KR102223596B1 - 구강 케어 기구를 위한 필라멘트 및 구강 케어 기구 - Google Patents

Abstract

구강 케어 기구를 위한 필라멘트가 종축 및 종축에 실질적으로 수직한 평면 내에서 연장되는 실질적으로 십자-형상의 단면 영역을 갖는다. 십자-형상의 단면 영역은 4개의 돌출부 및 4개의 채널을 갖고, 돌출부 및 채널은 교번하는 방식으로 배열된다. 단면 영역은 외경을 갖고, 각각의 채널은 이웃한 그리고 수렴하는 돌출부에 의해 형성되는 오목한 만곡부를 갖는다. 오목한 만곡부는 약 0.015 mm 내지 약 0.12 mm 범위 내에 있는 반경을 갖고, 반경에 대한 외경의 비는 약 2.5 내지 약 12 범위 내에 있다.

Description

구강 케어 기구를 위한 필라멘트 및 구강 케어 기구

본 개시 내용은 구강 케어 기구(oral care implement)를 위한 필라멘트(filament)에 관한 것으로서, 필라멘트는 종축 및 종축에 실질적으로 수직한 평면 내에서 연장되는 실질적으로 십자(cross)-형상의 단면 영역을 갖는다. 본 개시 내용은 또한 구강 케어 기구를 위한 터프트(tuft) 및 헤드(head), 및 그러한 헤드를 포함하는 구강 케어 기구에 관한 것이다.

수동 및 전동 칫솔과 같은 구강 케어 기구를 위한 복수의 필라멘트로 구성되는 터프트가 당업계에 잘 알려져 있다. 일반적으로, 터프트는 사용자의 구강 내로 삽입되도록 의도되는 헤드의 강모 캐리어(bristle carrier)에 부착된다. 그립 손잡이(grip handle)가 보통 헤드에 부착되며, 이러한 손잡이는 칫솔질 중에 사용자에 의해 보유된다. 헤드는 손잡이에 영구적으로 연결되거나 반복적으로 부착가능하고 손잡이로부터 분리가능하다.

치아를 효과적으로 세정하기 위해, 필라멘트의 자유 단부와 치아 사이에 적절한 접촉 압력이 제공되어야 한다. 일반적으로, 접촉 압력은 필라멘트의 굽힘 강성(bending stiffness) 및 변위에 좌우되는 한편, 단일 필라멘트의 굽힘 강성은 그의 길이 및 단면적에 좌우된다. 보통, 보다 큰 길이를 가진 필라멘트가 보다 짧은 필라멘트에 비해 보다 낮은 굽힘 강성을 나타낸다. 그러나, 비교적 얇은 필라멘트가 쉽게 옆으로 휘어지는 경향이 있고, 비교적 낮은 굽힘 강성이 치아 표면 상에서의 플라크(plaque) 제거 효율의 감소, 및 치간(interdental) 침투 특성 및 세정 성능의 부족을 야기한다. 보다 긴 필라멘트의 굽힘 강성의 상기 감소를 보상하기 위해, 필라멘트의 단면적의 크기가 증가될 수 있다. 그러나, 비교적 굵은 필라멘트는 불쾌한 칫솔질 느낌을 생성하고, 구강 내에서 잇몸에 상처를 입히는 경향이 있을 수 있다. 또한, 보다 굵은 필라멘트는 감소된 굽힘 회복(bend recovery)을 나타낼 수 있고, 상기 필라멘트의 사용은 비교적 짧은 사용 시간 후에 터프트 패턴의 마모된 인상(worn-out impression)을 생성할 수 있다.

또한, 비-원형 단면 영역, 예컨대 다각형- 또는 십자-형상의 단면 영역을 생성하는, 그의 길이 연장부를 따른 프로파일(profile)을 갖는 필라멘트가 또한 당업계에 알려져 있다. 그러한 필라멘트는 정상 사용 중에 구강 케어 기구의 세정 특성을 개선할 것이다. 특히, 프로파일화된 에지(profiled edge)는 치아 표면 상의 플라크 및 다른 잔류물의 제거를 개선하기 위해 칫솔질 과정 중에 보다 강한 스크레이핑(scraping) 작용을 제공할 것이다.

이들 유형의 필라멘트를 포함하는 칫솔이 치아의 외측 협면(buccal face)을 적절히 세정하지만, 그들은 일반적으로, 치간 공간 내로의 침투가 여전히 비교적 어렵기 때문에, 인접치간(interproximal) 영역 및 입의 다른 접근하기 어려운 영역으로부터의 플라크 및 찌꺼기의 적절한 제거를 제공하기에 그다지 적합하지 않다. 또한, 제조 공정 중에 그리고 칫솔질 동작 중에, 십자-형상의 필라멘트/강모는 그들끼리 쉽게 얽힐 수 있으며, 이는 칫솔의 마모된 외양을 야기한다. 또한, 이들 필라멘트는 칫솔질 중에 치아 및 잇몸 표면으로부터 플라크 및 찌꺼기를 제거하기에 충분한 모세관 효과를 제공하지 못한다.

본 개시 내용의 목적은 위에 언급된 단점 중 적어도 하나를 극복하는 구강 케어 기구를 위한 필라멘트, 터프트 및 헤드를 제공하는 것이다. 본 개시 내용의 목적은 또한 그러한 헤드를 포함하는 구강 케어 기구를 제공하는 것이다.

일 태양에 따르면, 구강 케어 기구를 위한 필라멘트가 제공되며, 필라멘트는 종축 및 종축에 실질적으로 수직한 평면 내에서 연장되는 실질적으로 십자-형상의 단면 영역을 갖고, 십자-형상의 단면 영역은 4개의 돌출부(projection) 및 4개의 채널(channel)을 갖고, 돌출부 및 채널은 교번하는 방식으로 배열되고, 단면 영역은 외경을 갖고, 각각의 채널은 이웃한 그리고 수렴하는 돌출부에 의해 형성되는 오목한 만곡부(concave curvature)를 갖고, 오목한 만곡부는 곡률 반경을 갖고, 여기서 곡률 반경은 약 0.015 mm 내지 약 0.12 mm 범위 내에 있고, 곡률 반경에 대한 외경의 비는 약 2.5 내지 약 12 범위 내에 있다.

일 태양에 따르면, 그러한 필라멘트를 포함하는 구강 케어 기구를 위한 터프트 및 헤드가 제공된다.

일 태양에 따르면, 그러한 헤드를 포함하는 구강 케어 기구가 제공된다.

본 발명이 다양한 실시예 및 도면을 참조하여 더욱 상세히 후술된다.
도 1은 본 개시 내용에 따른 복수의 필라멘트를 포함하는 구강 케어 기구의 개략적인 사시도.
도 2는 도 1의 필라멘트의 개략적인 단면도.
도 3은 선행 기술에 따른 필라멘트의 개략적인 단면도.
도 4는 터프트의 예시적인 실시예의 개략적인 단면도.
도 5는 제1 비교예 실시예에 따른 터프트의 개략적인 단면도.
도 6은 제2 비교예 실시예에 따른 터프트의 개략적인 단면도.
도 7은 도 2에 따른 필라멘트의 칫솔질 결과가 2개의 비교예 실시예에 따른 필라멘트의 칫솔질 결과와 비교되는 다이어그램.
도 8은 도 2에 따른 필라멘트의 "슬러리 흡수 질량(slurry uptake mass)"이 2개의 비교예 실시예에 따른 필라멘트의 "슬러리 흡수 질량"과 비교되는 다이어그램.
도 9는 도 2에 따른 필라멘트의 "슬러리 흡수 속도(slurry uptake speed)"가 2개의 비교예 실시예에 따른 필라멘트의 "슬러리 흡수 속도"와 비교되는 다이어그램.
도 10은 선행 기술에 따른 다이아몬드-형상의 필라멘트의 개략적인 단면도.

