발명은 이종 소재를 적층 및 결착하여 복합 구조를 이루는 치과용 교정 시트에 관한 것으로, 특히 소프트(soft)한 소재와 하드(hard)한 소재를 하이브리드화한 복합 구조의 치과용 교정 시트에 관한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 치과용 교정 시트에 대한 단면 모식도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 치과용 교정 시트에 대한 단면을 전자현미경으로 촬영한 사진을 나타낸 도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과용 교정 시트에 대한 단면 모식도이고, 도 6 내지 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 치과용 교정 시트에 대한 단면 모식도이고, 도 10은 본 발명에 따른 중간시트층의 매트부에 대한 다양한 실시예를 나타낸 모식도이고, 도 11 및 도 12는 도 3의 실시예 및 종래 기술에 따른 초기 강도 및 견인력 시험 데이타를 나타낸 도이고, 도 13 및 도 14는 도 4의 실시예 및 종래 기술에 따른 초기 강도 및 견인력 시험 데이타를 나타낸 도이고, 도 15는 본 발명의 일실시예 및 종래 기술에 따른 박리 강도를 나타낸 도이고, 도 16은 종래 기술의 스트로크에 따른 박리 강도를 나타낸 도이며, 도 17은 본 발명의 스트로크에 따른 박리 강도를 나타낸 도이다. 도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 치과용 교정 시트에 대한 실 사진을 나타낸 도이고, 도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 치과용 교정 시트를 이용하여 제작된 치과용 교정 장치에 대한 실 적용 사진을 나타낸 도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 치과용 교정 시트는, 치과용 교정 시트에 있어서, 제1시트층 및 제2시트층과, 상기 제1시트층과 상기 제2시트층 사이에 형성된 중간시트층을 포함하며, 상기 중간시트층은, 상기 제1시트층과 상기 제2시트층에 비해 하드(hard)한 소재로 형성되고, 메쉬 구조로 형성된 매트부와, 상기 매트부의 메쉬 사이로 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층의 재료가 충진되어 상기 제1시트층과 상기 제2시트층을 결착시키는 결착부를 포함하여 복합 구조의 치과용 교정 시트를 제공하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명에 따른 복합 구조의 치과용 교정 시트(100)는, 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)과, 상기 제1시트층(110)과 상기 제2시트층(120) 사이에 형성된 중간시트층(130)을 포함하는 것으로, 이종의 재료가 서로 결착하여 단일 시트로 제공되는 것이다.
본 발명에서는 상기 중간시트층(130)이 메쉬 구조를 포함함으로써, 상기 제1시트층(110)과 상기 제2시트층(120)이 상기 메쉬 구조를 통해 서로 연결되어, 상기 제1시트층(110), 상기 제2시트층(120) 및 중간시트층(130)이 상호 견고하게 결착되게 되어, 이종 재료 간 접착 불량이나 박리 현상 등을 최소화시키게 된다.
여기에서, 상기 중간시트층(130)은, 상기 제1시트층(110)과 상기 제2시트층(120)에 비해 하드(soft)한 소재로 형성되고, 메쉬 구조로 형성된 매트부(131)와, 상기 매트부(131)의 메쉬 사이로 상기 제1시트층(110) 및 상기 제2시트층(120)의 재료가 충진되어 상기 제1시트층(110)과 상기 제2시트층(120)을 결착시키는 결착부(132)를 포함하여 형성된다.
본 발명에서의 상기 중간시트층(130)은 상기 제1시트층(110)과 상기 제2시트층(120) 사이에 형성되는 것으로서, 전체 교정 시트(100)에 있어서 중심부에 형성될 수 있다.
또한, 치열이나 부정교합 또는 안면 비대칭이나 주걱턱 등에 따른 치아 및 구강악 비정상적 교합에 따라 상기 중간시트층(130)은 상기 제1시트층(110)에 보다 가깝게 형성되거나, 상기 제2시트층(120)에 보다 가깝게 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예로 상기 제1시트층(110)이 투명 교정 장치에 있어서, 바깥으로 노출되는 부분이라면, 상기 제2시트층(120)은 투명 교정 장치에 있어서, 치아에 접하는 부분일 수 있다. 그 반대로도 구현이 가능하며, 치열이나 교합 상태 등에 따라 상기 중간시트층(130)을 바깥 부분(제1시트층(110))에 가깝에 위치시키거나, 치아에 접하는 부분(제2시트층(120))에 더 가깝게 위치시킬 수 있다.
상기 중간시트층(130)의 매트부(131)는, 상기 제1시트층(110)과 상기 제2시트층(120)에 비해 하드(hard)한 소재로 형성되고, 메쉬 구조를 이룬다. 상기 중간시트층(130)의 결착부(132)는, 상기 매트부(131)의 매쉬 사이로 상대적으로 소프트(soft)한 소재의 상기 제1시트층(110) 및 상기 제2시트층(120)의 재료가 충진되어 상기 제1시트층(110)과 상기 제2시트층(120)을 결착시키게 된다.
