UA68415C2 - Toothbrush (variants) and a method of manufacturing thereof - Google Patents

Description

Опис винаходу

Галузь техніки, до якої відноситься винахід 2 Цей винахід відноситься до зубних щіток та до головок зубних щіток, зокрема до головок зубних щіток, які мають щетинки, закріплені у гнучко пружній сітці так що щетинки відгинаються, щоб пристосуватися до конфігурації зубів.

Передумови створення винаходу

Звичайні зубні щітки мають однакові пучки щетинок, кожний з яких має перший кінець, який приєднаний і 70 закріплений до головки щітки, і другий кінець, який є вільним і використовується для чищення. Вільні кінці численних пучків утворюють поверхневу оболонку, яка здатна до невеликих деформацій завдяки згинанню щетинок, коли вони входять у контакт із поверхнею, яку належить чистити, але вона нездатна адекватно пристосуватися до поверхні, яка має складну форму з різними рівнями. Така складна поверхня наявна в роті, де зуби лежать в цілому на С-подібній кривій у верхній та нижній щелепі, отже кожний ряд зубів має опуклу 12 зовнішню криву і увігнуту внутрішню криву. Додатково самі зуби окреслені дугоподібними поверхнями, рівні яких значно варіюють, включаючи глибоку М-подібну міжпроксимальну зону між одним зубом та сусіднім.

Бажання користувачів примусити щетинки пристосовуватися до зубів і проникати в міжпроксимальні зони між зубами виражається примусовим притисканням щітки з метою адекватно деформувати щетинки відповідно до дугоподібних контурів зубів. Таке примусове притискання щітки до зубів просто призводить до надмірного зношування зубних поверхонь та ясен, без адекватного прилягання щітки до зубів та між ними, необхідного, щоб забезпечити бажане чищення.

Зубні щітки, такі як ті, що розкриті в документі МО 98/35584 і мають пучки щетинок, здатні до шарнірного руху, частково вирішують вищеописану проблему. Документ МО 98/35584 розкриває пучки щетинок, змонтовані у пружному матеріалі, який тримається у матриці з жорстких гнізд або заглибин, зв'язок яких із загальним с корпусом або каркасом щітки порушений. Оскільки пучки з'єднані зі щіткою лише пружним матеріалом, вони (3 будуть незалежно нахилятися або рухатися в усіх площинах (вгору, вниз, у боки). Однак такий незалежний рух щетинок не примусить їх пристосовуватися до конфігурації зубів.

Патент США Мо 4,633,542 розкриває зубну щітку, у якій щетинки змонтовані з можливістю ковзного пересування у жорсткій головці, спираючись на пружну деформівну мембрану. Усередині головки зубної щітки о під мембраною є порожнина, так що щетинки пружно входять у головку, коли вони притиснуті до зубів. Цей «-- незалежний рух щетинок в одній площині не примусить їх пристосовуватися до скошених, дугоподібних поверхонь зубів. З

Патенти США Мо 5,355,546, Мо 5,483,722 та Мо 5,839,149 розкривають зубні щітки, головки яких виконані з с жорсткої рамки, яка підтримує гнучкий пружний елемент, що має серію лінійно паралельних ліній або рядів 3о пучків щетинок, і ці лінії пучків щетинок зорієнтовані вздовж поздовжньої осі зубної щітки. У щіток за кожним ее, з цих патентів паралельні лінії щетинок змонтовані гнучко, так що при чищенні, коли зуб натискає на середню лінію пучків, ця лінія пучків піддається, уходячи від зуба, і примушує сусідні лінії пучків щетини орієнтуватися довкола бокових поверхонь зуба. Оскільки це слідування контурові зуба відбувається у двох « вимірах, ці патенти не дозволяють пристосуватися до загальної тривимірної кривини зубів, особливо до глибокої З х. подібної міжпроксимальної зони між одним зубом та сусіднім. с Патент США Мо 5,651,158 розкриває зубну щітку з гнучкою головкою, що має багато варіантів здійснення, в з» тому числі перший варіант здійснення, у якому щетинки можуть бути змонтовані на сегментах головки, пов'язаних канавками або стоншеними, тобто гнучкими, з'єднаннями, які можуть бути заповнені пружним еластомером. Другий варіант здійснення включає в себе головку зубної щітки, яка має сегменти для закріплення щетинок усередині твердої периферійної рамки, причому сегменти з'єднані у площинних пунктах, розташованих

