DD293718A5

DD293718A5 - TECHNICAL SOLUTION FOR THE PRODUCTION OF BESEN / BRUSHES / BRUSHES FROM THERMOPLASTIC MATERIALS

Info

Publication number: DD293718A5
Application number: DD33985890A
Authority: DD
Inventors: Paul Stiawa
Original assignee: Stiawa Paul,De
Priority date: 1990-04-17
Filing date: 1990-04-17
Publication date: 1991-09-12

Abstract

Die Erfindung betrifft Borstenerzeugnisse, insbesondere Buersten, Besen und Pinsel, und auszerdem ein Verfahren und eine Vorrichtung zu deren Herstellung. In einem Grundkoerper mit planebener Bodenflaeche sind Borstenbueschel ungefaltet mit gespritztem an sich bekanntem Thermoplast stoff- bzw. formschluessig verbunden. Als Borstenmaterial sind verschiedenartige Werkstoffe einsetzbar. Aus einer gewaehlten Anzahl endloser Einzelfaeden gewuenschter Staerke bestehende Borstenschnuere werden durch ein Fuehrungsgitter und anschlieszend durch Bohrungen der Bodenplatte einer zwei- oder mehrteiligen Spritzform gefuehrt, so dasz sie mit ihren freien Enden in den Formenraum hineinragen, der daraufhin mit Thermoplast ausgespritzt wird. Nach Erhaerten des Grundkoerpers werden das obere Teil der Form angehoben, die Borstenschnuere in der erforderlichen Laenge durch die Bodenplatte gezogen und anschlieszend getrennt. Fig. 3{Borstenerzeugnis; Buerste; Besen; Pinsel; Verfahren; Vorrichtung; Herstellung}The invention relates to bristle products, in particular Brush, broom and brush, and also a method and an apparatus for their preparation. In a basic body with a flat bottom surface, bristle brushes are unfolded in the form of a material or molded into a molded thermoplastic known per se. As bristle material different materials can be used. Bristle strings consisting of a selected number of endless individual threads of desired thickness are guided through a guide grid and subsequently through holes in the bottom plate of a two- or multi-part injection mold, so that they protrude with their free ends into the mold space, which is then sprayed with thermoplastic. After Erhaerten of the main body, the upper part of the mold are raised, pulled the bristle strings in the required length through the bottom plate and then separated. Fig. 3 {bristle product; Brush; Broom; Brush; Method; Device; production}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Bristle product, method and apparatus for production

Die Erfindung bezieht sich auf Borstenerzeugnisse, insbesondere Bürsten, Besen und Pinsel, deren Grundkörper aus einem thermoplastischen Material besteht. Sie betrifft weiter ein Verfahren und eine Vorrichtung zu deren Herstellung.The invention relates to bristle products, in particular brushes, brooms and brush, whose base body consists of a thermoplastic material. It further relates to a method and an apparatus for the production thereof.

In der Borstenwarenindustrie hat es nicht an immer wieder neuen Entwicklungsarbeiten gemangelt, um die Borsten in einem oder möglichst wenigen Verfahrensschritten unmittelbar mit dem zu spritzenden, extrudierenden oder ähnlich herzustellenden Borstenträger zu verbinden. Auf diese Weise sollten die offensichtlichen Nachteile des Einpressens, Stopfens, Einziehens, Einklebens oder anderweitigen Verankerns von Borsten oder Borstenbüscheln in vorgefertigte Hohlräume der Bürstenträger vermieden werden.In the bristle industry, there has been no shortage of new development work to connect the bristles in one or as few process steps as possible directly to be sprayed, extruded or similar bristle carrier. In this way, the obvious disadvantages of crimping, stuffing, retracting, gluing or otherwise anchoring bristles or bristle tufts into prefabricated cavities of the brush supports should be avoided.