즉, 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)으로 이루어진 매트릭스 내에 하드한 소재로 메쉬 구조의 중간시트층(130)이 형성되어 상기 중간시트층(130)을 매개로 하여 상기 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)이 서로 연결되어, 이종의 재료 간에 서로 견고하게 결착되어 단일 시트를 이루게 되는 것이다.
본 발명에 따른 상기 제1시트층(110)과 상기 제2시트층(120), 그 사이의 중간시트층(130)은, 별도의 접착제나 접착층이 필요없이, 그 재료 자체의 성질에 의해 서로 결착되는 것으로, 제1시트층(110)과 제2시트층(120) 그리고 매트부(131)가 형성된 중간시트층(130)을 적층하고, 핫 프레스 롤링 공정에 의해 적정 온도와 압력(온도: 150 ~ 200℃, 캘린더 압력 0 ~ 10KN, 속도: 1 ~ 10m/min)으로 가압함으로써, 메쉬 구조에 상기 제1시트층(110)과 상기 제2시트층(120)이 자연스럽게 충진되면서 서로 연결되고, 매트부(131), 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)이 결착되게 된다.
이와 같이 본 발명은 교정 시트의 내부는 상대적으로 하드한 소재로 형성되어 교정력을 부여하여 치아에 원하는 방향으로 힘을 부가하도록 하고, 교정 시트의 외부는 상대적으로 소프트한 소재로 형성되어 유연성을 부여하여 유지력 및 변형력에 대한 복원력을 갖도록 하여 유지력 감소를 최소화할 수 있다. 또한, 외부의 소프트한 소재로 인해 환자에게의 착용감이나 이물감을 최소화할 수 있다.
또한 본 발명은, 상대적으로 강도 차이가 나는 두 종류 이상의 재료를 서로 결착시키기 위해 메쉬 구조를 도입하였으며, 하드한 재료와 소프트한 재료를 적절히 혼합하여 사용함으로써, 강도 및 유연성이 상보적으로 필요한 교정력 및 유지력, 그리고 이종 재료 간의 들뜸이나 박리 현상을 줄여 내구성을 개선시킨 복합 구조의 교정 시트를 제공하는 것이다.
또한 상기 중간시트층은 하드한 재료의 매트부와 메쉬 구조 사이에 충진되는 소프트한 재료의 결착부로 구현되어, 하드한 재료와 소프트한 재료가 반복 또는 복합적으로 구현되어 최선의 교정을 위한 교정력과 유지력은 유지하면서, 유연성을 부여하여 교정 초기 과도한 교정력으로 인한 환자의 고통을 최소화하고, 유연성 및 복원력에 의해 유지력 감소를 최소화, 착용감이나 이물감 또한 최소화하여, 목적하는 교정 치료에 부합하는 결과를 가져와 교정 성공에 이를 수 있도록 하는 것이다.
또한 상기의 하드한 재료와 소프트한 재료가 반복되는 중간시트층의 구성은 상기 제1시트층과 상기 제2시트층을 서로 연결하면서, 하드한 재료의 매트부가 전체 구조를 지지해주게 되어, 변형에 따른 연신 한계점에 도달하는 것을 막아주는 역할을 하게 됨에 따라, 유지력의 유지 기간을 늘려주게 된다.
도 3은 본 발명의 일실시예를 나타낸 것으로, 도시된 화살표는 매트부(131)에 의해 소프트한 재료가 연신 한계점에 도달하는 것을 막아주는 역할을 하고, 상기 결착부(132)에 의해 제1시트층(110)과 제2시트층(120)을 서로 연결시켜주는 역할을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예(도 3)에 따른 치과용 교정 시트에 대한 단면을 전자현미경으로 촬영한 것으로, 결착부(132)에 의해 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)이 하나의 구조체처럼 보이는 것을 확인할 수 있었다.
한편 본 발명의 다른 실시예로, 상기 제1시트층(110) 및 상기 제2시트층(120) 중 어느 하나 이상의 표면에는, 상기 제1시트층(110) 및 상기 제2시트층(120)에 비해 하드(hard)한 소재로 형성된 제3시트층(140)을 더 포함하는 것이다.
도 5의 실시예에서는 상기 제3시트층(140)이 상기 제1시트층(110)의 표면 상에 형성된 것을 나타낸 것으로, 하드/소프트/하드-소프트 복합/소프트 소재로 구현되어, 전체적으로 이종 소재를 적층 및 결착하여 복합 구조를 이루는 것으로, 특히 소프트(soft)한 소재와 하드(hard)한 소재를 하이브리드화한 복합 구조의 치과용 교정 시트를 제공하는 것이다.
