KR101307533B1 - 칫솔의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 칫솔모의 결합력이 우수하며, 칫솔모가 식모되는 헤드부의 두께를 얇게 형성할 수 있고, 제조단가를 낮출 수 있는 칫솔의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 준비된 칫솔모들이 모다발을 이루도록 이송판넬에 식모하는 단계; 이송판넬에 식모된 모다발을 조정판을 이용해 헤드금형에 이식하는 단계; 헤드금형의 내측으로 돌출된 칫솔모의 단부를 레이저를 이용해 융착 하는 단계; 칫솔모의 융착면 상부에 헤드베이스를 형성하는 단계; 이송판넬 및 조정판을 헤드금형에서 분리하는 단계; 헤드금형을 칫솔본체금형에 결합시켜 칫솔 본체를 사출 성형하는 단계; 및 성형된 칫솔 본체에 연질의 완충소재부를 사출 성형하는 단계;를 포함한다.

Description

칫솔의 제조방법{METHOD OF PRODUCING TOOTHBRUSH}
본 발명은 칫솔모를 잡아주는 앵커를 사용하지 않는 칫솔(ancholess toothbrush)의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 칫솔모의 결합력이 우수하며, 칫솔모가 식모되는 헤드부의 두께를 얇게 형성할 수 있고, 제조단가를 낮출 수 있는 칫솔의 제조방법에 관한 것이다.
구강위생(口腔衛生) 분야는 구강 건강의 개선이라는 면에서 상당한 발전을 이루어 왔다. 그 일례로는 다양한 치약, 구강세척제, 치실, 워터 린스 장치, 및 칫솔을 들 수 있다.
칫솔(toothbrush)은 치약과 더불어 사용되는 구강위생 용구로서, 칫솔은 누구나 알 수 있듯이 손으로 잡기 위한 손잡이부와, 치아에 직접 마찰되는 칫솔모가 구비되는 헤드부와, 손잡이부와 헤드부를 연결하는 연결부로 나누어진다.
종래 전술한 칫솔의 제조방법을 살펴보면, 먼저 헤드부에 홈을 형성한 후, 헤드부에 형성된 홈에 칫솔모를 대략 “V”자 형태로 삽입 고정시켜 칫솔을 제조하였다. 이러한 칫솔의 제조방법에서는 칫솔모의 고정 상태를 견고하게 하기 위해 통상 “평선”이라고 불리는 앵커를 함께 삽입하고 있으며, 앵커가 칫솔모를 결착한 상태에서 헤드부의 홈에 강하게 박히기 때문에 칫솔모의 견고한 고정상태가 유지된다.
그런데, 전술한 종래의 방법으로 제조된 칫솔은, 칫솔모를 견고하게 부착하기 위해 앵커가 반드시 필요하기 때문에 헤드부의 두께가 두꺼워지는 문제점이 있었다. 즉 헤드부의 두께가 얇으면 칫솔모 및 앵커 식모 시 헤드부가 파손되기 때문에 헤드부를 얇게 형성하지 못하는 문제점 있었다.
또한, 전술한 종래의 방법으로 제조된 칫솔은, 두꺼운 헤드부로 인해 사용감이 떨어질 뿐만 아니라 사용도중 칫솔모가 뽑히는 문제점이 있었다.
게다가 전술한 종래의 방법으로 제조된 칫솔은, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(PBT; Polybutylene terephthalate), 나일론(nylon) 등으로 칫솔모를 제작하기 때문에 내구성이 약해 쉽게 마모되거나 변형되어 칫솔의 사용수명이 짧고, 양치효율이 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 칫솔모의 결합력이 우수하며, 칫솔모가 식모되는 헤드부의 두께를 얇게 형성할 수 있고, 제조단가를 낮출 수 있는 칫솔의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 칫솔의 제조방법은, 준비된 칫솔모들이 모다발을 이루도록 이송판넬에 식모하는 단계(S20); 이송판넬에 식모된 모다발을 조정판을 이용해 헤드금형에 이식하는 단계(S21); 헤드금형의 내측으로 돌출된 모다발의 단부를 레이저를 이용해 융착 하는 단계(S22); 모다발의 융착면 상부에 헤드베이스를 형성하는 단계(S23); 이송판넬 및 조정판을 헤드금형에서 분리하는 단계(S24); 헤드금형을 칫솔본체금형에 결합시켜 칫솔 본체를 사출 성형하는 단계(S25); 및 성형된 칫솔 본체에 연질의 완충소재부를 사출 성형하는 단계(S26);를 포함할 수 있다.
