專利名稱：提供增強清潔的帶有刷毛圖案的牙刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種牙刷，更具體地涉及一種具有為了達到更好的清潔，能夠提供與牙齒外形具有增強的順應(yīng)性的集刷毛簇彈性、密度、角度和修整于一體的特定組合的牙刷。
背景技術(shù)：
牙刷的首要目的是通過去除包括彎曲的牙齒外表面以及牙齒之間的鄰間表面(也就是牙齒的外形)的牙齒表面的牙斑和殘留物來清潔牙齒。為了便于這種清潔，通常的牙刷一般包括均一長度的刷毛簇，平直的刷毛修整，每個刷毛的一端被保持并且固定在刷頭上，另一端是用來刷牙的自由端。具有這種通常的平直的刷毛修整的牙刷限制了其適應(yīng)每個牙齒的彎曲表面或者穿進牙齒之間的鄰間區(qū)域的能力。
使用者為了促使具有這種一般的平直修整刷毛的牙刷適應(yīng)彎曲的牙齒并且穿過和達到鄰間牙齒的表面的要求，通過用力的應(yīng)用牙刷使刷毛充分的變形為牙齒的形狀來實現(xiàn)。在牙刷的結(jié)構(gòu)沒有和牙齒以及牙齒之間充分的符合的情況下，這種牙刷的用力的應(yīng)用會有害地導(dǎo)致齒齦的過度磨損和刺激齒齦而不能提供理想的清潔。
美國專利5,742,972公開一種具有修整刷毛的牙刷，其包含在刷頭的尖部區(qū)域，距手柄最遠，一具有鄰接于尖部的最長的刷毛簇的下傾斜的刷毛簇子組。沿著刷頭的根部區(qū)域，最接近手柄的位置，是一串刷毛行，在其中任何橫截面形狀都是中凹的，也就是說，沿著牙刷的每個邊的刷毛簇比那些接近牙刷中心的刷毛簇長。這種簇的組合被設(shè)計成通過較好適應(yīng)對牙齒的牙齒間的彎曲的表面和提供增強的牙齒鄰間的以及牙齦緣的清潔。雖然這種簇的組合能夠比通常使用的具有統(tǒng)一的長度、平直整齊的牙刷提供更好的對牙列外形的順應(yīng)性，但是它沒有能夠提供理想的增強清潔功能所必要的簇和修整(trim)的多樣性。
另一方面，美國專利5,335,389、5,341,537、5,446,940和Des352,396公開了包括與公開的牙刷的表面正交并且成銳角的較長的和較短的刷毛簇和刷毛條的組合的各種各樣的其他的牙刷。如在US5,742,972中一樣，這些牙刷比通常的平直修整的牙刷更適應(yīng)牙齒的彎曲的表面；但是也象在US5,742,972中一樣，他們不具有能夠提供理想的增強清潔功能的刷毛簇和修整的多樣性。
PCT國際公布WO99/23910公開了一種帶有較多的不同的簇(也就是五種不同的刷毛簇)的牙刷，這種牙刷包括截面積大約0.0373平方英寸(0.241cm2)的第一個位于牙刷尖部的放大的簇。這個放大的簇由均勻的、平直修整的、0.440英寸(11.176mm)的長刷毛組成并且濃密地充滿這個放大的簇，這個放大的簇成角度地在前遍布在牙刷的尖部。其他的公開的刷毛簇沿著刷頭大體上排列為三列，每列包含大約10行具有交替長度的簇。沿著頭的每個側(cè)邊的這兩個外側(cè)的列，包含0.350英寸(8.890mm)長，橫截面積為0.0027平方英寸(0.0174cm2)的圓截面的簇；交替著0.440英寸(11.176mm)長，橫截面積為0.0045平方英寸(0.029cm2)的矩形簇。中間的列包含0.440英寸(11.176mm)長，0.0045平方英寸(0.029cm2)橫截面積的矩形簇，其中交替著比較短的0.350英寸(8.890mm)長，0.0084平方英寸(0.0542cm2)橫截面積的矩形簇。如在美國專利5,511,275中公開的刷毛簇的硬度與在刷毛簇中的刷毛的數(shù)量成正比例并且正比于裝填的密度，也就是，支持系數(shù)。在WO99/23910中公開的大的、0.0373(0.241cm2)和0.0084平方英寸(0.0542cm2)、濃密裝填的、均勻平整的刷毛簇顯示出如在美國專利5,511,275中描述的顯著的支撐力和硬度，在沒有使用者有害的、過度用力應(yīng)用的條件下，會降低牙刷的與牙齒的彎曲表面相適應(yīng)的能力。
