具体实施方式

根据本公开的用于口腔护理工具的头部具有由外圆周围绕的细长安装表面。纵向轴线在近侧端部和与近侧端部相对的远侧端部之间延伸。在其近侧端部处，头部可永久性地附接到柄部，或者另选地，能够反复地附接到柄部且从柄部拆卸。

头部包括两外排簇，该两外排簇分别从安装表面沿纵向轴线紧邻外圆周延伸。外排中的每个簇具有从安装表面延伸至其自由端的纵向伸出部和基本上垂直于纵向伸出部延伸的横截面区。所述横截面区具有细长形状，从而限定较长轴线和较短轴线。外排中的簇以如下方式布置：较长轴线相对于头部的纵向轴线限定约20°至约65°，优选约30°至约50°，更优选约45°的角α。

外排中的簇相对于安装表面倾斜约65°至约80°，优选约70°至约80°，更优选约74°至约78°，甚至更优选约74°至约75°的倾斜角β。换句话讲，簇相对于它们从其延伸的头部的安装表面的那部分成角β取向。簇可相对于与头部的安装表面相切或共面的假想线成一角度，簇通过该安装表面固定到头部。簇可在基本上平行于头部的纵向伸出部的方向上成角β取向，从而提供改善的清洁特性，尤其是相对于齿间区域而言，因为簇的倾斜可有利于长丝滑动到牙齿之间的小间隙中以更容易地清洁齿间区域。

实验显示，具有约65°至约80°，任选约70°至约80°的倾斜角β的长丝更可能渗透到齿间间隙中。具有大于约80°的倾斜角β的长丝显示出低齿间渗透可能性，因为这些长丝弯曲远离行进方向或跳过牙齿。令人惊讶的是，已发现具有约74°至约76°，任选约74°或约75°的倾斜角β的长丝可进一步改善用于口腔护理工具的头部的清洁性能。实验显示，此类长丝甚至更可能渗透到齿间间隙中。

头部还包括两内排簇。内排中的簇相对于安装表面倾斜约60°至约85°，优选约70°至约80°，更优选约80°的倾斜角γ。一般来讲，簇的刚度取决于长丝直径和簇的长度。随着簇的倾斜，簇的长度增加并且刚度减小。因此，由于根据本公开的头部的簇图案可包括以不同角倾斜的簇，这导致相应排具有不同刚度。外排限定约65°至约80°，优选约70°至约80°，更优选约74°至约78°，甚至更优选约74°至约75°的角β，并因此相对较软以便沿敏感牙龈线温和地清洁。与之形成对比，内排限定约60°至约85°，优选约70°至约80°，更优选约80°的角γ，并因此比外排硬以允许在牙齿表面上进行充分的清洁。

令人惊讶的是，据发现相比于包括相同簇布置但簇未被布置成相对于头部的纵向轴线限定一角度的刷头，根据本公开的头部表现出显著改善的清洁性能(参见图5)。测试结果(参见图6)清楚地示出，相比于具有相同簇布置但不以根据权利要求1所述的成角度方式布置的头部，相对于颊面、舌面、咬合面、牙龈线和齿间区域而言，根据本公开的刷头提供显著改善的牙斑去除特性。

此类改善的刷牙和牙斑去除性能是由于外排的特定簇布置导致外部长丝的额外侧向运动而实现的。当向前推动刷头时，外排中的簇的长丝展开至显著更宽的占有面积，如在它们的初始位置中那样。相比之下，当向后牵拉刷头时，长丝一起到达内部区域。在前后刷牙动作期间，运动方向随着每个行程而改变，从而随着牙刷的每个行程提供长丝的脉冲式向外/向内运动。长丝的此类脉冲式向外/向内运动导致长丝主动适应牙齿轮廓和牙龈线。主动侧向运动驱动长丝清洁甚至齿龈袋中(即牙龈线下方)。借助于透明牙齿模型，表明长丝渗透到齿龈袋中并且从袋中“拔出”并且进行强力清洁。如上所述并且如图5所示的刷头不显示这种类型的动作。长丝基本上保持相同的构型，与向前或向后运动无关。

当与每一种类型的刷牙方式一起使用时，例如如果与洗擦刷牙技术一起使用(即当沿着牙齿线进行水平前后移动时)，如果与“巴斯刷牙法”一起使用(即当进行圆形刷牙运动时和/或当使用者从牙龈至牙齿(即，在竖直方向上，而不是在水平方向上)刷牙时)，根据本公开的头部提供改善的清洁性能。

