專利名稱：含有聚合物混合物的可彎曲刷子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有改善的可彎曲性的刷子。更具體的，它涉及含有聚合物混合物的可彎曲刷子，特別是具有可彎曲頸部的牙刷。
背景技術(shù)：
今天使用的刷子，特別是牙刷常常完全是由塑料材料制造的。刷子的刷毛通常是高級聚酰胺，通過擠壓加工形成細纖維，再拉伸并熱穩(wěn)定化。然而刷體通常是用級別較低的注射成型塑料制成的。刷體的頭部的尺寸必須能適應(yīng)刷毛固定的方式，使得刷毛(可能結(jié)合成束)能夠足夠牢固的固定。
對于牙刷，頭部必須盡可能的平坦，使得在口腔里占空間越小越好，或為了充分延伸的刷毛能利用存在的空間。刷體的柄必須是尺寸固定而且堅硬的。頭部與柄部相比還需要具有某種程度的可彎曲性，從而在清潔牙齒的過程中能減少壓力，或控制壓力。因此，通常在頭部和頸部之間配有一截面較小的頸部，讓頭部和柄部之間的刷體具有一定程度的可彎曲性。由于頸部縮小，它起著人體工程學(xué)上的作用，在口閉著時能引導(dǎo)牙刷進行所需的清潔動作。
牙刷常用的熱塑塑料只是非常不充分的滿足這些對立的要求。這對于所要求的頭部和柄部之間的可彎曲性以及頭部和頸部之間所需的小截面尤其如此。因此，頭部和頸部區(qū)域的截面必須較大，使得在使用過程中或任何其它特別的應(yīng)力作用下不會折斷。這也適用于頭部，因為頭部由于刷毛束的固定所用的措施使得截面變?nèi)?，特別是如果像正常情況下，刷毛束是機械固定或熱固定或安裝在頭部的孔中的。另外當(dāng)將刷毛束熔接到頭部材料中時，頭部強度可能變小，因為頭部的表面分子結(jié)構(gòu)可能會被不良改變。
雖然今天市場上出售的許多牙刷聲稱具有彈性的頸部設(shè)計，事實上這些牙刷大部分都不是真正可彎曲的。有一些僅使用扭曲的頸部形式或窄小的頸部設(shè)計來建立視覺上的可彎曲印象。
另外，以前設(shè)法實現(xiàn)頭部相對于柄部，或者單單是頭部所需的可彎曲性是采用多部件的牙刷，它具有插入的彈簧或在插入頭部和柄部之間的頸部區(qū)域插入一些不同熱塑彈性體的區(qū)段。見例如資生堂的日本專利公開出版物號H9-19323，1997年1月21日出版；和國際出版號WO92/17092-3，1992年10月15日出版。這些刷子的可彎曲性有限，因為它們只是在鉸接區(qū)域能夠彎曲，或者按照隔開的彈性體區(qū)段的分布能夠有所彎曲。另外，它們還會需要更加注意制造的容許偏差，比整體的刷子制造上又更昂貴。
另一種提出的解決方法是提供一種用彈性體制造的刷體，在柄部區(qū)域混有起泡劑，而在頭部較小的截面區(qū)域基本是實心的。見Weihrauch的US 5,815,874，1998年10月6日。
然而，仍然需要提供一種成本上合算、具有真正多方向彎曲能力的整體刷子。而現(xiàn)有技術(shù)未能提供本發(fā)明能提供的所有優(yōu)點和益處。
發(fā)明簡述本發(fā)明涉及一種刷子，它具有由柄和在其一端具有刷毛的頭部組成的整體，其中刷體是由第一種聚合物和比第一種聚合物硬度較小的第二種聚合物的混合物構(gòu)成的，第一種聚合物與第二種聚合物之比是約95∶5-30∶70。
閱讀本公開內(nèi)容后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將對本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點更加了解。
附圖簡述雖然權(quán)利要求總結(jié)了說明書，而且特別指出并明確的要求了本發(fā)明的權(quán)利，向性本發(fā)明可以從下面對于優(yōu)選例的描述和附圖更好的被理解

圖1-3是本發(fā)明的牙刷的示范性優(yōu)選例的正視圖、側(cè)視圖和后視圖。圖1d說明了圖1c中箭頭“A”方向的視圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明的刷子具有一個整體，它有個柄，在柄的一端是提供有刷毛的頭部。該整體是由聚合物的混合物構(gòu)成的。一般說，聚合物的混合物是第一種聚合物和第二種聚合物的摻和物，第二種聚合物具有較低的彎曲模量，即通常比第一種聚合物可彎曲性更大。更具體的，第二種聚合物的硬度比第一種聚合物小。第二種聚合物的肖氏A級硬度優(yōu)選是約25-85。
優(yōu)選第一種聚合物與第二種聚合物之比是約95∶5-30∶70。據(jù)信該比例是由第二種聚合物材料的硬度決定的。例如，對于第二種聚合物的下列肖氏A級硬度范圍，第一種聚合物對第二種聚合物的優(yōu)選相對比例如下所述。
對于約25-45的肖氏A級硬度，第一種聚合物對第二種聚合物的優(yōu)選比例約為90∶10-60∶35，更優(yōu)選約為85∶15-65∶35。
對于約45-65的肖氏A級硬度，第一種聚合物對第二種聚合物的優(yōu)選比例約為80∶20-50∶50，更優(yōu)選約為75∶25-55∶45。