상기 제3시트층(140)은 제1시트층(110)과 제2시트층(120)에 비해 하드한 소재로 형성되며, 중간시트층(130)과는 동일한 재료 또는 강도가 차이나는 재료를 사용할 수 있다. 상기 제3시트층(140)은 교정 장치의 바깥 부분인 외부로 노출되는 부분에 형성되는 것이 바람직하며, 이는 교정 목적과 방향에 따라 이와 반대로 치아와 접촉되는 부분에 형성될 수도 있다. 상기 제3시트층(140)의 두께는 200~500㎛, 바람직하게는 200~400㎛로 형성될 수 있다.
도 6의 실시예에서는 상기 복합 구조의 치과용 교정 시트에 있어서, 어느 일면의 최외층에 항균시트층(150)이 더 형성되는 것이 바람직하다. 상기 항균시트층(150)은 본 발명에 따른 소프트한 소재의 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)의 소재에 항균물질이 포함된 시트층으로, 은나노 입자 등이 분산된 항균필름을 사용할 수 있으며, 이의 두께는 2~5㎛ 정도이다.
상기 제3시트층(140) 또는 상기 항균시트층(150)은, 상기 제1시트층(110)과 상기 제2시트층(120), 그 사이의 중간시트층(130)의 결착 공정과 유사하게, 별도의 접착제나 접착층이 필요없이, 그 재료 자체의 성질에 의해 서로 결착되는 것으로, 제1시트층(110)/중간시트층(130)/제2시트층(120)의 구조물을 적층하고, 일측 또는 양측에 상기 제3시트층(140) 또는/및 상기 항균시트층(150)을 적층하고, 핫 프레스 롤링 공정에 의해 적정 온도와 압력(온도: 150 ~ 200℃, 캘린더 압력 0 ~ 10KN, 속도: 1 ~ 10m/min)으로 가압함으로써, 메쉬 구조에 상기 제1시트층(110)과 상기 제2시트층(120)이 자연스럽게 충진되면서 서로 연결되고, 매트부(131), 제1시트층(110) 및 제2시트층(120), 제3시트층(140) 그리고 항균시트층(150)이 결착되게 된다.
본 발명에 따른 상기 제1시트층(110) 및 상기 제2시트층(120)은, 동일 또는 이종(異種)의 재료로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1시트층(110)과 상기 제2시트층(120)은 같은 소재로 형성되거나 서로 다른 소재로 형성되어, 강도가 서로 동일하거나 서로 상이할 수 있다. 예컨대, 교정 장치의 바깥 부분인 외부로 노출되는 부분은 제1시트층(110)으로 보다 하드한 소재로 형성되고, 내부의 치아와 접촉되는 부분인 제2시트층(120)은 보다 소프트한 소재로 형성될 수 있다. 교정 목적과 방향에 따라 이와 반대로 구현될 수도 있다.
본 발명에 따른 상기 제1시트층(110) 및 상기 제2시트층(120)은 silicone rubber, elastomeric alloy, thermoplastic elastomer(TPE), thermoplastic vulcanizate(TPV) elastomer, polyolefin blend elastomer, thermoplastic co-polyester elastomer, thermoplastic polyamide elastomer, Thermoplastic Polyurethane(TPU), elastomeric alloy, thermoplastic elastomer (TPE), thermoplastic vulcanizate(TPV) elastomer, thermoplastic co-polyester elastomer, polyester elastomer 중 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 상기의 재료 중 어느 하나를 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)에 같이 사용할 수 있으며, 필요에 따라 서로 다른 재료를 선택하거나 적절히 혼합하여 시트 형태로 제조하여 사용할 수 있다.
또한 상술한 바와 같이 상기 제1시트층(110) 및 상기 제2시트층(120)은 치열이나 교합 상태, 구강악 상태 등에 따라 동일 또는 서로 다른 두께로 형성될 수 있다. 이는 도 7에 도시하였다.
즉, 교정 치료 설계에 따른 교정력의 세기에 따라 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)의 두께를 조절할 수 있으며, 보다 높은 교정력이 필요한 경우 중간시트층(130)의 두께가 일정하다면 상기 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)의 두께를 더 두껍게 할 수 있다. 또한, 상기 중간시트층(130)의 두께는 더 두껍게 하고, 상기 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)의 두께는 더 얇게 할 수도 있다.
상기 제1시트층(110)의 두께 및 상기 제2시트층(120)의 두께는 100 ~ 500㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 150 ~ 400㎛의 두께로 형성될 수 있다. 상기 제1시트층(110) 및 상기 제2시트층(120)의 두께는 교정력의 세기 및 상기 중간시트층(130)의 두께에 따라 적절히 조절하여 형성할 수 있다. 즉, 교정력의 세기가 큰 경우 상대적으로 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)의 두께를 더 얇게 하고, 상기 중간시트층(130)의 두께를 더 크게 한다.
