CN114451652A - 用于制造口腔护理工具的方法 - Google Patents

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CN114451652A CN202111507740.0A CN202111507740A CN114451652A CN 114451652 A CN114451652 A CN 114451652A CN 202111507740 A CN202111507740 A CN 202111507740A CN 114451652 A CN114451652 A CN 114451652A
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Abstract

本公开涉及一种用于制造口腔护理工具的方法，该口腔护理工具包括柄部、连接器和头部，该头部可经由连接器反复地附接到该柄部并且可从其拆卸，该方法包括以下步骤：‑注塑该柄部的至少一部分，该柄部具有远侧端部和与该远侧端部相反的近侧端部，该近侧端部包括中空部分；‑注塑该连接器的至少一部分，该连接器具有外侧表面和其中的凹槽，该凹槽在该连接器内形成腔，‑注塑该头部的至少一部分，‑将该连接器插入该柄部的中空部分中，并且优选地通过胶合、焊接和/或压配合固定该连接器。

Description

用于制造口腔护理工具的方法
本申请是于2020年08月07日进入中国国家阶段的PCT专利申请 PCT/US2019/016216(国际申请日为2019年02月01日，优先权日为2018 年02月09日，中国专利申请号为201980012447.1，发明名称为“用于制 造口腔护理工具的方法”)的分案申请。
技术领域
本公开涉及一种用于制造口腔护理工具的方法，该口腔护理工具包括 柄部、连接器和头部，该头部可经由连接器反复地附接到柄部并且可从其 拆卸。
背景技术
本领域中熟知用于口腔护理工具(如手动牙刷)的头部和柄部。一般 来讲，用于清洁口腔中的牙齿和软组织的刷毛簇或其他清洁元件附接到旨 在用于插入用户口腔中的刷头的刷毛载体或安装表面。柄部通常附接到头 部，该柄部在刷牙期间由用户握持。通常，手动牙刷的头部永久性地连接 到柄部，例如通过在一个注塑步骤中注塑刷毛载体、柄部、连接头部和柄 部的颈部。在牙刷的正常使用寿命后，即在使用约三个月后，牙刷被丢 弃。为了提供在丢弃牙刷时产生较少浪费的环境友好/可持续的手动牙刷， 已知手动牙刷包括可更换(即可反复地附接到柄部并且可从其拆卸)的头 部或头部置换物。消费者可再次使用柄部并且仅购买新的头部置换物，而 不是购买全新的牙刷。这种置换物通常比常规手动牙刷更便宜并且产生较 少的浪费。
例如，已知手动牙刷包括柄部，可更换的头部连接到该柄部。柄部设 置有头部可插入其中的腔。为了在头部与柄部之间提供足够强的连接，刷 头形成有颈部，该颈部具有联接锚定件，该联接锚定件具有用于接合在柄 部的衬圈内的互补接合机构中的多个凹槽。
然而，这种锚定/接合机构具有在使用牙刷后不易清洁的相对复杂的外 部几何形状。牙膏和浆液可能积聚在锚定/接合机构的凹槽中，并且可能阻 止刷头精确地附接到柄部。此外，这种柄部和头部构造不容易以成本有效 的方式制造。
此外，已知以与相应的孔相互作用的小塑料钩为特征的连接器解决方 案。然而，这些塑料钩随时间推移而松弛，并且用户需要主动地平行推回 钩以拉动置换物，以便将刷头从柄部移除。这种连接器解决方案既不直观 也不方便消费者。此外，这种连接器不易清洁。此外，设置在刷置换物中 的接合部件是必要的，这导致附加的制造成本和复杂性。
本公开的目的是提供一种用于以成本有效且容易的方式制造口腔护理 工具的方法，具体地为一种用于制造包括柄部和头部的手动牙刷的方法， 该头部可反复地附接到柄部并且可从其拆卸。
发明内容
根据一个方面，提供了一种用于制造口腔护理工具的方法，该工具包 括柄部、连接器和头部，该头部可经由连接器反复地附接到柄部并且可从 其拆卸，该方法包括以下步骤：
-注塑该柄部的至少一部分，该柄部具有远侧端部和与该远侧端部 相反的近侧端部，该近侧端部包括中空部分；
-注塑该连接器的至少一部分，该连接器具有外侧表面和其中的凹 槽，该凹槽在连接器内形成腔，
-注塑该头部的至少一部分，
-将该连接器插入该柄部的该中空部分中，并且优选地通过胶合、 焊接和/或压配合固定该连接器。
附图说明
下文参考各个实施方案和附图更详细地描述本发明，其中：
图1示出了根据本公开的手动口腔护理工具的示例性实施方案的透视 图，该口腔护理工具包括头部、柄部和连接器；
图2示出了图1的具有连接器的柄部的透视图；
图3示出了根据图2的具有连接器的柄部的示意性侧视图；
图4示出了根据图2的具有连接器的柄部的示意性前视图；
图5示出了根据图2的具有连接器的柄部的示意性俯视图；
图6示出了根据本公开的连接器的示例性实施方案的前视图；
图7示出了图6的连接器的侧视图；
图8示出了图2的具有连接器的柄部的纵向剖视图；
图9示出了沿A-A线的剖视图；
图10示出了沿B-B线的剖视图；
图11示出了图1的手动口腔护理工具的头部的示意性透视图；
图12示出了图11的头部的底视图；并且
图13示出了用于制造包括图1的口腔护理工具的连接器的柄部的流程 图；以及
图14示出了几种不同配方/材料组成的热传递和流动距离的平均结 果。
具体实施方式
