專利名稱：牙刷的制作方法
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及牙刷用的刷絲(或纖維)。本發(fā)明具體涉及用于清潔口腔和拋光牙齒的改良的刷絲。本發(fā)明還涉及用包含上述改良的新型刷絲的牙刷清潔口腔和拋光牙齒的方法。
2.先有技術(shù)說明商售牙刷通常具有細長的把手，單絲的或共擠壓(復合擠壓)絲作的刷毛裝在把手遠端的大體壓平的面向側(cè)面的頭部上。細而柔性刷毛是光滑的部件，其端部以直角切斷并常常作成圓拱形頭部。這種牙刷和刷牙機構(gòu)在口腔衛(wèi)生中起著重要作用。已經(jīng)明確地顯示，刷牙有助于減少牙病。這一點例如請參看Fosdick，L.S.在J.Am.Dent.Assoc.，40,133(1950)中的論述。另外，定期用美容牙膏刷牙還可減少易感染疾病中牙腐蝕的發(fā)病率。
定期用牙膏刷牙還可以有效地減少和防止牙周炎，除去食物殘渣和按摩牙床。大多數(shù)商售牙膏包括溫和的磨料粉，以改進組分除去固結(jié)物的能力，除去可看見的牙斑，除去夠得著的殘渣和除去牙齒上的表面色斑。
已經(jīng)嘗試在用于牙刷的纖維線中嵌入磨料或在其上粘接磨料。例如可參考Davis的美國專利No.1,470,710和Hoagland的美國專利No.5,249,961。這些試驗由于以下原因而不能滿足消費者的需要(a)易于失去嵌入的磨料；(b)容易擦傷牙床；(c)缺乏機械強度。另外，在Muhler等人的美國專利No.2,618,154中說明了一種單件的整體模制牙刷，具有錐形的刷毛。整個牙刷/刷毛結(jié)合體是用含有磨料達30％(重量)的塑料制作。這種努力也沒有獲得成功，因為很難模制這種牙刷。另外，模制的即無定向的刷毛其機械特性例如挺度、彎曲還原能力等很不好，而且易于傾斜。
另外，磨料已加在用于預防性齒窩清潔件的彈性材料中。這些動力驅(qū)動的清潔件由技術(shù)很熟練的牙科專業(yè)人員用來拋光和清潔牙齒。例如請參考Sloan的美國專利No.3,977,084和Hammar等人的美國專利No.5,273,559。
已經(jīng)嘗試提出一種牙刷，該牙刷具有粗糙的不規(guī)則的平面，以使刷毛壁更具磨光性。例如見Hansen的美國專利No.3,671,381。這種嘗試要求隨后用苛性堿或高壓蒸氣浸蝕刷毛，這樣成本增加并導致失去機械特性。已進行另外一些嘗試，使刷毛具有更規(guī)則的磨光凸出部。例如請參考Nishioka的美國專利No.4,373,541。這些嘗試沒有達到商業(yè)的成功，由于個別地模制各個刷毛很不方便而且增加加工成本。另外，這些刷毛的機械特性是很差的。
在非口腔方面的工業(yè)應用例如金屬拋光刷、掃路刷以及真空清潔刷等上廣泛使用含有磨料的絲材料。例如見以下的美國專利Maxwell的No.2,336,797；Peterson的No.2,609,642；Price等人的No.2,711,365；Storrs等人的No.2,712,987；Gruber等人的No.2,836,517；Burk等人的No.2,920,947；Downing等人的No.3,115,401；Rands的No.3,384,915；Wilson的No.3,556,752；Charvat等人的No.3,577,839；Rands的No.3,696,563；Pichelman的No.4,305,234；Matsui的No.4,627,950；Rhodes的No.4,630,407；Steinback的No.4,704,823；Young等人的No.5,016,311；McGurran的No.5,030,496；Abrahamson等人的No.5,045,091；Nicely等人的No.5,056,26；Young的No.5,083,840；Hettes等人的No.5,108,155；Fowlie等人的No.5,211,725和McMahan等人的No.5,227,229。
發(fā)明概要我們已發(fā)現(xiàn)，制作一種其刷毛直徑均勻的牙刷，其刷毛中含有粒徑約0.01～100μm的拋光劑，用這種牙刷可以改進牙齒的清潔而不會因為主動磨蝕而產(chǎn)生任何有害的副作用。本發(fā)明的一個實施例包括一種牙刷，該牙刷包括一個與牙刷頭相連的把手，該牙刷頭至少具有一簇牢固固定在或裝在該頭上的刷絲束，該刷絲束包括許多刷絲，該刷絲包括(a)熱塑性絲的基體材料；(b)有實際拋光作用量的拋光劑；拋光劑的粒度約在0.1～10μm之間。如果發(fā)生團粒作用，使刷毛上團粒的粒度在如上所述的范圍內(nèi)，則也可以應用小于0.1μm粒度的顆粒。
