CN116782796A - 牙刷头部或刷载体 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种牙刷头部或刷载体，其具有至少一个载体元件、至少一个变形簇，该至少一个变形簇安装在载体元件上，使得变形簇从载体元件的安装表面上的安装端大致沿延伸方向朝变形簇的自由端升高，变形簇具有从安装基部到该自由端的长度，变形簇包括多根纤维，并且变形簇具有第一截面和第二截面，该第一截面在沿该延伸方向的第一长度处具有第一截面面积和第一截面形状，该第二截面在沿该延伸方向的第二长度处具有第二截面面积和第二截面形状，其中第一截面面积和第二截面面积基本上相同，并且第一截面形状和第二截面形状不同，使得第一截面形状与第二截面形状不匹配，与第一截面形状旋转的角度无关并且与第一截面形状的位移无关。

Description

牙刷头部或刷载体

技术领域

本公开涉及包括簇的牙刷头部或刷载体，该簇沿其长度具有两个截面，这两个截面在重叠时不匹配。本公开还涉及制造此类牙刷头部的方法。

背景技术

已知用于口腔护理器具的头部可包括安装表面、包括多根纤维并且具有安装在该安装表面上的基部的至少一个扭曲簇，该扭曲簇具有外侧向面、纵向轴线、在垂直于该纵向轴线并且布置在该基部处的平面中延伸的下截面面积以及在垂直于该纵向轴线并且布置在该扭曲簇的自由端处的平面中延伸的上截面面积，该下截面面积和该上截面面积具有基本上相同的形状和尺寸，其中至少形成该外侧面的纤维各自基本上是直的并且均相对于该纵向轴线沿顺时针方向或沿逆时针方向倾斜，并且该上截面面积相对于该下截面面积以扭转角α扭转，并且其中当该上截面面积和该下截面面积沿该纵向轴线彼此正交投影时，两者不同形。文件EP 2 910 143 B1中整体公开了此类用于口腔护理器具的头部。

对牙刷头部或刷载体以及包括簇的牙刷存在兴趣，该簇以甚至更通用的方式成型以允许更高级的牙刷头部或刷载体或牙刷设计，分别满足对牙刷头部或刷载体或牙刷的高级需求。还需要提供一种制造此类高级簇的方法以及包括此类高级簇的牙刷头部或刷载体。

发明内容

根据一个方面，提供了一种牙刷头部或刷载体，其包括至少一个载体元件、至少一个变形簇，该至少一个变形簇安装在该载体元件上，使得该变形簇从该载体元件的安装表面上的安装端大致沿延伸方向朝该变形簇的自由端升高，该变形簇具有从安装基部到该自由端的长度，该变形簇包括多根纤维，并且该变形簇具有第一截面和第二截面，该第一截面在沿该延伸方向的第一长度处具有第一截面面积和第一截面形状，该第二截面在沿该延伸方向的第二长度处具有第二截面面积和第二截面形状，其中截取该截面的平面彼此平行，优选地其中位于该第一长度处的该平面与该安装表面重合或至少尽可能靠近该安装表面，而该第一截面不穿过该安装表面，并且进一步优选地其中位于该第二长度处的该平面与该自由端重合或至少尽可能靠近该自由端，使得该第二截面仍然穿过同样穿过该第一截面的所有纤维，并且该第一截面面积和该第二截面面积基本上相同，并且该第一截面形状和该第二截面形状不同，使得该第一截面形状与该第二截面形状不匹配，与该第一截面形状旋转的角度无关并且与该第一截面形状的位移无关。

根据一个方面，提供了一种包括此类牙刷头部或刷载体的牙刷。

根据一个方面，提供了一种制造牙刷头部的方法，该方法包括以下步骤：

·提供具有至少一个用于限定变形簇的空腔的模具嵌件，该空腔具有一定长度并且沿延伸方向从该模具嵌件的第一侧延伸到该模具嵌件的与该第一侧相对的第二侧，

о其中该空腔在第一长度处具有第一截面(其具有第一截面形状和第一截面面积)并且在第二长度处具有第二截面(其具有第二截面形状和第二截面面积)，

о其中截取该截面的平面彼此平行，优选地其中位于该第一长度处的该平面与该第一侧重合或至少尽可能靠近该第一侧，而该第一截面不穿过该第一侧，并且进一步优选地其中位于该第二长度处的该平面与该第二侧重合或至少尽可能靠近该第二侧，并且

о该第一截面面积和该第二截面面积基本上相同，并且该第一截面形状和该第二截面形状不同，使得该第一截面形状与该第二截面形状不匹配，与该第一截面形状旋转的角度无关并且与该第一截面形状的位移无关；

