FINE TOOTHBRUSH BRISTLES AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR

28-02-2019 дата публикации
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WO2019039785A1
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Номер заявки: KR93-00-201803
Дата заявки: 14-08-2018

미세 칫솔모 및 이의 제조방법
[1]

본 발명은 폴리케톤 미세 칫솔모 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 폴리케톤 수지를 포함하여 이중구조 또는 다중구조를 갖는 복합구조의 폴리케톤 미세 칫솔모를 제조하고, 테이퍼화 함으로써 내구성을 더욱 향상시키고, 세정력을 더욱 향상시킨 미세 칫솔모 및 이의 제조방법에 관한 발명이다.

[2]

칫솔은 칫솔모와, 칫솔모가 식모되는 헤드부와, 헤드부에 연결되는 손잡이부로 구성된다. 칫솔의 헤드부에 식모되는 칫솔모는 일정한 강도와 탄성을 가져야 할 뿐만 아니라, 양치되는 부분인 치아를 따라 용이하게 이동할 수 있어야 한다.

[3]

종래 칫솔모는 폴리에스테르 수지 및 폴리아미드 수지 등의 소재가 사용되어 왔으나, 사용자에 따라서는 칫솔모가 벌어져 칫솔을 자주 교체해야 하는 불편함이 있다. 이에 따라 고내구성을 가지며, 세정력이 더욱 향상되고, 유연성이 우수한 칫솔모에 대한 요구가 있어왔다.

[4]

본 발명의 목적은 폴리케톤 수지를 이용하여 칫솔모의 세정력, 강성, 내구성 및 내열성을 더욱 향상시키고, 대부분의 화학물질에 우수한 저항성을 나타내는 고 내화학성을 가지며, 폴리아세탈과 동등 이상의 내마모 특성을 가질 뿐만 아니라, 장기 사용에도 불구하고 더 증가하는 치아세정력을 갖는 미세 칫솔모 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

[5]

또한 본 발명은 폴리케톤 수지와 열가소성수지 등을 함께 압출 방사하여 코어-시스 구조의 이중구조를 갖는 미세 칫솔모를 제공함으로써 치경부나 치간부 등의 협소부위에 대한 세정력이 우수하고, 단부가 얇고 유연하여 구강 내 자극이 적고 닿는 느낌이 부드러은 칫솔모를 제공하는데 목적이 있다.

[6]

또한 본 발명은 코어부가 두 개 이상, 더욱 구체적으로 2 내지 20개의 다수개로 이루어진 멀티코어에 의해 단부가 둘 이상으로 분기된 구조의 분기모를 갖는 미세 칫솔모를 제공함으로써 단위면적 또는 단위 필라멘트 당 미세팁의 수를 증가시켜 치경부나 치간부 등의 협소부 뿐만 아니라, 치면이나 교합면에 대한 세정력을 더욱 향상시키고, 구강 내 저자극성 및 유연성을 유지하는데 목적이 있다.

[7]

또한 본 발명은 폴리케톤 수지를 코어부로 포함하고, 폴리케톤을 제외한 열가소성수지, 열가소성 엘라스토머 및 러버에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 수지를 시스부로 포함하고, 시스부만 식각할 수 있는 용액을 이용하여 시스부만 테이퍼화 함으로써 폴리케톤 코어부가 미세모를 이루며 시스부의 단부로부터 외부로 노출되어 코어부의 다양한 형태에 의해 세정력이 더욱 향상되고, 폴리케톤 수지의 내구성에 의해 장기간 사용하여도 미세모의 벌어짐 현상이 적게 발생하는 미세 칫솔모 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

[8]

또한 본 발명은 폴리케톤 수지를 포함하는 코어부에 크레이터 형성물질인 무기입자를 포함함으로써 장기간 칫솔을 사용함에 따라 표면의 무기입자가 탈리되면서 표면적이 더욱 증가하므로 세정력이 더욱 향상될 수 있으며, 식각용액에 침지하여 테이퍼화 할 때 외부로 돌출된 코어부인 폴리케톤 미세모의 표면에 무기입자가 일부 탈리되면서 크레이터가 형성됨으로써 표면적이 증가하여 세정력이 더욱 향상될 수 있는 미세 칫솔모 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

[9]

또한 본 발명은 장기 사용에도 불구하고 더 증가하는 치아세정력을 가지며, 또한 부드러운 터치감을 가지는 미세 칫솔모 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

[10]

또한 본 발명은 미세모로 제조되어 치간부 또는 치경부에서 세정력이 더욱 향상되고, 잇몸에 대한 자극을 완화할 수 있는 새로운 개념의 복합 미세 칫솔모 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

[11]

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 폴리케톤 수지를 포함하는 코어부 및 열가소성수지, 열가소성 엘라스토머 및 러버에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 시스부를 포함하고, 상기 시스부는 길이방향 단부로 갈수록 단면적이 줄어드는 테이퍼 형상이며, 상기 코어부는 시스부의 길이방향 단부로부터 외부로 노출된 폴리케톤 미세모를 포함하는 것일 수 있다.

[12]

본 발명의 일 양태에서, 상기 코어부는 단부로 갈수록 단면적이 줄어드는 테이퍼 형상인 것일 수 있다.

[13]

본 발명의 일 양태에서, 상기 코어부는 크레이터 형성물질인 무기입자를 더 포함하는 것일 수 있다.

[14]

본 발명의 일 양태에서, 상기 외부로 노출된 폴리케톤 미세모는 표면에 다수의 크레이터(crater)가 형성된 것일 수 있다.

[15]

본 발명의 일 양태에서, 상기 무기입자는 평균입경이 0.3 ~ 20 ㎛인 것일 수 있다.

[16]

본 발명의 일 양태에서, 상기 코어부는 상기 시스부의 내부에 적어도 하나 이상 포함되는 것일 수 있다.

[17]

본 발명의 일 양태에서, 상기 코어부는 상기 시스부의 내부를 관통하는 2 내지 6개의 바 형태인 것일 수 있다.

[18]

본 발명의 일 양태에서, 상기 코어부 및 시스부는 각각 단면이 원형, 타원형, 아령형, 반원형, 부채형, 갈매기형 및 다각형에서 선택되는 것일 수 있다.

[19]

본 발명의 일 양태에서, 상기 다각형은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 별형, 십자형 및 마름모형에서 선택되는 것일 수 있다.

[20]

본 발명의 일 양태에서, 상기 시스부의 직경이 0.05 내지 0.5mm이고, 상기 코어부와 시스부의 직경비는 1 : 1.2 내지 1 : 5인 것일 수 있다.

[21]

본 발명의 일 양태에서, 상기 칫솔모의 총 길이는 10 내지 40mm인 것일 수 있다.

[22]

본 발명의 일 양태에서, 상기 시스부의 길이방향 단부로부터 돌출된 코어부의 길이가 1 ~ 10 mm인 것일 수 있다.

[23]

본 발명의 다른 양태는 상기 미세 칫솔모를 포함하는 칫솔이다.

