KR102223594B1 - 구강 케어 기구용 필라멘트 및 구강 케어 기구 - Google Patents

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Abstract

구강 케어 기구용 필라멘트는 종축, 및 종축에 실질적으로 수직인 평면 내에서 연장되는 실질적으로 십자형 단면 영역을 갖는다. 십자형 단면 영역은 4개의 돌출부들 및 4개의 채널들을 갖는다. 돌출부들 및 채널들은 교번 방식으로 배열된다. 각각의 채널은 이웃한 수렴 돌출부들에 의해 형성된 오목 만곡부를 갖는다. 오목 만곡부는 곡률 반경을 갖고, 각각의 돌출부는 단부가 둥글게 되어, 그에 의해 만곡부를 형성한다. 만곡부는 직경을 가지며, 채널의 만곡부의 곡률 반경에 대한 돌출부의 만곡부의 직경의 비는 약 0.2 내지 약 1.5이다.

Description

구강 케어 기구용 필라멘트 및 구강 케어 기구
본 발명은 구강 케어 기구용 필라멘트에 관한 것으로, 필라멘트는 종축 및 종축에 실질적으로 수직인 평면 내에서 연장되는 실질적으로 십자형 단면 영역을 갖는다. 본 발명은 추가로 구강 케어 기구용 터프트 및 헤드, 및 그러한 헤드를 포함하는 구강 케어 기구에 관한 것이다.
수동 및 전동 칫솔들과 같은 구강 케어 기구들을 위한 복수의 필라멘트들로 구성되는 터프트들이 당업계에 잘 알려져 있다. 일반적으로, 터프트들은 사용자의 구강 내로 삽입되도록 의도되는 헤드의 강모 캐리어(bristle carrier)에 부착된다. 그립 손잡이는 통상적으로 헤드에 부착되며, 이 손잡이는 칫솔질 동안 사용자에 의해 유지된다. 헤드는 손잡이에 영구적으로 연결되거나 반복적으로 부착가능하고 손잡이로부터 분리가능하다.
치아를 효과적으로 세정하기 위해, 필라멘트들의 자유 단부들과 치아 사이에 적절한 접촉 압력이 제공되어야 한다. 일반적으로, 접촉 압력은 필라멘트들의 굽힘 강성 및 변위에 좌우되는 반면, 단일 필라멘트의 굽힘 강성은 필라멘트의 길이와 단면적에 의존한다. 통상적으로, 보다 큰 길이를 갖는 필라멘트들은 보다 짧은 필라멘트들에 비해 보다 낮은 굽힘 강성을 나타낸다. 그러나, 비교적 얇은 필라멘트들은 쉽게 구부러지는 경향이 있고, 비교적 낮은 굽힘 강성은 치아 표면들 상에서의 감소된 플라크 제거 효율 뿐만 아니라 덜한 치간 침투 특성 및 세정 성능을 초래한다. 더 긴 필라멘트들의 상기 굽힘 강성의 감소를 보상하기 위해, 필라멘트의 단면 영역의 크기가 증가될 수 있다. 그러나, 비교적 굵은 필라멘트들은 불쾌한 칫솔질 느낌을 생성할 수 있고, 구강 내에서 잇몸에 상처를 입히는 경향이 있을 수 있다. 게다가, 보다 굵은 필라멘트들은 감소된 굽힘 회복을 나타낼 수 있고, 상기 필라멘트들의 사용은 비교적 짧은 사용 시간 이후 터프트 패턴의 마모된 인상을 생성할 수 있다.
추가로, 비-원형 단면 영역, 예를 들어, 다각형 또는 십자형 단면 영역을 초래하는 프로파일을 자신의 길이 연장선을 따라 갖는 필라멘트들이 또한 당업계에 알려져 있다. 그러한 필라멘트들은 통상의 사용 동안에 구강 케어 기구들의 세정 특성들을 개선하여야 한다. 특히, 프로파일화된 에지(profiled edge)들은 치아 표면들 상의 플라크 및 다른 잔류물들의 제거를 개선하기 위해 칫솔질 과정 동안 보다 강한 스크레이핑(scraping) 작용을 제공하여야 한다.
이들 유형들의 필라멘트들을 포함하는 칫솔들이 치아의 외측 협면(buccal face)을 적절히 세정하지만, 그들은 치간 공간들 내로의 침투가 여전히 비교적 어렵기 때문에, 인접치간 영역(interproximal area)들 및 다른 도달하기 어려운 구강의 영역들로부터의 플라크 및 찌꺼기의 적절한 제거를 제공하기에 그리 적합하지 않다. 더욱이, 제조 공정들 동안 그리고 칫솔질 작업들 동안, 십자형 필라멘트들/강모들은 그 자신들 사이에 쉽게 걸릴 수 있으며, 이는 칫솔의 마모된 외관을 초래한다. 부가적으로, 이들 필라멘트들은 칫솔질 동안 치아 및 잇몸 표면들로부터 플라크 및 찌꺼기를 제거하기에 충분한 모세관 효과들을 제공하지 못한다.
위에서-언급된 단점들 중 적어도 하나를 극복하는 구강 케어 기구용 필라멘트, 터프트 및 헤드를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 그러한 헤드를 포함하는 구강 케어 기구를 제공하는 것이 또한 본 발명의 목적이다.
일 태양에 따르면, 구강 케어 기구용 필라멘트가 제공되며, 필라멘트는 종축 및 종축에 실질적으로 수직인 평면 내에서 연장되는 실질적으로 십자형 단면 영역을 갖고, 십자형 단면 영역은 4개의 돌출부들 및 4개의 채널들을 갖고, 돌출부들 및 채널들은 교번 방식으로 배열되고, 각각의 채널은 이웃한 수렴 돌출부들에 의해 형성된 오목 만곡부(concave curvature)를 갖고, 오목 만곡부는 곡률 반경을 갖고, 각각의 돌출부는 단부가 둥글게 되어, 직경을 갖는 만곡부를 형성하고, 채널의 만곡부의 곡률 반경에 대한 돌출부의 만곡부의 직경의 비는 약 0.2 내지 약 1.5의 범위 내에 있다.
일 태양에 따르면, 그러한 필라멘트를 포함하는 구강 케어 기구용 터프트 및 헤드가 제공된다.
일 태양에 따르면, 그러한 헤드를 포함하는 구강 케어 기구가 제공된다.
본 발명은 다양한 실시예들 및 도면들을 참조하여 아래에 더 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 복수의 필라멘트들을 포함하는 구강 케어 기구의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1의 필라멘트의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 3은 종래 기술에 따른 필라멘트의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 4는 터프트의 예시적인 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 5는 제1 비교예의 실시예에 따른 터프트의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 6은 제2 비교예의 실시예에 따른 터프트의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 7은 도 2에 따른 필라멘트들의 칫솔질 결과들이 2개의 비교예의 실시예들에 따른 필라멘트들의 칫솔질 결과들과 비교되는 다이어그램을 도시한다.
도 8은 도 2에 따른 필라멘트들의 "슬러리 흡수 질량(slurry uptake mass)"이 2개의 비교예의 실시예들에 따른 필라멘트들의 "슬러리 흡수 질량"과 비교되는 다이어그램을 도시한다.
