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Patent Searching and Data


Title:
TOOTHBRUSH BRISTLES CONTAINING HEAT-SENSITIVE FUNCTIONAL SUBSTANCE, AND TOOTHBRUSH USING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/068398
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method for producing a toothbrush with fine bristles containing a heat-sensitive functional substance and, more particularly, to a method for producing a toothbrush with fine bristles containing a heat-sensitive functional substance by means of a porous adsorbent.

Inventors:
OH, Guihwan (#107-502, 501 Expo-r, Yuseong-gu Daejeon 305-729, 305-729, KR)
KANG, Kitae (# 13, Songnim-ro Yuseong-gu, Daejeon 305-759, 305-759, KR)
Application Number:
KR2015/001196
Publication Date:
May 06, 2016
Filing Date:
February 05, 2015
Export Citation:
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Assignee:
BBC CO., LTD. (301 Daedeok-daero 1284beon-giI, Daedeok-gu, Daejeon 306-230, 306-230, KR)
International Classes:
A46D1/04; A46D1/05
Foreign References:
KR20090096727A2009-09-14
KR200251617Y1
KR20000011100A2000-02-25
KR19990067429A1999-08-16
KR20110129598A2011-12-02
Attorney, Agent or Firm:
PLUS INTERNATIONAL IP LAW FIRM (10F 809, Hanbat-daeroSeo-gu, Daejeon 302-828, 302-828, KR)
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Claims:
청구범위

a)폴리에스테르계수지 ,폴리프로필렌카보네이트또는이들의 흔합물을포함하는블랜드수지에미립자를포함하는

수지조성물을제조하는단계;

b)상기수지조성물을압출하여필라멘트를제조하는단계;

c)상기필라멘트는상기미립자의일부가필라멘트의표면에 노출되도록 2회이상의다단연신을수행하며,다단연신시 연신를러의속도와체류시간을달리함으로써발생하는연신비가 하기식 1을만족하도록연신하는단계;및

[식 1]

3.0 < T1 < 4.1

5.2 < T2 < 6.0

(상기식 1에서 T1은 2차연신속도 /1차연신속도비이고,

Τ2는 3차연신속도 /1차연신속도비이다.) (연신속도 = m/sec ) d)상기연신된필라멘트를테이퍼화처리한후,식모하여칫솔을 제조하는단계 ;

를포함하는열에약한기능성물질을함유한칫솔모의제조방법. 제 1항에있어서,

상기 1차연신속도는 12내지 20 m/sec인것을특징으로하는 제조방법.

제 2항에있어서,

상기 1차연신를러영역의체류시간이 0.5내지 1.5초이고, 2차 연신를러영역의체류시간이 1내지 3초이고, 3차연신를러영역의 체류시간이 0.1내지 0.5초임을특징으로하는제조방법.

제 1항에있어서,

상기압출시사용되는노즐은방사구의길이와직경의비가하기 식 2를만족하는제조방법 .

[식 2]

15 < L D < 30

(상기식 2에서 L/D는방사구의길이 (mm)/방사구의직경 (mm) 비이다.)

제 1항에있어서,

상기미립자는비드또는다공성흡착제인것을특징으로하는 제조방법.

제 5항에있어서,

상기다공성흡착제는제올라이트,실리카겔,녹말,벤토나이트, 규조토,숯에서하나또는둘이상선택되는것을특징으로하는 제조방법.

[청구항 7] 제 5항에있어서,

상기필라멘트는하기식 4을만족하는것을특징으로하는 제조방법.

(상기식 4에서 는비드의굴절률, 는필라멘트의굴절률이다.)

[청구항 8] 제 5항에있어서,

상기비드는굴절률이 2.2이상인것을특징으로하는제조방법. [청구항 9] 제 5항에있어서,

상기비드의부피분율이하기식 5를만족하는것을특징으로하는 제조방법.

[식 5]

0-01 < vP+ v3 xlO0 < 0-3

(상기식 5에서 VP는고분자수지의부피 , VB는비드의부피를 뜻한다.)

[청구항 10] 제 1항에있어서,

상기수지조성물은폴리에스테르계수지,

폴리프로필렌카보네이트또는이들의흔합물을포함하는 블랜드수지 100중량부에대하여,미립자 (paticle)는 1내지 5 중량부로포함하는것을특징으로하는제조방법.

[청구항 11] 제 1항에있어서,

상기 d)단계의테이퍼화처리는상기필라멘트를번들로제조한 후,번들의일측끝단을 100~140°C, 30-60중량 %농도의알칼리 용액이담긴가공조에침지하여테이퍼화가공하여미립자가 추가적으로노출되도록테이퍼화처리하는단계;

를포함하는제조방법 .

[청구항 12] 제 11항에있어서,

상기테이퍼화처리한필라멘트를기능성물질을함유하는수용액 또는유기용매에함침한후건조시키는것을특징으로하는 제조방법.

[청구항 13] 제 12항에있어서,

상기기능성물질은금잔화,피톤치드,프로폴리스,매그놀리아, 흥차,보이차,녹차,솔잎추출물,연꽃,알로에,자스민,카멜리아, 은행잎,박하,동백나무,옥수수,금은화,고삼,감초,병풀,

몰약 (Myrrh),캐모마일,라타니아,시계초,보리지,나스터튬, 로즈마리,바질,말로우,로메인,설견초,비단초,고사리,세신, 겨우살이,머위로이루어진식물추출물또는자연추출물로부터 하나이상선택되는것을특징으로하는제조방법 .

[청구항 14] 제 5항에있어서,

상기비드는평균입경이 30~100 이고,상기다공성흡착제는 평균입경 50~300nm, BET비표면적이 70내지 1000 m2/g,기공율이

30-60%인것을특징으로하는제조방법.

[청구항 15] 제 1항의제조방법으로제조된기능성물질을담지한미세모

형태의칫솔모.

[청구항 16] 제 15항에있어서,

상기칫솔모의단면은하나이상의돌출부를가지며,상기 돌출부에상기비드가위치하고,상기단면은원형,삼각형,사각형 및마름모형증어느하나인것을특징으로하는칫솔모.

[청구항 Π] 제 16항에따른칫솔모를포함하는칫솔.

Description:
명세서

발명의명칭:열에 약한기능성물질을담지한칫솔모및이를 이용한칫솔

기술분야

[1] 본발명은열에약한기능성물질을담지한칫솔모 의제조방법및이를이용한 칫솔에관한것이다.

[2]

배경기술

[3] 현대인들의생활에있어건강과삶의질에대한관 심이증가하고있으며,특히 치아건강은건강한삶을판단하는중요한척도가 되고있다.따라서첫솔은 문화의발전과함께지속적으로진화해왔는데단 순한동물털과나일론 칫솔에서최근기능성칫솔,특수형미세모칫솔 등으로기술의변화가급격히 진행되고있다.

[4] 이러한추세에따라,천연모와유사하고균일한 품질의인조모를제조하기 위한다양한연구들이진행되어왔으며,나일론 소재나

폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT)소재에다양한기능성물질을첨가하거나 2종 이상의합성수지를동시에공압출하여모노필라 멘트를제조하는기술들이 활발히진행되고있다.

[5] 현재첫솔용모노필라멘트의개발은나일론필라 멘트와테이퍼화된 PBT 필라멘트를거쳐기능성물질을보유한다양한형 태의모노필라멘트로 개발되고있다.하지만모노필라멘트를제조하 데있어서방사에사용되는 온도는통상적으로 200 ~ 300도정도로,상기온도에서열분해되거나물성 이 변하는소재를사용하거나첨가하는것은불가능 하였다.또한기능성

모노필라멘트를구성하기위한첨가물이약한내 열성물질이거나,제한적으로 사용이가능하다하더라도방사과정에서색상이 변하거나가은상태에서물성이 변하는등,필요한형태나기능또는사용농도에 상당한제한을받고있다.

[6] 한편,대부분의칫솔모는표면이평면이고매끄 러워서측면마찰력이약하거나 미미하며,대부분칫솔모의끝부분의마찰력에 존하여칫솔질효과를얻고 있다.하지만음식물찌꺼기및프라그를제거하 데요구되는적절한마찰력을 얻기위해,대부분의사람들은과도하게첫솔질 을하게되고이로인해지나친 잇몸자극을유발하거나무리한힘을가하게되어 첫솔모가굽게되는부작용 발생한다.

[7] 따라서,본발명은잇몸자극을유발하지않으면 칫솔질효과를가질수있는 칫솔을제조하되,열에약한기능성물질들을함 한미세모칫솔을제조하기 위한연구끝에본발명을완성하게되었다.

