KR102275009B1 - 칫솔 제조 방법 및 이 방법으로 제조된 칫솔 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 미세모(굵기 0.07 내지 0.14㎜)들의 테이퍼 부분(길이 3 내지 8㎜)을 열처리하는 단계와; 테이퍼 부분이 열처리된 미세모들을 헤드 인서트의 대면적 식모 구멍(면적 19㎟ 이상)에 식모하는 단계와; 미세모들이 식모된 헤드 인서트를 칫솔 헤드에 결합하는 단계를 포함함으로써, 부드러운 양치감과 우수한 세정력을 겸비한 앵커리스 칫솔을 용이하게 일정한 품질로 제조할 수 있는 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은, 이러한 방법으로 제조된 앵커리스 칫솔을 제공한다.

Description

칫솔 제조 방법 및 이 방법으로 제조된 칫솔 {METHOD FOR MANUFACTURING TOOTHBRUSH AND TOOTHBRUSH MANUFACTURED BY THE METHOD}
본 발명의 실시예는 앵커리스 칫솔(anchorless toothbrush) 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
칫솔의 칫솔 헤드에 칫솔모들을 식모하기 위하여 금속 앵커를 사용하는 방식은, 앵커를 사용하지 않는 앵커리스 방식과 비교하여 볼 때, 칫솔모의 탈락이 심하고, 식모 구멍들 배열, 크기 또는 형상의 다양화가 곤란하다는 문제가 있다. 이에, 칫솔 업계는 앵커리스 방식을 더 선호하고 있고 앵커리스 칫솔에 대한 연구와 개발을 보다 활발하게 진행하고 있으며, 고급 제조 설비를 이용하여 고비용으로 제조한 앵커리스 칫솔은 프리미엄(premium) 기능성 칫솔 시장을 선도하고 있다.
일반적으로, 앵커리스 칫솔은, 칫솔 헤드(toothbrush head), 칫솔 헤드에 결합된 헤드 인서트(head insert), 그리고 헤드 인서트의 식모 구멍들에 식모된 칫솔모들을 포함한다. 식모 구멍 각각에는 칫솔모들이 식모 구멍 각각에 대응하는 횡단면을 가진 번들(bundle) 형태로 삽입된다. 삽입된 모 번들들은 칫솔모들의 기저 부분이 헤드 인서트의 이면에 열융착으로 부착된다.
여기에서, 칫솔모들로는 치석, 치태 제거 또는 잇몸 손상 방지 면에서 더 유리하도록 선단에 선단 쪽으로 갈수록 점차적으로 축소되는 형상의 테이퍼 부분이 형성된 미세모(tapered bristle)를 많이 적용하고 있다.
이와 같은 앵커리스 칫솔을 제조하는 설비는, 모 제조 장치, 식모 단계에 사용되는 모 삽입 장치, 식모 단계에 사용되는 열융착 장치, 칫솔 헤드를 포함하는 칫솔대 성형 장치 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
앵커리스 칫솔에 있어서, 식모 구멍을 대면적으로 형성하면, 식모 구멍들의 개수를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 칫솔 제조 공정과 설비의 구성을 단순화할 수 있으나, 아직 상품화가 어려운 것이 현 실정이다. 그 이유는 다음과 같다.
식모 구멍을 대면적(예를 들어, 4.9㎟ 이상)으로 형성하면, 모 번들을 구성하는 칫솔모들의 수량이 상대적으로 많아지기 때문에, 칫솔모들로서 일반적인 모가 아니라 현재 많이 사용되고 있는 굵기(지름) 0.15㎜ 이상 및 테이퍼 길이 1 내지 5㎜의 미세모를 적용하더라도 과도한 세정력이 발생하므로, 양치 시에 치아를 마모시키는 정도가 상당히 크고 잇몸을 자극하는 정도가 심할 수밖에 없다.
칫솔모들로서 굵기가 더 얇고 테이퍼 길이가 더 길어서 보다 부드러운 미세모(예를 들어, 굵기 0.15㎜ 미만 및 테이퍼 길이 3 내지 8㎜)를 적용하면, 식모 구멍을 대면적으로 형성하더라도 세정력이 과도한 수준으로 상승되는 것을 억제할 수 있다. 그러나, 이 방법은, 미세모에서 굵기가 다른 부분에 비하여 얇은 테이퍼 부분이 더 긴 점 때문에, 테이퍼 부분이 약한 탄력으로 인하여 지나치게 부드럽고 매우 예민하여 칫솔모들을 칫솔 제조 설비에 의하여 일정하게 취급하기가 매우 어려울 수밖에 없다. 물론, 이는 공정 불량, 품질 불균일을 야기할 수 있다.
국제공개공보 WO1995/026149호(1995.10.05.) 대한민국 등록특허공보 제10-0130932호(1998.04.16.) 대한민국 등록특허공보 제10-0233303호(1999.12.01.) 대한민국 등록특허공보 제10-0573898호(2006.04.26.)
본 발명의 실시예는 부드러운 양치감과 우수한 세정력을 겸비한 칫솔을 용이하게 일정한 품질로 제조할 수 있는 방법, 이 방법으로 제조된 칫솔 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, 굵기가 0.07 내지 0.14㎜인 필라멘트(filament)를 설정 길이로 절단하는 단계(필라멘트 절단 단계)와; 절단된 상기 필라멘트의 양단 중 적어도 어느 하나 이상에 테이퍼(taper) 길이가 3 내지 8㎜인 테이퍼 부분을 형성하여 미세모를 획득하는 단계(테이퍼 가공 단계)와; 획득된 상기 미세모의 상기 테이퍼 부분을 열처리하여 상기 테이퍼 부분의 결정화도를 증가시키는 단계(열처리 단계)를 포함하는, 칫솔모 제조 방법이 제공될 수 있다. 이때, 상기 필라멘트는 폴리부틸렌테레프탈레이트(poly-butylene-terephthalate, PBT)로 형성될 수 있다.
