Зубная щетка (варианты) и способ ее изготовления
Изобретение касается зубной щетки и способа ее изготовления. Зубная щетка имеет ручку и головку, с передней стороны которой проходят множество пучков щетинок. Передняя сторона головки имеет жесткую периферийную часть, ограничивающую отверстие, проходящее через головку. К жесткой периферийной части прикреплена сетка из гибкоупругих перемычек образующих решетку, имеющую центральную часть, свободную от перемычек. На пересечении перемычек расположены узлы с закрепленными в них пучками щетинок. Способ изготовления зубной щетки предусматривает образование пучков щетинок посредством сплавления их оснований в шишечку, размещение шишечек в форме для зубной щетки, впрыскивание гибкоупругого материала вокруг шишечек для образования узлов. Гибкоупругий материал образует перемычки, соединяющие узлы в решетку, проходящую поперек передней стороны зубной щетки и имеющую центральную часть, свободную от перемычек. Изобретение позволяет повысить эффективность чистки зубов. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
Настоящее изобретение касается зубной щетки и способа ее изготовления.
Обычные зубные щетки содержат единообразные пучки щетинок, имеющие, каждый, первый конец, заделанный в головку щетки и прикрепленный к ней, и второй конец, свободный и используемый для чистки щеткой. Свободные концы различных пучков образуют собой поверхность, способную слегка деформироваться вследствие изгиба щетинок, при их соприкосновении с поверхностью, подлежащей чистке щеткой, но неспособную соответствующим образом прилегать к поверхности, имеющей сложную форму с различными уровнями. Такая сложная поверхность имеется во рту, в котором зубы обычно расположены по “С”-образной кривой в верхней и нижней челюстях, при этом каждый ряд зубов, следовательно, образует выпуклую наружную кривую и вогнутую внутреннюю кривую. Кроме того, сами зубы имеют профиль изогнутой формы со значительно различающимися уровнями, включая глубокое “V”-образное межпроксимальное пространство между одним зубом и следующим зубом.
Желание пользователей вызвать плотное прилегание щетинок к зубам и проникновение в межпроксимальные пространства между зубами выражается в прижатии щетки с усилием для соответствующего деформирования щетинок до изогнутых профилей зубного ряда. Такое прижатие с усилием щетки к зубам приводит лишь к чрезмерному истиранию поверхностей зубов и десен при отсутствии соответствующего плотного прилегания щетки к зубам и между ними для обеспечения желаемой чистки.
Зубные щетки, как, например, те, которые описаны в международной публикации WO 98/35584 и имеют пучки щетинок, способные совершать отклоняющееся движение, направлены на частичное решение вышеуказанной проблемы. В публикации WO 98/35584 описываются пучки щетинок, которые установлены в упругом материале, удерживаемом во множестве жестких гнезд или углублений, и которые не соединены с общим корпусом или остовом щетки. Так как пучки соединены со щеткой только упругим материалом, то они будут независимо отклоняться или двигаться во всех плоскостях (вверх/вниз/вбок). Однако такое независимое движение щетинок не будет приводить к их приспособлению к конфигурации зубов.
В патенте США №5633542 описывается зубная щетка, в которой щетинки подвижно установлены в жесткой головке, опираясь на упругодеформирующуюся мембрану. Внутри головки зубной щетки под мембраной имеется полость, так что щетинки упруго вдавливаются в головку при прижатии щетинок к зубам. Это независимое движение щетинок в одной плоскости не будет приводить к их плотному прилеганию к наклонным и изогнутым поверхностям зубов.
В патентах США 5355546, 5483722, 5839149 описываются зубные щетки, чья головка образована из жесткой рамки, поддерживающей гибкий упругий элемент, который имеет группу линейно параллельных линий или рядов пучков щетинок, которые ориентированы вдоль продольной оси зубной щетки. В каждом из этих патентов параллельные линии щетинок гибко установлены, так что при чистке щеткой с прижатием центральной линии пучков щетинок к зубу эта линия пучков щетинок будет подаваться от зуба, приводя к тому, что соседние линии пучков будут располагаться по бокам зуба. Так как в этом случае схватывание профиля зуба осуществляется в двух измерениях, то предложенные в этих патентах технические решения не обеспечивают схватывание общей трехмерной кривизны зубов, особенно в глубоком “V”-образном межпроксимальном пространстве между одним зубом и следующим зубом.
