专利名称：牙刷及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种牙刷，它有牙刷头和固定在牙刷头上必要时组合成束的塑料刷毛，至少其中一些刷毛在其外表面有一种型面，以及本发明还涉及制造用于牙刷的刷毛的方法。本发明可按相同的方式用于牙间隙清洁器，应明确地包括它在内。
在牙刷(手动或电动牙刷)中，刷毛通常用具有圆形横截面的挤压单丝构成。已经建议了一些其他的横截面。这种牙刷的清洁效果以及对牙龈所期望的按摩效果，几乎仅仅通过刷毛端部实现，为避免牙龈受伤和衰退将此端部修圆。就此而言刷毛端部必须满足两种矛盾的要求，亦即一方面对牙齿施加充分的清刷作用，而另一方面又要实现牙龈有节制的按摩。因此摆在第一位的齿面和牙缝的清洁效果，因为此作出妥协而导致不能满足要求。
因此做了大量试验，力图通过刷毛外表面制成型面使之参与清刷过程并由此改善清洁效果。例如已知(DE 3116189)刷毛制有不同的和隔开间距布置的增厚区，它们形成了其他的牙刷棱边。这种刷毛几乎不可能经济合理地制造，尤其是当人们考虑到刷毛通常是通过纺丝或挤压生产的。尽管在理论上也可以实现沿挤压方向改变横截面，例如这样一种刷毛也许可以通过挤压成形制造。这种通过挤压制成的单丝紧接着还必须精加工，亦即拉伸和热稳定化处理，以便给予刷毛有所希望的弯曲性能和必要的再立能力。对于挤压成形或挤压的带隔开间距布置的增厚区的刷毛，这种拉伸会导致刷毛在增厚区之间横截面最小的部位伸长和缩颈，而与此同时增厚区则无动于衷。这种刷毛将根本不适用。即便做到了使这种刷毛具有必要的性质，但存在着刷毛的增厚区卡在牙缝中的危险，在加拉力时或断裂或在牙刷头部处拔出或伤害牙间隙中的牙龈，在那里的牙龈由于缺少牙颈附着力所以特别危险。
本发明的目的是建议一种具有成型刷毛的牙刷，这种刷毛在不改变刷毛强度特性的情况下改善了清洁和按摩效果并能经济地制造。
按本发明为达到此目的使刷毛有螺旋形肋作为型面。
这种刷毛可通过挤压制造，并能按与传统的刷毛相同的方式精加工。它所具有的优点是，除刷毛端头外，螺旋形肋的头部和它到侧面的过渡区以及侧面本身均构成了附加的牙刷棱边，它们增强了在齿面上和牙缝中的清洗作用，与此同时对牙龈不构成危险。即使这种刷毛插入牙缝内也不会导致夹紧硬毛，因为不存在径向的收缩区。此外，在加拉力时螺旋形肋可以扭转，所以肯定不会在刷毛上作用任何比在传统的刷毛的情况下还要大的抽出力。还有，在这种刷毛用其外表面掠过牙龈时，刷毛因有螺旋形肋而形成了按摩作用。
虽然已知在用于汽车清洗设备的滚刷中(DE-U-9319214)采用了制有型面的刷毛，此外这些刷毛还加扭转。然而在这里应对刷毛的具有若干厘米长的极陡的螺距的螺旋形肋实施柔和的处理，而且不能满足矛盾的要求(刷洗和有节制的按摩)。
至少刷毛的一部分有单头或多头螺旋形肋是有利的，由此它们增大了在清刷时的有效面积并与此同时形成了不同的作用方向。
另一项有利的设计在于，刷毛由芯和至少一条沿外表面延伸的螺旋形肋组成。芯子给予牙刷传统的性质(弯曲性能，再立能力等)。
若此螺旋形肋有梯形横截面也是有利的，其中螺旋形肋的头部最好修平或修圆，以便不形成任何锐边，这可以在挤压之际或事后通过机械或热处理实现。