도 9는 도 2에 따른 필라멘트들의 "슬러리 흡수 속도"가 2개의 비교예의 실시예들에 따른 필라멘트들의 "슬러리 흡수 속도"와 비교되는 다이어그램을 도시한다.
도 10은 종래 기술에 따른 다이아몬드형 필라멘트의 개략적인 단면도를 도시한다.
본 발명에 따른 필라멘트는 필라멘트의 주 연장선에 의해 한정되는 종축을 갖는다. 아래에서, 필라멘트의 종축을 따른 필라멘트의 연장선은 "필라멘트의 종방향 연장선"으로 또한 지칭될 수 있다. 필라멘트는 종축에 실질적으로 수직인 평면 내에서 연장되는 단면 영역을 갖는다. 상기 단면 영역의 형상은 십자형이다. 십자형 단면 영역은 4개의 돌출부들 및 4개의 채널들을 포함하며, 여기서 돌출부들 및 채널들은 교번 방식으로 배열된다. 2개의 이웃한 돌출부, 즉 상기 돌출부들의 2개의 이웃한 측부의 측방향 에지들은 채널의 저부에 수렴하고 "수렴 구역"을 한정한다. 이웃한 돌출부들은, 즉 안쪽으로 만곡된 곡률 반경을 갖는 오목 만곡부가 채널의 저부에 형성되는 방식으로 상기 수렴 구역에 수렴한다.
각각의 돌출부는 단부가 둥글게 되어, 그에 의해 만곡부를 형성한다. 상기 만곡부는 직경을 가지며, 채널의 만곡부의 곡률 반경에 대한 돌출부의 만곡부의 직경의 비는 약 0.2 내지 약 1.5, 또는 약 0.3 내지 약 1.0, 또는 약 0.5 내지 약 0.7의 범위 내에 있다. 본 발명에 따른 필라멘트는, 종래 기술에 따른 표준 십자형 필라멘트들(도 3 참조)에 비해 비교적 낮은 비를 갖는다. 다시 말하면, 채널의 오목 만곡부의 곡률 반경은 돌출부의 만곡부의 직경에 대해, 즉 돌출부의 폭 연장선에 대해 비교적 크며 - 또는 다시 말하면, 돌출부의 만곡부의 직경은 채널의 오목 만곡부의 곡률 반경에 비해 비교적 얇을 수 있다.
놀랍게도, 그러한 필라멘트 기하학적 구조가 구강에서 브러시 편안함을 유지하면서 개선된 세정 성능을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 부가적으로, 그러한 기하학적 구조는, 칫솔질 동안 필라멘트들이 걸리게 될 가능성이 적기 때문에 필라멘트/터프트 마모의 출현을 감소시키는 것을 돕는 것으로 밝혀졌다. 추가로, 칫솔 제조 공정 동안 그러한 필라멘트들의 제조가능성이 개선된다.
십자형 단면 영역의 각각의 돌출부는 필라멘트의 종방향 연장선을 따라 2개의 외측 측방향 에지들을 포함한다. 이들 측방향 에지들은 플라크를 파괴하여 제거하기 위해 치아 표면들 상에 비교적 높은 집중된 응력을 생성할 수 있다. 외측 에지들은 스크레이핑 효과를 제공하여, 플라크 및 다른 찌꺼기가 더욱 효과적으로 느슨해지게 할 수 있다. 채널의 저부에서의 오목 만곡부의 비교적 큰 곡률 반경으로 인해, 치아 표면들로부터 보다 쉽게/효과적으로 플라크를 느슨하게/제거하기 위해 돌출부들에는 증가된 강성/안정성이 제공된다. 이어서, 채널들은 파괴된 플라크를 포획할 수 있고, 이를 치아로부터 멀리 이동시킬 수 있다.
도 7에 도시되고 아래에 추가로 설명되는 바와 같이, 본 발명에 따른 복수의 필라멘트들을 포함하는 터프트는 원형 또는 종래의 십자형 필라멘트들의 터프트에 비해 협측, 설측, 교합 및 치간 표면들로부터의 개선된 플라그 제거 뿐만 아니라 치은선을 따른 개선된 플라크 제거를 제공한다.
추가로, 오목 만곡부의 곡률 반경의 특정 기하학적 구조로 인해, 캐넬들은 필라멘트가 보다 작은 밀도로, 즉 보다 낮은 패킹률로 터프트 내에 패킹될 수 있는 것을 용이하게 할 수 있다. 이는 치아 칫솔질 과정 동안에 더 긴 시간 기간 동안 필라멘트들에 유지/부착되는 훨씬 더 많은 치약(dentifrice)/연고형 치약(toothpaste)을 초래할 수 있다. 추가로, 보다 낮은 터프트 밀도는 치약이 확산되는 것을 피할 수 있으며, 이는 개선된 전체 칫솔질 과정을 초래할 수 있다. 다시 말하면, 연고형 치약이 캐넬에 더 양호하게 수용될 수 있고, 치아와의 세정 접촉 시에 직접 전달될 수 있으며, 그에 의해, 특히 치아 변색의 제거를 위해 바람직한 더 큰 폴리싱 효과가 달성된다.
추가로, 터프트 내의 감소된 필라멘트 밀도/보다 낮은 패킹률은, 치약이 필라멘트의 팁/자유 단부를 향해 유동할 수 있게 하는 개선된 모세관 작용을 제공할 수 있으며, 따라서 칫솔질 동안에 치아 및 잇몸에 치약이 더 양호하게 이용가능하게 할 수 있다. 부가적으로, 모세관 효과는 치아 칫솔질 동안의 전체 세정 성능/효율을 개선하기 위해 플라크의 흡수를 추가로 용이하게 할 수 있다.
또한, 과거에는, (예를 들어, 도 3 에 도시되고 아래에 추가로 설명되는 바와 같은) 종래의 십자형 필라멘트들은 이들 유형의 필라멘트들이 제조 및 칫솔질 둘 모두 동안 그 필라멘트들 사이에 쉽게 걸릴 수 있다는 단점을 갖는 것으로 관찰되었다. 그러나, 놀랍게도, 본 발명에 따른 필라멘트의 외측 표면의 특정 기하학적 구조/윤곽은, 복수의 상기 필라멘트들이 소위 "피킹 공정(picking process)" 동안 하나의 터프트를 형성하도록 조합될 때 필라멘트들이 걸리게 될 가능성이 상당히 적기 때문에 개선된 제조가능성을 허용하는 것으로 밝혀졌다.
추가로, 비교적 큰 곡률 반경으로 인해, 예를 들어, 필라멘트들이 스테이플링(stapling)또는 핫 터프팅 공정 동안 브러시 헤드의 장착 표면 상에 피킹되어 고정되게 될 때, 브러시 제조 공정 동안 더 적은 필라멘트 손상이 발생한다. 과거에는, 비교적 많은 수의 종래의 십자형 필라멘트들이 피킹 공정 동안 손상되게 되고, 특히 돌출부들이 필라멘트로부터 떨어져 나올 수 있거나, 또는 필라멘트가 채널의 저부의 수렴 구역에서 스플라이싱(splice)되게 될 수 있는 것으로 관찰되었다. 스플라이싱된 필라멘트들은 칫솔질 동안 구강 조직에 피해를 주고/구강 조직에 상처를 입힐 수 있는 비교적 예리한 에지들을 제공할 수 있다.
