KR100666457B1 - 침상모가 식모된 칫솔의 제조방법 및 이에 의하여 제조된칫솔 - Google Patents

Abstract

본 발명은 침상모가 식모된 칫솔의 제조방법 및 이 제조방법으로 제조된 칫솔에 관한 것으로, 통상의 칫솔모를 칫솔의 헤드부에 식모한 후, 높이 1.5-7mm의 돌기가 형성된 연마기로 연마시키는 것으로 구성되며, 본 발명의 방법을 통하여 끝 부분의 후도가 0.01-0.03mm이고, 테이퍼 길이가 3-9mm인 침상모가 식모된 칫솔을 약품처리공정 없이 제조할 수 있으며, 공정 단순화로 생산시간과 불량발생율을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 종래에는 적용이 불가능하였던 비폴리에스테르계 칫솔모를 재료로 사용할 수 있게 되었다.

침상모, 연마, 동시회전, 유연성, 침투능, 테이퍼, 칫솔

Description

침상모가 식모된 칫솔의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 칫솔{Manufacturing method of toothbrush having needle-shaped bristle and a toothbrush manufactured in the same method}

도 1은 종래의 드럼형 연마기의 사시도이고,

도 2는 요철이 형성된 드럼형 연마기의 사시도이고,

도 3은 본 발명에서 사용되는 요철의 일실시예의 정면도이고,

도 4는 회전자와 결합된 요철이 형성된 드럼형 연마기의 사시도이고,

도 5는 돌기 형성 패턴이 사선인 드럼형 연마기의 정면도이고,

도 6은 접시형 연마기의 사시도이고,

도 7은 접시형 연마기가 회전축과 연결된 상태를 보여주는 측면도이고,

도 8은 접시형 연마기가 회전하는 형태를 나타내는 측면도이고,

도 9는 칫솔모가 식모된 헤드인서트의 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 돌기가 형성된 드럼 11 : 돌기

20 : 회전축 30 : 회전자

40 : 칫솔모 50 : 칫솔모가 식모된 헤드인서트

60 : 접시형 연마판 p : 접힘부

본 발명은 침상모가 식모된 칫솔의 제조방법 및 이 방법으로 제조된 칫솔에 관한 것으로, 보다 상세하기로는 약품처리공정 없이 침상모가 식모된 칫솔을 제조하는 방법 및 이 방법에 의하여 제조된 칫솔에 관한 것이다.

끝 부분이 뾰족한 침상모가 식모된 칫솔은 끝 부분이 둥근 일반모가 식모된 칫솔에 비하여 치아 또는 치주포켓트 속의로의 침투성, 유연성 등이 우수하여 최근 고급 칫솔에는 대부분 침상모가 식모되고 있다.

침상모를 제조하는 방법은 (i) 강산이나 강알칼리를 이용하여 끝 부분을 용해시키는 방법, (ii) 식모 후 연마기를 사용하여 끝 부분을 연마시키는 방법, (iii) (i)의 방법으로 예비 테이퍼 시켜서 식모한 후 (ii)의 방법으로 연마시키는 방법 등이 있다. 여기서 "예비 테이퍼"라 함은 끝 부분의 후도가 0.03-0.10mm 정도가 되도록 덜 테이퍼 시킨 것을 말한다.

(i)의 방법을 통하여 테이퍼 길이가 5mm이상으로 비교적 길고 끝 부분의 후도가 약 0.01mm 정도인 고도 테이퍼된 침상모를 얻을 수 있다. 이러한 침상모는 테이퍼 길이가 길어서 유연성이 우수하고 끝 부분의 후도가 작아서 침투성이 우수하지만, 용해시간을 정확하게 조절하는 것이 매우 까다롭고 불량률이 높다는 문제점 을 가지고 있다.

(ii)의 방법은 작업성은 우수하지만 얻어지는 침상모의 테이퍼 길이가 2mm 이내로 짧으므로 유연성이 부족하여 양치시 잇몸을 손상시키는 문제점을 가지고 있다.

