Изобретение относится к щетке, содержащей держатель щетинок, состоящий, по меньшей мере, из двух по существу параллельных слоев различных пластиков, получаемых способом двухкомпонентного литья под давлением, и щетинки, прикрепленные, по меньшей мере, к одному из слоев.
Известно множество конструкций щеток, получаемых путем двухкомпонентного литья под давлением. Существует несколько причин для изготовления держателя щетинок из двух различных пластиков. По одним только соображениям себестоимости целесообразно изготовлять большую часть держателя из дешевого пластика, а остальное - из высококачественного, более дорогого, чтобы сэкономить на издержках. Высококачественный пластик служит, прежде всего, для повышения прочности, но может также выполнять различные специальные функции. Кроме того, пластик, несущий щетинки, выбирается в зависимости от способа крепления щетинок. Их можно вставлять в заранее подготовленные отверстия штамповкой, литьем под давлением закрепляемых концов в пластик держателя, приваривать к держателю или закреплять с помощью других термопластических либо механических процессов.
С точки зрения производства и пользования особые требования предъявляются в случае малоразмерных, в частности зубных, щеток. Большое количество щетинок необходимо разместить на держателе с относительно малой поверхностью, чтобы обеспечить чистку зубов, а при необходимости также и массаж десен. Кроме того, большое количество щетинок необходимо разместить на держателе в малом объеме, поскольку держатель должен учитывать максимальное количество вариантов пользователей с самыми разными размерами полости рта. Щетинки также должны обладать высоким сопротивлением вытягиванию, причем оно должно сохраняться как можно дольше постоянным, потому что выпавшие щетинки не только вызывают неприятные ощущения во рту, застревая в межзубных промежутках, но могут представлять серьезную угрозу здоровью при попадании в пищевод или пищеварительный тракт.
Головка щетки изготовляется из двух компонентов (DE 3628722 A1), например, чтобы полностью или частично охватывать мягким, резиноподобным материалом, например эластомером, часть головки, обладающую необходимыми прочностными характеристиками и изготовленную из жесткого пластика, с целью исключения опасности травмирования полости рта острыми кромками и т.п. В частности, известна слоистая конструкция, в которой жесткий пластик головки щетки покрыт снизу и с боков эластомером, а щетинки затем привариваются к слою эластомера. 3а счет закрепления в слое эластомера щетинки приобретают упругость, позволяющую им отклоняться в стороны.
В другой известной конструкции (патент США 1770195) головка щетки из твердого материала, выполненная заодно с ручкой, полностью окружена резиноподобным материалом и содержит на стороне крепления щетинок бугорки с выемками, куда вставляются пучки щетинок, приобретающие тем самым дополнительную упругость поперек оси пучков.
Известна головка щетки (патент США 5373602) из двух частей: часть, выполненная заодно с ручкой, короче и на переднем конце головки дополнена эластомерной частью, которая сцепляется с верхом твердой части и покрывает последнюю. Это, в частности, допускает отклонение передней части головки под углом к жесткой, короткой ее части. Если ручка и задняя часть головки выполнены из обычных жестких пластиков - полистирола, полипропилена и т.п., то эти два разных пластика не поддаются прочному соединению, а если оно и достигается, то с большими затратами. Обычное двухкомпонентное литье под давлением исключено, потому что эти два пластика не образуют единого соединения по материалу.
Известна также (ЕР 310482) головка щетки, изготовленная из жесткого пластика заодно с ручкой и окруженная с боков и с переднего торца эластомером, причем щетинки прикреплены исключительно к свободной поверхности жесткой части. Это, конечно, ведет к уменьшению площади поверхности, пригодной для размещения щетинок. Адгезия эластомерной части по сравнению с описанной ранее конструкцией улучшается за счет того, что указанная часть надевается подобно колпачку на передний конец головки щетки и фиксируется дополнительной термообработкой, о которой в ЕР 310482 подробно не сказано.
