CN101272715B - 给牙刷刷毛染色的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及将耗材，特别是磨损指示-染料，引入牙刷刷毛和/或其它个人必需品的磨损部件中的方法，其中，将耗材加入置于超大气压下的介质中，并且其中，加压的耗材-介质-混合物以规定的作用时间来对牙刷刷毛和/或磨损部件施加作用。根据本发明的方法突出优点在于，引入耗材的介质含有CO2作为基本组分。优选地，在高压下，在加压容器中循环流动耗材-CO2-混合物，使牙刷刷毛或相应的磨损部件被所述混合物流动地包围。

Description

给牙刷刷毛染色的方法
本发明涉及一种方法，用于将磨损指示-染料或其它的、在使用设备时以相似方式磨损的耗材，引入牙刷刷毛和/或其它个人必需品的磨损部件中，其中将耗材加入置于超大气压下的介质中，并且加压的耗材-介质-混合物以规定的作用时间来对牙刷刷毛和/或磨损部件施加作用。
对于牙刷刷毛公知地使用染料形式的磨损指示，其随着不断的使用或者说磨损而改变其颜色。在此将染料扩散在单丝的外层中，该染料随着牙刷的使用而渐渐消失，使得牙刷刷毛渐渐褪色并再次呈现其原始颜色，牙刷使用者以此了解其磨损状态。目前通常通过渗入方法将磨损指示引入牙刷刷毛中。US 4,802,255和EP 0303202B1建议将合适的食品染料，例如赤藓红，加入具有一定PH-值的水溶液中，并且之后蒸煮该染料溶液并将刷毛浸入加热的染料溶液中60分钟。为了达到较大的渗入深度，在上述文本中建议，将其中浸有刷毛的染料溶液在压力容器中施加以超大气压力。
虽然在大型工业规模中这种公知的给牙刷刷毛染色的浸渍方法是非常成功的，然而其却具有一些疑难方面。特别地，在高的染色温度下刷毛性能会受到不希望的影响。另外，该方法使用乙酸且需要中和并且需要在染色过程之后强烈冲洗刷毛。在此，本发明可弥补这些不足。
本发明的目的是实现将磨损指示-染料或其它耗材引入牙刷刷毛或其它个人必须品的磨损部件中的、改善的方法，该方法可避免现有技术的缺点且最终以有利的方式做进一步的扩展。特别地，该方法可达到低的过程温度且不伤刷毛地处理刷毛，并可避免昂贵的后处理步骤。
根据本发明可通过权利要求1所述的方法实现该目的。本发明的优选具体实施方案为从属权利要求中的内容。
根据本发明设计，通过使用高压下的CO2将耗材引入牙刷刷毛或个人必需品的相应磨损部件中。其中加入所引入耗材的、且置于超大气压下的介质至少包含CO2作为基本组分。特别地，该介质可以基本完全由CO2组成。在压力下将耗材与CO2混和，随后在因此而形成的耗材-CO2-混合物中加入牙刷刷毛并且以此将耗材引入牙刷刷毛中。牙刷刷毛被高压下的耗材-CO2-混合物施加作用，可使耗材扩散到刷毛的外层中。
如果需要，可在将耗材加入CO2之前首先将其溶解在水中。在此，根据本发明的一个优选的具体实施方案，在压力下将因此而形成的溶液与CO2混和之前，可以将耗材溶解在水中达0.005％至0.5％，优选约0.05％至0.3％。可选地，耗材也可以完全不添加水地于CO2混合，特别是在使用非水溶性的耗材时。
优选地，引入耗材时不分离牙刷刷毛。在本发明的进一步的扩展中，整个刷毛座，即所谓的绞纱，和/或刷毛线轴被耗材-CO2-混合物施加作用。通过使用CO2，也可不分离刷毛地实现一致染色或者说引入耗材。在此，可在刷毛绳，即所谓的绞纱，内将数个10,000单丝结合成绳。在此对于牙刷，可以使用具有1m至2m长度且30mm至70mm直径的、并且由约30,000至80,000单丝组成的刷毛绳，其在将总的刷毛绳引入装置的同时，被耗材-CO2-混合物施加作用。或者也可以在线轴上给刷毛染色，在线轴上可以缠绕数个10,000m刷毛。优选地，在此使用线轴，其线轴芯和/或法兰或栏板是可渗透的，使得耗材-CO2-混合物可穿过线轴壁循环流动。