在本領(lǐng)域中需要具有多樣簇的牙刷，包括彎曲的刷毛修整并且其中刷毛簇更好地與牙齒的曲度相順應(yīng)以在不需要使用者施加有害的過度刷力的條件下提供增強的清潔。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括與細長的手柄連接的細長的頭部的牙刷，其中頭部具有第一和第二組從此延伸的有彈性的刷毛簇，兩組均具有包含至少有一個曲率半徑的修整圖案以提供增強的與牙齒曲度的一致性；第一組位于牙刷頭的尖部的附近，包括稍微朝牙刷的尖部方向傾斜的刷毛簇，并且其中刷毛簇被相對濃密地裝填起來，提供刷毛簇的彈性和外形的特征的組合以便與牙齒的曲度相一致從而提供它的增強的清潔功能。第二組包括大約在第二組外周的朝牙刷的尖部成銳角的第一子組刷毛簇以及朝向牙刷的手柄成銳角的第二子組刷毛簇，其中為了達到能夠在通過有效比率的使用者使用的刷牙方法，即在牙齒正面和朝向舌頭的牙齒表面的來回刷洗期間提供牙齒之間牙間隙的增強的穿透性的組合特性，這兩個刷毛簇的子組進行相對稀疏的裝填。
本發(fā)明的第二個實施例包括第一個實施例的兩組刷毛簇，其中在第二組中，刷毛簇的行是長短交替的，在沒有妨礙相鄰的行緊靠牙齒的正面或者朝向舌的牙齒表面的情況下，允許每個較長的行更深地穿透牙間隙以到達并且清潔其中的牙齒表面，因此增強了牙刷與牙齒的曲度更好地順應(yīng)的能力以增強清潔。
附圖的簡要說明雖然本說明書以具體指出并且明確地要求本發(fā)明的權(quán)利的權(quán)利要求書作結(jié)論，但是相信通過下述的結(jié)合附圖的幾個特定的優(yōu)選實施例的說明能夠更好的理解本發(fā)明，其中相同的數(shù)字標識表示相同的元件，其中

圖1是顯示了本發(fā)明的牙刷刷毛圖案的實施例的透視圖；圖2是圖1的實施例的側(cè)面正視圖，另外一側(cè)面正視圖是圖2的鏡像；圖3是圖1的實施例的側(cè)面正視圖，顯示了第一部分刷毛圖案，僅僅包括如圖3A中顯示的刷毛簇，圖3A是刷頭的頂視圖，其中每個顯示的刷毛簇顯示為圓圈，每個缺少的刷毛簇的位置顯示為十字(+)；圖4是圖1的實施例的側(cè)面正視圖，顯示了第二部分刷毛圖案，僅僅包括在圖4A中顯示的刷毛簇，圖4A是刷頭的頂視圖，其符號與圖3A的相同。
圖5是圖1的實施例的刷頭的頂視圖，每個刷毛簇顯示為圓圈。
圖5A是顯示了圖5中的在示出的方向上橫過橫截面A-A的刷毛簇的橫截面的正面圖。
優(yōu)選實施例的詳細描述現(xiàn)在參考圖1，牙刷10的透視圖顯示了細長的手柄12的部分以及具有沿著頭部表面20延伸的兩組刷毛簇16、18的細長的頭部14，兩個刷毛簇組16、18使本發(fā)明的特征和結(jié)構(gòu)具體化。在兩組16、18中的每一個中的刷毛簇被設(shè)計成是有彈性的，因此很容易使其與牙齒的不均勻的外形相一致。這種有彈性的刷毛簇最好具有大約0.05(1.27mm)至大約0.01英寸(0.254mm)直徑以及與其相應(yīng)的大約0.001平方英寸(0.00645cm2)至大約0.006平方英寸(0.03871cm2)的圓截面。在兩組16、18中的每一組中的刷毛簇一般以基本上橫斷頭部14的縱軸C-C的行排列，并且其中行可以僅僅包括一個刷毛簇。即使沒有完全的顯示出來，讀者可以理解手柄12向更遠處延伸。