단계(S20)에서의 칫솔모는, 형상기억소재인 형상 기억 수지일 수 있다.
단계(S20)에서의 칫솔모는, 은(Ag) 나노코팅 처리될 수 있다.
단계(S20)에서의 칫솔모들은, 조밀도를 높일 수 있도록 압축되어 이송판넬에 형성된 홀에 식모될 수 있다.
단계(S21)에서는, 헤드금형의 하부 외면에서 내면 방향으로 관통 삽입되도록 이송판넬을 헤드금형의 하부에 배치시킨 상태 하에서 이송판넬의 하부에 제공되는 조정판을 헤드금형 측으로 가압하여 모다발을 헤드금형에 이식할 수 있다.
구체적으로 조정판에는 각각의 모다발에 대응하는 가압지그가 수직하게 제공되며, 헤드금형에 이식되는 모다발의 끝단 형상은 가압지그의 끝단의 형상에 의해 결정될 수 있다.
단계(S22)에서는, 헤드금형의 내측으로 돌출된 칫솔모의 단부를 자르고 레이저를 이용해 1차 융착한 후, 융착면 상부에 칫솔모와 동질의 수지막을 씌워 2차 융착할 수 있다.
단계(S23)에서의 헤드베이스는 단계(S25)의 상기 칫솔 본체와 동일 재질의 수지로 형성되며, 헤드베이스에는 단계(S25)에서 사출 성형되는 칫솔 본체와의 결합력을 높일 수 있는 하나 이상의 요철부가 형성될 수 있다.
단계(S25)에서 사출 성형되는 칫솔 본체의 외측면 상에 완충소재부와의 결합력을 높일 수 있는 하나 이상의 요철부가 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 칫솔의 제조방법은, 칫솔모 고정을 위해 앵커를 사용하지 않고 레이저를 이용해 칫솔모를 융착함으로써, 칫솔모의 결합력이 우수하고, 제조되는 칫솔의 제조단가를 낮출 수 있는 이점이 있다.
또한, 앵커를 사용하지 않음으로써, 칫솔이 헤드부를 얇게 형성할 수 있어 양치효과 및 사용감을 높일 수 있을 뿐만 아니라 칫솔의 식모각도를 다양하게 설정할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 칫솔 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 그리고
도 2 내지 도 13은 본 발명에 따른 칫솔의 제조 공정을 보인 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 칫솔 제조방법을 설명하기 위한 흐름도로써, 본 발명은 도 13에 도시된 바와 같은 칫솔(100), 즉 손잡이부(110), 칫솔모(121)를 가지는 헤드부(120), 및 손잡이부(110)와 헤드부(120)를 연결하는 연결부(130),를 가지는 칫솔본체(101)를 포함하고, 칫솔본체(101)의 일부 또는 전체에 연질의 완충소재부(102)가 사출 성형된 칫솔(100)을 제조하기 위한 것으로, 하기에는 본 발명에 따른 칫솔 제조방법을 설명한다.
본 발명에 따른 칫솔 제조방법에 따르면, 우선 준비된 칫솔모(121)들이 모다발을 이루도록 이송판넬(213)에 식모한다(단계 S20). 단계(S20)에서의 이송판넬(213)은 다수의 칫솔모(121)들이 모다발을 이루도록 정렬하는 틀로써, 단계(S20)에서의 이송판넬(213)에는 모다발을 이루도록 칫솔모(121)들이 관통되어 식모되는 다수의 홀(hole)이 형성된다. 여기서 홀(hole)들은 제조되는 헤드부(120)의 설계 패턴에 따라 다양한 패턴으로 형성된다. 바람직하게는 이송판넬(213)에 식모되는 칫솔모(121)들은 압축단계를 거쳐 조밀도를 높일 수 있음을 누구나 알 수 있을 것이다.
