HU220851B1 - Toothbrush and the process for manufacturing toothbrush bristles from plastic - Google Patents

Description

A találmány tárgya fogkefe kefefejjel és műanyag sörtékkel, amely sörték a kefefejhez vannak erősítve, adott esetben pászmákká összefogva, és amely sörték közül legalább néhány darab sörte profilozott monofil szál sodrásával nyert profillal van ellátva a palástfelületén spirál formájában. A találmánynak ugyancsak tárgya eljárás ilyen fogkeféhez való sörte előállítására műanyagból.

A fogkefék esetében - mind kézi, mind elektromos működtetésűeknél - a sörték rendszerint kör keresztmetszetű, extrudált monofil szálakból állanak. Más keresztmetszeteket szintén javasoltak már. Az effajta fogkeféknek mind a tisztító hatása, mind egy kívánatos, fogínyt masszírozó hatása csaknem kizárólag a sörtevégek útján jön létre, amik a fogíny megsértésének és recessziójának elkerülése végett le vannak gömbölyítve. Ennyiben a sörtevégnek két, egymással ellentétes irányú követelményt kell kielégítenie, nevezetesen egyfelől a fogra elegendő mértékű kefélő hatást kell gyakorolnia, másfelől a fogínyre mérsékelt masszázst keli kifejtenie. Ezért a fogfelületekre és fogközökre gyakorolt tisztító hatás, ami a figyelem előterében van, a kompromisszum mértékétől függően csak többé vagy kevésbé elegendő nagyságú.

Ezért számos próbálkozás történt olyan irányban, hogy profilozás útján a sörte palástfelületét is bevonják a kefélési folyamatba, és így növeljék a tisztító hatást. Ismert például az az út, hogy a sörtét különböző és egymástól távközre lévő megvastagításokkal látják el, amik további kefélőéleket képeznek (DE 31 16 189). Ilyen sörtét aligha lehet ésszerűen gyártani, ha belegondolunk, hogy sörtéket általában fonással vagy extrudálással állítanak elő. Elméletileg az extrúzió irányában meg lehet valósítani ugyan keresztmetszet-változtatásokat, ahogyan fröccsöntéssel is elő lehetne ilyen sörtét állítani. Az extrudálással előállított monofil szálakat utána még nemesíteni kell, azaz nyújtani, és termikusán stabilizálni kell, hogy a sörte a kívánt hajlíthatóságot és a szükséges visszaegyenesedési képességet elnyerje. Ha olyan fröccsöntött vagy extrudált sörtéket tennének ki ilyen nyújtásnak, amelyek meghatározott távközönként megvastagításokkal vannak ellátva, annak csak egy eredménye lehetne: a sörte a megvastagítások közötti legkisebb keresztmetszetek tájékán kontrakció kíséretében nyúlna, míg a megvastagításoknál nem történne változás. Ilyen sörte teljesen használhatatlan lenne. De még ha sikerülne is felruházni egy ilyen sörtét a szükséges tulajdonságokkal, még mindig fennállna annak veszélye, hogy a sörte a megvastagításoknál beszorul a fogközökbe, és húzáskor elszakad vagy a kefefejből kiszakad, vagy a fogíny megsérül a fogközben, ahol a hiányzó fognyaki adhézió miatt különösen veszélyeztetve van.

Fogkefék más ismert kiviteli alakjainál (lásd JP 03 289 906 A, JP 57-116 124 U, JP 60-145 828 U, JP 03-87332 U) vagy több monofil szál van egymással összesodorva, vagy az egyes monofil szálak, amik maguk is profilozottak lehetnek - például négyzetes a keresztmetszetük (JP 03-289 906 A, JP 57-116 124 U) a monofil szál tengelyének csavarszerű elforgatásával vannak profilozva. Az ilyen sörtével, amiből az 1. igénypont tárgyi köre kiindul, jobb tisztító hatást próbáltak elérni a térben megcsavart éles élek révén. A sok közeli menet és az így létrejött nagyszámú él következtében, amik a hozzájuk képest sima fogfelületen hatástalanul végigsiklanak, viszont a foghúst megsérthetik, ennek a sörtének a profilja sem alkalmas fogápolásra. A nagyszámú menet nagyszámú hajlítás után gyengülési helyre vezet, amik a sörte visszaegyenesedési képességét hátrányosan befolyásolják. Ezenkívül a monofil szál molekulaszerkezetét a nagyfokú sodrás hátrányosan befolyásolja. Az ilyen sörte ugyancsak könnyen beakad a fogközökbe.

