專利名稱：毛刷制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種毛刷制品，具有一刷毛載體和與它相連的刷毛，刷毛中至少一部分合并成刷毛組，在刷毛組內(nèi)刷毛的間距小于相鄰刷毛組的幾何中心的間距。
在本發(fā)明的意義上毛刷制品包括各種類型的刷子，如牙刷、體刷、地板刷和清洗刷、涂抹刷、毛刷以及工業(yè)用刷子，例如拋光刷和磨削刷。在這些毛刷制品中，刷毛通常合并成束或刷毛區(qū)形式的組。另外還已知一種毛刷制品(EP 0813374＝US5,974,619)，其中刷毛鑲嵌件由單根豎立的刷毛構(gòu)成，它們相互以很小的間距固定在刷毛載體上。
通常上述毛刷制品中刷毛的自由端位于一平面包絡(luò)面內(nèi)。從而對待處理或待加工表面達(dá)到良好的平面效果，如果這個表面也是平面的話。對于均勻彎曲的表面，至少有很多刷毛同時起作用。但是如果待處理或待加工表面不連續(xù)地彎曲，或者甚至具有窄的凹槽和縫隙，那么只能有單根刷毛在相應(yīng)地強(qiáng)的壓力下進(jìn)入這種凹槽或縫隙，但是由此由于在那里存在較大的壓力可能出現(xiàn)對相鄰表面的損壞。
這個問題曾試圖通過這樣的方法來排除，即，一個刷毛組的刷毛的自由端位于一非平面包絡(luò)面內(nèi)，并且在有些情況下不同組的刷毛的自由端位于不同的包絡(luò)面內(nèi)(EP0346846＝US4,979,782，EP0716821)。在這種結(jié)構(gòu)中，較短的刷毛支承在待處理或待加工表面上，而較長的刷毛可以進(jìn)入凹槽、縫隙等等中。刷毛鑲嵌物的這種“拓?fù)洹眻D形(Topographie)在牙刷中證明特別適合于，達(dá)到在口腔的頰側(cè)、舌部和唇部區(qū)域內(nèi)非常不同地彎曲的牙齒表面，但是同時也到達(dá)齒間和臼齒凹凸不平的咀嚼表面。
雖然用這種拓?fù)鋱D形的牙刷可以達(dá)到十分令人滿意的牙齒衛(wèi)生，但是特別是臼齒的齒間的清理還是不充分。對于臼齒非常凹凸不平的咀嚼表面以及對于其他齒面上的所謂縫隙也是一樣。如果想要解決這個問題，那么必須設(shè)置許多單根豎立的較長的刷毛，并且其超出其余刷毛鑲嵌件的長度必須相當(dāng)大。但是這種突出的、側(cè)面沒有支承的刷毛末端不僅由于摩擦力而較快地磨損，而且由于其較大的彎曲應(yīng)力在短時間內(nèi)便失去其原來的取向。它們將彎曲，甚至折斷。較快的磨損特別表現(xiàn)為刷毛圓形尖頂?shù)牟灰?guī)則磨損，為了避免損壞牙齒表面以及避免使牙齦受傷刷毛圓形尖頂應(yīng)該均勻地倒圓。
本發(fā)明的目的是，對于任意種類的毛刷制品推薦一種結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中刷毛既均勻作用在待處理或待加工表面上，也均勻地作用在凹槽或縫隙內(nèi)。
按照本發(fā)明這個目的通過這樣的方法來實(shí)現(xiàn)，即，至少一個刷毛組的幾何中心離至少一個相鄰的刷毛組的幾何中心的距離基本上等于或大于兩個刷毛組中刷毛數(shù)量的平均值和這些刷毛的直徑的乘積。
在具有常用結(jié)構(gòu)的在一束內(nèi)有大量刷毛的毛刷制品中，刷毛堵在縫隙或凹槽的入口區(qū)內(nèi)，最多只有幾根外面的刷毛束刷毛進(jìn)入深處。其原因?yàn)椋⒚鴥?nèi)的刷毛的數(shù)量和密度與刷毛束的距離相比較大，刷毛在刷過凹槽或縫隙時不能足夠程度地避讓，而是在既定的刷毛束形狀內(nèi)相互支承。按照本發(fā)明，在刷毛組內(nèi)的刷毛數(shù)量、刷毛直徑和刷毛組的間距之間建立這樣的關(guān)系，這使得在刷過縫隙或凹槽時刷毛由于其長度和柔性而可以沿刷子運(yùn)動方向順次直線形排列。因此順序排列的刷毛組的全部或很多刷毛可以跟隨縫隙或凹槽的走向，并通過凹槽的側(cè)邊界均勻地進(jìn)入凹槽內(nèi)。特別是這種作用的出現(xiàn)與刷毛組固定表面的形狀和橫截面無關(guān)。而相鄰組的刷毛在與縫隙或凹槽相鄰的表面上完成其清刷功能。按本發(fā)明的毛刷制品由于本發(fā)明所推薦的關(guān)系與常用毛刷制品相比其特征主要是，在一組內(nèi)較少的刷毛數(shù)量和各組相互間較大的距離。
