CN100584242C - 制造具有针形刷毛的牙刷的方法以及使用该方法制造的牙刷 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制造具有针形刷毛的牙刷的方法以及用该方法制造的牙刷。本发明的牙刷制造方法包括以下步骤：通过物理研磨处理将由聚酯制成并且被嵌入到牙刷体中的刷毛的末端处进行部分地渐尖处理，以及通过将该部分地渐尖处理的刷毛浸入到化学制品中来完成该已部分地渐尖处理的刷毛的渐尖处理。本发明可以通过简单处理将牙刷的刷毛渐尖处理。而且，本发明解决了出现在将刷毛嵌入到牙刷体后的渐尖处理中的常见困难。

Description

制造具有针形刷毛的牙刷的方法以及使用该方法制造的牙刷

技术领域

本发明总体涉及制造具有针形刷毛的牙刷的方法以及用该方法制造的牙刷，更具体地，涉及一种将被嵌入牙刷的刷毛渐尖处理的方法和由该方法制造的牙刷。

背景技术

在传统的制造具有渐尖的刷毛的牙刷的方法中，将具有末端处直径为0.16mm到0.2mm的刷毛的刷毛束剪切成预定的长度。此后，用碱性化学制品或者强酸性化学制品将刷毛的末端水解，从而成为渐尖的。随后，将该刷毛在水中清洗并且干燥。然后将该刷毛对折并且用固定器(anchor)嵌入到形成在牙刷体头部的孔中。

然而，由于近年来牙刷的变化发展趋势，因此需要多样化的刷毛嵌入模式。此外，随着刷毛束尺寸的增长，很难用固定器固定刷毛。

有如下三种制造无固定器的牙刷(anchorless toothbrush)的方法：

第一，如德国的Coronet公司所使用的方法，将刷毛嵌入到模具中，然后，将树脂注入该模具中，从而使刷毛和牙刷体成为整体。

第二，如美国的Oral-B公司所使用的方法，将刷毛嵌入刷板模子(mold brush plate)中，然后，将带有刷毛的刷板模子放置到模具中。随后，将树脂注入到该模具中，从而将刷毛固定在牙刷体上。

第三，如比利时的Boucherie公司所使用的具有预定长度的刷毛束的方法，不同于使用缠绕的细丝(filament)作为刷毛的其它公司，而是将刷毛嵌入到由塑料制成的头部嵌入体(head insert)中，并且，随后，将该头部嵌入体固定在形成于牙刷体头部的头部嵌入体座内。随后，通过超声波将该头部嵌入体与该牙刷体结合。

上述的方法可以不用固定器而将刷毛可靠地固定在牙刷体上。然而，设备很昂贵，并且产率相对低。而且，因为模具、刷毛嵌入设备和注射模塑机是结合在一起的，很难改变刷毛的嵌入模式。

然而，使用上述方法制造的牙刷可以实现多种刷毛嵌入模式。因此，其外形出众。同样，该刷毛嵌入模式可以被自由设计成与每个人种的牙齿结构相匹配。因此，使用上述方法制造的牙刷在消费者中很流行。

在使用上述方法制造的牙刷中，为了实现各种刷毛嵌入模式，该刷毛束的体积必须变大。其结果是，不能使用传统的物理研磨处理将刷毛渐尖处理。众所周知，如果刷毛是渐尖的，柔性就会增加，从而使使用者的牙龈免受刷牙时带来的伤害，并且刷毛的刺入能力增强，从而提高了刷牙效率。

由于这些原因，在为无固定器的牙刷的情况下，使用由相对柔软的尼龙，例如尼龙6，10和尼龙6，12制成的刷毛来代替渐尖刷毛的方法，从而克服了上述问题。然而，与聚酯刷毛相比，尼龙刷毛缺乏耐用性和防水性。同样，由于非渐尖形刷毛的刺入能力差，刷牙效率降低。而且，由聚酯制成的刷毛由于过高的硬度而不能被应用于这样的牙刷中。

鉴于这些原因，即使在制造具有不同嵌入模式的牙刷时，也需要渐尖处理(tapering process)。以下是刷毛渐尖处理的方法。首先，如上所述，方法1)：将刷毛束切成预定长度，然后，用碱性化学制品或者强酸性化学制品水解该刷毛的末端，从而成为渐尖的。随后，将该刷毛在水中清洗并且干燥。此后，将干燥后的刷毛对折并且用固定器嵌入到牙刷体中。第二，方法2)：在实施刷毛嵌入处理后，使用例如研磨法等物理方法将该刷毛渐尖处理。第三，方法3)：通过方法1)使刷毛部分地渐尖，然后再通过方法2)进行额外的加工。

