专利名称：显示与时间相关的过程的方法及牙刷的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示如权利要求1的前序部分所述的、与时间相关的过程的方法以及如权利要求12的前序部分所述的牙刷。
背景技术：
从美国专利文件US4229813中可了解到这种方法。在这种方法中，在检测时间的开始，挤压充满液体的包囊并将包囊中的液体施加到印有颜料的过滤材料的带的端部。液体溶解带中的颜料，结果立刻发生扩散，颜料以预定时间沿带移动，使得使用者可以辨别从前端的刻度开始已经进行了多长的时间检测。可以看出，这种结构的不利之处是由于在指示带上不能形成清晰的颜料边缘，因而只能很不精确地读出所经历的时间。
另外，根据日本专利说明书1141976可知，其保护一种在扩散过程中能获得用于时间测量的清晰的前端的特定材料的组合。在这种情况下，载体材料(carrier meterial)是琼脂凝胶物，基质或溶解物质是水，颜料是亚甲蓝。由于所使用的琼脂凝胶物已含有水溶液，因此起始过程较难显现。而且，凝胶变体具有大的表面积，这将加剧凝胶在实际进行时间测量之前变干。
从美国专利文件US4802255中获知的是一种具有使用指示器的牙刷，其中刷毛中含有的颜料随着洁牙过程中使用时间的递增逐渐漏失。
发明内容
据此，本发明的目的是提供一种对如权利要求1前序部分所述的方法进行改进的方法，使有色的前端在几个月内始终很清晰，因而可以清楚地读出所经历的时间。同时，可以利用简单机构提供非常便宜的显示装置。
本发明的另一目的是提供一种如权利要求12的前序部分所述的牙刷，借助这种牙刷可以获得便于操纵的使用显示。
通过权利要求1的特征部分的特征可实现本发明的有关方法的目的。由于多孔承载材料(support meterial)的条件是使颜料分子粘附于其内表面上，因此，根据本发明可形成清晰的着色前端，这可精确地向操作者显示出从时间测量开始所经历的时间。水(或溶剂)以及颜料分子经历布朗(Brownian)分子运动，即，它们在织物结构的显微级小腔中来回移动并沉积在边界面上。颜料分子的剩余物在扩散过程中进一步移动并试图沉积在其他的也是自由的边界面上。在已经沉积了颜料分子之处，不再沉积颜料分子，于是这些颜料通过扩散过程进一步被传送到溶剂中。由于在任何基质中扩散过程是瞬时的预定过程，因此，通过选择颜料、指示带的材料和所选液体可以预先确定扩散率，以这样的方式可获得用于不同时间间隔的时间测量装置。
为了获得这种清晰的扩散前端，应对所述组合进行选择，使得可粘附于承载材料上的颜料量很少。粘附在承载材料上的颜料分子的扩散必定大大低于自由地处于溶剂中的颜料分子的扩散。此外，在较高的浓度下，颜料可能不再完全受承载材料的限制。可使指示带、液体和颜料的材料彼此匹配，致使颜料分子可以粘附于指示带上直到小孔的边界面由颜料分子覆盖，同时颜料分子的剩余物进一步扩散到液体中，从而以与时间相关的方式进行粘附过程。
在另一种形式中，液体在存储腔中溶解。使存储腔中的内装物与指示带连通之后，沿指示带逐渐扩散的颜料显示出当前的使用状况。
如果颜料由来自SIGMA-ALDRICH Chemie GmbH，Postfach 1161，D-82018 Taufkirchen的“视紫红B(Erythrosin B)”C.I.45430(红色颜料)构成，而指示带由纤维素滤纸构成，则可形成极清晰的分离层。缩写C.I.代表比色指数。这里用水作为液体。在这种结构中，指示带呈红色。因此通过颜料、溶剂和作为承载材料的多孔指示带的适当结合可以获得清晰的前端(扩散前端)。
为了用蓝色颜料获得同样的效果和指示，可提供考马斯亮靛蓝G(CoomassieBrilliant Blue G 250”)(C.I.42655)颜料，这种颜料可以从VWR International GmbH，Hilpertstrasse 20a in D-64259Darmstadt处订购。缩写C.I.代表比色指数。
