带流体输送的刷子
背景技术
牙刷是普遍存在的。通常，牙刷与诸如牙膏、凝胶、牙粉、流体或其他组合物的洁齿剂一起使用。洁齿剂通常诸如在管或其他容器中与牙刷分开提供，并且使用者在使用前将洁齿剂施加到牙刷上。洁齿剂已知可提供许多口腔健康益处，包括清新口气、增强牙齿美白、杀死细菌等等。然而，希望提供一种提供了与在每次使用时不需要将洁齿剂溶液施加到牙刷上的类似益处的牙刷。
因此，本领域需要一种经由洁齿剂或者不需要施加到牙刷上的其他口腔护理溶液来提供口腔健康益处的牙刷。
例如，本领域需要一种包含洁齿剂或其他口腔护理溶液并在使用者刷牙时自动输送洁齿剂或其他口腔护理溶液的牙刷。更一般地，需要一种包含流体、溶液或其他组合物并在使用过程中自动输送流体、溶液或其他组合物的刷子。
发明内容
在本公开的各方面中，一种牙刷包括：柄部；头部，所述头部在所述柄部的远端处并且包括刷毛板；孔，所述孔延伸穿过所述刷毛板；多根刷毛，所述多根刷毛至少部分地设置在所述孔中并且在远离所述头部的方向上从所述孔延伸；以及贮存器，所述贮存器与所述孔流体连通。
在本公开的一个方面中，一种牙刷包括：柄部；头部，所述头部在所述柄部的远端处并且包括刷毛板；孔，所述孔延伸穿过所述刷毛板；多根刷毛，所述多根刷毛至少部分地设置在所述孔中并且在远离所述头部的方向上从所述孔延伸；以及贮存器，所述贮存器与所述孔流体连通。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的牙刷中，吸芯被设置在所述贮存器中。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的牙刷中，所述多根刷毛构成刷毛簇。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的牙刷中，钉将所述刷毛簇保持在所述孔中。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的牙刷中，导管将所述贮存器流体连接到所述孔。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的牙刷中，所述贮存器的至少一部分被设置在所述柄部中。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的牙刷中，阀被设置在所述贮存器与所述孔之间。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的牙刷中，所述多根刷毛被支撑在熔融糙面上，所述熔融糙面被设置在所述顶部表面的与所述多根刷毛从其延伸的一侧相对的一侧上。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的牙刷中，所述熔融糙面是多孔的并且所述熔融糙面与所述贮存器流体连通。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的牙刷中，洁齿剂或其他口腔护理溶液被容纳在所述腔体中。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的牙刷中，所述洁齿剂或其他口腔护理溶液包含成膜聚合物。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的牙刷中，吸芯被设置在所述贮存器中。
在另一方面，在根据前述段落所述的牙刷中，所述吸芯延伸到所述柄部中。
在另一方面，在根据前述两个段落中任一段所述的牙刷中，所述吸芯可在与所述刷毛接触的第一位置与和所述刷毛间隔开的第二位置之间移动。
