Приспособление для ухода за полостью рта и нить для него - RU2720652C1

Чертежи

Описание

[1] Настоящая заявка испрашивает преимущество приоритета заявки №15/250497 на патент США, поданной 29 августа 2016 года, которая во всей полноте включена в данный документ посредством ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[2] Заостренные нити для щетинок в приспособлении для ухода за полостью рта широко используются на рынке зубных щеток в течение многих лет. Большую часть этих заостренных нитей обрабатывают химическим способом и обеспечивают тонким иглоподобным кончиком, что позволяет им лучше чистить между зубами и на линии десен, а также создает превосходящее ощущение мягкости во рту пользователя. Проблема заключается в том, что эти нити являются относительно дорогими, процессом погружения в химические вещества сложно управлять, и существуют ограничения на материалы для нитей, пригодные к использованию, а также на возможную форму профиля сужения. Например, нити, изготовленные из нейлона, как правило, не пригодны для заострения химическим способом, который обычно используется для нитей, выполненных из РВТ (полибутилентерефталата). Тем не менее, некоторые пользователи отдают предпочтение нейлоновым нитям над нитями из РВТ из-за их большей мягкости и гибкости. Независимо от материала нитей, при заострении механическим способом или при закруглении конца (см., например, фиг. 1), как правило, невозможно повторить такие же диаметры тонкого кончика и длинные протяженности сужения, как у обработанных химическим способом аналогов, связанные с эффективной и мягкой чисткой между зубами. С другой стороны, обработка механическим способом обеспечивает большую шероховатость поверхности в обрабатываемой области нитей, что является желательной характеристикой для обеспечения эффективной чистки между зубами. Таким образом, существует потребность в нитях, заостренных механическим способом, которые имеют тонкие кончики и длинные протяженности сужения, как и нити, заостренные химическим способом, но с преимуществами более высокой шероховатости поверхности нитей, обработанных механическим способом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[3] Настоящее изобретение предоставляет нить для чистки зубов, которая преимущественно обладает желаемой длинной протяженностью сужения и небольшими диаметрами кончика нитей, обработанных химическим способом, которые характеризуются иглоподобным профилем, и большей шероховатостью поверхности в области кончика нитей, обработанных механическим способом. Согласно одному варианту осуществления эта нить может быть изготовлена за счет заострения механическим способом. Нить может использоваться в качестве щетинки, включенной в приспособление для ухода за полостью рта, такое как, без ограничения, зубная щетка.

[4] В одном аспекте настоящее изобретение может представлять собой нить для приспособления для ухода за полостью рта, содержащую удлиненный стержень, заканчивающийся кончиком и имеющий заостренную концевую часть; протяженность сужения, составляющую 5 мм или более, измеренную в заостренной концевой части; и значение локальной шероховатости поверхности, составляющее по меньшей мере 0,20.

[5] В другом аспекте настоящее изобретение может представлять собой нить для приспособления для ухода за полостью рта, заостренную механическим способом, которая содержит удлиненный стержень, заканчивающийся кончиком и имеющий концевую часть, заостренную механическим способом; протяженность сужения, составляющую 5 мм или более, измеренную в заостренной концевой части; диаметр кончика, составляющий менее 10 микрон, измеренный на расстоянии 0,05 мм от кончика в заостренной концевой части; и значение локальной шероховатости поверхности, составляющее по меньшей мере 0,20.

[6] В другом аспекте настоящее изобретение может представлять собой приспособление для ухода за полостью рта, содержащее рукоятку; головку, поддерживаемую рукояткой; и множество элементов для чистки зубов, проходящих от головки, при этом множество элементов для чистки зубов содержит нити щетинок, заостренные механическим способом; при этом каждая нить содержит удлиненный стержень, заканчивающийся кончиком и имеющий заостренную концевую часть, протяженность сужения, составляющую 5 мм или более, измеренную в заостренной концевой части, и значение локальной шероховатости поверхности, составляющее по меньшей мере 0,20.

[7] Дополнительные области применения настоящего изобретения станут очевидными из подробного описания, представленного в данном документе далее. Следует понимать, что хотя подробное описание и конкретные примеры раскрывают предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, они предназначены лишь для иллюстративных целей и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[8] Настоящее изобретение станет более понятным из подробного описания и прилагаемых графических материалов, где:

[9] на фиг. 1 представлена известная нить щетинки, концы которой закруглены механическим способом;

[10] на фиг. 2 представлена нить щетинки, заостренная механическим способом, согласно настоящему изобретению; и

[11] на фиг. 3 представлено приспособление для ухода за полостью рта, содержащее нить по фиг. 2.

