专利名称：带电势的口腔护理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及就地产生化学药剂的装置和方法。特别是，本发明涉 及如牙刷的一种装置，它通过在一对与电解溶液连通的导体上加上电 势就地产生化学药剂。
背景技术：
口腔护理产品包括实现范围宽广的各种功能的各种各样的化学 药剂。例如，牙膏、漱口药和增白剂包含帮助清洁牙齿、杀灭细菌、 使呼气清新和/或增白牙齿的各种化学药剂。这些产品通常与一种装 置，如牙刷、撒药装置、或刮舌器配合来执行它们预定的功能。另外， 这些产品中的化学药剂可以提供别的好处，如令人愉快的味道和气 味。
构造的许多口腔护理产品具有多种功能。例如，构造的常规牙膏 常有多种功能，如清洁牙齿、防止牙垢、提供氟化物保护、使呼气清 新和增白牙齿。就这一点而论，其中化学药剂的浓度和类型在延长的 储存期间内受到化学剂互相作用和化学剂稳定性考虑的限制。
专门增白牙齿的口腔护理产品包括作为主要活性成份的氧化剂， 如过氧化氢。将这些产品配制到液体、糊剂或凝胶中加到用户的牙齿 上。在储存中，经过一段时间这些产品失去了它们增白的效果。另外， 当将这些产品加到口腔中牙齿上时它的有效期很短。例如，唾液含有 高浓度的接触酶，它在接触时很快将过氧化氢分解成氧气和水，从而 过氧化物增白剂与牙齿仅有短暂的接触。另外，含水过氧化物溶液的 低粘度也不允许过氧化物增白剂保持与牙齿的接触如需要的那么长 来实现耐久的增白，因为有唾液分泌物不断沖洗的作用。因此，希望 有高浓度的氧化剂或有效的氧化剂直接加到牙齿。
已知各种牙刷，在刷牙中当需要时它产生有益的药剂，包括氧化
剂。颁发给Joshi的美国专利5, 921， 251号公开了一种牙刷，在刷牙 期间当需要时它在牙刷中产生有益的口腔护理药剂并在它们一旦产 生后传送到用户的牙齿。Joshi的牙刷在牙刷柄内产生含有氧化剂的 流体，将它传送到牙刷的硬毛。通过在牙刷柄内电化学产生气体的电 池或通过柄内光电化学电池产生该药剂。
Joshi牙刷并不在应用的现场就地产生它的有益药剂，相反在内 部产生它们接着把它们传送到应用的现场。Joshi牙刷在牙刷柄内(使 用它的电化学气体发生器)从储存在电解液产生它的有益药剂，或者 通过由内部的光源加上光从储存在柄内的接触剂产生有益的药剂。
还已知各种牙刷，通过在牙刷柄上与牙膏浆接触的电极上加上电 压产生离子化的分子。Moran的美国专利6， 496， 998号；Moran的美 国专利出版物2003/0054321号；和Moran的美国专利出版物 2002/0177107号每个公开一种牙刷，它通过在牙刷柄上与含有氟化钠 含水牙膏接触的电极上加上电荷，产生弱的氟化物酸。Moran的牙刷 通过对含有氟化钠的含水浆糊加上3伏的电荷，产生氟化物离子。它 还通过相同的电荷电解在浆糊中的水产生双原子的氧气和氢离子。氢 离子与氟离子结合产生弱的氢氟酸(HF),它减小了在斑点中产生酸 的细菌的数量。Moran的参考文献没有公开通过对电解液加上电荷产 生除了氧气本身其他的氧化药剂的牙刷。还有，Moran的参考文献公 开了沿着牙刷柄产生氧气和氢离子但没有公开在清洗元件场内在应 用地点就地产生氧化剂。
发明内容
本发明提供一种装置，它通过在一对与电解溶液连通的导体上加 上电势就地产生化学药剂。在一个实施例中，该装置是一种牙刷，它 通过在含水电解液，如位于那里的牙膏浆加上电势在用户的嘴中产生 化学药剂。化学药剂可以包括臭氧、过氧化氢、或其他物质，取决于 各种因素如电解液的组份和牙刷的结构。牙刷包括电压源和第l组电
极用于将电势加到含水电解液。
在低电压结构中，牙刷从含水电解液中可以产生离子，如4丐离子、 氢离子、氢氧离子和氟化物离子。在高电压结构中，牙刷可以产生过 氧化氢和臭氧。在另一个低电压结构中，牙刷包括设置在第l组电极
的阳极附近的第2组电极。第1组和第2组电极配合通过将低电压加 到含水电解液和产生的氧气上从而产生氢、氧、离子、过氧化物和/ 或臭氧。在高电压结构中，牙刷可以产生氢、氧和臭氧。