[24]

본 발명의 또 다른 양태는 미세 칫솔모의 제조방법으로,

[25]

a) 폴리케톤 수지를 포함하는 코어부와, 열가소성수지, 열가소성 엘라스토머 및 러버에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 시스부를 공압출하여 코어-시스 구조의 필라멘트를 제조하는 단계;

[26]

b) 상기 코어-시스 구조의 필라멘트를 절단하는 단계; 및

[27]

c) 상기 절단된 필라멘트의 일단 또는 양단을, 시스부의 수지를 테이퍼화 할 수 있는 제 1 식각 용액에 침지하여 시스부를 테이퍼화 처리하고, 시스부의 길이방향 단부를 통해 코어부가 외부로 돌출된 폴리케톤 미세모를 포함하는 미세 칫솔모를 제조하는 단계;

[28]

를 포함한다.

[29]

본 발명의 제조방법의 일 양태에서, 상기 c)단계 후, d) 상기 외부로 노출된 코어부를 연마 또는 폴리케톤 수지를 테이퍼화 할 수 있는 제 2 식각 용액에 침지하여 테이퍼화 처리하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.

[30]

본 발명의 제조방법의 일 양태에서, 상기 코어부는 무기입자를 더 포함하며, 제 1 식각 용액 및 제 2 식각 용액에 침지 시 무기입자에 의해 코어부의 표면에 크레이터가 형성되는 것일 수 있다.

[31]

본 발명의 제조방법의 일 양태에서, 상기 제 2 식각 용액은 헥사플루오로이소프로판올, m-크레졸, 3-클로로페놀, 피롤, 레소시놀에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 유기용매, 또는 아연염, 칼슘염, 리튬염에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 금속염을 포함하는 수용액인 것일 수 있다.

[32]

본 발명의 제조방법의 일 양태에서, 상기 c)단계는 절단된 필라멘트의 일단을 먼저 제 1 식각 용액에 침지한 후, 다른 일단을 제 1 식각 용액에 침지하는 것일 수 있다.

[33]

본 발명의 제조방법의 일 양태에서, 상기 제 1 식각 용액은 알칼리 용액 또는 산성 용액인 것일 수 있다.

[34]

본 발명은 폴리케톤 수지를 포함하여 이중구조 또는 다중구조의 복합구조로 이루어진 칫솔모를 제공함으로써, 폴리케톤 수지를 포함하지 않는 칫솔모에 비하여 내구성, 내마모성, 내열성 및 내화학성이 더욱 우수한 칫솔모를 제공할 수 있다.

[35]

또한, 폴리케톤 수지를 코어부에 포함하고, 폴리케톤 수지를 제외한 수지를 시스부에 포함함으로써, 시스부를 테이퍼화 하기 위한 식각액에 침지 시 시스부가 테이퍼화 되면서 코어부가 시스부의 단부로부터 돌출되어 폴리케톤 미세모를 형성되며 이에 따라 치경부나 치간부 등의 협소부위에 대한 세정력이 우수하고, 단부가 얇고 유연하여 구강 내 자극이 적고 닿는 느낌이 부드러은 칫솔모를 제공할 수 있다.

[36]

또한, 코어부의 개수를 두 개 이상 포함하는 경우 단부가 둘 이상으로 분기된 구조의 분기모를 갖는 미세 칫솔모를 제공할 수 있으며, 단위면적 또는 단위 필라멘트 당 미세팁의 수를 증가시켜 치경부나 치간부 등의 협소부 뿐만 아니라, 치면이나 교합면에 대한 세정력을 더욱 향상시키고, 구강 내 저자극성 및 유연성을 유지할 수 있다.

[37]

또한, 코어부의 다양한 형태에 따라 표면적이 향상되어 세정력을 더욱 향상시킬 수 있으며, 외부로 노출된 폴리케톤 미세모의 표면에 크레이터가 형성되는 경우 세정력이 더욱 향상되는 효과가 있다.

[38]

또한 폴리케톤 수지의 내구성이 우수하므로 장기간 사용하더라도 칫솔모가 휘어지지 않아 칫솔모의 벌어짐이 적어 외관상 우수하며, 칫솔모의 사용기한을 더욱 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

[39]

도 1 내지 도 13은 본 발명의 칫솔모의 일 양태에 따른 단면을 나타낸 것이다.

[40]

도 14 내지 도 18은 본 발명의 미세 칫솔모의 일 양태를 나타낸 것이다.

[41]

[부호의 설명]

[42]

10 : 코어부

[43]

11 : 중심부

[44]

12 : 날개부

[45]

13 : 마찰돌기

[46]

20 : 시스부

[47]

30 : 폴리케톤 미세모

[48]

40 : 크레이터

[49]

이하 첨부된 도면들을 포함한 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.

[50]

또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

[51]

또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.

[52]

[53]

본 발명의 발명자들은 종래 폴리에스테르 수지 및 폴리아미드 수지 등의 열가소성 수지가 갖는 칫솔모의 세정력, 내마모성 및 유연성 등 물성의 한계를 개선하기 위하여 연구한 결과, 폴리케톤 수지를 이용하여 칫솔모를 제조함으로써 세정력, 내구성, 강도, 내마모성 및 내화학성을 더욱 향상시킬 수 있음을 발견하였다. 또한, 코어-시스 구조로 제조하고, 코어부와 시스부의 색상을 달리하거나, 코어부의 형태를 다양하게 변형함으로써 심미감을 주어 더욱 즐겁게 양치할 수 있으며, 세정력을 더욱 향상시킬 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

[54]

또한, 폴리케톤 수지를 코어부에 포함하고, 폴리케톤을 제외한 열가소성수지, 열가소성 엘라스토머 및 러버에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 시스부에 포함하여 코어-시스 구조의 이중구조 또는 다수의 코어를 포함하는 분기모 형태의 복합구조로 제조함으로써 폴리케톤 수지가 가지는 물성의 장점을 그대로 활용하면서, 이와 함께 세정력 및 유연성을 더욱 향상시킬 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

[55]

또한 시스부를 테이퍼화 하기 위하여 식각액에 침지하는 경우 코어부는 식각이 되지 않고 시스부만 식각이 되므로 코어부가 시스부의 길이방향 단부로부터 외부로 노출되어 폴리케톤 미세모를 형성할 수 있음을 발견하였으며, 코어부를 원형, 타원형, 아령형, 반원형, 부채형, 갈매기형 및 다각형 등의 다양한 형태 및 다양한 색상으로 변형함으로써 세정력이 더욱 향상될 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

[56]

또한, 코어부에 무기입자를 포함함으로써 사용자가 칫솔을 사용함에 따라 무기입자가 탈리되어 무기입자가 있던 자리에 크레이터를 형성함으로써 표면적이 증가하여 세정력이 더욱 향상되며, 또한 미세모를 제조하기 위하여 식각액에 담가 테이퍼화하는 과정에서 무기입자가 있던 자리에 크레이터가 형성될 수 있으며, 이에 따라 세정력이 더욱 향상된 칫솔모를 제공할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

[57]

본 발명의 일 양태는 폴리케톤 수지를 포함하는 코어부 및 열가소성수지, 열가소성 엘라스토머 및 러버에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 시스부를 포함하고, 상기 시스부는 길이방향 단부로 갈수록 단면적이 줄어드는 테이퍼 형상이며, 상기 코어부는 시스부의 길이방향 단부로부터 외부로 노출된 폴리케톤 미세모를 포함하는 것인 미세 칫솔모이다.