A találmány feladata olyan profilozott sörtékkel ellátott fogkefét kialakítani, amely sörték változatlan szilárdsági tulajdonságok mellett megnövelt, de ugyanakkor kíméletes tisztító és masszírozó hatással bírnak, és gazdaságosan előállíthatok.

A feladatot a találmány szerint azáltal oldjuk meg, hogy a sörték egy magból és a palástfelületen körbefütó legalább egy darab spirálból állanak, és a spirálnak a sörte hossza mentén mért centiméterenkénti menetszáma három és öt között van, és a spirál teteje le van kerekítve.

A találmány szerinti sörtét extrudálással elő lehet állítani, és ugyanolyan módon nemesíteni lehet, mint ahogyan egy hagyományos sörtét. A találmány szerinti sörtének előnyös tulajdonsága, hogy a sörte végén kívül még a spirál teteje, és a tetőnek a menetoldalakba való átmenetei is le vannak kerekítve, és igy a menetoldalak már önmagában a spirál nagy menetemelkedésének köszönhetően is olyan járulékos kefélőéleket képeznek, amik a fogak felületére és a fogközökre gyakorolt tisztító hatást úgy fokozzák, hogy közben a fogínyt nem veszélyeztetik. Ilyen sörte még akkor sem tud beszorulni a fogközökbe, ha teljesen behatol azokba, mert a spirál nagyon meredek emelkedésű, és nincsenek radiális elvékonyodások.

Ezenkívül a csekély menetszám következtében az ilyen spirál húzáskor le tud csavarodni, miáltal a sörtére ható kihúzóerő semmiképpen nem lesz nagyobb a szokásos sörtéknél előforduló kihúzóerőknél. Tekintve, hogy maga a mag és a monofil szál tengelye nincs csavarszerűen megcsavarva, a mag a sörtének a szokásos tulajdonságokat - szükséges hajlíthatóság és megkövetelt visszaegyenesedési képesség - biztosítja. A spirál viszonylag nagy menetemelkedése következtében a kerület mentén működő élek száma korlátozva van, így a spirál tetejének lekerekítésével összefüggésben a jobb tisztítóhatás ellenére biztosítva van a fogak még kellőképpen kíméletes „megmunkálása” és a fogínyre gyakorolt gyengéd masszírozó hatás. A spiráltető lekerekitése előnyösen a monofil szál extrudálásakor történhet, de utólag is elvégezhető mechanikus vagy termikus alakítással.

Egy előnyös kiviteli alak esetén a sörtéknek legalább egy része egy- vagy több-bekezdésű spirállal lehet ellátva, miáltal a tisztításkor hatásos felületek megnőnek, és ugyanakkor különböző hatásirányok keletkeznek.

Mivel a találmány szerint kialakított sörték mindenképpen erősebb kaparó-dörzsölő hatást gyakorolnak a

HU 220 851 Bl fogzománcra és a fogínyre, mint a szokásos, lényegében véve hengeres monofil szálakból álló sörték, és ezért nagyon érzékeny fogínnyel vagy érzékeny fognyakakkal bíró felhasználók számára nem javallott a használatuk, a fogkefe minőségét a spirál és a mag különböző színével jelezni lehet a felhasználónak, aki így a céljainak megfelelő fogkefét tud kiválasztani. A spirálhoz használt műanyag lehet pigmenttel színezett. Mivel a pigment szemcséi a műanyag mátrixnál keményebbek is lehetnek, már önmagában a színezéssel is bizonyos dörzsölő képességet lehet adni a spirálnak.