·将多根纤维引入到该空腔中，其中每根纤维具有第一端和第二端，并且这些纤维的第二端保持在该模具嵌件的外部；

·以下至少一种操作：将这些纤维的第二端熔融在一起使得形成该多根纤维的接合端，或者通过应用诸如粘合剂的连接材料来连接这些纤维的第二端使得形成该多根纤维的接合端，在每种情况下该多根纤维和该接合端形成变形簇；

·优选地通过载体元件围绕该接合端的注射成型来将该接合端与该载体元件连接；以及

·从该空腔中移除该多根纤维。

附图说明

本公开将通过对示例性实施方案的详细描述并且参考附图进一步阐明。在附图中，

图1A是根据本公开的示例性变形簇的第一示例性实施方案；

图1B是图1A所示的变形簇的第一截面和第二截面的截面形状的示意图，这两个截面在与该簇的安装端和自由端重合的平面中截取；

图2A是根据本公开的示例性变形簇的第二示例性实施方案；

图2B是图2A所示的变形簇的第一截面和第二截面的截面形状的示意图；

图3A是根据本公开的示例性变形簇的第三示例性实施方案；

图3B是图3A所示的变形簇的第一截面和第二截面的截面形状的示意图；

图4A是根据本公开的用于刷头的示例性刷载体的侧视图，其中三个变形簇安装在载体元件上；

图4B是图4A所示的刷载体的俯视图；

图5是移除了变形簇的载体元件的俯视图；

图6A是在如图4A所示的平面A-A处截取的穿过图4A所示的刷载体的截面的俯视图；

图6B是在如图4A所示的平面B-B处截取的穿过图4A所示的刷载体的截面的俯视图；

图6C是在如图4A所示的平面C-C处截取的穿过图4A所示的刷载体的截面的俯视图；

图7是包括根据本公开的牙刷头部的牙刷的图示；并且

图8是用于制造根据本公开的牙刷头部或刷载体的制造过程的流程图。

具体实施方式

在本公开中，讨论了新型类型或类别的簇，其中这种类型的簇在本文中称为“变形簇”，原因在于将所提出的新型类别的簇与其他簇类型区分开。因此，术语“簇”单独包括所有可能种类的簇，包括变形簇。

应当理解，簇包括多根纤维，例如10根或47根或98根等的纤维或任何其他数量的纤维，它们以某种方式连接，通常但不一定通过将纤维的下端熔合在一起或通过使用连接材料(诸如粘合剂或热塑性材料)将下端连接在一起。当连接的纤维的端部称为下端时，纤维的相对的上端称为自由端，因为它们没有连接并且旨在牙齿清洁操作中单独与牙齿表面接触。可通过将天然或人造长丝切割成所需长度而制成纤维。人造长丝可由各种塑料材料制成，这些塑料材料诸如尼龙(聚酰胺，诸如PA6、PA6.6、PA6.10、PA6.12或PA12)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)或任何其他合适的材料。长丝可具有任何合适的直径，诸如介于并包括0.075mm(通常也称为约3密耳，其中1密耳为0.0254mm)和0.5mm之间，优选地介于并包括0.1mm和0.3mm之间，例如0.1mm、0.125mm、0.15mm、0.175mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm等。人造长丝可具有多种截面形状，诸如圆形、椭圆形、x形、星形等。长丝可以由至少一种材料参数(诸如着色剂添加剂)不同的两种或更多种材料共挤出，并且可以具有芯-鞘结构或海岛结构。长丝可包含任何合适的添加剂，诸如着色剂、研磨剂、抗菌材料、活性物质诸如氟化钠(NaF)等。长丝可以沿它们的长度扭绞或包括压痕等。用于口腔卫生产品诸如牙刷的长丝可从不同的供应商获得，诸如Pedex GmbH,Wald-Michelbach,Germany or Dupont,Wilmington,Delaware,USA。

一种变形簇的特征如下：

-其包括多根纤维；

-其沿延伸方向从安装基部朝自由端延伸，其中安装基部与载体元件的安装表面重合，该变形簇安装在该安装表面上；

-其具有沿延伸方向从该安装基部朝该自由端测量的长度；

-其包括在第一长度处截取的第一截面和在不同于该第一长度的第二长度处截取的第二截面，其中这两个截面各自在平面中截取并且这两个平面彼此平行；

-该第一截面具有第一截面面积和第一截面形状，并且该第二截面具有与该第一截面面积基本相同的第二截面面积和与该第一截面形状不同并且不能通过旋转和/或位移与该第一截面形状匹配的第二截面形状。

