牙刷及其制造方法

专利名称：牙刷及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种具有柄部和连接柄部与头部的颈部的牙刷，所述头部具有刷洗侧 和与所述刷洗侧相对的后侧，所述刷洗侧包括用于清洁牙齿的多个刷毛簇，所述簇可通过 簇绒孔采用锚定件连接在头部中，其中为每个簇绒孔指定一个具有侧壁和底部的盲端孔。 本发明还涉及制造这样一种牙刷的方法。
背景技术：
从WO 2006/050039 Al中，已知一种牙刷头部，其中盲端孔从头部的刷洗侧以不同 的深度延伸到头部中。对于相应的盲端孔给定相等长度的刷毛簇，建议以这种方式在刷洗 侧上产生刷毛末端的形貌。从DE 102 21 786 Al中，也已知将相等长度的刷毛簇插进头部中的盲端簇绒孔 中，同样对于该目标通过提供具有倾角的头部刷洗侧获得刷毛端的不同形貌。从WO 2008/059435中，已知在牙刷刷毛区中具有部分地在头部中以及部分地从 其中突出的LED的牙刷。目的是保持牙刷头部的厚度尽可能地小以便能够在口中舒适地使用。然而，与强 加于牙刷头部的越来越多的功能要求形成对照的是，这种支架使它必须提供头部几何形 状。由于它们的复杂的内部结构，这使它难以产生外观完美的硬塑料注塑。在注塑加工期 间，流进模具中用于模塑头部的塑料暴露于各种盲端簇绒孔之间的湍流和模塑的其它凹处 或空腔中，并因此流动很不均勻，特别是对于离注入点较远的底切或更复杂的结构。当将塑 料用于头部时，该问题就加重；在继注塑加工之后冷却时，其表现出较大的收缩。取决于头 部的内部结构，视觉瑕疵或缩孔沉陷，具体地讲也在头部的后侧上，是非期望的结果。

发明内容
因此，本发明的一个目标是提供一种牙刷，其在头部内具有复杂的内部结构，同时 仍给予外观完美的制造，具体地讲也对于头部的后侧。本发明的另一个目标是提供一种适 用的方法。该目标通过具有权利要求1的特征的牙刷并通过具有权利要求14的特征的方法 而实现。本发明的一个有利的方面已经显示，在提供刷毛簇插入的盲端孔的底部和头部的 后侧之间介于0. 5和2. 5mm之间的最小距离χ或y使较薄的牙刷头部能够被提供，其在口 中给予更舒适的处理。此外，如果在头部内部在底部和后侧之间的横截面与盲端孔对盲端 孔明显不同，则因此导致更复杂的结构。重要的是，在盲端孔的底部和盲端孔的侧壁之间的 过渡区中提供了倒角或倒圆，因为这使注塑能够达到较高的完美度。在这种排列中，对于底 部的小尺寸没有限制，条件是使盲端孔变小的倒角或倒圆区相应地变得较大以差不多形成 底部。被视为在头部的底部和后侧之间的横截面，具体地讲横截头部的截面，其切过盲端孔 并形成与牙刷纵向轴线成直角排列的平面。通常，牙刷纵向轴线从牙刷的头部末端延伸到柄部末端，或者取决于整个几何尺寸，至少从与颈部相邻的头部开始延伸到头部的末端。注 塑的横截面上或壁厚上的差异可由于注塑中的凹陷或空腔、底切或盲端孔相对于彼此的不 同构型而引起。当然，对于牙刷的头部侧面或刷洗侧或其它部分的类似问题应当以类似方 式来解决。在另一个有利方面，在头部的底部和后侧之间的最小距离χ和y被固定在介于0.8 和2mm之间。特别是在将盲端孔的长度并因此底部的深度或距后侧的距离调整到彼此适合 使得在复杂的头部结构中产生近似大小均勻的壁厚时，保证了在注塑加工之后在模具中均 勻冷却并且随之均勻收缩。因此，可避免在其中积聚大量材料的位置处的缩孔沉陷。具体 地讲，当对于头部的全部或大多数盲端孔底部和后侧之间这个最小距离处于0. 5和2. 5mm 或0.8和2mm之间的范围内时，取决于如何另外设计头部的内部结构，它确保在头部中的材 料厚度仍然足够均勻(尽管内部结构不均勻)以便能够获得完美的注塑产品。