在本發(fā)明中的刷毛簇的每組16、18的刷毛修整至少包括一個曲率半徑以更好的適應(yīng)牙列(dentiture)的彎曲外形。最好的是第一組16具有彎曲側(cè)面的刷毛修整，分成具有不同修整曲率半徑的前面部分和后面部分。參見圖2，具有第一曲率半徑R1的前面部分相對于刷子表面20是凸出的，向刷頭14的尖部22彎曲。這個第一曲率半徑R1應(yīng)該從大約4至6mm并且僅僅設(shè)計接近牙刷10的尖部22的刷毛的最初的2或者3行的刷毛修整。優(yōu)選的是后部具有大約10至20mm的第二曲率半徑R2，并且向離開牙刷10的尖部22方向彎曲，相對于刷子的表面20凸起，參見圖2。當使用者經(jīng)常以與牙齒正面成輕微的角度持著牙刷10的時候，這些半徑R1和R2增強刷毛簇的第一組16的洗刷和清潔彎曲的鄰間區(qū)域的能力，尤其是在使用者洗刷后面牙齒時。
如圖5A所示，作為圖5中顯示的第二組18的橫截面，第二組18的優(yōu)選的刷毛修整包含以縱向穿過的溝槽形式的曲率半徑R3。這個溝槽具有從大約0.0787英寸(2mm)至大約0.2362英寸(6mm)的曲率半徑R3并且最好是大約0.1181英寸(3mm)。這個溝槽增強第二組18的在正面和咬合面以及朝向舌的表面和咬合面之間的牙齒的彎曲部分相順應(yīng)的能力；當洗刷后面的牙齒的時候這種順應(yīng)是特別重要的。
參考圖2，本發(fā)明的側(cè)面正視圖，可以看出最接近頭部14的尖部22的在第一組刷毛簇16中的刷毛簇的密度比最接近手柄12的第二組刷毛簇18中的刷毛簇的密度大。在第一組16范圍內(nèi)的相對較大的簇密度促進組的刷洗相對平整的正面、朝向舌的表面以及咬合的牙齒表面的能力以增強清潔。在第一組16范圍內(nèi)，最接近頭部14的邊的外部刷毛簇(在下文中為外圍的簇)之間的間隔最好是從大約0.0787英寸(2mm)至大約0.1181英寸(3mm)之間，相對濃密的間隔仍然有利于上面討論的理想的彈性。其它的在第一刷毛組16范圍內(nèi)的內(nèi)部刷毛簇最好沿著縱軸C-C配置并且位于正中從而位于外圍簇之間的中部。
在本發(fā)明中，在第二組18范圍內(nèi)的較小的刷毛簇密度導(dǎo)致沿著刷頭14，在外圍簇之間的縱向間隙最好是從中心到中心大約從0.1378英寸(3.5mm)至大約0.1575英寸(4.0mm)。在第二組18中橫跨過頭部14的刷毛簇之間的中心到中心的間隙最好是至少大約0.0787英寸(2mm)。在第二組18范圍內(nèi)的內(nèi)部刷毛簇也最好設(shè)置成使它們的中心彼此橫向排列，但是在橫向上與外圍簇的中心至少橫向錯開大約0.00787英寸(0.2mm)，它們自己彼此之間是橫向排列的。在第二組范圍內(nèi)的較低的簇密度與刷毛簇的自然彈性和橫過刷頭14的刷毛簇的輕微搖擺相結(jié)合促進刷毛簇穿入鄰間區(qū)域。進一步的，在第二組18范圍內(nèi)的這種特征的合并在沒有相互干擾的條件下，增強了簇彎曲的自由度，因此他們展示了較大的移動和張開性，以輕輕拂去或者其他方法移去陷入鄰間區(qū)域中的食物微粒。
參考圖3和圖4，圖1的實施例的側(cè)面正視圖，顯示了分別在表示刷頭的頂視圖的圖3A和4A中顯示的僅僅包含刷毛簇的部分刷毛圖案；其中在圖3A和4A中存在的刷毛簇顯示為圓圈并且每個缺少的/沒有顯示的刷毛簇顯示為十字(+)。如在圖3中所示，在第一組范圍內(nèi)的刷毛簇最好是朝牙刷10的尖部22的方向成角度α彎曲。這個角度α與刷子表面20的垂線成大約3至7度，最好與垂線的角度是大約5度。當使用者經(jīng)常以與正面的齒面成輕微的銳角握住牙刷10的時候，這個角度允許第一組16的刷毛簇在刷牙期間牙刷進入或者移出口腔時比較垂直地放到正面的齒面上。
繼續(xù)參考附圖3和4，并且觀察第二組18，其中外圍刷毛簇朝著牙刷10的尖部22的方向成角度β的銳角，并且內(nèi)部的刷毛簇朝著牙刷10的手柄12的方向成角度φ的銳角。最好這些刷毛簇在它們各自的方向上與刷子表面20的垂線所成的角度β或者φ具有大約8至大約15度的角度。這些角度允許刷毛簇在刷牙期間牙刷進入或者移出口腔時候更好地穿過牙齒鄰間區(qū)域。