关于“不匹配”特征，应当理解，这指的是如下：第二截面从其所截取的平面平行投影到第一截面所截取的平行平面上。然后，不可能通过在该接合平面中的位移和旋转来匹配第一截面和第二截面，即，不能通过位移和旋转操作使第一截面和第二截面同形。

变形簇可具有在第一长度和第二长度之间延伸的外表面，该外表面可由连接第一截面的外边缘上的每个点与第二截面的外边缘上的一个点的直线限定，使得边缘中的一个边缘上的每个点在另一边缘上具有一个并且仅一个连接的对应点。

如将在下文关于制造变形簇的方法更详细地解释的，变形簇可包括可与载体元件连接的连接端，并且连接端可不延伸超过安装表面，例如，连接端可为通过加热变形簇的相应端而产生的纤维材料的熔融块，使得纤维材料熔融并且一旦其冷却和固化就形成基本上均匀的材料块。

变形簇与具有安装表面的载体元件连接，变形簇的可见部分从安装表面从与该安装表面重合的安装端上升到变形簇的自由端。变形簇通常沿延伸方向延伸。安装表面可以是平面的或者可以是弯曲的(即，它可以具有三维外形)或者甚至是台阶形的，即，安装表面可以包括至少一个台阶，其中该表面基本上具有不连续性。

由平行平面以两个远的长度切割的圆形簇在两个切割平面中具有相同的截面--截面面积和截面形状总是相同的。这与切割平面相对于圆形簇的延伸方向的角度无关。这同样适用于具有不变截面的任何其他簇。因此，切割平面相对于延伸方向具有哪个角度是不相关的，因为变形簇将总是在两个远的切割平面中具有两个不匹配的截面形状。因此，精确地限定簇的延伸方向是不相关的。但是可以如下限定延伸方向：变形簇由两个平行平面切割，这两个平行平面的距离使得第一平面和第二平面穿过相同数量的纤维。然后确定每个截面的面积中心点。为连接这两个面积中心点而绘制的直线可以说是从安装端开始并穿过自由端的延伸方向。虽然延伸方向和切割平面之间的关系可能与限定变形簇无关，但是其中截取截面的平面可被选择为例如基本上垂直于变形簇的延伸方向，或者它们可平行于载体元件的平面安装表面，或者它们可平行于变形簇的平面自由端。

如上所述，变形簇的自由端可以是平面的，即，形成变形簇的所有纤维的自由端然后在一个平面中终止。但是这不应当排除变形簇的自由端具有非平面拓扑结构，其中形成变形簇的纤维的自由端在三维表面上终止，或者其中形成变形簇的纤维的自由端以不规则方式终止。

如上所述，变形簇在沿延伸方向的两个不同长度值处具有两个截面，这两个截面具有两个不同的截面形状。变形簇的截面形状可以优选地以平滑方式从第一截面形状变形为第二截面形状，即，可以在各自平行于第一截面和第二截面的平面的多个平面处截取多个截面切口，并且截面形状之间的差异随着平行平面沿延伸方向定位得越近而变得越小。这意味着截面形状的变化在没有任何台阶或突然变化的情况下发生，即过渡平稳地发生。在一些实施方案中，可以从第一截面的边缘的每个点到第二截面的点绘制直线，使得两个边缘中的每一者上的每个点在两个边缘中的另一者上具有一个并且仅一个对应点。然后，多条直线至少在截取第一截面和第二截面的两个平面之间确定变形簇的外部形状。

根据一些方面，截面形状中的至少一个截面形状具有至少一个凹面，优选地其中至少第二截面形状具有凹面。包括凹面的簇自由端可以支持牙齿表面的良好清洁，因为残渣可以收集在凹面中。由于第一截面形状可以不包括凹面，而是可以例如是圆形的或无凹面的，因此变形簇的安装端可以受益于更稳定的构造，该更稳定的构造不能由具有凹面的截面形状提供，因为围绕凹面的纤维可以更容易地弯曲，即在较低的作用力下弯曲，并且因此可能提供不那么明显的清洁效果。因此，变形簇可以兼顾良好的弯曲稳定性与良好的清洁特性。但是这应理解为仅仅是一个示例。在另一个示例中，多个变形簇布置在载体元件上，使得它们的安装基部由于它们的压缩形状而能够被载体元件最佳地保持，但是其中簇的自由端可以具有细长和/或凹形形状。

