UA55395C2 - Зубна щітка та спосіб її виготовлення - Google Patents

Abstract

Зубна щітка має головку та пластикові щетинки, довільно поєднані у жмутки, при цьому, принаймні, декотрі щетинки профільовані на їхній периферійній поверхні. Щетинки мають спіральний профіль, можуть містити осердя і, щонайменш, одну спіраль по периферійній поверхні. Спосіб виготовлення щетинки для зубної щітки здійснюють шляхом екструзії, при цьому екструдують профільоване моноволокно або моноволокно з вісепаралельними ребрами, потім скручують його та закріпляють крутку. Можливо також спільно екструдувати моноволокно з одного пластику разом з ребрами з пластику, що має інші характеристики, по його периферійній поверхні, а потім скручувати спільно екструдований композит та закріпляти крутку.

Description

Винахід стосується зубної щітки, що містить голівку та пластикові щетинки, за бажанням поєднані у жмутки та прикріплені до головки, при цьому, принаймні, деякі з щетинок мають профіль на своїй периферійній поверхні, а також способу вироблення щетини для зубної щітки.

У випадку зубних щіток, ручних та електричних, щетинки звичайно являють собою екструдовані моноволокна круглого перерізу. Вже пропонувалися інші перетини. Чистильну дію таких щіток, як і масаж ясен, справляють майже виключно кінці щетинок, які закруглено, щоб не травмувати ясна. Кінець щетинки має відповідати двом суперечним вимогам: з одного боку, чинити достатню очищаючу дію на зуби, з другого здійснювати обмежений масаж ясен. Внаслідок такого компромісу чищення поверхні зубів та міжзубних проміжків, що дуже важливо, здійснюється недостатньою мірою.

Здійснювалися численні спроби навантажити периферійні поверхні щетинок, профілюючи їх, і таким чином включити до процесу чищення. Так, відомі (заявка ФРН Ме 1 140 901) щетинки з розташованими по довжині різними потовщеннями, що створюють додаткові робочі кінці. Виробити таку щітку навряд чи можливо, якщо взяти до уваги, що щетинки звичайно виготовляють формуванням чи екструзією. Теоретично можна припустити створення змінного перерізу у напрямку висадки, що дозволяє одержувати таку щетину екструзією. Моноволокна після екструзії підлягають подальшому розтягуванню та термостабілізації, що надають щетині потрібної гнучкості та здатності повертатись у вихідну форму. Таке розтягування у випадку щетини, одержаної литтям під тиском або екструзією, з потовщеннями по довжині призведе до того, що щетина буде розтягнута й стиснута поблизу найвужчих перетинів поміж потовщеннями, котрі залишаться незайманими. Користі з такої щетини зовсім не буде. Навіть якщо поталанить надати їй необхідних властивостей, лишається ризик, що щетинка з потовщеннями застряне у міжзубній щілині, а коли її витягатимуть звідти, або відламається кінець щетинки, або будуть травмовані ясна у міжзубному проміжку, де вони найбільш вразливі через недостатнє прилягання зубів.

Відома зубна щітка з голівкою та пластиковими щетинками, за бажанням зведеними у жмутки та прикріпленими до неї, причому, принаймні, декотрі щетинки мають на своїй периферійній поверхні профілі у вигляді спіралі отриманої закручуванням профільованого моноволокна (патент Японії УР 3289906). Дана зубна щітка вибрана як прототип.

У відомій зубній щітці одне чи декілька профільованих моноволокон профілюють спіральне скручуючи по осі щетинки. Така щетинка має кращу чистильну дію внаслідок її тримірного скручування, гострим краям.

Профіль цієї щетинки не придатний для догляду за зубами через численні вузькі повороти і в результаті численні кінці, які неефективно ковзають на гладкій поверхні зуба і за нею, але можуть вражати ясна.

Чисельність поворотів призводить до великої кількості послаблених точок згинання, які можуть погіршувати здатність щетинки вирівнюватись. Молекулярна структура щетинки також погіршується при значному скручуванні. Такі щетинки також легко стають гачкуватими в міжзубних проміжках.

Задача винаходу полягає у створенні зубної щітки з профільованою щетиною, яка при незмінних міцністних параметрах щетинок забезпечує поліпшене чищення, але в той же час має м'яку чистильну та масажну дію і не надто коштовна у виробництві.