A mag és a legalább egy darab spirál előnyösen különböző anyagból vannak. Ezáltal figyelembe lehet venni a konkrét alkalmazási körülményeket a legalább egy darab spirál tervezésénél, főleg a keménysége vonatkozásában. A mag és a spirál színben különböző kialakításával ilyenkor is fel lehet hívni a felhasználó figyelmét a mindenkori sörte kefélési tulajdonságaira. Ilyen sörtéket lehet nyerni egyszerű módon úgy is, hogy sokszög - előnyösen trapéz - keresztmetszetű monofil szálat használnak. A sodrás után ekkor minden él egy spirált képez.

Vannak olyan kefetípusok, amelyeknél a sörtéknek megadott merevséggel vagy rugalmassággal kell rendelkezniük. A merevség beállíthatósága a találmány egyik előnyös kiviteli alakjánál azáltal van biztosítva, hogy a magnak van egy bele és egy azt körülvevő köpenye, amik különböző anyagból vannak. A bél és a köpeny anyagainak kiválasztásával kívánt módon lehet befolyásolni és variálni egyfelől a sörték merevségét és rugalmasságát, másfelől pedig azok fogápolási hatását. A köpenyen körbefutó bordák anyaga megegyezhet a köpeny anyagával, de attól eltérő anyagúak is lehetnek.

A sörték előnyösen profilozott, majd sodrott monofil szálból állnak; a profilozott szálnak egy fiktív körkeresztmetszetén (aminek a közepe a sodrás tengelyét képezi) túlnyúló profilrészei sodráskor rendre egy-egy spirált képeznek.

A kefélő hatás nagysága többek között a sodrásnak egy sörte vagy a sörteanyag hasznos hosszára vett mértékétől, vagyis a sodrás következtében keletkező spirálok menetemelkedésétől függ. Azt találtuk, hogy a spirál menetemelkedését a sörte hasznos hossza kétszeresénél nem célszerű nagyobbra választani, és így a hasznos hossz mentén a spirál legalább 180°-os szögtartományban körbefut. Általában a spirálok menetemelkedése azonban ennél kisebb, és egészen a sörteanyag átmérőjéig csökkenthető.

A találmány egyik továbbfejlesztett alakja esetén a monofil szál vagy szálak rugalmas műanyagból lehetnek. Ebben az esetben a sörteanyagból előállított sörtéket hosszirányban nyújtani lehet, amivel együtt jár az átmérőjük csökkenése, aminek például az az előnye, hogy a fogközbe való bevezetés után könnyebben ki lehet azokat onnan húzni, és nem szorulnak oda be. A beszorulást az is meggátolja, hogy a sörte kihúzáskor le tud csavarodni.

Igény esetén a sörték a hosszuknak csak egy részén vannak spirállal ellátva. Avégett, hogy a hatását illetően egy kefét megadott keretfeltételekkel összhangba lehessen hozni, spirál típusú sörtéket más típusú sörtékkel is lehet kombinálni, és együtt bedolgozni a kefébe.

A fenti felépítésű fogkeféhez való sörte előállítására a találmány olyan eljárást javasol, amelynek során egy legalább egy darab tengelyirányú bordával ellátott monofil szálat extrudálunk, majd sodorjuk, és végül a sodrást hőkezeléssel rögzítjük. A hőkezeléssel való rögzítést úgy végezzük, hogy előbb mértéktartó hőhatásnak tesszük ki a szálat, majd hirtelen lehűtjük. Ez a termikus stabilizálás elősegíti a sodrott szálban keletkező feszültségek feloldását. Utána a sörtéket egy végtelen szálról méretre lehet darabolni.

Egy másik eljárás lényege az, hogy műanyagból egy monofil szálat, és vele együtt más tulajdonságokkal bíró műanyagból a monofil szál palástfelületén futó bordákat koextrudálunk, majd a koextrudált összetett szálat sodorjuk, és végül a sodrást rögzítjük az előzőekben leírt módon.