여기에서, 상기 열처리 단계는 상기 미세모의 상기 테이퍼 부분에 열을 전달하여 상기 테이퍼 부분에 결정성을 부여하는 것이다. 상기 열처리 단계에 의하면, 상기 테이퍼 부분은 결정화도가 증가되고 전달된 열에 의한 경화가 이루어져 강도, 회복력(탄력) 등이 향상된다.
상기 열처리는 열풍기를 이용하여 상기 테이퍼 부분을 200 내지 600℃의 온도 및 100 내지 200ℓ/min의 풍량으로 1 내지 12초 동안 가열할 수 있다.
상기 열처리는 상기 테이퍼 부분의 끝을 향하여 상기 미세모(절단된 상기 필라멘트)의 길이 방향으로 열풍을 제공할 수 있다.
상기 열처리는 상기 열풍기를 이용하여 가열한 다음 냉각하는 순으로 진행할 수 있다.
상기 냉각은 외부와 차단된 냉각실에서 -20℃ 이하의 온도로 5 내지 10분 동안 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 19㎟ 이상의 대면적 식모 구멍이 적어도 하나 이상 형성된 헤드 인서트를 준비하는 단계(헤드 인서트 준비 단계)와; 굵기가 0.07 내지 0.14㎜이고 테이퍼 부분의 테이퍼 길이가 3 내지 8㎜인 미세모들을 준비하는 단계(미세모 준비 단계)와; 준비된 상기 미세모들의 상기 테이퍼 부분을 열처리하여 상기 테이퍼 부분의 결정화도를 증가시키는 단계(열처리 단계)와; 열처리된 상기 미세모들을 준비된 상기 헤드 인서트의 상기 대면적 식모 구멍에 식모하는 단계(식모 단계)와; 상기 미세모들이 식모된 상기 헤드 인서트를 칫솔 헤드에 결합하는 단계(헤드 인서트 결합 단계)를 포함하는, 칫솔 제조 방법이 제공될 수 있다. 이때, 상기 미세모들은 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 칫솔 제조 방법은 상기 미세모들을 식모하기 전에, 열처리된 상기 미세모들로부터 정전기를 제거하는 단계(제전 단계)를 더 포함할 수 있다.
상기 미세모들로부터 정전기를 제거하는 단계는 열처리된 상기 미세모들에 이온화된 기체를 분사할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기한 바와 같은 칫솔 제조 방법으로 제조됨으로써, 칫솔 헤드와; 상기 칫솔 헤드에 결합되고 19㎟ 이상의 대면적 식모 구멍이 적어도 하나 이상 형성된 헤드 인서트와; 상기 헤드 인서트의 상기 대면적 식모 구멍에 식모되며 굵기가 0.07 내지 0.14㎜이고 테이퍼 부분의 테이퍼 길이가 3 내지 8㎜이며 상기 테이퍼 부분이 열처리된 미세모들을 포함하는, 칫솔이 제공될 수 있다. 이때, 상기 미세모들 중 일부는 굵기와 상기 테이퍼 부분의 테이퍼 길이 중 적어도 어느 하나 이상이 달라, 상기 미세모들은 복수 종이 식모될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 미세모들의 테이퍼 부분을 열처리하여 상기 테이퍼 부분의 결정화도를 증가시키는 단계와; 열처리된 상기 미세모들을 헤드 인서트의 식모 구멍에 식모하는 단계와; 상기 미세모들이 식모된 상기 헤드 인서트를 칫솔 헤드에 결합하는 단계를 포함하는, 칫솔 제조 방법이 제공될 수 있다. 그리고, 이러한 칫솔 제조 방법으로 제조된 칫솔이 제공될 수 있다. 이때, 상기 미세모들은 굵기가 0.07 내지 0.14㎜이고 상기 테이퍼 부분의 테이퍼 길이가 3 내지 8㎜이며 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 형성될 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, 굵기 0.07 내지 0.14㎜ 및 테이퍼 부분의 테이퍼 길이 3 내지 8㎜의 미세모들을 19㎟ 이상의 대면적 식모 구멍에 식모하기 전에, 미세모들에 대하여 테이퍼 부분의 결정화도를 증가시키는 열처리를 수행하여 테이퍼 부분의 탄력을 향상시키기 때문에, 부드러운 양치감, 우수한 세정력, 향상된 내구성 등을 겸비한 칫솔을 칫솔 제조 설비에 의하여 용이하게 일정한 품질로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 칫솔이 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1의 A 부분이 도시된 단면도이다.
도 3은 도 1과 도 2에 도시된 헤드 인서트의 사시도이다.
도 4는 도 1과 도 2에 도시된 칫솔모의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 칫솔 제조 방법이 도시된 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 칫솔 제조 방법의 칫솔모 열처리 단계가 도시된 사시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 칫솔 제조 방법의 식모 단계가 도시된 단면도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 칫솔 제조 방법의 헤드 인서트 결합 단계에 이용되는 성형 장치가 도시된 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 참조하는 도면에서 구성 요소의 크기, 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.
현대인들의 치아와 잇몸이 약해지고 수명 연장으로 인하여 자연 치아의 보존이 중요해짐에 따라 저마모, 저자극의 부드러운 양치감과 우수한 세정력을 겸비한 칫솔의 개발이 요구되고 있다. 이러한 기능성을 가진 칫솔을 제조하기 위하여 테이퍼 부분이 형성되고 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 이루어진 미세모가 많이 사용되고 있는 추세이고, 미세모들의 굵기, 전체 길이 및 테이퍼 길이, 식모 구멍의 크기 등을 적절히 조합하여 모 번들의 부드러움과 탄력을 요구되는 수준으로 조절하고 있다.