本發(fā)明的另一實施例包括清潔口腔的方法，該方法包括(A)提供一種牙刷，該牙刷包括一個與牙刷頭相連的手柄，該牙刷頭至少具有一簇牢固固定在或裝在該頭上的刷絲束，該刷絲束包括許多刷絲，該刷絲包括(a)熱塑性刷絲的基體材料和(b)有實際拋光作用量的拋光劑，該拋光劑的粒徑約在0.10～10μm之間；(B)將有效量的無磨料和無拋光劑的牙膏加在上述刷毛的自由端上；(C)洗刷上述口腔中的牙和牙床。
本發(fā)明的一個目的是提供一種牙刷，該牙刷可以克服上述先有技術(shù)牙刷的缺點。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有改進口感的牙刷。
本發(fā)明的再一目的是提供一種牙刷，該牙刷即使與無磨料的牙膏一起使用也能對牙提供很好的拋光作用和清潔作用。
本發(fā)明的再一目的是減少磨損和傾斜。
本發(fā)明的再一目的是減少獲得良好口腔衛(wèi)生所需要的刷牙時間。
本發(fā)明的再一目的是提供一種牙刷刷絲材料，該材料具有易處理的特性。我們已經(jīng)觀察到，用在本發(fā)明中的刷絲在形成絲簇期間更容易用挑選器抓住和可以更有效地進行處理。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種刷絲，該絲在用磨光打圓設備加工時一般更容易形成均勻的圓端部(即端部被打圓)。
從下面的說明可以明顯看出這些和其它目的。
附圖的簡要說明

圖1是用于例示本發(fā)明原理的牙刷的局部側(cè)視圖；圖2是圖1牙刷的局部放大頂視平面圖；圖3和4是沿圖1的2-2線截取的本發(fā)明新式刷絲的放大示意側(cè)視圖，其中一部分絲被截去；圖5和6是本發(fā)明刷絲表面的電子掃描顯微照相部分圖，兩種刷絲是尼龍612，包含4％的水合高嶺土，其平均粒徑約0.6μm。圖5的放大倍數(shù)是350倍，圖6是1200倍。
圖7是示意圖，示出用于制作圖4刷毛的共擠壓加工。
發(fā)明的詳細說明在本發(fā)明的牙刷中，在圖1所示的那種牙刷中包括新穎的刷絲。牙刷至少具有一簇牢固固在或裝在牙刷頭上的刷絲刷毛，上述簇刷絲包括許多本發(fā)明的刷絲。如圖所示，牙刷10包括把手12和牙刷頭14，牙刷頭上有多簇刷絲束16。該刷絲束16包括許多單個的刷絲，并以周知的方式牢固地固定或裝在牙刷頭14上。牙刷頭14和刷絲束16的構(gòu)形可以變化，可以是橢圓形、彎曲的凸曲形、彎曲的凹形、形成平面、鋸齒的“V”形或任何其它需要的形狀。另外，把手12或刷絲束16的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸均可以改變，而且把手12和牙刷頭14的軸可以在同一平面上或不同平面上。本發(fā)明刷絲的縱截面和橫截面尺寸以及刷絲端部的輪廓均可以改變，而且刷絲端部的挺度、彈性和形狀可以改變。本發(fā)明的優(yōu)選刷絲具有基本均勻的縱向長度，該長度在約0.50～1.50cm之間，該刷絲還具有基本均勻的在約100～350μm之間的橫截面尺寸，并具有光滑的或圓形的頭或端部。
參照圖2，用在本發(fā)明中的牙刷刷絲包括拋光劑和熱塑性絲的基體材料。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，利用平均粒徑約在0.10～10μm的顆粒(或通過顆粒的團粒作用達到同等粒徑的粒子)的拋光劑；可使牙刷獲得改進的清潔性能，而不會像用工業(yè)磨光絲那樣嚴重損傷牙床和牙齒琺瑯。按照本文的用法，術(shù)語“拋光劑”是指粒徑主要在0.01～100μm之間的材料，其Moh氏硬度在0.5至10之間，最好是5或更低，因而它不會損傷牙床。也可以使用小于0.1μm的團粒，只要該團粒的平均直徑在所要求的范圍內(nèi)。
在刷毛中拋光劑的量隨刷毛的基體材料的種類、拋光劑的粒徑以及拋光劑的類型(硬度)而改變。拋光劑的有效量一般在約0.2％～25％(重量)之間變化，最好在約0.5％～5％(重量)之間變化。
