KR101562721B1 - 칫솔질 힘을 표시하기 위한 장치를 포함하는 칫솔 - Google Patents

Abstract

칫솔질 힘을 표시하는 광학 신호를 방출하는데 효과적인 피에조크로믹 폴리머 또는 근접 염료 기반 폴리머를 포함하는 칫솔.

Description

칫솔질 힘을 표시하기 위한 장치를 포함하는 칫솔{TOOTHBRUSH INCLUDING A DEVICE FOR INDICATING BRUSHING FORCE}

본 발명은 칫솔에 관한 것으로서, 특히 칫솔질 중 적절한 힘이 적용되고 있는 것을 사용자에게 표시하는 장치를 통합한 칫솔에 관한 것이다.

사람들은 너무 센(hard) 칫솔질에 의해 자신의 치아 및 잇몸에 심각한 손상을 유발시키고 있는 것으로 널리 인식되고 있으며, 또한 이런 문제점을 극복하기 위한 목적으로 많은 디자인의 칫솔이 있다. 여러 연구 끝에 칫솔질 중 과도한 힘은 소구치(premolar)상의 뒤물림(recession) 및 잇몸 뒤물림으로 이어지고, 이것은 하부의 세멘트질(cementum)을 노출시켜 과민성, 미적 손실로 자주 이어지고, 치근 우식증(root caries) 및 치근 표면 마찰의 요인이 될 수 있어 치근 충전(filling)으로 이어질 수 있다는 결론에 도달하였다.

한가지 해결책은 과도한 힘을 전달하지 않는 브러시이며, 예를 들어 만일 사용자가 너무 세게 칫솔질하려고 한다면 칫솔의 목부가 조여지는(buckle) DE 3724476호에 서술된 디자인이다. 그러나, 이것은 칫솔질이 계속적으로 중단되기 때문에 사용 시 좌절할 수 있는 비교적 조잡한 제품이 될 수 있다.

다른 알려진 해결책이 US 5502861호에 서술되어 있으며, 이것은 과도한 힘이 적용되었다면 사용자에게 발신하는 인디케이터(indicator)를 갖는 칫솔을 제공한다. 이것은 사용자가 칫솔질이 너무 세다는 명확한 신호를 갖는다는 장점을 가지며, 이것은 칫솔질하는 것을 정확하게 배우는데 사용될 수 있다. 인디케이터 메카니즘을 브러시에의 부착물이 아닌 브러시의 일체형 부분으로 만드는 것이 바람직한 것으로 생각된다고 US 제5282291호에 서술되어 있으며, 후자의 장치는 일반적으로 어색한 형상이고 또한 사용하기에 이상한 브러시로 귀결된다.

전기 회로에 의해 작동되는 일체형 인디케이터를 통합한 디자인이 알려져 잇다. US 제5282291호에 서술된 디자인에 있어서, 회로의 부품들은 브러시가 굴곡될 때 접촉하여, 회로를 완성하며 또한 인디케이터를 작동시킨다. 사용자는 인디케이터를 작동시키기 위해 배터리를 자주 끼워야 하며, 이것은 브러시의 제한된 크기로 인해 작아야만 하며 따라서 끼우기가 까다롭다. 배터리가 요구되는 디자인에 있어서, 회로에의 접근은 예를 들어 제거 가능한 커버를 통해 이용가능 해야만 한다. 이 장치는 필연적으로 덜 위생적이며, 커버는 핸들 표면과 정확하게 동일 평면상에 끼워지지는 않을 것이며, 또한 찌꺼기는 커버와 핸들 사이의 임의의 간극(gap)과 또한 공동 자체에도 축적될 수 있다. DE 3724476호에 서술된 장치는 적용된 힘에 응답하여 전기 신호를 생산하는 기계적-전기적 컨버터로서 작용하는 압전 부품에 의존함으로써 인디케이터의 작동에 관한 문제점을 피하고 있다. 확실히, 이들 디자인은 브러시 핸들의 작은 공동 내에 끼워지는 많은 작은 부품을 요구하며, 이것은 제조를 어렵게 할 것이며 따라서 제조비가 비싸다. 또한, 배터리를 고집스럽게 댐프(damp) 환경에 위치시키는 것은, 특히 배터리가 가끔 교체되어야만 할 경우 이상적이지 않다.

