KR101761198B1 - 액상치약이 코팅된 일회용 칫솔 - Google Patents

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Abstract

흡착이 잘 이루어지고, 건조과정에서 손실되는 성분이 없으며, 치아건강을 위하여 연마제가 없고 화학첨가물의 함량을 대폭 줄이는 액상치약이 코팅된 일회용 칫솔을 제시한다. 그 칫솔은 복수개의 칫솔모가 식재된 칫솔, 칫솔모의 표면에 형성된 유기실리콘화합물층 및 유리실리콘화합물층에 도포된 액상치약층을 포함한다.

Description

액상치약이 코팅된 일회용 칫솔{Disposable toothbrush coated liquid type toothpaate}
본 발명은 일회용 칫솔에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액상치약이 코팅되어 일회용으로 사용하는 칫솔에 관한 것이다.
칫솔은 치약과 함께 사용되는 구강위생의 도구로서, 칫솔모가 다수의 열로 배열되어 있다. 치약은 치아를 청결하게 하고 연마할 목적으로 칫솔모에 묻혀 사용하며, 구강위생을 위하여 다양한 종류의 물질을 포함한다. 일반적으로, 치약은 손가락으로 눌러 짜내어 사용할 수 있도록 주로 알루미늄이나 합성수지 등과 같은 유연성 재질로 라미네이트된 튜브용기에 포장되어 판매된다. 그런데, 출장이나 여행 과정, 호텔, 항공기 등의 특수한 장소 등에서는 일회용으로 사용되는 칫솔이 요구되고 있다. 일회용 칫솔은 칫솔모에 액상치약을 코팅된 것이다.
국내공개특허 제2001-0075492호는 물과 습윤제의 비율을 조절하여 칫솔로 지나치게 빠르고 깊게 가라않지 않는 액체치약이 제안되어 있으나, 상기 액상치약은 보형성 및 유동성이 낮아서 사용상에 불편한 문제점이 있었다. 보형성은 그 정도가 크면 유동성이 없고, 작으면 물과 같이 곧바로 흘러버리는 특성을 말한다. 국내공개특허 제2004-0021851호는 카제인 나트륨(sodium caseinate)이 함유되어 액상치약의 보형성 및 분산안정성을 개선시키고 있다. 이와 같이, 액상치약의 조성물은 그 목적에 따라 다양하게 제시되고 있다.
그런데, 위와 같은 액상치약을 일회용으로 사용하는 칫솔의 칫솔모에 코팅하면, 칫솔모로의 흡착이 잘 이루어지지 않고, 건조과정에서 액상치약의 여러 성분이 손실된다. 또한, 종래의 액상치약 조성물에는 대부분 연마제가 포함되어 있다. 연마제로는 주로 침강실리카, 실리카겔, 인산일수소칼슘, 탄산칼슘, 함수알루미나, 불용성 메티인산나트륨, 피로인산칼슘, 지르코니움 실리게이트, 수산화인회석 등을 단독 또는 혼합하여 사용하는데, 이러한 연마제 성분은 칫솔질을 하는 경우 치경부마모증을 유발시켜 치아지각과민증의 원인이 될 수 있다. 나아가, 액상치약에 포함된 화학첨가물은 치아건강을 좋지 않은 영향을 주기도 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 흡착이 잘 이루어지고, 건조과정에서 손실되는 성분이 없으며, 치아건강을 위하여 연마제가 없고 화학첨가물의 함량을 대폭 줄이는 액상치약이 코팅된 일회용 칫솔을 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 액상치약이 코팅된 일회용 칫솔은 복수개의 칫솔모가 식재된 칫솔, 상기 칫솔모의 표면에 형성된 유기실리콘화합물층 및 상기 유리실리콘화합물층에 도포된 액상치약층을 포함한다.
본 발명의 칫솔에 있어서, 상기 유기실리콘화합물층은 소스 가스인 유기실록산이 친수처리될 수 있다. 상기 유기실록산 소스 가스는 테트라메틸디실록산(TMDSO), 헥사메틸디실록산(HMDSO), 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS) 및 헥사메틸사이클로트리실록산(HMCTSO) 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 상기 유기실록산 소스 가스는 헥사메틸사이클로트리실록산(HMCTSO)일 수 있다. 상기 유기실리콘화합물은 SiOxCy(-H)(1.0<x<2.4 및 0.0<y<1.0)이 좋다. 상기 액상치약층을 이루는 액상치약은 집속초음파에 의해 처리될 수 있다.