本发明的其他方面提供在口腔护理装置的清洁元件的场内就地 产生化学药剂的各种方法。有关各图和相关的描述说明这些和其他的 各方面。
图1是按照本发明实施例的牙刷的透视图。
图2是图1牙刷的剖面图。
图3是图1牙刷头部的前视图。
图4是说明牙刷使用的图1牙刷头部和用户牙齿的透视图。
图5是按照本发明实施例说明就地产生化学试剂的 一种方法的流程图。
图6是按照本发明另一个实施例牙刷头部的前视图。 图7是按照本发明还有一个实施例说明就地产生臭氧的一种方法 的流程图。
图8 A是按照本发明还有 一 个实施例牙刷头部的前视图。
图8B-8D是按照本发明附加各实施例图8A头部电极结构的前视图。
图9A-9E是按照本发明还有附加的各实施例图8A头部电极结构 的前3见图。
图10A是按照本发明还有实施例的牙刷头部的前透视图。 图IOB是图IOA头部的放大图。 图IOC是图IOA头部的后透视图。
具体实施例方式
在图1-4中表示的牙刷100用于就地产生化学药剂。如这里所 用的，就地意味着在化学药剂的应用现场，如在撒药装置清洁元件的 场所，和/或使用化学药剂的位置附近。尽管这里各图中表示了牙刷 的各实施例，能够理解本发明的各个方面可以应用到更广范围的各种 装置，它们可以应用各种化学药剂或用化学药剂工作。例如，本发明
的各方面可以应用到刮舌器、牙齿增白剂撒药机、橡皮糖刺激器等。 还有，本发明的各方面可以应用到更广范围的其他有源装置。例如， 其他刷子如擦洗刷子可以利用本发明各方面的优点，如可以是海绵物 的清洗装置(如产生清洗剂)，如剃刀的修饰装置(如，产生皮层软 化剂)、如清洗伤口装置的保健装置(如，产生杀菌剂)、如洗碗机 或洗衣机的清洁装置(如，产生漂白剂)，等。
如在图1中大体所示，牙刷100在一端有支持清洁元件如硬毛104 的头部102,和在相反端的手柄部106。手柄部106有一个或多个室 用于容纳如电池或电容器的电压源108。电压源108通过开关112与 一组电极110电气连接。将电极IIO设置在头部102清洁元件区域内， 在本结构中清洁元件主要是硬毛104。在这样的位置上，电极110能
够与用户嘴内的电解液接触并在药剂的应用地点就地产生化学药剂。 电解液可以Y又包括唾液、在唾液存在下的牙膏、和/或唾液、牙膏和 如盐的导电剂的混合物，导电剂增加含水溶液的导电性。虽然表示的 是有不运动头部的牙刷，但能理解牙刷100可以有运动的头部和可以 有各种各样的结构。
电压源108与电极110电气连接用于对电极提供电势。如下面将 要更详细讨论那样，在电解液存在的情况下加上电势的作用就地产生 化学药剂。换句话说，通过在药剂施加点处的电解作用牙刷在用户的 嘴中产生化学药剂。
牙刷IOO可以用多种方式产生化学药剂，这取决于各种因素、如 牙刷的构造、加到电极110的电势、电解液的组份、电极110的组成、 等。例如，只有唾液存在的情况下，牙刷100可以产生氢、氧、过氧 化物和臭氧，取决的因素有加到电极110的电势、电极110的阴极114 和阳极116分离的距离(见图3)，和电极的组成。在离子化合物如 氯化钠、氯化钾、或碳酸钓存在的情况下，这些化合物都能含在含水 牙膏中，可以产生如氯或钙的化学药剂。在另一个例子中，牙膏含有 能活化的化学药剂的情况下，这些药剂存储在非活化状态，通过用电 荷活化可以产生化学药剂。
如在图2中所示，电压源108通过正线118和负线120连接到电 极110。正线118连接到正极116 (见图3)和负线120连接到负极 114。表示的开关112电气连接到正线118用于按照用户的需要中断
它与正极116的电气连接。但是，能够理解可以构造开关112电气中 断负线120或两根线。还有，应能理解开关112可以有多个组用于各 种电压设定，取决于所加的电压设定可以适合不同的用户、用于不同 的电解液、和/或产生不同的化学经剂。例如，高电压设定可以适合 用于只有唾液存在的情况下从水产生臭氧，如下面更加详细讨论那 样，和低电压设定可以适合用于牙膏含有氯化钾就地产生氯如下面也 要讨论那样。在另一个例子中，低电压设定可以产生一个或多个在低 电压下的第l化学药剂，如在含水牙膏存在情况下的氧和氢离子，和 高电压设定可以产生在高电压下的一个或多个第2化学药剂，如除了 氧和氢离子外的臭氧。使用已知的电压调节技术可以控制电压，如加 上电压表、变压器和/或电压调节器到电路。