[58]

또한, 본 발명의 미세 칫솔모는 상기 시스부의 단부만이 테이퍼화 되거나 또는 시스부와 외부로 노출된 폴리케톤 미세모 모두가 테이퍼화 된 복합 미세 칫솔모인 것일 수 있다.

[59]

본 발명의 일 양태에서, 상기 코어부 및 시스부는 원형, 타원형, 아령형, 반원형, 부채형, 갈매기형 및 다각형 등 다양한 형태 및 다양한 색상으로 이루어진 것일 수 있으며, 서로 동일 또는 상이한 형태 및 서로 동일 또는 상이한 색상으로 이루어진 것일 수 있다.

[60]

먼저 본 발명의 코어부에 대하여 설명을 하면, 상기 코어부는 시스부의 내부에 적어도 하나 이상 포함되는 것일 수 있다. 더욱 구체적으로 코어부는 1 ~ 20개인 것일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 2 ~ 6개인 것일 수 있다.

[61]

또한, 상기 코어부는

[62]

1) 상기 시스부의 내부를 관통하는 적어도 하나 이상의 바 형태

[63]

2) 상기 시스부의 내부를 관통하는 바 형태의 중심부와, 상기 중심부에서 외측으로 연장된 날개부로 이루어지는 형태, 및

[64]

3) 상기 시스부의 내부를 관통하는 바 형태의 중심부와, 상기 중심부에서 외측으로 연장된 날개부로 이루어지며, 상기 날개부의 단부에 형성되어 상기 시스부의 외부로 돌출되는 마찰돌기를 포함하는 형태

[65]

에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 형태가 복합적으로 형성되어 있는 것일 수 있다.

[66]

본 발명의 일 양태에서 상기 코어부는 단면이 원형, 타원형, 아령형, 반원형, 부채형, 갈매기형 및 다각형 등인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 다각형은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 별형, 십자형 및 마름모형 등을 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.

[67]

상기 1) 형태는 칫솔모의 단면으로 볼 때, 코어부가 시스부의 내부에 섬(island)의 형태로 존재하는 것으로, 단면이 원형, 타원형, 아령형, 반원형, 부채형, 갈매기형 및 다각형 등인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 다각형은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 별형, 십자형 및 마름모형 등을 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 더욱 구체적으로 도면을 참조하여 일 양태를 설명하면 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 코어부(10)는 시스부(20)의 중심을 관통하거나, 또는 도 3에서 보는 바와 같이, 중심부 이외의 위치에서 시스부(20)의 내부를 관통하는 것일 수 있다. 또한, 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이, 시스부(20)의 중심으로부터 방사상으로 배치되는 적어도 둘 이상의 코어부(10)가 형성되는 것일 수 있으며, 도시되지 않았지만 중심부 이외의 위치에서 시스부의 내부를 관통하는 둘 이상의 코어부로 이루어진 것일 수 있다. 상기 코어부의 개수에는 제한이 없으나 구체적으로 예를 들면, 코어부는 1개 이상, 더욱 구체적으로 1개 내지 20개, 더욱 구체적으로는 2 내지 6개로 이루어진 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

[68]

상기 2) 형태는 칫솔모의 단면으로 볼 때, 도 6 내지 도 10에서 보는 바와 같이, 시스부의 내부에서 일정 영역이 섬처럼 형성되고 상기 섬처럼 형성된 중심부(11)에서 시스부 단면의 표면쪽(외측)으로 연장되는 다양한 형태의 날개부(12)로 이루어지는 것일 수 있다. 상기 2) 형태에서, 상기 날개부는 상기 시스부의 가장자리까지 연장되고, 상기 중심부를 기준으로 방사상으로 배치된 복수로 이루어진 것일 수 있다. 상기 섬처럼 형성된 중심부는 단면이 원형, 타원형, 아령형, 반원형, 부채형, 갈매기형 및 다각형 등인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 다각형은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 별형, 십자형 및 마름모형 등을 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 날개부는 도면과 같이 직선으로 형성되거나 도시되지 않았지만 굴곡이 있는 형태 또는 지그재그 형태인 것일 수 있다.

[69]

상기 3) 형태는 칫솔모의 단면으로 볼 때, 도 11 내지 도 13에서 보는 바와 같이, 시스부의 내부에서 일정 영역이 섬처럼 형성된 중심부(11)에서 시스부 단면의 표면쪽(외측)으로 연장되는 다양한 형태의 날개부(12)로 이루어지며, 상기 날개부의 단부에 형성되어 상기 시스부의 외부로 돌출되는 마찰돌기(13)를 포함하는 것일 수 있다. 상기 3) 형태에서, 상기 마찰돌기는 상기 시스부의 가장자리 일부를 감싸도록 형성된 것일 수 있다. 상기 마찰돌기(13)의 형태는 제한되지 않으며 마찰돌기를 형성함으로써 치아와의 접촉 면적이 증가되어 플라크를 더욱 효과적으로 제거할 수 있다. 상기 섬처럼 형성된 중심부는 단면이 원형, 타원형, 아령형, 반원형, 부채형, 갈매기형 및 다각형 등인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 다각형은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 별형, 십자형 및 마름모형 등을 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 날개부는 도면과 같이 직선으로 형성되거나 도시되지 않았지만 굴곡이 있는 형태 또는 지그재그 형태인 것일 수 있다. 또한 마찰돌기의 형태는 제한되지 않으며, 삼각형, 원형 등 다양한 형태로 형성하는 것일 수 있다.

[70]

또한 본 발명의 일 양태는 별도로 도시하지 않지만, 상기 1) 내지 3) 형태에서 선택되는 어느 둘 이상의 코어부가 복합적으로 형성되는 것일 수 있다.

[71]

다음으로 시스부에 대하여 설명을 하면, 상기 코어부와 공압출되어 제조될 수 있으며, 시스부의 단면은 원형, 타원형, 아령형, 반원형, 부채형, 갈매기형 및 다각형 등인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 다각형은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 별형, 십자형 및 마름모형 등을 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 코어부와 서로 상이한 색상으로 이루어지는 경우 다양한 색상을 구현할 수 있으므로 사용자로 하여금 심미감을 부여하여 양치를 더욱 즐겁게 할 수 있다.

[72]

본 발명의 일 양태에서 상기 시스부의 직경은 0.05 내지 0.5mm, 더욱 구체적으로 0.1 내지 0.3mm인 것일 수 있고, 상기 코어부와 시스부의 직경비(D1 : D2)는 1 : 1.2 내지 1 : 5인 것일 수 있으며, 더욱 구체적으로 1 : 1.2 내지 2 인 것일 수 있으며, 상기 범위에서 사용감이 우수하고, 내구성이 우수한 칫솔모를 제공할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 칫솔모의 길이방향의 총 길이는 10 내지 40mm 인 것일 수 있으며 상기 범위에서 칫솔모로 사용하기에 적합하나 이에 제한되는 것은 아니다.

