Зубная щетка со структурированным щеточным полем

Зубная щетка со структурированным щеточным полем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данное изобретение относится к зубной щетке, содержащей структурированное щеточное поле, а также к способу и устройству для ее изготовления.

Зубные щетки имеют обычно головку щетки с образованным из пучков щетины щеточным полем. Такие зубные щетки известны из уровня техники. Щеточные поля зубных щеток с течением времени оформляются различным образом с целью улучшения их применения, т.е., с одной стороны, чистящего действия и, с другой стороны, удобства в обращении для пользователя. Одна из этих разработок относится к применению профилированных щеточных полей, а также к пучкам щетины с различно выступающими вверх щетинками.

В US 5 926 897 раскрыта зубная щетка с состоящим из пучков щетины щеточным полем. Это щеточное поле выполнено профилированным, и отдельные пучки щетины имеют множество выступающих вверх щетинок, которые образуют расположенную выше торцевую поверхность.

В DE 198 32 436 приведено описание способа изготовления щеток, в частности зубных щеток. Способ предусматривает обработку пучков щетины со щетинками различной длины, при этом обработка щетинок выполняется в несколько этапов с помощью бокового отклонения.

В промышленном образце US 425 306 показано орнаментальное щеточное поле по существу с имеющими форму треугольника пучками щетины, в углах которых расположены выступающие выше щетинки.

В ЕР 1 425 989 раскрыты зубные щетки, а также способ их изготовления. При этом щетинки могут иметь два одинаковых заостренных конца или различные концы, т.е. один не заостренный и один заостренный конец.

В WO 2009/000903 приведено описание зубной щетки с пучками щетины, при этом эти пучки щетины имеют с одной стороны более короткие не заостренные щетинки, а с другой стороны - более длинные заостренные щетинки. Более длинные щетинки могут быть распределены произвольно в пучках щетины или же расположены центрально во внутренней зоне пучка щетины.

В основу данного изобретения положена задача создания простой в изготовлении зубной щетки, которая обеспечивает очень хорошее чистящее действие и проста в обращении.

Задача решена с помощью способа с признаками пункта 1 формулы изобретения, а также зубной щетки с признаками пункта 6 формулы изобретения, а также устройства с признаками пункта 11 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

В способе согласно изобретению изготовления снабженных щетиной без анкеровки зубных щеток пучок щетины с цилиндрическими щетинками и/или заостренными щетинками вводят в приемную выемку инструмента машины для посадки щетинок. С помощью направляемого в приемной выемке профилирующего штифта воздействуют на обращенный к штифту конец щетинок пучка щетины для их ориентации, так что щетинки пучка щетины с помощью торцевой стороны профилирующего штифта выравниваются и за счет этого образуют дополняющую топографию торцевой стороны профилирующего штифта, при этом профилирующий штифт на воздействующей на щетинки торцевой стороне имеет не непрерывную поверхность, которая образует несколько плоскостей. Не непрерывная означает, что поверхность имеет переход в виде кромки, т.е. имеет кромку.

Устройство для выполнения способа согласно изобретению изготовления зубной щетки содержит матрицу с направляемыми в ней профилирующими штифтами, при этом профилирующие штифты имеют отполированную до блеска или притертую поверхность.

Зубная щетка согласно изобретению изготовлена из пластмассы и содержит по меньшей мере один твердый компонент и/или один или несколько мягких компонентов. Кроме того, состоящее из головки, ручки и соединяющей головку с ручкой шейки основное тело зубной щетки содержит несущий элемент. Несущий элемент предпочтительно является несущей щетину пластинкой. Образованное из пучков щетины щеточное поле расположено на этом несущем элементе.

Как головка, шейка и ручка, так и несущий элемент содержат по меньшей мере один твердый компонент и/или по меньшей мере один мягкий компонент. Естественно, может быть выбрано также более простое выполнение, при котором головка, шейка и ручка и/или несущий элемент выполнены исключительно из одного или нескольких твердых компонентов.

В качестве мягких компонентов, как правило, формируют с помощью литья под давлением мягкоэластичные чистящие и массирующие элементы на несущем элементе, перед снабжением несущего элемента цилиндрическими экструдированными щетинками. Эти чистящие и массирующие элементы могут иметь за счет технологии литья под давлением различные формы.

