Зубна щітка, що має ефективну конфігурацію щетини (варіанти)

Цей винахід стосується зубних щіток, зокрема, зубних щіток, що мають особливу конфігурацію поверхні щетини, яка шляхом проникнення у міжпроксимальні зони між зубами і завдяки своїй поліпшеній очищувальній дії підвищує ефективність чищення поверхонь зубів. Головним призначенням зубних щіток є очищення зубів шляхом видалення зубного нальоту та залишків їжі з поверхні зубів, в тому числі з криволінійних зовнішніх поверхонь зубів і з міжпроксимальних поверхонь між зубами, тобто по всій поверхні зубів. Щоб полегшити таке очищення, звичайні зубні щітки мають пучки щетинок в цілому однакової довжини, плоску форму поверхні, що утворюється вільними кінчиками щетинок, кожна з яких має перший кінець, який утримується у головці щітки і закріплений у ній, і другий вільний кінець, який застосовується для чищення. Зубні щітки, які мають таку в цілому плоску форму поверхні, що утворюється вільними кінчиками щетинок, характеризуються обмеженою здатністю адаптуватися до кривизни зубів, проникати у міжпроксимальні зони між зубами і видаляти зубний наліт та залишки їжі, оскільки у випадку в цілому плоскої форми поверхні, що утворюється вільними кінчиками щетинок, щетинки заважають одна одній. Бажання користувачів примушувати щітки з плоскою формою поверхні, що утворюється вільними кінчиками щетинок, адаптуватися до кривизни зубів і проникати у міжпроксимальні зони між зубами виявляється через притискання щітки для належного деформування щетинок відповідно до геометричної форми зубів. Таке притискання щітки призводить до надмірного шкідливого впливу на зубні поверхні і ясна, не забезпечуючи такого адаптування щітки до форми зубів і проміжків між ними, яке б уможливило ефективне чищення. Патент США № 5 742 972 розкриває зубну щітку, щетина якої підстрижена так, що у передній частині її головки, найдальшій від рукоятки, розташована група пучків щетинок, вільні кінці яких лежать у нахиленій площині, із найдовшим пучком біля переднього кінця. У задній частині головки, суміжній до рукоятки, є кілька рядів щетинок, підстрижених вздовж поздовжньої осі головки у формі жолобу. Така конфігурація поверхні щетини має на меті забезпечити поліпшене очищення у міжпроксимальних зонах та на краях ясен шляхом кращого пристосування до криволінійних поверхонь зубів та проміжків між ними. Хоча така конфігурація пучків дійсно забезпечує поліпшене адаптування до геометричної форми зубів, ніж звичайна зубна щітка з рівномірною за довжиною плоскою формою щетини, воно не має різноманіття та рознесення пучків і форми поверхні, то утворюється вільними кінчиками щетинок, необхідних для забезпечення бажаної пристосовуваності до зубів та проміжків між ними для поліпшеного очищення зубних поверхонь. На відміну від цього, патенти США №5,335,389, №5,341,537, №5,446,940 та №5,459,899 розкривають різні інші зубні щітки, що включають в себе сполучення довших і коротших п учків щетинок і щетинних пластинок , які здебільшого перпендикулярні до верхньої поверхні розкритих зубних щіток, але також включають в себе нахилені під кутом групи щетинок у формі окремих пучків щетини і/або суцільних щетинних пластинок. Як у випадку патенту США №5,742,972, конфігурації поверхні щетини цих зубних щіток будуть краще пристосовуватися до криволінійних поверхонь зубів та проміжків між ними, ніж звичайна плоска конфігурація поверхні щетини; але ж, як і у випадку патенту США № 5 742 972, різноманіття та рознесення щетинних гр уп не забезпечує поліпшеної пристосовуваності до зубів та проміжків між ними для бажаної якості очищення. Патенти на промислові зразки США №422,143 та №425,306 розкривають конфігурації щетини, які відрізняються в цілому плоскою формою поверхні, що утворюється вільними кінчиками щетинок, і трьома рознесеними одна від одної щетинними пластинками, розташованими упоперек поздовжньої