根据本公开的用于制造口腔护理工具的方法可包括以下步骤：
-注塑该柄部的至少一部分，该柄部具有远侧端部和与该远侧端部 相反的近侧端部，该近侧端部包括中空部分；
-注塑该连接器的至少一部分，该连接器具有外侧表面和其中的凹 槽，该凹槽在连接器内形成腔，
-注塑该头部的至少一部分，
-将该连接器插入该柄部的该中空部分中，并且优选地通过胶合、 焊接和/或压配合固定该连接器。
该口腔护理工具包括柄部以及其中至少一个牙齿和/或组织清洁元件 (例如刷毛簇和/或弹性体元件)固定在其上的头部。头部可反复地附接到 柄部并且可从其拆卸。口腔护理工具可以是手动牙刷，或另选地为邻间尖 镐(inter-proximal pick)、牙斑刮板或组织/舌清洁器。由于连接器固定在 柄部中并形成柄部的一部分，连接器(代表整个口腔护理工具的相对昂贵 的部分)可在延长/更长的时间段内使用。与包括连接器的柄部相比，具有相对简单的结构并且相对便宜的头部在正常使用时间之后(例如每三个 月)可更换。可以相对低的成本购买新的头部置换物。尽管根据现有技术 的可更换刷头由多个部件的组件组成或包括至少一个附加插入件，但可以 较低成本生产根据本公开的用于口腔护理工具的可频繁更换的刷头。
用于制造口腔护理工具的柄部的方法步骤可包括：
-提供无定形热塑性树脂，
-提供氧化铝、氮化硼或硅酸铝，
-提供氧化铁，
-将所述无定形热塑性树脂、氧化铝、氮化硼或硅酸铝和氧化铁混 合成磁性和/或铁磁模塑材料，
-将所述模塑材料混合物加热成可流动的模塑材料，以及
-将所述可流动的模塑混合物模塑成柄部或柄部的一部分。
无定形热塑性树脂可包括苯乙烯丙烯腈、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚 对苯二甲酸乙二醇酯，其中聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇 酯可与玻璃纤维预混合。无定形热塑性树脂的含量可以在约13重量％至约 30重量％的范围内；氧化铝、氮化硼或硅酸铝的含量可以在约3重量％至 约25重量％的范围内；并且氧化铁的含量可以在约45重量％至约67重 量％的范围内。
磁性和/或铁磁材料可包含约17重量％的苯乙烯丙烯腈；约10.5重量％ 的包含聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的组合物；约4.5重 量％的玻璃纤维；约17重量％的氧化铝；和约51重量％的氧化铁。
材料组合物可通过将无定形热塑性树脂与氧化铝粉末、氮化硼粉末或 硅酸铝粉末，并且与氧化铁粉末共混来制备。增加材料组合物内氧化铁的 量还具有提供较低成本模塑材料的优点，因为氧化铁粉末比其他填充剂更 便宜。无定形热塑性树脂、玻璃纤维、氧化铝/氮化硼或硅酸铝粉末、以及 氧化铁粉末可通过使用单轴挤出机、双轴挤出机、捏合机、班伯里密炼 机、辊或其他此类挤出机进行共混。在共混之后，将材料加热以变得可流 动。然后可通过注塑将可流动材料模塑成柄部或柄部的一部分。
用于制造口腔护理工具的方法还可包括以下步骤：
-提供弹簧加载球卡扣元件，该元件包括球和弹簧，该弹簧向球上 施加径向力，
-将弹簧加载球卡扣元件插入连接器的腔中并优选地通过压配合方 法固定连接器，使得弹簧在朝连接器的外侧表面的方向上向球上 施加径向力。
通过在连接器中提供弹簧加载球卡扣元件，口腔护理工具的头部可经 由卡扣配合锁定机构附接到柄部，以确保头部与柄部之间的足够强的连接 和稳定性。该弹簧加载球卡扣元件包括球和弹簧，该弹簧在朝连接器的外 侧表面的方向上向球上施加径向力。在下文中，径向力由在基本上垂直于 连接器的纵向长度延伸部的方向上施加的力限定。换句话讲，弹簧将力施 加到球上并向外推动球，使得球延伸稍微超过连接器的外侧表面。当头部附接到柄部时，球可与设置在头部的中空部分中的凹槽接合。一旦头部卡 扣配合到连接器上，头部就在轴向方向上固定在柄部/连接器上。换句话 讲，连接器和包括这种连接器的口腔护理工具分别允许头部容易地附接到 柄部和从其拆卸。用户可通过简单的线性运动将刷头附接到柄部。此外， 球卡扣提供了对刷头的精确固定，并且向用户提供头部被牢固地卡扣的明 显触觉反馈。换句话讲，一旦球接合到设置在头部的中空部分的内壁中的 凹槽中，用户就识别出。刷头可容易地移除，即不需要执行与其它元件/解 锁机构的同步动作。
头部可被固定在柄部上，直到施加特定/预定的拉脱力为止。头部与连 接器之间的连接足够强，使得实现良好协调的刷牙技术。头部在刷牙期间 可不会从柄部松开并且可不会扭转到旁边。
弹簧加载球元件的球和/或弹簧可由不锈钢制成。虽然典型的卡扣元件 包括由随时间推移显示出松弛和老化效应的塑料制成的弹簧元件，但不锈 钢弹簧随时间推移显示出恒定的弹簧刚度，在延长的使用条件(例如，温 度)下也是如此。由不锈钢制成的弹簧加载球元件可提供头部在连接器/柄 部上的持久、可靠的固定。此外，如果弹簧加载球卡扣元件完全由不锈钢 制成，则可容易地提供从柄部到置换物的电接触。为了提供闭合电路，在柄部的近侧端部处的导电环可被附接作为第二触点。从柄部到置换物的电 接触允许各种附加的功能，例如用于诊断或治疗(例如用于离子电渗疗 法)的灯。
弹簧加载球元件可通过压配合过程、焊接和/或胶合固定在腔中，这代 表了一种简单且成本有效的方法。
在附加步骤中，可电镀柄部或柄部的一部分以增加改善的外观和愉悦 感。例如，通过电镀步骤，柄部或柄部的一部分可设置有例如由铬、银或 金制成的金属层或涂层，以进一步改善柄部的外观。
