<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze en inrichting voor het afronden van borstelvezels. Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het afronden van borstelvezels.
Het is bekend dat bij de fabrikage van borstels, na het inplanten van de borstelvezels in het borstellichaam, de vrije uiteinden van de borstelvezels worden gelijkgeschoren of worden afgefreesd om de ongelijkheden weg te werken die bij het inplanten van de vezels zijn ontstaan.
Hierdoor verkrijgen bepaalde types van borstelvezels scherpe randen aan de vezeluiteinden, hetgeen bij bepaalde borstels niet toelaatbaar is.
Dit is bijvoorbeeld het geval bij tandenborstels waar de scherpe randen het tandvlees zouden kunnen kwetsen, of bij haarborstels, waar de scherpe randen de hoofdhuid zouden kunnen kwetsen.
Ten einde deze scherpe randen weg te nemen, worden de uiteinden van de borstelvezels afgerond door ze in kontakt te brengen met een bewegend slijpelement.
Dit slijpelement kan een slijpband zijn of een slijpschijf zoals beschreven in EP-A-0. 019. 944.
Het afslijpen gebeurt meestal in een relatief groot aantal stappen, bijvoorbeeld een vijftal tot tiental stappen, met toenemende fijnheid van korrel van het slijpoppervlak en wordt normaal gevolgd door een polijststap.
<Desc/Clms Page number 2>
Hierdoor zijn deze tot nogtoe toegepaste werkwijzen tijdrovend. Daarenboven onstaat tijdens het afslijpen veel stof.
Om redelijke resultaten te verkrijgen worden vrij gesofistikeerde inrichtingen gebruikt waarbij de relatieve beweging van het slijpoppervlak ten opzichte van de borstelvezels volgens een vrij ingewikkeld patroon geschiedt. Deze inrichtingen zijn daardoor relatief duur en zelfs met dergelijke inrichtingen blijven nog relatief veel borstelvezels van een borstel over die geen perfekt afgeronde vorm hebben gekregen, terwijl de uiteinden van degene die wel afgerond werden mikroskopisch gezien soms nog vrij ruw zijn.
Een nog groter probleem doet zieh bij het afronden voor wanneer de borstel van een profielsnit is voorzien, waardoor dus de uiteinden van de borstelvezels niet alle in een vlak liggen. Met de gekende werkwijzen waarbij de borstelvezels worden afgeslepen, worden de lange borstelvezels veelal te veel afgeslepen opdat het slijpelement ook de korte borstelvezels zou kunnen raken.
Deze problematiek wordt uitvoerig beschreven in DE-A-4. 425. 231 en DE-A-4. 138. 777.
De uitvinding heeft een werkwijze en een daarbij gebruikte inrichting tot doel waarmee het afrondproces op een eenvoudige en relatief snelle manier met een zeer goed resultaat kan worden uitgevoerd.
Hiertoe betreft de uitvinding een werkwijze voor het afronden van borstelvezels uit thermoplastisch materiaal, waarbij de uiteinden van de borstelvezels door wrijving veroorzaakt door een relatieve verplaatsing van deze uiteinden over een wrijvingselement dat voorzien is van een
<Desc/Clms Page number 3>
geschikt wrijvingsoppervlak, opgewarmd worden tot op een temperatuur waarbij ze door samenwerking met dit wrijvingsoppervlak afgerond worden.
Op deze manier kunnen nagenoeg alle borstelvezels van een borstel perfekt afgerond worden, zelfs wanneer de borstelvezeluiteinden zieh in verscheidene vlakken bevinden.
De gewenste afronding kan worden verkregen in een stap of in een beperkt aantal stappen dat merkelijk lager is dan het aantal stappen bij het afslijpen.
Uitermate belangrijk hierbij is dat er bij deze werkwijze volgens de uitvinding zeer weinig of geen stofontwikkeling optreedt.
Vastgesteld werd dat een wrijvingsoppervlak uit een materiaal dat slecht warmtegeleidend is, bijvoorbeeld uit kunststof, bijzonder geschikt is.
De snelheid waarmee de opwarming door wrijving plaatsvindt hangt niet enkel af van het wrijvingsoppervlak van het wrijvingselement, maar ook van de snelheid van de relatieve beweging die relatief groot kan worden gekozen.