осі головки зубної щітки і зміщеними від кінців головки зубної щітки. Оскільки звичайні головки зубних щіток мають здебільшого довжину приблизно 3см, таке розташування трьох щетинних пластинок, зміщених від кінців головки щітки, залишає лише приблизно 2см поздовжнього розміру головки зубної щітки на ці три ще тинні пластинки, тобто щетинні пластинки рознесені щонайбільше на 1см одна від одної. Якщо прийняти до уваги тенденцію до збільшення корінних зубів у дорослих до 1см або більше у поперечному напрямку, таке максимальне рознесення в 1см між щетинними пластинками, розкритими у згаданих патентах на промислові зразки, не полегшить проникнення щетинних пластинок у міжпроксимальні зони між такими корінними зубами. Крім того, наявність трьох рознесених описаним чином щетинних пластинок, які простягаються по всій ширині головки зубної щітки, може призводити до того, що принаймні одна зі щетинних пластинок буде утикатися в поверхню одного з менших передніх зубів, таких як різці, і тому буде заважати проникненню інших щетинних пластинок у міжпроксимальні зони між такими зубами та очищенню їх. Коли нема легкого проникнення щетинних пластинок у міжпроксимальні зони, користувач буде намагатися прикладати надмірне притискне зусилля при чищенні, щоб примусити щетинні пластинки проникати по боках корінних зубів і між різцями, іклами, премолярами та корінними зубами, викликаючи розглянуте вище надмірне зношування. Отже, у галузі існує потреба в зубній щітці, що мала б конфігурацію поверхні щетини, яка б забезпечувала ефективне проникання щетини у міжпроксимальні зони, покращене пристосування до кривизни зубів і кращу очищувальну дію, у поєднанні з забезпеченням поліпшеного очищення зубів без необхідності прикладання надмірного і шкідливого зусилля при чищенні. Запропонована цим винаходом зубна щітка з видовженою головкою, приєднаною до видовженої рукоятки, причому ця головка розділена на три секції двома рядами пучків щетини або щетинних пластинок, орієнтованих упоперек головки, і ці ряди простягаються у висоту щонайменше на приблизно 1,0см над верхньою поверхнею зубної щітки і рознесені один від одного щонайменше на 1,2см; у якій перша секція, розташована найближче до переднього кінця щітки, включає в себе принаймні два ряди пучків щетини, орієнтованих упоперек головки щітки, причому профіль поверхні, що утворюється вільними кінцями пучків щетини, які складають ці ряди, є криволінійним, має перший радіус кривизни і є опуклим відносно переднього кінця зубної щітки; і у якій друга секція, розташована між двома поперечними рядами пучків щетини, включає в себе кілька рядів пучків щетини із криволінійним профілем поверхні, що утворюється вільними кінцями пучків щетини, який має другий радіус кривизни і є опуклим відносно верхньої поверхні зубної щітки; і у якій третя секція, розташована найближче до рукоятки зубної щітки, включає в себе принаймні два поперечні ряди пучків щетини із криволінійним профілем поверхні, що утворюється вільними кінцями зазначених пучків щетини, який має третій радіус кривизни і є опуклим відносно найближчого до рукоятки кінця головки зубної щітки. Вказане поєднання особливостей забезпечує конфігурацію поверхні пучків щетини, здатну пристосовуватися до кривизни зубів і у той же час полегшити проникнення у міжпроксимальні зони між зубами і забезпечити кращу очищувальну дію для видалення зубного нальоту та залишків їжі як з поверхні, так і з-поміж зубів. Другий варіант здійснення цього винаходу включає в себе три секції пучків щетини за описаним вище першим варіантом здійснення; за тим винятком, що профілі поверхонь, що утворюються вільними кінцями пучків щетини зазначених трьох секцій не криволінійні, а зазначена поверхня кожної секції є плоскою поверхнею або поєднанням плоских поверхонь. Конкретніше, поверхні, що утворюються вільними кінцями пучків щетини першої та третьої