Ме під 907 до поздовжньої осі ручки, і це з'єднання являє собою стоншені секції, такі що сегменти можна о примусити коливатися довкола цих з'єднань, на додаток до згинання. Третій варіант здійснення включає в себе тверду периферійну рамку, яка містить в собі головку зубної щітки, утворену з одного або більше ланцюгів шк носіїв щетини, гнучко і пружно з'єднаних один з одним і з'єднаних принаймні з одним кінцем рамки. Четвертий - 70 варіант здійснення утворений з сегментів, які не приєднані один до одного, але гнучко і пружно з'єднані з ручкою або рамкою, у якому з'єднання з рамкою може бути здійснене за допомогою стоншених секцій або сл перемичок. У кожному варіанті здійснення різні сегменти або носії щетини відгинаються незалежно або щонайбільше у погодженні з сусідніми сегментами чи носіями щетини в ланцюзі носіїв щетини; таке обмежене погодження орієнтації пучків щетинок навколо зуба не забезпечить пристосування до різних дугоподібних 25 поверхонь зубних поверхонь, що необхідно для ефективного чищення.

ГФ) Отже, існує потреба в зубній щітці, у якій щетинки погоджують свою орієнтацію, щоб пристосуватися до тривимірних дугоподібних зубних поверхонь і до глибокої "М"- подібної міжпроксимальної зони між одним зубом о та сусіднім так, щоб забезпечити ефективне загальне чищення.

Стислий виклад суті винаходу 60 Цей винахід охоплює зубну щітку, яка має пучки щетинок, здатну до поліпшеного пристосування до дугоподібних зубних поверхонь, причому згадана зубна щітка включає в себе ручку, яка має поздовжню вісь і на одному кінці її - головку, яка містить множину пучків щетинок, які розширюють її; причому ця головка має оточуючу жорстку периферію з отвором, який проходить крізь неї і в якому розташована решітка або відкрита сітка з гнучко пружних перемичок; у якій кожний пучок щетинок закріплений до згаданої головки у вузлі, бо утвореному перехрещенням згаданих перемичок. Решітка має частину, яка вільна від перемичок, ця частина розташована центрально відносно головки і по обидва боки від поздовжньої осі так, що сегменти решітки по обидва боки від поздовжньої осі будуть згинатися незалежно. Кожний сегмент решітки згинається так, що під час чищення, коли зуб натискає на пучок щетинок, цей пучок щетинок буде піддаватися, уходячи в отвір, і найближчі

Оточуючі пучки щетини будуть мати тенденцію нахилятися до цього конкретного зуба, причому такі нахилені пучки щетини пристосовуються довкола дугоподібних тривимірних поверхонь цього конкретного зуба для більш ефективного чищення його.

Стислий опис креслень

Фіг.1 являє собою вид збоку, який показує зубну щітку зі звичайною плоскою поверхнею щетини. 70 Фіг2 являє собою вид зубної щітки спереду, який показує усередині секції головки сітку носіїв пучків щетинок, які підтримують щетинки, показані на фіг.1.

Фіг.3 являє собою збільшене зображення виду спереду головки зубної щітки, показаної на фіг.2.

Фіг.А4 являє собою розріз по площині В-В, показаній на фіг.3, який показує у двох вимірах пристосування щетинок до дугоподібних поверхонь типового зуба.

Фіг5 являє собою зображення деталі пучків щетинок, яке показує вузли у сітці носіїв пучків щетинок, тобто сплавлені кінці пучків щетинок, скріплені з'єднувальними перемичками.

Фіг.6 являє собою зображення альтернативного варіанту деталі пучків щетинок, як на фіг.5, тобто сплавлені кінці пучків щетинок, скріплені з'єднувальними перемичками і заплавлені еластомером.

Докладний опис винаходу

Звернемось до креслень, де однакові позиційні номери позначають ті ж самі або подібні елементи на кількох фігурах, особливо на фіг.1 і фіг.2, де показана зубна щітка 10 за цим винаходом. Зокрема, на фіг.2, яка являє собою вид спереду, така зубна щітка 10 має головку 18, виконану суцільною з ручкою 12, яка подовжує Її, і має поздовжню вісь А-А, яка йде через неї. Головка 18 має передню грань 14, яка має центральну заглибину, у якій знаходиться решітка або відкрита сітка з гнучко пружних носіїв пучків щетинок, у яких втілені особливості та сч ов Конструкція цього винаходу. На фіг. 1 показані ряди пучків 16 щетинок, які відходять від грані 14 упоперек поздовжньої осі А-А. Кожний пучок 16 щетинок заглиблений у вузол 20 і підтримується цим вузлом, який, як і) можна побачити на фіг.3, утворений на з'єднанні, у якому перехрещуються структурні елементи або перемички 22 сітки.