该方法2)的问题在于，因为刷毛的渐尖部分的长度相对较短，所以该刷毛不够柔软。另一方面，该方法3)具有解决方法2)的问题以及降低生产成本的优点。该方法已经在由本发明的发明人提交的韩国专利第261658号中提出。然而，该方法的应用被局限在使用剪切成预定长度的刷毛束制造的牙刷中。也就是说，该方法不能被应用到使用缠绕的细丝的情况中。

另外，如日本专利第3022762号中提出的，有这样一个方法，其中，在使用金属，特别是铝制成的固定器将刷毛固定在牙刷体上后，将刷毛浸入到碱性化学制品中直到刷毛的核心部分(core)刚好被溶解之前，从而将刷毛末端渐尖处理。

然而，该方法的问题在于，因为在该刷毛的浸泡处理过程中碱性化学制品由于毛细现象而渗入到固定器中，所以该固定器可能被不期望地溶解。如果该固定器被溶解，嵌入的刷毛可能会从牙刷体上脱落。而且，在大量生产处理的情况下，因为在铝固定器与碱反应时会产生氢气，可能会由于反应器中的热而发生气体爆炸的可能。即使将该固定器的材料换成已经普遍采用的黄铜，也还会由于为了增强黄铜的硬度而加入的锌与碱性化学制品反应而发生溶解。

因为这些原因，用这种方法制造的产品不能被商业化。考虑到经济效益，只有通过裁成预定长度的刷毛束的两个末端都用化学制品进行渐尖处理、随后将其对折并使用固定器嵌入到牙刷体的方法生产的产品才可以被商业化。

而且，在通过上述的在刷毛嵌入处理后使用化学制品使刷毛渐尖的方法制造的牙刷中，牙刷的每一根刷毛都具有瓶形，如图1所示。因此，从严格的意义上讲，这种刷毛不能被称作针形的刷毛。而且，这种刷毛不具有针形刷毛的特性，包括良好的刺入能力。

通过化学制品将刷毛溶解成如图1所示的瓶形的原因如下。在这种刷毛束被化学处理的情况下，因为紧密扎在一起的四万到五万根刷毛起到冷却装置的作用，化学制品在由于毛细现象而渗透进入到刷毛上部的同时被冷却。因此，该化学制品不能溶解该刷毛的上部。相反地，只有浸入到化学制品中的刷毛末端才被溶解。然而，在这种嵌入到牙刷体中的刷毛是被化学处理的情况下，因为在被嵌入的刷毛之间的间隙大于刷毛捆扎时的刷毛之间的间隙，并且因为嵌入的刷毛的数量少于捆扎时的刷毛的数量，所以被嵌入的刷毛不能起到冷却装置的作用。因此，由于毛细现象渗入到被嵌入的刷毛上部的化学制品不能被冷却，从而使得刷毛的上部也被化学制品溶解。

而且，当以与方法3)中相同的方式用研磨机研磨通过上述方法而部分地渐尖处理后的刷毛时，因为其上部被溶解的刷毛是无弹性的，所以该刷毛末端处的粗细变得不均匀。而且，大量的刷毛在被研磨后可以被弯曲成如图2所示的形状。

同时，近年来，如韩国专利公开第2002-0097188号提出的，将刷毛以山形进行嵌入来增强清洁能力的牙刷已经被商业化。然而，为了将刷毛布置成山形，在刷毛嵌入处理后，必须用切割机剪切该刷毛。而且，很难使用上述的传统渐尖处理的方法将这样的牙刷的刷毛渐尖处理。

除此之外，传统的刷毛渐尖的方法还存在常见的问题，其中，需要一个装配有昂贵的特殊装置的刷毛嵌入机，而且需要熟练的工人。

发明内容

技术问题

因此，本发明已经考虑了上述发生在现有技术中的问题，并且本发明的一个目的在于提供具有不同形状的固定排(setting row)和渐尖刷毛的牙刷。本发明的另一个目的在于提供通过简单制造工艺制造的牙刷。本发明的另一个目的还在于提供具有优良的防水性和耐用性的牙刷，并且其刷毛可以容易地刺入到牙齿之间的缝隙中。

本发明的另一个目的还在于提供将被嵌入到牙刷体中的刷毛渐尖处理的方法。本发明的另一个目的还在于提供一种使用普通刷毛固定机制造固定有渐尖刷毛的牙刷的方法。本发明的另一个目的还在于提供一种可以降低不合格率的牙刷制造方法。本发明的另一个目的还在于提供一种在被嵌入在牙刷体中之后被切成所需形状的刷毛渐尖处理的方法。本发明的另一个目的还在于提供一个刷毛末端处粗细均匀的牙刷。

