CN102328382B - 制造一次性牙线夹持器的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于形成一次性牙线夹持器的模具，所述一次性牙线夹持器包含具有施加到其上的蜡组合物的一定长度的牙线，所述模具包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有设置在其中的第一腔室，所述第一腔室由底部基座表面和周边侧壁限定，并包括基座部分、第一和第二分离部分，所述第一和第二分离部分具有近端和远端节段并从所述基座部分延伸出来；所述第二部分具有设置在其中的第二腔室以及凹槽，所述第二腔室由底部基座表面和周边侧壁限定，并包括基座部分、第一和第二分离部分，所述第一和第二分离部分具有近端和远端节段并从所述基座部分延伸出来，并且终止于所述远端节段；所述凹槽的长宽比为约10∶1或更大，并具有第一和第二端节段和中间节段，所述凹槽延伸第二部分的整个长度，其中所述凹槽的第一和第二端节段横向，并分别与所述第二腔室的所述第一和第二分离部分的远端节段一致。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造一次性牙线夹持器的设备，所述牙线夹持器包含蜡涂覆的牙线。
背景技术
公知和市售的有多种一次性牙线洁齿装置。这种装置通常具有牙线夹持器，其包括从基座向上或向外延伸的两个分离的臂，以形成基本U形构型，牙线的每一端附着到所述臂之一并跨越所述分离的臂之间的距离。所述装置还包括与所述牙线夹持器相连的手柄部分。
在一些装置中，牙线夹持器本身可从所述手柄部分拆卸，因此是可更换的。这种装置通常包括具有头部的手柄，所述头部被设计为容纳和保持所述牙线夹持器。在使用时，牙线夹持器附着到所述手柄的头部并且所述牙线***牙齿之间。在利用牙线洁齿之后，牙线夹持器从所述手柄的头部拆卸并用新的牙线夹持器更换。这种装置示于，例如，美国专利No.5,483,982、No.7,059,334、No.7,174,904和No.7,325,554中，每个申请的内容通过引用被全文包含于此。注意到，在这些专利中例举出的装置和根据这些专利的公开制作的商业产品不使用蜡涂布的纱线。在其它装置中，牙线夹持器与所述手柄部分一体形成以形成一体化装置，从而整个装置可在完成牙线洁齿之后丢弃。
在制造这种装置并将所述牙线附着到牙线夹持器的臂上的一种方法中，牙线夹持器(不论其可从所述手柄拆卸还是与所述手柄一体形成)通常由在未涂布的牙线周围的塑料模制，以提供基本U形的牙线夹持器，牙线附着到所述夹持器的分离的臂并在所述分离的臂之间延伸。应注意到，夹持器可与手柄部分一体地模制以形成一体化装置，或者可与装置模制以将可拆卸的牙线夹持器连接到被构造为容纳可拆卸的牙线夹持器的手柄的头部。
牙线通常能够在多颗牙齿之间穿过，并且在牙线***牙齿之间以及在牙线洁齿过程的上下运动时不显著发生磨损或断裂。因此，一些纱线由极其强韧的材料(例如，超高分子量聚乙烯(UHMWPE))制成。此外，也可使用高度扭转的复丝纱线(即，每英寸多于两扭)，以在牙线洁齿的过程中将相邻的纤维或长丝紧密地结合在一起。每英寸3或4扭是常见的。在传统分配器中售卖的传统牙线的制造商发现消费者倾向于在牙齿之间更容易地滑动并且对齿龈更温和的更柔软的牙线。为此，制造商减少或消除这种复丝纱线的扭数。但是，这通常导致磨损或断裂增加。为了保持较少的磨损或断裂，制造商用软聚合物(例如微晶蜡或蜂蜡)绝缘浸渍纤维之间的空间。
虽然被涂布的复丝纱线适于当从传统牙线分配器(其中牙线绕在线轴上)中分配出时使用，但是蜡涂布的复丝纱线在上述商业一次性牙线装置中的使用不是公知的。一部分原因是因为这种装置的制造商利用蜡涂布的复丝纱线有困难。
概括地说，需要一种一次性牙线洁齿装置，其实用更容易地在牙齿之间滑动并且对齿龈更温和的牙线，同时保持强度以减少磨损和断裂，以及需要制造这种一次性装置的方法和设备。如下所述，现在已经发现怎样提供使用蜡涂布的牙线的一次性牙线洁齿装置。
发明内容
本发明涉及一种用于形成一次性牙线夹持器的模具，所述一次性牙线夹持器包含具有施加到其上的蜡组合物的一定长度的牙线，所述模具包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有设置在其中的第一腔室，所述第一腔室由底部基座表面和周边侧壁限定，并包括基座部分、第一和第二分离部分，所述第一和第二分离部分具有近端和远端节段并从所述基座部分延伸出来；所述第二部分具有设置在其中的第二腔室以及凹槽，所述第二腔室由底部基座表面和周边侧壁限定，并包括基座部分、第一和第二分离部分，所述第一和第二分离部分具有近端和远端节段并从所述基座部分延伸出来，并且终止于所述远端节段；所述凹槽的长宽比为约10∶1或更大，并具有第一和第二端节段和中间节段，所述凹槽延伸第二部分的整个长度，其中所述凹槽的第一和第二端节段横向，并分别与所述第二腔室的所述第一和第二分离部分的远端节段一致。
附图说明
图1是用于制备传统一次性牙线夹持器的传统模具的透视图。
图1a是图1中描绘的凹槽的剖视图。
图1b是图1中描绘的第二模具部分中的侧面腔室的远端截面的俯视平面图，第一部分的突起以虚线显示在当第一和第二模具部分结合在一起时它们应该在的位置。
图2为根据本发明的模具的透视图。
图2a是图2中描绘的凹槽的剖视图。
图2b是图2中描绘的第二模具部分中的侧面腔室的远端截面的俯视平面图，第一部分的突起以虚线显示在当第一和第二模具部分结合在一起时它们应该在的位置。
