KR102095522B1 - 칫솔 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 모 번들들의 기저부에 대한 열융착으로 형성되는 융착층이 인서트 바디의 이면에 부착됨과 아울러 구조적으로 결합되기 때문에, 칫솔모들과 헤드 인서트 간 부착강도를 대폭적으로 향상시킬 수 있고, 이로써 제조 과정이나 제조 후 사용 과정에서 모 번들이 외력에 의하여 식모구멍을 통하여 탈락되는 현상을 보다 적극적으로 방지할 수 있는 칫솔 등을 제공한다.

Description

칫솔 및 이의 제조방법 {TOOTHBRUSH AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명의 실시예는 앵커리스 칫솔(anchorless toothbrush) 및 이 칫솔을 제조하는 방법 등에 관한 것이다.

칫솔의 칫솔 헤드에 칫솔모들을 식모하기 위하여 금속 앵커를 사용하는 방식은, 앵커를 사용하지 않는 앵커리스 방식과 비교하여 볼 때, 칫솔모의 탈락이 심하고, 식모구멍들 배열, 크기 또는 형상의 다양화가 곤란하다는 문제점이 있다. 때문에, 칫솔 업계는 앵커리스 방식을 더 선호하고 있고 앵커리스 칫솔에 대한 연구 및 개발을 보다 활발하게 진행하고 있다.

일반적으로, 앵커리스 칫솔은, 각각 용융 가능한 복수의 칫솔모로 구성된 모 번들(bristle bundle)들 및 이들 모 번들이 식모된 헤드 인서트(head insert)를 포함한다. 헤드 인서트는 칫솔 헤드에 결합된다. 헤드 인서트에는 식모구멍들이 관통되고, 식모구멍들에는 각각 모 번들이 삽입된다. 그리고, 삽입된 모 번들들은 기저부가 헤드 인서트의 이면에 열융착으로 부착된다.

대한민국 등록특허공보 제10-0573898호 및 제10-0637382호에는 이와 같은 앵커리스 칫솔에 대한 제조방법이 제시되어 있다. 이들 종래기술을 살펴보면, 앵커리스 칫솔은, 칫솔대를 성형하기 위한 인서트 사출금형(insert injection mold)의 캐비티(cavity)에 모 다발들이 식모된 헤드 인서트를 배치한 다음, 용융된 수지를 인서트 사출금형의 게이트(gate)를 통하여 캐비티로 주입하고, 주입된 수지를 냉각하여 헤드 인서트가 칫솔 헤드에 결합된 칫솔대를 성형하는 순으로 제조된다.

그러나, 종래기술에 따른 앵커리스 칫솔 제조방법 및 이 방법에 의하여 제조된 칫솔은 모 번들들의 기저부가 헤드 인서트의 이면에 단순히 열융착에 의하여 부착되므로 모 번들들과 헤드 인서트 간 부착력이 취약(특히, 모 번들들과 헤드 인서트의 재질이 이질적인 경우)할 수밖에 없다. 그리고, 이 점 때문에, 인서트 사출성형 시에 캐비티로 주입되는 수지의 압력으로 인하여 헤드 인서트에 대한 모 번들의 부착이 해제될 수 있고, 나아가 그 모 번들이 주입된 수지에 의하여 헤드 인서트의 표면 쪽으로 밀려 식모구멍을 통하여 탈락되거나 주입된 수지가 식모구멍을 통하여 모 번들들 쪽으로 유출되는 등의 불량이 발생할 수 있다. 이는 캐비티에 수지를 상대적으로 낮은 압력으로 주입함으로써 해소할 수도 있으나, 이 방안은 공정 속도의 저하를 초래하므로 바람직하다 할 수 없다.

또한, 종래기술에 따른 앵커리스 칫솔 제조방법 및 이 방법에 의하여 제조된 칫솔은 헤드 인서트가 인서트 사출성형 과정에서 성형되는 칫솔 헤드와 결합되므로 헤드 인서트와 칫솔 헤드 간 결합력이 부족(특히, 헤드 인서트와 칫솔 헤드의 재질이 이질적인 경우)하여 헤드 인서트가 작은 외력에도 칫솔 헤드로부터 쉽게 분리될 수 있다. 그리고, 이에 의하면, 헤드 인서트와 칫솔 헤드 간 결합면적을 충분히 확보하여야 하는 점 때문에, 칫솔 헤드 소형화에 한계가 따를 수밖에 없다.

대한민국 등록특허공보 제10-0573898호(2006.04.26.) 대한민국 등록특허공보 제10-0637382호(2006.10.16.)

본 발명의 실시예는 헤드 인서트와 모 번들들 간 부착강도 향상 면에서 유리한 칫솔 등을 제공하는 데 목적이 있다. 또, 본 발명의 실시예는 불량 방지와 생산성 향상 면에서 보다 유리한 칫솔 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 실시예는 헤드 인서트가 칫솔 헤드로부터 분리되는 것을 확실하게 방지할 수 있는 칫솔 및 그 제조방법 등을 제공하는 데 목적이 있다.

해결하고자 하는 과제는 이에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제는 통상의 기술자라면 이하의 기재로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 식모구멍들이 두께방향으로 관통된 인서트 바디(insert body) 및 상기 인서트 바디의 이면에 형성된 구조적 결합요소를 포함하는 헤드 인서트와; 각각 상기 식모구멍들에 삽입된 상태로 기저부가 상기 인서트 바디의 이면에 열융착에 의하여 부착되어 상기 인서트 바디의 표면 쪽에 칫솔모 영역을 형성하고, 상기 인서트 바디의 이면에 상기 열융착에 의하여 부착된 융착층이 상기 구조적 결합요소와 구조적으로 결합된 모 번들(열가소성 수지의 칫솔모들로 구성된다.)들과; 상기 헤드 인서트를 보유하는 칫솔 헤드로 구성된, 칫솔이 제공될 수 있다.

상기 구조적 결합요소는 상기 인서트 바디의 이면으로부터 돌출되어 상기 융착층에 매몰된 결합턱들을 포함할 수 있다. 또는, 상기 구조적 결합요소는, 상기 인서트 바디의 이면으로부터 돌출되고, 상기 열융착 시 용융되어 상기 기저부와 함께 상기 융착층을 형성하는 선단 쪽의 용융부 및 상기 용융부가 용융되고 남은 기저 쪽의 잔부로 구성되어, 상기 잔부가 상기 융착층에 매몰된 결합턱(상기 칫솔모들과 동일한 재질 또는 이질적인 재질의 열가소성 수지로 이루어질 수 있다.)들을 포함할 수 있다.

상기 결합턱들은 상기 식모구멍 각각의 주위에 배치된 제1 턱들로 구성될 수 있다. 또는, 상기 결합턱들은, 상기 식모구멍 각각의 주위에 배치된 제1 턱들(상기 식모구멍 각각의 주위를 따라 형성될 수 있다.) 및 상기 식모구멍들 사이에 배치되어 상기 제1 턱들 사이에 위치하는 제2 턱들로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 칫솔은, 상기 헤드 인서트와 상기 칫솔 헤드의 분리를 구조적으로 저지하는 구속수단을 더 포함할 수 있다.