이들 단점은 별도의 전원이나 또는 복잡한 회로를 요구하지 않으며 또한 브러시의 본체 내로 용이하게 통합될 수 있는 인디케이터의 사용에 의해 극복될 수 있다. 예를 들어 US 6389636호는 전원 공급부 또는 전기 회로를 제공하지 않고서도 적절한 칫솔질 힘을 발신하는 피에조크로믹(piezochromic) 물질을 포함하고 있는 칫솔을 서술하고 있다(US 6330730호 참조).

상술한 발전에도 불구하고, 추가적인 개선의 여지가 있다.

본 발명의 제1면(aspect)에 따라, 칫솔질 힘을 표시하는 광학 신호를 방출하는데 효과적인 피에조크로믹 폴리머를 포함하는 칫솔이 제공된다.

어떤 실시예에 있어서, 칫솔은 (a)핸들, (b)헤드, (c)상기 헤드상에 위치된 강모, 및 (d)상기 헤드에 핸들을 연결하는 목부(neck)를 추가로 포함한다.

핸들, 헤드, 강모, 및 목부 중 적어도 하나는 피에조크로믹 폴리머를 포함한다.

어떤 실시예에 있어서, 피에조크로믹 폴리머는 칫솔 내의 공동에 포함되며, 또한 공동 위에 놓이는 칫솔의 적어도 일부는 피에조크로믹 폴리머가 보일 수 있도록 투명하거나 또는 반투명하다. 이런 실시예에 있어서, 공동 위에 놓이는 칫솔의 일부는 칫솔의 후방측상에 위치되는 윈도우(window)이므로, 피에조크로믹 폴리머는 사용자의 치아가 거울(mirror) 앞에서 칫솔질될 때 보일 수 있다.

어떤 실시예에 있어서, 피에조크로믹 폴리머는 일렉트로사이클릭(electrocyclic) 고리-열림(ring-opening) 메카노포(mechanophore)를 포함한다. 어떤 실시예에서, 일렉트로사이클릭 고리-열림 메카노포는 스피로파이란(spiropyran)을 포함한다. 일부 실시예에서, 스피로파이란 분자는 폴리(메틸 아크릴레이트) 폴리머 또는 폴리(메틸 메타크릴레이트) 폴리머에 통합될 수 있다.

어떤 실시예에 있어서, 광학 신호는 과도한 칫솔질 힘, 허용 가능한 칫솔질 힘, 및 부적절한 칫솔질 힘 중 적어도 하나를 표시하는 적어도 하나의 색깔 변화이다.

어떤 실시예에 있어서, 칫솔은 전원 공급부 및 전기 회로가 없다.

어떤 실시예에 있어서, 칫솔은 힘을 헤드로부터 피에조크로믹 폴리머로 전달하도록 적용된 가늘고 긴(elongated) 블래더(bladder)를 추가로 포함하며, 피에조크로믹 폴리머는 목부에 또는 목부상에 위치된다.

어떤 실시예에 있어서, 칫솔은 헤드 및 복부 내에 레버(lever)를 추가로 포함하며, 상기 레버는 힘을 헤드로부터 피에조크로믹 폴리머로 전달하도록 적용되며, 피에조크로믹 폴리머는 목부에 또는 목부상에 위치된다.

어떤 실시예에 있어서, 강모의 적어도 일부는 피에조크로믹 폴리머를 포함한다.

어떤 실시예에 있어서, 헤드의 적어도 강모-접촉 표면은 피에조크로믹 폴리머를 포함하며, 또한 강모는 헤드의 강모-접촉 표면의 색깔이 보일 수 있도록 충분히 투명하거나 또는 반투명하다.

본 발명의 제2면에 따라, 칫솔질 힘을 표시하는 광학 신호를 방출하는데 효과적인 근접 염료 기반 폴리머(proximity dye based polymer)를 포함하는 칫솔이 제공된다.

본 발명의 제2면의 어떤 실시예에서, 칫솔은 (a)핸들, (b)헤드, (c)헤드상에 위치된 강모, 및 (d)핸들을 헤드에 연결하는 목부를 추가로 포함한다.