Поставлена задача вирішується тим, що в зубній щітці з голівкою та пластиковими щетинками, за бажанням зведеними у жмутки та прикріпленими до неї, причому, принаймні, декотрі щетинки мають на своїй периферійній поверхні профілі у вигляді спіралі, отриманої закручуванням профільованого моноволокна, відповідно до винаходу щетинки мають осердя і, щонайменше, одну спіраль, що проходить на периферійній поверхні і має три - п'ять витків на см довжини, а голівка спіралі закруглена.

Щетинки мають одно - чи багатозахідну спіраль причому спіраль може бути виконана лише на частині її довжини.

Спіраль має по суті трапецоїдний переріз.

Спіраль та осердя можуть бути виконані з різних матеріалів та мати різне забарвлення.

Осердя має стрижень та оболонку, що оточує стрижень, які виконані з різних матеріалів.

Моноволокно чи моноволокна виконані з еластичного пластику.

Щетинка може мати спіраль лише на частині своєї довжини.

Щетину відповідно до винаходу можна виробляти екструзією та обробляти таким саме чином, як звичайну щетину. Вона має ту перевагу, що на додаток до кінця щетинки голівка спіралі, або перехід від неї до боків та самі боки створюють додаткові скребкові кромки, завдяки суттєвій висоті спіралі, що підсилює чистильну дію на поверхню зубів та проміжки між ними, не травмуючи ясен. Навіть якщо така щетинка проникає до міжзубних поверхонь, зажимного ефекту не відбудеться, оскільки спіраль досить стабільна і не має радіальних звужень.

Крім того, внаслідок малої кількості заходів, спіраль може скручуватись при напруженому стані так, що витягти її буде не важче, ніж звичайну щетинку. Осердя надає щітці стандартних властивостей (гнучкості, здатності повертатися до вихідної форми і т. ін.)

Завдяки тому, що осердя, відповідно і вісь моноволокна спірально не закручуються, це осердя забезпечує щетинці звичайні характеристики, а саме необхідні властивості гнучкості та вирівнювання. В результаті порівняно крутого підйому заходів спіралі кількість активних кінців по периметру обмежують, так, що не зважаючи на поліпшену чистильну дію в зв'язку з закругленою голівкою щетинки, існує ще адекватно м'яка обробка зубів і м'який масаж ясен. Закруглювання голівки спіралі переважно може здійснюватись під час екструзії моноволокна, однак може здійснюватись під час механічної чи теплової обробки.

Те, що, принаймні одна частина щетинок може мати один або кілька заходів спірального накручування, розширює робочу поверхню під час чищення і в той же час створює кілька напрямків дії.

Щетинка, виготовлена відповідно до винаходу, в усіх випадках створює більш значну зіскрібаючу очищувальну дію з зубної емалі та ясен ніж звичайні щетинки з переважно циліндричними моноволокнами, і тому незручні для користувачів, які мають досить чутливі ясна та шийки зубів. Внаслідок того, що осердя і спіраль мають різне забарвлення, користувачеві будуть показані властивості щітки, так, що він зможе вибрати зубну щітку відповідно своїх потреб. Пластик для спіралі може бути забарвлений пігментами. Оскільки пігментні частки можуть бути твердішими від пластичної основи, спіраль може самостійно спричиняти деяку очищувальну дію.

Завдяки тому, що, щонайменш, одну з спіралей вироблено з різних матеріалів, спіраль можна пристосувати до особливих умов використання, наприклад, з точки зору міцності. При цьому також користувач може бути забезпечений інформацією щодо властивостей відповідної щітки завдяки тому, що осердя та ребра мають різний колір. Такі щетинки можна легко одержувати з моноволокна, яке має багатокутний, переважно квадратний переріз. Після скручування кожна грань створює спіраль.

У деяких щітках щетинки мусять мати визначену жорсткість або еластичність. Згідно з переважним варіантом здійснення винаходу жорсткість забезпечується тим, що осердя складається з внутрішнього стрижня та оточуючої його оболонки, виконаних з різних матеріалів. Підбором матеріалів стрижня та оболонки можна вплинути, з одного боку, на жорсткість та еластичність щетинок, з другого боку, на їх ефективність при чищенні зубів; те й інше можна довільно змінювати у потрібному напрямку. Ребра на оболонці можна робити з того самого чи іншого матеріалу.

Зіскрібаюча дія залежить, між іншим, від ступеню скручування відносно фактичної довжини щетинки або щетинного матеріалу, тобто від кроку спіралі, створеної внаслідок скручування. Встановлено, що крок спіралі не повинен перевищувати більш ніж вдвічі фактичну довжину щетинки, так що поздовж ефективної довжини спіраль переходить крізь 180". Втім, звичайно крок спіралі значно менший, аж до діаметру щетинного матеріалу.

Якщо моноволокно чи моноволокна виготовляють з еластичного пластику, щетинки, одержані з щетинного матеріалу, можна розтягувати поздовжньо, що призводить до зменшення їхнього діаметра, отже, встромлені, наприклад, до міжзубної щілини, вони можуть легко витягнені звідти, не застряючи. Застрявання відвертається тим, що щетинка скручується при витяганні.

Якщо треба, спіраль може охоплювати лише частину довжини щетинки. Щоб пристосувати щітку до конкретних умов праці, вона може містити спіральні щетинки поряд з щетинками інших конфігурацій, які обробляються разом.

Поставлена задача вирішується також тим, що в способі виробництва пластикової щетинки для зубної щітки шляхом екструзії моноволокна, відповідно до винаходу, екструдують профільоване моноволокно або моноволокно з, щонайменше, одним вісепаралельними ребром, після чого скручують, принаймні, на частині його довжини та закріплюють крутку.

Для виготовлення щетини для зубної щітки вищеописаної конструкції пропонується екструдувати моноволокно з, щонайменше, одним вісепаралельним ребром, скручувати, а потім закріпляти крутку. Тоді можна одержувати щетинки, ріжучи по довжині безперервну смугу.

Крім того поставлена задача вирішується також тим, що в способі виробництва пластикової щетинки для зубної щітки шляхом екструзії моноволокна, відповідно до винаходу, моноволокно з одного пластику співекструдують разом з ребрами, виконаними з пластику з іншими параметрами, після чого спільно екструдований композит, скручують, принаймні, на частині його довжини та закріплюють крутку.

Таким чином теж можна безперервно виробляти щетинний матеріал. Пластик, що створює спіраль, теж можна пристосувати до умов використання. Наприклад, осердя можна виготовити з пластику, з якого звичайно виробляється щетина, тоді як для спіралі пластик беруть м'якіший, або твердіший, або з абразивним наповнювачем. Пластикові, що створює спіральні ребра, можна також надати інше забарвлення, що вказує на його функцію.

Екструдоване моноволокно чи спільно екструдований композит розтягують перед скручуванням.

Моноволокно чи спільно екструдований композит термостабілізують після скручування.

Скручене моноволокно або композит після термостабілізації витримують за температури довільно підвищеної.

Робоча сторона кінця кожної щетинки закруглена шляхом поверхневого оплавлення.

Щетинки окремо або групами сплавляють з кріпильного кінця і отриману голівку вставляють до корпусу щітки.

Для виготовлення щетини для зубної щітки вищеописаної конструкції пропонується екструдувати моноволокно з, щонайменше, одним вісепаралельним ребром, скручувати, а потім закріпляти крутку. Тоді можна одержувати щетинки, ріжучи по довжині безперервну смугу.

У іншому способі моноволокно виробляють з одного пластику, який екструдують разом з ребрами, що проходять повз його периферійну поверхню і виготовлені з пластику з іншими властивостями, потім скручують спільно екструдований композит і, нарешті, закріплюють крутку.

Таким чином теж можна безперервно виробляти щетинний матеріал. Пластик, що створює спіраль, теж можна пристосувати до умов використання. Наприклад, осердя можна виготовити з пластику, з якого звичайно виробляється щетина, тоді як для спіралі пластик беруть м'якіший, або твердіший, або з абразивним наповнювачем. Пластикові, що створює спіральні ребра, можна також надати інше забарвлення, що вказує на його функцію.

Осердя можна виробляти з матеріалів, які відрізняються між собою по зонах, щоб пристосувати щетину до умов використання. Осердя має внутрішній стрижень та оболонку з іншого матеріалу, яка оточує стрижень, при цьому їх екструдують разом.

Можливо також екструдувати, щонайменше, два моноволокна, потім скручувати їх та закріплювати крутку.

Під час екструзії або після скручування моноволокна нерозривно поєднуються.

При виготовленні щетини згідно з винаходом можливо також розтягувати екструдоване моноволокно або спільно екструдований композит перед скручуванням і за бажанням стабілізувати, надаючи таким чином щетині зі спіраллю властивостей, необхідних для застосування у зубних щітках.

Нарешті, як і для звичайної щетини, доцільно термостабілізувати моноволокно або спільно ектрудований композит після скручування, а потім витримувати протягом 24 - 48 год.

У випадку зубних щіток кінці щетинок треба закруглювати після нарізки, щоб уникнути подразнення зубів та травмування ясен. Цього можна досягнути сплавленням поверхні кінців щетинок, тому що кінці тонкостінної спіралі плавляться швидше за осердя, і їхні гострі кромки першими змінюють форму.

Щетина, виготовлена одним з вищенаведених способів, цілком придатна для виробництва зубочисток. У цьому випадку мають місце додаткові переваги, якщо цю щетину скручено лише на одному відрізку довжини.

Нескручена ділянка має менший переріз, отже, її легше встромляти до міжзубних шпарок. Вставляння можна ще полегшити, якщо нескручена ділянка, принаймні, частково має сплющений, наприклад пресуванням переріз.

Щоб забезпечити задовільне закріплення щетинок у ручці щітки так, щоб вони опиралися видиранню, кінці щетинок, які кріпляться окремо або групами, піддають оплавленню на голівці і в такому вигляді вставляють до корпусу щітки. Внаслідок цього кінці, що кріпляться, мають однорідний сферичний або сочевицеподібний переріз, що дозволяє задовільне закріплення у голівці щітки.

Далі винахід пояснюється більш детально на прикладах здійснення разом з кресленнями, на яких: фіг.1 - схематичний вид зубної щітки збоку; фіг.2 - детальний вид щетинки у збільшеному масштабі; фіг.3 - 5 - різні перетини екструдованого моноволокна; фіг.б - 11 - різні перетини спільно екструдованого композиту.

Зубна щітка за фіг.1 має голівку 1 та ручку 2, поєднані гнучкою шийкою 3. Голівка 1, ручка 2 та шийка З відливаються з пластику під тиском за одну операцію. Щетинки у вигляді жмутків 4 закріплені в голівці 1.

Жмутки 4 зображені схематично і в кожному разі містять множину пластикових щетинок, що прикріплені зварюванням, упорскуванням чи механічно до голівки 1.

На фіг2 зображена одинична щетинка 5 із жмутка 4. Вона має колове циліндричне осердя 6, на периферійній поверхні якого виконана двохкрокова спіраль 7, що складається з двох спіралей 8, 9. Кожна спіраль 8, 9 має сплющену або закруглену голівку 10 чи 11. Така щетинка для зубних щіток може мати зовнішній діаметр приблизно 0,2мм, при цьому діаметр осердя становить приблизно 0,1 - 0,15мм. За звичайної у зубних щіток довжини щетинок до 1,5см спіраль має крок від 2 до 6.

Щетинку за фіг.2 можна виготовляти різними способами. Наприклад, моноволокно 12 за фіг.3 з осердям 13 та двома діаметрально розташованими ребрами 14, 15, можна екструдувати, розтягувати, скручувати й термостабілізувати, одержуючи двохкольорову спіраль за фіг.2. На фіг.4 показано екструдоване моноволокно 12 приблизно трикутного перерізу, яке складається з осердя 16 та трьох ребер 17, 18, 19. На фіг.5 моноволокно має хрестовидний переріз та складається з осердя 20 та чотирьох симетрично розташованих ребер 21, 22, 23, 24. Вісь закручування у всіх варіантах збігається з віссю осердя 6. Моноволокно може також мати по суті прямокутний, наприклад, квадратний переріз, де осердя ближче до центру, а чотири кутові ділянки створюють ребра.

На фіг.б - 8 показано по суті такі самі форми перетину, як на фіг.3 - 5, але у цьому випадку колові циліндричні осердя 13, 16, 20 екструдовано разом з ребрами 14, 15, чи 17 - 19, чи 21 - 24. Потім екструдоване моноволокно чи спільно екструдований композит розтягують скручують, термостабілізують та витримують 1 - 2 доби.

На фіг.9 - 11 зображено форми перерізу, подібні до показаних на фіг.б - 8, але осердя 13, 16, 20 мають внутрішній стрижень 25, 26, 27 та оточуючу його оболонку 28, 29, 30. Стрижень та оболонка виконані з різних матеріалів. Ребра 14, 15, чи 17 - 19, чи 21 - 24 виконані з матеріалу, що відрізняється від обох попередніх.

Стрижень екструдують разом з оболонкою, а ребра потім обробляють вищенаведеним чином. Внутрішній стрижень 25, 26, 27 можна виготовляти зі звичайного для зубних щетинок пластику, щоб забезпечити усі позитивні міцністні параметри звичайної щетинки, тоді як пластичні матеріали для оболонки 28, 29, 30 та ребер 14, 15, 17 - 19, 21 - 24 можна підбирати згідно до бажаної зскрібаючої та/або масажної дії.

Як видно з фіг.З - 11 і описано у зв'язку з фіг.2, голівки ребер сплющено або закруглено. Після нарізання щетинок по довжині з безперервної смуги робочі кінці закруглюють, переважно оплавленням поверхні, а кріпильні кінці поодинці або групами приплавляють до голівки.

Замість перетинів, що показано, щетинка 5 або моноволокно, з якого вона виготовлена, можуть мати прямокутний, переважно квадратний переріз. Після скручування кромки наведеного перерізу створюють у кожному разі ребро. і 3 : ее В 4 !

Фіг1 й 8 9 у Лврв! у 7 у, Ю

ЇЇ й і б

Фіг.2 14 17 12 12

До 13 іо, 18 19

Фіг.З Фіг.4

21 | 20 26, 14

Ки Ф: ою р би о 13 Су 23 15

Фіг.5 Фіг.6 17 20

Я 21 ; 4; до дон СД не усе бю ве 7 У 22 19. 16 18 23

Фіг.7 Фіг.8 14 26 17 вх 25 з о й

С ий 29

З М»

ІЗ як

І5 19168

Фіг.9 Фіг.10 21 24 а 30 2 ка

ХУ 27 23

Фіг.11

Claims (15)

1. Зубна щітка з головкою та пластиковими щетинками, з можливістю зведення у жмутки та прикріпленими до неї, причому, принаймні, декотрі щетинки мають на своїй периферійній поверхні профілі у вигляді спіралі, отриманої закручуванням профільованого моноволокна, яка відрізняється тим, що щетинки мають осердя і, щонайменше, одну спіраль, що проходить на периферійній поверхні, має три - п'ять витків на см довжини, а головка спіралі закруглена.

2. Зубна щітка за п. 1, яка відрізняється тим, що щетинки мають одно - чи багатозахідну спіраль.

3. Зубна щітка за п. 1, яка відрізняється тим, що спіраль має по суті трапецієподібний переріз.

4. Зубна щітка за п. 1, яка відрізняється тим, що спіраль та осердя мають різне забарвлення.

5. Зубна щітка за п. 1, яка відрізняється тим, що спіраль та осердя виконані з різних матеріалів.

6. Зубна щітка за п. 1, яка відрізняється тим, що осердя має стрижень та оболонку, що оточує стрижень, які виконані з різних матеріалів.

7. Зубна щітка за п. 1, яка відрізняється тим, що моноволокно чи моноволокна виконані з еластичного пластику.

8. Зубна щітка за п. 1, яка відрізняється тим, що щетинка має спіраль лише на частині своєї довжини.

9. Спосіб виробництва пластикової щетинки для зубної щітки шляхом екструзії моноволокна, який відрізняється тим, що екструдують профільоване моноволокно або моноволокно з, щонайменше, одним вісепаралельним ребром, після чого скручують, принаймні, на частині його довжини та закріплюють крутку.

10. Спосіб виробництва пластикової щетинки для зубної щітки шляхом екструзії моноволокна, який відрізняється тим, що моноволокно з одного пластику співекструдують разом з ребрами, виконаними з пластику з іншими параметрами, після чого спільно екструдований композит, скручують, принаймні, на частині його довжини та закріплюють крутку.

11. Спосіб за пп. 9 чи 10, який відрізняється тим, що екструдоване моноволокно чи спільно екструдований композит розтягують перед скручуванням.

12. Спосіб за пп. 9 чи 10, який відрізняється тим, що моноволокно чи спільно екструдований композит термостабілізують після скручування.

13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що скручене моноволокно або композит після термостабілізації витримують за температури, довільно підвищеної.

14. Спосіб за пп. 9 чи 10, який відрізняється тим, що робоча сторона кінця кожної щетинки закруглена шляхом поверхневого оплавлення.

15. Спосіб за пп. 9 чи 10, який відрізняється тим, що щетинки окремо або групами сплавляють з кріпильного кінця і отриману головку вставляють до корпусу щітки.