专利名称：牙刷、牙刷刷丝和用于制造上述产品的方法
技术领域：
本发明涉及一种牙刷。本发明具体地讲涉及一种具有刷丝主体的牙刷刷丝，所述 牙刷刷丝具有朝向刷丝的尖端逐渐变细的端部并围绕颗粒嵌入到其中的基质材料，为此基 质材料和颗粒具有不同的耐蚀刻性，从而通过蚀刻基质材料和/或颗粒，至少在逐渐变细 的端部的区域中在刷丝主体上可产生表面结构。另一方面，本发明也涉及一种用于制造这 样一种牙刷刷丝的方法，其中基质材料与具有不同于基质材料的耐蚀刻性的颗粒混合，并 用基质材料与颗粒的混合物来成型刷丝主体；接着，通过表面处理，具体地讲通过蚀刻刷丝 主体，基质材料和/或颗粒材料被侵蚀，从而在刷丝主体上产生表面结构。
除此之外，牙刷的清洁效果还取决于刷丝的表面结构，即，牙刷的刷毛。具体地讲， 如果刷丝的表面不被设计成完全光滑的而是代之以具有某一结构，则可改善牙刷的清洁效 果。表面结构的边缘可从牙齿上刮擦牙斑。此外，牙膏能够更好地施用。
背景技术：
JP 2005-000310 A公开了一种刷毛，所述刷毛朝向其末端逐渐变细并用于其中在 塑料制成的刷丝主体中嵌入了由例如硅土制成的抛光和研磨体的牙刷中，从而靠近表面嵌 入的颗粒的部分主体伸出塑料刷毛的主体之外，以便在刷牙时颗粒对牙齿的侧面具有研磨 和/或抛光作用。具体地讲在刷毛的逐渐变细的端部中也提供了由突起颗粒形成的表面结 构，该结构在刷牙时被提供以便刺入牙齿之间的空隙以便也具有前述抛光效果。然而，由于 蚀刻刷毛表面而部分地暴露出的刷粒具有研磨作用，其以前已经被看成太强烈了。此外，牙 膏和/或牙膏泡沫的粘合和/或存储效果对于改进其分配一直是有限的。
DE 19508539 Al公开了一种具有其中嵌入了银微粒的弹性塑料的刷丝的牙刷。在 使用期间，刷丝的侧壁应当被磨损到银微粒被暴露出的程度并可通过与唾液接触而被冲洗 掉。然而，在崭新的状态下，银微粒被隐藏在塑料刷丝的表面之下，从而银微粒只能通过塑 料刷丝的机械磨蚀而暴露出来。
EP 0035796 Bl和GB 1169106公开了用于编织纺织品的纺织用纤维，其中借助于 碱性处理引入了凹坑状表面凹陷。为此，纤维由相互不相容的两种聚合物制成，以便将一种 聚合物以液滴形式沉积到另一种聚合物中，并且所述以液滴形式分开的聚合物可用碱性溶 液冲洗掉。与此同时，所述纤维不适合于刷牙，因为首先，刷丝没有逐渐变细的端部；其次， 滴加不相容的聚合物往往获得磨圆的漂洗效果，但研磨效果有限。发明内容
以此为背景，本发明的目的是要生产一种改进的牙刷、一种用于所述牙刷的改进 的牙刷刷丝、和一种用于制造这样一种牙刷刷丝的改进方法，它们将避免现有技术的缺点 并将以有利的方式改进后者。具体地讲，具有高清洁效果的牙刷刷丝将以高效和易于控制 的制造过程生产。
根据本发明，这个目的通过如权利要求1所述的牙刷刷丝、如权利要求16所述的牙刷、和如权利要求17所述的用于制造这样一种牙刷刷丝的方法而实现。本发明的优选实 施方案是从属权利要求的主题。