適于用在本發(fā)明中的拋光劑包括塑料顆粒；胡桃殼顆粒；硬木顆粒；玉米芯顆粒；
橡膠顆粒；碳酸鈣；文石土；斜方晶形土；方解石土；三角晶形的土；高嶺土；膨潤土；磷酸二鈣；無水磷酸二鈣；二水合磷酸二鈣；磷酸三鈣；焦磷酸鈣；不溶性的偏磷酸鈉；沉淀碳酸鈣；磷酸三鎂；羥磷灰石；合成磷灰石；鋁土；水合鋁土；水合硅的干凝膠；金屬硅酸鋁絡合物；硅酸鋁鈉；硅酸鋯；二氧化硅；及它們的混合物。
優(yōu)選的拋光劑包括煅燒的或水合的高嶺土；鋁土(Al2O3)，具體為Whittaker公司生產(chǎn)的水合鋁土；硅石(SiO2)，具體為Cabot公司生產(chǎn)的CAB-O-SIL牌號、硅石(二氧化硅)；和它們的混合物。
硅石可以是沉淀硅石或硅膠，例如為下列專利說明的硅的干凝膠Pader等人的于1970年3月2日頒布的美國專利No.3,538,230和DiGiulio的于1975年6月21日頒布的美國專利No.3,862,307，這兩個專利已通過引用包含在本文中。優(yōu)選的是由W.R.Grace & Company公司的Davison Chemicai Division分公司制造的商品名為“ Syloid”的市場上出售的硅的干凝膠。優(yōu)選的沉淀硅石材料包括由J.M.Huber Corparation公司出售的商品名為“Zeodent”的材料，具體為銘牌“Zeodent 119”的硅石。在1982年7月29日頒布的美國專利No.4,340,583中說明了這些硅石，該專利也通過引用結(jié)合在本文中。
最好的拋光劑是高嶺土。高嶺土可以是由新澤西州Iselin市的Engelhard Corp.公司出售的如ASP 6000品牌的水合高嶺土。高嶺土也可以是無水高嶺土，如新澤西門州Iselin市的Engelhard公司出售的品牌為Translink 555的高嶺土。另外，高嶺土的表面可用表面活性劑改性，如品牌為Translink 555的高嶺土或俄亥俄州Akron市的Polymer ValleySciences出售的品牌為Polarlink 5的高嶺土。
本發(fā)明優(yōu)選的刷絲在室溫下具有以下特性直徑范圍0.004～0.012英寸(100～350μm)；摩擦系數(shù)0.01～0.90(ASTM D3108，D3702)；挺度(剛度)柔軟-中等(ISO 8627)；刷絲束的保持力＞3磅(ASTM D638)；彎曲恢復率80～100％(Dupont Mandrel Method法)斷裂伸長率1～500％(ASTM D638)；抗拉強度5000～200000PSi(磅/英寸2)，下同(ASTM D638)；抗拉和彎曲模量100000～3000000PSi(ASTM D638，D790)。
本發(fā)明的最好刷絲在室溫下具有以下特性摩擦系數(shù)0.2～0.8；刷絲束保持力3～10磅；彎曲恢復率90～100％；斷裂伸長率1～200％；抗拉強度5000～100000Psi；
抗拉和彎曲模量100000～1500000Psi。
已經(jīng)觀察到，在刷絲中加入拋光劑可以影響刷絲的挺度。因此很希望制出具有高挺度的細刷絲，以便在牙齒之間穿過。通過調(diào)節(jié)擠壓參數(shù)和刷絲的成分可以達到這一點。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，刷絲的直徑約在100～350μm之間，最好在150～200μm之間，其彎曲和抗拉模量挺度約在100000～3000000PSi之間，最好在約100000～1500000Psi之間。
本發(fā)明的刷絲具有“大體均勻直徑”，這是指橫截面沿刷絲的長度沒有顯著變化。橫截面的變化沿刷絲的長度不超過20％比較好，最好不超過10％。其橫截面最好是圓形的，但是其它的形狀例如方形的、八角形的和矩形的形狀均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外，刷絲的頭部或自由端部可以作成圓形的，大體形成為拱形，拱形高度與其平均寬度的比約小于1，最好約0.5。