在另一方面，在根据前述三个段落中任一段所述的牙刷中，所述吸芯具有包括平坦部分和弓形部分的横截面，并且可选择性地围绕轴线在第一位置与第二位置之间旋转，在所述第一位置中，所述吸芯的所述弓形部分接触所述刷毛，在所述第二位置中，所述吸芯的所述弓形部分与所述刷毛间隔开。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的牙刷中，一对电极被设置在所述腔体中；并且电源被布置来在所述一对电极之间来提供电势。
在本公开的另一方面中，一种刷子包括：柄部；头部，所述头部在所述柄部的远端处，所述头部包括外壳，所述外壳具有至少部分地限定腔体的内表面和与所述内表面间隔开的外表面；多个孔，所述多个孔从所述外壳的所述外表面延伸到所述外壳的所述内表面；以及刷毛簇，所述刷毛簇与所述多个孔中的每个孔相关联，所述刷毛簇被部分地设置在相应的孔中并且从所述孔延伸经过所述外表面以从所述头部延伸。
在另一方面，在根据前述段落所述的刷子中，所述柄部包括与所述腔体流体连通的开口。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的刷子中，吸芯被设置在所述腔体中。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的刷子中，提供多个钉，所述钉中的每一个将相应的刷毛簇保持在所述相应的孔中。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的刷子中，所述多根刷毛从设置在所述腔体中的熔融糙面延伸。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的刷子中，所述熔融糙面是多孔的。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的刷子中，阀被设置在所述腔体中。
在另一方面，在根据前述段落中任一段所述的刷子中，可变形构件对所述腔体的一部分加压以迫使流体通过所述阀。
本发明的其他适用领域从下文提供的详细说明中将变得显而易见。应了解，详细说明和特定实例虽然指示本发明的当前的优选实施方案，但旨在仅用于说明的目的而无意限制本发明的范围。
附图说明
从详细说明和附图中将更全面地理解本发明，其中：
图1A是根据本公开的示例性实施方式的牙刷的透视图；
图1B是图1的牙刷的沿图1A中的剖面线A-A截取的剖视图；
图2是根据本公开的示例性实施方式的牙刷的另一实施方式的剖视图；
图3是根据本公开的示例性实施方式的牙刷的另一实施方式的剖视图；
图4A和4B是根据本公开的示例性实施方式的牙刷的示例性实施方式的沿图3中的剖面线4-4截取的剖视图；
图5是根据本公开的示例性实施方式的牙刷的另一实施方式的剖视图；并且
图6是根据本公开的示例性实施方式的牙刷的另一实施方式的横截面。
具体实施方式
目前对于优选实施方案的描述在性质上仅是示例性的，并且决不旨在限制本发明、其应用或用途。
如通篇所用，范围用作描述范围内的每个值的简略表达方式。范围内的任何值都可选为范围终点。另外，本文引用的所有参考文献据此全文以引用方式并入。如果本公开中的定义和所引用参考文献的定义发生冲突，则以本公开为准。
本公开总体上涉及刷子，并且更具体地涉及包括刷毛簇的刷子，所述刷毛簇能够经由毛细管作用从与刷毛流体连通的贮存器输送流体。构成刷毛簇的刷毛之间的空间充当毛细管，以从贮存器芯吸流体并流出刷头。尽管以下详细描述的实例通常可以指在牙刷环境中的创造性器具的实施方案，但是本公开不限于牙刷；其他器具也可以包括本公开的特征。通过非限制性实例，具有刷毛簇的毛发刷是已知的，并且本公开的各方面可并入这种器具中。此外，本公开的特征可并入其他健康相关应用中，例如像但不限于个人护理刷(诸如用于施用肥皂、沐浴露或淋浴用保湿剂)或者家庭护理刷(诸如用于餐具、厨房或沐浴清洁组合物的应用)。