В патенте США №5651158 описывается зубная щетка с гибкой головкой, имеющей много вариантов выполнения, включая и первый вариант, согласно которому щетинки могут быть установлены на элементах головки, сцепленных имеющими пазы или утонченными, т.е. гибкими соединениями, которые могут быть заполнены упругим эластомером. Во втором варианте выполнения головки зубной щетки она имеет элементы для установки щетинок, расположенные в твердой окружающей рамке и соединенные в точках, лежащих в одной плоскости, под углом 90° к продольной оси ручки посредством утонченных звеньев, так что эти элементы, кроме изгиба, могут качаться относительно этих звеньев. В третьем варианте выполнения имеется твердая окружающая рамка, которая содержит головку зубной щетки, образованную из одной или нескольких цепочек щетинкодержателей, гибко и упруго соединенных друг с другом и, по крайней мере, с одним краем рамки. В четвертом варианте выполнения образованы элементы, которые не соединены друг с другом, а гибко и упруго сцеплены с ручкой или рамкой с возможным использованием утонченных звеньев или перемычек. В каждом варианте выполнения различные элементы или щетинкодержатели будут изгибаться независимо или в лучшем случае в согласовании с примыкающими элементами или щетинкодержателями в цепочке щетинкодержателей. Такое ограниченное согласование ориентации пучков щетинок около зуба не будет обеспечивать плотное прилегание к различным изогнутым поверхностям зубов, необходимое для эффективной чистки.
Техническим результатом настоящего изобретения является создание зубной щетки, в которой щетинки согласовывают свою ориентацию для плотного прилегания к трехмерным изогнутым поверхностям зубов и приспособления к глубокому “V”-образному межпроксимальному пространству между одним зубом и следующим зубом, так чтобы обеспечивать эффективную общую чистку.
Этот технический результат достигается тем, что зубная щетка имеет пучки щетинок, способных обеспечивать лучшее прилегание к изогнутым поверхностям зубов, и содержит ручку, имеющую продольную ось, и головку, расположенную на ее одном конце, с передней стороны которой проходят множество пучков щетинок, при этом передняя сторона имеет жесткую периферийную часть, ограничивающую отверстие, проходящее через головку, сетку из гибкоупругих перемычек, образующих решетку, проходящую поперек отверстия, прикрепленную к жесткой периферийной части и имеющую центральную часть, свободную от перемычек, и узлы, расположенные на пересечении перемычек и имеющие каждый пучок щетинок, закрепленный в нем.
Эта часть, которая свободна от перемычек и расположена в центре головки и с каждой стороны продольной оси, обеспечивает то, что части решетки с каждой стороны продольной оси будут независимо изгибаться. Так как изгибается каждая часть решетки, то во время чистки щеткой при прижатии пучка щетинок к зубу этот пучок щетинок будет подаваться в отверстие, а непосредственно окружающие пучки щетинок будут стремиться отклоняться к этому конкретному зубу, а такое отклонение пучков щетинок обеспечит плотное прилегание к изогнутым, трехмерным поверхностям данного зуба для более эффективной чистки его.
Жесткая периферийная часть может иметь ширину, равную, по крайней мере, 0,79 мм.
Перемычки могут быть выполнены из полипропилена, полиэтилена, термопластичного эластомера или из их комбинации.
Указанный технический результат достигается и тем, что зубная щетка, обеспечивающая лучшее прилегание к изогнутым поверхностям зубов для лучшей чистки, содержит ручку, имеющую продольную ось, и головку, расположенную на ее одном конце, с передней стороны которой проходит множество пучков щетинок, при этом передняя сторона имеет жесткую периферийную часть, к которой прикреплена сетка из гибкоупругих перемычек, образующих решетку, проходящую по передней стороне и имеющую центральную часть, свободную от перемычек, и узлы, расположенные на пересечении перемычек и имеющие, каждый, пучок щетинок, закрепленный в нем, а головка имеет вогнутую часть, расположенную под решеткой и проходящую поперек головки.
Вогнутая часть может быть способна проходить на глубине от 50 до 80% глубины головки зубной щетки.
Жесткая периферийная часть может иметь ширину, равную, по крайней мере, 0,79 мм.
Перемычки могут быть выполнены из полипропилена, полиэтилена, термопластичного эластомера или из их комбинации.