본 개시 내용에 따른 필라멘트는 필라멘트의 주 연장부에 의해 한정되는 종축을 갖는다. 하기에서, 그의 종축을 따른 필라멘트의 연장부는 또한 "필라멘트의 종방향 연장부"로 지칭될 수 있다. 필라멘트는 종축에 실질적으로 수직한 평면 내에서 연장되는 단면 영역을 갖는다. 상기 단면 영역의 형상은 십자-형상이다. 십자-형상의 단면 영역은 4개의 돌출부 및 4개의 채널을 포함하며, 여기서 돌출부 및 채널은 교번하는 방식으로 배열된다. 2개의 이웃한 돌출부, 즉 상기 돌출부의 2개의 이웃한 측부 측방향 에지(side lateral edge)가 채널의 저부에서 수렴하고, "수렴 영역"을 한정한다. 이웃한 돌출부들은 오목한 만곡부, 즉 내향으로 만곡된 반경을 가진 만곡부가 채널의 저부에 형성되는 방식으로 상기 수렴 영역 내에서 수렴한다.

십자-형상의 단면 영역은 외경을 갖는다. 본 개시 내용의 맥락에서, 외경은 필라멘트의 단면 영역의 중심을 통과하는 그리고 그의 종점이 단면 영역의 최외측 원주 상에 놓이는 직선의 길이에 의해 한정된다. 바꾸어 말하면, 십자-형상의 단면 영역은 원 형태의 가상 외측 원주(즉, 외측 포락 원(outer envelope circle))를 갖고, 외경은 원의 중심을 통과하는 원의 최장 직선 선분으로 정의된다.

본 개시 내용에 따르면, 채널의 저부에 있는 오목한 만곡부의 곡률 반경은 약 0.015 mm 내지 약 0.12 mm 범위 내에 있고, 곡률 반경에 대한 외경의 비는 약 2.5 내지 약 12 범위 내에 있다. 대안적으로, 곡률 반경은 약 0.03 mm 내지 약 0.10 mm 범위 내에 있을 수 있고, 곡률 반경에 대한 외경의 비는 약 2.7 내지 약 9 범위 내에 있을 수 있다.

외경은 약 0.15 mm 내지 약 0.40 mm, 또는 약 0.19 mm 내지 약 0.38 mm 범위 내에 있을 수 있거나, 외경은 약 0.22 mm 내지 약 0.35 mm, 또는 약 0.24 mm 내지 약 0.31 mm 범위 내에 있을 수 있다.

놀랍게도, 그러한 필라멘트 기하학적 구조가 입 안에서의 칫솔 편안함을 유지하면서 개선된 세정 성능을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 또한, 그러한 기하학적 구조가 칫솔질 중에 필라멘트가 얽힐 가능성이 보다 낮기 때문에 필라멘트/터프트 마모의 외양을 감소시키는 데 도움을 주는 것으로 밝혀졌다. 또한, 칫솔 제조 공정 중의 그러한 필라멘트의 제조성이 개선된다.

약 0.015 mm 내지 약 0.12 mm, 또는 약 0.03 mm 내지 약 0.10 mm 범위 내에 있는, 채널의 저부에 있는 만곡부의 곡률 반경은 표준 십자-형상의 필라멘트에 비해 상대적으로 크다.

십자-형상의 단면 영역의 각각의 돌출부는 필라멘트의 종방향 연장부를 따라 2개의 외측 측방향 에지를 포함한다. 이들 측방향 에지는 치아 표면 상에 비교적 높은 집중된 응력을 생성하여 플라크를 붕괴시키고 제거할 수 있다. 외측 에지는 플라크 및 다른 찌꺼기가 더욱 효과적으로 느슨해지도록 하는 스크레이핑 효과를 제공할 수 있다. 채널의 저부에서의 비교적 큰 반경으로 인해, 치아 표면으로부터 플라크를 더욱 쉽게/효과적으로 느슨하게 하는/제거하는 증가된 강성/안정성이 돌출부에 제공된다. 그러면, 채널은 붕괴된 플라크를 포획할 수 있고, 그것을 치아로부터 멀어지게 이동시킬 수 있다.

또한, 특정 기하학적 구조의 반경으로 인해, 채널은 필라멘트가 보다 낮은 밀도로 터프트 내에 패킹되어(packed) 치아 칫솔질 과정 중에 훨씬 더 많은 치분(dentifrice)/치약이 보다 긴 기간 동안 필라멘트에 유지/부착되게 하는 것을 용이하게 할 수 있고, 치분이 확산되는 것을 방지할 수 있으며, 이는 전체 칫솔질 과정을 개선할 수 있다. 바꾸어 말하면, 치약이 채널 내에 보다 우수하게 수용되고, 치아와의 세정 접촉 시에, 직접 전달될 수 있어, 보다 큰 폴리싱(polishing) 효과가 달성되며, 이는 특히 치아 변색의 제거에 바람직하다.

또한, 터프트 내의 감소된 필라멘트 밀도는 치분이 필라멘트의 팁(tip)/자유 단부를 향해 유동하는 것을 가능하게 할 수 있는 개선된 모세관 작용을 제공할 수 있으며, 따라서 치분을 칫솔질 중에 치아 및 잇몸에 보다 우수하게 이용가능하게 할 수 있다. 또한, 그러한 모세관 효과는 치아 칫솔질 중에 플라크의 흡수를 추가로 용이하게 하여 전체 세정 성능/효율을 개선할 수 있다.

도 7에 도시되고 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 본 개시 내용에 따른 복수의 필라멘트를 포함하는 터프트는 원형 또는 통상적인 십자-형상의 필라멘트의 터프트에 비해 협면, 설면(lingual surface), 교합면(occlusal surface), 및 치간면(interdental surface)으로부터의 그리고 잇몸선(gumline)을 따른 개선된 플라크 제거를 제공한다.

또한, 과거에는, 통상적인 십자-형상의 필라멘트(예컨대, 도 3에 도시되고 추가로 후술되는 바와 같음)는 이들 유형의 필라멘트가 제조 및 칫솔질 둘 모두 중에 그들끼리 쉽게 얽힐 수 있는 단점을 갖는 것으로 확인되었다. 그러나, 놀랍게도, 본 개시 내용에 따른 필라멘트의 외측 표면의 특정 기하학적 구조/윤곽은 복수의 상기 필라멘트가 이른바 "피킹 공정(picking process)" 중에 조합되어 하나의 터프트를 형성할 때 필라멘트가 얽힐 가능성이 현저히 더 낮기 때문에 개선된 제조성을 허용하는 것으로 밝혀졌다.