핸들, 헤드, 강모, 및 목부 중 적어도 하나는 근접 염료 기반 폴리머를 포함한다.

본 발명의 제2면의 어떤 실시예에서, 근접 염료 기반 폴리머는 칫솔 내의 공동에 포함되며, 공동 위에 놓이는 칫솔의 적어도 일부는 근접 염료 기반 폴리머가 보일 수 있도록 투명하거나 또는 반투명하다. 이들 실시예의 일부에 있어서, 공동 위에 놓이는 칫솔의 부분은 칫솔의 후방측상에 위치된 윈도우이므로, 근접 염료 기반 폴리머는 사용자의 치아가 거울 앞에서 칫솔질될 때 보일 수 있다.

본 발명의 제2면의 어떤 실시예에서, 광학 신호는 과도한 칫솔질 힘, 허용 가능한 칫솔질 힘, 및 부적절한 칫솔질 힘 중 적어도 하나를 표시하는 적어도 하나의 색깔 변화이다.

본 발명의 제2면의 어떤 실시예에서, 칫솔은 전원 공급부 및 전기 회로가 없다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 영역은 하기에 제공된 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 특정한 예는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있지만 단지 예시를 위한 것으로 의도되며 또한 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

본 발명은 상세한 설명 및 첨부의 도면으로부터 더욱 완전히 이해될 수 있을 것이다.

도1은 피에조크로믹 물질로 완전히 채워진 내부 공동을 갖는 브러시를 도시한 본 발명의 제1실시예의 사시도이다.
도2는 피에조크로믹 플레이트에 끼워진 강모를 도시하는 본 발명의 제2실시예에 따른 브러시 헤드의 측면도이다.
도3은 도2의 브러시 헤드의 평면도이다.
도4는 강모 어레이의 베이스의 박막(membrane)을 도시하는 본 발명의 제3실시예에 따른 브러시 헤드의 측면도이다.
도5는 피에조크로믹 물질의 버블(bubble)에 의해 교체된 박막을 도시하는 도4의 브러시 헤드의 수정된 버전의 측면도이다.
도6은 피봇에 의해 링크된 2개의 핸들 부분을 도시하는 본 발명의 제4실시예의 측면도이다.
도7은 칫솔질 힘을 핸들의 피에조크로믹 물질로 전달하기 위한 레버 메카니즘을 도시하는 본 발명의 제5실시예의 횡단면도이다.
도8은 칫솔질 힘을 핸들의 피에조크로믹 물질로 전달하기 위한 유압 메카니즘을 도시하는 본 발명의 제6실시예의 횡단면도이다.

바람직한 실시예(들)의 하기의 설명은 본질적으로 단순히 예시적이며 또한 본 발명, 그 적용, 또는 사용을 제한하는 것으로 결코 의도되지 않는다.

본 발명은 배터리와 같은 전원 공급부를 제공하지 않고서도 또한 전기 회로를 제공하지 않고서도 신호를 제공하는 압력(또는 힘) 표시 물질을 포함하는 인디케이터를 포함하며 상기 인디케이터는 미리 결정된 칫솔질 압력(또는 힘)이 적용되고 있거나 또는 적용되었을 때 신호를 제공할 수 있는 것을 특징으로 하는 칫솔을 제공한다.

따라서, 사용자는 적절한 칫솔질 힘이 가해지고 있거나 또는 사용된 가시성 신호, 및/또는 과도한 칫솔질 힘이 가해지고 있는 또는 사용된 가시성 신호를 가질 수 있다. 적절한 칫솔질 힘은 3.5N 미만 또는 3N 또는 0.5-2.9N 또는 1-2.75N 또는 1.5-2.5N 미만이 바람직하다. 따라서, 어떤 실시예에 있어서, 브러시는 칫솔질 힘이 적어도 0.5N 일 때 가시성 신호를 발생하도록 설계될 수 있으며, 및/또는 칫솔질 힘이 적어도 3N 이상일 때 가시성 경고 신호를 발생하도록 설계될 수 있다.

어떤 실시예에 있어서, 신호는 적절한 칫솔질 힘이 적용될 때 제공되며 또한 칫솔질 힘이 너무 클 때 없어진다.