Як показано на фіг.3, грань 14 зубної щітки за цим винаходом має периферійну рамку або жорстку периферію ю зо 24, і ця жорстка периферія обмежує отвір або вікно, яке проходить через головку зубної щітки 18. В альтернативному варіанті зубна щітка може також бути виконана закритою задньою стінкою головки зубної (87 щітки, виконаною у формі увігнутого сегмента, розташованого під решіткою і відділеного від неї. У випадку, «г коли задній бік зубної щітки закритий, заглибина під решіткою може займати від 5095 до 8095 відстані від передньої грані до задньої, тобто глибини головки зубної щітки, а ця глибина може становити до приблизно 1/4 со дюйма (6,35 мм). Відгинання носіїв щетини у заглибину під час чищення показане на фіг.4, яка являє собою «о розріз В-В по фіг.3, перпендикулярно до поздовжньої осі А-А зубної щітки. Фіг.4 лише ілюструє у двох вимірах пристосування щетинок до поверхонь зуба зі зміщенням центрального пучка 26 щетинок у напрямку стрілки на фіг4. Однак зміщення центрального пучка 26 щетинок не тільки примусить щетинки, перпендикулярні до поздовжньої осі А-А, нахилитися до зуба і пристосуватися до нього, але також і сусідні у напрямку, « паралельному до поздовжньої осі, щетинки також нахиляться до зуба і пристосуються до його поверхонь, в с забезпечуючи притаманне цьому винаходу тривимірне пристосування до зуба для його ефективного чищення. . Додатково у межах цього винаходу решітка з перемичок, яка йде через передню грань 14 зубної щітки, має и?» центральну частину, вільну від згаданих перемичок, так що перемички, розташовані у центрі головки 18 і паралельні до поздовжньої осі А-А, не перехрещуються, тобто не з'єднані (див. фіг.3). Цей розрив у решітці

Дозволяє розділеним сегментам решітки, які підтримують пучки, по обидва боки від поздовжньої осі рухатися б незалежно. Такий незалежний рух сегментів решітки, які підтримують пучки, полегшує одночасне чищення зубною щіткою різних зубів і зон зубного ряду, як буває під час чищення. со Головка 18, яка включає в себе шийку, периферійну рамку 24 і решітку або сітку з гнучко пружних носіїв їх пучків, переважно виконана суцільною з ручкою 12 зубної щітки, тобто відлита або сформована у інший спосіб як 5о єдина деталь. Периферія 24 головки має ширину щонайменше 1/32 дюйма (0,8мм) і ширину переважно - щонайменше 1/16 дюйма (1,б6мм), щоб бути досить жорсткою для адекватної підтримки сітки носіїв 20 пучків сп щетинок, приєднаної до неї.

Сітка носіїв пучків щетинок, включаючи перемички 22 і вузли 20, виконана із гнучкого і пружного матеріалу, переважно з поліпропілену. В альтернативному варіанті перемички 22 можуть бути виконані з дв поліетилену або з термопластичного еластомеру (ТПЕ, ТРЕ), або з їх комбінації. Ступенем гнучкості та пружності перемичок 22 можна додатково керувати шляхом варіювання їхніх розмірів, наприклад, зменшуючи (Ф, глибину або товщину кожної перемички 22, щоб забезпечити додаткову гнучкість, або ж застосуванням покриття ка другим еластомером кожної перемички 22 і вузла 20, як показано на фіг.б. Прийнятні ТПЕ матеріали, в тому числі термопластичний вулканізат (ТПВ, ТРМ), який складається з суміші поліпропілену та ЕРОМ (потрійний бор етилен-пропіленовий каучук з дієновим мономером), який наявний на ринку під торговельною назвою Запіоргеп, описані у патенті СІЛА Мо 5,393,796; або ж Мугат (торговельна назва), інший ТПВ, який складається з суміші поліпропілену та натурального каучуку, причому Запіоргеп та Мугат є еластомери, що їх постачає на ринок фірма "Едванст Еластомер Системз" з міста Акрон, штат Огайо (Адмапсед ЕІазіотег бузіетв І Р, АКгоп, Опіо 44311). Іншим ТПЕ, якому віддається перевага, є "Динафлекс (з6713" (бупайех 56713) (торговельна назва), який б5 постачає на ринок корпорація СІ 5 із міста Кері, штат Іллінойс (51 5 Согрогайоп, Сагу, Шіпоїз 60013). Ці та інші придатні еластомери мають, типово, твердість за Шором А від приблизно 13 до приблизно 94, причому перевага віддається твердості приблизно 29.