通过同时处理大量结合成刷毛绳和/或缠绕在刷毛线轴上的牙刷刷毛显著简化了过程中对于刷毛的处理。特别地，该方法省去了在传统方法中非常昂贵的、以单独的形式对刷毛的传送。
为了实现均匀地引入耗材以及刷毛绳或线轴的较好的渗入，根据本发明的一个优选的具体实施方案，使加压的耗材-CO2-混合物流动，使得牙刷刷毛或相应的磨损部件被所述混合物流动地包围。特别地，在此可通过压力容器和/或管道设施循环流动该混合物，使得与CO2混和的耗材颗粒一再不停地与刷毛接触。
优选地，在非连续过程中，在压力容器中，其中引入耗材的牙刷刷毛或相应磨损部件被混合物施加作用。作为所谓的间歇过程的替换，原则上可以设想，可在连续或半连续的过程中，使刷毛绳或刷毛线轴被耗材-CO2-混合物施加作用。然而，使用简单装置，非连续过程获得卓越的染色结果或者说引入结果。
当牙刷刷毛被耗材-CO2-混合物施加作用时，在待染色的各个部件上，根据过程参数进行不同的改变或调整是可能及合理的。
根据本发明的一个优选的具体实施方案，为了将耗材引入牙刷刷毛中，通过施加合适的压力和/或温度使含有CO2作为基本组分的介质进入超临界状态。以此可以实现即使是绳材料和线轴材料的特别均匀的染色以及高的渗入深度。
在温度方面，优选地，本发明的方法的长处在于其具有与现有技术相反的低的温度。基本上可在室温下执行该方法，以此达到非常好的结果并且要处理的刷毛几乎不受任何影响。然而，也可在上至140℃的温度下进行该方法。通过本发明的一个优选的具体实施方案，可优选地向对牙刷刷毛施加作用的耗材-介质-混合物施加约60℃至80℃的温度。与传统的给牙刷刷毛染色方法相比，该温度显著地更低，使得避免了对刷毛性能的不希望的影响。
当耗材-介质-混合物在压力下作用于牙刷刷毛或相应的磨损部件时，所述压力可在5bar和300bar之间，其中，优选以在60bar和200bar之间的压力进行。根据本发明的一个特别优选的具体实施方案，将压力调整为在85bar至150bar之间。
作用时间可为几分钟和几小时之间。根据调节其它的过程参数，当作用时间为40至80分钟时，在材料引入的量、渗入深度和均匀性方面可达到令人满意的结果。
优选地，将非连续引入过程设计为两个阶段。在耗材-CO2-混合物施加作用之后，将牙刷刷毛或个人必需品的相应磨损部件从相应的压力容器中取出并放置于冲洗池或合适的冲洗装置中，以进行短暂冲洗，优选2至5分钟。除了两个浸渍过程(一次在耗材-CO2-混合物中，另一次在冲洗液体中)之外，不需要另外的如中和、清除沉淀等的方法步骤。
特别地，以纯水冲洗进行冲洗过程，其中不使用酸或中和剂。在此，一方面实现了无损伤地处理，另一方面在安全方面和环境方面简化了该方法。
适当地，在指定的作用时间之后，在取出牙刷刷毛或相应的磨损部件之前，冷却耗材-介质-混合物并降低其压力。
可根据希望的染色结果或引入结果来改变方法参数。优选地，用于耗材-CO2-混合物施加作用的温度、压力和作用时间，可以这样确定，使得从外部看来，引入深度或者说渗入深度为占牙刷刷毛半径的约1％至30％，优选5-25％。
本发明的方法的主要应用是将磨损指示-染料引入牙刷的刷毛中，其随着牙刷增加的使用时间而一再消耗并且因此牙刷刷毛的相应颜色变化显示其磨损。在此，原则上可以将不同的染料引入刷毛中。根据本发明的一个优选的具体实施方案，可使用染料靛蓝FD&C蓝色2号(FD&C Blue No.2)，靛蓝二磺酸钠(CAS-No.860-22-0)，将该染料溶解于水中达0.005％至0.5％并在压力下与CO2混和。或者可选地，对于所述的染料当然也可以使用其它的染料，例如FD&C红色2号(FD&CRed No.3)，FD&C黄色2号(FD&C Yellow No.6)或FD&C绿色3号(FD&C Green No.3)。