바람직하기로는, 압력 신호는 가시성 신호이며, 이것은 적절한 칫솔질 압력 및/또는 부적절한 칫솔질 압력이 적용될 때를 사용자에게 표시하지만, 그러나 그 후 그 본래의 상태로, 예를 들어 일정 시간 후 그 본래의 색깔 및/또는 세기(intensity)로 복귀할 수 있다. 이것은 사용자가 정상적인 칫솔질 계획을 완료한 후일 수도 있고 또는 그렇지 않을 수도 있다. 따라서, 광학 응답을 제공하는 물질의 이완(relaxation) 시간은 사용자가 이것을 등록(register)하기에 긴 것이 바람직하지만 전형적으로 1초 내지 24시간의 영역에 있을 수 있으며, 또한 24 시간 미만이 바람직하다. 특히, 압력 표시 물질(pressure indication material)을 위한 이완 시간은 1초 내지 10분 또는 1-10초 또는 2-5초이다.

본 발명에 따른 압력 표시 물질은 압력의 적용에 대한 광학 응답을 나타내도록 적용된 물질이다. 여기에 한정된 압력 표시 물질은 피에조크로믹 물질을 포함하며, 이것은 여기에 한정되는 바와 같이 그것에 적용된 압력(또는 힘)에 응답하여 색깔 변화를 나타내는 물질을 지칭한다.

어떤 실시예에 있어서, 압력 표시 물질은 압력 이외의 자극에 대해 광학 응답을 나타내는 물질이며, 상기 자극은 칫솔질 힘의 함수로서 칫솔의 다른 요소에 의해 물질에 제공된다.

적절한 피에조크로믹 물질은 예를 들어 톨루엔 설포네이트(sulphonate) 디아세틸렌 폴리머의 결정과 같은 피에조크로믹 폴리머; 또는 폴리(디아세틸렌) 또는 폴리(실리렌)을 포함하는 코폴리머를 포함하지만, 그러나 이것에 제한되지 않는다. 또한, 압력 표시 물질은 압력의 적용에 따라 굴절률의 상대적 변화에 민감한 것, 예를 들어 폴리(N-메틸 아크릴아미드)를 포함하는 방향족 솔벤트일 수 있다.

어떤 실시예에 있어서, 압력 표시 물질은 일렉트로사이클릭 고리-열림 메카노포 타입의 피에조크로믹 물질이다. 포티섹(Potisek) 등의 "메카노포-링크된 추가적인 폴리머" J. Am. Chem. Soc., 2007, 129 (45), pp 13808-13809 는 본 발명의 어떤 일렉트로사이클릭 고리-열림 메카노포를 준비하기 위한 적절한 방법을 서술하고 있다. 바람직한 메카노포는 스피로파이란을 포함한다. 메카노포가 링크되는 바람직한 폴리머는 폴리(메틸 아크릴레이트) 및 폴리(메틸 메타크릴레이트)를 포함한다.

어떤 실시예에 있어서, 인디케이터는 칫솔질 압력이 적용되고 있거나 또는 적용되었을 때 신호를 제공할 수 있으며 또한 칫솔질 압력이 너무 높을 때 없어진다. 따라서, 압력 표시 물질이 이런 신호를 제공할 수 있도록 검정(calibrate)되는 것이 이런 실시예의 기본적인 특징이다. 피에조크로믹 물질을 포함하는 브러시를 위한 이런 검정의 예는, 오직 어떤 양의 활성 전단(shear) 감응 물질의 존재 또는 피에조크로믹 물질의 점도를 변경함으로써 신호 수정기(modifier)로서 작용할 수 있는 폴리머와 같은 추가적인 물질의 포함이며, 이것은 칫솔질 압력이 너무 높을 경우 신호가 제공되는 것을 방지할 것이다.

또한 칫솔질 압력의 적용에 제공된 신호는 적절한 범위 내에서 또한 적절한 범위를 지나서 칫솔질 압력의 변화를 반영하도록 등급이 정해질 수 있는 것도 예상된다. 예를 들어, 신호는 칫솔질 압력이 적절할 때 녹색일 수 있으며, 압력이 차선(sub-optimal)이지만 허용가능할 때 호박색일 수 있으며, 압력이 허용 불가능한 레벨에 접근할 때 적색일 수 있다. 물론 신호는 정확한 압력이 더 이상 적용되지 않을 때 사라진다. 유사한 방법으로, 광학 신호의 세기는 칫솔질 압력의 세기로 변할 수 있다.

