专利名称：通过机械方法使牙刷的刷毛尖细化的方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种使牙刷的刷毛尖细化(tapering，变尖)的方法，且更具体地，涉及一种通过利用具有凸起的研磨滚筒(grinding drum，研磨机)的机械方法使牙刷的刷毛尖细化的方法。
当将具有针形刷毛(在其末端是尖的)的牙刷与具有普通刷毛(在其末端是圆的)的牙刷相比较时，具有针形刷毛的牙刷在柔软性和穿透牙缝或进入牙周袋的能力上更好。因此，目前最优质的牙刷均具有针形刷毛。
背景技术：
制造针形刷毛的方法包括(i)使用强酸或强碱溶解刷毛的末端的方法；( )在将刷毛植入牙刷中之后，使用研磨机研磨刷毛的末端的方法；(iii)如下的方法使用方法 (i)执行初步尖细化操作，将刷毛植入牙刷中，并且之后使用方法(ii)研磨刷毛的末端，等等。这里，“初步尖细化操作”是指通过执行操作，使得刷毛的末端锥形(tapered，尖细化) 程度小于目标锥形程度，换句话说，末端的厚度在大约0. 03到0. IOmm之间。
方法(i)能做成高度尖细化的针形刷毛，它具有相对长的5mm或者更长的锥形长度，并且末端厚度为大约0. 01mm。这种针形刷毛的锥形部分长，因此柔软性极好，并且其末端细，因此穿透能力极好。然而，这种方法的问题在于在尖细化操作期间很难精确控制溶解时间，次品率高，并且工作环境非常恶劣。
就工作效率来说，方法(ii)极好，但问题在于所获得的针形刷毛的锥形长度短， 为2mm或更少，因此柔软性很差，进而当使用者在刷他的/她的牙齿时可能会造成对牙龈的伤害。
方法(iii)从某种程度上解决了方法(i)和(ii)的问题，并由本发明的发明人提交的韩国专利No. 261658和No. 421454中所披露。根据韩国专利No. 261658，刷毛被浸泡和溶解在强酸或强碱溶液中，直到在刷毛变短前不久。接下来，在水中清洗刷毛并且将其干燥，并且然后将其植入到牙刷的头部中。随后，由研磨机研磨刷毛的末端。由这种方法获得的针形刷毛是有利的，在于刷毛的锥形部分的长度长，大约5mm，因此柔软性极好。然而，针形刷毛的问题在于刷毛的末端的厚度为0. 04到0. 08mm，这相对较粗，因此穿透能力低。如果进一步执行研磨操作以减少末端的厚度，那么锥形部分的长度减少，因而柔软性变差。
韩国专利No. 421454类似于韩国专利No.沈1658，但执行了研磨操作，使末端的厚度为0.02_或更小，以改善穿透能力。因此，这种方法的优势在于穿透能力极好。然而，这种方法的问题在于锥形部分的长度只有2. 8到3. 5mm,因此柔软性差，并且在制造过程中次品率高。
为了解决这些问题，由本发明的发明人提交的韩国专利No. 666457(以下，称为 “现有技术”)被提议。
根据现有技术，“未尖细化的普通刷毛的末端由滚筒类型研磨机研磨，该研磨机包括高度为1.5到7mm并且其间距离为1到5mm的凸起11，并且在竖直(vertical)和水平方向上旋转”(见图1)。由这种方法获得的针形刷毛的末端直径为0. 01到0. 02mm，并且针形刷毛的锥形部分的长度为3到7mm。末端的直径和锥形部分的长度几乎等于由化学浸泡方法获得的针形刷毛的直径和长度。现有技术提供了具有理想末端厚度和理想锥形长度的针形刷毛，而无需将刷毛浸泡于化学制品中。
然而，由现有技术制造的刷毛的问题在于可能会发生热变形，因为在研磨期间会产生热量。热变形导致刷毛弯曲，进而降低质量。