由于被施加到指示带上的液体不再被直接施加到指示带的具有颜料的区域而被施加到指示带上的与颜料相对的位置上(权利要求5和16)，由于毛细管力或其他流动机构，液体最初沿有色区域的方向在指示带上移动，即，开始朝着具有颜料的局部区域移动直到颜料到达该区域。此过程发生的时间非常短，因此可使指示带上的颜料与液体混合并溶解。由于整个指示带因此而变湿并且液体溶解了颜料，因此颜料开始沿刻度方向朝指示带中的存储腔向回扩散。此时颜料粒子沉积在指示带的多孔边缘位置，同时超出的部分进一步朝尚未着色的指示带的端部扩散。借此在颜料层和指示带的不同颜色的剩余物之间形成较高对比度的边界层。颜料的扩散时间越长，可进行时间测量的时间就越长。
权利要求6的特征可确保指示带不变干，于是可始终保持指示带潮湿，因而可以在非常长的时间里进行时间测量。
权利要求7的特征一方面可使指示带用于水密封防护覆层，而且由于具有此水密封防护覆层，一旦开启密集的存储腔，存储腔中的水将传送到指示带，然后指示带将水保留于其中。
权利要求8的特征使时间测量的开头特别简单，此时操作者可用手稳固而简单地将存储腔挤压在一起，使存储腔破裂而使液体流进指示带。当然，也可将存储腔选择成其他开放式机制，例如在存储腔上构成过压阀或借助于热力作用的介入。
通过权利要求11的特征可解决与牙刷相关的目的。
在其他从属权利要求中给出了本发明的另一些优选结构。
附图示出了本发明的示例性实施方式，下面将对该实施方式进行详细说明。附图中图1以放大的比例示出了本发明显示装置的纵向剖面，图中示意地示出了将显示装置设置在部件壁的凹槽内，该图仅部分地显示了该部件；图2是固定在图1所示部件上的显示装置的平面图；图3是纤维素滤纸的微观结构示意图，其中，颜料的单个颜料颗粒已经沉积在壁上；图4的前视图描绘出了不同时间间隔的四个显示装置，其中，第一显示装置显示出新状态，而最后的显示装置显示出经历时间后的状态，图中的尺寸小于在图1和2所示的示例性实施方式中的尺寸。
在图1和2中，显示装置1由以不泄漏压力和不透水的方式密封的狭长的防护覆层2构成，其具有延伸为大约与防护覆层2本身的长度和宽度相等的接收分隔间3。防护覆层2的薄壁4由不透水的透明塑料制成，优选由商品名(tradename)为Aclar(制造商Honeywell)的三氟氯乙烯(CTFE)或由商品名为Topas(制造商Ticona)的环烯共聚物(COC)制成。这些材料可确保水不会从防护覆层2中冒出。
根据图1和2，位于接收分隔间3的右端的是充满了水5的包囊6，其用作水5的存储腔。在图1和2的示例性实施方式中，包囊6完全充满水5。左边邻近包囊6的地方是窄的指示带7，除了包囊6周围的区域外，该指示带几乎完全填充了接收分隔间3。在左端，指示带7以浸渍、印染或其他方式含有颜料8，颜料的清晰分界线9示出了从颜料到指示带的较浅部分的颜色过渡，该分界线沿基本上垂直于显示装置1或指示带7的纵向方向延伸。在该图中颜料8显示为深色并遍布整个宽度，但是在新状态下仅分布于指示带7的非常短的长度上。这里所用的颜料8可以是如权利要求2和3的特征部分所述的视紫红B或考马斯亮靛蓝G250。
图1所示的显示装置1被插入部件表面11的凹槽10中，所述部件优选是牙刷柄12、牙刷或硬毛接收件或牙刷颈，使显示装置完全填充凹槽10而其可视表面13端部与表面11齐平。这可避免尖锐的边缘。显示装置1可以粘合、夹紧、焊接或其他方式固定于凹槽10中。此时，至少应将可视表面13构成为是透明的，而从降低成本考虑，例如可将防护覆层2的下侧构成为是不透明的。当然，如果显示装置1被用来可从两侧13、14测量时间，则两侧都必须构成为透明。
在图1和2中示出的牙刷柄12是局部剖切或从上方看到的视图。当然，如果被测量的使用时间或其他状态与该工件的使用时间有关，还可用装置的任何壁部件或任何其他工件代替牙刷柄12。
本发明的显示装置1的工作模式如下。