Особой формой чистящих и массирующих элементов являются совсем тонко отлитые щетинки, которые ощущаются как цилиндрические экструдированные щетинки. Отлитые щетинки, как правило, отливают в виде чистящих и массирующих элементов на несущем элементе из твердого компонента, и они расположены в виде цилиндрических, экструдированных щетинок в пучках щетины с различными формами, соответственно, поперечными сечениями (круглыми, эллиптическими, серповидными, прямоугольными и т.д.).

Пучки с отлитыми щетинками имеют 1-20 отдельных отлитых щетинок, предпочтительно 3-15 отлитых щетинок и особенно предпочтительно 5-10 отлитых щетинок.

В отличие от обычных, экструдированных и цилиндрических щетинок, отлитые щетинки имеют из-за необходимости извлечения из литейной формы по существу сужающуюся к расположенному на рабочей стороне концу форму (по существу ступенчатую, коническую или форму усеченного конуса).

Как и обычные, экструдированные и цилиндрические щетинки, отлитые щетинки имеют тонкие концевые зоны с диаметром примерно 0,15-0,25 мм. Подробное описание отлитых щетинок приведено в заявке ЕР 11 000 032.0 заявителя. Таким образом, полное содержание раскрытия ЕР 11 000 032.0 включается в данное описание.

Предпочтительно, головка, соответственно, место сопряжения с несущим элементом и сам несущий элемент изготовлены из одного и того же твердого компонента. В качестве твердого компонента предпочтительно используются следующие термопласты: стирольные полимеризаты, например стиролакрилнитрил (SAN), полистирол (PS), акрилнитрилбутадиенстирол (ABS), стиролметилметакрилаты (SMMA) и стиролбутадиен; полиолефины, такие как полипропилен (PP) или полиэтилен (PE), как в виде полиэтилена высокой плотности (HDPE), так и в виде полиэтилена низкой плотности (LDPE); сложные полиэфиры, например полиэтилентерефталат (РЕТ) в виде модифицированного кислотой полиэтилентерефталата (РЕТА) или в виде модифицированного гликолем полиэтилентерефталата (PETG), полибутилентерефталат (РВТ), модифицированный кислотой полициклогексилендиметилентерефталат (РСТ-А) и модифицированный гликолем полициклогексилендиметилентерефталат (РСТ-G); производные целлюлозы, например ацетат целлюлозы (СА), ацетобутират целлюлозы (САВ), пропионат целлюлозы (СР), ацетфталат целлюлозы (САР) и бутират целлюлозы (СВ); полиамиды (РА), например РА6.6, РА6.10 и РА6.12; полиметилметакрилат (РММА); поликарбонат (РС); полиоксиметилен (РОМ); поливинилхлорид (PVC) и полиуретан (PUR). Особенно предпочтительно применяется полипропилен с модулем эластичности в диапазоне от 1000 Н/мм² до 2400 Н/мм², особенно предпочтительно в диапазоне от 1300 Н/мм² до 1800 Н/мм².

В качестве мягких компонентов предпочтительно используются термопластичные эластомеры (ТРЕ): термопластичные полиуретаны (ТРЕ-U), термопластичные эластомеры стирола (TPE-S), например сополимер стирола, этилена, бутилена и стирола (SEBS) или сополимер стирола, бутадиена и стирола (SBS); термопластичные эластомеры полиамида (ТРЕ-А); термопластичные эластомеры сложных полиэфиров (ТРЕ-Е). Наряду с этим можно использовать термопласты полиуретаны (PUR) и полиэтилены (РЕ) также в качестве мягких компонентов. Предпочтительно используется TPE-S. Твердость по шкале А Шора используемых мягких компонентов предпочтительно меньше 90.

Хотя отлитые щетинки предпочтительно также изготовлены из мягкого компонента, они образуют исключение относительно твердости по Шору. Предпочтительно используются на основании улучшенной способности к распрямлению мягкие материалы с твердостью по шкале D Шора 20-80, предпочтительно 40-70.

Используемые твердые и мягкие компоненты предпочтительно подвергаются обработке в двухкомпонентном или многокомпонентном способе литья под давлением. При этом, как правило, между компонентами образуется замыкание по материалу и/или геометрическое замыкание.

Выражение щетинки обозначает отдельные филаменты, из которых образован пучок щетины. Выражения щетинка, филамент щетины или филамент применяются в качестве синонимов и обозначают все указанные выше отдельные филаменты пучка щетины.