상기 칫솔 헤드에는 상기 헤드 인서트를 보유하는 인서트 홈이 형성되고, 상기 구속수단은, 상기 인서트 바디의 둘레에 상기 인서트 바디의 둘레 크기를 상기 인서트 바디의 이면 쪽에서 표면 쪽으로 갈수록 축소시키도록 형성된 제1 테이퍼면(taper face)과; 상기 인서트 홈에 상기 제1 테이퍼면과 대응하도록 형성되어 상기 제1 테이퍼면에 밀착된 제2 테이퍼면을 포함할 수 있다.

내벽의 일부가 상기 인서트 바디의 외곽영역에 위치된 식모구멍은 상기 인서트 바디의 외곽영역에 위치된 내벽의 일부가 내주 크기를 상기 인서트 바디의 이면 쪽에서 표면 쪽으로 갈수록 축소시키는 경사면으로 형성되어, 일부 칫솔모가 상기 인서트 바디의 외곽영역에 위치된 모 번들은 상기 인서트 바디의 외곽영역에 위치된 일부 칫솔모가 상기 경사면에 의하여 상기 칫솔모 영역의 내측으로 기울어질 수 있다.

상기 헤드 인서트는, 상기 인서트 바디의 이면에 가장자리를 따라 세워져 상기 인서트 바디의 이면을 둘러싸는 벽체를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 두께방향으로 관통되고 모 번들이 각각 삽입되는 식모구멍들을 가지며, 이면에 상기 모 번들들의 기저부가 열융착에 의하여 부착되는 인서트 바디와; 상기 인서트 바디의 이면에 형성되고, 상기 인서트 바디의 이면에 상기 열융착에 의하여 부착되는 융착층과 구조적으로 결합되는 구조적 결합요소를 포함하는, 칫솔용 헤드 인서트가 제공될 수 있다. 이러한 칫솔용 헤드 인서트는 칫솔 헤드에 초음파 접착, 인서트 사출성형 등 다양한 방식에 의하여 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 식모구멍들이 두께방향으로 관통된 인서트 바디 및 상기 인서트 바디의 이면에 형성된 구조적 결합요소를 포함하는 헤드 인서트를 준비하는 제1 단계와; 준비된 상기 헤드 인서트의 식모구멍 각각에 모 번들을 삽입하고, 삽입된 상기 모 번들들의 기저부를 열융착에 의하여 상기 인서트 바디의 이면에 부착하여 상기 인서트 바디의 이면에 상기 열융착에 의하여 부착되는 융착층을 상기 구조적 결합요소와 결합시키는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 수행 후, 인서트 사출성형에 의하여 상기 헤드 인서트를 보유하는 칫솔 헤드를 성형하는 제3 단계를 포함하는, 제1 칫솔 제조방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 식모구멍들이 두께방향으로 관통된 인서트 바디 및 상기 인서트 바디의 이면에 형성된 구조적 결합요소를 포함하고, 상기 구조적 결합요소가 상기 인서트 바디의 이면으로부터 돌출된 결합턱들을 포함하며, 상기 결합턱 각각이 용융 가능한 선단 쪽의 용융부 및 기저 쪽의 잔부로 구성된 헤드 인서트를 준비하는 제1 단계와; 준비된 상기 헤드 인서트의 식모구멍 각각에 모 번들을 삽입하고, 삽입된 상기 모 번들들의 기저부 및 상기 결합턱들의 용융부를 열융착에 의하여 함께 용융시켜 상기 인서트 바디의 이면에 부착함으로써 상기 인서트 바디의 이면에 상기 열융착에 의하여 부착되는 융착층을 상기 결합턱들의 잔부와 구조적으로 결합시키는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 수행 후, 인서트 사출성형에 의하여 상기 헤드 인서트를 보유하는 칫솔 헤드를 성형하는 제3 단계를 포함하는, 제2 칫솔 제조방법이 제공될 수 있다.

상기 제2 단계에서 상기 식모구멍들에 각각 삽입된 상기 모 번들의 기저부는 상기 열융착의 수행 전에 상기 인서트 바디의 이면으로부터 돌출된 높이가 상기 결합턱들의 돌출 높이보다 높을 수 있다.

상기 제3 단계에는, 제1 성형면이 형성된 제1 금형과; 상기 제1 성형면과 함께 칫솔 헤드 성형용 캐비티를 형성하는 제2 성형면이 형성된 제2 금형을 포함하는 인서트 사출금형이 이용되고, 상기 캐비티에는 상기 헤드 인서트가 배치되며, 상기 제1 성형면에는 상기 모 번들들을 상기 캐비티의 외부에 위치시키기 위한 개구가 형성되고, 상기 개구의 주위에는 상기 인서트 바디의 표면 쪽 부분이 안착되는 단차 구조의 인서트 받침이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기와 같이 구성된 제1 칫솔 제조방법 또는 제2 칫솔 제조방법에 의하여 제조됨으로써 서로 구조적으로 결합된 헤드 인서트와 모 번들들 및 상기 헤드 인서트를 보유하는 칫솔 헤드로 구성되고, 제조 시 상기 헤드 인서트를 구성하는 인서트 바디의 표면 쪽 부분이 인서트 사출금형의 인서트 받침에 안착된 상태로 인서트 사출성형이 수행됨으로써 상기 인서트 바디의 표면 쪽 부분이 상기 칫솔 헤드로부터 돌출된, 칫솔이 제공될 수 있다.

여기에서, 상기 인서트 바디의 표면 쪽 부분이 상기 칫솔 헤드로부터 돌출된 칫솔은, 상기 인서트 바디에서 표면과 둘레면이 만나는 부분이 라운드(round) 처리에 의하여 곡면으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 표면에 칫솔모들이 식모된 인서트 바디를 포함하는 헤드 인서트와; 상기 헤드 인서트를 보유하는 칫솔 헤드와; 상기 헤드 인서트와 상기 칫솔 헤드의 분리를 구조적으로 저지하는 구속수단으로 구성된, 칫솔이 제공될 수 있다.

여기에서, 상기 칫솔 헤드에는 상기 헤드 인서트를 보유하는 인서트 홈이 형성되고, 상기 구속수단은, 상기 인서트 바디의 둘레에 상기 인서트 바디의 둘레 크기를 상기 인서트 바디의 이면 쪽에서 표면 쪽으로 갈수록 축소시키도록 형성된 제1 테이퍼면과; 상기 인서트 홈에 상기 제1 테이퍼면과 대응하도록 형성되어 상기 제1 테이퍼면에 밀착된 제2 테이퍼면을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제1 테이퍼면 또는 상기 제2 테이퍼면은 상기 헤드 인서트와 상기 칫솔 헤드가 분리되는 방향에 대하여 1 내지 3도 기울어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 표면에 칫솔모들이 식모된 인서트 바디를 포함하고 상기 인서트 바디의 둘레에 상기 인서트 바디의 둘레 크기를 상기 인서트 바디의 이면 쪽에서 표면 쪽으로 갈수록 축소시키는 제1 테이퍼면이 형성된 헤드 인서트를 준비하는 단계와; 준비된 상기 헤드 인서트를 보유하는 인서트 홈이 형성되고 상기 인서트 홈에 상기 제1 테이퍼면과 대응하여 상기 제1 테이퍼면에 밀착되는 제2 테이퍼면이 형성된 칫솔 헤드를 인서트 사출성형에 의하여 성형하는 단계를 포함하는, 제3 칫솔 제조방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기한 바와 같은 제3 칫솔 제조방법으로 제조됨으로써 칫솔모들이 식모된 헤드 인서트 및 상기 헤드 인서트를 보유하는 인서트 홈이 형성된 칫솔 헤드를 포함하고, 상기 헤드 인서트를 구성하는 인서트 바디의 둘레에 제1 테이퍼면이 형성되고, 상기 인서트 홈에 상기 제1 테이퍼면과 대응하도록 형성되어 상기 제1 테이퍼면에 밀착된 제2 테이퍼면이 형성됨으로써, 상기 헤드 인서트와 상기 칫솔 헤드의 분리가 대응하는 상기 제1 테이퍼면과 상기 제2 테이퍼면에 의하여 저지되는, 칫솔이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 표면에 칫솔모들이 식모된 인서트 바디 및 상기 인서트 바디의 이면으로부터 돌출된 적어도 하나 이상의 바디 서포트(body support)로 구성된 헤드 인서트와; 인서트 사출성형방법에 의하여 상기 인서트 바디가 상기 바디 서포트와 함께 내부에 매몰된 구조를 가지도록 성형된 칫솔 헤드를 포함함으로써, 상기 칫솔 헤드와 상기 헤드 인서트가 서로 견고하게 결합된 칫솔이 제공될 수 있다.