돌출부의 만곡부의 직경은 약 0.01 mm 내지 약 0.04 mm의 범위, 또는 약 0.018 mm 내지 약 0.026 mm의 범위 내에 있을 수 있다.
채널의 오목 만곡부의 곡률 반경은 약 0.015 mm 내지 약 0.12 mm, 또는 약 0.025 mm 내지 약 0.10 mm, 또는 약 0.03 mm 내지 약 0.08 mm, 또는 0.04 mm 내지 약 0.06 mm의 범위 내에 있을 수 있다. 그러한 범위를 갖는 곡률 반경은 표준 십자형 필라멘트들에 비해 비교적 크다. 상기 비교적 큰 곡률 반경은 증가된 안정성을 갖는 돌출부들을 제공한다.
십자형 필라멘트의 돌출부들은 바깥쪽 방향으로, 즉 단면 영역의 중심으로부터 멀어지면서 외측 주연부를 향하는 방향으로 반경방향으로 테이퍼링될 수 있다. 그러한 테이퍼링된 돌출부들은 좁은 공간들 및 다른 도달하기 어려운 영역들에 대한 접근을 보장할 수 있으며, 훨씬 더 깊고 효율적으로 치간 영역들 내로 침투/진입하는 것이 가능할 수 있다. 십자형 필라멘트의 굽힘 강성이 동일한 양의 재료로 제조된 원형-형상의 필라멘트에 비해 더 높기 때문에, 보다 높은 굽힘 강성은 필라멘트의 돌출부들이 치간 영역들 내로 보다 쉽게 미끄러지도록 강제할 수 있다.
돌출부들은 약 6° 내지 약 25° 범위 내의 각도만큼 또는 약 8° 내지 약 20° 범위의 각도만큼 반경방향 바깥쪽으로 테이퍼링될 수 있다. 놀랍게도, 그러한 테이퍼링은 최적의 치간 침투 특성들을 허용하는 것으로 밝혀졌다. 부가적으로, 그러한 필라멘트는 인접한 필라멘트들의 윤곽들 상에 걸리지 않으면서 터프트 내에서 더욱 쉽게 번들링될 수 있다.
십자형 단면 영역은 외경을 갖는다. 본 발명의 맥락에서, 외경은 필라멘트의 단면 영역의 중심을 통과하는 직선의 길이에 의해 한정되며, 그 직선의 종점들은 단면 영역의 가장 외측의 주연부 상에 놓인다. 다시 말하면, 십자형 단면 영역은 원 형태의 가상 외측 주연부(즉, 외측 엔벨로프 원)를 가지며, 외경은 원의 중심을 통과하는 원의 가장 긴 직선 세그먼트로서 정의된다.
외경은 약 0.15 mm 내지 약 0.40 mm, 또는 약 0.19 mm 내지 약 0.38 mm의 범위 내에 있을 수 있거나, 또는 외경은 약 0.22 mm 내지 약 0.35 mm, 또는 약 0.24 mm 내지 약 0.31 mm의 범위 내에 있을 수 있다.
채널의 만곡부의 곡률 반경에 대한 외경의 비는 약 2.5 내지 약 12의 범위 내에 있을 수 있다. 대안적으로, 채널의 만곡부의 곡률 반경에 대한 외경의 비는 약 2.7 내지 약 9의 범위 내에 있을 수 있다.
놀랍게도, 그러한 필라멘트 기하학적 구조가 구강에서 브러시 편안함을 유지하면서 개선된 세정 성능을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 부가적으로, 그러한 기하학적 구조는, 칫솔질 동안 필라멘트들이 걸리게 될 가능성이 적기 때문에 필라멘트/터프트 마모의 출현을 감소시키는 것을 훨씬 더 많이 돕는 것으로 밝혀졌다. 추가로, 칫솔 제조 공정 동안 그러한 필라멘트들의 제조가능성이 추가로 개선된다.
돌출부의 만곡부의 직경은 필라멘트의 외경의 약 6% 내지 약 15% 또는 약 8% 내지 약 12%의 범위 내에 있을 수 있다. 놀랍게도, 그러한 필라멘트들은 훨씬 더 양호한 방식으로 치아 윤곽에 맞춰지고, 치간 공간들 내로 더 쉽게 침투하여, 플라크 및 찌꺼기를 더욱 완전하게 제거할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
필라멘트는 실질적으로 기둥형인 필라멘트일 수 있는데, 즉 필라멘트는 실질적으로 기둥형 외측 측방향 표면을 가질 수 있다. 다시 말하면, 자신의 종축을 따른 필라멘트의 단면 영역의 형상 및 크기는 실질적으로 변하지 않을 수 있는데, 즉 단면 영역의 형상 및 크기는 필라멘트의 종방향 연장선에 걸쳐 실질적으로 일정할 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 용어 "필라멘트의 외측 측방향 표면"은 필라멘트의 측부 상의 그의 임의의 외측면 또는 표면을 의미한다. 이러한 유형의 필라멘트는 테이퍼링된 필라멘트들에 비해 증가된 굽힘 강성을 제공할 수 있다. 보다 높은 굽힘 강성은 필라멘트가 치간 간극들/공간들 내로 침투하는 것을 용이하게 할 수 있다. 추가로, 기둥형 필라멘트들은 일반적으로 천천히 마모되며, 이는 필라멘트들의 보다 긴 수명을 제공할 수 있다.
기둥형 필라멘트는 부드러운 세정 특성들을 제공하도록 실질적으로 단부가 둥글게 된 팁/자유 단부를 가질 수 있다. 단부가 둥글게 된 팁들은 칫솔질 동안 잇몸이 상처를 입는 것을 피할 수 있다. 본 발명의 맥락 내에서, 단부가 둥글게 된 필라멘트들은 여전히 실질적으로 기둥형인 필라멘트의 정의에 속할 것이다.
대안적으로, 필라멘트는 그의 종축을 따라 실질적으로 기둥형인 부분 및 테이퍼링된 부분을 포함할 수 있으며, 테이퍼링된 부분은 필라멘트의 자유 단부를 향해 종방향으로 테이퍼링되고, 기둥형 부분은 본 발명에 따른 단면 영역을 갖는다. 다시 말하면, 필라멘트는 뾰족한 팁을 갖는 테이퍼링된 필라멘트일 수 있다. 테이퍼링된 필라멘트들은 칫솔질 동안 2개의 치아들 사이의 영역 내로 뿐만 아니라 치은낭(gingival pocket)들 내로의 최적의 침투를 달성할 수 있고, 개선된 세정 특성들을 제공할 수 있다. 테이퍼링된 필라멘트는, 약 8 mm 내지 약 16 mm의 범위 내, 선택적으로는 약 12.5 mm의 장착 표면 위로 연장되는 전체 길이, 및 필라멘트의 팁으로부터 측정되는 약 5 mm 내지 약 10 mm의 범위 내의 테이퍼링된 부분을 가질 수 있다. 뾰족한 팁은 바늘 형상일 수 있고, 분할된 또는 깃 모양(feathered) 단부를 포함할 수 있다. 테이퍼링 부분은 화학적 및/또는 기계적 테이퍼링 공정에 의해 생성될 수 있다.