So ist ein Verfahren zur Herstellung von Bürsten, insbesondere Zahn- oder Nagelbürsten bekannt (DE-OS 2419505), bei dem c!er Borstensatz und der Borstenrücken in einem Stück aus Kunststoff gespritzt sind. Unter Verwendung einer 2- oder 3teiligen Spritzform werden die Borsten zunächst aus Borstenteilen mit wesentlich kürzerer Länge als der endgültigen Länge der Borsten gebildet, anschließend beim Öffnen der Spritzform gestreckt und dadurch mechanisch verfestigt.Thus, a method for the production of brushes, in particular tooth or nail brushes is known (DE-OS 2419505), in which C! He bristle set and the bristle back are molded in one piece from plastic. Using a 2- or 3-part injection mold, the bristles are first formed from bristle portions of substantially shorter length than the final length of the bristles, then stretched upon opening the mold and thereby mechanically consolidated.

Trotz einer Reihe fertigungstechnischer Vorteile weisen die nach diesem Verfahren hergestellten Erzeugnisse nur unzulängliche Gebrauchseigenschaften auf. Da nur Produkte mit einzelnen Borstenf ilamenten und nicht mit Borstenbüscheln gefertigt werden können, ist deren Verwendung sehr begrenzt. Hinzu kommt, daß die Fertigung von Borsten und Borstenkörpern aus dem gleichen Werkstoff und der dann meist erforderliche Einsatz von verhältnismäßig hochwertigem Thermoplast zu nicht vertretbaren Produktionskosten führen.Despite a number of manufacturing advantages, the products produced by this process have only inadequate performance properties. Since only products with individual bristle filaments and not with bristle tufts can be produced, their use is very limited. In addition, the production of bristles and bristle bodies of the same material and then usually required use of relatively high quality thermoplastic lead to unreasonable production costs.

Nach einem anderen bekennten Verfahren (US-PS 2655409) werden Bürsten hergestellt, bei denen das Borstenmaterial in halbkügelförmigen Kalotten an der Bodenfläche des gespritzten Bürstenkörpers eingegossen ist. Die nach diesem Verfahren notwendigen Kalotten zur Aufnahme des Borstenmaterials ermöglichen keine ebene Bodenfläche des Bürstenkörpers, würden leicht zu Verschmutzungen führen und deshalb Anlaß für hygienische Probleme geben. Da außerdem die Borsten nur einige Millimeter in diese Kalotten hineinragen, würde sich das nachteilig auf ihre Verankerung im Bürstenkörper auswirken und nur eine verhältnismäßig geringe Biegewechselbeanspruchung der Borsten zulassen.According to another known method (US-PS 2655409) brushes are produced in which the bristle material is poured in hemispherical domes on the bottom surface of the sprayed brush body. The necessary for this method calotte for receiving the bristle material allow no flat bottom surface of the brush body, would easily lead to contamination and therefore give rise to hygienic problems. In addition, since the bristles protrude only a few millimeters in these calotte, which would adversely affect their anchoring in the brush body and allow only a relatively low bending cycle stress of the bristles.

Bekannt ist weiterhin (DE-PS 845933, EP-OS 0142 885, DE-OS 3642124), die in die Form hineinragenden Borstenbündel vor dem Ausspritzen der Form so zu verformen, daß am Ende der Borstenbündel Verdickungen mit einem die Führungskanäle der Borstenstränge überragenden Durchmesser entstehen. Durch die Verdickungen sollen die Borstenbündel nach dem Ausspritzen kraft- und formschlüssig im Borstenträger verbunden sein.It is also known (DE-PS 845933, EP-OS 0142 885, DE-OS 3642124) to deform the bristle bundles projecting into the mold prior to ejection of the mold such that at the end of the bristle bundles thickening with a diameter exceeding the guide channels of the bristle strands arise. Due to the thickening, the bristle bundles should be non-positively connected after injection in the bristle carrier.