本發(fā)明的熱塑性刷絲的基體材料可以是任何一種其中可以分散上述拋光劑和可以作成牙刷絲的材料。優(yōu)選的熱塑性牙刷絲的基體材料可以是選自一組材料中任何材料，這組材料包括聚酰胺(例如Amodel公司的Nylon 612、乙酰樹脂、聚酯(例如聚丁烯對苯二甲酸丁二酯-PBT)、含氟聚合物(例如聚偏氟乙烯)-PVDF；氟化的乙烯-丙烯樹脂-FEP)、聚丙烯酸酯、聚砜以及它們的混合物。熱塑性的基體材料最好是聚酰胺例如DuPont公司或BASF公司的絲級聚酰胺、乙酰樹脂例如DuPont公司的絲級乙酰樹脂、或聚酯例如DuPont、Celanese或GeneralElectric公司的絲級聚酯。
還可以在刷絲材料中加入其它添加劑。例如可以加入分散劑，以便在處理刷絲材料期間適當分散拋光劑。這些分散劑可以從一組材料中選出，這種材料包括硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、非飽和脂肪酸的二甲基酰胺、脂肪酸(例如硬脂酸)、含氟聚合物基的分散劑、脂肪(即甘油的酯)、硬脂酸鋁、硅油、二酰胺蠟以及它們的混合物。優(yōu)選的分散劑選自下面一組材料，這組材料包括硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、二酰胺蠟以及它們的混合物。
另外，在本發(fā)明中也可以加入偶聯(lián)劑，以增加在熱塑性基體材料和拋光顆粒之間的相互作用，由此使它們保持在懸浮狀態(tài)，在加工時更加均勻地分散，同時也改進了拉伸強度、拉伸模量和彎曲模量。這些偶聯(lián)劑選自下面一組材料，這組材料包括乙烯硅烷、氯丙基硅烷、環(huán)氧硅烷、異丁烯酸酯硅烷、伯胺硅烷、二胺硅烷、巰基硅烷、陽離子硅烷、環(huán)脂族環(huán)氧硅烷、鈦酸酯(例如三-(甲基丙烯?；?異丙基鈦酸酯)以及它們的混合物?；蛘邟伖鈩├绺邘X土可以用例如Engelhard公司出售的偶聯(lián)劑涂覆。
技術(shù)人員熟知的其它一些添加劑例如聚乙二醇、抗氧化劑、增塑劑等也可以加在刷絲中。
雖然本發(fā)明的刷絲單絲是優(yōu)選的，但本發(fā)明的刷絲可用共擠壓工藝制備，其中外層(包覆層)包括起作用的拋光劑，而芯部可以無上述拋光劑。對于共擠壓技術(shù)的一般討論，請參考Levy的“塑料擠壓技術(shù)手冊”，Industrial Press Ine.PP168～188(1981)。另外，也可選擇相反的方式制造單絲，即芯層是拋光的，這種單絲僅在其頭部有清潔作用。
圖4示意示出本發(fā)明的優(yōu)選共擠壓刷絲。刷絲20包括縱向平面22，該平面結(jié)束于頭部或端部18，并形成刷絲橫截面區(qū)域24的邊界。橫截面區(qū)域包括芯部區(qū)26和包覆區(qū)(外殼區(qū))28。芯部不包含拋光劑。包覆區(qū)26通常至少沿表面22延伸，或最好從表面22向內(nèi)伸入一部分橫截面區(qū)域24，進入橫截面區(qū)域的區(qū)域26中距離30。區(qū)域26最好形成一個環(huán)形環(huán)，該環(huán)具有基本均勻的深度30。該深度的變化最好不超過圍繞環(huán)形環(huán)平均深度的20％。無論那種情況，芯部區(qū)域28占有由最大直徑24確定的總截面區(qū)域的剩余部分。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，兩個區(qū)域26和28具有不同的顏色或不同的強度。按照本文的用法，“著色區(qū)”一詞是指用具有獨特顏色的塑料作的芯部或包覆區(qū)。另外，透明區(qū)或不透明區(qū)也可以看作是“著色”的，因為它們具有至少不同的光學外觀，雖然實際不是著色的或染色的區(qū)域，但也正如具有不同程度顏色強度的包覆層/芯部的情況一樣。重要的是，芯部28和包覆層26材料應具有看得見的顏色差別，例如白色的芯，蘭色的包覆層，透明的芯，紅色的包覆層，亮紅的芯，暗紅的包覆層等。本發(fā)明的優(yōu)選刷絲包括白的或透明的芯和染色的或加顏料的包覆層。因此包覆層的顏色區(qū)26形成初始顏色強度或?qū)ρ浪⑹褂谜邅碚f形成支配性的引入注目的顏色，而芯區(qū)域28的顏色強度則是不太明顯的。由于在刷牙過程中產(chǎn)生磨損，因而區(qū)域26受到磨蝕，在相當?shù)哪ノg之后，便感覺出顏色由刷毛的顏色變到芯部區(qū)域28的顏色，這種變化告訴使用者刷絲不再有效。
