CN110392537B - 对用于涂料刷的刷毛进行捆扎的方法、包括多根刷毛的涂料刷头及包括多根刷毛和/或涂料刷头的涂料刷 - Google Patents

对用于涂料刷的刷毛进行捆扎的方法、包括多根刷毛的涂料刷头及包括多根刷毛和/或涂料刷头的涂料刷 Download PDF

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Abstract

一种对配置为用于涂料刷的多根刷毛或单丝进行捆扎的方法，产生的涂料刷头和涂料刷。该方法包括以下步骤：将预定量的单丝或刷毛聚集成刷毛/单丝的组或束，使得刷毛或单丝沿着其长度彼此相切；在刷毛/单丝的一个端部处将刷毛或单丝对齐，获得平齐的端面；以及通过激光将刷毛/单丝的一个端部一起熔合成刷毛或单丝的接合束。

Description

对用于涂料刷的刷毛进行捆扎的方法、包括多根刷毛的涂料 刷头及包括多根刷毛和/或涂料刷头的涂料刷
技术领域
本发明涉及一种对用于涂料刷(paint brushes，漆刷)的刷毛进行捆扎的方法、包括这种刷毛束的涂料刷头及包括这种刷毛束和/或涂料刷头的涂料刷。
背景技术
涂料刷通常由刷毛制成，其中，刷毛形成刷毛组，该刷毛组能够通过粘附力及毛细管力将涂料保持在其中。
刷毛可以是天然的或合成的细丝，其中，合成的细丝，即单丝，可由多种热塑性聚合物生产，该热塑性聚合物具有多种结构，包括实心和空心，并具有多种横截面，包括圆形、椭圆形、三角形、三室形、四室形、叶形，或者可包含多个空隙。
通常已知使用金属箍和粘合剂将刷毛连接成刷毛组，并将刷毛连接到金属箍和涂料刷柄。这通常通过将刷毛组的一个端部插入到金属箍中，然后在金属箍内的刷毛组的端部上施加粘合剂来完成。通常使用环氧粘合剂，其中通常已知的是，处于其液态和未固化状态的环氧树脂通常被归类为对眼睛和皮肤的刺激性，以及对水生生物的毒性。暴露于环氧树脂中，随着时间的推移，会引起过敏反应。敏化通常由于长时间的重复暴露(例如，由于工作卫生差和/或缺乏保护性设备)而发生。
此外，已知用于涂料刷制造的环氧粘合剂具有较长的固化时间，通常为几小时。
发明内容
因此，本发明的一个目的是克服诸如上述的现有技术的缺陷。
另一个目的是提供一种对用于涂料刷的刷毛进行捆扎的替代方法，而不使制造人员暴露于有毒的粘合剂。
又一个目的是提供一种对用于涂料刷的刷毛进行捆扎的替代方法，其中，缩短了总制造时间。
再一个目的是提供一种对用于涂料刷的刷毛进行捆扎的替代方法，其中，减少了处理、使用和施加粘性流体粘合剂的工作量和脏乱/多渣的工作。
再有一个目的是提供一种对用于涂料刷的刷毛进行捆扎的替代方法，其中，在将刷毛或单丝制成涂料刷头，即插入刷毛载体之前，进行捆扎。
本发明的另一个目的是提供一种可互换的涂料刷头和一种配置为与这种涂料刷头一起使用的涂料刷柄。
根据本发明，提供了一种捆扎多根刷毛或单丝的方法，该多根刷毛或单丝配置为通过以下方式而在涂料刷中使用：将预定数量的单丝或刷毛聚集成刷毛/单丝的组或束，使得刷毛或单丝沿着其长度彼此相切；将刷毛或单丝在刷毛/单丝的一个端部对齐，获得平齐的端面；并且通过激光将刷毛/单丝的一个端部熔合在一起成为刷毛或单丝的接合束(jointed bundle)。
因此，提供了一种捆扎一组刷毛/单丝的替代方式，其中，在将这组刷毛/单丝插入刷毛载体之前进行捆扎。此外，提供了一种无毒捆扎方法，其中，缩短了制造涂料刷的总制造时间，因为不需要等待任何化学固化过程。
在本发明的上下文中，术语“单丝(monofilament)”应理解为具有第一端部和第二端部的细长柔性体，即刷毛。第一端部，即一个端部，是刷毛或单丝包含、保持和/或紧固在刷毛载体中的根部区段的一部分。刷毛或单丝的第二端部形成自由尖端，其通常接触要涂覆涂料的表面。第二端部是刷毛/单丝的尖端区段的一部分。
多根刷毛/单丝可包括实心和/或空心刷毛或单丝，并具有多种横截面，包括圆形、椭圆形、三角形、三室形、四室形、叶形等，和/或可以是波纹状的，包含多个空隙或具有任何其他类型的不平坦表面。
多根刷毛/单丝可由任何合适的热塑性聚合物制成，包括聚酰胺、聚酯和/或聚烯烃。
该多根刷毛/单丝可以是不同类型单丝的混合物，例如具有不同长度和/或不同直径和/或由不同材料制成。在本申请中，“直径”是指刷毛或单丝的平均直径，或通常为刷毛或单丝的最大横截面尺寸。
刷毛/单丝聚集成一组可通过使用保持器来提供，该保持器围绕或以其他方式保持这组刷毛/单丝，并通过已知的方法将这组刷毛/单丝形成预定的形状。
平齐的端面可以是平面、曲面或交错表面，或者具有任何其他合适的形状。
可控制激光源以通过由激光束产生的热量将多根刷毛/单丝的一个端部熔合在一起。这是通过将这组刷毛/单丝布置成使其受到激光束的作用/能量来实现的。将激光源的能量施加到该多根刷毛/单丝的一个端部的至少部分区域上，或者施加到该多根刷毛/单丝的一个端部的整个区域上。将激光源的能量分布在该多根刷毛/单丝的一个端部的至少一部分区域上，然后散布在剩余区域上。应用激光源以均匀加热区域，使该多根刷毛/单丝的一个端部均匀熔接。
由激光施加的温度优选地可足以将该多根刷毛/单丝的一个端部熔合在一起，并且当将该多根刷毛/单丝的一个端部熔合在一起时提供坚固且同时柔性的或柔韧的或柔软的熔融物/熔合物，而温度保持在优化水平，因为在熔合期间过高的温度可提供多孔且易碎的熔融物或熔合物。
在本发明的一个方面中，通过以预定图案(pattern，模式)移动激光来进行借助于激光的熔合，该图案配置为均匀地分配对刷毛/单丝的一个端部的加热。
该图案本身可以是交叉的，使得对刷毛/单丝的部分端面加热多于一次。
因此，在刷毛/单丝的端部和激光束之间提供相对运动，使得激光束扫过设置有刷毛/单丝的整个端面，优选地扫过多于一次，在该端面处，这样分配热量：使得刷毛/单丝的一个端部不被烧尽，而是仅一起熔化成接合端。
在本发明的另一方面中，通过激光散焦来进行借助于激光的熔合。
可使用一个或多个透镜来使激光束散焦。
因此，提供了一种分配来自激光的热量的替代方式和/或补充方式，使得刷毛/单丝的一个端部不被烧尽，而仅是熔化并接合在一起。
因此，提供了一种分配来自激光的热量的替代方式和/或补充方式，使得刷毛/单丝的一个端部不被烧尽，而是仅与其他刷毛/单丝端部一起熔化，至少最接近的端部将刷毛/单丝合并成具有刷毛/单丝的整个端面的连续熔合。
在本发明的又一方面中，该方法还包括将刷毛/单丝束的一个端部熔合到聚合物刷毛载体上。
该聚合物刷毛载体可由任何合适的热塑性聚合物制成，包括聚酰胺、聚酯和/或聚烯烃。
该聚合物刷毛载体可适合于通过第一开口接收刷毛/单丝束。通过经由与第一开口相对的第二开口施加热量，刷毛/单丝束可熔合到聚合物刷毛载体的内表面上。聚合物刷毛载体可以是聚合物箍。
在本发明的一个方面中，该方法还包括将刷毛/单丝束的一个端部的外周熔合到聚合物刷毛载体上。
因此，在刷毛/单丝束与聚合物刷毛载体之间提供焊接线，将两个部分组装成一个部分，即涂料刷头。
在本发明的另一方面中，该方法还包括熔化包含在聚合物刷毛载体中的额外材料，例如在聚合物刷毛载体的内侧和/或作为额外材料的圆周球，使得该额外材料构成额外的熔合层和/或体积和/或区域，用于额外的/更致密的覆盖和至少部分地熔融该多根刷毛/单丝的端面。当将该多根刷毛/单丝的一个端部熔合在一起时，这种“额外的”材料被熔化并向熔融物/熔合物“添加”更多材料。
上述熔合层可以是来自聚合物刷毛载体的额外材料和该多根单丝的混合物。熔合层可覆盖该多根刷毛/单丝的整个端面。该额外材料可通过激光而被熔化。在一些方面中，该“额外的”材料可通过使插入物在该多根单丝上方伸出一定距离而添加，然后作为插入物的暴露“顶部”的一部分的添加材料熔化并与下部直立单丝聚结(熔合)。