필라멘트는 카올린 점토와 같은 연마재를 갖거나 갖지 않는 폴리아미드, 예를 들어, 나일론, 카올린 점토와 같은 연마재를 갖거나 갖지 않는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 및/또는 외측 표면에서 착색된 폴리아미드 표시기 재료, 예를 들어, 나일론 표시기 재료로 제조될 수 있다. 폴리아미드 표시기 재료 상의 착색은 필라멘트가 일정 시간에 걸쳐 사용됨에 따라 천천히 마모되어, 필라멘트가 마모되는 정도를 표시할 수 있다.
필라멘트는 상이한 재료들의 적어도 2개의 세그먼트들을 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, 예를 들어, 나일론, 카올린 점토와 같은 연마재를 갖거나 갖지 않는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 또는 외측 표면에서 착색된 폴리아미드 표시기 재료, 예를 들어, 나일론 표시기 재료를 포함할 수 있다. 이들 적어도 2개의 세그먼트들은 병렬(side-by-side) 구조로 또는 코어-시스(core-sheath) 구조로 배열될 수 있으며, 이는 전체 필라멘트의 감소된 강성을 초래할 수 있다. 보다 경질의 재료, 예를 들어 폴리아미드 또는 PBT를 포함하는 내측/코어 세그먼트를 갖는, 그리고 코어 세그먼트를 둘러싸고 보다 연질의 재료, 예를 들어 TPE를 포함하는 외측/시스 세그먼트를 갖는 코어-시스 구조는 비교적 연질의 외측 측방향 표면을 필라멘트에 제공할 수 있으며, 이는 부드러운 세정 특성을 초래할 수 있다.
필라멘트는 불화물, 아연, 스트론튬 염, 향미료, 실리카, 피로인산염, 과산화수소, 질산칼륨 또는 이들의 조합들로부터 선택되는 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 불화물은 광화 효과(mineralization effect)를 제공할 수 있으며, 따라서 충치(tooth decay)를 방지할 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 치은선(gum line)을 따른 새로운 플라크, 타르타르(tartar) 및 치석(dental calculus)의 형성을 억제할 수 있다. 피로인산염을 포함하는 필라멘트들은 구강의 잇몸과 점막의 염증에 대한 지속적인 보호를 제공할 수 있다.
복수의 그러한 필라멘트들이 터프트를 형성하기 위해 함께 번들링되면, 그들은, 터프트의 외측 측방향 표면에 있는 필라멘트들이 치은선을 따른 플라크, 타르타르 및 치석의 형성을 억제하기 위해 피로인산염을 포함할 수 있는 반면, 터프트의 중심에 배열되는 필라멘트들이 칫솔질 과정 동안 치아를 광화시키기 위해 불화물을 포함할 수 있는 방식으로 배열될 수 있다.
위에 열거된 성분들 중 적어도 하나는 시스 상에, 즉 필라멘트의 외측 세그먼트 상에 코팅될 수 있다. 다시 말하면, 터프트의 필라멘트들 중 적어도 일부는, 내측/코어 세그먼트가 TPE, 폴리아미드 또는 PBT를 포함할 수 있고 외측/시스 세그먼트가 위에 열거된 성분들 중 적어도 하나를 포함할 수 있는 코어-시스 구조를 포함할 수 있다. 그러한 코어-시스 구조는 성분(들)을 비교적 고농도로 치아에 직접 이용가능하게 할 수 있는데, 즉 이러한 성분(들)은 칫솔질 동안 치아와 직접 접촉할 수 있다.
대안적으로, 위에 열거된 성분들 중 적어도 하나가 TPE, 폴리아미드, 예컨대 나일론, 및/또는 PBT와 공압출될 수 있다. 그러한 실시예들은 필라멘트 재료가 사용 동안에 천천히 마모될 때 이러한 성분(들)을 치아에 점차적으로 이용가능하게 할 수 있다.
위에서 설명된 실시예들 중 임의의 것에 따른 복수의 필라멘트들은 구강 케어 기구에 부착된 터프트를 형성하기 위해 함께 번들링될 수 있다. 구강 케어 기구는 손잡이 및 헤드를 포함하는 칫솔일 수 있다. 헤드는 손잡이로부터 연장되며 반복적으로 손잡이에 부착가능하고 그것으로부터 탈착가능할 수 있거나, 헤드는 손잡이에 탈착 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 운동축을 중심으로 회전하고 그를 따라 축방향으로 이동하도록 구동될 수 있으며, 여기서 그러한 운동축은 강모 캐리어의 상부 상단 표면에 의해 한정되는 평면에 실질적으로 수직으로 연장될 수 있다. 본 발명에 따른 복수의 필라멘트들을 포함하는 하나 이상의 터프트(들)가 강모 캐리어에 부착될 수 있다. 상기 터프트(들)는 헤드의 회전 진동 운동 동안 필라멘트들의 돌출부들이 치간 영역들 및 도달하기 어려운 구역들 내로 더욱 쉽게 침투하게 허용할 수 있으며, 이는 헤드의 추가로 개선된 세정 특성들을 제공할 수 있다. 치아 표면들에 실질적으로 수직인 필라멘트들의 진동 동작에 의해 플라크 및 다른 잔류물이 느슨해질 수 있는 반면, 회전 운동은 플라크 및 추가적인 잔류물들을 쓸어낼 수 있다.
본 발명에 따른 터프트는 약 40% 내지 약 60%, 또는 약 45% 내지 약 55%의 범위 내의, 또는 약 45%의 패킹률을 가질 수 있다. 놀랍게도, 본 발명에 따른 필라멘트들은 2개의 인접한 필라멘트들 사이의 간극들이 최대화될 수 있으므로 터프트 내의 필라멘트들의 그러한 비교적 낮은 패킹률을 허용할 수 있다는 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 맥락에서, 용어 "패킹률"은, 터프트 구멍 내의 필라멘트들의 횡단 단면 영역들을 터프트 구멍의 횡단 단면 영역으로 나눈 것의 총 합으로서 정의된다. 스테이플(staple)들과 같은 앵커(anchor)들이 터프트 구멍 내에 터프트를 장착하기 위해 사용되는 실시예들에서, 고정 수단의 영역은 터프트 구멍의 횡단 단면 영역으로부터 배제된다. 약 45%의 패킹률은 터프트 내의 특정 공극 체적을 개방하는 반면, 필라멘트들은 외측 측방향 표면의 일부분을 따라 여전히 서로 접촉한다. 공극 체적은 치아 칫솔질 과정에 더 많은 연고형 치약을 전달할 수 있고, 연고형 치약은 더 긴 시간 기간 동안 치아와 상호작용할 수 있으며, 이는 개선된 치아 칫솔질 효과들에 기여한다. 부가적으로, 공극 체적, 즉 필라멘트들 사이의 공간은 개선된 모세관 작용으로 인해 느슨해진 플라크의 증가된 흡수를 가능하게 한다.