(iii)의 방법은 (i)과 (ii)의 방법의 문제점을 어느 정도 해결한 방법으로 이러한 방법은 본 발명자에 의한 한국특허 제261658호 및 동 제421454호에 개시되어 있다. 한국특허 제261658호는 길이가 짧아지기 직전까지 강산 또는 강알칼리 용액에 모를 침지, 용해한 다음, 이 부분 테이퍼된 모를 수세 및 건조 후 칫솔의 헤드부에 식모하고 연마기로 끝 부분을 연마하는 제조방법으로, 이에 의하여 얻어진 침상모는 테이퍼 길이가 약 5mm 정도로 길어서 유연성은 우수하나 끝 부분의 후도가 0.04-0.08mm로 비교적 커서 침투성이 부족하다는 문제점을 가지고 있다. 만약 끝 부분의 후도를 줄이기 위하여 연마공정을 더 진행시키게 되면 테이퍼 길이가 짧아지게 되어 유연성이 부족하게 된다.

한국특허 제42154호는 한국특허 제261658호와 유사하나, 침투성을 향상시키기 위하여 끝 부분의 후도를 0.02mm 이내가 되도록 연마하는 것으로 침투성은 우수하나, 테이퍼 길이가 2.8-3.5mm에 불과하여 유연성이 부족하다는 문제점과 제조시 불량이 많이 발생한다는 문제점을 가지고 있다.

결국, 통상적인 침지 및 연마공정으로는 침투성과 유연성이 동시에 향상된 침상모는 얻을 수 없는 것이다.

한편, 본 발명자에 의한 한국특허출원 제2004-0103171호에서는 위와 같은 문 제점을 해결하기 위하여 약품침지공정을 통하여 칫솔모를 예비 테이퍼 가공한 다음, 칫솔모에 식모하고, 식모된 칫솔의 칫솔모를 높이 2-10mm의 돌기가 형성된 드럼형 연마기로 연마시키는 공정이 개시되어 있다. 이 방법에 의하여 얻어진 칫솔모는 끝 부분의 후도가 0.01-0.03mm, 테이퍼 길이가 3.5-8mm이다.

그러나 상기 방법은 약품침지공정에 의하여 용해가 일어나는 폴리에스테르 계열의 칫솔모에는 적용이 가능하지만, 그렇지 아니한 나이론, 폴리올레핀, 아크릴 등의 재질의 칫솔모에는 적용이 불가능하다는 문제점과, 반드시 약품침지공정을 거쳐야 한다는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 침투성과 유연성이 동시에 향상된 침상모 칫솔을 제공하되, 약품침지공정을 생략하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적은 폴리에스테르 계열의 칫솔모는 물론 비 폴리에스테르 계열의 칫솔모에도 적용이 가능한 침상모가 식모된 칫솔의 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 제조공정이 단순하고 불량률이 크게 저하된 침상모 칫솔의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 통상의 칫솔모를 칫솔의 헤드부에 식모한 후, 높이 1.5-7mm의 돌기가 형성된 연마기로 연마시키는 것으로 구성된다. 본 발명의 칫솔은 끝 부분의 후도가 0.01-0.03mm, 테이퍼 길이가 3-9mm이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

통상적인 연마기는 도1과 같은 구조이며, 표면이 다이아몬드와 같은 연마석으로 코팅된 것이다. 이러한 평면상의 드럼형 연마기가 회전하면서 피연마체를 연마하는 것으로, 본 발명자에 의한 전술한 선등록 특허들도 이러한 형태의 연마기로 약품에 의하여 예비 테이퍼된 칫솔모를 연마한 것이다. 그런데, 이러한 형태의 연마기를 사용할 경우에는 전술한 바와 같이, 약품으로 예비 테이퍼 처리를 하지 아니하면 끝 부분의 후도가 0.03mm 이하임과 동시에 테이퍼 길이가 3.5mm 이상인 침상모를 얻을 수가 없다. 그 이유는 끝 부분의 후도를 줄이기 위하여 연마를 많이 하게 되면 테이퍼 길이가 짧아지게 되고, 테이퍼 길이가 유지되도록 연마를 하게 되면 끝 부분의 후도가 커지기 때문이다.

본 발명의 방법에서 사용되는 연마기는 도2와 같이 표면에 돌기(11)가 형성된 것이며, 돌기의 높이는 1.5-7mm, 보다 바람직하기로는 2-5mm의 범위 내에서 적절하게 선택될 수 있다. 돌기의 높이가 이 범위 미만의 경우에는 테이퍼 길이가 짧아지게 되며, 이 범위를 초과할 경우에는 끝 부분의 후도가 원하는 수준보다 높아지게 된다.