[12] Все графические материалы являются схематическими и не обязательно представлены в масштабе.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[13] Следующее описание предпочтительного(-ых) варианта(-ов) осуществления является лишь иллюстративным по своей природе и никоим образом не предназначено для ограничения настоящего изобретения, его практического применения или вариантов применения.

[14] Описание иллюстративных вариантов осуществления согласно принципам настоящего изобретения предназначено для прочтения в связи с сопроводительными графическими материалами, которые следует рассматривать как часть полного письменного описания. В описании вариантов осуществления настоящего изобретения, раскрытых в настоящем документе, любая ссылка на направление или ориентацию предназначена лишь для удобства описания и никоим образом не предназначена для ограничения объема настоящего изобретения. Относительные термины, такие как «нижний», «верхний», «горизонтальный», «вертикальный», «выше», «ниже», «вверх», «вниз», «верх» и «низ», а также их производные (например, «горизонтально», «по направлению вниз», «по направлению вверх» и т.д.) следует толковать как относящиеся к ориентации так, как она описана или показана на обсуждаемой фигуре. Эти относительные термины предназначены только для удобства описания и не требуют, чтобы приспособление было сконструировано или действовало в определенной ориентации, если это явно не указано. Такие термины, как «присоединенный», «закрепленный», «соединенный», «сопряженный», «взаимосвязанный» и подобные относятся к взаимосвязи, при которой конструкции скреплены или соединены одна с другой либо непосредственно, либо опосредованно посредством промежуточных конструкций, а также как подвижных, так и жестких креплений или взаимосвязей, если иное не указано явным образом. Кроме того, признаки и преимущества настоящего изобретения проиллюстрированы со ссылкой на представленные в качестве примера варианты осуществления. Соответственно, настоящее изобретение определенно не должно быть ограничено этими представленными в качестве примеров вариантами осуществления, иллюстрирующими некоторую возможную неограничивающую комбинацию признаков, которые могут существовать по отдельности или в других комбинациях признаков; причем объем настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.

[15] По всему тексту данного документа диапазоны используются в качестве сокращенного обозначения для описания всех без исключения значений, которые находятся в пределах диапазона. В качестве граничного значения диапазона может быть выбрано любое значение в пределах диапазона. Кроме того, все ссылки, приведенные в данном документе, тем самым включены в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте. В случае конфликта определений, данных в настоящем изобретении и в приведенной ссылке, настоящее изобретение преобладает.

[16] Настоящее изобретение относится к нитям щетинок, которые заострены механическим способом, в результате чего достигаются профиль и размеры, сопоставимые с небольшими диаметрами кончика и длинными протяженностями сужения нитей, заостренных химическим способом; в отличие от существующих представленных на рынке нитей, концы которых закруглены механическим способом. Процесс механической обработки, как правило, выполняют до формирования пучков для прикрепления нитей к головке приспособления для ухода за полостью рта, такого как зубная щетка, однако эти нити могут быть заострены механическим способом либо до, либо после формирования пучков, в различных вариантах осуществления. Нити могут быть заострены либо с одной любой стороны, либо с обеих сторон. Противоположный другой конец будет иметь закругленную форму. Предварительно обработанная нить щетинки может иметь поперечные сечения круглой, прямоугольной или особой формы.

[17] Желаемые характеристики заостренной нити щетинки для эффективной чистки между зубами могут быть сведены в основном к трем характеристикам или параметрам: (1) небольшие диаметры кончиков; (2) длинные протяженности сужения; и (3) высокая шероховатость поверхности. Первые два параметра позволяют нити эффективно достигать пространства между зубами, тогда как высокие значения шероховатости способствуют удалению остатков, находящихся между зубами, посредством улучшенного очищающего воздействия на зубы.

[18] На фиг. 2 представлена нить 20 согласно настоящему изобретению. Нить 20 имеет продольную ось А-А, удлиненный стержень 21 с диаметром D1. Стержень содержит концевую часть 22 для установки, предназначенную для прикрепления к приспособлению для чистки зубов, и противоположную заостренную концевую часть 24, приспособленную для чистки между зубами. Поэтому, в других терминах, концевую часть 22 для установки также можно считать ближним концом нити, а заостренную концевую часть 24 можно считать дальним концом. В некоторых вариантах осуществления концевая 22 часть для установки может иметь в целом цилиндрическую форму с круглым поперечным сечением, а в других вариантах осуществления может иметь асимметричные или другие многоугольные и немногоугольные формы поперечного сечения в качестве некоторых неограничивающих примеров. Форма поперечного сечения не ограничивает настоящее изобретение. Концевая часть 22 для установки может иметь такой же диаметр D1, что и представленный материал основной части нити. Следует понимать, что некруглые формы могут быть приравнены к диаметру D1, образованному воображаемым кругом, который может быть нарисован с очерчиванием таких форм.