技术方案

一个方面，本发明提供制造牙刷的方法，包括：使用研磨处理将由聚酯制成并被嵌入到牙刷体中的刷毛的末端进行部分地渐尖处理(partially tapered)；通过将该部分渐尖的刷毛浸入到化学制品中完成刷毛的渐尖处理。

另一方面，本发明提供了制造牙刷的方法，包括：通过机械加工将由聚酯制成的刷毛的末端部分地渐尖处理；并且通过将部分地渐尖处理后的刷毛固定到牙刷体中并将部分地渐尖处理后的刷毛浸入到化学制品中来完成刷毛的渐尖处理。

优异的效果

在本发明中，具有渐尖刷毛的牙刷是通过简单的制造工艺制成的。而且，本发明解决了传统技术中在渐尖处理被嵌入的刷毛时的困难。此外，在将单侧的针形刷毛嵌入在牙刷体中时，因为不需要研磨刷毛的较短部分的单独处理，所以可加工性显著增强。同样，本发明可以不使用昂贵的设备而高效地嵌入针形刷毛。

附图说明

图1是示出不使用部分渐尖处理而通过化学制品处理的刷毛的平面图；

图2是示出在不使用部分渐尖处理而通过化学制品处理后由研磨机研磨的刷毛的平面图；

图3是将刷毛以山形嵌入的传统牙刷的平面图；

图4是示出在被嵌入到牙刷之前被折叠的单侧的针形刷毛的平面图；

图5是示出一个嵌入有刷毛的传统的头部嵌入体的立体图；以及

图6是示出被嵌入到根据本发明的方法制造的牙刷中的刷毛的放大图。

具体实施方式

下面，将参照附图对本发明进行详细说明。

在本发明中，牙刷刷毛的材料是聚酯，例如，是聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸亚丙基酯(polytrimethylene terephthalate，PTT)和聚对苯二甲酸丙二酯(polypropylene terephthalate，PPT)。与尼龙刷毛相比，这种聚酯刷毛具有优良的防水能力和耐用性。然而，如果聚酯刷毛不是经过渐尖处理的，则该刷毛由于过高的硬度而不适合用作牙刷刷毛。

在本发明的研磨处理中，将被嵌入到牙刷中的刷毛剪切成所需长度，并且利用精加工M/C部分地进行渐尖处理。此处，该刷毛被部分地渐尖处理，以使其末端处的粗细范围为0.06mm到0.12mm，优选为0.08mm到0.10mm。而且，将该刷毛部分地渐尖处理，以使渐尖部分的长度范围为0.5mm到2.2mm，优选为1.0mm到2.0mm。

这种部分地渐尖处理通过用砂纸(网纸，mesh paper)磨擦该刷毛220次或者更多次，或者通过使用滚筒研磨机(drum grinder，鼓式研磨机)研磨刷毛10秒到15秒来完成。

此后，当将该部分地渐尖处理的刷毛浸入到酸性或者碱性化学制品中时，该刷毛形成为与将刷毛束浸入到化学制品中后得到的形状相同的形状，但该刷毛不会形成为如图1所示的瓶形。而且，该刷毛的末端处粗细变得相对均匀。此处，与没有被处理的刷毛相比，在为通过研磨法预先处理的刷毛情况下，将刷毛浸入在化学制品中的时间减少30％或者更多。而且，该刷毛优选是经过渐尖处理，以使末端处的粗细范围为0.01mm到0.03mm，渐尖部分的长度范围为4mm到9mm。

本发明的方法适用于制造无固定器的牙刷，但也可以应用于具有固定器的牙刷。然而，为了将该方法应用于具有固定器的牙刷，固定器的材料被换成具有优良耐化学腐蚀性的材料。作为具有优良耐化学腐蚀性材料的多个实例，有镍、镀金的铜锌合金和塑料。

本发明的方法可以被应用于具有在图3中示出的以山形嵌入的刷毛的牙刷，而用传统的方法来对其进行渐尖处理是困难的。在本发明中，刷毛通过研磨机被部分地渐尖处理，然后，将刷毛的末端以与传统技术相同的方法浸入到化学制品中。这里，优选地，将刷毛以使短刷毛的末端也被浸入在化学制品中的方式进行浸渍。在通过上述步骤生产刷毛的情况下，该刷毛的渐尖部分的长度都是相互不同的，但是其末端处的粗细是相对均匀的。