[73]

도 14 내지 18은 본 발명의 미세 칫솔모의 일 양태를 나타낸 것으로 도 14 내지 18에 도시된 바와 같이, 폴리케톤 수지를 포함하는 코어부(10) 및 열가소성수지, 열가소성 엘라스토머 및 러버에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 시스부(20)를 포함하고, 상기 시스부(20)는 길이방향 단부로 갈수록 단면적이 줄어드는 테이퍼 형상이며, 상기 코어부(10)는 시스부의 길이방향 단부(H1)로부터 외부로 노출되어 폴리케톤 미세모(30)를 이루는 것일 수 있다. 또한 도시되지 않았지만 상기 폴리케톤 미세모(30)는 무기입자를 포함하는 것일 수 있으며, 크레이터가 형성된 것일 수 있다.

[74]

본 발명의 일 양태에서, 상기 시스부의 길이방향 단부(H1)로부터 돌출된 폴리케톤 미세모(30)의 길이(H2)는 1 ~ 10 mm, 더욱 좋게는 2 ~ 6 mm인 것일 수 있다. 상기 범위에서 내구성이 우수하면서 세정력이 더욱 향상된 폴리케톤 미세모를 형성할 수 있으므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.

[75]

또한, 도 16 내지 18에 도시된 바와 같이, 상기 코어부가(10) 시스부의 길이방향 단부(H1)로부터 돌출되어 형성된 폴리케톤 미세모(30)는 테이퍼화된 것일 수 있다.

[76]

또한 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 폴리케톤 미세모(30)는 표면에 다수의 크레이터(40)가 형성되는 것일 수 있다.

[77]

본 발명의 일 양태에서, 상기 코어부는 폴리케톤 수지를 포함하고, 상기 시스부는 폴리케톤 수지를 제외한 열가소성수지, 열가소성 엘라스토머 및 러버에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것일 수 있다. 이와 같이 제조하는 경우 앞서 설명한 바와 같이 시스부의 수지가 식각액에 침지되어 테이퍼화 되면서 코어부가 드러나게 되어 코어부의 폴리케톤 수지에 의한 내구성을 발현할 수 있으며, 코어부의 다양한 형태에 의해 세정력이 더욱 향상되는 효과를 발현할 수 있다.

[78]

상기 시스부에 사용되는 수지는 폴리케톤을 제외하고, 통상적으로 칫솔모에 사용되는 수지라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 구체적으로 예를 들면 압출가공이 가능한 점에서 열가소성 수지, 엘라스토머 또는 러버 등에서 선택되는 것이라면 특별히 한정하지 않는다. 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리사이클로헥산디메틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지; 폴리락트산(polylactic acid), 폴리카프로락톤(polycaprolactone), 폴리히드록시알카노에이트(Poly hydroxy alkanoate), 폴리부틸렌 석시네이트(polybutylene succinate)등의 생분해성 수지; 에틸렌-α올레핀계 엘라스토머, 프로필렌-α올레핀계 엘라스토머, 프로필렌-헥센계 엘라스토머, 프로필렌-옥텐계 엘라스토머, 에틸렌-프로필렌-디엔계 엘라스토머 등의 열가소성 올레핀계 엘라스토머; 스틸렌-부타디엔 블록공중합체, 스틸렌-이소프렌 블록공중합체, 수소화 첨가된 스틸렌-부타디엔 엘라스토머, 스틸렌-부타디엔-스틸렌계 엘라스토머, 스틸렌-에틸렌-부틸렌-스틸렌계 엘라스토머, 스틸렌-에틸렌-프로필렌-스틸렌계 엘라스토머 등의 열가소성 스틸렌계 엘라스토머; 및 우레탄계 열가소성 엘라스토머 등의 열가소성 엘라스토머; 나일론6, 나일론 66, 나일론6/10 등의 폴리아미드; 폴리비닐클로라이드, 폴리테트라플루오르에틸렌 등의 할로겐화 중합체;로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 수지일 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다.

[79]

또한, 상기 시스부는 상기 코어부에 비하여 굴곡회복율이 더 낮은 수지로 이루어지는 것일 수 있다. 상기 굴곡회복율은 칫솔규격 KS G3103 측정방법으로 측정되는 물성이다. 시스부에 굴곡회복율이 더 높은 수지를 사용함으로써 칫솔모에 더욱 우수한 유연성을 부여하는 것일 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 폴리에스테르, 더욱 구체적으로 폴리부틸렌테레프탈레이트를 사용함으로써 더욱 부드러운 칫솔모를 제공할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.

[80]

상기 코어부에 사용되는 폴리케톤 수지는 에틸렌, 프로필렌 및 이산화탄소의 삼원공중합체인 것일 수 있다. 예를 들면 효성(주)에서 생산하는 ‘포케톤(POKETONE)’시리즈로서, M230A, M330A, M620A 등의 제품을 예로들 수 있다. 이러한 폴리케톤 수지는 내구성 및 내열성이 우수할 뿐만 아니라, 대부분의 화학물질에 우수한 저항성을 나타내는 고 내화학성 및 내항균성을 가지며, 폴리아세탈과 동등 이상의 내마모 특성을 나타낸다. 특히 내가수분해성을 가져 장기 사용에 따른 분해 등이 발생하지 않아서 매우 좋다. 즉, 본 발명에서와 같이, 폴리케톤 수지를 방사하여 제조되는 폴리케톤 섬유를 칫솔에 적용할 경우, 폴리케톤 수지가 내가수분해성이 우수하므로 수분에 쉽게 노출되는 칫솔에 대한 장기 보관 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

[81]

본 발명의 일 양태에서 상기 코어부 및 시스부는 상기 수지 외에 기능성물질을 더 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 코어부에만 기능성 물질을 포함하거나, 시스부에만 기능성 물질을 포함하거나, 코어부와 시스부 모두에 기능성 물질을 포함하는 것일 수 있다. 코어부와 시스부에 모두 포함하는 경우는 서로 동일 또는 상이한 기능성 물질을 포함하는 것일 수 있다. 그 함량은 제한되는 것은 아니나 칫솔모의 중량 중 0.1 내지 10 중량%, 더욱 구체적으로 2 내지 8 중량%인 범위 내에서 사용하는 것일 수 있다. 상기 기능성물질은 통상적으로 칫솔모 분야에서 사용되는 물질이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 구체적으로 예를 들면 상기 기능성 물질은 탄산나트륨 분말, 탄산수소나트륨 분말, 천연 추출물, 은 분말, 금 분말, 제올라이트, 탄소입자, 일라이트, 벤토나이트, 타이타늄옥사이드, 항균제, 미백입자, 비타민, 숯 분말, 죽염 분말, 옥 분말, 화산송이 분말, 감귤 숯 분말, 광촉매, 안료 및 염료 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.

[82]

상기 탄산나트륨 분말 및 탄산수소나트륨 분말에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 더욱 포함함으로써 미맥효과, 세정효과 및 항균효과가 더욱 우수한 칫솔모를 제공할 수 있다. 이의 함량은 칫솔모 중량 중 1중량%이하, 좋게는 0.01 내지 0.5중량%의 것이 좋지만 이에 한정하는 것은 아니다.