과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예, 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이다. 또한, 이하에서는 언급한 해결 수단 이외의 다양한 해결 수단이 추가로 제시될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 모 번들(도면부호 30 참조)들의 기저부에 대한 열융착으로 형성되는 융착층(도면부호 5 참조)이 인서트 바디(도면부호 21 참조)의 이면에 부착됨과 아울러 구조적으로 결합되기 때문에, 칫솔모들과 헤드 인서트(도면부호 20 참조) 간 부착강도를 대폭적으로 향상시킬 수 있고, 이로써 제조 과정이나 제조 후 사용 과정에서 모 번들이 외력에 의하여 식모구멍(도면부호 214 참조)을 통하여 탈락되는 현상을 보다 적극적으로 방지할 수 있다.

여기에서, 제조 시의 모 번들 탈락 방지효과에 의하면, 용융된 수지를 캐비티(도면부호 CA 참조)에 보다 고압으로 주입하더라도 인서트 바디의 이면에 대한 모 번들들의 부착 상태가 안정적으로 유지되기 때문에, 수지의 고속 주입을 통하여 공정 속도를 개선할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 인서트 바디의 이면에서 융착층과 구조적으로 결합되는 구조적 결합요소가 선단 쪽의 용융부(도면부호 221, 231 참조)와 기저 쪽의 잔부(도면부호 222, 232 참조)로 구성된 결합턱(도면부호 22, 23 참조)들을 포함하여, 열융착 과정에서 용융부들이 모 번들들의 기저부와 함께 용융되고 용융부들이 용융되고 남은 잔부들이 융착층에 매몰(용융물이 잔부들을 덮은 상태로 경화되어, 잔부들이 융착층에 매몰된다.)되기 때문에, 보다 많은 양의 용융물(혼합된 기저부들의 용융물과 용융부들의 용융물)을 확보할 수 있고, 이로써 인서트 바디의 이면 전반에 보다 두꺼운 두께로 적층되어 각종 외력에 충분히 대응할 수 있는 용융층(즉, 고강도 용융층)을 형성할 수 있다. 물론, 이러한 고강도 용융층에 의하면, 식모구멍을 통한 모 번들의 탈락 현상을 보다 강력하게 저지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 인서트 바디에 제1 테이퍼면(도면부호 213A 참조)이 형성되고, 칫솔 헤드(도면부호 11 참조)에 제2 테이퍼면(도면부호 111A 참조)이 형성되며, 제1 테이퍼면과 제2 테이퍼면이 서로 대응하는 형상으로 형성되어, 칫솔 헤드 또는 헤드 인서트에 상호 분리되는 방향으로 힘이 작용하면, 서로 밀착된 제1 테이퍼면과 제2 테이퍼면이 더욱 강하게 밀착되기 때문에, 칫솔 헤드와 헤드 인서트의 분리를 확실하게 방지할 수 있다. 즉, 칫솔 헤드와 헤드 인서트의 분리를 구조적으로 확실하게 저지할 수 있는 것이다.

본 발명의 실시예에 의하면, 칫솔 헤드를 성형하여 칫솔 헤드의 내부에 헤드 인서트를 매몰시키는 일련의 과정 동안 칫솔모들이 인서트 사출금형(도면부호 40 참조)의 내부에서 캐비티의 외부영역에 마련된 칫솔모 포켓(bristle pocket, 도면부호 PO 참조)에 수용되기 때문에, 칫솔모들을 외부로부터 안전하게 보호할 수 있고, 칫솔모들을 위생적으로 관리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔이 도시된 정면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분이 도시된 사시도이다.
도 3은 도 2의 B-B선 단면도이다.
도 4는 도 3의 C-C 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔의 헤드 인서트가 도시된 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔의 헤드 인서트가 도시된 평면도이다.
도 7은 도 6의 D-D선 단면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔을 제조하기 위하여 모 번들들을 식모하는 과정이 도시된 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔을 제조하는 데 이용되는 인서트 사출금형이 도시된 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔을 제조하기 위하여 헤드 인서트를 인서트 사출금형에 배치한 상태가 도시된 단면도이다.
도 12는 도 8의 E-E선 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 칫솔의 주요부(헤드 인서트)가 도시된 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 칫솔의 주요부가 도시된 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 칫솔의 헤드 인서트가 도시된 사시도이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 칫솔을 제조하기 위하여 헤드 인서트를 인서트 사출금형에 배치한 상태가 도시된 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 참조하는 도면에서 구성요소의 크기나 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 데 사용되는 용어는 주로 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자의 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 용어에 대해서는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석하는 것이 마땅하겠다.

도 1 내지 도 4에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔이 도시되어 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔은 칫솔모를 식모하는 데 앵커를 사용하지 않는 앵커리스 칫솔이다. 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔은 칫솔대(10), 헤드 인서트(20) 및 모 번들(30)들을 포함한다.

모 번들(30) 각각을 구성하는 칫솔모들은 헤드 인서트(20)에 식모되고, 칫솔대(10)는 칫솔모들이 식모된 헤드 인서트(20)를 보유한다.

칫솔대(10)는 사용성을 고려한 일정의 길이와 굵기 등을 가지도록 형성된다. 도 1을 참조하면, 칫솔대(10)는, 칫솔 헤드(11), 칫솔 헤드(11)의 맞은편에 배치된 칫솔 핸들(toothbrush handle, 12), 그리고 칫솔 헤드(11)와 칫솔 핸들(12) 사이에서 칫솔 헤드(11)와 칫솔 핸들(12)을 연결하는 칫솔 넥(toothbrush neck, 13)을 포함한다.

칫솔 헤드(11)는 수지로 이루어진다. 예를 들어, 칫솔 헤드(11)의 재질은 아크리로니트릴 브타디엔 스티렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS), 아크릴로니트릴 스티렌(acrylonitrile styrene, AS), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephtalate, PET) 등일 수 있다.