或者也可以使用非水溶性的、可导致永久性染色的染料。根据本发明的一个优选的具体实施方案，可使用靛蓝胭脂红(Indigo Carmine)，湛蓝(Azurblau)，四蓝(Tetrablau)，FD&C蓝色1号(FD&C Blue No.1)，FD&C蓝色1号铝沉淀颜料(FD&C Blue No.1 Al.Lake)和酞菁染料(Phthalocyaninfarbstoff)，如酞菁蓝B(Heliogenblau B)。
为了显示磨损，除了引入染料之外，然而也可以将其它的随着装置的使用而消耗的耗材(例如味觉材料、嗅觉材料和/或抗菌高效材料和相似的应用材料)引入牙刷刷毛或个人必需品的相应磨损部件中。例如作为味觉材料和/或嗅觉材料，可引入允许用于食品的芳香族材料，如薄荷醇、香芹酮、肉桂或水果味觉材料。
通过本发明的方法可将含银离子的化合物(例如银-锌-沸石，如Fa.Ciba的IRGAGUARD-型或Fa.Clariant的消毒-型)作为抗菌物质引入牙刷刷毛或个人必需品的相应磨损部件中。
该方法特别有利地适用于将所述材料引入由合成材料形成的牙刷刷毛中。可用于本方法的牙刷刷毛为特别是由聚合物(如聚酰胺或尼龙)形成的单丝。特别地，使用由PA6.6，PA6.10和/或PA6.12形成的刷毛。在此，所使用的刷毛优选为拉长且之后被固定的挤出的合成材料丝。优选地，可以给具有50μm至500μm，特别是100μm至250μm，的直径范围的牙刷刷毛染色。
然而，本方法的应用不仅限于牙刷刷毛。也可通过本方法以有利的方式将随使用相应装置而消耗的耗材引入例如在压铸法中所形成的合成材料模制部件中，由此形成各个材料的临时引入，其随着使用而不断的消失。据此可实现例如相应合成材料模制部件的指示功能。该部件或者是例如由热塑弹性体制备的，特别是略有弹性的清洁元件。根据本发明的一个优选的具体实施方案，可在牙刷头区内或牙刷柄上使用该种合成材料模制部件。然而，通过本方法可使用相应的耗材编码个人必需品的其它磨损产品。除了所谓的指套式牙擦(Brush-Ups)或随时可抛弃型洁牙贴(Brush-Aways)，即弹性手持牙刷，也可以通过本发明为水过滤器更换显示、牙线或电动牙刷配备相应的耗材。
本发明的这些特征以及其它特征和优点，其相互结合而成为本发明的对象，并且其描述了本发明的优选的具体实施方案，这些特征和优点除了可从权利要求书中得出之外，也可在下文根据附图的对于优选的具体实施方案的描述中得出。在附图中：
图1：用于在线轴上的牙刷刷毛的二阶段的，非连续染色过程的示意性流程图。
在图1所示的具体实施例中，用磨损指示-染料将缠绕在线轴2上的牙刷刷毛1染色。线轴2上缠绕多个10,000m刷毛，在此线轴2具有由渗透性材料形成的线轴体。特别的，线轴的法兰或栏板3，既线轴的侧面以及线轴芯4均构成为可渗透染料。
在此，所使用的刷毛1为由聚酰胺(特别是PA6.6，PA6.10和/或PA6.12)挤出、拉伸且固定地形成的具有50μm至500μm的直径的合成材料丝。在此，优选在没有抛光(Avivage)的情况下给刷毛染色，然而也可以根据抛光基础使用这些的一种进行染色。抛光处理是指给刷毛附加地涂层，以改善手感，其可基于硅材料或碳水材料基础而形成。
在压力容器5中循环流动染色液，通过由将染料靛蓝FD&C蓝色2号(FD&C Blue No.2)，靛蓝二磺酸钠(CAS-No.860-22-0)溶解在水中达0.005％至0.5％，以及CO2来形成该染色液，将染料溶液与压力容器一起加压。在此压力容器5可具有合适的管道设施6以使染料-CO2-混合物经过压力容器5而循环流动，并且在压力容器中形成强制流动(Zwangsstrmung).