이러한 상기 제1시트층(110) 및 상기 제1시트층(110)의 물성은 경도: 70 ~ 90HRA(로크웰 경도), 굴곡강도: 15 ~ 25MPa, 파단신율: ≥ 200％로 형성된다.
본 발명에 따른 중간시트층(130)의 매트부(131)는, 상기 제1시트층(110) 및 상기 제2시트층(120)에 비해 상대적으로 하드한 재료로, 열가소성 고분자 물질을 사용할 수 있으며, 예컨대 glycolmodified polyethylene terephthalate(PETG), polyester, co-polyester, polypropylene, polyethylene, acrylic, polyetheretherketone, polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyetherimide, polyethersulfone, polytrimethyleneterephthalate, thermoplastic polyurethane 중 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 상기의 재료 중 어느 하나 또는 필요에 따라 서로 다른 재료를 선택하거나 적절히 혼합하여 메쉬 구조의 매트부(131)를 제조하게 된다.
상기 중간시트층(130)의 매트부(131)는 치열이나 교합 상태, 구강악 상태 등에 따라 상기 제1시트층(110) 및 상기 제2시트층(120)의 두께와 함께 조절되어 교정력을 조절하고, 유지력이 개선되도록 한다.
상기 중간시트층(130)의 두께는 200 ~ 500㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 200 ~ 400㎛의 두께로 형성될 수 있다. 상기 중간시트층(130)의 두께는 교정력의 세기 및 유연성 조절을 위해 상기 중간시트층(130)의 두께에 따라 적절히 조절하여 형성할 수 있다. 즉, 교정력의 세기가 작은 경우 상대적으로 중간시트층(130)의 두께를 크게 하거나, 유연성이 필요한 경우에는 중간시트층(130)의 두께를 작게 한다.
이러한 상기 중간시트층(130)의 매트부(131)의 물성은 굴곡 모듈러스: ≥ 1,000MPa, 굴곡강도: 30 ~ 60MPa, 파단신율: ≥ 100％, 투과율: ≥70.0%로, 상기 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)보다 하드하면서 투명한 소재로 형성된다.
상기 중간시트층(130)의 매트부(131)에는 메쉬 구조가 형성되며, 상술한 바와 같이 상기 제1시트층(110) 및 상기 제2시트층(120)과 함께 핫 프레스 롤링 공정을 통해, 상기 제1시트층(110) 및 상기 제2시트층(120)의 재료가 메쉬 사이에 충진되어 상기 제1시트층(110) 및 상기 제2시트층(120)이 서로 연결되고, 상기 매트부(131)와 결착시키는 결착부(132)가 형성된다. 즉, 상기 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)으로 이루어지는 매트릭스 내에 상기 중간시트층(130)이 형성되는 것이다.
상기 결착부(132)는 상기 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)의 재료로 충진되며, 상기 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)의 두께나 소재의 종류에 따라 결착부(132)에 충진되는 재료가 차지하는 면적이 조절되게 된다. 즉, 상기 결착부(132)에 충진되는 재료는 상기 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)의 혼합으로 이루어질 수 있으나, 각각의 물성에 따라 어느 하나의 재료의 양이 더 많이 점유할수 있다.
또한, 혼합영역(제1시트층(110) 재료와 제2시트층(120) 재료가 혼합되는 영역)과 비혼합영역(제1시트층(110) 재료와 제2시트층(120) 재료가 혼합되지 않는 영역)이 구분되거나, 경계가 그라데이션 형태로 변동되면서 결착부(132)가 구현될 수 있다. 이는 상기 제1시트층(110) 및 상기 제2시트층(120)의 재료나, 핫 프레스 롤링 공정 조건에 따라 의존하게 된다.
본 발명의 일실시예에서는 상기 혼합영역이 상기 결착부(132) 내의 높이 20 ~ 80% 영역 내에 위치하도록 하여, 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)의 결착력이 더욱 개선되도록 할 수 있다. 즉, 혼합영역이 메쉬 구조의 너무 상측(높이의 80% 이상)에 위치하거나 너무 하측(높이의 20% 이하)에 위치하면 메쉬 구조와의 결착력이 저하될 수도 있다.
이와 같이, 상기 제1시트층(110) 및 제2시트층(120) 그리고 중간시트층(130)을 이용한 본 발명에 따른 복합 구조의 치과용 교정 시트(100)는, 인장강도 : 20 ~ 35 Mpa, 굴곡 모듈러스 : ≥600 Mpa, 두께 : 300 ~ 1500㎛(더욱 바람직하게는 700 ~ 1000㎛), 투과율 : ≥80.0%을 만족하고, 견인력 회전력 24hr 후 평균 50% 수준을 유지하였다.
본 발명에 따른 치과용 교정 시트의 두께는 환자 케이스와 교정 장치의 착용 기간에 따라 300 ~ 1500㎛로 형성될 수 있으며, 더욱 바람직한 두께는 700 ~ 1000㎛로 형성될 수 있다.