Обычные экструдированные цилиндрические щетинки могут состоять из различных материалов. Используются, например, полиамиды (РА) или сложные полиэфиры (РВТ). Примером используемого полиамида является РА6.12.

При этом полиамиды применяются предпочтительно для цилиндрических щетинок, в то время как сложные полиэфиры применяются предпочтительно для заостренных на одной стороне или на обеих сторонах щетинок. При этом обычным экструдированным цилиндрическим щетинкам из сложного полиэфира придают заостренную форму с помощью химического процесса. Заостренные щетинки имеют, как правило, цилиндрическую часть по существу с постоянным диаметром и конически заостренную часть. При этом вершина конуса направлена в рабочую сторону.

Обычные экструдированные щетинки могут иметь различный диаметр. Как правило, эти щетинки имеют по меньшей мере на части длины цилиндрическую форму. Предпочтительно, поперечное сечение имеет по меньшей мере приблизительно круглую форму и постоянно на существенной доле длины щетинки, так что образуется круговой цилиндр. Возможны другие формы поперечного сечения, например квадратные, прямоугольные или ромбовидные.

Заостренные щетинки имеют, с одной стороны, цилиндрическую часть, в которой они имеют остающееся постоянным поперечное сечение, с другой стороны, эти щетинки сужаются в определенной зоне по меньшей мере к рабочему концу. При заостренных с одной стороны щетинках, предпочтительно используемых в зубных щетках, согласно изобретению прилегающая к заостренной зоне и тем самым лежащая противоположно свободному концу зона заостренных щетинок имеет цилиндрическое поперечное сечение.

Кроме того, обычные щетинки могут иметь различные виды концов. Конец цилиндрических щетинок, как правило, с одной стороны, закруглен по меньшей мере приблизительно в форме полушара или в форме усеченного конуса, в то время как, с другой стороны, конец заостренных щетинок заканчивается вершиной. Концы цилиндрических щетинок, как правило, подвергаются обработке, с целью исключения острых кромок на конце щетинки, которые могут образовываться, например, при разрезании. Обработка означает, что концы цилиндрических щетинок, например, после нарезания на длину для последующей обработки закругляются. При этом применяются механические и/или термические способы. За счет этого разрушаются острые кромки концов щетинок и получается имеющий по меньшей мере приблизительно форму полушара конец щетинки. Как правило, щетинки перед введением в несущий элемент разрезаются и обрабатываются.

Щетинки могут быть по меньшей мере частично окрашены. Состоящие из сложного полиэфира (РВТ) щетинки окрашивают химическим способом. Если щетинки состоят из полиамида (РА), то можно также применять для окраски пищевые красители. Например, используется алюминиевый рассол 3,3'-диоксо-2,2'-дииндолиниден-5,5'-дисульфокислоты для синего окрашивания, алюминиевый рассол 5-гидрокси-1-(4-сульфофенил)-4-(сульфофенилазо)-3-пиразоль-карбоксильной кислоты для желтого окрашивания или алюминиевый рассол 6-гидрокси-5-(4-сульфофенилазо)-2-нафтален-сульфокислоты также для желтого окрашивания. Полностью или частично окрашенные щетинки необходимо лакировать с целью обеспечения возможности дальнейшей машинной обработки. Например, для уменьшения трения между щетинками и частями машины. Как правило, щетинки окрашивают перед введением в несущий элемент.

В отличие от отлитых щетинок, которые отливаются на несущем элементе, обычные экструдированные щетинки лишь после изготовления несущего элемента закрепляются на нем.

Пучки щетины согласно изобретению содержат обычные щетинки по меньшей мере с двумя различными длинами. То есть свободные концы щетинок выступают различно далеко вверх за несущую щетинки верхнюю сторону головки, соответственно, несущего элемента и образуют в случае пучков щетины со щетинками двух различных длин две различные рабочие поверхности. Участок пучка щетины, который содержит в поперечном сечении все щетинки, называется стволом пучка щетины. Участок пучка щетины, который содержит в поперечном сечении лишь щетинки с более высоко выступающими концами щетинок, называется уменьшенной частью пучка щетины. Указанные выше две рабочие поверхности образованы, с одной стороны, концами щетинок с более короткой длиной и, с другой стороны, концами щетинок с большей длиной, т.е. выступающими более высоко концами щетинок.