놀랍게도, 이러한 공극 체적은 본 발명에 따른 필라멘트들을 사용함으로써 달성될 수 있다는 것으로 밝혀졌다. 필라멘트들이 여전히 서로 접촉하면서 공극 영역을 개방하는 것이 중요하다는 것으로 밝혀졌다. 규제 요건들에 부합하고 전체 외관에 관하여 소비자에 의해 인식되는 칫솔을 제조하기 위해, 전형적으로 높은 패킹률(둥근 필라멘트들에 대해서는 약 70% 내지 약 80%; 다이아몬드형 필라멘트들에 대해서는 약 80%; 삽엽형(trilobal) 필라멘트들에 대해서는 약 89%)이 필요하다. 스테이플링 공정에 의해 제조되는 칫솔들에 관하여, 약 70% 미만의 패킹률은 터프트 구멍 내에 불충분하게 압축된 필라멘트들을 초래하며, 따라서, 불충분한 터프트 보유를 제공한다. 결과적으로, 둥근 필라멘트들이 약 70% 미만의 패킹률로 제공되는 경우에 규제 요건들이 충족되지 않는다. 핫 터프트형 칫솔들의 경우, 약 70% 미만의 패킹률은, 필라멘트들이 서로 접촉할 때까지 용융물의 압력이 터프트의 필라멘트들을 일 측으로 밀어냄에 따라, 오버몰딩 공정 동안 터프트 내로 진입하는 플라스틱 용융물을 허용할 것이다. 그에 의해, 잇몸에 상처를 입히고/잇몸에 피해를 줄 수 있는 소위 폴리스파이크(polyspike)들이 형성되며, 따라서, 안전하지 않은 제품들을 초래한다. 규제 및 안전 태양들 이외에도, 둥근 필라멘트들의 낮은 패킹된 터프트는 "거칠고(wild)" 파괴된 외관을 가질 것이고, 소비자에 의해 수용되지 않을 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 필라멘트들의 사용에 의해, 개선된 세정 특성들을 제공하면서 수용가능한 전체 외관을 갖는 규제부합하고 안전한 제품들에 대해 낮은 패킹률이 달성될 수 있다.
약 40% 내지 약 60%, 또는 약 45% 내지 약 55%의 범위 내, 또는 약 45%의 비교적 낮은 패킹률은 개선된 모세관 효과들로 인해 개선된 칫솔질 유효성, 즉 치아의 표면 및 잇몸으로부터의 플라크 및 찌꺼기의 더 양호한 제거를 제공할 수 있다. 이들 모세관 효과들은 치약이 필라멘트들의 팁/자유 단부를 향해 유동할 수 있게 할 수 있으며, 따라서 칫솔질 동안 치아와 잇몸에 치약이 더 많이 이용가능하게 할 수 있다. 동시에 치아 및 잇몸 표면들로부터의 플라크 및 부스러기의 흡수가 개선된다.
추가로, 필라멘트의 십자형의 기하학적 구조로 인해, 각각의 단일 필라멘트는 동일한 양의 재료로 제조될 때 원형 필라멘트보다 더 강성이다. 그러나, 약 40% 내지 약 60%, 또는 약 45% 내지 약 55%의 범위 내, 또는 약 45%의 낮은 패킹률로 인해, 본 발명에 따른 필라멘트들로 제조된 전체 터프트의 강성은 원형 필라멘트들의 터프트에 비해 감소된다. 놀랍게도, 그러한 터프트는 증가된 세정 효율을 제공하면서 칫솔질 동안 개선된 감각 경험을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
구강 케어 기구용 헤드에 부착된 적어도 하나의 터프트는 종축 및 상기 종축에 수직인 평면 내에서 연장되는 단면 영역을 가질 수 있다. 복수의 필라멘트들은 터프트의 단면 영역이 터프트를 구성하는 각각의 개별 필라멘트의 각자의 형상의 확대된 형상을 갖는 방식으로 배열될 수 있다. 다시 말하면, 터프트는 그의 필라멘트들의 확대된 버전인데, 즉 터프트의 단면 영역의 형상은 각각의 개별 필라멘트와 실질적으로 동일하지만 더 큰 크기의 십자형 단면 영역을 가질 수 있다. 터프트의 단면 영역의 형상은 그의 필라멘트들의 단면 영역의 형상에 대응할 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 용어 "확대된 형상을 갖는 단면 영역"은 동일한 형상을 포함하지만 증가된 크기의 단면 영역을 의미한다. 다시 말하면, 형상의 유형은 동일할 수 있지만, 단면 영역의 크기는 상이한데, 즉 증가된다. 터프트의 단면 영역의 외측 주연부에서 2개의 인접한 개별 필라멘트들 사이에 존재할 수 있는 임의의 간극들, 불규칙부들, 릴리프(relief)들 또는 슬롯들은 상기 단면 영역의 실질적인 형상에 기여하지 않으며, 따라서 무시될 것이다.
그러한 터프트는 증가된 세정 특성들을 제공할 수 있다. 개별 필라멘트들의 특정 형상/기하학적 구조는 원형 또는 종래의 십자형 단면 영역을 갖는 통상의 필라멘트들의 특성들과는 상이한 특정 세정 특성들을 갖는다. 이러한 특정 세정 특성들은 필라멘트들이 각각의 개별 필라멘트의 단면 형상의 확대된 버전인 전체 터프트의 단면 형상을 형성하도록 하는 방식으로 필라멘트들을 배열함으로써 향상될 수 있다. 부가적으로, 각각의 단일 필라멘트의 특정 기하학적 구조가 일반적으로 사용자에게 보이지 않을 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 터프트는 사용자에게 각자의 기하학적 구조 및 그에 따라 상기 터프트를 구성하는 필라멘트들의 대응하는 세정 특성들을 전달할 수 있다.
