用于制造刷具的方法和装置以及刷具制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种刷具，其包括至少一载体以及设置在载体上的刷毛，刷毛是由可塑性的塑料材料制成的，该刷具是这样制成的：设置带有通孔的载体，且通孔的作用类似于纺丝喷嘴，通孔与一些刷毛状的成型沟道相连接，从载体的至少一侧注入用于形成刷毛的塑料熔体，熔体经通孔进入到成型沟道中，从而形成刷毛，其中，载体上的至少一侧即为熔体的输入侧，通孔在其长度的至少一部分上具有的最小宽度≤３毫米，且该宽度与熔体流程之比≤１∶５，其中的流程为通孔深度与沟道长度之和。本发明专利技术还公开了用于实施该制造方法的装置以及按照此方法制成的刷具。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制造刷具的方法，其中的刷具包括至少一个载体以及设置在载体上的多条刷毛，刷毛是由配置到该载体中的可模塑塑料材料制成的，其中，刷毛是通过将塑料熔体注入到具有刷毛形状的成型沟道中而制成的。本专利技术还涉及用于制造刷具的装置以及对应的刷具。
技术介绍
在目前的情形中，刷具—尤其是各种类型的刷子、漆刷、扫帚等都主要是以机械方法制成的即首先制出带有通孔的刷子载体，然后再用机械方法将刷毛束植入到载体上。在采用塑料材料的前提下，人们已经开始通过模制或注塑的方法来制造刷子的本体，且或者是以常规的机械方式、或者是通过近来出现的热学方法来固定刷毛。在任何情况下，都首先必须要通过一挤塑工艺或纺丝工艺制造出刷毛单丝，然后，必须要有选择地截断刷毛单丝，随后再将刷毛固定到载体上。在采用目前常规锚固技术的前提下，刷毛被绕成环形，并利用金属锚固件将其冲入到刷体中。人们已经在致力于通过这样的设计来实现制造过程的流水化将刷毛或刷毛簇与载体制成一个整体，并将载体连接到刷体上。在100多年前(见文件GB 788/1861，GB 24 935/1896)，有人就已经提出了这样的方案用橡胶等弹性材料来模制刷毛和刷毛所连接的载体，并随后将它们安装到一固有为刚性的刷体上。人们也已经提出了这样的方案(见文件DE 941364，GB 2151971，US 301,644，US 4244076，US 5,040,260，US 5,966,771，WO 98/03097)在同一注塑过程中制造出合并成组的清洁元件及其所连接的载体，并可选用两部件注塑方法来将载体连接到刷体上。最后，还已经将整个刷体与刷毛制成一个注塑成型单体部件的方案(US 5926900)。但在实践中，这种类型的刷子只用在毛发护理中，或者在更小的程度上是作为一次性刷子。由于这种注塑成型刷子中刷毛的弯曲强度低得不能接受，所以其不适于很多应用场合。与用纺丝工艺制出的刷毛相比，注塑成型刷毛不具有稳定性所需的分子结构，其中，稳定性所需分子结构的特征体现为分子链沿平行于刷毛的方向纵向定向。为此原因，这样的元件主要是作为工作元件或清洁元件，而不能作为刷毛。在工作元件与载体的连接区域处，稳定性的缺乏表现得尤为显著，在其中的连接区域处，分子的定向是完全散乱的。由于此缘故，在制成后排列得非常好的工作元件经过很短一段的使用时间之后就会改变位置，而趋于弯曲、折断而不能重新竖立起来(即不具有弯曲复原性)。上述技术还需要用同种塑料材料制成工作元件与载体。由于高质量的刷毛必须要用高质量的塑料材料制造，所以这就会导致成本的增加。在降低成本方面的任何努力都必须要兼顾塑料材料的选择。由于这种类型的刷子在使用上始终涉及到相当多的缺陷，所以其只能适用于很少的应用场合。尤其是对于机械强度、摩擦系数、颜色等方面的考虑，不可能根据各种具体要求而使载体与刷毛所用材料或刷毛与刷毛之间所用材料体现出差异性。这样的刷子也是现有的(见US 2621639)其所带有的工作元件(“钉销”)实际上并不是刷毛，而是钉销、销栓、条带等元件。这些元件是注塑成型元件，它们主要是用橡胶或弹力橡胶类塑性材料制成的，其中的塑性材料例如为合成橡胶，元件的横截面积要大于刷毛的面积，但长度通常却小于刷毛。基于两个原因为了获得令人满意的稳定性和疲劳强度；以及避免成型沟道过于狭窄且深度很大，以使得注塑工作具有足够良好的填模效果，并能便于出模，这种刷子的“刷毛”绝对需要这种具有紧凑的结构。这些“钉销”的特性在于它们对所要处理表面的作用力很轻柔，并增大了摩擦系数，也就是说它们能施加一种抚摸和按摩作用，而不是有效的扫刷作用。此刷子的典型应用领域是作为毛发刷，其主要是用来分开并理顺头发，并假定只是对头部的皮肤进行按摩。