한편, 단계(S20)에서 이송판넬(213)에 식모되어 모다발을 이루는 칫솔모(121)는 형상기억소재, 즉 소성 변형해도 어느 일정 온도 이상으로 가열하면 원래의 모양으로 되돌아가는 것으로, 바람직하게는 칫솔모(121)는 형상 기억 수지(shape memory resin)로 제작된다. 따라서 본 발명에 따른 칫솔모(121)는 장시간 사용으로 휨이 발생하더라도 칫솔모(121)에 열을 가함으로써, 원래의 모양으로 복원이 가능하다.
또한 전술한 칫솔모(121)는 강력한 살균, 항균, 탈취력으로 각종 미생물의 서식을 방지할 수 있도록 은(Ag)이 나노코팅 처리 된다.
전술한 단계(S20)에서 칫솔모(121)들이 모다발을 이루며 이송판넬(213)에 식모되면(단계 S20), 다음으로 이송판넬(213)에 식모된 모다발을 헤드금형(220)에 이식한다(단계 S21).
단계(S21)에서는 이송판넬(213)의 상부로 돌출된 모다발이 헤드금형(220)의 하부 외면(221)에서 내면(222) 방향으로 관통 삽입되도록 이송판넬(213)을 헤드금형(220)의 하부에 배치시킨 상태 하에서 이송판넬(213)의 하부에 제공되는 조정판(215)을 헤드금형(220) 측으로 가압하여 모다발을 헤드금형(220)에 이식하게 된다.
여기서 조정판(215)에는 각각의 모다발에 대응하는 가압지그(216)가 수직하게 제공되며, 헤드금형(220)에 이식되는 모다발의 끝단(연장단)의 형상을 가압지그(216)의 끝단(연장단)의 형상에 의해 결정된다. 즉 가압지그(216)의 끝단 형상이 경사진 형상을 가지면 마찬가지로 모다발의 끝단도 경사진 형상을 가지며, 가압지그(216)의 끝단 형상 계단형상과 같은 불규칙하면, 마찬가지로 모다발의 끝단도 계단형상과 같은 불규칙한 형상을 가지게 된다.
한편, 단계(S21)의 조정판(215)은 조정판(215)의 하부에 제공되는 가이드레일(217)에 의해 이송판넬(213)의 하부로 안내되며, 가압지그(216)가 형성된 조정판(215)은 통상의 유압, 또는 공압 실린더에 의해 작동하게 된다. 그리고 가이드레일(217)는 통상의 컨베이어 벨트, 또는 롤러를 채택한다.
바람직하게는 헤드금형(220)에는 이송판넬(213)에 식모된 모다발이 이식되는 홀(hole)들이 형성된다. 더욱 바람직하게는 헤드금형(220)의 내면(222)으로는 일정 깊이로 함몰된 수용공간이 마련된다.
전술한 단계(S21)가 완료되면, 헤드금형(220)의 내측(222)으로 돌출된 칫솔모(121)의 단부를 절단한 후, 통상의 레이저(128)를 이용해 절단된 단부를 융착 한다(단계 S22).
단계(S22)에서는 헤드금형(220)의 홀 단위로 범위를 정해 헤드금형(220)의 홀에 식모된 칫솔모(121)의 단부를 차례로 레이저(128)를 이용해 융착한다. 여기서 레이저(128)를 이용해 칫솔모(121)의 단부를 융착함으로써, 기존 열 융착방식에 비해 균일한 융착면(124)이 제공되며, 그로 인해 칫솔모(121)의 결합력이 우수하고, 칫솔모(121)를 안전하게 식모할 수 있게 한다. 또한 칫솔모(121) 식모에 따른 공정의 단축으로 칫솔의 제조에 따른 작업시간 및 비용을 절감할 수 있다. 그리고 칫솔모(121)의 식모각도를 다양하게 설정할 수 있게 한다.
바람직하게는 단계(S22)에서는, 헤드금형(220)의 내측(222)으로 돌출된 칫솔모(121)의 단부를 레이져(128)를 이용해 1차 융착한 후, 융착면 상부에 칫솔모(121)와 동일한 수지막을 씌운 다음, 다시 레이저(128)를 이용해 2차 레이저 융착하는 방법이 이용될 수 있다. 더욱 바람직하게는 단계(S22)에서는, 헤드금형(220)의 내측(222)으로 돌출된 칫솔모(121)의 단부 위에 칫솔모(121)와 동질의 수지막을 씌운 후, 레이저(128)를 이용해 융착하는 방법이 이용될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 칫솔모(121)의 융착이 완료되면(단계 S22), 칫솔모(121)의 융착면(124) 상부에 헤드베이스(127)를 형성한 후(단계 S23), 이송판넬(213) 및 조정판(215)을 헤드금형(220)에서 분리한다(단계 S24).
