專利名稱：顯示與時間相關(guān)的過程的方法及牙刷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示如權(quán)利要求1的前序部分所述的、與時間相關(guān)的過程的方法以及如權(quán)利要求12的前序部分所述的牙刷。
背景技術(shù)：
從美國專利文件US4229813中可了解到這種方法。在這種方法中，在檢測時間的開始，擠壓充滿液體的包囊并將包囊中的液體施加到印有顏料的過濾材料的帶的端部。液體溶解帶中的顏料，結(jié)果立刻發(fā)生擴(kuò)散，顏料以預(yù)定時間沿帶移動，使得使用者可以辨別從前端的刻度開始已經(jīng)進(jìn)行了多長的時間檢測?？梢钥闯?，這種結(jié)構(gòu)的不利之處是由于在指示帶上不能形成清晰的顏料邊緣，因而只能很不精確地讀出所經(jīng)歷的時間。
另外，根據(jù)日本專利說明書1141976可知，其保護(hù)一種在擴(kuò)散過程中能獲得用于時間測量的清晰的前端的特定材料的組合。在這種情況下，載體材料(carrier meterial)是瓊脂凝膠物，基質(zhì)或溶解物質(zhì)是水，顏料是亞甲藍(lán)。由于所使用的瓊脂凝膠物已含有水溶液，因此起始過程較難顯現(xiàn)。而且，凝膠變體具有大的表面積，這將加劇凝膠在實際進(jìn)行時間測量之前變干。
從美國專利文件US4802255中獲知的是一種具有使用指示器的牙刷，其中刷毛中含有的顏料隨著潔牙過程中使用時間的遞增逐漸漏失。

發(fā)明內(nèi)容
據(jù)此，本發(fā)明的目的是提供一種對如權(quán)利要求1前序部分所述的方法進(jìn)行改進(jìn)的方法，使有色的前端在幾個月內(nèi)始終很清晰，因而可以清楚地讀出所經(jīng)歷的時間。同時，可以利用簡單機(jī)構(gòu)提供非常便宜的顯示裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種如權(quán)利要求12的前序部分所述的牙刷，借助這種牙刷可以獲得便于操縱的使用顯示。
通過權(quán)利要求1的特征部分的特征可實現(xiàn)本發(fā)明的有關(guān)方法的目的。由于多孔承載材料(support meterial)的條件是使顏料分子粘附于其內(nèi)表面上，因此，根據(jù)本發(fā)明可形成清晰的著色前端，這可精確地向操作者顯示出從時間測量開始所經(jīng)歷的時間。水(或溶劑)以及顏料分子經(jīng)歷布朗(Brownian)分子運(yùn)動，即，它們在織物結(jié)構(gòu)的顯微級小腔中來回移動并沉積在邊界面上。顏料分子的剩余物在擴(kuò)散過程中進(jìn)一步移動并試圖沉積在其他的也是自由的邊界面上。在已經(jīng)沉積了顏料分子之處，不再沉積顏料分子，于是這些顏料通過擴(kuò)散過程進(jìn)一步被傳送到溶劑中。由于在任何基質(zhì)中擴(kuò)散過程是瞬時的預(yù)定過程，因此，通過選擇顏料、指示帶的材料和所選液體可以預(yù)先確定擴(kuò)散率，以這樣的方式可獲得用于不同時間間隔的時間測量裝置。
為了獲得這種清晰的擴(kuò)散前端，應(yīng)對所述組合進(jìn)行選擇，使得可粘附于承載材料上的顏料量很少。粘附在承載材料上的顏料分子的擴(kuò)散必定大大低于自由地處于溶劑中的顏料分子的擴(kuò)散。此外，在較高的濃度下，顏料可能不再完全受承載材料的限制?？墒怪甘編А⒁后w和顏料的材料彼此匹配，致使顏料分子可以粘附于指示帶上直到小孔的邊界面由顏料分子覆蓋，同時顏料分子的剩余物進(jìn)一步擴(kuò)散到液體中，從而以與時間相關(guān)的方式進(jìn)行粘附過程。
在另一種形式中，液體在存儲腔中溶解。使存儲腔中的內(nèi)裝物與指示帶連通之后，沿指示帶逐漸擴(kuò)散的顏料顯示出當(dāng)前的使用狀況。