头部还可包括布置在头部的远侧端部处的弧形趾部。所述弧形趾部可由以弧形方式布置的多根长丝构成，或者由多个包括多根长丝的簇构成，并且所述簇以弧形方式布置。“弧形”或“弧形趾部”被定义为具有最靠近头部远侧端部的凸起部分的曲线的一部分。弧形趾部可为新月形的。此类新月形状可由具有不同直径的两个圆弧构成的封闭区域限定(这两个圆弧在两个点处相交)，优选地以封闭区域不包括原始圆形的中心的方式限定。

弧形趾部也可相对于安装表面倾斜约65°至约80°，优选约70°至约80°，更优选约74°至约78°，甚至更优选约74°至约75°的倾斜角β。

外排中的簇和弧形趾部可按一定方式布置，使得它们一起限定外弧形包络层。

外排中的簇和/或弧形趾部可在朝远侧端部的方向上倾斜。当口腔护理工具的头部沿其纵向伸出部以向前运动移动时，在朝头部的远侧端部的方向上倾斜的长丝可进行戳刺、枢转和滑动运动，从而从向前方向渗透到邻间区域中。

任选地，一排内的簇之间的距离/间距可适于/对应于牙齿的宽度。这可允许长丝同步渗透到多个邻间区域/齿间空间中。由于牙齿的宽度可随颚的位置变化并且因人而异，因此一排内的簇之间的距离/间距可在约3mm至约6mm的范围内。

内排中的簇可在朝头部的近侧端部的方向上倾斜。由于簇的倾斜可有利于长丝更容易地在倾斜方向上滑动到齿间区域/空间中，因此当头部在所述相反方向上移动时，具有在相反方向上倾斜的多排簇的头部可改善清洁特性。在头部沿其纵向伸出部在牙齿表面上移动的情况下，可迫使至少两个簇的长丝分别以向前刷牙运动和向后刷牙运动渗透到齿间空间中。当口腔护理工具的头部沿其纵向伸出部以向前运动移动时，在朝头部的远侧端部的方向上倾斜的长丝可进行戳刺、枢转和滑动运动，从而从向前方向渗透到邻间区域中。当头部以向后运动(即，在与向前运动相反的方向上)移动时，在朝头部的近侧端部的方向上倾斜的长丝可进行戳刺、枢转和滑动运动，从而从向后方向渗透到邻间区域中。因此，提供了十字交叉簇图案，从而允许长丝沿牙齿的咬合面、颊面和舌面随每一个向前刷牙行程和向后刷牙行程渗透到邻间区域中。

内排中的簇具有纵向伸出部和基本上垂直于纵向伸出部延伸的横截面区。横截面区可具有细长形状，从而限定较长轴线和较短轴线。内排中的簇可按以下方式布置：较长轴线基本上平行于头部的纵向轴线，从而在牙齿表面上提供更强的刮擦效果。由于内排簇通常不与牙龈直接接触，因此对牙齿的较强刮擦效果可能对口腔中的软组织没有负面影响。

内排中的簇的刚度可能高于外排中的簇的刚度。外排中的簇的较低刚度可提供轻柔的清洁作用，从而保护牙龈；基本上避免了刷牙期间牙龈上的刺痛感觉或令人不悦的感觉。

外排簇和弧形趾部可由具有基本上圆形横截面区的长丝构成，并且内排簇可由具有十字形横截面区的长丝构成。十字形横截面区包括以交替方式布置的四个突起部和四个通道。与由圆形长丝构成的簇相比，由十字形长丝构成的簇具有相对较低的填充因子。在本公开的上下文中，术语“填充因子”被定义为簇孔中长丝的横截面积的总和除以簇孔的横截面积。在其中锚定件(诸如钉)用于将簇安装在簇孔内的实施方案中，从簇孔的横截面区中排除锚固装置的区。

内排中的簇可具有在约40％至约55％范围内，或在约45％至约50％范围内的填充因子。约40％至约55％、或约45％至约50％、或约49％的填充因子展示簇内的特定空隙体积，然而长丝仍然沿外侧向表面的一部分彼此接触。空隙体积可向刷牙过程递送更多的牙膏，并且牙膏可与牙齿相互作用更长的时间段，这有助于改善刷牙效果。此外，空隙体积(即长丝之间的空间)由于改善的毛细管作用而获得增加的对松弛牙斑的吸收。换句话讲，此类低填充因子可导致更多的洁齿剂/牙膏在刷牙过程期间保持在长丝处/粘附到长丝更长的时间段。另外，较低的簇密度可避免洁齿剂扩散，这可导致改善的整体刷牙过程。牙膏可更好地容纳于通道中，并且在清洁时与牙齿接触，直接递送，从而实现更大的抛光效果，这是期望的，具体地对于去除牙齿变色而言。

