CZ466399A3 - Zubní kartáček, zhotovený vstřikováním - Google Patents

Abstract

Zubní kartáček, zhotovený vstřikováníms hlavou nesoucí štětiny (20a, 20b, 22a, 22b, 23), rozdělenou do nejméně dvou částí (14,16). Volná koncová část(16)je předepnuta tak, že svírá s druhou částí (14) úhel přibližně 15° a vymezuje kloubovou hlavu. Obě části (14,16) hlavymají proti sobě uložené konce, spojené s oběma částmi (14,16) hlavy tenkým můstkem(30) nebo kloubovou částí (18), vymezujícímmezi přilehlými částmi (14,16) hlavy drážku (40,38). Horní povrch (30a) můstku (30) leží v podstatě v rovině s horním povrchemhlavy, opačnýmk povrchu nesoucímu štětiny (20a, 20b, 22a, 22b, 23). Prostor mezi dvěma proti sobě ležícími koncije vyplněn měkkýmelastomerems tvrdostí podle Shora Aod 5 do 30, s výhodou od 13 do 30. Tato kloubová konstrukce vymezuje kloubovou hlavu s omezenou ohýbatelností. Při použití průměrnýmdospělýmuživatelem, který vyvíjí čistící sílu 2,22 N, se ohýbá do v podstatě ploché polohy. Podle druhé varianty řešení vynálezu končí každý konec drážky (40,38) najejímvnějšímokraji v přírubě (32) a drážka (40,38), včetně příruby (32),je vyplněna elastomerem, který vzhledemk přítomnosti příruby (32) vzdoruje namáhání loupánímpři ohybu kloubu.

Description

Zubní kartáček, zhotovený vstřikováním

Oblast techniky

Vynález se týká zubního kartáčku, obsahujícího tuhou rukojeť a vícesložkovou hlavu kartáčku, přičemž jedna složka hlavy je vyrobena ze stejného materiálu, jako rukojeť, zatímco druhá je vytvořena z elastomeru. Hlava je pružná a ohebná v důsledku toho, že je rozdělena do dvou nebo více částí. Každá část je připojena k přilehlému úseku ohebným spojem, obsahujícím relativně tenký můstek nebo kloub, orientovaný napříč k podélné ose kartáčku, vytvořený ze stejného materiálu jako rukojeť, a štěrbinu nebo drážku, vybíhající z horního nebo dolního povrchu můstku na horní nebo dolní povrch kartáčku v závislosti na umístění můstku. Podle jednoho hlediska, jehož se vynález týká, je každý konec příčně orientované drážky zakončen v přírubě na jejím vnějším okraji, a drážka a příruby jsou vyplněny měkkým elastomerem. Vzhledem k přítomnosti příruby, vyplněné elastomerem, je vícesložkový spoj odolný proti namáháním loupáním, která jsou vyvolávána ohybem kloubu v takovém směru, že se příruby ohýbají směrem od sebe, když se hlava kartáčku napřimuje v důsledku důsledku čisticí funkce, nebo když je nucena zaujímat konvexní tvar vzhledem k vyvíjení nadměrného čisticího tlaku. Podle jiného hlediska je přední polovina až třetina hlavy uspořádána v úhlu, který je určen jako žádoucí, konkrétně okolo 15°, vzhledem k zadnímu konci hlavy, přičemž míra ohýbání je omezena především uložením můstku tak, že jeho horní povrch leží v úrovni s horním povrchem hlavy a drážka vybíhá směrem dolů k dolnímu povrchu nebo povrchu opatřenému štěti-2• · · · · ·· · · ··« · · · · · · · · • · ·· ·· · · · · · • · · · · «····· • · · · · ···· ♦ ·· ··· ·· ···· ·· ·· nami, a za druhé volbou elastomerů, vyplňujících drážku, spadajících do určitého rozmezí tvrdosti podle Shora A.

Dosavadní stav techniky

V oboru jsou dobře známé zubní kartáčky se zakřivenými nebo zalomenými tvary konců štětin, které poskytují zlepšený přístup k obtížně dosažitelným oblastem, jako lingválním plochám předních zubů, a za zadní stoličky, přičemž se umístuje více štětin do styku s vnějšími povrchy předních zubů. Řada běžných kartáčků, které mají nepoddajné uložené štětiny a tuhý zakřivený nebo zalomený povrch štětin, se však vyznačuje při čištění jak plochých, tak i konkávních povrchů zubů nevýhodou, která je jim vlastní, protože přiložení zakřivených nebo zalomených povrchů štětin na ploché povrchy zubů má za následek, že se se do styku se zuby dostává méně štětin. Těchto méně štětin musí podporovat čisticí síly, vyvíjené rukojetí, které budou mít za následek předčasné rozevírání štětin. Některé zubní kartáčky mají tvar se silovým koncem (podlouhlé, na tuho osazené štětiny na konci kartáčku), u nichž se předpokládá zajištění zlepšeného přístupu. Takové kartáčky jsou znázorněny ve spisech WO 94/09678, GB 304 459, US 1639 880 a US 4 800 608, na jejichž obsah jako celek se zde odvoláváme pro další informaci pro účely tohoto popisu.

I když zalomené hlavy poskytují zlepšený přístup k obtížně dosažitelným plochám, bylo by vzhledem k jejich nedostatkům žádoucí mít k dispozici zalomenou nebo zakřivenou hlavu kartáčku, která se ohýbá zpět do plochého uspořádání, když je kartáček vystaven typickým čisticím silám.