另外，根据韩国专利申请No. 10-2007-7027084，刷毛由没有凸起11的滚筒类型研磨机进行研磨(第一研磨操作)，由具有凸起11的滚筒类型研磨机进行研磨(第二和第三研磨操作)，并且最后使用表面上具有纤维的旋转滚筒完成(第四研磨操作)。然而，这种方法同样有问题，在于在第二研磨操作中研磨机的转速是500到1500rpm，并且在第三研磨操作中是1000到2000rpm，因此转速非常高，并且因此获得的刷毛热变形不可避免。热变形导致锥形部分的末端弯曲，并且引起刷毛不规则地被研磨，因而产品没有销路。
此外，为了减少摩擦热的产生，已经提出了一种方法固定具有待研磨的刷毛的牙刷，并且在研磨操作期间上下移动研磨机，因此减少摩擦面积。虽然这种方法可以减少摩擦热的产生，但摩擦热仍然积聚在凸起11之间的深处空间中。同样重要的是，刷毛末端的研磨变少。当刷毛的末端与凸起11之间的底部P接触时，如图2所示，末端有效地被研磨。然而，竖直地移动具有同样高度的凸起11的研磨机的方法使得不可能使刷毛的末端与底部P 接触。此外，可以看出，当制造针形刷毛时，此方法的第一和第四研磨操作没必要。
发明内容
技术问题 因此，本发明已牢记现有技术中出现的上述问题，并且本发明的目的是提供一种使牙刷的刷毛尖细化的方法，它通过机械方法使牙刷的刷毛尖细化，另外防止热变形。本发明的另一目的是提供一种提高工作效率的使牙刷的刷毛尖细化的方法。
技术方案 为了实现上述目的，本发明提供了一种使用研磨滚筒使牙刷的刷毛尖细化的方法，该研磨滚筒具有凸起并且在水平和竖直方向上旋转，其中具有不同高度凸起的研磨滚筒连续地布置，并且具有末尖细化的普通刷毛的牙刷顺次(in sequence)经过研磨滚筒，从而研磨植入牙刷中的刷毛的末端。
“植入式牙刷(implanted toothbrush) ”包括刷毛通过锚固件(anchor)固定至其上的牙刷和刷毛不通过锚固件固定至其上的牙刷。植入式牙刷包括刷毛以不同形状植入的牙刷和刷毛植入之后切成特定形状的牙刷。
下文中，将详细描述本发明。
在图1中示出应用于本发明的研磨滚筒。研磨滚筒10的表面上具有很多凸起11， 并通过旋转轴20连接至转子30，使研磨滚筒10能在竖直和水平两个方向上旋转。
凸起11的合适高度为1. 5mm到7. 0mm。如果刷毛由研磨滚筒10研磨，则可以获得锥形部分长度为5mm或更长的针形刷毛，如上所述。
然而，当由研磨滚筒10执行研磨操作时，会产生大量热量，因而引起刷毛的热变形。为了防止热变形，可以考虑喷射湿气的方法。但是，由于这种方法突然减小了研磨滚筒10的研磨力，它不能被采用。
根据本发明，在研磨操作期间充分地控制热量产生，并且刷毛没有经受热变形。
在研磨操作期间控制热量产生的方法利用了将研磨滚筒的转速减少在特定的范围内的方法以及控制凸起11的高度的方法。
如果研磨滚筒以高速旋转，会产生大量摩擦热，因此竖直转速必须控制在200到 500rpm内，优选地，250到480rpm内。当转速超出上述范围时，便产生热变形。相反，当转速低于上述范围时，研磨效率迅速地降低，从而生产率过度地下降。优选地，水平转速大约是竖直转速的1/3。
然而，本发明的目的不仅仅是通过调整研磨滚筒的转速来实现的。即使当通过具有同样高度的凸起11并且以低速旋转的研磨滚筒来执行研磨操作时，还是会产生热变形。 原因如下。就是说，为了获得具有理想长度的锥形部分的刷毛，研磨滚筒必须使用具有3mm 或更长，优选地，5mm或更长的凸起11。然而，如果使用这种研磨滚筒，摩擦热不可避免地积聚在凸起11之间的空间中，并且散热能力差。