Angesichts der bei diesen Verfahren erforderlichen zusätzlichen technischen Hilfsmittel, wie Wärmequellen für das Erzeugen der Verdickungen und Hülsen zum Führen der Borstenstränge sowie der damit verbundenen zusätzlichen Arbeitstakte sind höhere Kosten und größere Störanfälligkeit die Folge.In view of the additional technical aids required in these methods, such as heat sources for producing the thickenings and sleeves for guiding the bristle strands and the associated additional work cycles, higher costs and greater susceptibility to interference are the result.

Ziel der Erfindung ist es daher, Borstenerzeugnisse, insbesondere Bürsten, Besen und Pinsel, bereitzustellen, die kostengünstig gefertigt werden können, die den hygienischen Anforderungen gerecht werden und die für die jeweils vorgesehene Verwendung hohe Gebrauchseigenschaften aufweisen.The aim of the invention is therefore to provide bristle products, in particular brushes, brooms and brushes, which can be manufactured inexpensively, which meet the hygienic requirements and which have high performance properties for the intended use.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Borstenerzeugnisse mit im thermoplastischen Grundkörper fest verankerten Borsten aus wählbaren verschiedenartigen Werkstoffen und ein rationelles Verfahren sowie eine Vorrichtung zu deren Fertigung zur Verfügung zu stellen.The invention has for its object to provide bristle products with firmly anchored in the thermoplastic body bristles of selectable materials and a rational method and a device for their production available.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Grundkörper mit planebener Bodenfläche Borstenmaterial in Borstenbüscheln in der erforderlichen Länge ungefaltet mit gespritztem an sich bekanntem Thermoplast stoff- bzw. formschlüssig verbunden ist und die Borstenbüschel, die für die vorgesehene Verwendung des Borstenerzeugnisses erforderliche Länge aufweisen.This object is achieved in that material in a basic body with planebenebenfläche bristle material in bristle tufts in the required length unfolded with injected per se known thermoplastic material or positively connected and the bristle tufts, which have required length for the intended use of the bristle product.

Besonders vorteilhaft ist es, thermoplastisches Borstenmaterial zu verwenden, das mit dem gespritzen thermoplastischen Grundkörper unmittelbar verschmolzen ist und über die gesamte Eindringtiefe des Borstenmaterials in den Grundkörper eine stoffschlüssige Verbindung aufweist.It is particularly advantageous to use thermoplastic bristle material which is directly fused with the injected thermoplastic base body and has a material-locking connection over the entire penetration depth of the bristle material into the base body.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Borstenerzeugnisses besteht darin, daß sich bei ungleichen Werkstoff paaren das Borstenmaterial bis zur Höhe des Grundkörpers ungefaltet im gespritzten Thermoplast befindet und in der gesamten Eindringtiefe eine formschlüssige Verbindung mit hoher Auszugsfestigkeit aufweist.A further advantageous embodiment of the bristle product is that pairs with unequal material bristle material is unfolded up to the height of the body in the sprayed thermoplastic and has a positive connection with high pull-out strength in the entire penetration depth.

Zur besseren Handhabung, aus ästhetischen, materialökonomischen oder anderen Gründen kann eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Borstenerzeugnisses auch darin bestehen, daß der thermoplastische Grundkörper mit dem stoff- oder formschlüssig verbundenen Borstenmaterial den Kern eines fertigen, außen aus Holz oder einem anderen gewünschten Material bestehenden Borstenerzeugnisses bildet.For better handling, for aesthetic, material-economical or other reasons, an embodiment of the bristle product according to the invention also consist in that the thermoplastic body with the material or form-fitting connected bristle material forms the core of a finished, outside of wood or other desired material bristle product.

Die neuen Borstenerzeuynisse werden erfindungsgemäß dadurch hergestellt, daß aus einer gewählten Anzahl endloser Einzelfäden gewünschter Stärke bestehende Borstenschnüre durch Bohrungen der Bodenplatte einer zwei- oder mehrteiligen Spritzform geführt werden, mit ihrem freien gespreizten Ende dann in diese Spritzform hineinragen und daraufhin die Form mit dem Thermoplast aufgespritzt wird.The new bristle products are produced according to the invention in that bristle cords consisting of a selected number of endless individual filaments of desired thickness are passed through bores in the bottom plate of a two- or multi-part injection mold, then project into this injection mold with their free spread end and then the mold is sprayed with the thermoplastic becomes.