Широкие исследования показали, что экспозиция выступающих более высоко концов щетинок в уменьшенной части пучка щетины, количество выступающих более высоко щетинок, различие по высоте с остальными щетинками, а также их расположение внутри пучка щетины и относительно других чистящих элементов, таких как отлитые щетинки или мягкоэластичные чистящие и массирующие элементы, оказывают существенное влияние на чистящее действие головки щетки.

Ствол пучка щетины имеет предпочтительно высоту 6-11 мм, особенно предпочтительно от 8 мм до 11 мм. Высота уменьшенной части пучка щетины предпочтительно составляет 9-15 мм, особенно предпочтительно 10-12 мм. При этом высота измеряется каждый раз от верхней стороны головки или несущего элемента, собственно, от точки выхода щетинки из поверхности.

Расстояние концевой поверхности ствола пучка щетины до концевой поверхности уменьшенной части составляет 0,5-5 мм, предпочтительно 2-3 мм. Как будет более подробно пояснено ниже, внутри одного пучка щетины может быть образовано несколько ступенек с концевыми поверхностями. Расстояния между ступеньками, соответственно, концевыми поверхностями предпочтительно имеют указанные выше значения. Концевые поверхности внутри пучка щетины не образуют, как правило, непрерывный профиль и явно смещены относительно друг друга.

Как указывалось выше, пучки щетины содержат обычные экструдированные щетинки с выступающими на разную высоту концами щетинок, которые образуют по меньшей мере две рабочие поверхности. Дополнительно к этому, щетинки могут также иметь различные концы щетинок. С одной стороны, концы щетинок могут быть закруглены, как это указывалось для цилиндрических щетинок, с другой стороны, щетинки могут иметь сужающуюся к их свободному концу зону, которая имеет заостренный конец щетинки.

В одном варианте выполнения все щетинки имеют заостренные концы щетинок. В одном предпочтительном варианте выполнения лишь щетинки с более высоко выступающим концом имеют заостренный конец щетинки. То есть лишь уменьшенная часть пучка щетины имеет щетинки с заостренными концами щетинок. Остальные щетинки этого пучка щетины с более глубоко стоящими концами являются цилиндрическими щетинками с закругленным концом щетинки. Тем самым с помощью щетинок с заостренными концами образуется выступающая более высоко рабочая поверхность, в то время как лежащая ниже рабочая поверхность образована щетинками с закругленным концом.

В другом варианте выполнения все как раз наоборот. Щетинки с выступающими более высоко концами имеют закругленные концы. В противоположность этому, в этом варианте выполнения остальные щетинки со стоящими ниже концами имеют заостренные концы щетинок. Следовательно, в этом варианте выполнения более высоко выступающая рабочая поверхность образована свободными закругленными концами щетинок, а лежащая ниже рабочая поверхность образована свободными заостренными концами щетинок. Эти варианты выполнения могут относиться также лишь к существенной доли щетинок рабочих поверхностей.

Как обычные цилиндрические щетинки с закругленным концом, так и обычные с заостренным концом щетинки могут быть полностью или же предпочтительно лишь частично окрашены. Окрашенная зона щетинки проходит по длине 2-10 мм, предпочтительно 3-8 мм. Также предпочтительно окрашены лишь щетинки с более высоко выступающим концом. Дополнительно к этому, окрашенная часть щетинок в случае лишь частичной окраски щетинок предпочтительно проходит к свободным концам щетинок. В качестве альтернативного решения, лишь щетинки со стоящим ниже концом имеют окрашенную зону, при этом эта зона предпочтительно проходит к свободным концам щетинок.

По меньшей мере частичное окрашивание щетинок имеет, наряду с дизайнерскими и эстетическими аспектами, также другие преимущества. Выполнение окрашивания, соответственно, сама краска обеспечивает, что линька окрашенной зоны щетинки, соответственно, вымывание краски при продолжительном использовании может служить в качестве эффективного указателя о становящемся короче сроке службы зубной щетки согласно изобретению. За счет этого пользователь получает указатель износа.

Щеточное поле образовано с помощью расположенных на несущем элементе пучков щетины. При этом пучки щетины расположены с растром на несущем элементе. Щеточное поле может быть образовано с помощью одного или предпочтительно двух или больше различных видов пучков щетины. Наряду с пучками щетины со щетинками, которые имеют по меньшей мере два различно далеко выступающих вверх конца щетинок, могут иметься также пучки щетины с цилиндрическими щетинками или пучки щетины со щетинками, которые имеют заостренный свободный конец, или же пучки щетины, которые состоят из комбинации цилиндрических и заостренных щетинок.