• · ·· · · · ·· ·· ·· • · · · · » · · « · · • · ·· ·· · ···· • · ♦ · · ······ • · · · · · · · · ··· ··· ·« ···« ·· ··

-3V oboru jsou také dobře známé zubní kartáčky, které obsahují hlavy, mající části otočně spojené v kloubech řady různých konstrukcí. Například spis WO 92/17093, na který se zde jako celek odvoláváme pro další informaci pro účely tohoto popisu, popisuje zubní kartáček, v němž je hlava rozdělena jednou nebo více drážkami, tvořícími kloub, v jedné straně hlavy opačné vzhledem ke straně nesoucí štětiny, do nejméně dvou segmentů, které jsou ohebně a pružně připojeny k sobě a/nebo k rukojeti zubního kartáčku. Každá z těchto drážek je vyplněna elastomerním materiálem.

Spis WO 96/02165, na který se zde jako celek odvoláváme pro další informaci pro účely tohoto popisu, popisuje zubní kartáčky s pružně ohebnými hlavami, jejichž některá provedení jsou podobná těm, jaká jsou popsána ve spisu WO 92/17093. Jedno provedení má zakřivenou hlavu a je tvořeno tenkým prodloužením rukojeti, krytým elastomerem. Druhé provedení je ohebné vzhledem přítomnosti drážek, tvořících kloub, v obou površích hlavy, přičemž tyto drážky jsou vyplňovány elastomerním materiálem, ale kartáček má konce štětin, které v uspořádání bez napětí končí v konkávním profilu. Hlava také může být poddajně přizpůsobena během čisticí funkce konvexnímu profilu.

Spis WO 97/07707, na který se zde jako celek odvoláváme pro další informaci pro účely tohoto popisu, popisuje zubní kartáček, v němž je ohebnost hlavy soustředěna do konce hlavy. Hlava obsahuje na jedné straně v podstatě tuhou základní oblast, přiléhající k rukojeti, a spojkovou oblast na opačné straně, která je připojená k pružně ohebné koncové části. Spojková část může obsahovat otvor nebo mezeru v hla• · φ φ

-4ΦΦΦ φ

• φφ φ φφφ φ φ φφφφ vovém materiálu, přičemž tento otvor nebo mezera jsou úplně nebo částečně vyplněny elastomerním materiálem. Koncová oblast může být zalomena pro vytvoření konstrukce se silovým koncem.

Patentová přihláška US 08/762 783, na kterou se zde jako celek odvoláváme pro další informaci pro účely tohoto popisu, popisuje zubní kartáček, mající ohebnou hlavu rozdělenou do dvou částí, které jsou od sebe v některých provedeních oddělovány drážkou, mající tvar v podstatě písmene T, který se v podélném řezu rozprostírá napříč přes horní povrch hlavy.

I když výše uvedené spisy znázorňují zubní kartáčky s hlavami s proměnlivými stupni ohebnosti, není žádný z nich způsobilý omezit míru ohebnosti hlavy.

Bylo také zjištěno, že u určitých segmentovaných hlav zubních kartáčků, majících vícesložkové klouby, obsahující jak tvrdé plastové, tak i měkké elastomerové prvky, a kloub s drážkou, vyplněnou elastomerem, mezi částmi hlavy, vznikají na kloubu mezi částmi hlavy velká napětí, když jsou nuceny se pohybovat směrem od sebe. Tato napětí mohou způsobit delarainaci elastomeru, počínaje krajním vnějším okrajem drážky a postupující dále podél celého povrchu drážky, která vede k porušení kloubu. Žádný ze zubních kartáčků dle stavu techniky nedovoluje drážky.

zlepšit adhezi elastomeru ke stěnám

Vynález si klade za úkol vytvořit zubní kartáček s pružně ohebnou zalomenou a dělenou hlavou, jejíž alespoň ♦ ·

-5• ΦΦΦΦ ΦΦ ··

Φ Φ Φ ΦΦΦΦ «

ΦΦΦΦ · · · ΦΦΦΦ • ΦΦΦΦ ΦΦφΦφΦ • · · Φ · ΦΦΦΦ φφφ φ·· ·· ΦΦΦΦ ΦΦ ΦΦ jedna část by byla vytvořena tak, že se ohýbá při průměrném čisticím (kartáčkovacím) tlaku v předem určené míře do zploštěné polohy, když je zubní kartáček vystaven průměrné čisticí síle typickým dospělým uživatelem.

Dále si vynález klade za úkol vytvořit zubní kartáček s pružně ohebnou zalomenou a kloubovou hlavou, rozdělenou na části prostřednictvím jedné nebo více drážek vyplněných elastomerem, který by obsahoval prostředky zajištující, že elastomerová výplň každé drážky není v nežádoucí míře vystavena napětím, která by způsobila, že se elastomer začne loupat počínaje vnějším okrajem drážky s dalším pokračováním do drážky, čímž by došlo k oddělování elastomeru od bočních stěn drážky z tvrdého plastu.