[19] Заостренная концевая часть 24 образует внешний конец или кончик 28. Кончик 28 может быть заостренным или иметь другие формы, например, слегка закругленный профиль или плоскую торцевую поверхность. Заостренная концевая часть 24 имеет несколько постепенно уменьшающийся диаметр в направлении от конца 22 для установки к кончику 28 нити. Соответственно, заостренная концевая часть 24 имеет постепенно уменьшающиеся диаметры, каждый из которых меньше диаметра D1 материала основной части нити, и заканчивается кончиком 28. Заостренная концевая часть 24 имеет протяженность Т1 сужения, характеризующуюся протяженностью нити 20, диаметры которой меньше диаметра D1. Следовательно, Т1 измеряют от кончика 28 до точки Р на стержне 21 нити, где начинается полный диаметр D1 стержня.

[20] В некоторых примерах, без ограничения, протяженность Т1 сужения может составлять 5 мм или более с образованием длинной протяженности сужения, сопоставимой с нитями, заостренными химическим способом, но отличающейся от значительно более коротких протяженностей сужения известных нитей щетинок, концы которых закруглены механическим способом (см., например, фиг. 1). В некоторых вариантах осуществления протяженность Т1 сужения может составлять от 5 до 7 мм. Нить 20 щетинки предпочтительно имеет диаметр D2 кончика, измеренный на расстоянии L=0,5 мм от кончика 28, который составляет менее 0,01 мм (или 10 микрон), характеризующий длинные тонкие заостренные концы нитей щетинок, которые изготавливают посредством химических способов заострения. При измерении группы нитей щетинок предпочтительно, чтобы средний диаметр D2 кончика группы составлял менее 0,01 мм.

[21] Предпочтительно нить 20 обрабатывают или заостряют механическим способом для образования заостренной концевой части 24. Преимущественно это не только обеспечивает протяженность сужения и небольшие диаметры кончика, как у обработанных химическим способом или погруженных в химические вещества нитей щетинок для эффективного очищения между зубами, но также преимущественно придает крайне желательное свойство, заключающееся в более высокой шероховатости поверхности, являющееся результатом заострения механическим способом, что приравнивается к улучшению чистки поверхности зубов. Напротив, щетинки, погруженные в химические вещества, как правило, погружаемые на некоторое время в травильную ванну, образуют гладкие поверхности щетинок, которые не способствуют улучшенному очищающему воздействию на зубы. Процесс заострения механическим способом может включать применение к нити механизма или инструмента шлифования, затачивания и/или резания, который снимает с нити материал основной части с образованием заостренной концевой части 24, имеющей размеры и характеристики, описанные в настоящем документе.

[22] ПРИМЕР 1

[23] Нити щетинок, заостренные механическим способом, образовали согласно настоящему изобретению. Измерения образцов осуществляли с использованием конфокальных и электронно-сканирующих микроскопов для получения данных о сужении на заостренной концевой части 24. В одном измеренном образце диаметр D2 заостренной концевой части 24 (измеренный на расстоянии 0,05 мм от кончика) составил 9,793 микрона. Его предпочтительно сравнивали со сравнительным образцом нити, заостренной химическим способом, который имел диаметр D2 кончика 9,430 микрона; как образец, так и сравнительный образец не соответствовали желаемому ограничению или порогу для диаметра, составляющему 10 микрон, который характеризует длинные и тонкие заостренные концы щетинок. В группе из пяти нитей щетинок, заостренных механическим способом согласно настоящему изобретению, средний диаметр D2 кончика составлял 9,6 микрона.

[24] Дополнительные измерения диаметра, зарегистрированные для заостренной концевой части 24 вышеописанного образца, который выполнили согласно настоящему изобретению, составляли 8,352 микрон в диаметре на расстоянии 0,01 мм от кончика и 7,741 микрон в диаметре на расстоянии 0,02 мм от кончика. Эти значения также были ниже целевого значения диаметра, равного 10 микрон.