Voor het uitvoeren van deze werkwijze kan worden gebruik gemaakt van een inrichting die in hoofdzaak bestaat uit minstens één wrijvingselement zoals een schijf, een band of een trommel, voorzien van een geschikt wrijvingsoppervlak, bijvoorbeeld een oppervlak van kunststof, en middelen om thermoplastische borstelvezels en het wrijvingselement met elkaar in kontakt te brengen en een relatieve verplaatsing ten opzichte van elkaar te geven met zulkdanige snelheid en zulkdanige beweging dat de uiteinden van de borstelvezels
<Desc/Clms Page number 4>
in samenwerking met dit wrijvingsoppervlak van het wrijvingselement afgerond worden.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna als voorbeeld zonder enig beperkend karakter enkele voorkeurdragende uifvoeringsvormen van een werkwijze en inrichting voor het afronden van borstelvezels volgens de uitvinding beschreven.
Om de uiteinden van de geschoren of gefreesde borstelvezels van thermoplastisch materiaal, in het bijzonder thermoplastische kunststof, van een borstel af te ronden wordt in een of meer stappen een opwarming van deze uiteinden veroorzaakt door wrijving tengevolge van een snelle relatieve verplaatsing van een wrijvingselement met een geschikt wrijvingsoppervlak tegen deze borstelvezels, tot op een temperatuur waarbij deze uiteinden door kontakt met het wrijvingselement een afronding verkrijgen.
Bij voorkeur beschrijft het wrijvingselement daarbij een dusdanige beweging, dat de wrijfrichting kontinu en gelijkmatig van richting verandert zoals bijvoorbeeld een beweging zoals beschreven in de Belgische oktrooiaanvrage nr. 9400745 van 17 augustus 1994, of dat alle punten op dat wrijvingselement gelijktijdig identieke cirkelbanen beschrijven zoals beschreven in de Belgische oktrooiaanvrage nr. 9500402 van 4 mei 1995.
Verrassenderwijze werd vastgesteld dat op die manier de door de wrijving voldoende opgewarmde uiteinden in kontakt met het wrijvingselement op een bijna perfekte manier afgerond worden met een mikroskopisch gezien glad oppervlak.
Om door wrijving de uiteinden voldoende op te warmen, worden deze uiteinden bij voorkeur opgewarmd tot ze zacht
<Desc/Clms Page number 5>
worden en in de limiet eventueel aan de oppervlakte lichtjes gesmolten worden.
Een zeer groot percentage, zelfs meer dan 95% van de borstelvezels van een aldus behandelde borstel verkrijgen dergelijke afronding, zelfs wanneer de uiteinden van de borstelvezels zieh in verschillende vlakken bevinden.
Zowel de borstel als het wrijvingselement kunnen worden verplaatst, maar bij voorkeur wordt de borstel stationair gehouden en het wrijvingselement verplaatst.
Dit wrijvingselement kan een roterende schijf zijn, een roterende trommel, een bewegende vlakke plaat of een eindloze band zoals beschreven in het Belgische oktrooi nr.
1. 007. 111. In het geval van een roterende trommel zal de trommelmantel bij voorkeur cilindervormig, tonvormig en/of geprofileerd zijn, bijvoorbeeld gegolfd.
Daarbij kunnen de borstelvezels bijvoorbeeld vertikaal met hun uiteinden naar onder of met hun uiteinden naar boven zijn gericht.
Essentieel is dat dit wrijvingselement met een wrijvingsoppervlak tegen de borstelvezels komt dat de gepaste struktuur bezit om, bij de gekozen relatieve snelheid van het wrijvingselement ter plaatse van het kontakt met de borstelvezels, door wrijving de uiteinden van deze borstelvezels voldoende op te warmen en de opgewarmde uiteinden af te ronden, door een geschikt variëren van de wrijfrichting.
Dit wrijvingsoppervlak is doorgaans minder ruw dan het oppervlak van slijp-of schuurelementen en is bij voorkeur vervaardigd uit een materiaal dat slecht warmtegeleidend
<Desc/Clms Page number 6>
is, zoals bijvoorbeeld een materiaal op kunststofbasis, om de gekreëerde wrijvingswarmte niet vroegtijdig af te voeren.
Bij gebruik van een wrijvingsoppervlak uit een materiaal dat te sterk warmtegeleidend is kan het gewenste warmteniveau op peil gebracht of gehouden worden door toevoer van warmte van buitenaf, bv. door verwarmen van het wrijvingslichaam.
Mits de snelheid voldoende hoog is zou het oppervlak van sommige polijstschijven ook kunnen geschikt zijn.