단계(S23)에서의 헤드베이스(127)는 헤드금형(220)의 내면(222)의 수용공간에 용융수지를 융착면(124)의 상부에 일정 두께로 도포함으로서 형성되며, 이러한 헤드베이스(127)는 제조되는 칫솔의 손잡이부(110), 헤드부(120) 및 연결부(130)와 동일 재질의 수지로 형성함이 바람직하다. 이와 같이 형성된 헤드베이스(127)는 후술하는 공정에서 칫솔모(121)가 사출기 압력에 의해 터져 나가는 것을 방지한다.
또한, 단계(S23)에서는 헤드베이스(127)의 상부에 요철부(127a)를 형성할 수 있다.
요철부(127a)는 헤드베이스(127)의 형성과정에서 헤드베이스(127)의 상부에 별도로 제작된 상부틀(223)을 대합시켜 형성할 수 있는데, 이렇게 형성된 요철부(127a)는 후술하는 공정에서 칫솔 본체(101; 도 12 참조)와의 접지 면적을 넓혀 칫솔 본체(101)가 쉽게 박리되지 않게 한다. 여기서 요철부(127a)는 다양한 형상을 가지는데, 예컨대 요철부(127a)는 도 8에 도시된 바와 같이, 한 가지 이상의 돌기 및 돌기들 사이의 홈을 가지는 돌출된 레일의 형태, 또는 헤드베이스(127)의 내면으로 함몰된 홈 형태로 제작될 수 있다.
전술한 단계(S23) 및 단계(S24)가 완료되면, 헤드금형(220)을 칫솔본체금형(230, 240)에 결합시켜 칫솔 본체(101)를 사출 성형한다(단계 S25).
단계(S25)에서의 칫솔 본체(101)는 열가소성 수지, 또는 열경화성 수지를 이용해 제작된다. 열가소성 수지로는 폴리프로필렌(PP; polypropylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; Polyethylene terephtalate), 아크릴로니트릴 스트렌(AS; Acrylonitrile styrene), 아크릴로니트릴 부타디엔 스트렌(ABS; Acrylonitrile butadiene styrene)이 이용될 수 있다.
그리고 칫솔 본체(101)의 성형 공정(S25)에서는, 사출 성형되는 칫솔 본체(101)의 외측면 상에 요철부(101a)가 같이 형성되는데, 요철부(101a; 도 11 참조)는 후술하는 공정에서 완충소재부(102; 도 13 참조)와의 접지 면적을 넓혀 완충소재부(102)가 쉽게 박리되지 않게 한다. 여기서 요철부(101a)는 다양한 형상을 가지는데, 예컨대, 요철부(101a)는 한 가지 이상의 돌기 및 돌기들 사이의 홈을 가지는 돌출된 레일의 형태, 또는 헤드베이스(101)의 내면으로 함몰된 홈 형태로 제작될 수 있다.
한편 전술한 단계(S25)에서 칫솔 본체(101)의 성형이 완료되면, 요철부(101a)에 연질의 완충소재부(102)를 사출 성형하여 칫솔의 제작을 완료한다(단계 S26).
단계(S26)에서의 완충소재부(102)는 제작되는 칫솔의 일부 또는 전체에 형성될 수 있다. 그리고 완충소재부(102)는 제작되는 칫솔의 부위별, 예를 들면 도 13에 도시된 바와 같이 헤드부(120), 연결부(130), 및 손잡이부(110)에 따라 각각 이종의 재질로 형성할 수 있는데, 예컨대, 헤드부(120) 및 연결부(130)에 사출 성형되는 완충소재부(102)의 재질을 손잡이부(110)에 사출 성형되는 완충소재부(102)의 재질보다 부드러운 재질로 사출 성형할 수 있다. 이렇게 사출 성형된 완충소재부(102)는 전술한 요철부(101a)에 의해 쉽게 박리되지 않는다.