Ez az eljárás is módot ad végtelenített sörte előállítására. Ezenkívül a spirálhoz a mindenkori alkalmazási célnak megfelelő tulajdonságú műanyagot lehet választani. Például a mag állhat a sörtékhez szokásosan használt műanyagból, míg a spirálhoz puhábbra vagy keményebbre lehet beállítani a műanyagot, vagy csiszolódörzsölő töltőanyagokat lehet hozzá adagolni. A spirál alakú bordákat képező műanyag a színezésében is eltérhet, hogy a funkcióját jelezni lehessen.

Ezen túlmenően a mag tartományonként különböző anyagból állhat, hogy a sörte a mindenkori alkalmazási célnak legjobban meg tudjon felelni. Ebben az esetben a magnak van egy belső tartománya és egy, a belső tartományt körülvevő köpenye, amik különböző anyagból vannak, és együtt vannak előállítva koextrudálással.

Egy másik előállítási lehetőség lényege az, hogy legalább két darab monofil szálat extrudálunk, majd összesodrunk, és a sodrást a fentiekben már ismertetett módon rögzítjük, előbb mérsékelt hőhatásnak kitéve, majd hirtelen lehűtve. Ennek során a monofil szálakat extrudálás közben vagy a sodrás után oldhatatlanul egymáshoz kapcsolhatják.

A találmány szerint kialakított sörte ezenkívül módot ad arra, hogy az extrudált monofil szálat vagy a koextrudált összetett szálat sodrás előtt nyújtsák, és adott esetben stabilizálják, hogy ezáltal a spirállal ellátott sörtének a fogkefékhez alkalmazott sörtéktől megkövetelt tulajdonságokat kölcsönözzék.

Végül - akárcsak a hagyományos sörtéknél - az is előnyös, ha a monofil szálat vagy a koextrudált összetett szálat sodrás után termikusán stabilizáljuk, és 24 és 48 óra közötti ideig pihentetjük.

Fogkeféknél a sörték végét méretre vágás után le kell gömbölyíteni, hogy a fogak károsítását és a fogíny megsértését elkerüljék. Ezt előnyösen a sörték használati végének felületi megömlesztésével végzik, mivel a vékony falú spirálok vége hamarabb megömlik, mind a mag, és így először az éles élek fejlődnek vissza.

Az említett eljárások valamelyikével előállított sörte kitűnően alkalmazható fogköztisztítóként vagy fogköztisztítónak is. Fogköztisztító esetén további előnyök származnak abból, ha az a hosszának csak egy részén

HU 220 851 Β1 van sodorva. A sodratlan rész keresztmetszetének méretei kisebbek, így könnyebben be lehet vezetni egy fogközbe. A bevezetést még jobban meg lehet könnyíteni azáltal, hogy a sodratlan rész keresztmetszetét legalább egy szakaszon ellapítják, például megnyomással.

A sörtéknek a kefetestben való kifogástalan és kihúzásnak ellenálló rögzítése érdekében ezenkívül még célszerű, ha a sörtéket a rögzítési oldal felőli végükön egyenként vagy csoportosan fejjé ömlesztik, és a sörtéket a kefetestbe a fejnél fogva alakzáróan beágyazzák. Ezáltal a rögzítési oldal felőli vég egyforma gömb vagy lencse alakú keresztmetszetűvé válik, ami lehetővé teszi a kefefejben való kifogástalan lehorgonyzást.

A továbbiakban a találmányt néhány kiviteli példa kapcsán rajzok alapján ismertetjük közelebbről. A mellékelt rajzokon az

1. ábra egy fogkefe vázlatos oldalnézete; a

2. ábra egyetlen sörte nagyított részletrajza; a

3-5. ábrák egy extrudált monofil szál különböző keresztmetszetű változatainak metszetrajzai; és végül a

6-11. ábrák egy koextrudált összetett szál különböző keresztmetszetű változatainak metszetrajzai.

Az 1. ábrán látható fogkefének van egy 30 kefefeje és egy 31 nyele, amiket egy hajlékony 32 nyak köt össze. A 30 kefefej, a 31 nyél és a 32 nyak egy darabban, műanyagból van fröccsöntve. A 30 kefefejbe 33 pászmák formájában sörték vannak erősítve. A csak vázlatosan ábrázolt 33 pászmák rendre nagyobb számú műanyag sörtéből állanak, amiket hegesztés vagy befröccsentés útján vagy más mechanikai megoldással erősítenek a 30 kefefejhez.