Podstata vynálezu

Vynález přináší vícesložkový zubní kartáček, zhotovený vstřikováním, obsahující první složku z relativně tuhého plastu, která je rozdělena na dvě nebo více částí, které jsou normálně předepnuty, když nejsou pod napětím, do polohy v nichž spolu svírají úhel a vymezují tak hlavu s kloubem. Obě části hlavy mají protilehlé konce vzájemně spojené tenkým můstkem nebo kloubovou částí, orientovanou napříč k podélné ose kartáčku, přičemž můstek tvoří celek s oběma částmi hlavy. Horní povrch můstkové části je co nejblíže k hornímu povrchu (t.j. povrchu hlavy odvrácenému od povrchu nesoucímu štětiny) a pokud možno v rovině s ní. Prostor mezi oběma protilehlými konci je vyplněn druhou složkou, a to měkkým elastomerem s tvrdostí od přibližně 5 do přibližně 30 podle Shora A, s výhodou od přibližně 13 do přibližně 30 Shora A. Tato konstrukce vymezuje kloubovou hlavu s omezeným • ·

-6• ·*·· ·· 99

9 9 9 · • 9·· · 9 pohybem v ohýbání, který se ohýbá, při použití průměrným uživatelem čistícím si zuby, jenž vyvíjí, jak bylo zjištěno, čistící sílu 0,5 libry (2,22 N), do v podstatě zploštěné polohy. Ohebná segmentovaná hlava podle vynálezu je ve všech případech pružná, takže když pomine působení síly, jako čisticí síly, vrátí se ohebná hlava do jejího původního tvaru.

Výše uvedené uspořádání tak přináší hlavu, mající volný koncový segment, který se ohýbá při normálním použití z počátečního úhlu, který byl určen jako přibližně 15^p, do plochého tvaru, když uživatel čistí ploché oblasti zubů. Toto uspořádání také značně vzdoruje ohybu přes počáteční úhel 15° do více konkávního uspořádání, což je velmi žádoucí, protože brání vzájemné kolizi předních a zadních částí hlavy. Hlava kartáčku se však ohne do konvexního tvaru v případě, kdy příliš agresivní uživatel vyvíjí více než průměrný tlak při čištění zubů, čímž je napomáháno tomu, aby nedocházelo k poranění dásní, nebo se tato poranění minimalizovala.

Můstek je vyroben ze stejné pryskyřice, z nichž je vytvořen zubní kartáček vstřikováním, pro získání celistvé konstrukce. V typickém případě jsou použity polypropylenové pryskyřice pro tvorbu tuhých těles zubních kartáčků, i když mohou být použity také určité typy nylonu. Tenký můstek dovoluje omezené ohýbání mezi dvěma hlavovými částmi, přičemž hlava je zhotovena vstřikováním tak, že v hotovém vícesložkovém výrobku svírají obě hlavové části mezi sebou úhel 15°. Ta část hlavy mezi dvěma hlavovými částmi je ve tvaru štěrbiny, uspořádané od povrchu hlavy, nesoucího štětiny, směrem k opačné straně hlavy, přičemž kloub je co možná nejtenčí tak, aby umožňoval ohebnost hlavy bez rozlomení během φ φ

-7ΦΦ φφφφ • · φ · φ φ φ φ · φφφφ φ ΦΦΦ φφφφ φφ φφφφ φφ φφ životnosti kartáčku. S výhodou je kloub v líci nebo ve vzájemném prodloužení s horním povrchem tvrdé plastové kostry, která tvoří hlavu a tělo kartáčku. Štěrbina je vyplněna, také běžným vstřikovacím postupem, měkkým elastomerem, pro omezování míry ohýbání. Konstrukce je taková, že hlavová část, která je co možná nejdále od rukojeti, je ve svém konečném tvaru nakloněna v úhlu okolo 15° vzhledem k hlavové části nejblíže k rukojeti, ne jejímž jednom konci je tato druhá hlavová část uložená.

Použije-li se elastomerní materiál v oblasti ohybu podle vynálezu stejný, jako elastomerní materiál použitý pro úchop rukojetové části, vyplývají z toho značné výrobní výhody. Bylo by proto žádoucí uspořádání, které dovoluje ohýbání při zatíženích, jaká se v typickém případě vyskytují při čištění, při použití s materiály, které jsou vhodné pro použití pro úchop.

Pro dosažení požadovaných rozmezí pohybu, uvedených výše, bylo zjištěno, že je žádoucí umístit můstek z plastové pryskyřice mezi koncovou a rukojetovou část hlavy co možná nejdále od povrchu, nesoucího štětiny. Horní povrch můstku leží ve vzájemném prodloužení nebo v líci s horním povrchem tvrdé plastové kostry zbytku kartáčku.

Tvar kloubu zalomené ohebné hlavy zubního kartáčku podle vynálezu používá informaci, která byla na základě zkoušek, ukazujících, že průměrná dospělá osa vyvíjí při čištění zubů sílu přibližně 2,22 N (0,5 libry). Při použití této informace byl vyvinut kartáček, mající zalomenou ohebnou dělenou hlavu, přičemž části tvořené tenkými kloubo-8···· ·· ·· ·· ·Φ • ···· · · · · • ·· · · · ···· • · · · · »· · · · • · · · ···· vými články v místě drážek přemostují mezeru mezi přilehlými částmi, a to tak, že přední jedna třetina až dvě třetiny hlavy jsou v klidovém stavu uspořádány v úhlu okolo 15° vůči zadní části, přiléhající k rukojeti. Ukázalo se, že zubní kartáčky s ohebnou hlavou, mající pružně spojené části, poskytují zlepšený přístup do obtížně dosažitelných oblastí za zadními stoličkami a za předními zuby, a že omezují ohebnost kartáčku požadovaným způsobem.

I když pevná hlava by poskytla zlepšený přístup k výše uvedeným oblastem, poskytla by menší dotyk štětin s plochými oblastmi zubů (například horními plochami). Je proto žádoucí, aby se kartáček musel ohýbat zpět do zploštělé polohy, když je vystaven čisticí (kartáčkovací) síle 2,22 N (0,5 libry).