[83]

더욱 구체적으로 상기 천연 추출물은 항균성, 항산화성 등이 우수한 것으로 알려진 프로폴리스, 녹차, 인삼, 홍삼, 허브, 아로마, 금잔화, 피톤치드, 매그놀리아, 홍차, 보이차, 솔잎, 쑥, 연꽃, 알로에, 유채꽃, 자스민, 카멜리아, 동백나무, 은행잎, 박하, 옥수수, 금은화, 고삼, 감초, 병풀, 캐모마일, 라타니아, 로즈마리,바질, 비단초 등의 추출물 중 선택된 1종 이상이 이용될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 그 함량은 1중량% 이하, 좋게는 0.01 내지 0.5중량%의 것이 좋지만 이에 한정하는 것은 아니다.

[84]

또한 본 발명에서는 안료나 염료를 첨가하여 시각적 효과를 더 부여할 수도 있으며 그 함량은 1중량% 이하, 좋게는 0.01 내지 0.5중량%의 것이 좋지만 이에 한정하는 것은 아니다.

[85]

본 발명의 일 양태에서, 상기 코어부는 크레이터 형성물질인 무기입자를 더 포함하여 폴리케톤 미세모의 표면에 크레이터를 더 형성하도록 하는 것일 수 있다. 상기 무기입자는 평균입경이 0.3 ~ 20 ㎛, 좋게는 0.5 ~ 10 ㎛, 더욱 좋게는 0.8 ~ 8 ㎛인 것일 수 있으며, 그 함량은 칫솔모의 중량 중 0.05 내지 10 중량%, 더욱 좋게는 0.1 내지 5 중량%를 포함하는 것일 수 있다. 상기 범위에서 폴리케톤 미세모의 표면에 다수의 크레이터를 형성하여 표면적을 더욱 향상시키기에 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

[86]

상기 코어부에 포함되는 무기입자의 종류는 제한되지 않으며, 구체적으로 예를 들면 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 제올라이트, 실리카, 알루미나, 염화나트륨, 탄산칼슘, 인산칼슘, 실리카겔, 이산화티탄, 산화아연, 산화마그네슘, 이산화구소 및 산화알루미늄 등을 사용할 수 있으며, 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용하는 것일 수 있다.

[87]

본 발명의 일 양태에서 상기 칫솔모는 다중압출방식을 사용하여 코어부 및 시스부에 사용되는 수지를 용융 혼련하여 공압출함으로써 제조되는 것일 수 있다.더욱 구체적으로 폴리케톤을 포함하는 코어수지조성물과 폴리케톤을 제외한 다른 수지를 포함하는 시스수지조성물을 멀티압출(multi-extrusion)으로 압출하고 연신함으로써, 제조할 수 있다. 즉, 용융 압출 단계, 압출 방사 단계와 냉각 및 연신 단계를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 코어-시스 구조는 용융방사, 건식방사, 습식방사, 기격습식방사 등의 일반적인 방사방법을 이용하여 용융ㆍ압출하는 과정을 통해 제조할 수 있다. 이때 방사기에 설치된 방사구금은 원형, 아령형, 십자형, 원반형, 갈매기형, 삼각형, 사각형, 마름모형 및 원뿔형 등의 다양한 형태를 가질 수 있으며, 방사기는 복합방사기를 사용하는 것이 좋다.

[88]

또한, 상기 제조된 코어-시스 구조의 필라멘트를 적절한 칫솔모의 길이로 절단하고, 필요에 의해 적절한 길이로 절단하고, 단부를 시스부의 수지가 테이퍼링될 수 있는 테이퍼링 용액에 투입하여 시스부를 테이퍼링 함으로써, 폴리케톤 코어부가 노출되어 폴리케톤 마이크로 미세모가 형성되도록 함으로써, 완성될 수 있다.

[89]

또한 방사용액 제조 시에 상기 항균물질이나 무기입자, 염료나 안료 등의 기능성물질을 더 첨가하여 코어부와 쉘부를 서로 다른 색상이나 다른 기능성물질을 가지도록 방사할 수 있다.

[90]

[91]

다음은 본 발명의 미세 칫솔모의 제조방법에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.

[92]

본 발명의 미세 칫솔모의 제조방법의 일 양태는

[93]

a) 폴리케톤 수지를 포함하는 코어부와, 열가소성수지, 열가소성 엘라스토머 및 러버에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 시스부를 공압출하여 코어-시스 구조의 필라멘트를 제조하는 단계;

[94]

b) 상기 코어-시스 구조의 필라멘트를 절단하는 단계; 및

[95]

c) 상기 절단된 필라멘트의 일단 또는 양단을, 시스부의 수지를 테이퍼화 할 수 있는 제 1 식각 용액에 침지하여 시스부를 테이퍼화 처리하고, 시스부의 길이방향 단부를 통해 코어부가 외부로 돌출된 폴리케톤 미세모를 포함하는 미세 칫솔모를 제조하는 단계;

[96]

를 포함하는 것일 수 있다.

[97]

또한, 본 발명은 필요에 따라서 상기 a)단계에서 상기 코어부에 무기입자를 더 포함하는 것일 수 있다.

[98]

즉, 본 발명의 미세 칫솔모의 제조방법의 일 양태는

[99]

a) 폴리케톤 수지 및 무기입자를 포함하는 코어부와, 열가소성수지, 열가소성 엘라스토머 및 러버에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 시스부를 공압출하여 코어-시스 구조의 필라멘트를 제조하는 단계;

[100]

b) 상기 코어-시스 구조의 필라멘트를 절단하는 단계; 및

[101]

c) 상기 절단된 필라멘트의 일단 또는 양단을, 시스부의 수지를 테이퍼화 할 수 있는 제 1 식각 용액에 침지하여 시스부를 테이퍼화 처리하고, 시스부의 길이방향 단부를 통해 코어부가 외부로 돌출된 폴리케톤 미세모를 포함하는 미세 칫솔모를 제조하는 단계;

[102]

를 포함하는 것일 수 있다.

[103]

또한, 본 발명은 상기 c)단계 후, d) 상기 외부로 노출된 코어부를 연마 또는 폴리케톤 수지를 테이퍼화 할 수 있는 제 2 식각 용액에 침지하여 테이퍼화 처리하는 단계를 더 포함하여 복합 미세 칫솔모를 제조하는 것일 수 있다.

[104]

즉, 본 발명의 복합 미세 칫솔모의 제조방법의 일 양태는

[105]

a) 폴리케톤 수지를 포함하는 코어부와, 열가소성수지, 열가소성 엘라스토머 및 러버에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 시스부를 공압출하여 코어-시스 구조의 필라멘트를 제조하는 단계;

[106]

b) 상기 코어-시스 구조의 필라멘트를 절단하는 단계;

[107]

c) 상기 절단된 필라멘트의 일단 또는 양단을, 시스부의 수지를 테이퍼화 할 수 있는 제 1 식각 용액에 침지하여 시스부를 테이퍼화 처리하고, 시스부의 길이방향 단부를 통해 코어부가 외부로 돌출된 폴리케톤 미세모를 포함하는 미세 칫솔모를 제조하는 단계; 및

[108]

d) 상기 외부로 노출된 코어부를 연마 또는 폴리케톤 수지를 테이퍼화 할 수 있는 제 2 식각 용액에 침지하여 테이퍼화 처리하는 단계;

[109]

를 포함하는 것일 수 있다.