具体实施方式
使用传统模具制造使用不包括蜡涂层的牙线的传统一次性牙线夹持器，发现了问题，并且防止使用这种模具来制造使用蜡涂布的牙线的牙线夹持器。据发现，来自涂布的牙线的蜡在传统模具的凹槽中积聚，其中在模制牙线周围的牙线夹持器时所述一定长度的牙线保持在两个模具半部之间。凹槽中的积聚程度不仅取决于牙线上的蜡的量，还取决于与模具表面实际接触的蜡的量。据发现，随着凹槽被牙线上的残余的蜡填充，牙线在模具的凹槽中布置的空间越来越少，使得牙线夹持器可在牙线周围模制。最终，蜡沉积在传统模具的凹槽中达到过量水平，这导致牙线断裂，从而导致模制操作终止。根据传统打蜡的牙线上施用的蜡的水平，发现使用传统模具产生的积聚和断裂通常在约5至10次模制循环之后发生，因此使得利用传统模具商业制造这种牙线夹持器的成本非常高昂。
除了蜡积聚导致的牙线断裂，还存在其它限制利用蜡涂布的纱线的一次性牙线洁齿装置的商业可行性的因素。一个问题是在***模制操作过程中遇到的熔化问题。通常，传统的一次性牙线洁齿头或牙线夹持器由熔融温度为160℃左右的聚丙烯制成。牙线夹持器绕其模制的牙线由熔融温度为125℃左右的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)制成。180℃至190℃的挤出圆筒温度是代表性的，并且高达325℃的***喷嘴温度用于将用于形成牙线夹持器的树脂注射到模具中。这意味着热熔融树脂被注射到模具中并接触具有低得多的熔融温度的牙线。这样，热可被转移到牙线上，其程度足以熔化牙线。
就不含有蜡涂层的高度扭转的UHMWPE牙线而言，由于牙线的扭转和紧密度，用于形成牙线夹持器的熔融树脂不会渗透牙线，因此不足量的热被传递用以熔化牙线。然而，就蜡涂布的UHMWPE牙线而言，据信蜡用作熔融树脂和UHMWPE之间的热传递剂，并且在树脂接触牙线的位置可发生牙线的部分或完全熔化。
本发明提供针对这些与传统模具和方法相关的显著问题的解决方案，当尝试制作利用具有施加到其上的蜡涂层组合物的牙线的一次性牙线夹持器时使用该方案。用于形成含有一定长度的具有施加到其上的蜡组合物的牙线的一次性牙线夹持器的根据本发明的模具解决了与由蜡组合物和/或在模具的牙线凹槽中的过量的蜡积聚导致的热传递相关的问题，如本文所用，牙线包括各种形式的牙线，包括复丝纱线(无论扭转还是非扭转)、单丝洁牙带(例如，皮芯洁牙带)以及通过弹性体材料的挤出形成的单丝弹性洁牙带。
根据本发明的模具可由硬化的工具钢制成，但是也可使用铝。所述模具包括第一部分和第二部分，其还可被认为是顶部和底部，在本发明的牙线夹持器的形成过程中它们结合在一起。第一部分包括由底部基座表面和周围壁限定的第一腔室。所述第一腔室包括基座部分和第一和第二分离部分，所述第一和第二分离部分具有从基座部分延伸出的近端和远端节段。每个分离部分在其远端节段终止。例如，第一腔室可通常为V形或U形。基座部分可基本水平并包括中间节段以及第一和第二端节段，如本文以下所示。在某些实施例中，第一和第二分离部分基本侧向并被设置为基本横向于基本水平的基座部分。在该实施例中，侧向分离部分分别从基座部分的所述第一和第二端节段延伸以形成基本U形的腔室。
第二部分包括设置在其中的第二腔室，其形状和尺寸基本对应于第一部分中的第一腔室。第二部分中的第二腔室由底部基座表面和周边侧壁限定。所述第二腔室包括基座部分和第一和第二分离部分，所述第一和第二分离部分具有从基座部分延伸出的近端和远端节段。每个分离部分在其远端节段终止。在某些实施例中，第一和第二分离部分基本侧向并被设置为基本横向于基本水平的基座部分。在该实施例中，侧向分离部分分别从基座部分的所述第一和第二端节段延伸以形成基本U形的腔室。
用于形成本发明的牙线夹持器的模具利用这样的凹槽，所述凹槽被特别地设计为防止蜡涂层在所述凹槽中积聚，因此最小化或减轻与蜡积聚相关的问题。所述凹槽包括第一和第二端节段和中间节段。所述凹槽可布置在第一或第二部分中，但是如图所示和如本文所讨论，其设置在第二部分或底部部分中。所述凹槽延伸第二模具部分的整个长度，所述凹槽的第一和第二端节段分别横越或跨越第一和第二分离部分的远端节段，或与所述远端节段一致。
根据本发明的模具中的牙线凹槽的长宽比(宽度∶深度)为约10∶1或更大，或在约10∶1至约100∶1之间，或在约25∶1至约75∶1之间，或为约50∶1。凹槽的中间节段可比各端节段更宽和/或更深，以在本发明的牙线夹持器的模制过程中减少与一定长度的蜡涂布的牙线的接触。例如，所述中间节段可比端节段深约2倍至约10倍和/或宽约1.2倍至约1.5倍。针对通常400旦尼尔纱线的凹槽可为约0.010英寸半径的凹槽切口，其深约0.02英寸，宽约0.020英寸。用于形成利用未涂布的牙线的传统一次性牙线洁齿装置的传统模具利用这样的凹槽，其具有约1∶1和约4∶1之间的长宽比(宽度∶高度)。凹槽的横截面构型可从半圆形变为几乎V形，从而容易地捕获和压缩所述模具半部之间的牙线长度。传统凹槽还可具有中间节段和端节段，其中中间节段可宽于端节段。凹槽的横截面积本质上与牙线的横截面积相等。
虽然传统模具的凹槽的长宽比和横截面构型与根据本发明的模具的凹槽的长宽比和横截面构型大不相同，但是所述凹槽的总体积大致相等。与传统模具中的凹槽的横截面构型相比，在根据本发明的模具中使用的凹槽的横截面构型为基本矩形并且具有基本平坦的底表面。这防止或最小化凹槽中的蜡的积聚，同时为在模具的凹槽中放置一定长度的牙线提供更大的公差，从而允许牙线在凹槽中一定程度的侧向错位。这样，与涉及牙线的断裂和错位的传统模具相关的问题协同改进。