Наконец, известна (WO 97/20484) конструкция выполненной заодно с ручкой жесткой части головки щетки, которая сужена в продольном направлении и расширена на переднем торцевом участке. Узкая часть служит носителем для каркаса с чашевидными гнездами для пучков щетинок, выполненными из того же жесткого пластика. На эти чашевидные гнезда по периферии литьем под давлением нанесен эластомер, а при желании эластомером можно окружить по контуру всю жесткую или твердую часть. Часть щетинок закреплена в твердой центральной части, а другие вставлены в чашеобразные гнезда эластомерной периферийной части. Последние способны гибко отклоняться. В данной конструкции за счет множественного взаимопроникновения твердых и мягких компонентов обеспечивается надежное соединение двух этих пластиков, но сама конструкция головки чрезвычайно сложна и требует вследствие этого изготовления дорогих сложных литейных форм, а головка щетки обладает гибкостью только на периферийных участках и не может, как требуется от зубных щеток, приспосабливаться к различным условиям пользования.
В основу изобретения поставлена задача, в случае щетки с держателем щетинок, выполненным из различных пластиков, создать конструкцию, которая, с одной стороны, позволяет индивидуально приспосабливать гибкость к конкретным условиям применения, а с другой - обеспечивает надежное постоянное соединение между двумя пластиковыми компонентами.
Для решения этой задачи за основу берется щетка, в которой носитель щетинок содержит, по меньшей мере, два по существу плоских, параллельных слоя из различных пластиков, полученных путем двухкомпонентного литья под давлением, причем щетинки прикреплены, по меньшей мере, к одному из слоев (DE 3629722). Поставленная задача в соответствии с изобретением решается тем, что, по меньшей мере, в слое держателя, противоположном щетинкам, выполнены отверстия, края которых удалены от периферии головки щетки и заполнены внутри пластиком другого слоя.
В изобретении, прежде всего, используется четко выраженная и сравнительно простая конструкция держателя щетинок из двух по существу параллельных слоев, обеспечивающая большие поверхности контакта между, по меньшей мере, двумя пластиками и, как следствие, большие адгезионные поверхности. При такой слоистой структуре можно точно приспосабливать эксплуатационные характеристики щеток к конкретным нуждам без изготовления сложных литейных форм при их производстве. В частности, можно очень точно регулировать гибкость по всей длине головки щетки или по ее части в зависимости от конкретных нужд за счет подбора применяемых пластиков, соответствующей геометрии слоев и, в частности, толщины слоев по отношению к моменту инерции, которым определяется степень гибкости. Отверстия, края которых удалены от периферии головки щетки, выполненные, по меньшей мере, в том слое, который обращен от щетинок, заполнены пластиком другого слоя в процессе двухкомпонентного литья под давлением. Это ведет к увеличению адгезионной поверхности и в то же время к созданию шипового соединения между двумя слоями, обеспечивая достаточно прочную и надежную взаимосвязь между пластиками, которые иным образом соединить очень трудно. Кроме того, отверстия, края которых удалены от периферии головки щетки, ослабляя слой, в котором они находятся, могут служить для приспособления гибкости к конкретным эксплуатационным нуждам за счет своей формы, взаиморасположения и количества.
Соединение между кромкой отверстий в одном слое и пластиком другого слоя, заполняющим их, может быть с силовым замыканием, которое особенно эфективно, когда пластик одного слоя, проникая в отверстия, расширяется в процессе литья под давлением.
Соединение с силовым замыканием может быть дополнено или заменено замыканием по материалу при условии достаточного сродства пластиков, по меньшей мере, двух слоев.
Оба указанных типа соединений могут быть дополнены или заменены соединением с геометрическим замыканием при условии наличия выточек в стенках отверстий.