如果顏料由來自SIGMA-ALDRICH Chemie GmbH，Postfach 1161，D-82018 Taufkirchen的“視紫紅B(Erythrosin B)”C.I.45430(紅色顏料)構(gòu)成，而指示帶由纖維素濾紙構(gòu)成，則可形成極清晰的分離層?？s寫C.I.代表比色指數(shù)。這里用水作為液體。在這種結(jié)構(gòu)中，指示帶呈紅色。因此通過顏料、溶劑和作為承載材料的多孔指示帶的適當(dāng)結(jié)合可以獲得清晰的前端(擴(kuò)散前端)。
為了用藍(lán)色顏料獲得同樣的效果和指示，可提供考馬斯亮靛藍(lán)G(CoomassieBrilliant Blue G 250”)(C.I.42655)顏料，這種顏料可以從VWR International GmbH，Hilpertstrasse 20a in D-64259Darmstadt處訂購?？s寫C.I.代表比色指數(shù)。
由于被施加到指示帶上的液體不再被直接施加到指示帶的具有顏料的區(qū)域而被施加到指示帶上的與顏料相對的位置上(權(quán)利要求5和16)，由于毛細(xì)管力或其他流動機(jī)構(gòu)，液體最初沿有色區(qū)域的方向在指示帶上移動，即，開始朝著具有顏料的局部區(qū)域移動直到顏料到達(dá)該區(qū)域。此過程發(fā)生的時間非常短，因此可使指示帶上的顏料與液體混合并溶解。由于整個指示帶因此而變濕并且液體溶解了顏料，因此顏料開始沿刻度方向朝指示帶中的存儲腔向回擴(kuò)散。此時顏料粒子沉積在指示帶的多孔邊緣位置，同時超出的部分進(jìn)一步朝尚未著色的指示帶的端部擴(kuò)散。借此在顏料層和指示帶的不同顏色的剩余物之間形成較高對比度的邊界層。顏料的擴(kuò)散時間越長，可進(jìn)行時間測量的時間就越長。
權(quán)利要求6的特征可確保指示帶不變干，于是可始終保持指示帶潮濕，因而可以在非常長的時間里進(jìn)行時間測量。
權(quán)利要求7的特征一方面可使指示帶用于水密封防護(hù)覆層，而且由于具有此水密封防護(hù)覆層，一旦開啟密集的存儲腔，存儲腔中的水將傳送到指示帶，然后指示帶將水保留于其中。
權(quán)利要求8的特征使時間測量的開頭特別簡單，此時操作者可用手穩(wěn)固而簡單地將存儲腔擠壓在一起，使存儲腔破裂而使液體流進(jìn)指示帶。當(dāng)然，也可將存儲腔選擇成其他開放式機(jī)制，例如在存儲腔上構(gòu)成過壓閥或借助于熱力作用的介入。
通過權(quán)利要求11的特征可解決與牙刷相關(guān)的目的。
在其他從屬權(quán)利要求中給出了本發(fā)明的另一些優(yōu)選結(jié)構(gòu)。


附圖示出了本發(fā)明的示例性實施方式，下面將對該實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。附圖中圖1以放大的比例示出了本發(fā)明顯示裝置的縱向剖面，圖中示意地示出了將顯示裝置設(shè)置在部件壁的凹槽內(nèi)，該圖僅部分地顯示了該部件；圖2是固定在圖1所示部件上的顯示裝置的平面圖；圖3是纖維素濾紙的微觀結(jié)構(gòu)示意圖，其中，顏料的單個顏料顆粒已經(jīng)沉積在壁上；圖4的前視圖描繪出了不同時間間隔的四個顯示裝置，其中，第一顯示裝置顯示出新狀態(tài)，而最后的顯示裝置顯示出經(jīng)歷時間后的狀態(tài)，圖中的尺寸小于在圖1和2所示的示例性實施方式中的尺寸。
在圖1和2中，顯示裝置1由以不泄漏壓力和不透水的方式密封的狹長的防護(hù)覆層2構(gòu)成，其具有延伸為大約與防護(hù)覆層2本身的長度和寬度相等的接收分隔間3。防護(hù)覆層2的薄壁4由不透水的透明塑料制成，優(yōu)選由商品名(tradename)為Aclar(制造商Honeywell)的三氟氯乙烯(CTFE)或由商品名為Topas(制造商Ticona)的環(huán)烯共聚物(COC)制成。這些材料可確保水不會從防護(hù)覆層2中冒出。
