KR101087444B1 - 칫솔 - Google Patents

Abstract

본원은 가요성 헤드(14)를 가진 칫솔(10)에 관한 것이다. 적어도 칫솔(10)의 헤드(14)는 인-몰드 기술로 제조된다. 열가소성 엘라스토머와 폴리프로필렌의 혼합물이 사용되어 헤드(14)에 가요성을 추가로 부여한다. 상기 가요성은 헤드(14)의 경사진 외형에 의해 더욱 증진된다. 세척 요소(20)는 인-몰드 기술 또는 스테이플(26)을 사용하여 제조하는 중에 제 위치에 고정된다.

가요성 헤드, 인-몰드 기술, 열가소성 엘라스토머, 폴리프로필렌, 스테이플.

Description

칫솔{TOOTHBRUSH}

본 발명은 손잡이와 헤드로 이루어진 수동 또는 전동 칫솔에 관한 것이다. 엘라스토머제 와이퍼 및/또는 칫솔모 다발과 같은 것이 세척 요소로서 상기 헤드에 설치된다. 사용자는 칫솔의 세척 요소에 치약을 바르고, 일상적인 방식으로 칫솔 헤드를 입 안에 넣고는 치아를 닦는다.

일반적으로 종래 칫솔의 헤드는 세척 요소가 부착되는 곳이 평탄하거나 약간 변경된 면으로 이루어졌다. 일반적으로, 세척 요소는 다발, 꾸러미 또는 다른 집합물로 형성된 플라스틱 재료의 스트랜드(strands)이다. 많은 칫솔의 목표가 닦여지는 치아의 외형에 세척 요소의 외형을 맞추는 것이다. 상기 목표의 달성은 인간의 전형적인 치아 세트의 복잡한 표면에 칫솔 외형을 대응시키는데 어려움이 있어, 곤란하였다. 일반적으로, 칫솔 브러시를 문자 "C"형태 곡선 모양으로 하기 위해서는 볼록한 외부 곡선과 오목한 내부 곡선으로 형성할 필요가 있다. 또한, 칫솔은 치아 사이의 인접 구역(interproximal area)과 마찬가지로 불규칙한 치아면도 세척할 수 있어야 한다.

종래 기술은 사람 입 안의 복잡한 형태와 입안 내의 치아와 잇몸을 세정하는데 따른 부수적인 곤란함과 절충하여, 이를 해결하는 다양한 접근 방식을 제공하였다. 이러한 문제에 대한 접근 방식으로 가요성의 칫솔 헤드를 제공한 것이 있다.

브라케만(Blakeman)의 1955년 4월 26일자 미국특허 2,706,825호는 교체식 칫솔모 헤드의 칫솔을 게시하였다. 칫솔 손잡이의 축선과 정렬되는 방향으로 칫솔모 열이 동작하게 하는 식으로, 가요성 헤드를 물결모양으로 기복지게 형성한 것이다.

한스 하름(Hans Halm)의 1997년 7월 29일자 미국특허 5,651,158호는 인접한 분절을 엘라스토머 재료로 연결시킨 분절 헤드(segmented head)를 가진 칫솔 손잡이를 게시하였다. 분절의 방향은 칫솔의 종축에 대해 주로 횡방향으로 향하지만, 상기 축에 대해 평행한 방향으로도 향해 있다.

미국특허 6,408,476호는 분절을 연결하는 엘라스토머 부분과 가로방향 홈을 가진 다른 형태의 분절 칫솔 헤드를 게시하였다. 그리고, 이런 헤드를 제조하는 방법도 게시하였다.

미국특허 5,903,949호의 목적은 칫솔 손잡이의 접힘부에 엘라스토머 재료를 사용한 것이다.