В случае щеток с гибким держателем щетинок, который подается под действием сил, воздействующих на щетинки при пользовании щетками, в соответствии с изобретением гибкость может регулироваться толщиной слоев и подбором образующих их пластиков.
Вместо или помимо этого гибкость держателя щетинок может регулироваться количеством и/или формой либо размером отверстий в одном слое, края которых удалены от периферии головки щетки.
Особо целесообразно выполнять отверстия щелевидными, проходящими поперек продольной оси держателя щетинок и залитыми по краям. При такой конструкции имеет место преимущественно соединение с силовым замыканием, а при желании - соединение двух пластиков в зоне отверстия с геометрическим замыканием.
Отверстия могут иметь цилиндрические стенки.
Вместо этого отверстия в одном из слоев могут иметь стенки, расходящиеся от поверхности контакта между слоями, образуя выточку, что дает соединение с геометрическим замыканием. При литье под давлением отверстия можно заполнять с одной или другой стороны.
Изобретение также предусматривает возможность придавать стенкам отверстий в слое, противоположном щетинкам и образующем низ держателя щетинок, очертания, которые в сочетании с различной окраской пластиков в двух слоях несут информацию для пользователя. Например, это может быть указание на тип щетинок, их твердость, буквы с информацией для пользователя, информация в виде указаний и т.п.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, по меньшей мере, один слой, несущий щетинки, выполнен из эластомера и упруго удерживает щетинки. В этом случае щетинки предпочтительно закреплены в слое эластомера сваркой или литьем под давлением.
Целесообразно покрывать слой эластомера, несущий щетинки, слоем менее гибкого пластика, через который проходят щетинки. Этот слой может быть относительно тонким, что наряду с закреплением щетинок сваркой или литьем под давлением в эластомерном слое дополнительно повышает их сопротивление выдергиванию.
При такой трехслойной структуре щетинки могут располагаться только в одном или двух соседних слоях, по желанию. Кроме того, часть щетинок можно закреплять в одном слое, а часть - в двух соседних.
Далее варианты осуществления изобретения описываются более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее.
Фиг.1 - продольное сечение головки зубной щетки в первом варианте осуществления.
Фиг.2 - вид в плане зубной щетки по фиг.1.
Фиг.3 - сечение, подобное фиг.1, для другого варианта осуществления.
Фиг.4 - сечение, подобное фиг.1, для другого варианта.
Фиг.5а - продольное сечение головки зубной щетки в трехслойном исполнении.
Фиг.5b - сечение, аналогичное фиг.5а, модифицированной конструкции.
Фиг.6 - вид сбоку модифицированной конструкции головки зубной щетки.
Фиг.7 - продольное сечение, подобное фиг.1, еще одного варианта осуществления.
Зубная щетка, изображенная в разрезе на чертежах, содержит ручку 1 и головку, служащую держателем 2 щетинок, на которой закреплены щетинки 3 в виде пучков 3а, участками или по отдельности 3b. В представленном варианте держатель 2 щетинок содержит два по существу параллельных слоя 4 и 5, причем слой 4 выполнен из относительно жесткого пластика, а слой 5 - из резиноподобного пластика, в частности эластомера. щетинки 3 закреплены, например, сваркой, литьем под давлением или иным способом в указанном мягком слое 5.
Слой 4, выполненный заодно с ручкой 1, и слой 5 получают в одной или последовательно в двух формах для так называемого двухкомпонентного литья под давлением. С целью расширения поверхности контакта между двумя слоями 4 и 5 в держателе 2 щетинок выполнены отверстия 6, края которых, как показано на фиг.2, удалены от периферии головки щетки и имеют щелевидную форму так, что в процессе литья под давлением в них проникает пластик из другого слоя 5. Как показано на фиг.1, отверстия 6 могут расширяться конически наружу, что обеспечивает надежное закрепление слоя 5 в слое 4.
За счет формы, количества и расположения отверстий 6 можно регулировать гибкость всей головки щетки, состоящей из слоя 4 и слоя 5, в зависимости от конкретных нужд.