Указанный технический результат достигается и тем, что способ изготовления зубной щетки содержит предварительное образование пучков щетинок посредством сплавления оснований щетинок в шишечку, размещение шишечек предварительно образованных пучков щетинок в форме для зубной щетки, впрыскивание гибкоупругого материала вокруг шишечек для образования узлов, посредством чего пучки щетинок удерживаются в форме, причем гибкоупругий материал образует перемычки, соединяющие узлы в решетку, проходящую поперек передней стороны зубной щетки и имеющую центральную часть, свободную от перемычек.
Далее приводится более подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:
Фиг. 1 представляет вид сбоку зубной щетки с обычной плоской формой расположения щетинок;
Фиг. 2 представляет вид спереди зубной щетки, показывающий в головке сетку из щетинкодержателей для поддержки щетинок, показанных на фиг. 1;
Фиг. 3 представляет увеличенный вид спереди головки зубной щетки, показанной на фиг. 2;
Фиг. 4 представляет вид в разрезе по линии В-В на фиг. 3, показывающий в двух измерениях плотное прилегание щетинок к изогнутым поверхностям обычного зуба;
Фиг. 5 представляет подробный вид пучков щетинок, показывающий узлы в сетке из щетинкодержателей, т.е. сплавленных концов пучков щетинок, скрепленных соединительными перемычками;
Фиг. 6 представляет другой вид пучков щетинок, показанных на фиг. 5, т.е. сплавленных концов пучков щетинок, скрепленных соединительными перемычками с формованным сверху эластомером.
На чертежах одинаковыми позициями обозначены аналогичные или сходные элементы на нескольких фигурах, в частности на фиг. 1 и 2, где показана зубная щетка 10 согласно настоящему изобретению. На фиг. 2 показана зубная щетка 10, имеющая головку 18, которая выполнена за одно целое с ручкой 12, проходящей от нее вдоль продольной оси А-А. Головка 18 содержит переднюю сторону 14, которая имеет центральную выемку, поперек которой расположена решетка или раскрытая сетка из гибкоупругих щетинкодержателей, воплощающих в себе отличительные признаки и конструкцию согласно этому изобретению. Как показано на фиг. 1, от передней стороны 14 поперек продольной оси А-А проходят ряды пучков щетинок 16. Каждый пучок щетинок 16 заделан и поддерживается в узле 20, который, как показано на фиг. 3, образован в месте соединения, в котором пересекаются структурные элементы или перемычки 22 сетки.
Передняя сторона 14 зубной щетки согласно настоящему изобретению имеет периферийную рамку или жесткую периферийную часть 24, которая ограничивает отверстие или окно, проходящее через головку 18 зубной щетки. С другой стороны, зубная щетка может быть также выполнена с крышкой на задней стороне головки зубной щетки для образования вогнутой части под решеткой и в отдалении от нее. В том случае, когда закрыта задняя сторона зубной щетки, вогнутая часть под решеткой может проходить на 50-80% расстояния от передней стороны до задней стороны, т.е. глубины головки зубной щетки, которая составляет вплоть до 6,35 мм. На фиг. 4 на виде в разрезе по В-В на фиг.3, перпендикулярном к продольной оси А-А зубной щетки, показан прогиб щетинкодержателей в вогнутую часть во время чистки зубов щеткой. На фиг. 4 показано только приспособление щетинок к форме зуба в двух измерениях со смещением центрального пучка щетинок 26 в направлении по стрелке на фиг. 4. Однако смещение центрального пучка щетинок 26 будет не только заставлять пучки щетинок, перпендикулярные к продольной оси А-А, отклоняться к зубу и плотно прилегать к нему, но, кроме того, прилегающие пучки щетинок, параллельные продольной оси, будут отклоняться к зубу и плотно прилегать к нему, обеспечивая согласно настоящему изобретению трехмерное прилегание к зубу для эффективной чистки его.
Кроме того, согласно настоящему изобретению решетка из перемычек, проходящая по передней стороне 14 зубной щетки, имеет центральную часть, свободную от перемычек, так что перемычки, расположенные в центре головки 18 и параллельные продольной оси А-А, не пересекаются, т.е. не соединяются (фиг. 3). Этот разрыв непрерывности в решетке обеспечивает возможность независимого движения отдельных частей сетки, поддерживающих пучки щетинок, с каждой стороны продольной оси. Такое независимое движение частей сетки, поддерживающих пучки щетинок, способствует зубным щеткам по одновременной чистке разных зубов и мест в зубном ряду во время обработки щеткой.