[8] 발명의상세한설명

기술적과제

본발명의목적은합성수지를압출하여모노필라 멘트를제조하는공정이 고은에서이루어지기때문에,열에취약한기능 성물질올포함하는

모노필라멘트의어려움을극복하고자다공성 소재를내재한모노필라멘트를 방사하고방사물을테이퍼가공하여표면노출된 다공성소재에기능성물질을 함침시킴으로써고온에제약이없고기능성물질 을담지한미세모및이를 포함하는칫솔을제조할수있다.

본발명의또다른목적으로는칫솔모에고반사율 을가지는투명비드를 포함하여,상기비드를첫솔모를이루는필라멘 트의용융방사시발생하는다이 스웰 (die swell)현상을이용하여칫솔모의각진부분 (edge)으로자연스럽게 위치시켜압출시발생할수있는비드의파괴를최 소화함을물론,높은 산란성을확보하여고급감을더욱높인칫솔모를 제공할수있다. 과제해결수단

본발명은 a)폴리에스테르계수지,폴리프로필렌카보네 트또는이들의 흔합물을포함하는블랜드수지및미립자를포함 하는수지조성물을제조하는 단계;

b)상기수지조성물을압출하여필라멘트를제조 는단계;

c)상기필라멘트는미립자가필라멘트표면에노 되도록 2회이상의 다단연신을수행하며,다단연신시연신를러의 도와체류시간을

달리함으로써발생하는연신비가하기식 1을만족하도록연신하는단계;및

[식 1]

3.0 < T1 < 4.1

5.2 < Τ2 < 6.0

(상기식 1에서 T1은 2차연신속도 /1차연신속도비이고,

Τ2는 3차연신속도 /1차연신속도비이다.) (연신속도 = m/sec )

d)상기연신된필라멘트를테이퍼화처리한후,식 모하여칫솔을제조하는 단계;를포함하는열에약한기능성물질을포함 는칫솔모의제조방법을 제공한다.

본발명의상기 1차연신속도는 12내지 20 m/sec인것을특징으로하나이에 한정하는것은아니다.

본발명의상기 1차연신롤러영역의체류시간이 0.5내지 1.5초이고 , 2차 연신를러영역의체류시간이 1내지 3초이고, 3차연신롤러영역의체류시간이 0.1내지으5초임을특징으로하는제조방법을예 한다.

본발명은상기압출시사용되는노즐은방사구의 길이와직경의비가하기식 3을만족하는제조방법을제공할수있으나이에 정하는것은아니다. [24] [식 3]

[25] 10 < L/D < 30

[26] (상기식 3에서 1JD는방사구의길이 (mm)/방사구의직경 (mm)비이다.)

[27] 본발명의미립자는비드또는다공성흡착제인것 을특징으로하는제조방법 ¾ 수있으나이에한정하는것은아니다.

[28] 본발명의상기다공성흡착제는제올라이트,실 카겔,녹말,벤토나이트, 규조토,숯으로이루어진군에서하나또는둘이 선택되는것을특징으로 하는제조방법을예시한다.

[29] 본발명의상기비드는하기식 4를만족하는것을특징으로하는제조방법을 제공할수있으나이에한정하는것은아니다.

[30] [식 4 ]

[31] \ n t - ^ Y

0-02≤ I J , ^ ≤ 0-10

I n a + J¾ J

[32] (상기식 4에서 는비드의굴절률, n c 는필라멘트의굴절률이다.)

[33] 본발명의상기비드의부피분율이하기식 5를만족하는것을특징으로하는 제조방법을제공할수있으나이에한정하는것은 아니다.

[34] [식 5]

[35] V q

0-01 < ir xlO0 < 0-3

[36] (상기식 5에서 V P 는고분자수지의부피, V B 는비드의부피를뜻한다.)

[37] 본발명의상기비드는굴절률이 2.2이상인것을특징으로하는제조방법을 포함할수있으나이에한정하는것은아니다.

[38] 본발명의상기수지조성물은폴리에스테르계수 지,폴리프로필렌카보네이트 또는이들의혼합물을포함하는블랜드수지 100중량부에대하여,미립자 1내지 5중량부를포함하는것을특징으로하는제조방 을포함할수있으나이에 한정하는것은아니다. -

[39] 본발명의상기 d)단계의테이퍼화처리는상기필라멘트를번들 제조한후, 번들의일측끝단을 100~140 o C, 30-60중량 %농도의알칼리용액에담긴 가공조에침지하여테이퍼화가공하여미립자가 추가적으로노출되도록 테이퍼화처리하는단계;를포함하는제조방법 을제공할수있으나이에 한정하는것은아니다.

[40] 본발명은상기테이퍼화처리한필라멘트를기능 성물질을함유하는수용액 또는유기용매에함침한후건조시키는것을특징 으로하는제조방법을포함할 수있으나이에한정하는것은아니다.

[41] 본발명의상기기능성물질은금잔화,피톤치드 프로폴리스,매그놀리아, 흥차,보이차,녹차,솔잎추출물,연꽃,알 에,자스민,카멜리아,은행잎,박하, 동백나무,옥수수,금은화,고삼,감초,병풀, 약 (Myrrh),캐모마일,라타니아, 시계초,보리지,나스터튬,로즈마리 ,바질,말로우,로메인,설견초,비단초, 고사리,세신,겨우살이,머위로이루어진식물 출물또는자연추출물로부터 하나이상선택되는것을특징으로하는제조방법 을예시한다.

[42] 본발명의비드는평균입경이 30~100 이고,상기다공성흡착제는평균입경

50~300nm, BET비표면적이 70내지 1000 m 2 /g,기공율이 30~60%인것을 특징으로하는제조방법올포함할수있으나이에 한정하는것은아니다.

[43] 본발명의제조방법으로제조된기능성물질을담 지한미세모형태의칫솔모를 제공한다.

[44] 본발명에따른칫솔모의단면은하나이상의돌출 부를가지며,상기돌출부에 상기비드가위치하고,상기단면은원형,삼각형 사각형맟마름모형증어느 하나인것을특징으로하는칫솔모를제공할수있 다.

[45] 본발명은본발명에따른칫솔모를포함하는칫솔 을제공할수있다.

[46]

발명의효과

[47] 본발명은필라멘트제조를위한수지조성물에미 립자를포함함으로써,

구강건강에이로운기능성물질을함유하며,치 세정력이우수한칫솔모를 제공함으로써본발명의목적을달성할수있다.

[48] 본발명은열에약한기능성물질을담지한미세모 칫솔을제공하는데있어서, 모노필라멘트표면에다공성흡착제가노출되도 록필라멘트를가공하여노출된 다공성흡착제에기능성물질을담지함으로써첫 솔을사용할시에다공성 흡착제에서기능성물질이천천히방출가능한칫 솔모를제공한다.본발명의 첫솔모는잇몸또는치아등구강에이로우나열에 취약해쉽게파괴되어 사용함에많은제약이있던기능성물질을담지한 미세모칫솔을제조할수 있다.

[49] 또한,본발명은칫솔모내부에고반사비드를포 함으로써산란성이우수한 고급형필라멘트를제조할수있다.또한상기고 사비드는방사조건에따라 투입되는비드의입경크기를조절할수있으며, 비드투입에따른필라멘트의 절단을억제할수있다.또한고경도및원형의비 를이용하여높은세척력을 보이는미백모를제공할수있으며잇몸에가해지 는자극을억제할수있는 효과를가진다.

[50]

도면의간단한설명

[51] 도 1은본발명에따라제조된담지체를함유한미세 의표면사진이다.

[52] 도 2는본발명에따라제조된칫솔모의단면을도시 것이다.

[53]

발명의실시를위한형태

[54] 본발명은열에취약한기능성물질을내재한다양 한필라멘트의개발을위한 것으로보다자세하게설명하면,칫솔모필라멘 트의표면에잇몸또는치아 건강에효능을가진기능성물질이다공성소재의 미립자에트랩되도록 함으로써칫솔사용시에상기기능성물질이천천 히방출되도록하기위함이다. 이는필라멘트표면에다공성소재가노출될수있 도록연신및테이퍼화공정을 모두거친후,다공성소재의미립자에기능성물 을담지하여칫솔사용시에 기능성물질이방출될수있도록하여,열에취약 한기능성물질을담지한 칫솔모를제조할수있다.

[55] 또한,본발명자들은필라멘트제조시발생하는 백화현상을해결하면서도

미립자를혼합하여방사시발생할수있는필라멘 트의절단현상을막기위해 입자의부피분율을특정범위로한정함과동시에 수지조성물의용융유속, 팽창비및방사구의지름과길이비 (Length/Diameter)를특정범위로

조절함으로써수지조성물의다이스웰 (die swell)현상을조절할수있었으며, 수지조성물내미립자의위치를섬유의외곽,더 확하게는비원형섬유의 돌기부쪽으로유도할수있음을발견하였다.