热塑性弹性体也非常适合于电镀，因为它们允许在一个操作中选择性 地产生待电镀的硬和软复合组件。因此，另外地或另选地，柄部可用任何 附加材料(例如聚乙烯材料或热塑性弹性体)电镀以产生柔软区，例如拇 指停靠部。柔软区/拇指停靠部可改善柄部的舒适度和感觉。这种拇指停靠 部可为口腔护理工具的柄部提供改善的处理特性，例如提供防滑特性，以 改善口腔护理工具在潮湿条件下(例如当用户刷牙时)的可操纵性。拇指 停靠部可由具有约30至约60、或约40的肖氏A硬度的热塑性弹性体制 成，以便当在潮湿条件下使用时防止口腔护理工具太滑。拇指停靠部的至 少一部分可具有凹形形状，该凹形形状相对于拇指停靠部的其余部分的区 域具有约20°至约25°或约24°的角度α。拇指停靠部或抓握区域可以在靠近 近侧端部(即最靠近头部)的区域中附接到柄部的前表面上。拇指停靠部 可包括基本上垂直于口腔护理工具的纵向轴线延伸的多个肋。这种肋可以 允许用户/消费者通过甚至更多控制来使用口腔护理工具。用户/消费者可以 在刷牙期间更好地抓握和操纵口腔护理工具的柄部。这种柄部可以在刷牙 期间，特别是在潮湿状况下，提供进一步改进的控制性和更大的舒适度。
柄部可由至少两种或至少三种不同的材料制成，每种材料形成柄部的 不同部分。例如，第一材料(例如磁性和/或铁磁材料)可被注塑成柄部的 第一组件，从而形成口腔护理工具的下方基础结构。可在第一组件上方注 塑例如聚丙烯材料的第二组件，和/或可在第一组件和/或第二组件上方注塑 例如热塑性弹性体材料的第三组件。
热塑性弹性体材料的第三组件可以形成口腔护理工具的前表面上的拇 指停靠部以及/或者在与前表面相反的后表面上的手掌抓握部，以供用户/消 费者的手指和拇指抓握。这种柄部构型可以在使用期间甚至进一步抵抗滑 动。热塑性弹性体材料可以延伸通过设置在下方基础结构和/或柄部的第二 组件中的孔。
用于制造口腔护理工具的方法还可包括以下步骤：
-提供环，
-将环优选地通过胶合、焊接和/或压配合附接到柄部的近侧端部 上。例如，环可以是围绕柄部的外圆周的金属层。这种环可用作 标识装置。
柄部可以这样的方式注塑，使得柄部的近侧端部具有至少部分斜切的 上表面，并且该斜切上表面和基本上垂直于柄部的纵向轴线延伸的横截面 区域限定约15°至约30°、或约18°至约28°、或约25°的角度α。令人惊讶 地，已经发现这种成角度/斜切的表面在刷牙期间提供抗扭转保护。换句话 讲，如果在刷牙期间向刷头上施加侧向力，则头部可能不容易扭转到旁 边。此外，成角度/斜切的表面允许在使用口腔护理工具之后排出流体如牙 膏浆液和唾液，从而防止这种流体随时间推移积聚。整个口腔护理工具可 在延长的时间段内保持清洁，这使得工具更卫生。
对应于柄部，头部可以这样的方式制造和形成：头部的近侧端部与远 侧端部相反并且当头部附接到柄部时最靠近柄部，该头部的近侧端部也具 有被斜切的上表面。该斜切上表面和基本上垂直于头部的纵向轴线的头部 的横截面区域可限定约15°至约30°、或约18°至约28°、或约25°的角度 β。这种构型可允许头部精确地调节和配合到柄部上。用户可通过简单的线 性运动将头部附接到柄部。利用柄部的斜切表面和头部的相应斜切表面，头部在附接运动期间自动地转到正确的取向。
连接器可以这样的方式注塑：使得形成至少第一基本上圆柱形区段、 第二基本上圆柱形区段以及连接该第一圆柱形区段和该第二圆柱形区段的 至少部分锥形成型区段，该第一基本上圆柱形区段、该至少部分锥形成型 区段和该第二基本上圆柱形区段沿纵向长度延伸部以连续的顺序布置，并 且该第一基本上圆柱形区段和该第二基本上圆柱形区段相对于该纵向长度 延伸部偏离中心地放置。
在下文中，基本上圆柱形区段由具有纵向长度延伸部和基本上垂直于 该纵向长度延伸部延伸的横截面区域的三维主体限定。该横截面区域具有 沿纵向长度延伸部基本上恒定的形状。由于连接器可通过注塑工艺制造， 所以基本上圆柱形区段也包括具有至多2°、或至多1°的微小拔模角度的区 段/主体。换句话讲，基本上圆柱形区段也包括一旦头部附接到连接器就朝 最靠近头部的近侧端部略微渐缩至多2°、或至多1°的区段/主体。
该横截面区域可具有任何形状，例如基本上圆形、椭圆形、矩形、半 圆形、具有平坦部分的圆形、凸形或凹形。该横截面区域可具有多边形的 形状，例如正方形或三角形的形状。沿圆柱体的长度延伸部环绕圆柱体的 外侧表面可被定义为由相对于圆柱体的纵向长度延伸部基本上平行的直线 组成。
头部的近侧端部可包括用于接收连接器的一部分(例如第二基本上圆 柱形区段、至少部分锥形成型区段以及第一基本上圆柱形区段的一部分) 的中空部分。头部的中空部分可形成有内壁，该内壁具有对应于待插入头 部的中空部分中的连接器的部分的外部几何形状/轮廓的几何形状/轮廓。连 接器的基本上圆柱形区段的偏心布置/偏离中心定位使得能够将刷头精确地 定位在柄部上。可明确地限定头部的几何位置。由于柄部在最靠近头部的 近侧端部处包括连接器，因此当用户将头部附接到柄部时，两个基本上圆 柱形区段的偏心/偏离中心布置可用作引导元件。换句话讲，这两个基本上 圆柱形区段可允许头部与柄部之间的精确配合。此外，例如如果向头部上 施加侧向力，在刷牙期间该两个基本上圆柱形区段的偏心/偏离中心布置可 为柄部上的头部提供抗扭转保护。