앵커리스 칫솔은, 식모 구멍의 배열, 크기 또는 형상을 다양하게 설계할 수 있으므로 대면적 식모 구멍의 적용을 통하여 칫솔 제조 공정과 설비의 구성을 단순화하는 데 적합하지만, 언급한 기능성을 가지도록 제조하려면 보다 부드러운 미세모들을 칫솔 제조 설비에 의하여 일정하게 취급할 수 있어야 한다.
이를 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 칫솔 제조 방법은, 19㎟ 이상의 대면적 식모 구멍이 적어도 하나 이상 형성된 헤드 인서트를 준비하고, 굵기가 0.07 내지 0.14㎜이고 테이퍼의 길이가 3 내지 8㎜인 미세모들을 대면적 식모 구멍에 식모하며, 식모 전에 미세모들의 테이퍼 부분에 대한 탄력을 일정한 수준으로 향상시키는 것을 특징으로 한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 칫솔을 살펴본다. 본 발명의 실시예에 따른 칫솔의 구성이 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 본 발명의 실시예에 따른 칫솔은, 칫솔 헤드에 칫솔모들을 식모하는 데 앵커를 사용하지 않는 앵커리스 칫솔이고, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 칫솔대(10)와 헤드 인서트(20)와 칫솔모(30)들을 포함한다. 브러시를 구성하는 칫솔모(30)들은 헤드 인서트(20)에 식모되고, 칫솔대(10)는 칫솔모(30)들이 식모된 헤드 인서트(20)를 보유한다.
칫솔대(10)는 사용성을 고려한 일정의 길이와 굵기 등을 가지도록 형성된다. 도 1을 참조하면, 칫솔대(10)는, 길이 방향의 한쪽으로 배치된 칫솔 헤드(11), 길이 방향의 다른 쪽으로 배치되어 칫솔 헤드(11)의 맞은편에 위치하는 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 2를 참조하면, 칫솔 헤드(11)에는 헤드 인서트(20)를 보유하는 인서트 홈(14)이 오목하게 형성된다. 물론, 인서트 홈(14)에는 헤드 인서트(20)가 삽입된다.
헤드 인서트(20)의 구성이 도 3에 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 헤드 인서트(20)는 전체적으로 보아 두께가 얇은 판상 구조를 가지도록 형성된다. 이러한 헤드 인서트(20)는 두께방향 한쪽의 표면, 두께방향 다른 쪽의 이면, 그리고 둘레를 규정하는 둘레면(213)을 가진다. 또, 헤드 인서트(20)는 칫솔모(30)들의 식모를 위한 식모 구멍(21, 22)들을 가진다. 식모 구멍(21, 22)들은 헤드 인서트(20)를 헤드 인서트(20)의 두께방향으로 각각 관통하는 형상으로 형성된다.
헤드 인서트(20)는, 칫솔 헤드(11)에 결합되어 인서트 홈(14)에 삽입된 때, 표면 쪽이 인서트 홈(14)의 입구를 통하여 칫솔 헤드(11)로부터 돌출된다. 이렇게 헤드 인서트(20)의 표면 쪽이 칫솔 헤드(11)로부터 돌출된 구성에 의하면, 둘레가 헤드 인서트(20)에 비하여 큰 칫솔 헤드(11)를 상대적으로 얇은 두께로 형성할 수 있다.
식모 구멍(21, 22)들로는 19㎟ 이상의 면적을 가지도록 형성된 대면적 식모 구멍(21) 및 19㎟ 미만의 면적을 가지도록 형성된 소면적 식모 구멍(22)이 각각 적어도 하나 이상씩 적용된다. 19㎟ 이상인 대면적 식모 구멍(21)과 19㎟ 미만인 소면적 식모 구멍(22)의 개수, 배열 구조, 크기 또는 형상은 도 3에 도시된 바에 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있다. 극단적으로는, 헤드 인서트(20)에는 적어도 하나 이상의 대면적 식모 구멍(21)만이 형성될 수도 있다.
참고로, 식모 구멍(21, 22)들의 횡단면 크기는 일정할 수도 있고 일정 구간이나 지점에서 다르도록 설계될 수도 있다. 예를 들어, 식모 구멍(21, 22)들 중 일부는 헤드 인서트(20)의 이면으로부터 표면으로 갈수록 점차적으로 축소되는 형상으로 형성될 수도 있다. 이러한 점을 고려할 때, 식모 구멍(21, 22)들의 면적이라 함은 헤드 인서트(20)의 표면 쪽 개구의 면적을 의미한다.
도 4에는 칫솔모(30)가 도시되어 있다. 브러시를 구성하는 칫솔모(30)들은 용융 가능한 열가소성 수지로 형성된다. 도 2와 도 4를 참조하면, 칫솔모(30)들은 식모 구멍(21, 22)들에 식모 구멍(21, 22) 각각의 면적에 대응하는 크기의 번들 형태로 삽입된 상태에서 기저 부분(34)이 헤드 인서트(20)의 이면에 열융착에 의하여 견고하게 부착되어 헤드 인서트(20)의 표면 쪽에 브러시를 제공한다. 칫솔모(30)들의 재질은 나일론(nylon), 폴리부틸렌테레프탈레이트(poly-butylene-terephthalate, PBT) 등일 수 있다.
칫솔모(30)들로는 대면적 식모 구멍(21)에 식모되는 제1 칫솔모(31)들 및 소면적 식모 구멍(22)에 식모되는 제2 칫솔모(32)들이 적용된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 대면적 식모 구멍(21)에 식모되는 제1 칫솔모(31) 각각은, 굵기(지름, D)가 0.07 내지 0.14㎜로 얇고, 선단에 굵기가 선단 쪽으로 갈수록 축소되는 형상의 테이퍼 부분(33)이 형성되며, 테이퍼 부분(33)의 테이퍼 길이(L)가 3 내지 8㎜이고, 테이퍼 부분(33)이 열처리되어 테이퍼 부분(33)의 결정화도가 증가된 제1 미세모이다.
