專利名稱：牙刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對牙刷上的鬃毛的排列，更具體是一種牙刷，其牙刷頭具有以若干不同的組排列的諸蔟鬃毛，這些組由從該牙刷頭的一側(cè)延伸到另一側(cè)的諸間隙分隔開。諸蔟鬃毛的定位和定向要使某幾蔟鬃毛工作時基本上不受到相鄰的幾簇鬃毛的干擾，并還能在牙刷頭上保持較高的總的毛簇密度。
背景技術(shù)：
有效的刷牙要求鬃毛與所有牙齒表面的高度接觸，并使諸鬃毛穿入諸牙間間隙和其他裂縫。若干蔟鬃毛均勻間隔分布在牙刷頭上的這種通常的牙刷能實現(xiàn)高度的鬃毛接觸，但由于相鄰諸毛蔟的干擾，即全套鬃毛會像一整體排列的實心體一樣，故限制了鬃毛向牙間間隙的穿入。
已經(jīng)記載了多種旨在改善刷牙質(zhì)量的、在牙刷頭上各式各樣的鬃毛的排列方式。
例如，公開號為WO 91/19437的國際專利描述了一種帶有三維鬃毛分布以改善相鄰牙間的洗刷的牙刷。專利號分別為EP-A-449,653和EP-A-449,655的兩歐洲專利揭示的牙刷中，諸蔟鬃毛相對于牙刷頭成一角度和彼此成一角度地設(shè)置，以洗刷齒齦邊區(qū)域和相鄰齒間間隙。同時還提及，全部毛簇彼此不能從結(jié)構(gòu)上互相支持，從而允許單簇鬃毛穿入小孔和齒間間隙而不會被四周的毛蔟阻礙。公開號為WO 96/01578的國際專利引述了一多級的鬃毛簇，它有刺激牙齦并能給嘴一個獨特的感覺，以提醒已有效地完成了牙的洗刷的目的。公開號為WO 96/15696的國際專利指的是這樣一種牙刷，它帶有從牙刷頭伸出的許多可彎曲的彈性材料條，以增強其牙齒洗刷效果。
改善牙齒洗刷效果的其他辦法包括牙刷頭的形狀或性能。例如，公開號為WO 91/19438的國際專利揭示了一種牙刷，其牙刷頭有些較弱的部位，使它可變形以適應(yīng)于使用者的牙齒拱形部位的特定尺寸和形狀。在這些較弱的部位有幾排無鬃毛。WO 96/02165和其他一些在此提到的文獻描述了帶有可彎曲的牙刷頭的牙刷，它們能在刷牙時適應(yīng)或被使之適應(yīng)于使用者的牙齒。
WO 94/09677還描述了另一變形，其中，為了改善洗刷性能在同一個牙刷頭上使用了大致為兩個取向的矩形鬃毛。上述文獻評論了較早的技術(shù)，描述了使用諸矩形鬃毛，以用牙刷的不同運動方式來實現(xiàn)不同的刷牙特性。
除上述外，多年來，使用一牙刷的方式受到了牙科專業(yè)人員較多的注意。在由Applenton & Lange出版的第4版的、由N.O.Harrison和A.G.Christen撰寫的“初級預(yù)防牙科學(xué)”一書中描述了刷牙的最好方法，如Bass和Rolling技術(shù)。
不管前面所有所說的和其他許多有關(guān)牙刷的文獻，還是有一種改善牙刷設(shè)計的需求。
因此，本發(fā)明的一目的是提供一種牙刷，該牙刷允許諸蔟鬃毛獨立運動，并能維持一較高的總的毛簇密度。
本發(fā)明的另一目的是提供一種牙刷，該牙刷允許諸蔟鬃毛獨立運動，并在刷牙時達到鬃毛對牙齒表面的最好的定位。
本發(fā)明的又一目的是提供一種牙刷，其頭部放在嘴里時人感到舒服，并且有一種能有助于改善洗刷效果的鬃毛排列方式。
發(fā)明概要按照本發(fā)明，提供一種牙刷，該牙刷具有一手柄和一與該手柄連接的頭部。該頭部有一手柄端、一自由端和一從其上延伸出多簇毛簇的鬃毛支撐表面，每一毛簇具有一基底和一自由端并包括一或多根鬃毛，其中，諸毛簇排列成諸組，諸組彼此間被一橫向間隔分隔開，在一組內(nèi)的諸毛簇的諸基底之間的距離小于1.3毫米，在諸組間的諸毛簇的諸基底之間的距離為1.3毫米-5毫米；此外，在諸組間的諸毛簇的諸自由端之間的距離為至少0.5毫米。
按照本發(fā)明的第二方面，提供一種牙刷，該牙刷具有一手柄和一與該手柄連接的彈性可彎曲的頭部。該頭部有一手柄端、一自由端和一從其上延伸出多簇毛簇的鬃毛支撐表面，每一毛簇具有一基底和一自由端并包括一或多根鬃毛，其中，諸毛簇排列成諸組，諸組彼此間被一橫向間隔分隔開，在一組內(nèi)的諸毛簇的諸基底之間的距離小于1.3毫米，在諸組間的諸毛簇的諸基底之間的距離為1.3毫米-5毫米。