секцій, лежать кожна в своїй площині , нахиленій під кутом униз до середини верхньої поверхні головки зубної щітки від відповідних кінців головки. Профіль поверхні, що утворюється вільними кінцями пучків щетини другої, центральної секції, являє собою перевернуте "V, утворене із двох плоских поверхонь із вершиною у її центрі, і кожна поверхня відповідно спускається у напрямку до переднього кінця і ближчого до рукоятки кінця головки. Ця форма профілю поверхні щетини дозволяє забезпечити додаткове розділення кінців щетинок, яке сприяє поліпшеній очищувальній дії з метою поліпшеного очищення зубних поверхонь. Третій варіант здійснення цього винаходу включає в себе три секції пучків щетини за першим варіантом здійснення, причому щетинні пучки у другій секції включають в себе внутрішню гр упу пучків щетини, розташовану центрально на верхньої поверхні зубної щітки, і ця внутрішня група нахилена під гострим кутом у напрямку до переднього кінця або ближчого до рукоятки кінця головки зубної щітки, і зовнішню групу пучків щетини, розташованих навколо периферії верхньої поверхні, причому ця зовнішня група нахилена під гострим кутом у напрямку до кінця головки, протилежного у порівнянні з нахилом внутрішньої гр упи. Ряди пучків щетини у вн утрішній та зовнішній групах можуть бути розташовані колонками, які в цілому вирівняні та паралельні до поздовжньої осі головки зубної щітки. Цей третій варіант здійснення винаходу додатково поліпшує здатність зубної щітки проникати у міжпроксимальні зони, коли зубну щі тку рухають горизонтально уперед і назад у роті. Хоча опис закінчується формулою винаходу, яка конкретно описує і чітко заявляє винахід, ми вважаємо, що цей винахід стане більш зрозумілим із нижченаведеного опису декількох конкретних варіантів здійснення, яким віддається перевага, у поєднанні з супровідними кресленнями, у яких однаковими позиціями позначені подібні елементи і у яких: Фіг.1 являє собою перспективне зображення, що показує зубну щі тку, в якій втілена конфігурація поверхні щетини зубної щітки за цим винаходом, й у якій конкретна показана на фігурі рукоятка вибрана довільно і не є частиною винаходу, описаного і заявленого тут; Фіг.2 являє собою профільну проекцію варіанта здійснення, показаного на Фіг.1; Фіг.2А являє собою профільну проекцію другого варіанта здійснення цього винаходу, у якому вільні кінці пучків щетини трьох секцій, розділених двома поперечними рядами подовжених пучків щетини, утворюють плоскі поверхні, а не на криволінійні поверхні, як у випадку варіанта здійснення, показаного на Фіг.1 і Фіг.2; Фіг.3 являє собою горизонтальну проекцію (вид зверху) варіанта здійснення, показаного на Фіг.1; Фіг.4 являє собою профільну проекцію, що показує третій варіант здійснення конфігурації щетини зубної щітки за цим винаходом, на якій показано лише головку зубної щітки; Фіг.5 являє собою горизонтальну проекцію (вид зверху) варіанта здійснення, показаного на Фіг.4. На Фіг.1 зображена у перспективі зубна щітка 10; тут показана типова видовжена рукоятка 12 і видовжена головка 14 із двома рядами подовжених пучків щетини 24 і 26, орієнтованими упоперек поздовжньої осі головки щітки А-А. Два поперечні ряди 24, 26 мають довжину пучків таку ж або більшу, ніж будь-який з інших пучків щетини на головці 14 зубної щітки, а саме довжину, яка становить щонайменше 1,0см, а переважно щонайменше 1,2см, якщо вимірювати по висоті над верхньою поверхнею 22 зубної щітки 10. Показані два поперечні ряди 24, 26, утворені окремими щетинними пучками або, в альтернативному варіанті, суцільними щетинними пластинками, рознесені один від одного щонайменше на 1,2см, у варіанті, якому віддається перевага, щонайменше на 1,3см, а у варіанті, якому віддається найбільша перевага, щонайменше на 1,5см і розташовані на верхньої поверхні 22 щітки так, щоб розділити головку зубної щітки на три секції 16, 18 і 20 пучків щетини. Вільні