[110]

또한, 본 발명의 복합 미세 칫솔모의 제조방법의 일 양태는 상기 a)단계에서 상기 코어부에 무기입자를 더 포함하며, 상기 제 2 식각 용액에 침지 시 무기입자에 의해 코어부의 표면에 크레이터가 형성되는 것일 수 있다.

[111]

즉, 본 발명의 복합 미세 칫솔모의 제조방법의 일 양태는

[112]

a) 폴리케톤 수지 및 무기입자를 포함하는 코어부와, 열가소성수지, 열가소성 엘라스토머 및 러버에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 시스부를 공압출하여 코어-시스 구조의 필라멘트를 제조하는 단계;

[113]

b) 상기 코어-시스 구조의 필라멘트를 절단하는 단계;

[114]

c) 상기 절단된 필라멘트의 일단 또는 양단을, 시스부의 수지를 테이퍼화 할 수 있는 제 1 식각 용액에 침지하여 시스부를 테이퍼화 처리하고, 시스부의 길이방향 단부를 통해 코어부가 외부로 돌출된 폴리케톤 미세모를 포함하는 미세 칫솔모를 제조하는 단계; 및

[115]

d) 상기 외부로 노출된 코어부를 연마 또는 폴리케톤 수지를 용해시킬 수 있는 제 2의 용액에 침지하여 테이퍼화 처리하는 단계;

[116]

를 포함하는 것일 수 있다.

[117]

[118]

이하는 상기 각 단계에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

[119]

상기 a)단계는 코어-시스 구조의 필라멘트를 제조하는 과정으로, 폴리케톤 수지를 코어부로 하고, 폴리케톤 수지를 제외한 수지를 시스부로 하여 각각 180 내지 300℃로 가열된 방사기에 넣고, 각각의 형태의 방사구금(예를 들면, 직경 0.5 내지 2mm)이 다수가(예를 들면, 2 내지 300개) 형성된 노즐을 통해 공압출한다. 압출 후 상기 코어-시스 필라멘트의 유연성과 강도를 증가시키기 위해 연신과정을 포함할 수 있는데, 상기 연신과정은 권취 속도에 의해 결정되며, 150 내지 220℃의 온도에서 1 내지 20배로 연신하는 것이 바람직할 수 있다.

[120]

연신과정은 특별히 제한하는 것은 아니지만, 1회 내지 4회 실시하는 것일 수 있다. 상기 제조된 코어-시스 필라멘트의 굵기는 직경 0.05 내지 0.5mm인 것일 수 있다. 0.05mm 미만인 경우 강도가 저하될 수 있고, 0.5mm 초과하는 경우, 미 연신현상이 발생하며, 양치 시 치아 사이의 침투력이 떨어질 수 있으므로 상기 범위가 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.

[121]

상기 b)단계는 칫솔모에 식모하기 위한 길이로 코어-시스 구조의 필라멘트를 절단하는 단계로, 이하에서는 상기 절단된 코어-시스 구조의 필라멘트를 편의상 코어-시스 구조체라 한다.

[122]

더욱 구체적으로, 상기 a)단계에서 방사하여 코어-시스 필라멘트를 제조한 다음, 필요에 의해 상기 제조한 코어-시스 필라멘트를 번들(bundle)로 묶는 과정을 선행할 수 있는데, 상기 번들의 굵기는 40 내지 60mm인 것이 추후 공정의 용이성을 위해 바람직하지만 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 번들은 폴리케톤 코어부를 단부에 노출하기 위하여 시스부를 테이퍼 가공하게 되는데, 이를 위하여 상기 코어-시스 필라멘트를 완성품의 길이와 동일하게 절단하거나 또는 완성품의 길이보다 1 내지 20mm 정도 더 길게 절단하여 절단된 필라멘트, 즉, 코어-시스 구조체를 제조한다. 상기와 같이 제조된 코어-시스 구조체는 칫솔자루에 식모하여 칫솔로 제조되므로, 이를 고려하여 번들의 길이를 조절하는 것이 좋다.

[123]

다음으로 c)단계는 상기 b)단계에서 절단된 코어-시스 구조체의 단부에 폴리케톤 마이크로 미세모를 노출하기 위한 시스부의 테이퍼링 단계이다.

[124]

시스부의 테이퍼링 단계는 절단한 필라멘트의 일단 또는 양단을 제 1 식각액이 담긴 가공조에 침지하여 테이퍼화 하는 단계이다. 이때 상기 시스부를 이루는 고분자수지의 종류에 따라 제 1 식각액의 종류가 결정되는 것일 수 있으며, 시스부에 사용되는 고분자 수지를 용해할 수 있는 것이라면 제한되지 않는다. 구체적으로 예를 들면 폴리에스테르 수지인 경우 알칼리 용액이 사용될 수 있으며, 폴리아미드 수지인 경우 산성용액이 사용될 수 있다. 이외 톨루엔, 벤젠 등의 유기용매를 사용할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 더욱 구체적으로 상기 시스부가 나일론 등의 폴리아미드인 경우 10 내지 30 농도%의 염산, 질산, 황산 등의 산성용액을 사용하는 것이 좋으며, 상기 고분자수지가 폴리에스테르인 경우 20 내지 40 농도%의 수산화나트륨, 수산화암모늄, 수산화칼슘 및 수산화칼륨 등의 알칼리용액을 사용하는 것이 좋다. 상기 테이퍼가공은 80 내지 140℃의 온도에서 시행하는 것이 좋다. 이때 침지되는 길이에 따라 테이퍼되는 길이를 조절할 수 있다. 또한 본 발명에선 침지의 횟수를 조절하여 길이 및 두께방향의 테이퍼링의 정도를 조절할 수 있다. 바람직하게는 회당 10 내지 60초의 시간에 2 내지 20회 침지를 반복하는 것이 좋다. 침지를 반복함으로서 테이퍼되는 코아-시스 구조체의 단면적은 타단으로 갈수록 점점 가늘어지게 되며 본 발명에서 원하는 끝부분이 가는 시스수지층의 테이퍼화된 구조를 얻을 수 있다.

[125]

상기 테이퍼가공은 상기 구조체의 시스수지층의 테이퍼링 단면적을 감소시키는 동시에 복합칫솔모의 표면에 요철을 형성하여 본 발명에서 원하는 세정력의 증가를 얻을 수 있다. 이는 상기 테이퍼가공의 시간, 용액의 농도, 시스부의 침지길이에 따라 다양하게 조절함으로서 얻을 수 있다.

[126]

본 발명의 일 양태에서 상기 c)단계는 절단된 필라멘트의 일단을 먼저 제 1 식각 용액에 침지한 후, 다른 일단을 제 1 식각 용액에 침지하는 것일 수 있다.