예컨대, 돌기(11)의 길이가 5mm인 경우 모의 끝 부분 2mm 정도는 접혀져서 돌기(11) 사이의 연마부(12)에 의하여 고도로 연마되며, 끝에서부터 2-7mm 부분은 돌기(11)의 측면부(11)에 의하여 상대적으로 적게 연마된다(도3 참조). 이에 의하여 끝 부분은 0.01-0.03mm의 후도를 가지게 되며, 테이퍼 길이는 7mm 정도가 된다. 돌기(11)간의 거리는 1-5mm, 보다 바람직하기로는 2-3mm 정도가 적절하다. 이 범위를 초과하는 경우에는 작업효율이 저하되며, 이 범위 미만의 경우는 연마기의 제조가 어렵다. 돌기(11)의 형상은 특별히 제한되지 아니하나, 산봉우리 형상이나 상부와 하부의 크기가 동일한 원통형 또는 직사각형 형상이 바람직하다.

돌기(11) 표면은 종래의 연마기와 같이 연마석으로 코팅되어 있으며, 연마석을 연마기 내부에 침투시킬 수도 있다. 이러한 돌기(11)가 형성된 연마기를 일정시간 동안 정회전 시킨 다음, 다시 역회전 시키게 되면 비교적 만족스러운 정도의 침상모가 얻어진다. 또한 돌기(11)가 형성된 연마기를 순차적으로 위치시킨 다음, 첫 번째의 연마기는 정회전시키고, 다음 위치의 연마기는 역회전시키는 상태에서 피연마체를 각각의 연마기에서 순차적으로 일정시간 동안 연마시키는 방법을 취할 수도 있다.

그러나 더욱 만족스러운 정도의 침상모를 얻기 위해서는 종횡으로 동시에 회전하는 연마기를 사용하는 것이 필요하다. 이러한 형태의 연마기는 도4와 같으며, 돌기(11)가 형성된 드럼형 연마기가 회전축(20)을 통하여 회전자(30)와 결합되어 있다. 회전자(30)는 횡방향으로 회전하며, 연마기는 종방향으로 회전한다. 종횡으로 동시에 회전하는 연마기는 일방향으로 회전하는 연마기에 비하여 연마기 전체가 골고루 연마작업에 참여하게 되므로 마모가 늦추어 져서 수명이 연장되며, 칫솔모 역시 골고루 연마되어 보다 짧은 시간 내에 목표로 하는 테이퍼 작업을 완료할 수 있다.

드럼형 연마기가 사용되는 경우, 도5와 같이 돌기(11)의 형성 패턴이 회전방 향과 평행하지 아니하고 볼트의 홈과 같이 나선형 경사를 이루는 것이 연마효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 그 이유는 이러한 패턴의 연마기를 사용하는 경우 연마되는 칫솔모가 연마과정에서 더 많은 수의 돌기(11)와 접촉하기 때문이다.

연마효율을 더욱 향상시키기 위해서는 연마과정에서 연마기 또는 피연마체가 1-3mm 길이로 앞뒤로 왕복운동을 하도록 하는 것이다. 이를 통하여 칫솔모의 연마효율이 높아질 뿐만 아니라, 도3의 p 부분과 같이 칫솔모의 접힘부가 부분적으로 덜 연마되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에서 사용될 수 있는 연마기의 형태는 도2와 같은 드럼형 연마기 외에도, 도6과 같은 접시형 연마기도 사용 가능하다. 접시형 연마기를 사용하는 경우라도 돌기(11)의 높이 및 돌기(11) 간의 거리는 드럼형 연마기를 사용할 때와 동일하다. 접시형 연마기를 사용하는 경우 생산효율을 더욱 높이기 위해서는 도7과 같이 회전축(20)과 접시형 연마판(60)의 연결각도가 15-60도 정도 어긋나게 연결할 수 있다. 이러한 연결에 의하여 접시형 연마기는 마치 팽이가 쓰러지기 직전에 회전하는 상태와 유사하게 회전하게 된다(도8 참조).

