专利名称：牙刷刷毛和用于制造这样一种刷毛的方法
技术领域：
本发明一般涉及长丝，具体地讲刷毛，更具体地讲包括具有至少一个例如浅凹和凹陷的表面凹槽的表面结构的牙齿清洁刷毛，以及涉及用于制造这样一种长丝的方法。此外，本发明也涉及包括多簇此类刷毛的牙刷头部。
背景技术：
在可用于清洁和/或施用液体或粉末的刷子特别是牙刷中，通常提供多根刷毛来形成具有多个刷毛簇的刷毛区以实现所期望的功能。刷毛通常是长丝，具体地讲是由塑料制成的单丝并包括光滑的圆柱形圆周表面。然而，此类长丝也可具有非圆形横截面，例如具有多边形形状、星形形状、椭圆形形状等。就一些应用而言，期望赋予圆周表面具有预期粗糙度的特定表面结构和/或具有突出和如浅凹和凹陷状的凹槽的浮雕状结构。这样一种表面结构可具有不同的功能。基本上，与具有光滑的圆柱形表面的长丝相比，这样一种表面结构增加长丝的表面积。这样一种表面积增加提供较大的粘附力，因此在清洁应用中，碎屑和灰尘颗粒被更好地保持在长丝上；或者在其它应用中，液体或粉末可被更好地保持在长丝上。此外，表面结构可改善清洁效率，具体地讲可改善对于强有力地粘结到牙齿上的牙斑和其它颗粒的清洁效率。尤其是， 借助于合适的表面结构，所述长丝提供研磨效应。就一些应用而言，期望长丝的横截面沿着长丝的纵向延伸部变化。文件DE 19818345 Al描述了用于牙刷的刷毛，该刷毛包括被橡胶弹性覆盖层所覆盖的塑料芯。为了获得高清洁效率和研磨效应，尽管表面柔软，所述橡胶弹性覆盖层具有包括均在热压工艺中形成的浅凹和凹陷在内的表面结构。然而，这样一种热压表面结构具有一些缺点。具体地讲，对于可获得的表面结构的形状具有某些限制。通常，可提供仅仅具有光滑倒圆边的浅的浅凹和凹陷，其也是由于覆盖层的橡胶弹性材料的缘故，其显示某种弹力并且在热压处理之后趋于恢复其初始形状。由于形状限制的缘故，这样一种表面结构可获得有限的研磨效应，因此仅获得有限的清洁效率。此外，这样一种热压工艺对于具有微小直径的长丝而言是相当复杂的，因此相当昂贵。
发明内容
因此，本发明的一个目标是提供一种具有前述种类的表面结构的改进的长丝和一种用于制造这样一种长丝的方法，避免现有技术的缺点，并且进一步以有利的方式开发后者。更具体地讲，本发明目标在于在刷毛上提供一种改进的表面结构，获得高清洁效率而不牺牲制造的便利性和成本效率。根据本发明，这个目标通过如权利要求1中所述的方法、如权利要求9中所述的长丝和如权利要求16中所述的牙刷头部而实现。本发明的优选实施方案主张于从属的权利要求中。为实现前述目标，建议用蚀刻工艺生产所期望的表面结构并且提供具有至少一个蚀刻凹槽或蚀刻凹陷的长丝。为允许易于控制此类蚀刻凹槽或蚀刻凹陷的形状，长丝主体基本上由可被腐蚀剂溶解的材料组成，其中长丝主体的表面的某些部分被隔离防止被腐蚀剂接触，而其它部分不受隔离，以便腐蚀剂仅在选定的表面部分中可作用在长丝主体的可溶解材料上。根据本发明，用于制造长丝的方法的特征在于其至少一部分由可被腐蚀剂溶解的材料制成的长丝主体用对于所述腐蚀剂稳定的覆盖层进行部分地覆盖，使得基本上对应于所述至少一个表面凹槽的所述长丝的表面部分未被覆盖，并且所述长丝主体与所述腐蚀剂接触有限时间以在所述未覆盖的表面部分中形成表面凹槽。相应地，根据本发明的长丝的特征在于表面结构包括在至少部分地由可被腐蚀剂溶解的材料制成的长丝主体中的至少一个蚀刻凹陷或蚀刻凹槽。有利的是，此类蚀刻凹槽或蚀刻凹陷在它们的形状和轮廓上不同于机械产生的凹槽或凹陷。机械产生的凹槽和凹陷例如钻孔、热压凹坑或铣削狭槽或者切割狭槽通常具有绝对规则的和均衡的形状，精确地对应于具有笔直的或者至少均勻弯曲的轮廓线的基本几何结构，而根据本发明的蚀刻凹槽或蚀刻凹陷可显示某一表面粗糙度和模糊的轮廓线，背离具有笔直的或绝对均勻的曲线的精确几何形状，其甚至可进一步增大与尘粒的粘附力和所期望的用于清洁具有强力粘结的污染例如牙斑的表面的研磨效应。