本發(fā)明的另外一個實施例是第二組中的有角度的刷毛簇的行是長短交錯的，也就是相應(yīng)于牙刷10的表面20是有高有低的。優(yōu)選的是成角度的刷毛簇的較長的行至少是0.0394英寸(1mm)并且更優(yōu)選的是在長度上比有角度的刷毛簇的較短的行長大約0.0591英寸(1.5mm)至大約0.0787英寸(2mm)；因此例如，在較短行范圍內(nèi)的刷毛簇的長度可以是0.3937英寸(1cm)，并且在較長行范圍內(nèi)的刷毛簇的長度可以是0.4724英寸(1.2cm)。在第二組范圍內(nèi)的刷毛簇的交替圖案允許較長的行更深地穿入間隙空間以達到清潔的目的，而相鄰的較短的行不會緊靠不同牙齒表面來約束這種穿入。
任何通用的彈性的刷毛材料可以在本發(fā)明中利用。尼龍和聚酯是優(yōu)選的刷毛材料，其中尼龍是最優(yōu)選的。一種優(yōu)選的尼龍品牌，6，12尼龍可從E.I.DuPont de Nemours和Delaware的Wilmington公司獲得，商品名稱為TYNEX。
除了具有彈性之外，最好本發(fā)明的刷毛柔軟得足以清潔牙齦緣并且移除碎屑和牙斑而不會引起刺激和流血。最好刷毛具有圓形的末端并且具有在大約0.003英寸(0.0762mm)和大約0.012英寸(0.3048mm)之間的直徑，最優(yōu)選的是具有在0.005英寸(0.127mm)和0.008英寸(0.2032mm)之間的直徑。
在簇中的刷毛可以利用典型的裝釘技術(shù)或者利用例如在美國專利4,635,313、4,637,660、4,954,305、5,045,267、5,390,984、5,533,791、5,609,890和5,823,633中公開的更新型的非裝釘技術(shù)植入到牙刷表面20中。這些非裝釘技術(shù)涉及到通過加熱刷毛簇和刷頭14將刷毛簇熔入刷頭14中，從而使它們集合在一起；或者刷毛簇的末端在牙刷材料導(dǎo)入之前被預(yù)先放置到注塑模中，然后牙刷材料注入到刷毛簇的末端周圍，將刷毛簇固定在牙刷頭部14中的指定位置。
權(quán)利要求
1.一種增強清潔的牙刷，包括(a)一細長的手柄(12)；(b)一與手柄(12)相連接并且從手柄延伸的細長的頭部(14)，頭部(14)在距離手柄(12)的遠端尖部(22)結(jié)束，(c)該細長的頭部(14)在其一側(cè)具有表面(20)和穿過它的縱軸；(d)多個有彈性的刷毛簇從表面(20)延伸出來；(e)刷毛簇被組合成較濃密填塞的位于接近尖部(22)的刷毛簇的第一組(16)和較稀疏填塞的與第一組(16)鄰接的第二組(18)并且均勻延伸通過表面(20)至手柄(12)；(f)第一和第二刷毛簇組(16，18)中均具有至少一個曲率半徑的修整圖案；(g)在第一組(16)范圍內(nèi)的刷毛簇朝尖部(22)的方向相對于表面(20)成銳角(α)；并且(h)第二刷毛組(18)具有第一和第二刷毛簇子組，第一子組包括與細長的頭部(14)的每邊鄰接的外圍刷毛簇并且刷毛簇的行最接近手柄(12)，刷毛簇的第一子組朝尖部(22)的方向相對于表面(20)成銳角(β)，包括在第二組(18)中的刷毛簇的第二刷毛簇子組朝手柄(12)的方向相對于表面(20)成銳角(Φ)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的牙刷，其特征在于，刷毛簇的橫截面是圓形的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的牙刷，其特征在于，有彈性的刷毛簇的橫截面積是大約0.001平方英寸(0.00645cm2)至大約0.006平方英寸(0.0387cm2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