KR20110031692A - 인체에 무해하고 무독성인 선단염색 칫솔모의 제조방법 - Google Patents

Abstract

2가의 알콜류, 글리콜류 및 글리세린류로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 용매와 분산염료를 포함하여 이루어지며 40,000 내지 100,000 cps의 점도를 갖는 칫솔모 부분 염색용 염료용액 및 이를 이용한 칫솔모 부분 염색 방법에 관한 것이다.

본 발명의 칫솔모 부분 염색 방법에 따르면 칫솔모의 특정 부분을 균일하게 염색할 수 있을 뿐만 아니라 염색된 물질이 용출되지 않아 인체에 흡수되지 않으므로 인체에 무해한 부분 염색된 칫솔모를 제조할 수 있게 되어, 기존 칫솔제품들과 칫솔모 디자인의 차별화를 통해 칫솔제품의 매출을 증대시킬 수 있게 된다.

칫솔모, 부분 염색

Description

인체에 무해하고 무독성인 선단염색 칫솔모의 제조방법{Method of producing tip dyed of toothbrush hairs with tapered bristle using harmless thermal transfer disperse dye on human body}

본 발명은 인체에 무해하고 무독성인 선단염색 칫솔모의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 2가의 알콜류, 글리콜류 및 글리세린류로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 용매와 분산염료를 포함하여 이루어지며 40,000 내지 100,000 cps의 점도를 갖는 칫솔모 부분 염색용 염료용액 및 이를 이용한 칫솔모 부분 염색 방법에 관한 것이다.

최근 칫솔제품에 대한 소비자의 선호도를 분석한 결과, 기존 칫솔제품과는 다른 차별화된 칫솔모 디자인을 원하는 것으로 나타나 업계에서는 이와 관련하여 마케팅을 전개하고 있다.

일반적으로 칫솔모의 경우 염색을 하지 않는 상태로 제품공급이 이루어졌는데, 그 이유는 염색 시 사용되는 약제 및 염료 등이 구강 내 타액과 구강세정제품 즉, 치약, 가글액 등에 의해 용출될 우려가 있고, 이에 따라 용출된 색소체 및 첨가약제 등이 인체에 축적될 가능성이 있으므로 제품의 안전성이 떨어지고 인체에 친화적이지 못하게 된다는 칫솔제조업체의 판단과 우려, 기술적인 어려움으로 제품화가 어려웠기 때문이다.

이에 칫솔제조업체 입장에서 칫솔모의 차별화되고 독성이 없는 염료를 사용하여 첨예된 부분(3-4mm)만의 칫솔모 선단염색(tip dyeing)을 통하여 새로운 디자인성이 부가된 부가가치 칫솔제품(글로벌 프로젝트)을 생산하려는 제품 개발 요구가 많았으나, 그동안 칫솔모 모노필라멘트 시료 특성상 모세관 현상 등에 의한 선단염색의 균일한 염색방법의 개발의 어려움, 선단염색에 사용되는 색소체의 구강 내에서의 안전성 등 여러 기술적인 어려움으로 상품화에 많은 난제가 있었다.

이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 2가의 알콜류, 글리콜류 또는 글리세린류와 분산염료 및 호료를 포함하여 이루어지는 칫솔모 부분 염색용 염료용액을 제조하고 여기에 칫솔모의 특정 부분을 담가 가열하여 염색할 경우, 모세관 현상이 발생하지 않고 원하는 부분만 균일하게 염색되며, 염료가 칫솔모에 안정하게 착색되어 용출 현상이 발생하지 않기 때문에 인체에 무해한 칫솔모를 개발할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 주된 목적은 칫솔모의 특정 부분을 균일하게 염색할 수 있을 뿐만 아니라 염색된 물질이 탈리되지 않아 인체에 흡수되지 않으므로 인체에 무해한 염색된 칫솔모를 제조할 수 있는 칫솔모 부분 염색용 염료용액을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 칫솔모 부분 염색용 염료용액을 이용한 칫솔모 부분 염색 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 칫솔모 부분 염색 방법을 이용한 인체에 무해하고 무독성인 선단염색 칫솔모를 제공하는데 있다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 2가의 알콜류, 글리콜류 및 글리세린류로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 용매와 분산염료를 포함하여 이루어지며 40,000 내지 100,000 cps의 점도를 갖는 칫솔모 부분 염색용 염료용액을 제공한다.