칫솔 핸들(12) 및 칫솔 넥(13)은 칫솔 헤드(11)와 동일한 수지로 이루어지고 칫솔 헤드(11)와 일체로 형성된다. 또는, 칫솔 헤드(11)와 칫솔 핸들(12)은 별도로 제조된 후 칫솔 넥(13)을 통하여 서로 연결될 수 있다. 별개의 칫솔 헤드(11)와 칫솔 핸들(12) 중 적어도 어느 하나 이상에는 칫솔 넥(13)이 일체로 형성될 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 칫솔 헤드(11)에는 헤드 인서트(20)를 보유하는 인서트 홈(111)이 오목하게 형성되고, 인서트 홈(111)에는 헤드 인서트(20)가 삽입된다.

도 5 내지 도 7에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔의 헤드 인서트(20)가 구체적으로 도시되어 있다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 헤드 인서트(20)는 두께가 얇은 판상 구조를 가진 인서트 바디(insert body, 21)를 포함한다. 납작하게 형성된 인서트 바디(21)는, 두께방향 한쪽의 표면(211), 두께방향 다른 쪽의 이면(212), 그리고 둘레를 규정하는 둘레면(213)을 가진다. 또, 인서트 바디(21)는 칫솔모들의 식모를 위한 식모구멍(214)들을 가진다. 식모구멍(214)들은 인서트 바디(21)를 인서트 바디(21)의 두께방향으로 각각 관통하는 형상으로 형성된다. 식모구멍(214)들의 배열, 크기 또는 형상은 도 5와 도 6에 도시된 바에 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있다.

이와 같은 구성의 인서트 바디(21)는, 칫솔 헤드(11)의 인서트 홈(111)에 헤드 인서트(20)가 삽입된 때, 도 3과 도 4에서와 같이, 표면(211) 쪽 부분이 인서트 홈(111)의 입구를 통하여 칫솔 헤드(11)로부터 돌출된다. 인서트 바디(21)의 표면(211) 쪽 부분이 칫솔 헤드(11)로부터 돌출된 구성에 의하면, 둘레가 헤드 인서트(20)에 비하여 큰 칫솔 헤드(11)를 상대적으로 얇은 두께로 형성할 수 있다.

모 번들(30) 각각을 구성하는 칫솔모들은 용융 가능한 열가소성 수지로 이루어진다. 도 3과 도 4를 참조하면, 모 번들(30)들은 각각 식모구멍(214)들에 삽입된 상태로 기저부(도 8의 도면부호 301 참조)가 인서트 바디(21)의 이면(212)에 열융착에 의하여 부착되어 인서트 바디(21)의 표면(211) 쪽에 칫솔모들이 식모된 칫솔모 영역을 형성한다. 예를 들어, 칫솔모들의 재질은 나일론(nylon), 폴리부틸렌 테레프탈레이드(polybutylene terephthalate, PBT) 등일 수 있다. 참고로, 칫솔모들은 선단부가 연마, 침지처리 등의 가공에 의하여 치석이나 치태 제거 또는 잇몸 손상 방지 면에서 유효하도록 가공된 것일 수 있다. 일례로, 칫솔모들의 선단부는 둥글게 처리될 수도 있고 테이퍼(taper)를 가지도록 처리될 수도 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔을 제조하기 위한 칫솔모들 식모과정이 도 8 및 도 9에 도시되어 있다. 이를 참조하면, 식모구멍(214)들에 각각 삽입된 모 번들(30)들은 기저부(301)가 인서트 바디(21)의 이면(212)으로부터 돌출된다. 돌출된 기저부(301)들에 가열 플레이트 등을 이용하여 적정한 열과 압력을 가하면, 기저부(301)들은 용융되고, 기저부(301)들의 용융물은 경화되어 인서트 바디(21)의 이면(212)에 부착된 용융층(5)을 형성한다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 헤드 인서트(20)는 열융착에 의하여 형성된 용융층(5)과 구조적으로 견고하게 결합되어 헤드 인서트(20)와 모 번들(30)들 간 부착강도를 향상시키는 구조적 결합요소(도면부호 22, 23 참조)를 더 포함한다.

구조적 결합요소는 인서트 바디(21)의 이면(212)으로부터 돌출되어 볼록하도록 형성된 결합턱(22, 23)들을 포함한다. 결합턱(22, 23)들은, 볼록하므로 열융착 과정에서 기저부(301)들의 용융물에 매몰되고, 이에 따라 융착층(5)에 매몰된 형태로 융착층(5)과 구조적으로 결합된다. 이러한 결합턱(22, 23)들은 인서트 바디(21)의 이면(212) 전반에 분포되어 인서트 바디(21)를 구조적으로 보강한다.

구조적 결합요소는 인서트 바디(21)의 이면(212)에 형성된 오목한 형상의 결합홈(도시되지 않음)을 단수 또는 복수로 더 포함할 수 있다. 결합홈은 오목하므로 열융착 과정에서 내부에 기저부(301)들의 용융물이 도입될 수 있다. 이에 따라, 결합홈은 내부에 융착층(5)을 수용한 형태로 융착층(5)과 구조적으로 결합될 수 있다.

결합턱(22, 23)들은, 식모구멍(214)들 주위의 제1 턱(22)들, 그리고 이들 제1 턱(22) 사이의 제2 턱(23)들로 구성된다. 제1 턱(22)들은 식모구멍(214) 각각의 주위에 식모구멍(214)의 주위를 따라 연속적으로 형성되어 닫힌 고리 형상으로 형성된다. 제2 턱(23)들은 돌기 형상으로 형성된다.

이와 같은 결합턱(22, 23)들은 열가소성 수지로 이루어진다. 결합턱(22, 23) 각각은, 열융착 시 보다 많은 양의 용융물을 확보하여 융착층(5)을 인서트 바디(21)의 이면(212) 전반에 보다 두꺼운 두께로 적층하기 위하여, 열융착 과정에서 용융되어 기저부(301)들의 용융물에 혼합되는 선단 쪽의 용융부(221, 231), 그리고 용융부(221, 231)가 용융되고 남은 기저 쪽의 잔부(222, 232)로 구성된다. 결합턱(22, 23)들은 열융착 과정에서 선단 쪽의 용융부(221, 231)가 용융되고 기저 쪽의 잔부(222, 232)가 남으므로 잔부(222, 232)가 융착층(5)에 매몰된다. 결합턱(22, 23)들의 재질은 칫솔모들과 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 제조성을 고려할 때, 인서트 바디(21)는 결합턱(22, 23)들과 동일한 재질에 의하여 결합턱(22, 23)들과 일체로 성형하는 것이 바람직하다.

융착층(5)을 요구되는 두께로 형성하는 데 필요한 용융물 양을 조정하고, 용융물을 인서트 바디(21)의 이면(212) 전반에 보다 균일하게 분포시키기 위하여, 제2 턱(23)들 중 적어도 어느 하나 이상은 나머지와 다른 용융부(231)의 길이를 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 제2 턱(23)들 중에서 선택된 어느 하나 이상은 나머지에 비하여 긴 돌출 길이를 가지도록 형성될 수 있는 것이다. 용융부(231)의 길이가 더 긴 제2 턱(23)을 보유하면, 열융착을 수행하는 때 용융부(231)의 길이가 더 긴 제2 턱(23) 쪽에 상대적으로 많은 양의 용융물을 제공할 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 인서트 바디(21)의 둘레면(213)에는 인서트 바디(21)의 둘레 크기를 인서트 바디(21)의 이면(212) 쪽에서 표면(211) 쪽으로 갈수록 점차적으로 축소시키는 형상의 제1 테이퍼면(213A)이 형성되고, 인서트 홈(111)의 내주면에는 제1 테이퍼면(213A)과 대응하도록 형성되어 제1 테이퍼면(213A)에 밀착된 제2 테이퍼면(111A)이 형성된다.