본 발명의 바람직한 칫솔에 있어서, 상기 액상치약층은 치주질환예방제, 감미제, 습윤제, pH 조절제, 수용성 피복제, 발포제, 가용화제, 착색제, 착향제 및 기타 불가피한 성분이 포함된 일반 치약성분 0.001중량% 내지 50중량%, 감초 추출물, 녹차 추출물, 자일리톨 중에 선택된 적어도 어느 하나의 성분을 포함하는 천연성분 0.001중량% 내지 50중량% 및 정제수, 에탄올 중 어느 하나 또는 그들의 혼합물인 용제 0.001중량% 내지 50중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 액상치약이 코팅된 일회용 칫솔에 의하면, 칫솔모에 유기실리콘화합물층을 형성함으로써, 흡착이 잘 이루어지고, 건조과정에서 손실되는 성분이 없으며, 치아건강을 위하여 연마제가 없고 화학첨가물의 함량을 대폭 줄인다. 또한, 집속초음파 기기를 활용하여 액상치약의 보형성 및 유동성을 개선시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 액상치약이 코팅된 일회용 칫솔을 나타내는 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
본 발명의 실시예는 칫솔모에 유기실리콘화합물층을 형성함으로써, 흡착이 잘 이루어지고, 건조과정에서 손실되는 성분이 없으며, 치아건강을 위하여 연마제가 없고 화학첨가물의 함량을 대폭 줄이는 칫솔을 제시한다. 이를 위해, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액상치약의 조성물을 상세하게 살펴보고, 상기 액상치약이 코팅된 칫솔을 구체적으로 알아보기로 한다. 본 발명의 액상치약은 출장이나 여행 과정, 호텔, 항공기 등의 특수한 장소 등에서는 일회용으로 사용되는 칫솔의 칫솔모에 코팅되는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 액상치약이 코팅된 일회용 칫솔을 나타내는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 칫솔(1)에서 다수개의 열로 심어진 칫솔모(2)에 액상치약층(3)이 코팅된다. 코팅되지 않았으며, 일부는 부분적으로 코팅된 액상치약층(3)을 보여주고 있다. 액상치약층(3) 및 칫솔모(2) 사이에는 액상치약층(3)이 칫솔모(2)에 용이하게 도포되고, 결합력을 높이기 위한 유기실리콘화합물층(4)이 있다. 이하에서는, 액상치약층(3)을 이루는 액상치약 조성물을 자세하게 알아보고, 이어서 유기실리콘화합물층(4)을 상세하게 설명하기로 한다.
<액상치약 조성물>
본 발명의 액상치약 조성물은 크게 용매 및 일반 치약성분, 천연성분, 기타 불가피한 성분 및 용제로 구분된다. 이때, 액상치약 성분에 대하여 상기 일반 치약성분은 0.001중량% 내지 10중량%, 상기 천연성분은 0.001중량% 내지 10중량%, 상기 기타 성분은 0.001중량% 내지 10중량% 그리고 용제는 30중량% 내지 95중량%로 이루어진다. 이때, 상기 불가피한 성분에는 증포제 등이 있을 수 있다. 상기 용제는 정제수, 에탄올 중 어느 하나 또는 그들의 혼합물이 적용된다.
상기 일반 치약성분은 치주질환예방제, 감미제, 습윤제, pH 조절제, 수용성 피복제, 발포제, 가용화제, 착색제, 착향제 및 기타 불가피한 성분을 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 일반 치약성분에 대하여, 상기 치주질환예방제는 0.001중량% 내지 10중량%, 상기 감미제는 0.001중량% 내지 10중량%, 상기 습윤제는 0.001중량% 내지 10중량%, 상기 pH 조절제는 0.001중량% 내지 10중량%, 상기 수용성 피복제는 0.001중량% 내지 10중량%, 상기 발포제는 0.001중량% 내지 10중량%, 상기 가용화제는 0.001중량% 내지 10중량%, 상기 착색제는 0.001중량% 내지 10중량%, 상기 착향제는 0.001중량% 내지 10중량%, 및 상기 기타 불가피한 성분은 0.001중량% 내지 10중량%으로 구성된다.
