KR101217311B1 - 경사부를 갖는 칫솔 강모와 이러한 강모를 구비한 칫솔 - Google Patents

Abstract

일정한 최대 원통 직경(Dzyl)을 갖는 원통부(1)와, 경사부(21)가 강모 단부(3)를 향해 경사지도록 상기 강모 단부(3)와 이러한 강모 단부(3)를 한정하는 단부면(4)을 가지며 상기 원통부(1)에 인접한 경사부(21)를 가지며, 상기 경사부(21)는 10mm 이하 및 적어도 3mm의 길이(L)를 갖는 칫솔용 강모에 있어서, 상기 제1경사부(21)는 단부면(4)으로부터 실린더 직경(Dzyl)과 동일한 거리(X)에서 95 내지 140㎛ 의 직경(D)을 가지며, 이러한 강모를 갖는 칫솔이 제공된다.

라운딩 오프, 원통부, 보외법, 플라스틱

Description

경사부를 갖는 칫솔 강모와 이러한 강모를 구비한 칫솔{TOOTHBRUSH BRISTLE WITH A TAPERING PART AND TOOTHBRUSH WITH SUCH BRISTLES}

본 발명은 경사부를 갖는 칫솔 강모와 이러한 강모를 구비한 칫솔에 관한 것이다.

칫솔에 적합한 통상적인 강모는 원통형 단면을 갖는다. 이러한 강모는 치간 공간에서의 세척 성능이 불충분하고 잇몸을 손상시키는 경향이 있기 때문에, 1990년대에는 일부 경우에 있어서 뾰족한 단부(EP-A-0 596 633호 참조)를 갖는 강모를 제공하기 시작했다. 뾰족한 단부에서의 직경 감소로 인해, 치간 공간에서의 세척 성능이 개선되었으며, 이와 동시에 강모는 더욱 유연하게 되어 상처에 대한 위험을 낮추었다. 한편, 치아 표면에 대한 세척 성능은 악화되었다.

한국 특허 제261658호(미국 특허출원 제6090488호에 대응)에는, 경사진 단부를 갖는 칫솔 강모가 개시되어 있으며, 이에 따르면 강모는 경사부의 단부에서 0.04 내지 0.08mm의 직경을 갖는다. 따라서, 이러한 강모의 경사부는 상술한 바에 비추어 보았을 때 "뾰족하지" 않다. 그러나, 동일 발명자에 의한 EP-A-1 234 525호에는 경사부 단부에서의 직경이 0.02mm 이하인, 경사부를 갖는 강모가 개시되어 있다(따라서, 이러한 강모는 EP-A-0 596 633호에 따른 뾰족한 강모와 유사하다). 강모 단부에서의 직경을 다시 낮추기 위한 근거로서, 본 발명자는 한국 특허 제261658호의 강모로 치주낭(periodontal pocket)으로부터 치석을 제거하는 것이 어렵다는 것을 밝혔다.

본 발명의 목적은 경사부를 갖는 개선된 강모를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 a) 일정한 최대 직경(Dzyl)을 갖는 원통부와, b)제1경사부가 강모 단부를 향해 경사지도록, 강모 단부와 상기 강모 단부를 한정하는 단부면을 가지며 상기 원통부에 인접한 제1경사부와, c)상기 원통부와 제1경사부를 통과하여 관통 지점에서 상기 단부면을 관통하는 가상 중심 축선을 포함하며, 상기 제1경사부는 관통 지점에서 시착되는 중심 축선상에서 측정하였을 때 10mm 이하 및 적어도 3mm의 길이(L)를 갖는 강모에 있어서, 상기 제1경사부는 실린더 직경(Dzyl)과 동일한 거리(X)에서 관통 지점으로부터 시작되는 중심 축선상에서 측정하였을 때 95 내지 140㎛ 의 직경(D)을 갖는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 칫솔용 강모에 의해 달성된다.

양호한 실시예는 청구항으로부터 유도될 수 있다.