對于約65-85的肖氏A級硬度，第一種聚合物對第二種聚合物的優(yōu)選比例約為70∶30-40-60，更優(yōu)選約為65∶35-45∶55。
在本文所用的優(yōu)選聚合物材料的下列描述中，本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的縮寫寫在括號中，是指前面聚合物全稱后的某些聚合物。
第一種聚合物優(yōu)選是聚丙烯(“PP”)，或可選自其它常規(guī)牙刷柄材料如聚苯乙烯(“PS”)、聚乙烯(“PE”)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(“SAN”)，和醋酸纖維素丙酯(“CAP”)。
第二種聚合物優(yōu)選是熱塑彈性體(“TPE”)，熱塑烯烴(“TPO”)，軟熱塑聚烯烴(如聚丁烯)，或可選自其它彈性材料，如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(“EVA”)和乙丙橡膠(“EPR”)。
本文中合適的熱塑彈性體的例子包括苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(“SEBS”)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(“SBS”)和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(“SIS”)。
本文中合適的熱塑烯烴包括聚丁烯(“PB”)和聚乙烯(“PE”)。
另外，可加入色料，對刷子提供美學(xué)上令人喜愛的外表。可將刷子做成不透明或半透明的顏色；半透明的刷子還可在其柄內(nèi)裝有插入物。這些插入物可以是任何顏色，通常是用聚丙烯材料制成的。
可用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)，如注射成型來制造本發(fā)明的刷子。柄部和/或刷毛的任何設(shè)計、形狀或構(gòu)造在此都是適合的。另外，應(yīng)理解雖然本發(fā)明的刷子對于口腔衛(wèi)生用的牙刷特別有用，但是這些刷子還可以同樣有利的用于美容用途，如用作發(fā)刷或化妝刷，用于照料寵物，如擦洗寵物用的刷子，以及家庭日常如清潔用途等。因此，應(yīng)理解本發(fā)明不限于牙刷。
對于牙刷，柄部和頭部通常通過頸部區(qū)域連接，該頸部如上述可以比柄部或頭部具有較小的截面積。頭部上有接受刷毛或刷毛束的孔，如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，刷毛或刷毛束是機械固定或熱固定于孔中的?？捎萌魏喂潭ㄋ⒚姆椒?。
用聚合物材料的混合物形成作為整體的刷體，即頭部、頸部和柄部，就能產(chǎn)生真正多向彎曲性的優(yōu)點。換言之，本發(fā)明刷子的頭部可以相對于刷子的柄部在任何方向上同樣容易的彎曲。這和常規(guī)刷子不同，常規(guī)刷子中只是頭部相對于柄部具有單向可彎曲的能力。
可彎曲的頸部還可緩沖使用者對牙齒和牙齦施加的過大作用力。
圖1-3說明了本發(fā)明牙刷的示范性優(yōu)選例。圖1a、2a和3a是各種牙刷的后視圖；圖1b、2b和3b是相應(yīng)各種牙刷的側(cè)視圖；圖1c、2c和3c是各種牙刷的正視圖。圖1d是圖1c所示箭頭“A”方向的視圖。
根據(jù)圖1，刷子10具有由柄部14和頭部16構(gòu)成的整體12，頭部16上裝有刷毛18。頸部20位于柄部14和頭部16之間。柄部上還可以有防滑握把區(qū)22，它是用任何本領(lǐng)域已知的材料，例如santoprene制造的。如上所述，刷毛18可以是任何構(gòu)型的，包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的三維輪廓，如這幾個圖中所示的非限制性實施例，尤其是圖1d的構(gòu)型。注意雖然圖2和3中的參考數(shù)字與圖1所示相似，但在圖2和3中不再重復(fù)。
實施例為了說明本發(fā)明優(yōu)選例的益處，將本發(fā)明的牙刷的可彎曲性與許多其它市售的牙刷進行比較表1牙刷頸部可彎曲性(牛頓)
*1 CREST TERRACE是中國廣州，廣州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，濱河路1號寶潔(中國)有限公司出售的牙刷。
*2稱為GOLGATE Zigzag、COLGATE Total、SANXIAO Unbreakable和SANXIAO Flexible的牙刷，至少在中國有售。
根據(jù)測試法CHN-HC-009測試了樣品牙刷。該方法詳述如下。測試裝置包括一個拉伸測試器(＜100N)、鋼絲和刷柄夾持器。