본 발명의 칫솔모 부분 염색용 염료용액에 있어서, 상기 염료용액에 호료를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 칫솔모 부분 염색용 염료용액에 있어서, 상기 분산염료로 열전사 분산염료를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 a) 상기 염료용액을 제조하는 단계; b) 상기 염료용액에 칫솔모의 특정 부분만 담근 후 염료용액을 가열하여 칫솔모의 특정 부분만을 염색하는 단계; c) 상기 염색된 칫솔모를 냉각 수세하는 단계를 포함하는 칫솔모 부분 염색 방법을 제공한다.

본 발명의 칫솔모 부분 염색 방법에 있어서, 상기 칫솔모는 PA(Poly Amide), PBT(Poly Butylene Terephthalate), PTT(Poly Trimethylene Terephthalate) 또는 PLA(Poly Latic Acid)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 모노필라멘트로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 칫솔모 부분 염색 방법에 있어서, 상기 b) 단계의 염료용액의 가열은 염료용액의 온도를 90 내지 130℃가 되도록 하며, 염색 시간은 20 내지 100분으로 하는 것이 바람직하다. 상기 b) 단계에서 염료 용액을 가열할 때에는 2 내지 4℃/분(min)의 속도로 승온시키는 것이 더욱 바람직하다.

이하, 본 발명을 단계별로 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명은 모세관 현상으로 인해 칫솔모의 부분 염색이 불가능했던 기존 염료용액 및 염색 방법을 개선한 것으로, 염료의 용매로 2가의 알콜류, 글리콜류 또는 글리세린류를 사용하고 염료용액의 점도를 높임으로써 부분 염색을 가능하게 하는 칫솔모 부분 염료용액 및 염색 방법에 관한 것이다.

상기 염료용액의 점도는 40,000 내지 100,000 cps가 되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 점도가 낮을 경우 모세관 현상이 발생하게 되어 부분 염색이 어렵게 되기 때문이며, 점도가 지나치게 높을 경우 염료용액에 염색 대상이 쉽게 잠기지 않기 때문이다. 상기 점도 범위는 상기 용매를 사용할 경우 무리없이 달성할 수 있게 되며, 염료용액의 정확한 점도는 통상의 점도계를 이용하여 확인할 수 있다.

본 발명의 염료용액에서 2가의 알콜류, 글리콜류 또는 글리세린류는 분산염 료 및 호료 등과 같은 첨가물질을 용해시키기 위한 용매로 사용되는 것이다. 분산염료로는 온도에 민감한 열전사 분산염료를 사용하는 것이 바람직하고, 이 중에서도 인체에 무해하며 짧은 염색 시간 내에 소기의 염착농도를 이룰 수 있는 염료를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 분산염료로 SDB-TERASIL BLAU 3 RL-02 150%(Ciba/Huntsman사 제조), FORON BLAU S-BGL 200, FORON BRILLANTBLAU AS-BG 200, FORON BLAU E-BL 150, DIANIX BLUE AC-E(DYESTAR사 제조), FD & C BLUE # 1(Chromatech사 제조)이 최적임이 본 발명자에 의해 검토되었다.

상기 분산염료 이외에도 호료와 같은 부가물질을 첨가하여 염색의 효율을 높이거나 염색의 질을 높일 수도 있다. 이러한 호료로는 SL-14, SL-10(이상 일본산), S-1010(국내산), Paktex-22, Patex-32(이상 파키스탄산), PA-140(이태리산) 등을 사용할 수 있고, 이들을 사용하면 점도조절, 염착량 증대 등의 효과가 있어 염료용액이 모세관 현상으로 올라오는 것을 방지할 수 있기 때문에 소기의 선단염색이 가능하게 된다.

본 발명의 염료용액에는 상기와 같은 호료 이외에도 염색의 질을 향상시키거나 염색을 수월하게 하기 위한 첨가물을 더 첨가할 수도 있다.