인서트 바디(21)의 제1 테이퍼면(213A)과 인서트 홈(111)의 제2 테이퍼면(111A)은 칫솔 헤드(11)와 헤드 인서트(20)가 외력에 의하여 분리되는 것을 구조적으로 저지하는 구속수단을 구성한다. 이러한 제1 테이퍼면(213A)과 제2 테이퍼면(111A)은, 칫솔 헤드(11) 또는 헤드 인서트(20)에 칫솔 헤드(11)와 헤드 인서트(20)가 분리되는 방향으로 힘이 작용하면, 서로 밀착된 상태에서 더욱 강하게 밀착되어 칫솔 헤드(11)와 헤드 인서트(20)의 분리를 저지한다.

도 6 내지 도 9의 도면부호 214A는 경사면으로, 내벽의 일부가 인서트 바디(21)의 외곽영역에 위치된 식모구멍(214)은 인서트 바디(21)의 외곽영역에 위치된 내벽의 일부가 내주 크기를 인서트 바디(21)의 이면(212) 쪽에서 표면(211) 쪽으로 갈수록 축소시키는 경사면(214A, 도 6의 흑색 채색 부분 참조)을 가지도록 형성된다. 이러한 식모구멍(214)의 경사면(214A)에 의하면, 일부 칫솔모가 인서트 바디(21)의 외곽영역에 위치된 모 번들(30)은 인서트 바디(21)의 외곽영역에 위치된 일부 칫솔모가 칫솔모 영역의 내측으로 기울어진 상태로 식모된다. 그러므로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔은 인서트 바디(21)의 외곽영역에 위치된 일부 칫솔모가 장기 사용에 따라 칫솔모 영역에서 외측으로 기울어지면서 벌어지는 현상을 완화시킬 수 있고, 이로써 칫솔모들이 벌어짐에 따른 양치 효율 저하 문제를 방지할 수 있다.

도 3, 도 4 및 도 7의 도면부호 215는 인서트 홈(111)의 입구를 통하여 칫솔 헤드(11)로부터 돌출된 인서트 바디(21)의 표면(211) 쪽 부분에서 표면(211)과 둘레면(213)이 만나는 부분으로, 이 표면(211)과 둘레면(213)이 만나는 부분은 양치 시 잇몸, 치아 등에 접촉되어 잇몸, 치아 등을 손상시키는 것을 방지하도록 라운드로 부드럽게 처리된다.

도 3 내지 도 5, 도 7 내지 도 9의 도면부호 24는 인서트 바디(21)의 이면(212)에 가장자리를 따라 연속적으로 세워져 인서트 바디(21)의 이면(212)을 둘러싸는 벽체이다. 벽체(24)는 인서트 바디(21)와 일체형일 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔을 제조하는 데 사용되는 인서트 사출금형(40)이 도 10에 도시되어 있다. 그리고, 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔을 제조하기 위하여 헤드 인서트(20)를 인서트 사출금형(40)에 배치한 상태가 도 11 및 도 12에 도시되어 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔은 다음과 같이 제조할 수 있다.

먼저, 칫솔모들을 헤드 인서트(20)에 식모한다. 즉, 식모구멍(214) 각각에 모 번들(30)들을 삽입한 후, 모 번들(30)들의 기저부(301)를 열융착에 의하여 인서트 바디(21)의 이면(212)에 부착한다.

여기에서, 식모구멍(214)들에 대한 모 번들(30)들의 삽입은, 모 번들(30)들의 기저부(301)가 인서트 바디(21)의 이면(212)으로부터 돌출되고, 기저부(301)들의 돌출 높이가 결합턱(22, 23)들의 돌출 높이보다 높도록 이루어진다. 아울러, 식모구멍(214)들에 삽입된 모 번들(30)들은 인서트 바디(21)의 외곽영역에 위치된 일부 칫솔모가 경사면(214A)에 의하여 칫솔모 영역의 내측으로 기울어진 상태로 유지된다.

열융착은 인서트 바디(21)의 이면(212)에 대응하는 형상을 가지도록 형성된 가열 플레이트 등을 이용하여 인서트 바디(21)의 이면(212) 쪽 부분에 적정한 열과 압력을 가하도록 수행될 수 있다. 예를 들어, 지그(jig)를 이용하여 헤드 인서트(20)의 위치를 고정하고, 가열 플레이트를 인서트 바디(21)의 이면(212) 쪽으로 하강시키는 방식으로 열융착을 수행할 수 있다.

열융착 과정에서, 모 번들(30)들의 기저부(301)는 돌출 높이가 결합턱(22, 23)들에 비하여 높으므로 먼저 용융되고, 결합턱(22, 23)들의 용융부(221, 231)는 이후에 용융되며, 용융부(221, 231)들의 용융물은 기저부(301)들의 용융물과 혼합된다. 서로 혼합된 기저부(301)들의 용융물과 용융부(221, 231)들의 용융물은 벽체(24)의 차단작용에 의하여 주변으로 유실됨이 없이 인서트 바디(21)의 이면(212) 상에 분포되어 인서트 바디(21)의 이면(212) 전반에 적층되고, 결합턱(22, 23)들의 잔부(222, 232)는 적층된 용융물에 매몰된다.

용융물이 경화되면, 인서트 바디(21)의 이면(212)에 부착되고 내부에 결합턱(22, 23)들의 잔부(222, 232)가 매몰되어 잔부(222, 232)들과 구조적으로 결합된 용융층(5)이 형성된다. 이때, 용융층(5)은, 기저부(301)들이 용융부(221, 231)들에 비하여 먼저 용융되므로 내부에 잔부(222, 232)들이 확실히 매몰되고, 기저부(301)들의 용융물과 용융부(221, 231)들을 합산한 양으로 이루어지므로 각종 외력에 충분히 대응할 수 있는 강도를 가진 두께로 형성된다.

다음, 칫솔모들이 식모된 헤드 인서트(20)를 인서트 사출금형(40)에 삽입한다. 인서트 사출금형(40)은 다음과 같이 구성된다.

도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 인서트 사출금형(40)은 내부에 캐비티(CA)가 형성된다. 캐비티(CA)는 칫솔 헤드(11), 칫솔 핸들(12) 및 칫솔 넥(13)이 일체로 형성된 칫솔대(10)의 형상에 대응하도록 형성된다. 칫솔 헤드(11)가 칫솔 넥(13)을 통하여 별개의 칫솔 핸들(12)과 결합되는 경우에는 캐비티(CA)를 칫솔 헤드(11)의 형상이나 칫솔 넥(13)이 일체형으로 형성된 칫솔 헤드(11)의 형상에 대응하도록 형성될 수 있다.

이와 같은 인서트 사출금형(40)은, 제1 성형면(42)이 형성된 제1 금형(41), 그리고 제1 성형면(42)과 함께 캐비티(CA)를 형성하는 제2 성형면(46)이 형성된 제2 금형(45)을 포함한다. 물론, 제1 금형(41)과 제2 금형(45)이 서로 결합(합형)되면, 제1 성형면(42)과 제2 성형면(46)은 서로 짝을 이루어 캐비티(CA)를 형성한다.