Сьогодні зубні щітки типово відливають з поліпропілену, тому в цьому винаході перевага віддається тому, щоб решітка або сітка носіїв пучків щетинок також була з поліпропілену, щоб полегшити одностадійне відливання під тиском зубної щітки. Якщо є бажаним прозорий вигляд, ручка 12, головка 18 і решітка можуть бути з поліефіру, такого як поліетилентерефталат (ПЕТФ, РЕТ). Перевага віддається поліпропілену Нипізтап

Роїургоруіїепе 5520 (торговельна марка), який виготовляє "Хантсмен Поліпропілен Корпорейшн" з міста Хінсдейл, штат Іллінойс (Нипізтап Роїургоруіепе Согрогаїйоп, Ніпзааїе, Шіпоїз 60521).

Якщо бажано, зубна щітка за цим винаходом може бути відлита як "двокомпонентна" зубна щітка - це /о означає, що гнучко пружний матеріал решітки або сітки, які підтримують щетину, є іншим матеріалом, не таким, як тверда пластмаса, з якої виготовлена головка зубної щітки 18 і ручка 12. Спосіб виготовлення таких двокомпонентних зубних щіток шляхом застосування звичайної технології двокомпонентного виливання під тиском добре відомий у цій галузі. Наприклад, згідно з цим винаходом, матеріал решітки може бути введений у зону головки на другій стадії нагнітання, після тієї, яка була використана для виливання під тиском твердої /5 Головки, куди набивається щетина, і ручки. На цій другій стадії нагнітання напівскінчену зубну щітку поміщають у другу прес-форму, у яку матеріал решітки нагнітають довкола внутрішньої поверхні жорсткої периферії 24. Із метою збільшити площу поверхні, на якій еластомер має приклеюватися до жорсткої периферії 24, для поліпшеного приклеювання до неї, може бути виконана канавка або заглибина довкола верхньої поверхні внутрішньої частини жорсткої периферії.

Одностадійний процес виливання під тиском може бути використаний у виробництві зубних щіток за цим винаходом, коли головка 18 має вікно, яке проходить крізь неї, і коли решітка виконана з того ж матеріалу, що й інші частини рамки зубної щітки, тобто головка 18 і ручка 12. Навпаки, двостадійний процес виливання під тиском має бути використаний, коли головка 18 зубної щітки має заглибину під решіткою, і ця заглибина утворена зубною щіткою, яка має закриту задню стінку, причому ця закрита стінка відділена від решітки. У сч ов такому двостадійному процесі виливання рамка зубної щітки і суцільна з нею решітка формуються у першій прес-формі, і щітка-напівфабрикат перестановляється у другу прес-форму, де формується задня стінка. і)

Полегшення двостадійного процесу виливання під тиском зубних щіток за цим винаходом може бути досягнуте шляхом застосування двокомпонентної прес-форми. Двокомпонентні прес-форми постачає фірма "Машин Бушері" з міста Ізегем у Бельгії (Маспіпез Воиспегіе М.М., Ігедет, Веїдійт); ці прес-форми можуть бути ю зо встановлені на звичайні машини для виливання під тиском для такої реалізації двостадійного процесу виливання під тиском, до числа таких машин входять З00-тонні машини для двокомпонентного виливання під тиском фірми - "Енджел Канада, Інк." з міста Гуелф в провінції Онтаріо (Епде! Сапада, Іпс., Зцеїри, Опіагіо). «г

Щетина зубної щітки може бути встановлена, коли формують вузли із гнучко пружного еластомерного матеріалу сітки, яка підтримує щетину, з використанням безскобкової технології "набивки у формі" (НУФ, ІМТ - со іп-тоїй їшйіпо), розкритої в патентах США Мо 5,609,890, Мо 5,390,984 і Мо 5,533,791. Така технологія НУФ Ге застосовує спосіб і пов'язане з ним устаткування, при яких кожний пучок щетинок спочатку попередньо формують у вузол, сплавляючи нижні кінці щетинок у кульку. Цю кульку потім утримують у прес-формі, в яку нагнітають гнучко пружний матеріал решітки або сітки, яка підтримує щетину, так що цей матеріал обтікає довкола кульки, закріплюючи пучок на місці у передній грані 14 зубної щітки. На фіг. 5 показані закінчені за « технологією НУФ пучки 16 щетинок; тут матеріал сітки, яка підтримує щетину, тобто перемичок 22, оточує і з с закріпляє кульку 28 в основі кожного пучка 16 щетинок.