대면적 식모 구멍(21)에 식모된 제1 미세모(31)들로 구성되는 제1 모 번들에서 일부 미세모는 굵기(D)와 테이퍼 길이(L) 중 적어도 어느 하나 이상이 다른 규격을 가져, 대면적 식모 구멍(21)에 식모된 제1 모 번들은 굵기(D) 0.07 내지 0.14㎜ 및 테이퍼 길이(L) 3 내지 8㎜의 범위에서 규격이 서로 다른 2종 이상의 미세모로 구성될 수 있다. 또는, 대면적 식모 구멍(21)이 복수로 구비된 경우에는 선택된 대면적 식모 구멍(21)에 다른 종의 미세모가 식모될 수도 있다.
소면적 식모 구멍(22)에 식모되는 제2 칫솔모(32) 각각은, 굵기(지름, D)가 0.15 내지 0.20㎜이고, 선단에 굵기가 선단 쪽으로 갈수록 축소되는 형상의 테이퍼 부분(33)이 형성되며, 테이퍼 부분(33)의 테이퍼 길이(L)가 1 내지 5㎜인 제2 미세모일 수 있다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 칫솔 제조 방법을 살펴본다. 도 5에는 본 발명의 실시예에 따른 칫솔 제조 방법이 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 칫솔 제조 방법은 헤드 인서트 준비 단계, 미세모 준비 단계, 열처리 단계, 제전 단계, 식모 단계 및 헤드 인서트 결합 단계(칫솔대 성형 단계)를 포함한다.
헤드 인서트 준비 단계 : 19㎟ 이상의 면적을 가진 대면적 식모 구멍(21) 및 19㎟ 미만의 면적을 가진 소면적 식모 구멍(22)이 각각 적어도 하나 이상씩 형성된 헤드 인서트(20)를 준비한다. 이러한 헤드 인서트(20)는 사출 성형으로 제조하여 준비할 수 있다.
미세모 준비 단계 : 대면적 식모 구멍(21)에 식모할 제1 미세모(31)들과 소면적 식모 구멍(22)에 식모할 제2 미세모(32)들을 각각 준비한다.
제1 미세모(31)는, 굵기(D)가 0.07 내지 0.14㎜인 모노필라멘트(monofilament)를 준비하는 단계, 준비된 모노필라멘트를 요구되는 길이로 절단하는 단계, 그리고 절단된 모노필라멘트의 한쪽 끝에 테이퍼 길이(L)가 3 내지 8㎜인 테이퍼 부분(33)을 형성하는 단계를 포함하는 방법으로 제조하여 준비할 수 있다. 제2 미세모(32)는, 굵기(D)가 0.15 내지 0.20㎜인 모노필라멘트를 준비하는 단계, 준비된 모노필라멘트를 요구되는 길이로 절단하는 단계, 그리고 절단된 모노필라멘트의 한쪽 끝에 테이퍼 길이(L)가 1 내지 5㎜인 테이퍼 부분(33)을 형성하는 단계를 포함하는 방법으로 제조하여 준비할 수 있다.
여기에서, 제1 및 제2 미세모(31, 32)의 테이퍼 부분(33)은, 절단된 모노필라멘트의 한쪽 끝 부분을, 농도 60 내지 98% 및 온도 80 내지 200℃의 황산에 침지시켜 감량 처리를 한 후, 찬물에 냉각시키고, 농도 30 내지 70%의 수산화나트륨(sodium hydroxide, NaOH) 용액 또는 수산화칼륨(potassium hydroxide, KOH) 용액으로 중화시킨 다음, 수세 및 열풍 건조를 순차적으로 수행하는 방법으로 형성할 수 있다.
또는, 제1 및 제2 미세모(31, 32)의 테이퍼 부분(33)은, 절단된 모노필라멘트의 한쪽 끝 부분을, 온도가 70 내지 100℃이고 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH)으로 중화시킨 10 내지 40%의 m-크레졸(m-Cresol, 분자량 : 108.14g/mol) 용액에 0.5 내지 1.0시간 동안 침지시켜 감량 처리를 하는 방법으로 형성할 수도 있다.
열처리 단계 : 준비된 제1 및 제2 미세모(31, 32)들 중 대면적 식모 구멍(21)에 식모할 제1 미세모(31)들의 테이퍼 부분(33)에 대하여 열처리를 수행함으로써, 제1 미세모(31)들의 테이퍼 부분(33)의 강도 및 결정화도를 증가시켜 제1 미세모(31)들의 테이퍼 부분(33)의 탄력을 향상시킨다. 이러한 열처리 단계는, 가열 공정 및 냉각 공정을 포함하고, 가열 공정 후 냉각 공정을 수행한다.
가열 공정에는 열풍기가 이용된다. 도 6은 열처리 단계 중 가열 공정이 도시된 사시도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 미세모(31)들은, 번들 형태로 열풍기에 의한 가열 처리가 이루어지고, 번들의 단면적(A1)이 열풍기에서 열풍을 분사하는 노즐(40)의 분사구 단면적(A2)에 비하여 10% 작은 크기를 가지도록 제공된다. 가열 공정에서 제1 미세모(31)들로 구성된 모 번들은, 대면적 식모 구멍(21)에 대응하는 횡단면을 가지도록 제공된 것일 수도 있고, 대면적 식모 구멍(21)과 상관없이 노즐(40)의 분사구 단면적(A2)에 비하여 10% 작은 단면적(A1)을 가지도록 제공된 것일 수도 있다.
모 번들은 열풍기의 노즐(40)과 정면으로 대향하도록 배치되어, 노즐(40)로부터의 열풍은 제1 미세모(31)들의 테이퍼 부분(33)의 끝을 향하여 제1 미세모(31)들의 길이 방향과 평행한 방향으로 제공된다. 열풍 온도는 200 내지 600℃이고, 풍량은 100 내지 200ℓ/min이며, 가열 시간은 1 내지 12초인 것이 바람직하다.