Головка 18, содержащая шейку, периферийную часть 24 и решетку или сетку из гибкоупругих щетинкодержателей, предпочтительно выполнена за одно целое с ручкой 12 зубной щетки, т.е. формована или иначе образована в виде одной детали. Периферийная часть 24 головки имеет ширину, по крайней мере, 0,79 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 1,59 мм, чтобы быть достаточно жесткой для соответствующей поддержки прикрепленной к ней сетки из щетинкодержателей.
Сетка из щетинкодержателей, включающая перемычки 22 и узлы 20, выполнена из гибкого и упругого материала, предпочтительно из полипропилена. С другой стороны, перемычки 22 могут быть выполнены из полиэтилена или термопластичного эластомера или из их комбинации. Кроме того, степень гибкости и упругости перемычек 22 можно регулировать изменением их размеров, например, уменьшением толщины каждой перемычки 22 для обеспечения дополнительной гибкости или нанесением на каждую перемычку 22 и узел 20 покрытия из второго эластомера, как это показано на фиг. 6. В число приемлемых термопластичных эластомеров входят термопластичный вулканат, который состоит из смеси полипропилена и тройного этиленпропиленового каучука и имеется на рынке как “Сантопрен” (фабричная марка), описанный в патенте США 5393796; или “Вирам” (фабричная марка) - другой термопластичный вулканат, состоящий из смеси полипропилена и натурального каучука, причем как “Сантопрен”, так и “Вирам” являются эластомерами, продаваемыми компанией “Эдвансд Эластомер Системз ЛП”, Акрон, шт. Огайо, 44311, США. Другим и предпочтительным термопластичным эластомером является “Динафлекс Г6713” (фабричная марка), продаваемый компанией “ГЛС корп.”, Кэри, шт. Иллинойс, 60013, США. Эти и другие подходящие эластомеры обычно имеют твердость по Шору А от около 13 до 94, при этом предпочитаемая твердость составляет около 29.
В настоящее время зубные щетки обычно формуют из полипропилена, и при настоящем изобретении предпочитается решетку или сетку из щетинкодержателей также изготавливать из полипропилена для облегчения одностадийного формования зубной щетки. Если желателен светлый внешний вид, то ручка 12, головка 18 и решетка могут быть изготовлены из сложного полиэфира, например, полиэтилентерефталата. Предпочительным полипропиленом является полипропилен “Хантсман 5520” (фабричная марка), изготавливаемый компанией “Хантсман полипропилен корпорейшн”, Хинсдейл, шт. Иллинойс, 60521, США.
При желании зубная щетка согласно настоящему изобретению может быть формована как “двухкомпонентная” зубная щетка, что означает, что гибкоупругий материал сетки или решетки, поддерживающей щетинки, отличается от материала твердых пластмассовых головки 18 и ручки 12 зубной щетки. Известен способ изготовления такой двухкомпонентной зубной щетки посредством обычной технологии двухкомпонентного литья под давлением. Например, согласно настоящему изобретению материал решетки может быть введен в головку на второй стадии литья под давлением после стадии литья под давлением твердых головки для установки щетинок и ручки. На этой второй стадии литья под давлением полуготовую зубную щетку устанавливают во второй форме, в которую впрыскивают материал решетки в пространство внутри жесткой периферийной части 24. Чтобы увеличить площадь поверхности крепления эластомера к жесткой периферийной части 24 с целью увеличения адгезии к ней, по верхней поверхности внутренней стороны жесткой периферийной части может быть образован паз или выемка.
При изготовлении зубных щеток согласно настоящему изобретению одностадийный способ формования может быть применен тогда, когда головка 18 содержит отверстие, проходящее через нее, и когда решетка изготавливается из того же самого материала, что и остальная часть корпуса щетки, т.е. головка 18 и ручка 12. В противоположность этому двухстадийный способ формования должен применяться всякий раз, когда головка 18 зубной щетки содержит вогнутую поверхность под решеткой, и эта вогнутая поверхность образуется вследствие наличия у зубной щетки закрытой задней стороны, при этом крышка отделена от решетки. При таком двухстадийном формовании корпус зубной щетки и выполняемую за одно с ним решетку формуют в первой форме для литья под давлением, и полуготовую зубную щетку переставляют во вторую форму для литья под давлением, в которой формуют заднюю крышку.