电压源108可以是可更换的电池，如常^见的AAA电池，可以通过 提供电池室入口的盖122取出电池。电压源也可以是内装的电储存装 置，如电容器或可再充电电池，和它可以是内装的一次性使用电池用 于一次性使用的牙刷结构，在其他的结构中，电压源108可以包括交 流电电压源供给(未表示)。
表示的电极IIO设置在硬毛104的场地，它的构造提供在应用地 点产生化学药剂的优点，在应用地点牙刷接触用户的牙齿和在使用时 浓的牙膏正好位于那里。还有，将电极定位在硬毛区域内互相靠得很 近，在使用时在电极之间产生局部的电场，该电场不会接触用户但会 碰到唾液和牙膏。但是，应能理解可将电极IIO设置在牙刷的其他地 方，如在硬毛下沿着颈部，和可以使用多组电极。进一步还能理解牙 刷IOO可以包括不是硬毛的清洁元件，和可将电极装入到另外的清洁 元件中(如由导电聚合物制成的直立壁)。进一步还能理解可将清洁 元件或清洁元件的一部分制作成电才及。例如，电才及可以构成石更毛或其 他清洁元件或可以构成清洁元件的某部分，如硬毛的基座部分。
如在图2中所示，与硬毛104的高度相比电极IIO是相对短一些， 这样可以减小用户接触电极的可能性。通过使电极短些和用硬毛或限 制用户接触的另 一种结构包围它们可使用户接触电极的可能性在使 用中保持很低。尽管可能没有必要在使用中限制用户接触电极，如对 低电压结构，但可能仍然希望这样做以避免用户察觉电势的不舒服感 觉。用其他的方法也可以减小用户接触电极的机会，如将电极埋入到牙刷头部的凹槽中或将它们》文入到电解液可以通过的穿过头部的沟
槽中，如在图10A-10C中表示的那样结构。
如在图3中所示，阴极114和阳极116分离的距离为D。在一种 结构中，距离D是0. 1 mm到10 mm,其间加的电势是0. 2伏到400伏， 电极有暴露的外表面积为0. 2平方厘米到5平方厘米。这样的结构可 以提供有利的电极之间的电流密度为3000安倍/平方厘米到30,000 安倍/平方厘米，取决于电解液的离子导电性，它可以是每米0.1西 门子到每米100西门子和优选地为每米0. 2西门子到每米100西门子。 在一种优选的结构中，距离D是1. 5 - 3. 5 mm所用电势为0. 2 - 9伏 同时存在的电解液有导电性每米0. 4 - 10西门子。取决于象电解液组 份的各种因素，这样的结构可以提供一个或多个氧化剂的有利数量。
在操作中，在电极110间加上电势以便产生它们之间局部的电场。 当电极与电解液124 (见图4)接触时构成完整的电路，电路在阴极 114和阳极116之间引导电流。当阴极114与负线120连接时，它有 供给电子给电解液的负电荷和因而它吸引带正电的分子。同样，阳极 116与正线118连接和有吸引电子的正负荷，因而它吸引带负电的分 子。通过提供带电的分子(离子)给各电极和/或通过从阴极到阳极 传送电子电解液构成闭合的电路。
电极110可由金属制成，如铜、钢或铂，或别的导电材料，如半 导体、石墨、石墨毡材料、玻璃态的碳材料、有机导电材料、氯化银、 或聚合物导电材料、等。还有，电极110可以包括沿着一个或多个导 电区的相对不导电材料。例如，象聚合物的基底材料可以用更导电的 材料，如石墨毡覆盖。在另一个例子中，可将象铜线的导电材料埋入 或放置到如较大的聚合物结构的支持材料上。两个电极可由相同的材
:在二种结构;，阳:是由混合的^金属氧5化物或^金属氧化物
制成，它们能够在与含有氯离子或包含各种形式氯原子化合物的电解 液一起使用时减少或消除氯气的产生。虽然水溶液中的氯，如以亚氯 酸形式存在，可以是强有力的杀菌和氧化剂，但是氯气可能是有害的 和可以产生不希望的臭味。尽管在用户的嘴中在水溶液内允许氯存在 以便帮助清洗和/或增白用户的牙齿，但是仍然希望避免氯气的产生。 因此，阳极116可以包含重金属氧化物以便减少或消除氯气的产生，