因此，本发明提出，基质材料和在刷丝表面处的颗粒材料应借助于蚀刻剂通过蚀 刻进行侵蚀以产生期望的表面结构。颗粒材料有利地具有低于基质材料的耐蚀刻性，以 便颗粒通过蚀刻而被侵蚀到较大程度，从而在刷丝表面上形成了形成颗粒轮廓的负像的凹 窝。这些通过在刷丝表面上至少部分地蚀刻掉颗粒而形成的凹坑可用来存储牙膏或牙膏泡 沫，并因此将牙膏或牙膏泡沫更好地分配到牙齿上。此外，所蚀刻的基本坑状的凹窝的边缘 形成啮合轮廓，它们可刮擦掉牙齿上的牙斑。
在旨在刺入牙齿间空隙中的刷丝主体的逐渐变细的端部上的凹窝是特别有利的。 与在逐渐变细的端部上所提供的突起颗粒相比，如从如JP 2005-000310所述的现有技术 所知的那样，引入到刷丝表面中的凹窝不妨碍刷丝刺入牙齿间的空隙。然而，可通过凹窝的 刮擦作用来获得改进的清洁效果，具体地讲磨蚀牙斑。在蚀刻牙刷刷丝的过程中，颗粒材料 可基本上被完全蚀刻掉，从而形成坑状凹窝，其中凹窝的底部由基质材料形成。作为另外一 种选择或除此之外，至少一些凹窝可具有颗粒材料的凹窝底部。为此，仅当时间足够长和足 够强烈时，蚀刻过程才持续下去，从而在刷丝表面上的颗粒仅被部分地蚀刻掉，直到形成了 其中底部未被颗粒材料所覆盖的凹窝。具体地讲，可产生凹形的颗粒端面，从而在刷丝主体 中限定坑状凹窝。
通过使用各种颗粒材料可实现通过蚀刻颗粒来轻松地移除。优选地，可将矿物石 灰石的颗粒、具体地讲白垩颗粒嵌入到基质材料中，从而基质材料可有利地为聚合物材料， 该聚合材料可通过蚀刻进行加工但相对为耐蚀刻的。在本发明的一个有利的另一个实施方 案中，刷丝的基质材料可为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚酰胺(PA)。
作为前述的由于颗粒材料的较大移除而在刷丝表面上蚀刻凹窝的另外一种选择 或除此之外，根据本发明的另一方面，也可将具有外壳结构的颗粒嵌入到刷丝的基质材料 中，这些颗粒各具有颗粒外壳，其中包封了与外壳材料不同的芯材料制成的颗粒芯。具有这 样一种外壳结构的颗粒也可获得与对牙刷刷丝的清洁作用有关的优点而不用使端部逐渐 变细。具体地讲，通过外壳结构可获得特殊成型的表面结构和/或可通过刷牙来释放所嵌 入的作为芯材料的活性成分。
要获得在移除牙斑方面特别有效的表面结构，前述的具有外壳结构的颗粒可具有 外壳，其中外壳材料比牙刷刷丝的基质材料具有更大的耐蚀刻性，从而在蚀刻牙刷刷丝时， 在刷丝表面上形成了由外壳材料所形成的突起。所述外壳材料在蚀刻时最多被部分地磨损 掉，从而颗粒材料至少部分地作为突起而保留下来。
以一种有利的方式，外壳材料在蚀刻时被磨损至少达到在外壳上形成了开口以及 最初被颗粒材料包封的芯材料也暴露于蚀刻剂下的程度。芯材料此时可有利地具有比颗粒 材料更低的耐蚀刻性，从而当在颗粒外壳已经蚀刻出开口时，芯材料就被蚀刻到比颗粒材 料更大的程度。首先，这形成了由外壳的剩余部分所形成的并在基质材料上延伸的高突起， 同时另一方面，在颗粒材料的剩余部分中形成了凹窝并以上述方式形成用于牙膏和/或牙 膏泡沫的凹坑。此外，形成了具有多种作用和/或多种抛光和/或研磨作用的啮合边缘，即， 一方面，剩余外壳的突起轮廓，和另一方面，与凹窝接壤的边缘，从而产生刮擦作用。