필라멘트들 및 터프트 각각은 비원형 형상을 갖는 단면 영역을 각각 갖기 때문에, 필라멘트들 뿐만 아니라 전체 터프트는 칫솔질 과정 동안 이방성 굽힘 강성 특성들을 제공할 수 있다. 주어진 접촉 압력이 필라멘트들/터프트의 자유 단부에 인가되는 경우에, 필라멘트들/터프트의 편향/변위의 양은 필라멘트들/터프트의 직경/반경에 의존한다. 직경/반경이 작을수록, 필라멘트들/터프트의 자유 단부의 편향/변위가 커지고, 반대로, 직경/반경이 커질수록, 필라멘트들/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 발명에 따른 구강 케어 기구용 헤드는 적어도 하나의 터프트 구멍, 예컨대 끝이 막힌 보어(blind-end bore)를 구비하는 강모 캐리어를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 복수의 필라멘트들을 포함하는 터프트는 스테이플링 공정/앵커 터프팅 방법에 의해 상기 터프트 구멍 내에 고착/고정된다. 이는 터프트의 필라멘트들이 예를 들어 금속으로 제조되는 앵커, 예컨대 앵커 와이어 또는 앵커 판 주위에서 실질적으로 U자형 방식으로 구부러짐/접힘을 의미한다. 앵커와 함께 필라멘트들은, 앵커가 터프트 구멍의 대향 측벽들 내로 침투하고, 그에 의해 필라멘트들을 강모 캐리어에 고정/고착/체결하도록 터프트 구멍 내로 밀어 넣어진다. 앵커는 적극적인 마찰 맞물림에 의해 대향 측벽들 내에 고정될 수 있다. 터프트 구멍이 끝이 막힌 보어인 경우에, 앵커는 필라멘트들을 보어의 저부에 맞대어 유지시킨다. 다시 말하면, 앵커는 U자형 굽힘부 위에 실질적으로 수직인 방식으로 놓일 수 있다. 터프트의 필라멘트들이 앵커 주위에서 실질적으로 U자형 구성으로 구부러지기 때문에, 각각의 필라멘트의 제1 가지부 및 제2 가지부가 강모 캐리어로부터 필라멘트 방향으로 연장된다. 스테이플링 공정에 사용될 수 있거나/이에 사용하기에 적합한 필라멘트 유형이 또한 "양면 필라멘트(two-sided filament)"로 불린다. 스테이플링 공정에 의해 제조되는 구강 케어 기구용 헤드는 비교적 저-비용 및 시간-효율적 방식으로 제공될 수 있다. 본 발명에 따른 필라멘트의 개선된 기하학적 구조로 인해, 스테이플링 공정 동안 필라멘트들이 브러시 헤드의 장착 표면 상에 피킹 및 고정되게 될 때, 예를 들어 슬라이싱에 의해 더 적은 필라멘트들이 손상되게 된다. 추가로, 복수의 필라멘트들이 하나의 터프트를 형성하도록 피킹될 때, 더 적은 필라멘트들이 이웃한 필라멘트의 외측 표면 상에 걸리게 된다.
대안적으로, 적어도 하나의 터프트는 핫 터프팅 공정에 의해 헤드에 부착/고정될 수 있다. 구강 케어 기구의 헤드를 제조하는 하나의 방법은 다음의 단계들을 포함할 수 있다: 첫째, 적어도 하나의 터프트는 본 발명에 따른 필라멘트들의 원하는 양을 제공함으로써 형성될 수 있다. 둘째, 터프트가 주형 공동(mold cavity) 내에, 헤드에 부착될 예정인 필라멘트들의 단부들이 상기 공동 내로 연장되도록, 배치될 수 있다. 셋째, 헤드, 또는 헤드 및 손잡이를 포함하는 구강 케어 기구 몸체가 주형 공동 내로 연장되는 필라멘트들의 단부들 주위에 사출 성형 공정에 의해 형성되며, 그에 의해 적어도 하나의 터프트를 헤드 내에 고정시킬 수 있다. 대안적으로, 구강 케어 기구의 나머지 부분이 형성될 수 있기 전에, 헤드의 제1 부분 - 소위 "시일플레이트(sealplate)" - 을 주형 공동 내로 연장되는 필라멘트들의 단부들 주위에 사출 성형 공정에 의해 형성함으로써 터프트가 고정될 수 있다. 사출 성형 공정을 시작하기 전에, 주형 공동 내로 연장되는 적어도 하나의 터프트의 단부들이 선택적으로 용융되거나 융합 접합되어 필라멘트들을 융합된 덩어리 또는 볼(ball)로 함께 합쳐서, 융합된 덩어리들 또는 볼들이 공동 내에 위치되게 할 수 있다. 적어도 하나의 터프트는 구강 케어 기구의 완성된 헤드 상의 터프트의 원하는 위치에 대응하는 막힌 구멍들을 갖는 주형 바(mold bar)에 의해 주형 공동 내에 유지될 수 있다. 다시 말하면, 핫 터프팅 공정에 의해 헤드에 부착되는 적어도 하나의 터프트의 필라멘트들은 그들의 길이를 따른 중간 부분에 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 구조들을 허용한다. 예를 들어, 터프트는 그것의 자유 단부에서, 즉 그것의 상부 상단 표면에서, 치아의 윤곽에 최적으로 맞춰지고 그리고 치간 침투를 추가로 향상시키도록 형상화될 수 있는 특정 토포그래피(topography)/기하학적 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 토포그래피는 하나 또는 2개의 방향들로 챔퍼링(chamfering) 또는 라운딩될 수 있거나, 뾰족할 수 있거나, 또는 선형으로, 오목하게 또는 볼록하게 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 필라멘트의 개선된 기하학적 형상으로 인해, 핫 터프팅 공정 동안 필라멘트들이 브러시 헤드의 장착 표면 상에 피킹 및 고정되게 될 때, 예를 들어 슬라이싱에 의해 더 적은 필라멘트들이 손상되게 된다. 추가로, 복수의 필라멘트들이 하나의 터프트를 형성하도록 피킹될 때, 더 적은 필라멘트들이 이웃한 필라멘트의 외측 표면 상에 걸리게 된다.
다음은 본 발명에 따른 구강 케어 기구들 및 그의 부품들의 예시적인 실시예들의 비제한적인 논의이며, 여기서 도면들이 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 사시 평면도를 도시한다. 헤드(14)는 손잡이(12)에 가까운 근위 단부(41), 및 손잡이(12)로부터 가장 멀리 떨어진, 즉 근위 단부(41)에 대향하는 원위 단부(40)를 갖는다. 헤드(14)는 실질적으로, 길이 연장선(52) 및 길이 연장선(52)에 실질적으로 수직인 폭 연장선(51)를 갖는 타원형의 형상을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 복수의 필라멘트들(20)을 갖는 복수의 터프트(16)들은 핫 터프팅 또는 스테이플링 공정에 의해 헤드(14)에 고정될 수 있다. 터프트(16)들은 헤드(14)의 장착 표면(18)으로부터 실질적으로 직교하는 방식으로 연장될 수 있다.
도 1에 예시된 바와 같은 터프트(16)들은 복수의 단부가 둥글게 된 필라멘트들(20)을 포함하며, 이들 중 하나가 도 2에 도시된다. 대안적으로, 필라멘트들(20)은 종축을 따라 실질적으로 기둥형인 부분 및 테이퍼링된 부분을 포함하는 테이퍼링된 필라멘트들일 수 있다. 테이퍼링된 부분은 필라멘트(20)의 자유 단부를 향해 테이퍼링되고, 기둥형 부분은 본 발명에 따른 단면 영역(22)을 갖는다. 복수의 필라멘트들(20)은, 터프트들(16)이 각각의 개별 필라멘트(20)의 형상의 확대된 형상을 갖는 단면 영역(32)을 갖는 방식으로 배열된다. 다시 말하면, 터프트들(16)의 단면 영역(32)의 형상은 각각의 개별 필라멘트(20)의 단면 영역(22)의 형상에 대응한다. 터프트들(16)은 약 40% 내지 약 60%, 또는 약 45% 내지 약 55% 범위 내의 패킹률을 가질 수 있다. "패킹률"은 필라멘트들(20)의 단면 영역들(22)을 터프트 구멍의 단면 영역으로 나눈 것의 총 합으로서 정의된다.