在蜡组合物可用作热传递剂的实施例中，模具还可包括设置在凹槽的第一和第二端节段的每个附近的一个或多个散热器，所述第一和第二端节段的每个与第一和第二侧向分离部分的远端节段一致。如本文所用，“散热器”意指利用热接触(所述热接触可以是直接接触或辐射)从另一物体(例如，一定长度的涂布的牙线)吸收和驱散热的物体。如本文所用，“第一和第二端节段的每个的附近”意指散热器设置为与凹槽的端节段接触或间隔与凹槽的端节段足够近的距离，使得其有效地将热从所述一定长度的牙线传递至散热器，从而减少由于牙线周围的牙线夹持器的模制过程中由于熔化而导致的牙线断裂。在牙线夹持器的模制过程中，散热器邻近在腔室的分隔部分的远端部分中设置的一定长度的牙线的末端端部设置。由于凹槽，散热器与所述一定长度的牙线接触或者与所述一定长度的牙线相隔足够近的距离，使得其有效地将热从所述一定长度的牙线传递走。散热器可保护所述牙线的一侧或两侧以防其受到用于形成牙线夹持器的熔融树脂的侵害，以及引导牙线周围的树脂的流动。
根据本发明的散热器的一个实施例在图2中示出。如图所示，在第一部分的第一腔室中设置突起。在一方面，所述突起用于形成最终牙线夹持器中的腔室，以保持(例如)风味剂组合物。此外，所述突起布置在第一部分的第一腔室中，使得其当模具的两个部分结合在一起时邻近第二部分中的凹槽的端节段。结果，散热器在压线夹持器的模制过程中邻近所述一定长度的涂布的牙线并用作散热器。虽然图1中所示的传统模具还包括设置在第一腔室中的突起(用以形成牙线夹持器中的腔室，以保持(例如)风味剂组合物)，但是所述突起不邻近所述凹槽。结果，保持在所述传统模具中的所述一定长度的牙线在模制过程中不邻近所述突起，并且所述突起不用作散热器。在需要散热器的本发明的实施例中，模具中突起和凹槽的相对位置是严格的，以确保突起在牙线夹持器的形成过程中将用作散热器。虽然图2显示了突起位于其将被用作散热器的位置，但是在本发明的那些实施例中，不需要散热器，所述突起不需要与凹槽的端节段邻近。
作为另外一种选择，在模具中，可将压力释放销用作散热器。在这种情况下，所述销邻近所述凹槽的端节段，并接触或保护蜡涂布的牙线的一侧，直至在模具中达到最终压力为止，此时所述压力迫使所述销退入模具的主体中，从而封闭所述腔室区域。与模具本身一样，散热器可由硬化工具钢制成，但是也可使用铝。
利用根据本发明的模具制造的牙线夹持器可与手柄一体制成，例如一体化一次性可抛弃型牙线洁齿装置，其可在使用后抛弃。作为另外一种选择，根据本发明制造的牙线夹持器可与固定设施形成在一起，以允许牙线夹持器是刚性的，但是其可移动地附着到分离的手柄上。牙线夹持器本身可以是可抛弃的，而手柄是可重复使用的。
在一个实施例中，所述牙线夹持器为基本U形，并包括基本水平的基座部分，其具有中间节段和第二和第二端节段。第一和第二基本侧向的分离臂与基座部分一体形成并基本横向于所述基座部分。侧向臂各自具有分别与基座部分的第一和第二端节段一体化的近端端部。各侧向臂在它们的远端节段终止。所述臂分别从基座部分的第一和第二端节段延伸，因此形成基本U形的构型。蜡组合物涂布至其的一定长度的牙线在分离的臂之间延伸，并且在牙线的每一端刚性地附着到每个分离的臂的远端节段。通过使用形成在各个臂的外侧上的结(通过将牙线加热到熔点以上形成)，牙线可锚固在分离的臂上，因此形成各个分离的臂外侧表面上的熔融的牙线珠。夹持器可由聚合物制成，所述聚合物例如聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯或其它类似的模制材料。
在侧向分离臂之间延伸的所述一定长度的牙线可以由复丝纱线或单丝牙线或带制成。因为需要穿越多颗牙齿之间，所以牙线需要非常耐磨。为此，复丝纱线的优选材料是超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，其具有约400旦尼尔且大约1dpf的原丝尺寸。大于1dpf的原丝也将是可用的，但是更粗糙的原丝导致增大的牙齿之间的***力，因而是不期望的。低于1dpf原丝的原丝将也是可用的，但是目前没有制造商制造这种原丝。例如DSM(DSMDyneemaB.V.，Urmond，theNetherlands)的公司以商品名DYNEEMA供应这种性质的纱线，并将其指定为SK65。可使用其它材料，但是高强度和细原丝的UHMWPE使其成为最理想的材料。
公知一次性牙线洁齿装置上使用的未涂布的复丝纱线上高度扭转的，例如，每英寸多于两扭，以在牙线洁齿过程中将纤维紧密地保持在一起，因此防止磨损。每英寸3或4扭是常见的。在本发明中，可使用高度扭转或低扭转的纱线。本文限定的低扭转纱线每英寸纱线扭转少于2次，并且理想的是每英寸扭转约1.5次。这提供了软触感、抗磨损和***力之间的良好平衡。在当前发明中也可使用具有气流喷射节点的无扭转纱线。
除了复丝纱线之外，利用根据本发明的模具制造的牙线可由单丝洁牙带制成，例如US2009/0120454A1中公开的，其内容通过引用全文被包含于此。这种单丝洁牙带包括具有大于约5∶1的长宽比的芯主体、第一清洁表面和与该第一清洁表面相对的第二清洁表面，其中第一和第二清洁表面中的至少一个包括沿其长度设置的多条肋，并且其中洁牙带宽度与洁牙带厚度的比例从约3∶1至约25∶1。