根据一些方面，变形簇可具有相对于在变形簇的安装基部处的安装表面上的法线倾斜的延伸方向。在两个或更多个变形簇的情况下，这些簇可具有不同的倾斜度，即在两个变形簇的情况下，它们的延伸方向可以不平行，但它们可朝向彼此倾斜或远离彼此倾斜，使得簇的自由端可比它们的安装端更靠近或更远离彼此。

如上所述，刷载体或牙刷头部可包括多于一个的变形簇，例如它可以包括两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个等变形簇，其中这些变形簇中的每个变形簇可以与其他变形簇基本上相同，或者这些变形簇中的每个变形簇可以与所有其他变形簇不同，或者至少一个子组的变形簇可以具有基本上相同的形状，而至少一个其他变形簇具有不同的形状。变形簇可与至少一个其他簇一起提供，例如标准圆形簇或具有恒定截面形状的簇或如EP 2 910 143 B1所述的扭曲簇。代替一个此类非变形簇，可以提供多个此类非变形簇。变形簇可以成组提供，例如它们可以以环状簇布置来布置。结合图4A、图4B、图5、图6A、图6B和图6C讨论具有三个变形簇和一个标准圆形簇的一个示例性刷载体或牙刷头部。

根据一些方面，示例性牙刷头部或刷载体可具有至少两个变形簇，优选至少三个变形簇，这些簇倾斜使得它们的自由端比它们的安装基部更靠近彼此，优选地其中变形簇(例如，它们在安装表面上的面积中心点)大致布置在圆形或椭圆形或卵形上，进一步优选地其中直的中心簇安装在圆形的中心中，甚至进一步优选地其中变形簇的自由端环绕中心簇，并且甚至更进一步优选地其中该三个变形簇各自具有第一截面形状，该第一截面形状是细长的并且取向为使得细长的第一截面形状的长轴指向圆形、椭圆形或卵形的中心点或者是圆形、椭圆形或卵形的圆形、椭圆形或卵形中心区域的切线，并且变形簇中的每个变形簇在它们的自由端处具有第二截面形状，该第二截面形状围绕中心簇弯曲(在部分环绕的含义中“弯曲”)。

示例性变形簇

图1A、图1B、图2A、图2B和图3A、图3B示出了三个不同的示例性变形簇100、110和120，其中图1A、图2A和图3A示出了相应的变形簇100、110和120上的透视图。在这些示例中，假设安装表面是平坦的并且变形簇的自由端也是平坦的，使得第一截面总是在安装表面的水平处(即，在长度值0处)截取，并且第二截面总是在平面自由端的水平处(即，在长度值Ls处)截取，其中Ls是变形簇的自由长度。

变形簇100具有安装端101和自由端109，变形簇110具有安装端111和自由端119，并且变形簇120具有安装端121和自由端129。应当理解，安装端101、111和121从载体元件上升，该载体元件在此被假定为具有已经提及的平坦安装表面。可设置在载体元件中或下方的变形簇100、110和120的任何部分未示出(载体元件显然也未示出)。图1B、图2B和图3B示出了分别在与变形簇100、110和120的安装表面的水平面重合的第一平面中截取的第一截面102、112和122的轮廓以及分别在与第一平面平行并且分别与这些变形簇的自由端109、119和129的水平面重合的第二平面中截取的第二截面108、118和128的轮廓。根据本公开，各示例中的第一截面的截面面积与同一示例的第二截面的截面面积基本相同，而每个示例的第一截面的截面形状与同一示例的第二截面的截面形状不同。

在所有三个示例中，第一截面为圆形或类似圆形(例如，如图3A、图3B中的十二边形)，但这不应被理解为限制性的，因为第一截面形状可采取任何切合实际的形状。第一截面形状可以优选地采取提供例如高于或低于变形簇在其自由端处具有的弯曲刚度的弯曲刚度的形状。例如，细长或V形或+形自由端具有总体相当低的弯曲刚度，同时其提供某些清洁特性，如可提供有益清洁效果的残渣收集凹面或宽清洁边缘。这种低弯曲刚度可以由更靠近其安装基部的变形簇的截面形状来平衡，该截面形状可以是圆形或类似圆形。但是本领域技术人员还可以看到在基部的低弯曲刚度和在自由端的压缩纤维布置的益处，或者在基部处的细长截面形状和在自由端处的V形等的益处。