基本上，这些元件的刚度只受直径、直径/长度比以及塑料硬度的影响。根据美国专利US 2621639所公开的刷子是通过将制有通孔的柔性薄载体板插入到一注模中而注塑成型的，其中，通孔的设置与工作元件的排列相对应，模具具有多个沟道状的成型腔，这些成型腔与载体上的通孔相结合，用于对钉销形的工作元件进行成型。模具的另一侧—即注入侧上设置有分布槽渠，用于将塑料熔体导流到各个通孔以及相邻的成型沟道中，其中的塑料熔体例如为尼龙。紧邻载体上通孔的成型沟道被加宽，从而在薄载体板的两侧形成加粗部分，以便于在两个方向上轴向固定工作元件。尽管所用的尼龙材料适于实现类似于刷毛的特性，但由于加粗部分的存在，不能制出纵向的分子结构—至少是在清洁元件的根部，所以在此处并不采用这种材料。同样的道理也适于另一种公知的毛发刷(见文件EP-B1-0120229)，在这种刷子中，首先注塑制出一载体，其带有套筒状的圆锥突起，然后在套筒中注入另一种塑料材料作为芯部，芯部以一加粗部分抵接着开口套筒的端部。在后侧，芯部与一同种材料的第二载体板相连接。这样的设计主要是用来在两部件之间形成一种积极有效的、且在轴向上稳定的连接关系，但会使得工作元件更为笨重。这种类型的清洁元件在牙刷和扫帚中也是公知的(分别见文件US5040260和US5966771)。这些刷子被制成两件式的。最后，这样的牙刷也是现有的(见文件US 1924152、US 2139242、DE 826440、WO00/64307)其中的刷毛支撑件是由一组合体构成的，该组合体中包括已被证明具有良好清洁效果的普通刷毛、以及用弹力橡胶类塑料材料制成的销栓或钉销状清洁元件。
技术实现思路
本专利技术最基本的目的是提供一种用于制造刷具的方法和装置，其中，本专利技术利用了注塑成型工艺的公知优点，同时还能使所制出的刷具与纺丝挤压(spinnextrudierten)所制的刷毛具有相同的质量和使用性能。在现有方法的基础上，利用如下的步骤来实现本专利技术目的，其中在现有方法中，设置在一载体上的刷毛状清洁元件是通过将塑料熔体注入到沟道中来进行成型的，步骤包括 -制出带有一些通孔的载体，其中通孔的作用类似于纺丝喷嘴；-在沟道所连接的通孔的至少一部分深度部分上设置最小宽度≤3毫米；-其中所述宽度与熔体流程之比≤1∶5，其中，熔体的流程取决于通孔的深度和沟道的长度；-从载体的至少一侧，即熔体的引入侧注入塑料熔体，并使熔体流经通孔而进入到沟道中，从而形成刷毛。上述提到的比值最好能≤1∶10。该比值的下限在1∶250的区间内。本专利技术的方法开创了一种制造刷具的新途径。其上布置了刷毛的支撑件、以及可构成刷体自身或其部件的支撑件(例如为插入件或类似部件的形状)同时还作为用来通过注塑成型方法制造刷毛的一次性“工具”。由于动态效应和管壁磨擦，在作用类似于纺丝喷嘴的通孔中会形成张力流，这样的流动会在贴近壁面的区域形成较高的剪切力。这就使熔体或塑化材料中的分子结构能定向于流动方向上，并在形成刷毛的沟道中延展，其中，根据本专利技术选定的、通孔中最狭窄部分的宽度与熔体流程长度之比能优化纵向的分子定向。对于含部分晶体的热塑性材料，这种利用分子链在纵向方向上定向排列来对刷毛进行自增强的效果尤其明显。另外，与被制成一个整体单件的刷具相反，在根据本专利技术制出的刷具中，刷毛只有很短的一部分长度(即其根部或基部)位于支撑该刷毛的载体中。在刚度方面，此根部区域是最为敏感的区域，原因在于此部位的分子不能实现定向、或只是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造刷具的方法，其中的刷具包括至少一个载体（６）以及设置在载体上的多条刷毛（９），刷毛是由可模塑塑料材料制成的，其中，刷毛是通过将塑料熔体注入到具有刷毛形状的成型沟道（７１）中而制成的，其特征在于： －制出带有一些通孔（７）的载体（６），通孔的作用类似于纺丝喷嘴）；以及 －在沟道（７１）所连接的通孔（７）在其深度的至少一部分上设置的最小宽度≤３毫米； －所述宽度与熔体流程之比被选为≤１∶５，其中，熔体的流程是通孔（７）深度和沟道（７１）长度的和； －从载体（６）的至少一侧，即熔体的引入侧（３）注入塑料熔体，并使熔体流经通孔（７）而进入到沟道（７１）中，从而形成刷毛。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：格奥尔格魏因劳赫，
申请(专利权)人：科伦特工厂有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]