상기 치주질환예방제는 트라넥사민산, 초산토코페롤, 염산피리독신, 알란토인, 알란토인클로르히드록시알루미늄, 아미노카프론산 등이 있으며, 특히, 알란토인 및 알란토인클로르히드록시알루미늄이 좋다. 상기 감미제는 사카린나트륨 수화물, 솔비톨, 자일리톨, 스테비올배당체, 에리스리톨, 슈크랄로스, 아스파탐, 아세셜팜케이, 비타민C, 염화나트륨 등이 있으며, 자일리톨, 스테비올배당체 및 에리스리톨의 단독 또는 그들의 혼합물이 좋다. 상기 습윤제는 글리세린, 소르비톨액, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 비결정성 소르비톨액 등이 있으며, 통상적으로 글리세린을 많이 사용한다.
상기 pH조절제는 구연산이 바람직하며, 상기 구연산은 해독 작용과 더불어 강력한 살균 작용을 하며, 물 분자를 없애 그 함량이 99.5%인 무수구연산이 더욱 좋다. 상기 구연산의 작용을 보다 효율적으로 하기 위하여, 모노글리세리드, 당, 지방산 에스테르, 인산염, 구연산나트륨 중의 적어도 어느 하나를 첨가할 수 있다. 상기 수용성 피복제는 잔탄 검, 아리비아 검, 카르복시메칠셀룰로오스나트륨, 카보머, PVP 등이 있으며, 이중에서 카르복시메칠셀룰로오스나트륨이 바람직하다. 본 발명의 실시예에 의한 상기 발포제는 라우릴황산나트륨이 적용된다. 상기 라우릴황산나트륨은 서로 잘 혼합되지 않는 액체나 고체를 액체에 균일하게 분산시키기 위해 사용되는 음이온 계면활성제이다.
상기 가용화제는 유화제라고도 하며, 폴리옥시에틸렌수소화피마자유(상품명 HCO-60)이 바람직하다. 상기 착색제는 트라이페닐메테인 색소인 청색1호를 사용하고, 상기 착향제는 페파민트오일, 스피아민트오일, 유칼립튜스오일부, 레몬오일, 원터그린, 세이지, 메틸살리실레이트, 기타 과일 추출물, 엘멘톨, 디엘멘톨, 멘톨, 디엘캄파 등이 있다.
상기 천연성분은 감초, 녹차 등의 추출물을 통하여 화학성분을 대체하였다. 상기 천연성분으로 화학첨가물의 ??량을 줄이면, 자극이 적은 치약으로 충치 및 구강질환 예방에 탁월한 효과가 있다. 또한, 구강청결, 구취제거 및 치태제거에 효능이 있다. 또한, 연마제가 필요하지 않으므로, 치아가 약한 사용자, 특히 어린 아이들이 사용하기에 적합하다. 불소를 첨가하지 않고 천연성분으로 충치예방성분을 첨가하여 양치 후 개운함과 청량감을 느낄 수 있으며 치아를 희고 건강하게 지켜준다.
상기 천연성분으로서, 감초 추출물, 녹차 추출물 및 자일리톨이 있으며, 이들을 단독 또는 혼합하여 적용할 수 있다. 상기 감초는 해독작용과 함께 치약의 맛을 순하게 하고 효력을 촉진시키는 역할을 한다. 감초에는 부신피질 호르몬과 비슷한 그리틸리틴 배당체인 구루크론산이 들어 있으며 대사를 원활하게 하고 신경을 안정시키는 작용이 있다. 따라서 구강궤양, 진통에 효과적이고 통증과 경련을 완화시키는 효능도 있다. 또한 강력한 살균작용으로 구강 내 광범위한 균체의 활동을 저지해준다. 이에 따라, 감초는 잇몸질환예방, 치석형성억제, 항균항염작용, 구취제거, 치태제거, 치은염 및 치주질환예방의 효과가 있다. 상기 녹차는 카테친 성분이 구강세균의 살균작용를 하여, 충치 및 구취를 예방한다. 상기 자일리톨은 5개의 탄소로 구성된 5탄당 구조로 충치균인 뮤탄스균을 제균하여 충치를 방지한다.