图1示出根据本公开的第一实施方式的牙刷100。牙刷100通常包括柄部102、设置在柄部102的远端处的头部104以及通常设置在柄部102和头部104之间的颈部部分106。如图所示，柄部102具有沿着纵向轴线的大致细长形状。本发明不限于图1所示的牙刷100的形状和/或尺寸。在替代实施方式中，柄部102、头部104和/或颈部106中的一个或多个可以具有不同的形状、尺寸、取向，等等。附加特征也可以并入牙刷或设置在牙刷上。
在图1所示的实施方案中，牙刷100的头部106还包括从头部106的顶部表面110延伸的多根刷毛108。如图所示，刷毛108以多个刷毛簇112提供，每个毛簇被设置在簇孔114中并且从簇孔延伸。刷毛108通常用于或适用于通过与牙齿和/或牙龈的部分紧密接触提供口腔健康益处(例如牙齿清洁、牙齿抛光、牙齿美白、按摩、刺激等)。毛簇可以由相同或不同刷毛材料的刷毛形成(例如尼龙刷毛、螺旋刷毛、橡胶刷毛等)。此外，虽然刷毛108可以被布置成使得它们大致垂直于头部104的顶部表面110，但是刷毛的一些或全部可以相对于所述表面以各种角度成角度。当牙齿清洁元件108包括刷毛簇时，由此可能选择刷毛构型、刷毛材料和/或刷毛取向的组合以获得特定的预期结果和操作特性，从而最大化和增强清洁、牙齿抛光、牙齿美白、按摩、刺激等。然而，在本公开的一些方面中，每个毛簇内的若干刷毛基本上平行且紧密地定位。
尽管未示出，可形成为具有多种不同的形状和尺寸的其他牙齿清洁元件，包括但不限于按摩元件和弹性体清洁元件，可与刷毛簇结合使用。此类牙齿清洁元件可布置在头部的任何部分上，并且可呈许多构型。
如在图1B中更详细地示出的，每个刷毛簇112部分地设置在形成在头部106的顶部表面110中的簇孔114中。在所述实施方式中，使用钉116将每个刷毛簇112保持在相应的簇孔114中。毛簇的装订通常是已知的，并且通常包括使接近它们的中心并围绕钉116的多根刷毛长丝弯曲。随后将钉116跨簇孔114的直径固定，并且长丝的端部延伸出簇孔以形成刷毛。因此，在这种布置中，每根刷毛长丝包括两根刷毛，一根从钉的任一侧延伸。
尽管可常规已知刷毛的装订，但是在常规的装订技术中，簇孔是形成在实心头部的顶部表面中的盲孔。同样在常规的牙刷中，头部104是固体物质。相比之下，在图1A和1B的实施方案中，头部包括具有限定了空隙或腔体118的连续侧壁的外壳。簇孔114延伸穿过侧壁，例如从侧壁的内表面延伸到侧壁的外表面，并且与腔体118流体连通。在一些实施方案中，头部106是包括一个或多个表面或板的外壳。例如，簇孔可形成在刷毛板或头板中。除了由簇孔114提供的出口之外，腔体118可完全封闭。在一些实施方案中，簇孔114可不一直延伸穿过刷毛板。在这些实施方案中，流体通道120可设置在每个簇孔114与腔体118之间。流体通道120在图1B中示出为与簇孔114基本上同轴，但是具有较小的直径。这种布置不是必需的。例如，在一些实施方式中，簇孔114可延伸穿过头板至腔体118，从而完全避免了对通道120的需要。在其他布置中，流体通道120可相对于簇孔114的轴线成角度。例如，流体通道可通向簇孔114的侧壁。流体通道120沿单个轴线延伸也不是必需的。例如，通道120可包括连接在一起的多个区段。
腔体118充当其中容纳口腔护理流体的贮存器，例如像但不限于洁齿剂溶液。在一些实施方案中，贮存器可沿牙刷延伸到颈部106和/或柄部102中。如将认识到的，腔体越大，腔体能够保持的流体的量越大。尽管在图1A和1B中未示出，但是可密封端口或其他开口可提供为通向腔体的入口，例如用于用洁齿剂或其他口腔护理溶液来填充腔体。在图1B所示的实例中，柄部102包括可被移除以填充腔体118的可移除端盖122。
在操作中，当腔体填充有流体时，流体可穿过通道120并且与设置在簇孔114中的刷毛簇112接触。在每个毛簇内，刷毛基本上平行且紧密地间隔。因此，在刷毛之间存在毛细管，并且这些毛细管用于将流体从刷毛簇的基部远离簇孔114朝向刷毛108的远端转移或芯吸。因此，牙刷的刷毛能够将容纳在腔体中的洁齿剂或其他口腔护理溶液输送到口腔。这可避免需要将洁齿剂手动施加到刷毛的远端。此外，由于可控制刷毛的数量、尺寸和长度以及刷毛之间的间隔，所以可能经由每个刷毛簇来输送预定量的流体。
