专利名称：提供增强清洁的带有刷毛图案的牙刷的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种牙刷，更具体地涉及一种具有为了达到更好的清洁，能够提供与牙齿外形具有增强的顺应性的集刷毛簇弹性、密度、角度和修整于一体的特定组合的牙刷。
背景技术：
牙刷的首要目的是通过去除包括弯曲的牙齿外表面以及牙齿之间的邻间表面(也就是牙齿的外形)的牙齿表面的牙斑和残留物来清洁牙齿。为了便于这种清洁，通常的牙刷一般包括均一长度的刷毛簇，平直的刷毛修整，每个刷毛的一端被保持并且固定在刷头上，另一端是用来刷牙的自由端。具有这种通常的平直的刷毛修整的牙刷限制了其适应每个牙齿的弯曲表面或者穿进牙齿之间的邻间区域的能力。
使用者为了促使具有这种一般的平直修整刷毛的牙刷适应弯曲的牙齿并且穿过和达到邻间牙齿的表面的要求，通过用力的应用牙刷使刷毛充分的变形为牙齿的形状来实现。在牙刷的结构没有和牙齿以及牙齿之间充分的符合的情况下，这种牙刷的用力的应用会有害地导致齿龈的过度磨损和刺激齿龈而不能提供理想的清洁。
美国专利5,742,972公开一种具有修整刷毛的牙刷，其包含在刷头的尖部区域，距手柄最远，一具有邻接于尖部的最长的刷毛簇的下倾斜的刷毛簇子组。沿着刷头的根部区域，最接近手柄的位置，是一串刷毛行，在其中任何横截面形状都是中凹的，也就是说，沿着牙刷的每个边的刷毛簇比那些接近牙刷中心的刷毛簇长。这种簇的组合被设计成通过较好适应对牙齿的牙齿间的弯曲的表面和提供增强的牙齿邻间的以及牙龈缘的清洁。虽然这种簇的组合能够比通常使用的具有统一的长度、平直整齐的牙刷提供更好的对牙列外形的顺应性，但是它没有能够提供理想的增强清洁功能所必要的簇和修整(trim)的多样性。
另一方面，美国专利5,335,389、5,341,537、5,446,940和Des352,396公开了包括与公开的牙刷的表面正交并且成锐角的较长的和较短的刷毛簇和刷毛条的组合的各种各样的其他的牙刷。如在US5,742,972中一样，这些牙刷比通常的平直修整的牙刷更适应牙齿的弯曲的表面；但是也象在US5,742,972中一样，他们不具有能够提供理想的增强清洁功能的刷毛簇和修整的多样性。
PCT国际公布WO99/23910公开了一种带有较多的不同的簇(也就是五种不同的刷毛簇)的牙刷，这种牙刷包括截面积大约0.0373平方英寸(0.241cm2)的第一个位于牙刷尖部的放大的簇。这个放大的簇由均匀的、平直修整的、0.440英寸(11.176mm)的长刷毛组成并且浓密地充满这个放大的簇，这个放大的簇成角度地在前遍布在牙刷的尖部。其他的公开的刷毛簇沿着刷头大体上排列为三列，每列包含大约10行具有交替长度的簇。沿着头的每个侧边的这两个外侧的列，包含0.350英寸(8.890mm)长，横截面积为0.0027平方英寸(0.0174cm2)的圆截面的簇；交替着0.440英寸(11.176mm)长，横截面积为0.0045平方英寸(0.029cm2)的矩形簇。中间的列包含0.440英寸(11.176mm)长，0.0045平方英寸(0.029cm2)横截面积的矩形簇，其中交替着比较短的0.350英寸(8.890mm)长，0.0084平方英寸(0.0542cm2)横截面积的矩形簇。如在美国专利5,511,275中公开的刷毛簇的硬度与在刷毛簇中的刷毛的数量成正比例并且正比于装填的密度，也就是，支持系数。在WO99/23910中公开的大的、0.0373(0.241cm2)和0.0084平方英寸(0.0542cm2)、浓密装填的、均匀平整的刷毛簇显示出如在美国专利5,511,275中描述的显著的支撑力和硬度，在没有使用者有害的、过度用力应用的条件下，会降低牙刷的与牙齿的弯曲表面相适应的能力。
在本领域中需要具有多样簇的牙刷，包括弯曲的刷毛修整并且其中刷毛簇更好地与牙齿的曲度相顺应以在不需要使用者施加有害的过度刷力的条件下提供增强的清洁。
发明内容