如二氧化钛当电荷加到电极上时它释放出盐Ti + 。还有，电解液可能 包含亚氯酸或者在加上电荷时可能产生该酸。如Ti +的重金属盐可以 作用如路易斯酸与氯原子结合以便避免产生氯气。例如，Ti+可以与氯 原子结合产生四氯化钛。虽然四氯化钛接着在用户嘴中与水反应生成 盐酸，尽管如此还是避免了产生氯气。此外，盐酸对清洁用户的牙齿 和/或穿透牙齿的珐琅可能是有好处的。
在另一种结构中，阳极116是由玻璃态碳材料制成，如玻璃态碳 棒，当与包含氯离子或包含各种形式氯原子的化合物的电解液一起使 用时它也可以减少或消除氯气的产生。玻璃态碳是非石墨化的，碳的 致密类型通常是气体，如氯气不可渗透的，和是相对惰性的。因此， 玻璃态碳在作为阳极116使用时通过接受电子对减少在牙膏中氯化物 质的脱氯作用可能是特别有利的。所以，可以使用包括氯原子，如盐 酸或亚氯酸的有益的化学药剂，利用它们预定的杀菌和氧化优点而不 会产生显著数量的氯气，如果有的话。
图4说明使用牙刷100来清洁和/或增白用户的牙齿126。在低电 压结构中，可以使用牙刷100通过电解含有唾液和可选择的其他物质 的电解液产生化学药剂。要产生的药剂取决于电解液124的组份和加 到那里的电荷。作为一个例子，应用已知的水电解的原理，将O. 5到 1.1伏或更大的电势加在使用玻璃态碳材料作为阳极116的电极110 上在唾液存在的条件下在阴极114产生氢气和在阳极116产生氧气。 氧气对用户的齿龈提供保健的益处和对用户提供清新的感觉。另外， 氧气是弱的氧化剂，它对用户的牙齿126提供杀菌和漂白的好处。还 有，氢气和氧气两者会产生气泡128,当气泡碰到用户的齿龈时用户 会产生感官上的愉悦。
除了氢气和氧气，加上1. 5伏电势差取决于电解液124的组份可 以产生其他的化学药剂。例如，如果电解液124是牙膏，如含有氯化 钾或氯化钠的含水的牙膏，在用户嘴中可以产生氯气或氯化氢。当将 电势加到电解液124时，带负电荷的氯离子从阴极114接受电子形成 氯气或次氯酸盐(也知道作为次氯酸)。如果存在氯化钠，可以产生 次氯酸钠，通常称为家用的漂白剂。氯气、次氯酸盐和次氯酸钠提供 增白、消毒和对用户的嘴去除异味的好处。
能够理解可以使用其他的化合物在电解液124中以产生有益的化
学药剂。作为另一个例子，在电解液中存在碳酸钙可以允许产生钙， 它可以增强用户的牙齿。许多这些化合物是盐，它们提供附加的好处，
与仅是水比较它们改善电解液124的导电性。在电解液中盐的存在提 高了水电解的速率和电极的整个效率，这增加了氧气和氢气的生产 率。可将盐或其他影响导电性的药剂加到电解液中，并不是用它产生 化学药剂，而是它们影响电解液的导电性，如改进导电性。
在高电压结构中，单组电极110可从含水电解液124中产生臭氧
(H202 )。例如，在电;f及110上加上约9伏或更高的电势可以仅从唾 液或从含有盐的含水电解液中产生臭氧。臭氧是很强的氧化剂，它对 牙齿126的增白和用户嘴的杀菌是有效的。臭氧是在氧气存在的条件 下由放电产生的。所以，当电势加到电极110时通过水的电解最初产 生氧气从而使牙刷IOO可以产生臭氧。当相同的电荷加到氧气时接着 生产出臭氧。对单组电极使用高电压有两种作用，电解水产生氧气和 对氧气放电产生臭氧，而不是使用单组电极仅执行一种功能。如下面 讨论的那样，在有多组电极的结构中也可以使用低电压，各组电极配 合来电解水和产生臭氧。
取决于它的组份，在高电压结构中单组电极110可从含水电解液 124中产生过氧化氢。例如在含水硫酸(H2S04 )或酸式硫酸氩铵
(NH4HS04)存在的条件下加上9伏电势可以产生过氧化氩。在这个过 程中，含有这些物质中一个的电解液124的电解产生过(二)硫酸盐
((S04)2)。过(二)硫酸盐在电解中通过加入一个水分子它的分子 被分解成两半，产生过氧化氩(H202 )。过氧化氬也是很强的氧化剂 能有效地增白牙齿126和对用户的口腔消毒。