Й А

;» ай шк дк то р 45 Ії її м й м тт (ее) ю ов

І 50 Ц- - І, й

Ф) ке Фі. 1 ща

А во Фі. 2 б5

А ТТ.

Ї птн поро

ШИК Са 27 Ме ! І

Й ( ри 2 Ці І І; с. 7 І «а и

КО УА і -

ТЗ

СА Кт ваБе» | ШУ

УЛ Ку

Зоо ера, .

Б- УА АМИ д Фіг. 4

М

«А

Фіг. 5 о а 30 щ 2.

К-т Я Див я ее еБЕКОфУ ши у муси

Фіг. 5 І Фіг. 6 с

Claims (7)

29 Формула винаходу о

1. Зубна щітка, яка має пучки щетинок, здатна забезпечити поліпшене пристосування до дугоподібних зубних поверхонь, яка включає в себе: ручку, яка має поздовжню вісь і на одному кінці її - головку, яка включає в ю зо себе передню грань, що має множину згаданих пучків щетинок, які розширюють її; згадана передня грань має жорстку периферію, причому усередині цієї жорсткої периферії є отвір, який проходить крізь неї; сітку із «- гнучко пружних перемичок, що утворюють решітку, яка розташована у згаданому отворі і прикріплена до згаданої « жорсткої периферії; згадана решітка має центральну частину, яка вільна від згаданих перемичок; згадана решітка має вузли, розташовані у перехрещеннях згаданих перемичок, і кожний вузол має пучок щетинок, со закріплений у ньому. «со

2. Зубна щітка за п. 1, у якій жорстка периферія має ширину щонайменше 1/32 дюйма (0,8 мм).

З. Зубна щітка за п. 1, у якій перемички виконані з поліпропілену, поліетилену, термопластичного еластомеру або з їх комбінації.

4. Зубна щітка, що проявляє поліпшене пристосування до дугоподібних зубних поверхонь для поліпшеного « 70 Чищення, яка включає в себе: ручку, що має поздовжню вісь і на одному кінці її - головку, яка включає в себе з с передню грань, що має множину пучків щетинок, які виступають від неї; згадана передня грань має жорстку периферію, причому до цієї жорсткої периферії прикріплено сітку із гнучко пружних перемичок, що утворюють и . НЯ НЯ . . . . а решітку, яка проходить по згаданій передній грані; згадана решітка має центральну частину, яка вільна від згаданих перемичок; згадана решітка має вузли, розташовані у перехрещеннях перемичок, і кожний вузол має пучок щетинок, закріплений у ньому; згадана головка має у собі увігнуту частину під згаданою решіткою, яка ФО проходить по згаданій головці.

5. Зубна щітка за п. 4, у якій увігнута частина може простягатися на глибину від 50 95 до 80 905 глибини со головки зубної щітки. їз

6. Зубна щітка за п. 4, у якій жорстка периферія має ширину щонайменше 1/32 дюйма (0,8 мм).

7. Зубна щітка за п. 4, у якій перемички виконані з поліпропілену, поліетилену, термопластичного - еластомеру або з їх комбінації.

с 8. Спосіб виготовлення зубної щітки, який включає в себе: попереднє формування пучків щетинок шляхом сплавлення нижніх кінців множини щетинок у кульку; розміщення кульок згаданих попередньо сформованих пучків щетинок у формі для зубної щітки; нагнітання гнучко пружного матеріалу довкола кульок із метою формування вузлів, завдяки чому попередньо сформовані пучки щетинок замикаються у них, і у якому згаданий гнучко пружний матеріал формує перемички, які з'єднують згадані вузли в решітку, яка простягається по (Ф) передній грані згаданої зубної щітки; згадана решітка має центральну частину, яка вільна від будь-яких ГІ перемичок. во Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2004, М 8, 15.08.2004. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. б5