이는 교정 시트의 두께가 1500㎛를 넘어가면 교정 치료 단계 내에서의 치아를 1.0mm 이상 이동 시 환자의 치아에 과도한 하중이 발생하여 치아 및 치아 주위의 조직이 손상되어 교정 실패로 이어질 수 있으며, 환자의 통증 역치 이상으로 교정력이 가해짐에 따라 환자의 통증을 유발할 염려가 있다.
또한 300㎛ 보다 얇을 경우에는 교정력을 지지하는 힘이 약해서 교정이 제대로 되지 않을 수 있다. 또한 본 발명에 따른 치과용 교정 시트는 환자의 케이스나 착용기간, 치료 기간 동안 적절하게 두께를 조절하여 사용하며, 일반적으로 초기 치아 배열을 위한 교정시에는 500 ~ 800㎛ 정도의 두께를 사용하고, 교정 치료 후 치아 위치를 위지하기 위해서는 1000㎛ 정도의 두께를 사용할 수 있다..
이와 같이 본 발명에 따른 중간시트층(130)은 매트부(131) 및 결착부(132)를 포함하며, 소프트한 재료와 하드한 재료가 교대로 구현되어 서로 결착됨으로써, 이종 재료인 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)과 중간시트층(130) 간의 결합력을 더욱 높여 변형이나 지속 사용에 따른 박리를 최소화하고, 매트부(131) 및 결착부(132)의 점유율을 조절하여 교정력 및 유연성을 조절할 수 있도록 한다.
본 발명의 일실시예에서는 상기 매트부(131) 대비 상기 결착부(132)의 면적 비율이 30 ~ 70%를 만족하도록 하여, 즉, 중간시트층(130)의 매트부(131)의 면적이 100이라고 하면 결착부(132)의 면적 비율이 30~70을 차지하도록 하여, 최적의 유연성과 결착력을 도모하도록 한다.
한편 본 발명에 따른 매트부(131)의 메쉬 구조는 상기 제1시트층(110) 및 상기 제2시트층(120)의 재료가 충진되어 서로 연결될 수 있는 결착부(132)의 구현을 위한 어떠한 형태여도 무방하며, 규칙 또는 불규칙적인 패턴으로 구현될 수 있다.
또한, 상기 매트부(131)의 메쉬 구조는, 조밀구조가 반복되어 형성될 수 있다. 즉, 교정력이나 유연성을 조절하기 위해서 중간시트층(130)의 일영역은 메쉬의 크기가 작게 형성되고, 일영역은 메쉬의 크기가 크게 형성되는 것과 같이 메쉬의 밀도가 조밀하게 조절되도록 형성할 수도 있다.
또한, 상기 매트부(131)의 매쉬 구조는, 도 8에 도시한 바와 같이 상하 비대칭으로 형성될 수 있다. 이는 표면과 내부에서의 교정력 및 유연성의 차이를 둘 필요가 있을 때 유용하게 적용할 수 있다.
또한, 상기 매트부(131)는, 상기 메쉬 구조의 표면에 완충코팅층(133)이 더 형성될 수 있으며, 상기 완충코팅층(133)은, 상기 제1시트층(110) 및 상기 제2시트층(120)의 강도와 동일하거나 더 큰 재료로 코팅될 수 있다.
도 9는 상기 완충코팅층(133)이 형성된 매트부(131)를 도시한 것으로, 이는 상기 제1시트층(110)과 상기 제2시트층(120)의 강도와 동일하거나 더 큰 재료(매트부(131)의 강도보다는 작은)로 형성되어 매트부(131)와 상기 제1시트층(110)과 제2시트층(120) 간의 결착력을 더욱 개선시키도록 한 것이다. 즉, 매트부(131)와 제1시트층(110) 및 제2시트층(120) 사이의 강도를 가지는 물질을 형성함으로써, 제1시트층(110) 및 제2시트층(120) 간의 결착시, 이종 재료 간의 계면 물성 차이를 완충시키는 역할을 하도록 하는 것이다.
상기 완충코팅층(133)은 glycolmodified polyethylene terephthalate(PETG), polyester, co-polyester, polypropylene, polyethylene, acrylic, polyetheretherketone, polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyetherimide, polyethersulfone, polytrimethyleneterephthalate, thermoplastic polyurethane, silicone rubber, elastomeric alloy, thermoplastic elastomer(TPE), thermoplastic vulcanizate(TPV) elastomer, polyolefin blend elastomer, thermoplastic co-polyester elastomer, thermoplastic polyamide elastomer, Thermoplastic Polyurethane(TPU), elastomeric alloy, thermoplastic elastomer (TPE), thermoplastic vulcanizate(TPV) elastomer, thermoplastic co-polyester elastomer, polyester elastomer 중 어느 하나의 재료를 사용하여 상기 매트부(131)의 침지 또는 스프레이 코팅 등에 의해 형성될 수 있다. 그 두께는 5 ~ 10㎛ 정도가 적절하다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 메쉬 구조를 도시한 것으로서, 이 외에도 스트라이프 패턴, 곡선 패턴 등 결착부(132)의 구현할 수 있는 어떠한 형태여도 무방하며, 메쉬의 조밀 정도는 교정력과 유연성에 따라 조절하여 형성한다.