본 발명의 염료용액을 제조할 때에는 용매로 25% 에탄올 용액, 25% 글리세린 용액 또는 25% 에틸렌글리콜(ethylene glycol) 용액을 사용하는 것이 좋고, 분산염료는 10 내지 50%(w/v)의 농도가 되도록 제조하는 것이 바람직하며, 호료와 같은 첨가물은 10 내지 20%(w/v)의 농도가 되도록 첨가하는 것이 좋다. 분산염료는 그 농도를 너무 낮게 사용할 경우, 염색 후 칫솔모의 색차가 높게 나타나기 때문에, 즉 염색된 칫솔모의 색이 너무 연하게 나타나기 때문에 바람직하지 못하게 되고, 너무 높은 농도로 사용할 경우에는 염색 효과에 비해 분산염료가 많이 필요하게 되어 비경제적이기 때문이다. 호료는 높은 농도로 사용할 경우 점도가 필요 이상으로 커지게 되어 적당한 점도의 유지를 위해서는 호료의 농도제한이 필요하고, 호료의 특성을 나타내기 위해서는 상기의 농도 범위 내에서 첨가량을 조절하는 것이 필요하다.

상기와 같은 염료용액을 이용하여 칫솔모의 특정부분을 담구고 가열하여 염색을 하는데 있어서, 염색의 대상이 되는 칫솔모는 PA, PBT, PTT 또는 PLA 등의 모노필라멘트로 구성된 것을 사용하는 것이 바람직하고, 가열 시에는 2 내지 4℃/분(min)의 속도로 승온시켜 90 내지 130℃에서 20 내지 100분 동안 가열시키는 것이 좋다. 이는 가열 온도 및 가열 시간에 따라 염색의 정도에 차이가 발생할 수 있기 때문에 상기와 같은 조건으로 염색을 하는 것이 가장 바람직하며, 상황에 따라서는 상기 가열 온도 및 가열 시간을 조절하여 실시할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.

실시예 1. 필라멘트 번들 염색

25% 에틸렌글리콜 용액을 용매로 하여 분산염료 SDB-TERASIL BLAU 3 RL-02 150%(Ciba/Huntsman사 제조)를 30%(w/v)의 농도가 되도록 첨가하였고, 점도를 조절하기 위해 호료로 SL-14(일산)를 30%의 농도가 되도록 첨가하여 염료용액을 제조하였다.

상기 염료용액에 길이 17㎜의 PBT 모노필라멘트 약 200,000개로 구성된 번들을 끝부분 3㎜만 염색될 수 있도록 담가 120℃에서 50분간 반응시켰다.

실시예 2. 필라멘트 번들 염색

25% 글리세린(glycerin) 용액을 용매로 사용하였으며, 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 분산염료 및 호료를 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 농도로 사용하여 염료용액을 제조하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 번들을 염색하였다.

실시예 3. 필라멘트 번들 염색

25% 에탄올 용액을 용매로 사용하였으며, 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 분산염료 및 호료를 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 농도로 사용하여 염료용액을 제조하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 번들을 염색하였다.

실시예 4. 필라멘트 번들 염색

25% 메탄올 용액을 용매로 사용하였으며, 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 분산염료 및 호료를 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 농도로 사용하여 염료용액을 제조하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 번들을 염색하였다.

실시예 5. 필라멘트 번들 염색

25% 폴리에틸렌글리콜 용액을 용매로 사용하였으며, 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 분산염료 및 호료를 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 농도로 사용하여 염료용액을 제조하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 번들을 염색하였다.

실험예 1. 염색된 필라멘트 팁의 길이 측정

상기 실시예 1 내지 실시예 5의 방법으로 염색된 각 13개의 번들 중에서 필라멘트 샘플을 채취하여 영상 현미경을 통해 염색된 팁의 길이를 측정하였다.

[표 1]

번들	필라멘트 1	필라멘트 2	필라멘트 3	필라멘트 4	필라멘트 5	평균길이
1	3.00	3.00	3.00	2.50	3.00	2.90
2	3.00	4.00	2.50	3.00	3.00	3.10
3	2.50	4.00	3.00	3.00	2.50	3.00
4	2.90	4.00	3.60	4.00	2.50	3.40
5	3.30	3.50	2.50	3.50	2.50	3.06
6	3.00	2.90	3.30	4.00	3.00	3.24
7	3.20	2.50	2.70	4.00	3.30	3.14
8	2.50	3.00	3.20	3.20	2.50	2.88
9	2.80	3.00	3.00	2.20	3.60	2.92
10	2.90	2.50	2.80	3.00	3.40	2.92
11	3.00	2.70	3.00	2.00	3.50	2.84
12	2.40	2.80	3.60	2.00	2.70	2.70
13	2.20	2.50	3.40	3.40	3.00	2.90

이의 결과, 상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 염색방법을 이용하여 필라멘트 번들의 팁을 ±1㎜의 오차범위 내에서 정밀하게 염색할 수 있다는 것을 확인하였다.