另外，由于长丝的十字形几何形状，当由相同量的材料制备时，每个单根长丝比圆形长丝更硬。然而，由于在约40％至约55％、或约45％至约50％、或约49％范围内的低填充因子，因此与圆形长丝的簇相比，由十字形长丝制成的总体簇的刚度减小。令人惊奇地，已经发现此类簇提供改善的感官体验，即在刷牙期间口腔内的更柔软感觉，同时提供增加的清洁功效。十字形长丝的突起部可容易地进入齿龈沟和其它难以到达的区，例如，邻间牙齿表面，在表面上刮擦以使牙斑松弛，并且由于整个簇的改善的毛细管效应，可更好地去除牙斑。

头部还可包括例如以基本上笔直的方式从安装表面延伸的中排簇-换句话讲，中排中的簇相对于安装表面不是倾斜的。中排中的簇可具有最高刚度以允许在刷牙期间精确地引导口腔护理工具的头部而不伤害口腔中的敏感区域。

中排中的簇具有纵向伸出部和基本上垂直于纵向伸出部延伸的横截面区。横截面区可具有细长形状，限定了较长轴线和较短轴线。这些簇可沿内排之间的中心轴线以如下方式布置：细长横截面区的较长轴线基本上平行于头部的纵向轴线以在刷牙期间提供对头部进一步改善的引导。

头部的簇图案可具有形貌特征，即修剪部，其中包括弧形趾部的外排形成单弧，而中排和内排形成双弧。

簇可借助于热簇绒工艺而附接到头部。一种制造口腔护理工具的方法可包括以下步骤：在第一步骤中，通过提供期望量的长丝来形成簇。在第二步骤中，可将簇放置到模具腔中，使得应该附接到头部的长丝的端部延伸到所述腔中。没有延伸到所述腔中的长丝的相反端部可以是端部倒圆或非端部倒圆的。例如，在长丝为具有尖锐顶端的渐缩长丝的情况下，长丝可为非端部倒圆的。在第三步骤中，可通过注塑工艺在延伸到模具腔中的长丝的端部周围形成头部或包括头部和柄部的口腔护理工具主体，从而将簇锚固在头部中。另选地，可通过在形成口腔护理工具的其余部分之前，利用注塑工艺在延伸至模具腔中的长丝的端部周围形成头部的第一部分(所谓的“密封板”)来锚固簇。在开始注塑工艺之前，延伸至模具腔中的簇的端部可任选地熔融或熔合粘结来将长丝一起接合在熔体或熔球中，使得熔体或熔球位于腔内。可通过具有盲孔的模塑棒将簇保持在模具腔中，所述盲孔对应于口腔护理工具的成品头部上的簇的期望位置。换句话讲，借助于热簇绒工艺而附接到头部的簇在沿它们的长度的中间部分上可能不是双倍的，并且可能不通过使用锚定件/钉安装在头部中。可借助于不含锚定件的簇绒工艺来将簇安装在头部上。

口腔护理工具可为根据上述实施方案中的任一个实施方案所述的包括柄部和头部的牙刷套件。头部从柄部延伸并且能够反复地附接到柄部且从柄部拆卸。头部可经由按扣配合锁定机构附接到柄部。例如，柄部可包括可插入到头部的中空部分中的连接器，或者头部可包括可插入到柄部的中空部分中的连接器。作为另外一种选择，可提供连接器作为口腔护理工具的另一个(即单独的)部件。此类连接器可分别插入到柄部的中空部分中和头部的中空部分中，从而在头部和柄部之间提供足够强的连接和稳定性以使得用户能够执行刷牙动作。

另选地，头部可非拆卸地连接到柄部。牙刷可为电动牙刷或手动牙刷。

如果口腔护理工具为包括能够反复地附接到柄部且从柄部拆卸的头部的套件，则头部可由非磁性和/或非铁磁材料制成，而柄部可至少部分地由磁性和/或铁磁材料制成。例如，头部可由热塑性聚合物，例如聚丙烯注塑而成。形成柄部的至少一部分的磁性和/或铁磁材料可包含无定形热塑性树脂。磁性和/或铁磁材料还可包含氧化铝、氮化硼或硅酸铝。此外，磁性和/或铁磁材料可附加地或另选地包含氧化铁。磁性和/或铁磁材料还可包含可与无定形热塑性树脂的至少一部分预混合的玻璃纤维。