A 2. ábrán egy 33 pászma egyetlen 1 sörtéje van lerajzolva. Az 1 sörtének van egy körhenger alakú 2 magja, aminek a 3 palástfelülete két 5, 6 spirál alkotta kétbekezdésű 4 spirállal van ellátva. Mindkét 5, 6 spirálnak rendre ellapított vagy lekerekített 7, 8 teteje van. Ilyen fogkefékhez való 1 sörte külső átmérője lehet például 0,2 mm, míg a 2 mag átmérője lehet 0,1 és 0,15 mm közötti tartományban. A fogkeféknél megszokott hosszúságú, általában 1,5 cm-nél nem hosszabb sörték esetén a 4 spirál menetszáma 2 és 6 között van.

A 2. ábrán látható 1 sörtét többféle módon elő lehet állítani. Például úgy, hogy először extrudálnak egy monofil 9 szálat, aminek van egy 10 magja és két egymással átlósan szemben elrendezett 11, 12 bordája (lásd 3. ábra), majd a monofil 9 szálat nyújtják, sodoqák, és végül termikusán fixálják, aminek nyomán létrejön a 2. ábra szerinti kétbekezdésű 4 spirál. A 4. ábrán egy nagyjából háromszög keresztmetszetű extrudált monofil 9 szál látható, aminek egy 13 magja és három 14, 15, 16 bordája van. Az 5. ábrán látható monofil 9 szál keresztmetszete kereszt alakú, aminek ismét van egy 17 magja és négy szimmetrikusan elrendezett 18, 19, 20, 21 bordája. A sodrási tengely mind a három kiviteli példánál egybeesik a 2 mag tengelyével. A monofil szál keresztmetszete lehet lényegében véve téglalap - például négyzet - alakú is, amikor is a magot a szál középponthoz közeli része, a bordákat pedig a négy sarokrész képezi.

A 6-8. ábrákon hasonló alakú keresztmetszetek láthatók, mint a 3-5. ábrákon, ám itt a körhenger alakú

10, 13, 17 magok és a 11, 12, 14-16 és 18-21 bordák koextrudálással vannak előállítva. Az extrudált monofil szálat, vagy a koextrudált összetett szálat utána nyújtják, sodorják és termikusán stabilizálják, majd 1-2 napig pihentetik.

A 9-11. ábrákon hasonló alakú keresztmetszetek láthatók, mint a 6-8. ábrákon, de itt a 10,13,17 magoknak van egy-egy 10a, 13a, 17a belük és egy-egy azt körülvevő 10b, 13b, 17b köpenyük. A 10a, 13a, 17a bél és a 10b, 13b, 17b köpeny különböző anyagból vannak. A 11, 12, 14-16, 18-21 bordák egy harmadik féle anyagból vannak. A belet és a köpenyt, valamint a bordákat koextrudálással állítják elő, majd a szálon elvégzik a már leírt technológiai műveleteket. A 10a, 13a, 17a bél anyaga a fogkefék sörtéihez szokásosan alkalmazott műanyagból lehetnek, hogy a sörte a hagyományos sörték összes pozitív szilárdsági tulajdonságaival rendelkezzék, viszont a 10b, 13b, 17b köpenyhez és a

11, 12, 14-16, 18-21 bordákhoz a műanyagot az elérni kívánt tisztító és/vagy masszírozó hatás függvényében lehet kiválasztani.

All, 12, 14, 15, 16 bordák teteje - amint azt a 2. ábra kapcsán már említettük, és különösen a 3-11. ábrákon jól látható - el van lapítva, vagy le van kerekítve. Végtelen anyagból való méretre darabolás után az 1 sörtéket a használati oldal felőli végükön legömbölyítik, előnyösen felületi megömlesztéssel, míg a rögzítendő végüket egyenként vagy csoportosan fejjé ömlesztik.