在另一个有利的方面，对于第三或第四盲端孔进行了规定，它们可用刷毛簇绒到 相同的深度，其中第三盲端孔和第四盲端孔被构造成使得它们的底部延伸到不同的深度。 这使得能够使第三盲端孔和第四盲端孔中簇的簇绒深度是一样的，同时由于不同的深度水 平，仍提供补偿倒角以补偿材料积聚和伴随的材料收缩问题。在另一个有利的方面，第四盲端孔上的倒角或倒圆跟随有收缩部分(与位于上面 的侧壁相对)和邻接的另一个倒圆或倒角并且仅仅跟随有闭合底部。这使收缩部分能够剩 余而没有刷毛簇，如前所述，其给予大部分均勻的簇绒深度并因此简便的制造方法。在另一个有利的方面，头部具有第一内部区域和第二内部区域，其中第一内部区 域由硬塑料制成，并且第二内部区域包括可电气操作的功能元件或其一部分。因此头部特 征在于不均勻的、高低不平的内部结构，其中第二内部区域要求在第一内部区域的模塑中 提供空腔。除了盲端孔几何形状以外，在头部中所提供的这些空腔导致额外的复杂性；在注 塑操作期间在模具中使液体塑料的流动面积因很多角度和边界以及底切严重变窄。此外， 第二内部区域限定最大材料厚度，其规定了塑料模塑的某个冷时间段。在另一个有利的方面，将用于头部硬塑料的注入点布置在颈部或柄部上，并且盲 端孔在头部上以与注入点不同的相对轴向距离间隔开，其中在头部的硬塑料中在以不同的 相对距离间隔开的这些盲端孔之间提供了用于功能元件的自由空间。优选地，盲端孔因此 在功能元件的自由空间或空腔之前以及在之后在注入方向上提供。此外，盲端孔也可在空 腔旁边或上面提供，使内部结构的复杂性仍被进一步增强并使它必须严密地考虑材料厚度 或防止非期望的收缩效应的措施。在另一个有利的方面，所述头部包括至少一个第五盲端孔，其靠近并在功能元件 上方或在自由空间上方或在第二内部区域上方布置并短于第三和第四盲端孔。因此，提出 了在头部中在其中自由空间相应地被形成盲端孔的其它空腔所限制的那些位置处缩短盲 端孔深度。在一个可供选择的实施方案中，所有的盲端孔均按从头部的刷洗侧进入头部内 部的相同深度缩短到该尺寸。在另一个有利的方面，所述头部的后侧由与刷洗侧相同的硬塑料制成。这不妨碍 在其它位置采用两组分或多组分注塑技术注塑所述头部，例如当希望在刷洗区域中将弹性 体元件模塑在其上时。然而，后侧优选地保持至少部分地没有第二塑料组分，尽管它一方面 可隐藏模塑上的视觉缺陷，另一方面加入到头部的厚度上。
在另一个有利的方面，所述头部由在实际注塑操作之后表现出超过的材料收 缩的硬塑料形成。不是选择不同的硬塑料(其同样常见于牙刷主体注塑，但保留了其它缺 点)用于解决材料收缩问题，其可从先前的材料收缩产生视觉缺陷，因此头部的内部结 构与材料收缩要求相匹配是优选的。在另一个有利的方面，所述头部由聚丙烯(PP硬塑料)形成。在注塑加工之后聚 丙烯通常具有2%的材料收缩。在另一个有利的方面，所述头部由聚乙烯、POM、SAN或共聚酯硬塑料形成。在另一个有利的方面，所述头部包括从盲端孔至刷毛末端从头部的刷洗区间隔开 的不同长度的第一和第二刷毛簇，其中第一和第二刷毛簇从刷洗侧至刷毛末端具有大致相 等的长度。作为另外一种选择，第一刷毛簇和第二刷毛簇从刷洗侧至刷毛末端具有不同的 长度。在另一个有利的方面，在头部中提供了具有以与刷洗侧上的垂线成某一角度布置 的其中心轴线的至少一个盲端孔。因此，所述头部包括盲端孔或簇绒孔，其在其中成某一倾 角延伸并因此能够接纳从头部倾斜显露出来的刷毛簇。倾斜的刷毛簇增强刷毛在牙齿上的 清洁性能，然而在这种情况下，倾斜的盲端孔可导致液体塑料在待生产的模塑模具中湍流 增大，具体地讲在交错的倾斜排列上。本发明也涉及一种制造表现出权利要求1的特征的牙刷的方法。