在图1B所示的牙刷100中，使用者可通过以头部104被设置在柄部102下方的方式倾斜牙刷100来使腔体中的流体与刷毛簇112接触。在与刷毛接触时，流体将填充刷毛簇中的毛细管，从而准备好引入口腔中。在正常刷牙过程中，一些附加的流体可经由刷毛簇来输送，但是由于牙刷通常用于柄部102长时间不在头部104上方的位置，所以过量的流体可忽略不计。
尽管在某些情况下，可能将牙刷100模制成整体件，但是在其他实施方式中，可能需要由多个件来形成牙刷。例如，牙刷的顶部表面110可包括具有穿过其形成的多个孔的头板或刷毛板，其中刷毛簇112在孔内安装到头板。头板可随后诸如通过粘合、焊接等而附连到牙刷上以封闭腔体。
图2示出根据本公开的另一示例性实施方案的另一示例性牙刷200。牙刷200通常包括柄部202、设置在柄部202的远端处的头部204以及通常设置在柄部202和头部204之间的颈部206。如图所示，头部204是大致中空的，包括限定腔体210的薄侧壁208。以这种方式，牙刷200类似于以上参考图1A和1B描述的牙刷100。
同样在先前实例中，牙刷200包括穿过头部204的顶部212形成的多个孔214。然而，多个刷毛簇216延伸穿过孔214，毛簇被使用诸如无锚簇绒(AFT)的技术来形成，而不是使用钉来将毛簇保持在簇孔214中。在AFT中，创建头板或膜(例如，头部204的顶部212)，并且牙齿清洁元件(诸如刷毛，弹性体元件及其组合)被定位到头板中，以便延伸通过头板212的孔。牙齿清洁元件在头板一侧的自由端执行清洁功能。牙齿清洁元件在头板另一侧的端部(即，将要设置在腔体210中)通过加热而熔融在一起，以锚定在适当位置。当牙齿清洁元件熔融在一起时，形成熔融糙面218，其是由牙齿清洁元件的集合端形成的塑料层，其将牙齿清洁元件在腔体内部彼此连接并防止牙齿清洁元件被拉过簇孔214。
在一些常规设计中，诸如一些常规的手动牙刷，在牙齿清洁元件固定到头板之后，头板可以例如通过超声焊接固定到头部204。在一些实施方案中，头板可模制到头部204的侧壁208上，根据需要粘附、搭扣配合或以其他方式机械耦合到头部204的侧壁208。当头板耦接到头部204时，熔融糙面位于头板的下表面和头部204的设置有头板的承盘或腔体的底板之间。直接耦接到并且实际上形成牙齿清洁元件的一部分的熔融糙面防止牙齿清洁元件被拉过头板中的孔，从而确保牙齿清洁元件在口腔护理器具的使用期间保持附接到头板。在本公开的实施方案中，熔融糙面218是多孔的，由此允许腔体中的流体穿过熔融糙面并接触刷毛，以便经由刷毛之间的毛细作用输送到腔体外部。熔融糙面218的孔隙可由熔融糙面形成的过程而产生。更具体地，因为当多个长丝状聚合物构件熔化时形成熔融糙面，所以孔可以自然地存在。可替代地，可诸如通过刺穿、钻孔或其他过程而有目的地穿过熔融糙面形成孔。
在另一实施方案中，刷毛簇216可使用本领域中称为AMR的技术连接到头板或膜。在该技术中，提供头板(例如与牙刷的颈部和柄部一体形成)，并且将刷毛插入头板中的孔中，使得刷毛的自由/清洁端从头板的前表面延伸，并且刷毛的底端与头板的后表面相邻。在将刷毛插入头板中的孔中之后，通过向其施加热量将刷毛的底端熔融在一起，从而在头板的后表面上形成熔融糙面。熔融糙面为塑料的薄层，其通过以下方式形成：将刷毛的底端熔化，使得刷毛的底端转变为液体，此时刷毛底端的液体组合在一起形成至少部分地覆盖头板的后表面的液体塑料的单层。不再施热之后，刷毛的熔融底端固化/硬化，以形成熔融糙面218。牙刷头部、颈部和/或柄部的后部可随后与另一注入材料(例如像但不限于热塑性弹性体(TPE))包覆模制，只要腔体或开口维持邻近多孔熔融糙面以便用于运输洁齿剂或口腔护理溶液。
