Щетка с держателем щетинок и способ ее изготовления

(51)46 9/00 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(57) 1. Щетка с держателем щетинок, включающим ручку и прикрепленные к ней щетинки и имеющим цветоконтрастные участки, отличающаяся тем, что держатель (1, 2, 3) щетинок выполнен из пластикового материала, наполненного, по меньшей мере, на цветоконтрастных участках пигментами, поглощающими лазерное излучение и реагирующими на него изменением цвета, и тем, что указанные участки выполнены на держателе с помощью лазерных лучей. 2. Щетка по п. 1, отличающаяся тем, что является зубной щеткой, в которой держатель щетинок содержит ручку (1) и головку (2) с прикрепленными к ней щетинками (4),при этом цветоконтрастные участки выполнены на ручке (1) и/или головке (2). 3. Щетка по п. 2, отличающаяся тем, что цветоконтрастные участки выполнены на стороне, противоположной щетинкам (4), и/или на верхней стороне ручки (1) на удалении от щетинок. 4. Щетка по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что цветоконтрастные участки несут информацию. 5. Щетка по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что цветоконтрастные участки образуют декоративные элементы. 6. Щетка с держателем щетинок, включающим ручку и прикрепленные к ней щетинки и имеющим цветоконтрастные участки, отличающаяся тем, что держатель (1, 2, 3) щетинок, по меньшей мере, на цветоконтрастных участках изготовлен из, по меньшей мере,двух слоев пластика с разным коэффициентом поглощения лазерного излучения, причем верхний слой с меньшим коэффициентом поглощения является прозрачным или полупрозрачным, а нижний слой имеет более высокий коэффициент поглощения и цветоконтрастные участки образованы в нижнем слое, реагирующем на лазерные лучи изменением цвета. 8398 1 2006.08.30 7. Щетка по п. 6, отличающаяся тем, что является зубной щеткой, в которой держатель щетинок содержит ручку (1) и головку (2) с прикрепленными к ней щетинками (4),при этом цветоконтрастные участки выполнены на ручке (1) и/или головке (2). 8. Щетка по п. 7, отличающаяся тем, что цветоконтрастные участки выполнены на стороне, противоположной щетинкам (4), и/или на верхней стороне ручки (1) на удалении от щетинок. 9. Щетка по любому из пп. 6-8, отличающаяся тем, что цветоконтрастные участки несут информацию. 10. Щетка по любому из пп. 6-8, отличающаяся тем, что цветоконтрастные участки образуют декоративные элементы. 11. Щетка с держателем щетинок, включающим ручку и прикрепленные к ней щетинки и имеющим цветоконтрастные участки, отличающаяся тем, что держатель (1, 2, 3) щетинок, по меньшей мере, на приповерхностных участках изготовлен из, по меньшей мере, двух слоев пластика разного цвета и цветоконтрастные участки обнажены путем удаления верхнего слоя лазерными лучами. 12. Щетка по п. 11, отличающаяся тем, что является зубной щеткой, в которой держатель щетинок содержит ручку (1) и головку (2) с прикрепленными к ней щетинками (4),при этом цветоконтрастные участки выполнены на ручке (1) и/или головке (2). 13. Щетка по п. 12, отличающаяся тем, что цветоконтрастные участки выполнены на стороне, противоположной щетинкам (4), и/или на верхней стороне ручки (1) на удалении от щетинок. 14. Щетка по любому из пп. 11-13, отличающаяся тем, что цветоконтрастные участки несут информацию. 15. Щетка по любому из пп. 11-13, отличающаяся тем, что цветоконтрастные участки образуют декоративные элементы. 16. Щетка в упаковке, включающая щетку по любому из пп. 1-15 и упаковку, имеющую цветоконтрастные участки и изготовленную, по меньшей мере, частично из пластика, поглощающего лазерное излучение и реагирующего на него изменением цвета, при этом цветоконтрастные участки нанесены лазерными лучами. 17. Щетка в упаковке по п. 16, отличающаяся тем, что цветоконтрастные участки на щетке, по меньшей мере, частично идентичны цветоконтрастным участкам на упаковке. 18. Способ изготовления щетки по любому из пп. 1-5, при котором держатель щетинок получают литьем, в частности литьем под давлением, а щетинки крепят к держателю в ходе литья или после него путем заделки в пластик, при этом держатель щетинок отливают из пластика, наполненного пигментами, поглощающими лазерное излучение и реагирующими на него изменением цвета, а после отверждения пластика цветоконтрастные участки получают обработкой управляемыми лазерными лучами до изменения цвета. 