从关于附图的实施方案的随后说明中，本发明的其它目标、优点和应用可能性将 变得显而易见。应当理解，当单独地或以任何意义组合使用时，例证所描述和/或表示的任 何特征均构成本发明的主题，并且不考虑它们在权利要求书中的概述或它们的反向引用。在附图中图1是依照本发明的一种牙刷的有刷毛头部的透视图；图2是图1头部的顶部平面图，显示没有刷毛；图3是沿着图2的线A-A截取的纵切面视图；以及图4是沿着图2的线B-B截取的剖面图，但具有连接到头部上的所示刷毛。
具体实施例方式图1显示手动或电动牙刷头部的透视图。牙刷的颈部邻接分离线2并且未示于附 图中。沿着纵向轴线3在颈部的纵向延长部分所布置的是牙刷的柄部，其中电子组件依照 本发明被容纳在其中以便给头部中的可电气操作的功能元件和相应的电子组件供应电能。 为此，柄部和颈部优选地具有在内部的空腔。照目前这个情况，可电气操作的功能元件优选 地为以突出方式布置在头部的刷洗侧5上的在刷毛簇6内部的LED。依照本实施方案，刷洗 侧5优选地为平面构造。布置在刷洗侧上的是设置在头部1的远端旁边的前清洁刷毛6a。 前清洁刷毛6a向前成一角度对准纵向轴线3以便可良好达到较后的智齿。刷毛区此外包 括外部两排刷毛簇6b。依照本实施方案，它们与柄部成某一倾角布置。在外部这些排刷毛 簇6b之间所提供的是具有成某一倾角朝向头部1的远端布置的刷毛簇6c的两个中心刷毛 排。应当理解，牙刷可包括任何其它刷毛构型或者与刷毛簇6相组合的口腔护理元件。
图2显示牙刷的头部并因此刷洗侧5的顶部平面图。图3显示沿着图2的线A-A 的纵向截面，并且图4显示沿着图2的线B-B的横截面。图3和2中未显示刷毛簇6。在图 4中，已经增加了刷毛簇。在头部1的前半部所提供的是围绕着LED 4的斜坡7，或者作为 另外一种选择例如弹性体元件(未示出)。图2、3和4中未显示相连的电缆连接。LED被 插进斜坡7或弹性体元件内的安装孔8中。在头部的内部中邻接的是自由空间9或空腔9 以用于为可电气操作的功能元件(在此为LED)提供电子导线。头部1的模塑包括用于该 自由空间的相应凹处。如具体地讲从图3中变得显而易见，提供了盲端孔11、12、13和14来用于接纳刷 毛簇6a穿过簇孔10。盲端孔采用称作锚定件簇绒方法(也称网装固定技术)用刷毛簇簇 绒，刷毛簇继而由多簇刷毛或长丝构成。在这个过程中，锚定件15(参见图4)被以本领域 已知的方式居中送进刷毛簇中，所述锚定件自身位于头部的硬塑料中，从而确保刷毛簇6 在头部中的安全固定。盲端孔11、12、13和14具有相应的侧壁16，它们在盲端孔中形成刷 毛簇的侧边界表面。与侧壁16相结合，盲端孔因此通常限定一个圆柱体。提供底部17和 18以在头部1的内部中在向下的方向上限制盲端孔。侧壁16与底部17通过倒角或倒圆相 连，最后在盲端孔中形成圆锥形锥状的或截头圆锥部分。依照该实施方案，头部1具有盲端 孔11、13和14，它们具有仅仅被侧壁16、邻接的倒角或倒圆19和底部17限制的侧面。在 盲端孔11、13和14内部刷毛簇的簇绒深度大约延伸到底部17。与其它盲端孔不同，盲端 孔12具有颈缩20，这样对于这些盲端孔产生了下列结构。邻接盲端孔12的簇孔10，侧壁 16开始延伸进头部1的深度，侧壁继续以倒角或倒圆19向下，与其它盲端孔类似，其具有 圆锥形的或截头圆锥形的锥状构型。邻接进一步进延伸进深度的倒角或倒圆19的是收缩 部分20，在这种情况下其也是中空的、圆柱形的，但比由侧壁16所限定的直径小。这个收 缩部分在另一个倒角或倒圆中继续，倒角或倒圆连接收缩部分与盲端孔12的底部18。颈 缩也可由其它几何形状构成，例如象圆锥台、圆锥、锥形或曲面体。