본 발명에 따른 강모는 종래의 뾰족한 강모에 비해 높은 수명을 갖는 것으로 밝혀졌다. 본 출원인의 발명에 따른 경사진 단부는 칫솔질중 발생하는 가압력으로 굴곡되어, 시간이 경과함에 따라 강모 팁의 피로 파손을 유발하며, 이것은 본 발명에 따른 경사진 강모 단부에 의해 피할 수 있다. 동시에, 본 발명에 따른 강모는 기계적으로 안정되므로, 구강 치아면상에서 원통형 강모와 유사하거나 또는 이 보다 우수한 세척 성능을 가질 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 강모는 치아 접촉면에 양호하게 도달할 수 있기 때문에, 치간 공간 및 비경사 필라멘트 단부와의 치아 접촉면을 세척하는데 더욱 적합하다.

D 는 100 내지 130㎛ 의 범위, 양호하기로는 100 내지 125㎛ 의 범위에 속한다. 강모의 제1경사부는 관통 지점으로부터 1mm 의 거리에서 중심 축선상에서 측정하였을 때 120 내지 165㎛ 의 직경을 가지며, 동일한 방식으로 측정하였을 때 0.1mm 의 거리에서는 90 내지 135㎛ 의 직경을 갖는다.

본 발명에 따른 강모는 기본적으로(또는 기술적인 허용 범위내에서) 중심 축선 주위에서 회전대칭 형태를 갖는다.

강모의 경사부의 형상 라인(profile line)(즉, 단부를 통과하는 중심 축선의 관통 지점으로부터 감소하는 거리의 함수로서 경사부의 직경)은 단부면을 향해 단조롭게 경사지도록 형성되어 있다. "단조롭게 경사지는" 이라는 용어는 본 발명에서는 통상적인 수학적 의미를 갖는다. 상기 경사부의 형상 라인은 수학적 의미로 매우 단조롭게 경사져 있다.

경사부의 길이(또는, U 형태로 굴곡되고 2개의 경사부를 갖는 본 발명에 따른 강모인 경우, 두개의 경사부의 길이)는 6 내지 10mm 의 범위에 속하는 것이 바람직하다.

제1경사부의 단부의 단부면은 상기 관통 지점에서 상기 중심 축선에 대해 30°이하의 각도로 경사지는 것이 바람직한 면을 갖는다. 이것은 만일 단부면이 뾰족한 단부(하기에 서술되는 바와 같이)의 트리밍에 의해 형성되었을 경우, 일반적으로 자동으로 실행되며; 이것은 경사부의 외측면에 인접한 그 엣지와 단부면의 적절한 라운딩 오프(rounding off) 처리에 의해 실행된다(하기 설명 참조).

본 발명에 따른 특히 양호한 3가지 형태의 강모는 다음과 같다.

ⅰ) 길이가 10mm 이하인 회전대칭 경사부에 인접한 원통부를 구비한 강모(즉, 이러한 강모는 오직 한쪽 단부에서만 경사진 강모와 유사하다)

ⅱ)원통부와, 반대쪽(opposing sides)에서 상기 원통부에 인접하며 길이가 10mm 이하이고 기본적으로 동일한 형상을 갖는 2개의 회전대칭 경사부를 구비한 강모(즉, 이러한 강모는 양단부가 뾰족한 강모와 유사하다).

ⅲ)원통부와, 길이가 10mm 이하인 회전대칭 경사부와, 뾰족한 회전대칭 단부를 구비한 강모(상기 경사부와 뾰족한 단부는 원통부와 반대인 쪽에서 인접하게 형성된다).

본 발명에 따른 강모의 모든 실시예에서, 단부면과 경사부 사이에 형성될 수도 있는 엣지는 원통형 강모에는 통상적인 라운딩 오프 작업에 의해 제거된다. 상기 라운딩 오프는 그릿 종이(grit paper)의 사용 등과 같은 통상적인 공지의 방법에 의해 실행된다.

특히, 제1경사부의 양호한 형상 라인은 하기의 형상 표1 내지 형상 표4에 따른다. 이러한 표들은 단부면을 통과하는 중심 축선의 관통 지점으로부터의 거리에 대한 함수로서 직경을 나타내고 있다(이러한 각각의 강모의 6개 표본으로부터 표준 편차에 대한 평균값). 각각의 표에서 최우측 컬럼에는 강모의 원통부(Dzyl)의 최대 직경이 도시되어 있다. 본 발명에 따른 제1경사부의 직경(D)에 한 측정 정의에 따라, 각각의 표는 거리 X = Dzyl 에서 대응의 직경값도 도시하고 있다. 또한, 형상 표1 내지 형상 표4는 단부면 근처의 제1경사부의 양호한 형상을 예시하기 위해, 단부면으로부터 0.1mm 거리에서의 직경값도 도시하고 있다.