본 발명의 액상치약은 집속초음파 기기(도시되지 않음)를 이용하여, 균일한 분산을 유도할 수 있다. 초음파는 20KHz 이상의 주파수를 갖는 파동을 말하는 것으로서, 상기 초음파를 고강도로 집속한 형태를 집속초음파(focused ultrasound)라고 하며, 집속초음파 생성장치는 초음파를 방출하는 트랜스듀서를 내장하되, 방출된 초음파를 특정한 한 지점(이를, "초점"이라 함)에 집속한다. 본 발명의 실시예에 의한 집속초음파 장치는 초점거리를 자유롭게 조절할 수 있다. 이를 위해, 집속초음파 장치는 굴절렌즈를 포함한다. 굴절렌즈부 수용공간 내에 배치되어 초음파 방사면 쪽에 분리가능하게 장착되며, 초음파 방사면으로부터 방사되는 집속초음파를 굴절시켜 초음파의 초점거리를 설정 값으로 조절한다.
본 발명의 실시예에 의한 액상치약은 집속초음파 기기에 의해, 각각의 성분이 미세화되고, 서로 균일하게 분산된다. 상기 액상치약의 성분이 미세화되고 균일한 분산이 일어나면, 각 성분의 비표면적이 넓어져 거품의 발생량이 많아지고, 유기실리콘화합물층(4)에 흡착이 잘 일어나고 보다 단단하게 고정된다. 또한, 상기 액상치약 성분의 넓어진 비표면적은 액상치약층(3)의 건조시간을 줄인다. 또한, 본 발명의 액상치약은 연마제 성분을 포함하지 않아서, 치경부마모증을 유발시켜 치아지각과민증 등과 같은 치주 질환을 예방할 수 있다. 또한, 액상치약에 포함된 화학첨가물을 최대한 줄여서, 치아건강을 개선할 수 있다.
<액상치약이 코팅된 칫솔>
앞에서 설명한 액상치약은 액상치약층(3)은 칫솔모(2)에 형성된 유기실리콘화합물층(4)에 도포된다. 유기실리콘화합물층(4)은 소스 가스인 유기실록산이 대기압 플라즈마에 의해 친수처리되어 형성된다. 대기압 플라즈마 장치는 장치의 가격이 저렴하고, 공정온도가 낮으며, 연속적으로 공정을 수행할 수 있는 등의 장점이 있다. 구체적으로, 두 개의 금속전극 사이에 가스노즐이 배치되어 공정 상 요구되는 가스를 칫솔모(2) 방향으로 배출시킨다. 이때, 금속전극과 접지부 사이에는 플라즈마가 형성되어 상기 가스노즐을 통하여 배출된 상기 가스를 플라즈마 상태로 변환시킨다. 본 발명에 사용되는 가스는 유기실록산 소스(source) 가스, 소스 가스를 싣고 이동시키는 캐리어(carrier) 가스, 플라즈마를 안정화시키는 불활성 가스 및 산소 플라즈마를 발생시키기 위한 산화제 가스가 있다.
소스 가스인 유기실록산이 대기압 플라즈마 장치를 거쳐 생성된 유기실리콘화합물을 칫솔모(2)의 표면에 도포한다. 이때, 소스 가스는 휘발시키기 위한 과량의 가열을 사용하여 혼합물의 자연발화 온도에 이르지 않게 하면서, 충분한 양의 화합물이 캐리어 가스에 포함될 수 있는 적합한 증기압력을 보유한 것이다. 유기실록산 소스는 테트라메틸디실록산(TMDSO), 헥사메틸디실록산(HMDSO), 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS) 및 헥사메틸사이클로트리실록산(HMCTSO)이 바람직하며, 이 중에서 HMCTSO는 C6H18O3Si3의 화학구조를 가지며 대기압에서도 다른 물질보다 상대적으로 높은 증기압을 가져 보다 바람직하다.
소스 가스는 잘 알려진 캐리어 가스에 실려 플라즈마의 형성을 안정화시키기 위한 불활성 가스와 혼합되어 상기 가스노즐로 운반된다. 불활성 가스는 질소(nitrogen) 가스, 아르곤(argon) 가스, 네온(neon) 및 헬륨(helium) 가스 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 플라즈마의 안정성을 고려할 때에는 헬륨 가스가 바람직하나, 질소 가스를 사용해도 본 발명의 친수성 효과가 충분하게 발현되므로 질소 가스를 사용해도 무방하다.