本发明包括与细长的手柄连接的细长的头部的牙刷，其中头部具有第一和第二组从此延伸的有弹性的刷毛簇，两组均具有包含至少有一个曲率半径的修整图案以提供增强的与牙齿曲度的一致性；第一组位于牙刷头的尖部的附近，包括稍微朝牙刷的尖部方向倾斜的刷毛簇，并且其中刷毛簇被相对浓密地装填起来，提供刷毛簇的弹性和外形的特征的组合以便与牙齿的曲度相一致从而提供它的增强的清洁功能。第二组包括大约在第二组外周的朝牙刷的尖部成锐角的第一子组刷毛簇以及朝向牙刷的手柄成锐角的第二子组刷毛簇，其中为了达到能够在通过有效比率的使用者使用的刷牙方法，即在牙齿正面和朝向舌头的牙齿表面的来回刷洗期间提供牙齿之间牙间隙的增强的穿透性的组合特性，这两个刷毛簇的子组进行相对稀疏的装填。
本发明的第二个实施例包括第一个实施例的两组刷毛簇，其中在第二组中，刷毛簇的行是长短交替的，在没有妨碍相邻的行紧靠牙齿的正面或者朝向舌的牙齿表面的情况下，允许每个较长的行更深地穿透牙间隙以到达并且清洁其中的牙齿表面，因此增强了牙刷与牙齿的曲度更好地顺应的能力以增强清洁。
附图的简要说明虽然本说明书以具体指出并且明确地要求本发明的权利的权利要求书作结论，但是相信通过下述的结合附图的几个特定的优选实施例的说明能够更好的理解本发明，其中相同的数字标识表示相同的元件，其中
图1是显示了本发明的牙刷刷毛图案的实施例的透视图；图2是图1的实施例的侧面正视图，另外一侧面正视图是图2的镜像；图3是图1的实施例的侧面正视图，显示了第一部分刷毛图案，仅仅包括如图3A中显示的刷毛簇，图3A是刷头的顶视图，其中每个显示的刷毛簇显示为圆圈，每个缺少的刷毛簇的位置显示为十字(+)；图4是图1的实施例的侧面正视图，显示了第二部分刷毛图案，仅仅包括在图4A中显示的刷毛簇，图4A是刷头的顶视图，其符号与图3A的相同。
图5是图1的实施例的刷头的顶视图，每个刷毛簇显示为圆圈。
图5A是显示了图5中的在示出的方向上横过横截面A-A的刷毛簇的横截面的正面图。
优选实施例的详细描述现在参考图1，牙刷10的透视图显示了细长的手柄12的部分以及具有沿着头部表面20延伸的两组刷毛簇16、18的细长的头部14，两个刷毛簇组16、18使本发明的特征和结构具体化。在两组16、18中的每一个中的刷毛簇被设计成是有弹性的，因此很容易使其与牙齿的不均匀的外形相一致。这种有弹性的刷毛簇最好具有大约0.05(1.27mm)至大约0.01英寸(0.254mm)直径以及与其相应的大约0.001平方英寸(0.00645cm2)至大约0.006平方英寸(0.03871cm2)的圆截面。在两组16、18中的每一组中的刷毛簇一般以基本上横断头部14的纵轴C-C的行排列，并且其中行可以仅仅包括一个刷毛簇。即使没有完全的显示出来，读者可以理解手柄12向更远处延伸。
在本发明中的刷毛簇的每组16、18的刷毛修整至少包括一个曲率半径以更好的适应牙列(dentiture)的弯曲外形。最好的是第一组16具有弯曲侧面的刷毛修整，分成具有不同修整曲率半径的前面部分和后面部分。参见图2，具有第一曲率半径R1的前面部分相对于刷子表面20是凸出的，向刷头14的尖部22弯曲。这个第一曲率半径R1应该从大约4至6mm并且仅仅设计接近牙刷10的尖部22的刷毛的最初的2或者3行的刷毛修整。优选的是后部具有大约10至20mm的第二曲率半径R2，并且向离开牙刷10的尖部22方向弯曲，相对于刷子的表面20凸起，参见图2。当使用者经常以与牙齿正面成轻微的角度持着牙刷10的时候，这些半径R1和R2增强刷毛簇的第一组16的洗刷和清洁弯曲的邻间区域的能力，尤其是在使用者洗刷后面牙齿时。
如图5A所示，作为图5中显示的第二组18的横截面，第二组18的优选的刷毛修整包含以纵向穿过的沟槽形式的曲率半径R3。这个沟槽具有从大约0.0787英寸(2mm)至大约0.2362英寸(6mm)的曲率半径R3并且最好是大约0.1181英寸(3mm)。这个沟槽增强第二组18的在正面和咬合面以及朝向舌的表面和咬合面之间的牙齿的弯曲部分相顺应的能力；当洗刷后面的牙齿的时候这种顺应是特别重要的。