19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что щетки, изготавливаемые в больших количествах за единицу времени, после литья и отверждения пластика подают на участок лазерной обработки, оснащенный, по меньшей мере, одним лазерным аппаратом, размещают там и обрабатывают будущие цветоконтрастные участки с помощью, по меньшей мере, одного управляемого лазерного луча. 20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что лазерным лучом управляют с помощью компьютера, запрограммированного в соответствии с рисунком цветоконтрастных участков. 21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что в компьютере хранят программы для цветоконтрастных участков различной конфигурации, которые могут произвольно опрашиваться в ходе непрерывного производства щеток. 22. Способ изготовления щетки по любому из пп. 6-10, при котором держатель щетинок получают литьем, в частности литьем под давлением, а щетинки крепят к держателю в ходе литья или после него путем заделки в пластик, при этом держатель щетинок отли 2 8398 1 2006.08.30 вают из, по меньшей мере, двух слоев, причем вначале отливают корпус из пластика, наполненного пигментами, поглощающими лазерное излучение и реагирующими на него изменением цвета, затем, по меньшей мере, на будущих цветоконтрастных участках наносят литьем верхний слой из прозрачного или полупрозрачного пластика с меньшим коэффициентом поглощения лазерного излучения, а после отверждения пластика цветоконтрастные участки получают обработкой управляемыми лазерными лучами до изменения цвета пигментов в корпусе. 23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что щетки, изготавливаемые в больших количествах за единицу времени, после литья и отверждения пластика подают на участок лазерной обработки, оснащенный, по меньшей мере, одним лазерным аппаратом, размещают там и обрабатывают будущие цветоконтрастные участки с помощью, по меньшей мере, одного управляемого лазерного луча. 24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что лазерным лучом управляют с помощью компьютера, запрограммированного в соответствии с рисунком цветоконтрастных участков. 25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что в компьютере хранят программы для цветоконтрастных участков различной конфигурации, которые могут произвольно опрашиваться в ходе непрерывного производства щеток. 26. Способ изготовления щетки по любому из пп. 11-15, в котором держатель щетинок получают литьем, в частности литьем под давлением, а щетинки крепят к держателю входе литья или после него путем заделки в пластик, при этом держатель щетинок отливают,по меньшей мере, из двух слоев, причем вначале отливают корпус из пластика, затем, по меньшей мере, на будущих цветоконтрастных участках наносят литьем верхний слой из пластика другого цвета, а после отверждения будущие цветоконтрастные участки верхнего слоя обрабатывают управляемыми лазерными лучами, по меньшей мере, до частичного удаления верхнего слоя, путем расплавления и испарения до тех пор, пока пластик корпуса, имеющий другой цвет, не станет видимым. 27. Способ по п. 26, отличающийся тем, что щетки, изготавливаемые в больших количествах за единицу времени, после литья и отверждения пластика подают на участок лазерной обработки, оснащенный, по меньшей мере, одним лазерным аппаратом, размещают там и обрабатывают цветоконтрастные участки с помощью, по меньшей мере, одного управляемого лазерного луча. 28. Способ по п. 27, отличающийся тем, что лазерным лучом управляют с помощью компьютера, запрограммированного в соответствии с рисунком цветоконтрастных участков. 29. Способ по п. 28, отличающийся тем, что в компьютере хранят программы для цветоконтрастных участков различной конфигурации, которые могут произвольно опрашиваться в ходе непрерывного производства щеток. Изобретение относится к щеткам, содержащим держатель щетинок, состоящий из ручки и прикрепленных к ней щетинок и имеющий цветоконтрастные участки. Изобретение также относится к способам изготовления таких щеток. Щетки, служащие для гигиенических целей (зубные, массажные и т.п.) в процессе работы подвергаются значительным переменным нагрузкам. Во-первых, на них постоянно воздействуют влага, вода и т.п. Более того, в силу характера щеток имеют место химические и/или механические воздействия от моющих средств, мыла, зубных паст наряду с маслами, красками и т.