[127]

즉, 상기 코어-시스 필라멘트를 번들로 제조한 후, 절단하여 코아-시스 구조체를 만들고, 이의 일단을 제 1 식각 용액이 담긴 가공조에 침지한다. 다음으로 동일한 과정을 통해 다른 일단을 제 1 식각 용액이 담긴 가공조에 침지한다. 상기 테이퍼 가공이 끝나면 가수분해된 부분을 세척하여 제거함으로서 테이퍼화된 시스부를 형성할 수 있다. 세척은 흐르는 물에서 2 내지 3회 세척하며, 세척과정 중간에 중화하는 과정을 더 포함할 수 있다.

[128]

상기와 같이 시스부를 테이퍼링 할 수 있는 것은, 코어부에 사용된 폴리케톤 수지가 산이나 알카리에 대한 저항성이 강하여 코어부의 테이퍼링은 실질적으로 거의 일어나지 않기 때문에 가능하다.

[129]

따라서, 본 발명에서는 상기 d)단계와 같이 단부로부터 노출된 폴리케톤 미세모를 테이퍼화 하기 위한 수단을 추가로 도입함으로서, 강성의 폴리케톤의 단부가 테이퍼링되어 미세한 구조를 가지게 되어 잇몸이나 치아에 닿으면서, 단부의 미세부분이 부드러운 감을 주면서도 몸체부분의 강성은 그대로 유지되어 세정효과를 훼손하지 않고 사용감이 좋은 효과를 가질 수 있다.

[130]

본 발명에서 노출된 폴리케톤 미세모의 테이퍼링은 고속 회전하는 연마기에 코어부를 짧게 접촉하거나 폴리케톤 수지를 용해할 수 있는 제 2 식각 용액에 10 내지 60초간 침지하고 끌어내어 정치하는 과정을 2 내지 20회 반복함으로써 수행할 수 있다. 즉, 폴리케톤 미세모 코어부 표면을 용액에 침지를 반복함으로써 단부로 갈수록 단면적이 점차 가늘어지는 필라멘트를 제조할 수 있다. 폴리케톤을 용해하는 용매로는 헥사플루오로이소프로판올, m-크레졸, 3-클로로페놀, 피롤 및 레소시놀 등의 유기용매를 사용할 수 있다. 또한 아연염, 칼슘염, 리튬염 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속염을 포함하는 수용액을 사용할 수 있으며, 구체적으로 브롬화아연, 염화아연, 요오드화아연, 브롬화칼슘, 염화칼슘, 요오드화칼슘, 브롬화리튬 등을 들 수 있다.

[131]

[132]

이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.

[133]

[134]

1) 굴곡회복율(%)

[135]

칫솔규격 KS G3103에 따른 측정방법으로 측정하였다.

[136]

폴리케톤수지(효성(주), 포케톤(POKETONE) M230A)를 실시예와 동일한 방법으로 용융 압출 및 연신하여 0.2mm 두께의 단일 필라멘트를 제조하여 굴곡 회복율을 측정한 결과, 45%이었다.

[137]

폴리부틸렌텔레프탈레이드(Polybutyleneterephthalate, BASF사, ULTRADUR® B 4500)를 실시예와 동일한 방법으로 용융 압출 및 연신하여 0.2mm 두께의 단일 필라멘트를 제조하여 굴곡 회복율을 측정한 결과, 61%이었다.

[138]

하기 표 1은 실시예 및 비교예에서 코어-시스 구조의 칫솔모에 대한 굴곡회복율을 나타낸 것이다.

[139]

[140]

2) 강도(N) 및 신도(%)

[141]

만능재료시험기를 이용하여 칫솔모의 강도 및 신도를 KS K 0412에 따른 측정방법으로 측정하였다.

[142]

[143]

3) 모 벌어짐

[144]

칫솔모의 내구성은 모 벌어짐을 측정하는 wearing test를 말하는 것으로, 식모된 칫솔을 치아와 동일한 형태의 요철에 초당 2회의 속도로 반복 왕복하여 하기 식 1로 계산하였다.

[145]

[식 1]

[146]

[147]

(상기 식 1에서, L1= 칫솔질 전 식모된 모의 양단 거리, L2=칫솔질 후 식모된 모의 최대 벌어짐 거리이다.)

[148]

[149]

4) 사용자 선호도 평가

[150]

50명의 패널 리스트를 대상으로 본 발명에서 제조한 칫솔과 기존의 칫솔을 30일 동안 사용 후 비교 패널테스트를 통하여 사용성에 대한 선호도를 5점 비교법을 이용하여 그 평균값을 측정한 결과 표에 나타내었다.

[151]

평가기준은 다음과 같다.

[152]

5점 : 매우양호

[153]

4점 : 양호

[154]

3점 : 보통

[155]

2점 : 불량

[156]

1점 : 매우불량

[157]

[158]

[실시예 1]

[159]

코어부 형성물질로 폴리케톤수지(효성(주), 포케톤(POKETONE) M230A)를, 시스부 형성물질로 폴리부틸렌텔레프탈레이드(Polybutyleneterephthalate, BASF사, ULTRADUR® B 4500)를 준비하였다. 코어부 형성물질을 온도 245 ℃ 의 제1 압출기에 투입하고 시스부 형성물질을 온도 260 ℃ 의 제 2압출기에 투입하여 도 1과 같은 금형 구조의 복합 다이에서 공압출하여 코어-시스 구조의 필라멘트를 압출방사 하였다. 이후, 원사를 10 ℃로 냉각하고, 180 ℃에서 연신을 실시하여 총 두께가 0.2mm인 필라멘트를 제조하였으며 이 때, 코어부의 직경이 75㎛ 이었다. 이를 직경 50mm의 번들로 제조하였으며, 제조된 번들은 30mm 길이로 절단한 후, 번들의 일단을 120℃, 30% 농도의 수산화칼륨 용액에 침지하여 테이퍼 가공하였다. 침지는 2회 반복하였다. 침지가 끝난 번들의 테이퍼 가공하지 않은 타단을 상기 테이퍼 과정과 동일하게 반복하여 테이퍼 가공하였다. 테이퍼 가공이 끝난 필라멘트는 흐르는 물에 2회 수세하고 묽은 황산으로 중화한 후 다시 수세하여 시스부의 양단이 테이퍼화 되며, 시스부의 테이퍼화에 의해 폴리케톤 미세모가 돌출된 양면 미세 칫솔모를 제조하였다.

[160]

[161]

[실시예 2]

[162]

상기 실시예 1에서 코어부 형성물질로 폴리케톤수지(효성(주), 포케톤(POKETONE) M230A) 99.5중량% 및 평균직경 1㎛의 탄산칼슘 0.5 중량% 을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양면 미세 칫솔모를 제조하였다.