본 발명에 따른 중간시트층(130)은, 상기 매트부(131)의 표면에 플라즈마 처리를 추가로 수행할 수 있으며, 매트부(131)의 표면 접촉각을 조절하여 상기 제1시트층(110) 및 제2시트층(120)의 결합력을 조절하거나 더욱 개선시키도록 하는 것이다.
일반적으로 상기 표면처리는 공지된 다양한 방법에 의해 구현될 수 있다. 예컨대, 친수성 표면처리는 매트부(131) 상에 산화물층을 형성하거나, 산소 플라즈마 표면 처리 등을 수행하여 구현할 수 있으며, 소수성 표면처리는 소수성 물질의 코팅 또는 플라즈마 처리에 의해 구현할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예 및 그에 따른 교정 시트의 다양한 물성을 측정한 데이타에 대해 설명하고자 한다.
<제1실시예>
본 발명의 제1실시예로 도 3에 도시한 바와 같이, 제1시트층/중간시트층/제2시트층의 구조를 포함하는 교정시트이다.
상기 제1시트층 및 제2시트층은 동일한 소재로 Thermoplastic Polyurethane(TPU)를 사용하였으며, 그 물성은 경도 : 80±2HRA, 굴곡강도 : 25~30Mpa, 파단신율 : 550％, 찢김강도 : 60kg/cm, UV Resistance : Grey scale 3.5이고, 그리고, 상기 제1시트층의 두께는 250㎛, 상기 제2시트층의 두께는 250㎛이다.
상기 중간시트층의 매트부의 소재는 glycolmodified polyethylene terephthalate(PETG)를 사용하였으며, 그 물성은 굴곡 모듈러스 : 2000 ~ 2200MPa, 굴곡강도 : 50 ~ 55Mpa, 파단신율 : 150％, 투과율 : ≥80.0%, Surface Tension : 36dynes/㎝, Shrinkage tested at 105℃ for 5 min: MD:≥-2.0%, TD:≤+2.0%, Vicat : 69.0±2.0℃이었다. 그 두께는 250㎛이다.
이에 의해 제조된 본 발명의 일실시예에 따른 투명 교정 시트의 물성은 굴곡강도 : 25 ~ 30Mpa, 굴곡 모듈러스 : 1000 ~ 1200Mpa, 투과율 : 90% 이상, 두께 : 750㎛(하드 소재 250㎛, 소프트 소재 500㎛), 박리강도 : 0.3N/cm 이상이었고, 견인력 회전력 24hr 후 평균 60% 수준 유지하였다.
도 11은 본 발명의 일실시예(도 3) 및 종래 기술에 따른 초기강도 데이타를 나타낸 것으로, 종래 기술 1은 glycolmodified polyethylene terephthalate(PETG)로 이루어진 단층 시트, 종래 기술 2는 TPU/PETG(단일 하드 소재)/TPU로 이루어진 다층 시트(도 1 및 도 2의 구조)이다.
도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예는 단층 및 다층 시트 대비 낮은 강도를 가짐을 확인할 수 있었다. 이는 종래의 교정 시트의 경우, 초기 착용시 과도한 교정력으로 환자에게 고통을 유발하게 하는데, 이를 경감시켜주어 환자 착용시 안정감을 부여하게 된다.
도 12는 본 발명의 일실시예(도 3) 및 종래 기술에 따른 견인력 시험 데이타를 나타낸 것으로, 상기 종래 기술 1과 종래 기술 2와 비교하였다.
도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예는 단층 시트 대비 교정력이 상대적으로 느리게 감소하여 최종 교정력이 우수함을 확인할 수 있었다. 즉, 종래 소재 대비 치아 변형 위치에서 변형이 적어 교정 유지력이 개선되었다.
즉, 본 발명에 따른 실시예는 종래 기술 대비 초기 적정 사용 수준의 강도를 가지면서, 하드한 소재인 중간시트층을 도입함으로써, 유지력이 높아 최종 교정력이 우수함을 확인할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일실시예 및 상기 종래 기술(종래 기술 1a는 TPU/polytrimethyleneterephthalate/TPU 다층 시트이다)에 따른 박리 강도(제1시트층 및 제2시트층과 중간시트층 간의 박리강도)를 나타낸 것이다.
도 15에 도시한 바와 같이, 단일 하드 소재가 포함된 다층 시트(종래 기술 1a, 종래기술 2)에 비해 본 발명의 일실시예는 하드한 소재면서 메쉬 구조가 포함된 중간시트층을 사용함으로써 접착력이 향상됨을 확인할 수 있었다. 이에 의해 본 발명은, 교정 유지력을 높이면서 우수한 층간 접착력과 내구성을 가짐을 확인할 수 있었다.