냉각 공정은 외부와 차단된 냉각실에서 이루어진다. 가열 공정을 거친 제1 미세모(31)들을 가열 공정 완료 즉시 냉각실에 투입한다. 냉각 공정은 -20℃ 이하의 온도로 5 내지 10분 동안 수행하는 것이 바람직하다.
제전 단계 : 대면적 식모 구멍(21)에 식모할 제1 미세모(테이퍼 부분(33)이 열처리된 미세모)(31)들 및 소면적 식모 구멍(22)에 식모할 제2 미세모(32)들로부터 정전기를 제거한다.
이와 같은 제전 단계는 제1 및 제2 미세모(21, 22)들에 이온화된 기체를 분사하여 제1 및 제2 미세모(21, 22)들로부터 정전기를 제거한다.
제전 단계에는 제전 공간을 제공하는 챔버(chamber) 및 제전 공간에 투입된 제1 및 제2 미세모(21, 22)들에 이온화된 기체를 분사하는 분사기를 포함하는 장치가 사용될 수 있다. 이온화된 기체는 제1 및 제2 미세모(21, 22)들로부터 전체적으로 정전기가 제거되도록 테이퍼 부분(33)의 끝과 기저 부분(34)의 끝을 향하여 각각 분사하는 것이 바람직하다.
식모 단계 : 정전기가 제거된 제1 및 제2 미세모(31, 32)들을 준비된 헤드 인서트(20)에 식모한다. 식모 단계는, 모 삽입 공정 및 열융착 공정을 포함하고, 모 삽입 공정 후 열융착 공정을 수행한다. 이러한 식모 단계가 도 7 및 도 8에 도시되어 있다. 도 7 및 도 8을 참조하여 식모 단계를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 헤드 인서트(20)의 대면적 식모 구멍(19㎟ 이상)(21) 및 소면적 식모 구멍(19㎟ 미만)(22)에 제1 미세모(굵기 0.07 내지 0.14㎜, 테이퍼 길이 3 내지 8㎜, 테이퍼 부분 열처리)(31)들 및 제2 미세모(굵기 0.15 내지 0.20㎜, 테이퍼 길이가 1 내지 5㎜)(32)들을 각각 삽입한다. 이러한 모 삽입 공정에는 칫솔 제조 설비의 모 삽입 장치가 이용된다. 도 7에는 모 삽입 장치를 이용하여 대면적 식모 구멍(21)에 제1 미세모(31)들을 번들 형태로 삽입한 상태가 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 모 삽입 장치는, 칫솔모(미세모)들이 수납된 수납 용기(도시되지 않음), 수납 용기에 수납된 칫솔모들을 취출하고 이송하는 취출-이송 유닛(picking and transfer unit), 그리고 취출-이송 유닛이 보유한 칫솔모들을 밀어내어 헤드 인서트(20)의 식모 구멍(21, 22)들에 삽입하는 푸셔(pusher)를 포함할 수 있다. 취출-이송 유닛은, 식모 구멍(21, 22)들에 대응하는 튜브(tube, 51)들을 포함하고, 수납 용기로부터 취출한 칫솔모들이 튜브(51)들의 내부 공간으로 도입된다. 칫솔모들을 보유한 취출-이송 유닛은 이동되어 튜브(51)들이 대응하는 식모 구멍(21, 22)들과 각각 맞닿아 연통하도록 배치된다. 푸셔는 튜브(21, 22)들에 각각 왕복 이동 가능하게 삽입된 플런저(plunger, 52)들을 포함한다. 튜브(51)들이 식모 구멍(21, 22)들과 각각 연통된 상태에서 플런저(52)들을 전진시키면, 튜브(51)들 내의 칫솔모들은 식모 구멍(21, 22)들에 삽입된다.
이와 같은 모 삽입 장치를 이용하여 모 삽입 공정을 수행함에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 칫솔 제조 방법은, 제1 미세모(굵기 0.07 내지 0.14㎜, 테이퍼 길이 3 내지 8㎜)(31)들의 테이퍼 부분(33)이 열처리 단계에서 향상된 탄력을 가진 점 때문에, 제1 미세모(31)들을 대면적 식모 구멍(21)에 일정한 품질로 삽입할 수 있다. 즉, 열처리 단계 수행 전의 제1 미세모(31)들은, 테이퍼 부분(33)이 약한 탄력으로 인하여 지나치게 부드럽고 예민하기 때문에, 모 삽입 장치에 의한 취출, 이송 및 삽입 과정에서 미세 진동 등 작은 외력에도 구부러짐, 떨림 등이 심각하게 발생하므로, 모 삽입 장치가 일정하게 정렬(식모 방향 선상(수직) 또는 식모 길이 끝단의 선상(수평))한 상태로 모 삽입 공정을 수행하기 어렵고, 구부러짐, 떨림 등에 의하여 모 삽입 장치의 틈새에 끼여 장치의 고장을 유발하기도 한다. 이에 대하여, 열처리 단계 수행 후의 제1 미세모(31)들은, 테이퍼 부분(33)이 결정화도 증가로 인하여 한층 향상된 탄력을 가지기 때문에, 모 삽입 장치에 의한 취출, 이송 및 삽입 과정에서 구부러짐, 떨림 등이 억제되므로, 모 삽입 장치가 일정한 품질로 정렬한 상태로 모 삽입 공정을 수행할 수 있다.
또한, 이와 같은 모 삽입 장치를 이용하여 모 삽입 공정을 수행함에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 칫솔 제조 방법은, 제전 단계에서 제1 및 제2 미세모(31, 32)들로부터 정전기가 제거된 점 때문에, 제1 및 제2 미세모(31, 32)들을 모 삽입 장치에 의하여 취출, 이송 및 삽입하는 과정에서 제1 및 제2 미세모(31, 32)들의 정렬 상태가 정전기에 의하여 불량해짐을 방지할 수 있다.