Zur Vermeidung von Verstrickungen werden die Borstenschnüre dabei zunächst durch ein Führungsgitter gezogen, das zwischen der Bodenplatte der Form und den Spulen bzw. den Fächerbehältern der Knäuel mit dem endlosen Borstenmaterial angeordnetTo avoid entanglements, the bristle cords are first pulled through a guide grid, which is arranged between the bottom plate of the mold and the coils or the fan containers of the ball with the endless bristle material

Nach raschem Abkühlen der Spritzform werden Oberteil und rahmenförmige(s) Mittelteil(e) der Form mit dem erhärteten Borstenträger angehoben und die Borstenschnüre dadurch in der für das Fertigprodukt erforderlichen Länge zuzüglich der für den Borstenträger des Folgeproduktes notwendigen Länge durch die Bohrungen der Bodenplatte gezogen.After rapid cooling of the injection mold upper part and frame-shaped (s) middle part (s) of the mold are raised with the hardened bristle carrier and the bristle cords thereby drawn in the required length for the finished product plus the necessary for the bristle carrier of the follower product length through the holes in the bottom plate.

Während sich der Borstenträger noch in der Form befindet, werden die Borstenschnüre mit einer an sich bekannten Schneidvorrichtung getrennt und sodann die beiden oberen Formteile geöffnet. Das fertige Borstenerzeugnis wird aus dem rahmenförmigen Mittelteil ausgestoßen, die Form insgesamt wieder geschlossen und der nächste Produktionsvorgang ausgelöst.While the bristle carrier is still in the mold, the bristle cords are separated with a known cutting device and then opened the two upper mold parts. The finished bristle product is ejected from the frame-shaped central part, the mold is completely closed again and triggered the next production process.

Praktische Versuche haben gezeigt, daß sich durch das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhafterweise nicht nur gleichartige Thermoplaste für Borsten und Borstenträger verarbeiten lassen, sondern als Borstenmaterial auch unterschiedliche Werkstoffe einsetzbar sind und sich im Borstenträger bei hoher Auszugsfertigkeit verankern lassen.Practical experiments have shown that advantageously not only similar thermoplastics for bristles and bristle carriers can be processed by the method according to the invention, but also different materials can be used as bristle material and can be anchored in the bristle carrier with high extraction efficiency.

Die zur Durchführung des Verfahrens verwendete zwei- oder mehrteilige Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die verwendete Bodenplatte zum Formenraum eine planebene Oberfläche aufweist. Im Unterschied zu bekannten Vorrichtungen besitzt diese Bodenplatte konische, sich zum Formenraum verjüngende Bohrungen, die zylinderförmig auslaufen und deren Durchmesser zum Formenraum so gewählt wird, daß eine leichte Pressung der Borstenschnur erfolgt, die durch Zug überwunden werden kann. Auf diese Weise läßt sich das bei bekannten technischen Lösungen zu verzeichnende Austreten der Spritzgußmasse vermeiden.The two-part or multi-part device used for carrying out the method is characterized in that the base plate used has a flat surface to the mold space. In contrast to known devices, this bottom plate has conical, tapering to the mold space bores, which expire cylindrical and the diameter of the mold space is chosen so that a slight compression of the bristle cord takes place, which can be overcome by train. In this way, it is possible to avoid the leakage of the injection molding compound, which is to be noted in known technical solutions.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigenIn the following the invention with reference to embodiments illustrated in the drawings is described in more detail. In the drawing show

Fig. 1: einen schematischen Teilschnitt einer Vorrichtung zur Herstellung von Bürsten; Fig.2: einen schematischen Detailschnitt einer in Fig. 1 verwendeten Bodenplatte; Fig. 3: einen schematischen Teilschnitt einer Vorrichtung nach Fig. 1 nach dem Anheben des ausgespritzten Formenraumes.1 shows a schematic partial section of an apparatus for producing brushes; FIG. 2 shows a schematic detail section of a base plate used in FIG. 1; FIG. 3 shows a schematic partial section of a device according to FIG. 1 after the ejection of the ejected molding space.