В щеточном поле могут быть расположены пучки щетины с различно далеко выступающими вверх концами щетинок исключительно в наружных зонах, соответственно, краевых зонах, в то время как внутри щеточного поля находятся пучки щетины, которые сформированы в соответствии с известным уровнем техники. Например, внутри щеточного поля могут быть установлены цилиндрические щетинки с высотой концов щетинок, которые выполнены с меньшей длиной щетинок, чем пучки щетины со щетинками, которые имеют по меньшей мере два различно далеко выступающих вверх конца щетинок. Возможны также чередующиеся продольные и поперечные зоны из указанных выше различных видов пучков щетины. Пучки щетины в целом, т.е. также пучки щетины со щетинками, которые имеют по меньшей мере два различно далеко выступающих вверх конца щетинок, могут быть выполнены с различными поперечными сечениями. Например, круглыми, приблизительно круглыми, изогнутыми, многоугольными, прямоугольными, эллиптическими, трапециевидными, серпообразными или произвольными поперечными сечениями.

Пучки щетины, а также выступающие выше концы щетинок в пучке щетины расположены предпочтительно по существу перпендикулярно верхней стороне головки, соответственно, несущего элемента. Однако может быть также реализовано наклонное положение относительно несущего элемента. При этом выступающие выше концы выступают из пучка щетины под углом относительно несущего элемента. При этом ориентация наклонного положения не ограничивается, наклонно установленные щетинки могут иметь в проекции, перпендикулярной несущему элементу, любой угол относительно продольной оси зубной щетки. Пучки щетины с наклонно установленными щетинками можно комбинировать в одном и том же щеточном поле со стоящими вертикально пучками щетины. При этом испытания показали, что при угле между 3º и 15º, предпочтительно между 5º и 10º достигается наиболее эффективное чистящее действие.

Кроме того, в щеточном поле могут изменяться длины стоящих ниже концов щетинок, а также длины выступающих выше концов щетинок. Таким образом, в щеточном поле можно изменять одну длину или другую длину или обе длины с образованием профильной поверхности или наклонной плоскости.

В другом варианте выполнения концы имеющих различную длину обычных щетинок образуют внутри пучка щетины по существу две или больше плоских зон. При этом могут быть образованы 2-5, предпочтительно 2 или 3 по существу параллельные плоские зоны, соответственно, ступеньки.

Предпочтительно, щеточное поле имеет различные виды таких пучков щетины, т.е., например, возможны щеточные поля с пучками, имеющими 2, 3, 4 или 5 плоскостей, соответственно, ступенек.

Вместо плоских параллельных зон могут быть также образованы плоские и наклонные относительно друг друга зоны. Кроме того, концы могут также образовывать отдельные зоны с профилем, при этом эти профили могут быть расположены внутри пучка снова параллельно друг другу или наклонно относительно друг друга. Однако различные концевые зоны (плоскости или профили) отдельных длин щетинок внутри одного пучка щетины предпочтительно сильно смещены. Различные концевые зоны или ступеньки одного пучка щетины не образуют, как правило, взаимосвязанного профиля и явно смещены относительно друг друга в продольном направлении щетинок.

Как указывалось выше, внутри щеточного поля предпочтительно используются различные пучки щетины. Ступенчатые пучки щетины могут быть комбинированы с обычными пучками щетины. Обычные пучки щетины не имеют несколько ступенек, концы щетинок не образуют явно смещенные относительно друг друга концевые зоны, а образуют по существу взаимосвязанный, непрерывный профиль внутри пучка щетины. Этот профиль может иметь плоскую и параллельную несущему элементу или наклонную относительно несущего элемента форму. В качестве альтернативного решения, щетинки внутри простого пучка щетины могут образовывать также имеющую форму конуса, усеченного конуса или шара концевую зону. Естественно, щетинки могут также образовывать трехмерную поверхность произвольной формы в качестве концевой зоны. Обычные пучки щетины предпочтительно установлены в задней и передней зоне щеточного поля (при рассматривании в продольном направлении). Предпочтительно, тем самым образуется так называемая силовая концевая часть. Ступенчатые пучки щетины в этих зонах не устанавливаются.