諸毛簇的排列使它們能各自獨立運動，并在該牙刷頭部上保持一高的毛簇密度。
發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明的牙刷可為一種如傳統(tǒng)的手動方式設(shè)計的單件牙刷，或它具有如一種如在一電動牙刷中的可替換的頭部，或該頭部能被固定但具有可更換的鬃毛支撐插件。該牙刷有一手柄和一連接于該手柄的一端的頭部。該手柄的設(shè)計對本發(fā)明不是很嚴(yán)格的，一般它呈一種傳統(tǒng)的長形。最好是它采用人機工程設(shè)面。該手柄端能如在一單件牙刷中與一長手柄連續(xù)接上，或它可連接于一分開的手柄。在任何情況下，該手柄的長軸線限定了該頭部的縱軸線，自由端和手柄端位于該縱軸線的相對的兩端。該頭部還有一橫軸線，該橫軸線與縱軸線正交并大致平行于鬃毛支撐面。除了另外注明外，在此所述的橫向或縱向是指分別與橫軸線和縱軸線平行的方向。較適合的是，該頭部本身也是長形的，其長軸線就是一縱軸線。該牙刷頭還包括一如在歐洲專利EP-A-704,179里描述的固定于一支撐架的可換的插件。在后一情況下，“頭部”表示的是用于為刷牙而組裝的、該支撐架和插件的組合。
在此，“(毛)簇”表示的是一組含一或多根緊固在該牙刷的同一點上的鬃毛。供使用的鬃毛在此可用任一種在已有技術(shù)里熟知的材料制成。合適的材料在此包括聚酯和尼龍，如從STP公司可買到的杜邦TynexR612和StylonR612。鬃毛的橫截面最好是圓形的，但是也可為其他橫截面形狀，包括(但并不限制于)長方形、六角形和包含三腔的橫截面。另外，鬃毛的直徑和長度可在為熟悉該領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知的通常的尺寸范圍內(nèi)變化。在諸最佳實施例中，鬃毛的橫截面為圓形，直徑為0.1毫米-0.25毫米，長度為7-15毫米，最好為9-12毫米，每一蔟鬃毛包括有大約10-50根鬃毛。在這些實施例中，每一毛簇通常呈現(xiàn)為一直徑為約1-2毫米的圓柱形。使用任一種已有技術(shù)里的普通方法就能完成諸鬃毛的切割和毛端倒圓工作。如在此使用的，名詞“鬃毛”也包括其他撓性的洗刷材料條，如在上面提到的WO 96/1 5696里描述的那些。在這樣的情況下，一毛簇相應(yīng)地只包括一根鬃毛。使用已有技術(shù)里已知的任一種方法，如融合(fusion)、釘裝(stapling)和噴射模制，可將諸鬃毛簇緊固于牙刷。在此最佳的方法是釘裝和融合。每個毛簇有一基底和一自由端，諸毛簇的諸自由端組成洗刷牙齒的工作表面。如在此使用的，該毛簇的“基底”是在其該毛簇與牙刷頭的面貼接的部分?？梢岳斫獾氖窃撁氐囊徊糠稚烊牖字露M入牙刷頭內(nèi)，以便將該毛簇固牢于牙刷頭內(nèi)。對于該牙刷頭，最好是包括諸事先模制的毛簇孔，這樣，以便容納該毛簇的那部分。諸毛簇孔的截面可為任一種形狀的，包括正方形和長方形，但最好是圓形截面。它們的深度和直徑可由事先已有技術(shù)的普通技術(shù)人員選擇，以使諸毛簇適于插入這些孔內(nèi)。插入同一毛簇孔內(nèi)的諸根鬃毛應(yīng)緊固于同一點并為該同一毛簇的一部分。
牙刷頭的長度為L，該長度是在自由端的端部與沿垂直于該頭部的長軸線的方向畫出的一直線之間測得的長度，此直線在最接近于手柄的它們的基底的諸點恰恰接觸到在最靠近于手柄的一毛簇或一排毛簇。一般，L在約15毫米-35毫米的范圍內(nèi)，最好是在約20毫米-30毫米范圍內(nèi)。
諸毛簇排列為多組N，每一組與相鄰一組或幾組之間有一橫向間隔；有N-1個間隔。N至少為2，3-5可取，最好為4。每一組包括一或多個毛簇，可取的為約5-20簇，最好是約7-12簇?？偟拿財?shù)較適合的是約25-50簇，可取的是約30-40簇，最好是約35簇?！皺M向間隔”意思是指在鬃毛支撐表面上的無毛簇并從牙刷頭部的一側(cè)延伸到另一側(cè)的一個區(qū)域，這樣，每一間隔有兩端，每一端位于頭部的每一側(cè)。該橫向間隔可為直線的或非線性的，這由在鬃毛支撐表面上的諸毛簇的排列方式?jīng)Q定。在一間隔的兩端之間所拉引的一直線最好是平行于頭部的橫軸線，也能相對于該橫軸線傾斜。