就地产生很强的氧化剂如臭氧和过氧化氬可以提供很多优点。一 个优点是这些物质不需将其稳定以便储存，而是在它们产生时就使用 它们。由于这些物质的不稳定特性这可能是很有利的。例如，臭氧是 高度不稳定的，它通过反应203 — 302自然衰变成普通的氧气，很难 将它储存起来作将来的应用。还有，过氧化氢可以自发地分解成水和 氧气2H202 — 2H20 + 02 +能量。它分解的速率取决于温度和过氧 化氢的浓度，以及杂质和稳定剂的存在。由于过氧化物和许多物质是 不相容的和各种催化剂可以加速它的分解，所以可能很困难生产可以 长期储存的化合物，经过储存在使用它时不可能仍有很高浓度的过氧 化物。例如，很难生产一种牙膏，在长期储存之后可以保持所需的过 氧化物浓度。设计的许多常规牙膏提供多种的功能，如去除牙垢，使 呼气清新、杀灭细菌，对牙齿加氟和一般的清洁牙齿。因此，牙膏可 能包括专用于其他目的的化合物，它们可能与过氧化物的储存是不相 容的。
现在参考图5，表示的方法按照本发明的实施例用于就地产生化 学药剂。使用上面讨论的示范牙刷100来讨论方法200。但是，应能 理解可以使用各种各样的装置实践方法200。
如图所示，方法200包括步骤202将电解液放在需要加化学药剂 的地方。该电解液可以是在溶液中导电的任何物质，如液体、凝月交或 甚至是盐，它对所需的位置和要产生的化学药剂是合适的。例如，仅 分泌唾液就可以提供合适的电解液到所需的位置(用户的嘴)。步骤 204包括放置某装置的电极，如电极110，与电解液接触。步骤206 包括在电极与电解液接触的同时在电极上加上电势。这就造成在使用 化学药剂的地方产生该化学药剂。如表示那样在步骤208中，随着化 学药剂的产生在所需的地点可以使用该装置。因此，是就地生产该药 剂和可以立即〗吏用。
现在参考图6,表示牙刷300用于支持本发明一个或多个方面。 牙刷300通常包括与牙刷100相同的各方面，除了下面要讨论的。牙 刷300与牙刷100不同之处在于它包括设置在阳极116附近的第2组 电极360。电极360包括阴极362和阳极364,它们分别连接到电压 源108的负极和正极。因此，在使用时阴极362有负电荷和阳极364 有正电荷。但是，可能有许多不同的电极结构，将电极360放置在产 生氧气的阳极116附近允许牙刷300在低电压下产生臭氧。这是因为 第2组电极360可将电荷直接加在水电解时在阳极116处产生的氧气 上。这就能产生臭氧而无需由单组电极电解水和产生臭氧两种作用时 所需的较高的电势。
作为例子，在含有盐的含水电解液存在的条件下可将约1.5伏或 更高的电势加到电极110。这造成在阳极116处生产出氧气。通过在 阳极116处产生的氧气上加上约0. 7伏或更高的电势可以产生臭氧。 这样，使用小的电荷就可在用户的嘴中用牙刷300产生臭氧。保持所 加的电势低可以减小用户感觉到所加电荷的风险，对许多用户来i兌可
能不希望感受到电荷。还有，对牙刷300来说保持所需电势低允许可
以使用小容量的电压源并能使电压源有比高电压结构更长的使用寿命。
由于不同的电势供给电才及110和电才及360，在牙刷300中可以包 括电阻和其他电压调节装置以便使供给电极360的电势比供给电极 110的电势低。应能理解对别的结构来说其他的电势结构是可能的和 电才及110和360可以有相同的电势加给它们(如，可将1.5伏加到2 组电极去电解水和产生臭氧。)可选择地，表示在图1和2中的开关 112可以包括第1位置仅激活电极110在第1电势(如低电势)，和 它可以包括第2位置用于激活电极IIO在第2电势(如高电势)。它 也可包括第3位置用于激活电极360在第3位置和电极110在第4位 置。
现在参考图7，表示的方法400是按照本发明还有一个实施例用 于就地产生臭氧。使用上面讨论的示范牙刷300来讨论方法400。但 是，应能理解用各种各样的装置可以实践方法400。如图所示，方法 400包括步骤402在第1组电极110的阳极116区产生氧气，通过水 的电解可以完成这步骤。该方法还包括步骤404将电荷加到氧气，通 过阳极附近的第2组电极360可以完成它。这造成将氧气转化成臭氧，
在用户嘴中产生的臭氧立刻使用。