可以用来形成这种洁牙带的弹性材料包括(但不限于)以商品名PEBAX(AtoChimie，Hauts-de-SeineFrance)市售的聚酰胺-聚醚嵌段共聚物，例如PEBAX7033、5533MX1205、4033、3533和2533；以商品名PEBAX(E.I.duPontdeNemours&Co.，Wilmington，Del.)市售的聚酯-聚醚嵌段共聚物和聚酯-聚酯嵌段共聚物，例如HYTREL7246、5556和4056；以商品名TECOFLEX(LubrizolAdvancedMaterials，Inc.，ClevelandOhio)市售的脂族热塑性聚氨酯弹性体；以商品名PELLETHANE(DowChemicalCo.，Midland，Mich.)市售的芳族热塑性聚氨酯弹性体；以及以商品名MULTI-FLEX(DowChemicalCo.，Midland，Mich.)市售的热塑性聚烯烃弹性体。非弹性材料(洁牙带可以由其制造)包括尼龙或聚四氟乙烯(PTFE)。
在本发明的一次性牙线夹持器中使用的一定长度的牙线具有施加到其上的蜡组合物，以在牙齿之间更容易地滑动，并对齿龈更温和。除更好地在牙齿之间滑动之外，蜡组合物还用于将低扭转纱线的原丝粘合在一起，从而防止磨损。基于所述一定长度的牙线的重量，牙线可含有约10％或更多(例如，约25％或更多)的施加至其的蜡组合物。在某些实施例中，基于所述一定长度的牙线的重量，所述一定长度的牙线可含有约25％至约50％的施加至其的蜡组合物。
牙线上的涂层包括蜡并可包括更多的添加剂。蜡组合物的添加剂用于防止涂层转移到模具上，并且为了更好地将蜡组合物粘合到包括模制的头部(即，牙线夹持器)的塑料上。可用于用于牙线的蜡组合物中的示例性蜡为PetroleumSpecialtiesGroupofWitcoCorp.(NewYork，NY)制造的MultiwaxW-445，但是熔点为从约76℃至约85℃并且硬度为约14至约25dm的其他等级的微晶蜡(MCW)也满足需要。除此之外或作为另外一种选择，可使用蜂蜡，例如StrahlandPitsch白蜂蜡NF-SP422及类似蜡。在一些实施例中，蜡组合物包括基于蜡组合物的总重量的约10重量％至约95重量％的微晶蜡。蜡组合物的添加剂包括使蜡更不粘稠和/或增加头部中的牙线粘附力的物质，同时一点儿也不减少所述纤维束的柔韧性。这允许牙线在牙线洁齿过程中在从所述束中最少单根纤维分离的情况下自由地运动。一种这类添加剂是乙烯-醋酸乙烯共聚物，例如Honeywell(HoneywellInternational，Morristown，NJ)制造的A-C400等级。也可使用其它添加剂，例如得自Honeywell的聚乙烯均聚物，例如，A-C617。可用作添加剂的聚合物将展现出与蜡相容的组合，合适的熔融温度、低粘度和合适的硬度。熔融温度在约80℃和120℃之间、粘度低于600cps并且硬度(ASTMD-5)在约1和约9之间的聚合物看起来是有利的。
虽然牙线洁齿装置可在没有任何添加剂的情况下成功地制造，期望的是利用添加剂增加牙线夹持器中的牙线的粘附力。例如，基于组合物的总重量，蜡组合物可包括约5重量％至约40重量％的添加剂，或约20重量％的添加剂。虽然其它范围也可以，但是约20％的量提供牙线夹持器中的柔韧性、柔软性、可滑动性、粘附力之间的平衡以及模制操作中最小的蜡积聚。
在制造根据本发明的一次性牙线夹持器(其包括具有施加到其上的蜡组合物的一定长度的牙线)的处理中，提供具有施加到其上的蜡组合物的一定长度的牙线。未涂布的纱线或洁牙带(复丝或单丝)以通常重大约1至5公斤的卷筒供应。复丝纱线可具有扭转、无扭转或气流喷射，各自利用公知的商业技术。
保持未涂布的牙线的供应卷筒经过标准牙线涂布设备，此时施加蜡涂层，并且涂布的牙线退绕到供应卷筒上，以进一步加工。本领域技术人员将认识到，可采用传统上用于制备传统蜡涂层牙线的任何蜡涂布处理和涂布设备。蜡涂层组合物的温度和在涂布处理中使用的应用模具取决于被施加的涂层。通常，针对微晶蜡涂层，就复丝纱线的情况而言，期望施加显著高于蜡的熔点的温度的涂层，以实现蜡在傻笑的内部先问中的良好渗透。对于WitcoW-445，温度通常为90℃至95℃。对于约80％微晶蜡和约20％EVA的混合物，该温度通常为约95℃至115℃。将蜡分布到复丝纱线束的内部提供内部纤维的增大的粘结力，还最小化牙线的表面上的蜡，这可有助于用于形成牙线夹持器的模具的凹槽中的蜡积聚，因此有助于***模制过程中牙线的断裂。
保持蜡涂布的牙线的供应卷筒随后被提供至嵌件成型机械，所述机械包括模具，所述模具在模具的一半中具有用于容纳熔融的塑料材料的腔室和用于容纳一定长度的蜡涂布的牙线的凹槽。模具中的凹槽的长宽比为约10∶1或更大。牙线被拉动胫骨两个打开的模具半部，并布置于所述模具凹槽中，使得所述一定长度的牙线的末端端部跨越含有凹槽的模具半部中的腔室的各个远端节段。模具选择性地可包括邻近所述凹槽和所述一定长度的蜡涂布的牙线一个或多个散热器。所述模具半部随后结合在一起，并且熔融的塑料随后经注射喷嘴注射到模具的腔室中，因而在牙线的末端端部周围形成牙线洁齿头部，或牙线夹持器。