图3示出本公开的另一示例性实施方案。在该实例中，类似于上述牙刷100、200的牙刷300包括柄部302、在柄部302的远端处的头部304以及大致在柄部302和头部304之间延伸的颈部306。如在先前的实施方案中，腔体308设置在头部内部并且可替代地设置在颈部306和/或柄部302的部分中。孔312穿过包括头部306的顶部部分的刷毛板310形成。孔312与腔体308流体连通。刷毛簇314被设置在孔312中。刷毛簇314可以根据任何前述实施方案的方式例如使用钉或其他锚固件或使用无锚固方法而保持在簇孔312中。
然而，不同于先前的实施方案，牙刷300还包括设置在腔体308中的吸芯316。尽管吸芯316通常被示出为仅设置在头部304中，但是吸芯可延伸到颈部中和/或延伸穿过颈部进入柄部302中。吸芯316通常被提供来可释放地保持洁齿剂溶液和/或将洁齿剂溶液从设置在柄部302中的贮存器输送到靠近簇孔312的位置。在一些实施方案中，吸芯总体上可包括基本上平行于牙刷的纵向轴线布置的多个毛细管。容纳在柄部中的贮存器中的流体被经由毛细管输送到靠近簇孔的位置。由于吸芯可释放地保持流体，所以吸芯可帮助防止流体从牙刷意外排出。例如，如果以上详述的图1和2的实施方案的牙刷100、200被留在倒置位置中，即其中刷毛向下并且头部在柄部下方，那么流体可直接通过一个或多根簇孔而漏出。然而，通过将流体保留在吸芯中，流体不会仅在重力作用下通过簇孔排出。
还设想了牙刷300的改型。例如，吸芯316可在例如与刷毛簇接触的第一位置和与刷毛簇间隔开的第二位置的两个位置之间移动。在接触毛簇的位置中，流体被以上述方式经由刷毛314输送出腔体308。然而，在与刷毛间隔开的位置中，在吸芯与刷毛314之间不存在流体流动。
图4A和4B示出可移动吸芯的示例性实施方案。更具体地，图4A和4B是头部304的沿图3的剖面线4-4截取的横截面图像。在这些图中，大致细长的吸芯402被设置成围绕轴线404旋转。吸芯402包括环形侧壁406和平坦侧壁408。当吸芯402旋转到如图4A所示的位置时，环形侧壁接触刷毛簇314，并且流体从吸芯转移到刷毛簇。随后，当吸芯旋转到图4B所示的位置时，刷毛与吸芯402间隔开，使得流体不流过刷毛314。尽管图中未示出，但是牙刷300可设置有刻度盘或其他手动接口，从而允许使用者在图4A和4B中所示的位置之间移动吸芯402。
图5示出根据本公开的另一实施方案的牙刷500的实例。牙刷500可防止附加的洁齿剂溶液以不希望的方式离开牙刷500。如在先前的实施方案中，牙刷500包括终止于头部504处的细长柄部502，并且颈部506设置在柄部502与头部504之间。腔体508被设置在头部504的内部。在该实施方案中，腔体从头部延伸到柄部502中。刷毛簇514从形成在包括头部504的顶部的刷毛板510中的孔512延伸。刷毛514可以任何方式包括使用上述技术而保持在孔512中。不同于先前的实施方案，牙刷500还包括阀516。阀516优选地为单向阀，诸如鸭嘴阀。阀516允许流体从柄部流入头部中，但是优选地抑制流体从头部流入柄部中。阀516可设置在柄部502、头部504或颈部506中。
在一些实施方式中，腔体508在阀上游即柄部502中的部分包括贮存器518并且可用洁齿剂溶液来填充。在使用中，使用者可倾斜牙刷500，使得柄部502设置在头部504上方，并且重力将通过阀516将一定量的流体拉入头部中的腔体508中。阀516随后将抑制流体从头部504返回到贮存器518中。
在其他实施方式中，牙刷500的柄部502可设置有用于迫使容纳在贮存器518中的一定量的流体通过阀516的机构。在图5中，例如，柄部502的一部分包括可变形壁520。使用者可按压可变形壁520以减小贮存器518的体积，从而施加迫使贮存器520中的流体通过阀516的压力。可变形壁520在图5中在正常位置(以实线示出)和偏转或变形位置(以虚线示出)中示出。