按本發(fā)明制作的刷毛組做成圓的，尤其是具有圓形橫截面的刷毛束為好。但是一個刷毛組內(nèi)的刷毛也可以具有與此不同的，例如三角形、多邊形或帶狀橫截面，其中橫截面的包絡(luò)圓提供用于按本發(fā)明的在直徑、刷毛組內(nèi)的刷毛數(shù)量和刷毛組間距之間的關(guān)系的直徑。
其幾何中心的距離基本上等于或大于相鄰刷毛組刷毛數(shù)的平均值和這些刷毛的直徑的乘積的刷毛組最好設(shè)置在刷毛載體上在有些情況下具有不同邊長的三角形或多邊形、特別是四邊形的角部，其中最短的邊長應(yīng)該具有按本發(fā)明的關(guān)于刷毛組間距的關(guān)系。
取而代之可以設(shè)想，其幾何中心的距離基本上等于或大于相鄰刷毛組刷毛數(shù)平均值和這些刷毛的直徑的乘積的刷毛組直線形設(shè)置在刷毛載體上。
在這種結(jié)構(gòu)時，直線形布置的刷毛組可以以許多平行的直線構(gòu)成一完整的刷毛鑲嵌件。但是也可以僅在刷毛載體的一些區(qū)域內(nèi)設(shè)置這種直線形布局。如果涉及到一種具有優(yōu)先工作方向的刷子，那么在有些情況下這種直線形布置可以僅僅設(shè)置在工作方向上。例如在紅/白牙齒護(hù)理(rot/weiβ-Zahnpflege)時存在這種優(yōu)先的工作方向，這時刷頭垂直于齒齦的縱長方向沿牙齒方向運(yùn)動。類似地，對于任意類型的涂抹刷，以及對于用來清洗形成凹凸輪廊的表面或被規(guī)則的接縫、凹槽等等中斷的平面的刷子也一樣?？梢耘e出用來清洗瓷磚表面接縫的刷子作為例子。
刷毛組內(nèi)的刷毛數(shù)量可以相同或不同。同樣，刷毛組內(nèi)的刷毛直徑也可以是相同或不同的。相應(yīng)地，相鄰刷毛組的間距必須相匹配。
在一種具體的毛刷制品，例如牙刷中，按本發(fā)明的組的結(jié)構(gòu)及其布局也可以和已知布局相組合。特別有效的是與單根豎立的刷毛(EP0813347＝US5,974,619)相組合。其中單根豎立的刷毛可以合并成至少一個刷毛區(qū)，也就是說在這個區(qū)內(nèi)刷毛相互以很小的間距設(shè)置。這個間距可以在刷毛直徑的范圍內(nèi)。
可以通過這樣的方法達(dá)到進(jìn)一步優(yōu)化。即，至少一個刷毛組的刷毛的自由端位于一非平面包絡(luò)面內(nèi)。這個包絡(luò)面可以是中凸或中凹的，其中錐形或部分球形的包絡(luò)面特別有利。
其次還可以設(shè)想，不同刷毛組刷毛的自由端位于不同的包絡(luò)面上，在有些情況下這些包絡(luò)面相對于刷毛載體表面位于不同高度上。
原則上，刷毛可以具有任意橫截面形狀，或者具有圓形橫截面的刷毛和具有其他橫截面的刷毛混合在一個刷毛組內(nèi)，對于非圓形刷毛的情況，對于刷毛組間距尺寸的確定，刷毛橫截面包絡(luò)圓的直經(jīng)是決定性的。
一刷毛組的刷毛可以單獨(dú)和刷毛載體連接，或者在其末端處相互一起共同地和刷毛載體連接。對于刷毛組與刷毛載體的連接可以考慮開頭所述的多種機(jī)械的或熱力的方法。其中值得推薦的是采用帶有一與整個刷毛鑲嵌件相應(yīng)的孔系(Lochbild)的盒式固定裝置，在孔系中刷毛和刷毛組在它們借助于盒子與刷毛載體連接(EP 0293665＝US4,954,305)之前按照數(shù)量和布局精確地預(yù)先定位。