的牙刷，其特征在于，第一組(16)被劃分成兩部分，前面的部分鄰接于刷頭的尖部(20)，并且后面的部分鄰接于手柄(12)，前面的部分具有第一曲率半徑(R1)的彎曲的側(cè)面修整外形，并且后面部分具有第二曲率半徑(R2)的彎曲的側(cè)面修整外形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的牙刷，其特征在于，第一曲率半徑(R1)是大約0.1575英寸(4mm)至大約0.2362英寸(6mm)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的牙刷，其特征在于，第二曲率半徑(R2)是大約0.3937英寸(10mm)至大約0.7874英寸(20mm)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的牙刷，其特征在于，第二組(18)具有包含朝向牙刷(10)的縱軸的溝槽的具有曲率半徑(R3)的刷毛修整。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的牙刷，其特征在于，溝槽的曲率半徑(R3)是大約0.0787英寸(2mm)至大約0.2362英寸(6mm)。
9.權(quán)利要求1的牙刷，其特征在于，較濃密填塞的第一組(16)的外圍刷毛簇縱向上中心到中心的間隔是大約0.0787英寸(2mm)至大約0.1181英寸(3mm)。
10.權(quán)利要求1的牙刷，其特征在于，較稀疏填塞的第二組(18)的外圍刷毛簇縱向上中心到中心的間隔是大約0.1378英寸(3.5mm)至大約0.1575英寸(4.0mm)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的牙刷，其特征在于，在第一組(16)范圍內(nèi)的刷毛簇朝牙刷(10)的尖部(22)的方向與垂線所成的角度(α)是大約3至大約7度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的牙刷，其特征在于，外圍刷毛簇朝牙刷(10)的尖部(22)方向與垂線所成的角度(β)是大約8至大約15度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的牙刷，其特征在于，內(nèi)部刷毛簇朝牙刷(10)的手柄(12)方向與垂線所成的角度(Φ)是大約8至大約15度。
14.一種增強清潔的牙刷，包括(a)一細長的手柄(12)；(b)一與手柄(12)相連接并且從手柄延伸的延長的頭部(14)，頭部(14)在距離手柄(12)的遠端尖部(22)結(jié)束，(c)該細長的頭部(14)在其一側(cè)具有表面(20)和穿過它的縱軸；(d)多個有彈性的刷毛簇從表面(20)延伸出來；(e)刷毛簇被組合成較濃密填塞的位于接近尖部(22)的刷毛簇的第一組(16)和較稀疏填塞的與第一組(16)鄰接的第二組(18)，并且均勻延伸通過表面(20)至手柄(12)；(f)第一和第二刷毛簇組(16，18)中的每一個具有至少一個曲率半徑的修整圖案；(g)在第一組(16)范圍內(nèi)的刷毛簇朝尖部(22)的方向相對于表面(20)成銳角(α)；(h)第二刷毛組(18)具有第一和第二刷毛簇子組，第一子組包括與細長的頭部(14)的每邊鄰接的外圍刷毛簇并且刷毛簇的行最接近手柄(12)，刷毛簇的第一子組朝尖部(22)的方向相對于表面(20)成銳角(β)，包括在第二組(18)中的刷毛簇的第二刷毛簇子組朝手柄(12)的方向相對于表面(20)成銳角(Φ)；以及(i)在第二組中的刷毛簇的行是高低交錯的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的牙刷，其特征在于，刷毛簇的橫截面是圓形的。