该第一基本上圆柱形区段和该第二基本上圆柱形区段可形成有长度延 伸部和基本上垂直于该长度延伸部延伸的横截面区域，并且该第一基本上 圆柱形区段和/或该第二基本上圆柱形区段的横截面区域可以是基本上圆形 的。这种几何形状提供了坚固且简单的结构，这种结构在使用口腔护理工 具之后易于清洁。此外，由于外部几何形状相对简单，所以这种连接器可 以成本有效的方式制造。
该第一基本上圆柱形区段可形成有横截面区域，所述横截面区域大于 该第二基本上圆柱形区段的横截面区域。例如，待插入柄部的近侧端部处 的中空部分中的第一基本上圆柱形区段可具有直径为约8mm至约10mm、 优选地约9mm的基本上圆形横截面区域，而待插入头部的近侧端部处的中 空部分中的第二基本上圆柱形区段可具有直径为约4mm至约6mm、优选 地约5mm的基本上圆形横截面区域。
该第一基本上圆柱形区段和该第二基本上圆柱形区段可分别具有被定 义为第一基本上圆柱形区段和第二基本上圆柱形区段的对称轴线的第一纵 向中心轴线和第二纵向中心轴线。该第一基本上圆柱形区段和该第二基本 上圆柱形区段可相对于彼此形成，使得第二圆柱形区段的第二纵向中心轴 线相对于第一圆柱形区段的第一纵向中心轴线偏离中心约1mm至约 2.5mm、或约1.5mm至约2mm、或约1.65mm定位。这种连接器可易于通 过注塑来制造，并且如果向刷头上施加侧向力则为口腔护理工具提供足够 的扭转稳定性。
该第一基本上圆柱形区段和/或该第二基本上圆柱形区段可形成有沿第 一基本上圆柱形区段和/或第二基本上圆柱形区段的长度延伸部延伸的平坦 部分。例如如果在头部上施加侧向力，这种平坦部分可在刷牙期间为牙刷 提供连接到柄部的头部的附加的抗扭转保护。
该第一基本上圆柱形区段和该第二基本上圆柱形区段分别具有第一外 表面和第二外表面，并且该第一基本上圆柱形区段和该第二基本上圆柱形 区段可相对于彼此形成，使得第一外表面的一部分和第二外表面的一部分 基本上直线对准。任选地包括弹簧加载球元件的平坦部分可与基本上直线 对准的第一外表面和第二外表面相反地布置。这种连接器具有易于清洁的 外部几何形状。该连接器是坚固的、易于使用的，并且可以成本有效的方 式制造。
连接器和包括这种连接器的口腔护理工具分别允许头部容易地附接到 柄部和从其拆卸。用户可通过简单的线性运动将头部附接到柄部。利用偏 离中心形成的基本上圆柱形区段的特定设计以及柄部的斜切表面，头部在 附接运动期间自动地转到正确的取向(在一定公差内)。因此，消费者在 将头部卡扣到柄部上之前不会被迫将头部精确地定位在柄部上。此外，球 卡扣提供了对刷头的精确固定，并且向消费者提供头部被牢固地卡扣的明显触觉反馈。刷头可容易地移除，而不需要与其它元件(解锁机构)的任 何同步动作。此外，连接器可容易地清洁。连接器的该特定设计可不具有 任何积聚污垢、牙膏和/或唾液的凹槽。连接器还可通过仅包括基本上圆形 的边缘来避免任何易碎结构，这可防止表面的容易破裂或损坏。
为了在出现制造公差时允许刷头在连接器上足够良好地配合，该头部 的中空部分的内壁可形成有至少一个肋或彼此相反的两个肋，以用于精确 地调节连接器/柄部上的该头部。此外，该至少一个肋可防止头部的中空部 分中的空气压缩，该空气压缩可在将头部卡扣在连接器/柄部上时起到像弹 簧的作用或作为附加的阻力。
头部的至少一部分(例如颈部/轴和刷毛载体)可至少部分地由密度为 约0.5g/cm3至约1.2g/cm3、或约0.7g/cm3至约1.0g/cm3、或约0.9g/cm3的材 料制成。例如，头部可由热塑性聚合物(例如密度为约0.9g/cm3的聚丙 烯)注塑而成。与头部相反，柄部可至少部分地由具有显著较高密度(即 密度为约2.1g/cm3至约3.1g/cm3、或约2.3g/cm3至约2.8g/cm3、或约 2.5g/cm3至约2.7g/cm3)的材料制成。
柄部材料的重量可相对高，以在口腔护理工具的使用期间为用户提供 高质量的感知和舒适的感觉。通常，用户习惯于产品(特别是在个人保健 领域中)具有特定的重量，以保证产品的高品质并且在产品使用期间提供 舒适的感觉。因此，这种口腔护理工具提供了这种优异的产品质量感知。
此外，由于柄部的材料可具有比头部的材料更高的密度，因此质心/重 心位于柄部内(即使刷头装载有牙膏)，这使得用户能够执行良好协调的 刷牙技术，并在刷牙期间具有改善的感官感觉。设置在柄部的中心的重心 可提供一种口腔护理工具，该口腔护理工具具有更好的平衡性，并且一旦 牙膏被施加到刷头上，就不会翻倒/不会使头部负载。当用户应用不同的握 持方式/刷牙技术时，根据本公开的口腔护理工具具有重心在腕关节的枢转点或非常靠近腕关节的枢转点的优点。平衡的牙刷在口腔中更容易控制， 从而允许更精确和准确的刷牙运动，这使得能够更好地清洁。
与在使用约三个月后丢弃的普通手动牙刷相比，虽然口腔护理工具的 高质量和相对昂贵的柄部可适于在较长的时间段内使用，但可定期例如在 约三个月后更换相对便宜的刷置换物。这提供了具有改善的处理特性的成 本有效且环境可持续的高质量口腔护理工具。
在过去，已经看到在使用刷之后/在刷牙之后，用户通常将潮湿的刷存 放在牙刷杯中以进行干燥。然而，在典型的牙刷杯中，排出的流体被收集 并积聚在杯的底部，并且流体保持与牙刷较长时间段的接触。由于杯仅在 一侧开口，牙刷干燥得相对缓慢。在潮湿条件下/在潮湿环境中生活的细菌 可快速生长，污染牙刷并且最终使刷变得不卫生。因此，需要一种用于卫 生地存放和干燥手动牙刷的解决方案，从而能够将残留的水、牙膏浆液和唾液从刷排出。刷应当快速干燥，从而抑制细菌生长。