도 2는 본 발명에 따른 필라멘트(20)의 개략적인 단면도를 도시한다. 필라멘트(20)는 종축, 및 종축에 실질적으로 수직인 평면 내에서 연장되는 실질적으로 십자형 단면 영역(22)을 갖는다. 십자형 단면 영역(22)은 4개의 돌출부들(24) 및 4개의 채널들(26)을 갖는다. 돌출부들(24) 및 채널들(26)은 교번 방식으로 배열된다. 각각의 돌출부(24)는 약 6° 내지 약 25°, 또는 약 8° 내지 약 20°의 범위 내의 각도 α 만큼 바깥족 방향으로 테이퍼링된다.
단면 영역(22)은 필라멘트의 단면 영역(22)의 중심(36)을 통과하는 외경(28)을 갖는다. 외경(28)의 종점들은 단면 영역(22)의 가장 외측의 주연부(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 연장선을 갖는다.
추가로, 각각의 채널(26)은 오목 만곡부(34), 즉 단면 영역(22)의 중심(36)을 향해 안쪽으로 만곡되는 만곡부를 갖는다. 오목 만곡부(34)는 2개의 이웃한 수렴 돌출부들(24)에 의해 각각의 채널(26)의 저부에 형성된다. 오목 만곡부(34)는 약 0.015 mm 내지 약 0.12 mm, 또는 약 0.025 mm 내지 약 0.10 mm, 또는 약 0.03 mm 내지 약 0.08 mm, 또는 약 0.04 mm 내지 약 0.06 mm의 범위에 있는 곡률 반경(30)을 갖는다.
오목 만곡부(34)의 곡률 반경(30)에 대한 외경(28)의 비는 약 2.5 내지 약 12, 또는 약 2.7 내지 약 9의 범위 내에 있다.
각각의 돌출부(24)는 단부가 둥글게 되어, 그에 의해 특정 직경(42)을 갖는 만곡부를 형성한다. 상기 직경(42)은 또한 2개의 대향하는 측방향 에지들(44) 사이에서 연장되는 폭 연장선(42)으로서 한정될 수 있다. 채널(26)의 만곡부(34)의 곡률 반경(30)에 대한 돌출부(24)의 만곡부의 직경(42)의 비는 약 0.2 내지 약 1.5, 또는 약 0.3 내지 약 1.0, 또는 약 0.5 내지 약 0.7의 범위 내에 있다.
추가로, 직경(42)은 필라멘트(20)의 외경(28)의 약 6% 내지 약 15%, 또는 약 8% 내지 약 12%의 범위로 한정된다. 예를 들어, 직경(42)은 약 0.01 mm 내지 약 0.04 mm의 범위 내에, 또는 약 0.018 mm 내지 약 0.026 mm 의 범위 내에 있을 수 있다.
도 3은 종래 기술에 따른 십자형 필라멘트(54)의 개략적인 단면도를 도시한다. 필라멘트(54)는 다음의 치수들을 포함한다:
외경(56): 0.295 mm
채널의 오목 만곡부의 곡률 반경(58): 0.01 mm
오목 만곡부의 곡률 반경(58)에 대한 외경(56)의 비: 29.5
돌출부들의 테이퍼링 α: 15°
돌출부의 만곡부의 직경(62): 0.04 mm
곡률 반경(58)에 대한 직경(62)의 비: 4
내경(64): 0.1 mm.
도 4는 본 발명에 따른 터프트(66)의 예시적인 실시예 1의 개략적인 단면도를 도시한다. 터프트(66)는 약 49%의 패킹률을 갖는다. 터프트(66)의 필라멘트들(68)은 다음의 치수들을 갖는다:
외경(28): 0.309 mm
오목 만곡부의 곡률 반경(30): 0.06 mm
오목 만곡부의 곡률 반경(30)에 대한 외경(28)의 비: 5.15
돌출부들의 테이퍼링 α: 10°
돌출부(42)의 만곡부의 직경(42): 0.04 mm
곡률 반경(30)에 대한 직경(42)의 비: 0.67
내경 70: 0.12 mm.
도 5는 종래 기술에 따른 복수의 원형 필라멘트들(74)을 포함하는 터프트(72)의 개략적인 단면도를 도시한다. 필라멘트들(74)의 직경은 약 0.178 mm(7 mil)이다. 그러한 터프트(72)는 약 77%의 패킹률를 갖는다(비교예 2).
도 6은 도 3에 따른 복수의 필라멘트들(54)을 포함하는 터프트(76)의 개략적인 단면도를 도시한다. 그러한 터프트(76)는 약 58% 의 패킹률를 갖는다 (비교예 3).
비교 실험
로봇 시험:
복수의 필라멘트들(68)을 포함하는 도 4에 따른 터프트(66)(터프트의 직경: 1.7 mm)(예시적인 실시예 1), 복수의 필라멘트들(74)을 포함하는 도 5에 따른 터프트(72)(터프트의 직경: 1.7 mm)(비교예 2), 및 복수의 필라멘트들(54)을 포함하는 도 6에 따른 터프트(76)(터프트의 직경: 1.7 mm)(비교예 3)는 인공 치아(타이포돈트(typodont)들) 상에서의 플라크 대체물 제거의 그들의 효율에 대해 비교되었다.
다음의 조건들(표 1 참조) 하에서 로봇 시스템 쿠카(KUKA) 3을 사용하여 칫솔질 시험들이 수행되었다.
[표 1]
Figure 112018120220820-pct00001
도 7은, 각각 모든 치아 표면들(78), 협측 표면들(80), 설측 표면들(82), 설측 및 협측 표면들(84), 교합면들(86), 치은선(88) 및 치간 표면들(90)에 대한, 예시적인 실시예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 플라크 대체물 제거의 양을 %로 나타낸다.
도 7은, 예시적인 실시예 1이 비교예 2 및 비교예 3에 비해, 모든 치아 표면들(78), 협측 표면들(80), 설측 표면들(82), 설측 및 협측 표면들(84), 교합면들(86), 치은선(88) 및 치간 표면들(90)에 대해 상당한 개선된 플라크 제거 특성들을 제공한다는 것을 명확하게 나타낸다. 세정 성능의 가장 현저한 개선은 각각 22% 및 9%의 개선으로 교합면들(86) 상에서 발생하였다.
슬러리 흡수 시험:
도 8은, 본 발명에 따른 필라멘트들을 포함하고 약 46%의 패킹률을 갖는 터프트(터프트의 직경: 1.7 mm)의 "슬러리 흡수 질량"(예시적인 실시예 4)이, 다이아몬드형 필라멘트들(도 10 참조)을 포함하고 약 80%의 패킹률을 갖는 터프트(터프트의 직경: 1.7 mm)의 "슬러리 흡수 질량"(비교예 5) 및 비교예 2에 따른 터프트(72)의 "슬러리 흡수 질량"과 비교되는 다이어그램을 도시한다.