在每一組毛簇內(nèi)，相鄰毛簇的基底之間的距離小于1.3毫米，可取的是0.6-1.2毫米，最好是0.8-1.1毫米。諸毛簇的基底之間的距離，在此指的是沿著鬃毛支撐表面，沿著在諸毛簇中心間拉引的一條直線，從一毛簇邊緣到另一毛簇邊緣測得的。在諸毛簇自由端之間的距離，在此指的是平行于鬃毛支撐表面，從較短的毛簇的自由端，沿著在諸毛簇中心間拉引的一條直線，從一毛簇邊緣到另一毛簇邊緣測得的。除非另有具體限定，諸毛簇間的距離指的是相鄰的諸毛簇的基底間的距離。“相鄰的毛簇”意思是最靠近的毛簇。
在相鄰諸組里的諸相鄰的毛簇的基底之間的距離，即，橫跨諸組間的間隔測得的距離，在約1.3毫米-約5毫米，可取的是約1.5-3.5毫米，最好是約1.7-3毫米。該距離在單獨一對對毛簇間會有些變化，但不是所有對毛簇都是這樣，處在不同組的每對的兩毛簇在它倆的基底處至少相隔1.3毫米。
當(dāng)在相鄰組里的諸毛簇間的距離較大時，這些組的毛簇能彼此獨立工作。也就是說，來自一組的諸毛簇基本上不妨礙來自另一組的諸毛簇。這樣就允許在這些組的尤其是邊緣的諸毛簇較好地穿入齒間間隙和其他裂縫內(nèi)。然而，諸組內(nèi)的諸毛簇間的較小的距離保持在牙刷頭部上的較高的總的毛簇密度。特別是，這樣在每個牙齒表面上能提供較好的鬃毛覆蓋區(qū)。
最好是，不僅是在基底間隔分布的諸毛簇，而且在它們的自由端在使用該牙刷時也不會有影響它們的單獨的運動的相互干擾。對于一傳統(tǒng)的剛性牙刷頭部來說，諸組間的諸毛簇的諸自由端間的距離至少為0.5毫米，可取的是至少1毫米，最好是至少1.7毫米。當(dāng)諸毛簇彼此平行，在一毛簇里的諸鬃毛并不朝著它們的諸自由端發(fā)散，這種條件就自動滿足了。如此后描述的，在一彈性可彎曲的牙刷頭部上，如下文所述，在諸組間的諸毛簇的自由端之間的距離至少為0.5毫米的要求就可以放松。這是因為在使用期間，當(dāng)壓力加于該牙刷時該牙刷就采取了一種較外凸的外形，諸毛簇自由端彼此分開。然而，可取的是諸毛簇自由端間隔至少0.5毫米，更可取的是至少1毫米，最好是至少1.5毫米。
諸毛簇能大致垂直于牙刷頭部的鬃毛支撐表面，或傾斜一較顯著的角度?！按笾麓怪薄币馑际窃撁氐闹行妮S線的方位是與從該鬃毛支撐表面的中心的一垂直線的夾角不大于10°。最好是，至少70％，較可取的是至少80％的毛簇大致垂直于牙刷頭部的鬃毛支撐表面。在尤其可取的諸實施例中，所有的毛簇大致垂直于牙刷頭部的鬃毛支撐表面，使它們基本上是彼此平行的。大致垂直于牙刷頭部的鬃毛支撐表面的諸毛簇的洗刷效果較好，因為它們大致施壓于牙齒時是或多或少垂直于牙齒表面的。它們也不大能“傾斜”，即，經(jīng)重復(fù)使用后使諸鬃毛毛簇變得扁平的趨勢。傾斜的毛簇的外貌較難看，并削弱了對牙齒的洗刷效果。但是，有些毛簇對鬃毛支撐表面的傾斜角大于10°。作為一實例，希望在外側(cè)縱向列的一些毛簇相對于牙刷頭部的側(cè)面傾斜，以使對齒齦邊緣的洗刷較緩和。最好是，諸毛簇彼此并不傾斜，尤其是在在諸組之間的間隔兩旁的，因為這樣就有損于本發(fā)明的好處。
牙刷頭部上的各毛簇的總密度是該牙刷頭部的尺寸和毛簇組的數(shù)目以及組間間隔的大小的函數(shù)。在諸最佳實施例中，在相鄰的組里的相鄰的毛簇之間的平均間距(G)為約0.15×L/(N-1)到約0.3×L/(N-1)。也就是說，盡管當(dāng)間隔超過約5毫米后，它們對諸組毛簇的單獨運動不能提供任何明顯的改善，故它們這些空隙是浪費的，而當(dāng)毛簇組數(shù)較少，因而組間間隔也較少時，諸間隔能較大些。在相鄰組里的相鄰的諸毛簇間的平均間距通過取諸對所有相鄰的兩毛簇間的間距的平均值來確定，其中，每一對的每一方位于諸組間的間隔的每一側(cè)。