根据本发明的优选实施方案，所述蚀刻凹槽和蚀刻凹陷可分别具有不同的形状和在长丝上的布置。根据本发明的第一优选实施方案，可在长丝的圆周表面上提供多个基本圆形的浅凹，其中此类浅凹在圆周表面区域上可具有无规分布，或者在备选方案中可以矩阵状分布进行设置。除了此类浅凹之外，或者在其备选方案中，表面结构可包括至少一个具有细长形状的蚀刻凹槽，细长形状在长丝的纵向延伸部的至少1/3，优选地至少1/2上延伸。这样一种细长蚀刻凹槽基本上可具有狭槽样形状。然而，根据本发明的一个优选实施方案，至少一个细长蚀刻凹槽可具有某一形状，使得长丝的横截面在长丝的纵向延伸部上在形状上改变。更具体地讲，在不同的纵向位置截取的横截面可彼此不同。这种变化的横截面可通过在宽度上改变的细长凹槽、和/或其具有弯曲的纵向形状、优选地具有弯曲的纵向形状而实现。根据本发明的一个特别优选的实施方案，在长丝的圆周表面上可提供具有螺旋形轮廓的细长蚀刻凹槽。更具体地讲，在长丝的圆周表面的不同侧面上可提供至少两个此类细长的成螺旋形配置的蚀刻凹槽。除了前述实施方案之外或在其备选方案中，长丝可具有不同形状的蚀刻凹槽或蚀刻凹陷。例如，根据本发明的另一个优选实施方案，长丝圆周表面与预期图案相对应的某些部分可通过蚀刻而凹进，以便由非凹进部分所形成的优选的杆形和/或针形突出在径向上从长丝的圆周表面伸出。除了至少一种前述表面结构之外或者在其的备选方案中，长丝可具有在长丝主体内形成优选地孔状通道的蚀刻凹槽。此类孔状通道可完全贯穿长丝和/或可具有有限深度和/或可彼此相互连接，以便在长丝主体内提供通道系统。为了实现容易而精确控制蚀刻凹槽的形状，在基本上由可被所述腐蚀剂溶解的材料组成的长丝主体上提供了抗腐蚀剂覆盖层，这样由这样一种可溶解材料制成的长丝主体的表面的某些部分受到保护防止与腐蚀剂接触。因此，由对于腐蚀剂稳定的材料制成的所述覆盖层仅覆盖长丝主体表面积将要与腐蚀剂接触的某些部分。换句话讲，覆盖层包括让腐蚀剂进入长丝主体的可溶解材料的相应部分的至少一个空隙，因为所述长丝主体在覆盖层上所述空隙的区域中暴露于周围环境并因此暴露于腐蚀剂。覆盖长丝主体的某些部分和未覆盖其某些其它部分的所述覆盖层可以不同的方式施用到长丝主体。根据一个有利实施方案，所述覆盖层可用多步骤方法来施用，其中特别是在第一步骤中，长丝将要与腐蚀剂接触的整个部分用连续的覆盖层进行覆盖，并且其中在进一步的步骤中，所述初始连续覆盖层的某些部分被移除以在所述覆盖层中提供空隙， 腐蚀剂通过空隙接近覆盖层下面的长丝主体的材料。首先完全覆盖将要与腐蚀剂接触的长丝部分并且在第二步骤中接着移除某些覆盖层部分提供制造容易与仍然可靠地覆盖要保护免受蚀刻的部分。然而，在备选方案中，在一步方法中提供覆盖层将也是可能的，其中覆盖层材料仅在要被覆盖的部分中被沉积在长丝主体上，而在不要被覆盖的表面部分上没有材料沉积。虽然如此，在方法处理、成本效率和要受到保护免受蚀刻的表面部分的可靠覆盖方面，前述的在多步骤方法中施用覆盖层是优选的。根据一个优选实施方案，可将感光材料用于覆盖层，这样覆盖层的某些部分可通过用光或任何其它合适的辐射照射相应的部分而被移除或固定。更具体地讲，本发明的一个优选实施方案是在第一步骤中用感光覆盖层材料完全覆盖长丝表面或者至少长丝表面要与腐蚀剂接触的部分，接着在另一个步骤中使所述感光覆盖层材料的仅一部分经受光照，从而与未照射部分相比，相应的照射部分在它们的材料性质上被改变，而未照射的其它部分未改变它们的性质。如果采用了正型感光材料，则照射部分可通过显影剂来移除。在备选方案中，采用通过光照射进行固定的负型感光材料也是可能的。在这种情况下，初始连续覆盖层要被移除的部分未被照射，而经受光照射的剩余部分被固定在长丝表面上。不稳定部分的移除可以不同方式来实现。