根据本发明，研磨滚筒的转速降低，并且若干研磨滚筒平行地相互连接，使研磨操作顺次执行。必须有15个或更多，优选地，20个或更多研磨滚筒平行地相互连接。如果待研磨的牙刷在每个研磨滚筒上中保持预定的时间周期，并且然后移动到下一个研磨滚筒， 则其在牙刷移动时可以由空气暂时冷却，因而避免热变形。也就是说，即使由研磨操作产生摩擦热，当刷毛移动时在连续地执行冷却操作，从而使热稳定状态保持于研磨滚筒的温度与凸起11的温度之间。
为了防止刷毛的热变形并同时使生产效率最大化，理想地，使用15到30个研磨滚筒。如果研磨滚筒的数量少于15个，在研磨操作中刷毛会产生热变形，并且生产效率低。如果该数量超过上述范围，尽管得到超出预期的更好的防止变形效果，但是增加机器成本。
凸起11的高度调整是控制热量的一个重要因素。凸起11的功能是增加锥形部分的长度，并且选择从1. 5到7mm的高度。在参与连续研磨操作的研磨滚筒中，执行研磨操作的初始阶段的研磨滚筒的凸起11优选地从5到7mm的范围。由此，实现理想长度的锥形部分。
然而，随着凸起11的高度增加，经受摩擦的面积增加。因此，在研磨操作中会产生大量摩擦热，并且另外，大量的摩擦热积聚在凸起11之间的空间内。因此，在已经形成理想长度的锥形部分之后，有必要逐渐减小凸起11的高度。
优选地，参与研磨操作的中间阶段的研磨滚筒的凸起11的高度为3到5mm，并且参与研磨操作的后期阶段的研磨滚筒的凸起11的高度为1. 5到3. 0mm。
如果形成在研磨滚筒上的凸起11的高度顺次地减小，则实现理想长度的锥形部分，并且另外，由摩擦引起的摩擦热大大减少。进一步地，产生的摩擦热很容易散发出去，从而有效地阻止刷毛发生热变形。
进一步地，由于凸起11的高度顺次地减小，刷毛的末端与底部(在图2中由“P” 指示并且位于每个研磨滚筒的凸起11之间)连续接触。由此，刷毛被高度地研磨，直到它的末端厚度为0. 02mm或更小。
“凸起11的高度顺次减小”的意思包括从高凸起11到低凸起完全顺次布置(如本发明的实施方式中)，并且也包括这样的布置，其中一些高凸起11放置在研磨操作开始的
5部分，而一些低凸起11放置在研磨操作完成的部分，即使位于一个部分中的凸起的高度不是顺次变化。
理想地，凸起11之间的间隔大约为1到5mm。进一步地，假设每个凸起11具有圆柱形形状，优选地，凸起的直径大约为1到3mm。凸起11可具有圆柱形形状，如图2所示，或者可具有圆锥形形状，如图3所示。
进一步地，如果调整涂覆每个凸起11的磨石的粒度(grain size)，可以获得更高质量的针形刷毛。也就是说，如果参与研磨操作的初始阶段的研磨滚筒涂有200到300目 (mesh)的磨石，参与研磨操作的中间阶段的研磨滚筒涂有300到700目的磨石，并且参与研磨操作的后期阶段的研磨滚筒涂有700到1000目的磨石，研磨操作中形成的粗糙表面会变得非常光滑，因此可得到与经过化学处理制造的刷毛具有同样高质量的针形刷毛。
进一步地，如果有必要，在研磨操作期间，每个研磨滚筒可在垂直于牙刷移动方向的方向上往复运动。研磨滚筒的往复运动最后能使摩擦产生的摩擦热均勻分布在整个研磨滚筒上，并且能够延长研磨滚筒的寿命。适当的往复运动的距离为5到10cm。
有益效果 本发明提供了一种高度尖细化的针形刷毛，其中刷毛的锥形部分的长度为5mm或更长，并且刷毛的末端的厚度为0. 02mm或更小，即使没有经受化学浸泡处理，此外，在使用机械方法的尖细化处理期间防止发生热变形。进一步地，没有使用化学制品，从而工作环境大大改善，并且产品的成本降低。更进一步地，刮削刷毛和在研磨操作期间产生的尘埃被收集并循环利用作为牙刷柄等，所以这种方法对环境友好，并且能防止资源浪费。