现在参考图8A,表示的牙刷800用于支持本发明的一个或多个方 面。牙刷800通常包括与牙刷IOO相同的各方面，除了下面讨论的。 牙刷800与牙刷100的不同之处在于电才及810是纵向排列和在结构上 基本平行于柄的纵轴。所以，如图所示，电极810包括阴极816和与 其相隔距离Dl的阳极814, Dl可以大体上与图3的距离D相等。这 样的结构对于将电极完全埋入到硬毛或其他清洁元件8 04的场所比图 3的结构可能是有利的。
图8B到图8C说明可以与牙刷800 —起使用的另外的电极结构， 或者单独或者与其他组的硬毛组合。每一种这些结构表示单个阳极与 多个阴极配合。但是，也可以实践相反的结构即单个阴极配合多个阳 极。还有，不是单个阳极或阴极，而是也可以布置多个阳极或阴极与 多个相反电荷的电极配合以提供有多种好处的结构。另外，用这些和 其他的结构可以实践牙刷800的交流电实施例，/人而^f吏带相反电荷的
各电才及在有正和负电荷和/或正和/或负电荷不同水平之间循环。
图8B的结构包括一对设置在阳极824附近，距离为D2的阴极， D2可以基本与图3的距离D相等。该对阴才及826可以在阳极824的相 反两则和可以基本上是纵向排列与柄的纵轴大体平行。但是可将该对 阴极和它们的取向构造在不同的结构中。图8B的结构提供电极820 紧凑的布置，可将电极设置在硬毛区域804的中心附近。图8B的结 构或类似的使用多个阴极设置在一个阳极附近的结构通过多个阴极 可以增加带相反电荷的电极之间电场的大小。
图8C的结构包括3个阴极836设置在一个阳极834附近，距离 为D3,它可以基本与图3的距离D相等。可以设置各阴极与阳极相距 相等的距离D3,或者它们可以有与阳极不同的间隔。在每个阴才及和阳 极之间不同的距离可以提供它们之间不同强度的电场，这可能有利于 在不同间隔的阴极-阳极组之间生产不同的药剂和/或药剂的不同浓 度。图8C的结构也提供电极830紧凑的布置，可将它放置在硬毛区 域804的中心附近。
图8D的结构包括4个阴极846设置在一个阳极844附近，距离 为D4，它可以基本与图3的距离D相等。可以设置各阴极与阳极相距 相等的距离D4,或者它们可以有与阳极不同的间隔。优选地，距离 D4是小于相邻阴极之间的间隔D5以便使每个阴极-阳极组有足够的 电场强度。图8D的结构也提供电极840紧凑的布置，可将它放置在 硬毛区域804的中心附近。
图9A到9Ei兌明可与牙刷800 —起使用的附加的电才及结构910、 920、 930、 940、 950,或者单独或者与其他石更毛组结合。这些结构有 与图8A到8C基本相同的各方面，除了下面讨论的。图9A到9C说明 不同的结构910、 920、 930,它们可以部分或全部》文置在图8A的石更毛 区域804之内。图9A到9C的结构包括大体圓柱形的第1电极954, 图中表示的是阳极944,和一个或多个电极壁956,图中表示是阴极。 使用电极壁对增加带不同电荷的电极之间的电场大小可能是有利的 和因而在使用牙刷时可能增加在那里产生的化学药剂的数量。
图9D i兌明对两个带相反电荷的电才及都^f吏用电极壁，可以进一步 增加它们之间的电场大小。在图9D中表示的结构是联锁结构940，其 中阳极壁954是部分插入到阴极壁956中形成间隔很近的结构。这样
的结构可以在带相反电荷的电极之间提供高场强的电场，以及在电极 之间提供大的表面面积以便形成大的电场。
图9E说明在电极之间的圓形结构，其中第1电极(如圓柱形阳 极964 )是部分或全部被一个或多个第2电极(如，圆筒形阴极966 ) 包围。这样的结构可在电极之间提供高场强的电场。另外，这样的结 构对容纳电极之间的电场可能是有效的以避免与用户嘴中组织不注 意造成的4妄触。
现在参考图IOA到IOC，表示的牙刷1000用于支持本发明的一个 或多个方面。牙刷1000通常包^fe与牙刷100和800相同的各方面， 除了下面讨论的。牙刷1000与牙刷100和800的差别在于电极1014 和1016设置在穿过牙刷头部1002形成的沟槽1018内。沟槽1018可 以提高在使用时通过电极的唾液和牙膏的流量，因而与没有沟槽的结 构比较增加了所产生的药剂的数量。优选地，将沟槽的一侧设置在清 洁元件的场内从而使药剂就地产生在靠近应用位置的清洁元件区域 内。作为例子，图IOC说明化学药剂产生在用户牙齿上使用地点处清 洁元件1000场内。这样的结构对避免用户嘴中组织和电才及以及之间 电场的接触，和将电场限制在牙刷头部内的某区域可能也是有益的。