***本發(fā)明的單絲刷毛可用以下總的加工方法制備在本發(fā)明的優(yōu)選擠壓裝置中，系統(tǒng)包括擠壓模。整套裝置還包括3/4英寸的Haake擠壓機(壓出機)、冷卻槽、拉拔器和卷繞器。擠壓機裝有螺桿，其L/D比為25∶1，壓縮比為3∶1，還裝有一個5馬力的馬達，該馬達能夠在螺桿速度和加工溫度分別為高達250rpm和500℃的條件下操作。擠壓機裝有6個溫度控制器控制加工溫度。螺桿速度被優(yōu)化使表面間剪切應力達到最小。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說這些物理特性之間的特殊聯(lián)系是顯而易見的。還需要一個齒輪泵，以進行直徑控制。
在熔化物旋轉(zhuǎn)之后，直接或稍等一些時間以后進行取向和消除應力。在此步驟之前進行旋轉(zhuǎn)拋光是必需的。取向/應力消除涉及用導絲盤和已加熱的爐進行拉伸。最后長度依賴于熱塑性基體和填料，初始長度(拉伸比)可以在1.5～10的范圍內(nèi)。技術(shù)人員應當明白更精確的技術(shù)參數(shù)。必須根據(jù)熱塑性基體和填料用蒸氣、熱水和其它方式調(diào)制最后的單絲。
上述擠壓機可以以下述方式中任何一種方式供料1.預混合；a)直接(straight)；b)減速下降(with let-down)；2.重力計量上用2個料斗；3.重力計量上用1個料斗。
可以采用下述總的方法制備本發(fā)明的共擠壓刷絲圖7示意示出共擠壓絲模41的橫截面圖。模頭單元包括芯部噴管42、包覆層噴管35。包覆材料進入支管48和48′，芯部進入支管47。通常整個模子被加熱。制造共擠壓刷絲的最佳條件是使兩種樹脂即芯43和包覆層44的樹脂的熔化物粘度在熔流結(jié)合點盡可能使二者緊靠在一起。這導致在兩種材料之間的界面受到最小擾動，并沿橫截面區(qū)域在放大250倍時形成清楚的分界線。通過調(diào)節(jié)接觸時間、材料類別或通過使用不同的樹脂也可以獲得芯部和包覆層之間的清晰的界面。從圖6的照片可以清楚看到這一點。
在本發(fā)明的優(yōu)選共抗壓單元中，系統(tǒng)包括共擠壓模，該模包括可繞擠壓軸49轉(zhuǎn)動的十字頭包覆層模。整套裝置還包括兩個3/4英寸的Haake擠壓機、冷卻槽、拉拔器和卷繞器。每個擠壓機裝有螺桿，其L/D比為25∶1，壓縮比為3∶1，還裝有一個5馬力的馬達，該馬達可以在螺桿速度和加工溫度分別在高達250rpm和500℃的條件下操作。每個擠壓機裝有六個溫度控制器，用于控制加工溫度。
作為一個例子，當用尼龍時，擠壓模的芯部噴管42其出口直徑為0.080英寸，包覆層噴管42的出口直徑為0.080英寸，包覆層噴管35的出口直徑為0.085英寸。芯部熔化物43是無色的(未著色的)尼龍(Zytel158L)，包覆層44是含有3％高嶺土顆粒的無色尼龍。兩種熔化物和模子31保持在190～230℃溫度。芯部擠壓機操作在20rpm，608Psi和5263m.gm的扭矩。優(yōu)化螺桿速度，使表面間剪切應力達到最小。對普通技術(shù)人員來說這些物理物特性之間的特定聯(lián)系是顯而易見的。另外，在這一區(qū)域的整個生產(chǎn)線還包括取向(拉伸加工)、熱處理和精加工的加工硬件。
最后，為從上述擠壓模(出口等于0.085英寸)生產(chǎn)0.008英寸的刷絲，拉伸比設定在10.625∶1。應用這種方法，外部包覆層26的厚度在0.0001～0.0004英寸之間，并且其厚度可為0.0002±20％英寸，通常為±10％英寸。優(yōu)化兩個擠壓機速度和十字頭的設計可以獲得這種高度均勻的包覆導厚度。例如為擠壓層厚度為0.0002英寸的上述0.008英寸的尼龍刷絲，螺桿速度之比(包覆層/芯部)設定在10∶1。增加該比值導致更薄的外層，直到外層變成不連續(xù)，而增加兩個螺桿速度則增加模壓力，最終降解聚合材料。另一方面，可以加入齒輪泵，以便更精確計量材料。