芯材料可基本上被完全蚀刻掉，以便仅留下残存的颗粒材料，并且在剩余的颗粒外壳部分中由外壳材料形成了凹窝的底部。作为另外一种选择或除此之外，一些颗粒也可 仅被蚀刻到剩下一部分芯材料的程度，并且外壳开口所接壤的凹窝具有由芯材料制成的底 部。
作为使用可蚀刻芯的另外一种选择或除此之外，也可将具有外壳结构的颗粒嵌入 到基质材料中，这些颗粒包含作为芯材料的用于刷牙和/或口腔牙齿护理的施用物质。具 体地讲，可将诸如氯己定、三氯生、氟化物或调味剂之类的活性成分包封在颗粒材料中。
对于填充了施用物质的此类颗粒，也可有利地在蚀刻牙刷刷丝时根本不蚀刻颗粒 外壳，即，颗粒材料仅受到轻微蚀刻或根本未受蚀刻，从而它最初保持密封。由于颗粒在牙 刷刷丝的基质材料表面之上突起，在刷牙时颗粒受机械应力而破碎，从而在颗粒芯中的施 用物质可接着以限定的方式逸出。
具有外壳结构的前述颗粒的外壳可基本上由各种材料组成。依照本发明的一个有 利实施方案，颗粒的外壳可由氧化铝或二氧化硅或它们的化合物组成。
嵌入到基质材料中的颗粒可基本上为不同粒度。为了在一方面抛光和/或研 磨作用与另一方面基质材料和/或整个刷丝的适当强度之间获得良好的平衡，在本发 明的另一个实施方案中，颗粒和/或形成颗粒负像的凹窝的直径可在0. 001-0. 1mm，优 选0.01-0. 05mm的范围内。如果颗粒具有呈上述方式的外壳结构，则颗粒材料可具有在 0. 001-0. 05mm，优选0. 005-0. 03mm范围内的外壳厚度。
凹窝的深度和/或具有外壳结构的颗粒的高度基本上也可为不同的尺寸。在本发 明的另一个实施方案中，可提供0. 0005-0. 025mm范围内的深度。具有外壳结构的颗粒可具 有在0. 0005-0. 025mm范围内的伸出基质材料之上的高度。
基本上可仅在牙刷刷丝的逐渐变细的端部的区域中提供由颗粒产生的表面结构。 然而，在本发明的一个优选的另一个实施方案中，对于前述表面结构，在基本上圆柱形的刷 丝部分中延伸超过逐渐变细的端部是可能的，从而根据本发明的一个有利实施方案，基本 上整个刷丝可具有前述表面结构。
牙刷刷丝的逐渐变细的端部可基本上具有不同的横截面。根据本发明的一个有利 实施方案，端部的锥形可设计成圆锥形。取代具有圆形横截面的端部，也可通过研磨刷丝主 体来提供并生产尖端部为楔形的端部。前述的在牙刷刷丝中的圆锥形锥部可有利地通过蚀 刻来产生，其中例如可将牙刷刷丝浸没到合适的蚀刻剂中。圆锥形锥部和由颗粒产生的表 面结构有利地在同一蚀刻操作中形成，以便获得特别高效的刷丝生产。
除了权利要求书之外，本发明的这些和其它特征也来源于下面的说明书和/或相 应的附图，因此处于各种组合和子组合中的或独立的特征可构成本发明的主题，不管它们 在权利要求书中如何组合。下面在优选的示例性实施方案和相应附图的基础上更详细地描 述本发明。在附图中
图1显示穿过牙刷刷丝的示意性的纵向截面，在其基质材料中嵌入了具有外壳结 构的颗粒，所述颗粒外壳已被蚀刻并且芯已被部分地蚀刻掉，
图2显示过依照本发明的另一个实施方案的类似图1的牙刷刷丝的示意性纵向截 面，其中在牙刷刷丝的基质材料中嵌入了具有外壳结构、包含作为芯的施用物质的颗粒，