Предпочтительно, пучки щетины согласно изобретению объединяются в группы из нескольких таких пучков щетины. Эти группы состоят по меньшей мере из двух пучков щетины. В другом варианте выполнения 2-5 соседних пучков щетины, предпочтительно 2-3 пучка щетины образуют меньшую группу этих пучков щетины. В качестве альтернативного решения, большее количество этих пучков щетины образует группы, которые покрывают существенную долю щеточного поля или даже все щеточное поле. В этом варианте выполнения свыше 30%, предпочтительно свыше 50% щетинок образуют группу.

Объединенные в группы различные концевые зоны (плоскости или профили) могут образовывать совместно по существу непрерывный профиль. Этот профиль может образовывать параллельную несущей пластинке наклонную или волнистую плоскость. В качестве альтернативного решения, этот профиль может образовывать также трехмерную поверхность произвольной формы. Предпочтительно, образуются, как и в самих отдельных пучках щетины, 2-5, предпочтительно 2 или 3 лежащих друг над другом профилей.

Один из этих профилей предпочтительно образован плоским и параллельным несущему элементу. Предпочтительно, самый нижний и/или самый верхний профиль выполнен плоским и параллельным несущему элементу.

Естественно, возможно также, что различные концевые зоны (плоскости или профили), соответственно, ступеньки групп пучков щетины, согласно изобретению не образуют непрерывный профиль. Возможна также комбинация из пучков щетины с концевыми зонами с непрерывным профилем и концевыми зонами без непрерывного профиля.

Кроме того, пучки щетины согласно изобретению можно комбинировать с дополнительными расположенными на несущем элементе или непосредственно на головке мягкоэластичными структурами, при этом мягкоэластичные структуры состоят по меньшей мере из одного указанного выше мягкого компонента. Такие мягкоэластичные структуры выполнены в качестве мягкоэластичных чистящих или массажных элементов. Мягкоэластичные чистящие или массажные элементы могут иметь на основе большой свободы выполнения различные формы. Ниже приведены некоторые примеры возможных вариантов выполнения.

Наряду с выполнением чистящих или массирующих элементов в виде скребков могут иметься также расположенные углом крыловидные или штифтообразные чистящие или массирующие элементы. Возможны также скребковые, выполненные на виде сверху волнистыми чистящие и массирующие элементы или изогнутые, во всяком случае, приблизительно круглые или серповидно изогнутые чистящие или массирующие элементы. Приблизительно круглые или серповидные чистящие или массирующие элементы могут совместно или по отдельности образовывать по существу замкнутый круг или же могут быть расположены в сегментах по кругу.

Мягкоэластичные чистящие или массирующие элементы дополняют чистящее действие щетинок тем, что они усиливают, соответственно, способствуют удалению зубного налета и полировке поверхности зубов. Дополнительно к этому, мягкоэластичные структуры, в частности мягкоэластичные чистящие или массирующие элементы, служат также для демпфирования чистящих движений и не в последнюю очередь для массирования десен.

Аналогично возможности комбинирования друг с другом, соответственно, расположения различных видов пучков щетины безанкерная установка щетинок зубной щетки с помощью несущего элемента обеспечивает очень большую свободу выбора при расположении мягкоэластичных структур, в частности чистящих или массирующих элементов. Например, скребковые, при рассматривании сверху изогнутые и расположенные по кругу мягкоэластичные чистящие или массирующие элементы могут окружать один или несколько пучков щетины, при этом мягкоэластичные чистящие элементы могут быть в свою очередь окружены пучками щетины. Кроме того, способ AFT обеспечивает выполнение пучков щетины, например, с дугообразным поперечным сечением, поскольку не требуется анкеровка, которая ограничивает ширину и форму пучка щетины.

Пучки щетины согласно изобретению содержат щетинки по меньшей мере с двумя различными длинами. При этом щетинки с высоко выступающими концами образуют одну (вторую) рабочую поверхность. Эта рабочая поверхность может быть плоскостью, проходящей по существу параллельно верхней стороне головки. Однако рабочая поверхность может быть также наклоненной относительно верхней стороны головки плоскостью, или же рабочая поверхность может иметь, например, волнистый, крышеобразный или зубчатый профиль.