이와 같이, 유기실록산 가스를 대기압 플라즈마 처리를 하면, 유기실리콘화합물이 발생한다. 이러한 유기실리콘화합물은 칫솔모(2)와 액상치약층(3)와의 접착력을 향상시키는 역할을 한다. 유기실리콘화합물의 두께는 칫솔모(2)의 특성에 따라 달라지지만, 50~2,000Å가 바람직하다. 본 발명의 실시예에 의한 유기실리콘화합물은 SiOxCy(-H)일 수 있으며, 이때 1.0<x<2.4 및 0.0<y<1.0을 만족한다. 상기 유기실리콘화합물인 SiOxCy(-H)는 물의 접촉각이 약 80ㅀ이다. 이어서, 산화제 가스가 대기압 플라즈마 장치를 거쳐 생성된 산소 플라즈마를 이용하여 유기실리콘화합물이 코팅된 칫솔모(2)의 표면을 플라즈마 처리한다. 산화제 가스는 O2, O3, NO, NO2, N2O, N2O3 및 N2O4가 포함된다. 바람직한 산화제는 산소(O2)이다. 필요한 경우 CO2 및 N2와 같은 부가적인 기체가 포함될 수 있다. 바람직한 기체 혼합물은 공기, 또는 산소와 질소의 혼합물이다. 유기실리콘화합물에 플라즈마 처리를 하면, 물의 접촉각은 약 20ㅀ가 된다. 이에 따라, 산소 플라즈마 처리를 하면, 칫솔모(2)에 대한 접착력이 크게 향상된다.
본 발명의 실시예에 의한 유기실리콘화합물층(4)는 원사 상태에서 형성될 수 있다. 칫솔모(2)는 상기 원사를 적절한 크기로 절단하여 칫솔(1)의 몸체에 식재된다. 구체적으로, 칫솔(1)은 유기실리콘화합물층(4)이 형성된 원사가 원하는 길이로 잘려서 식재된 복수개의 칫솔모(2)가 존재한다. 액상치약층(3)은 유기실리콘화합물층(4) 상에 도포된다. 액상치약층(3)을 도포하는 방법은 굳이 이에 제한되는 것은 아니나, 딥핑, 스프레이 등을 활용할 수 있다.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
1; 칫솔 2; 칫솔모
3; 액상치약층 4; 유기실리콘화합물층

Claims (7)

  1. 복수개의 칫솔모가 식재된 칫솔;
    상기 칫솔모의 표면에 형성된 유기실리콘화합물층; 및
    상기 유기실리콘화합물층에 도포된 액상치약층을 포함하는 액상치약이 코팅된 일회용 칫솔.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기실리콘화합물층은 소스 가스인 유기실록산이 친수처리된 것을 특징으로 하는 액상치약이 코팅된 일회용 칫솔.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유기실록산 소스 가스는 테트라메틸디실록산(TMDSO), 헥사메틸디실록산(HMDSO), 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS) 및 헥사메틸사이클로트리실록산(HMCTSO) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액상치약이 코팅된 일회용 칫솔.
  4. 제2항에 있어서, 상기 유기실록산 소스 가스는 헥사메틸사이클로트리실록산(HMCTSO)인 것을 특징으로 하는 액상치약이 코팅된 일회용 칫솔.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유기실리콘화합물은 SiOxCy(-H)(1.0<x<2.4 및 0.0<y<1.0)인 것을 특징으로 하는 액상치약이 코팅된 일회용 칫솔.
  6. 제1항에 있어서, 상기 액상치약층을 이루는 액상치약은 집속초음파에 의해 처리된 것을 특징으로 하는 액상치약이 코팅된 일회용 칫솔.
  7. 제1항에 있어서, 상기 액상치약층은 치주질환예방제, 감미제, 습윤제, pH 조절제, 수용성 피복제, 발포제, 가용화제, 착색제, 착향제 및 기타 불가피한 성분이 포함된 일반 치약성분 0.001중량% 내지 10중량%, 감초 추출물, 녹차 추출물, 자일리톨 중에 선택된 적어도 어느 하나의 성분을 포함하는 천연성분 0.001중량% 내지 10중량% 및 정제수, 에탄올 중 어느 하나 또는 그들의 혼합물인 용제 30중량% 내지 95중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 액상치약이 코팅된 일회용 칫솔.
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