对于图1A和图1B所示的变形簇100，第二截面108的截面形状基本上是V形的，对于图2A和图2B所示的变形簇110，第二截面118的截面形状被成形为类似具有圆形边缘的细长楔形轮廓，并且对于图3A和图3B所示的变形簇120，第二截面128的截面形状为+形(即，成形为类似数学符号“+”)。应当理解，如图所示的这些截面形状仅可以用每簇有限数量的纤维近似实现(例如，低于约500根纤维，或低于约350根纤维，或低于约200根纤维，或低于约150根纤维，或低于约100根纤维，优选地在20根纤维和500根纤维之间)。还应当理解，簇的纤维具有从安装基部到自由端彼此略微发散的趋势(所谓的簇的“开花”)，使得第二截面的截面面积在实践中可以略微大于第一截面的第一截面面积，即使这不是有意的。

在图1A、图1B、图2A、图2B、图3A和图3B中未示出的示例中，变形簇的自由端可以具有三维拓扑结构，即，各个纤维的自由端于是不在基本上一个平面中终止(无论是否相对于安装表面倾斜)，但是纤维的自由端可以在三维表面上终止或者可以不规则地终止。这意味着簇的各个纤维以不同的长度结束。作为示例，参考图4A，其中中心簇具有凸出的自由端。在这种情况下，第二截面将在与同样穿过第一平面的所有纤维相交的第二平面中截取，即第二平面将正好位于凸出的自由端下方。

为了完整起见，需要说明的是，在平行于第一平面但比第二平面更靠近第一平面的中间平面中截取的所有截面当然也将穿过所有穿过第一平面的纤维，并且该相应的中间截面的截面面积将基本上与第一截面或第二截面的截面面积相同。然后，在与第一平面的距离增加的平面处截取的中间截面的截面形状将从第一截面形状平滑地变形为第二截面形状。

虽然图1A、图2A和图3A中示出的示例性实施方案采用平面安装表面，但是应当理解，安装表面可以是非平面的(如图4A所示)，例如，安装表面可以是弯曲的或者可以包括台阶。在本公开提到安装表面的法线的程度上，应当理解，这是指在变形簇的基部的面积中心处的平滑内插的安装表面上的法线。簇的延伸方向可以相对于此类安装表面法线倾斜。簇可以例如在顺时针或逆时针方向上相对于中心点(例如，载体元件的实际物理中心点)周向倾斜，或者簇可以以径向向内或向外取向的方式倾斜。簇当然可以任意倾斜以满足任何需要。倾斜角不应被理解为受限的，而是通常在介于并且包括0度至20度的范围内，诸如5度或7度或11度或14度或15度或16度或17度或18度或任何其他值。在弯曲安装表面的情况下，簇可相对于安装表面法线不同地倾斜，同时簇的延伸方向仍可全部彼此平行。

包括变形簇的示例性牙刷头部

图4A、图4B、图5、图6A、图6B、图6C均涉及一个示例性刷载体11A，其包括三个变形簇100A、110A、120A和另一个簇130A，这些簇均安装在包括安装表面151A的载体元件150A上。虽然这里仅示出了包括簇100A、110A、120A、130A和载体元件150A的刷载体11A，但是应当理解，该刷载体11A可以安装在刷壳体处以形成牙刷头部；如图7所示的牙刷头部10是指示例，但是应当清楚，牙刷头部也可以是牙刷的不可拆卸部分，例如手动牙刷的牙刷头部通常是不可拆卸的，而电动牙刷的牙刷头部通常是可更换的。

图4A和图4B示出了示例性刷载体11A的侧视图和俯视图。三个变形簇100A、110A和120A围绕另一个簇130A大致布置在圆形400A上，该另一个簇由于其位置也可称为中心簇130A。簇100A、110A、120A和130A均安装在载体元件150A的安装表面151A上。三个变形簇100A、110A和120A沿圆形400A布置，在每个相邻簇之间具有120度等角距离。中心簇130A安装在圆形400A的中心中，该中心也是载体元件150A的中心。中心簇130A在这里被示为直的圆形簇，但是中心簇也可以具有许多其他截面形状，例如三角形形状。变形簇100A、110A和120A的形状相同并且均朝中心簇130A倾斜。变形簇100A具有安装端101A和自由端109A，变形簇110A具有安装端111A和自由端119A，变形簇120A具有安装端121A和自由端129A，并且中心簇131具有安装端131A和自由端139A，其中中心簇130A的自由端139A具有球形形状的非平面自由端外形，即中心簇130A的纤维的端部在球体的一部分上终止。但是这仅仅是一个示例，并且不应当被理解为限制性的。变形簇110A通常沿延伸方向113A延伸，变形簇120A通常沿延伸方向123A延伸，并且中心簇130A通常沿延伸方向133A延伸。图4A示出了三个平行平面A-A、B-B和C-C，通过这三个平面截取了在图6A、图6B和图6C中示出的截面切口。平面A-A在此示为沿延伸方向处于第一长度，该第一长度靠近安装表面151A并且因此靠近变形簇100A、110A和120A的安装端101A、111A和121A，并且平面C-C示为沿延伸方向处于第二长度，该第二长度靠近这些变形簇的自由端109A、119A和129A。