본 발명에 따른 강모의 일부 실시예에서, 단부면에서와 상기 단부면으로부터 짧은 거리에서의 직경은 더 이상 합리적으로 측정될 수 없을 것이다. 이것은 경사부의 강모 단부가 일련의 라운딩 오프에 노출되었을 때의 경우 이다. 이러한 라운딩 오프는 일부 경우에서는 강모의 단부에 불규칙적이면서도 뾰쪽한 형태 및 불균일한 표면을 초래하여, 단부면 근처에서의 직접적인 직경 측정을 불가능하게 한다. 본 발명에 따른 강모에 대해 이러한 경우에는 단부면 근처나 또는 단부면에서의 직경이 거의 포물선 보외법(parabolic extrapolation)에 의해 결정되며, 이에 따라 단부면으로부터 1mm, 2mm, 3mm 거리에서의 강모 직경은 패러블(parable)을 위한 지지점으로서 받아들여진다. 이러한 지지점은 상기 표에 굵게(bold) 도시되었다. 이러한 작동을 보장하기 위해, 상기 표는 단주면으로부터 제로 거리에서 본래의 정확하게 측정된(단부의 트리밍 후 그러나 라운딩 오프 이전에) 강모의 직경과, 바로 아래의 소괄호에 상기 보외법에 의해 결정된 직경을 도시하고 있다. 실제 직경과 보외법에 의해 결정된 직경 사이의 편차는 최소한이다. 이러한 간단한 보외법은 경사진 단부의 곡률이 종래기술의 강모에 비해 현저하기 때문에, 본 발명에 따른 강모에 대해 허용될 수 있다.

본 발명에 따른 강모는 칫솔 강모에 적합한 플라스틱으로 구성되어 있다. 이러한 강모는 폴리에스테르, 특히 (C₂-C₄)-1, ω-알킬렌 글리콜로부터 얻을 수 있는 폴리에스테르와, 테레프탈산이 바람직하다. 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)가 바람직하며, 특히 PBT 가 바람직하다. 한편, 이들은 폴리아미드, 특히 (C₂-C₈)-1, ω-디아민 및 (C₂-C₄)-1, ω-디카르복실산으로 이루어지며, 특히 폴리아미드-6,6(예를 들어, 나일론)이 바람직하다.

본 발명에 따른 강모를 생산하기 위해서는 한쪽 단부 또는 양쪽 단부가 뾰족한 상용의 강모나 또는 원통형 강모로부터 시작해야 한다. 본 출원의 출원시 이러한 강모의 생산자로는 예를 들어, 프라그마(Pragma), 신영(Shinyoung), 베쎈(Wessen), 하이론(Hylon), 소고(Sogo), 베스트 화성 또는 제일 제당 등이 있다.

오직 하나의 제1경사부를 갖는 본 발명에 따른 강모는 예를 들어 경사진 단부 및 단부면을 동시에 형성하면서 뾰족한 단부의 트리밍에 의해 오직 한쪽 단부만 뾰족해진 상용의 강모로부터 얻을 수 있다. 강모 전체가 칫솔 강모에 적합한 길이를 갖도록, 강모의 또 다른 원통형 단부는 적절한 크기로 절단된다.

제1경사부 이외에 제2경사부 또는 뾰족한 부분을 갖는 본 발명에 따른 강모는 단부를 적절히 경사지게 하거나 뾰족한 형태로의 화학적 에칭에 의해 적절한 길이를 갖는 상용의 원통형 강모로 준비된다. 뾰족한 강모 분야에서는 이러한 에칭 방법이 오랫동안 알려져왔다. 강모의 유용한 전체 길이를 얻기 위해, 경사진 단부는 선택적으로 다시 트리밍될 수도 있다.