모 삽입 공정이 완료되면, 식모 구멍(21, 22)들에 삽입된 제1 및 제2 미세모(31, 32)들에서 헤드 인서트(20)의 이면으로부터 돌출된 기저 부분(34)을 헤드 인서트(20)의 이면에 열융착으로 부착한다. 이러한 열융착 공정에는 칫솔 제조 설비의 열융착 장치가 이용된다. 도 8에는 모 삽입 장치에 의하여 대면적 식모 구멍(21)에 삽입된 상태로 유지된 제1 미세모(31)들의 기저 부분(34)을 열융착 장치에 의하여 융착한 상태가 도시되어 있다.
도 8을 참조하면, 열융착 장치는 가열 플레이트(heating plate, 55)를 포함할 수 있다. 가열 플레이트(55)를 이용하여 제1 및 제2 미세모(31, 32)들의 기저 부분(34)에 적정한 열과 압력을 가하면, 기저 부분(34)들은 용융되고, 기저 부분(34)들의 용융물은 경화되어 헤드 인서트(20)의 이면에 견고하게 부착된 용융층(35)을 형성한다.
헤드 인서트 결합 단계(칫솔대 성형 단계) : 식모 단계를 거쳐 칫솔모(30)들이 식모된 헤드 인서트(20)를 칫솔대(10)의 칫솔 헤드(11)에 결합하기 위하여, 헤드 인서트(20)가 칫솔 헤드(11)에 매몰된 칫솔대(10)를 성형한다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 칫솔 제조 방법의 헤드 인서트 결합 단계(칫솔대 성형 단계)에 이용하는 성형 장치가 도시된 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 성형 장치는 인서트 사출 금형(insert injection mold, 60)을 포함한다. 도 9는 인서트 사출 금형(60)의 구성을 나타낸다. 도 10은 칫솔대(10)의 성형을 위하여 헤드 인서트(20)가 인서트 사출 금형(60)에 배치된 상태를 나타낸다.
인서트 사출 금형(60)은 내부에 캐비티(cavity, CA)가 형성된다. 캐비티(CA)는 칫솔 헤드(11), 칫솔 핸들(12) 및 칫솔 넥(13)이 일체형으로 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 사출 금형(60)은, 제1 성형면(62)이 형성된 제1 금형(61), 그리고 제1 성형면(62)과 함께 캐비티(CA)를 형성하는 제2 성형면(66)이 형성된 제2 금형(65)을 포함한다. 제1 금형(61)과 제2 금형(65)이 서로 결합(합형)되면, 제1 성형면(62)과 제2 성형면(66)은 서로 짝을 이루어 캐비티(CA)를 형성한다.
칫솔모(30)들이 식모된 헤드 인서트(20)는 캐비티(CA)에 배치된다. 제1 성형면(62)에는 헤드 인서트(20)에 식모된 칫솔모(30)들을 캐비티(CA)의 외부에 위치시키기 위한 개구(63)가 형성된다. 개구(63)의 주위에는 헤드 인서트(20)의 표면 쪽 부분을 안정적으로 지지하는 단차 구조의 인서트 받침(64)이 형성된다.
인서트 받침(64)에는 헤드 인서트(20)의 표면 쪽 부분이 안정감 있게 안착된다. 인서트 받침(64)은, 헤드 인서트(20)의 표면 가장자리 부분을 지지하는 제1 지지면(64a), 그리고 제1 지지면(64a)으로부터 연장되고 헤드 인서트(20)의 둘레면에서 표면 쪽 부분을 지지하는 제2 지지면(64b)으로 구성된다.
제1 금형(61)은 내부에 개구(63)를 통하여 캐비티(CA)의 외부로 위치되는 칫솔모(30)들을 수용하는 칫솔모 포켓(bristle pocket, PO)이 개구(63)와 연통하도록 형성된다. 칫솔모 포켓(PO)은 개구(63)를 기준으로 캐비티(CA)의 맞은편에 배치된다. 이러한 구성의 칫솔모 포켓(PO)에 의하면, 칫솔 헤드(11)를 성형하여 칫솔 헤드(11)의 내부에 헤드 인서트(20)를 매몰시키는 일련의 과정 동안, 칫솔모(30)들이 인서트 사출 금형(60)의 내부에서 캐비티(CA)의 외부 영역에 마련된 칫솔모 포켓(PO 참조)에 수용되기 때문에, 칫솔모(30)들을 외부로부터 안전하게 보호할 수 있고, 칫솔모(30)들을 위생적으로 관리할 수 있다.
칫솔대(10) 성형을 위하여, 이와 같은 인서트 사출 금형(60)에 헤드 인서트(20)를 삽입한다. 즉, 헤드 인서트(20)를, 헤드 인서트(20)의 표면이 제1 지지면(64a)에 의하여 지지되고 헤드 인서트(20)의 둘레면이 제2 지지면(64b)에 의하여 지지되어 칫솔모(30)들이 개구(63)를 통하여 칫솔모 포켓(PO)에 수용되도록 배치한다. 이때, 헤드 인서트(20)는 제1 지지면(64a)과 제2 지지면(64b)의 구속 작용에 의하여 이동이 제한된다. 그리고, 칫솔모들은 칫솔모 포켓(PO)에 진입되어 인서트 사출 금형(60)의 내부에서 캐비티(CA)의 외부에 인서트 사출 금형(60)의 외부와 공간적으로 차단된 상태로 위치된다.
