KR100419403B1 - 교체형 칫솔 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칫솔 헤드만을 교환하여 재 사용함으로서 얻어지는 경제성 및 환경 친화성에 대한 욕구를 충족 시켜줌과 동시에 교체형 칫솔 제품의 특성상 가질 수 있는 문제점을 개선하여 만든 교체형 칫솔에 관한 것으로,

본 발명은 칫솔대와 교환용 헤드로 구성된 교체형 칫솔에 있어 교환용 헤드의 측면 전체에 언더컷(undercut)을 만들어 둘러쌈으로서 교환용 헤드의 교환 또는 세척시 탈·부착을 쉽게하며 칫솔질을 할 때에는 교환용 헤드가 빠지지 않도록 하고 교체형 칫솔대의 결합 구멍과 교환용 헤드의 결합턱을 2∼4개로 만들어 결합 또는 탈착시 칫솔대에 걸리는 힘을 분산시켜 최소의 힘으로 탈·부착을 행할 수 있게 한 것으로, 탈·부착의 반복에 따른 칫솔대의 변형을 방지하고 적절한 결합 강도를 유지함과 동시에 칫솔질시 결합력 강화로 탈착에 대한 위험 요소를 제거 할 수 있으며 결합 구멍 주위의 고무 패킹에 의해 이물질이 결합부 주위에 부착되는 것을 방지할 수 있도록 만든 교체형 칫솔에 관한 것이다.

Description

교체형 칫솔{Interchangeable toothbrushes}

본 발명은 교체형 칫솔에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 칫솔 헤드만을 교환하여 재 사용함으로서 얻어지는 경제성 및 환경 친화성에 대한 욕구를 충족 시켜줌과 동시에 교체형 칫솔 제품의 특성상 가질 수 있는 탈·부착에 대한 불편함 및 칫솔질시 교환용 헤드가 빠질 수 있다는 치명적인 문제점과 결합부 주위에 치약 혹은이물질이 끼어서 자주 세척을 해주어야 한다는 단점들을 모두 개선할 수 있도록 발명된 형태의 칫솔로서 칫솔 헤드의 교환 또는 세척시에는 탈·부착을 쉽게 할 수 있으며 이와반대로 칫솔질을 할 때에는 교환용 헤드가 빠지지 않도록 하였고, 여러 번 탈·부착을 반복하여도 적절한 결합 강도를 유지함으로서 소비자 불편을 느끼지 않고 사용할 수 있게 하였다. 또한 결합부 주위 틈새로 인한 결합력 약화 및 이물질이 부착됨으로서 위생적이지 못한 측면도 개선하여 만든 교체형 칫솔에 관한 것이다.

종래 칫솔의 대부분은 칫솔대와 칫솔 헤드가 일체로 되어 있으며, 통상의 칫솔모는 일정기간 사용하면 칫솔모가 벌어지기 때문에 효과적인 칫솔질이 되지 않아서 칫솔을 교체해야만 된다. 이러한 경우 칫솔대를 포함하여 모두 폐기해 버리기 때문에 경제성에 있어서 불합리한 점이 있었다. 또한 통상의 칫솔들은 모두 플라스틱을 이용하여 만들므로 사용하고 나서 폐기할 경우에 환경 친화적인 측면에서도 단점을 가지고 있다. 그리하여 이와같은 종래의 칫솔 이외에 칫솔 헤드만을 교환하여 사용할 수 있게 만든 교체형 칫솔이 개발되었다. 그러나 이러한 기존의 교체형 칫솔 헤드만을 교환하여 재사용하기 때문에 경제성이나 환경친화성에는 잇점이 있으나 제품의 특성상 적절한 결합강도가 아니면 칫솔질시 교환용 헤드가 빠지는 경우가 있고 이와 반대로 세척 또는 칫솔 헤드 교환시 탈·부착을 쉽게 할 수 없는 경우도 있으며, 여러 번 탈·부착을 반복하게 되면 칫솔대의 변형이 일어나서 결합된 교환용 헤드가 적절한 결합 강도를 유지 하지 못하는 경우가 생겨 칫솔질시 교환용 헤드가 탈착 되어 버리기 때문에 칫솔질을 할 수 없어 칫솔의 본 기능을 상실하게 된다. 또한 기존의 교체형 칫솔은 칫솔대와 교환용 헤드를 결합시켜 주는 결합 부분을 가지기 때문에 그 주위에는 틈새를 가지게 되며 이러한 틈새는 교환용 헤드의 결합력 약화및 위생적인 측면에서도 불합리한 점을 가지게 된다.