또한, 약 0.015 mm 내지 약 0.12 mm, 또는 약 0.03 mm 내지 약 0.10 mm 범위 내의 비교적 큰 반경으로 인해, 칫솔 제조 공정 중에, 예컨대 스테이플링(stapling) 또는 핫 터프팅(hot tufting) 공정 중에 필라멘트가 피킹되고(picked) 칫솔 헤드의 장착 표면 상에 고정될 때 보다 적은 필라멘트 손상이 발생한다. 과거에는, 비교적 많은 수의 통상적인 십자-형상의 필라멘트가 피킹 공정 중에 손상되며, 특히 돌출부가 필라멘트로부터 이탈될 수 있거나, 필라멘트가 채널의 저부에 있는 수렴 영역 내에서 스플라이싱되는(spliced) 것으로 확인되었다. 스플라이싱된 필라멘트는 칫솔질 중에 구강 조직을 손상시킬 수 있는/구강 조직에 상처를 입힐 수 있는 비교적 예리한 에지를 제공할 수 있다.

십자-형상의 필라멘트의 돌출부는 외향 방향으로, 즉 단면 영역의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 그리고 외측 원주를 향해 반경방향으로 점차 테이퍼 형성될(taper radially off) 수 있다. 그러한 테이퍼 형성된 돌출부는 좁은 공간 및 다른 접근하기 어려운 영역에의 접근을 보장할 수 있고, 훨씬 더 깊이 그리고 효과적으로 치간 영역 내로 침투할/치간 영역에 진입할 수 있다. 십자-형상의 필라멘트의 굽힘 강성이 동일한 양의 재료로 제조된 원형-형상의 필라멘트에 비해 더 높기 때문에, 보다 높은 굽힘 강성이 필라멘트의 돌출부를 치간 영역 내로 더욱 쉽게 활주하게 할 수 있다.

돌출부는 약 6° 내지 약 25° 범위 내의 각도만큼 또는 약 8° 내지 약 20° 범위 내의 각도만큼 반경방향 외향으로 테이퍼 형성될 수 있다. 놀랍게도, 그러한 테이퍼 형성이 최적의 치간 침투 특성을 허용하는 것으로 밝혀졌다. 또한, 그러한 필라멘트는 인접한 필라멘트의 윤곽에 얽힘이 없이 터프트로 더욱 쉽게 번들화될(bundled) 수 있다.

각각의 돌출부는 2개의 서로 반대편에 있는 측방향 에지 사이에서 연장되는 폭 연장부를 갖는다. 상기 폭 연장부는 필라멘트의 외경의 약 6% 내지 약 15% 또는 약 8% 내지 약 12% 범위 내에 있을 수 있다. 상기 폭 연장부는 약 0.016 mm 내지 약 0.041 mm, 또는 약 0.021 mm 내지 약 0.033 mm 범위 내에 있을 수 있다. 그러한 필라멘트는 치아 윤곽에 보다 우수한 방식으로 맞춰지고 치간 공간 내로 더욱 쉽게 침투하여 플라크 및 다른 찌꺼기를 더욱 완전히 제거할 수 있다.

필라멘트는 실질적으로 원통형 필라멘트일 수 있으며, 즉 필라멘트는 실질적으로 원통형 외측 측방향 표면을 가질 수 있다. 바꾸어 말하면, 그의 종축을 따른 필라멘트의 단면 영역의 형상 및 크기는 실질적으로 변하지 않을 수 있으며, 즉 단면 영역의 형상 및 크기는 필라멘트의 종방향 연장부에 걸쳐 실질적으로 일정할 수 있다. 본 개시 내용의 맥락에서, 용어 "필라멘트의 외측 측방향 표면"은 그의 측부에서의 필라멘트의 임의의 외측 면 또는 표면을 의미한다. 이러한 유형의 필라멘트는 테이퍼 형성된 필라멘트에 비해 증가된 굽힘 강성을 제공할 수 있다. 보다 높은 굽힘 강성은 필라멘트가 치간 간극/공간 내로 침투하는 것을 용이하게 할 수 있다. 또한, 원통형 필라멘트는 일반적으로 천천히 마모되고, 이는 필라멘트의 보다 긴 수명을 제공할 수 있다.

원통형 필라멘트는 실질적으로 단부가 둥근 팁(end-rounded tip)/자유 단부를 가져서 부드러운 세정 특성을 제공할 수 있다. 단부가 둥근 팁은 칫솔질 중에 잇몸이 상처를 입는 것을 방지할 수 있다. 본 개시 내용의 맥락 내에서, 단부가 둥근 필라멘트는 여전히 실질적으로 원통형 필라멘트의 정의에 속할 것이다.

대안적으로, 필라멘트는 그의 종축을 따라 실질적으로 원통형 부분 및 테이퍼 형성된 부분을 포함할 수 있으며, 테이퍼 형성된 부분은 종방향으로 필라멘트의 자유 단부를 향해 테이퍼 형성되고, 원통형 부분은 본 개시 내용에 따른 단면 영역을 갖는다. 바꾸어 말하면, 필라멘트는 뾰족한 팁(pointed tip)을 갖는 테이퍼 형성된 필라멘트일 수 있다. 테이퍼 형성된 필라멘트는 칫솔질 중에 2개의 치아 사이의 영역 내로뿐만 아니라 치은낭(gingival pocket) 내로의 최적의 침투를 달성할 수 있고, 개선된 세정 특성을 제공할 수 있다. 테이퍼 형성된 필라멘트는 장착 표면 위로 연장되는, 약 8 mm 내지 16 mm 범위 내의, 선택적으로 약 12.5 mm의 전체 길이, 및 필라멘트의 팁으로부터 측정되는, 약 5 mm 내지 약 10 mm 범위 내의 테이퍼 형성된 부분을 가질 수 있다. 뾰족한 팁은 바늘 형상일 수 있고, 분할된(split) 또는 깃 모양(feathered) 단부를 포함할 수 있다. 테이퍼 형성 부분은 화학적 및/또는 기계적 테이퍼 형성 공정에 의해 생성될 수 있다.

필라멘트는 카올린 점토와 같은 연마재를 갖거나 갖지 않는 폴리아미드, 예컨대 나일론, 카올린 점토와 같은 연마재를 갖거나 갖지 않는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)로, 그리고/또는 외측 표면에서 착색된 폴리아미드 표시기 재료, 예컨대 나일론 표시기 재료로 제조될 수 있다. 폴리아미드 표시기 재료 상의 착색은 필라멘트가 일정 기간에 걸쳐 사용됨에 따라 천천히 마모되어 필라멘트가 마모되는 정도를 표시할 수 있다.

필라멘트는 상이한 재료의 적어도 2개의 세그먼트(segment)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 세그먼트는 열가소성 탄성중합체 재료(TPE)를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 세그먼트는 카올린 점토와 같은 연마재를 갖거나 갖지 않는 폴리아미드, 예컨대 나일론, 카올린 점토와 같은 연마재를 갖거나 갖지 않는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 또는 외측 표면에서 착색된 폴리아미드 표시기 재료, 예컨대 나일론 표시기 재료를 포함할 수 있다. 이들 적어도 2개의 세그먼트는 병렬(side-by-side) 구조로 또는 코어-시스(core-sheath) 구조로 배열될 수 있으며, 이는 전체 필라멘트의 강성을 감소시킬 수 있다. 보다 경질의 재료, 예컨대 폴리아미드 또는 PBT를 포함하는 내측/코어 세그먼트를 가진, 그리고 코어 세그먼트를 둘러싸고 보다 연질의 재료, 예컨대 TPE를 포함하는 외측/시스 세그먼트를 가진 코어-시스 구조가 필라멘트에 비교적 연질의 외측 측방향 표면을 제공할 수 있으며, 이는 부드러운 세정 특성을 생성할 수 있다.