본 발명의 제조방법의 다른 태양은, 식모직전 칫솔모 케리어에 포집된 칫솔모를 돌기(11)가 형성된 드럼형 연마기로 연마시킨 후 식모하는 것이다. '칫솔모 케리어'라 함은 다수의 칫솔모가 묶여져 있는 모 묶음(bundle)으로부터 식모할 모를 포집하여 식모기로 운반하는 역할을 하는 것이다.

본 발명의 제조방법의 다른 태양은, 도9와 같이 칫솔모가 AFT 앙카레스 식모기로 식모된 헤드인서트를 돌기(11)가 형성된 드럼형 연마기로 연마시킨 후 칫솔대 와 결합하는 것이다.

본 발명에서 식모되는 칫솔모의 재질은 제한이 없다. 그 이유는 종래의 기술은 기계적인 방법으로는 원하는 수준의 테이퍼 처리를 할 수 없었기 때문에 산 또는 알칼리 용액에 용해되는 폴리에스테르 재질의 칫솔모를 사용하여 예비 테이퍼 가공한 다음, 기계적 연마공정을 추가하여 테이퍼 작업을 완료하였으므로 폴리에스테르 계열의 칫솔모만이 사용가능하였으나, 본 발명은 전체적인 테이퍼 공정이 기계적으로만 수행되므로 산 또는 알칼리 용액에 용해되지 아니하는 나이론, 폴리올레핀, 아크릴 등의 재질의 칫솔모도 사용이 가능하게 된 것이다.

또한, 필요에 따라 위의 비 폴리에스테르 계열의 칫솔모를 혼합하여 사용할 수도 있으며, 폴리에스테르 계열의 칫솔모와 비 폴리에스테르 계열의 칫솔모를 혼합하여 사용할 수도 있다. 종래에는 폴리에스테르 계열의 칫솔모와 비 폴리에스테르 계열의 칫솔모가 혼합사용되는 경우에는 비 폴리에스테르 계열의 칫솔모는 테이퍼 가공하는 것이 불가능하여 폴리에스테르 계열의 칫솔모는 테이퍼 처리되고 비 폴리에스테르 계열의 칫솔모는 테이퍼 처리되지 아니한 채 그대로 식모되었다.

또한, 필요에 따라 길이가 긴 칫솔모(장모)와 길이가 짧은 칫솔모(단모)를 혼합, 식모하여 연마처리할 수도 있으며, 이 경우는 장모는 테이퍼 길이가 길고 단모는 테이퍼 길이가 짧아지게 된다. 이에 따라 장모는 침투성이 우수하여 치아 사이의 음식물을 제거하는 역할을 하게 되며, 단모는 쇄소성이 우수하여 치아 표면의 치석을 제거하는 역할을 하게 된다. 이와 유사한 방법으로, 모의 직경이 상이한 칫솔모를 혼합사용할 수도 있다. 이 방법에 의하여 얻어진 칫솔도 끝 점 후도가 다양 하여 침투성과 쇄소성을 동시에 가지게 된다.

본 발명의 실시예는 아래와 같다.

(실시예 1)

돌기(11)의 높이가 4mm이고, 돌기(11)간의 간격이 3mm인 돌기(11)가 형성된 드럼형 연마기 10개를 인접하게 배치하되, 좌로부터 첫 번째 연마기는 돌기(11) 표면 및 돌기(11) 사이에 전체적으로 200메쉬의 연마석이 코팅된 것이며, 이후부터 230, 320, 320, 550, 550, 600, 650, 650 메쉬의 연마석이 코팅된 것을 순차적으로 배치하였다.

테이퍼 처리되지 아니한 폴리에스테르 재질의 일반 칫솔모를 칫솔대에 식모한 다음, 상기 첫 번째 연마기로부터 마지막 연마기까지 이동하면서 순차적으로 식모된 칫솔모를 연마하였다. 연마기의 rpm은 3000으로 고정하였으며, 각 연마기당 3초씩 연마시간을 부여하였다.

얻어진 칫솔의 칫솔모는 테이퍼 길이가 5-6mm, 끝 점 후도는 0.02-0.03mm 였다.