따라서 본 발명의 칫솔은 칫솔헤드와 칫솔대가 일체형으로 만들어진 통상의 칫솔들이 가지는 경제성 및 환경친화성의 부족이라는 단점과 기존 교체형 칫솔들이 가지는 칫솔질시 교환용 헤드가 빠지거나 이와 반대로 세척 또는 칫솔 헤드 교환시 탈·부착을 쉽게 할 수 없다는 점과 또한 여러 번 탈·부착을 반복하게 되면 결합된 교환용 헤드가 적절한 결합 강도를 유지하지 못한다는 점 및 결합 틈새의 이물질 부착에 따른 단점들을 모두 개선할 수 있도록 만들어진 칫솔이다.

교환용 헤드의 탈·부착은 헤드의 길이 방향에 대해서 수직 방향으로 힘이 작용하여 행해지기 때문에 이러한 수직 방향에 대한 탈·부착 강도를 작게 하여 세척 또는 교환시 탈·부착을 쉽게 한다. 그리고 실제로 소비자가 칫솔질을 행할 때에는 수평방향 내지는 경사진 방향으로 힘이 작용하게 되며 이러한 힘의 반복 작용에 의해 칫솔질시 교환용 헤드가 빠지게 된다. 따라서 이러한 수평 또는 경사진 방향에 대한 결합 강도는 증가시켜 줌으로서 칫솔질시 교환용 헤드가 빠지는 것을 방지하여 준다. 또한 탈·부착의 반복에 따른 칫솔대의 변형은 탈·부착시 걸리는 힘을 분산시켜 줌으로서 적절한 결합강도를 유지할 수 있게 하였다.

칫솔대는 통상의 플라스틱(PP, ABS, PETG 등)과 고무(EPDM:ethylene propylene diene monomer)를 사용하여 단일 사출과 이중 사출 성형 방법으로 만들었으며, 칫솔대 헤드부에는 교환용 헤드와 결합 시킬 수 있는 결합 구멍을 2∼4개를 가지도록 성형하여 결합력을 향상시켰다. 따라서 칫솔질시 작용하는 교환용 헤드의 길이 방향에 대한 수평방향 또는 경사진 방향으로의 결합 강도는 증가시켜서 교환용 헤드가 빠짐으로 인한 위험성을 제거 하였으며, 탈착 또는 결합시 수직 방향으로 칫솔대에 작용하는 무리한 힘은 분산 시켜 최소한의 힘으로 결합이나 탈착을 행할 수 있게 함으로서 탈·부착의 반복에 따른 칫솔대의 변형을 방지하여 항상 적절한 결합 강도를 유지할 수 있도록 하였다. 또한 손잡이 고무의 이중 사출 성형시 고무가 결합 구멍 주위까지 도달하여 패킹 역할을 할 수 있도록 성형시켜 줌으로서 결합력을 향상 시켜줌과 동시에 결합후 발생되는 틈새를 완전히 밀폐시켜 치약이나 다른 이물질이 부착되는 것을 방지하였다.

교환용 헤드도 칫솔대와 마찬가지로 통상의 플라스틱(PP, ABS, PETG 등)을 사용하여 사출 성형함으로써 만들어지며, 이 때 교환용 헤드는 칫솔모를 식모할 수 있도록 수개 내지 수십개의 홀을 가지며 또한 교환용 헤드 측면 전체에는 높이 0.5∼1.5㎜, 두께 0.1∼0.25㎜ 정도의 얇은 언더컷(undercut)을 만들어 둘러 싸도록 성형한다. 따라서 언더컷을 헤드 측면 전체에 둘러쌈으로서 칫솔질시 작용하는 교환용 헤드의 길이 방향에 대한 수평방향 또는 경사진 방향으로의 결합 강도는 증가시켜서 교환용 헤드가 빠지는 것을 방지 하였으며, 이와 반대로 언더컷의 두께와 높이가 축소됨에 따라 탈착 또는 결합시 탈·부착을 쉽게 할 수 있도록 하였다. 또한 교환용 헤드의 밑면부에도 칫솔대와 결합할 수 있는 높이 1.0∼2.0㎜인 2∼4개의 결합턱을 가지고 있으며 이러한 2∼4개의 결합턱으로 인한 힘의 분산 작용으로탈·부착의 반복에 따른 수평 또는 경사진방향으로의 결합력 감소 현상을 방지하여 적절한 결합강도를 유지 시켜 줄 수 있는 특징을 가지고 있는 칫솔이다.