1996년 2월 1일자 국제공보 WO96/02165호는 대략 오목한 면에 칫솔모를 구비한 탄력적 가요성 칫솔모-보유 칫솔 헤드를 게시하였다. 가요성의 헤드는 사용자의 불규칙한 치아 외형상에 부합하는 칫솔질 동작이 이루어지도록 굽어질 수 있는 것이다. 엘라스토머 재료로 채워지고 칫솔의 종축을 횡단 또는 종축에 대해 평행하게 설치된 홈(groove)은, 헤드의 너비와 교차하거나 길이를 따라 발생하는 굴곡동작을 가능하게 한 것이다.(상기 공보의 4쪽-5쪽)

칫솔 헤드의 선단부 영역은, 1997년 3월 6일자 국제공보 WO97/07707호에 게시된 헤드의 경성 밸런스(rigid balance)에 유연하게 설치된다. 가요성 플라스틱 재료는 헤드의 2개의 부분을 연결하는 링크(힌지)를 형성한다.(상기 공보의 2쪽-3쪽) 사용 시, 헤드의 선단부 영역은 헤드의 경성 밸런스 쪽으로 뒤로 포개져서, 헤드가 사용자의 치아의 곡선진 형상에 양호하게 자체적으로 부합되게 한다.

다른 가요성의 칫솔 헤드로는 1997년 5월 4일자 공고된 유럽특허 명세서 EP 0577 656 B1에 게시된 것이 있다.

가요성 헤드를 제공하는 상술된 접근 방식에서 공통된 주제는 헤드 전체에 이종 물질을 사용하여 필요한 가요성을 이루는 것이다. 상기 인용된 기술의 대부분은 헤드 구성부에 있는 연결부에 엘라스토머 재료를 사용하여 가요성을 제공한 것이다. 본 발명은 가변적인 물리적 성질(varying physical properties)로 헤드 부분을 분리하기보다, 헤드와 동종의 재료를 사용하면서 가요성을 갖게 하는 것이다. 이러한 접근방식은 매우 간단한 가요성 칫솔 헤드의 조립이 이루어지게 한다.

헤드를 형성하는 양호한 재료는 충분한 경성을 가지어, 필요한 가요성을 제공하면서 헤드 구조를 유지하고 세척 요소가 헤드 내의 제 위치에 있게 한다. 바람직한 성질의 혼합이 성형에 앞서 2개 이상의 재료를 혼합하여 이루어진다. 폴리프로필렌에 높은 백분율(약 50%까지)의 열가소성 엘라스토머(TPE: thermoplastic elastomer)를 사용하여 양호한 혼합을 이룬다. 각 성분의 백분율은 헤드의 기하형상에 의해 결정되며, 일반적으로 가요성을 위해 TPE를 거의 소요하지 않는 얇은 헤드를 갖는다.

헤드에는 연성 재료(softer material)가 사용되기 때문에, 헤드에 세척 요소를 유지하는 데에는 특별한 주의가 필요하다. 따라서, 특별한 주의를 기울여서 스테이플(staple)을 삽입하여 적절하게 세척 요소를 고정한다. 선택적으로, 사출성형기술(IMT; injection molding technique)을 사용하여 칫솔모를 배치하고 고정하여, 다발의 세척 요소가 본 발명의 가요성 헤드에 고정된다. IMT공정에서는 칫솔모가 양호하게 칫솔 손잡이를 형성하는 중에, 또는 적어도 헤드를 형성하는 중에 부착된다.

도1은 칫솔모 다발(군)이 배치된 칫솔 헤드와 헤드에 칫솔모를 유지하는 스테이플을 나타낸, 칫솔 헤드의 일부분의 상부를 나타낸 평면도이다.

도2는 칫솔의 가요성 헤드의 홀에 배치된 1개 다발의 칫솔모를 개략적으로 나타낸 상부의 평면도이다.

도3은 칫솔 헤드 내의 칫솔모가 가요성 재료로 싸인 상태를 보이기 위해 부분 절취하여 도시한 측부 입면도이다.

도4는 가요성 헤드가 취하는 칫솔모의 동작을 가상선으로 나타낸, 도3의 4-4선을 따라 절취한 횡단면의 단부도이다.

도5는 교체식 가요성 헤드를 가진 전동 칫솔의 일 부분의 측부 입면도이다.