图5是移除了簇的载体元件150A的俯视图。簇孔200A、210A和220A被示为在安装表面151A中均具有细长的菱形形状。类似地，用于中心簇的圆形簇孔230A是可见的。菱形簇孔的长轴201A、211A和221A用虚线表示，当延伸超过相应的簇孔时，这些长轴在围绕载体元件150A的中心的圆401A处相切。与图4B相比，清楚的是，该圆形401A在载体元件150A的中心限定相对小的中心区域。在其他示例中，变形簇的簇孔的长轴可指向中心或另一延伸的中心区域。

图6A、图6B和图6C示出了分别沿如图4A中所示的平行平面A-A、B-B和C-C截取的穿过刷载体11A的截面切口。图6A示出了在载体元件150A上的观察方向上在平面A-A中截取的截面切口。可以看到三个变形簇的第一截面102A、112A和122A，该第一截面102A、112A和122A均具有细长的、大致菱形的截面形状。中心簇具有圆形形状的第一截面132A。图6C示出了在载体元件150A上的观察方向上在平面C-C中截取的截面切口。可以看到三个变形簇的第二截面108A、118A和128A，该第二截面108A、118A和128A均具有弯曲的豆状截面形状，其中豆状截面形状的凹面部分地包围中心簇，该中心簇当然具有圆形截面形状138A。变形簇的这些特定的第二截面形状使得能够在刷载体11A的中心自由端区域中实现高纤维密度，使得可以利用布置在相当小的区域中的大量纤维来清洁牙列的特定齿间区域。图6B示出了在载体元件150A上的观察方向上在平面B-B中截取的截面切口。可以看到三个变形簇的中间截面105A、115A和125A，该中间截面105A、115A和125A提供了关于菱形的细长第一截面形状如何变形为豆状第二截面形状的印象。中心簇的截面形状135A当然没有改变。

示例性牙刷

图7是包括柄部部分20和根据本公开的牙刷头部10的示例性牙刷1的图示，该牙刷头部在此可拆卸地附接到柄部部分20。牙刷头部10包括安装成相对于牙刷头部壳体12进行受驱运动的刷载体11。

制造变形簇的方法

图8示出了制造包括至少一个变形簇的刷载体或牙刷头部的方法的处理步骤。

在步骤500处，提供具有至少一个用于限定变形簇的空腔的模具嵌件。该空腔具有一定长度并且沿延伸方向从该模具嵌件的第一侧延伸到该模具嵌件的与该第一侧相对的第二侧。此外，该空腔在第一长度处具有第一截面(其具有第一截面形状和第一截面面积)并且在第二长度处具有第二截面(其具有第二截面形状和第二截面面积)，其中截取这些截面的平面彼此平行，优选地其中位于该第一长度处的平面与该第一侧重合或至少尽可能靠近该第一侧，而该第一截面不穿过该第一侧，并且进一步优选地其中位于该第二长度处的平面与该第二侧重合或至少尽可能靠近该第二侧，并且该第一截面面积和该第二截面面积基本上相同，并且该第一截面形状和该第二截面形状不同，使得该第一截面形状与该第二截面形状不匹配，与该第一截面形状旋转的角度无关并且与该第一截面形状的位移无关。该模具嵌件可具有多个空腔，这些空腔限定另外的变形簇或非变形簇，例如圆形簇或其他恒定或扭转截面簇。

在作为可选步骤的步骤501处，通过可限定平面或非平面纤维邻接表面的封闭元件在该第二侧封闭该空腔，或者封闭元件定位成紧邻第二侧，例如在0.01mm至10mm范围内的距离处，使得可从第一侧引入该空腔中的纤维的自由端邻接在封闭元件的纤维邻接表面处，该封闭元件限定由该空腔限定的簇的平面或非平面自由端。