根据本发明的一个有利实施方案，包括所谓的稳定部分和不稳定部分的感光覆盖层材料可与合适的液体例如显影剂接触以移除覆盖层的不稳定部分。优选地，具有包括稳定和不稳定部分的相应覆盖层的长丝可被浸泡和排进相应的液体槽中。使用这样一种感光材料用于覆盖层允许在覆盖层上精确成形空隙。根据一个优选的实施方案，将光通过朝向覆盖有覆盖层的长丝表面的掩模照射到覆盖有感光材料覆盖层的长丝表面上。例如，这样一种掩模可具有管状构型，其从所有侧面围围绕相应的长丝并具有允许光进入到长丝的仅某些部分的开口。在本发明的一个优选实施方案中，可采用透镜来将光精确地引导到要经受照射的部分。此类透镜优选地可设置在相应的掩模和长丝表面之间。除了感光覆盖层的此类遮掩之外或者在对其的备选方案中，也可采用提供精密聚焦的光束的光照系统来实现选择照射。例如，可采用激光束来产生仅感光覆盖层材料的某些部分的固化。然而，采用覆盖层材料遮蔽的前述实施方案在成本效率和安全措施方面是更优选的，因为不需要激光应用所必需的特定安全措施。在本发明的另一个实施方案中，对于腐蚀剂稳定的覆盖层可在共挤出方法中被施用到由可被腐蚀剂溶解的材料制成的长丝主体。具体地讲，在这样一种共挤出方法中，由可被腐蚀剂溶解的材料制成的主要长丝主体可与至少部分对于所述腐蚀剂稳定的材料组成的圆周覆盖层被共挤出。为在后续步骤中在覆盖层中提供期望的空隙，共挤出的覆盖层可经受机械处理。例如，可将孔钻进覆盖层中或者可通过其它机械工具将所期望的凹槽切割进覆盖层中。
根据本发明的另一个优选实施方案，覆盖层从至少两种材料的混合物被共挤出， 混合物包括对于腐蚀剂稳定的第一材料和可被腐蚀剂溶解的第二材料，其中控制共挤出方法使得在共挤出覆盖层中，存在着所述两种材料的不均勻分布。具体地讲，可被腐蚀剂溶解的第二材料以所期望的图案被分布在共挤出的覆盖层上，所述图案可包括基本上圆形斑点的无规分布或者成纵向条带分布等。为在共挤出覆盖层上产生所期望的空隙，覆盖有初始连续覆盖层的长丝与合适的腐蚀剂接触，用于移除覆盖层对于这种腐蚀剂不稳定的材料部分。用于在覆盖层中产生空隙的腐蚀剂可与用于将凹槽蚀刻进由相应的可溶解材料制成的长丝主体芯的腐蚀剂相同。然而，在一个可供选择的实施方案中，可选择材料使得不同的腐蚀剂是所必需的并且随后被施用到长丝以便首先用第一腐蚀剂移除仅覆盖层的相应部分以在其中产生所期望的空隙，然后在第二步骤中，用第二腐蚀剂通过覆盖层中前面所产生的空隙来在长丝主体中产生所期望的凹槽。此类选择蚀刻允许在长丝主体中精密控制蚀刻凹槽在覆盖层下面的深度和形状。为了获得高效率和高生产能力，前述的用覆盖层覆盖长丝主体、在覆盖层中提供所期望的空隙和/或将部分覆盖的长丝主体与腐蚀剂接触的步骤在其中以接续方式将长的长丝粗纱连续地移动过多个相应的工位的连续方法中受到影响。例如，可从线轴上截取连续的纤维或长丝，然后例如通过相应的偏转轮移动，通过不同的处理工位以便在连续的长丝粗纱上产生所期望的表面结构；在已经形成表面结构之后，其接着被切割或换句话讲分隔成多根单独的刷毛。更具体地讲，长丝粗纱首先被连续移动过覆盖层施用工位，在其中优选地液体感光覆盖层材料被施用到长丝粗纱。例如，可将长丝粗纱移动通过浸渍工位。在已经被覆盖有感光覆盖层材料之后，长丝粗纱接着可移动通过照射工位，在其中覆盖层的某些部分经受光照射。优选地，可透过掩模以及其开口施用闪光，以便仅覆盖层材料的某些部分受到照射，甚至在长丝粗纱正在连续移动时。为了移除覆盖层材料的不稳定部分，可将连续移动的长丝粗纱引导通过构成相应的覆盖层移除工位的一部分的显影剂浸渍。其后，长丝粗纱可连续移动通过可包括腐蚀剂浸渍工位的蚀刻工位以便用腐蚀剂浸渍和消耗长丝粗纱。最后，长丝粗纱可移动通过切割工位以将长丝粗纱切割成多根刷毛。根据本发明的另一个优选实施方案，在清洁牙齿期间，蚀刻凹槽或蚀刻凹陷可充满被分配和施用到牙齿和牙龈的药物治疗介质例如抗菌液或凝胶。更详细地从下面的说明书以及从举例说明本发明的优选实施方案的附图中，可自身或彼此相组合或者以不同于权利要求书中的定义的子组合限定本发明的这些和其它特征将变得显而易见。