總的鬃毛毛簇密度和諸單獨的毛簇彼此獨立操作的自由度能受到諸毛簇組的形狀和諸毛簇在諸組內(nèi)的設(shè)置的影響。盡管可用矩形的鬃毛組，而且將諸鬃毛毛簇按照傳統(tǒng)的諸直列排列，如果在一組內(nèi)的諸毛簇的至少部分沿橫軸線彼此偏置，就能達到較好的結(jié)果。“至少部分偏置”的意思是對于任何特定的毛簇，對于沿著縱軸線測得的該毛簇的寬度的至少50％，在沿著一平行于橫軸線的直線測得的長為1.3毫米，最好是1.5毫米的距離內(nèi)，沒有其他毛簇。尤其是，對于該毛簇的寬度的至少70％，最好是100％，到相鄰的毛簇的距離大于1.3毫米，最好是大于1.5毫米。按照本發(fā)明，總數(shù)的毛簇的至少50％，最好是70％，沿著橫軸線在兩個方向至少部分是偏置的。這樣，當(dāng)使用Bass或Rolling技術(shù)刷牙，牙刷沿著牙齒放置并向上、下運動，諸毛簇彼此能較容易地移過，使比起牙刷沿縱向運動上、下運動的阻力小些。實踐這樣偏置設(shè)置的一個方法是將諸組毛簇排列成平行四邊形，其中，在諸組間的諸間隔大致是直的，但相對于牙刷頭部的長軸線和橫軸線呈傾斜的。一可取的方案是將一或多組毛簇排成月牙形或人字紋?！霸卵佬巍焙汀叭俗旨y”的意思是指相對于長軸線對稱的一列，但至少兩縱向列的毛簇在該列內(nèi)，該列設(shè)置得離它們的相鄰毛簇為諸毛簇為平均寬度的至少20％的這樣一個距離，這樣，整個組的大致的外貌如一弧或一“V”字，其中的頂點位于或靠近于中心縱軸線。當(dāng)其中的諸間隔大致彼此平行的諸組形成一套互連的形狀后，也保持了總的毛簇密度。在一最佳實施例中，通過在一種月牙形排列中設(shè)置至少N-1組毛簇，就能實現(xiàn)這一點?？慷瞬康囊唤M，可取的是最接近手柄端部的那一組不需要如此成形。例如，它可為卵形、鉆石形或圓形。呈現(xiàn)為月牙形或人字形的諸組毛簇的又一優(yōu)點是它們在帶有一尖的或倒圓的自由端的牙刷上較有效地使用了空間。為此，尤其可取的是使該月牙形或人字形的尖頂部指向該牙刷頭部的自由端。
由諸毛簇的諸自由端形成的工作表面可為任一種適合的形狀，如扁平的、內(nèi)凹的或波紋形。最好是將它切割成一波形輪廓(如WO 91/19437所述)。更可取的是，有些靠外的諸列毛簇將有一隆起的輪廓(如WO 96/07343所述)。
如WO 96/02165所述，本發(fā)明的牙刷頭部最好是彈性可彎曲的。在此，“彈性可彎曲”的意思是當(dāng)3牛頓的力施加于該頭部的自由端后，手柄端被立即固定保持在最后橫列鬃毛的后面，自由端將偏離一角度(撓曲角)，該角度至少為2°，可取的是至少5°，最好是至少10°；另外，當(dāng)撤去該3牛頓力后，頭部的自由端就返回其原始位置而無外力施加。該撓曲角小于40°，可取的是小于30°，最好是小于20°。這一點已被發(fā)現(xiàn)給使用者一個許可的彎曲度而不會將諸鉸接件和彈性體片段粘接部暴露于過分的應(yīng)力。也為可取的是牙刷頭部在其不受力狀態(tài)時有一內(nèi)凹的鬃毛支撐表面。一彈性可彎曲的牙刷頭部能較好地適應(yīng)于不同輪廓的牙齒，并有助于使單個毛簇穿入齒間間隙和其他裂縫。還有可取的是牙刷頭部的鬃毛支撐表面在其不受力狀態(tài)些沿縱軸線是內(nèi)凹的，彎曲半徑能沿著該頭部的長度變化。該彎曲半徑可取的是10-500毫米，較可取的是15-250毫米，尤其是25-150毫米。
具有諸組間較大的間隔的還有一優(yōu)點是如WO 96/02165所述，這些間隔能容納在鬃毛支撐表面上的諸橫向槽，以便使頭部彎曲。
在這里的諸最佳實施例中，該牙刷頭部包括在諸組毛簇之間的每一個間隔里的一橫向槽，使該頭部能沿著長軸線彎曲。這樣就能使牙刷頭部撓曲，使當(dāng)它壓靠于牙齒時能沿長軸線獲得一內(nèi)凹的輪廓。這樣特別適于洗刷牙齒的靠舌頭或內(nèi)表面。最好是在牙刷的反面設(shè)有一些匹配槽，這些槽內(nèi)最好充填如WO96/02165所述的彈性體。構(gòu)制一可彎曲的牙刷頭部的一種可取的方式是按照我們的共同待批專利申請GB 9601013確定的，下面將簡要地說明一下，以便較好描述按照本發(fā)明一牙刷的實踐的最好方式。