필라멘트는 불화물, 아연, 스트론튬 염, 향미료, 실리카, 피로인산염, 과산화수소, 질산칼륨 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 불화물은 광화 효과(mineralization effect)를 제공할 수 있으며, 따라서 충치(tooth decay)를 예방할 수 있다. 아연은 사용자의 면역 체계를 강화시킬 수 있다. 과산화수소는 치아를 표백/미백할 수 있다. 실리카는 치아 플라크 및 찌꺼기를 더욱 효과적으로 제거하는 연마 효과를 가질 수 있다. 피로인산염은 잇몸선을 따른 새로운 플라크, 타르타르(tartar) 및 치석(dental calculus)의 형성을 억제할 수 있다. 피로인산염을 포함하는 필라멘트는 입의 잇몸 및 점막의 염증에 대한 지속적인 보호를 제공할 수 있다.

복수의 그러한 필라멘트가 터프트를 형성하기 위해 함께 번들화되는 경우, 그들은 터프트의 외측 측방향 표면에 있는 필라멘트가 잇몸선을 따른 플라크, 타르타르 및 치석의 형성을 억제하기 위해 피로인산염을 포함할 수 있는 반면, 터프트의 중심에 배열되는 필라멘트가 칫솔질 과정 중에 치아를 광화시키기 위해 불화물을 포함할 수 있는 방식으로 배열될 수 있다.

위에 열거된 성분 중 적어도 하나가 시스 상에, 즉 필라멘트의 외측 세그먼트 상에 코팅될 수 있다. 바꾸어 말하면, 터프트의 필라멘트 중 적어도 일부는, 내측/코어 세그먼트가 TPE, 폴리아미드 또는 PBT를 포함할 수 있고 외측/시스 세그먼트가 위에 열거된 성분 중 적어도 하나를 포함할 수 있는 코어-시스 구조를 포함할 수 있다. 그러한 코어-시스 구조는 성분(들)을 비교적 높은 농도로 치아에 직접 이용가능하게 할 수 있으며, 즉 이러한 성분(들)은 칫솔질 중에 치아와 직접 접촉할 수 있다.

대안적으로, 위에 열거된 성분 중 적어도 하나는 TPE, 폴리아미드, 예컨대 나일론, 및/또는 PBT와 공압출될 수 있다. 그러한 실시예는 필라멘트 재료가 사용 중에 천천히 마모될 때 이러한 성분(들)을 치아에 점차적으로 이용가능하게 할 수 있다.

전술된 실시예 중 임의의 것에 따른 복수의 필라멘트가 함께 번들화되어 구강 케어 기구에 부착되는 터프트를 형성할 수 있다. 구강 케어 기구는 손잡이 및 헤드를 포함하는 칫솔일 수 있다. 헤드는 손잡이로부터 연장되고, 반복적으로 손잡이에 부착가능하고 손잡이로부터 분리가능할 수 있거나, 헤드는 손잡이에 분리 불가능하게 연결될 수 있다. 칫솔은 전동 또는 수동 칫솔일 수 있다.

헤드는 실질적으로 원형 또는 타원형 형상을 갖는 강모 캐리어를 포함할 수 있다. 그러한 강모 캐리어는 회전 진동 운동을 수행할 수 있는 전동 칫솔을 위해 제공될 수 있다. 전동 칫솔의 강모 캐리어는 진동 방식으로 운동 축을 중심으로 회전하고 운동 축을 따라 축방향으로 이동하도록 구동될 수 있으며, 여기서 그러한 운동 축은 강모 캐리어의 상부 상단 표면에 의해 한정되는 평면에 실질적으로 수직하게 연장될 수 있다. 본 개시 내용에 따른 복수의 필라멘트를 포함하는 하나 이상의 터프트(들)가 강모 캐리어에 부착될 수 있다. 상기 터프트(들)는 헤드의 회전 진동 운동 중에 필라멘트 돌출부가 치간 영역 및 도달하기 어려운 영역 내로 더욱 쉽게 침투하도록 허용할 수 있으며, 이는 헤드의 추가로 개선된 세정 특성을 제공할 수 있다. 치아 표면에 실질적으로 수직한 필라멘트의 진동 동작에 의해 플라크 및 다른 잔류물이 느슨해질 수 있는 반면, 회전 운동은 플라크 및 추가의 잔류물을 쓸어낼 수 있다.

본 개시 내용에 따른 터프트는 약 40% 내지 약 60%, 또는 약 45% 내지 약 55% 범위 내의, 또는 약 45%의 패킹률(packing factor)을 가질 수 있다. 놀랍게도, 본 개시 내용에 따른 필라멘트는 2개의 인접한 필라멘트 사이의 간극이 최대화될 수 있기 때문에 터프트 내의 필라멘트의 그러한 비교적 낮은 패킹률을 허용할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 본 개시 내용의 맥락에서, 용어 "패킹률"은 터프트 구멍 내의 필라멘트의 횡단면적의 총합을 터프트 구멍의 횡단면적으로 나눈 것으로 정의된다. 스테이플과 같은 앵커(anchor)가 터프트를 터프트 구멍 내에 장착하기 위해 사용되는 실시예에서, 고정 수단의 면적은 터프트 구멍의 횡단면적으로부터 제외된다. 약 45%의 패킹률은 필라멘트가 여전히 외측 측방향 표면의 일부분을 따라 서로 접촉한 상태에서 터프트 내의 특정 공극 체적(void volume)을 이용할 수 있게 한다. 공극 체적은 더 많은 치약을 치아 칫솔질 과정에 전달할 수 있고, 치약은 보다 긴 기간 동안 치아와 상호작용할 수 있으며, 이는 개선된 치아 칫솔질 효과에 기여한다. 또한, 공극 체적, 즉 필라멘트 사이의 공간은 개선된 모세관 작용으로 인해 느슨해진 플라크의 증가된 흡수를 가능하게 한다.