본 발명의 칫솔(10)은 손잡이(12)와 헤드(14)로 이루어진다. 양호하게, 헤드(14)는 KRATON®(등록상표)으로 판매되는 열가소성 엘라스토머와, 폴리프로필렌의 혼합물(blend)을 포함하는 가요성 플라스틱 제료로 형성된다. 이러한 혼합 및 그와 유사한 방식으로 칫솔 헤드에 독특한 가요성과 구조의 조합이 이루어진다.

헤드(14)의 필요한 가요성은 헤드의 형상과 두께의 함수이다. 따라서, 도3에 도시된 바와 같이 헤드(14)의 두께를 칫솔(10)의 말단부 쪽으로 점진적으로 감소시키거나 경사지게 하여 헤드(14)의 가요성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 목적이 가요성 헤드(14)를 제공하는 것이기는 하지만, 일반적으로 손잡이(12)는 사용자가 자신의 치아에 가해지는 칫솔(10)의 힘을 제어할 수 있도록 경성으로 이루어져야 한다. 상기 목적을 이루기 위해서는 칫솔(10) 손잡이(12)의 적어도 일부분이 경성의 플라스틱을 함유하게 하는 것이 바람직하다. 다양한 방식을 이용하여 가요성 헤드와 경성의 손잡이를 결합시킨다. 경성의 플라스틱 셀(18)에 의해 둘러싸인 손잡이의 코어 재료(16)로, KRATON®과 폴리프로필렌으로 이루어진 가요성 혼합물이 사용된다. 역으로, 코어(16)를 경성의 물질로 형성하고 그리고 셀(18)을 TPE와 폴리프로필렌 혼합물로 형성할 수도 있다. 도3에 도시한 바와 같이, 그런 실시예는 손잡이에 연성의 "감촉"을 주어, 대부분의 적용에서 바람직한 이점을 준다.

헤드(14)용으로 가요성의 혼합물 재료를 사용하는 것은 헤드(14)에 세척 요소(20)를 배치하여 보유하는데 따른 특정 문제를 일으킨다. 가요성 헤드(14)가 굴곡동작을 하는 동안, 세척 요소(20)를 유지하는 헤드(14) 내의 홀(22)이 도2에서 설명되는 바와 같이 확장 또는 팽창된다. 특정하게는, 홀(22)의 치수가 도2에 도시된 바와 같은 거리로 확장된다. 홀(22)의 확장은 헤드(14)에 삽입되는 세척 요소(20)의 터프트 단부(tufted end)(24)에서의 구속(hold)을 헐겁게 한다. 헤드(14)의 홀(22) 밖으로 다발의 세척 요소(20)가 당겨지는 성질을 최소로 하기 위해서, 홀(22) 내에 세척 요소(20)의 터프트 단부를 고정하는데 사용된 스테이플(26)을 신중하게 적응하여야 한다. 따라서, 도1에 도시한 바와 같이, 만일 헤드(14)가 도면에서 화살표로 나타낸 바와 같이 칫솔(10)의 종축에 대해 수직한 선을 따라서 굽어지면, 스테이플(26)이 양호하게 습곡 축선과 유사하게 정렬되게 한다. 이렇게 하여 스테이플의 운동은 굴곡 동작 중에 최소 운동을 한다.

세척 요소(20)를 가요성 헤드(14)에 양호하게 보유하기 위한 대체 수단으로 IMT공정을 사용한다. 칫솔 제조에 사용되는 공정에 대한 설명은 참고 문헌으로 본원에 기술된 미국특허 5,390,984호; 5,533,791호 및 5,609,890호가 있다.