进入模具的树脂的温度影响所述头部中的牙线的保持力。树脂的最佳温度是不发生牙线的熔化的温度。高于最佳温度的温度导致更低的保持力，这是由于在模制过程中在所述头部中牙线的一部分熔化，从而降低了保持力。进入模具的树脂的温度被挤出圆筒中的四个可控温度点、喷嘴温度和热歧管温度影响。这些温度被选择为使得将牙线从抛光的牙线夹持器的端部拉出所需的力为约四磅或更大，例如约5磅或更大。如果树脂的温度太高，则从牙线夹持器的各侧向部分拉出蜡涂布的牙线所需的力将不足够大。选定的实际温度将取决于如下因素，例如，特定牙线、施加到牙线的蜡涂层的浓度、蜡涂层的组合物以及是否存在位于模具的凹槽和模具中一定长度的牙线附近的散热器。在某些实施例中，注射喷嘴的温度将为约300℃或更低，或约275℃或更低，或从约210℃至约290℃，或从约220℃至约270℃。已经发现，如本文所述，通过结合长宽比为约10∶1或更大的凹槽利用散热器，拉出力的变化可被减小，同时还提高期望从牙线夹持器中拉出牙线的最小拉出力。
模制的牙线夹持器通常附着到用于冷却的冷却滑道上，并且附着到至少几股牙线，一旦部件基于冷却而固化并且在模具打开之后，所述几股牙线牙线用于将模制部件从模具中释放出来。随后，牙线夹持器的每个附着的组通过在各个组之间切割牙线而从下一组分离。将明火用于在相邻的夹持器之间切割牙线。这种灼烧处理将过量的牙线熔化并且使过多的牙线缩回到牙线夹持器的侧向臂的外部，因而在侧向臂的远端节段的外部侧在牙线的端节段中形成结，其用于保持牙线的位置。
如前所述，制造具有蜡涂布的牙线的一次性牙线洁齿头部(例如，牙线夹持器)的一个问题在于在蜡涂布的牙线周围模制熔融的材料(例如，塑料)。在另一方面，来自牙线的蜡在模具的凹槽中积聚，在模具的凹槽中，牙线保持在所示模具半部之间。在另一方面，所示蜡可用作热传递剂，其在模制操作过程中有助于熔化牙线。本发明的模具克服了这个问题。
图1是用于制造使用不含有蜡涂层的牙线的传统一次性牙线夹持器的现有技术的模具的透视图。模具50具有第一部分40和第二部分10。第一部分40是矩形棱柱，具有顶面42、底面44以及侧面46、48、52和54。第一部分40还包括设置在其中的基本U形的第一腔室56。腔室56由周边侧壁56d和腔室底表面56e限定，侧壁56d在腔室底表面56e的平面和底面44的平面之间延伸。腔室56包括水平基座腔室部分56a(具有第一端节段56k和第二端节段561)和基本侧向的分离的腔室部分56b和56c(各自具有近端节段56f、56g和远端节段56h、56i，它们基本横向于基座腔室部分56a的第一端节段56k和第二端节段561并从第一端节段和第二端节段沿着相同的方向延伸远离，以形成基本U形的构型)。突起58b和58c分别设置在侧向腔室部分56b和56c中，以在牙线夹持器中形成用于容纳(例如)含有风味剂的组合物的腔室。
第二部分10具有顶面12、底面14以及侧面16、18、22和24。第二部分10是矩形棱柱，并具有设置在其中的基本U形的第二腔室32。腔室32由周边侧壁32d和腔室底表面32e限定，侧壁32d在腔室底表面32e的平面和顶面12的平面之间延伸。腔室32包括基座腔室部分32a(具有第一端节段32f和第二端节段32g)和基本侧向的分离的腔室部分32b和32c(各自具有近端节段32h、32i和远端节段32j、32k，它们基本横向于基座腔室部分32a的第一端节段32f和第二端节段32g并从第一端节段和第二端节段沿着相同的方向延伸远离，以形成基本U形的构型)。
牙线凹槽34横向于侧向凹槽部分32b和32c布置，凹槽34的位置对应于跨越腔室部分32b和32c的一定长度的牙线的期望位置。凹槽34具有中间节段34c以及端节段34b和34a。注射口36位于第二部分10的后侧面18和第一部分40的后侧面48中。在注模处理中，熔融树脂经过注射口36并填充当第一模具部分40和第二模具部分10结合在一起时由第一腔室56和第二腔室32形成的模具腔室，因此将一定长度的牙线内置于所述牙线夹持器中。
图1a是凹槽34的端节段的横截面侧视图。如图所示，凹槽34具有基本V形或半圆形横截面构型。凹槽34的底部34d形成槽状构型，其中在传统牙线夹持器的制造过程中，所述一定长度的牙线布置在所述槽状构型中。
图1b是图1中显示的侧向腔室32b和32c各自的远端节段32j和32k的俯视平面图。凹槽34的端节段34a和34b横向于或横跨侧向腔室32b和32c各自的远端节段32f和32k。当模具的两个半部结合在一起时，第一部分的突起58b和58c被显示为它们将被分别布置在侧向腔室32b和32c中。如图所示，突起58b和58c不邻近凹槽34的端节段34a或34b。因此，在现有技术的模具中，突起58b和58c不用做散热器。
图2为根据本发明的模具的透视图。模具70具有第一部分90和第二部分80。模具70可由硬化工具钢制成，但是也可以使用铝。第一部分90是矩形棱柱，具有顶面92、底面94以及侧面95、96、97和98。第一部分90还包括设置在其中的基本U形的第一腔室100。腔室100由周边侧壁100d和腔室底表面100e限定，侧壁100d在腔室底表面100e的平面和底面94的平面之间延伸。腔室涂布包括基座腔室部分100a(具有第一端节段100f和第二端节段100g)和基本侧向的分离的腔室部分100b和100c(各自具有近端节段100h、100i和远端节段100j、100k，它们基本横向于基座腔室部分100a的第一端节段和第二端节段并从第一端节段和第二端节段沿着相同的方向延伸远离，以形成基本U形的构型)。突起102b和102c分别设置在侧向腔室部分100b和100c中，以在牙线夹持器中形成用于容纳(例如)含有风味剂的组合物的腔室。