而且，本发明的方法可以被应用于具有单侧的针形刷毛的牙刷。单侧针形刷毛是指具有一个末端为渐尖的而另一个末端不是渐尖的刷毛，并且在被对折后被嵌入在牙刷体中。通常，该单侧的针形刷毛被嵌入在牙刷体上，以使渐尖的末端比不是渐尖的末端长2mm至4mm(见图4)。具有这样的单侧的针形刷毛的牙刷同时具有刺入能力和清洁能力的优点。

然而，在为具有单侧的针形刷毛的牙刷的情况下，因为刷毛的不是渐尖的部分可能会伤害使用者的牙龈，所以优选该刷毛的不是渐尖的部分在被嵌入在牙刷中之前短暂地浸入到化学制品中，以使该刷毛的末端成为圆形。

在本发明中，普通的不是渐尖的刷毛可以使在每根刷毛的较长部分与较短部分之间存在2mm至4mm的高度差的方式被嵌入在牙刷体中。然后，使用研磨机部分地渐尖处理刷毛的较长部分和较短部分。随后，如果将该刷毛的较长部分的末端浸入到化学制品中，则该较长部分被完全渐尖处理，而该较短部分的末端形成圆形。这样，在本发明中，可以通过简单的工艺制造牙刷。

而且，在本发明中，具有不同粗细的末端的普通刷毛可以被结合在一起。在这种情况下，被结合在一起的具有不同粗细的末端的刷毛被嵌入在牙刷体中，然后，使它们渐尖。然后，将具有不同粗细的末端且渐尖部分长度不同的刷毛一起结合到牙刷体上。

在本发明中，用语“在刷毛固定处理之后”是指“在将刷毛嵌入在牙刷体中之后”和“在将刷毛嵌入在头部嵌入体中之后(见图5)”。在将刷毛嵌入在头部嵌入体中的情况下，因为头部嵌入体小于牙刷体，所以在化学制品中浸入刷毛的处理效率提高。

制造牙刷的方法的几个实施例如下。

实施例1

将具有末端处粗细为0.19mm并且由PBT制成的刷毛嵌入到安装在由比利时Boucherie公司制造的刷毛固定注入成型机(型号名称：AFT CNC)上的模具中。然后，将刷毛的伸入到模具腔体中的部分热熔接，并将树脂注入到该模具腔体中，从而制造成将刷毛与牙刷体结合为整体的牙刷。

随后，将已制成的牙刷的刷毛用精加工机剪切成所需高度。然后，通过具有突起部分的滚筒研磨机将刷毛部分地渐尖，以使该刷毛的末端处粗细为0.08mm而渐尖部分长度为1.5mm。将已制成的牙刷固定在固定夹具(holding jig)上，然后，将该刷毛浸入到内装有保持在120℃下的40％氢氧化钠溶液的反应器中，持续16分钟。随后，将该刷毛在水中清洗、中和并且干燥，从而完成渐尖处理。

结果是，该牙刷的刷毛末端处的粗细范围为0.01mm到0.02mm。该刷毛的渐尖部分的长度范围为5mm到8mm(见图6)。

实施例2

在第一实施例的渐尖处理之前，剪切刷毛，以使被嵌入的刷毛形成为在图3中示出的山形。

将这些牙刷上的刷毛通过与第一实施例相同的方法进行渐尖处理。结果是，该牙刷刷毛的末端处粗细范围为0.01mm到0.05mm。该刷毛的渐尖部分的长度范围为4mm到8mm。

实施例3

将具有末端处粗细为0.19mm并且由PBT制成的刷毛在被对折后嵌入到固定孔中。此时，在每个固定孔中嵌入26根刷毛，以使每根刷毛的较长部分和较短部分之间存在3mm至4mm的高度差。在刷毛固定处理后，将刷毛进行渐尖处理，以使该刷毛的较长部分和较短部分具有末端处粗细为0.08mm和渐尖部分的长度为1.5mm。此后，将该刷毛进行渐尖处理，以使该刷毛的较长部分稍微浸入化学制品中持续15分钟。结果是，该刷毛的较长部分的末端粗细范围为0.01mm到0.02mm。较长部分的渐尖部分的长度范围为4mm到7mm。该刷毛的较短部分的末端处粗细保持在0.08mm。

实施例4

在使用第一实施例中描述的由Boucherie公司生产的具有线研磨机(line grinder)的刷毛固定机将具有末端处粗细为0.203mm并且由PBT制成的普通刷毛(其为非渐尖的)嵌入在头部嵌入体中之前，将该刷毛进行部分地渐尖。然后，将该刷毛热熔接在头部嵌入体上。在将熔接有刷毛的头部嵌入体固定在固定夹具上之后，将该刷毛浸入到内装有保持在125℃下的35％氢氧化钠溶液的反应器中持续15分钟。随后，将该刷毛在水中清洗，中和并且干燥，从而完成渐尖处理。然后，将具有渐尖刷毛的头部嵌入体固定到牙刷体的嵌入体座上，然后利用超声波将其结合到牙刷体上，从而获得牙刷。