한편, 2개의 경사진 부분을 가지며 또한 칫솔에 적합한 길이를 갖는 본 발명에 따른 강모에 도달하기 위해 양단부의 적절한 트리밍만을 필요로 하는 이중으로 뾰족한 강모가 상용화될 수 있다(실시예2 참조).

화학적 에칭 방법에 있어서, 강모는 먼저 일정한 길이로 트리밍된다. 그후, 상기 강모는 전형적으로 80 내지 150℃의 에칭액에 수직으로 잠기게 된다. 에칭액의 실시예로는 강알칼리성 에칭액(예를 들어, NaOH 또는 KOH 의 25 내지 50중량% 수성액) 또는 강산성 에칭액(예를 들어, 황산의 60 내지 98중량% 수성액) 등과 같은 무기 용액이 있다. 에칭액의 실시예로는 m-크레졸, 트리플루오로아세틱 산, o-클로로페놀, 트리클로로페놀, DMSO, DMF, 페놀 및 테트라클로로 에탄의 혼합물이 있다. 침잠 시간은 전형적으로 10분 내지 20분이며, 이러한 시간중에는 강모는 선택적으로 임의로 선택된 일정한 속도로 또는 시간 경과에 따라 변화되는 속도로 에칭액으로부터 점진적으로 후퇴될 수도 있으며, 이에 따라 에칭된 단부의 형상(즉, 형상 라인의 단조로움)이 영향을 받는다. 에칭후, 단부는 에칭액에 따라 물, 희석된 염기, 희석된 산, 또는 적절한 용매로 전형적으로 대기 온도에서 세척된 후, 건조된다.

에칭 조건(에칭액의 온도 및 형태, 침잠 시간)은 경사부의 직경(D)이 에칭후 본 발명에 따른 범위내(즉, 100 내지 140㎛)에 속하도록 선택된다. 이를 위해, 에칭은 종래 기술의 뾰족한 강모의 에칭에 비해 짧은 시간동안 실행된다. 한편, 에칭 조건은 먼저 뾰족한 단부가 형성되고 그후 단부면 및 경사부가 트리밍되도록 선택된다.

필요할 경우, 강모의 단부는 알칼리 용액이나 산성 용액에서 에칭된 후 단부의 라운딩 오프 전에 부가적으로 트리밍될 수도 있다. 단부의 트리밍 여부는 단순히 단부가 용액으로부터 인출된 후 유리의 확대에 의해 단부 상태를 실험하므로써 결정된다.

본 발명의 목적은 본 발명에 따른 강모를 갖는 칫솔을 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 강모는 종래기술의 단일의 또는 이중의 뾰족한 강모에 사용된 바와 유사한 방식으로 칫솔의 강모 캐리어에 삽입된다. 여기서, 2개의 경사부를 갖거나 또는 하나의 경사부 및 뾰족한 부분을 갖는 본 발명에 따른 강모는 앵커 판을 사용하여 강모 캐리어에 U 형태로 굴곡되어 삽입된다. 한편 하나의 경사부만을 갖는 본 발명에 따른 강모는 본 기술분야에서 "AFT(앵커 프리 터프팅)"으로 알려진 방법을 사용하여 강모 캐리어에 굴곡되지 않은 형태로 삽입된다.

본 발명은 실시예 및 도면을 참조하여 상세히 서술될 것이다.

도1은 본 발명에 기본적인 측정 변수가 도시된, 본 발명에 따른 강모의 단면도.

도2 내지 도4는 본 발명에 따른 강모의 3개의 실시예를 도시한 도면.

도5 및 도6은 검게 하고 TiO₂ 코팅된 치아에 대한 본 발명에 따른 강모와 종래의 원통형 강모의 시험관에서의 세척 성능 테스트를 도시한 도면.

실시예1: 형상 표1 내지 표4에 따른 2개의 동일한 경사 단부를 갖는 강모의 준비

하기와 같은 특성을 갖는 상용가능한 4개의 이중 경사 강모가 초기 강모로서 사용되었다.