п. Наконец, ручка испытывает силы давления и трения от работы рук пользователя. Особенно подвержены таким напряжениям зубные щетки, но это относится и к другим гигиеническим и техническим щеткам. 3 8398 1 2006.08.30 Если снабдить держатель щетинок, образующий ручку такой щетки, цветоконтрастными участками, несущими информационную функцию, то до сих пор это осуществлялось следующим образом. Это может быть пленка, имеющая цветоконтрастные участки,т.е. информация нанесена в виде надпечатки (патент США 4589159). Однако такие пленки легко отклеиваются, вследствие чего информация утрачивается. Поэтому на практике такое решение неприменимо. Такие участки можно также наносить с помощью переводных картинок на заранее выполненные углубления в держателе. Хотя в таком случае информация сохраняется дольше, через некоторое время картинка также отклеивается и информация с отклеившихся участков пропадает. Деформируемые пленки или слои (заявка Германии 4207755), наносимые на держатель и имеющие надпечатку, обладают теми же недостатками. Известно также двухкомпонентное литьевое прессование, когда ручку изготовляют из одного пластика, а надпись - из другого пластика иного цвета, что осуществляется литьем под давлением в две стадии. Этот процесс дорогостоящ ввиду высокой стоимости форм. Изменение декоративных или информационных элементов вынуждает хранить несколько дорогих форм или вкладышей, а их замена занимает много времени. Кроме того, этот способ применим только в случае декоративных элементов с относительно большой поверхностью или информации с грубо очерченными строками. Он неприменим для филигранных контуров и знаков, а также когда поверхность, на которую наносится информация, слишком мала. Задача изобретения заключается в обеспечении возможности нанесения на щетки различного назначения стойкой информации или отделки любого рода и в создании способа изготовления таких щеток. В соответствии с первым вариантом осуществления изобретения эта задача решается тем, что пластиковый материал держателя щетинок, по крайней мере, на цветоконтрастных участках наполнен пигментом, поглощающим лазерное излучение и реагирующим изменением цвета, и что указанные участки наносятся на держатель лазерным излучением. По второму варианту задача решается тем, что держатель, по меньшей мере, в приповерхностной части выполнен из двух слоев пластика с различным коэффициентом поглощения лазерного излучения, причем верхний слой с меньшим коэффициентом поглощения является прозрачным или полупрозрачным, а нижний слой обладает более высоким коэффициентом поглощения, и что цветоконтрастные участки наносятся лазерным излучением на нижний слой, реагирующий изменением цвета. Конструкция держателя щетинок в соответствии с двумя указанными вариантами осуществления изобретения позволяет наносить информацию лазерным излучением, которое регулируется в соответствии с контурами оптически контрастных участков, предпочтительно с помощью компьютера. В первом варианте поглощающие лазерное излучение пигменты реагируют изменением цвета в облученных точках. Во втором варианте лазерное излучение поглощается на границе между двумя слоями пластика, где и происходит нужное изменение цвета, которое становится видимым благодаря прозрачному или полупрозрачному верхнему слою. Пластиковый материал верхнего слоя может также подвергаться молекулярной перестройке за счет отражения на границе раздела, что позволяет добиться еще большей контрастности. Цветоконтрастные участки, полученные таким образом, не боятся химических или механических воздействий, имеющих место при эксплуатации щетки. Они сохраняются постоянно и не отделены от держателя. Цветоконтрастные участки могут иметь малую поверхность, филигранную форму, что невозможно при использовании известных способов. Цветоконтрастные участки могут быть различного типа и нести информацию различного содержания, например информацию для заказа, что важно в массовом производстве для сортировки и упаковки различных видов щеток. В этом случае информация может использоваться аппаратурой распознавания цвета или изображения с целью автоматизации процессов транспортировки и упаковки. 