놀랍게도, 이러한 공극 체적은 본 개시 내용에 따른 필라멘트를 사용함으로써 달성될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 필라멘트가 여전히 서로 접촉한 상태에서 공극 영역(void area)을 이용할 수 있게 하는 것이 중요한 것으로 밝혀졌다. 규제 요건에 순응하고 전체 외양에 관하여 소비자에 의해 인정받는 칫솔을 생성하기 위해, 전형적으로 높은 패킹률(둥근 필라멘트에 대해 약 70% 내지 약 80%; 다이아몬드-형상의 필라멘트에 대해 약 80%; 삼엽형(trilobal) 필라멘트에 대해 약 89%)이 필요하다. 스테이플링 공정에 의해 제조되는 칫솔에 관하여, 약 70% 미만의 패킹률이 터프트 구멍 내에 불충분하게 압축된 필라멘트를 생성하여, 불충분한 터프트 보유를 제공한다. 결과적으로, 둥근 필라멘트에 약 70% 미만의 패킹률이 제공되는 경우에 규제 요건이 충족되지 않는다. 핫 터프팅된 칫솔에 대해, 약 70% 미만의 패킹률이 오버 몰딩(over molding) 공정 중에 플라스틱 용융물이 터프트 내로 진입하도록 허용할 것인데, 왜냐하면 용융물의 압력이 터프트의 필라멘트를 필라멘트가 서로 접촉할 때까지 한쪽으로 밀어내기 때문이다. 이에 의해, 잇몸에 상처를 입힐 수 있는/잇몸을 손상시킬 수 있는 이른바 폴리스파이크(polyspike)가 형성되어, 안전하지 못한 제품을 생성한다. 규제 및 안전 측면 외에, 둥근 필라멘트의 낮게 패킹된 터프트는 "거친(wild)" 그리고 파괴된 외양을 가질 것이고, 소비자에 의해 인정받지 못할 것이다. 그러나, 본 개시 내용에 따른 필라멘트의 사용에 의해, 낮은 패킹률이 허용가능한 전체 외양을 갖는 순응적이고 안전한 제품에 대해 달성될 수 있다.

약 40% 내지 약 60%, 또는 약 45% 내지 약 55% 범위 내의, 또는 약 45%의 비교적 낮은 패킹률은 개선된 칫솔질 효율성, 즉 개선된 모세관 효과로 인한 치아의 표면 및 잇몸으로부터의 플라크 및 찌꺼기의 보다 우수한 제거를 제공할 수 있다. 이들 모세관 효과는 치분이 필라멘트의 팁/자유 단부를 향해 유동하는 것을 가능하게 할 수 있고, 따라서 치분을 칫솔질 중에 치아 및 잇몸에 더 잘 이용가능하게 할 수 있다. 동시에, 치아 및 잇몸 표면으로부터의 플라크 및 찌꺼기의 흡수가 개선된다.

또한, 필라멘트의 십자-형상의 기하학적 구조로 인해, 각각의 단일 필라멘트는 동일한 양의 재료로 제조될 때 원형 형상의 필라멘트보다 강성이다. 그러나, 약 40% 내지 약 60%, 또는 약 45% 내지 약 55% 범위 내의, 또는 약 45%의 낮은 패킹률로 인해, 본 개시 내용에 따른 필라멘트로 제조된 전체 터프트의 강성이 원형 형상의 필라멘트의 터프트에 비해 감소된다. 이는 증가된 세정 효율을 제공하면서 칫솔질 중에 개선된 감각 경험을 생성한다.

구강 케어 기구를 위한 헤드에 부착되는 적어도 하나의 터프트는 종축 및 상기 종축에 수직한 평면 내에서 연장되는 단면 영역을 가질 수 있다. 복수의 필라멘트는 터프트의 단면 영역이 터프트를 구성하는 각각의 개별 필라멘트의 각각의 형상의 확대된 형상(scaled up shape)을 갖는 방식으로 배열될 수 있다. 바꾸어 말하면, 터프트는 그의 필라멘트의 확대된 형태이며, 즉 터프트의 단면 영역의 형상은 각각의 개별 필라멘트와 실질적으로 동일하지만 보다 큰 크기의 십자-형상의 단면 영역을 가질 수 있다. 터프트의 단면 영역의 형상은 그의 필라멘트의 단면 영역의 형상에 대응할 수 있다. 본 개시 내용의 맥락에서, 용어 "확대된 형상을 갖는 단면 영역"은 동일한 형상을 포함하지만 증가된 크기의 단면 영역을 의미한다. 바꾸어 말하면, 형상의 유형은 동일할 수 있지만, 단면 영역의 크기는 상이하며, 즉 증가된다. 터프트의 단면 영역의 외측 원주에서 2개의 인접한 개별 필라멘트 사이에 존재할 수 있는 임의의 간극, 불규칙부, 릴리프(relief) 또는 슬롯(slot)이 상기 단면 영역의 실질적인 형상에 기여하지 않으며, 따라서 무시될 것이다.

그러한 터프트는 증가된 세정 특성을 제공할 수 있다. 개별 필라멘트의 특정 형상/기하학적 구조는 원형 또는 통상적인 십자-형상의 단면 영역을 가진 보통의 필라멘트의 특성과 상이한 특정 세정 특성을 갖는다. 이들 특정 세정 특성은 필라멘트가 각각의 개별 필라멘트의 단면 형상의 확대된 형태인 전체 터프트의 단면 형상을 형성하도록 하는 방식으로 필라멘트를 배열함으로써 향상될 수 있다. 또한, 각각의 단일 필라멘트의 특정 기하학적 구조가 일반적으로 사용자에게 가시적이지 않을 수 있기 때문에, 본 개시 내용에 따른 터프트는 사용자에게 각각의 기하학적 구조 및 그에 따른 상기 터프트를 구성하는 필라멘트의 대응하는 세정 특성을 전달할 수 있다.

필라멘트 및 터프트 각각은 비-원형 형상을 가진 단면 영역을 각각 갖기 때문에, 필라멘트 및 전체 터프트는 칫솔질 과정 중에 이방성 굽힘 강성 특성을 제공할 수 있다. 주어진 접촉 압력이 필라멘트/터프트의 자유 단부에 인가되는 경우에, 필라멘트/터프트의 편향/변위의 양은 필라멘트/터프트의 직경/반경에 좌우된다. 직경/반경이 작을수록, 필라멘트/터프트의 자유 단부의 편향/변위가 커지고, 반대로, 직경/반경이 클수록, 필라멘트/터프트의 자유 단부의 편향/변위가 작아진다. 터프트는, 보다 큰 세정력이 필요할 수 있는 방향으로 보다 높은 굽힘 강성이 제공되는 방식으로 헤드의 장착 표면 상에 배열될 수 있다. 부드러운 세정력 또는 마사지 효과(massaging effect)가 요구될 수 있는 방향으로 보다 낮은 굽힘 강성이 제공될 수 있다.

본 개시 내용에 따른 구강 케어 기구를 위한 헤드는 적어도 하나의 터프트 구멍, 예컨대 단부가 막힌 보어(blind-end bore)가 제공되는 강모 캐리어를 포함할 수 있다. 본 개시 내용에 따른 복수의 필라멘트를 포함하는 터프트가 스테이플링 공정/앵커 터프팅(anchor tufting) 방법에 의해 상기 터프트 구멍 내에 고착/고정될 수 있다. 이는 터프트의 필라멘트가 예를 들어 금속으로 제조되는 앵커, 예컨대 앵커 와이어(anchor wire) 또는 앵커 플레이트(anchor plate) 주위에서 실질적으로 U-형상의 방식으로 굽혀지는/접히는 것을 의미한다. 앵커와 함께 필라멘트는 앵커가 터프트 구멍의 대향하는 측벽 내로 침투함으로써 필라멘트를 강모 캐리어에 고정/고착/체결하도록 터프트 구멍 내로 밀어넣어진다. 앵커는 적극적인 마찰 맞물림에 의해 대향하는 측벽 내에 고정될 수 있다. 터프트 구멍이 단부가 막힌 보어인 경우에, 앵커는 필라멘트를 보어의 저부에 맞대어 유지시킨다. 바꾸어 말하면, 앵커는 U-형상의 굽힘부 위에 실질적으로 수직한 방식으로 놓일 수 있다. 터프트의 필라멘트가 앵커 주위에서 실질적으로 U-형상의 구성으로 굽혀지기 때문에, 각각의 필라멘트의 제1 가지부(limb) 및 제2 가지부가 강모 캐리어로부터 필라멘트 방향으로 연장된다. 스테이플링 공정에 사용될 수 있거나/사용하기에 적합한 필라멘트 유형이 또한 "양면 필라멘트(two-sided filament)"로 불린다. 스테이플링 공정에 의해 제조되는 구강 케어 기구를 위한 헤드는 비교적 저-비용 및 시간-효율적 방식으로 제공될 수 있다. 본 개시 내용에 따른 필라멘트의 개선된 기하학적 구조로 인해, 스테이플링 공정 중에 필라멘트가 피킹되고 칫솔 헤드의 장착 표면 상에 고정될 때 보다 적은 필라멘트가 예컨대 슬라이싱(slicing)에 의해 손상된다. 또한, 복수의 필라멘트가 피킹되어 하나의 터프트를 형성할 때 보다 적은 필라멘트가 이웃한 필라멘트의 외측 표면에 얽힌다.