Het wrijvingselement kan volledig uit het geschikte materiaal zijn vervaardigd of aan de buitenkant voorzien zijn van een laag of bekleding van dergelijk materiaal. Dit wrijvingselement kan ook het gewenste wrijvingsoppervlak verkregen hebben door een bijzondere bewerking van zijn oppervlak.
De snelheid en dus de tijd nodig voor het opwarmen hangen uiteraard ook af van de relatieve snelheid van de beweging van het wrijvingselement, die zo groot mogelijk wordt gekozen. Deze snelheid varieert in funktie van de aard van de af te ronden borstelvezels en het wrijvingsoppervlak van het wrijvingselement.
De wrijvingswarmte kan ook ondersteund worden door een gerichte toevoer van warmte van buitenaf.
Wanneer de afronding in meer dan één stap wordt uitgevoerd, kunnen tussen de stappen de borstelvezels al dan niet worden afgekoeld.
Zeer belangrijk is dat bij de behandeling weinig of bijna geen stof vrijkomt in tegenstelling tot wat gebeurt bij
<Desc/Clms Page number 7>
schuur- of slijpbewerkingen waarbij zeer veel fijne stofdeeltjes vrijkomen.
Op een relatief snelle manier en met een eenvoudige inrichting kan een uitstekend resultaat worden verkregen.
De inrichting moet enkel in hoofzaak bestaan uit een wrijvingselement zoals hiervoor beschreven en uit middelen om dit wrijvingselement en de borstelvezels met elkaar in kontakt te brengen en een relatieve verplaatsing te geven op zulkdanige manier dat de uiteinden van deze borstelvezels de nodige verwarming en vormgevende bewegingen verkrijgen voor het tot stand komen van de gewenste afronding van de borstelvezeluiteinden.
De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen, maar dergelijke werkwijze en inrichting kunnen in verschillende varianten worden uitgevoerd zonder buiten het raam van de uitvinding te treden.
Zo kunnen de hiervoor beschreven werkwijze en inrichting uiteraard ook aangewend worden om losse borstelvezels, ofwel in bundels, ofwel op spoelen gewikkeld, af te ronden voordat deze in of op een borstellichaam worden bevestigd.
<Desc / Clms Page number 1>
Method and device for rounding brush fibers. This invention relates to a method and a device for rounding brush fibers.
It is known that in the manufacture of brushes, after the implantation of the brush fibers into the brush body, the free ends of the brush fibers are sheared or milled to eliminate the inequalities that have arisen during the implantation of the fibers.
As a result, certain types of brush fibers obtain sharp edges at the fiber ends, which is not permissible with certain brushes.
This is the case, for example, with toothbrushes where the sharp edges could hurt the gums, or with hair brushes where the sharp edges could hurt the scalp.
In order to remove these sharp edges, the ends of the brush fibers are rounded by contacting them with a moving grinding element.
This grinding element can be a grinding belt or a grinding wheel as described in EP-A-0. 019,944.
The grinding is usually done in a relatively large number of steps, for example five to ten steps, with increasing grain fineness of the grinding surface and is normally followed by a polishing step.
<Desc / Clms Page number 2>
As a result, these hitherto applied methods are time consuming. In addition, a lot of dust is created during grinding.
To obtain reasonable results, freely sophisticated devices are used in which the relative movement of the grinding surface with respect to the brush fibers follows a rather complicated pattern. These devices are therefore relatively expensive and even with such devices a relatively large amount of brush fibers remain from a brush that have not been given a perfectly rounded shape, while the ends of the ones that have been rounded are still quite rough microscopically.
An even greater problem occurs when rounding when the brush is provided with a profile cut, so that the ends of the brush fibers are not all in one plane. With the known methods of grinding the brush fibers, the long brush fibers are often ground too much so that the grinding element could also touch the short brush fibers.
This problem is described in detail in DE-A-4. 425, 231 and DE-A-4. 138, 777.
The object of the invention is a method and a device used therewith with which the rounding process can be carried out in a simple and relatively quick manner with a very good result.
To this end, the invention relates to a method for rounding brush fibers of thermoplastic material, wherein the ends of the brush fibers are caused by friction by a relative displacement of these ends over a friction element which is provided with a
<Desc / Clms Page number 3>
suitable friction surface, are heated to a temperature at which they are rounded by cooperation with this friction surface.
In this way almost all brush fibers of a brush can be perfectly rounded, even if the brush fiber ends are in several planes.
The desired rounding can be achieved in one step or in a limited number of steps that is noticeably lower than the number of steps during the grinding.