图3显示穿过依照本发明的另一个有利实施方案的牙刷刷丝的示意性纵向截面， 据其所述，将不耐蚀刻的材料的颗粒嵌入到更耐蚀刻的基质材料中，并通过更大程度地蚀 刻颗粒，在牙刷刷丝的表面上形成了凹窝，
图4显示过类似图3中牙刷刷丝的示意性纵向截面，其中颗粒材料在凹窝中被完 全蚀刻掉并且由基质材料形成了凹窝底部，和
图5显示具有依照图1至4的牙刷刷丝的刷洗区域的牙刷的示意性透视图。
具体实施方式
图1中所示的牙刷刷丝1具有基本细长的圆柱形刷丝主体2，其中一个端部被设计 成朝向尖端3变细成圆锥形。
刷丝主体2由基质材料4组成，其中嵌入了多个颗粒5，以栅格型浮雕形式给刷丝 主体2提供具有众多瘤和/或孔的表面结构。如图1所示，颗粒5由于蚀刻过程的缘故已 经显露出并且仅部分地嵌入到基质材料4中，以便它们随着它们的颗粒主体的一部分而抬 高以突起在基质材料的表面之上。
在依照图1的实施方案中，颗粒5具有外壳结构。颗粒外壳6包封由不同于颗粒 材料的材料制成的芯7。颗粒外壳6由较为耐蚀刻的材料例如氧化铝Al2O3或二氧化硅S^2 组成，而芯7由诸如白垩之类的材料制成；在蚀刻期间，芯与颗粒外壳6相比被更大的程度 地侵蚀。颗粒外壳6的耐蚀刻性也有利地高于基质材料4的耐蚀刻性，从而通过蚀刻刷丝 主体2，将基质材料4蚀刻到比颗粒外壳6的材料更大的程度可以图1所示的形式部分暴露 出颗粒5。在蚀刻刷丝主体时，颗粒5的这种部分暴露接着有利地发生在图1所示的圆锥形 锥体11给出所述主体的那一点。
如图1所示，在蚀刻牙刷刷丝1的过程中，具有外壳结构的颗粒5的颗粒外壳6被 蚀刻至在外壳上形成了开口 8的程度，芯7然后通过开口暴露于蚀刻介质。由于该芯7的 耐蚀性较低，因此与颗粒外壳6相比，芯被侵蚀到更大的程度，从而获得了图1所示的颗粒5 的外壳和/或杯型轮廓。一方面在基质材料4上方形成了高突起，另一方面限定了由所述 外壳开口 8作为边界的锅形凹面和/或凹窝9。在图1所示的实施方案中，芯7的尚未被完 全蚀刻掉的材料构成了凹窝底部。作为本文所示的实施方案的一个备选方案，芯材料被完 全蚀刻掉也是可能的，从而仅一部分颗粒外壳6保留下来。
在本文所示的实施方案中，颗粒5的直径有利地介于0. OOlmm和0. Imm之间。颗 粒外壳6的厚度有利地介于0. 001和0. 05mm之间。
在图2所示的实施方案中，也将具有外壳结构的颗粒5嵌入到刷丝主体2的基质 材料4中。颗粒5包括被颗粒外壳6包封的活性成分(优选氯己定、三氯生、氟化物或调味 剂或调味剂混合物)的芯7，颗粒外壳6由在蚀刻时根本未受腐蚀或者仅被轻微腐蚀的材料 制成。颗粒外壳6的材料例如可为氧化铝Al2O3或二氧化硅Si02。颗粒5的直径有利地介 于0. 001和0. Imm之间。颗粒外壳6的厚度介于0. 001和0. 05mm之间。与依照图1的实 施方案相比，颗粒5，具体地讲它们的颗粒外壳6，通过蚀刻未破碎，从而所包封的活性成分 最初保持包封。在蚀刻时，仅基质材料4被移除到前述颗粒5以如图2所示的升高方式突 起并形成突起12的程度。在刷牙时，前述颗粒外壳6接着由于机械载荷而被打破，从而释 放出颗粒5的所包封的活性成分。