[56] 일반적으로낮은 Reynold수에서압출된유체의단면적은압출직후 die의

단면적보다크게부풀어오른상태를띄게되는데 ,이를다이스웰 (die swell) 또는압출물팽창 (extrudate swell)이라고한다.본발명에따른

필라멘트 (칫솔모)는이러한현상을이용하여방사용액내 립자를특정위치로 보내고반사율및세정효과향상을노린것으로, 예를들면,수지조성물의 점도와함께미립자의부피분율,전단속도,방 사관의길이및방사구금의지름 등을조절하여필라멘트의사절을억제함과동시 에미립자를필라멘트의 돌기부로위치시킬수있다.이를통해방사되는 라멘트의사절현상올 억제함과동시에돌기부또는미립자가형성하는 요철또는굴곡에의해 세정효과가향상되고,고굴절률을가지는미립 자로인해난반사를유도하여 밝고고급스러운느낌의필라멘트를제조할수있 다.

[57] 이에본발명은필라멘트제조를위한수지조성물 에미립자를포함함으로써, 구강건강에이로우며,치아세정력이우수한칫 솔모를제공함으로써본발명의 목적을달성할수있다.

[58] 이하,본발명을보다자세하게설명하고자한다 .

[59] 본발명은 a)폴리에스테르계수지 95내지 99.9중량 %,

폴리프로필렌카보네이트 0.1-5중량 %을포함하는블랜드수지 100증량부에 대하여,미립자 1내지 5중량부를포함하는수지조성물을제조하는단 ;

[60] b)상기수지조성물을압출기로압출하여필라멘 를제조하는단계 ;

[61] c)상기필라멘트는미립자가필라멘트표면에노 되도록 2회이상의

다단연신을수행하며,다단연신시연신롤러의 속도와체류시간을

달리함으로써발생하는연신비가하기 [식 1]을만족하도록연신하는단계;및

[62] [식 1]

[63] 3.0 < T1 < 4.1 [64] 5.2 < T2 < 6.0

[65] (상기식 1에서 Tl은 2차연신속도 /1차연신속도비이고,

[66] T2는 3차연신속도 /1차연신속도비이다.) (연신속도 = m/sec )

[67] d)상기연신된필라멘트를테이퍼화처리한후, 능성물질을함유하는

수용액또는유기용매에함침한후건조시키는단 계;및

[68] e)상기필라멘트를식모하여첫솔을제조하는단 ;

[69] 또는 d)상기연신된필라멘트를테이퍼화처리한후, 모하여칫솔을

제조하는단계;

[70] e)상기필라멘트를기능성물질을함유하는수용 또는유기용매에함침한후 건조시키는단계;및

[71] f)상기필라멘트를식모하여첫솔을만드는단계 ;

[72] 를포함하는열에약한기능성물질을포함하는칫 솔모의제조방법을제공할 수있다.

[73] 본발명을단계별로보다구체적으로설명하도록 한다.

[74] 본발명은 a)폴리에스테르계수지,폴리프로필렌카보네 트또는이들의 흔합물을포함하는블렌드수지 100증량부에대하여,미립자 1내지 5중량부를 포함하는수지조성물을제조하는단계;를포함 수있다.

[75] 상기폴리에스테르계수지는특별히한정하고있 지않지만,

폴리에틸렌테레프탈레이트,폴리에틸렌나프 레이트,

폴리부틸렌테레프탈레이트및폴리트리메틸렌 테레프탈레이트증어느하나 또는 2이상의수지가흔합된폴리에스테르계수지를 가할수있다.

[76] 보다구체적으로는,상기폴리에스테르계수지 는 95내지 99.9중량 %로

포함하는것이바람직하나이에한정하는것은아 니다.폴리에스테르계수지의 함량이 95증량 %이하인경우칫솔모의강도가너무높아칫솔모 뻣뻣해지고 양치시잇몸에손상을줄수있으며, 99.9중량 %이상인경우칫솔모의강도가 약해지게된다.

[77] 상기수지조성물내폴리프로필렌카보네이트 (PPC)의함량은 0.1 ~ 5중량 %로 포함할수있으나이에한정하는것은아니다.상

폴리프로필렌카보네이트 (PPC)는분자사슬말단의프로필기에 N, 0, P, S, F, C1, Br, I와같은해테로원자를포함해도무방하다.상기 량인 0.1증량 %미만일 경우기계적인물성이떨어지게되고, 5증량 %초과인경우수지조성물의 점도가너무커져필라멘트제조에어려움이있을 수있다.

[78] 또한,특별히한정하는것은아니나,상기폴리 프로필렌카보네이트 (PPC)는 분자량이 10,000내지 1,000,000인것을,보다바람직하게는 20,000내지 50,000인 것을사용하는경우,상기폴리에스테르계수지 와블렌드수지로혼합할때 안정성을증가시킬수있어가장바람직하다.

[79] 또한,상기 a)단계를거쳐수지조성물을제조할때,상기수 조성물을

흔합기에서흔합시온도는 220내지 260°C,시간은 30분내지 2시간이좋으며, 회전속도는 15내지 35rpm이좋다.상기은도가 220°C보다낮으면수지들이 충분히녹지않아블렌드시흔합이잘이루어지지 않는다.불렌드시간을너무 오래할경우수지의물성이변할수있다.

[80] 상기수지조성물내미립자는상기폴리에스테르 계수지및

폴리프로필렌카보네이트를포함하는블렌드수 지 100중량부에대하여 1내지 5 중량부를포함할수있으나이에한정하는것은아 니다ᅳ

[81] 상기미립자는비드또는다공성흡착제인것일수 있으며 ,본발명의일

실시예로는비드,다공성흡착제또는이들의흔 합물일수도있으나이에 한정하는것은아니다.

[82] 보다구체적으로,상기다공성흡착제는제올라 이트,인산지르코늄,인산칼슘, 실리카겔,녹말,벤토나이트,규조토,숯둥에 하나이상선택되는

다공성흡착제인것일수있으나이에한정하는것 은아니다.상기다공성흡착제 중에바람직하게는제올라이트를사용하는것이 가장좋다.제올라이트는최대 담지량이 12%이며다른무기담체에비해담지량이월등히높 아기공을가진 제올라이트에상기기능성물질을더욱많은양을 담지할수있다.

[83] 상기다공성흡착제는보다구체적으로는평균입 경 50~300 nm, BET

비표면적이 70내지 1000 m 2 /g,기공율이 30~60%인것을사용할수있으며,상기 조건의다공성흡착제를사용할시에상기다공성 흡착제에담지된기능성물질이 칫솔교체주기에맞춰가장효과적으로기능성물 질이방출될수있어 바람직하나이에한정하는것은아니다.

[84] 상기 BET은물리흡착및화학흡착현상을이용하여시료 의소재에관계없이 분말또는괴상을가지고있는비표면적을측정하 는측정방법으로,본발명의 제조방법으로제조된제올라이트의비표면적을 측정하였다.상기 BET의 측정원리는밀폐된용기내에서다른조건의변화 없이용기내가스의분압에 따라서가스가시료에흡착및탈착될경우용기내 기체의분압의변화를 측정함으로써흡착된양을계산하여시료의비표 면적을측정할수있다.상기 기공크기측정을위해 Kelvin equation기반의 BJH

방법 (Barrett- Joyner-Halenda)으로계산하였다.

[85] 본발명에따른상기미립자가비드인경우,비드 제조방법,재질및비드의 형상을한정하는것은아니나,일예로상기비드 는대한민국공개특허

10-2012-0029193등과같이콜로이달금속산화물을포 함하는유화액을 현탁증합한폴리머비드를이용할수있으며,재 귀반사를이용하여비드의 휘도를높이기위해 2010-0014677등과같이비드표면에산화알루미늄을 코팅할수도있다.또는상기처리없이글래스비 를사용하여도무방하다. 또한비드의형상은구형,타원형,마름모형, 사각형,삼각형,비정형등다양한 형상을가질수있다.

[86] 또한,상기비드는형상을한정하지는않으나일 예로하기식 2을만족하는 것이좋다. [87] [식 2]

[88] 0.2 < VI。 <0.5

[89] (상기식 2에서 l b 는비드의장축길이이며, 1。는상기단면의중심점에서섬유 표면까지직선거리증가장긴직선거리의길이이 다.)