IMT공정에서, 세척 요소(20)의 터프트 단부(24)는 헤드(14)가 형성되는 제 위치에서 유지되게 한다. 둥근 터프트 단부(24)는, 기본적으로 헤드(14)를 형성하는데 사용된 TPE/폴리프로필렌 혼합물로 둘러싸인 버섯 형상(도3과 도4에 도시)의 것이다. 이런 버섯 형상은 헤드(14)의 일 축선이 신장되더라도 제 위치에 세척 요소(20)의 터프트 단부(24)가 정위치에 유지되게 하는 것을 도와준다. 헤드(14)에 세척 요소(20)가 양호하게 보유되기 위해서, IMT공정은 세척 요소(20)의 터프트 단부(24)를 부분적으로 용융하도록 국부적으로 가열되게 작동하여, 브릿지(25)를 단부(24) 사이에 형성한다. 도4에 도시된 바와 같이, 이러한 브릿지(25)는 단부(24)에서 복수개의 세척 요소(20)의 군집을 통합한다. 다음, 브릿지(25) 둘레에 가요성 헤드(14)가 성형된다. 이러한 구조는 대체로 세척 요소(20)가 헤드(14)에 매우 양호하게 보유되게 한다. 상기 브릿지의 작용은 특히, 도4에 도시된 바와 같이 칫솔(10)의 종축에 대해 횡방향으로 세척 요소가 동작하는 방향으로 헤드(14)가 굽어지는 장소에서 세척 요소를 보유하는데 효과적이다.

본 발명을 광의로 실시하는 세척 요소(20)로서, 임의의 적절한 형태의 세척 요소를 사용할 수 있다. 본원에 사용된 "세척 요소"의 표현은 직선부 또는 사인 곡선부를 가진 원형 단면 형태 또는 임의적 형식의 필요한 형태로 배열된 엘라스토머 핑거 또는 벽과 같은 종래 파이버 칫솔모 또는 마사지 요소 또는 세척 요소의 다른 형태를 포함하는 일반적인 표현으로 사용된 것이다.

특정한 세척 요소의 설명은 단지 예를 들어 설명할 목적으로 기재한 것이다. 본 발명은 동종 또는 이종 세척 요소의 구조를 다양하게 조합하여(예를 들면, 스테이플 또는 인-몰드 기술의 칫솔모) 그리고/또는 동일 칫솔모 또는 세척 요소 재료(예를 들면, 나일론 칫솔모, 스퍼널 칫솔모, 고무 칫솔모)로 실시된다. 유사하게, 도3과 도4가 헤드(14)에 대해 대체로 수직적으로 있는 세척 요소를 설명하고 있지만, 세척 요소의 일부 또는 전부를 헤드(14)의 외부면에 대해 다양한 각도로 각이지게 할 수 있다. 향상된 양치질, 치아 광택, 치아 미백 및/또는 잇몸 마사지 동작과 같은 부가적인 구강 건강의 이점을 발휘하는 특정 성질의 결과를 이루기 위해서는, 세척 요소의 구조, 재료 및 방위가 조합된 것을 선택할 수 있다.

본 발명은 또한 헤드(14)가 세척 요소를 가진 1개 이상의 파워 또는 전기적 작동 가동구역을 갖춘 곳에서 실시될 수 있다.

도5는 세척 요소를 가진 전동 디스크 또는 구역(40)을 갖춘 칫솔(10A)을 설명하는 도면이다. 작동 구역(40)은, 모두 참고 문헌으로 본원에 설명된 미국특허 Re35,941호에 도시된 구동 메카니즘 형태의 것을 사용하여 전후방향으로 동작되거나, 미국특허 5,625,916호에 도시된 구동 메카니즘 타입의 것을 사용하여 진동 회전되는 것이다. 다르게는, 상기 언급된 다른 형식의 구동을 다른 방식과 방향으로 구역(40)을 작동한다. 도5에서 헤드의 일 단부에 작동 구역(40)을 나타내었을 지라도, 상기 작동 구역은 헤드 상에 소망 구역에 위치될 수 있는 것이다.