如上所述，?？梢园D(zhuǎn)的包覆層噴管45，以便在絲上形成更均勻的包覆層。本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)動共擠壓模的外框架(包覆層框架)，根據(jù)形成外層的聚合物流變特性，轉(zhuǎn)速在約0.5～50rpm之間。當包覆的尼龍刷絲同上述刷絲一樣時，可以利用約0.5～10.0之間的轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速最好在約0.5～5之間。在擠壓模上可以裝上鏈輪，以便轉(zhuǎn)動框架。在共擠壓刷絲期間，該鏈輪在設定速度下轉(zhuǎn)動，該速度由帶有鏈輪驅(qū)動器的馬達控制。這種框架轉(zhuǎn)動有利于使熔化物流分散在外層，因此形成均勻的超薄層。當包覆層螺桿速度的計量反向時，便生成了不連續(xù)的包覆層。這導致在轉(zhuǎn)動模上形成旋轉(zhuǎn)式條紋，像理發(fā)店轉(zhuǎn)筒上的條紋一樣。也可以應用這兩種概念中的任一種概念作為刷毛損壞的指示。
***本申請人認為等同的實施例是本發(fā)明的一部分。例如，本發(fā)明也設想非圓形的刷毛例如方形的、六角形的或其它的幾何橫截面。另外，本發(fā)明的刷絲也可以用在動力驅(qū)動牙刷上，即“電動牙刷”上。另外，卷曲的刷絲也被認為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。從以下非限定性的例示性例子可以理解本發(fā)明以及制造和應用本發(fā)明的方法。
例子用下面說明的一般方法制作以下的刷絲，并在原料絲和用該絲作的牙刷上獲得以下的結(jié)果。
擠壓方法1.將配料引入具有2英寸螺桿的Davis標準單螺桿擠壓機(由康涅狄格州的Crompton & Knowles公司制造)的料斗中。尼龍或聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)聚酯的溫度范圍是在500～550°F之間。
2.以約100磅/小時的速度輸送原料。計量通過過濾器和熔料泵的熔料、并迫使熔料通過加熱的模系統(tǒng)。
3.冷卻熱的熔料，然后加熱到軟點、拉伸、熱處理和收集。按照所加工的原料調(diào)節(jié)溫度、壓力和拉伸比。
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表注ASP600-新澤西州Iselin市的Engelhard公司的水合高嶺土，0.6μm平均粒徑，0.1～6μm范圍；Satintone 5-新澤西州Iselin市的Engelhard公司的帶有氨基硅烷表面活性劑的水合高嶺土，0.8μm平均粒徑，0.2～6μm范圍；Polarlink-由Polymer Valley Science銷售的高嶺土，巰基硅烷處理的0.45μm平均粒徑，由俄亥俄州Akron市的Polymer Valley Science制造；Translink 555-Englehard公司的表面改性無水高嶺土，0.8μm平均粒徑和0.2～6.0μm范圍；Acrawax CN，N′-亞乙基雙硬脂酰胺(用作分散劑)，由新澤西州的Fair Lawn市Lonza Chemicals公司制造；Cabosil-非晶形煙化硅石(SiO2)M-7D，0.014μm，W.R.GraceCo公司的Davison Chemical Division分公司制造。
權(quán)利要求
1.一種牙刷，包括與一個牙刷頭相連接的把手，該牙刷頭至少具有一簇牢固固定于或裝在牙刷頭上的刷絲束，上述刷絲束包括許多細長的絲，該絲具有大體均勻的直徑，其組成包括(a)熱塑性絲的基體材料；(b)有效拋光作用量的拋光劑，拋光劑的粒度在約0.10～10μm之間。
2.如權(quán)利要求1所述的牙刷，其特征在于，上述絲其直徑沿上述絲的長度的變化不超過20％。
3.如權(quán)利要求2所述的牙刷，其特征在于，上述絲其直徑沿上述絲的長度的變化不超過10％。
4.如權(quán)利要求3所述的牙刷，其特征在于，上述拋光劑選自下列一組材料，該組材料包括塑料顆粒胡桃殼顆粒；硬木顆粒；玉米芯顆粒；橡膠顆粒；碳酸鈣；文石土；斜方晶土；方解石土；菱晶形土；高嶺土；膨潤土；磷酸二鈣；無水磷酸二鈣；二水合磷酸二鈣；磷酸三鈣；焦磷酸鈣；不溶性偏磷酸鈉；沉淀碳酸鈣；正磷酸鎂；磷酸三鎂；羥磷灰石；合成磷灰石；鋁土；水合鋁土；水合硅干凝膠；金屬硅酸鋁絡合物；硅酸鋁鈉；硅酸鋯；二氧化硅；及它們的混合物。