将染色液填充入压力容器5中，将压力容器5以及管道设施6加热至希望的温度，使得染色液也得到该希望的温度。之后打开压力容器5的盖子并将具有刷毛1的线轴2浸入染色液中并固定。关闭压力容器并施加以CO2。之后开始循环流动并且在达到指定的染色温度时，以一定的作用时间进行染色、冷却并随后再次减少压力。此后将刷毛线轴2从压力容器5中取出并在水浴7中用纯水去除染料残余。如图1所示，水浴7的容器可以具有入口和出口，使得在此水也可以通过容器而流动。
实际上可将压力容器5或其中的染色液加热至60℃和120℃之间的温度。优选地，调节压力至60bar和200bar之间，其中在40分钟和80分钟之间，在压力容器5中处理线轴2上的刷毛1。优选地，在水浴7中进行2至5分钟的冲洗过程。之后可在室温下干燥刷毛1。通过CO2在压力容器5中或经过压力容器5的循环流动，可实现缠绕在线轴2上的刷毛的一致染色。在此，染料从外部扩散至每个单丝中，其中，染料渗入的深度根据染色条件而改变，使得可以达到不同的染色强度。为了在推荐的牙刷使用的领域中获得希望的指示效果，染料的渗入深度优选为从单丝1的外部占其半径的1％至30％。
通过本发明的方法获得与现有技术相反的显著的优点：
因为该方法中不需要有机酸或无机酸(例如乙酸)，使得过程简单化且不损伤刷毛。
不需要中和或强烈冲洗刷毛。尽管如此在刷毛表面依然不存在盐沉淀。
可避免由酸性条件源所引起的刷毛损伤以及刷毛的收缩。
通过给整个绞纱或线轴染色可显著加速过程，且可避免分离的刷毛的疑难处理。
根据本发明的方法染色的刷毛在接下来的牙刷制备步骤中的可加工性被改善，特别是刷毛尖可以被更好地磨圆。

Claims (28)

1.一种将耗材引入牙刷刷毛(1)和/或其它牙齿护理部件的磨损部件中的方法，该耗材随着牙刷刷毛(1)和/或其它牙齿护理部件的磨损部件的使用而消耗，
其中，将耗材加入介质中，所述介质置于超大气压下；
其中，加压的耗材-介质-混合物以规定的作用时间来对所述牙刷刷毛(1)和/或所述磨损部件施加作用，
其中，所述介质含有CO2作为基本组分，所述耗材被加入所述介质中；
其中，将所述耗材-介质-混合物置于在室温和140℃之间的温度下；
其中，这样确定温度、压力和/或作用时间，使得渗入深度达到所述牙刷刷毛和/或相应所述磨损部件的厚度或直径的0.5％至15％；并且
其中，在所述耗材-介质-混合物施加完作用之后，进行冲洗。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述介质由CO2组成。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在将所述耗材引入CO2中之前，将所述耗材溶解在水中。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，将所述耗材溶解在水中达0.005％至0.5％。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将牙刷刷毛(1)结合成刷毛绳和/或缠绕在刷毛线轴(2)上，同时被所述耗材-介质-混合物施加作用。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，使用带有可渗透的芯和/或可渗透的法兰或栏板的刷毛线轴(2)。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，使所述耗材-介质-混合物流动，使得在引入过程中，所述牙刷刷毛和/或所述磨损部件被所述混合物流动地包围。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述混合物在压力容器(5)中或通过压力容器(5)循环流动。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述牙刷刷毛和/或所述磨损部件在非连续过程中、在压力容器(5)中被所述混合物施加作用。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，为了将所述耗材引入所述牙刷刷毛和/或所述磨损部件中，通过施加压力和/或施加温度使所述介质进入超临界状态。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将所述耗材-介质-混合物置于60℃至80℃之间的温度下。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其中，为了作用于所述牙刷刷毛(1)和/或所述磨损部件之上，将所述耗材-介质-混合物置于5bar至300bar的压力下。
13.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述作用时间选择在5分钟和5小时之间。
14.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在规定的所述作用时间之后，在取出所述牙刷刷毛和/或所述磨损部件之前，冷却所述耗材-介质-混合物并降低其压力。
15.根据权利要求1或2所述的方法，其中，进行2至5分钟的冲洗。
16.根据权利要求1或2所述的方法，其中，进行不含酸的和/或不含中和剂的水冲洗。
17.根据权利要求1或2所述的方法，其中，仅设置两次浸渍过程，即首先在所述耗材-介质-混合物中的浸浴，以及然后在水中的冲洗浴。
18.根据权利要求1或2所述的方法，其中，作为牙刷刷毛(1)，使用由聚合物制成的合成材料刷毛。
19.根据权利要求1或2所述的方法，其中，作为耗材，使用磨损指示-染料。
20.根据权利要求1或2所述的方法，其中，作为耗材，使用味觉材料或嗅觉材料。
21.根据权利要求1或2所述的方法，其中，作为耗材，使用抗菌物质。
22.根据权利要求12所述的方法，其中，为了作用于所述牙刷刷毛(1)和/或所述磨损部件之上，将所述耗材-介质-混合物置于60bar至200bar的压力下。
23.根据权利要求12所述的方法，其中，为了作用于所述牙刷刷毛(1)和/或所述磨损部件之上，将所述耗材-介质-混合物置于85bar至150bar的压力下。
24.根据权利要求13所述的方法，其中，所述作用时间选择在40分钟至80分钟。
25.根据权利要求18所述的方法，其中，所述合成材料刷毛是由聚酰胺制成的单丝。
26.根据权利要求19所述的方法，其中，所述磨损指示-染料由靛蓝家族的染料制成。
27.一种制备牙刷的方法，其中，根据权利要求1-26之一所述的方法，将耗材引入所述牙刷刷毛中和/或刷毛座中，并且接着将所述牙刷刷毛固定在刷毛座上。
28.一种制备口腔护理产品的方法，其中，根据权利要求1-26之一所述的方法，将耗材引入清洁元件中。
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