与其它盲端孔不同，盲端 孔12未被向下簇绒到底部，而只是远至第一倒角或倒圆19，第一倒角或倒圆被设置在与相 邻盲端孔11的倒角或倒圆19近似处在同一深度水平。因此，头部1的前面刷毛簇组6a延 伸到头部1中的均勻簇绒深度，其简化了制造过程。颈缩20的目的是防止缩孔沉陷由于材 料收缩而发展，材料收缩在不存在这样一个颈缩时在后侧上头部的横截面的区域中在材料 积聚处将发生，因为收缩由于较低数量的材料积聚和在注塑操作之后塑料的冷却时间缩短 而减少。盲端孔底部的最低点至头部的后侧21的外表面的垂直延伸部分分别限定最小距 离χ和y (参见图3)。依照本实施方案，在盲端孔12的最低点和后侧21间的最小距离约为 1mm。在盲端孔11的最低点和其正下方的后侧21间y处确定介于约1. 2和1. 6mm间的最 小距离。有利的是，这个距离对于所有的头部盲端孔在0. 5和2. 5mm之间变化，或者优选介 于0. 8和2mm之间。因为这些区域距注入点可处在不同距离，可适合于在盲端孔的最低底 部和头部的后侧之间提供不同距离。盲端孔14同样具有与盲端孔11和12相同的刷毛簇簇绒深度。盲端孔14被布置 成横向上紧挨空腔或自由空间9。与其它盲端孔相比，盲端孔13延伸进头部中不太深。紧 邻盲端孔13延伸得更深的是空腔9 (具体地讲参见图3和4)。如从图1中变得特别明显，刷毛簇从盲端孔底部至清洁区中刷毛末端的长度不是 由盲端孔的深度预确定。然而从图1中可识别的在刷毛簇末端具有高度差的形貌在将刷毛簇插进盲端孔之后通过将刷毛末端切割到定长并且随后将它们端部倒圆而确定。因此，如 图4所示，在头部中提供了刷毛簇6b和6c，它们在刷洗侧5和刷毛末端之间具有相等的长 度，但在头部的盲端孔中延伸到不同的深度，这样尽管末端高度相同，但刷毛簇的总长度不 同。如具体地讲从图4中变得显而易见的是，空腔9被端盖22紧密闭合。图3中未显 示端盖22。本专利申请的主题可用来突出优点，不管头部中端盖22或空腔9的结构如何。 然而，除了盲端孔之外提供空腔9增加了头部1的内部复杂性，这样在注塑过程中的材料收 缩和视觉完美性用已知方法是不可达到的。如另外从图3和4中变得显而易见的是，在头 部1的后侧21上的刷毛簇下方的垂直延伸部分中提供了截面，其不与空腔9或盖22对准， 这样特别是在这些位置，由于材料收缩的缘故，如果没有本文所述的措施，缩孔沉陷就会发 展。依照该实施方案，所述头部用由硬塑料即聚丙烯制成的塑料组分进行注塑。在模 具中用于模塑的注入点优选地位于牙刷的颈部或柄部中。作为另外一种选择，注入点被布 置在头部中。在头部1的后侧21上没有另外的塑料组分或具体地讲软塑料组分时，该实施 方案在用软塑料注塑过程中同样不提供隐藏视觉缺陷的可能性。取决于视觉缺陷的种类， 通过超范围涂覆视觉上讨厌的区域而隐藏它也并非总是可能。制造牙刷的方法由下面的工序构成具体地讲利用聚丙烯或其它材料注塑至少塑 料头部，在适用情况下，连同颈部或柄部一起。接着将刷毛簇6插进头部中并将锚定件送进 头部中以固定刷毛簇。最后，通过将刷毛簇6切割到合适的长度或形貌、在合适情况下通过 端部倒圆它们和施用进一步的整理步骤完成刷毛簇6的末端部分。在其中在前面的注塑过 程中可电气操作的功能元件(这里LED)未与头部整体浇注的情况下，紧随着以上簇绒步骤 在头部中安装该元件。
权利要求