Az ismertetett keresztmetszetek helyett az 1 sörte vagy a monofil szál, amiből az 1 sörtét előállítják, téglalap - előnyösen négyzet - alakú keresztmetszettel is rendelkezhet. Ilyenkor sodrás után ezen keresztmetszetek élei képeznek egy-egy bordát.

Claims (15)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Fogkefe kefefejjel és műanyag sörtékkel, amely sörték a kefefejhez vannak erősítve, adott esetben pászmákká összefogva, és amely sörték közül legalább néhány darab sörte profilozott monofil szál sodrásával nyert profillal van ellátva a palástfelületén spirál formájában, azzal jellemezve, hogy a sörték (1) egy magból (2, 10, 13, 17) és a palástfelületen (3) körbeíutó legalább egy darab spirálból (4) állanak, és a spirálnak (4) a sörte (1) hossza mentén mért centiméterenkénti menetszáma három és öt között van, és a spirál (4) teteje le van kerekítve.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti fogkefe, azzal jellemezve, hogy a sörtéknek (1) legalább egy része egy- vagy több-bekezdésű spirállal (5, 6) van ellátva.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti fogkefe, azzal jellemezve, hogy a spirál (4) keresztmetszete lényegében véve trapéz alakú.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti fogkefe, azzal jellemezve, hogy a spirál (4) és a mag (2,10,13,17) különböző színűek.

   HU 220 851 Bl
5. 5. Az 1. igénypont szerinti fogkefe, azzal jellemezve, hogy a spirál (4) és a mag (2,10, 13,17) különböző anyagból vannak.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti fogkefe, azzal jellemezve, hogy a magnak (10, 13, 17) van egy bele (10a, 13a, 17a) és egy, azt körülvevő köpenye (10b, 13b, 17b), amik különböző anyagból vannak.
7. 7. Az 1. igénypont szerinti fogkefe, azzal jellemezve, hogy a monofil szál (9) vagy szálak rugalmas műanyagból vannak.
8. 8. Az 1. igénypont szerinti fogkefe, azzal jellemezve, hogy a sörte (1) a hosszának csak egy részén van spirállal (4) ellátva.
9. 9. Eljárás az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti fogkeféhez való sörte előállítására műanyagból, azzal jellemezve, hogy egy profilozott monofil szálat (9) vagy egy, legalább egy darab tengelyirányú bordával (11, 12; 14, 15, 16; 19, 20, 21) ellátott monofil szálat (9) extrudálunk, majd a monofil szálat (9) hosszának legalább egy részén sodorjuk, és a sodrást hőkezeléssel rögzítjük úgy, hogy előbb mértéktartó hőnek tesszük ki, majd hirtelen lehűtjük.
10. 10. Eljárás a 4-8. igénypontok bármelyike szerinti fogkeféhez való sörte előállítására műanyagból, azzal jellemezve, hogy műanyagból egy monofil szálat (9), és vele együtt más tulajdonságú műanyagból a monofil szál (9) palástfelületén (3) futó bordákat (11, 12, 14, 15, 16, 18, 19, 20, 21) koextrudálunk, majd a koextrudált összetett szálat a hosszának legalább egy részén sodorjuk, és a sodrást hőkezeléssel rögzítjük úgy, hogy előbb mértéktartó hőnek tesszük ki, majd hirtelen lehűtjük.
11. 11. A 9. vagy a 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az extrudált monofil szálat (9) vagy a koextrudált összetett szálat sodrás előtt nyújtjuk.
12. 12. A 9. vagy a 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a monofil szálat (9) vagy a koextrudált összetett szálat sodrás után termikusán stabilizáljuk.
13. 13. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a sodrott monofil szálat (9) vagy összetett szálat a termikus stabilizálás után pihentetjük, adott esetben megemelt hőmérsékleten.
14. 14. A 9. vagy a 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy minden sörtét (1) a használati oldal felőli végén felületi megömlesztéssel legömbölyítünk.
15. 15. A 9. vagy a 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a sörtéket (1) a rögzítési oldal felőli végükön egyenként vagy csoportosan fejjé ömlesztjük, és a sörtéket (1) a kefetestbe a kefefejnél (30) fogva alakzáróan beágyazzuk.