It is extremely important here that in this method according to the invention very little or no dust development occurs.
It has been found that a friction surface of a material which is poorly heat conducting, for example of plastic, is particularly suitable.
The speed at which frictional heating takes place depends not only on the friction surface of the friction element, but also on the speed of the relative movement which can be chosen relatively large.
To perform this method, use can be made of a device consisting essentially of at least one friction element, such as a disc, a belt or a drum, provided with a suitable friction surface, for instance a surface of plastic, and means for thermoplastic brush fibers and the bring frictional element into contact with each other and give relative displacement relative to each other at such speed and movement that the ends of the brush fibers
<Desc / Clms Page number 4>
be rounded in conjunction with this friction surface of the friction element.
With the insight to better demonstrate the features of the invention, some preferred embodiments of a method and device for rounding brush fibers according to the invention are described below without any limiting character.
In order to round the ends of the brushed or milled brush fibers of thermoplastic material, in particular thermoplastic plastic, of a brush, heating of these ends is caused in one or more steps by friction as a result of a rapid relative displacement of a friction element with a suitable friction surface against these brush fibers, up to a temperature at which these ends are rounded by contact with the friction element.
Preferably, the friction element herein describes a movement such that the rubbing direction continuously and evenly changes direction, such as, for example, a movement as described in the Belgian patent application No. 9400745 of August 17, 1994, or that all points on that friction element simultaneously describe identical circular paths as described. in Belgian Patent Application No. 9500402 of May 4, 1995.
It has surprisingly been found that in this way the ends heated by the friction sufficiently in contact with the friction element are rounded off in an almost perfect manner with a microscopically smooth surface.
In order to heat the ends sufficiently by friction, these ends are preferably heated until soft
<Desc / Clms Page number 5>
and, if necessary, slightly melted on the surface at the limit.
A very large percentage, even more than 95%, of the brush fibers of a brush thus treated obtain such rounding, even when the ends of the brush fibers are in different planes.
Both the brush and the friction element can be moved, but preferably the brush is kept stationary and the friction element is moved.
This friction element can be a rotating disc, a rotating drum, a moving flat plate or an endless belt as described in Belgian patent no.
1. 007. 111. In the case of a rotating drum, the drum shell will preferably be cylindrical, barrel-shaped and / or profiled, for example corrugated.
The brush fibers can for instance be oriented vertically with their ends downwards or with their ends upwards.
It is essential that this friction element has a friction surface against the brush fibers which has the appropriate structure to sufficiently heat the ends of these brush fibers by friction at the chosen relative speed of the friction element at the location of the contact with the brush fibers and to heat up the heated ends by appropriately varying the rubbing direction.
This friction surface is generally less rough than the surface of grinding or sanding elements and is preferably made of a material that has poor thermal conductivity
<Desc / Clms Page number 6>
is, like, for example, a plastic-based material, so as not to dissipate the created frictional heat prematurely.
When using a friction surface of a material that is too thermally conductive, the desired heat level can be brought to the required level or maintained by supplying heat from the outside, e.g. by heating the friction body.
Provided the speed is sufficiently high, the surface of some polishing discs could also be suitable.
The friction element can be made entirely of the suitable material or provided on the outside with a layer or coating of such material. This friction element can also have obtained the desired friction surface by a special treatment of its surface.
The speed and thus the time required for heating up naturally also depends on the relative speed of the movement of the friction element, which is chosen as large as possible. This speed varies depending on the nature of the brush fibers to be rounded and the friction surface of the friction element.
Frictional heat can also be supported by a targeted supply of heat from the outside.
When the rounding is performed in more than one step, the brush fibers may or may not be cooled between the steps.
It is very important that little or almost no dust is released during the treatment, in contrast to what happens with
<Desc / Clms Page number 7>
sanding or grinding operations where a lot of fine dust particles are released.
In a relatively quick manner and with a simple device, an excellent result can be obtained.
The device should only consist essentially of a friction element as described above and of means for bringing this friction element and the brush fibers into contact with each other and giving a relative displacement in such a way that the ends of these brush fibers obtain the necessary heating and shaping movements. for achieving the desired rounding of the brush fiber ends.
The invention is by no means limited to the above-described embodiments, but such a method and device can be carried out in different variants without departing from the scope of the invention.
For example, the above-described method and device can of course also be used to round loose brush fibers, either wrapped in bundles or on coils, before they are attached in or on a brush body.