4 8398 1 2006.08.30 Информация может также содержать необходимые пользователю характеристики щетки или всевозможные указания. Например, щетки, предназначенные для использования исключительно в промышленности для определенных целей в соответствии с санитарными нормативами, которые до сих пор маркировались различными красками, теперь можно различать по несмываемым надписям. В этой связи можно упомянуть щетки для больниц,которые должны иметь различную маркировку для применения на кухне, в операционных и терапевтических целях или в палатах. Преимущества конструкции в соответствии с изобретением наиболее очевидны в случае зубных щеток. К последним предъявляются особо строгие гигиенические требования,поскольку они используются в полости рта и поэтому подвергаются дополнительным воздействиям. Особенно это относится к детским зубным щеткам, головка которых наряду со всеми указанными воздействиями подвергается еще и непроизвольным или нежелательным жевательным движениям. До сих пор на зубных щетках помещались только товарный знак, наименование изготовителя и т.п., и такие данные можно было размещать лишь на ручке, которая не попадает в полость рта. В случае зубных щеток настоящее изобретение позволяет размещать информацию как на ручке, так и на головке, поскольку информация не повреждается и не стирается вышеуказанными воздействиями. Так, на ручке и/или головке зубной щетки можно помещать важную для пользователя информацию, например, о жесткости щетки (жесткая, средняя,мягкая). Можно указать срок годности, до которого гарантируется абсолютно надежный уход за зубами, наряду с предупреждениями. Последнее важно потому, что в современных условиях конструкция и материалы зубных щеток подбираются в соответствии с различными требованиями, и щетка, предназначенная для определенных условий, в других случаях может повреждать зубы и десны. До сих пор вся информация, необходимая для пользования зубной щеткой, помещалась только на упаковке. После извлечения щетки из упаковки информация терялась, поэтому при повторной покупке или повторном заказе пользователь не знал, какой именно щеткой пользовался прежде. Настоящее изобретение позволяет избежать указанного серьезного недостатка. Таким же образом можно наносить информацию для сортировки и упаковки, что обеспечивает автоматическую сортировку и упаковку различных зубных щеток в массовом производстве. Все указанные преимущества получаются тем же путем в третьем варианте осуществления изобретения, в котором держатель щетинок, по меньшей мере, в приповерхностной части состоит из двух слоев пластика разного цвета и верхний слой удаляется лазерным излучением, что сопровождается образованием цветоконтрастных участков. Удаление верхнего слоя происходит путем расплавления и испарения образующего его пластикового материала, вследствие чего обнажается пластиковый материал другого цвета под верхним слоем. Информация преимущественно наносится на хорошо видимые поверхности ручки, например, в случае зубной щетки на противоположную щетинкам нижнюю поверхность и/или на верхнюю часть ручки там, где нет щетинок. В случае информации о жесткости ее можно наносить на головку щетки, что до сих пор было невозможно как по техническим,так и по гигиеническим соображениям. Изобретение также относится к товарной единице, образованной щеткой, например,зубной, вышеописанной конструкции и упаковкой, имеющей цветоконтрастные участки, в которую помещается щетка и которая, по меньшей мере, частично выполнена из пластика. В соответствии с изобретением в случае такой товарной единицы упаковка, по меньшей мере, частично выполнена из пластика, поглощающего лазерное излучение и реагирующего на него изменением цвета, либо покрыта таким материалом, и цветоконтрастные участки наносятся на нее лазерным излучением. 5 8398 1 2006.08.30 Упаковка такого типа обычно выполнена в виде оболочки, причем прозрачная оболочка наносится на картонную основу, а на последней помещена необходимая информация и, по возможности, декоративные элементы. В случае товарной единицы в соответствии с изобретением информация или декоративные элементы нанесены на упаковку таким же образом, как и на щетку. Информация на щетке может, по меньшей мере, частично совпадать с информацией на упаковке. Одинаковая информация на упаковке и зубной щетке может, в частности, сыграть решающую роль при повторной покупке или заказе, чтобы потребитель, даже удалив зубную щетку из упаковки, мог быть уверен, что в следующий раз получит точно такую же. В массовом