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的牙刷，其特征在于，有彈性的刷毛簇的橫截面積是大約0.001平方英寸(0.00645cm2)至大約0.006平方英寸(0.0387cm2)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的牙刷，其特征在于，第一組(16)被劃分成兩部分，前面的部分鄰接于刷頭的尖部(20)并且后面的部分鄰接于手柄(12)，前面的部分具有第一曲率半徑(R1)的彎曲的側(cè)面修整外形，并且后面部分具有第二曲率半徑(R2)的彎曲的側(cè)面修整外形。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的牙刷，其特征在于，第一曲率半徑(R1)是大約0.1575英寸(4mm)至大約0.2362英寸(6mm)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的牙刷，其特征在于，第二曲率半徑(R2)是大約10至大約20mm。
20.根據(jù)權(quán)利要求14的牙刷，其特征在于，第二組(18)具有包含朝向牙刷(10)的縱軸的溝槽的具有曲率半徑(R3)的刷毛修整。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的牙刷，其特征在于，溝槽的曲率半徑(R3)是大約0.0787英寸(2mm)至大約0.2362英寸(6mm)。
22.權(quán)利要求14的牙刷，其特征在于，較濃密填塞的第一組(16)的外圍刷毛簇縱向上中心到中心的間隔是大約0.0787英寸(2mm)至大約0.1181英寸(3mm)。
23.權(quán)利要求14的牙刷，其特征在于，較稀疏填塞的第二組(18)的外圍刷毛簇縱向上中心到中心的間隔是大約0.1378英寸(3.5mm)至大約0.1575英寸(4.0mm)。
24.根據(jù)權(quán)利要求14的牙刷，其特征在于，在第一組(16)范圍內(nèi)的刷毛簇朝牙刷(10)的尖部(22)的方向與垂線所成的角度(α)是大約3至大約7度。
25.根據(jù)權(quán)利要求14的牙刷，其特征在于，外圍刷毛簇朝牙刷(10)的尖部(22)方向的角度(β)是大約8至大約15度。
26.根據(jù)權(quán)利要求14的牙刷，其特征在于，內(nèi)部刷毛簇朝牙刷(10)的手柄(12)方向的角度(Φ)是大約8至大約15度。
27.根據(jù)權(quán)利要求14的牙刷，其特征在于，在第二組范圍內(nèi)的較短行中的刷毛簇的長度是0.3937英寸(1cm)，并且在第二組范圍內(nèi)的較長的行中的刷毛簇的長度是0.4724英寸(1.2cm)。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的實踐，一種牙刷，具有兩種獨特的有彈性的刷毛組，這兩個刷毛組為與牙刷的尖部鄰接的較稠密填塞的第一刷毛簇組和距離尖部較遠的較稀疏填塞的第二刷毛簇組。每個組包含至少一個曲率半徑，并且第二組包含兩個刷毛簇子組，刷毛簇的第一個子組朝牙刷的尖部的方向成一角度并且另外一個向反方向成一角度，這些特征的組合提供增強的與牙齒的曲度的順應(yīng)性并且增強了其清潔能力。
文檔編號A46B9/04GK1547441SQ02816657
公開日2004年11月17日 申請日期2002年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月2日
發(fā)明者G·赫勒魯?shù)? G 赫勒魯?shù)? N·T·維斯泰姆, 維斯泰姆, S·坎文維克庫爾, 奈 絲舛, T·E·明特爾, 明特爾 申請人:高露潔-棕欖公司, 喬丹