[25] ПРИМЕР 2

[26] Как уже отмечалось в данном документе, дополнительная желаемая характеристика, приравненная к более эффективной чистке между зубами, представляет собой шероховатость поверхности в заостренной концевой части нити щетинки, выполняющей чистку между зубами. Испытания проводили для образцов нитей щетинок, заостренных посредством обработки механическим способом согласно настоящему изобретению, и для сравнительных образцов нитей щетинок, заостренных посредством обработки химическим способом. Шероховатость поверхности измеряли с использованием бесконтактного 3D профилометра, основанного на сканирующей интерферометрии белым светом и со сдвигом фаз, для определения локальной трехмерной шероховатости Sa. Каждую из четырех нитей измеряли для групп образцов, заостренных как механическим способом, так и химическим способом.

[27] Результаты испытаний показали, что щетинки, заостренные механическим способом согласно настоящему изобретению, имели среднее значение шероховатости поверхности Sa 0,68 на расстоянии 4 мм от кончика и 0,09 на расстоянии 7 мм от кончика; более высокое значение обозначает более шероховатый профиль поверхности. Измерение на расстоянии 4 мм относится к обработанной заостренной концевой части нити, тогда как, для сравнения, измерение на расстоянии 7 мм относится к необработанному материалу основной части нити, который находится сразу за протяженностью сужения, обработанного механическим способом.

[28] Напротив, щетинки, заостренные химическим способом, имели среднее значение шероховатости поверхности Sa 0,15 на расстоянии 4 мм от кончика и 0,07 на расстоянии 7 мм от кончика. Эти значения означают относительно гладкую нешероховатую поверхность нити даже в обработанной заостренной области на расстоянии 4 мм. Соответственно, нити 20 щетинок, заостренные механическим способом, которые выполнены согласно настоящему изобретению, преимущественно продемонстрировали более высокую шероховатость поверхности в заостренной концевой части нити, при этом одновременно обладая желаемыми длинными и тонкими заостренными концевыми частями, сравнимыми с нитями щетинок, обработанными химическим способом. Следовательно, нить 20 щетинки согласно настоящему изобретению демонстрирует лучшие характеристики как нитей, концы которых закруглены механическим способом, так и нитей, заостренных химическим способом, связанные с более эффективным очищением между зубами.

[29] На основании вышеизложенного нити щетинки, заостренные механическим способом, которые выполнены согласно настоящему изобретению, предпочтительно имеют значение локальной шероховатости поверхности Sa, измеренное на заостренной концевой части 24, которое превышает шероховатость нити, заостренной химическим способом, описанной выше, которое имеет подобные протяженности и диаметры сужения. Следовательно, значение локальной шероховатости поверхности Sa, измеренное на заостренной концевой части 24 нитей, заостренных механическим способом, предпочтительно составляет по меньшей мере 0,20 и более предпочтительно по меньшей мере 0,50.

[30] Один способ количественной оценки вышеупомянутых трех характеристик, связанных с заостренными нитями щетинок и эффективной чисткой между зубами, заключается в использовании уравнения, определяемого как отношение Нельсона, (Ω) представленного выражением:

[31] где:

λ_факт = измеренная протяженность сужения

λ_цель = целевая протяженность сужения

на основе протяженности сужения; измерено в мм

= (диаметр основной части) - (измеренный диаметр заостренного кончика)

= (диаметр основной части) - (целевой диаметр заостренного кончика {0,01 мм})

На основании диаметра кончика на расстоянии 0,05 мм, измерено в мм

= S_a кончика - S_a основной части = ΔS_факт

= S_a кончика - S_a основной части = ΔS_цель

На основании шероховатости поверхности S_a(среднее квадратичное) на «кончике» и «основной части» (в данном случае, измеренные на расстоянии 4 мм и 7 мм от кончика, соответственно). Измерение в микронах.