각각의 초기 강모는 상기 표의 중간 컬럼에 도시된 바와 같은 거리에서, 뾰족한 양단부가 트리밍되었다. 이렇게 얻어진 강모의 경사부의 단부는 240 메시의 그릿 종이를 사용하여 TR89 강모 라운딩 장치(일본 스지무라 컴파니에 의해 제작된)에 의해 라운딩되었다.

도1는 본 발명에 따른 강모의 경사부가 구비된 단부를 도시하고 있다. 우측에는 원통부(1)가 도시되어 있으며, 그 일정한 직경은 강모의 최대 직경(Dzyl)을 의미한다. 경사부(21)는 상기 원통부(1)에 인접하여 있으며, 그 경사는 중심 축선(5)의 관통 지점(6)으로부터 단부면(4)을 통하여 거리(L)의 지점에서 시작되어, 매우 단조롭게 경사지는 방식으로 단부(3)까지 신장된다. 단부(3)의 단부면(4)은 이상적인, 즉 반구형 형상으로 라운딩 오프 처리된 후로 도시되어 있으며; 트리밍 및 일련의 실제 라운딩 오프 처리로 인해, 상기 단부면은 매우 평탄하지만, 다소 불규칙하거나 울퉁불퉁한 엣지를 가질 수도 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 기본적인 직경(D)은 관통 지점(6)으로부터 거리(X)에서 측정되므로, 상기 거리(X)는 원통부의 최대 직경(Dzyl)과 동일하다.

도2 내지 도4는 본 발명에 따른 3개의 강모를 도시하고 있다. 이러한 모든 도면에서, 강모는 U 형태로 굴곡된 형상으로 도시되었으며, 특히 도2 및 도3의 강모는 이러한 형상으로 칫솔의 강모 캐리어에 삽입된다. 굴곡은 원통부(1)에서 실행되어, U 형태로 굴곡된다. 도2는 2개의 경사부(21, 22)를 갖는 본 발명에 따른 강모를 도시하고 있으며, 도3은 제1경사부(21) 및 뾰족한 단부(7)를 갖는 본 발명에 따른 강모를 도시하며, 도4는 오직 하나의 경사부(21)를 갖는 본 발명에 따른 강모를 도시하고 있으므로, 강모의 나머지는 원통부(1)로 형성된다. 도3과는 상이한 이러한 후자의 강모는 굴곡되지 않은 형태로 칫솔 헤드의 강모 캐리어에 삽입된 다.

도5 및 도6은 검게 하고 그리고 TiO₂ 코팅된 치아에서 얻은 세척 성능에 대한 테스트를 도시하고 있다. 테스트는 다음과 같다.

(A)높이가 11.5mm 인 강모 필드를 갖는 칫솔에 U 형태로 삽입되고 회전대칭인 2개의 경사부를 갖는 본 발명에 따른 강모를 구비한 칫솔(도2 참조); 상기 강모는 약 0.21mm 의 최대 직경(Dzyl)과, 거리 X = Dzyl 에서 약 0.104mm 의 직경(D)을 갖는다(이러한 강모는 상기 표3에 예시된 형상에 거의 대응한다).

(B)0.175mm 의 직경(Dzyl)을 가지며 U 형태로 칫솔에 삽입되는 종래의 원통형 강모를 갖는 칫솔; 강모 필드의 높이는 11.5mm 이었다.

이러한 테스트에서, 상부 조오(jaw)(3개의 어금니와, 3개의 작은 어금니와, 하나의 송곳니를 갖는)의 6분원의 모델의 치아는 먼저 검은색으로 착색된 후, TiO₂ 반죽물(75ml 26% 수성 에탄올 25g)로 백색 도료처리되었다. 테스트된 강모 필드로 1분간 표준화된 칫솔질 단계후, 250g 의 인가된 압력 중량으로 TiO₂ 반죽물로 세척된 치아면의 파편이 결정되었다. 이러한 처리과정은 수평의, 수직의, 또한 회전형 세척 운동을 사용하여 테스트된 각각의 강모 필드에 대해 표준화된 방법으로 사용되었으며; 상기 처리과정은 테스트된 각각의 강모 필드에 대해 또한 각각의 세척 운동에 대해 4회 반복되었다. 수평 세척(도면에 백색 바아로 도시된)에 있어서, 표준화된 칫솔질 단계는 30mm 의 거리로 60회 전후방 운동으로 구성되어 있으며; 수직의 세척(도면에 해칭된 바아로 도시된)에서는 8mm 의 거리로 60회 상하 운동으 로 구성되며; 회전형 세척(도면에 점형 바아로 도시된)에서는 30mm 의 거리로 16회 동시 수평 전후방 운동과, 반경 4mm 의 60회 원운동으로 구성된다. 측정된 세척 성능, 즉 제거된 TiO₂ 의 파편은 도5 및 도6에 임의의 단위로 도시되었다.