各附图显示了 图1 用于以连续方法制造具有表面结构的牙刷刷毛的装置的示意性功能图，所述装置包括多个处理工位，刷毛粗纱被连续移动过它们以将不同的处理施用到刷毛粗纱，图2 刷毛的示意性侧视图，其中刷毛的一部分被显示在纵切面视图中以示出用于保护刷毛主体的材料免于腐蚀剂施用的覆盖层，其中所述覆盖层被显示在覆盖层中产生空隙之前具有不同固化条件的不同部分，
图3 类似于图2的刷毛部分的示意性侧视图，其中在纵向切面窗口中，覆盖层被显示具有让腐蚀剂进入在覆盖层下面的刷毛主体材料的空隙以及具有在刷毛的圆周表面上的蚀刻凹陷，图4 在根据本发明的一个可供选择的实施方案的连续方法中用于生产具有表面结构的刷毛的装置的功能图，如其所示，长丝来自喷嘴，图5 照射工位的放大的示意性正视图，其中所述照射工位包括用于遮蔽感光覆盖层的掩模、用于引导闪光通过所述掩模和在掩模和连续移动的刷毛粗纱之间的透镜的光源，图6 来自共挤出装置的刷毛粗纱的示意性侧视图，其中在局部纵切面视图中，显示了包括不同材料的不均勻混合物的共挤出的覆盖层，图7 类似于图6的来自共挤出装置的刷毛粗纱的示意性侧视图，其中采用特定工具用于在刷毛粗纱的局部纵切面视图中所示的覆盖层中产生空隙，图8 刷毛的纵切面视图，示出了提供刷毛刚度减小的蚀刻凹槽的布置，图9 沿着图10中的线A-A截取的横截面，图10 刷毛具有通过蚀刻肋状突出之间的相邻部分而产生的肋状突出的图案的示意性侧视图，图11 沿着图10的线B-B截取的图10的刷毛的横截面，图12 具有根据本发明的另一个实施方案的表面结构的刷毛的示意性侧视图和局部纵切面视图，所述表面结构包括针形突出，图13 具有根据本发明的另一个实施方案的表面结构的刷毛的示意性侧视图和局部纵切面视图，所述表面结构包括呈通孔形式的凹槽，图14 根据本发明的另一个实施方案的刷毛的示意性侧视图和局部纵切面视图， 所述刷毛具有具有由纵向孔洞互连的通孔的表面结构，图15 用于产生呈缩小直径部分形式的蚀刻凹槽的遮掩布置的示意性纵切面视图，图16 具有如通过图15的遮蔽布置所产生的缩小直径部分的刷毛的示意性侧视图，图17 具有本发明的另一个优选实施方案的表面结构的刷毛的示意性侧视图，所述表面结构包括减小的直径截面，其通过另外的处理步骤，已经被变成针状顶端，图18 沿着图19的线A-A截取根据本发明的另一个优选实施方案的刷毛的剖面图，图19 根据本发明的另一个实施方案的刷毛的示意性侧视图，所述侧视图显示其中图21-27的横截面已经被截取的多个横截平面的位置以及在刷毛的圆周表面上纵向凹槽的螺旋形构型，图20 图19的刷毛的示意性侧视图，显示在刷毛的圆周表面上的纵向凹槽的螺旋形构型，图21-27 在图19的不同平面上截取的图18_20的刷毛的横截面，和图28 具有包括前述附图之一的刷毛的刷毛区的电动牙刷的示意性侧视图。
具体实施例方式根据图1所示的本发明的优选实施方案，比成品刷毛长得多的长丝或刷毛粗纱7 从线轴11获取，连续移动过多个处理工位并围绕第二存储线轴12缠绕。在两个线轴11和 12之间，所述刷毛粗纱7穿过多个处理工位，其中刷毛粗纱7借助于多个辊13偏移以将刷毛或长丝粗纱7引导穿过处理位点。来自第一存储线轴11的长丝粗纱7优选地是具有例如圆柱形形状和/或圆形横截面的由塑料制成的长丝或单丝。特别是，来自第一线轴11的粗纱是由可被腐蚀剂溶解的材料制成的长丝。例如，刷毛可由塑料例如聚酰胺或聚对苯二甲酸丁二醇酯制成。来自第一存储线轴11的长丝或刷毛粗纱7穿过涂覆工位15的涂覆槽14。所述涂覆槽14包含感光液体。当经受光照时，感光液体改变其状况。离开所述涂覆槽14的粘附到刷毛粗纱7上的液体借助于干燥机16进行干燥，干燥机优选地包括热源，例如加热器。 