кінці пучків щетини кожної з трьох секцій 16, 18 і 20 утворюють поверхню щетини, профіль якої являє за формою криву, опуклу відносно верхньої поверхні 22. Зазначені опуклі поверхні щетини сприяють поліпшеній очищувальній дії, оскільки при цьому виникає менше взаємних перешкод між пучками і краща пристосовуваність до кривизни поверхонь між зубами. Поєднання такого профілю поверхні щетини із двома поперечними рядами пучків щетини або пластинок 24, 26, які рознесені один від одного так, щоб дозволити кожному з них проникати у міжпроксимальні зони без перешкод для проникнення іншого, втілює особливості цього винаходу та його конструкцію з метою забезпечити бажане поліпшене очищення зубів. На Фіг.2 і Фіг.3 показано, що перша і третя секції пучків 16 і 20 включають в себе кожна принаймні по два в цілому паралельні ряди з одного або більше пучків щетини, орієнтованих в цілому упоперек поздовжньої осі АА головки 14 зубної щітки. Схема розташування у плані пучків щетини другої секції 18 може включати в себе множину в цілому паралельних рядів і колонок пучків щетини, в цілому вирівняних і перпендикулярних до поздовжньої осі А-А головки 14 зубної щітки, тобто розміщених по лініях сітки декартових координат, як показано на Фіг.5. В альтернативному варіанті, як показано на Фіг.3, схема розташування у плані пучків щетини другої секції 18 може включати в себе серію концентричних кіл або інших геометричних фігур, наприклад, серію концентричних ромбів, аби лише профіль поверхні, що утворюється вільними кінцями щетинок, був таким, як показано на Фіг.2, Фіг.2А або Фіг.4 і як описано тут. Як показано на Фіг.2, вільні кінці пучків щетини першої секції 16, найближчої до переднього кінця 30 зубної щітки 10, утворюють поверхню щетини, яка має криволінійний профіль, тобто на виді збоку, або профільній проекції, вільні кінці щетинок утворюють криволінійну поверхню з радіусом кривизни R1, причому криволінійна поверхня є опуклою відносно переднього кінця 30 зубної щітки 10. Відповідно, вільні кінці пучків щетини третьої секції 20, найближчої до рукоятки 12 зубної щітки, також утворюють поверхню, що має криволінійний профіль з радіусом кривизни R3, який може бути таким самим як радіус R1 або іншим, причому криволінійна поверхня є опуклою відносно ближчого до рукоятки 12 кінця головки 14 зубної щітки. У варіанті, якому віддається перевага, обидва радіуси кривизни R1 і R3 мають значення від приблизно 15см до приблизно 20см, у варіанті, якому віддається найбільша перевага - від 16 до 19см. Крім того, як можна побачити з Фіг.2, вільні кінці пучків щетини другої секції 18, яка розташована між двома поперечними рядами пучків щетини 24, 26, утворюють поверхню криволінійного профілю з радіусом кривизни R2, причому криволінійна поверхня є опуклою відносно середини верхньої поверхні 22 зубної щітки. У варіанті, якому віддається перевага, радіус кривизни R2 має значення від приблизно 9см до приблизно 15см, у варіанті, якому віддається найбільша перевага, - від 11см до 14см. Щетинні пучки, застосовані у цьому винаході, мають бути гнучкими, щоб легко пристосовуватися до криволінійних поверхонь зубів та проміжків між ними. Такі гнучкі щетинні пучки мають у загальному випадку щонайменше приблизно 1,0см у довжину, чи то висоту над верхнею поверхнею 22 головки 14 зубної щітки, і у варіанті, якому віддається перевага, мають круглий переріз діаметром від щонайменше приблизно 0,254мм до приблизно 1,27мм, з відповідними площами перерізу від приблизно 0,0005067см 2 до приблизно 0,01267см 2. Щетинні пластинки відрізняються від пучків щетини, показаних на Фіг.1, тим, що щетинні пучки є окремими в'язками або групами щетинок, таких як описано вище; тоді як щетинні пластинки являють собою множину суміжних пучків або окремих щетинок, розташованих близько, так що користувачу ще тинна пластинка видається суцільним тілом зі щетинок, щонайменше 