본 발명의 대안적인 면에 있어서, 압력 표시 물질은 칫솔질의 프로세스가 이나라 사용자의 파지(grip)에 의해 작동된다. 강한 파지는 잇몸을 손상시킬 수 있는 공격적인 칫솔질 스타일을 연상시킬 수 있다. 따라서, 사용자의 파지가 정확한 칫솔질 압력에 대응하는 범위 내일 때 신호를 제공하기 위해 표시 물질이 통합될 수 있다.

본 발명에 사용하기에 바람직한 인디케이터 물질은 칫솔질에 의해 발생된 범위 내에서 광학 응답(색깔 변화)을 디스플레이하며, 이것은 칫솔질이 정상적으로 실행되는 온도의 범위에 의해서는 영향받지 않는다. 바람직한 인디케이터 물질의 원하는 추가적인 특성은 이 물질이 합리적으로 신속히 그 본래의 상태로 이완될 수 있다는 것이다. 회복에 몇일을 요구하는 인디케이터 기질(substance)은 본 발명에 적합하지 않다. 그러나, 히스테리시스의 정도(degree)를 나타내는 광학 응답을 제공하기 위해 물질을 사용하는 것이 유용한 것으로 밝혀졌다.

인디케이터 물질의 이완 주기는 정확한 칫솔질 압력이 적용되고 있거나 또는 칫솔질 중 초과하였을 때 이것이 보일 수 있도록 될 수 있는 것도 예상되며, 즉 신호는 정확한 압력이 더 이상 적용되지 않자마자 사라진다.

이완 주기는 칫솔질 기법의 변화가 인디케이터 물질에 의해 신속히 나타나도록 또한 칫솔질 기법의 여러 변화가 이루어질 수 있도록 짧을 수 있다.

알려진 디자인에 있어서, 분리된 기구는 인디케이터를 작동시키는데 사용되며, 예를 들어 브러시의 미리 결정된 굴곡 또는 강모의 운동은 2개의 부품이 서로에 대해 이동하게 하며 또한 전기 회로를 폐쇄하도록 유발시킨다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 브러시상에 발휘된 힘이 인디케이터와 직접적으로 통신할 때, 이런 메카니즘을 위한 요구를 피할 수 있다.

비용이 덜 소요되는 실시예는 브러시 헤드에/헤드상에, 브러시의 목부에/목부상에, 브러시의 핸들에/핸들상에, 및/또는 강모에/강모상에 위치된 패드, 플레이트, 버블에 위치된 소량의 압력 표시 물질을 사용한다. 예를 들어, 광학 인디케이터(예를 들어, 피에조크로믹) 물질은 비닐 포위부(envelope) 내에 열밀봉될 수 있거나, 또는 그렇지 않을 경우 포위될 수 있다. 압력 표시 물질의 2개의 플레이트가 사용될 수 있으며, 이들 플레이트는 적용된 힘에 의해 함께 짓눌린다. 일 예에 있어서, 물질의 플레이트는 브러시 강모에 끼워진다. 강모에 적용된 압력은 플레이트와 마찬가지로 강모의 벤딩(bending)을 유발시킨다. 대안적인 실시예에 있어서, 물질은 강모의 베이스에 위치된 탄성 박막으로 형성되며, 브러시 헤드는 압력 표시 물질이 시각적으로 점검되도록 투명한 것이 바람직하다.

다른 실시예에 있어서, 힘을 인디케이터로 전달하기 위한 기계적 장치가 제공된다. 예를 들어, 브러시는 피봇에 의해 링크되는 2개의 핸들 부분을 가질 수 있으며, 이들 부분들 중 하나의 일부는 피봇을 지나 다른 부분에 제공된 공동 내로 연장한다. 과도한 압력은 2개의 부분이 서로에 대해 피봇 주위로 반대 방향으로 회전하게 하므로, 연장된 부분의 하나의 표면은 이것이 위치된 내측 표면과 접촉할 것이다. 상기 내측 표면은 압력 표시 물질의 패드를 갖는다. 적용된 힘을 인디케이터로 전달하기 위해 가동형 요소를 사용하는 이와 같은 디자인은, 힘이 압력 표시 물질의 응답 범위 내에 속하도록 증폭되거나 또는 감소될 수 있다는 장점을 갖는다.