在步骤502处，将纤维从第一侧引入到该空腔中，其中每根纤维具有第一端(其将变成自由端)和第二端，并且纤维的第二端保持在第一侧上的模具嵌件的外部。当纤维被引入到该空腔中时，它们将以适应变形簇空腔的方式对它们自身进行取向。可以使用模具嵌件的一些摇动或振动来支持纤维的布置并且避免各个纤维以预应力的方式布置。由于空腔的变形形式并且潜在地由于由封闭元件限定的簇的自由端的拓扑结构，纤维将在空腔中具有不同的长度并且因此它们可以在第一侧上以不同的高度延伸。可应用切割步骤来将纤维切割成共同的长度。在填充步骤中，可对簇空腔进行高度填充，例如空腔填充可超过50％、超过60％、超过65％、超过70％或超过75％。

在步骤503处，完成以下至少一种操作：将纤维的第二端熔融在一起使得形成多根纤维的接合端，或者通过应用诸如粘合剂的连接材料来连接纤维的第二端使得形成多根纤维的接合端。在每种情况下，多根纤维和接合端形成变形簇。将第二端熔融在一起的步骤或通过连接材料连接第二端的步骤理想地不引入任何新的预应力，而是减轻仍然存在的任何预应力。

在步骤504处，优选地通过载体元件围绕接合端的注射成型来将变形簇的接合端与载体元件连接。然后，模具嵌件可以形成第一半模或者可以是第一半模的部件，使得模具嵌件和另一半模限定用于载体元件的模空腔。通常，模具嵌件可包括多组簇空腔，其中每组涉及一个载体元件。

在步骤505处，将多根纤维(即，该至少一个变形簇)与从模制空腔脱模的载体元件一起从簇限定空腔移除。当纤维在移除过程中暂时弯曲时，由于它们的取向基本上由接合端固定的事实，它们将弹回至在移除之后由空腔赋予多根纤维的取向。由于纤维引入和第二端的连接已经避免引入任何预应力，所以移除的变形簇的形状将基本上遵循如由空腔限定的形状。如前所述，可能发生一些不可避免的开花，使得截面面积可能朝变形簇的自由端略微增加。在对于单个纤维仍然存在一些预应力的情况下，相应的纤维可以弹到无应力位置中，使得变形簇的形状可以略微变形，但是假设对于本文所讨论的大多数实施方案，所描述的技术将避免预应力。

在作为可选步骤的步骤510处，通过线腐蚀形成空腔，其中细直线切割穿过模具嵌件的材料。因此，线可以沿第一侧和第二侧上的截面形状的边缘移动，并且因此变形簇的形状由直线限定，如前一段落中所解释的。也可以采用形成空腔的其他技术。例如，模具嵌件可以由薄片组装而成，其中除了线腐蚀之外，通过蚀刻或激光切割或激光烧蚀或其他放电加工(EDM)在每个薄片中形成空腔。可以使用的另一技术是3D打印，例如直接金属激光烧结或选择性激光烧结或选择性激光熔化或电子束熔化。模具嵌件也可以使用3D打印技术由陶瓷或聚合物材料制成。

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 (15)

1.一种牙刷头部或刷载体，包括：

至少一个载体元件；

至少一个变形簇，所述至少一个变形簇安装在所述载体元件上，使得所述变形簇从所述载体元件的安装表面上的安装端大致沿延伸方向朝所述变形簇的自由端升高；

所述变形簇具有从安装基部到所述自由端的长度；

所述变形簇包括多根纤维；并且

所述变形簇具有第一截面和第二截面，所述第一截面在沿所述延伸方向的第一长度处具有第一截面面积和第一截面形状，所述第二截面在沿所述延伸方向的第二长度处具有第二截面面积和第二截面形状；

其中截取所述截面的平面彼此平行，优选地其中位于所述第一长度处的所述平面与所述安装表面重合或至少尽可能靠近所述安装表面，而所述第一截面不穿过所述安装表面，并且进一步优选地其中位于所述第二长度处的所述平面与所述自由端重合或至少尽可能靠近所述自由端，使得所述第二截面仍然穿过同样穿过所述第一截面的所有纤维，并且

所述第一截面面积和所述第二截面面积基本上相同，并且所述第一截面形状和所述第二截面形状不同，使得所述第一截面形状与所述第二截面形状不匹配，与所述第一截面形状旋转的角度无关并且与所述第一截面形状的位移无关。