производстве зубных щеток на последовательных упаковочных линиях лазерная аппаратура для нанесения надписей на щетках и упаковках может управляться соответствующими, а при желании частично одинаковыми программами. Изобретение также относится к способам производства щеток вышеописанной конструкции, в которых держатель щетинок получают плавлением, например литьем под давлением, а щетинки вставляют в ходе плавления в расплавленный пластик либо затем в готовый держатель. Получение зубных щеток путем литья под давлением в настоящее время достигло такой степени совершенства, что производственная линия может выпускать несколько тысяч штук в час. При существующих способах нанесение цветоконтрастных участков на такие щетки невозможно или чревато ухудшением качества. Нанесение надпечатанных пленок несовместимо с надежностью щеток на выходе из литейной машины, как и наклеивание переводных картинок. При получении цветовой маркировки путем двухстадийного литья под давлением, не говоря уже о высокой себестоимости, цикл производства затягивается, и качество изделий ухудшается при промежуточной переформовке. В способе, согласно изобретению, держатель щетинок получают из пластика, наполненного поглощающими лазерное излучение пигментами, которые реагируют на облучение изменением цвета, а после отвердения пластика цветоконтрастные участки обрабатывают соответственным образом регулируемым лазерным облучением вплоть до изменения цвета. Лазерную обработку можно производить на высокой скорости, так что производительность производственной линии определяется исключительно рабочим циклом литейной машины. Несмотря на достигаемую при этом высокую производительность, можно получать цветоконтрастные участки любой требуемой точности и формы, при этом они легко распознаются. Во втором варианте осуществления изобретения держатель получают формованием,по меньшей мере, в два слоя, причем корпус вначале формуют из пластика, наполненного поглощающими лазерное излучение пигментами, которые реагируют на него изменением цвета, после чего, по меньшей мере, на цветоконтрастные участки наносят верхний слой прозрачного или полупрозрачного пластика с меньшим коэффициентом поглощения лазерного излучения, а при последующем отвердении пластика цветоконтрастные участки верхнего слоя обрабатывают соответствующим образом регулируемым лазерным облучением вплоть до изменения цвета пигментов внутри корпуса. По третьему варианту осуществления изобретения держатель получают формованием,по меньшей мере, в два слоя, причем сначала корпус формуют из пластика, затем, по меньшей мере, на цветоконтрастных участках получают верхний слой пластика другого цвета, а после отвердения цветоконтрастные участки верхнего слоя обрабатывают соответствующим образом регулируемым лазерным облучением, пока пластик верхнего слоя не будет, по меньшей мере, в значительной степени удален расплавлением и испарением таким образом, что материал другого цвета становится видимым. Все перечисленные варианты способа предпочтительно осуществляют таким образом,что в массовом производстве щетки после формования и отвердения пластика поступают 6 8398 1 2006.08.30 на участок лазерной обработки, по меньшей мере, с одним лазерным аппаратом, где их позиционируют и обрабатывают цветоконтрастные участки, по меньшей мере, одним соответствующим образом регулируемым лазерным лучом. Если цветоконтрастные участки занимают большую площадь или разбросаны по поверхности держателя, вполне возможно вести их обработку одновременно несколькими лазерными аппаратами. Способы в соответствии с изобретением особенно эффективны, если лазерный луч управляется машинной программой в соответствии с характером цветоконтрастных участков целесообразно хранить в компьютере несколько программ для цветоконтрастных участков различной конфигурации, а при желании вести опрос программ в ходе непрерывного производства щеток. Таким образом, в процессе непрерывного производства возможно варьировать наносимую информацию или декоративные элементы, например, критерии сортировки для последующей упаковочной линии, или комбинировать щетки с различными характеристиками в ряды, которые можно упаковывать как ряды на упаковочной линии. При оснащении упаковочной линии лазерной аппаратурой можно получать описанные выше товарные единицы в соответствии с изобретением, причем одинаковую