I když ohýbací působení dovoluje, aby se zahnutá část pohybovala z úhlu 15° do zploštěné polohy při výše uvedených silách, může v případě agresivních uživatelů vyvolat pokračování v ohýbání zpět přes plochou polohu, čímž se snižují negativní účinky nadměrného kartáčkování na zubech a dásních. Hlava by kromě toho měla umožnit jen malé ohýbání v opačném směru (t.j. ploch nesoucích štětiny směrem k sobě), jelikož by toto mělo sklon působit vzájemný záběr předních a zadních štětin bez prospěšného funkčního efektu.

Nyní bylo zjištěno, že pro dosažení rozpětí pohybu uvedeného výše je optimální ohýbatelný spoj tvořen kloubem nebo můstkem, uloženým co nejdále možno od povrchu štětin, přičemž kloub nebo můstek musí být co možná nejtenčí. Ve stavu techniky jsou známé polypropylenové klouby a je obecně

-9• φ«φ· φ φ φ · φφ ·φ • · * · · · · φ · · · • Φφφ · · φ φφφφ φ φφφ φφφφ φφφ • φ φφφ φφφφ φφφ φφφ φφ φφφφ φφ φφ doporučováno, aby měly tloušťku 0,127 mm až 0,635 mm. Vyplněním plochy pod kloubem měkkým elastomerem o tvrdosti podle Shora A od přibližně 5 do přibližně 30, s výhodou od přibližně 13 do přibližně 30, je možné dosáhnout požadovaných rozmezí ohebnosti. Když uživatel zatlačí na konec kartáčku směrem dolů (nežádoucím způsobem), je při umístění kloubu proti povrchu štětin elastomer vystaven stlačení. Když elastomery vzdorují stlačení, brání však toto uspořádání nežádoucímu pohybu směrem dolů. Současně toto uspořádání dovoluje ohyb v opačném směru, jelikož žádný elastomer není vystaven stlačení v důsledku zploštování hlavy kartáčku.

Navrhované uspořádání taj; přináší hlavu, která se ohýbá během normálního použití z počátečního úhlu přibližně 15° do plochého stavu, když dospělá osoba kartáčkuje ploché oblasti zubů a vyvíjí průměrnou kartáčkovací sílu 2,22 N (0,5 libry). Toto uspořádání také značně vzdoruje ohýbání přes počáteční úhel 15°, které je vysoce žádoucí pro držení štětin přední a zadní části tak, aby nedocházelo k jejich vzájemné kolizi.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l boční pohled na hlavu zubního kartáčku podle vynálezu, přičemž vnější povrch části hlavy je opatřený elastomerním povlakem, obr.2 půdorysný pohled zespodu na hlavu zubního kartáčku, znázorněnou na obr.l, obr.3 půdorysný pohled shora na hlavu zubního kartáčku, znázorněnou na obr.l, obr.4A boční pohled na hlavu zubního kartáčku z obr.l bez elastomernlho materiálu, obr.4B boční pohled na • 99*9 *· «V 99 99

9 9 9 9 9 9 9 9 9

999 9 9 · 9 · · «

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9

999 999 99 9999 99 99

-10druhé provedení hlavy zubního kartáčku podle vynálezu, podobné obr.4A, bez elastomerního materiálu, přičemž konce štětin každé části hlavy končí ve stejné rovině, obr.4C půdorysný pohled zespodu na hlavu zubního kartáčku z obr.l až 3 bez elastomerového povlaku, obr.5A boční pohled na třetí provedení hlavy zubního kartáčku podle vynálezu, podobný obr.4A, bez elastomerního materiálu, ale s přírubami pouze na okrajích drážky na povrchu nesoucím štětiny, obr.5B půdorysný pohled zespodu na hlavu zubního kartáčku, znázorněnou na obr.5A, bez elastomerního povlaku, obr.6A půdorysný pohled zespodu na čtvrté provedení hlavy zubního kartáčku podle vynálezu, podobného obr.5A, bez elastomerního materiálu, ale s mimořádně širokými přírubami pouze na okrajích drážky na povrchu nesoucím štětiny, obr.6B řez rovinou 6B-6B z obr.6A, obr.6C boční pohled na hlavu zubního kartáčku, znázorněnou na obr.6A a 6B, bez elastomerního materiálu, obr.7 boční pohled na hlavu zubního kartáčku z obr.6A-6C bez elastomerního materiálu, obr.8 boční pohled na jinou hlavu zubního kartáčku bez elastomerního povlaku, navrženou pro snadné ohýbání do konvexního nebo konkávního tvaru, přičemž můstek mezi částmi hlavy leží uprostřed mezi horním a dolním povrchem hlavy, s přírubami na každém krajním vnějším okraji jak horní, tak i dolní drážky, pro vyplnění elastomerem při vstřikovacím výrobním postupu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr.l je znázorněn boční pohled na zubní kartáček, používající znaky a konstrukci podle vynálezu, uložený ve svislé poloze, s částí rukojeti označené jako rukojeť 12. I když toto není zcela znázorněno, bude zřejmé, že rukojeť je uspořádána vodorovně a má podélnou osu. Část hlavy, která je

-11• 9999 99 99

9 · 9 · 9 • 999 9 9 9 • 9 » · · · • · 9 * ·

999 9·9 »9 »*·· • 9 · 9

9 9 9 • 9 9 * < 9 9 9

99 nejblíže k rukojeti, je označena jako (zadní) část 14, a leží v prodloužení rukojeti, zatímco část hlavy, která je nejvíce vzdálená od rukojeti, je označena jako (přední) část 16. Elastomerní část nebo spoj mezi protilehlými konci nebo úseky 14 a 16 je označena jako část 18. Zatímco obr.l až 3 znázorňují provedení, v němž elastomer také kryje značnou část horní okrajové plochy 18a, boční okrajové plochy 18b, dolní okrajové plochy 18c a dolní drážkové plochy 18d kartáčku, aby tak působily jako pružný nárazník okolo takových ploch volného konce kartáčku známým způsobem, bude konstrukce kloubu podrobněji popsána níže.