[32] Отношение Нельсона по существу сравнивает целевые или специальные диаметр кончика, протяженность сужения и шероховатость поверхности с соответствующими фактическими значениями для нити завершенного изделия, выполненной посредством процесса заострения. Поэтому желаемое отношение Нельсона для идеальной нити щетинки, которая соответствует целевым требованиям во всех трех значениях, предпочтительно составляет по меньшей мере «1». Значения отношения Нельсона для пучков нитей, заостренных механическим способом, изготовленных согласно настоящему изобретению, которые соответствуют свойствам нитей, заостренных химическим способом, для эффективной чистки между зубами, как было показано посредством измерений, составляют от 0,8 до 1,20 для каждой нити, и в неограничивающих предпочтительных вариантах осуществления находятся в диапазоне от 0,980 до 1,10 для каждой нити. Напротив, было показано, что значения отношения Нельсона для ранее известных пучков нитей, заостренных химическим способом и закругленных механическим способом, составляют от 0,00 до 0,998, однако были некоторые точечные исключения за пределами этого диапазона. Если нити 20 включены в приспособление для ухода за полостью рта, множество нитей, прикрепленных к приспособлению для ухода за полостью рта, могут иметь среднее отношение Нельсона для группы нитей, находящееся в интервале вышеуказанных диапазонов, т.е. от 0,8 до 1,20 и более предпочтительно от 0,980 до 1,10. В одном неограничивающем варианте осуществления целевой диаметр заостренного кончика составляет 0,01 мм. Целевые значения для протяженности сужения и шероховатости поверхности могут составлять 7 мм и 0,68 микрона соответственно.

[33] В предпочтительном варианте осуществления используемый материал для нити, заостренной механическим способом, может представлять собой нейлон. Однако в других вариантах осуществления могут быть использованы другие материалы нити щетинок, которые имеют концевую часть, заостренную механическим способом, с характеристиками согласно настоящему изобретению, например, без ограничения, РВТ, PET (полиэтилентерефталат), и другие

=отношение диаметра кончика, подходящие для использования в приспособлении для ухода за полостью рта. Соответственно, настоящее изобретение не ограничено применением для нитей щетинок только нейлона.

[34] Нить 20, заостренная механическим способом, может быть включена в приспособление для ухода за полостью рта любого подходящего типа, такое как ручная или электрическая зубная щетка 50, показанная на фиг. 3. Зубная щетка 50, как правило, содержит рукоятку 51 и головку 52, поддерживаемую рукояткой. Нити 20 щетинок могут быть прикреплены к головке такой зубной щетки с помощью любых подходящих средств, включая формирование пучков без крепежных элементов (AFT). Способ крепления не ограничивает настоящее изобретение. Нить 20 может быть использована полностью как единственный элемент для чистки зубов, используемый в щетке, или образовывать по меньшей мере некоторые из пучков щетинок, или смешиваться в сочетании с другими типами нитей щетинок и/или эластомерных элементов на внутренней и/или периферийной областях головки зубной щетки. В некоторых вариантах осуществления нити 20 могут быть расположены в периферийных областях головки зубной щетки для размещения вблизи граничной поверхности между десной и зубами во время чистки щеткой.

[35] Хотя нить 20, заостренная механическим способом, была описана в приложении для приспособления для ухода за полостью рта, следует понимать, что нить щетинки можно использовать для других приложений. Например, без ограничения, нить 20 можно использовать для косметических кистей, малярных кистей, щеток для волос, щеток общего назначения, щеток для чистки и для других приложений с применением нити щетинки, обладающей характеристиками, описанными в настоящем документе. Следовательно, конечное применение не обязательно является ограничивающим для настоящего изобретения.

[36] Хотя настоящее изобретение было описано на конкретных примерах, включающих предпочтительные на данный момент варианты осуществления изобретения, специалистам в данной области техники будут очевидны различные варианты и модификации описанных выше систем и способов. Следует понимать, что возможно использование других вариантов осуществления, и что возможны структурные и функциональные модификации без выхода за пределы объема настоящего изобретения. Таким образом, сущность и объем настоящего изобретения следует толковать в широком смысле, изложенном в прилагаемой формуле изобретения.

Реферат

Нить для приспособления для ухода за полостью рта содержит удлиненный стержень, заканчивающийся кончиком и имеющий концевую часть для установки с постоянным поперечным сечением и концевую часть; причем концевая часть механически заострена посредством, по меньшей мере, одного из шлифования, затачивания или резания удлиненного стержня, при этом механически заостренная концевая часть имеет протяженность сужения 5 мм или более; при этом механически заостренная концевая часть имеет значение локальной шероховатости поверхности, по меньшей мере, 0,20; и при этом нить имеет диаметр кончика, измеренный на расстоянии 0,05 мм от кончика в заостренной концевой части, менее 10 микрон. Предлагается также нить, заостренная механическим способом, для приспособления для ухода за полостью рта (варианты) и приспособление для ухода за полостью рта. Технический результат – вышеизложенные характеристики заострения и шероховатости нити согласно настоящему изобретению повышают эффективность чистки между зубами. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула