PL194324B1 - Szczoteczka, zwłaszcza szczoteczka do zębów - Google Patents

Abstract

1. Szczoteczka, zwlaszcza szczoteczka do zebów z nosnikiem szczeciny skladajacym sie z co najmniej dwóch równoleglych warstw z róz- nych tworzyw sztucznych otrzymanych w pro- cesie dwu-skladnikowego formowania wtrysko- wego i ze szczecina przymocowana do co naj- mniej jednej z tych warstw, znamienna tym, ze przynajmniej odlegla od szczeciny (3) warstwa (4) nosnika (2) szczeciny posiada otwory (6), które sa obwodowo zamkniete i wypelnione tworzywem sztucznym drugiej warstwy (5). PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest szczoteczka, zwłaszcza szczoteczka do zębów.

Wynalazek dotyczy szczoteczki posiadającej nośnik szczeciny składający się z co najmniej dwóch równoległych warstw z różnych tworzyw sztucznych, produkowanej przy zastosowaniu procesu dwu-składnikowego formowania wtryskowego oraz szczeciny umocowane przynajmniej w jednej z warstw.

Szczoteczki produkowane w procesie dwu-składnikowego formowania wtryskowego są znane w różnych licznych ukształtowaniach konstrukcyjnych. Jest kilka przyczyn, dla których nośnik szczeciny konstruuje się z dwóch tworzyw sztucznych. Tak więc, ze względu na koszt może być korzystne wytwarzanie większej części nośnika szczeciny z niedrogiego tworzywa sztucznego, a pozostała część wykonana jest z lepszego gatunkowo i droższego tworzywa sztucznego, dla uzyskania oszczędności na kosztach. Lepsze gatunkowo tworzywo sztuczne głównie spełnia funkcję umacniania, może jednak spełniać również szczególne funkcje użytkowe. Dodatkowo, tworzywo sztuczne utrzymujące szczeciny może być wybrane do pełnienia funkcji mocowania szczecin. Mocowania można dokonać w otworach ukształtowanych wcześniej przez dziurkowanie, za pomocą formowania wtryskowego bocznych końcówek mocujących w tworzywie sztucznym nośnika szczeciny, przez wtapianie w nośnik szczeciny lub przy użyciu innych termoplastycznych czy mechanicznych procesów.

Z punktu widzenia produkcji i użyteczności należy wskazać na szczególne wymagania dotyczące przypadku małych szczoteczek, a w szczególności szczoteczek do zębów. Znaczna liczba szczecin musi być umieszczona na względnie małej powierzchni dla uzyskania czynności czyszczenia zębów oraz dla związanej z tym czynności masowania dziąseł. W dodatku, znaczna liczba szczecin musi być umieszczona na nośniku szczeciny o małej objętości, ponieważ nośnik szczeciny musi uwzględniać bardzo zróżnicowane warunki przestrzenne w ustach jak największej liczby użytkowników. To powoduje, że główka szczoteczki musi być wąska i płaska. Szczeciny muszą również posiadać wysoką odporność na wyrywanie, która powinna być możliwie stała dla wszystkich szczecin, ponieważ odłączone szczeciny nie tylko powodują nieprzyjemne uczucie w ustach przez zakleszczenie się w szczelinach międzyzębowych, ale mogą również stanowić zagrożenie dla zdrowia jeśli dostaną się do przełyku lub przewodu pokarmowego.

Główka szczoteczki do zębów jest wykonana z dwóch składników według opisu patentowego DE 36 28 722 na przykład dla całościowego lub częściowego owinięcia bardziej miękkim, gumopodobnym materiałem, na przykład elastomerem, część główki szczoteczki posiada wymaganą wytrzymałość i wykonana jest z sztywnego tworzywa sztucznego w celu zmniejszenia ryzyka skaleczenia jamy ustnej powstałego z powodu ostrych krawędzi i tym podobnym. W szczególności znana jest struktura warstwowa, w której sztywne tworzywo sztuczne główki szczoteczki na wąskim boku i od spodu pokryte jest elastomerem, a szczeciny są przyłączone wyłącznie przez wtapianie w warstwę elastomerową. Z powodu umocowania szczecin w warstwie elastomerowej szczeciny osadzone są elastycznie, co wspomaga boczne, elastyczne odchylenie szczecin.

W innej znanej konstrukcji według opisu patentowego US l 770 195 główka szczoteczki z twardego materiału w jednej części z materiałem rączki jest całkowicie otoczona materiałem gumopodobnym wyposażonym po stronie szczeciny w występy o kształcie miseczek, w które wstawione są pęczki szczeciny, tak by nabyć w tym przypadku dodatkową zdolność sprężynowania w poprzek osi pęczka.

Znana jest również według opisu patentowego US 5 373 602 konstrukcja główki szczoteczki w dwóch częściach, część będąca w jednym kawałku z materiałem rączki posiadającym krótszą konstrukcję i przedni koniec główki uzupełniony jest częścią elastomerową, która również sprzęga się z wierzchem twardej części i pokrywa tą drugą. Ma to w szczególności umożliwiać wyginanie przedniej części główki względem sztywnej, krótkiej części główki. Jeśli rączka oraz tylna część główki są wytwarzane z tradycyjnych sztywnych tworzyw sztucznych takich jak PS, PP i tym podobnym, te dwa różne tworzywa sztuczne nie mogą być odpowiednio wzajemnie połączone, może to być jedynie osiągnięte przy znacznym wysiłku i dużych kosztach. Tradycyjne procesy dwu-składnikowego formowania wtryskowego są wykluczone ponieważ dwa tworzywa sztuczne nie tworzą żadnego integralnego połączenia.

W innej znanej konstrukcji według opisu patentowego EP 310 482 główka szczoteczki wykonana z sztywnego tworzywa sztucznego w jednej części z rączką pokryta jest elastomerem na wąskich bokach i na przednim końcu szczoteczki, przy czym szczeciny są przymocowane wyłącznie do

PL194 324B1 powierzchni niezajętej sztywnej części. Naturalnie prowadzi to do pogorszenia obszaru przeznaczonego do układu szczecin. Przyleganie części elastomerowej porównanej ze wspomnianą konstrukcją jest udoskonalone w części, która łączy się w przednim końcu z główką szczoteczki na sposób podobny do miseczki i jest umocowana za pomocą dodatkowej obróbki cieplnej, o czym EP 314 482 nie podaje żadnych informacji.

Znane jest z opisu zgłoszenia wynalazku WO 97/20484 dawanie węższej konstrukcji do twardej części główki szczoteczki w jednym elemencie z rączką na podłużnej osi główki i zwiększanie rozmiaru w otoczeniu przedniego końca do wymiaru konturu główki. Ta wąska część tworzy nośnik dla pewnego rodzaju szkieletu struktury z uformowanymi na kształt miseczek oprawek do pęczków szczeciny, oprawki te wykonane są z tego samego sztywnego tworzywa sztucznego. Te uformowane na kształt miseczek oprawki są wtryskowe otoczone elastomerem, podczas gdy uzupełnienie konturu główki oraz elastomer mogą alternatywnie otaczać całą twardą czy sztywną część. Szczeciny są częściowo umocowane w twardej centralnej części i częściowo w uformowanych oprawkach mających kształt miseczek elastomerowych brzegowych części. Te drugie w konsekwencji są mniej elastyczne. W tej drugiej konstrukcji z powodu wielokrotnego przenikania twardych i miękkich składników można założyć, że trwałe jest połączenie między dwoma tworzywami sztucznymi, jednak struktura główki szczoteczki jest wysoce skomplikowana oraz wymagane są skomplikowane formy wtryskowe a elastyczność główki szczoteczki wymagana w przypadku szczoteczki do zębów jest uzyskiwana tylko na brzegowych obszarach i nie może być dostosowana do specyficznych wymagań.

Wynalazek dotyczy szczoteczki posiadającej nośnik szczeciny składający się z co najmniej dwóch płaskich, równoległych warstw z różnych tworzyw sztucznych otrzymanych w procesie dwuskładnikowego formowania wtryskowego, ze szczecin przymocowanych do co najmniej jednej z warstw. Szczoteczka według wynalazku charakteryzuje się tym, że przynajmniej oddalona od szczecin warstwa nośnika szczeciny posiada otwory, które są obwodowo zamknięte i wypełnione tworzywem sztucznym drugiej warstwy.

Korzystnie istnieje niedodatnie połączenie pomiędzy ścianką otworów jednej warstwy a tworzywem sztucznym drugiej warstwy wypełniającym te otwory.

Korzystnie istnieje dodatnie połączenie pomiędzy ścianką otworu jednej warstwy a tworzywem sztucznym drugiej warstwy wypełniającym te otwory.

Korzystnie istnieje integralne połączenie pomiędzy ścianką otworu jednej warstwy a tworzywem sztucznym drugiej warstwy wypełniającym te otwory.

Nośnik szczeciny jest elastyczny, przez co zgina się pod naciskiem sił działających na szczeciny, gdy szczoteczka jest w użyciu.

Otwory posiadają cylindryczną ścianę.

Korzystnie otwory w jednej warstwie posiadają ścianę, która odchyla się od drugiej warstwy.

Korzystnie otwory w warstwie odległej od szczecin posiadają kontur, który łącznie z tworzywami sztucznymi obu warstw o różnych kolorach stanowi nośnik informacji dla użytkownika.

Przynajmniej warstwa podtrzymująca szczeciny jest utworzona z elastomeru i elastycznie utrzymuje szczeciny.

Elastomerowa warstwa podtrzymująca szczeciny jest pokryta warstwą z mniej elastycznego tworzywa sztucznego, przez którą przechodzą szczeciny.

Korzystnie nośnik szczeciny mający trzy warstwy ma szczeciny umocowane w jednej z zewnętrznych warstw i/lub w centralnej warstwie.

Jedna z co najmniej dwóch warstw jest krótsza we wzdłużnym rozszerzeniu nośnika szczeciny a druga warstwa uzupełnia pierwszą warstwę na całej długości rozszerzenia.

Pomiędzy krawędziami otworów jednej warstwy a tworzywem sztucznym drugiej warstwy wypełniającej otwory może występować niedodatnie połączenie szczególnie efektywne, gdy wnikające w otwory tworzywo sztuczne jednej warstwy rozszerza się podczas formowania wtryskowego.

Niedodatnie połączenie może być uzupełnione lub zamienione przez połączenie integralne pod warunkiem, że tworzywa sztuczne co najmniej dwóch warstw są wystarczająco afiniczne.

Oba wymienione rodzaje połączeń mogą być uzupełnione lub zamienione przez połączenie dodatnie, w którym otwory posiadają podcięcia.

W przypadku szczoteczek z elastycznym nośnikiem szczeciny, który ustępuje pod siłami działania na szczeciny w czasie używania szczoteczki, według wynalazku elastyczność może być dostosowywana przez odpowiednią grubość warstw i wybór formujących je tworzyw sztucznych.

PL 194 324B1

Elastyczność nośnika szczeciny może być dostosowywana przez liczbę i/lub kształt lub rozmiar obwodowo zamkniętych otworów w jednej warstwie.

W szczególności możliwe jest posiadanie szczelino-podobnych i brzegowo zamkniętych otworów biegnących w poprzek wzdłużnej osi nośnika szczeciny. Przy takiej konstrukcji występuje głównie nie-dodatnie lub do wyboru także dodatnie połączenie dwóch tworzyw sztucznych w otoczeniu otworu.

Zamiast tego otwory w jednej warstwie mogą również posiadać ścianę odchylającą się od powierzchni rozdziału dwóch warstw tak, aby utworzyć podcięcie, które prowadzi do dodatniego połączenia. Podczas formowania wtryskowego tworzywo sztuczne jednej warstwy wypełniające otwory może według potrzeby być wtryśnięte z jednej lub z drugiej strony.

Wynalazek zapewnia również możliwość utworzenia otworów w warstwie odległej od szczecin i formowania tyłu nośnika szczecin, którego kontur, łącznie z różnobarwnymi tworzywami sztucznymi dwóch warstw, stanowi nośnik informacji dla użytkownika. Na przykład może to być wskaźnik koloru dla tego rodzaju szczecin, na przykład ich twardość, litery z informacją dla użytkownika.

Przynajmniej warstwa utrzymująca szczeciny wykonana jest z elastomeru i elastycznie podtrzymuje szczeciny. W tym przypadku, szczeciny zakotwiczone są w elastomerowej warstwie za pomocą wtapiania lub formowania wtryskowego.

Elastomerowa warstwa utrzymująca szczeciny pokryta jest warstwą z mniej elastycznego tworzywa sztucznego, przez które przechodzą szczeciny. Może to być względnie cienka warstwa, która łącznie ze szczecinami wtopionymi lub wtryskowo uformowanymi w warstwie elastomerowej dodatkowo zwiększa wytrzymałość na rozdzielenie.

W takiej trzywarstwowej strukturze szczeciny mogą być umieszczone tylko w jednej bądź w dwóch sąsiednich warstwach, według potrzeby. Ponadto, jedna część szczecin może być umocowana w jednej warstwie a druga część w tych dwóch sąsiednich warstwach.

Szczoteczka według wynalazku ma nośnik szczeciny wykonany z różnych tworzyw sztucznych, a konstrukcja pozwala na indywidualne przystosowanie elastyczności do poszczególnych wymagań oraz zapewnia niezawodne i stałe połączenie pomiędzy dwoma składnikami z tworzywa sztucznego.

Wynalazek po pierwsze wykorzystuje względnie prostą konstrukcję nośnika szczeciny składającą się z równoległych warstw zapewniających co najmniej dwóm tworzywom sztucznym duże powierzchnie styczności i w konsekwencji odpowiednio duże powierzchnie przyczepne. W takiej strukturze warstwowej zastosowanie właściwości szczoteczki może być dokładnie dopasowane do poszczególnych wymagań bez potrzeby skomplikowanych form wtryskowych dla celów produkcji. W szczególności możliwe jest bardzo dokładne przystosowanie elastyczności na całej długości główki szczoteczki lub na częściowych obszarach do danych potrzeb, przez selekcję stosowanych tworzyw sztucznych, przez odpowiednią geometrię warstw a w szczególności grubość warstw z uwzględnieniem momentu bezwładności decydującego o podatności na zginanie.

Obwodowo zamknięte otwory, umieszczone przynajmniej w warstwie odległej od strony ze szczeciną, wypełnione są tworzywem sztucznym drugiej warstwy w procesie dwu-składnikowego formowania wtryskowego. Prowadzi to do powiększenia wymiaru powierzchni przylegania i jednocześnie rodzaj czopowego łącza pomiędzy dwiema warstwami dla zapewnienia odpowiednio mocnego i pewnego wzajemnego połączenia tworzyw sztucznych, które w innym przypadku trudno jest razem połączyć. W dodatku, obwodowe zamknięte otwory powodujące osłabienie warstwy, w której się znajdują, mogą być użyte do dostosowania elastyczności nośnika szczeciny do poszczególnych wymagań przez kształt, rozmieszczenie i liczbę otworów.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wzdłużny przekrój główki szczoteczki do zębów w pierwszym przykładzie wykonania, fig. 2 pokazuje widok z góry szczoteczki do zębów z fig. 1, fig. 3 przedstawia podobny do fig. 1 przekrój innego przykładu wykonania, fig. 4 przedstawia podobny do fig. 1 przekrój kolejnego przykładu wykonania, fig. 5a przedstawia wzdłużny przekrój trzywarstwowej budowy główki szczoteczki do zębów, fig. 5b ilustruje odpowiadający fig. 5a - przekrój zmodyfikowanej budowy, fig. 6 przedstawia widok z boku główki szczoteczki do zębów o zmodyfikowanej budowie, fig. 7 przedstawia odpowiadający fig. 1 wzdłużny przekrój kolejnego przykładu wykonania.

Szczoteczka do zębów przedstawiona jest na rysunkach tylko w postaci szczegółu posiadającego rączkę 1 i główkę służącą jako nośnik 2 szczeciny i na której szczeciny 3 są umieszczone w postaci wiązek 3a, obszarów lub usytuowane pojedynczo 3b. W tej postaci przedstawiony nośnik szczeciny 2 składa się z dwóch równoległych warstw 4 i 5, gdzie warstwa 4 jest wykonana ze względnie sztywnego tworzywa sztucznego, podczas gdy warstwa 5 jest wykonana na przykład z tworzywa

PL194 324B1 kauczukopodobnego, w szczególności elastomeru. Szczeciny 3 są umocowane w miękkiej warstwie 5 na przykład przez zgrzanie, formowanie wtryskowe lub tym podobne.

Warstwa 4, która stanowi jeden element z rączką 1 oraz warstwa 5 mogą być wytwarzane w jednym lub w dwóch kolejnych formach : wtryskowych stosując tak zwane: dwu-składnikowe formowanie wtryskowe. Dla powiększenia powierzchni przylegania do siebie dwóch warstw 4 i 5 nośnik 2 szczeciny posiada otwory 6, które jak pokazano na fig. 2 są obwodowo zamknięte i na przykład mają szczelinopodobną budowę, do których przenika tworzywo sztuczne drugiej warstwy 5 podczas formowania wtryskowego. Jak pokazano na fig. 1, otwory 6 mogą rozszerzać się stożkowo w kierunku zewnętrznym tak, że warstwa 5 jest mocno zakotwiczona w warstwie 4.

Ukształtowanie, liczba i rozmieszczenie otworów 6 umożliwia dostosowanie do danych potrzeb elastyczności całej główki szczoteczki z warstwy 4 i warstwy 5.

Przykład wykonania według fig. 3 różni się od przykładu według fig. 1 tylko tym, że powierzchnia rozdziału 7 pomiędzy dwiema warstwami 4, 5 jest pofałdowana lub rozpórkowa, obie warstwy pozostają jednak wzajemnie równoległe. W obszarze wierzchołka falistej powierzchni rozdziału 7 umieszczone są otwory 6, przez które przenika tworzywo sztuczne warstwy 5 podczas formowania wtryskowego. W obszarze tym mogą również być osadzone szczeciny 3 lub wiązki szczecin dla zapewnienia maksymalnej głębokości osadzenia. Łącznie z wykonanym z tworzywa sztucznego wypełnieniem otworów uzyskuje się wysoką wytrzymałość na rozdzielenie.

Przykład wykonania z fig. 4 różni się od przykładu z fig. 1tym, że warstwa 5 przyjmująca szczeciny 3 posiada falistą lub pofałdowaną powierzchnię. Szczeciny 3 złączone w wiązki 3a są umocowane i ustawione w jednej linii z otworami w obszarze dolin falistego profilu lub miejscowych wgłębień 8 ażeby uzyskać odpowiednią wytrzymałość na rozdzielenie do porównywalnie cienkich warstw 4 i 5. Szczeciny pojedyncze 3b są umocowane w otoczeniu falistego wierzchołka lub w grubszych obszarach warstwy 5.

W przykładzie wykonania z fig. 5a i 5b nośnik 2 szczeciny składa się z trzech warstw, mianowicie z warstwy 4, która stanowi jeden element z rączką 1 i może być wykonana z bardziej sztywnego tworzywa sztucznego, z centralnej warstwy 10 i dolnej warstwy 11, która może być dowolnie wykonana z tego samego tworzywa sztucznego co warstwa 4, podczas gdy centralna warstwa 10 jest wykonana na przykład z elastomeru. Szczeciny 3 mogą albo być umocowane jedynie w dolnej warstwie 11, jak wskazano przy wiązce 12, albo wnikać do centralnej warstwy 10, jak wskazano przy wiązce 13. W końcu możliwe jest, aby szczeciny 2 były umieszczone w górnej warstwie 4, na wzór szczecin 14.

W przykładzie wykonania według fig. 5a górna warstwa 4 i dolna warstwa 11 w każdym przypadku posiadają rozszerzające się na zewnątrz otwory 6 przeniknięte przez tworzywo sztuczne centralnej warstwy 10, podczas gdy w przykładzie według fig. 5b centralna warstwa posiada otwory 15, przez które przenika tworzywo sztuczne górnej warstwy 11 do otworów 6 górnej warstwy 4. Pojedyncze szczeciny 3b mogą być zakotwiczone w jednej lub w większej ilości warstw tak, by wypełnić otwory.