Kolmo k části 14 vybíhá seskupení trsů dlouhých štětin 20a a trsů krátkých štětin 20b, zatímco podobná seskupení trsů dlouhých štětin 22a a krátkých štětin 22b jsou uspořádána kolmo k části 16. Trsy štětin 22a a 22b jsou tak v podstatě kolmé k dolnímu povrchu 24 hlavové části 16, zatímco trsy štětin 20a a 20b jsou v podstatě kolmé k dolní ploše 26 hlavové části 14. Pro odborníky v oboru bude zřejmé, že není požadováno, aby štětiny byly kolmé ke spodní rovině hlavy, ale že s ní mohou svírat jiné úhly.

Jak je patrné z obr.l a 3, obsahuje střed kloubové části 18 s povlakem elastomeru vcelku vytvořené žebro 36 z elastomeru a drážky 40 na jeho obou stranách. Jak je nejlépe patrné na obr.3, je část 16a horního povrchu kostry z tvrdého plastu v rovině s úrovní elastomerového povlaku 18 na horním povrchu kartáčku. Jak je nejlépe patrné na obr.2, je elastomerový povlak uspořádán okolo stran kartáčku a směrem dolů k dolnímu povrchu podél okrajů 18c. Odborníkům v oboru bude zřejmé, že rozsah elastomerového povlaku pro

-12• · • ·

vytváření nárazníku je znak nepotřebný pro provádění vynálezu a je dobře známý v oboru, jak je patrné z německého patentového spisu DE 36 28 722 a evropského patentového spisu EP 0 310 482.

Z obr.4a je patrný kartáček z obr.l až 3, znázorněný bez elastomerového povlaku 18. Relativně tvrdé těleso plastového kartáčku (ve srovnání s elastomerem) nebo kostra sestává z přední části 16, mající horní povrch 16a a druhý horní povrch 16b, přičemž povrch 16b leží níže než povrch 16a. Zadní část 14 má první horní povrch 14a a druhý horní povrch 14b, přičemž povrch 14b je nižší než povrch 14a, a můstek 30, jehož horní povrch 30a leží v prodloužení s horními povrchy 14b a 16b. Na dolním povrchu můstku 30 začíná drážka 38., mající tvar v podstatě obráceného písmene T v podélném řezu, která tak leží mezi částmi 14 a 16 a vybíhá dolů k dolním plochám 24, 26, kde končí na jejím krajním vnějším okraji v přírubách 32. Můstek 30 má v typickém případě tloušřku od 0,5 do 0,75 mm. Ruko jet 12, hlavové části 14, 16 a můstek 30 jsou v typickém případě vytvarovány z plastu nebo pryskyřice, jako polypropylenu, i když mohou být použity také některé typy nylonových polymerů. Přednostní polypropylenové pryskyřice zahrnují víceúčelový homopolymer č.5520 společnosti Huntsman (Huntsman General Purpose homopolymer č.5520) a polypropylenový kopolymer značky Hostalen Polypropylen PPR 1042 Copolymer.

Bylo zjištěno, že v kloubovém spoji dochází k velkému napětí v oblasti mezi pryžovou a plastovou stěnou drážky. Spoj spočívá v tavení mezi elastomerem a tvrdším materiálem polypropylenového tělesa kartáčku. K tomuto tavení dochází • · · · • ·

-13v důsledku vstřikování elastomeru pod tlakem při teplotě vyšší, než je teplota tavení elastomeru, na plastovou tělovou část. V ideálním případě se tvoří tam, kde se oba materiály stýkají, chemická vazba vzhledem k tenké povrchové vrstvě polypropylenu, na příklad tavení a tavnému spojení s roztaveným elastomerem.

Je možné vyrábět zubní kartáčky s dobrým povrchovým tavením mezi tuhým plastem a elastomerem použitím značné míry řízení procesu, především řízením teploty tuhého plastu a přiváděného roztaveného elastomeru. I v přijatelných vzorcích je možné najít místa, kde spojení není tak silné jako v ostatních oblastech. Odborníkům v oboru bude zřejmé, že zajištění dobrého spoje je důležité pro umožnění dlouhodobé funkce a spolehlivosti ohebné hlavy v dvousložkovém zubním kartáčku.

Přihlašovatelem bylo zjištěno, že tento spoj může být zdokonalen použitím níže uvedeného mechanického uspořádání. Když v typickém případě dochází k delaminaci, začíná podél krajního vnějšího okraje drážky v bodě, kde se spojují elastomer a tuhý plast. Při mimořádném napětí se tato delaminace potom šíří směrem vzhůru podél celé plochy drážky, což vede k porušení tavného spoje. Při vytvoření reliéfní příruby na každém vnějším okraji drážky, která je bodem, který podléhá největšímu namáhání, bylo zjištěno, že napětí může být nově směrováno podél vnějšího nebo předního okraje, což potom vede ke zlepšenému spoji.