2.根据权利要求1所述的牙刷头部或刷载体，其中所述变形簇的所述自由端具有非平面拓扑结构。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的牙刷头部或刷载体，其中所述变形簇的所述截面形状从所述第一长度平滑地过渡到所述第二长度。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的牙刷头部或刷载体，其中至少所述第二截面形状具有凹面。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的牙刷头部或刷载体，其中所述变形簇的所述延伸方向相对于所述安装基部处的所述安装表面的法线倾斜。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的牙刷头部或刷载体，其中当所述第二截面的面积中心点沿与由所述变形簇的所述安装基部处的所述安装表面正交的表面确定的方向一致的方向投影到所述第一截面上时，所述第二截面的所述面积中心点与所述第一截面的面积中心点不重合。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的牙刷头部或刷载体，其中所述第一长度与所述第二长度之间的距离为所述变形簇的总自由长度的约50％或更多，优选地为所述变形簇的所述总自由长度的约60％或更多，进一步优选地为所述变形簇的所述总自由长度的约70％或更多，甚至进一步优选地为所述变形簇的所述总自由长度的约80％或更多。

8.根据权利要求1至7中的一项所述的牙刷头部或刷载体，其中所述纤维中的每根纤维具有在所述安装表面上的基部、自由端、在所述基部和所述自由端之间测量的长度以及相对于所述延伸方向测量的倾斜角，其中至少两根纤维的所述倾斜角是不同的。

9.根据权利要求1至8中的一项所述的牙刷头部或刷载体，其中所述第一截面的外边缘上的每个点能够通过限定所述第一长度和所述第二长度之间的所述变形簇的外侧形状的直线与所述第二截面的外边缘上的一个点连接。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的牙刷头部或刷载体，包括至少两个变形簇，优选地至少三个变形簇，所述变形簇倾斜使得它们的自由端比它们的安装基部更靠近彼此，优选地其中所述变形簇布置在圆形或椭圆形或卵形上，进一步优选地其中直的中心簇安装在所述圆形的中心中，甚至进一步优选地其中所述变形簇的所述自由端环绕所述中心簇，并且甚至更进一步优选地其中所述三个变形簇各自具有第一截面形状，所述第一截面形状是细长的并且取向为使得所述细长的第一截面形状的长轴指向所述圆形、椭圆形或卵形的中心点或者是所述圆形、椭圆形或卵形的圆形、椭圆形或卵形中心区域的切线，并且所述变形簇中的每个变形簇在它们的自由端处具有围绕所述中心簇弯曲的第二截面形状。

11.一种牙刷，包括根据权利要求1至10中的任一项所述的牙刷头部或刷载体。

12.根据权利要求11所述的牙刷，其中所述牙刷包括能够重复拆卸并且能够再次附接的刷部，所述刷部包括所述牙刷头部或所述刷载体。

13.一种制作牙刷头部或刷载体的方法，包括以下步骤：

提供具有至少一个用于限定变形簇的空腔的模具嵌件，所述空腔具有一定长度并且沿延伸方向从所述模具嵌件的第一侧延伸到所述模具嵌件的与所述第一侧相对的第二侧，

其中所述空腔在第一长度处具有第一截面并且在第二长度处具有第二截面，所述第一截面具有第一截面形状和第一截面面积，所述第二截面具有第二截面形状和第二截面面积，

其中截取所述截面的平面彼此平行，优选地其中位于所述第一长度处的所述平面与所述第一侧重合或至少尽可能靠近所述第一侧，而所述第一截面不穿过所述第一侧，并且进一步优选地其中位于所述第二长度处的所述平面与所述第二侧重合或至少尽可能靠近所述第二侧，并且

所述第一截面面积和所述第二截面面积基本上相同，并且所述第一截面形状和所述第二截面形状不同，使得所述第一截面形状与所述第二截面形状不匹配，与所述第一截面形状旋转的角度无关并且与所述第一截面形状的位移无关；

将多根纤维引入到所述空腔中，其中每根纤维具有第一端和第二端，并且所述纤维的所述第二端保持在所述模具嵌件的外部；

以下至少一种操作：将所述纤维的所述第二端熔融在一起使得形成所述多根纤维的接合端，或者通过应用诸如粘合剂的连接材料来连接所述纤维的所述第二端使得形成所述多根纤维的接合端，在每种情况下所述多根纤维和所述接合端形成变形簇；

优选地通过载体元件围绕所述接合端的注射成型来将所述接合端与所述载体元件连接；以及

从所述空腔中移除所述多根纤维。

14.根据权利要求13所述的方法，包括通过线腐蚀形成所述空腔的步骤。

15.根据权利要求13至14中的任一项所述的方法，还包括用限定所述簇的所述自由端的形状的成型元件来封闭在所述第二侧上开口的所述空腔的远侧端部的步骤，或者包括在所述空腔的所述远侧端部附近提供限定所述簇的所述自由端的所述形状的成型元件的步骤。