虽然与说明的各实施例相联系已经描述了本发明，将能理解可以
做各种修改而不会背离本发明实际的宗旨和范畴。特别是，本发明可 以适用许多不同的装置和/或使用这些装置的各种方法。
权利要求
1.一种在口腔护理装置外就地产生化学药剂的口腔护理装置，包括包括清洁元件区域的头部；电压源；和第1组电极，设置在头部上清洁元件区域内并与电压源电气连接，第1组电极包括第1阴极和第1阳极，当从电压源接受电荷时第1阴极和第1阳极在它们之间有第1电势；其特征在于当加上第1电势时通过与含水电解液接触就地生成化学药剂。
2. 如权利要求1所述的口腔护理装置，还包括 第2组电极，设置在头部上并与电压源电气连接，第2组电极包括第2阴极和第2阳极，当从电压源接受电荷时第2阴极和第2阳极 在它们之间有第2电势，第2组电极设置在第1阳极附近；其特征在于当第1组电极与含水电解液接触和从电压源接受电荷 时第1阳极就地产生氧气，和第2组电极从氧气生产氧化剂。
3. 如权利要求2所述的口腔护理装置，其特征在于第2电势是 0. 7伏或更高。
4. 如权利要求2所述的口腔护理装置，还包括电压选择器，用 户可以选择多种电压设定。
5. 如权利要求4所述的口腔护理装置，其特征在于电压设定包括第1电势设定用于为第l组电极提供第1电势而不给第2组电极 力口电压；和第2电势设定用于为第2组电极提供第2电势同时给第l组电极 加第1电势。
6. 如权利要求5所述的口腔护理装置，其特征在于电压设定还 包括第3电势设定用于为第l组电极提供第3电势而不给第2组电极 力口电势。
7. 如权利要求1所述的口腔护理装置，其特征在于氧化剂包括 臭氧。
8. 如权利要求1所述的口腔护理装置，其特征在于第1电势是1. 5伏或更高。
9. 如权利要求1所述的口腔护理装置，其特征在于第1电势是 小于0. 7伏。
10. 如权利要求1所述的口腔护理装置，其特征在于第1电势是 0. 25到0. 55伏。
11. 如权利要求1所述的口腔护理装置，其特征在于构造第l组 电极以便在生成化学药剂的同时压制氯的产生。
12. 如权利要求11所述的口腔护理装置，其特征在于第1组电 极包括金属氧化物。
13. 如权利要求12所述的口腔护理装置，其特征在于金属氧化 物包括二氧化钛。
14. 如权利要求11所述的口腔护理装置，其特征在于第1组电 极的第1阳极包括玻璃态碳。
15. 如权利要求1所述的口腔护理装置，还包括至少一个在头部 上的附加的阴极。
16. 如权利要求15所述的口腔护理装置，其特征在于头部包括 比阳极更多的阴极。
17. 如权利要求1所述的口腔护理装置，其特征在于第1阴极和 第1阳极构成联锁结构。
18. 如权利要求1所述的口腔护理装置，其特征在于第1阳极和 第1阴极有不同的形状。
19. 如权利要求18所述的口腔护理装置，其特征在于其中一个 电极通常是圆柱形的而其中一个电极是壁形的。
20. 如权利要求19所述的口腔护理装置，还包括许多壁形的电极。
21. 如权利要求1所述的口腔护理装置，其特征在于将第l组电 极设置在头部上开口的沟槽内。
22. 如权利要求1所迷的口腔护理装置，其特征在于一个电极被 一个或多个其它电极围绕。
23. —种就地产生氧化剂的牙刷，该牙刷包括 构造成提供电势的电压源；头部； 在头部的面上的清洁元件区域；第l组电极，具有从头部的面上向外伸出并设置在清洁元件区域 内的阳极和阴极，第1组电极构造为从电压源接受电势时在阳极和阴 极之间产生局部电场和当电解液接触电场时就地产生氧化剂。
24. 如权利要求23所述的牙刷，其特征在于电势是9伏或更高， 电解液包括水，和氧化剂是臭氧和过氧化氢中一个。
25. 如权利要求23所述的牙刷，其特征在于电势是小于0. 7伏。
26. 如权利要求25所述的牙刷，其特征在于电势是0. 25到0. 55伏。
27. 如权利要求23所述的牙刷，其特征在于电解液包括水和口 腔护理装置还包括设置在第1组电极的阳极附近的第2组电极，第2 组电极布置为在接受电势时用在第一组电极的阳极处产生的氧气就 地产生氧化剂。