因此，该多根单丝和聚合物刷毛载体可在同一步骤中熔合在一起。因此，该多根刷毛/单丝和/或插入物和/或刷毛载体通过一次熔合在一起而接合。
在本发明的又一方面中，该方法还包括将刷毛/单丝束的一个端部熔合到聚合物插入物的至少一部分上。
聚合物插入物的外周的至少一部分可与相邻的刷毛/单丝熔合在一起。在聚合物插入物和相邻的刷毛/单丝之间可产生焊接线。
聚合物插入物可由泡沫或橡胶材料制成，例如聚酯。聚合物插入物可由任何合适的热塑性聚合物制成，包括聚酰胺、聚酯和/或聚烯烃。
聚合物插入物可在刷毛/单丝束中居中地布置。聚合物插入物可用于在刷毛/单丝束内产生腔体，其配置为储存一定量的涂料。
因此，在刷毛/单丝束与至少一个聚合物插入物之间提供焊接线，将两个部分组装成一个部分，即包括聚合物插入物的刷毛/单丝束。
在本发明的一个方面中，该方法还包括：布置聚合物插入物，以使得聚合物插入物的一部分从该多根刷毛/单丝的端面伸出；以及熔化聚合物插入物的伸出部分，以使得聚合物插入物的伸出部分构成至少部分地覆盖该多根刷毛/单丝的端面的熔合层。
熔合层可以是聚合物插入物和该多根单丝的混合物。熔合层可覆盖该多根刷毛/单丝的整个端面。
因此，该多根单丝和聚合物插入物可在一个方法步骤中熔合在一起。聚合物插入物的伸出部分可通过激光而熔化。
熔合层可包括来自聚合物刷毛载体的额外材料、聚合物插入物的伸出部分和该多根单丝的混合物。因此，聚合物刷毛载体、聚合物插入物和该多根单丝可在一个方法步骤中熔合在一起。
在本发明的另一方面中，该多根刷毛/单丝和/或聚合物刷毛载体和/或聚合物插入物由聚酯制成。
刷毛/单丝、聚合物刷毛载体和聚合物插入物可由相同的材料制成，例如聚酯。在此情况中，刷毛/单丝、聚合物刷毛载体和聚合物插入物具有均匀的热性质，即在相同温度下熔化和固化。
本发明还涉及一种涂料刷头，其包括刷毛或单丝束和通过如上所述的方法获得的聚合物刷毛载体。
刷毛/单丝束可以可拆卸地附接到聚合物刷毛载体。
在本发明的一个方面中，刷毛/单丝束和聚合物刷毛载体熔合在一起。
在本发明的另一方面中，聚合物刷毛载体可拆卸地附接到涂料刷柄。
聚合物刷毛载体与涂料刷柄的附接可通过搭扣配合(snap-fit)连接装置、枢转连接装置、滑动连接装置或任何其他合适的连接装置来提供。
因此，提供了一种可互换的涂料刷头，其配置为与对应的涂料刷柄一起使用。此外，提供了一种不使用有毒性粘合剂的涂料刷头，并且其中，缩短了总制造时间。
本发明还涉及一种涂料刷，其包括通过如上所述的方法获得的刷毛/单丝束和/或如上所述的涂料刷头。
因此，提供了一种可互换的涂料刷头和一种配置为与这种涂料刷头一起使用的涂料刷柄。此外，提供了一种不使用有毒性粘合剂的涂料刷，并且其中，缩短了总制造时间。
附图说明
现在将参考示出了本发明的实施方式的附图来更详细地解释本发明。
图1示出了根据本发明的刷毛/单丝束，
图2示出了根据本发明的捆扎多根刷毛/单丝的方法的步骤，
图3示出了根据本发明的涂料刷头，该涂料刷头包括聚合物刷毛载体并且可选地是可互换的涂料刷头，
图4示出了根据本发明的包括可互换涂料刷头的涂料刷，
图5示出了根据本发明的包括聚合物插入物的刷毛/单丝束，
图6示出了根据本发明的涂料刷，该涂料刷包括含有聚合物插入物的刷毛/单丝束。
图7a至图7b示出了涂料刷头，其中，聚合物刷毛载体包括要熔化成熔合层的额外材料，并且
图8a至图8b示出了刷毛/单丝束，其中，聚合物插入物的伸出部分熔化成熔合层。
具体实施方式
本发明涉及一种在刷毛的一个端部21，即刷毛的根端部，熔合在一起的刷毛或单丝束20，其与刷毛载体31，任选地聚合物刷毛载体31a，及涂料刷柄41一起使用，以获得涂料刷40。本发明还涉及一种将多根刷毛10捆扎成接合的刷毛束20的方法。在一个端部将刷毛相互连接/固定/附接/接合之前，将各根刷毛或单丝混合、成形和聚集成刷毛束或刷毛簇中的多根这样的刷毛或单丝的方法在本领域中是已知的，在此不作解释。