图6示出本公开的又一实施方案，其中牙刷600大体上包括柄部602、头部604和设置在柄部与头部之间的颈部606。如在先前的实施方案中，腔体608设置在头部中，并且刷毛612保持在其中的孔610与腔体608流体连通。然而，在该实施方案中，一对电极614a、614b设置在腔体608中。电极614a、614b被示出为围绕圆柱形柱616的金属绕组，但是在其他实施方案中，电极可为平板或者具有一些其他成分。电极614a、614b单独地经由引线616电连接到实施为电池618的电源。图6中还示意性地示出控制器620。控制器620可控制来自电源618的电力和/或电流的施加。例如，施加的电流可在电极614a、614之间产生电场。在一些实施方式中，电场614A、614b可作用于洁齿剂溶液以向溶液提供电化学益处。例如，洁齿剂中的活性成分可以产生口腔有益物质的方式而电化学改变。在这些实施方案中，容纳在腔体608中的流体可充当电解质以促进电极614a、614b的操作。
在其他实施方案中，电极614a、614b中的一个可为消耗电极，其由当在电极两端施加电位差时降解的金属或其他材料形成。例如，已发现锌电极将在存在电解质的情况下氧化。例如，电解质可通过腔体608中的流体、通过可经由孔610从使用者的口腔进入腔体608的唾液、或者通过可类似地经由孔610进入腔体608的水来提供。当锌电极氧化时，锌离子被释放。这些离子可以上述方式经由刷毛612与流体一起被输送出腔体608。锌离子可提供有效抗菌，这可为洁齿剂溶液提供的任何益处的补充。
在前述实施方案中的每一个中，簇孔被设置成与包含洁齿剂或其他流体的牙刷的头部中的贮存器或腔体流体连通。因此，设置在簇孔中的刷毛簇暴露于流体，并且经由刷毛之间的毛细管将流体远离腔体运送。因此，在前述实施方案中的每一个中，希望流体和刷毛是相容的，即它们被选择成使得流体将在刷毛之间流动。在一些实施方案中，选择或配制流体以具有足以促进经由刷毛的芯吸的表面张力。例如，水基溶液和悬浮液、液体漱口水、美白溶液等可设置在贮存器中。进入牙刷的水和唾液也可经由刷毛返回牙刷外部。
如上所述，通过配置在刷毛之间形成的毛细管的数量和尺寸，例如通过提供相对较长或较短的刷毛、更多或更少的刷毛等，刷子可被设计来将预定量的流体保持在刷毛中。
同样如上所述，期望提供防止经由刷毛的流体的意外渗漏的措施。以上描述了例如可移动吸芯、单向阀的一些机械解决方案。然而，已发现也可能使用流体来阻止在使用之间的附加流体的流动。更具体地，成膜聚合物可包含在能够由上述刷毛输送的洁齿剂或其他口腔护理溶液中。例如，使用以下制剂1来进行测试：
制剂1
制剂1具有相对浓稠的稠度，类似于牙膏，并且在口腔中提供口气清新。经由毛细管作用将制剂1转移通过刷毛，尽管是在1小时以上的过程中。当设置在刷毛中并暴露于环境空气时，制剂硬化，以防止附加量的制剂经由簇孔离开牙刷。在硬化的作用下，形成膜。此外，在将牙刷置于水下或口中时，薄会溶解并且允许制剂从腔体内的附加流动。
还测试了附加制剂2-4，并且当暴露于环境空气时，所有制剂均示出在刷毛上形成膜，以防止流体通过通气孔的附加泄漏。然而，制剂2-4具有较低的粘度，并且因此刷毛在1至4分钟之间被润湿。口气清新制剂2-4包括：
制剂2
制剂3
制剂4
在示例性制剂1-4中，成膜剂包含在将要分配的物质中。在其他实施方案中，可不形成膜，但是通过使用随着其中的挥发物在周围环境中溶解而硬化的洁齿剂可实现类似结果。例如，当洁齿剂溶液中的挥发物溶解时，刷毛中(即暴露于周围环境)的洁齿剂的粘度将降低，从而阻止附加洁齿剂流出牙刷。
尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了示例性实施方案，但是权利要求不必然限于所描述的具体的特征或动作。相反，具体的特征和动作被公开作为实施示例性实施方案的示例性形式。