[90] 상기식 2는방사된필라멘트에서비드의위치를결정하 인자중하나로, i 0 이 0.2미만인경우비드의부피분율에영향을주며, 결과적으로전단속도에 따른점도변화가미비하여방사시비드가필라멘 트의돌기부로이동하지않게 된다.또한비드의입경이작아져세정력이저하 며,반사율의저하에따른 고급스러운질감이제대로발현되지않는다. i。이 0.5초과인경우필라멘트 내에서절사요인으로작용할수있다.또한방사 되더라도비드의입경이너무 커져양치시잇몸에상처를줄수있다.

[91] 또한본발명에따른비드는부피분율이하기식 5를만족할수있다.

[92] [식 5]

[93] V a

0-01 < . r lO& < 0-3

"卜

[94] (상기식 5에서 V P 는고분자수지의부피, V B 는비드의부피를뜻한다.)

[95] 본발명에서비드의부피분율은비드와고분자를 포함하는전체수지조성물중 비드가차지하는부피를뜻하는것으로,상기비 의부피분율은필라멘트내 비드의위치를결정하는인자중가장중요한인자 이다.비드의부피분율은 수지조성물의전단속도에영향을주며 ,비드의관성효과를좌우한다.상기 부피분율은비드의첨가량및비드의크기에영향 을받으며,비드의첨가량또는 비드의크기가증가할수록수지조성물과리지드 (rigid)한비드와의 합으로 인해다이스웰이감소할수있다.

[96] 상기부피분율은칫솔모를이루는고분자수지, 비드의밀도및질량을

바탕으로부피를계산하여구할수있다.이때고 자수지의밀도는필라멘트를 이루는고분자각각의고유밀도를대입할수있으 며,첨가량을계산하여부피를 구할수있다.비드의경우입자이므로입자하나 밀도가아닌

.걸보기밀도 (apparent density)를대입하는것이좋다.

[97] 상기겉보기밀도는여러측정방법이있으나, ASTM D 1895에따라단위부피당 질량을측정하여계산하는것이좋다.즉일정무 의비드를정밀하게달아 건조한 25 유리제매스실린더 (눈금 lm )에눌러다져지지않도록하여담고 고른다음눈금의최소단위까지용적을읽어나온 부피 (V)를질량 (M)에 나누어 (M/V)계산할수있다.

[98] 본발명의일실시예로써비드의부피분율이 0.01내지 0.3의범위일때,비드가 방사구금의벽으로부터필라멘트중심쪽으로이 동 (migration or crowding)하지 않고고르게분산되어필라멘트가사절되지않으 며,비드의고른분포도로인해 칫솔모의세정효과를높일수있다. [99] 또한상기비드는상기부피분율을만족하는범위 내에서평균입경이 30내지 lOOjum일수있으며,비커스경도가 400내지 700 kg/ f인것이균일한표면 거칠기를가져치아세정력을향상시킬수있어좋 다.

[100] 본발명에따른비드는광확산효과를위해굴절률 이높은물질을사용하는 것이좋으며,좋게는 2.2이상인것이좋으며더욱좋게는 2.2내지 4인것일수 있으나이에한정하는것은아니다.상기범위의 절률인경우필라멘트를 이루는고분자수지와의굴절률차이로본발명에 서원하는반사효과를가질수 있다.

[101] 또한본발명에서상기수지조성물은 ASTM D1238(230°C, 2160g)에따라 측정된용융유속 (mass flow rate, MFR)이 0.01내지 100 g/lOmin일수있다.상기 용융유속은수지조성물의다이스웰비를결정하 는인자로서,수지조성물의 점도와관련이있으며,성형가공시의압출부하 와관련있다.용융유속이상기 범위일때,압출이용이한수지조성물의점도를 가지며방사된필라멘트의 형태유지능이우수할수있어가장좋다.

[102] 또한상기수지조성물은다이스웰비 (swell ratio)가 1.6이상,바람직하게는 2.0 내지 3.0인것이좋다.상기다이스웰비는방사구의직 과방사구를빠져나온 필라멘트의직경비를뜻하는것으로방사구의은 도,수지조성물의용융유속, 고분자수지의분자량분포,방사용액의체류시 간둥에영향을받는다.또한 방수지조성물내비드의이동에도영향을줄수있 다.

[103] 상기다이스웰비는용융유속측정시 190°C, 21.18N의하중조건하에서

방사된스트랜드 (strand)를공기중에서냉각시키고,압출상류측 단으로부터 5匪위치에서의스트랜드의직경 (D)을측정한후상기직경 (D)을방사구의 직경 (D 0 )으로나눔으로서계산할수있다.상기다이 웰비가상기범위를 만족하는경우,필라멘트내비드가필라멘트표 면으로이동이용이하고, 필라멘트의형상보유능이좋아져우수한기계적 물성을가질수있어좋다.

[104] 그다음으로,본발명의상기 b)단계는상기 a)단계에서제조된수지조성물을 압출하여미세모구조의필라멘트를제조하는단 계를포함할수있다.

[105] 바람직하게는,미립자를포함하는수지조성물 압출하는과정에서

수지조성물내함유된미립자들이압출속도와압 출시발생하는자연압이 증가함에따라벽면으로부터관의중심쪽으로이 동하게되어입자들이 필라멘트중심으로말려들어가는현상이발생할 수있기때문에압출된 필라멘트의내부중심부분에만입자들이뭉쳐있 어연신공정을수행하여도상기 입자들이필라멘트표면에균일하게노출되지않 는문제점이발생할수있다. 이런문제점을해소하고미립자들이관의중심쪽 으로이동하는것을방지하기 위해서는방사노즐의길이와직경이큰변수로작 용한다.따라서본발명은 수지조성물을필라멘트로압출할시에입자들이 내부중심부로말려들어가지 않고필라멘트표면에균일하게노출될수있는방 사노즐의길이와직경을 하기와같은가장바람직한조건을확립하였다. [106] 상기압출시사용되는노즐은방사구의길이와직 경의비가하기식 3을 만족하는것일수있다.

[107] [식 3 ]

[108] 15 < L D < 30

[109] (상기식 3에서 L/D는방사구의길이 (mm)/방사구의직경 (mm)비이다.)

[110] 상기식 3을만족하는노즐로압출함으로써,수지조성 내미립자들이

압출속도가증가함에따라벽면으로부터관의중 심쪽으로이동하게되어 입자들이필라멘트중심으로말려들어가필라멘 트내부중심부에만입자들이 뭉치는현상을방지하고,미립자가필라멘트에 균일하게분포될수있도록할수 있다.

[111] 또한,본발명의목적을달성하기위해서하기식 4는난반사를나타내는인자 중하나로써반사율을나타내며,하기식 4를만족함에따라밝고고급스러운 느낌의필라멘트 제공할수있으나이에한정하는것은아니다.

[112] [식 4]

[114] (상기식 4에서 는비드의굴절률, ^는필라멘트의굴절률이다.)

[115] 상기식 4는필라멘트를이루는고분자수지및비드의굴 률에의해결정되는 인자이다ᅳ일반적으로,대부분의탄화수소로 이루어진유기고분자는낮은 굴절률을가지며,순수한지방족탄화수소의경 우대부분 1.5를넘지못하며, 염소가도입된방향족탄화수소의경우굴절률이 소폭증가하나 1.6이상을얻기 힘들다.이를개선하기위해고분자의주쇄에금 등을치환하기도하나, 불균일한분산또는도메인의형성으로오히려투 명도를떨어뜨리는문제를 발생시키게된다.

[116] 본발명은상기와같은문제점을해결하기위해필 라멘트내에반사용비드를 도입하되,필라멘트와의굴절률차를두어필라 멘트를통과하는빛의난반사를 유도하면서표면반사또는산란에의한자외선차 단이라는추가적인장점을 가질수있다.

[117] 보다바람직하게는,상기식 4의값이 0.02내지 αι인경우,필라멘트를이루는 수지와비드와의적절한굴절률을가져원하는표 면반사와산란효과를가져와 원하는투명성및선명한염색성을확보할수있어 눈에피로감이개선될수 있어가장좋다.

[118] 본발명은상기필라멘트를방사한후,결합상태 의안정성을확보하기위하여 추가냉각공정을거치는것이바람직하며,이때 바람직한냉각온도는 8~18°C 이다.상기냉각공정은 8~18°C의냉각수를이용하여,급속냉각을실시 으로써 강도가우수하며,결합된필라멘트가안정한상 태와두께를유지하며이후 공정인연신이잘이루어질수있도록하는것이바 람직하나이에한정하는것은 아니다.