Drážka ve tvaru v podstatě obráceného písmene T je vyplněna pružným a měkkým termoplastickým elastomerem. Dráž• · • ·

-14ka ve tvaru obráceného písmene T má dvě souměrné přírubové části 32, z nichž každá je orientovaná směrem k odpovídajícím skupinám trsů 20., 22 štětin. Termoplastický elastomer, který tvoří elastomerní části elastomerních úseků 18-18e, může být termoplastický vulkanizát (TPV), sestávající ze směsi polypropylenu a EPDM (ethylen-propylen-dienových monomerů) značky Santopren nebo Vyram společnosti Advanced Elastomer Systems, přičemž jiné termoplastické vulkanizáty TPV sestávají ze směsi polypropylenu a přírodního kaučuku. Přednostní elastomer zahrnuje Kraton, což je značka styrenového blokového kopolymeru (SBC) společnosti Shell, a polymer značky Dynaflex G 2706, což je termoplastický elastomer společnosti GLS Corporation a který se vyrábí s Kratonem.

Tyto a jiné vhodné elastomery mají v typickém případě tvrdost od přibližně 5 do přibližně 30 Shora A, přičemž hodnota okolo 20 Shora A je nejvýhodnější. Je však třeba mít na zřeteli, že barviva, použitá pro dodávání barvy elastomerům, mají účinek na jejich tvrdost, jelikož barviva sestávají z polypropylenových pelet, které mají obecně vetší tvrdost, než elastomery, jimž je zde dávána přednost. Pro barvené elastomery, které mají být používány, tak musí být určována tvrdost Shora A. Drážky 40 na horním povrchu kompozitní hlavy, a přírubové části 32 jsou uspořádány na obou stranách vzhůru vystupujícího žebra 36. Obr. 3 dále znázorňuje konstrukci, v níž je elastomerní část 18 uspořádána po šířce hlavových částí a v úseku 18e zasahuje do hlavové části 14.

Je třeba poznamenat, že kartáčky na obr.l až 4B obsahují vcelku vytvořená hlavová a rukojeřová část, tvořící kostru, která je vytvořena běžným vstřikovacím procesem, • · • ···· ·· · · ·· ·· · · · · · · • · · · ·· · · • ···· ··· • · · · · ···· ··»··· ·· ···· ·· ··

-15přičemž kostra může být tvořena ve srovnáním s elastomerem relativně tuhým plastem, jako je nylon nebo polypropylen, přičemž hlavová a rukojeťová část obsahují reliéfní úseky pro umožňování vstřikování elastomeru vhodnými dvousložkovými vstřikovacími procesy, tvořenými pro použití nejen kloubu, ale měkkých nárazníkových krycích částí na vrchu, stranách a dolních plochách volného konce kartáčku. Výsledkem je vytvoření dvousložkové hlavy, která má relativně hladký vnější povrch pro zabránění zachycení částic potravy při čištění, pro snížení nebo vyloučení poškození poranění dásní, pro zabránění nežádoucího pocitu v ústech a pro poskytování esteticky příznivého vizuálního efektu. Cílů vynálezu se však dá dosáhnout pomocí kartáčku, znázorněného na obr.7, v němž je elastomer omezen na oblast spoje.

Na obr.5A je znázorněn kartáček s elastomerním povlakem 18 a bez reliéfních ploch, znázorněných na obr.4A a 4B, přičemž těleso kartáčku a hlavy jsou všechny vytvořené z tuhého plastu a z elastomerního materiálu je vytvořena pouze drážka 38 ve tvaru obráceného písmene T. Úsek 16 opět svírá s úsekem 14 úhel okolo 15°. Drážka 38., mající v podélném řezu tvar obráceného písmene T, začíná na dolním povrchu můstku 30 a sahá směrem dolů k dolním povrchům 24., 26, kde končí na krajním vnějším okraji v přírubách 32. Jako v předchozím případě je drážka 38 ve tvaru obráceného písmene T vyplněna měkkým a pružným termoplastickým elastomerem. Obr.5B znázorňuje půdorysný pohled zespodu na kartáček z obr.l až 3 bez elastomerního povlaku, kde je v můstku 30 vytvořen otvor 42, kterým může vtékat roztavený elastomer 18 do drážky 38, včetně obvodové dolní oblasti 44, kde elastomerní nárazník sahá na dolní povrch 24 úseku 16.

-16Na obr.6A je znázorněno alternativní provedení, kde dolní příruby 32 jsou zvláště široké pro přesměrování smykových napětí do ještě větší oblasti za účelem zdokonalení přilnavosti mezi elastomerem a tuhými plastovými stěnami drážky. Obr.GB znázorňuje podélný řez kartáčkem, vedený rovinou 6B-6B, který zřetelně znázorňuje zvětšenou přírubovou oblast. Obr.6C je boční pohled na kartáček z obr.6A a 6B.

Na obr.7 je znázorněno další provedení kartáčku, v němž je elastomerní materiál uložen pouze v oblasti kloubu, včetně přírub 32. Kloub 30 navazuje na horní povrch 16b a 14b a přední hlavová část 16 svírá úhel 15° se zadní hlavovou částí 14.

V normálním uspořádání hlavy je hlavová část 16 nakloněna vzhledem k hlavové části 14 v úhlu, určeném tak, aby byl optimálně 15°. Má-li se část 16 přiblížit uspořádání v rovině s částí 14, nebo má-li se s ní uložit v podstatě do přímky podél podélné osy kartáčku, je tak potřebné vyvíjet na kartáček během čištění sílu, kterou se část 16 vychyluje. Obě hlavové části jsou vytvarovány v jejich vzájemně nakloněném uspořádání, jak je znázorněno na obr.l, přičemž během druhého stupně se po té přidá elastomer obvyklým podvojným vstřikovacím postupem. Je však zřejmé, že vzhledem k tendenci elastomerů se po lisování smršťovat, může být kostra vytvarována v úhlu o něco větším než 15° nebo o něco menším než 15°. Toto smršťování může změnit vrcholový úhel, jehož velikost se řídí tvarem elastomerové části okolo oblasti kloubu. Aby se v kompozitním dvousložkovém kartáčku dosáhlo konečného úhlu 15°, může tak být ohebný vrcholový segment

-17kostry být vytvarován v úhlu 18°.