图1是示出了在本发明中使用的研磨滚筒的透视图； 图2是示出了在凸起之间被研磨的牙刷刷毛的局部放大图；以及 图3是示出了圆锥形凸起的局部放大图。
*重要部件的参考符号的说明 10:研磨滚筒11 凸起 20 旋转轴30 转子 P:凸起之间的底部
具体实施例方式本发明的实施方式如下。
对于所有的实施方式而言，以下实施方式中使用的研磨滚筒的凸起11之间的间隔均为2mm。
(第一实施方式) 凸起 11 的高度形成为 7. 0,6. 6,6. 2,5. 8,5. 4,5. 0,4. 6,4. 2,3. 8,3. 4,3. 0,2. 6、
2. 2,1. 8和1. 5mm，并且15个竖直和水平旋转的研磨滚筒顺次从左到右布置。接下来，牙刷的未尖细化的普通刷毛从左边研磨滚筒开始经受研磨操作。每个研磨滚筒的研磨时间为2. 5秒，并且这些研磨滚筒的竖直转速如下第一、第二和第三研磨滚筒的竖直转速是 300rpm，第四、第五和第六研磨滚筒的竖直转速是485rpm，第七、第八和第九研磨滚筒的竖
6直转速是490rpm，第十、第十一和第十二研磨滚筒的竖直转速是495rpm，并且第十三、第十四和第十五研磨滚筒的竖直转速是450rpm。水平转速设置为竖直转速的1/3。为了提高研磨效率，每个研磨滚筒被构造成在垂直于牙刷移动方向的方向上以5cm的距离往复运动。
第一到第五研磨滚筒的凸起11涂有200目的磨石，第六到第八研磨滚筒的凸起涂有350目的磨石，第九到十一研磨滚筒的凸起涂有550目的磨石，并且第十二到第十五研磨滚筒的凸起涂有850目的磨石。
用这种方式处理过的刷毛的锥形部分的长度是6mm，并且刷毛的末端的厚度是 0. 03mmo (第二实施方式) 凸起 11 的高度形成为 7. 0,6. 7,6. 4,6. 1,5. 8,5. 5,5. 2,4. 9,4. 6,4. 3,4. 0,3. 7、 3. 4,3. 1,2. 8,2. 5,2. 2,1. 9,1. 8,1. 6和1. 5mm，并且21个竖直和水平旋转的研磨滚筒顺次从左到右布置。接下来，牙刷的未尖细化的普通刷毛从左边研磨滚筒开始经受研磨操作。 每个研磨滚筒的研磨时间为2. 5秒，并且研磨滚筒的竖直转速如下第一、第二和第三研磨滚筒的竖直转速是250rpm，第四、第五和第六研磨滚筒的竖直转速是470rpm，第七、第八和第九研磨滚筒的竖直转速是475rpm，第十、第十一、第十二、第十三、第十四和第十五研磨滚筒的竖直转速是480rpm，第十六、第十七和第十八研磨滚筒的竖直转速是460rpm，并且第十九、第二十和第二十一研磨滚筒的竖直转速是450rpm。水平转速设置为竖直转速的1/3。 每个研磨滚筒的往复运动与第一实施方式的反复运动一样。
第一到第五研磨滚筒的凸起11涂有200目的磨石，第六到第八研磨滚筒的凸起涂有350目的磨石，第九到十一研磨滚筒的凸起涂有550目的磨石，第十二到第十六研磨滚筒的凸起涂有850目的磨石，并且第十七到第二十一研磨滚筒的凸起涂有1000目的磨石。
用这种方式处理过的刷毛的锥形部分的长度是7mm，并且刷毛的末端的厚度为 0. 02mm 或更小(0. 01 到 0. 02mm)。
(第三实施方式) 高度为7mm的凸起11安装在第一到第四研磨滚筒上，高度为5mm的凸起11安装在第五到第八研磨滚筒上，高度为3mm的凸起11安装在第九到第十二研磨滚筒上，并且高度为1. 5mm的凸起11安装在第十三到第十五研磨滚筒上。其余构造与第一个实施方式一样。