상기에서 언급한 이러한 발명들은 상호 보완적인 측면을 많이 가지고 있다. 따라서 언더컷으로 교환용 헤드 측면에 둘러 싸는 방법 뿐만 아니라 칫솔대와 교환용 헤드를 결합 시키는 2∼4개의 결합턱과 결합 구멍을 만들어 주는 방법, 그리고 결합 구멍 주위에 고무 패킹을 만들어 주는 방법들은 모두 사용 목적에 따라 적절하게 시너지(Synergy:상승작용) 효과를 갖도록 발명되어졌다.

도 1 은 본 발명에 따른 분리된 상태의 교체형 칫솔의 측면도.

도 2 는 본 발명에 따른 칫솔대의 평면 확대도.

도 3 은 본 발명에 따른 교환용 헤드의 정면 확대도.

도 4 는 본 발명에 따른 교환용 헤드의 측면 확대도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 교체형 칫솔대, 2: 교환용 헤드,

3: 결합턱, 4: 결합 구멍,

5: 고무 패킹, 6: 언더컷,

7: 칫솔모.

본 발명은 교체용 칫솔대와 교환용 헤드로 구성되는 교체형 칫솔에 있어서,

교환형 헤드의 측면 전체에 높이 0.50∼1.50㎜, 두께 0.1∼0.25㎜의 언더컷을 만들어 둘러쌈으로서 칫솔질시 헤드의 길이 방향에 대한 경사진 방향의 결합 강도가 3㎏f이상이고, 수직 방향으로의 탈·부착 강도는 2∼4㎏f의 값을 가지도록 함을 특징으로 하는 교체형 칫솔에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 분리된 상태의 교체형 칫솔의 측면도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 칫솔대의 평면 확대도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 교환용 헤드의 정면 확대도이고, 도 4 는 본 발명에 따른 교환용 헤드의 측면 확대도이다.

본 발명의 칫솔은 탈·부착은 쉽게 하면서도 칫솔질시에는 빠지지 않도록 적절한 결합 강도를 가지는 교체용 칫솔대(1)와 교환용 헤드(2)로 구성되며, 교체용 칫솔대(1)는 일반적으로 사용 되는 플라스틱의 재질인 PP(폴리 프로필렌), PETG(폴리 에틸렌 테레프탈레이트), AS(아크릴나이트릴스틸렌), CP(셀룰로오스 프로피오네이트), ABS(아크로나이트릴 부타디엔 스틸렌)등을 사용할 수 있다. 손잡이 그립(grip)성을 좋게 하고 교환용 헤드(2)와 결합하도록 만든 결합 구멍(4) 주위의 고무 패킹(5)을 위한 고무 재질로서는 일반적인 EPDM(ethylene propylene diene monomer)고무, SEBS(styrene ethylene butadiene styrene)고무 및 실리콘 고무 등을 사용하여 이중 사출 성형하는 방법으로 만들어졌다. 또한, 힘의 분산작용으로 적절한 결합 강도를 유지시켜 주기 위해서 교체용 칫솔대(1) 헤드부에 교환용 헤드(2)와 결합 시킬 수 있는 결합 구멍(4)을 2∼4개를 가지도록 만들어 주었다.

교환용 헤드(2)의 제조에도 상기의 플라스틱(PP, PETG, ABS등)을 사용하여 일반적인 사출 성형 방법으로 만들어지며, 이때 교환용 헤드(2)는 칫솔모(7)를 식모 할 수 있도록 수개 내지 수십개의 홀(hole)을 가지고 있다. 식모에 사용되는 칫솔모(7)는 일반칫솔모인 나일론 칫솔모와 PBT(폴리 부틸렌 테레프탈레이트)등의 칫솔모(7)를 사용 하였다. 또한 교환용 헤드(2) 측면 전체에 높이(H) 0.5∼1.5㎜, 두께 0.1∼0.25㎜ 정도의 얇은 언더컷(undercut)(6)을 만들어 둘러 싸도록 성형하였으며 밑면부에는 높이(I) 1.0∼2.0㎜인 2∼4개의 결합턱(3)을 가지도록 성형 되어졌다. 따라서 교환용 헤드(2)의 길이 방향에 대한 수직 방향으로의 탈·부착은 쉽게 하면서, 이와 반대로 교환용 헤드(2)의 길이 방향에 대한 수평 또는 경사진 방향으로의 결합강도를 강하게 하여 칫솔질시 교환용 헤드(2)가 빠지지 않게하여 보다 효과적인 칫솔질이 되게하는 특징을 가지고 있는 교체형 칫솔이다.