Na obr.8 je znázorněná jiná hlava zubního kartáčku bez elastomerového povlaku. Umístěním můstku 30 mezi horním a dolním povrchem hlavy se může část 16 hlavy snáze ohýbat buď do konvexního nebo do konkávního tvaru, a na obou okrajích horní drážky 38a a dolní drážky 38b jsou vytvořeny odlehčovací příruby 32a, 32b pro vyplnění elastomerem při vstřikování. Když se v tomto provedení dolní povrchy hlavových částí ohýbají směrem k sobě a horní povrchy hlavových částí se ohýbají směrem od sebe, pomáhají horní uvolňovací příruby 32b zajišťovat odpor proti namáhání loupáním, která mají sklon vyvolávat delaminaci elastomerů z tuhé kostry kartáčku. Když se podobně dolní povrchy hlavových částí ohýbají od sebe a horní povrchy hlavových částí se ohýbají k sobě, pomáhají dolní uvolňovací příruby 32a zajišťovat odpor proti namáhání loupáním, který má sklon vyvolávat podobnou delaminaci.

Mnohé zubní kartáčky, jaké jsou dnes dostupné na trhu, jsou dvousložkové, což znamená, že se používá ve větší nebo menší míře elastomerní materiál, zejména v úchopové části kartáčku. Způsob výroby takových dvousložkových kartáčků jsou tak v současné době velmi dobře známé. Kartáčky podle vynálezu mohou být vyrobeny použitím takového běžného dvousložkového technologického postupu. Například může být podle prvního způsobu výroby kartáčků podle vynálezu elastomerní materiál přiváděn do hlavové oblasti od úchopové oblasti přes zatvarovaný kanálek (za předpokladu přítomnosti úchopové oblasti). Alternativně může být podle známého postupu elastomer přiváděn do hlavové oblasti přes druhý • · · · · ·· ·· ·· ·· • 00 ···« «···

000 0 0 · 0 0 0 0 • ···· ······

0 ·00 ·0·0 ··· ··· ·· ·»·· ·· 00

-18vstřikovací bod umístěný na hlavě, čímž se vyloučí potřeba zatvarovaného kanálku. Prostředky a způsoby do dosažení těchto cílů jsou popsány v PCT patentové přihlášce WO 94/05183 Jordán AS s Norska. Hlavová část může být opatřena trsy štětin při použití běžného svorkového postupu.

Podle dalšího způsobu výroby kartáčků podle vynálezu jsou rukojeť, a elastomer pro úchopovou a hlavovou oblast vytvarovány při tříkrovým lisovacím postupem. Elastomer se zavádí do hlavové oblasti odděleně od úchopové oblasti. Tento postup je obzvláště vhodný, jestliže jsou elastomer pro hlavovou část kartáčku a úchopovou část odlišné elastomerní materiály, jako elastomery mající dvě odlišné hodnoty tvrdosti podle Shora. Kupříkladu může být za určitých okolností žádoucí použít pro hlavovou oblast měkčí elastomer, než pro rukojeťovou část kartáčku. Jako ve výše uvedeném případě může být potom hlava opatřena trsy použitím obvyklé svorkové technologie. Úplný popis způsobů a zařízení pro osazování štětinových trsů u zde uváděných pružně ohebných kartáčků s následným ořezáváním a jemným dokončováním konců jeho štětin je popsáno je popsáno v souběžné patentové přihlášce přihlašovatele č......, IR 5992.

Pojem zubní kartáček, zde používaný, zahrnuje také hlavy zubních kartáčků pro použití u ručních kartáčků nebo elektricky poháněných kartáčků nebo kartáčků na baterii, s oddělitelnou hlavou, u nichž jsou dříkové části ekvivalentní zde popisovaným rukojetím zubních kartáčků.

I když byla popsána a znázorněna konkrétní provedení vynálezu, bude pro odborníky v oboru zřejmé, že se vynález

-19• · · · · ·· ·· ·· ·· ··· · · · · · » · · ···· · · · ♦ · · · • ···· ···♦♦· • · · · · · · · · ······ · · · · · · · · ·· neomezuje na tato provedení a že jsou možné úpravy a obměny, aniž by se opustil rámec vynálezu. Připojené patentové nároky jsou určeny ke krytí všech takých obměn v rámci myšlenky a ducha vynálezu.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zubní kartáček, zhotovený vstřikováním, s omezenou . , , Aohebnosti, mající tuhou rukojet a h^Tvu s kloubem, uložené podél podélné osy zubního kartáčku, přičemž hlava má zadní konec přiléhající k rukojeti a volný konec odlehlý od zadního konce, přičemž hlava je rozdělena do nejméně dvou částí, a to části na volném konci, způsobilou pružně se ohýbat vzhledem ke druhé z těchto částí, přičemž další z částí je připojena k rukojeti na zadním konci hlavy, přičemž část na volném konci je uložena v předem zvoleném úhlu vzhledem k uvedeným dalším hlavovým částem tak, že při normálním manipulačním čistícím tlaku se hlava ohýbá tak, že uvedené nejméně dvě hlavové části se vzájemně vůči sobě ohýbají směrem do v podstatě plochého uspořádání, přičemž uvedené nejméně dvě části hlavy mají každá horní povrch a dolní povrch, přičemž uvedené nejméně dvě části mají konce, ležící proti sobě a uložené ve vzájemném odstupu v podélném směru, přičemž tyto konce, ležící ve vzájemném odstupu, jsou spojeny tenkým můstkem, vytvořeným vcelku s uvedenými dvěma částmi, přičemž uvedený tenký můstek má horní povrch a dolní povrch, přičemž horní povrch tenkého můstku leží ve vzájemném prodloužení s horním povrchem hlavy, přičemž mezi uvedenými konci, ležícími ve vzájemném odstupu, je vytvořena drážka, přičemž drážka má horní část zakončenou u dolního povrchu uvedeného tenkého můstku, a dolní část zakončenou v oblasti s přírubami, zasahající do dolního povrchu každé z uvedených hlavových částí, přičemž každá z hlavových částí je opatřena více trsy štětin, vystupujících z jejího dolního povrchu, přičemž mezi uvedenými konci, ležícími ve vzájemném odstupu, je uložena elastomerová část z elastomeru odolného proti