头部的材料可由非磁性或非铁磁材料制成，而柄部的材料可由磁性和/ 或铁磁材料制成。磁性/铁磁材料不仅具有相对高的密度，并且因此具有相 对重的重量，这可为口腔护理工具提供上述益处，而且磁性/铁磁材料还使 得口腔护理工具能够磁性地附接到磁性保持器。柄部的磁性/铁磁材料可允 许口腔护理工具的卫生存放。如果口腔护理工具磁性地附接到磁性保持 器，则残留的水、牙膏浆料和唾液可从刷排出。口腔护理工具可相对快速 地干燥。因此，可显著减少细菌生长，从而使口腔护理工具更卫生。与存 放在牙刷杯中的普通牙刷相比，其中排出的流体被收集并积聚在杯的底 部，根据本公开的刷暴露于潮湿条件的时间段显著更短。
例如，磁性保持器可具有可附接到墙壁的扁平圆盘的形式。这种扁平 圆盘可表示易于清洁表面。此外，用户只需要将口腔护理工具靠近磁性保 持器，然后口腔护理工具自动地附接。不需要像普通牙刷保持器中那样精 确定位或穿线。由于仅在柄部中而不是在头部中提供磁性，所以头部部分 不会意外地附接到磁性保持器，从而降低了磁性保持器被弄脏的风险。
形成柄部的至少一部分的磁性和/或铁磁材料可包含无定形热塑性树 脂。磁性和/或铁磁材料还可包含氧化铝、氮化硼或硅酸铝。此外，磁性和/ 或铁磁材料可附加地或另选地包含氧化铁。磁性和/或铁磁材料还可包含可 与无定形热塑性树脂的至少一部分预混合的玻璃纤维。这种柄部材料允许 例如通过填料变化来控制柄部在任何位置的重量。由于柄部的相对高的重 量，需要控制整个牙刷。现在可能的是使用材料的质量/重量分布来适应成 品牙刷的惯性力矩。
磁性和/或铁磁材料可包含约13重量％至约30重量％的无定形热塑性 树脂；约3重量％至约25重量％的氧化铝、氮化硼或硅酸铝；以及约45重 量％至约67重量％的氧化铁。这种组合物提供的材料密度是用于牙刷的标 准塑料材料(例如聚丙烯)的密度的约三倍。在较高重量和较高热导率的 情况下，该材料特别是与电镀涂层组合时，驱动价值感知。这种涂层可由 真实金属制成。电镀涂层可在选择性电镀工艺中施加。在用于多组分塑料部件的该涂覆工艺期间，金属层仅沉积在硬质材料上，而另外的包覆成型 的软质组分可保持不受影响。
磁性和/或铁磁材料可包含约27.5重量％的无定形热塑性树脂、约17 重量％的氧化铝、约51重量％的氧化铁和约4.5％的玻璃纤维。
无定形热塑性树脂可包含苯乙烯树脂，例如苯乙烯丙烯腈“SAN”。 无定形热塑性树脂可选自丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚苯乙烯和苯乙烯丙烯 腈。
无定形热塑性树脂可包含约17重量％的苯乙烯丙烯腈以及10.5重量％ 的包含聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的混合物。
令人惊讶地，已经发现所述组合物提供了一种适于注塑或挤塑的高比 重模塑材料。提供一种表面硬度高、涂层特性优异以及热导率优异的高比 重模塑材料。
具有相对高比重的模塑材料的用途是已知的。这种模塑材料通常含有 聚合物树脂和高密度填料诸如氧化铁。然而，在这种模塑材料中，由于模 塑材料的导热特性相对较差，因此可包含的氧化铁的量受到限制。因此， 在一方面，较低的热导率导致制造期间相对较长的循环时间，以允许模塑 材料在模塑之后冷却。在另一方面，如果重质聚合材料填充有高导热性添 加剂，诸如金属粉末或纤维，则这些材料的添加导致在模塑中的紧密的工艺窗口，因为当熔融材料接触工具的冷壁时立即凝固。这种快速凝固导致 高的注射速度和在生产部件处低的流动长度与壁厚的比率。
现在，已经令人惊讶地发现，根据本公开的模塑材料具有高比重和最 佳控制的导热特性，以减少或延长在注塑期间或之后模塑材料冷却所需的 时间。令人惊讶地，已经发现，可在模塑材料中保持相对高百分比的氧化 铁，同时改善模塑材料的导热特性。与仅含有苯乙烯树脂和氧化铁的材料 相比，氧化铝、氮化硼或硅酸铝的添加为模塑材料提供了改善的热导率。 这种改善的热导率可导致较低的循环时间，因为模塑材料在模塑后需要较少的时间冷却。
向材料中添加氧化铝、氮化硼或硅酸铝的另一个益处是，与过去的包 含氧化铁和树脂的材料相比，能够增加模塑材料中氧化铁的总量。模塑材 料特性的改善来自于添加相对少量的氧化铝、氮化硼或硅酸铝。包含相对 高百分比(即约45重量％至约67重量％、优选地约51重量％)的氧化铁 (磁铁矿)的材料组合物提供了良好的磁特性和相对重的总材料重量。
苯乙烯丙烯腈“SAN”提供高的耐热特性。链中的丙烯腈单元使SAN 具有大于100℃的玻璃化转变温度。SAN的特性可允许由于相对较早和较 快的转变温度而减少的循环时间。无定形聚合物适用于本公开的重质树脂 复合物，这是由于无定形聚合物以可逆方式从粘性或橡胶状态转变为硬质 状态的玻璃化转变温度Tg。通过本公开的重质树脂材料的注塑，材料熔体 的温度高于Tg区域(粘性或橡胶状态)。在冷却期间，该复合物早期达到 高Tg温度并达到尺寸稳定性(玻璃态)。由于材料的高Tg，材料保持尺 寸稳定，因此重质树脂材料的包覆成型是可能的。
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 为柄部提供高质量的表面特性，包括改善的光学特性和高冲击强度。一旦 加热，PBT和PET的混合物代表具有低粘度和高熔体流动指数(MFI)的 耐高温熔体。因此，磁性/铁磁材料在模塑期间的可加工性得到改善。