該牙刷有一對相反的表面，其中之一為一鬃毛支撐表面，其上連接并延伸出諸鬃毛。該牙刷頭部包括兩個或多個撓性連接的片段，相鄰兩片段之間有槽，使在牙刷作用下允許頭部彎曲并例如是其自身適應(yīng)于每個用戶牙齒的不同的輪廓。該頭部還在至少一表面上包括包含在槽內(nèi)的彈性體。該彈性體通過象一彈簧的作用能改善頭部的彈性，使當(dāng)施加在頭部并導(dǎo)致該頭部彎曲的一力撤去后，該頭部在一很短的時間段內(nèi)返回到其原始的外形。諸槽在諸片段間限定了諸鉸接件。諸鉸接件可取的是位于諸表面之間，最好是在從每個表面為該頭部的深度的至少約10％的距離處，而不是與任一表面共同延長。彈性體也能用來限制彎曲程度，使當(dāng)施加了一較大的力時限制該頭部的撓曲，大大減少了在諸鉸接件上過量應(yīng)變的發(fā)生，并由此改善了該產(chǎn)品的耐用性。
牙刷頭部和手柄一般由相對不可壓縮性材料制成，該材料的彈性模數(shù)可取的是至少約500MPa，較可取的是至少約1,000MPa，這是牙刷制造，尤其是塑料牙刷制造時的常規(guī)做法。適合的塑料包括例如酰胺和聚丙烯。最好是聚丙烯。適合的聚丙烯包括從ElfAtochem公司購得的材料“聚丙烯PM 1600”(品牌為殼牌)，它具有為1,500MPa的彈性模數(shù)(ISO 178)和Apryl 3400 MA1。最好是，在聚丙烯內(nèi)混入一種發(fā)泡添加劑，如Boehringer-Mannheim公司的Hydrocerol HP20DP，混入的比例約為聚丙烯的1％-3％重量比，可取的是約1.5％-約2.5％重量比。該種發(fā)泡添加劑有助于聚丙烯在模制過程中的流動，并且，尤其有助于確保鉸接件的均勻成形。手柄本身一般是剛性的，其形狀可為牙刷制造中通常的情況。隨意的是該手柄可包括一頸部，如從已有技術(shù)可知該頸部的撓性比手柄的其余部分好些，只要在使用時它是足夠的硬，當(dāng)里施加于該頭部時，尤其當(dāng)刷牙時，該頭部即彎曲到下面所述的程度。
牙刷頭部包括在鬃毛支撐表面和相反的面上的諸槽，這些槽就是諸片段之間的間隔。這些槽使牙刷頭部能撓曲或彎曲。這些槽的定向可垂直于或平行于手柄的縱軸線，可為直線或非直線，如曲線或人字形。非直線槽幫助在牙刷頭部彎曲時抵消在含有諸槽的彈性材料中的壓縮應(yīng)力?！皺M向槽”也能包括這樣的一些槽，它們的主軸線是由連接這些槽的起點和終點的直線限定并相對于牙刷頭部的橫軸線偏離大到45°的斜角。類似地，“縱向槽”也能包括這樣的一些槽，它們的主軸線相對于牙刷頭部的縱軸線偏離大到45°的角。
在諸最佳實施例中，牙刷頭部包括在每個相反的面上的一或多個橫向槽，使牙刷頭部能沿縱軸線彎曲。這樣就允許頭部彎曲，使當(dāng)它壓靠于牙齒時沿著縱軸線獲得一外凸的輪廓。這樣特別適合于刷牙齒朝著舌頭的或內(nèi)表面。
牙刷頭部也能包括一或多條縱向槽。諸縱向槽允許例如外部的諸縱向列鬃毛彎曲離開里面的一列。
在尤其可取的諸實施例中，牙刷頭部包括在每個相反的面上的諸橫向槽和至少一條縱向槽，前者諸橫向槽使頭部能沿著縱軸線彎曲，而后者縱向槽與諸橫向槽連接以使在模制手柄的過程中可使彈性體從一條槽流向另一條。在一帶一共同模制的手柄的單件牙刷中，這一縱向槽能沿該手柄延伸，使在通常用于輸送彈性體以形成手柄握部的模子中的相同的彈性體注射點也能用來為該頭部的諸槽注射彈性體。該縱向槽最好是沿著頭部的背部，也就是說在對鬃毛支撐表面的相反的面上延伸，使它不會干擾成簇。
在兩個相反的面的其中之一上的諸槽能直接與在另一面上的諸槽相反，或部分或全部偏離。
分隔頭部的諸片段的諸槽也限定了諸鉸接件，它們在諸槽的基底是頭部的變薄了的區(qū)域。
諸槽的寬度和深度是可變的，槽間的距離也能變化。這樣，能改變沿著頭部的長度和/或在其寬度范圍內(nèi)的它的繞度。最好是照此只改變橫向槽。槽深度的變化控制了連接諸片段的諸鉸接件的位置和厚度。對于一厚度為約4-6毫米，一般約5毫米的牙刷頭部，合適的槽深度為約1.4毫米-3毫米，可取的是為約1.5-2.8毫米。合適的鉸接件的厚度為約0.4-2.0毫米，可取的是為約0.5-1.5毫米。當(dāng)使用了諸橫向槽后，則如希望的，那些是或?qū)⑹禽^接近于手柄的鉸接件比那些是或?qū)⑹请x手柄較遠(yuǎn)的鉸接件的撓性差些。