도5는 구강 치아면에서 본 발명에 따른 강모[바아(A)]와 종래의 강모[바아(B)]의 수평, 수직, 및 회전형 세척 운동후 세척 성능의 평균값의 총합을 도시하고 있다.

도6은 중앙/말단 치아면에서, 즉 치간 공간과 대면하는 치아면에서 본 발명에 따른 강모[바아(A)]와 종래의 강모[바아(B)]의 수평, 수직, 및 회전형 세척 운동후 세척 성능의 평균값의 총합을 도시하고 있다.

도5로부터는 본 발명에 따른 강모는 낮은 기계적 강도에도 불구하고, 종래의 강모에 비해 수평 및 수직 세척 운동시 구강 치아면에 대해 미세하게 양호하다는 것을 인식할 수 있다. 도6으로부터는 본 발명에 따른 강모는 중앙/말단 치아면에서 수평 및 수직 세척 운동시 종래의 강모에 비해 확연히 양호하다는 것을 인식할 수 있다.

Claims (10)

1. 일정한 최대 원통 직경(Dzyl)을 갖는 원통부(1)와, 제1경사부(21)가 강모 단부(3)를 향해 경사지도록 상기 강모 단부(3)와 이러한 강모 단부(3)를 한정하는 단부면(4)을 가지며 상기 원통부(1)에 인접한 제1경사부(21)와, 상기 원통부(1)와 제1경사부(21)를 통과하여 관통 지점(6)에서 상기 단부면(4)을 관통하는 가상 중심 축선(5)을 포함하며, 상기 제1경사부(21)는 관통 지점(6)에서 시작되는 중심 축선(5)상에서 측정하였을 때 10mm 이하 및 적어도 3mm의 길이(L)를 갖는 칫솔용 강모에 있어서,

   상기 제1경사부(21)는 실린더 직경(Dzyl)과 동일한 거리(X)에서 관통 지점(6)으로부터 시작되는 중심 축선(5)상에서 측정하였을 때 95 내지 140㎛ 의 직경(D)을 갖는 것을 특징으로 하는 칫솔용 강모.
2. 제1항에 있어서, 상기 직경(D)은 100 내지 130㎛ 의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 칫솔용 강모.
3. 제1항에 있어서, 제1경사부(21)는 관통 지점(6)으로부터 1mm 의 거리에서 중심 축선(5)상에서 측정하였을 때 120 내지 160㎛ 의 직경을 가지며, 상기와 동일한 방식으로 측정하였을 때 0.1mm 의 거리에서 90 내지 135㎛ 의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 칫솔용 강모.
4. 제1항에 있어서, 제1경사부(21)와는 반대쪽에서 원통부(1)에 인접한 제2경사부(22)를 갖는 것을 특징으로 하는 칫솔용 강모.
5. 제4항에 있어서, 제2경사부(22)는 제1경사부(21)와 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 칫솔용 강모.
6. 제1항에 있어서, 제1경사부(21)와는 반대쪽에서 원통부(1)에 인접한 뾰족한 단부(7)를 갖는 것을 특징으로 하는 칫솔용 강모.
7. 제1항에 있어서, Dzyl 은 150 내지 170㎛ 또는 180 내지 210㎛ 의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 칫솔용 강모.
8. 제1항에 있어서, 폴리에스테르 또는 폴리아미드로 구성되는 것을 특징으로 하는 칫솔용 강모.
9. 제1항에 있어서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리아미드-6,6 으로 구성되는 것을 특징으로 하는 칫솔용 강모.
10. 제1항에 따른 하나이상의 강모를 포함하는 것을 특징으로 하는 칫솔.

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