[119] 이후,본발명은상기 c)상기필라멘트는미립자가필라멘트표면에

노출되도록 2회이상의다단연신을수행하며,다단연신시 신를러의속도와 체류시간을달리함으로써발생하는연신비가하 기식 1을만족하도록연신하는 단계를제공할수있다.

[120] [식 1]

[121] 3.0 < T1 < 4.1

[122] 5.2 < Τ2 < 6.0

[123] (상기식 1에서 T1은 2차연신속도 /1차연신속도비이고,

[124] Τ2는 3차연신속도 /1차연신속도비이다.) (연신속도 = m/sec )

[125] 상기 c)단계에서다단연신은 2회이상의다단연신을수행할수있으며보다 바람직하게는총 3회로다단연신을수행할수있으나이에한정하 것은 아니다.

[126] 본발명은필라멘트를연신과정을통해상기수지 조성물에포함된미립자가 필라멘트표면에노출되도록필라멘트를제조하 는특징을가진다.

[127] 바람직하게는,필라멘트를연신할때수지조성 물내함유된미립자가밖으로 노출되지않고안으로말리는현상이발생하거나 ,빠른속도로갑자기 연신속도를증가시켜연신할경우미립자가필라 멘트에서탈피될수있어, 필라멘트표면에미립자가균일하게노출될수있 도록하기위해연신조건을 조절하는것이무엇보다중요하다.따라서,본 명은연신조건을달리하여 연구한끝에본발명의연신조건으로연신할때미 립자가안으로말려들어가지 않고필라멘트표면에균일하게노출될수있는상 기와같은가장바람직한 조건을확립하였다.

[128] 본발명에따른연신은미립자가필라멘트표면에 균일하게노출되도록

다단연신시연신를러의속도와체류시간을달리 함으로써발생하는연신비는 하기식 1의연신비를만족하도록연신공정을수행하는 이가장바람직하다ᅳ

[129] 본발명에따른다단연신은바람직하게는 3차의다단연신을수행하는것이 필라멘트의두께와강도면에서우수하고,미립 가필라멘트표면에균일하게 노출될수있으므로가장바람직하다.

[130] 보다구체적으로,상기다단연신은 1차연신시에다단연신공정증가장

느린속도로진행하다 2차, 3차연신을수행할수록연신속도를점점빠르게 진행하는것이미립자가필라멘트표면에서박리 되지않고,부착되면서 미립자의입자표면이충분히노출될수있어바람 직하나이에한정하는것은 아니다.

[131] 상기 1차연신은미립자가필라멘트표면에서박리되 않고입자의일부를 필라멘트표면에노출시키는목적으로연신속도 를느리게수행하여막으로 싸여있는미립자의 20내지 40%정도만노출될정도의연신속도로수행할수 있다.본발명의일예로서상기필라멘트의상기 1차연신속도는 12내지 20m/sec이며 1차연신률러영역의체류시간은 0.5내지 1.5초로수행될수있으나 특별히한정하는것은아니다.

[132] 상기 2차연신은필라멘트표면으로부터미립자의탈 을방지하고, 1차연신 시노출된미립자의입자표면보다많은표면이노 출되고입자표면이얇은 막으로싸여있도록하기위한정도의속도로 1차연신보다빠른속도로연신을 수행할수있다.바람직하게는상기필라멘트의 신속도는식 1과같이 2차 연신속도 /1차연신속도비 (T1)가 3.0≤T1≤ 4.1으로, 2차연신를러영역의 체류시간은 1내지 3초로수행하는것이가장좋지만이에한정하는 은 아니다.

[133] 상기 3차연신은미립자의입자표면을감싸고있는얇 막이찢어지면서 필라맨트표면에노출될수있을정도의연신속도 로수행하고 , 3차연신를러의 체류속도는짧게수행하여미립자가필라멘트표 면밖으로박리되는것과 표면의돌출현상이생기는갓을방지하고깨끗하 고일정한표면을생성할수 있도록할수있다.바람직하게는상기필라멘트 식 1과같이 3차연신속도 /1차 연신속도비 (Τ2)가 5.2≤Τ2≤6.0으로연신하고, 3차연신를러영역의 체류시간은 αι내지 0.5초로수행하는것이가장좋지만이에한정하는 것은 아니다.

[134] 따라서본발명에따른다단연신은 2차이상연신,보다바람직하게는 3차의 연신으로수행하며,연신롤러속도와체류시간 달리하여상기식 1을만족하는 연신비로연신을수행함으로써필라멘트의두께 와강도면에서우수할뿐 아니라,필라멘트표면에미립자가표면밖으로 박리되지않고,미립자의일부가 적절히분포또는노출될수있으므로가장바람직 하다.상기의각각의다단연신 시의온도는 150~220°C의범위에서실시하는것이내구성이우 하다.

[135] 또한,상기연신은필라멘트표면에미립자가균 하게분포되고,미립자의 입자표면이깨끗하게노출될수있도록있으며, 이와더불어,미립자가비드인 경우,필라멘트내비드의위치를돌기부쪽으로 더욱이동시키는효과가있다.

[136]

[137] 본발명의일실시예로써,상기연신에의한필라 멘트의두께는 0.05~0.3 일 수있으며,상기두께에서필라멘트표면에미립 자가균일하게분포되고, 미립자의입자표면이깨끗하게노출될수있도록 하기위한가장적합한 조건이다.

[138] 또한,상기연신시발행하는자연압이외에인위 인압력은가해지지않는 것을특징으로하나이에한정하는것은아니다.

[139] 이후,본발명은 d)단계로연신된필라멘트를테이퍼화처리하는 계를

포함할수있다.상기테이퍼화는예를들어,상 필라멘트를번들로제조하여 산또는알칼리용액에침지하여미립자의일부가 더노출된필라멘트를제조할 수있으나이에한정하는것은아니다.

[140] 구체적으로는상기필라멘트를번들로제조한후 ,번들의일측끝단을 100~140°C, 30-60농도 %의산또는알칼리용액에담긴가공조에침지하 테이퍼화처리하고,상기번돌끝단의타단을동 일한알칼리용액으로침지하여 테이퍼화처리하여미립자가추가적으로노출되 도록테이퍼화처리하는단계를 더포함할수있다.

[141] 예를들면,상기연신공정을통해미립자의일부 를필라멘트표면에

노출되도록제조할수있으나,상기와같이,상 기연신을통해미립자의일부가 노출된필라멘트를번들로제조한후,번들의일 측또는양쪽끝단을 100~140°C, 30-60농도%의알칼리용액에담긴가공조에침지하 여테이퍼화처리함으로써 미립자의일부가필라멘트표면에추가적으로노 출될수있는제조공정을더 포함할수있다.

[142] 본발명에서상기테이퍼처리시상기번들의일측 또는양쪽끝단으로부터 20-60%부분까지만알칼리용액에침지하여테이퍼 화할수있으나이에 한정하는것은아니다.또한상기알칼리용액은 30~60%농도의가성소다등을 사용할수있으며, 100~140°C의온도로가열하는것이테이퍼링시간 줄이며 균일하게테이퍼를형성할수있는온도이므로바 람직하다.상기과정에서 테이퍼화처리된부분의수지가가수분해되면서 테이퍼가형성되고분해된 수지는알칼리와뭉쳐져,용융된상태의수지처 럼덩어리가형성되어미세화된 일측끝단이밀폐된다.이후,가수분해된부분 세척하여제거함으로써 테이퍼부를형성할수있다.이때세척은흐르는 에서세척하며최종적으로 묽은황산을이용하여알칼리를중화시키고다시 한번물로깨끗이세척할수 있다.이렇게형성된테이퍼부는미립자의일부 테이퍼하지않은부분에비해 보다더노출된형태로제공되며,이후,기능성 물질을함침하여다공성흡착제에 보다많은양의기능성물질이담지될수있으며, 비드를노출시킴으로써 필라멘트표면에요철이형성되어비드의고경도 로인한세정력의증가효과를 가져올수있다.

[143] 이에,본발명은상기테이퍼가공을수행함으로 써미립자의일부가

추가적으로필라멘트표면에노출될수있다.

[144] 상기테이퍼가공은다공성흡착제의경우,다공 흡착제에더많은양의

기능성물질을담지할수있게해주며,비드의경 우,비드로인한원하는 세정력을가지도록비드의노출정도를적절하게 조절할수있다.뿐만아니라, 번들의일측또는끝단을테이퍼처리하여미세화 함으로써,테이퍼부의굵기가 얇으면서강도가우수한필라멘트를제조하여치 아의미세한부분과구석 부분까지용이하게칫솔질할수있도록미세모의 품질을더욱더향상시킬수 있는장점을가진다.