在显示装置处于未启动状态时，只要使用者没有从牙刷包装中取出手动牙刷和首次使用它，通过在最底端的相应颜色可指示出指示带7上构成的色标15。此时若首次使用该牙刷，使用者的手指(未显示出)必须首先从上面压到图1中所示的防护覆层2的壁4上。在开启包装的过程中，包囊可以自动开启。或者，牙刷设有促使包囊破裂的施压针(pressure pin)。据此，可将施压针设置在邻近包囊之处。施压针便于操作，但包囊应制成易于破裂。
由于防护覆层2被构成为具有弹性，在第一种情况下当足够稳固地挤压防护覆层时，覆层将压力传递到包囊6，使包囊破裂。于是，容纳在包囊6中的液体5(在本情况中是水)流进防护覆层2的接收分隔间3内，并施加到图1和2所示的指示带7(未显示)的右端16。从该处水5扩散到指示带7中并移动到远至水5使位于指示带7中的颜料8溶解的色标15处。由于此过程进行得非常快，因此，这对于时间测量来说是不重要的。此时，已着色的水5从图1和2所示的左边到右边与时间相关地扩散很长一段时间。
图3示出了过滤带7的纤维素材料的高度简化的微观图，其中，实际上非常小几乎看不到的颜料分子21在由单根纤维17形成的小孔或腔18之间来回蠕动并因此缓慢地从图1和2所示的指示带中的左边扩散到右边以及从图4中的底部扩散到顶部。在这种情况下，由于颜料材料的组分，一些颜料分子18到达纤维17的边界面19并由于吸引力的作用而被限制于此。这尤其是因为颜料的状态和由图3所示的许多纤维17组成的纤维素20导致这种对接(docking)。在颜料分子18已经粘附于纤维17的边界面19之处，颜料分子18会进一步适当地或多或少地粘附。剩余物在指示带7中进一步朝右端16扩散。由于颜料分子18粘附在纤维17的边界面19上，如果指示带7由不同颜色的最好是较浅颜色的材料构成，将形成极清晰的分界线9。因此，指示带7颜色越浅，色标15颜色越深，越可以清晰地读出时间。
图4示出了显示装置1的四个时间状态，其中，左边显示出开始，接着显示出一半，随后显示出约四分之三，最后的显示装置1显示出时间测量的终止。为了简化起见，在图4中仅示出了指示带7本身的部分和例如在旁边给出的1至4的刻度22，如此可尽快地读出所经历的时间。采用相应选择出的颜料8和纤维素20、根据最初扩散的快慢程度可将数字1至4设为小时、月或甚至年。由于扩散过程通常总是比较慢，因此它持续的时间较长，并且由于根据特定结构具有不同的扩散速率，刻度必须与扩散过程的速率匹配以便实时地显示出工作情况。
权利要求
1.一种用于显示与时间相关的过程的方法，尤其用于显示被使用的牙刷的变化的方法，该牙刷包括注有液体(5)的存储腔(6)以及开始时间记录的颜料，所述液体(5)与多孔指示带(7)相通，其中所述颜料与时间相关地在沿指示带(7)的长度使该指示带着色，其特征在于所述指示带(7)、液体(5)和颜料(8)的材料彼此相匹配，使颜料分子(18)粘附于所述指示带(7)上，受限于所述指示带的所述颜料分子的移动比自由地处于溶剂中的所述颜料分子的移动慢，当所述指示带被所述颜料分子局部覆盖之后，某些颜料分子进一步在所述液体(5)中移动，使得粘附过程与时间相关地进行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述颜料被溶解于所述存储腔中的所述液体内。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述颜料(8)被加到所述指示带的局部区域，当所述液体浸于所述指示带之后，所述颜料(8)由所述液体吸收。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述液体(5)包括水，所述颜料包括视紫红B或考马斯亮靛蓝，所述指示带由纤维素纸构成。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，开始时间测量时，所述液体被加到所述指示带上离具有所述颜料的局部区域较远的位置处，尤其被加到所述指示带的相对端处的所述指示带上。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指示带(7)由防护覆层(2)包覆，该覆层对所述液体(5)而言完全不渗透或具有极好的防渗透性能。