그리고 완충소재부(102)는 열가소성 소재, 및 열경화성 소재, TPE(Thermo Plastic Elastomer), 폴리스트렌(Polystyrene)계 로서, SEBS, SBS, SEPS, SIS, HSBR 등을 컴파운드 해서 사용할 수 있다. 또한 TPU(Thermoplastic Polyurethane), 또는 열경화성 소재인 실리콘을 사용할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 칫솔의 제조방법에 따르면, 칫솔모(121) 고정을 위해 앵커를 사용하지 않고 레이저를 이용해 칫솔모(121)를 융착함으로써, 칫솔모(121)의 결합력이 우수하고, 제조되는 칫솔(100)의 제조단가를 낮출 수 있게 한다.
또한, 앵커를 사용하지 않음으로써, 칫솔(100)의 헤드부(120)를 얇게 형성할 수 있어 양치효과 및 사용감을 높일 수 있을 뿐만 아니라 칫솔모의 식모각도를 다양하게 설정할 수 있게 한다.
상기와 같은 칫솔의 제조방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100 : 칫솔 101 : 칫솔 본체
102 : 완충소재부 110 : 손잡이부
120 : 헤드부 121 : 칫솔모
127 : 헤드베이스 128 : 레이저
213 : 이송판넬 215 : 조정판
216 : 가압지그 217 : 가이드레일
230, 240 : 칫솔본체금형

Claims (9)

  1. 준비된 칫솔모들이 모다발을 이루도록 이송판넬에 식모하는 단계(S20);
    상기 이송판넬에 식모된 상기 모다발을 조정판을 이용해 헤드금형에 이식하는 단계(S21);
    상기 헤드금형의 내측으로 돌출된 상기 모다발의 단부를 레이저를 이용해 융착 하는 단계(S22);
    상기 모다발의 융착면 상부에 헤드베이스를 형성하는 단계(S23);
    상기 이송판넬 및 상기 조정판을 상기 헤드금형에서 분리하는 단계(S24);
    상기 헤드금형을 칫솔본체금형에 결합시켜 칫솔 본체를 사출 성형하는 단계(S25); 및
    성형된 상기 칫솔 본체에 연질의 완충소재부를 사출 성형하는 단계(S26);를 포함하는 칫솔의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(S20)에서의 상기 칫솔모는,
    형상기억소재인 형상 기억 수지인 칫솔의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(S20)에서의 상기 칫솔모는,
    은(Ag) 나노코팅 처리된 칫솔의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(S20)에서의 상기 칫솔모들은, 조밀도를 높일 수 있도록 압축되어 상기 이송판넬에 형성된 홀에 식모되는 칫솔의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(S21)에서는,
    상기 헤드금형의 하부 외면에서 내면 방향으로 관통 삽입되도록 상기 이송판넬을 상기 헤드금형의 하부에 배치시킨 상태 하에서 상기 이송판넬의 하부에 제공되는 상기 조정판을 상기 헤드금형 측으로 가압하여 상기 모다발을 상기 헤드금형에 이식하는 칫솔의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 조정판에는 각각의 상기 모다발에 대응하는 가압지그가 수직하게 제공되며, 상기 헤드금형에 이식되는 상기 모다발의 끝단 형상은 상기 가압지그의 끝단의 형상에 의해 결정되는 칫솔의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(S22)에서는,
    상기 헤드금형의 상기 내측으로 돌출된 상기 칫솔모의 단부를 자르고 상기 레이저를 이용해 1차 융착한 후, 상기 융착면 상부에 상기 칫솔모와 동질의 수지막을 씌워 2차 융착할 수 있는 칫솔의 제조방법
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(S23)에서의 상기 헤드베이스는 상기 단계(S25)의 상기 칫솔 본체와 동일 재질의 수지로 형성되며,
    상기 헤드베이스에는 상기 단계(S25)에서 사출 성형되는 칫솔 본체와의 결합력을 높일 수 있는 하나 이상의 요철부가 형성되는 칫솔의 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(S25)에서 사출 성형되는 상기 칫솔 본체의 외측면 상에 상기 완충소재부와의 결합력을 높일 수 있는 하나 이상의 요철부가 형성되는 칫솔의 제조방법.
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