브러시의 다른 부분에 대해, 브러시 본체는 본 기술분야에 사용된 방법 및 물질로, 예를 들어 사출 성형 기술 및 폴리프로필렌 및 폴리메틸 메타크릴레이트와 같은 물질로 제조될 수 있다. 강모는 나일론 및 폴리부틸테레프탈레이트를 포함하는, 본 기술분야에 사용된 물질로 제조될 수 있다.

도면에 있어서, 도1은 목부(60)를 통해 핸들(30)과 일체로 형성된 헤드(20)를 갖는 칫솔(10)을 도시하고 있다. 헤드(20)는 나일론으로 제조된 강모(40)를 갖는다. 헤드(20) 및 핸들(30)은 폴리메틸 메타크릴레이트와 같은 탄성의 투명한 물질로 제조되며, 또한 실질적으로 브러시(10)의 전체 길이를 따라 연장하는 공동(50)을 형성한다. 공동(50)은 피에조크로믹 물질로 채워진다. 강모(40)에 적용된 미리 결정된 압력(치아를 칫솔질하기에 적합한), 또는 핸들(30)의 미리 결정된 굴곡이 전달될 것이며, 따라서 피에조크로믹 물질의 광학 응답(색깔의 변화와 같은)을 유발한다. 공동(50)은 실질적으로 브러시(10)의 전체 길이로 연장하는 대신에 국부적일 수 있으며, 예를 들어 이것은 핸들(30)을 헤드(20)에 연결하는 목부 지역(60)에 형성될 수 있다.

도2 및 도3은 본 발명의 제2실시예의 헤드(120)의 측면도 및 평면도를 확대된 크기로 각각 도시하고 있다. 강모(140)는 피에조크로믹 물질로 제조된 플레이트(170)에 끼워진다. 화살표(F)의 방향으로 브러시 헤드(120)에 적용된 힘은 도시된 방향으로 강모(140) 및 플레이트(170)의 굴곡을 유발하며, 또한 이 변형은 칫솔질 압력의 함수로서 피에조크로믹 물질의 색깔 변화와 같은 광학 응답을 유발시킬 플레이트(170)로 전달된다.

도4는 본 발명의 제3실시예의 측면도이며, 강모(240)를 갖는 브러시 헤드(220)를 도시하고 있다. 각각의 강모(240)의 베이스는 피에조크로믹 물질을 포함하는 가요성 박막(280)에 부착된다. 화살표(D)의 방향으로 강모(240)에 적용된 힘은 박막(280)으로 전달되어, 이것이 변형되게 한다. 박막(280)의 변형은 그 내부에 포함된 피에조크로믹 물질을 응력을 일으켜서, 적절한 힘의 적용 시 색깔의 변화와 같은 물질의 광학 응답을 유발시킨다.

도5는 피에조크로믹 물질이 색(sac)(290)에 포함된, 도4의 브러시 헤드의 수정된 버전을 도시하고 있다. 강모(240)에 적용된 힘은 이것이 변형되게 하는 가요성 박막(280)을 통해 색(290)으로 전달되며, 따라서 피에조크로믹 물질의 광학 응답을 유발시킨다. 이 수정된 브러시 헤드에 있어서, 박막(280)은 피에조크로믹 물질을 포함하고 있지 않다. 실제로, 추가적인 수정에 있어서, 박막은 요구되지 않으며, 이 경우 강모(240)에 적용된 힘은 색(290)으로 직접 전달된다.

도6은 본 발명의 제4실시예의 측면도이며, 브러시(310)의 핸들(330)과 목부(360)가 도면부호 400 에서 피봇 가능하게 연결된다. 목부(360)의 부분(410)(점선을 도시된)은 피봇(400)을 지나 핸들(330)에 형성된 공동(350) 내로 연장한다. 목부(360)는 브러시(310)의 헤드(320)와 일체이다.