Claims (23)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 손잡이와;

   손잡이에 고정되며 굴곡 축을 가진 헤드; 및

   상기 헤드에 고정된 복수개의 세척요소를 포함하며;

   상기 헤드 전체가 동종의 혼합 재료로 형성되며 상기 손잡이보다 높은 가요성을 가지며, 상기 손잡이는 동종의 혼합된 재료로부터 형성된 제1부분과 경성 재료로부터 형성된 제2부분을 구비하고, 상기 손잡이의 제1부분은 헤드와 일체적으로 형성된 것을 특징으로 하는 칫솔.
9. 제8항에 있어서, 상기 제1부분은 손잡이의 제2부분에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸여지고, 상기 제1부분은 상기 손잡이의 코어를 형성하는 것을 특징으로 하는 칫솔.
10. 제8항에 있어서, 상기 제1부분은 상기 제2부분을 둘러싸고, 상기 제2부분은 손잡이의 코어를 형성하는 것을 특징으로 하는 칫솔.
11. 제8항에 있어서, 상기 동종의 혼합 재료는 열가소성 엘라스토머와 폴리프로필렌의 혼합물인 것을 특징으로 하는 칫솔.
12. 제8항에 있어서, 상기 헤드는 기단부와 말단부를 갖고, 상기 기단부는 말단부의 두께에 비해 더 두터운 두께를 가져 헤드의 가요성을 향상시킨 것을 특징으로 하는 칫솔.
13. 제8항에 있어서, 상기 세척 요소는 헤드에 매립된 제1단부를 포함하며, 각각의 세척요소용으로, 상기 제1단부는 인접한 세척요소의 적어도 1개의 다른 제1단부에 용융되는 것을 특징으로 하는 칫솔.
14. 제8항에 있어서, 상기 헤드 내의 홈으로부터 신장된 세척요소와;

    상기 헤드 내의 홈에 세척요소를 고정하는 스테이플을 부가로 포함하며;

    상기 모든 스테이플은 칫솔 헤드의 굴곡 축과 정렬되는 것을 특징으로 하는 칫솔.
15. 제8항에 있어서, 상기 동종의 혼합된 재료는 열가소성 엘라스토머와 폴리프로필렌의 혼합물이며;

    상기 헤드는, 기단부가 헤드의 가요성을 증가하도록 말단부의 두께에 비해 더 두터운 두께를 가진, 기단부와 말단부를 갖고;

    부가로, 헤드 내의 홈으로부터 신장된 세척요소와, 상기 헤드 내의 홈에 세척 요소를 고정하는 스테이플을 포함하며;

    모든 스테이플은 칫솔헤드의 굴곡 축과 정렬된 것을 특징으로 하는 칫솔.
16. 제15항에 있어서, 상기 제1부분은 손잡이의 제2부분에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이고, 손잡이의 코어를 형성하는 것을 특징으로 하는 칫솔.
17. 제15항에 있어서, 상기 제1부분은 상기 제2부분을 둘러싸고, 상기 제2부분은 손잡이의 코어를 형성한 것을 특징으로 하는 칫솔.
18. 손잡이와;

    손잡이에 고정되며 굴곡 축을 가진 헤드와;

    상기 헤드 내의 홈으로부터 신장된 복수개의 세척요소; 및

    세척요소를 헤드에 고정하는 가요성 동종의 혼합 재료에 매립된 스테이플을 포함하며;

    헤드 전체가 가요성 동종의 혼합된 재료만으로 형성되며;

    상기 모든 스테이플은 헤드의 굴곡 축과 정렬되는 것을 특징으로 하는 칫솔.
19. 제18항에 있어서, 상기 전체 헤드가 손잡이보다 큰 가요성을 갖는 것을 특징으로 하는 칫솔.
20. 제18항에 있어서, 상기 헤드는 제1두께를 가진 기단부와 제2두께를 가진 말단부를 포함하고, 상기 제1두께는 제2두께보다 큰 것을 특징으로 하는 칫솔.
21. 제18항에 있어서, 상기 손잡이는 동종의 혼합된 재료로부터 형성된 제1부분과 경성 재료로부터 형성된 제2부분을 포함하며, 상기 손잡이의 제1부분은 헤드와 일체적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 칫솔.
22. 제21항에 있어서, 상기 제1부분은 상기 손잡이의 제2부분에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이고, 상기 제1부분은 상기 손잡이의 코어를 형성하는 것을 특징으로 하는 칫솔.
23. 제21항에 있어서, 상기 제1부분은 상기 제2부분을 둘러싸고, 상기 제2부분은 손잡이의 코어를 형성한 것을 특징으로 하는 칫솔.

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