這樣，能實現(xiàn)較均勻的頭部彎曲。通過改變鉸接件的厚度就能改變撓度。在一最佳實施例中，最接近手柄的那個鉸接件的厚度是最遠(yuǎn)離該手柄的那個鉸接件的約3倍，可取的是約2倍。典型的一套具有3條橫向槽的牙刷的鉸接件的厚度，從手柄端部量起分別為約1.1毫米、0.6毫米和0.6毫米。假如沿著牙刷頭部使用相同的諸鉸接件，則該頭部彎曲的趨勢主要發(fā)生在接近于手柄的該鉸接件處。在鬃毛支撐表面上的諸槽的深度不同于在相反的面上的諸槽的深度。最好是，在鬃毛支撐表面上的諸槽的深度比在相反的面上的諸槽的深度淺些。在有些實施例中在兩個表面上的槽內(nèi)有彈性體，這樣就使較多的彈性體處于被壓縮而不是被拉伸。用于諸片段連接的彈性體較明顯地處于被壓縮而不是被拉伸。
增大了槽的寬度后，就增大了諸片段之間的間隔，因此也增大了鉸接件的長度，這樣就增大了它們的撓度。但是，最好是將諸鬃毛插入諸片段內(nèi)而不是插入彈性體內(nèi)，由于增大了槽長，故在一給定的頭部尺寸內(nèi)就減少了插鬃毛的空間。合適的槽寬為約0.3毫米-3.0毫米，可取的是為約1.2毫米-2.0毫米。諸槽最好呈現(xiàn)為朝著槽的底部稍微向里的錐形，并以約3°-約10°的夾角會聚，以便于模制。隨著牙刷被撓曲，槽寬的改變在槽的頂部比起槽的底部更為迅速，且這種相對變化是槽寬和槽深的函數(shù)。由于這種槽寬的變化導(dǎo)致被包含在槽內(nèi)的彈性體的壓縮或拉伸，對于一給定的彈性體，可看出槽的幾何形狀能被用來控制頭部的撓度。
諸鉸接件能為諸槽的總長，或者，可取的是，有一或多個間隔在諸鉸接件的側(cè)面，在這些區(qū)域里的諸槽是頭部的全長。這樣的優(yōu)點在于當(dāng)模制牙刷頭部時允許有一單個彈性體的注射點。該間隔使彈性體在模制過程中從一面流到另一面。在一最佳實施例中，諸鉸接件是不連續(xù)的，兩或多個鉸接件，最好就是兩個鉸接件將每個片段連接于其相鄰的片段或手柄。在這一實施例中，在諸鉸接件之間有諸間隔通向每一側(cè)。在諸線性槽里，鉸接件寬度通常不是關(guān)鍵的，但是，倘若還是存在有間隔，寬的鉸接件如用于一非線性的槽中時就會彎曲。合適的鉸接件寬度在約0.5毫米-約4.0毫米，可取的是約1.0毫米-約3.0毫米。
可取的是，每個鉸接件位于兩面之間，并離每一面的距離為牙刷頭部的深度的至少約10％，可取的是至少約20％，更可取的是約30％。該鉸接件離某一面的距離是沿著從該面的頂部到該鉸接件的中心的最近的界面的垂直線測得的。將諸鉸接件設(shè)置得離開牙刷的這些面意味著當(dāng)牙刷頭部彎曲時遭到較少的拉伸或壓縮，故改善了它們的使用壽命。在一特別可取的實施例中，該牙刷頭部具有諸成對排列的橫向槽，使該對槽中的任一條槽位于某一面并與該對槽中的另一條槽相對，它們之間的一或多個鉸接件連接了諸片段，使每個鉸接件位于兩面之間，并處于該牙刷頭部離每一面的距離的深度的至少約10％，可取的是至少約20％，更可取的是約30％之處。
在牙刷的至少一個面上的諸槽含有彈性體。為了實現(xiàn)這一點，只要在完成了諸片段的模制后再進行單獨的注射模制工序即可。最好是，所有的彈性體從一單個注射點注入。但是，在模子上有另外幾個彈性體注射點，以提供在該頭部中的諸離散的彈性體單元所需的彈性體，例如，有一個注射點是用于為鬃毛支撐表面上供給彈性體，另一注射點用于為相反的面上供給彈性體。當(dāng)該頭部沿著一垂直于該兩相反的面的方向彎曲時，該彈性體就處于被拉伸或壓縮。該彈性體具有限制該頭部的撓度從而減小諸鉸接件的拉伸或壓縮的作用和限制在彈性體與頭部諸片段之間的接合部的應(yīng)力的作用。最好是，在鬃毛支撐表面與相反的面上的諸槽含有彈性體，使該彈性體沿著任一方向被壓縮。在相反的面上的彈性體當(dāng)然被拉伸，但是該彈性體對片段的接合部的拉應(yīng)力是有限的，并與鉸接件材料共有。
最好是，在完成頭部片段的模制后通過一單獨的模制工序使所有的槽內(nèi)填充彈性體。對所有槽內(nèi)填充的優(yōu)點是例如，避免了牙膏沉積物對諸槽的污染。然而，倘若使用足夠的彈性體就能有效地緩和該頭部的撓度時，對這些槽也可部分填充。