众所周知，对于具有厚壁/尺寸的产品，重质树脂材料倾向于显示出高 收缩效应。然而，已经令人惊讶地发现，添加到磁性/铁磁材料中的玻璃纤 维为材料组合物提供了改善的稳定性和低收缩效应。
根据本公开的材料是金属/锌压铸材料的替代物。本公开的材料能够提 供相对于根据本公开的制造方法、价格和环境的有吸引力的解决方案。这 种替代方案允许柄部在最终状态下具有像金属产品的外观和感觉。同时， 本公开的材料应易于通过注塑可加工并且应节省组装工作。例如，对于本 公开的方法，需要三个基本步骤：(1)柄部12的注塑；(2)硬质材料和/或软 质材料的双组分注塑，例如以形成拇指停靠部16；以及(3)柄部的电镀，例如以形成环18形式的金属层。相比之下，当使用锌压铸材料时，需要五个 步骤：(1)锌压铸主部件的制造；(2)主部件的去毛刺；(3)电镀主部件；(4)单 独生产软质材料部件；(5)以及将主部件与单独生产的软质材料部件组装在 一起。也可向材料添加润滑剂以改善模塑加工的流动性。
表1示出了几种不同配方/材料组成的流动性和热传递结果：
Figure BDA0003403895100000131
Figure BDA0003403895100000141
表1：流动性和热传递
可以看出，不同的填料和不同的填料浓度控制材料的热导率或传热性 和流动性。
测试结果表明，使用氮化硼或硅酸铝显示出与上表1和图1中所示的 氧化铝非常相似的结果。
热能和剪切加热影响重质树脂材料的流动性，从而可精确地控制有效 注塑工艺的工艺窗口。此外，由于本公开的材料能够填充模具内的任何可 用腔，因此可能的是使用材料的质量/重量分布来适应成品柄部的惯性力 矩。
存在与本公开的材料有关的若干优点：用本公开的材料制造的柄部的 外观和感觉像重金属柄部，并且耐腐蚀。与金属插入或压铸的柄部以及具 有组装的组成部件的产品相比，由于其传热特性，该材料还具有制造优势 和成本节约优势，并且具有快速的循环时间。与锌压铸产品相比，本公开 的材料需要用于制造的较少的能量和其他必要资源。
与高度负载填料的材料组合物相比，本公开的磁性/铁磁材料由于改善 的熔体粘度和玻璃化转变温度而显示出优化的机械特性，特别是在热和冲 击强度下的尺寸稳定性。
本公开的材料具有粘附到其他组件/材料(例如基底和树脂)的能力， 这对于多组分注塑是重要的，例如用于模塑包括两种或三种不同材料的柄 部。
口腔护理工具的牙齿清洁元件，例如形成一个或多个簇的长丝束，可 通过热簇绒工艺附接到头部。一种制造具有嵌入头部中的长丝簇的头部的 方法可包括以下步骤：在第一步骤中，通过提供期望量的长丝来形成簇。 在第二步骤中，将簇放置在模具腔中，使得应该附接到头部的长丝的端部 延伸到所述腔中。没有延伸到所述腔中的长丝的相反端部可以是端部倒圆 或非端部倒圆的。例如，在长丝为具有尖锐顶端的渐缩长丝的情况下，长 丝可为非端部倒圆的。在第三步骤中，通过注塑工艺在延伸到模具腔中的 长丝的端部周围形成头部，从而将簇锚固在头部中。另选地，可通过在形 成口腔护理工具的其余部分之前，利用注塑工艺在延伸至模具腔中的长丝 的端部周围形成头部的第一部分(所谓的“密封板”)来锚固簇。在开始 注塑工艺之前，延伸至模具腔中的簇的端部可任选地熔融或熔合粘结来将 长丝一起接合在熔体或熔球中，使得熔体或熔球位于腔内。可通过具有盲 孔的模塑棒将簇保持在模具腔中，所述盲孔对应于口腔护理工具的成品头 部上的簇的期望位置。换句话讲，通过热簇绒工艺附接到头部的簇在沿着 它们的长度的中间部分上没有叠加，并且没有使用锚固器/钉安装在头部 中。可用不含锚定件的簇绒工艺来将簇安装在头部上。
另选地，用于口腔护理工具的头部可设置有具有至少一个簇孔(例 如，盲端孔)的刷毛载体。可通过装订工艺/锚定簇绒方法将包括多根长丝 的簇固定/锚固在所述簇孔中。这意指，簇的长丝以基本上U形方式围绕例 如由金属制成的锚定件弯曲/折叠，该锚定件例如为锚索或锚定板。将长丝 与锚定件一起推入簇孔中，使得锚定件穿入簇孔的相对侧壁中，从而将长 丝锚固/固定/紧固到刷毛载体。锚定件可通过正摩擦接合固定在相对侧壁中。在簇孔为盲端孔的情况下，锚定件抵靠孔的底部保持长丝。换句话 讲，锚定件可以基本上垂直的方式位于U形弯曲上方。由于簇的长丝以基 本上U形构型围绕锚定件弯曲，因此每个长丝的第一分支和第二分支沿长 丝方向从刷毛载体延伸。可用于/适用于装订工艺中的长丝类型也被称为 “双面长丝”。通过装订工艺制造的用于口腔护理工具的头部可以相对低 的成本和时间有效的方式来提供。
下文是对根据本公开的口腔护理工具及其部件的示例性实施方案的非 限制性讨论，其中参考了附图。
图1示出了手动口腔护理工具10，在该具体的实施方案中为手动牙刷 10。手动牙刷10包括附接有连接器14的柄部12以及刷头16。刷头16可 经由连接器14反复地附接到柄部12并且可从其拆卸。