根據(jù)圖1和2，位于接收分隔間3的右端的是充滿了水5的包囊6，其用作水5的存儲腔。在圖1和2的示例性實施方式中，包囊6完全充滿水5。左邊鄰近包囊6的地方是窄的指示帶7，除了包囊6周圍的區(qū)域外，該指示帶幾乎完全填充了接收分隔間3。在左端，指示帶7以浸漬、印染或其他方式含有顏料8，顏料的清晰分界線9示出了從顏料到指示帶的較淺部分的顏色過渡，該分界線沿基本上垂直于顯示裝置1或指示帶7的縱向方向延伸。在該圖中顏料8顯示為深色并遍布整個寬度，但是在新狀態(tài)下僅分布于指示帶7的非常短的長度上。這里所用的顏料8可以是如權(quán)利要求2和3的特征部分所述的視紫紅B或考馬斯亮靛藍(lán)G250。
圖1所示的顯示裝置1被插入部件表面11的凹槽10中，所述部件優(yōu)選是牙刷柄12、牙刷或硬毛接收件或牙刷頸，使顯示裝置完全填充凹槽10而其可視表面13端部與表面11齊平。這可避免尖銳的邊緣。顯示裝置1可以粘合、夾緊、焊接或其他方式固定于凹槽10中。此時，至少應(yīng)將可視表面13構(gòu)成為是透明的，而從降低成本考慮，例如可將防護(hù)覆層2的下側(cè)構(gòu)成為是不透明的。當(dāng)然，如果顯示裝置1被用來可從兩側(cè)13、14測量時間，則兩側(cè)都必須構(gòu)成為透明。
在圖1和2中示出的牙刷柄12是局部剖切或從上方看到的視圖。當(dāng)然，如果被測量的使用時間或其他狀態(tài)與該工件的使用時間有關(guān)，還可用裝置的任何壁部件或任何其他工件代替牙刷柄12。
本發(fā)明的顯示裝置1的工作模式如下。
在顯示裝置處于未啟動狀態(tài)時，只要使用者沒有從牙刷包裝中取出手動牙刷和首次使用它，通過在最底端的相應(yīng)顏色可指示出指示帶7上構(gòu)成的色標(biāo)15。此時若首次使用該牙刷，使用者的手指(未顯示出)必須首先從上面壓到圖1中所示的防護(hù)覆層2的壁4上。在開啟包裝的過程中，包囊可以自動開啟?；蛘?，牙刷設(shè)有促使包囊破裂的施壓針(pressure pin)。據(jù)此，可將施壓針設(shè)置在鄰近包囊之處。施壓針便于操作，但包囊應(yīng)制成易于破裂。
由于防護(hù)覆層2被構(gòu)成為具有彈性，在第一種情況下當(dāng)足夠穩(wěn)固地擠壓防護(hù)覆層時，覆層將壓力傳遞到包囊6，使包囊破裂。于是，容納在包囊6中的液體5(在本情況中是水)流進(jìn)防護(hù)覆層2的接收分隔間3內(nèi)，并施加到圖1和2所示的指示帶7(未顯示)的右端16。從該處水5擴(kuò)散到指示帶7中并移動到遠(yuǎn)至水5使位于指示帶7中的顏料8溶解的色標(biāo)15處。由于此過程進(jìn)行得非?？?，因此，這對于時間測量來說是不重要的。此時，已著色的水5從圖1和2所示的左邊到右邊與時間相關(guān)地擴(kuò)散很長一段時間。
圖3示出了過濾帶7的纖維素材料的高度簡化的微觀圖，其中，實際上非常小幾乎看不到的顏料分子21在由單根纖維17形成的小孔或腔18之間來回蠕動并因此緩慢地從圖1和2所示的指示帶中的左邊擴(kuò)散到右邊以及從圖4中的底部擴(kuò)散到頂部。在這種情況下，由于顏料材料的組分，一些顏料分子18到達(dá)纖維17的邊界面19并由于吸引力的作用而被限制于此。這尤其是因為顏料的狀態(tài)和由圖3所示的許多纖維17組成的纖維素20導(dǎo)致這種對接(docking)。在顏料分子18已經(jīng)粘附于纖維17的邊界面19之處，顏料分子18會進(jìn)一步適當(dāng)?shù)鼗蚨嗷蛏俚卣掣?。剩余物在指示?中進(jìn)一步朝右端16擴(kuò)散。由于顏料分子18粘附在纖維17的邊界面19上，如果指示帶7由不同顏色的最好是較淺顏色的材料構(gòu)成，將形成極清晰的分界線9。因此，指示帶7顏色越淺，色標(biāo)15顏色越深，越可以清晰地讀出時間。