다음, 제1 금형(61)과 제2 금형(65)을 결합한 후, 용융된 수지를 인서트 사출 금형(60)의 게이트(gate)를 통하여 캐비티(CA)에 일정한 압력으로 주입하고, 주입된 수지를 냉각하여 경화시키면, 내부에 헤드 인서트(20)가 매몰된 칫솔 헤드(11)를 가진 본 발명의 실시예에 따른 칫솔이 제조된다. 물론, 제조된 칫솔은, 인서트 홈(14)이 칫솔 헤드(11)에 헤드 인서트(20)의 이면 쪽 부분을 수용하는 형상으로 형성되어, 헤드 인서트(20)의 표면 쪽 부분이 인서트 홈(14)의 입구를 통하여 칫솔 헤드(11)로부터 돌출된 형상으로 형성된다.
여기에서, 인서트 홈(14)의 입구를 통하여 칫솔 헤드(11)로부터 돌출된 헤드 인서트(20)의 표면 쪽 부분 중 표면과 둘레면이 만나는 부분은 양치 시 잇몸, 치아 등에 접촉되어 잇몸, 치아 등을 손상시키는 것을 방지하도록 라운드(round) 처리에 의하여 부드러운 곡면으로 형성될 수 있다.
한편, 헤드 인서트(20)는, 인서트 사출 성형에 의하여 칫솔 헤드(11)에 결합되지 않고, 별도로 성형한 칫솔 헤드(11)의 인서트 홈(14)에 삽입한 후 초음파를 이용하여 칫솔 헤드(11)와 헤드 인서트(20)의 접촉면을 접착하는 방식으로 칫솔 헤드(11)에 결합될 수도 있다.
본 발명자의 시험 결과에 따르면, 굵기가 0.07㎜ 미만인 미세모의 경우에는, 19㎟ 이상의 대면적 식모 구멍에 대응하는 횡단면을 가진 대형 번들로 구성하더라도, 미세모들 자체가 지나치게 부드럽기 때문에, 칫솔로 제조 시에 세정 면에서 비효과적인 문제가 있었다. 반면에, 0.14㎜의 굵기를 초과(예를 들어, 0.15 내지 0.18㎜)하는 미세모의 경우에는, 19㎟ 이상의 대면적 식모 구멍에 대응하는 횡단면을 가진 대형 번들로 구성하면, 칫솔로 제조 시에 미세모들의 세정력이 과도하게 증가되어, 양치 시에 치아를 마모시키는 정도가 상당히 크고 잇몸을 자극하는 정도가 심한 문제가 있었다.
또, 굵기 0.07 내지 0.14㎜의 미세모에 있어서, 테이퍼 부분의 테이퍼 길이를 달리 하여 시험한 결과, 테이퍼 길이가 3㎜ 미만인 경우에는, 테이퍼 길이가 짧음에 따라 테이퍼 부분의 탄력이 커서, 칫솔로 제조 시에 잇몸 자극이 심한 문제가 있었다. 반면, 테이퍼 길이가 8㎜를 초과하는 경우에는, 테이퍼 부분이 지나치게 부드럽고 약한 탄력을 가지므로, 열처리 단계에 의하여 탄력을 향상시키더라도, 테이퍼 부분의 탄력이 칫솔 제조 설비에 의하여 일정하게 취급할 수 있는 수준으로 향상되지 않아서, 모 삽입 장치에 의한 취출, 이송 및 삽입 과정에서 구부러짐, 떨림 등이 심각하게 발생하였고, 제조된 칫솔의 품질이 일정하지 않았다.
따라서, 19㎟ 이상의 대면적 식모 구멍에 식모되는 미세모는 굵기가 0.07 내지 0.14㎜이고 테이퍼 부분의 테이퍼 길이가 3 내지 8㎜인 것이 부드러운 양치감, 우수한 세정력, 칫솔모의 내구성 향상, 일정한 품질, 생산성 향상 등의 측면에서 바람직하였다.
한편, 본 발명자는 열처리 단계의 가열 공정에 대하여 다음과 같이 시험하였다.
열풍기의 온도 120 내지 650℃ 및 풍량 80 내지 250ℓ/min 범위에서 온도 및 풍량과 함께 가열 시간 및 열풍기의 노즐(40)로부터 모 번들까지의 거리를 변경, 조합하면서 시험하였고, 분사구 단면적(A2)이 모 번들의 단면적(A1)보다 10%로 노즐(40)을 사용하여 열풍이 모 번들의 끝을 향하여 미세모의 길이 방향(직선 방향)으로 분사되도록 풍향을 설정하였다.
그 결과, 열풍 온도 200℃ 미만에서는 미세모의 테이퍼 부분의 탄력이 향상되지 않았고, 열풍 온도가 600℃를 초과한 경우에는 미세모의 테이퍼 부분에서 물성 변화가 발생하였다. 풍량이 100ℓ/min 미만이면 테이퍼 부분의 탄력이 향상되기까지 장시간이 소요되었고, 풍량이 200ℓ/min를 초과하면 미세모가 휘어지는 문제가 발생하였다. 모 번들과 노즐(40)의 거리는 가능한 가까운 것이 온도와 풍량 유지 면에서 바람직하였다. 가열 시간이 1초 미만이면 열풍 온도를 높게 설정하더라도 테이퍼 부분의 탄력이 향상되지 않았고, 가열 시간이 12초를 초과하면 테이퍼 부분에서 물성 변화가 발생하거나 가열 공정에 장시간이 소요되므로 바람직하지 않았다.
따라서, 가열 공정은 미세모들의 테이퍼 부분의 끝을 향하여 미세모들의 길이 방향으로 열풍을 제공하고, 이때 열풍 온도는 200 내지 600℃이고, 풍량은 100 내지 200ℓ/min이며, 가열 시간은 1 내지 12초인 것이 바람직하였다.
열처리 단계에서 냉각 공정은 가열 공정 직후 공랭, 수냉 또는 차가운 금속을 사용하는 방식을 이용할 수도 있으나, 냉각 공정에 대해서는 품질과 생산성을 고려하여 냉각실에서 -1 내지 -25℃의 온도로 1 내지 30분 동안 수행하는 시험을 하였다.