对于某些使用领域必须保证使用者识别牙刷是那种具有特殊磨蚀作用的螺旋的硬毛的牙刷，并不致于由于搞错而将它用于护理敏感的牙龈。因此按本发明的进一步改进规定，至少一条肋有与芯子不同的颜色。用作肋的塑料可用颜料染色。因为颜料粒子比塑料母体硬，所以螺旋形肋仅通过着色便获得了一定的磨蚀效果。
芯子和至少一条肋最好用不同的材料制成。因此，此至少一条肋在某些使用条件下尤其是鉴于其硬度而特别适用。在这种情况下也可通过芯与肋不同的颜色设计向使用者指示该牙刷的刷洗特性。这种肋也可以用简单的方法获得，即，使单丝具有一种多边形的最好是正方形的横截面。然后在扭转后每一棱边形成一条肋。
在某些牙刷中必须使刷毛具有预定的刚度或弹性。在本发明的最佳设计中，若芯有用不同材料制成的核心和围绕核心的外套，便可获得恰当的刚度。通过选择用于核心和外套的材料，可按期望的方式影响和改变一方面刷毛的刚性和弹性以及另一方面在牙齿护理时的刷毛的作用。在外套上延伸的肋或可用外套的材料制成，或用与之不同的材料制成。
刷毛最好用一种先成型并紧接着扭转的单丝构成，在这种情况下从一个假想的其中心构成扭转轴的圆截面向外伸出的型面区在扭转时各形成一条螺旋形肋。
刷洗效果主要取决于涉及刷毛或刷毛材料有效长度的扭转程度，换句话说取决于通过扭转形成的螺旋形肋的螺距。业已证实，螺旋形肋的螺距不应大于刷毛的两倍有效长度，所以沿有效长度存在一条绕行180°的螺旋形肋。然而螺旋形肋通常有较小的螺距，此螺距可直到等于刷毛材料直径的尺寸。
在本发明的进一步改进中规定，单丝或多根单丝用一种弹性塑料制造。以此方式，由刷毛材料制造的刷毛沿纵向伸长，其结果是导致减小其直径，所以在刷毛例如插入牙缝中后能比较容易地从牙缝中拔出，并因而不会卡死在牙缝中。还可以这样防止卡死，即刷毛在向外拔时可以转动。
刷毛也可以在必要时只在其长度的一部分上有一螺旋形肋。为了使牙刷在其作用方式上能适应预定的条件，可将螺旋形刷毛与其他造型的刷毛组合和共同加工。
为了制造用于上述结构的牙刷的刷毛，按本发明建议，挤压出具有至少一个与轴线平行的肋的单丝，接着扭转，并最终固定此扭曲变形。刷毛便可通过从一连续丝上按长度切断面制成。
另一种方法在于，用塑料制的单丝与在单丝外表面上延伸的用另一种性质的塑料制的肋一起共同挤压出来，接着此共同挤压成的复合体扭转，并最后固定此扭曲变形。
此方法也可以连续制造刷毛材料。此外，形成螺旋形肋的塑料也可以与使用目的相匹配。例如芯子可用对刷毛而言为一般的塑料制造，而用作螺旋形肋的塑料调整得较软或较硬或可加入磨蚀性的填充料。构成螺旋形肋的塑料也可以染成别的颜色，以便能指示功能。
此外，芯子也可以按区域用不同的材料制成，以便使刷毛适应其使用目的。在这种情况下芯子具有用不同材料制的内部区和围绕此内部区的外套，它们共同挤压而成。
另一种制造的可能性在于，至少挤压出两根单丝，接着扭转并固定此扭曲变形。在这种情况下这些单丝可以在挤压过程中或扭转之后互相不可分解地连接起来。
此外，按本发明设计的刷毛还提供了这种可能性，即，挤压而成的单丝或共同挤压而成的复合体在扭转之前拉伸并在必要时稳定化处理，以便给予带螺旋形肋的硬毛有用于牙刷的硬毛所需要的特性。
最后，如在传统的刷毛中那样，若单丝或共同挤压而成的复合体在扭转后作热稳定化处理然后存放24至48小时则是有利的。
对于牙刷，刷毛端部必须在切割后修圆，以免伤害牙齿和使牙龈受伤。这一点最好通过硬毛端部的表面熔化来实现，因为薄壁的螺旋形肋的端部在芯子之前熔化，因此这些锐边首先萎缩消失。