대안적으로, 적어도 하나의 터프트는 핫 터프팅 공정에 의해 헤드에 부착/고정될 수 있다. 구강 케어 기구의 헤드를 제조하는 하나의 방법은 하기의 단계를 포함할 수 있다: 첫째, 본 개시 내용에 따른 원하는 양의 필라멘트를 제공함으로써 적어도 하나의 터프트가 형성될 수 있다. 둘째, 터프트가 주형 공동(mold cavity) 내에, 헤드에 부착될 예정인 필라멘트의 단부가 상기 공동 내로 연장되도록, 배치될 수 있다. 셋째, 헤드, 또는 헤드 및 손잡이를 포함하는 구강 케어 기구 몸체가 주형 공동 내로 연장되는 필라멘트의 단부 주위에 사출 성형 공정에 의해 형성됨으로써, 적어도 하나의 터프트를 헤드 내에 고정시킬 수 있다. 대안적으로, 구강 케어 기구의 나머지 부분이 형성될 수 있기 전에, 헤드의 제1 부분 - 이른바 "시일플레이트(sealplate)" - 을 주형 공동 내로 연장되는 필라멘트의 단부 주위에 사출 성형 공정에 의해 형성함으로써 터프트가 고정될 수 있다. 사출 성형 공정을 시작하기 전에, 주형 공동 내로 연장되는 적어도 하나의 터프트의 단부가 선택적으로 용융되거나 융합 접합되어(fusion-bonded) 필라멘트를 융합된 매스(mass) 또는 볼(ball)로 함께 결합시켜, 융합된 매스 또는 볼이 공동 내에 위치되게 할 수 있다. 적어도 하나의 터프트는 구강 케어 기구의 완성된 헤드 상의 터프트의 원하는 위치에 대응하는 막힌 구멍을 갖는 주형 바아(mold bar)에 의해 주형 공동 내에 유지될 수 있다. 바꾸어 말하면, 핫 터프팅 공정에 의해 헤드에 부착되는 적어도 하나의 터프트의 필라멘트는 그들의 길이를 따른 중간 부분에서 접어서 겹치지 않을 수 있고 앵커/스테이플의 사용에 의해 헤드 내에 장착되지 않을 수 있다. 적어도 하나의 터프트는 무앵커(anchor free) 터프팅 공정에 의해 헤드 상에 장착될 수 있다. 핫 터프팅 제조 공정은 복잡한 터프트 기하학적 구조를 허용한다. 예를 들어, 터프트는 그의 자유 단부에서, 즉 그의 상부 상단 표면에서, 치아의 윤곽에 최적으로 맞춰지도록 그리고 치간 침투를 추가로 향상시키도록 형상화될 수 있는 특정 토포그래피(topography)/기하학적 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 토포그래피는 하나 또는 두 방향으로 모따기(chamfered) 또는 둥글게 되거나, 뾰족하게 될 수 있고, 또는 선형으로 오목하게 또는 볼록하게 형성될 수 있다. 본 개시 내용에 따른 필라멘트의 개선된 기하학적 구조로 인해, 핫-터프팅 공정 중에 필라멘트가 피킹되고 칫솔 헤드의 장착 표면 상에 고정될 때 보다 적은 필라멘트가 예컨대 슬라이싱에 의해 손상된다. 또한, 복수의 필라멘트가 피킹되어 하나의 터프트를 형성할 때 보다 적은 필라멘트가 이웃한 필라멘트의 외측 표면에 얽힌다.

하기는 본 개시 내용에 따른 구강 케어 기구 및 그의 부분의 예시적인 실시예의 비제한적인 논의이며, 여기서 도면이 참조된다.

도 1은 손잡이(12) 및 손잡이(12)로부터 종방향으로 연장되는 헤드(14)를 포함하는 수동 또는 전동 칫솔(10)일 수 있는 구강 케어 기구(10)의 하향식(top-down) 사시도를 도시한다. 헤드(14)는 손잡이(12)에 가까운 기단부(41), 및 손잡이(12)로부터 가장 멀리 떨어진, 즉 기단부(41) 반대편의 말단부(40)를 갖는다. 헤드(14)는 실질적으로, 길이 연장부(52) 및 길이 연장부(52)에 실질적으로 수직한 폭 연장부(51)를 가진 타원형의 형상을 가질 수 있다. 본 개시 내용에 따른 복수의 필라멘트(20)를 갖는 복수의 터프트(16)가 핫 터프팅 또는 스테이플링 공정에 의해 헤드(14)에 고정될 수 있다. 터프트(16)는 헤드(14)의 장착 표면(18)으로부터 실질적으로 직교하는 방식으로 연장될 수 있다.

도 1에 예시된 바와 같은 터프트(16)는 복수의 단부가 둥근 필라멘트(20)를 포함하며, 그들 중 하나가 도 2에 도시되어 있다. 대안적으로, 필라멘트(20)는 종축을 따라 실질적으로 원통형 부분 및 테이퍼 형성된 부분을 포함하는 테이퍼 형성된 필라멘트일 수 있다. 테이퍼 형성된 부분은 필라멘트(20)의 자유 단부를 향해 테이퍼 형성되고, 원통형 부분은 본 개시 내용에 따른 단면 영역(22)을 갖는다. 복수의 필라멘트(20)는 터프트(16)가 각각의 개별 필라멘트(20)의 형상의 확대된 형상을 가진 단면 영역(32)을 갖는 방식으로 배열된다. 바꾸어 말하면, 터프트(16)의 단면 영역(32)의 형상은 각각의 개별 필라멘트(20)의 단면 영역(22)의 형상에 대응한다. 터프트(16)는 약 40% 내지 약 60%, 또는 약 45% 내지 약 55% 범위 내의 패킹률을 가질 수 있다. "패킹률"은 필라멘트(20)의 단면 영역(22)의 총합을 터프트 구멍의 단면적으로 나눈 것으로 정의된다.