柄部的此类磁性/铁磁材料具有比头部的非磁性/铁磁材料更高的密度。通常，用户习惯于具有特定重量的产品，尤其是在个人保健领域中，所述特定重量确保高产品质量并在产品的使用期间提供舒适感觉。由于柄部的磁性/铁磁材料具有相对较高密度，并且因此具有相对较重的重量，因此此类柄部为口腔护理工具提供前述有益效果。

此外，柄部的磁性/铁磁材料允许卫生的储存口腔护理工具。例如，口腔护理工具可磁性地附接到磁性保持器。剩余的水、牙膏浆液和唾液可从牙刷中排出。因此，总体口腔护理工具可相对较快速地干燥，并且可显著减少细菌生长，从而使口腔护理工具更卫生。与存放在牙刷杯中的普通牙刷相比，其中排出的流体被收集并积聚在杯的底部，根据本公开的刷暴露于潮湿条件的时间段显著更短。

下文是对根据本公开的用于口腔护理工具的头部的一个示例性实施方案的非限制性讨论，其中参考了附图。

图1至图3示出了口腔护理工具10的一个实施方案，其可为包括柄部12和头部14的手动牙刷或电动牙刷10，头部14能够反复地附接到柄部12且从该柄部拆卸。头部14具有靠近柄部12的近侧端部22和离柄部12最远(即与近侧端部22相对)的远侧端部24。头部14具有若干长丝簇从其延伸的细长安装表面26。安装表面26由外圆周28围绕。纵向轴线30在近侧端部22和远侧端部24之间延伸。如图3所示，存在两外排簇32、34；两内排簇36、38；和沿纵向轴线30从头部14的安装表面26延伸的中排簇40。由长丝构成的弧形趾部42附接在头部14的远侧端部24处。另选地，弧形趾部42可由许多长丝簇构成，这些簇以弧形方式布置并且以最小距离间隔开以产生一个细长簇的外观。所有簇可借助于热簇绒工艺而固定到头部14。

如图3所示，外排簇32、34紧邻外圆周28固定在安装表面26上。外排中的簇32、34具有纵向伸出部44和基本上垂直于纵向伸出部44延伸的横截面区46。横截面区46具有细长形状，限定了较长轴线/伸出部48和较短轴线/伸出部50。外排中的簇32、34以细长横截面区46的较长轴线48相对于头部14的纵向轴线30限定约45°的角α的方式布置。另选地，角α可为约20°至约65°，优选约30°至约50°。外排中的簇32、34和弧形趾部42一起限定外弧形包络层52(参见图1)。

外排中的簇32、34和弧形趾部42在朝头部14的远侧端部24的方向上相对于安装表面倾斜约74°至约75°的倾斜角β。另选地，倾斜角β可为约65°至约80°，优选约70°至约80°，还优选约74°至约78°。

内排和中排中的簇36、38、40也具有细长的横截面区54，从而限定较长的轴线/伸出部56和较短的轴线/伸出部58。内排和中排中的簇36、38、40以较长轴线基本上平行于头部14的纵向轴线30的方式布置。内排中的簇36、38在朝近侧端部22的方向上相对于安装表面26倾斜约80°的倾斜角γ。另选地，倾斜角γ可为约60°至约85°或约70°至约80°。中排中的簇40以基本上笔直的方式从安装表面26延伸，即，它们不在任何方向上倾斜。

虽然外排中的簇32、34和弧形趾部42可由具有基本上圆形横截面区的长丝构成，但内排和中排中的簇36、38、40可由具有十字形横截面区的长丝构成。内排和中排中的簇36、38、40的刚度高于外排中的簇32、34的刚度。

图4和图5示出了根据现有技术的包括头部110的牙刷100。从安装表面145沿头部110的纵向伸出部150延伸的三排簇120、130、140被布置成十字交叉图案。弧形趾部170位于头部110的远侧端部190处，弧形趾部170由六个长丝簇构成，这些簇以弧形方式布置。外排簇120、130以及弧形趾部170的簇在朝头部110的远侧端部190的方向上倾斜约74°至约75°的倾斜角β1，而内排簇140在相反方向上即朝近侧端部200倾斜约74°至约75°的倾斜角γ₁。