图3所示的牙刷刷丝的实施方案也包括被嵌入到刷丝主体2的基质材料4中的多 个颗粒5。与图1和2所示的实施方案相比，图3中的颗粒5不具有外壳结构而是由诸如白 垩之类的材料制成，其材料与基质材料4相比更不耐蚀刻，并且在用合适的蚀刻剂蚀刻时 与基质材料4相比被磨损到大得多的程度。因此，颗粒5形成了呈负像的凹窝9，它们的边 界边缘10能够刮擦掉牙斑。此外，凹窝9限定用于容纳牙膏和/或牙膏泡沫的凹坑，以便 以极佳的方式分配后者。
颗粒5和/或形成颗粒负像的凹窝9的直径有利地可达到介于0. 001和0. Imm之 间，其中凹窝的深度介于0. 0005和0. 05mm之间。如图3所示，颗粒5未被完全蚀刻掉，从 而由颗粒材料的剩余部分构成了凹窝的底部。
作为上述的备选方案，颗粒材料也可被完全蚀刻掉，如图4所示。此外，依照图4 的实施方案换句话讲与依照图3的实施方案相对应。
在图1至4所示的牙刷刷丝1的实施方案中，它具有圆锥形锥体的自由端部11和 圆形横截面，所述圆形横截面可通过蚀刻基质材料4而被保持。牙刷刷丝1的锥状末端容 易刺入牙齿间的空隙，此处由颗粒5产生的表面结构改善了清洁效果。如果颗粒5，具体地 讲在依照图1和2的升高实施方案中，由硬材料制成，那么颗粒5起到摩擦牙垢的抛光剂的 作用。对于依照图3和4的凹窝型实施方案，凹窝的边缘可刮擦掉牙斑。
如图5所示，牙刷刷丝1可以已知方式组合到刷毛簇和/或刷毛区中，并可被布置 在电动牙刷的刷毛主体上，例如在所述刷毛主体上以振荡方式驱动刷毛区。
权利要求
1.一种具有刷丝主体O)的牙刷刷丝，所述刷丝主体包括其中嵌入了颗粒(5)的基质 材料⑷，其特征在于所述颗粒( 具有外壳结构并包括颗粒外壳(6)，所述颗粒外壳围绕与所述外壳材料 不同的芯材料制成的颗粒芯(7)。
2.如前述权利要求所述的牙刷刷丝，其中所述基质材料(4)和所述颗粒( 具有不同 的对于蚀刻剂的耐蚀刻性，从而通过蚀刻所述基质材料(4)和/或所述颗粒(5)，可在所述 刷丝主体(2)上产生表面结构。
3.如前述两个权利要求中任一项所述的牙刷刷丝，其中所述颗粒外壳(6)的外壳材料 具有比所述基质材料(4)更高的耐蚀刻性，并且在所述刷丝主体O)的表面上设置由所述 外壳材料形成的突起(12)。
4.如前述权利要求中任一项所述的牙刷刷丝，其中所述颗粒芯(7)的芯材料具有比所 述颗粒外壳(6)的外壳材料更低的耐蚀刻性，并且在所述刷丝主体O)的表面上设置部分 地蚀刻的颗粒外壳(6)，所述颗粒外壳围绕各个颗粒(5)中的凹陷或凹窝(9)，具有由材料 磨蚀而形成的外壳开口(8)。
5.如前述权利要求所述的牙刷刷丝，其中所述凹窝(9)围绕芯材料的凹窝底部。
6.如权利要求4所述的牙刷刷丝，其中所述凹窝(9)包括外壳材料的凹窝底部。
7.如权利要求1至3中任一项所述的牙刷刷丝，其中所述颗粒芯(7)的芯材料包含用 于牙齿护理和/或口腔护理的施用物质。
8.如前述权利要求所述的牙刷刷丝，其中所述施用物质包括氯己定、三氯生、氟化物和 /或调味物质。
9.如前述权利要求中任一项所述的牙刷刷丝，其中所述颗粒外壳(6)的外壳材料由氧 化铝或二氧化硅或它们的化合物组成。