第二部分80具有顶面82、底面84以及侧面85、86、87和88。第二部分80是矩形棱柱，并具有设置在其中的基本U形的腔室110。腔室110由周边侧壁110d和腔室底表面110e限定，侧壁100d在腔室底表面110e的平面和底面84的平面之间延伸。腔室110包括基座腔室部分110a(具有第一端节段110f和第二端节段110g)和基本侧向的分离的腔室部分110b和110c(各自具有近端节段110h、110i和远端节段110j、110k，它们基本横向于基座腔室部分110a的第一端节段110f和第二端节段110g并从第一端节段和第二端节段沿着相同的方向延伸远离，以形成基本U形的构型)。
牙线凹槽114横向于侧向凹槽部分110b和110c布置，凹槽114的位置对应于跨越腔室部分110b和110c的一定长度的牙线的期望位置。凹槽114的位置为使得其在牙线夹持器的模制过程中邻近突起102b和102c。在该实施例中，给定突起和牙线凹槽的邻近位置，突起用作在模制过程中从一定长度的牙线驱散热的散热器。在利用这种模具制造的牙线夹持器中，一定长度的涂布的牙线邻近通过突起102b和102c形成的牙线夹持器的腔室。注射口116位于第二部分80的后侧面86和第一部分90的后侧面98中。在注模处理中，熔融树脂经过注射口116并填充当模具部分90和80结合在一起时由第一腔室100和第二腔室110形成的模具腔室，因此将一定长度的牙线内置于所述牙线夹持器中以使得所述一定长度的牙线的至少一部分邻近形成在牙线夹持器中的腔室。虽然显示了单一部件模具，但是具有用以形成大约20或更多个独立的牙线夹持器的多部件模具可用于这种牙线夹持器的制造中。
图2a是凹槽114的横截面侧视图。如图所示，凹槽114具有基本矩形的横截面构型，其具有基本平坦的底表面114d，其中在本发明的牙线夹持器的制造过程中，一定长度的牙线布置在所述凹槽中。
图2b是图2中显示的侧向腔室110b和110c各自的远端节段110j和110k的俯视平面图。凹槽114的端节段114a和114b横向于或横跨侧向腔室110b和110c各自的远端节段110j和110k。当模具的两个半部结合在一起时，第一部分的突起102b和102c被显示为它们将被分别布置在侧向腔室110b和110c中。如图所示，突起102b和102c邻近凹槽114的近端端节段114a或114b。因此，在制造根据本发明的牙线夹持器的过程中，突起102b和102c用作模具中的散热器。
拉出力被限定为将牙线从牙线洁齿头部(即，牙线夹持器)中拉出所需的力量，或者用户施加到牙线洁齿头部以将牙线释放从而使得夹持器不能工作的力量。牙线的最小拉出力优选大于四磅，更优选大于五磅。用于测量去除的力的技术通常通过将牙线夹持器附着到试验机或类似装置上来完成。附着到试验机的可动侧的吊钩布置在牙线夹持器的中间。吊钩随后慢慢上升，因此在处理中钩住牙线的中间节段。吊钩以大约10英寸/分钟的恒定速度上升，施加增大的力，直至其最终导致牙线的一侧被拉动经过所述U形头部。这是模拟使用者必须施加在牙线上以使得牙线洁齿装置变得不能工作的力。
以下将提供实例以进一步阐述本发明的优点。本发明不应被理解为限制于本文阐述的特定细节。
实例1
创建了具有第一(即，顶部)部分和第二(即，底部)部分的模具，每个部分含有八个腔室，以产生一次性牙线夹持器，在每一侧有4个腔室，通过冷却滑道连接所述腔室。在模具的顶部的一个节段中，第一部分与图2所示的第一部分类似，其中突起被布置为使得其用作散热器并在最终的牙线夹持器中形成腔室。在第一部分的其它节段中，没有使用突起，因而在最终牙线夹持器中没有腔室。模具的第二部分包括被机加工在其表面中的凹槽，以当模具半部关闭时容纳一定长度的牙线。使用与图1和图2显示的那些相似的两个不同构造的牙线凹槽，以进行比较。将具有半径为大约0.010英寸的半圆形构型的横截面的传统凹槽(以下称为凹槽A)机加工到模具半部中，使得其在模具的表面上的宽度为0.020英寸，并且从表面至凹槽的底部的深度为0.010英寸，因而提供2∶1的长宽比(宽度∶深度)。根据本发明使用的其它凹槽(以下称为凹槽B)具有基本矩形的横截面构型，并且具有0.100英寸宽和0.002英寸深，因而提供50∶1的长宽比(宽度∶深度)。
多根牙线(具有施加到其上的蜡涂层和没有施加到其上的蜡涂层两种)在模具的两侧上进行实验，以将凹槽A与凹槽B的性能进行比较。模制条件如下：
***压力500lbs
保持压力100lbs
圆筒和歧管温度182℃
***喷嘴温度315℃
循环时间11.4秒
在第一组实验中，利用400旦尼尔的UHMWPE复丝牙线(其具有施加到其上的多种涂层)形成原型一次性牙线夹持器。模制实验的结果在表1中概述。
表1：
注意：MCW是微晶蜡，PE是聚乙烯均聚物，EVA是乙烯-醋酸乙烯共聚物。
表1显示出不含蜡涂层的UHMWPE牙线对任何一种凹槽构型都不形成加工问题。然而，当一次性牙线夹持器形成有蜡涂层的UHMWPE时，在参照物凹槽A中发生蜡涂层积聚，而在本发明的凹槽B中很少或没有发生涂层积聚。
接着，仅利用包括凹槽B的原型模具侧部执行短的制造操作，以制造利用400旦尼尔SK-65UHMWPE的复丝牙线的一次性牙线洁齿装置，所述牙线为1.5扭并具有49％涂层重量，所述涂层为蜡涂层组合物，其包括60％的MCW和40％的PE-617。该操作用于测试处理的耐久性。在1.5小时的操作时间之后，模具打开并检查积聚和清理。虽然看见少量的积聚，但是其不足以导致处理停止，或负面地影响模制处理。
实例2
具有凹槽B(50∶1长宽比)的实例1中使用的模具被用于制造利用两种不同牙线的一次性牙线夹持器。第一种是高度扭转复丝牙线纱线。这种牙线是无蜡的UHMWPEDSMSK65纱线，每英寸3扭。第二种牙线是UHMWPEDSMSK-65纱线，400旦尼尔，每英寸1.5扭，并包括25％重量的涂层，其含有80％的微晶蜡和20％的HoneywellEVAPE400。生产条件如下：