Несущая щетину головка может иметь щеточное поле, которое образовано из различных видов пучков щетины. Наряду с пучками щетины с щетинками, которые имеют различно далеко выступающие вверх концы и тем самым образуют две рабочие поверхности, могут иметься также другие пучки щетины с цилиндрическими щетинками или исключительно с заостренными щетинками. Дополнительно могут иметься также мягкоэластичные структуры, например, в виде чистящих или массирующих элементов. Мягкоэластичные структуры могут быть сформированы непосредственно на головке или на несущем элементе, который введен в головку и соединен с ней. Особый вид мягкоэластичных структур образуют, как указывалось выше, отлитые щетинки.

Относительно высоты мягкоэластичных чистящих и массирующих элементов, соответственно, отлитых щетинок, многочисленные исследования показали, что концы этих элементов предпочтительно выбирать ниже, чем концы ступенчатых пучков щетины. Предпочтительно выбирать концы этих элементов ниже последней ступеньки на рабочей стороне ступенчатых пучков щетины. Особенно предпочтительно выбирать концы этих элементов ниже, чем самая низкая ступенька, соответственно, рабочая поверхность ступенчатых пучков щетины.

Относительно положения мягкоэластичных чистящих и массирующих элементов, соответственно, отлитых щетинок, ступенчатые пучки щетины расположены на периферии щеточного поля. Предпочтительно, мягкоэластичные чистящие и массирующие элементы, соответственно, отлитые щетинки расположены между двумя или больше ступенчатыми пучками щетины согласно изобретению.

Дополнительно предлагается располагать ступенчатые пучки щетины согласно изобретению также внутри мягкоэластичных структур. При этом мягкоэластичные структуры окружают или мягкоэластичные структуры поддерживают существенную часть вдоль периметра пучков щетины. При этом это относится по меньшей мере к 30%, предпочтительно к свыше 50% периметра ступенчатых пучков щетины согласно изобретению.

В способе AFT (Anchor Free Tufting=безанкерная установка пучков) обычные цилиндрические или заостренные щетинки, соответственно, пучки щетины закрепляют без анкеровки на головке или на несущем элементе, например несущей пластинке для щетины. При этом в случае использования пластинки щетинки пропускают пучками их противоположным свободному рабочему концу концом через отверстия в несущей пластинке для щетины, так что концевая зона пучков щетины выступает за нижнюю сторону несущей пластинки. В этой выступающей за нижнюю сторону несущей щетину пластинки концевой зоне закрепляют щетину посредством плавления, склеивания или сварки с несущим элементом, соответственно, несущей пластинкой для щетины. Затем несущую пластинку с закрепленными на ней обычными щетинками закрепляют в выемке зоны головки зубной щетки. В качестве альтернативного решения, несущую пластинку заливают в литейной форме твердым, соответственно, мягким материалом с целью образования тела щетки.

В способе согласно изобретению в машине для посадки щетинок применяют инструмент, который имеет блочное основное тело, называемое также матрицей, и пластину с воронками. Через матрицу инструмента проходит в вертикальном направлении приемная выемка. Поперечное сечение этой приемной выемки постоянно по всей длине прямолинейной приемной выемки в матрице. В приемной выемке направляется штифт, так называемый профилирующий штифт, с посадкой скольжения.

Профилирующие штифты должны в зоне, в которой они приходят в контакт со щетинками, т.е. на своей торцевой стороне, иметь свободную от царапин, полированную, примерно притертую или полированную до блеска поверхность. В этом случае значения шероховатости R_a лежат между 0,025 и 0,4, предпочтительно составляют 0,025-0,15.

В зависимости от формы имеющихся на торцевой стороне профилирующего штифта выемок они должны иметь острые и без заусенцев кромки, поскольку иначе существует опасность, что щетинки при введении в отверстие или при последующей дополнительной обработке заклиниваются или зажимаются. Дополнительно к этому предпочтительно, когда диаметр на конце щетинки, который прилегает к профилирующему штифту, не меньше поля допуска между профилирующим штифтом и приемной выемкой.

Диаметр наиболее глубокого углубления в профилирующем штифте обеспечивает принятие соответствующего профиля 1-15, примерно между 3 и 8 щетинками. То есть указанное количество щетинок стоит в пучке щетины выше, чем остальные щетинки. Эти концы щетинок образуют выступающие наиболее высоко концы щетинок. При формировании нескольких ступенек последняя ступенька, т.е. ступенька к выступающим наиболее высоко из выступающих высоко концов щетинок, соответственно, самая верхняя уменьшенная часть пучка щетины, должна сохранять эту минимальную массу.