도 2는 본 개시 내용에 따른 필라멘트(20)의 개략적인 단면도를 도시한다. 필라멘트(20)는 종축 및 종축에 실질적으로 수직한 평면 내에서 연장되는 실질적으로 십자-형상의 단면 영역(22)을 갖는다. 십자-형상의 단면 영역(22)은 4개의 돌출부(24) 및 4개의 채널(26)을 갖는다. 돌출부(24) 및 채널(26)은 교번하는 방식으로 배열된다. 각각의 돌출부(24)는 약 6° 내지 약 25° 또는 약 8° 내지 약 20° 범위 내의 각도 α만큼 외향 방향으로 테이퍼 형성된다.

단면 영역(22)은 필라멘트의 단면 영역(22)의 중심(36)을 통과하는 외경(28)을 갖는다. 외경(28)의 종점은 단면 영역(22)의 최외측 원주(38) 상에 놓인다. 외경(28)은 약 0.15 mm 내지 약 0.40 mm, 약 0.19 mm 내지 약 0.38 mm, 약 0.22 mm 내지 약 0.35 mm, 또는 약 0.24 mm 내지 약 0.31 mm 범위 내의 길이 연장부를 갖는다.

또한, 각각의 채널(26)은 오목한 만곡부(34), 즉 단면 영역(22)의 중심(36)을 향해 내향으로 만곡되는 만곡부를 갖는다. 오목한 만곡부(34)는 2개의 이웃한 그리고 수렴하는 돌출부(24)에 의해 각각의 채널(26)의 저부에 형성된다. 오목한 만곡부(34)는 약 0.015 mm 내지 약 0.12 mm 범위 내에 있는 곡률 반경(30)을 갖고, 곡률 반경(30)에 대한 외경(28)의 비는 약 2.5 내지 약 12 범위 내에 있다. 대안적으로, 곡률 반경(30)은 약 0.03 mm 내지 약 0.10 mm 범위 내에 있고, 곡률 반경(30)에 대한 외경(28)의 비는 약 2.7 내지 약 9 범위 내에 있다.

각각의 돌출부는 2개의 서로 반대편에 있는 측방향 에지(44) 사이에서 연장되는 폭 연장부(42)를 갖고, 폭 연장부(42)는 필라멘트(20)의 외경(28)의 약 6% 내지 약 15%, 또는 약 8% 내지 약 12% 범위 내로 한정된다. 예를 들어, 폭 연장부(42)는 약 0.016 mm 내지 약 0.041 mm, 또는 약 0.021 mm 내지 약 0.033 mm 범위 내에 있을 수 있다. 각각의 돌출부(24)는 약 0.02 mm의 곡률 반경(46)을 가진 만곡부를 갖도록 단부가 둥글게 될 수 있다.

도 3은 선행 기술에 따른 십자-형상의 필라멘트(54)의 개략적인 단면도를 도시한다. 필라멘트(54)는 하기의 치수를 포함한다:

외경(56): 0.295 mm

오목한 만곡부의 곡률 반경(58): 0.01 mm

오목한 만곡부의 곡률 반경(58)에 대한 외경(56)의 비: 29.5

돌출부의 테이퍼 형성 α: 15°

단부가 둥근 돌출부의 만곡부의 곡률 반경(60): 0.02 mm

돌출부의 단부가 둥근 부분이 시작되기 전의 각각의 돌출부의 최외측 부분에서의 폭 연장부(62): 0.04 mm

내경(64): 0.1 mm.

도 4는 본 개시 내용에 따른 터프트(66)의 예시적인 실시예 1의 개략적인 단면도를 도시한다. 터프트(66)는 약 49%의 패킹률을 갖는다. 터프트(66)의 필라멘트(68)는 하기의 치수를 갖는다:

외경(28): 0.309 mm

오목한 만곡부의 곡률 반경(30): 0.06 mm

오목한 만곡부의 곡률 반경(30)에 대한 외경(28)의 비: 5.15

돌출부의 테이퍼 형성 α: 10°

단부가 둥근 돌출부의 만곡부의 곡률 반경(46): 0.02 mm

돌출부의 단부가 둥근 부분이 시작되기 전의 각각의 돌출부의 최외측 부분에서의 폭 연장부(42): 0.04 mm

내경(70): 0.12 mm.

도 5는 선행 기술에 따른 복수의 원형 필라멘트(74)를 포함하는 터프트(72)의 개략적인 단면도를 도시한다. 필라멘트(74)의 직경은 약 0.178 mm(7 밀(mil))이다. 그러한 터프트(72)는 약 77%의 패킹률을 갖는다(비교예 2).

도 6은 도 3에 따른 복수의 필라멘트(54)를 포함하는 터프트(76)의 개략적인 단면도를 도시한다. 그러한 터프트(76)는 약 58%의 패킹률을 갖는다(비교예 3).

비교 실험

로봇 시험:

복수의 필라멘트(68)를 포함하는 도 4에 따른 터프트(66)(터프트의 직경: 1.7 mm)(예시적인 실시예 1), 복수의 필라멘트(74)를 포함하는 도 5에 따른 터프트(72)(터프트의 직경: 1.7 mm)(비교예 2), 및 복수의 필라멘트(54)를 포함하는 도 6에 따른 터프트(76)(터프트의 직경: 1.7 mm)(비교예 3)를 의치(타이포돈트(typodont)) 상에서의 플라크 대체물 제거의 그들의 효율에 관하여 비교하였다.

하기의 조건(표 1 참조) 하에서 로봇 시스템 쿠카(KUKA) 3을 사용하여 칫솔질 시험을 수행하였다:

[표 1]

도 7은 각각 모든 치아 표면(78), 협면(80), 설면(82), 설면 및 협면(84), 교합면(86), 잇몸선(88) 및 치간면(90)에 관하여, 예시적인 실시예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 플라크 대체물 제거의 양을 % 단위로 도시한다.

도 7은 예시적인 실시예 1이 모든 치아 표면(78), 협면(80), 설면(82), 설면 및 협면(84), 교합면(86), 잇몸선(88) 및 치간면(90)에 관하여, 비교예 2 및 비교예 3에 비해 현저히 개선된 플라크 제거 특성을 제공하는 것을 명확하게 보여준다. 세정 성능의 가장 현저한 개선은 각각 22% 및 9%의 개선을 가진 교합면(86) 상에서 발생하였다.

슬러리 흡수 시험:

도 8은 본 개시 내용에 따른 필라멘트를 포함하고 약 46%의 패킹률을 갖는 터프트(터프트의 직경: 1.7 mm)(예시적인 실시예 4)의 "슬러리 흡수 질량"이 다이아몬드 형상의 필라멘트(도 10 참조)를 포함하고 약 80%의 패킹률을 갖는 터프트(터프트의 직경: 1.7 mm)(비교예 5)의 "슬러리 흡수 질량" 및 비교예 2에 따른 터프트(72)의 "슬러리 흡수 질량"과 비교되는 다이어그램을 도시한다.

예시적인 실시예 4의 필라멘트는 하기의 치수를 갖는다:

외경: 0.269 mm

오목한 만곡부의 곡률 반경: 0.05 mm

오목한 만곡부의 곡률 반경에 대한 외경의 비: 5.38

돌출부의 테이퍼 형성 α: 14°

단부가 둥근 돌출부의 만곡부의 곡률 반경: 0.0145 mm

돌출부의 단부가 둥근 부분이 시작되기 전의 각각의 돌출부의 최외측 부분에서의 폭 연장부: 0.029 mm

내경: 0.102 mm

비교예 5의 필라멘트는 하기의 치수를 갖는다(도 10):

보다 긴 대각선 길이(92): 0.29 mm

보다 짧은 대각선 길이(94): 0.214 mm

도 9는 예시적인 실시예 4의 "슬러리 흡수 속도"가 비교예 2 및 비교예 5의 "슬러리 흡수 속도"와 비교되는 다이어그램을 도시한다.