***压力：375lbs
保持压力：100lbs
圆筒和歧管温度182℃
***喷嘴温度315℃
循环时间：11.4秒
在表2中显示了将牙线拉出牙线夹持器所需的平均和最小期望力。拉出力的最小期望值被限定为平均拉出力减去三倍的标准差。牙线洁齿装置的制造商认为足够的平均和最小期望拉出力为约4至大于五磅。
表2：一次性牙线洁齿装置的拉出力。
表2示出高扭度、无涂层牙线和低扭度、有涂层牙线二者均符合平均拉出力的需要。然而，对于低扭度、有涂层牙线，拉出力的最小期望值小于一磅。
在以下实例中，***喷嘴温度从315℃降至255℃以确定树脂温度对拉出强度的影响。
实例3
使用与实例2中相同的模具和相同的牙线。第一牙线是无蜡UHMWPEDSMSK65纱线，每英寸3扭。第二牙线是UHMWPEDSMSK-65，400旦尼尔，每英寸1.5扭，并包括24.8％重量的涂层组合物，其含有80％的微晶蜡和20％的HoneywellEVAPE400。生产条件如下：
***压力：500lbs
保持压力：100lbs
圆筒和歧管温度182℃
***喷嘴温度255℃
循环时间：11.4秒
表3中示出了拉出牙线的力。
表3：一次性牙线洁齿装置的拉出力。
| 牙线 | n | 平均值(lbs) | 标准Dev. | 最小期望值 |
| 无蜡，3扭/英寸 | 20 | 10.68 | 1.03 | 7.59 |
| 打蜡，1.5扭/英寸 | 28 | 9.12 | 1.29 | 5.25 |
表3示出针对平均和最小期望拉出力二者，在所示条件下制造的高扭度、无涂层牙线和低扭度、有涂层牙线二者均符合最小拉出力的需要。
实例4
重复实例3，不同之处在于***喷嘴温度进一步降低至235℃，然后降低至220℃，以确定树脂温度对拉出强度的影响。生产条件如下：
***压力：500lbs
保持压力：100lbs
圆筒和歧管温度182℃
***喷嘴温度235℃或220℃
循环时间：11.4秒
表4中示出了拉出牙线的力。
表4：针对一次性牙线洁齿装置的拉出力与***喷嘴温度。
表4显示在所示条件下制造的低扭度、有涂层牙线符合平均和最小期望拉出力二者的需要。
实例5
该实验显示利用散热器对一次性牙线洁齿装置的拉出强度的影响。创建类似于实例1中使用的模具的模具。包括0.800英寸宽和0.002英寸深的凹槽的模具的一侧，因此提供40∶1的长宽比。在所述模具半部的另一半中的腔室的远端节段中机加工与图1所示的相似的散热器，当所述半部结合在一起时，散热器邻近所述凹槽并且一定长度的牙线位于所述凹槽中。使用的牙线与实例4中的相同(DSM400，1.5扭/英寸)并具有施加于其的25.7％的涂层组合物，其含有80％的微晶蜡和20％的HoneywellEVA。利用在一侧具有相同长宽比的凹槽的模具制造相似的牙线夹持器，但是在另一侧不使用散热器。
生产条件如下：
***压力：500lbs
保持压力：100lbs
圆筒和歧管温度182℃
***喷嘴温度235℃
循环时间：11.4秒
在表5中示出了拉出牙线的力。
表5：在具有和不具有用于一次性牙线洁齿装置的散热器的情况下的 拉出力。
表5显示了通过利用邻近所述凹槽和所述一定长度的牙线的散热器，由标准差减小几乎2的因子证实，这种模具中产生的牙线夹持器的拉出力的变化明显减小。此外，最小期望拉出力为约5.6lbs，而没有散热器的模具中制造的牙线夹持器低至3.4lbs。因此，由标准差的减小和最小期望拉出力的明显增大证实，在模具的侧向腔室部分中利用散热器协同提供制造的稳固处理和具有改进的拉出的牙线夹持器。
实例6
由于已显示了进入的树脂的温度影响拉出力，因此改变***喷嘴温度来执行实验。使用与实例5相同的模具。使用与实例4相同的牙线。生产条件如下：
***压力：500lbs
保持压力：100lbs
圆筒和歧管温度182℃
***喷嘴温度220℃或270℃
循环时间：11.4秒
用于拉出牙线的力在表8中显示。
表6：在具有和不具有用于一次性牙线洁齿装置的散热器的情况下的 拉出力对***喷嘴温度。
| 散热器/***喷嘴温度(℃) | n | 平均值(lbs) | 标准Dev. | 最小期望值 |
| 是/220 | 28 | 9.71 | 0.80 | 7.31 |
| 是/235(实例5) | 60 | 8.65 | 1.01 | 5.63 |
| 是/270 | 28 | 8.15 | 1.16 | 4.68 |
| 否/220 | 28 | 8.10 | 1.52 | 3.55 |
| 否/235(实例5) | 60 | 8.93 | 1.86 | 3.36 |
| 否/270 | 28 | 7.84 | 2.09 | 1.57 |
表6再次阐述了根据本发明结合凹槽使用包括散热器的模具协同减少产品和处理变化，并在所有***喷嘴温度下显著增大最小期望拉出力。针对本实例中使用的特定牙线和处理条件，约220℃的***喷嘴温度带来最佳结果，例如约7.3lbs的最小期望拉出力
实例7
使用与实例5相同的模具。使用的牙线是DSM400，1.5扭/英寸，并具有施加到其上的26.6％的微晶蜡涂层。生产条件如下：
***压力：500lbs
保持压力：100lbs
圆筒和歧管温度182℃
***喷嘴温度270℃
循环时间：11.4秒
表9中示出了拉出牙线的力。
表7：在具有和不具有用于一次性牙线洁齿装置的散热器的情况下的 拉出力。