Вариант в соответствии с фиг.3 отличается от варианта по фиг.1 только тем, что поверхность 7 контакта между слоями 4 и 5 выполнена волнистой или шипованной, но оба слоя всегда остаются параллельными друг другу. В области вершин волнистой поверхности 7 находятся отверстия 6, в которые при литье под давлением проникает пластик слоя 5. В области указанных вершин могут также заделываться щетинки 3 или пучки щетинок, чем достигается максимальная глубина закрепления. В сочетании с пластиком, заполняющим отверстия, это обеспечивает особенно высокое сопротивление выдергиванию.
Вариант по фиг.4 отличается от представленного на фиг.1 тем, что слой 5, в который заделываются щетинки 3, имеет волнистую поверхность. Щетинки 3, соединенные в пучки 3а, крепятся соосно в отверстиях в области впадин волнистого профиля или локальных углублений 8, чтобы обеспечить достаточное сопротивление выдергиванию в сравнительно тонких слоях 4 и 5. Отдельные щетинки 3b крепятся на вершинах волн или на более толстых участках слоя 5.
В варианте по фиг.5а и 5b держатель 2 щетинок состоит из трех слоев, а именно слоя 4, выполненного заодно с ручкой 1 из более жесткого пластика, среднего слоя 10 и нижнего слоя 11, который может быть изготовлен из того же пластика, что и слой 4, тогда как средний слой 10 образован, например, эластомером. Щетинки 3 могут крепиться либо только в нижнем слое 11, как обозначено пучком 12, либо могут заходить в средний слой 10, как это обозначено пучками 13. Наконец, можно вставлять щетинки 3 в верхний слой 4, как обозначено щетинками 14.
В варианте в соответствии с фиг.5а верхний слой 4 и нижний слой 11 содержат расширяющиеся наружу отверстия 6, заполняемые пластиком из среднего слоя 10, тогда как в варианте по фиг.5b только в среднем слое имеются отверстия 15, через которые пластик из нижнего слоя 11 проникает в отверстия 6 верхнего слоя 4. Отдельные щетинки 3b могут крепиться в одном или нескольких слоях, заполняя тем самым отверстия.
В варианте в соответствии с фиг.6 держатель 2 щетинок содержит слой 4, который выполнен заодно с ручкой, но занимает только часть длины держателя 2, и слой 5, который проходит дальше слоя 4 и образует переднюю часть 9 держателя 2 щетинок. В слое 4 также выполнены отверстия 6, заполняемые пластиком из вышележащего слоя 5. Щетинки 3 крепятся исключительно в слое 5 в части, покрывающей слой 4, и в части 9, образующей перед головки.
В варианте в соответствии с фиг.7 держатель 2 щетинок также содержит слои 4 и 5, но в данном случае слой 5 имеет отверстия 16, в которые проникает пластик из слоя 4. В образовавшиеся шишкообразные выступы 17 вставляются, например, прошивкой, литьем под давлением или иным образом щетинки 3. В представленном варианте в слое 4 также выполнены отверстия 6, заполняемые пластиком из слоя 5.
Изобретение относится к зубным щеткам. Щетка содержит держатель, по меньшей мере, из двух по существу параллельных слоев различных пластиков, полученный в процессе двухкомпонентного литья под давлением, и щетинки, закрепленные, по меньшей мере, в одном из слоев, при этом слой держателя, удаленный от щетинок, содержит отверстия, края которых удалены от периферии головки щетки и заполнены пластиком другого слоя. Изобретение обеспечивает надежное соединение между двумя пластиковыми компонентами и гибкость в зависимости от условий использования. 15 з.п.ф-лы, 7 ил.
| DE 3628722A, 25.02.1988.WO 9827846A, 02.07.1998.US 4263691A, 28.04.1981.US 5454133A, 03.10.1995. |