参考图1，示出了根据本发明的刷毛束20，其包括多根聚集成刷毛组的刷毛10，使得刷毛10沿着其长度彼此相切并对齐，使得刷毛的一个端部21构成平齐的端面23。这组刷毛10被成形为具有预定外周22的形状。刷毛束20还通过借助于激光(未示出)将刷毛10的一个端部21熔合C在一起来获得，使得端面23变成熔融且接合的刷毛24的连续层。
刷毛10的束20可配置为通过刷毛载体31，即金属箍，和/或聚合物刷毛载体31a，即聚合物箍，附接到涂料刷柄41上，如图3、图4和图6所示。
如图1所示，该多根刷毛10可包括具有不同长度和/或直径和/或材料的不同类型的刷毛。或者，该多根刷毛10可仅包括一种类型的具有相同长度、直径和/或材料的刷毛。
参考图2，示出了根据本发明的捆扎多根刷毛10的方法的步骤A-D，其中，第一步骤A包括将预定数量的刷毛10聚集成刷毛组或刷毛束20，以使得刷毛10沿着其长度彼此相切。
接下来的步骤B包括在一个端部21对齐刷毛10以获得平齐的端面23。
接下来的步骤C包括通过激光将刷毛10的一个端部21熔合在一起成为接合的刷毛束20。
步骤D和E都是可选的步骤，其中，它们中的一个或两个可与步骤C同时进行或以任何顺序在步骤C之后进行。步骤D包括将刷毛束20的一个端部21熔合到聚合物刷毛载体31a上。步骤E包括将刷毛束20的一个端部21熔合到聚合物插入物50的至少一部分上。
参考图3，示出了根据本发明的涂料刷头30，其中，涂料刷头30包括通过图2所示的方法步骤A-C获得的刷毛束20，并且通过图2所示的方法步骤D附接到聚合物刷毛载体31a。当将刷毛束20熔合到聚合物刷毛载体31a的内表面上时，可在两个部分之间产生焊接线33。
聚合物刷毛载体31a可包括凹槽、脊部或其他合适的连接装置32，其配置为用于将涂料刷头30固定或可拆卸地附接到涂料刷柄41，如图4所示。因此提供了一种涂料刷40。
参考图5和图6，示出了根据本发明的包括聚合物插入物50的刷毛10的刷毛束20和包括这种刷毛束20的涂料刷40，其中，聚合物插入物50放置在刷毛10的一个端部并沿着刷毛10的部分长度延伸。聚合物插入物50布置为使得刷毛10环绕聚合物插入物50。聚合物插入物50的端面和刷毛的一个端部21可一起构成刷毛10的刷毛束20的平齐端面。当将刷毛10熔合到例如聚合物插入物50的外周时，可在聚合物插入物50和相邻刷毛10之间产生焊接线34。这里，刷毛束20在插入物50周围以及在聚合物插入物和(聚合物)刷毛载体或箍31、31a之间形成环形体积。
如图6所示，聚合物插入物50可沿着刷毛10的长度延伸一段距离，该距离对应于(聚合物)刷毛载体31、31a沿着刷毛10的长度延伸的长度。
根据一个方面，应用激光源以均匀地加热区域，使该多根刷毛/单丝的一个端部21均匀熔合。
由激光施加的温度优选地可足以将该多根刷毛/单丝的一个端部21熔合在一起，并且当将该多根刷毛/单丝的一个端部21熔合在一起时提供坚固且同时柔性的或柔韧的或柔软的熔融物/熔合物，而温度保持在优化水平，因为在熔合期间过高的温度可提供多孔且易碎的熔融物或熔合物。
根据一个方面，在一个或多个步骤中应用激光源。在第一步骤中，预热单丝，在第二步骤中，单丝开始熔化，在第三步骤中，单丝完全熔化。根据一个方面，这三个步骤作为一个步骤来进行。在第一、第二和第三步骤中的一个或多个步骤中，在预定时间期间应用激光源。根据一个方面，激光源以在单丝上前后行进的图案来应用。根据一个方面，激光源以圆形图案应用在单丝上。
参考图7a至图7b，示出了根据本发明的涂料刷头30，其中，聚合物刷毛载体31a包括额外材料35，额外材料至少部分地布置在聚合物刷毛载体31a的内表面上或者作为部分地或完全地围绕聚合物刷毛载体31a的内表面的圆周边缘。如图7a所示，额外材料35可以是沿着内表面的整个圆周延伸的伸出脊部。额外材料35可以是多个连续的或不连续的，即分离的伸出脊部(未示出)。如图7b所示，额外材料35可通过激光熔化成覆盖该多根刷毛10的端面23的熔合层60。