合適的彈性體包括一些這樣的熱塑性彈性體，它們的肖氏硬度為30-80，彈性模量小于約500MPa，可取的是小于約300MPa，如Santoprene和Thermoflex。一種典型的彈性體是’PTS Thermoflex 75’(由德國的PlasticTechnologie Service公司銷售)，它的彈性模量(ISO 178)為100MPa，硬度(ISO868)為80 Shore A?？蛇m于在此使用的材料還有彈性體PL12291、PL12292和PL12293(由法國的Multibase，Saint Laurent Du Pont公司銷售)。一般說來，在選擇彈性體時使它的材料與頭部片段具有相同的聚合物的化學(xué)類別，這樣就能促進彈性體與頭部諸片段間的結(jié)合。例如，當(dāng)頭部諸片段用聚丙烯制成時，彈性體最好是也用聚丙烯制成。彈性體可隨意地混合一種合適的增塑劑或發(fā)泡劑，以使它們易于被壓縮。彈性體的材料的顏色能與頭部諸片段的相同，或用不同的顏色，從而實現(xiàn)一種不同的片狀或要不是為某種圖案的外貌。
下面將參閱諸附圖舉例說明本發(fā)明，其中

圖1是本發(fā)明的第一實施例的俯視圖，表示了諸毛簇在牙刷頭部上的分布概況；圖2A另一實施例的俯視圖，其中有諸條被填充了彈性體的橫向槽位于諸組毛簇間的諸間隔內(nèi)；圖2B是圖2A所示的實施例的側(cè)視圖，為了揭示諸鉸接件，圖中未表示出在最接近于手柄的槽內(nèi)的彈性體；圖3是按照本發(fā)明的一牙刷頭部的立體圖；以及圖4是表示諸毛簇沿著橫軸線偏置的大小。
現(xiàn)在看圖1，一牙刷頭部1有具一頂端3的一倒圓的自由端2、手柄端4和從自由端向手柄端延伸的兩側(cè)面5。從鬃毛支撐表面延伸出多簇毛簇6。諸毛簇排列成彼此被間隔8分隔開的四組。最接近于自由端的三組呈現(xiàn)為一新月形的排列。最接近于手柄的那一組大致呈現(xiàn)為卵形或鉆石形。在每一組內(nèi)諸毛簇被較靠近地分隔開，相鄰的毛簇的基底之間的距離L在0.6毫米-1毫米內(nèi)變化。在相鄰的諸列內(nèi)的諸相鄰的毛簇沿著橫軸線彼此偏離，使當(dāng)用Bass技術(shù)刷牙時它們的諸自由端能較容易地彼此通過。相鄰的諸列內(nèi)的相鄰的諸毛簇的諸基底間的距離在1.9毫米-3毫米內(nèi)變化。該牙刷頭部的長度L為29.6毫米。
再看圖2A和2B，牙刷頭部1具有諸條填充了彈性體的槽9，是該頭部能被彈性彎曲。當(dāng)在該頭部的頂端上施加了一3牛頓的力，而將手柄在其緊挨著最后一橫列的鬃毛之后的部位固定后，該自由端就偏離一15°角；當(dāng)該3牛頓被撤去后，該頭部的自由端就返回到其不受外力時的原始位置。在不受力的狀態(tài)下該頭部的鬃毛支撐表面是沿著縱軸線內(nèi)凹，其彎曲半徑為75毫米。諸槽9將該牙刷頭部劃分為諸片段10。這些片段僅由幾對薄鉸接件11連接。為了表示清楚起見，只圖示出在最接近于手柄的該槽里的諸鉸接件，其他的被彈性體遮擋住了。諸毛簇由諸間隔8彼此被分隔為四組。最接近于自由端的三組的每一組排成一新半月形。最接近于手柄的那一組大致呈現(xiàn)為卵形或鉆石形。所有的毛簇大致垂直于鬃毛支撐表面，也就是說，如圖2B中的“Z-Z”線所示的、每一毛簇的中心軸線的方向與從鬃毛支撐表面的中心的一垂直線之間有一不大于10°的夾角。其結(jié)果是在諸毛簇的諸自由端間的距離(F)基本上與諸基底間的距離相等。因為在不受力的狀態(tài)下該頭部的鬃毛支撐表面是內(nèi)凹的，故盡管諸毛簇彼此平行又平行于中心軸線(Z-Z)，在頭部的每一端的諸毛簇并不垂直于在它們的連接點的鬃毛支撐表面。按照本發(fā)明的又一方面，最好是模制一種帶有均沿軸向平行于高軸線Z-Z的諸孔的彎曲的牙刷頭部。它所有的好處是在模制過程中，那些用來形成諸孔的銷子較易從被模制出的牙刷本體中卸去而不會使毛簇孔變形。不管諸毛簇是否如此文所述的成諸組排列還是不成組的排列，很清楚地都能獲得這種好處。