图2至图5分别示出了柄部12的示意性透视图、侧视图、前视图和俯 视图，柄部12包括连接器14。连接器14包括第一基本上圆柱形区段18、 第二基本上圆柱形区段20以及连接第一圆柱形区段18和第二圆柱形区段 20的至少部分锥形成型区段22。第一基本上圆柱形区段18、至少部分锥形 区段22和第二基本上圆柱形区段20以连续的顺序布置，并且一起限定连 接器14的纵向长度延伸部24。第一基本上圆柱形区段18和第二基本上圆 柱形区段20相对于连接器14的纵向长度延伸部24偏离中心地放置。从图 7的侧视图可得出，第一基本上圆柱形区段18和第二基本上圆柱形区段20 分别具有被定义为第一基本上圆柱形区段18和第二基本上圆柱形区段20 的对称轴线的第一纵向中心轴线74和第二纵向中心轴线76。第一基本上圆 柱形区段18和第二基本上圆柱形区段20可相对于彼此放置/布置，使得第 二圆柱形区段20的第二纵向中心轴线76相对于第一圆柱形区段18的第一 纵向中心轴线74偏离中心约1mm至约2.5mm、或约1.5mm至约2mm、或 约1.65mm的距离78定位。换句话讲，当在侧视图(参见图3、图7和图 8)中观察时，第二基本上圆柱形区段20的中心轴线76从第一基本上圆柱 形区段18的纵向中心轴线74偏移/偏心约1mm至约2.5mm、或约1.5mm 至约2mm、或约1.65mm的距离78。
柄部12具有远侧端部54和近侧端部56，近侧端部56最靠近可附接到 柄部12的刷头16。如图8至图10中所示，柄部12的近侧端部56包括中 空部分/凹槽58，第一基本上圆柱形区段18的一部分例如通过压配合过程 和/或胶合固定在该中空部分/凹槽中。
柄部12的近侧端部56包括斜切表面60。基本上垂直于纵向长度延伸 部64延伸的横截面区域62和斜切表面60限定约15°至约30°、或约18°至 约28°、或约25°的角度α。
图6和图7分别示出了连接器14的示意性前视图和侧视图。第一基本 上圆柱形区段18和第二基本上圆柱形区段20分别具有长度延伸部26、28 和基本上垂直于长度延伸部26、28延伸的横截面区域30、32。第一基本上 圆柱形区段18的横截面区域30和第二基本上圆柱形区段20的第二横截面 区域32是基本上圆形的。第一基本上圆柱形区段18的横截面区域30大于 第二基本上圆柱形区段20的横截面区域32。第一横截面区域30具有约 8mm至约10mm、或约9mm的直径36，而第二横截面区域32具有约4mm 至约6mm、或约5mm的直径34。
第一基本上圆柱形区段18包括在连接器14的外侧表面80处的平坦部 分38。平坦部分38沿第一基本上圆柱形区段18的长度延伸部26延伸。如 可从图8至图10进一步得出的，平坦部分包括凹槽40，该凹槽在连接器 14内形成内腔82。弹簧加载球元件42被插入腔82中并且例如通过压配合 过程和/或胶合固定在其中。弹簧加载球元件42是具有卡扣配合锁定机构的 元件，以在头部16与柄部12之间在轴向方向上(即沿连接器的纵向长度 延伸部24和口腔护理工具10)提供足够强的连接和稳定性。弹簧加载球元 件42包括球44和弹簧46，弹簧46朝连接器14的外圆周48和外侧表面80 向球44上施加径向力。在将刷头16附接到柄部时，球44延伸略微超出第 一基本上圆柱形区段18的外侧表面，并搁置在设置在头部轴的中空部分 (66)中的对应凹槽70中(参见图11和图12)。弹簧46和球44均可由 不锈钢制成。
第一基本上圆柱形区段18和第二基本上圆柱形区段20分别具有第一 外侧表面50和第二外侧表面52，并且第一基本上圆柱形区段18和第二基 本上圆柱形区段20相对于彼此布置，使得第一外侧表面50的一部分和第 二外侧表面52的一部分基本上直线对准。平坦部分38与基本上直线对准 的第一外表面50和第二外表面52相反地布置。
图11示出了刷头16的透视图，并且图12示出了相应的底视图。头部 16包括中空部分66，该中空部分用于接收连接器14的第二基本上圆柱形 区段20、至少部分锥形成型区段22以及第一基本上圆柱形区段18的一部 分。中空部分66具有内壁68，该内壁包括用于接收弹簧加载球元件42的 球44的一部分的凹槽70。中空部分66的内壁68还包括用于精确地调节连 接器14上的头部16的彼此相反布置的两个肋72。
图13示出了用于制造包括根据本公开的口腔护理工具10的连接器14 的柄部12的步骤的流程图：在步骤1000中，注塑具有远侧端部54和近侧 端部56的柄部12，该近侧端部包括中空部分58。将形成拇指停靠部102 的软组件注塑在柄部材料上方。在步骤2000中，柄部12通过电镀覆盖有 金属涂层104。在步骤3000中，注塑连接器14的至少一部分，连接器14具有外侧表面80和其中的凹槽，并且该凹槽在连接器14内形成腔82。连 接器可由任选地包含约30重量％的玻璃纤维的PBT注塑而成。在步骤 4000中，将弹簧加载球卡扣元件42插入并通过压配合固定在连接器14的 腔82中。在步骤5000中，将包括弹簧加载球卡扣元件42的连接器14在 柄部12的近侧端部56处插入中空部分58中。将连接器14通过胶合或另 选地通过焊接和/或压配合固定在中空部分58中。在步骤6000中，将可由 不锈钢制成的环100通过压配合和胶合附接到柄部12的近侧端部56。任选 地，可将徽标或指示元件106例如通过施加热传递箔、金属字母或金属标 志附接到柄部12的远侧端部54处的表面上。
在本公开的上下文中，术语“基本上”是指元件或特征结构的布置， 尽管理论上期望其表现出精确的一致或行为，可实际上使某件事体现有些 不太精确。同样，所述术语代表这样的程度：定量值、测量值或其它相关 表示可不同于所述参考物而不造成所讨论主题的基本功能有变化的程度。
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相 反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能 上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