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述液体(5)的一部分被设置在包囊(6)内，该包囊对所述液体(5)而言完全不渗透或具有极好的防渗透性能，该包囊同样以密封的方式被容纳于所述指示带的防护覆层(2)中或当所述包囊破裂时以密封的方式与所述覆层连接。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过使所述包囊(6)破裂而将所述液体(5)传送到所述指示带(7)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，利用机械压力器件、尤其是施压针使所述包囊破裂。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述机械压力器件从所述指示带的背部受压。
11.一种包括用于显示所使用的牙刷的更换情况、与时间相关的显示装置(1)的牙刷，其特征在于，该显示装置被构成在刷柄区上或刷毛接收件上或在刷柄区和刷毛接收件之间；显示装置(1)以水密封的方式由至少部分透明的防护覆层(2)包覆；在所述防护覆层(2)中设有注有液体(5)的存储腔(6)、多孔指示带(7)和颜料(8)，其中所述指示带(7)通过所述颜料(8)在其纵向延伸方向被着色。
12.根据权利要求11所述的牙刷，其特征在于，开始时间记录时，所述颜料(8)被溶解于所述存储腔(6)的所述液体(5)中。
13.根据权利要求11所述的牙刷，其特征在于，开始时间记录时，所述颜料(8)被设于所述指示带(7)的一部分上。
14.根据权利要求13所述的牙刷，其特征在于，所述液体(5)与所述指示带(7)上的所述颜料(8)连通。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的牙刷，其特征在于，所述液体(5)由水构成，所述颜料由视紫红B或考马斯亮靛蓝构成，所述指示带由纤维素滤纸构成。
16.根据权利要求13所述的牙刷，其特征在于，所述指示带的具有颜料的局部区域被设置在所述指示带的另一端上与所述存储腔相对之处。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的牙刷，其特征在于，所述液体(5)的一部分被设置于所述包囊(6)内，该包囊对所述液体而言完全不渗透或具有极好的防渗透性能，以使所述液体以密封的方式处于所述指示带的所述防护覆层(2)中。
18.根据权利要求17所述的牙刷，其特征在于，通过使所述包囊(6)破裂而将所述液体(5)传送到指示带(7)，尤其当所述包囊破裂时所述液体(5)以密封的方式与所述防护覆层(2)相通。
19.根据权利要求18所述的牙刷，其特征在于，还设有用于使所述包囊破裂的机械压力器件，尤其设有施压针。
20.根据权利要求19所述的牙刷，其特征在于，所述机械压力器件被设置在面向远离所述显示器的所述指示带的那侧上。
全文摘要
本发明公开了一种用于显示与时间相关的过程、尤其是用于显示所使用的牙刷的变化情况的显示装置(1)。该显示装置(1)由注有液体的存储腔(6)和多孔指示带(7)组成，指示带被设置在具有颜料(8)之处，颜料(8)溶解在液体(5)中，当其溶解在液体(5)中之后，其随时间的进展逐渐在指示带(7)的长度上使指示带着色。指示带(7)、液体(5)和颜料(8)的材料彼此相匹配，从而使颜料分子(18)可以粘附于指示带(7)上直到孔的边界面(19)由颜料分子(21)覆盖，同时颜料分子(21)的剩余物进一步在液体(5)中扩散而与时间相关地进行粘附过程。这就可形成清晰的带颜色的前端。
文档编号A46B15/00GK1826563SQ200480020886
公开日2006年8月30日 申请日期2004年7月19日 优先权日2003年7月19日
发明者佩德罗·施坦格, 克劳斯·霍巴谢克 申请人:百灵公司