一种按上述方法之一制造的刷毛也杰出地适合于作为或用于牙间隙清洁器。对于牙间隙清洁器，若它只在其长度的部分区域内扭转，则可获得其他一些优点。未扭转的那部分区域具有较小的横截面尺寸，并因而更容易导入牙缝内。这一导入还可以进一步使之容易进行，只要此未扭转的部分区至少区域性地具有一种例如通过加压变平的横截面。
此外，为保证刷毛完美地和耐拉脱地固定在刷体上，规定，刷毛逐根或成组地在其固定侧的端部处熔化成一头部，并借此头部固定在刷体中。因此，此固定侧的端部有均匀的球状或透镜状横截面，它可以无可指摘地固定在牙刷头中。
下面借助于在附图中表示的一些实施例说明本发明。其中
图1牙刷的示意侧视图；图2刷毛的放大详图；图3至5一根挤压单丝的不同截面形状；以及图6至11一根共同挤压的复合体的不同截面形状。
按图1的牙刷有头部30和柄部31，它们通过柔韧的颈部32互相连接起来。头部30、柄部31和颈部32用塑料整体注塑成型。成束33形式的刷毛固定在头部30上。毛束33仅示意表示，它们各由若干塑料硬毛组成，塑料刷毛通过焊接、注入或机械方式固定在头部30上。
图2中表示了毛束33中的一根刷毛1。它由圆柱形芯2构成，在芯的外表面上设有带两条螺旋形肋5、6的双头螺旋4。每条螺旋形肋5、6有一削平或修圆的头部7或8。这样一种用于牙刷的刷毛例如可有外径在0.2mm范围内，其中芯2的直径在0.1至0.15mm范围内。对于用作牙刷的刷毛其通常的长度至1.5cm，螺旋形肋具有的螺旋头数为2至6。
按图2的刷毛可制成各种类型。例如按图3具有芯10和两条沿直径布置的肋11、12的单丝9可挤压而成，接着拉伸，然后扭转，最后热定形处理，所以形成按图2的双头螺旋形肋。图4表示一种有大体三角形横截面的挤压单丝9，它由芯13和三条肋14、15和16组成。图5表示十字形横截面的单丝9，它仍有一芯17以及四条对称布置的肋18、19、20和21。在所有的实施例中扭转轴线均与芯2的轴线重合。单丝也可以有基本上矩形的例如正方形横截面，其中，中心附近的区域构成芯子，四个角区构成肋。
图6至8表示与图3至5基本相同的横截面形状，但在这种情况下圆柱形芯10、13、17与肋11、12或14至16或18至21共同挤压。挤压而成的单丝或共同挤压成的复合体接着拉伸，扭转和热稳定化处理并存放1至2天。
图9至11表示与图6至8中类似的横截面形状，但芯10、13、17有一核心10a、13a或17a和一围绕此核心的外套10b、13b或17b。核心和外套用不同材料制造。肋11、12或14至16或18至21用另一种材料制成。核心与外套和肋共同挤压出来并接着按上述方式加工。核心10a、13a和17a可用用于牙刷硬毛的典型的塑料制造，以保证具有传统硬毛的全部积极的强度特性，而用于外套10b、13b、17b和用于肋11、12或14至16或18至21的塑料可与所期望的清洁效果和/或按摩效果相协调。
如尤其如图3至11所示并参照对图2的说明，肋的头部削平或修圆。在从连续的原料上按长度切断刷毛后，最好通过表面熔化修圆使用侧的端部，而固定侧一端逐个或成组地熔接在头部上。
取代图示的横截面，刷毛，或制成刷毛的单丝也可具有矩形最好正方形横截面。于是在扭转后此横截面的棱边各形成一条肋。
权利要求
1.牙刷有牙刷头和固定在牙刷头上必要时组合成束的塑料硬毛，至少其中一些刷毛在其外表面有一种型面，其特征为刷毛(1)有一螺旋形肋作为型面。