1.一种具有柄部以及将所述柄部与头部(1)连接的颈部的牙刷，所述头部(1)具有刷 洗侧( 和与所述刷洗侧相对的后侧(21)，所述刷洗侧( 包括用于清洁牙齿的多个刷毛 簇(6)，所述簇可通过簇孔(10)利用锚定件(15)连接在头部(1)中，其中每个簇孔(10) 被指定一个具有侧壁(16)和底部(17，18)的盲端孔(11，12，13，14)，其中在底部(17，18) 和侧壁(16)之间的过渡区中提供了倒角或倒圆(19)，其中介于第一底部(17，18)和后侧 (21)之间的头部(1)的横截面不同于介于第二底部(17，18)和后侧之间的所述头部 的横截面，并且所述第一底部和所述第二底部(17，18)被布置在头部中，使得所述第一底 部(17，18)和后侧之间的最小距离y以及所述第二底部(17，18)和后侧Ql)之间的 最小距离χ每个均在介于0. 5和2. 5mm之间的范围内。
2.如权利要求1所述的牙刷，其特征在于所述第一底部和所述第二底部(17，18)被布 置在头部(1)中，使得最小距离χ和y实际上均介于0.8和2mm之间。
3.如权利要求1或2所述的牙刷，其特征在于所述头部(1)包括第三盲端孔和第四盲 端孔(11，12)，所述盲端孔可用刷毛簇(6a)簇绒到相同的深度，所述第三盲端孔和第四盲 端孔(11，12)被构造成使得它们的底部(17，18)延伸到不同的深度。
4.如权利要求3所述的牙刷，其特征在于在所述第四盲端孔(12)中，所述倒角或倒圆 (19)跟随有收缩部分00)和邻接的另一个倒角或倒圆(19)并且其后跟随有邻接的底部 (18)。
5.如前述权利要求中的至少一项所述的牙刷，其特征在于所述头部(1)具有第一内部 区域和第二内部区域，所述第一内部区域(9)由硬塑料制成，并且所述第二内部区域包括 可电气操作的功能元件(4)或其一部分。
6.如权利要求5所述的牙刷，其特征在于在所述颈部上或在所述柄部上提供了用于头 部⑴的硬塑料的注入点，并且盲端孔(11，12，13，14)在头部⑴上以距所述注入点不同 的相对轴向距离间隔开，并且在所述头部(1)的硬塑料中为按不同相对距离间隔开的所述 盲端孔(11，12，13，14)之间的功能元件(4)提供了自由空间。
7.如前述权利要求中的至少一项所述的牙刷，其特征在于所述头部包括至少一个第五 盲端孔(13)，其被布置在功能元件的旁边和功能元件(4)之上并短于所述第三盲端孔 和第四盲端孔(11，12，14)。
8.如前述权利要求中的至少一项所述的牙刷，其特征在于所述头部(1)的后侧至少部 分地由与刷洗侧( 相同的硬塑料形成。
9.如前述权利要求中的至少一项所述的牙刷，其特征在于所述头部由在注塑操作后表 现出超过的材料收缩的硬塑料形成。
10.如前述权利要求中的至少一项所述的牙刷，其特征在于所述头部由聚丙烯硬塑料 形成。
11.如权利要求1至9中的至少一项所述的牙刷，其特征在于所述头部由聚乙烯、POM、 SAN或共聚酯硬塑料形成。
12.如前述权利要求中的至少一项所述的牙刷，其特征在于所述头部(1)包括从盲端 孔的底部(17)至刷毛末端的不同长度的第一刷毛簇和第二刷毛簇(6a，6b，6c)，所述第一 刷毛簇和第二刷毛簇(6a，6b，6c)从刷洗侧( 至刷毛末端具有大约相等的长度。
13.如前述权利要求中的至少一项所述的牙刷，其特征在于在头部中提供了至少一个盲端孔，所述盲端孔具有与刷洗侧上的垂线成某一角度布置的中心轴线。
14. 一种制造如权利要求1所述的牙刷的方法。
全文摘要
本发明涉及一种具有柄部、颈部和头部(1)的牙刷，所述头部(1)具有借助于网装固定技术以复杂的内部几何形状布置的刷毛簇(6)。为使视觉完美的模塑能够被产生，考虑了为簇绒所提供的在头部(1)中、具体地讲在盲端孔(11，12)的区域中的材料横截面。
文档编号A46B3/00GK102137605SQ200980134222
公开日2011年7月27日 申请日期2009年9月1日 优先权日2008年9月1日
发明者乌尔里希·斐弗尔, 克里斯蒂安·斯蒂夫, 延斯·斯托克尔, 弗洛里亚尼·施蒂希, 马丁·哈斯 申请人:博朗有限公司