| 散热器 | N | 拉出力(lbs) | 标准Dev. | 最小期望值 |
| 是 | 56 | 8.31 | 1.03 | 5.21 |
| 否 | 56 | 9.05 | 1.44 | 4.75 |
表7再次阐述了根据本发明结合凹槽使用包括散热器的模具协同减少产品和处理变化，并增大最小期望拉出力。
实例8
重复实例7，但是使用较高扭度、未涂布的牙线。使用与实例7中相同的模具。使用的牙线是DSM400，3扭/英寸，并且没有施加到其上的蜡涂层。生产条件如下：
***压力：500lbs
保持压力：100lbs
圆筒和歧管温度182℃
***喷嘴温度260℃
循环时间：11.4秒
用于拉出牙线的力在表8中显示。
表8：在具有和不具有用于一次性牙线洁齿装置的散热器的情况下的 拉出力。
表8显示了当模制高扭度、未涂布牙线时利用包括散热器的模具实际减小了平均和最小期望拉出力，同时对拉出力测量的变化(标准差)具有很小的影响。这样，意外地发现，通过在具有蜡涂布的牙线的一次性牙线夹持器的制造中使用散热器，在处理和产品二者中展现出改进，这与我们能够期望的相反。
实例9
在将具有当前牙线(DSM400旦尼尔，超高分子量聚乙烯SK-65，3扭/英寸，没有涂层)的牙线洁齿装置与具有低扭度的涂布牙线(DSM400旦尼尔，超高分子量聚乙烯SK-65，1.5扭/英寸，具有26％的组合物涂层，所述组合物含有80％微晶蜡和20％EVA，在表9中的“本发明”所示)的相同牙线洁齿装置相比进行消费者测试。
表9：对于75的样品尺寸(N)的规模为1-10(10为最高)的产品的平 均消费者评价。
| 属性 | 本发明 | 对比物 | 置信度 |
| 总体喜好 | 8.1 | 7.3 | 95％ |
| 容易在牙齿间*** | 8.4 | 7.7 | 95％ |
| 容易从牙齿间取出 | 8.3 | 7.5 | 95％ |
| 在牙齿间不被卡住 | 8.2 | 7.4 | 90％ |
| 容易在牙齿间滑动 | 8.3 | 7.7 | 90％ |
| 对齿龈温和 | 8.7 | 7.9 | 90％ |
| 在牙齿间很好地清洁 | 8.6 | 8.0 | 90％ |
在所有喜好中，具有低扭度具有涂层的牙线的牙线洁齿装置的评价明显更好(95％的置信度)，其容易***牙齿间并且容易取出。在不在牙齿间卡住、容易在牙齿间滑动、对齿龈温和和在牙齿间很好地清洁的这些方面，具有低扭度牙线的牙线洁齿装置被认为更好(90％的置信度)。在所有其它属性中，产品的评价相等，显示了本发明的牙线夹持器展现出相对于对比物没有缺点。其意义在于：其显示了使牙线变平和涂布牙线提供额外的优选的有益效果，而不会牺牲任何其它特性，尤其是耐磨性。
Claims (8)
1.一种用于形成含有一定长度的牙线的一次性牙线夹持器的模具，所述一定长度的牙线包括施加于其上的蜡组合物，所述模具包括：
第一部分，所述第一部分包括设置在其中的第一腔室，所述第一腔室由第一腔室的底部基座表面和第一腔室的周边侧壁限定，所述第一腔室包括：
第一腔室的基座部分；和
第一腔室的第一和第二分离部分，所述第一腔室的第一和第二分离部分具有近端节段和远端节段，所述第一腔室的第一和第二分离部分从所述基座部分延伸出来，所述第一腔室的第一和第二分离部分中分别设置有突起；
第二部分，所述第二部分包括限定于其中的第二腔室，所述第二腔室由第二腔室的底部基座表面和第二腔室的周边侧壁限定，所述第二腔室包括：
第二腔室的基座部分；和
第二腔室的第一和第二分离部分，所述第二腔室的第一和第二分离部分具有近端节段和远端节段，所述后者部分从所述基座部分延伸并终止于所述远端节段；以及
凹槽，所述凹槽具有第一和第二端节段和中间节段，所述凹槽延伸所述第二部分的整个长度，其中所述凹槽的所述第一和第二端节段横向，并分别与所述第一和第二分离部分的所述远端节段一致，所述凹槽的长宽比在10：1和100:1之间，其中所述凹槽的位置使其在牙线夹持器的模制过程中邻近突起，
所述模具还包括设置在与所述第一腔室或所述第二腔室的所述第一和第二分离部分的所述远端节段一致的所述凹槽的所述第一端节段和第二端节段每个的附近的散热器。
2.根据权利要求1所述的模具，其中所述凹槽的长宽比在25:1和75:1之间。
3.根据权利要求1所述的模具，其中所述散热器设置在所述第一部分中。
4.根据权利要求1所述的模具，其中所述散热器设置在所述第二部分中。
5.根据权利要求1所述的模具，其中所述凹槽的所述端节段的深度为0.002英寸。
6.根据权利要求1所述的模具，其中所述凹槽的所述端节段的宽度为0.100英寸。
7.根据权利要求1所述的模具，其中所述凹槽的所述中间节段的宽度大于所述凹槽的所述第一端节段和第二端节段的宽度。
8.根据权利要求1所述的模具，其中
所述第一腔室的所述基座部分基本水平并包括所述第一腔室的所述基座部分的第一和第二端节段；并且
所述第一腔室的所述第一和第二分离部分基本侧向，并且基本横对所述第一腔室的所述基座部分并分别从所述第一腔室的所述基座部分的所述第一和第二端节段延伸；并且
所述第二腔室的所述基座部分基本水平并包括所述第二腔室的所述基座部分的第一和第二端节段，并且
所述第二腔室的所述第一和第二分离部分基本侧向，并且基本横对所述第二腔室的所述基座部分并分别从所述第二腔室的所述基座部分的所述第一和第二端节段延伸。
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