Использование формы для двухкомпонентного литья под давлением может облегчить двухстадийный процесс литья под давлением зубных щеток согласно настоящему изобретению. Формы для двухкомпонентного литья под давлением поставляются на рынок компанией “Машине бушери Н.В.”, Изегем, Бельгия; эти формы могут быть установлены на обычных литьевых машинах для такого применения двухстадийного процесса литья под давлением, как, например, в машинах для двухкомпонентного литья под давлением, поставляемых на рынок компанией “Энгель Кэнеда, инк.”, Гуэльф, пров. Онтарио, Канада.
Щетинки зубной щетки могут быть вставлены во время образования из гибкоупругого материала узлов сетки, поддерживающей щетинки, с использованием технологии образования нештапельных пучков в форме, описанной в патентах США №5609890, 5390984, 5533791. Такая технология включает в себя способ и относящееся к нему оборудование, в котором вначале из каждого пучка щетинок образуют заготовку путем сплавления оснований щетинок в шишечку. Эту шишечку затем удерживают в форме, в которую впрыскивают гибкоупругий материал для образования сетки или решетки, поддерживающей щетинки, так, чтобы материал растекался вокруг шишечки, закрепляя пучок на месте с передней стороны 14 зубной щетки. На фиг. 5 показаны готовые пучки щетинок 16, произведенные по вышеуказанной технологии, при этом материал сетки, поддерживающей щетинки, т.е. перемычек 22, окружает и закрепляет шишечку 28 в основании каждого пучка щетинок 16.
1. Зубная щетка, имеющая пучки щетинок, способных обеспечивать лучшее прилегание к изогнутым поверхностям зубов, и содержащая ручку, имеющую продольную ось, и головку, расположенную на ее одном конце, с передней стороны которой проходят множество пучков щетинок, при этом передняя сторона имеет жесткую периферийную часть, ограничивающую отверстие, проходящее через головку, сетку из гибкоупругих перемычек, образующих решетку, проходящую поперек отверстия, прикрепленную к жесткой периферийной части и имеющую центральную часть, свободную от перемычек, и узлы, расположенные на пересечении перемычек и имеющие каждый пучок щетинок, закрепленный в нем.
2. Зубная щетка по п. 1, в которой жесткая периферийная часть имеет ширину, равную, по крайней мере, 0,79 мм.
3. Зубная щетка по п. 1, в которой перемычки выполнены из полипропилена, полиэтилена, термопластичного эластомера или из их комбинации.
4. Зубная щетка, обеспечивающая лучшее прилегание к изогнутым поверхностям зубов для лучшей чистки и содержащая ручку, имеющую продольную ось, и головку, расположенную на ее одном конце, с передней стороны которой проходят множество пучков щетинок, при этом передняя сторона имеет жесткую периферийную часть, к которой прикреплена сетка из гибкоупругих перемычек, образующих решетку, проходящую по передней стороне и имеющую центральную часть, свободную от перемычек, и узлы, расположенные на пересечении перемычек и имеющие, каждый, пучок щетинок, закрепленный в нем, а головка имеет вогнутую часть, расположенную под решеткой и проходящую поперек головки.
5. Зубная щетка по п. 4, в которой вогнутая часть способна проходить на глубине 50 - 80% глубины головки зубной щетки.
6. Зубная щетка по п. 4, в которой жесткая периферийная часть имеет ширину, равную, по крайней мере, 0,79 мм.
7. Зубная щетка по п. 4, в которой перемычки выполнены из полипропилена, полиэтилена, термопластичного эластомера или из их комбинации.
8. Способ изготовления зубной щетки, содержащий предварительное образование пучков щетинок посредством сплавления оснований щетинок в шишечку, размещение шишечек предварительно образованных пучков щетинок в форме для зубной щетки, впрыскивание гибкоупругого материала вокруг шишечек для образования узлов, посредством чего пучки щетинок удерживаются в форме, причем гибкоупругий материал образует перемычки, соединяющие узлы в решетку, проходящую поперек передней стороны зубной щетки и имеющую центральную часть, свободную от перемычек.