본 발명에 대한 기술적인 구성과 그 작용에 대해서 요약해 보면 먼저, 언더컷(6)을 교환용 헤드(2) 측면 전체에 둘러쌈으로서 칫솔질시 교환용 헤드(2)의 길이 방향에 대한 수평 또는 경사진 방향으로 작용하는 결합 강도는 증가시켜 칫솔질시 교환용 헤드(2)가 빠지지 않게하며 언더컷(6)의 높이(H) 및 두께가 축소됨에 따라 교환용 헤드(2)의 수직 방향으로 작용하는 탈·부착 강도는 감소시켜 세척 또는 교환시 탈·부착을 쉽게 하였다. 또한 결합 구멍(4)과 결합턱(3)을 2∼4개로 하여 탈·부착시 걸리는 무리한 힘을 분산시켜 줌으로서 교체용 칫솔대(1)의 변형을 방지하여 적절한 결합 강도를 유지할 수 있게 하였으며 결합 구멍(4) 주위에 고무 패킹(5) 역할을 할 수 있게 성형하여 치약이나 다른 이물질이 부착되는 것을 방지하였다.

본 발명에 의해 만든 교체형 칫솔과 기존의 교체형 칫솔로 사용성에 대한 소비자 평가 및 결합 강도에 대한 비교 평가 실험을 실시해 보았다.

(실시예)

하기의 표 1에 나타낸 것 처럼 2개의 결합턱(3)을 가지며 헤드 측면 전체에 언더컷(6)을 가지는 교환용 헤드(2)와 2개의 결합 구멍(4) 및 그 주위에 고무 패킹(5)을 가질 수 있도록 한 교체형 칫솔대(1)를 설계하여 금형을 제작 한 후 이중 사출 기술에 의해 실험 칫솔을 제작하여 실시예로 하였으며 비교예는 기존의 교체용 칫솔을 이용하여 실험을 실시 하였다.

구분	실시예	비교예
결합 구멍 및 결합턱	2개	1개
고무 패킹	있슴	없슴
언더컷	헤드 측면 전체(두께 0.10∼0.25㎜)	헤드 측면 4군데에 부분적(두께 0.35㎜)

실험예 1: 소비자의 사용성에 대한 선호도 평가

실시예와 비교예로 사용된 교체형 칫솔의 사용성에 대한 평가를 다음과 같은 평가 방법으로 평가 하였다.

30명의 패널 리스트를 대상으로 상기 실시예와 비교예로 제조된 교체형 칫솔을 일정 기간(30일) 동안 사용하게 한 후 비교 패널 테스트를 통하여 사용성에 대한 선호도을 5점 비교법을 이용하여 그 평균값을 측정한 결과 표 2와 같이 나타났다.

사 용 성	선 호 도
	실시예	비교예
탈·부착시 편리성	3.9	3.5
칫솔질시 결합력	4.1	3.0
반복 탈착에 따른 결합력	3.9	2.7
이물질 부착방지 효과	3.8	3.1
전반적인 만족도	3.9	3.0

평가기준: 5:매우 양호, 4:양호, 3:보통, 2:불량, 1:매우 불량

상기 표 2의 결과와 같이 실시예의 경우 비교예에 비하여 사용성에 대한 선호도 면에서 훨씬 양호한 것으로 나타났으며, 이는 본 발명의 교체형 칫솔이 탈, 부착시 편리성, 칫솔질시 결합력 및 이물질 방지 등의 모든 사용성에 있어서 더욱 효과적이라는 것을 알 수 있었다.

실험예 2: 교환용 헤드의 칫솔대에 대한 결합 강도 평가(경사 방향에 대한 결합 강도 측정)

실시예와 비교예로 제조된 결합된 상태의 교체형 칫솔에서 교체형 칫솔대(1)를 고정시킨 후 만능 시험기(Zwick 1120)를 이용하여 압축봉으로 교환용 헤드(2)의결합 부위를 칫솔질시 작용하는 경사진 방향(약 45도)으로 교환용 헤드(2)가 빠질때까지 누르고, 이때 걸리는 최대힘(㎏f)을 측정하여 그 결과를 표 3에 나타 내었다. 소비자가 칫솔질시 빠지지 않는 최소값을 수치화한 결과 3㎏f 이상으로 나타났으며, 가장 만족하는 최적의 결합 강도는 5㎏f 이상의 값으로 나타났다.

구 분	실 시 예	비 교 예
결합 강도(㎏f)	5.0±0.3	2.2±0.1

상기 표 3에 나타난바와 같이 비교예의 칫솔은 2.2㎏f로 최소 적정값인 3㎏f에도 미치지 못하여 칫솔질시 교환용 헤드가 빠질 위험이 있는 반면, 본발명의 실시예로 제조된 칫솔은 5㎏f의 값으로 소비자가 가장 만족할 수 있는 최적의 결합 강도를 나타내어 더욱 우수하다는 것을 알 수 있었다.

실험예 3: 교환용 헤드의 칫솔대에 대한 탈·부착 강도 평가(수직방향에 대한 탈·부착 강도)

실시예와 비교예로 제조된 결합된 상태의 교체형 칫솔에서 교체형 치솔대(1)를 고정시킨 후 만능 시험기(Zwick 1120)를 이용하여 압축봉으로 교환용 헤드(2)의 결합 부위를 탈·부착시 작용하는 수직 방향(90도)으로 교환용 헤드(2)가 빠질 때까지 누르고, 이때 걸리는 최대힘(㎏f)을 측정하여 그 결과를 표 4에 나타 내었다. 칫솔질시 결합력에 영향을 주지 않고 소비자가 쉽게 탈·부착할 수 있는 적정 결합 강도를 수치화한 결과 2∼4㎏f로 나타났으며, 4㎏f이상에서는 탈·부착이 어려운 것으로 나타났다.

구 분	실 시 예	비 교 예
결합 강도(㎏f)	3.0±0.3	4.1±0.1

2∼4㎏f : 적절함, 4㎏f이상 : 탈·부착이 어려움

상기 표 4에 나타난 바와 같이 비교예의 칫솔은 4.1㎏f로 적정 범위인 2∼4㎏f에 미치지 못하는 반면, 본 발명의 실시예로 제조된 칫솔은 3㎏f의 값으로 소비자가 쉽게 탈·부착이 가능한 강도를 나타내어 더욱 우수하다는 것을 알 수 있었다.

실험예 4: 반복 탈착에 따른 결합 강도 추이 비교 평가(경사 방향에 대한 결합 강도 측정)

실시예와 비교예로 제조된 교체형 칫솔을 상기의 실험 2에서 실시한 결합 강도 측정 방법을 사용하여 탈착 횟수를 30회 정도 반복 했을 경우의 변화되는 결합 강도 값을 측정하여 아래의 표 5에 나타내었다.

탈착 횟수	결합 강도(㎏f)
	실 시 예	비 교 예
1회	5.2±0.2	2.2±0.1
2회	5.1±0.2	2.0±0.1
3회	5.1±0.1	1.7±0.2
5회	5.0±0.2	1.3±0.1
10회	4.9±0.4	0.9±0.1
20회	4.8±0.3	0.6±0.2
30회	4.8±0.2	0.3±0.1

상기 표 5에 나타난 바와 같이 비교예의 칫솔은 반복 탈착 실험시 결합 강도 값의 변화가 크며, 특히 3회 이상의 탈착을 반복하면 2.0㎏f이하의 값을 나타내어칫솔질시 쉽게 빠지게 되는 반면, 본 발명의 교체형 칫솔은 30회 이상의 반복 탈착 실험 후에도 5㎏f의 값으로 소비자가 가장 만족할 수 있는 최적의 결합 강도를 나타내어 칫솔대에 걸리는 힘의 분산 작용으로 칫솔대의 변형을 방지하여 최적의 결합 강도를 유지시켜 준다는 측면에서 더욱 우수하다는 것을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 칫솔은 탈·부착은 쉽게되며, 칫솔질시에는 교환용 헤드가 빠지지 않게하고 여러 번 탈·부착을 반복하여도 소비자가 만족할 수 있는 최적의 결합 강도 값을 유지하며, 또한 사용성에 있어서 전반적인 만족도가 기존의 교체형 칫솔보다 훨씬 우수한 교체형 칫솔이다.

따라서 본 발명의 교체형 칫솔은 산업적으로 대단히 유용하다.

Claims (3)

1. 교체용 칫솔대와 교환용 헤드로 구성되는 교체형 칫솔에 있어서,

   교환형 헤드의 측면 전체에 높이 0.50∼1.50㎜, 두께 0.1∼0.25㎜의 언더컷을 만들어 둘러쌈으로서 칫솔질시 헤드의 길이 방향에 대한 경사진 방향의 결합 강도가 3㎏f이상이고, 수직 방향으로의 탈·부착 강도는 2∼4㎏f의 값을 가지도록 하며,

   칫솔대와 교환용 헤드에 2∼4개의 결합 구멍 및 결합턱을 만들어 힘의 분산 작용으로 칫솔대의 변형을 방지하여 반복 탈·부착시 헤드의 길이 방향에 대한 경사진 방향의 결합 강도를 3㎏f이상으로 유지하게 함을 특징으로 하는 교체형 칫솔.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   칫솔대의 결합 구멍 주위에 일반 고무 재질을 사용하여 이중 사출 기술에 의해 패킹역할을 할 수 있게함을 특징으로 하는 교체형 칫솔.