이 실시예에 있어서, 적어도 핸들(330)은 폴리메틸 메타크릴레이트와 같은 투명한 플라스틱 물질로 형성된다. 화살표(G)의 방향으로 브러시(310)의 강모(340)에 적용된 힘은 핸들(330)이 단단히 보유되더라도 핸들 및 헤드(320)가 화살표(H1)의 방향으로 피봇(400) 주위로 서로에 대해 회전하게 한다.

회전은 목부 부분(410)이 피에조크로믹 물질을 포함하는 패드(420)와 접촉할 때 지연된다. 브러시(310)의 헤드(320)에 지속적인 기계적 적용은 패드(420)로 전달되어 피에조크로믹 물질의 광학 응답을 유발한다.

도7은 힘(J)이 강모(740)로부터 브러시의 목부에 위치된 피에조크로믹 물질(790)로 전달되도록, 힘(J)이 강모(740)에 대해 적용될 때 브러시(710)가 지렛목(fulcrum)(780)에 대해 피봇하는 레버(700)를 포함하는, 본 발명의 제5실시예의 횡단면도이다. 피에조크로믹 물질(790)의 광학 응답은 윈도우(770)를 통해 보일 수 있다. 도7은 브러시(710)의 전방측(즉, 강모측)에서 윈도우를 도시하고 있지만, 피에조크로믹 물질(790) 및 윈도우(770)가 제2클래스(class) 타입 레버로 재배치된 레버 메카니즘을 갖는 브러시의 후방측상에 위치되는 것도 본 발명의 범위 내에 속하며, 상기 지렛목(780)은 압전 물질(790) 보다 목부 또는 핸들의 더욱 아래에 위치된다.

도8은 본 발명의 제6실시예의 횡단면도이며, 브러시(810)는 블래더(880)를 포함하며, 이것은 강모(840)에 대해 적용된 힘(K)을 브러시의 목부에 위치된 피에조크로믹 물질(890)로 유압식으로 전달한다. 피에조크로믹 물질(890)의 광학 응답은 윈도우(870)를 통해 보일 수 있다. 도8은 브러시(810)의 전방측의 윈도우를 도시하고 있지만, 피에조크로믹 물질(890) 및 윈도우(870)가 브러시의 후방측상에 위치되는 것도 본 발명의 범위 내에 속한다.

대안적인 실시예에서, 편광(polarized) 물질이 압력 표시 물질로서 사용되며, 편광 물질의 조각은 그 편광 평면이 서로 90°가 되도록 구성된다. 물질의 조각들 중 하나는 고정되며, 또한 다른 하나는 편광 평면의 상이한 배향이 달성되고 그에 따라 색깔 변화가 관찰되도록, 과도한 압력의 적용 시 움직일 수 있다(예를 들어, 위의 도6 및 도7과 함께 서술된 기계적 타입에 부착됨으로써). 그렇지 않을 경우, 서로 평행하게 배향되고 또한 코일형 스프링 및/또는 나선형 장치와 같은 장치에 의해 분리되는 시트형 편광자(polarizer)의 실시예도 예상되며, 따라서 2개의 편광자는 칫솔질 압력의 변화에 응답하여 이것들이 가까워지거나 또는 서로 멀어질 때 서로에 대해 회전하게 된다. 그 결과, 편광자는 서로에 대해 상이한 구성을 채택하며, 색깔 변화가 관찰된다.

다른 대안적인 실시예에 있어서, 압력 표시 물질은 인접한 폴리머 파이버 내에서 초기 염료-염료 상호작용의 재배향에 의해 칫솔질 힘을 발신하는 폴리머이다. 이런 압력-감응 폴리머는 다른 염료 분자에 대한 그 근접에 기초하여 색깔을 변화시키는 어떤 염료 분자의 특성의 장점을 취함으로써 형성될 수 있다. 이들 "근접 염료 기반 폴리머"는 예를 들어 도6과 유사한 실시예에서 사용될 수 있으며, 피봇(400)에 대한 핸들(330)과 헤드(320)의 상대 회전은 폴리머 내측의 염료 분자가 서로 접근하는 것을 유발할 것이며, 또한 도2-3과 유사한 실시예에서 칫솔질 힘은 강모의 근접 염료 기반 폴리머가 서로 접근하게 한다. 강화된 근접은 염료 분자의 방출 특성이 전하(charge) 전달 상호작용을 통해 또는 엑시머(excimer) 형성을 통해 변화하게 한다. 이것은 광학적으로 상이한 색깔로 나타난다. 반복되는 높은 압력의 칫솔질은 가역성(reversibility)을 방지하고 색깔을 고정시킬 수 있으며 또한 칫솔의 수명 동안 인디케이터로서 사용될 수도 있다.