или частично одинаковую информацию на щетке и упаковке можно хранить в памяти компьютеров лазерных аппаратов производственной и упаковочной линий. Далее варианты осуществления изобретения подробно рассматриваются на примере зубной щетки со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых Фиг. 1 - вид противоположной щетинкам нижней части зубной щетки Фиг. 2 - вид, соответствующий фиг. 1, в другом варианте исполнения зубной щетки Фиг. 3 - вид обратной стороны головки зубной щетки Фиг. 4 - продольный разрез зубной щетки по фиг. 3 в первом варианте с увеличенной деталью Фиг. 5 - продольный разрез зубной щетки по фиг. 3 во втором варианте с увеличенной деталью Фиг. 6 - продольный разрез зубной щетки по фиг. 3 в третьем варианте с увеличенной деталью. Зубная щетка по фиг. 1 и 2 содержит ручку 1 и головку 2, соединенные узкой шейкой 3. Ручка 1, головка 2 и шейка 3 выполнены из пластика. Щетинки 4 крепятся к головке 2. Ручка 1, а при желании также головка 2 и шейка 3 изготовлены из пластика, наполненного пигментами, которыереагируют на лазерное облучение изменением цвета. С помощью соответствующим образом регулируемого лазера можно наносить цветоконтрастные участки в виде информации 5, которую невозможно уничтожить и которая полностью отвечает гигиеническим требованиям, на ручку 1 или головку 2, а именно на их обратную сторону. В варианте по фиг. 1 указанная информация 5 содержит предупреждение о необходимости замены данной щетки по истечении указанного срока пользования, обозначенного соответствующей индикацией на щетинках. В варианте по фиг. 2 информация 5 наносится в виде указаний по пользованию. Зубная щетка специально предназначена для удаления темного налета благодаря специальной конструкции щетинок, которая работает в сочетании с соответствующим сортом зубной пасты. Такой щеткой не следует пользоваться для чистки зубов, которые не страдают от налета. В варианте по фиг. 3 информация наносится на обратную сторону головки 2 и указывает степень жесткости щетинок, а ручка несет информацию об изготовителе. Зубные щетки по фиг. 1-3 можно изготавливать в соответствии с тремя вариантами осуществления изобретения. На фиг. 4 представлен первый вариант, когда держатель щетинок, состоящий из ручки 1, головки 2 и шейки 3, получают литьем под давлением из 7 8398 1 2006.08.30 пластика, наполненного пигментами. Эти пигменты реагируют на лазерное излучение изменением цвета в более светлую или в более темную сторону (позитива или негатива). На увеличенной детали фиг. 4 точки, в которых происходят изменения цвета, обозначены позицией 6. В варианте по фиг. 5 держатель щетинок, состоящий из ручки 1, головки 2 и шейки 3,изготавливают двухслойным. Он содержит прочный корпус 7, обеспечивающий необходимые механические свойства, и нанесенный литьем под давлением верхний слой 8. Корпус 7 изготавливают из пластика с относительно высоким коэффициентом поглощения лазерного излучения, а верхний слой 8 имеет низкий коэффициент поглощения и является прозрачным или, по меньшей мере, полупрозрачным. Поглощающие свойства пластика корпуса 7 можно обеспечить подбором соответствующих пигментов. После облучения лазером пигменты реагируют изменением цвета, что обозначено позицией 9 на фиг. 5. Эти цвета могут контрастировать в более светлую или более темную сторону и хорошо видимы через прозрачный или полупрозрачный верхний слой 8. В варианте по фиг. 6 держатель щетинок также содержит корпус 7 и верхний слой 8. Получаемый литьем под давлением корпус 7 изготовлен из пластика иного цвета, нежели верхний слой 8. При лазерном облучении верхнего слоя лучи отражаются обратно от границы раздела в верхний слой, и пластик, из которого сделан верхний слой 8, расплавляется и испаряется в точках, куда отражаются лазерные лучи. Эти точки обозначены позицией 10 на фиг. 6. Таким образом, в этих точках материал корпуса 7, имеющий другой цвет,обнажается и тем самым предоставляет необходимую информацию в виде позитива или негатива относительно окраски пластиков корпуса 7 и верхнего слоя 8. Надписи на чертежах Фиг. 1 - следите за индикатором износа Щетинки изнашиваются, когда исчезает первый индикатор. Фиг. 2 - это специальная отбеливающая зубная щетка. Рекомендуем пользоваться специальной отбеливающей пастой . Фиг. 3 - мягкая. Товарный знак . Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 9