下面借助于在附圖中表示的實(shí)施例說明本發(fā)明。附圖中表示

圖1 以約10∶1的比例表示具有圓形刷毛束的常用牙刷的刷毛區(qū)的局部視圖；圖2 以約10∶1的比例表示一最接近于本發(fā)明的已知牙刷的刷毛區(qū)的相應(yīng)于圖1的局部視圖；圖3至圖6 分別表示按本發(fā)明形成的布局的刷毛組在使用期間在起始位置的俯視圖(a)和兩個相鄰刷毛組的各一個俯視圖(b)；圖7 在用普通的牙刷刷牙時相鄰的咀嚼面連同齒間的俯視圖；圖8 按圖7的視圖的側(cè)視圖；圖9 在使用具有按本發(fā)明的刷毛組布局的牙刷時相鄰齒的咀嚼面的俯視圖；圖10 按圖9的視圖的側(cè)視圖；圖11 在用普通結(jié)構(gòu)的牙刷按紅/白方法刷牙時相鄰齒連同齒間的側(cè)視圖；圖12 在用具有按本發(fā)明的刷毛組布局的牙刷刷牙時相應(yīng)于圖11的視圖；圖13 在應(yīng)用普通牙刷時一牙縫的大大放大的剖視圖；圖14 在使用具有按本發(fā)明的刷毛組和刷毛的布局的牙刷時相應(yīng)于圖13的視圖；圖15 按本發(fā)明的單個刷毛組在相應(yīng)于圖14的應(yīng)用場合時的透視圖。
出于簡化的原因，在圖中僅僅表示具有圓形橫截面的刷毛束形狀的刷毛組以及同樣具有圓形橫截面的刷毛。在以下的說明中刷毛束直徑始終用“D”、刷毛直徑用“d”、刷毛束間距用“x”以及刷毛束數(shù)量用“n”表示。代替圓形刷毛束和圓形刷毛也可以考慮其他橫截面形狀，這樣其中刷毛束橫截面的包絡(luò)圓具有直徑D，而刷毛橫截面具有直徑為d的包絡(luò)圓。
圖1中所示的一常用牙刷的刷毛區(qū)局部視圖由圓形刷毛束1形式的刷毛組組成，刷毛束由許多刷毛2組成。刷毛束1具有直徑D和刷毛2具有直徑d。刷毛束1相互以間距x固定在局部表示的刷毛載體12上。通常常見牙刷全部刷毛束在刷毛載體的固定平面內(nèi)具有相同的間距x。其次在圖1中還表示一種機(jī)械式固定方法，其中一刷毛束1即刷毛2扎成一束，并借助于錨固固定在刷毛載體12的孔內(nèi)。這種方法在制刷技術(shù)中稱為“沖制”。
在按圖1的已知牙刷中每個刷毛束1包含約42根具有直徑d＝0.20mm的刷毛。刷毛束的直徑為D＝1.6mm，刷毛束1相互的間距為x＝2.6mm。刷毛束的裝載度(刷毛橫截面積與刷毛束面積之比)約為65％。由此算出刷毛密度為每平方厘米791根刷毛。
圖2表示一由實(shí)際中已知的具有最小刷毛束直徑和每束最小數(shù)量的刷毛的牙刷布局。在這種布局中每個刷毛束1具有直徑為d＝0.20mm的n＝16根刷毛2。刷毛束直徑為D＝1.0mm，刷毛束相互的間距為x＝1.6mm。刷毛密度為每平方厘米796根刷毛。
如果按圖1或2的刷毛結(jié)構(gòu)沿平行于固定平面的方向運(yùn)動，那么刷毛束1的橫截面產(chǎn)生變形，其中垂直于運(yùn)動方向位于外部的刷毛向后擠，刷毛束的橫截面被沿運(yùn)動方向走在前面的刷毛逆著運(yùn)動方向加寬。這在后面參照圖7、8和11較詳細(xì)地說明。
在圖3至6中表示按本發(fā)明的刷毛和刷毛束布局。圖3a)表示一具有直徑為d的刷毛2的數(shù)量為n＝3的刷毛束1。刷毛束直徑D用虛線表示。它同時表示刷毛束1在刷毛載體上的固定面。在圖3b)中這個固定面用交叉陰影線表示。相鄰刷毛束的間距為至少x＝n·d，但是也可以更大。如果這種刷毛和刷毛束結(jié)構(gòu)向一個方向運(yùn)動，那么刷毛，特別是在側(cè)面的阻力作用下，由于其長度和柔性沿刷洗方向線性依次排列，如圖3b)中所示。