사용된 바와 같이, 범위는 범위 내에 있는 각각의 값 및 모든 값을 서술하기 위한 약칭(shorthand)으로서 사용된다. 범위 내의 임의의 값은 범위의 종점(terminus)으로서 선택될 수 있다. 또한, 여기에 인용된 모든 참고문헌은 그 전체가 여기에 참조인용된다. 본 발명의 정의와 인용된 문헌의 정의가 충돌하는 경우, 본 발명이 제어한다.

10: 칫솔 20: 헤드
30: 핸들 40: 강모
170: 플레이트 280: 박막

Claims (19)

1. 핸들;
   헤드;
   헤드상에 위치된 강모;
   헤드에 핸들을 연결하는 목부;
   칫솔질 힘을 표시하는 광학 신호를 방출하는데 효과적인 피에조크로믹 폴리머; 및
   힘을 헤드로부터 피에조크로믹 폴리머로 전달하도록 적용된 가늘고 긴 블래더를 포함하며,
   상기 피에조크로믹 폴리머는 일렉트로사이클릭 고리-열림 메카노포를 포함하고, 상기 피에조크로믹 폴리머는 목부에 또는 목부상에 위치되는 것을 특징으로 하는 칫솔.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   피에조크로믹 폴리머는 칫솔 내의 공동에 포함되며, 상기 공동 위에 놓이는 칫솔의 적어도 일부는 피에조크로믹 폴리머가 보일 수 있도록 투명 또는 반투명한 것을 특징으로 하는 칫솔.
4. 제3항에 있어서,
   사용자의 치아가 거울 앞에서 칫솔질될 때 피에조크로믹 폴리머가 보일 수 있도록, 공동 위에 놓이는 칫솔의 일부는 칫솔의 후방측에 위치된 윈도우인 것을 특징으로 하는 칫솔.
5. 제1항에 있어서,
   피에조크로믹 폴리머는 스피로파이란을 포함하는 것을 특징으로 하는 칫솔.
6. 제5항에 있어서,
   상기 피에조크로믹 폴리머는 폴리(메틸 아크릴레이트) 또는 폴리(메틸 메타크릴레이트)를 포함하는 것을 특징으로 하는 칫솔.
7. 제1항에 있어서,
   광학 신호는 과도한 칫솔질 힘, 허용 가능한 칫솔질 힘, 및 부적절한 칫솔질 힘 중 적어도 하나를 표시하는 적어도 하나의 색깔 변화인 것을 특징으로 하는 칫솔.
8. 제1항에 있어서,
   칫솔은 전원 공급부 및 전기 회로가 없는 것을 특징으로 하는 칫솔.
9. 삭제
10. 핸들;
    헤드;
    헤드상에 위치된 강모;
    헤드에 핸들을 연결하는 목부;
    칫솔질 힘을 표시하는 광학 신호를 방출하는데 효과적인 피에조크로믹 폴리머; 및
    헤드 및 복부 내의 레버를 포함하고,
    상기 피에조크로믹 폴리머는 일렉트로사이클릭 고리-열림 메카노포를 포함하며,
    상기 레버는 힘을 헤드로부터 피에조크로믹 폴리머로 전달하도록 적용되며, 상기 피에조크로믹 폴리머는 목부에 또는 목부상에 위치되는 것을 특징으로 하는 칫솔.
11. 제1항에 있어서,
    강모의 적어도 일부는 피에조크로믹 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 칫솔.
12. 제11항에 있어서,
    헤드의 적어도 강모-접촉 표면은 피에조크로믹 폴리머를 포함하며, 강모는 헤드의 강모-접촉 표면의 색깔이 보일 수 있도록 충분히 투명하거나 또는 반투명한 것을 특징으로 하는 칫솔.
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