Если создаются больше, чем две ступеньки, т.е. две плоскости рабочих концов щетинок, то в каждой ступеньке происходит уменьшение количества щетинок Каждая ступенька содержит максимально 80%, предпочтительно 70% щетинок предыдущей ступеньки. Ступенька содержит по сравнению с предыдущей ступенькой между 30% и 80%, предпочтительно между 45% и 70% щетинок. Таким образом, в окончательном пучке щетины 5-25%, предпочтительно 10-15% концов щетинок выступают выше, чем остальные щетинки, т.е. это количество концов щетинок образует самую верхнюю ступеньку. При этом в окончательном пучке щетины можно использовать профилирующие штифты, которые не имеют приемной выемки, и тем самым концы щетинок формируются известным образом.

Выступающие выше концы щетинок предпочтительно расположены по центру пучка щетины, расположение у края контура пучка щетины является другим возможным расположением.

Глубина углубления составляет между 0,5 и 5 мм, предпочтительно между 2 и 3 мм.

В ходе выполнения способа матрицу, соответственно, ее приемные выемки с соответствующими штифтами заполняют из круговой дуги машины для посадки щетинок пучками цилиндрических или заостренных щетинок. При этом в круговую дугу матрицы, соответственно, приемные выемки подают за один проход 20-50, предпочтительно 35-45 щетинок. Готовый пучок щетины может содержать как щетинки лишь из одного прохода, так и из нескольких проходов круговой дуги.

Кроме того, существует возможность использования изменяемой круговой дуги. За счет этого можно согласовывать количество щетинок, подаваемых за каждый проход. Таким образом, исходя из начального количества щетинок (100%) можно достигать изменения примерно +/-35%. В соответствии с этим в одной матрице могут быть расположены различно большие приемные выемки, которые приводят к различно большим пучкам щетины на зубной щетке. После заполнения на другом участке машины для посадки щетинок на матрицу устанавливают пластину с воронками.

Посадка скольжения между матрицей и профилирующими штифтами выбрана так, что вершины заостренных щетинок имеют больший диаметр, чем поля допусков посадки скольжения. Движение профилирующих штифтов ограничено так, что они подвижны лишь внутри матрицы.

На своей лежащей сверху, находящейся в матрице торцевой стороне, к которой прилегают вершины щетинок, профилирующий штифт снабжен, например, имеющим вид глухого отверстия углублением с целью придания соответствующему пучку щетины в конечной форме топографии, при которой одна часть щетинок имеет выступающий выше конец щетинки. Конечная форма пучка щетины в решающей степени определяется формой торцевой стороны профилирующего штифта. Однако вместо углубления в виде глухого отверстия возможны также любые другие топографии торцевой стороны профилирующего штифта.

Затем на матрицу накладывается пластина с воронками и на нее, если это предусмотрено в способе, несущая пластинка для щетины так, что соответствующий этому пучку щетины проход несущей пластинки находится на одной линии с направляющим проходом в пластине с воронками. При этом верхняя сторона несущей пластинки прилегает к пластине с воронками, так что нижняя сторона несущей пластинки лежит свободно вверх. Для полноты следует отметить, что этот направляющий проход пластины с воронками совпадает, с другой стороны, также с направляющей выемкой. За счет движения профилирующего штифта в направлении вверх к несущей пластинке для щетины щетинки перемещаются вверх и своим тупым концом вперед через пластину с воронками и проход, пока примыкающая к тупому концу концевая зона на цилиндрическом участке цилиндрических или заостренных щетинок не будет выступать за нижнюю сторону несущей пластинки для щетинок. Затем, например, опускают нагревательный штамп на щетинки или вблизи них, так что концевые зоны щетинок оплавляются и образуют на нижней стороне по меньшей мере частично покрывающий нижнюю сторону ковер из расплава щетинок, и за счет этого щетинки скрепляются друг с другом и закрепляются на несущей пластинке для щетины.

Аналогичным образом, как указывалось выше, матрица инструмента может иметь другую приемную выемку с направляемыми в ней профилирующими штифтами. В них снова вводят щетинки, например цилиндрические щетинки; они прилегают своими во всяком случае предварительно механически обработанными концами к торцевой стороне других профилирующих штифтов. При этом в зависимости от формы торцевой стороны профилирующих шти