圖4a)和圖5a)表示一具有n＝4和n＝5根刷毛2的刷毛束。這里相鄰刷毛束的間距也為x≥n·d。
圖6a)表示具有不同刷毛數(shù)量的兩個相鄰刷毛束。左面表示的較大刷毛束10具有數(shù)量為n＝6根刷毛2，右面表示的較小的刷毛束11具有數(shù)量為n＝3根刷毛2。在這種情況下，間距x(圖6b)由刷毛數(shù)量的平均值(和為9、平均值為4.5)和刷毛直徑d算出。用這種方法在刷毛束具有不同數(shù)量的刷毛時也可以得到刷毛2沿刷洗方向的直線排列。為了使刷毛束之間的間距不致過大，建議在規(guī)定刷毛直徑的情況下限制每個刷毛束的刷毛數(shù)量。
如在按圖1的已知牙刷中可以達(dá)到在本發(fā)明意義上的刷毛束的直線排列，刷毛束的間距x必須不是2.6mm，而是大致為8.4mm。
圖7表示牙齒，例如全副牙齒中的臼齒的咀嚼面的俯視圖。相鄰的牙齒用4表示，它們之間的齒間用5表示。其次以三個順次設(shè)置的分別具有7根刷毛2的刷毛束1為例表示普通牙刷的作用。刷毛束1相互的間距x小于相鄰刷毛束1的刷毛2數(shù)量的平均值與刷毛直徑的乘積。如果這種刷毛結(jié)構(gòu)沿箭頭6方向在牙齒4的咀嚼面上運(yùn)動，那么雖然在前面的刷毛束1的刷毛進(jìn)入齒間5內(nèi)，但是在后面的刷毛束的刷毛堵塞在通向齒間5的窄縫處，如圖7中所示。在按圖8的側(cè)視圖中可以看到，刷毛逆著刷洗方向6越來越向后彎曲。
在按本發(fā)明的布局中，間距x等于或大于相鄰刷毛束刷毛2數(shù)量的平均值和刷毛直徑的乘積，在沿方向6刷洗時刷毛不堵塞在齒間5的入口區(qū)內(nèi)，而是全部刷毛束的刷毛直線排列，因此齒間5通過沿一個方向的一次刷洗運(yùn)動便被刷毛完全占據(jù)。
對于在圖11和12中所示的紅/白方法也一樣。在一具有按圖11的刷毛布局的普通牙刷中，只有在前面的刷毛束的個別刷毛進(jìn)入牙齒4之間的齒間5內(nèi)，如以刷洗方向6所示那樣。如果按刷洗方向7所示牙刷不是準(zhǔn)確地，而是略微傾斜地運(yùn)動，那么只有更少的刷毛進(jìn)入齒間5。絕不可能到達(dá)牙齦8的邊緣。
在本發(fā)明按圖12的刷毛束1的布局時，刷毛束內(nèi)的刷毛與刷洗方向6或7無關(guān)地順次排列，并可以用這種方法進(jìn)入齒間5內(nèi)直至牙齦8的邊緣。
圖13和14表示牙齒4連同牙縫9的大大放大的局部放大圖。這種牙縫通常為漏斗形，并具有一或多或少地延伸的縱向長度。在具有普通刷毛布局的牙刷中，刷毛束1的從上方嵌入牙縫9內(nèi)的刷毛2在牙縫9的逐漸變窄的入口區(qū)內(nèi)便已經(jīng)堵塞，而在本發(fā)明按圖14的布局時，由于刷毛2直線排列的可能性至少部分刷毛一直進(jìn)入牙縫9的底部。
這在圖15中借助于透視圖表示，圖15同樣表示牙齒4連同理想化表示的直線延伸的牙縫9的局部視圖。刷毛束1的刷毛2直線排列，其中如圖可見，部分刷毛2一直擠入牙縫9的底部。
權(quán)利要求
1.毛刷制品，具有一刷毛載體(12)和與它相連的刷毛(2)，刷毛中至少一部分合并成刷毛組(1)，在刷毛組內(nèi)刷毛(2)的間距小于相鄰刷毛組(1)的幾何中心的間距(x)，其特征為至少一個刷毛組(1)的幾何中心離至少一個相鄰的刷毛組(1)的幾何中心的間距(x)基本上等于或大于兩個刷毛組(1)內(nèi)的刷毛(2)的數(shù)量(n)的平均值和這些刷毛(2)的直徑(d)的乘積。
2.按權(quán)利要求1的毛刷制品，其特征為所述刷毛組(1)是圓形刷毛束。
3.按權(quán)利要求2的毛刷制品，其特征為所述刷毛組(1)是具有圓形橫截面的刷毛束。