그 결과, -20℃에 미치지 않는 온도에서는 냉각 효과가 적었고 냉각에 장시간이 소요되었다. 미세모의 테이퍼 부분에 대한 탄력 향상에 의미 있는 냉각 효과를 주기 위해서는 냉각실에서 -20℃ 이하의 온도로 5 내지 10분 동안 수행하는 것이 바람직하였다.
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.
10 : 칫솔대
11 : 칫솔 헤드
20 : 헤드 인서트
21 : 대면적 식모 구멍
22 : 소면적 식모 구멍
30 : 칫솔모
31 : 제1 칫솔모(제1 미세모)
32 : 제2 칫솔모(제2 미세모)
33 : 테이퍼 부분
34 : 기저 부분

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 굵기가 0.07 내지 0.14㎜인 필라멘트를 절단하는 단계와;
    절단된 상기 필라멘트의 양단 중 적어도 어느 하나 이상에 테이퍼 길이가 3 내지 8㎜인 테이퍼 부분을 형성하는 단계와;
    형성된 상기 테이퍼 부분을 열처리하여 상기 테이퍼 부분의 결정화도를 증가시키는 단계를 포함하고,
    상기 열처리는 열풍기를 이용하여 200 내지 600℃의 온도 및 100 내지 200ℓ/min의 풍량으로 1 내지 12초 동안 가열하는 것을 특징으로 하는,
    칫솔모 제조 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 열처리는 상기 테이퍼 부분의 끝을 향하여 절단된 상기 필라멘트의 길이 방향으로 열풍을 제공하는 것을 특징으로 하는,
    칫솔모 제조 방법.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 열처리는 상기 열풍기를 이용하여 가열한 후 냉각하는 것을 특징으로 하는,
    칫솔모 제조 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각은 냉각실에서 -20℃ 이하의 온도로 5 내지 10분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는,
    칫솔모 제조 방법.
  6. 19㎟ 이상의 대면적 식모 구멍이 적어도 하나 이상 형성된 헤드 인서트를 준비하는 단계와;
    굵기가 0.07 내지 0.14㎜이고 테이퍼 부분의 테이퍼 길이가 3 내지 8㎜인 미세모들을 준비하는 단계와;
    준비된 상기 미세모들의 상기 테이퍼 부분에 대하여 열풍기를 이용하여 200 내지 600℃의 온도 및 100 내지 200ℓ/min의 풍량으로 1 내지 12초 동안 가열하는 열처리를 수행하여 상기 테이퍼 부분의 결정화도를 증가시키는 단계와;
    열처리된 상기 미세모들을 준비된 상기 헤드 인서트의 상기 대면적 식모 구멍에 식모하는 단계와;
    상기 미세모들이 식모된 상기 헤드 인서트를 칫솔 헤드에 결합하는 단계를 포함하는,
    칫솔 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 미세모들을 식모하기 전에, 열처리된 상기 미세모들로부터 정전기를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    칫솔 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 미세모들로부터 정전기를 제거하는 단계는 열처리된 상기 미세모들에 이온화된 기체를 분사하는 것을 특징으로 하는,
    칫솔 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 청구항 6에 기재된 방법으로 제조됨으로써,
    칫솔 헤드와;
    상기 칫솔 헤드에 결합되고 19㎟ 이상의 대면적 식모 구멍이 적어도 하나 이상 형성된 헤드 인서트와;
    상기 헤드 인서트의 상기 대면적 식모 구멍에 식모되며 굵기가 0.07 내지 0.14㎜이고 테이퍼 부분의 테이퍼 길이가 3 내지 8㎜이며 상기 테이퍼 부분이 열처리된 미세모들을 포함하는,
    칫솔.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 미세모들 중 일부는 굵기와 테이퍼 길이 중 적어도 어느 하나 이상이 다른 것을 특징으로 하는,
    칫솔.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114698925B (zh) * 2022-03-24 2023-12-26 西门子（中国）有限公司 牙刷刷毛孔分布图的生成方法及显示装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004181215A (ja) * 2002-12-03 2004-07-02 Young-Jun Kwon 一側の毛先だけテーパー状に先鋭化された針状毛が植毛された歯ブラシ及びその製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2287901B (en) 1994-03-29 1998-05-06 Boucherie Nv G B A brush making machine
KR0114700Y1 (ko) * 1995-07-04 1998-04-16 권영준 테이퍼링형 솔이 식모된 치솔
KR0130932B1 (ko) 1995-11-15 1998-04-16 권영준 치솔용 폴리에스테르 모노필라메트의 테이퍼 가공방법
KR100233303B1 (ko) 1995-12-28 1999-12-01 구광시 치솔모용 폴리에스터 모노필라멘트의 제조방법
TW364841B (en) * 1996-05-14 1999-07-21 Kao Corp Toothbrush
JPH10201538A (ja) * 1997-01-20 1998-08-04 Lion Corp 歯ブラシ
KR100573898B1 (ko) 2003-06-09 2006-04-26 권영준 칫솔의 제조방법
WO2006101286A1 (en) * 2005-03-25 2006-09-28 Young-Jun Kwon Method of tapering bristles for toothbrushes and toothbrush having bristles manufactured using the method
DE102009013723A1 (de) * 2009-03-20 2010-09-23 Zahoransky Ag Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen und Bereitstellen von Filamentbündel und Borstenfelder
DE102015109706B4 (de) * 2014-07-15 2019-05-23 Zahoransky Ag Trägerplättchen und Bürste, insbesondere Zahnbürste mit Trägerplättchen
KR101962120B1 (ko) * 2018-05-31 2019-03-26 주식회사 브러시월드 생분해성 모노필라멘트 조성물 및 이를 이용한 모노필라멘트 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004181215A (ja) * 2002-12-03 2004-07-02 Young-Jun Kwon 一側の毛先だけテーパー状に先鋭化された針状毛が植毛された歯ブラシ及びその製造方法

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