用这种方式处理过的刷毛的锥形部分的长度是6mm，并且刷毛的末端的厚度是 0. 02mmo (第一比较实例) 如在第一实施方式中，使用15个研磨滚筒研磨刷毛。然而，根据第一比较实例，使用的是5mm相同高度的凸起11。每个研磨滚筒的研磨时间是2. 5秒，并且研磨滚筒的转速和用于涂层的磨石的目数均与第一实施方式设置的一样。当在上述提到的条件下执行研磨操作时，获得的刷毛的锥形部分的长度是4mm，并且刷毛的末端的厚度是0. 04mm。因为摩擦热，刷毛产生变形。也就是说，刷毛的末端弯曲。
(第二比较实例) 第二比较实例在与第一实施方式一样的条件下执行，除了竖直转速增加到IOOOrpm,并且水平转速增加到330rpm。根据第二比较实例处理得到的刷毛具有与根据第一实施方式处理得到的刷毛相同的锥形长度和相同的末端厚度，但是产生热变形。
(第三比较实例) 形成在每个研磨滚筒上的凸起11具有6mm的相同高度，并且研磨方法的执行与在第三实施方式中的一样。也就是说，调整每个研磨滚筒的位置，使得第一到第四研磨滚筒中的每一个与刷毛末端至6mm的部分接触，第四到第八研磨滚筒中的每一个与刷毛末端至 5mm的部分接触，第八到第十二研磨滚筒中的每一个与刷毛末端至3mm的部分接触，并且第十三到第十五研磨滚筒中的每一个与刷毛末端至1. 5mm的部分接触。其余操作的执行与第一实施方式一样。
获得的刷毛的锥形长度与第三实施方式的相似。然而，观察到一些热变形，并且末端的厚度为0.05mm。因此，研磨的结果是有缺陷的。
权利要求
1.一种使用研磨滚筒使牙刷的刷毛尖细化的方法，所述研磨滚筒具有高度为1.5mm到 7. Omm的凸起并且在竖直和水平方向上旋转，其中，所述研磨滚筒平行地相互连接并且被布置成使得形成在每个所述研磨滚筒上的凸起的高度顺次减小，并且具有未尖细化的普通刷毛的牙刷顺次地经过所述研磨滚筒，从而连续地研磨所述刷毛。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，每个所述研磨滚筒的竖直转速为200rpm到 500rpmo
3.根据权利要求2所述的方法，其中，每个所述研磨滚筒的竖直转速为250rpm到 480rpmo
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所布置的研磨滚筒的数量为15到30个。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，每个所述研磨滚筒在垂直于所述牙刷的移动方向的方向上以5cm到IOcm的距离往复运动。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，每个所述研磨滚筒被定位成使得所述牙刷的刷毛的末端与所述凸起之间的底部相接触。
全文摘要
本发明涉及一种使用研磨滚筒使牙刷的刷毛尖细化的方法，这些研磨滚筒具有高度为1.5到7.0mm的凸起(11)，并且研磨滚筒在竖直和水平方向上旋转，所述方法包括将研磨滚筒平行连接的步骤，从而研磨滚筒顺次布置，其中每个研磨滚筒的凸起(11)的高度逐渐减小；以及使具有未尖细化的刷毛的牙刷能够连续地经过每个研磨滚筒的步骤，从而可以研磨刷毛。本发明的方法生产高度尖细化的刷毛，即使没有将刷毛浸泡在化学制品中，仍具有5mm或更长的锥形长度以及0.02mm或更小的末端厚度，并且避免了在通过机械方法执行的尖细化过程中可能发生的热变形。
文档编号A46D1/10GK102186377SQ200980141047
公开日2011年9月14日 申请日期2009年8月31日 优先权日2008年10月27日
发明者权荣浚, 权成昱, 权成桓 申请人:最优化成株式会社