参考图2，本发明的侧面正视图，可以看出最接近头部14的尖部22的在第一组刷毛簇16中的刷毛簇的密度比最接近手柄12的第二组刷毛簇18中的刷毛簇的密度大。在第一组16范围内的相对较大的簇密度促进组的刷洗相对平整的正面、朝向舌的表面以及咬合的牙齿表面的能力以增强清洁。在第一组16范围内，最接近头部14的边的外部刷毛簇(在下文中为外围的簇)之间的间隔最好是从大约0.0787英寸(2mm)至大约0.1181英寸(3mm)之间，相对浓密的间隔仍然有利于上面讨论的理想的弹性。其它的在第一刷毛组16范围内的内部刷毛簇最好沿着纵轴C-C配置并且位于正中从而位于外围簇之间的中部。
在本发明中，在第二组18范围内的较小的刷毛簇密度导致沿着刷头14，在外围簇之间的纵向间隙最好是从中心到中心大约从0.1378英寸(3.5mm)至大约0.1575英寸(4.0mm)。在第二组18中横跨过头部14的刷毛簇之间的中心到中心的间隙最好是至少大约0.0787英寸(2mm)。在第二组18范围内的内部刷毛簇也最好设置成使它们的中心彼此横向排列，但是在横向上与外围簇的中心至少横向错开大约0.00787英寸(0.2mm)，它们自己彼此之间是横向排列的。在第二组范围内的较低的簇密度与刷毛簇的自然弹性和横过刷头14的刷毛簇的轻微摇摆相结合促进刷毛簇穿入邻间区域。进一步的，在第二组18范围内的这种特征的合并在没有相互干扰的条件下，增强了簇弯曲的自由度，因此他们展示了较大的移动和张开性，以轻轻拂去或者其他方法移去陷入邻间区域中的食物微粒。
参考图3和图4，图1的实施例的侧面正视图，显示了分别在表示刷头的顶视图的图3A和4A中显示的仅仅包含刷毛簇的部分刷毛图案；其中在图3A和4A中存在的刷毛簇显示为圆圈并且每个缺少的/没有显示的刷毛簇显示为十字(+)。如在图3中所示，在第一组范围内的刷毛簇最好是朝牙刷10的尖部22的方向成角度α弯曲。这个角度α与刷子表面20的垂线成大约3至7度，最好与垂线的角度是大约5度。当使用者经常以与正面的齿面成轻微的锐角握住牙刷10的时候，这个角度允许第一组16的刷毛簇在刷牙期间牙刷进入或者移出口腔时比较垂直地放到正面的齿面上。
继续参考附图3和4，并且观察第二组18，其中外围刷毛簇朝着牙刷10的尖部22的方向成角度β的锐角，并且内部的刷毛簇朝着牙刷10的手柄12的方向成角度φ的锐角。最好这些刷毛簇在它们各自的方向上与刷子表面20的垂线所成的角度β或者φ具有大约8至大约15度的角度。这些角度允许刷毛簇在刷牙期间牙刷进入或者移出口腔时候更好地穿过牙齿邻间区域。
本发明的另外一个实施例是第二组中的有角度的刷毛簇的行是长短交错的，也就是相应于牙刷10的表面20是有高有低的。优选的是成角度的刷毛簇的较长的行至少是0.0394英寸(1mm)并且更优选的是在长度上比有角度的刷毛簇的较短的行长大约0.0591英寸(1.5mm)至大约0.0787英寸(2mm)；因此例如，在较短行范围内的刷毛簇的长度可以是0.3937英寸(1cm)，并且在较长行范围内的刷毛簇的长度可以是0.4724英寸(1.2cm)。在第二组范围内的刷毛簇的交替图案允许较长的行更深地穿入间隙空间以达到清洁的目的，而相邻的较短的行不会紧靠不同牙齿表面来约束这种穿入。
任何通用的弹性的刷毛材料可以在本发明中利用。尼龙和聚酯是优选的刷毛材料，其中尼龙是最优选的。一种优选的尼龙品牌，6，12尼龙可从E.I.DuPont de Nemours和Delaware的Wilmington公司获得，商品名称为TYNEX。
除了具有弹性之外，最好本发明的刷毛柔软得足以清洁牙龈缘并且移除碎屑和牙斑而不会引起刺激和流血。最好刷毛具有圆形的末端并且具有在大约0.003英寸(0.0762mm)和大约0.012英寸(0.3048mm)之间的直径，最优选的是具有在0.005英寸(0.127mm)和0.008英寸(0.2032mm)之间的直径。