칫솔모들이 식모된 헤드 인서트(20)는 캐비티(CA)에 배치되고, 제1 성형면(42)에는 헤드 인서트(20)에 식모된 칫솔모들을 캐비티(CA)의 외부에 위치시키기 위한 개구(43)가 형성된다. 그리고, 개구(43)의 주위에는 인서트 바디(21)의 표면(211) 쪽 부분을 안정적으로 지지하는 단차 구조의 인서트 받침(44)이 형성된다.

인서트 받침(44)에는 인서트 바디(21)의 표면(211) 쪽 부분이 안착된다. 인서트 받침(44)은, 인서트 바디(21)의 표면(211)을 지지하는 제1 지지면(441), 그리고 제1 지지면(441)으로부터 연장되고 인서트 바디(21)의 둘레면(213)을 지지하는 제2 지지면(442)으로 구성된다. 제2 지지면(442)은 제1 테이퍼면(213A)을 가진 인서트 바디(21)의 둘레면(213)과 대응하도록 형성될 수 있다.

제1 금형(41)의 내부에는 개구(43)를 통하여 캐비티(CA)의 외부로 위치되는 칫솔모들을 수용하는 칫솔모 포켓(bristle pocket, PO)이 개구(43)와 연통하는 형상을 가지도록 형성된다. 칫솔모 포켓(PO)은 개구(43)를 기준으로 캐비티(CA)의 맞은편에 배치된다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔의 제조방법을 이어서 설명하면, 다음으로는, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 인서트 사출금형(40)에 삽입한 헤드 인서트(20)를, 인서트 바디(21)의 표면(211)이 제1 지지면(441)에 의하여 지지되고 인서트 바디(21)의 둘레면(213)이 제2 지지면(442)에 의하여 지지되어 모 번들(30)들이 개구(43)를 통하여 칫솔모 포켓(PO)에 수용되도록 배치한다. 이때, 인서트 바디(21)는 제1 지지면(441)과 제2 지지면(442)의 구속작용에 의하여 이동이 제한된다. 그리고, 칫솔모들은, 인서트 바디(21)의 외곽영역에 위치된 일부 칫솔모가 경사면(214A)에 의하여 칫솔모 영역의 내측으로 기울어져 있으므로 칫솔모 포켓(PO)에 걸림 없이 용이하게 진입되어, 인서트 사출금형(40)의 내부에서 캐비티(CA)의 외부에 인서트 사출금형(40)의 외부와 공간적으로 차단된 상태로 위치된다.

다음, 제1 금형(41)과 제2 금형(45)을 결합한 후, 용융된 수지를 인서트 사출금형(40)의 게이트를 통하여 캐비티(CA)에 일정한 압력으로 주입하고, 주입된 수지를 냉각하여 경화시키면, 내부에 헤드 인서트(20)가 매몰된 칫솔 헤드(11)를 가진 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔이 제조된다. 물론, 제조된 칫솔은, 인서트 홈(111)이 칫솔 헤드(11)에 인서트 바디(21)의 이면(212) 쪽 부분을 수용하는 형상으로 형성되어, 인서트 바디(21)의 표면(211) 쪽 부분이 인서트 홈(111)의 입구를 통하여 칫솔 헤드(11)로부터 돌출되고, 제2 테이퍼면(111A)이 인서트 홈(111)에 제1 테이퍼면(213A)과 대응하는 형상으로 형성된다.

이와 같은 인서트 사출성형 과정에서, 모 다발(30)들은 용융된 수지를 캐비티(CA)에 상대적으로 상승된 압력으로 신속하게 주입하더라도 인서트 바디(21)의 이면(212)에 부착된 상태가 융착층(5)과 구조적 결합요소(도면부호 22, 23 참조)의 구조적 결합구조에 의하여 안정적으로 유지된다. 또, 모 다발(30)들은 칫솔모 포켓(PO)에서 외부로부터 보호되고 보다 위생적으로 유지된다.

한편, 인서트 바디(21)의 두께(도 7과 도 9의 도면부호 T1 참조)는 1.0㎜ 내지 2.5㎜일 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔은, 인서트 바디(21)가 리브(rib) 역할을 겸하는 구조적 결합요소에 의하여 구조적으로 보강되어 한층 향상된 강도를 가지기 때문에, 인서트 바디(21)를 1.0㎜ 내지 2.5㎜의 얇은 두께로 형성하더라도, 열융착 과정에서 열에 의한 인서트 바디(21)의 휨 변형 등을 확실하게 억제할 수 있다. 또, 칫솔 헤드(11)와 인서트 바디(21)를 구조적으로 결합하는 데 있어서 서로 대응하는 제1 테이퍼면(213A)과 제2 테이퍼면(111A)이 이용되기 때문에, 인서트 바디(21)를 1.0㎜ 내지 2.5㎜의 얇은 두께로 형성함에 따라 칫솔 헤드(11)와 인서트 바디(21)의 결합면적이 협소해지더라도, 칫솔 헤드(11)와 헤드 인서트(20)의 분리를 확실하게 저지할 수 있다.

인서트 바디(21)의 두께(도 7과 도 9의 도면부호 T1 참조)를 1.0㎜ 미만으로 설정하면, 열융착 과정에서 인서트 바디(21)가 열에 의하여 급격하게 변형될 수 있고, 제1 테이퍼면(213A)과 제2 테이퍼면(111A)에 의한 칫솔 헤드(11)와 헤드 인서트(20)의 결합력을 충분히 확보하기 어려울 수 있다. 인서트 바디(21)의 두께(도 7과 도 9의 도면부호 T1 참조)가 2.5㎜를 초과하면, 인서트 바디(21)가 용융층(5)과 함께 헤드 인서트(20)의 전체 두께를 증대시키므로 자칫 칫솔 헤드(11)가 지나치게 두꺼워져서 사용감이 크게 저하될 수 있다.

용융층(5)의 두께(도 9의 도면부호 T2 참조)는 0.5㎜ 내지 1.5㎜일 수 있다. 용융층(5)의 두께(도 9의 도면부호 T2 참조)가 0.5㎜ 미만이면, 자칫 용융층(5)이 구조적 결합요소와 불완전하게 결합될 수 있다. 용융층(5)의 두께(도 9의 도면부호 T2 참조)가 1.5㎜를 초과하면, 용융층(5)이 인서트 바디(21)와 함께 헤드 인서트(20)의 전체 두께를 증대시키므로 칫솔 헤드(11)가 지나치게 두꺼워질 수 있고, 열융착 작업효율이 크게 저하될 수 있다.

제1 테이퍼면(213A)은 인서트 바디(21)의 두께방향에 대하여 1 내지 3도 기울어질 수 있다. 제2 테이퍼면(111A)은 제1 테이퍼면(213A)과 동일한 각도로 형성된다. 인서트 바디(21)의 두께가 얇을수록 제1 테이퍼면(213A)을 큰 각도로 형성하는 것이 바람직하다. 제1 테이퍼면(213A)의 각도(도 7의 A1 참조)가 1도 미만이면, 제1 테이퍼면(213A)과 제2 테이퍼면(111A)에 의한 칫솔 헤드(11)와 헤드 인서트(20)의 분리 방지효과가 급격히 저하될 수 있다. 제1 테이퍼면(213A)의 각도(도 7의 A1 참조)가 3도를 초과하면, 인서트 바디(21)의 표면(211) 면적이 과도하게 축소(식모면적 축소)되어 칫솔모들을 충분한 양으로 식모하기 어려울 수 있다. 이러한 점들을 고려할 때, 제1 테이퍼면(213A)의 각도(도 7의 A1 참조)는 2도 내지 3도인 것이 바람직하다.