5.如權(quán)利要求4所述的牙刷，其特征在于，上述拋光劑的Moh氏硬度在約0.5～10的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的牙刷，其特征在于，上述絲包括上述拋光劑，其含量約在0.5％～25％(重量)之間，上述拋光劑的粒度約在0.1～10μm之間，其中上述拋光劑選自高嶺土、鋁土、羥磷灰石、硅石以及它們的混合物這一組材料。
7.如權(quán)利要求6所述的牙刷，其特征在于，絲的基體材料選自聚酰胺、乙烯樹脂、聚酯、含氟聚合物、聚丙烯酸酯、聚砜及它們的混合物這一組材料。
8.如權(quán)利要求7所述的牙刷，其特征在于，上述拋光劑一般分散在整個上述絲中。
9.如權(quán)利要求8所述的牙刷，其特征在于，上述絲還包括分散劑。
10.如權(quán)利要求9所述的牙刷，其特征在于，上述絲還包括分散劑，該分散劑從下面一組材料中選出，該組材料包括硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、非飽和脂肪酸的二甲基酰胺、脂肪酸、含氟聚合物基的分散劑、脂肪、硬脂酸鋁、硅油、二酰胺蠟以及它們的混合物。
11.如權(quán)利要求10所述的牙刷，其特征在于，上述絲還包括偶聯(lián)劑，該偶聯(lián)劑選自下面一組材料乙烯基硅烷、氯丙基硅烷、環(huán)氧硅烷、異丁烯酸酯硅烷、伯胺硅烷、二胺硅烷、巰基硅烷、陽離子硅烷、環(huán)脂族環(huán)氧硅烷、鈦酸酯以及它們的混合物。
12.如權(quán)利要求11所述的牙刷，其特征在于，上述絲的直徑在約100μm-350μm之間。
13.如權(quán)利要求12所述的牙刷，其特征在于，上述熱塑性絲的基體材料選自聚酰胺、乙烯樹脂和聚酯這一組材料。
14.如權(quán)利要求13所述的牙刷，其特征在于，上述分散劑選自硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、二酰胺蠟以及它們的混合物這一組材料。
15.如權(quán)利要求14所述的牙刷，其特征在于，上述拋光劑是高嶺土。
16.如權(quán)利要求7所述的牙刷，其特征在于，上述絲還包括芯部和包覆區(qū)，該包覆區(qū)至少沿一部分絲的外表面延伸并向內(nèi)伸入一部分橫截面區(qū)域；其特征還在于包覆區(qū)包括有效作用量的上述拋光劑，上述芯部區(qū)包括0％～25％的拋光劑。
17.如權(quán)利要求7所述的牙刷，其特征在于，上述絲還包括芯部區(qū)和包覆區(qū)，該包覆區(qū)至少沿一部分絲的外表面延伸，并進一步向內(nèi)伸入一部分橫截面區(qū)域，其特征還在于，上述包覆區(qū)包括0％～25％的上述拋光劑，上部芯部區(qū)包含有效量的上述拋光劑。
18.如權(quán)利要求17所述的牙刷，其特征在于，上述絲的自由端部作成圓形的，形成大體拱形，該拱形高與寬之比約小于1。
19.一種牙刷，包括把手及與其相聯(lián)的牙刷頭，該牙刷頭上具有至少一簇牢固固定在或裝在該牙刷頭上的刷絲束，上述刷絲束包括許多細長絲，該絲具有大體均勻的直徑并包含(a)熱塑性絲的基體材料；(b)有效拋光作用量的拋光劑，該拋光劑的粒度在約0.1～10μm之間，上述絲的特征在于直徑范圍在約100～350μm之間；摩擦系數(shù)在約0.01～0.90之間；ISO挺度值為軟到中等；刷絲束的保持力大于3磅，彎曲恢復率在80％～100％之間；斷裂伸長率在約1％～500％；抗拉強度在約5000～200000psi之間；抗拉模量和彎曲模量在約100000～3000000psi之間。
20.如權(quán)利要求19所述的牙刷，其特征在于，上述絲的直徑沿上述絲的長度其變化不超過20％，其特征還在于，上述拋光劑選自下列一組材料塑料顆粒；胡桃殼顆粒；硬木顆粒；玉米芯顆粒；橡膠顆粒；碳酸鈣；文石土；斜方晶土；方解石土；菱晶形土；高嶺土；膨潤土；磷酸二鈣；無水磷酸二鈣；二水合磷酸二鈣；磷酸三鈣；焦磷酸鈣；不溶性偏磷酸鈉；沉淀碳酸鈣；正磷酸鎂；磷酸三鎂；羥磷灰石；合成磷灰石；鋁土；水合鋁土；水合硅干凝膠；金屬硅酸鋁絡合物，硅酸鋁鈉；硅酸鋯；二氧化硅；及它們的混合物。
21.如權(quán)利要求20所述的牙刷，其特征在于，上述絲包含約0.5％～25％(重量)的上述拋光劑，該拋光劑的粒度在約0.1～10之間，其中上述拋光劑選自下列的這組材料高嶺土、鋁土、羥磷灰石、硅石及它們的混合物，而且絲的基體材料選自下列的這組材料聚酰胺、乙烯樹脂、聚酯、含氟聚合物、聚丙烯酸酯、聚砜以及它們的混合物。