在簇中的刷毛可以利用典型的装钉技术或者利用例如在美国专利4,635,313、4,637,660、4,954,305、5,045,267、5,390,984、5,533,791、5,609,890和5,823,633中公开的更新型的非装钉技术植入到牙刷表面20中。这些非装钉技术涉及到通过加热刷毛簇和刷头14将刷毛簇熔入刷头14中，从而使它们集合在一起；或者刷毛簇的末端在牙刷材料导入之前被预先放置到注塑模中，然后牙刷材料注入到刷毛簇的末端周围，将刷毛簇固定在牙刷头部14中的指定位置。
权利要求
1.一种增强清洁的牙刷，包括(a)一细长的手柄(12)；(b)一与手柄(12)相连接并且从手柄延伸的细长的头部(14)，头部(14)在距离手柄(12)的远端尖部(22)结束，(c)该细长的头部(14)在其一侧具有表面(20)和穿过它的纵轴；(d)多个有弹性的刷毛簇从表面(20)延伸出来；(e)刷毛簇被组合成较浓密填塞的位于接近尖部(22)的刷毛簇的第一组(16)和较稀疏填塞的与第一组(16)邻接的第二组(18)并且均匀延伸通过表面(20)至手柄(12)；(f)第一和第二刷毛簇组(16，18)中均具有至少一个曲率半径的修整图案；(g)在第一组(16)范围内的刷毛簇朝尖部(22)的方向相对于表面(20)成锐角(α)；并且(h)第二刷毛组(18)具有第一和第二刷毛簇子组，第一子组包括与细长的头部(14)的每边邻接的外围刷毛簇并且刷毛簇的行最接近手柄(12)，刷毛簇的第一子组朝尖部(22)的方向相对于表面(20)成锐角(β)，包括在第二组(18)中的刷毛簇的第二刷毛簇子组朝手柄(12)的方向相对于表面(20)成锐角(Φ)。
2.根据权利要求1的牙刷，其特征在于，刷毛簇的横截面是圆形的。
3.根据权利要求1的牙刷，其特征在于，有弹性的刷毛簇的横截面积是大约0.001平方英寸(0.00645cm2)至大约0.006平方英寸(0.0387cm2)。
4.根据权利要求1的牙刷，其特征在于，第一组(16)被划分成两部分，前面的部分邻接于刷头的尖部(20)，并且后面的部分邻接于手柄(12)，前面的部分具有第一曲率半径(R1)的弯曲的侧面修整外形，并且后面部分具有第二曲率半径(R2)的弯曲的侧面修整外形。
5.根据权利要求4的牙刷，其特征在于，第一曲率半径(R1)是大约0.1575英寸(4mm)至大约0.2362英寸(6mm)。
6.根据权利要求4的牙刷，其特征在于，第二曲率半径(R2)是大约0.3937英寸(10mm)至大约0.7874英寸(20mm)。
7.根据权利要求1的牙刷，其特征在于，第二组(18)具有包含朝向牙刷(10)的纵轴的沟槽的具有曲率半径(R3)的刷毛修整。
8.根据权利要求7的牙刷，其特征在于，沟槽的曲率半径(R3)是大约0.0787英寸(2mm)至大约0.2362英寸(6mm)。
9.权利要求1的牙刷，其特征在于，较浓密填塞的第一组(16)的外围刷毛簇纵向上中心到中心的间隔是大约0.0787英寸(2mm)至大约0.1181英寸(3mm)。
10.权利要求1的牙刷，其特征在于，较稀疏填塞的第二组(18)的外围刷毛簇纵向上中心到中心的间隔是大约0.1378英寸(3.5mm)至大约0.1575英寸(4.0mm)。
11.根据权利要求1的牙刷，其特征在于，在第一组(16)范围内的刷毛簇朝牙刷(10)的尖部(22)的方向与垂线所成的角度(α)是大约3至大约7度。
12.根据权利要求1的牙刷，其特征在于，外围刷毛簇朝牙刷(10)的尖部(22)方向与垂线所成的角度(β)是大约8至大约15度。
13.根据权利要求1的牙刷，其特征在于，内部刷毛簇朝牙刷(10)的手柄(12)方向与垂线所成的角度(Φ)是大约8至大约15度。