圖4示出了顯示裝置1的四個時間狀態(tài)，其中，左邊顯示出開始，接著顯示出一半，隨后顯示出約四分之三，最后的顯示裝置1顯示出時間測量的終止。為了簡化起見，在圖4中僅示出了指示帶7本身的部分和例如在旁邊給出的1至4的刻度22，如此可盡快地讀出所經(jīng)歷的時間。采用相應(yīng)選擇出的顏料8和纖維素20、根據(jù)最初擴(kuò)散的快慢程度可將數(shù)字1至4設(shè)為小時、月或甚至年。由于擴(kuò)散過程通?？偸潜容^慢，因此它持續(xù)的時間較長，并且由于根據(jù)特定結(jié)構(gòu)具有不同的擴(kuò)散速率，刻度必須與擴(kuò)散過程的速率匹配以便實時地顯示出工作情況。
權(quán)利要求
1.一種用于顯示與時間相關(guān)的過程的方法，尤其用于顯示被使用的牙刷的變化的方法，該牙刷包括注有液體(5)的存儲腔(6)以及開始時間記錄的顏料，所述液體(5)與多孔指示帶(7)相通，其中所述顏料與時間相關(guān)地在沿指示帶(7)的長度使該指示帶著色，其特征在于所述指示帶(7)、液體(5)和顏料(8)的材料彼此相匹配，使顏料分子(18)粘附于所述指示帶(7)上，受限于所述指示帶的所述顏料分子的移動比自由地處于溶劑中的所述顏料分子的移動慢，當(dāng)所述指示帶被所述顏料分子局部覆蓋之后，某些顏料分子進(jìn)一步在所述液體(5)中移動，使得粘附過程與時間相關(guān)地進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述顏料被溶解于所述存儲腔中的所述液體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述顏料(8)被加到所述指示帶的局部區(qū)域，當(dāng)所述液體浸于所述指示帶之后，所述顏料(8)由所述液體吸收。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述液體(5)包括水，所述顏料包括視紫紅B或考馬斯亮靛藍(lán)，所述指示帶由纖維素紙構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，開始時間測量時，所述液體被加到所述指示帶上離具有所述顏料的局部區(qū)域較遠(yuǎn)的位置處，尤其被加到所述指示帶的相對端處的所述指示帶上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述指示帶(7)由防護(hù)覆層(2)包覆，該覆層對所述液體(5)而言完全不滲透或具有極好的防滲透性能。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述液體(5)的一部分被設(shè)置在包囊(6)內(nèi)，該包囊對所述液體(5)而言完全不滲透或具有極好的防滲透性能，該包囊同樣以密封的方式被容納于所述指示帶的防護(hù)覆層(2)中或當(dāng)所述包囊破裂時以密封的方式與所述覆層連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過使所述包囊(6)破裂而將所述液體(5)傳送到所述指示帶(7)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，利用機(jī)械壓力器件、尤其是施壓針使所述包囊破裂。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述機(jī)械壓力器件從所述指示帶的背部受壓。