In Fig. 1 ist ein Formwerkzeug, z. B. ein aus drei Teilen bestehendes geöffnetes Spritzwerkzeug dargestellt, bei dem das rahmenförmige Mittelteil 1 und das Oberteil 2 verschiebbar und die zum Formenraum 3 planebene Bodenplatte 4 ortsfest angeordnet sind. Die Teile 1,2 und 4 begrenzen den Formenraum 3, dessen innere Kontur der äußeren Form des Grundkörpers des Borstenerzeugnisses adäquat ist.In Fig. 1 is a mold, for. B. an existing three-part open injection molding tool, in which the frame-shaped central part 1 and the upper part 2 slidably and the mold space 3 flat bottom plate 4 are arranged stationary. The parts 1, 2 and 4 delimit the mold space 3, the inner contour of which is adequate to the outer shape of the main body of the bristle product.

Das Ausführungsbeispiel zeigt, daß die Borstenschnüre 5 von sich in Fächerkästen 6 befindlichen Knäuel 7 endloser Borstenschnüre 5, z.B. bestehend aus 18 Einzelfäden Polyamid mit jeweils 0,35mm Durchmesser zunächst durch ein Führungsgitter 8 und anschließend durch die Bohrungen 9 der Bodenplatte 4 in den Formenraum 3 gezogen werden, der dann ausgespritzt wird.The embodiment shows that the bristle cords 5 are located in hubs 7 of endless bristle cords 5, e.g. consisting of 18 monofilaments polyamide, each having a diameter of 0.35 mm are first pulled through a guide grid 8 and then through the holes 9 of the bottom plate 4 in the mold space 3, which is then ejected.