도 16은 종래 기술 2(다층 시트)의 스트로크에 따른 박리 강도를 나타낸 것이고, 도 17은 본 발명의 일실시예의 스트로크에 따른 박리 강도를 나타낸 것으로, 메쉬 구조의 하드한 소재의 중간시트층을 사용함으로써, 교정 장치 성형 시 메쉬 사이로 하드한 소재가 충진되어 하드한 소재로 완전히 연결됨으로써, 종래 다층 시트의 박리현상과 연질의 늘어남 문제점을 개선하였고, 교정 유지력을 높일 수 있게 되었다.
<제2실시예>
본 발명의 제2실시예로 도 4에 도시한 바와 같이, 제3시트층/제1시트층/중간시트층/제2시트층의 구조를 포함하는 교정시트이다.
상기 제1시트층 및 제2시트층은 동일한 소재로 Thermoplastic Polyurethane(TPU)를 사용하였으며, 그 물성은 경도 : 80±2HRA, 굴곡강도 : 25~30Mpa, 파단신율 : 550％, 찢김강도 : 60kg/cm, UV Resistance : Grey scale 3.5이고, 그리고, 상기 제1시트층의 두께는 150㎛, 상기 제2시트층의 두께는 150㎛이다.
상기 중간시트층의 매트부의 소재는 glycolmodified polyethylene terephthalate(PETG)를 사용하였으며, 그 물성은 굴곡 모듈러스 : 2000 ~ 2200MPa, 굴곡강도 : 50 ~ 55Mpa, 파단신율 : 150％, 투과율 : ≥80.0%, Surface Tension : 36dynes/㎝, Shrinkage tested at 105℃ for 5 min: MD:≥-2.0%, TD:≤+2.0%, Vicat : 69.0±2.0℃이었다. 그 두께는 250㎛이다.
상기 제3시트층은 상기 중간시트층과 동일한 소재로 형성되며, 물성도 동일하다. 그 두께는 그 두께는 250㎛이다.
이에 의해 제조된 본 발명의 일실시예에 따른 투명 교정 시트의 물성은 굴곡강도 : 25 ~ 32Mpa, 굴곡 모듈러스 : 1100 ~ 1200Mpa, 투과율 : 90% 이상, 두께 : 800㎛(하드 소재 500㎛, 소프트 소재 300㎛), 박리강도 : 0.3N/cm 이상이었고, 견인력 회전력 24hr 후 평균 60% 수준 유지하였다.
도 13은 본 발명의 일실시예(도 4) 및 종래 기술에 따른 초기강도 데이타를 나타낸 것으로, 종래 기술 1은 glycolmodified polyethylene terephthalate(PETG)로 이루어진 단층 시트, 종래 기술 2는 TPU/PETG(단일 하드 소재)/TPU로 이루어진 다층 시트(도 1 및 도 2의 구조)이다.
도 13에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예는 단층 및 다층 시트 대비 낮은 강도를 가짐을 확인할 수 있었다. 이는 종래의 교정 시트의 경우, 초기 착용시 과도한 교정력으로 환자에게 고통을 유발하게 하는데, 이를 경감시켜주어 환자 착용시 안정감을 부여하게 된다.
도 14는 본 발명의 일실시예(도 4) 및 종래 기술에 따른 견인력 시험 데이타를 나타낸 것으로, 상기 종래 기술 1과 종래 기술 2와 비교하였다.
도 14에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예는 단층 시트 대비 교정력이 상대적으로 느리게 감소하여 최종 교정력이 우수함을 확인할 수 있었다. 즉, 종래 소재 대비 치아 변형 위치에서 변형이 적어 교정 유지력이 개선되었다.
즉, 본 발명에 따른 실시예는 종래 기술 대비 초기 적정 사용 수준의 강도를 가지면서, 하드한 소재인 중간시트층을 도입함으로써, 유지력이 높아 최종 교정력이 우수함을 확인할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일실시예 및 상기 종래 기술(종래 기술 1a는 TPU/polytrimethyleneterephthalate/TPU 다층 시트이다)에 따른 박리 강도(제1시트층 및 제2시트층과 중간시트층 간의 박리강도)를 나타낸 것이다.
도 15에 도시한 바와 같이, 단일 하드 소재가 포함된 다층 시트(종래 기술 1a, 종래기술 2)에 비해 본 발명의 일실시예는 하드한 소재면서 메쉬 구조가 포함된 중간시트층을 사용함으로써 접착력이 향상됨을 확인할 수 있었다. 이에 의해 본 발명은, 교정 유지력을 높이면서 우수한 층간 접착력과 내구성을 가짐을 확인할 수 있었다.