圖3表示牙刷頭部的一實施例，該頭部有一橫軸線(X-X)和一縱軸線(Y-Y)，其中有三十五簇毛簇6排列成四組，在這些組間有諸橫向間隔8。每一組呈現(xiàn)為新月形。諸簇毛簇均垂直于該頭部的鬃毛支撐表面，并長度基本相等，使它們的諸自由端12形成一平的工作表面。在每一組內(nèi)，諸毛簇間彼此較靠近地被分隔開，在相鄰的諸毛簇的諸基底13間的距離在0.7毫米-1毫米內(nèi)變化。這些毛簇相對于該頭部的長的Y-Y軸線對稱分布。沿著橫軸線不管選擇哪一方向，對于三十簇毛簇來說，在對于每一毛簇的寬度的至少60％沿著平行于橫軸線測得的10毫米范圍內(nèi)是無毛簇的。出于對稱的原因，諸列中的中央的兩列包含了四簇毛簇并位于同一橫軸線上。在最接近于頭部的自由端2的該列中的諸毛簇彼此間略有偏離。該頭部包括位于諸組間的間隔里的諸個填充了橫向槽9的彈性體。
圖4表示了一頭部的俯視圖的一部分，為了表示清楚起見，只圖示了三簇毛簇14、15和16。橫軸線垂直于縱軸線(Y-Y)。沿著縱軸線測量，毛簇14的寬度為“W”。當(dāng)沿X方向并沿橫軸線看時，在該寬度W的70％處，鄰接于毛簇14的毛簇16在全寬度W內(nèi)至少離開2毫米。但是，對于寬度的30％，毛簇14的橫向伸出部分重疊了毛簇15，該毛簇沿著X方向離開小于1.3毫米。對于毛簇15的分析同樣可用于對毛簇16的分析。對于毛簇16來說，由于它位于一外部列，故沿X方向無毛簇存在。
權(quán)利要求
1.一種牙刷，該牙刷具有一手柄和一頭部。該頭部長L并有縱軸線和橫軸線，還有一鬃毛支撐表面，從該表面延伸出許多簇毛簇，其中的諸毛簇排列成多組，N，它們彼此被一1.3毫米-5毫米的橫向間隔分隔開，在一組內(nèi)的諸毛簇間的間距小于1.3毫米；其中，諸毛簇中的至少50％的毛簇的特征是對于毛簇寬度的至少50％，在沿著平行于橫軸線的一直線測得的1.3毫米內(nèi)無其他毛簇。
2.如權(quán)利要求1所述的牙刷，其特征在于，諸毛簇中的至少70％的特征是在毛簇寬度的至少50％內(nèi)，在沿著平行于橫軸線的一直線測得的1.3毫米內(nèi)無其他毛簇。
3.如權(quán)利要求1所述的牙刷，其特征在于，諸毛簇中的至少70％的特征是在毛簇寬度的至少50％內(nèi)，在沿著平行于橫軸線的一直線測得的1.5毫米內(nèi)無其他毛簇。
4.如權(quán)利要求1所述的牙刷，其特征在于，在相鄰組里的諸毛簇間的平均距離G在從約0.15×L/(N-1)至約0.3×L/(N-1)的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項所述的牙刷，其特征在于，一或多組毛簇排列成一新月形陣列。
6.如權(quán)利要求5所述的牙刷，其特征在于，至少N-1組毛簇排列成一新月形或人字形陣列。
7.如權(quán)利要求5或6所述的牙刷，其特征在于，該新月形或人字形的頂點指向牙刷頭部的自由端。
8.如權(quán)利要求2所述的牙刷頭部，其特征在于，還包括位于相鄰的諸組間的諸間隔里的一或多條橫向槽。
9.如權(quán)利要求1至8中的任一項所述的牙刷頭部，其特征在于，諸毛簇的80％以上的定向大致垂直于鬃毛支撐表面。
全文摘要
一種牙刷,該牙刷具有一手柄(4)和一頭部(l)。該頭部(1)長L并有縱軸線和橫軸線,還有一鬃毛支撐表面(7),從該表面延伸出許多簇毛簇(6),其中的諸毛簇(6)排列成多組,N,它們彼此被一1.3毫米－5毫米的橫向間隔(8)分隔開,在一組內(nèi)的諸毛簇(6)間的間距小于1.3毫米;其中,諸毛簇(6)中的至少50%的毛簇(6)的特征是:對于毛簇(6)寬度的至少50%,在沿著平行于橫軸線的一直線測得的1.3毫米內(nèi)無其他毛簇(6)。最好是,每一組排列成一新月形陣列,造毛簇(6)大致垂直于牙刷頭部(l)。該排列尤其在使用Bass技術(shù)刷牙時諸鬃毛簇(6)可各自獨立運動,并能在牙刷頭部(1)上保持高的毛簇密度。
文檔編號A46B5/00GK1229341SQ97197716
公開日1999年9月22日 申請日期1997年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月2日
發(fā)明者S·A·索蘭基, S·P·申頓 申請人:普羅克特和甘保爾公司