14.一种增强清洁的牙刷，包括(a)一细长的手柄(12)；(b)一与手柄(12)相连接并且从手柄延伸的延长的头部(14)，头部(14)在距离手柄(12)的远端尖部(22)结束，(c)该细长的头部(14)在其一侧具有表面(20)和穿过它的纵轴；(d)多个有弹性的刷毛簇从表面(20)延伸出来；(e)刷毛簇被组合成较浓密填塞的位于接近尖部(22)的刷毛簇的第一组(16)和较稀疏填塞的与第一组(16)邻接的第二组(18)，并且均匀延伸通过表面(20)至手柄(12)；(f)第一和第二刷毛簇组(16，18)中的每一个具有至少一个曲率半径的修整图案；(g)在第一组(16)范围内的刷毛簇朝尖部(22)的方向相对于表面(20)成锐角(α)；(h)第二刷毛组(18)具有第一和第二刷毛簇子组，第一子组包括与细长的头部(14)的每边邻接的外围刷毛簇并且刷毛簇的行最接近手柄(12)，刷毛簇的第一子组朝尖部(22)的方向相对于表面(20)成锐角(β)，包括在第二组(18)中的刷毛簇的第二刷毛簇子组朝手柄(12)的方向相对于表面(20)成锐角(Φ)；以及(i)在第二组中的刷毛簇的行是高低交错的。
15.根据权利要求14的牙刷，其特征在于，刷毛簇的横截面是圆形的。
16.根据权利要求14的牙刷，其特征在于，有弹性的刷毛簇的横截面积是大约0.001平方英寸(0.00645cm2)至大约0.006平方英寸(0.0387cm2)。
17.根据权利要求14的牙刷，其特征在于，第一组(16)被划分成两部分，前面的部分邻接于刷头的尖部(20)并且后面的部分邻接于手柄(12)，前面的部分具有第一曲率半径(R1)的弯曲的侧面修整外形，并且后面部分具有第二曲率半径(R2)的弯曲的侧面修整外形。
18.根据权利要求17的牙刷，其特征在于，第一曲率半径(R1)是大约0.1575英寸(4mm)至大约0.2362英寸(6mm)。
19.根据权利要求17的牙刷，其特征在于，第二曲率半径(R2)是大约10至大约20mm。
20.根据权利要求14的牙刷，其特征在于，第二组(18)具有包含朝向牙刷(10)的纵轴的沟槽的具有曲率半径(R3)的刷毛修整。
21.根据权利要求20的牙刷，其特征在于，沟槽的曲率半径(R3)是大约0.0787英寸(2mm)至大约0.2362英寸(6mm)。
22.权利要求14的牙刷，其特征在于，较浓密填塞的第一组(16)的外围刷毛簇纵向上中心到中心的间隔是大约0.0787英寸(2mm)至大约0.1181英寸(3mm)。
23.权利要求14的牙刷，其特征在于，较稀疏填塞的第二组(18)的外围刷毛簇纵向上中心到中心的间隔是大约0.1378英寸(3.5mm)至大约0.1575英寸(4.0mm)。
24.根据权利要求14的牙刷，其特征在于，在第一组(16)范围内的刷毛簇朝牙刷(10)的尖部(22)的方向与垂线所成的角度(α)是大约3至大约7度。
25.根据权利要求14的牙刷，其特征在于，外围刷毛簇朝牙刷(10)的尖部(22)方向的角度(β)是大约8至大约15度。
26.根据权利要求14的牙刷，其特征在于，内部刷毛簇朝牙刷(10)的手柄(12)方向的角度(Φ)是大约8至大约15度。
27.根据权利要求14的牙刷，其特征在于，在第二组范围内的较短行中的刷毛簇的长度是0.3937英寸(1cm)，并且在第二组范围内的较长的行中的刷毛簇的长度是0.4724英寸(1.2cm)。
全文摘要
根据本发明的实践，一种牙刷，具有两种独特的有弹性的刷毛组，这两个刷毛组为与牙刷的尖部邻接的较稠密填塞的第一刷毛簇组和距离尖部较远的较稀疏填塞的第二刷毛簇组。每个组包含至少一个曲率半径，并且第二组包含两个刷毛簇子组，刷毛簇的第一个子组朝牙刷的尖部的方向成一角度并且另外一个向反方向成一角度，这些特征的组合提供增强的与牙齿的曲度的顺应性并且增强了其清洁能力。
文档编号A46B9/04GK1547441SQ02816657
公开日2004年11月17日 申请日期2002年7月1日 优先权日2001年7月2日
发明者G·赫勒鲁德, G 赫勒鲁德, N·T·维斯泰姆, 维斯泰姆, S·坎文维克库尔, 奈 丝舛, T·E·明特尔, 明特尔 申请人:高露洁-棕榄公司, 乔丹