W przykładzie wykonania według fig. 6 nośnik 2 szczeciny składa się z warstwy 4, która stanowi jeden element z rączką, ale rozciąga się jedynie wzdłuż części nośnika 2 szczeciny oraz z warstwy 5, która łączy się od spodu z warstwą 4 i jednocześnie tworzy czołowy obszar 9 nośnika 2 szczeciny. Warstwa 4 też posiada otwory 6, przez które przenika tworzywo sztuczne z zachodzącej na nią części warstwy 5. Szczeciny 3 są umocowane wyłącznie w warstwie 5 w części zachodzącej na warstwę 4 i w części 9 stanowiącej czołowy koniec.

W przykładzie wykonania według fig. 7 nośnik szczeciny 2 też składa się z warstw 4 i 5 i w przypadku tym warstwa 5 posiada otwory 16 a tworzywo sztuczne warstwy 4 przenika lub przechodzi przez te otwory. W rezultacie w podobne do kołków występy 17 wstawione są szczeciny 3 na przykład przez wybijanie otworów, formowanie wtryskowe lub umocowane są w jakiś inny sposób. W przedstawionym przykładzie warstwa 4 również posiada otwory 6, które przenika tworzywo sztuczne warstwy 5.

Claims (12)

1. Szczoteczka, zwłaszcza szczoteczka do zębów z nośnikiem szczeciny składającym się z co najmniej dwóch równoległych warstw z różnych tworzyw sztucznych otrzymanych w procesie dwuskładnikowego formowania wtryskowego i ze szczeciną przymocowaną do co najmniej jednej z tych warstw, znamienna tym, że przynajmniej odległa od szczeciny (3) warstwa (4) nośnika (2) szczeciny

PL 194 324B1 posiada otwory (6), które są obwodowo zamknięte i wypełnione tworzywem sztucznym drugiej warstwy (5).

2. Szczoteczka według zastrz. 1, znamienna tym, że istnieje niedodatnie połączenie pomiędzy ścianką otworów (6) jednej warstwy (4) a tworzywem sztucznym drugiej warstwy (5) wypełniającym te otwory.

3. Szczoteczka według zastrz. 1, znamienna tym, że istnieje dodatnie połączenie pomiędzy ścianką otworu (6) jednej warstwy (4) a tworzywem sztucznym drugiej warstwy (5) wypełniającym te otwory.

4. Szczoteczka według zastrz. 1, znamienna tym, że istnieje integralne połączenie pomiędzy ścianką otworu (6) jednej warstwy (4) a tworzywem sztucznym drugiej warstwy (5) wypełniającym te otwory.

5. Szczoteczka według zastrz. 1, znamienna tym, że nośnik (2) szczeciny jest elastyczny.

6. Szczoteczka według zastrz. 1albo 2, albo 3, albo 4, znamienna tym, że otwory (6) posiadają cylindryczną ścianę.

7. Szczoteczka według zastrz. 1albo 2, albo 3, albo 4, znamienna tym, że otwory (6) w jednej warstwie (4) posiadają ścianę, która odchyla się od drugiej warstwy (5).

8. Szczoteczka według zastrz. 1, znamienna tym, że otwory (6) w warstwie (4) odległej od szczecin (3) posiadają kontur, który łącznie z tworzywami sztucznymi obu warstw (4, 5) o różnych kolorach stanowi nośnik informacji dla użytkownika.

9. Szczoteczka według zastrz. 1, znamienna tym, że przynajmniej warstwa (5) podtrzymująca szczeciny (3) jest utworzona z elastomeru i elastycznie utrzymuje szczeciny (30).

10. Szczoteczka według zastrz. 1, znamienna tym, że elastomerowa warstwa (5) podtrzymująca szczeciny (3) jest pokryta warstwą (11) z mniej elastycznego tworzywa sztucznego, przez którą przechodzą szczeciny (3).

11. Szczoteczka według zastrz. 1, znamienna tym, że nośnik szczeciny mający trzy warstwy (4, 5, 11) ma szczeciny (3) umocowane w jednej z zewnętrznych warstw (4, 11) i/lub w centralnej warstwie (10).

12. Szczoteczka według zastrz. 1, znamienna tym, że jedna (4) z co najmniej dwóch warstw (4, 5) jest krótsza we wzdłużnym rozszerzeniu nośnika (2) szczeciny a druga warstwa (5) uzupełnia pierwszą warstwę (4) na całej długości rozszerzenia.