因此，刷毛粗纱7覆盖有完全覆盖如图2所示长丝的圆周表面的覆盖层5。在已经烘干所述覆盖层5之后，连续移动的刷毛粗纱7穿过覆盖层移除工位17，在其中在所述覆盖层5中产生了空隙。所述覆盖层移除工位17包括照射工位18和显影剂工位19。在所述照射工位18中，仅长丝的圆周表面的一部分用光进行照射，以便覆盖层5 包括照射部分和未照射部分。为控制照射部分的形状，所述照射工位18包括刷毛粗纱7通过其的优选管状的掩模20。所述掩模20具有至少一个通孔，来自光源50的照射可通过其被施用到覆盖层5。如图5所示，掩模20不需要具有管状形状，但可包括面向刷毛1的不同侧面的多个遮蔽元件21，所述遮蔽元件中的每一个优选地包括至少一个通孔，预定横截面形状的辐射通过其被施用到刷毛1的圆周表面。优选地，光学部件52例如透镜51、反射镜等可进一步用来按预定图案将光引导到刷毛上。如图5所示，可将透镜52设置在遮蔽元件21和刷毛1之间以聚焦光束或闪光。取决于感光涂覆材料的种类，照射可使感光材料对于显影剂稳定或者对于显影剂不稳定。此类感光反应被称为正型感光反应或负型感光反应。在正型感光材料被用于涂覆层5的情况下，接着照射部分通过将覆盖层5与显影剂液体在显影剂工位19的显影剂槽中接触而被移除。与此相反，如果利用了负型感光反应，覆盖层5应当保留在刷毛1上的部分受到照射并因此可以说被固化以使此类部分抗显影剂。因此，当刷毛粗纱7离开移除工位17时，覆盖层5包括与要在刷毛的圆周表面上产生的表面结构的图案相对应的空隙的图案。在未明确所示的以及可能设置在所述显影剂工位19和蚀刻工位22的上游之后的另一个清洁工位中，可将剩余的显影剂液体从刷毛粗纱7移除。如图1所示，长丝穿过包括腐蚀剂槽23的蚀刻工位22。如图1所示，调整刷毛粗纱7过所述腐蚀剂槽23的路径以具有响应长丝速度的确定长度，以便获得预期的接触时间。例如，可调整所述路径在液体槽23中的深度M和/或水平长度25以获得其中刷毛被腐蚀剂接触的所期望的时间段。除了此类调整通过槽的刷毛粗纱路径之外或者在对其的备选实施方案中，同样可调整刷毛粗纱的传送速度，然而其中前述的浸渍路径长度的调整是优选的，因为速度的调整也影响其它处理工位。通过在蚀刻工位22中使刷毛粗纱7与腐蚀剂接触，所述腐蚀剂透过其中的空隙接近覆盖层5下方的长丝1，并且因此所述刷毛主体4的材料在覆盖层5上的空隙区域中被移除。图3基本上示出了这种情况，显示在其中覆盖层5具有空隙3的位置处在刷毛主体4 中所产生的浅凹和凹陷。在其中覆盖层5没有空隙3的相邻部分中，刷毛主体4被阻止接触腐蚀剂，这样刷毛主体4可保持其初始构型。如图4所示，制造方法不一定包括使用从中获取初始刷毛粗纱的线轴。长丝1可直接来自挤出方法，其中优选地来自挤出机喷嘴沈的长丝优选的在冷却工位27中进行冷却，冷却工位27可包括其中可将长丝挤进其中的冷却槽。接着将冷却的长丝优选地在伸展工位观中进行延长和/或拉伸，伸展工位可包括多个长丝围绕其延伸的偏向辊，参见图4。 其后，所述方法可如图1所示继续到涂覆工位15。根据本发明的一个可供选择的实施方案，可在图6所示的共挤出方法中提供覆盖层5给刷毛主体4。长丝1通过合适的喷嘴沈被挤出，喷嘴本身是已知的并适合于挤出薄的圆周覆盖层5到挤出长丝的芯主体上。优选地，共挤出的覆盖层5由至少两种材料制成， 其包括对于至少一种腐蚀剂稳定的材料和对于所述腐蚀剂不稳定的另一种材料。通过将所述两种材料不均勻地分布在覆盖层5上控制共挤出方法。尤其是，对于腐蚀剂不稳定的材料可被集中在无规分布的斑点四中。当覆盖层5与合适的腐蚀剂相接触时，对于腐蚀剂不稳定的所述材料斑点被移除，从而在覆盖层中产生了相应的空隙。如图7所示，覆盖层5中所期望的空隙也可通过工具30例如激光束、水刀、喷砂器、铣削工具、钻孔工具或其它机械的或非机械的工具等而产生。