0,5см у довжину, а у варіанті, якому віддається перевага, 0,8см у довжину, і щонайменше приблизно 0,8мм у поперечному розмірі, а у варіанті, якому віддається перевага, 1,0мм. На додаток до вимоги щодо гнучкості, перевага віддається тому, щоб щетинки у цьому винаході були достатньо м'якими, щоб проникати до краю ясен і видаляти залишки їжі та зубний наліт, не викликаючи подразнення та кровотечі. Перевага віддається тому, щоб щетинки були заокруглені на кінцях і мали діаметр між приблизно 0,0762мм і приблизно 0,3048мм, а у варіанті, якому віддається перевага, між 0,127мм і 0,2032мм. Другий варіант здійснення цього винаходу показаний на Фіг.2А. Вільні кінці пучків щетини першої та третьої секцій утворюють плоскі поверхні, відповідно нахилені униз до середини 36 головки 14, а вільні кінці пучків щетини другої секції 18 утворюють дві плоскі поверхні, відповідно нахилені униз у напрямку до верхньої поверхні 22 від вершини, у формі перевернутого "V"; вершина знаходиться в цілому над серединою 36 головки 14, на середній лінії В-В. Уклон відповідних нахилених плоских поверхонь може становити до приблизно 20%, тобто 2 одиниці відхилення униз на 10 одиниць довжини. На Фіг.4 і Фіг.5 представлений третій варіант здійснення цього винаходу. Третій варіант ідентичний першому варіанту здійснення, описаному вище, за тим винятком, що друга секція 18 пучків щетини включає в себе групу вн утрішніх п учків щетини 28, центральну відносно головки 14, і ця внутрішня група відділена від краю 32 верхньої поверхні щітки принаймні одним рядом зовнішніх пучків щетини 34, розташованих на периферії, тобто з кожного боку, головки 14. Група внутрішніх пучків щетини 28 нахилена під гострим кутом відносно верхньої поверхні 22 головки 14 зубної щітки, у напрямку або до переднього кінця 30 головки 14 зубної щітки, або від нього. Відповідно, зовнішні щетинні пучки 34 нахилені під таким же або іншим кутом у протилежному напрямку, наприклад, від переднього кінця 30, якщо внутрішня група пучків щетини 28 нахилена до переднього кінця, як показано на Фіг.4. Гострий кут між периферійними зовнішніми щетинними пучками 34 і верхнею поверхнею 22, а також між внутрішньою групою пучків щетини 28 і верхнею поверхнею 22, становить від приблизно 78° до 95°, у варіанті, якому віддається перевага, від приблизно 80° до приблизно 90°, а у варіанті, якому віддається найбільша перевага, від приблизно 80° до 85°. Такі нахилені у протилежні боки зовнішні щетинні пучки 34 та внутрішня група пучків щетини 28 забезпечують поліпшене міжпроксимальне проникнення цих конкретних пучків щетини, коли користувач р ухає з убну щітку горизонтально по поверхнях задніх та передніх зубів, виконуючи звичайні дії при чищенні. У цьому винаході може бути застосований будь-який звичайний гнучкий матеріал для щетини. Перевага віддається нейлону та складному поліефіру, найбільша перевага - нейлону. Нейлон марки, якій віддається перевага, "6.12 найлон", постачає на ринок компанія E.I. DuPont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware під торговельною маркою ТΎΝΕΧ®. Щетинки можуть бути набиті у верхню поверхню 22 з убної щітки пучками з застосуванням або звичайної дротової технології, або з застосуванням більш сучасної бездротової технології, такої як розкрита в патентах США №4,635,313, №4,637,660, №4,954,305, №5,045,267, №5,390,984, №5,533,791, №5,609,890 і №5,823,633. Така бездротова технологія використовує процеси, у яких щетинні пучки вплавляють у грань 22 головки 14 зубної щітки шляхом нагрівання і пучків щетини, і головки 14, які потім з'єднують; або ж такі процеси, у яких кінці пучків щетини заздалегідь уміщують у прес-форму перед введенням у неї матеріалу зубної щітки, а цей матеріал зубної щітки потім впорскують у прес-форму і навколо кінців пучків щетини, і він замикає ці щетинні пучки на місці у вер хньої поверхні 22 головки 14 зубної щітки.