도 16은 종래 기술 2(다층 시트)의 스트로크에 따른 박리 강도를 나타낸 것이고, 도 17은 본 발명의 일실시예의 스트로크에 따른 박리 강도를 나타낸 것으로, 메쉬 구조의 하드한 소재의 중간시트층을 사용함으로써, 교정 장치 성형 시 메쉬 사이로 하드한 소재가 충진되어 하드한 소재로 완전히 연결됨으로써, 종래 다층 시트의 박리현상과 연질의 늘어남 문제점을 개선하였고, 교정 유지력을 높일 수 있게 되었다.
도 18은 도 4의 실시예에 따른 치과용 교정 시트에 대한 실 사진을 나타낸 도이고, 도 19는 도 4의 실시예에 따른 치과용 교정 시트를 이용하여 제작된 치과용 교정 장치에 대한 실 사진을 나타낸 도이다.
도 18에 도시한 바와 같이 핫 프레스 롤링 공정에 의해 제작된 본 발명에 따른 치과용 교정 시트를 제작 후, 치아를 스캔하여 3D 프린트를 이용하여 치아 모형을 제작한다. 그 후 Biostar를 사용하여 본 발명에 따른 복합 구조의 치과용 교정 시트를 상기 치아 모형에 따라 열 성형하여, 얼라이너를 통해 최종 치아 모형으로 가공함으로써, 본 발명에 따른 치과용 교정 장치의 제작이 완료되게 된다. 도 19는 이와 같이 제작된 본 발명에 따른 치과용 교정 장치에 대한 실 제품을 나타낸 것이다.
100 : 교정 시트 110 : 제1시트층
120 : 제2시트층 130 : 중간시트층
131 : 매트부 132 : 결착부
133 : 완충코팅층 140 : 제3시트층
150 : 항균시트층

Claims (20)

  1. 치과용 교정 시트에 있어서,
    제1시트층 및 제2시트층과,
    상기 제1시트층과 상기 제2시트층 사이에 형성된 중간시트층을 포함하며,
    상기 중간시트층은,
    상기 제1시트층과 상기 제2시트층에 비해 하드(hard)한 소재로 형성되고, 메쉬 구조로 형성된 매트부;
    상기 매트부의 메쉬 사이로 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층의 재료가 충진되어 상기 제1시트층과 상기 제2시트층을 결착시키는 결착부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층 중 어느 하나 이상의 표면에는, 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층에 비해 하드(hard)한 소재로 형성된 제3시트층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 복합 구조의 치과용 교정 시트는,
    어느 일면의 최외층에 항균시트층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층은,
    동일 또는 이종(異種)의 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층은,
    silicone rubber, elastomeric alloy, thermoplastic elastomer(TPE), thermoplastic vulcanizate(TPV) elastomer, polyolefin blend elastomer, thermoplastic co-polyester elastomer, thermoplastic polyamide elastomer, Thermoplastic Polyurethane(TPU), elastomeric alloy, thermoplastic elastomer (TPE), thermoplastic vulcanizate(TPV) elastomer, thermoplastic co-polyester elastomer, polyester elastomer 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층은,
    동일 또는 다른 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층은
    각각 100 ~ 500㎛의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 중간시트층의 매트부는,
    glycolmodified polyethylene terephthalate(PETG), polyester, co-polyester, polypropylene, polyethylene, acrylic, polyetheretherketone, polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyetherimide, polyethersulfone, polytrimethyleneterephthalate, thermoplastic polyurethane 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 중간시트층은,
    200 ~ 500㎛의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 매트부의 메쉬 구조는,
    규칙 또는 불규칙적인 패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 중간시트층은,
    상기 매트부 대비 상기 결착부의 면적 비율이 30~70% 인 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 매트부의 메쉬 구조는,
    조밀구조가 반복되어 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 매트부의 매쉬 구조는,
    상하 비대칭으로 형성된 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 매트부는,
    상기 메쉬 구조의 표면에 완충코팅층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 완충코팅층은,
    상기 제1시트층 및 상기 제2시트층의 강도와 동일하거나 더 큰 재료로 코팅되는 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 중간시트층은,
    상기 매트부의 표면에 플라즈마 처리가 된 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 제1시트층 및 상기 제2시트층의 굴곡강도는 각각 15~30MPa이고, 상기 중간시트층의 굴곡강도는 30~60MPa인 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  18. 제 1항에 있어서, 상기 복합 구조의 치과용 교정 시트는,
    굴곡강도 20~35MPa, 두께 300~1500㎛인 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정시트.
  19. 제 1항에 있어서, 상기 치과용 복합 교정 시트는,
    상기 제1시트층, 상기 중간시트층 및 상기 제2시트층을 적층하고, 핫 프레스 롤링 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 구조의 치과용 교정 시트.
  20. 제 1항 내지 제 19항 중의 어느 한 항의 복합 구조의 치과용 교정 시트를 이용한 치과용 교정 장치.
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