[145] 다음으로본발명은 e)상기미립자가노출된필라멘트를기능성물질

함침한후건조시키는단계를포함한다.

[146] 본발명의일예로써,상기기능성물질은수용액 또는용매에녹여사용할수 있으며,상기수용액또는용매는제올라이트등 다공성흡착제에흡착될수 있는기능성물질을녹일수있고건조후제거가가 능한용매면특별하게 제한하지않고모두사용가능하다.예를들어, 기수용액또는용매는물, 정제수,유기용매인에탄올일수있으나이에한 정하는것은아니다.

[147] 본발명의일실시예로상기단계는필라멘트을기 능성물질에함침시킴으로써 필라멘트표면에노출된다공성흡착제에기능성 물질이담지되어,칫솔사용 시에상기다공성흡착제에담지된기능성물질이 천천히방출될수있도록할수 있다.

[148] 본발명의따른일예로상기기능성물질이담지된 다공성흡착제에서칫솔 사용시에기능성물질을방출되도록하고,산또 는알칼리둥의화학적 방법으로필라멘트를테이퍼화시켰을때기능성 물질의담지와방출효과가 탁월히높아지는지는장점을가진다.

[149] 상기기능성물질은유기용매와 1~100:1중량비로흔합하여상기필라멘트를 함침시킬수있으나이에한정하는것은아니다. 침시간은 1~ 60분동안 이루어질수있으며,바람직하게는 1~30분이고,보다바람직하게는 2~10분일수 있다. 1시간미만인경우다공성흡착제에기능성물질 층분히담지될수 없으며, 10시간이상이면기능성물질이다공성흡착제에 분히담지될수있는 시간이다.

[150] 상기수용액또는유기용매는기능성물질을녹여 필라멘트를함침하는

용도로서사용될수있는것이라면모두가능하나 ,바람직하게는 C1~C10 다가알코을일수있으며,보다바람직하게는에 탄을일수있으나이에한정하는 것은아니다.

[151] 상기기능성물질은잇몸또는치아건강에효능을 가진기능성물질을의미하며 이러한잇몸또는치아건강에효과가있는기능성 물질이면모두가능하나,보다 구체적으로는상기기능을가지고,무엇보다종 래에고온공정이필수적인 칫솔모의제조공정에의해그기능또는효능이파 괴되어사용할수없었던열에 취약한성분인것일수있다ᅳ

[152] 본발명의일실시예로는상기기능성물질은금잔 화,피톤치드,프로폴리스, 매그놀리아,흥차,보이차,녹차,솔잎추출물, 연꽃,알로에,자스민,카멜리아, 은행잎,박하,동백나무,옥수수,금은화,고 ,감초,병풀,몰약 (Myrrh), 캐모마일,라타니아,시계초,보리지,나스터 ,로즈마리,바질,말로우,로메인, 설견초,비단초,고사리,세신,겨우살이,머위 둥으로이루어진식물또는 자연추출물로부터하나이상선택된것을사용할 수있으나이에한정하는것은 아니다.

[153] 상기자연추출물은프로폴리스이며,상기식물 출물은프로폴리스를제외한 나머지물질을의미한다.

[154] 상기식물또는자연추출물은자연에서얻을수있 는허브또는식물을세척, 건조후착즙하여사용하거나물,에탄올,프로 필렌글리콜 (PG)또는이들을 흔합하여상온추출한것을의미한다. [155] 이때,상기추출된액기스를그대로사용할수도 있으나,잇몸또는치아건강의 효과를향상시키기위해서유산균을첨가하여발 효한발효액을사용하는것일 수있다.

[156] 상기와같이고온에취약한상기기능성물질들은 종래에는고온공정으로 생산하는칫솔모제조시에용이하게사용될수없 었으며,만일칫솔모제조에 사용하더라도그기능이칫솔모를제조하기위한 압출,연신,열처리및 테이퍼화등의고은공정시에파괴되어기능성물 질의제효능을발휘할수없는 한계점이있었다.

[157] 이에본발명은상기의문제점을극복하고자,칫 솔모를제조하기위한고온 공정이모두끝난칫솔모에다공성흡착제에기능 성물질을담지하는공정을 수행하여기능성물질이고온에의해파괴되지않 도록하였다.

[158] 다시말해,본발명에따라제조된필라멘트표면 에다공성흡착제가노출된 미세모에상기기능성물질를함침하여다공성흡 착제에기능성물질을 담지시키는공정을거침으로써상기고은공정을 거치지않은기능성물질이 파괴되지않고유지되어칫솔사용시다공성흡착 제에서기능성물질이 방출되어잇몸또는치아건강을예방또는개선시 킬수있는성분들의효능을 제대로발휘할수있도록해줄수있는장점을가진 다.

[159] 본발명의또다른양태로는상기제조방법으로제 조된기능성물질을담지한 미세모형태의칫솔모를제공할수있다.

[160] 또한상기칫솔모의단면은하나이상의돌출부를 가지며,상기돌출부에상기 비드가위치하고,상기단면은삼각형,사각형 및마름모형중어느하나인것일 수있으나이에한정하는것은아니다.

[161] 본발명의양태로상기칫솔모를포함하는칫솔을 제조함으로써종래에고온에 취약하여사용하지못하였던잇몸또는치아건강 에이로운기능성성분들이 함유된식물또는자연추출물을칫솔에담지하고 ,비드를포함함으로써칫솔을 사용할시에상기기능성성분들이칫솔교체시기 에맞도록서서히방출될수 있을뿐만아니라,비드의고경도로인한우수한 정력을가진열에약한 기능성물질을담지한미세모첫솔을제공할수있 는장점을가진다.

[162] 다시말해,상기칫솔모를포함하는칫솔을제조 함으로써비원형인칫솔모에서 꼭짓점부에비드를위치시켜높은반사광을가지 면서도비드의경도를 이용하여세정력을향상시킨고반사첫솔을제공 할수있는장점을가진다.

[163] 이하,도면 2을통해보다구체적으로설명하면,본발명에 른비드 (120)는도 2와같이단면을기준으로돌기부 (11)측에위치할수있다.본발명에서 돌기부란도면에서점선으로이루어진원외곽에 위치하며밖으로돌출된 형채를취하고있다.다만,상기점선은돌기부 설명하기위한가상의원이며, 도면에서곡선으로이루어져있으나각을형성하 여도무방하다.

[164] 또한,본발명에서상기비드 (120)는도 2의 (b)또는 (d)와같이칫솔모의표면에 노출되어요철로작용할수있다.이는칫솔모를 이퍼가공하여형성하는 것으로,테이퍼가공시사용하는용액및침지시 간,침지횟수,기타조건들을 조절하여칫솔모의표면적을넓힐수있으며,양 치시치아에닿는면적이 증가하여세정력을높일수있다.

[165] [부호의설명]

[166] 100 :칫솔모

[167] 110 :돌기부

[168] 120 :비드

[169]

[170] 이하,실시예및비교예를통해본발명에대해보 자세하게설명하고자한다. 이는본발명의이해를돕기위한것일뿐본발명의 범위를어떤식으로든 제한하고자하는것이아니다.

[171] 하기실시예에따라제조된칫솔모의물성을측정 하기위하여다음과같이

, 측정하였다.

[172] (비드위치)

[173] 실시예및비교예를통해제조된필라멘트 (길이 50mm,굵기 0.2mm) 300가닥의 초기무게 (m 0 )를측정한후, 3%수산화나트륨수용액에 95°C로 30분 (m ,

1시간 (m 2 )동안처리하고무게를측정하고초기무게 대한무게감소율을 측정하였다.

[174] (굴절률)

[175] 비드를용제 (Butanol, TOL, Benzyl alcohol)에분산후 TT(Total Transmittance) 평가로측정하였다.

[176] (부피분율)

[177] ①비드겉보기밀도

[178] ASTM D 1895에따라비드의단위부피당질량을측정하여 하였다. 3.0g의 비드를 25 유리제매스실린더 (눈금 1 )에눌러다져지지않도록하여담고 고른다음,눈금의최소단위까지용적을읽은후 밀도를계산하였다.이때주변 분위기는 25°C,상대습도 52%였으며, 3회측정올반복하여그평균값으로부터 걸보기밀도를구하였다.

[179] ②부피분율

[180] 측정된고분자수지와비드의밀도및질량을바탕 으로각각의부피를

계산하였다.그리고계산된각각의부피를식 5에대입하여계산하였다.

[181] [식 5]

[182] V q

0-01 < . Γ 4 ;-- xl00 < 0-3

[183] (상기식 5에서 V P 는고분자수지의부피 , V B 는비드의부피를뜻한다.)