22.如權(quán)利要求21所述的牙刷，其特征在于，上述絲還包括分散劑，該分散劑選自下列的這組材料硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、非飽和脂肪酸的二甲基酰胺、脂肪酸、含氟聚合物基分散劑、脂肪、硬脂酸鋁、硅油、二酰胺蠟及它們的混合物，而且上述絲還包括偶聯(lián)劑，該偶聯(lián)劑選自下列的這組材料乙烯基硅烷、氯丙基硅烷、環(huán)氧硅烷、異丁烯酸酯硅烷、伯胺硅烷、二胺硅烷、巰基硅烷、陽離子硅烷、環(huán)脂族環(huán)氧硅烷、鈦酸酯以及它們的混合物。
23.如權(quán)利要求22所述的牙刷，其特征在于，上述芯材料沿整個縱向表面延伸。
24.如權(quán)利要求10所述的牙刷，其特征在于，上述絲的特征是直徑在約150～200μm范圍內(nèi)；摩擦系數(shù)在約0.20～0.80范圍內(nèi)；彎曲恢復率在90％～100％范圍內(nèi)；斷裂伸長率在約1％～200％的范圍內(nèi)；抗拉強度在約5000～100000psi范圍內(nèi)；抗拉和彎曲模量在約100000～1500000psi范圍內(nèi)；
25.一種清潔口腔的方法，包括(A)提供一種牙刷，該牙刷包括把手及與其相連接的牙刷頭，該牙刷頭上具有至少一簇牢固固定在或安裝在該牙刷頭上的刷絲束，上述刷絲束包括許多細長絲，該絲具有大體均勻的直徑，并包括(a)熱塑性絲的基體材料；(b)有效拋光作用量的拋光劑，該拋光劑的粒度在約0.10～10μm范圍內(nèi)；(B)將有效量的無磨料和無拋光劑的牙膏抹在上述刷絲的自由端部上；(C)洗刷上述口腔。
26.如權(quán)利要求25所述的清潔口腔的方法，其特征在于，上述絲的直徑沿上述絲的長度的變化不超過20％，而且上述拋光劑選自一組材料，該組材料包括塑料顆粒；胡桃殼顆粒；硬木顆粒；玉米芯顆粒；橡膠顆粒；碳酸鈣；文石土；斜方晶土；方解石土；菱晶形土；高嶺土；膨潤土；磷酸二鈣；無水磷酸二鈣；二水合磷酸二鈣；磷酸三鈣；焦磷酸鈣；不溶性偏磷酸鈉；沉淀碳酸鈣；正磷酸鎂；磷酸三鎂；羥磷灰石；合成磷灰石；鋁土；水合鋁土；水合硅干凝膠；金屬硅酸鋁絡合物，硅酸鋁鈉；硅酸鋯；二氧化硅；及它們的混合物；
27.如權(quán)利要求26所述的清潔口腔的方法，其特征在于，上述絲包括約0.5～25％(重量)的上述拋光劑，該拋光劑的粒度在約0.1～10μm的范圍內(nèi)，其中上述拋光劑選自一組材料，該組材料包括高嶺土、鋁土、羥磷灰石、硅石以及它們的混合物，而且絲的基體材料選自一組材料，該組材料包括聚酰胺、乙烯樹脂、聚酯、含氟聚合物、聚丙烯酸酯、聚砜以及它們的混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有均勻直徑刷絲的牙刷,該刷絲包括其粒度在約0.01～10μm之間的拋光劑,該牙刷改進了對牙的清洗,不會因主動的磨蝕而產(chǎn)生任何壞的副作用。本發(fā)明的實施例包括一個牙刷,該牙刷包括與牙刷頭相連的把手,該牙刷頭上具有至少一簇牢固固定在或裝在該牙刷頭上的刷絲束,刷絲束包括許多絲,這些絲包括(a)熱塑性絲的基體材料和(b)有效拋光作用量的拋光劑,該拋光劑的粒度在約0.1～10μm之間。如果發(fā)生結(jié)團作用使刷絲中結(jié)團粒子的粒度在所述范圍內(nèi),則也可以用小于0.1μm的顆粒。本發(fā)明的另一實施例包括清潔口腔的方法,該方法包括:(A)提供一個牙刷,該牙刷包括與牙刷頭連接的把手,該牙刷頭上至少具有一簇牢固固定在或裝在該牙刷頭上的刷絲束,刷絲束包括許多絲,該絲包括(a)熱塑性絲的基體材料和(b)有效拋光作用量的拋光劑,拋光劑粒度在約0.1～10μm范圍內(nèi);(B)將有效量的無磨料和無拋光劑的牙膏抹在上述刷絲的自由端部上;(C)刷上述口腔中的牙、牙床等。
文檔編號A61K8/00GK1176581SQ96192249
公開日1998年3月18日 申請日期1996年1月30日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月1日
發(fā)明者托馬斯·克雷格·馬斯特曼, 簡·L·斯潘塞, 唐納·J·比爾斯 申請人:加拿大吉勒特公司