因此，该多根刷毛10和聚合物刷毛载体可一次性熔合在一起，即在一个方法步骤中熔合在一起。
参考图8a至图8b，示出了根据本发明的刷毛束20。如图8a所示，聚合物插入物50可布置为使得聚合物插入物50的一部分从该多根刷毛10的端面23伸出。如图8b所示，聚合物插入物50的伸出部分可借助于激光熔化成覆盖该多根刷毛10的端面23的熔合层70。
因此，在一个方法步骤中，可将该多根刷毛和聚合物插入物熔合在一起。聚合物插入物50的伸出部分可通过激光来熔化。
聚合物插入物50可以是等边的形状，使得在熔合过程之前和熔合过程中正确地定向，并且不会相对于构成本发明的涂料刷和涂料刷头的周围部件倾斜。
在附图和说明书中，已经公开了实例性实施方式。然而，可对这些实施方式进行许多变化和修改。因此，尽管采用了特定术语，但其仅在一般和描述性意义上使用，而不是为了限制的目的，实施方式的范围由所附权利要求书限定。

Claims (11)

1.一种对用于涂料刷（40）的多根单丝（10）进行捆扎的方法，包括：
- 将预定量的单丝（10）聚集成单丝（10）的组（20），以使得所述单丝沿着所述单丝的长度彼此相切，
- 在所述单丝的一个端部（21）处将所述单丝（10）对齐，从而得到平齐的端面（23），并且其中，聚合物插入物（50）的端面和所述单丝的所述一个端部（21）一起构成所述单丝（10）的束（20）的平齐端面，
- 在所述端面（23）处通过激光将所述单丝（10）的所述一个端部（21）熔合在一起，以形成单丝的接合束（20），
所述方法还包括：
- 将所述单丝（10）的束（20）的所述一个端部（21）熔合到聚合物插入物（50）的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的对多根单丝（10）进行捆扎的方法，其中，通过激光进行的熔合是通过以预定图案移动激光来进行的，所述图案被配置为均匀地分配对所述单丝（10）的所述一个端部（21）的加热。
3.根据权利要求1或2所述的对多根单丝（10）进行捆扎的方法，其中，通过激光进行的熔合是通过激光在所述单丝（10）的所述一个端部（21）的位置处散焦来进行的。
4.根据权利要求1或2所述的对多根单丝（10）进行捆扎的方法，还包括将所述单丝（10）的束（20）的所述一个端部（21）熔合到聚合物刷毛载体（31a）。
5.根据权利要求4所述的对多根单丝（10）进行捆扎的方法，还包括将所述单丝（10）的束（20）的所述端面（23）的外周（22）熔合到所述聚合物刷毛载体（31a）。
6.根据权利要求4所述的对多根单丝（10）进行捆扎的方法，还包括使在所述聚合物刷毛载体（31a）中包含的额外材料（35）熔化，以使得所述额外材料（35）构成至少部分地覆盖所述端面（23）的熔合区域/体积/层（60）。
7.根据权利要求4所述的对多根单丝（10）进行捆扎的方法，其中，所述多根单丝（10）和/或聚合物刷毛载体（31a）和/或聚合物插入物（50）由聚酯制成。
8.涂料刷头（30），包括通过根据权利要求4至7中任一项所述的方法获得的单丝（10）的束（20）和聚合物刷毛载体（31a）。
9.根据权利要求8所述的涂料刷头，其中，所述单丝（10）的束（20）和所述聚合物刷毛载体（31a）熔合在一起。
10.根据权利要求8或9所述的涂料刷头，其中，所述聚合物刷毛载体（31a）可拆卸地附接到涂料刷柄（41）。
11.涂料刷（40），包括通过根据权利要求1至7中任一项所述的方法获得的单丝（10）的束（20）和/或根据权利要求8至10中任一项所述的涂料刷头（30）。
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