시험 설명:

예시적인 실시예 4와 비교예 2 및 비교예 5에 따른 터프트를 포함하는 칫솔 헤드를 필라멘트가 아래를 향하는 상태로 수평 위치로 고정시켰다. 치약 슬러리(치약:물 = 1:3)의 그릇을 칫솔 헤드 바로 아래에 저울(scale)과 함께 배치하였다. 저울을 사용하여 그릇 내의 슬러리의 양을 측정하였다. 시험을 시작하였을 때, 칫솔을 100 mm/초로 아래로 이동시켰고 슬러리 내에 2 mm 깊이로 담갔다. 이어서, 칫솔을 치약 슬러리 내에 5초 동안 유지시켰고, 다시 100 mm/분으로 빼내었다. 수직 방향으로의 힘을 시간 경과에 따라 측정하였다.

도 8 및 도 9는 예시적인 실시예 4가 비교예 2 및 비교예 5에 비해 질량 및 속도 면에서 현저히 개선된 "슬러리 흡수"를 제공하는 것을 명확히 보여준다. 예시적인 실시예 4의 터프트 내의 증가된 공극 체적은 개선된 모세관 작용을 가능하게 한다. 이는 치약이 보다 길게 치아 칫솔질 과정과 상호작용하도록/치아 칫솔질 과정에 기여하도록 치약(슬러리)의 증가된 흡수로 이어진다. 예시적인 실시예 4의 터프트는 약 50% 더 높은 흡수 속도로 약 50% 더 많은 치약 슬러리를 흡수할 수 있으며, 이는 치아 세정 효과를 개선한다. 바꾸어 말하면, 더 많은 치약을 치아 칫솔질 과정에 전달하는 것 외에, 예시적인 실시예 4의 터프트 내의 특정 공극 체적은 또한 느슨해진 플라크의 증가된 흡수를 가능하게 한다. 이는 보다 낮은 패킹률을 가능하게 하는 본 개시 내용에 따른 십자-형상의 필라멘트를 포함하는 칫솔의 전반적으로 개선된 임상 성능을 생성한다.

본 개시 내용의 맥락에서, 용어 "실질적으로"는, 이론상으로는 정확한 대응 또는 거동을 나타낼 것으로 예상될 것이지만, 실제로는 정확한 것보다 약간 덜한 어떤 것을 구현할 수 있는 요소 또는 특징부의 배열을 지칭한다. 그렇기 때문에, 이 용어는 문제가 되고 있는 발명 요지의 기본적 기능에 있어서의 변화를 야기함이 없이 양적 값, 측정치 또는 다른 관련 표현이 언급된 기준으로부터 변할 수 있는 정도를 나타낸다.

본 명세서에 개시된 치수 및 값은 언급된 정확한 수치 값으로 엄격하게 제한되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 대신에, 달리 명시되지 않는 한, 각각의 그러한 치수는 열거된 값과, 그 값 부근의 기능적으로 등가인 범위 둘 모두를 의미하고자 하는 것이다. 예를 들어, "40 mm"로 개시된 치수는 "약 40 mm"를 의미하도록 의도된다.

Claims (15)

1. 구강 케어 기구(oral care implement)(10)를 위한 필라멘트(filament)(20)로서,
   상기 필라멘트(20)는 종축 및 상기 종축에 수직한 평면 내에서 연장되는 십자(cross)-형상의 단면 영역(22)을 갖고, 상기 십자-형상의 단면 영역(22)은 4개의 돌출부(projection)(24) 및 4개의 채널(channel)(26)을 갖고, 상기 돌출부(24) 및 채널(26)은 교번하는 방식으로 배열되고, 상기 단면 영역(22)은 외경(28)을 갖고, 각각의 채널(26)은 이웃한 그리고 수렴하는 돌출부(24)에 의해 형성되는 오목한 만곡부(concave curvature)(34)를 갖고, 상기 오목한 만곡부(34)는 곡률 반경(30)을 갖고,
   상기 곡률 반경(30)은 0.015 mm 내지 0.12 mm 범위 내에 있고, 상기 곡률 반경(30)에 대한 상기 외경(28)의 비는 2.5 내지 12 범위 내에 있고,
   상기 채널(26)은, 상기 구강 케어 기구(10)에 장착되는 상기 필라멘트(20)의 고정 단부까지 연장되는, 필라멘트(20).
2. 제1항에 있어서, 상기 곡률 반경(30)은 0.03 mm 내지 0.10 mm 범위 내에 있고, 상기 곡률 반경(30)에 대한 상기 외경(28)의 비는 2.7 내지 9 범위 내에 있는, 필라멘트(20).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외경(28)은 0.15 mm 내지 0.40 mm 범위 내에 있는, 필라멘트(20).
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외경(28)은 0.22 mm 내지 0.35 mm 범위 내에 있는, 필라멘트(20).
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 돌출부(24)는 외향 방향으로 점차 테이퍼 형성되는(taper off), 필라멘트(20).
6. 제5항에 있어서, 각각의 돌출부(24)는 6° 내지 25° 범위 내로 한정되는 각도로 외향 방향으로 점차 테이퍼 형성되는, 필라멘트(20).
7. 제5항에 있어서, 각각의 돌출부(24)는 8° 내지 20° 범위 내로 한정되는 각도로 외향 방향으로 점차 테이퍼 형성되는, 필라멘트(20).
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 돌출부(24)는 2개의 서로 반대편에 있는 측방향 에지(lateral edge)(44) 사이에서 연장되는 폭 연장부(42)를 갖고, 상기 폭 연장부(42)는 상기 필라멘트(20)의 외경(28)의 6% 내지 15% 범위 내로 한정되는, 필라멘트(20).
9. 제8항에 있어서, 상기 폭 연장부(42)는 상기 필라멘트(20)의 외경(28)의 8% 내지 12% 범위 내에 있는, 필라멘트(20).
10. 제8항에 있어서, 상기 폭 연장부(42)는 0.016 mm 내지 0.041 mm 범위 내에 있는, 필라멘트(20).
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필라멘트(20)는 상기 필라멘트의 종축을 따라 원통형 부분 및 테이퍼 형성된 부분을 포함하고, 상기 테이퍼 형성된 부분은 상기 필라멘트의 자유 단부를 향해 테이퍼 형성되고, 상기 원통형 부분은 제1항 또는 제2항에 따른 단면 영역(22)을 갖는, 필라멘트(20).
12. 제1항 또는 제2항에 따른 복수의 필라멘트(20)를 포함하는 구강 케어 기구(10)를 위한 터프트(tuft)(16, 66).
13. 제12항에 있어서, 상기 터프트(16, 66)는 40% 내지 60% 범위 내의 패킹률(packing factor)을 갖는, 터프트(16, 66).
14. 제12항에 따른 필라멘트(20)의 터프트(16, 66)를 포함하는 구강 케어 기구(10)를 위한 헤드(head)(14).
15. 제14항에 따른 헤드(14)를 포함하는 구강 케어 기구(10).

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