실시예 6. 필라멘트 번들 염색

상기 실시예 1과 동일하지만, 분산염료를 각각 10, 20, 30, 40 또는 50%로 다르게 하여 염료용액을 제조하였고, 이를 이용하여 동일한 방법으로 번들을 염색하였다.

실험예 2. 염색 농도별 색차 측정

본 발명의 염색 방법에서 분산염료의 농도를 줄여 경제성을 높을 수 있는지 확인하기 위해 상기 실시예 6의 방법으로 염색된 각 번들의 색차를 색차계(Color-eye 3000)를 이용하여 측정하였다.

[표 2]

염료농도	10%	20%	30%	40%	50%
샘플사진
색차(DE)	2.1	2.0	1.9	0.9	Standard

이의 결과, 상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 염색 방법을 적용하는데 있어서 분산염료를 10% 농도로 사용하여도 50% 농도의 경우와 비교하여 큰 차이를 보이지 않은 것으로 확인되어, 분산염료의 농도를 10% 농도까지 낮추어 경제성을 높일 수 있다는 것을 확인하였다.

실험예 3. 치약 및 구강세정제에 대한 염료용출 검토

칫솔모의 용도 특성상 치약 및 구강세정제 등과 상시 접촉하기 때문에 이들의 접촉에 의해 본 발명의 방법으로 부분 염색된 칫솔모의 염료가 용출되는지를 확인하였다.

상기 실시예 1의 칫솔모를 치약 농도 50%의 용액 및 구강세정제 100% 용액에 담가 1 내지 24시간동안 50℃의 열풍건조기에 넣어 둔 후 용액의 색상 변화를 육안으로 판단하였다.

[표 3]

	1시간	4시간	8시간	16시간	24시간
치약 50% 용액	변화없음	변화없음	변화없음	변화없음	변화없음
구강제 100% 용액	변화없음	변화없음	변화없음	변화없음	변화없음

이의 결과, 상기 표 3에 나타난 바와 같이, 치약 및 구강세정제 용액과 접촉한 상태에서 본 발명의 부분 염색된 칫솔모로부터 염료가 용출되지 않은 것을 확인 하였다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 칫솔모 부분 염색 방법에 따르면 칫솔모의 특정 부분을 균일하게 염색할 수 있을 뿐만 아니라 염색된 물질이 용출되지 않아 인체에 흡수되지 않으므로 인체에 무해한 염색된 칫솔모를 제조할 수 있게 되어, 기존 칫솔제품들과 칫솔모 디자인의 차별화를 통해 칫솔제품의 매출을 증대시킬 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 2가의 알콜류, 글리콜류 및 글리세린류로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 용매와 분산염료를 포함하여 이루어지며 40,000 내지 100,000 cps의 점도를 갖는 칫솔모 부분 염색용 염료용액.
2. 제 1항에 있어서, 상기 염료용액에 호료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 칫솔모 부분 염색용 염료용액.
3. 제 1항에 있어서, 상기 분산염료는 열전사 분산염료인 것을 특징으로 하는 칫솔모 부분 염색용 염료용액.
4. a) 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항의 염료용액을 제조하는 단계; b) 상기 염료용액에 칫솔모의 특정 부분만 담근 후 염료용액을 가열하여 칫솔모의 특정 부분만을 염색하는 단계; c) 상기 염색된 칫솔모를 냉각 수세하는 단계를 포함하는 칫솔모 부분 염색 방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 칫솔모는 PA, PBT, PTT 및 PLA로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 모노필라멘트로 이루어진 것을 특징으로 하는 칫솔모 부분 염색 방법.
6. 제 4항에 있어서, 상기 b) 단계의 염료용액의 가열은 염료용액의 온도가 90 내지 130℃가 되도록 하며, 염색 시간은 20 내지 100분으로 하는 것을 특징으로 하는 칫솔모 부분 염색 방법.