경사면(214A)은 인서트 바디(21)의 두께방향에 대하여 1 내지 2도 기울어질 수 있다. 경사면(214A)의 각도(도 9의 A2 참조)가 1도 미만이면, 인서트 바디(21)의 외곽영역에 위치된 일부 칫솔모가 칫솔모 영역의 내측으로 미미하게 기울어져 칫솔모들이 식모된 헤드 인서트(20)를 인서트 사출금형(40)의 캐비티(CA)에 배치하고자 칫솔모들을 칫솔모 포켓(PO)에 진입시키는 과정에서 걸림이 상대적으로 쉽게 발생할 수 있다. 또, 칫솔모들의 벌어짐 방지효과가 상대적으로 미약할 수 있다. 경사면(214A)의 각도(도 9의 A2 참조)가 2도를 초과하면, 칫솔모들에 의한 양치 면적이 축소되어 양치 효율이 저하될 수 있다.

인서트 바디(21)에서 표면(211)과 둘레면(213)이 만나는 부분(215)은 0.2㎜ 내지 2.0㎜ 크기의 반경을 가지도록 라운드로 처리될 수 있다. 라운드 처리 부분(215)의 반경이 0.2㎜ 미만이면, 라운드 처리 부분(215)이 지나치게 작아져서 양치 시 잇몸 손상 등을 일으킬 수 있다. 라운드 처리 부분(215)의 반경이 2.0㎜을 초과하면, 인서트 바디(21)의 표면(211) 면적이 과도하게 축소되어 칫솔모들을 충분한 양으로 식모하기 어려울 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 칫솔의 주요부가 도 13에 도시되어 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 칫솔은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔과 비교하여 볼 때, 기타 구성 및 작용은 모두 동일한 것에 대하여, 식모구멍(214)들의 주위에 각각 형성된 제1 턱(22A)들이 식모구멍(214)의 주위를 따라 서로 이격되도록 간격을 두고 배치된 단위턱들로 구성된 점만이 상이하다.

이와 같이, 제1 턱(22A) 각각을 단위턱들로 구성하면, 융착층(도 4 등의 도면부호 5 참조)과 제1 턱(22A)들의 구조적 결합면적을 증대시켜 융착층과 제1 턱(22A)들을 구조적으로 보다 강력하게 결합시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 칫솔은 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔과 동일하거나 유사하게 제조될 수 있는 것이므로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 칫솔의 제조방법에 대한 설명은 생략한다.

도 14와 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 칫솔의 주요부가 도시된 사시도로, 도 14는 칫솔 헤드 및 그 주변부를 나타내고, 도 15는 헤드 인서트를 나타낸다. 그리고, 도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 칫솔을 제조하기 위하여 인서트 사출금형에 헤드 인서트를 배치한 상태가 도시된 단면도이다.

도 14, 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 칫솔은, 본 발명의 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 칫솔과 비교하여 볼 때, 기타 구성 및 작용은 모두 동일한 것에 대하여, 벽체(24)의 선단으로부터 벽체(24)의 돌출 방향으로 연장되어 인서트 바디(21)와 함께 칫솔 헤드(11)의 내부에 매몰된 적어도 하나 이상의 바디 서포트(25)를 더 포함하는 점만이 상이하다.

바디 서포트(25)는 칫솔 헤드(11)의 내부에 매몰되어 제1 테이퍼면(도 4 등의 도면부호 213A 참조) 및 이에 밀착된 제2 테이퍼면(도 4 등의 도면부호 111A 참조)과 함께 칫솔 헤드(11)와 헤드 인서트(20)가 의도하지 않게 분리되는 것을 방지한다. 이에 의하면, 칫솔 헤드(11)와 헤드 인서트(20) 간 결합면적이 증대되기 때문에, 칫솔 헤드(11)를 작게 형성하여도 칫솔 헤드(11)와 헤드 인서트(20) 간 충분한 결합력이 확보되므로 칫솔 헤드(11)의 소형화를 보다 적극적으로 구현할 수 있다.

도 14에서와 같이, 이와 같은 바디 서포트(25)는 칫솔 헤드(11)의 배면에 대응되는 돌출 높이를 가지도록 형성되어 선단이 칫솔 헤드(11)의 배면을 통하여 외부로 노출된다. 바디 서포트(25)를 이렇게 형성하면, 바디 서포트(25)를 통한 칫솔 헤드(11)와 헤드 인서트(20)의 결합면적 증대를 극대화할 수 있다. 칫솔 헤드(11)의 배면을 통하여 외부로 노출된 바디 서포트(25)의 선단은 칫솔 헤드(11)의 배면과 동일 평면을 이루도록 형성될 수 있다.

도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 칫솔을 제조하는 데 사용되는 인서트 사출금형은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔을 제조하는 데 사용되는 인서트 사출금형과 비교하여 볼 때, 기타 구성 및 작용은 모두 동일한 것에 대하여, 제2 성형면(46)에 바디 서포트(25)를 압박하여 인서트 받침(44)에 인서트 바디(21)를 밀착시키는 가압부(47)가 형성된 점만이 상이하다.

여기에서, 가압부(47)는 바디 서포트(25)들이 칫솔 헤드(11)의 배면에 대응되는 돌출 높이를 가지도록 형성되므로 제2 성형면(46)과 동일 평면을 이루도록 형성될 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 칫솔을 제조하는 데 사용되는 인서트 사출금형은, 칫솔모들이 식모된 헤드 인서트(20)를 캐비티(CA)에 배치한 후, 제1 금형(41)과 제2 금형(45)을 결합하면, 캐비티(CA)에 배치된 헤드 인서트(20)의 바디 서포트(25)가 가압부(47)에 의하여 가압되어 인서트 바디(21)의 표면(도 4 등의 도면부호 211 참조)이 인서트 받침(도 10의 도면부호 44 참조)의 제1 지지면(도 10의 도면부호 441 참조)에 밀착되므로 헤드 인서트(20)의 위치를 보다 안정적으로 고정할 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 칫솔은 본 발명의 제1 실시예에 따른 칫솔과 동일하거나 유사하게 제조될 수 있는 것이므로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 칫솔의 제조방법에 대한 보다 자세한 설명은 생략한다.

한편, 도시된 바는 없으나, 본 발명의 제3 실시예에 따른 칫솔의 바디 서포트(25)는 선단이 칫솔 헤드(11)의 배면으로부터 일정한 높이 돌출되는 길이를 가지도록 형성될 수 있다. 이렇게 바디 서포트(25)의 선단을 칫솔 헤드(11)의 배면으로부터 돌출시키면, 칫솔 헤드(11)의 배면으로부터 돌출된 바디 서포트(25)의 선단에 의하여 혀 세정(설태 제거 등)을 위한 혀 클리너(tongue cleaner)를 구성할 수 있다. 바디 서포트(25)의 돌출된 선단은 혀 세정 시에 부드럽게 닦이도록 둥근 형상으로 형성될 수 있다.