28. 如权利要求27所述的牙刷，其特征在于氧化剂包括臭氧。
29. —种清洁牙齿的方法，该方法包括将口腔护理装置的硬毛区域放入用户口中并与唾液接触，该口腔护理装置在硬毛区域内有第1组电极；在用户嘴中唾液存在的情况下给第1组电极送电；和 在用户嘴中从电解液产生化学药剂，从由过氧化氢和臭氧组成的一组物质中选择化学药剂。
30. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，对产生这一步， 化学药剂是臭氧，对放置这一步，口腔护理装置还包括设置在第1组 电极的第1阳极附近的第2组电极，该方法还包括在第1组电极的第1阳极处产生氧气；和 在执行生产氧气这步的同时在第2组电极上加上电势。
31. 如权利要求30所述的方法，其特征在于产生氧气包括在唾 液存在的条件下在第l组电极上加上电势。
32. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，对产生这一步， 化学药剂是臭氧和过氧化氢中的一个，和，对提供电荷这一步，电解 液包括唾液和电荷是9伏或更高。
33. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，对产生这一步， 化学药剂是臭氧和过氧化氢中的一个，和，对提供电荷这一步，电解 液包4舌唾液和电荷是小于1. o伏。
34. —种在应用地点附近产生臭氧的方法，该方法包括 将第1组电极的阳极放置在应用地点附近； 在阳极处产生氧气；和将电势加到阳极附近的第2组电极上，在产生的氧气存在的情况 下由氧气产生臭氧。
35. 如权利要求34所述的方法，其特征在于产生氧气包括在水 存在的同时将电势加在第1组电极上。
36. 如权利要求35所述的方法，其特征在于，对将电势加到第1 组电极这一步，电势是约1.5伏。
37. 如权利要求36所述的方法，其特征在于，对将电势加到第2 组电极这一步，电势是约O. 7伏。
38. —种就地产生氧化剂的氧化剂发生器，该氧化剂发生器包括 第l部分，布置成与设置在氧化剂发生器外部和在氧化剂应用地点附近的电解液接触； 提供电势的电压源；第1组电极，设置在第1部分上并与电压源电气连接，当接受从 电压源来的电势时产生氧化剂，从由过氧化氢和臭氧组成的一组物质 中选择氧化剂。
39. 如权利要求38所述的氧化剂发生器，其特征在于电势是9 伏或更高和电解液包括水。
40. 如权利要求38所述的氧化剂发生器，其特征在于氧化剂发 生器是口腔护理装置。
41. 如权利要求40所述的氧化剂发生器，其特征在于氧化剂发 生器还包括在第l部分上的清洁元件并且第l组电极设置在该清洁元 件附近。
42. 如权利要求38所述的氧化剂发生器，其特征在于电解液包 括水和氧化剂发生器还包括设置在第l组电极的阳极附近的第2组电 极，第2组电极布置成当从电压源接受电势时使用第1组电极的阳极 处产生的氧气产生氧化剂。
43. 如权利要求42所述的氧化剂发生器，其特征在于氧化剂是 臭氧。
44.如权利要求38所述的氧化剂发生器，其特征在于电压源包 括一个可再充电的电池和一个电容器。
全文摘要
通过在一对与电解液连通的导体上加上电势在需要的基础上就地产生化学药剂的一种装置。该装置可以是一种牙刷，通过将电势加到如唾液和/或位于那里的牙膏的电解液上在用户嘴中产生化学药剂。化学药剂可以包括臭氧、过氧化氢、过氧化物、氯气和/或次氯酸盐。该牙刷可以包括电压源和将电势加到电解液的第1组电极。该牙刷也可以包括设置在第1组电极的阴极附近的第2组电极。通过将电势加到电解液第1组和第2组阳极互相配合以便产生离子、过氧化物、臭氧和/或其他化学药剂。
文档编号A46B15/00GK101355891SQ200680046942
公开日2009年1月28日 申请日期2006年10月14日 优先权日2005年10月14日
发明者B·鲁塞尔, D·霍尔贝恩, E·吉梅内滋, R·迪克逊, S·肯尼迪, T·明特, 衡 蔡 申请人:高露洁-棕榄公司