[184]

[185] (관능검사) [186] 50명의패널을대상으로본발명의제조방법을통 제조한첫솔과기존의 칫솔을일정기간 (7일)동안사용한후,설문조사를통하여양치감 ,세정력, 내구성,유연성등의항목을 5점척도법으로조사하여그평균값을나타내었 .

[187] [평가기준]

[188] 5점:효과가매우우수함.

[189] 4점:효과가우수함.

[190] 3점 :효과가보통임.

[191] 2점:효과가다소약함.

[192] 1점 :효과가아주약함.

[193]

[194] (굴곡회복률,강신율)

[ 195] 굴곡회복률은 KS G 3103측정법에준하는방법으로측정하였고,강 와

신율은 KS K 0412측정법에준하는방법으로측정하였다.

[196] 상기 KS G 3103은모의굴곡화복률을시험하는것으로,그 정방법을일예를 들어설명하면,

[197] 가)본발명에따른 2개의표준시편필라멘트를교차하는고리를만 어 60± 2°C로조절한은수속에담그고,상기필라멘트 단면적 (mm 2 )당 2Kg의추를 3분간가한다.

[198] 나)추를제거한후온수에서꺼내어은도굴곡점 서 30mm되는곳을

절단한다.

[199] 다)여과지등으로수분제거한후온도 23± 5°C,습도 (40-70)%의장소에서 유리면위에 60분간방치한후열림각도를측정하고,다음식 6에의해굴곡 회복률을계산한다.

[200] λ Q λλ [식 6]

[201] (상기식 6에서 Α:굴곡회복률 (%), Θ:열림각도 (°))

[202]

[203] (인장강도)

[204] 상기 KS K 0412는모의강도및신율을시험하는것으로,그 정방법을일예를 들어설명하면,

[205] 표준시료에초하중을가하고절단시의강도 (N)및신장 (cm)을측정하며, 계산은절단시강도의평균값을구하여평균값을 정량섬도 tex에대한 강도 (N)로표시하고 (소수점이하 2자리까지),신율은절단시의신장 (또는최대 강도의신장)을파지간격에대한백분율 (%)로표시한다. (소수점이하

1자리까지)

[206] 인장강도는만능재료시험기 (UTM, Lioyd사)를이용하여최소하중 IN,

하중속도 20cm/min으로하여측정하였다. [207] 상기조건으로 7회측정하여평가한값들중최소값과최대값은 외하고 나머지측정값들의평균을기록하였다.

[208]

[209] [실시예 1]

[210] 교반기가장착된반웅기에폴리부틸렌테레프탈 레이트 (중량평균분자량

32,000) 99중량 %(990g)와폴리프로필렌카보네이트 (중량평균분자량 26,000) 1증량 %(10g)를흔합한블렌드수지 100중량부에대하여,평균입경 50nm의 제올라이트 (금농산업) 5증량부을투입하여 260°C, 25rpm에서 6시간동안 교반하여수지조성물을제조하였다.

[211] 상기조성된수지조성물을트윈스크류가장착된 압출기 (PLE-331, Brabender Co.)에투입하고, lmm두께의필라멘트는압출하였다.이후,압출한 라멘트를 10 o C의냉각장치를통과한후, 1차연신속도 n.5m/sec, 2차연신속도 65m/sec, 3차연신속도 100m/sec로하여 1차연신속도 /3차연신속도비를 5.7배의 연신비로연신하여굵기가 0.2 mm인모노필라멘트를제조하였다.연신된 필라멘트를직경 45 mm,높이 30 mm의번들형태로만든후번들의일측올 끝단으로부터 30%부분까지만 35%, 110°C가성소다수용액에 180분간침지하여 테이퍼처리하였다.이후,물로 2회세척하고묽은황산으로중화한후다시 세척하여테이퍼가형성된필라멘트를제조하였 다.이후,상기제조된 필라멘트를기능성물질이포함된용액에 10분동안함침시킨후,휘발성 성분들은휘발되도록건조시켜최종적으로미세 모를제조하였다.상기 기능성물질이포함된용액은설견초,비단초, 고사리를혼합한식물추출물 50ml과에탄올 100ml을흔합하여사용하였다.상기방법으로제조 된미세모의 인장강도와탄성손실률을측정하여하기표 2에기록하였고,상기제조된 미세모의적용실험을수행하여그결과는표 3에기록하였다.

[212]

[213] [실시예 ¾

[214] 하기표 1에서보이는바와같이,다단연신시연신속도 1차연신속도

16m/sec, 2차연신속도 64m/sec, 3차연신속도 96m/sec로달리한것을제외하고는 실시예 1과동일한방법으로미세모를제조하였다.상기 법으로제조된 미세모의인장강도와탄성손실률을측정하여하 기표 2에기록하였고,상기 제조된미세모의적용실험을수행하여그결과는 표 3에기록하였다.

[215]

[216] [실시예 3]

[217] 하기표 1에서보이는바와같이,다단연신시연신속도 1차연신속도

19m/sec, 2차연신속도 72.2m/sec, 3차연신속도 112.1m/sec로달리한것을 제외하고는실시예 1과동일한방법으로미세모를제조하였다.상기 법으로 제조된미세모의인장강도와탄성손실률을측정 하여하기표 2에기록하였고, 상기제조된미세모의적용실험을수행하여그결 과는표 3에기록하였다. [219] [실시예 4]

[220] 하기표 1에서보이는바와같이,다단연신시연신속도를 1차연신속도

14m/sec, 2차연신속도 44.8m sec, 3차연신속도 84m/sec로달리한것을 제외하고는실시예 1과동일한방법으로미세모를제조하였다.상기 법으로 제조된미세모의인장강도와탄성손실률을측정 하여하기표 2에기록하였고, 상기제조된미세모의적용실험을수행하여그결 과는표 3에기록하였다.

[221]

[222] [실시예 5]

[223] 상기조성된수지조성물을압출할때압출기의방 사노즐의방사구의

길이 (L)와직경 (D)의비가 23인방사노즐을사용한것과연신공정시, 1차 연신를러영역의체류시간을 1초, 2차연신를러영역의체류시간을 2초, 3차 연신롤러영역의체류시간을 0.3초로수행한것을제외하고는실시예 1과동일한 방법으로실시하였다.상기방법으로제조된미 모의인장강도와

탄성손실률을측정하여하기표 2에기록하였고,상기제조된미세모의 적용실험을수행하여그결과는표 3에기록하였다.

[224]

[225] [실시예 6]

[226] 평균입경 50nm의제올라이트 (금농산업) 10증량부을투입한것을제외하고는 실시예 1과동일한방법으로미세모를제조하였다.상기 법으로제조된 미세모의인장강도와탄성손실률을측정하여하 기표 2에기록하였고,상기 제조된미세모의적용실험을수행하여그결과는 표 3에기록하였다.

[227]

[228] [실시예 7]

[229] 교반기가장착된반웅기에폴리트리메틸렌테레 프탈레이트 (중량평균분자량 75,000,밀도 135 g/mi) 7,000g기준으로평균입경 50nm의제올라이트 (금농산업) 3증량부와비드 (평균직경 10 ,굴절률 2.3,겉보기밀도 1.78 g/m£) 10.4g을 준비하여혼합하였다.혼합후비드의부피분율 0.2이었다.제올라이트및 비드와흔합된고분자수지를온도 260°C의압출기에투입하여 LJD가 26인 방사구금을통해필라멘트를토출하였다.방사 금의형태는삼각형이었으며, 방사된필라멘트는총 3차다단연신을수행하였으며, 1차연신속도 /3차 연신속도비를 5.5배의연신비로연신과정을거쳐직경 0.2mm의필라맨트를 제조하였다.다음으로제조된필라멘트를 1 10°C, 30 RH%농도의수산화나트륨 용액으로침지하여테이퍼처리하였다.이후, 로 2회세탁하고묽은황산으로 증화한후다시세척하여테이퍼가형성된필라멘 트를제조하였다.이후,상기 제조된필라멘트를기능성물질이포함된용액에 10분동안함침시킨후,휘발성 성분들은휘발되도록건조시켜최종적으로미세 모를제조하였다.상기 기능성물질이포함된용액은설견초,비단초, 사리를흔합한식물추출물 50ml과에탄올 100ml을흔합하여사용하였다.상기제조된필라멘 트의물성을 측정하여표 1, 2에기재하였다.

[230]

[231] [실시예 8 ]

[232] 굴절률이 2.5인비드를사용한것을제외하고실시예 7과동일한방법으로 필라멘트를제조하였다.제조된필라멘트의물 을측정하여표 1, 2에 기재하였다.