Claims (16)

1.一种连接器，所述连接器包括：
第一基本上圆柱形区段，其具有腔，所述腔带有弹簧加载球卡扣元件，所述弹簧加载球卡扣元件包括球和弹簧；
第二基本上圆柱形区段；
至少部分锥形成型区段，其连接所述第一基本上圆柱形区段和所述第二基本上圆柱形区段，所述第一基本上圆柱形区段和所述第二基本上圆柱形区段以及所述至少部分锥形成型区段限定纵向长度延伸部，其中所述第一基本上圆柱形区段和所述第二基本上圆柱形区段相对于所述纵向长度延伸部是偏离中心的；以及
头部，其具有中空部分，所述中空部分尺寸设置成接收所述连接器的第一基本上圆柱形区段的一部分、第二基本上圆柱形区段以及至少部分锥形成型区段，其中所述中空部分具有内壁，所述内壁带有圆形凹槽，所述圆形凹槽尺寸设置成接收所述球，使所述头部可拆卸地附接到所述第二基本上圆柱形区段。
2.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述第一基本上圆柱形区段具有比所述第二基本上圆柱形区段的横截面区域更大的横截面区域。
3.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述第一基本上圆柱形区段包括平坦部分。
4.根据权利要求3所述的连接器，其特征在于，带有弹簧加载球元件的所述凹槽设在所述平坦部分处。
5.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述头部的中空部分的内壁还包括彼此相反布置的两个肋，用于调节所述连接器上的所述头部。
6.根据权利要求2所述的连接器，其特征在于，第一横截面区域具有8mm至10mm的直径，且第二横截面区域具有4mm至6mm的直径。
7.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述第一基本上圆柱形区段包括平坦部分，所述平坦部分带有形成所述腔的凹槽。
8.一种用于制造柄部、连接器和头部的方法，所述头部能够经由所述连接器反复地附接到所述柄部和从所述柄部拆卸，所述方法包括以下步骤：
注塑所述柄部的至少一部分，所述柄部具有远侧端部和与所述远侧端部相反的近侧端部，所述近侧端部包括中空部分；
注塑所述连接器的至少一部分，所述连接器具有外侧表面和其中的凹槽，所述凹槽在所述连接器内形成腔；
提供弹簧加载球卡扣元件，所述弹簧加载球卡扣元件包括球和弹簧，所述弹簧构造成向所述球上施加径向力；
将所述弹簧加载球卡扣元件插入所述连接器的腔中，并使所述弹簧加载球卡扣元件固定于其中，使得所述弹簧在朝所述连接器的外侧表面的方向上向所述球上施加力；
注塑所述头部的至少一部分；
将所述连接器插入所述柄部的中空部分中，并通过胶合、焊接和压配合中的至少一种来使所述连接器固定于其中，由此其中具有所述弹簧加载球卡扣元件的所述连接器的一部分从所述柄部的近侧端部沿纵向轴线向外延伸，且其中所述球延伸得稍微超过围绕所述球的所述连接器的外侧表面。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括电镀所述柄部的至少一部分的步骤。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括电镀所述柄部的至少一部分的步骤。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，注塑所述柄部使得所述柄部的近侧端部具有至少部分斜切的上表面，其中在斜切的上表面和基本上垂直于所述纵向轴线延伸的横截面区域之间形成约15°至约30°的角度α。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，注塑所述连接器使得形成至少第一基本上圆柱形区段、第二基本上圆柱形区段以及连接第一和第二圆柱形区段的至少部分锥形成型区段，其中所述第一基本上圆柱形区段、所述至少部分锥形成型区段和所述第二基本上圆柱形区段以连续的顺序沿所述纵向轴线布置，且其中所述第一基本上圆柱形区段和所述第二基本上圆柱形区段相对于所述纵向轴线偏离中心地放置。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，形成所述连接器使得所述第一基本上圆柱形区段和所述第二基本上圆柱形区段中的至少一者包括平坦部分。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，形成所述连接器使得所述平坦部分设有形成所述腔的凹槽。
15.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，形成所述头部使得所述头部包括远侧端部和与所述远侧端部相反的近侧端部，且所述近侧端部包括中空部分(66)，所述中空部分用于在所述头部附接到所述柄部时接收所述连接器的一部分，所述中空部分包括内壁，且所述内壁包括凹槽，所述凹槽用于接收所述弹簧加载球卡扣元件的球。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，形成所述头部使得所述中空部分的内壁包括彼此相反布置的两个肋。
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