[163]

[164]

[실시예 3]

[165]

상기 실시예 1의 양면 미세 칫솔모에서, 시스부의 단부로부터 돌출된 폴리케톤 코어부를 가공하는 공정을 추가 수행하였다. 염화칼슘과 염화아연을 각각 40중량%, 22중량% 를 포함한 온도 80℃ 수용액에 번들 일단의 폴리케톤 코어부를 침지하여 가공하였으며, 침지는 5회 반복하였다. 침지가 끝난 번들의 타단을 동일한 과정을 반복하여 가공하였다. 가공이 끝난 필라멘트 번들을 흐르는 물에 2회 세척하여 폴리케톤 코어부가 가공된 양면 미세 칫솔모를 제조하였다.

[166]

[167]

[실시예 4]

[168]

상기 실시예 1에서, 도 4와 같은 테트라 코어 형태 금형 구조의 복합 다이에서 공압출하여, 테트라코어 구조를 갖는 필라멘트를 압출방사한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 양면미세 칫솔모를 제조하였다. 제조된 필라멘트의 두께는 0.2mm로 실시예 1과 동일하나, 4개의 코어 각각의 직경이 60㎛로 제조되었다.

[169]

[170]

[비교예 1]

[171]

폴리아미드(Zytel®)를 단독으로 사용하여 250℃에서 용융시키고 도 1과 같은 금형 구조의 다이에서 공압출하여 코어-시스 구조의 필라멘트를 압출방사하였다. 이후 필라멘트 양단에 별도의 테이퍼 가공을 수행하지 않고 양면 칫솔모를 제조하였다. 그 외의 방법은 실시예 1과 동일하게 설정하였다.

[172]

[173]

[비교예 2]

[174]

폴리부틸렌텔레프탈레이드(Polybutyleneterephthalate, BASF사, ULTRADUR® B 4500)를 단독으로 사용하여 260℃에서 용융시키고 도 1과 같은 금형 구조의 다이에서 공압출하여 코어-시스 구조의 필라멘트를 압출방사하였다. 그 외의 방법은 실시예 1과 동일하게 설정하였고, 코어부/시스부가 동시에 테이퍼화된 양면 미세 칫솔모를 제조하였다.

[175]

[176]

상기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 칫솔모의 물성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.

[177]

굴곡회복율(%)강도(N)신도(%)모 벌어짐(%)선호도 평가
10000회20000회30000회양치감치아세정효과모부드러움
실시예 15415.0311122294.34.54.7
실시예 25314.7311325334.54.84.7
실시예 35714.932818244.54.54.5
실시예 45214.035919274.64.94.8
비교예 14410.2437282953.332.2
비교예 26113.13011203044.24.3



[1]

The present invention relates to polyketone fine toothbrush bristles and a manufacturing method therefor. Specifically, the present invention relates to fine toothbrush bristles and a manufacturing method therefor, wherein complex-structured polyketone fine toothbrush bristles having a dual structure or a multi-structure by comprising a polyketone resin are manufactured, and then tapered, so that the toothbrush bristles have further improved durability and cleaning performance.

[2]



폴리케톤 수지를 포함하는 코어부 및 열가소성수지, 열가소성 엘라스토머 및 러버에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 시스부를 포함하고,

상기 시스부는 길이방향 단부로 갈수록 단면적이 줄어드는 테이퍼 형상이며,

상기 코어부는 시스부의 길이방향 단부로부터 외부로 노출된 폴리케톤 미세모를 포함하는 것인 미세 칫솔모.

제 1항에 있어서,

상기 코어부는 단부로 갈수록 단면적이 줄어드는 테이퍼 형상인 것인 미세 칫솔모.

제 1항에 있어서,

상기 코어부는 크레이터 형성물질인 무기입자를 더 포함하는 것인 미세 칫솔모.

제 3항에 있어서,

상기 외부로 노출된 폴리케톤 미세모는 표면에 다수의 크레이터(crater)가 형성된 것인 미세 칫솔모.

제 3항에 있어서,

상기 무기입자는 평균입경이 0.3 ~ 20 ㎛인 것인 미세 칫솔모.

제 1항에 있어서,

상기 코어부는 상기 시스부의 내부에 적어도 하나 이상 포함되는 것인 미세 칫솔모.

제 6항에 있어서,

상기 코어부는 상기 시스부의 내부를 관통하는 2 내지 6개의 바 형태인 것인 미세 칫솔모.

제 6항에 있어서,

상기 코어부 및 시스부는 각각 단면이 원형, 타원형, 아령형, 반원형, 부채형, 갈매기형 및 다각형에서 선택되는 것인 미세 칫솔모.

제 8항에 있어서,

상기 다각형은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 별형, 십자형 및 마름모형에서 선택되는 것인 미세 칫솔모.

제 1항에 있어서,

상기 시스부의 직경이 0.05 내지 0.5mm이고,

상기 코어부와 시스부의 직경비는 1 : 1.2 내지 1 : 5인 것인 미세 칫솔모.

제 1항에 있어서,

상기 칫솔모의 총 길이는 10 내지 40mm인 것인 미세 칫솔모.

제 1항에 있어서,

상기 시스부의 길이방향 단부로부터 돌출된 폴리케톤 미세모의 길이가 1 ~ 10 mm인 것인 미세 칫솔모.

제 1항 내지 제 12항에서 선택되는 어느 한 항의 미세 칫솔모를 포함하는 칫솔.

a) 폴리케톤 수지를 포함하는 코어부와, 열가소성수지, 열가소성 엘라스토머 및 러버에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 시스부를 공압출하여 코어-시스 구조의 필라멘트를 제조하는 단계;

b) 상기 코어-시스 구조의 필라멘트를 절단하는 단계; 및

c) 상기 절단된 필라멘트의 일단 또는 양단을, 시스부의 수지를 테이퍼화 할 수 있는 제 1 식각 용액에 침지하여 시스부를 테이퍼화 처리하고, 시스부의 길이방향 단부를 통해 코어부가 외부로 돌출된 폴리케톤 미세모를 포함하는 미세 칫솔모를 제조하는 단계;

를 포함하는 미세 칫솔모의 제조방법.

제 14항에 있어서,

상기 c)단계 후, d) 상기 외부로 노출된 코어부를 연마 또는 폴리케톤 수지를 테이퍼화 할 수 있는 제 2 식각 용액에 침지하여 테이퍼화 처리하는 단계를 더 포함하는 것인 미세 칫솔모의 제조방법.

제 14항에 있어서,

상기 코어부는 무기입자를 더 포함하며,

상기 제 1 식각 용액 및 제 2 식각 용액에 침지 시 무기입자에 의해 코어부의 표면에 크레이터가 형성되는 것인 미세 칫솔모의 제조방법.

제 15항에 있어서,

상기 제 2 식각 용액은 헥사플루오로이소프로판올, m-크레졸, 3-클로로페놀, 피롤, 레소시놀에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 유기용매, 또는 아연염, 칼슘염, 리튬염에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 금속염을 포함하는 수용액인 것인 미세 칫솔모의 제조방법.

제 14항에 있어서,

상기 c)단계는 절단된 필라멘트의 일단을 먼저 제 1 식각 용액에 침지한 후, 다른 일단을 제 1 식각 용액에 침지하는 것인 미세 칫솔모의 제조방법.

제 14항에 있어서,

상기 제 1 식각 용액은 알칼리 용액 또는 산성 용액인 것인 미세 칫솔모의 제조방법.