[233] [실시예 9]

[234] 비드를 27.77g투입하여비드의부피분율을 0.3으로조절한것을제외하고 실시예 7과동일한방법으로필라멘트를제조하였다.제 된필라멘트의물성을 측정하여표 1, 2에기재하였다.

[235]

[236] [실시예 10]

[237] 굴절률이 1.8인비드를사용한것을제의하고실시예 7과동일한방법으로 필라멘트를제조하였다.제조된필라멘트의물 을측정하여표 1, 2에 기재하였다.

[238] [실시예 11]

[239] 굴절률이 3.5인갈륨포스파이드 (gallium phosphide)비드를사용한것을

제외하고실시예 7과동일한방법으로필라멘트를제조하였다.제 된 필라맨트의물성을측정하여표 1, 2에기재하였다.

[240]

[241] [실시예 12]

[242] 비드를 0.46g투입하여비드의부피분율이 0.005가되도록비드를첨가한것을 제외하고실시예 7과동일한방법으로필라멘트를제조하였다.제 된 필라멘트의물성을측정하여표 1,2에기재하였다.

[243]

[244] [실시예 13]

[245] IJD가 35인방사구금을사용한것을제외하고실시예 7과동일한방법으로 필라멘트를제조하였다.제조된필라멘트의물 을측정하여표 1, 2에 기재하였다.

[246] [실시예 14]

[247] IJD가 13인방사구금을사용한것을제외하고실시예 7과동일한방법으로 필라멘트를제조하였다.제조된필라멘트의물 을측정하여표 1, 2에 기재하였다.

[248] [비교예 1]

[249] 상기표 1에서보이는바와같이,다단연신시연신속도를 1차연신속도

10m/sec, 2차연신속도 47m/sec, 3차연신속도 70m/sec로달리한것을제외하고는 실시예 1과동일한방법으로미세모를제조하였다.상기 법으로제조된 미세모의인장강도와탄성손실률을측정하여하 기표 2에기록하였고,상기 제조된미세모의적용실험올수행하여그결과는 표 3에기록하였다.

[250]

[251] [비교예 2]

[252] 상기표 1에서보이는바와같이,다단연신시연신속도를 1차연신속도

23m/sec, 2차연신속도 46m/sec, 3차연신속도 103.5m/sec로달리한것을 제외하고는실시예 1과동일한방법으로미세모를제조하였다.상기 법으로 제조된미세모의인장강도와탄성손실률을측정 하여하기표 2에기록하였고, 상기제조된미세모의적용실험을수행하여그결 과는표 3에기록하였다.

[253]

[254] [비교예 3]

[255] 교반기가장착된반응기에폴리부틸렌테레프탈 레이트 (증량평균분자량

32,000) 99중량 %(990g)와폴리프로필렌카보네이트 (중량평균분자량 26,000) 1중량 %(10g)를흔합한블렌드수지 100증량부에대하여,평균입경 50nm의 제올라이트 (금농산업) 30증량부을투입하여 260°C, 25rpm에서 6시간동안 교반하여수지조성물을제조하였다.

[256] 상기조성된수지조성물을트원스크류가장착된 압출기 (PLE-331, Brabender Co.)에투입하고, 1mm두께의모노필라멘트는압출하였으며,압출 는 은도보다 20°C낮은은도로공냉하여모노필라멘트를제조 였다.이후, 10°C의 냉각장치를통과하여총 6배의연신비로 1차연신하여굵기가 0.2 mm인 모노필라멘트를제조하였다.상기연신은연신 러는 100-180 m/sec의속도의 연신조건으로연신한것을제외하고는실시예 1과동일한방법으로수행하였다. 상기방법으로제조된미세모의인장강도와탄성 손실률을측정하여하기표 2에 기록하였고,상기제조된미세모의적용실험을 수행하여그결과는표 3에 기록하였다.

[257]

[258] [비교예 4 ]

[259] 교반기가장착된반웅기에폴리부틸렌테레프탈 레이트 (중량평균분자량

32,000) 70중량 %(700g),나일론 6,12(증량평균분자량 18,000) 29.5중량 %(295g), 폴리프로필렌카보네이트 (중량평균분자량 26,000) 0.5중량 %(5g)및

기능성물질이포함된용액을흔합한블렌드수지 100증량부에대하여평균입경

50nm의제올라이트 (금농산업) 30중량부을투입하여 260 o C, 25rpm에서

6시간동안교반하여수지조성물을제조하였다. 기기능성물질은시계초, 보리지,나스터튬,로즈마리,바질을포함한 물추출물 50ml과에탄올 100ml를 흔합한을사용한것을제외하고는실시예 1과동일한방법으로실시하였다. 상기방법으로제조된미세모의인장강도와탄성 손실률을측정하여하기표 2에 기록하였고,상기제조된미세모의적용실험을 수행하여그결과는표 3에 기록하였다. [260]

[261] 표 1

[Table 1]

[262]

[263] 표 2

[Table 2]

[264]

[265] 상기표 1및 2의결과로보아,본발명의실시예에따라제조된 세모의

물성을측정한결과로인장강도 (MPa),굴곡회복률 ( < ¾),강도 (N/cm)및신율 (%)이 종래의미세모와같이,기계적인물성을유지하 는것을알수있다.또한,비드의 굴절률을조절함에따라난반사를효과적으로유 도하여고급스러운외관을 표현할수있었다.다만,실시예 14에서방사구금의형태 ( D)가본발명의 범위를벗어나는경우필라멘트가방사와동시에 뒤를리거나미립자가 필라멘트표면으로과도하게몰려사절이발생하 였다.

[266]

[267] 표 3

[Table 3]

[268]

[269] 표 4

[Table 4]

[270]

[271] 상기표 3의결과로보아,본발명의실시예로제조된기 성물질을담지한

¾솔을구강내이상원인으로발생하는구취가 한환자와구내염증상이있는 환자 10인에게실험한결과구취가감소하고,구내염증 상이상당히완화되는 효과를확인하였으며,

[272] 다만,실시예 6의경우,제올라이트의함량이본발명의범위를 과하여

사용되어필라멘트를제조하여미세모로제조하 였을시에물성이현저히낮아 칫솔로사용할수없었다.

[273] 보다바람직하게는,실시예 5의경우,본발명의범위에만족하는방사구금 사용하여필라멘트를압출하고,다단연신으로 총 3차연신을수행하여약 6배의 연신비로연신한미세모칫솔의경우,다공성흡 착제가균일하게분포되어 노출됨으로써다공성흡착제에보다많은기능성 물질이담지되어기능성물질이 보다더오랫동안방출되고그효과가오랫동안지 속될수있음을추측할수 있는결과이다.

[274] 다만,실시예 13의경우,기능성물질에의한효과가나타나나 그지속력이 떨어지는것으로보아,방사구금의 L/D가 30이상인경우,비드또는

다공성흡착체가필라멘트증심부로쏠리는현상 이발생하여필라멘트표면에 고르게노출되지못하여비드의고경도로인한세 정력이떨어지고,

기능성물질이층분히담지되지못한것으로추측 된다.

[275] 또한,다단연신시연신속도및연신비를본발명 의범위에서벗어나는비교예 1및 2의경우,구취는감소하였으나구내염증상에 별다른효과를보이지 못하는것으로나타났다.비교예 2의경우,초기다단연신시너무빠른속도로 연신하고,연신비또한본발명의범위를벗어나 공성흡착제가연신시에 박리되거나탈피되어기능성물질이충분히담지 되지못한결과인것으로 판단된다. [276] 또한,비교예 3의경우,연신비를총 6배로연신하였으나,단일회로연신을 수행하는과정에서다공성흡착제가탈피되거나 층분히노출되지못해기능성 물질이충분히담지되지못한결과로추측된다.

[277] 또한,기능성물질을수지조성물에흔합하여사 하여미세모를제조한비교예 4의경우,구취와구내염증상에별다른효과를 이지못하는것을나타내었다. 이는미세모를제조하는공정에서기능성성분들 의효능이고온에의해 파괴되어그효과를보이지못한것으로추측된다 .

[278] 또한,상기표 4의결과로보아알수있듯이,비드를포함하는 솔모의경우 기계적인물성을유지하면서도비드로인한세정 력및양치감이우수한것을알 수있다.또한,비드의굴절률을조절함에따라 반사를효과적으로유도하여 고급스러운외관을발현할수있음을나타내었다 .

[279] 다만,부피분율이너무낮거나, L D가 30이상인경우,비드가필라멘트

중심부로쏠렸으며,테이퍼가공을했음에도표 면에요철이생성되지않아 양치감및세정력이크게떨어지는것을알수있었 다.