(실시예 2)

실시예 1과 동일하게 시행하되, 도4와 같이 종횡으로 회전하는 연마기를 사용하였다. 종회전 속도는 실시예 1과 마찬가지로 3000rpm으로, 횡회전 속도는 600rpm으로 하였으며, 연마시간은 2초하였다. 얻어진 침상모의 끝 부분의 후도는 0.01-0.02mm였고, 테이퍼 길이는 5-7mm였다.

(실시예 3)

실시예 1과 동일하게 시행하되, 연마기를 도7과 같은 접시형 연마기를 사용함과 동시에 연마시간을 각 연마기당 4초로 증가시켰다. 얻어진 칫솔의 칫솔모의 테이퍼 길이와 끝 점 후도는 실시예 1에 의하여 얻어진 것과 동일하였다.

(실시예 4)

실시예 2와 동일하게 시행하되, 식모되는 칫솔모를 나이론 재질의 것(듀퐁사의 타이넥스 8mils)으로 대체하였다. 얻어진 칫솔의 칫솔모의 테이퍼 길이와 끝 점 후도는 실시예 2에 의한 것과 동일하였다.

(실시예 5)

실시예 2와 동일하게 시행하되, 식모되는 칫솔모를 폴리에스테르 재질의 것과 나이론 재질의 것이 혼합된 것으로 대체하였다. 얻어진 칫솔의 칫솔모의 테이퍼 길이와 끝 점 후도는 실시예 2에 의한 것과 동일하였다.

(비교예)

실시예 1과 동일하게 시행하되, 돌기가 형성되지 아니한 통상의 드럼형 연마기를 사용하였다. 얻어진 침상모의 끝 부분의 후도는 0.02-0.03mm였으며, 테이퍼 길이는 1.5-2.5mm였다.

이상의 실시예를 통하여 확인되는 바와 같이, 본 발명의 방법을 통하여 약품처리공정 없이 모든 재질의 칫솔모를 사용하여 침상모가 식모된 칫솔을 제조할 수 있게 되었다. 또한 약품처리공정이 생략됨으로써 작업환경을 크게 개선할 수 있으며, 폐수의 발생이 원천적으로 방지된다. 아울러 연마과정에서 발생한 칫솔모 잔편과 분진은 모두 수집되어 재활용될 수 있다.

Claims (13)

1. 칫솔모를 연마기로 연마처리함으로써 칫솔모를 테이퍼 가공하는 공지의 칫솔모의 테이퍼 가공방법에 있어서,

   테이퍼 가공되지 아니한 일반 칫솔모의 끝 부분을, 높이 1.5-7mm의 돌기(11)가 형성되어 있고, 돌기(11) 간의 거리가 1-5mm이며, 종횡방향으로 동시에 회전하는 드럼형 연마기로 연마함으로써 끝 점의 직경이 0.01-0.02mm이고, 테이퍼 길이가 3-7mm가 되도록 테이퍼 가공하는 것을 특징으로 하는 칫솔모의 테이퍼 가공방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 드럼형 연마기는 형성된 돌기(11)의 배열이 연마기의 회전방향과 평행하지 아니한 것을 특징으로 하는 칫솔모의 테이퍼 가공방법.
5. 제 1항에 있어서, 연마기 또는 연마처리되는 칫솔모 중 1종이 1-3mm의 간격으로 전후 왕복운동을 하는 것을 특징으로 하는 칫솔모의 테이퍼 가공방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서, 돌기(11)간의 거리는 2-3㎜인 것을 특징으로 하는 칫솔모의 테이퍼 가공방법.
10. 제 1항에 있어서, 연마기는 표면이 연마석으로 코팅된 것을 특징으로 칫솔모의 테이퍼 가공방법.
11. 제 1항에 있어서, 칫솔모의 재질은 폴리에스테르 계열의 것이거나, 폴리에스테르 계열 및 비폴리에스테르 계열의 재질이 혼합된 것으로 특징으로 하는 칫솔모의 테이퍼 가공방법.
12. 제 1항에 있어서, 테이퍼 처리되는 칫솔모는 길이 또는 직경이 상이한 것을 특징으로 하는 칫솔모의 테이퍼 가공방법.
13. 식모된 칫솔모가 물리적인 방법으로만 테이퍼 가공되었으며, 끝 점의 직경이 0.01-0.02mm이고, 테이퍼 길이가 3-7mm인 것을 특징으로 하는 침상모가 식모된 칫솔.

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