11.一種包括用于顯示所使用的牙刷的更換情況、與時間相關(guān)的顯示裝置(1)的牙刷，其特征在于，該顯示裝置被構(gòu)成在刷柄區(qū)上或刷毛接收件上或在刷柄區(qū)和刷毛接收件之間；顯示裝置(1)以水密封的方式由至少部分透明的防護(hù)覆層(2)包覆；在所述防護(hù)覆層(2)中設(shè)有注有液體(5)的存儲腔(6)、多孔指示帶(7)和顏料(8)，其中所述指示帶(7)通過所述顏料(8)在其縱向延伸方向被著色。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的牙刷，其特征在于，開始時間記錄時，所述顏料(8)被溶解于所述存儲腔(6)的所述液體(5)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的牙刷，其特征在于，開始時間記錄時，所述顏料(8)被設(shè)于所述指示帶(7)的一部分上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的牙刷，其特征在于，所述液體(5)與所述指示帶(7)上的所述顏料(8)連通。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項所述的牙刷，其特征在于，所述液體(5)由水構(gòu)成，所述顏料由視紫紅B或考馬斯亮靛藍(lán)構(gòu)成，所述指示帶由纖維素濾紙構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的牙刷，其特征在于，所述指示帶的具有顏料的局部區(qū)域被設(shè)置在所述指示帶的另一端上與所述存儲腔相對之處。
17.根據(jù)權(quán)利要求11至16中任一項所述的牙刷，其特征在于，所述液體(5)的一部分被設(shè)置于所述包囊(6)內(nèi)，該包囊對所述液體而言完全不滲透或具有極好的防滲透性能，以使所述液體以密封的方式處于所述指示帶的所述防護(hù)覆層(2)中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的牙刷，其特征在于，通過使所述包囊(6)破裂而將所述液體(5)傳送到指示帶(7)，尤其當(dāng)所述包囊破裂時所述液體(5)以密封的方式與所述防護(hù)覆層(2)相通。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的牙刷，其特征在于，還設(shè)有用于使所述包囊破裂的機(jī)械壓力器件，尤其設(shè)有施壓針。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的牙刷，其特征在于，所述機(jī)械壓力器件被設(shè)置在面向遠(yuǎn)離所述顯示器的所述指示帶的那側(cè)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于顯示與時間相關(guān)的過程、尤其是用于顯示所使用的牙刷的變化情況的顯示裝置(1)。該顯示裝置(1)由注有液體的存儲腔(6)和多孔指示帶(7)組成，指示帶被設(shè)置在具有顏料(8)之處，顏料(8)溶解在液體(5)中，當(dāng)其溶解在液體(5)中之后，其隨時間的進(jìn)展逐漸在指示帶(7)的長度上使指示帶著色。指示帶(7)、液體(5)和顏料(8)的材料彼此相匹配，從而使顏料分子(18)可以粘附于指示帶(7)上直到孔的邊界面(19)由顏料分子(21)覆蓋，同時顏料分子(21)的剩余物進(jìn)一步在液體(5)中擴(kuò)散而與時間相關(guān)地進(jìn)行粘附過程。這就可形成清晰的帶顏色的前端。
文檔編號A46B15/00GK1826563SQ200480020886
公開日2006年8月30日 申請日期2004年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月19日
發(fā)明者佩德羅·施坦格, 克勞斯·霍巴謝克 申請人:百靈公司