   -21• ··· · · · ·· • · · · · 9 · • · ·· 9 · ·

   9 9 9 9 9 9

   9 9 9 9 9

   999 999 99 9999

   99 99 loupání pro vytváření kompozitní hlavy, přičemž elastomerová část je uspořádána alespoň od dolního povrchu uvedeného tenkého můstku do dolnímu povrchu každé z hlavových částí.
2. 2. Zubní kartáček podle nároku 1, vyznačený tím, že tuhé části hlavy jsou dvě, přičemž první hlavová část, ležící na volném konci, je připojena uvedeným tenkým můstkem k druhé hlavové části, která je vcelku vytvořená s uvedenou tuhou rukojetí, přičemž uvedené hlavové části mají horní povrchy s vystupujícími částmi, strany a dolní povrchy obsahující štětiny, přičemž uvedené dolní povrchy obsahující štětiny mají obvodový okraj, který obsahuje dolní drážku, přičemž uvedený tenký můstek a uvedené horní povrchy, strany a dolní drážka uvedené první hlavové části a část uvedených horních povrchů, stran a dolní drážky uvedené druhé hlavové části mají okolo sebe elastomerový nárazník, přičemž uvedená vystupující část uvedeného horního povrchu uvedené první hlavové části procházejí uvedeným elastomerovým nárazníkem, přičemž uvedená vystupující horní část uvedené druhé hlavové části je umístěna mezi uvedeným elastomerovým nárazníkem a uvedenou rukojetí, přičemž elastomerový nárazník má stejnou výšku jako vystupující části první a druhé hlavové části .
3. 3. Zubní kartáček podle nároku 2, vyznačený tím, že elastomerová část má v podélném řezu tvar v podstatě obráceného písmene T.
4. 4. Zubní kartáček podle nároku 2, vyznačený tím, že elastomer, kryjící horní povrch uvedeného tenkého můstku, obsahuje příčně orientované rovnoběžné drážky a žebro, včel-22ku vytvořené mezi uvedenými rovnoběžnými drážkami.
5. 5. Zubní kartáček podle nároku 1, vyznačený tím, že uvedený předem zvolený úhel je okolo 15°.
6. 6. Zubní kartáček, zhotovený vstřikováním, s omezenou ohebností, mající tuhou rukojeť, a hlavu s kloubem, uložené podél podélné osy zubního kartáčku, přičemž hlava má zadní konec přilehlý k rukojeti a volný konec odlehlý od zadního konce, přičemž hlava je rozdělena do nejméně dvou částí, které jsou způsobilé se pružně vzájemně ohýbat při normálním manipulačním čisticím tlaku, přičemž uvedené hlavové části mají horní povrch a dolní povrch, přičemž uvedené nejméně dvě části mají konce, ležící proti sobě a uložené ve vzájemném odstupu v podélném směru, přičemž tyto konce, ležící ve vzájemném odstupu, jsou spojeny tenkým můstkem, vytvořeným vcelku s uvedenými dvěma částmi, přičemž uvedený tenký můstek má horní povrch a dolní povrch, přičemž mezi uvedenými konci, ležícími ve vzájemném odstupu, je vytvořena drážka, končící u dolních povrchů těchto částí, přičemž u průsečíku uvedených konců, ležících se vzájemným odstupem, s dolním povrchem každé hlavové části, je umístěna oblast s přírubami, přičemž z uvedeného dolního povrchu každé hlavové části, vybíhá více trsů štětin, přičemž mezi uvedenými konci, ležícími ve vzájemném odstupu, je uložena elastomerová část z elastomeru odolávájího loupání pro vytváření kompozitní hlavy, přičemž uvedená elastomerová část sahá alespoň od povrchu uvedeného tenkého můstku k oblasti s přírubami uvedené drážky, zasahující do dolního povrchu každé z uvedených hlavových částí, přičemž uvedená elastomerová část je během čisticí funkce deformována, kdykoli se uvedené nejméně dvě

   -23♦ ·»· ···

   99 99 ► 9 9 « ► · · <

   hlavové části ohýbají vůči sobě.
7. 7. Zubní kartáček podle nároků 1, vyznačený tím, že 2,22 N (0,5 libry) je normální čisticí tlak, při kterém se uvedené nejméně dvě hlavové části ohýbají vůči sobě směrem do v podstatě plochého uspořádání.
8. 8. Zubní kartáček podle nároku 1, vyznačený tím, že uvedená elastomerová část je elastomer, mající tvrdost podle Shora A od okolo 5 do okolo 30.