對樣品作兩個標(biāo)記(a)成人牙刷，第一個標(biāo)記在離刷頭頂端15毫米處，第二個標(biāo)記在離刷頭頂端80毫米處；(b)兒童牙刷，第一個標(biāo)記在離刷頭頂端10毫米處，第二個標(biāo)記在離刷頭頂端65毫米處；和(c)嬰兒牙刷，第一個標(biāo)記在離刷頭頂端10毫米處，第二個標(biāo)記在離刷頭頂端50毫米處。在20+5℃的溫度下準(zhǔn)備樣品，該溫度在開始測試程序前保持4小時。
測試程序如下所述。將直徑約2毫米，長250毫米的鋼絲折疊起來，放在測試器上夾持器內(nèi)。刷柄放在刷柄夾中，固定在第二個標(biāo)記的位置(刷毛向下)上。刷柄夾與測試器的下夾持器連接，鋼絲放在第一個標(biāo)記位置上。啟動測試器，當(dāng)樣品彎到25毫米或折斷時讀數(shù)。結(jié)果表示成牛頓(N)。
測試條件是維持在環(huán)境溫度20+5℃。測試器的上升和下降速度保持在100+10毫米/分鐘。另外，拉伸測試器必須已確認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)樣品或設(shè)備廠商的校準(zhǔn)方法先行校準(zhǔn)。
如表1所示，樣品的可彎曲程度表示成可彎曲樣品比相對較硬的樣品更容易變形，即彎曲或折斷牙刷所需的力的數(shù)值越小，牙刷越容易彎曲。因此，較低的N值表示較大的可彎曲性。從表1還可見本發(fā)明的樣品牙刷是其中可彎曲性最大的。
因此，本文公開的優(yōu)選例提供的優(yōu)點是具有更真實的較大可彎曲性，而不需要插入幾個彈性體區(qū)段。本文的優(yōu)選例還是成本上合算和容易制造的，可用于任何刷子和/或刷毛構(gòu)型。
所有引用的文獻在此完整引入以供參考。任何文獻的引用并非承認(rèn)它對于所要求的發(fā)明就是現(xiàn)有技術(shù)。
本文所用的所有百分?jǐn)?shù)和比例都是對總組成的重量比而言，除非另外說明。
本文所用的任何百分?jǐn)?shù)、比例和含量都基于成分的實際量，而不包括在出售的商品中與成分同在一起的溶劑、填充劑和其它材料，除非另外說明。
應(yīng)理解本文所述的例子和實施方法僅為了說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)它作出各種修改或變化，而不違背本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有由柄部和在其一端裝有刷毛的頭部構(gòu)成的整體的刷子，其特征在于，刷體含有第一種聚合物和比第一種聚合物硬度低的第二種聚合物的混合物，其中第一種聚合物對第二種聚合物之比約為95∶5-30∶70。
2.如權(quán)利要求1所述的刷子，其特征在于，所述第一種聚合物選自聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物和醋酸纖維素丙酯。
3.如權(quán)利要求2所述的刷子，其特征在于，所述第二種聚合物選自熱塑彈性體、熱塑烯烴、軟熱塑聚烯烴、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和乙丙橡膠。
4.如權(quán)利要求3所述的刷子，其特征在于，所述熱塑彈性體選自苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯。
5.如權(quán)利要求1所述的刷子，其特征在于，所述第二種聚合物具有約25-45的肖氏A級硬度，所述第一種聚合物與第二種聚合物之比約為90∶10-60-35。
6.如權(quán)利要求1所述的刷子，其特征在于，所述第二種聚合物具有約45-65的肖氏A級硬度，所述第一種聚合物與第二種聚合物之比約為80∶20-50∶50。
7.如權(quán)利要求1所述的刷子，其特征在于，所述第二種聚合物具有約5-85的肖氏A級硬度，所述第一種聚合物與第二種聚合物之比約為70∶30-40∶60。
8.如權(quán)利要求1所述的刷子，其特征在于，該刷子是牙刷，在頭部和柄部之間有一頸部，頸部的截面積比頭部和柄部都小。
9.如權(quán)利要求8所述的刷子，其特征在于，頸部的可彎曲性根據(jù)CHN-HC-009測定小于約12牛頓。
10.如權(quán)利要求9所述的刷子，其特征在于，刷毛具有三維輪廓。
全文摘要
公開了一種刷子,其具有由柄部和在其一端有刷毛的頭部組成的整體,其中刷體是由第一種聚合物和比第一種聚合物硬度較小的第二種聚合物的混合物構(gòu)成的,第一種聚合物與第二種聚合物之比約為95∶5－30∶70。
文檔編號A46D3/00GK1374982SQ99816952
公開日2002年10月16日 申請日期1999年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月20日
發(fā)明者王平, J·G·陳, 徐曉丹 申請人:寶潔公司