通过在覆盖层5上钻削或切割空隙，腐蚀剂接近所述覆盖层5下面的刷毛主体4，因此凹陷或其它凹槽3可被蚀刻。如图8所示，蚀刻凹槽3可以降低刷毛1的柱强度或抗弯性的特定图案进行分布。 例如，在圆周表面的至少两个相对的侧面上，优选地在至少四个相对的侧面上，刷毛可具有在刷毛的纵向上彼此间隔开的蚀刻凹槽或蚀刻凹陷，其中优选地在一个侧面上的凹槽在纵向上相对于相对侧面上的凹槽是偏置的，如图8所示。刷毛的这样一种抗弯性降低在一些牙齿清洁应用场合提供优点，例如在其中刷毛簇在其纵向上具有摆动运动的电动牙刷中。图9至11显示具有包括多个杆形突出31的表面结构2的刷毛的另一个实施方案， 其中所述杆形突出被布置到在刷毛的纵向上隔开的多个环中。在所示的实施方案中，突出的每个环包括平行于刷毛纵向延伸的杆形突出和平行于刷毛的周向延伸的杆形突出，其中纵向取向的突出与周向取向的突出相间。其它构型均有可能。所述突出31被蚀刻凹槽所围绕。更具体地讲，除了前述的杆形突出31之外，刷毛 1的整个圆周表面已经经受了蚀刻处理。有利的是，所述杆形突出31具有在它们的顶部表面边界处的锐缘32。另一方面，在凹进的圆周部分和所述突出之间的过渡是圆形的，参见图 10。根据图12，突出31可具有销轴的形状。根据图12，所述销轴被无规分布在整个圆周表面上。销轴形突出31在径向上从基本圆周表面突出。在所述销轴形突出31之间的刷毛主体4的材料已经通过蚀刻被移除。有利的是，所销轴形突出的顶部表面被基本上具有 90°轮廓或夹角的锐缘32所围绕。突出的底部被圆化到基本圆周表面上，参见图12。如图13所示，在刷毛主体4上可提供通孔45，通孔45可通过如上所述的蚀刻方法而产生。如图14所示，基本上垂直于其纵向轴线贯穿刷毛主体4的所述通孔45可连接到例如通过在刷毛主体4的中心的圆柱形孔而形成的纵向腔体33。包括前述通孔45以及中心腔体33的蚀刻凹槽3可充满施用介质例如药液和/或凝胶、清洁物质或调料和香料。可通过所述通孔45来分配存储在所述中心腔体33中的物质。根据图15和16的实施方案，彼此间隔开的长丝或刷毛1的两段借助于没有空隙的两个防护物34而被屏蔽。在所述两个防护物34之间，刷毛1的一部分未被屏蔽，这样光源35可照射刷毛1的未覆盖的部分并因此覆盖层5可完全从预定刷毛1长度的所述部分被移除。接着刷毛与腐蚀剂接触，以便在所述未覆盖的刷毛部分中，刷毛的直径被缩小，即赋予刷毛缩小的直径部分。如图16所示，具有缩小直径部分37与较大或初始直径部分38 相间。如附图标号36所指示的那样，刷毛粗纱可在缩小直径部分被剪切成段。这允许在如图17所示的后续处理步骤中产生具有尖锐的或针状尖端的锥形刷毛。如可从附图18至27所见，也可采用前述蚀刻方法以便制造横截面沿着刷毛的纵向延伸部变化的刷毛。如图19和20所示，在已经以前述方式被蚀刻之后，长丝1在横截平面76上具有不变的直径D，而在横截平面84上(参见图19)，所述长丝具有缩小直径d，参见图20。此外，在所述两个横截平面76和84之间，长丝具有包括从横截平面77延伸到横截平面83的螺旋形凹槽的蚀刻表面结构，参见图19。更确切地说，所述螺旋形凹槽3由具有细长形状和缩小直径的蚀刻区域而形成，其中所述细长凹槽的边缘具有如附图所示的螺旋形形状。在两个相对象限39的每个中，存在着在所述平面77和83之间延伸的台阶，其中所述台阶沿着具有对应于右旋螺纹的顺时针方向螺距的螺旋线40而行。另一方面，在两个相对象限41的每个中，存在着在所述平面77和83之间的台阶，其中所述台阶沿着对应于左旋螺纹的逆时针方向螺距的螺旋线42而行。如通过图19和20的比较可见，所述螺旋线40和42彼此在分别位于平面77和83 上的点43和44处相交，参见图19和20。因此，在所述交点43和44处，由螺旋线40和42 限定了一种尖端或针状轮廓。如可从图21至27所见，在相应的螺旋线40和42之间的蚀刻凹槽3的宽度沿着刷毛的纵向延伸部变化，更确切地说，从平面78增大到平面82。因此，刷毛在其横截面上沿着刷毛的纵向延伸部从横截平面到横截平面连续地变化。由螺旋线40和42所限定的并限制其间凹槽的台阶的底部边缘是略微圆形，而优选地与未蚀刻直径部分接壤的上边缘32(参见例如图24)优选地是具有约90°夹角的锐缘。考虑在螺旋线40和42之间通过蚀刻方法所限定的扇形中的缩小直径d以及另一个方面考虑在未蚀刻扇形中的大直径D，可确定或计算平均直径。鉴于在螺旋线40和42之间蚀刻凹槽的宽度变化，刷毛1的所述平均直径并因此刚度和/或柱强度或抗弯性从横截平面76或77上的最大值连续变化到平面83和84上的最小值。类似于图17中所给出的图例，具有如图18至27所示螺旋形凹槽的刷毛也可在后续处理步骤中被进一步加工以便产生具有锐利的或针状尖端的锥形刷毛。产生缩小直径部分和螺旋形凹槽的前述蚀刻步骤减少了对于所述锥形台阶的所必需的工作量并因此降低了制造成本。所述的方法可应用于具有圆形横截面的长丝，但也可应用于具有偏离圆形横截面的长丝。相应的长丝或刷毛可用于刷子和扫帚，而且也用于牙线、纺织品、席子、衬垫、网、海绵、隔热物、纱线和线以及其它应用。然而，对于所述刷毛1的特别优选的应用是在牙刷头部M的刷毛簇53中采用此类刷毛，甚至更具体地讲在电动牙刷55中采用其(图观)。本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲均是指所引用数值和围绕那个数值的功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。除非明确排除或换句话讲有所限制，本文中引用的每一个文件，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请，均据此以引用方式全文并入本文。对任何文献的引用均不是承认其为本文公开的或受权利要求书保护的任何发明的现有技术、或承认其独立地或以与任何其它一个或多个参考文献的任何组合的方式提出、建议或公开任何此类发明。此外，如果此文献中术语的任何含义或定义与任何以引用方式并入本文的文献中同一术语的任何含义或定义相冲突，将以此文献中赋予那个术语的含义或定义为准。尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明，但对本领域的技术人员来讲显而易见的是，在不背离本发明的实质和范围的情况下可作出许多其它的改变和变型。因此，这意味着在所附权利要求中包括了属于本发明范围内的所有这些改变和变型。
权利要求
1.一种制造长丝、具体地讲刷毛、更具体地讲牙刷刷毛的方法，其中所述长丝被赋予表面结构，所述表面结构包括至少一个例如浅凹和凹陷的表面凹槽，所述方法包括其至少一部分由可被腐蚀剂溶解的材料制成的长丝主体用对于所述腐蚀剂稳定的覆盖层进行部分地覆盖，使得基本上对应于所述至少一个表面凹陷的所述长丝主体的表面部分未被覆盖，以及使所述长丝主体与所述腐蚀剂接触有限的时间以在所述未覆盖表面部分中产生表面凹陷。
2.如前述权利要求所述的方法，其中以多个步骤提供了所述覆盖层，其中在第一步骤中，欲与腐蚀剂接触的长丝主体部分完全用连续的覆盖层进行覆盖，并且在进一步的步骤中所述连续覆盖层的一部分被移除以提供具有至少一个空隙的所述覆盖层。
3.如前述权利要求所述的方法，其中所述连续覆盖层由感光材料制成，其中仅所述连续覆盖层的一部分优选地通过面对所述长丝主体的掩模用光或辐射物进行照射，并且其中经受光照的覆盖层部分或剩余的覆盖层部分通过将覆盖层与感光显影剂接触而移除。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中所述覆盖层在共挤出步骤中被共挤出到所述长丝主体上，在所述共挤出步骤中，优选地由对于腐蚀剂稳定的覆盖层材料和可被所述腐蚀剂溶解的第二材料的不均勻混合物制成的连续覆盖层被共挤出到由可被腐蚀剂溶解的材料制成的长丝主体上，并且其中在进一步的步骤中，所述共挤出覆盖层的一部分被移除以在所述覆盖层中形成至少一个空隙并且将长丝主体通过所述至少一个空隙暴露于腐蚀剂。
5.如前述权利要求之一所述的方法，其中用覆盖层覆盖所述长丝主体的步骤和将部分地覆盖的长丝主体与腐蚀剂接触的步骤在其中长的长丝粗纱被连续移动过辐射工位、覆盖层移除工位和蚀刻工位的连续方法中实现，其中在已经将表面结构赋予所述移动长丝粗纱之后，所述长丝粗纱被剪切成多根长丝。
6.如前述权利要求之一所述的方法，其中通过至少一个工具在覆盖层中产生了至少一个空隙。
7.如前述权利要求之一所述的方法，其中彼此间隔开的长丝的两部分通过两个防护物进行屏蔽，其中其间长丝的未屏蔽部分被照射以移除在所述未覆盖部分中的覆盖层，其中接着在进一步的步骤中，长丝主体与所述腐蚀剂在其中覆盖层被移除以产生缩小直径部分的所述部分中接触有限的时间，并且其中优选地在进一步的步骤中，所述长丝在缩小直径部分处被切割成段。
8.如前述权利要求之一所述的方法，其中在进一步的步骤中，所述长丝被重新加工，优选机加工，使得长丝被赋予锥形尖端。
9.一种包括具有至少一个例如浅凹和凹陷的表面凹槽的表面结构的长丝，具体地讲通过如前述权利要求之一所述的方法制造的牙齿清洁刷毛，所述长丝包括所述表面结构包括在至少部分地由可被腐蚀剂溶解的材料制成的长丝主体中的至少一个蚀刻凹陷或蚀刻凹槽。
10.如前述权利要求所述的长丝，其中所述长丝主体在其紧邻所述表面凹陷的和/或在多个表面凹陷之间的表面上覆盖有对所述腐蚀剂稳定的材料的、优选感光的和/或可通过显影剂移除的材料的覆盖层。
11.如前述权利要求之一所述的长丝，其中所述覆盖层形成限定长丝的圆周表面的一部分的径向上伸出所述至少一个表面凹槽和/或具有长丝直径的小于20%、优选小于10% 的厚度的表面层。
12.如前述权利要求所述的长丝，其中所述蚀刻凹陷或蚀刻凹槽具有限定所述蚀刻凹陷或蚀刻凹槽与所述长丝主体的相邻表面部分划界的锐缘。
13.如前述权利要求之一所述的长丝，其中所述至少一个蚀刻凹槽具有在长丝长度的至少三分之一优选地超过一半之上延伸并且轮廓做成使得长丝的横截面在形状上沿着其长度的所述至少三分之一优选地至少一半变化的细长形状，其中优选地所述蚀刻凹槽具有螺旋形轮廓。
14.如前述权利要求之一所述的长丝，其中所述蚀刻凹陷或蚀刻凹槽至少部分地填充有用于被施用到牙齿和/或牙龈或者施用到其它表面的施用物质。
15.如前述权利要求之一所述的长丝，其中所述表面结构包括分布在长丝表面上使得长丝刚度降低的多个表面凹槽。
16.一种用于优选为电动牙刷的牙刷头部，所述牙刷头部包括至少一个刷毛簇，所述至少一个刷毛簇包括由如前述权利要求之一所述的长丝制成的至少一根刷毛。
全文摘要
本发明一般涉及刷毛，具体地讲包括具有至少一个例如浅凹和凹陷的表面凹槽的表面结构的牙齿清洁刷毛，并且涉及用于制造这样一种刷毛的方法。此外，本发明也涉及包括多个此类刷毛簇的牙刷头部。根据本发明，用于制造刷毛的方法其特征在于其至少一部分由可被腐蚀剂溶解的材料制成的刷毛主体用对于所述腐蚀剂稳定的覆盖层进行部分地覆盖，使得基本上对应于所述至少一个表面凹陷的所述刷毛主体的表面部分未被覆盖，以及所述刷毛主体与所述腐蚀剂接触有限时间以在所述未覆盖表面部分中产生表面凹槽。因此，根据本发明的刷毛的特征在于其表面结构包括在至少部分地由可被腐蚀剂溶解的材料制成的刷毛主体中的至少一个蚀刻凹陷或蚀刻凹槽。
文档编号D01D10/00GK102341016SQ201080010274
公开日2012年2月1日 申请日期2010年3月3日 优先权日2009年3月4日
发明者卡尔·赫佐格 申请人:博朗有限公司