4.按權(quán)利要求1至3之任一項的毛刷制品，其特征為其幾何中心的間距(x)基本上等于或大于相鄰刷毛組(1)的刷毛(2)數(shù)量(n)的平均值與這些刷毛的直徑(d)的乘積的刷毛組(1)設(shè)置在刷毛載體上三角形的角部。
5.按權(quán)利要求1至3之任一項的毛刷制品，其特征為其幾何中心的間距(x)基本上等于或大于相鄰刷毛組(1)的刷毛(2)數(shù)量(n)的平均值與這些刷毛的直徑(d)的乘積的刷毛組(1)設(shè)置在刷毛載體上多邊形的角部，特別是四邊形的角部。
6.按權(quán)利要求1至5之任一項的毛刷制品，其特征為其幾何中心的間距(x)基本上等于或大于相鄰刷毛組(1)的刷毛(2)的數(shù)量(n)的平均值與這些刷毛的直徑(d)的乘積的刷毛組(1)在刷毛載體上直線形設(shè)置。
7.按權(quán)利要求1至6之任一項的毛刷制品，其特征為在刷毛組(1)內(nèi)刷毛(2)的數(shù)量(n)是不同的。
8.按權(quán)利要求1至7之任一項的毛刷制品，其特征為在刷毛組(1)內(nèi)刷毛(2)的直徑(d)是不同的。
9.按權(quán)利要求1至8之任一項的毛刷制品，其特征為在刷毛載體上除刷毛組(1)外還設(shè)有單獨(dú)豎立的刷毛(2)。
10.按權(quán)利要求9的毛刷制品，其特征為所述單獨(dú)豎立的刷毛(2)合并成至少一個刷毛區(qū)，其中刷毛以小間距設(shè)置。
11.按權(quán)利要求10的毛刷制品，其特征為在一個區(qū)內(nèi)單獨(dú)豎立的刷毛(2)的間距在刷毛(2)直徑(d)的范圍內(nèi)。
12.按權(quán)利要求1至11之任一項的毛刷制品，其特征為至少一個刷毛組(1)的刷毛(2)自由端位于一非平面的包絡(luò)面上。
13.按權(quán)利要求1至12之任一項的毛刷制品，其特征為至少一個刷毛組(1)的刷毛(2)自由端位于一中凸或中凹的包絡(luò)面上。
14.按權(quán)利要求1至13之任一項的毛刷制品，其特征為不同刷毛組(1)的刷毛(2)自由端位于不同的包絡(luò)面上。
15.按權(quán)利要求1至14之任一項的毛刷制品，其特征為刷毛組的刷毛(2)自由端位于離刷毛載體具有不同距離的包絡(luò)面上。
16.按權(quán)利要求1至14之任一項的毛刷制品，其特征為所述刷毛(2)具有任意橫截面形狀。
17.按權(quán)利要求1至15之任一項的毛刷制品，其特征為所述刷毛組(1)具有任意橫截面形狀。
18.按權(quán)利要求1至17之任一項的毛刷制品，其特征為一個刷毛組(1)刷毛(2)單獨(dú)與刷毛載體連接。
19.按權(quán)利要求1至17之任一項的毛刷制品，其特征為一個刷毛組(1)的刷毛(2)在其末端處相互連接，并與刷毛載體連接。
20.按權(quán)利要求1至19之任一項的毛刷制品，其特征為所述刷毛(2)通過機(jī)械的或熱力方法與刷毛載體連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種毛刷制品，具有一刷毛載體和與它相連的刷毛，其中至少一部分刷毛合并成刷毛組，其中刷毛的間距小于相鄰刷毛組幾何中心的間距。這種毛刷制品的特征是，至少一個刷毛組的幾何中心到至少一個相鄰刷毛組的幾何中心的間距基本上等于或大于兩個刷毛組中刷毛數(shù)量的平均值與這些刷毛的直徑的乘積。通過這種結(jié)構(gòu)和布局，這些刷毛組的刷毛的工作端可以與其在刷毛載體上的固定面無關(guān)地沿刷洗方向直線排列，并擠入窄的縫隙或凹槽中。
文檔編號A46B9/04GK1449256SQ01814986
公開日2003年10月15日 申請日期2001年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月29日
發(fā)明者喬治·魏勞赫 申請人:科倫特工廠有限公司