2.按照权利要求1所述的牙刷，其特征为至少一部分刷毛(1)有单头或多头螺旋形肋(5、6)。
3.按照权利要求1或2所述的牙刷，其特征为刷毛(1)由一芯(2)和至少一条沿外表面(3)延伸的螺旋形肋(4)组成。
4.按照权利要求1至3之一所述的牙刷，其特征为螺旋形肋(4)有基本上梯形的横截面。
5.按照权利要求1至4之一所述的牙刷，其特征为螺旋形肋(4)在其头部削平或修圆。
6.按照权利要求3至5之一所述的牙刷，其特征为螺旋形肋和芯有不同的颜色。
7.按照权利要求3至6之一所述的牙刷，其特征为螺旋形肋与芯用不同的材料制成。
8.按照权利要求3至7之一所述的牙刷，其特征为芯有用不同材料制成的核心(10a；13a；17a)和围绕核心的外套(10b；13b；17b)。
9.按照权利要求1至8之一所述的牙刷，其特征为刷毛由先成型紧接着扭转的单丝(9)构成。
10.按照权利要求1至9之一所述的牙刷，其特征为螺旋形肋的螺距不大于刷毛两倍有效长度，以及不小于刷毛的直径。
11.按照权利要求10所述的牙刷，其特征为刷毛(1)每厘米长度至少扭转两圈。
12.按照权利要求11所述的牙刷，其特征为刷毛(1)每厘米长度扭转三至五圈。
13.按照权利要求12所述的牙刷，其特征为单丝或多根单丝用弹性塑料制造。
14.按照权利要求13所述的牙刷，其特征为刷毛(1)只在其部分长度上有螺旋形肋。
15.制造用于按照权利要求1至14之一所述牙刷的塑料硬毛的方法，其特征为挤压出一根成型的单丝(9)或至少有一条与轴线平行的肋(11、12；14至16；18至21)的单丝，接着在至少其部分长度上扭转并固定此扭曲变形。
16.制造用于按照权利要求1至14之一所述牙刷或用于牙间隙清洁器的塑料硬毛的方法，其特征为塑料单丝与在单丝外表面上延伸的由另一种性质的塑料制的肋一起共同挤压出来，接着此共同挤压成的复合体在至少其部分长度上扭转并固定此扭曲变形。
17.按照权利要求15或16所述的方法，其特征为挤压而成的单丝或共同挤压而成的复合体在扭转前拉伸。
18.按照权利要求15至17之一所述的方法，其特征为单丝或共同挤压而成的复合体在扭转后热稳定化处理。
19.按照权利要求15至18之一所述的方法，其特征为扭转后的单丝或扭转后的复合体在热稳定化处理后在必要时升高的温度下存放。
20.按照权利要求15至20之一所述的方法，其特征为每根刷毛在其使用侧的端部通过表面熔化修圆。
21.按照权利要求15至20之一所述的方法，其特征为刷毛逐根或成组地在其固定侧的端部处熔化成一头部，并借此头部固定在牙刷体中。
全文摘要
牙刷有牙刷头和固定在牙刷头上必要时组合成束的塑料刷毛,至少其中一些刷毛在其外表面有一种型面。为了在不改变刷毛强度特性的情况下获得更好的清洁和按摩效果,刷毛有一螺旋形肋作为型面。在这种情况下刷毛可由一芯和至少一条沿外表面延伸的螺旋形肋组成。为了制造这种牙刷,可挤压出一根成型的单丝或带有平行于轴线的肋的单丝,接着扭转并固定此扭曲变形。也可以将塑料单丝与在单丝外表面上延伸的由另一种性质的塑料制的肋一起共同挤压出来,接着扭转此共同挤压而成的复合体并固定此扭曲变形。
文档编号A46D1/04GK1195973SQ96196936
公开日1998年10月14日 申请日期1996年9月4日 优先权日1995年9月13日
发明者格奥尔格·魏劳赫 申请人:科伦特工厂有限公司