예시적인 실시예 4의 필라멘트들은 다음의 치수들을 갖는다:
외경: 0.269 mm
채널의 오목 만곡부의 곡률 반경: 0.05 mm
오목 만곡부의 곡률 반경에 대한 외경의 비: 5.38
돌출부들의 테이퍼링 α: 14°
돌출부의 만곡부의 직경: 0.029 mm
채널의 오목 만곡부의 곡률 반경 대 돌출부의 만곡부의 직경의 비: 0.58
내경: 0.102 mm
비교예 5의 필라멘트들은 다음의 치수들(도 10)을 갖는다:
더 긴 대각선 길이(92): 0.29 mm
더 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 4 및 비교예 2 및 비교예 5에 따른 터프트들을 포함하는 브러시 헤드들은 필라멘트들이 아래를 향하는 수평 위치에 고정되었다. 연고형 치약 슬러리(연고형 치약: 물 = 1:3)의 보울(bowl)이 브러시 헤드들 바로 아래에 있는 눈금(scale)과 함께 배치되었다. 눈금은 보울 내의 슬러리의 양을 측정하기 위해 사용되었다. 시험이 시작되었을 때, 브러시들은 100 mm/s로 아래로 이동되었고, 2 mm 깊이로 슬러리 내에 담궜다. 이어서, 브러시들은 연고형 치약 슬러리 내에 5 초 동안 유지되었고, 100 mm/min으로 다시 꺼냈다. 수직 방향의 힘이 시간에 걸쳐 측정되었다.
도 8 및 도 9는, 예시적인 실시예 4가 비교예 2 및 비교예 5에 비해 질량 및 속도의 관점에서 상당한 개선된 "슬러리 흡수"를 제공한다는 것을 명확히 나타낸다. 예시적인 실시예 4의 터프트 내의 증가된 공극 체적은 개선된 모세관 작용을 가능하게 한다. 이는 연고형 치약이 치아 칫솔질 과정에 더 길게 상호작용/기여하도록 연고형 치약(슬러리)의 증가된 흡수를 유도한다. 예시적인 실시예 4의 터프트는 약 50% 더 높은 흡수 속도를 갖는 약 50% 더 많은 연고형 치약 슬러리를 흡수할 수 있으며, 이는 이는 개선된 치아 세정 효과들을 초래한다. 다시 말하면, 더 많은 연고형 치약을 치아 칫솔질 과정에 전달하는 것 이외에도, 예시적인 실시예 4의 터프트 내의 특정 공극 체적은 또한 느슨해진 플라크의 증가된 흡수를 가능하게 한다. 이는 본 발명에 따른 십자형 필라멘트들을 포함하는 칫솔의 전체적인 개선된 임상 성능을 초래하며, 이는 보다 낮은 패킹률을 가능하게 한다.
본 발명의 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 말한다. 그렇기 때문에, 이 용어는 문제가 되고 있는 주제의 기본적 기능에 있어서의 변화를 야기함이 없이 양적 값, 측정치 또는 다른 관련 표현이 언급된 기준으로부터 달라질 수 있는 정도를 의미한다.
본 명세서에 개시된 치수 및 값은 언급된 정확한 수치 값으로 엄격하게 제한되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 대신에, 달리 명시되지 않는 한, 각각의 그러한 치수는 언급된 값과, 그 값 부근의 기능적으로 등가인 범위 둘 모두를 의미하도록 의도된다. 예를 들어, "40 mm"로 개시된 치수는 "약 40 mm"를 의미하는 것으로 의도된다.

Claims (15)

  1. 구강 케어 기구(10)용 필라멘트(20)로서,
    상기 필라멘트(20)는 종축 및 상기 종축에 수직인 평면 내에서 연장되는 십자형 단면 영역(22)을 갖고, 상기 십자형 단면 영역(22)은 4개의 돌출부들(24) 및 4개의 채널들(26)을 갖고, 상기 돌출부들(24) 및 상기 채널들(26)은 교번 방식으로 배열되고, 각각의 채널(26)은 이웃한 수렴 돌출부들(24)에 의해 형성된 오목한 만곡부(34)를 갖고, 오목한 만곡부(34)는 곡률 반경(30)을 갖고,
    각각의 돌출부(24)는 단부가 둥글게 되어, 직경(42)을 갖는 만곡부를 형성하고,
    상기 채널(26)의 만곡부(34)의 곡률 반경(30)에 대한 상기 돌출부(24)의 만곡부의 직경(42)의 비는 0.2 내지 1.5의 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 채널(26)의 만곡부(34)의 곡률 반경(30)에 대한 상기 돌출부(24)의 만곡부의 직경(42)의 비는 0.3 내지 1.0인, 필라멘트(20).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 돌출부(24)의 만곡부의 직경(42)은 0.01 mm 내지 0.04 mm의 범위 내에 있는, 필라멘트(20).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 채널(26)의 만곡부(34)의 곡률 반경(30)은 0.025 mm 내지 0.10 mm의 범위 내에 있는, 필라멘트(20).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    각각의 돌출부(24)는 바깥쪽 방향으로 점차 테이퍼링되는, 필라멘트(20).
  6. 제5항에 있어서,
    각각의 돌출부(24)는 6° 내지 25°의 범위로 한정되는 각도로 바깥쪽 방향으로 점차 테이퍼링되는, 필라멘트(20).
  7. 제5항에 있어서,
    각각의 돌출부(24)는 8° 내지 20°의 범위로 한정되는 각도로 바깥쪽 방향으로 점차 테이퍼링되는, 필라멘트(20).
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단면 영역(22)은 외경(28)을 가지며,
    상기 외경(28)은 0.15 mm 내지 0.40 mm의 범위 내에 있는, 필라멘트(20).
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단면 영역(22)은 외경(28)을 가지며,
    상기 채널(26)의 만곡부(34)의 곡률 반경(30)에 대한 상기 외경(28)의 비는 2.5 내지 12의 범위 내에 있는, 필라멘트(20).
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단면 영역(22)은 외경(28)을 가지며,
    상기 채널(26)의 만곡부(34)의 곡률 반경(30)에 대한 상기 외경(28)의 비는 2.7 내지 9의 범위 내에 있는, 필라멘트(20).
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 필라멘트(20)는 그의 종축을 따라 기둥형인 부분 및 테이퍼링된 부분을 포함하며,
    상기 테이퍼링된 부분은 상기 필라멘트의 자유 단부를 향해 테이퍼링되고, 상기 기둥형인 부분은 제1항 또는 제2항에 따른 단면 영역(22)을 갖는, 필라멘트(20).
  12. 제1항 또는 제2항에 따른 복수의 필라멘트들(20)을 포함하는 구강 케어 기구(10)용 터프트(16, 66).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 터프트(16, 66)는 40% 내지 60%의 범위 내의 패킹률을 갖는, 터프트(16, 66).
  14. 제12항에 따른 필라멘트들(20)의 터프트(16, 66)를 포함하는 구강 케어 기구(10)용 헤드(14).
  15. 제14항에 따른 헤드(14)를 포함하는 구강 케어 기구(10).
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