每排簇120、130、140由具有圆形和细长横截面形状的簇构成，细长横截面形状由较长轴线220和较短轴线230限定。不同类型的簇以交替方式沿头部110的纵向伸出部140布置。具有细长横截面形状的所有簇以较长轴线220基本上垂直于头部110的纵向伸出部140的方式布置在头部110上。

用于按摩牙龈的具有基本上圆形横截面区的弹性体元件160被布置在头部110的外圆周210处。

比较实验

机械手测试：

相对于在人造牙齿(正畸模拟牙颌架)上的牙斑替代物去除效率而言，将根据本公开的用于口腔护理工具的头部(本公开的示例性实施方案1，参见图1至图3)和根据比较例(根据图4和图5的比较例2)的用于口腔护理工具的头部进行比较。

本公开的示例性实施方案1：

示例性实施方案1的簇图案示于图3中；簇和长丝特性列于表1中。

表1

比较例1：

比较例2的簇图案示出于图5中；簇和长丝特性列于表2中。

表2

在以下条件(参见表3)下，使用机械手系统KUKA 3来执行刷牙测试：

表3

图6示出了各自相对于所有牙齿表面566、颊面568、舌面570、舌面和颊面572、咬合面574、牙龈线576和齿间表面578而言的示例性实施方案1和比较例2的牙斑替代物去除的量(％)。

图6清楚地示出，与比较例2相比，示例性实施方案1提供相对于所有牙齿表面566、颊面568、舌面570、舌面和颊面572、咬合面574、牙龈线576和齿间表面578而言显著改善的牙斑去除特性。

图7分别示出在前后刷牙运动期间示例性实施方案1和比较实施方案2的刷毛图案的占有面积。在刷牙期间用5N将示例性实施方案1和比较实施方案2的头部按压到玻璃板上，并且采集来自高速摄像机的截屏。列1000连续示出了示例性实施方案1的占有面积，并且列2000连续示出了比较实施方案2的占有面积。玻璃板背面上的网格用作定量外排中的簇侧向移动的手段。随着移动方向的改变(从向后改变为向前)，示例性实施方案1的簇图案的占有面积增加6mm(从Δ₁＝13mm增加至Δ₂＝19mm)，而比较实施方案2的簇图案的占有面积保持基本上恒定。

示例性实施方案1的外排中的簇的具体布置导致这些簇的侧向运动。当向前推动刷头时，侧面簇展开至显著更宽的占有面积Δ₂，如在初始位置中那样。与之形成对比，当向后牵拉刷头时，长丝一起到达内部区域。在刷牙期间牙刷的正常使用期间，运动方向随每个行程而改变。对于每个行程，可观察到簇的主动向外/向内运动，这导致长丝主动适应牙齿轮廓和牙龈线。侧向运动使得长丝能够主动适应到牙龈线，认为牙龈线是对整体口腔健康具有显著影响的难以触及的区域。比较实施方案2的簇图案不显示这种类型的动作。簇基本上保持相同的构型，与向前或向后运动无关。

图8进一步可视化显示示例性实施方案1相对于比较实施方案2沿人造牙龈线的改善的清洁性能。截屏300示出了用具有根据示例性实施方案1的簇图案的头部沿牙龈线刷牙之后的刷牙结果，而截屏400示出了用具有根据比较实施方案2的簇图案的头部沿牙龈线刷牙之后的刷牙结果。深色区域示出/表示已完全去除牙斑的区域，而浅色区域(灰色)表示未完全去除牙斑的区域。从图8中可以得出，示例性实施方案1的簇图案的长丝主动地适应牙龈线的轮廓，并且因此比根据比较实施方案2的牙刷刷的彻底得多。示例性实施方案1的主动侧向运动驱动细丝甚至在齿龈袋中，即在牙龈线下方清洁。从图6中也可以得出改善的牙龈线清洁效果。借助于透明牙齿模型，还清楚地表明示例性实施方案1的外长丝簇从牙龈袋中“拔出”并且实现强力清洁效果。

在本公开的上下文中，术语“基本上”是指元件或特征结构的布置，尽管理论上期望其表现出精确的一致或行为，可实际上使某件事体现有些不太精确。同样，所述术语代表这样的程度：定量值、测量值或其它相关表示可不同于所述参考物而不造成所讨论主题的基本功能有变化的程度。

本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。