结果是，该牙刷刷毛的末端处粗细范围为0.01mm到0.02mm。该刷毛的渐尖部分的长度范围为5mm到8mm。

实施例5

将具有末端处粗细为0.18mm并且由PBT制成的普通刷毛嵌入到一个电动牙刷的圆形头部中，以使刷毛的高度范围为6mm到10mm。然后，将被嵌入到圆形头部中的刷毛通过以与第一实施例相同的方法使用研磨机进行部分地渐尖处理。该部分地渐尖处理的刷毛的末端处的粗细范围为0.08mm到0.1mm。该渐尖部分的长度为1.5mm。

将其中固定有部分地渐尖处理的刷毛的头部固定在固定夹具(holding jig)上，并且将该刷毛浸入到装有保持在110℃下的40％氢氧化钠溶液的反应器中持续15分钟。随后，将该刷毛在水中清洗，中和并且干燥，从而完成渐尖处理。

具有渐尖的刷毛的圆形头部与该电动牙刷的柄部相连接。而且，该刷毛的末端处粗细范围为0.03mm到0.05mm。该刷毛的渐尖部分的长度范围为3mm到4mm。

实施例6

将具有末端处粗细为0.152mm、0.178mm和0.203mm的并且由PBT和聚酯弹性体以7∶3的重量比混合制成的三种刷毛嵌入到由塑料制成的头部嵌入体中。此处，将具有末端处粗细为0.152mm的刷毛嵌入到该头部嵌入体的中央部分(central portion)中。将具有末端处粗细为0.178mm的刷毛嵌入到该头部嵌入体的中间部分(intermediate portion)中。将具有末端处粗细为0.203mm的刷毛嵌入到该头部嵌入体的边缘部分中。

然后，使用研磨机以与第一实施例相同的方法将嵌入到头部嵌入体中的刷毛进行部分地渐尖处理。结果是，将具有末端处粗细范围为0.07mm到0.09mm的刷毛、具有末端出现粗细范围为0.09mm到0.1mm的刷毛和具有末端出现粗细范围为1.2mm到1.4mm的刷毛结合在一起。该刷毛的渐尖部分的长度范围为1.5mm到2.0mm。然后，将具有部分地渐尖处理的刷毛的头部嵌入体固定到固定夹具上，并且将该刷毛浸入到装有保持在115℃下的35％氢氧化钠溶液的反应器中持续17分钟。随后，将该刷毛在水中清洗、中和并且干燥。结果是，得到了嵌入有具有粗细为0.01mm到0.04mm且渐尖部分的长度为3mm到6mm的不同末端的刷毛的牙刷。

Claims (5)

1.一种制造具有针形刷毛的牙刷的方法，包括以下步骤：用物理研磨处理将由聚酯制成并且被嵌入到牙刷体的刷毛的末端部分地渐尖处理；以及通过将所述部分地渐尖处理的刷毛浸没到化学制品中来完成所述刷毛的渐尖处理；

所述部分地渐尖处理所述刷毛的步骤包括：研磨所述刷毛，使得所述刷毛的末端处粗细范围为0.06mm到0.12mm并且所述刷毛的渐尖部分的长度范围为0.5mm到2.2mm。

2.根据权利要求1所述的牙刷制造方法，其中，所述完成所述刷毛的渐尖处理的步骤包括：将所述部分地渐尖处理的刷毛浸入到化学制品中，使得所述刷毛末端处粗细范围为0.01mm到0.03mm并且所述刷毛的渐尖部分长度范围为4mm到9mm。

3.根据权利要求2所述的牙刷制造方法，其中，在折叠后将所述刷毛的每一根都嵌入到所述牙刷体的头部中，使得所述折叠的刷毛的较长部分与较短部分之间存在2mm到4mm的高度差，并且将所述被嵌入的刷毛通过所述固定器固定在所述头部。

4.根据权利要求3所述的牙刷制造方法，其中，所述折叠的刷毛的每一根的所述较长部分都被渐尖处理，并且所述较短部分的末端都被研磨成球形。

5.一种制造具有针形刷毛的牙刷的方法，包括以下步骤：通过研磨将由聚酯制成的刷毛的末端部分地渐尖处理；以及通过将所述部分地渐尖处理的刷毛嵌入到牙刷体上并且将所述部分地渐尖处理的刷毛浸没到化学制品中来完成刷毛的渐尖处理。

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