가압부(47)는, 바디 서포트(25)들이 칫솔 헤드(11)의 배면에 대응되는 돌출 높이를 가지도록 형성된 경우에는 앞서 설명한 바와 같이 제2 성형면(46)과 동일 평면을 이루도록 형성될 수 있으나, 바디 서포트(25)는 선단이 칫솔 헤드(11)의 배면으로부터 일정한 높이 돌출되는 길이를 가지도록 형성된 경우에는 바디 서포트(25)의 돌출된 선단이 긴밀히 삽입되는 홈으로 형성될 수 있다.

이상에서는 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 사상은, 각각 독립적으로 실시될 수도 있고, 둘 이상이 서로 조합되어 실시될 수도 있다.

5 : 용융층
10 : 칫솔대
11 : 칫솔 헤드
111A : 제2 테이퍼면
12 : 칫솔 핸들
20 : 헤드 인서트
21 : 인서트 바디
211 : 인서트 바디의 표면
212 : 인서트 바디의 이면
213A : 제1 테이퍼면
214 : 식모구멍
214A : 경사면
22, 23 : 결합턱
221, 231 : 결합턱의 용융부
222, 232 : 결합턱의 잔부
30 : 모 번들
40 : 인서트 사출금형
41 : 제1 금형
42 : 제1 성형면
43 : 개구
44 : 인서트 받침
45 : 제2 금형
46 : 제2 성형면
CA : 캐비티
PO : 칫솔모 포켓

Claims (16)

1. 식모구멍들이 두께방향으로 관통된 인서트 바디 및 상기 인서트 바디의 이면에 형성된 구조적 결합요소를 포함하는 헤드 인서트와; 각각 상기 식모구멍들에 삽입된 상태로 기저부가 상기 인서트 바디의 이면에 열융착에 의하여 부착되어 상기 인서트 바디의 표면 쪽에 칫솔모 영역을 형성하고, 상기 인서트 바디의 이면에 상기 열융착에 의하여 부착된 융착층이 상기 구조적 결합요소와 구조적으로 결합된 모 번들들과; 상기 헤드 인서트를 보유하는 칫솔 헤드로 구성되고,
   내벽의 일부가 상기 인서트 바디의 외곽영역에 위치된 식모구멍은 상기 인서트 바디의 외곽영역에 위치된 내벽의 일부가 내주 크기를 상기 인서트 바디의 이면 쪽에서 표면 쪽으로 갈수록 축소시키는 경사면으로 형성되어,
   일부 칫솔모가 상기 인서트 바디의 외곽영역에 위치된 모 번들은 상기 인서트 바디의 외곽영역에 위치된 일부 칫솔모가 상기 경사면에 의하여 상기 칫솔모 영역의 내측으로 기울어진,
   칫솔.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 구조적 결합요소는 상기 인서트 바디의 이면으로부터 돌출되어 상기 융착층에 매몰된 결합턱들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   칫솔.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 구조적 결합요소는, 상기 인서트 바디의 이면으로부터 돌출되고, 상기 열융착 시 용융되어 상기 기저부와 함께 상기 융착층을 형성하는 선단 쪽의 용융부 및 상기 용융부가 용융되고 남은 기저 쪽의 잔부로 구성되어, 상기 잔부가 상기 융착층에 매몰된 결합턱들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   칫솔.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 결합턱들은 상기 식모구멍 각각의 주위에 배치된 제1 턱들로 구성된 것을 특징으로 하는,
   칫솔.
5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 결합턱들은, 상기 식모구멍 각각의 주위에 배치된 제1 턱들 및 상기 식모구멍들 사이에 배치된 제2 턱들로 구성된 것을 특징으로 하는,
   칫솔.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 헤드 인서트와 상기 칫솔 헤드의 분리를 구조적으로 저지하는 구속수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   칫솔.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 칫솔 헤드에는 상기 헤드 인서트를 보유하는 인서트 홈이 형성되고,
   상기 구속수단은,
   상기 인서트 바디의 둘레에 상기 인서트 바디의 둘레 크기를 상기 인서트 바디의 이면 쪽에서 표면 쪽으로 갈수록 축소시키도록 형성된 제1 테이퍼면과;
   상기 인서트 홈에 상기 제1 테이퍼면과 대응하도록 형성되어 상기 제1 테이퍼면에 밀착된 제2 테이퍼면을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   칫솔.
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 헤드 인서트는, 상기 인서트 바디의 이면에 가장자리를 따라 세워져 상기 인서트 바디의 이면을 둘러싸는 벽체를 더 포함하는,
   칫솔.
10. 두께방향으로 관통되고 모 번들이 각각 삽입되는 식모구멍들을 가지며, 이면에 상기 모 번들들의 기저부가 열융착에 의하여 부착되는 인서트 바디와; - 여기서, 상기 모 번들들은 상기 인서트 바디의 이면에 부착된 때 상기 인서트 바디의 표면 쪽에 칫솔모 영역을 형성함 -
    상기 인서트 바디의 이면에 형성되고, 상기 인서트 바디의 이면에 상기 열융착에 의하여 부착되는 융착층과 구조적으로 결합되는 구조적 결합요소를 포함하고,
    내벽의 일부가 상기 인서트 바디의 외곽영역에 위치된 식모구멍은 상기 인서트 바디의 외곽영역에 위치된 내벽의 일부가 내주 크기를 상기 인서트 바디의 이면 쪽에서 표면 쪽으로 갈수록 축소시키는 경사면으로 형성되어,
    일부 칫솔모가 상기 인서트 바디의 외곽영역에 위치되는 모 번들은 상기 인서트 바디의 외곽영역에 위치되는 일부 칫솔모가 상기 경사면에 의하여 상기 칫솔모 영역의 내측으로 기울어지는,
    칫솔용 헤드 인서트.
11. 청구항 10에 기재된 인서트 바디와 구조적 결합요소를 포함하는 헤드 인서트를 준비하는 제1 단계와;
    준비된 상기 헤드 인서트의 식모구멍 각각에 모 번들을 삽입하고, 삽입된 상기 모 번들들의 기저부를 열융착에 의하여 상기 인서트 바디의 이면에 부착하여 상기 인서트 바디의 이면에 상기 열융착에 의하여 부착되는 융착층을 상기 구조적 결합요소와 결합시키는 제2 단계와;
    상기 제2 단계의 수행 후, 인서트 사출성형에 의하여 상기 헤드 인서트를 보유하는 칫솔 헤드를 성형하는 제3 단계를 포함하는,
    칫솔 제조방법.
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 식모구멍들이 두께방향으로 관통된 인서트 바디를 포함하는 헤드 인서트와; 각각 상기 식모구멍들에 삽입된 상태로 기저부가 상기 인서트 바디의 이면에 부착되어 상기 인서트 바디의 표면 쪽에 칫솔모 영역을 형성하는 모 번들들과; 상기 헤드 인서트를 보유하는 칫솔 헤드로 구성되고,
    내벽의 일부가 상기 인서트 바디의 외곽영역에 위치된 식모구멍은 상기 인서트 바디의 외곽영역에 위치된 내벽의 일부가 내주 크기를 상기 인서트 바디의 이면 쪽에서 표면 쪽으로 갈수록 축소시키는 경사면으로 형성되어,
    일부 칫솔모가 상기 인서트 바디의 외곽영역에 위치된 모 번들은 상기 인서트 바디의 외곽영역에 위치된 일부 칫솔모가 상기 경사면에 의하여 상기 칫솔모 영역의 내측으로 기울어진,
    칫솔.
16. 삭제

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