10.如前述权利要求中任一项所述的牙刷刷丝，其中所述颗粒(5)具有0.001-0.Imm, 优选0. 01-0. 05mm的直径。
11.如前述权利要求中任一项所述的牙刷刷丝，其中所述颗粒外壳(6)具有 0. 001-0. 05mm 的壁厚。
12.如权利要求1的前序或前述权利要求中任一项所述的牙刷刷丝，其中所述刷丝主 体( 具有朝向刷丝尖端C3)逐渐变细的端部(11)，并且与基质材料(4)相比具有更低 的耐蚀刻性的颗粒(5)被嵌入到所述基质材料(4)中，其中所述表面结构由于所述颗粒磨蚀的缘故至少在所述逐渐变细的端部(11)的区域中包括形成所述颗粒轮廓的负像的凹窝 ⑶。
13.如前述权利要求所述的牙刷刷丝，其中至少一些所述凹窝(9)具有由仅被部分侵 蚀的所述颗粒(5)的颗粒材料形成的凹窝底部。
14.如权利要求12所述的牙刷刷丝，其中至少一些所述凹窝(9)具有由所述基质材料 形成的凹窝底部。
15.如前述权利要求中任一项所述的牙刷刷丝，其中所述颗粒(5)包括白垩。
16.具有牙刷区域的牙刷，所述牙刷区域包含多个如前述权利要求中任一项所述的牙 刷刷丝。
17.用于生产如权利要求1至13中任一项所述的牙刷刷丝(1)的方法，其中基质材料 ⑷和具有与所述基质材料⑷不同的耐蚀刻性的颗粒(5)组合，并且刷丝主体(2)由所述 基质材料/颗粒混合物成型，并且其中通过蚀刻所述刷丝主体( ，基质材料和/或颗粒材 料被侵蚀，从而产生了表面结构，其特征在于所述颗粒(5)至少部分地被侵蚀，从而在所述 刷丝主体的表面中形成了形成所述颗粒轮廓的负像的凹窝(9)。
18.如前述权利要求所述的方法，其中具有颗粒芯(7)和围绕所述芯的颗粒外壳(6)的 具有外壳结构的颗粒( 被混合到所述基质材料中，其中仅一部分所述外壳材料在蚀刻时 被侵蚀掉，直到在所述外壳上形成开口(8)。
19.如前述权利要求所述的方法，其中所述芯材料在蚀刻时被侵蚀到比所述外壳材料 更大的程度，从而形成被所述剩余的外壳材料包围的凹窝(9)。
20.如权利要求17至19中任一项所述的方法，其中在蚀刻时基质材料同时被侵 蚀，使得所述刷丝主体( 得到逐渐变细的端部(11)，并且颗粒材料被侵蚀使得形成相应 的凹窝(9)。
21.如权利要求17至20中任一项所述的方法，其中所述刷丝主体( 的成型包括注射 和/或挤出所述基质材料/颗粒混合物。
全文摘要
本发明涉及一种牙刷。本发明具体地讲涉及一种具有围绕其中嵌入了颗粒的基质材料的刷丝主体的牙刷刷丝，其中所述基质材料和颗粒具有不同的耐蚀刻性，从而通过蚀刻基质材料和/或颗粒，至少在逐渐变细的端部区域中在刷丝主体上产生了表面结构。根据本发明的一个方面，具有外壳结构与其中包封了包括与外壳材料不同的芯材料制成的颗粒芯的颗粒外壳的颗粒已经被嵌入到刷丝的基质材料中。
文档编号D01F1/10GK102036582SQ200980118265
公开日2011年4月27日 申请日期2009年5月14日 优先权日2008年5月20日
发明者乌尔里奇·斯托克尔, 卡尔·赫佐格 申请人:博朗有限公司