In Fig. 2 ist ein wesentlicher Teil des Verfahrens, das Führen der Borstenschnüro 5 durch die Bohrungen 9 der Bodenplatte 4 dargestellt. Weiterhin ist erkennbar, daß die Bohrungen 9 nach außen konisch gestaltet sind und zum Formenraum 3 zylinderförmig auslaufen. Der Durchmesser der Bohrungen 9 wird am Übergang zum Formenraum 3 in Abhängigkeit vom Borstenmaterial und der Stärke der Boi'stenschnüre 5 so gewählt, daß diese so weit zusammengepreßt werden, daß sie einerseits durch die Bohrungen 9 de, Bodenplatte 4 gezogen werden können und zum anderen die sich in den Formenraum 3 ragenden Borstenschnüre 5, nachdem sie durch die Bohrungen 9 gezogen wurden, wieder spreizen. Das spritzfähige Borstenträgermaterials kann so zwischen die einzelnen Fäden der Borstenschnüre 5 dringen und mit diesen eine stoff- bzw. formschlüssige Verbindung bilden. Zugleich wird für eine ausreichende Abdichtung des Formenraumes 3 gegen das Austreten von Thermoplast gesorgt und eine planebene Bodenfläche des Borstenerzeugnisses gewährleistet.In Fig. 2 is an essential part of the process, the guiding of the bristle eyelet 5 through the holes 9 of the bottom plate 4 is shown. Furthermore, it can be seen that the holes 9 are conically shaped outwardly and leak to the mold space 3 cylindrical. The diameter of the holes 9 is selected at the transition to the mold space 3 depending on the bristle material and the strength of the Boi'stenschnure 5 so that they are so far compressed that they can be pulled through the holes 9 de, bottom plate 4 on the one hand and on the other the bristle cords 5 protruding into the mold space 3, after they have been pulled through the holes 9, spread again. The sprayable bristle carrier material can thus penetrate between the individual threads of the bristle cords 5 and form a material or positive connection with these. At the same time, a sufficient sealing of the mold space 3 is ensured against the escape of thermoplastic and ensures a flat bottom surface of the bristle product.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Formenraum 3 bereits ausgespritzt ist und das Spritzwerkzeug durch Abheben des oberen Teils 2 zusammen mit dem Mittelteil 1 von der in diesem Ausführungsbeispiel ortsfesten Bodenplatte 4 geöffnet wird. Durch das Anheben der oberen beiden Teile des Spritzwerkzeuges werden die Borstenschnüre 5 durch die Bohrungen 9 der Bodenplatte 4 gezogen. Hier ist erkennbar, daß sich die Gesamtlänge der durch die Bodenplatte 4 gezogenen Borstenschnüre 5 aus der Länge 10 der Borsten des soeben gespritzten Erzeugnisses und der Länge 11 der notwendigerweise in den Formenraum 3 ragenden Borstenschnüre 5 für das im nächsten Spritzvorgang zu fertigende Erzeugnis ergibt. Die Borstenschnüre 5 werden anschließend getrennt 12. Nach Abheben des oberen Teils 2 des Spritzwerkzeuges vom Mittelteil 1 schließt sich das Ausstoßen der fertigen Bürste nach oben an. Sodann werden alle drei Teile des Spritzwerkzeuges geschlossen, und der nächste Spritzvorgang kann eingeleitet werden.Fig. 3 shows an embodiment in which the mold space 3 is already ejected and the injection mold is opened by lifting the upper part 2 together with the central part 1 of the stationary in this embodiment base plate 4. By lifting the upper two parts of the injection tool, the bristle cords 5 are pulled through the holes 9 of the bottom plate 4. Here it can be seen that the total length of the bristle cords 5 drawn through the bottom plate 4 results from the length 10 of the bristles of the just-sprayed product and the length 11 of the bristle cords 5 necessarily projecting into the mold space 3 for the product to be manufactured in the next injection process. The bristle cords 5 are then separated 12. After lifting the upper part 2 of the injection mold from the middle part 1, the ejection of the finished brush closes upwards. Then all three parts of the injection mold are closed, and the next injection process can be initiated.

Claims

1. bristle product, in particular brush, broom, brush, consisting of a base made of thermoplastic and anchored therein composed of filaments bristle cords, which has a flat bottom surface of the body and the unfolded filaments of bristle cords are embedded material or form-fitting.

2. bristle product according to claim 1, wherein the thermoplastic base body and thermoplastic bristle material over the entire penetration depth of the bristles are materially connected.

3. bristle product according to claim 1, consisting of unequal material pair, in which the bristle material is up to the height of the body in the injected thermoplastic and has a positive connection.

4. A bristle product according to claims 1 to 3, which forms the core of a product made externally of wood or of another desired material.

5. A method for producing a bristle product according to claim 1, consisting of a selected number of continuous filaments of desired strength existing bristle cords (5) by a guide grid (8) and then through holes (9) of the bottom plate (4) of an injection molding tool with their free unfolded ends are pulled into the mold space (3), which is then sprayed with thermoplastic and after hardening of the body, the upper part of the mold is raised with this and the anchored bristle cords (5) in the required length through the holes (9) of the bottom plate (4 ) and the bristle cords (5) are subsequently separated with a cutting device.

6. The method of claim 5, wherein the bristle cords (5) in the required length (10) of the bristles of the product plus the length (11) in the mold space (3) protruding bristle cords (5) to be manufactured in the next injection molding Be drawn.

7. The method according to claim 5 and 6, wherein the in the mold space (3) projecting bristle cords (5) are spread in its free end.

8. Apparatus for carrying out the method according to claims 5 to 7, consisting of a two- or multi-part pointed tool in which the bottom plate (4) to the mold space (3) has a flat surface and the mold space (3) tapered holes (9) which has a cylindrical shape.

9. Apparatus according to claim 8, wherein the diameter of the in the bottom plate (4) located holes (9) to the mold space (3) is selected so that a slight compression of the bristle cord (5).