DE102008039778A1

DE102008039778A1 - Verfahren zur Herstellung von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten

Info

Publication number: DE102008039778A1
Application number: DE102008039778A
Authority: DE
Inventors: Bart Gerard Boucherie
Original assignee: GB Boucherie NV
Current assignee: GB Boucherie NV
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2010-03-04
Also published as: EP2337474B1; CN102159115A; EP2337474A2; CN102159115B; KR20110056381A; WO2010025820A2; WO2010025820A3

Abstract

Zur Herstellung von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, werden Trägerplättchen mit Löchern für Faserbündel und wenigstens einem Loch oder einer Aussparung für ein weichelastisches Element verwendet. Die Faserbündel werden in die Löcher eingeführt, und die aus den Löchern austretenden Befestigungsenden der Faserbündel werden durch Verschmelzen an dem Trägerplättchen befestigt. Das Loch bzw. die Aussparung für ein weichelastisches Element wird dabei von Schmelze zumindest weitgehend freigehalten. Das weichelastische Element wird hergestellt durch Spritzen in einer Spritzgießform durch das Loch bzw. die Aussparung unter Bildung einer Schicht des weichelastischen Materials auf der Seite der verschmolzenen Befestigungsenden der Faserbündel. Das Trägerplättchen wird vor oder nach dem Spritzen des weichelastischen Materials mit einem Bürstenkörper vereinigt. Dazu wird der Bürstenkörper entweder getrennt hergestellt und mit dem Trägerplättchen durch Verschweißen oder dergleichen verbunden oder es wird das Trägerplättchen mit der Masse des Bürstenkörpers umspritzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten.
Traditionell erfolgt die Befestigung von Borstenbündeln oder Faserbündeln an Bürstenkörpern mittels Schlingen oder metallischen Ankerplättchen. Bei Verfahren, die ohne Schlingen oder Ankerplättchen auskommen, werden Faserbündel an Trägerplättchen befestigt, indem ihre Befestigungsenden in Löcher des Trägerplättchens eingeführt und auf dessen Rückseite verschmolzen werden. Es besteht vielfach der Wunsch, außer den üblichen Borsten und Faserbündeln auch Reinigungselemente in das Borstenfeld zu integrieren (z. B. Reinigungselemente aus weichelastischem Material, Stifte, Stäbchen, Plättchen usw.). Zu diesem Zweck werden die Trägerplättchen mit zusätzlichen Löchern oder Aussparungen versehen, in die das weichelastische Material mit einer Spritzgießtechnik eingebracht wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, das in den beigefügten Patentansprüchen angegeben ist, wird zugleich mit der spritztechnischen Herstellung des weichelastischen Elements oder mehrerer weichelastischer Elemente eine durchgehende Schicht des weichelastischen Materials auf der Rückseite des Trägerplättchens gebildet. Diese Schicht aus weichelastischem Material kann verschiedenen Zwecken dienen.
Bei einer ersten Ausführungsform des Verfahrens wird das Trägerplättchen, nachdem die Faserbündel daran befestigt sind, an einem Bürstenkörper befestigt.
Alternativ wird das Trägerplättchen mit den daran befestigten Faserbündeln in eine Spritzgießform eingebracht und umspritzt, um den Bürstenkörper zu bilden. In beiden Fällen bleiben die Löcher oder Aussparungen des Trägerplättchens, die für weichelastische Elemente vorgesehen sind, frei, und in einem anschließenden weiteren Herstellungsschritt wird die weichelastische Masse durch die freien Löcher oder Aussparungen in einer Spritzgießform eingespritzt. Dabei wird eine durchgehende Schicht aus weichelastischem Material auf der Rückseite des Bürstenkörpers gebildet. Diese Schicht aus weichelastischem Material ist einteilig mit den weichelastischen Elementen verbunden, die in das Borstenfeld integriert sind. Die an der Rückseite des Bürstenkörpers frei liegende Schicht aus weichelastischem Material kann die Funktion eines Zungenreinigers haben oder auch lediglich der Bürste gewünschte optische oder auch haptische Eigenschaften verleihen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird die Schicht aus weichelastischem Material ebenfalls auf der Rückseite des Trägerplättchens gebildet, liegt jedoch unmittelbar über der Schicht der verschmolzenen Befestigungsenden der Faserbündel. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens wird das Trägerplättchen mit den daran befestigten Faserbündeln in eine Spritzgießform eingebracht, und die weichelastische Masse wird durch die von der Schmelze freigelassenen Löcher oder Aussparungen des Trägerplättchens gespritzt. Die Schicht aus weichelastischem Material auf der Rückseite des Trägerplättchens deckt die verschmolzenen Befestigungsenden der Faserbündel ab und wird einteilig mit den stift- oder plättchenförmigen, weichelastischen Elementen gespritzt, die in das Borstenfeld integriert werden. Anschließend wird das Trägerplättchen mit daran befestigten Faserbündeln, weichelastischen Elementen und der Schicht aus weichelastischem Material mit einem Bürstenkörper verbunden. Dazu kann es an einem fertigen Bürstenkörper befestigt werden, beispielsweise durch Verschweißen, oder es wird in einer Spritzgießform zur Bildung des Bürstenkörpers umspritzt. Bei dieser Ausführungsform ist die Schicht aus weichelastischem Material im Inneren der Bürste angeordnet und nach außen nicht sichtbar. Ihre Funktion besteht darin, eine perfekte Abdichtung auf der Rückseite des Trägerplättchens zu bilden. Diese Abdichtung ist einerseits im Gebrauch der Bürste, besonders als Zahnbürste, nützlich, da sie jegliches Eindringen von Feuchtigkeit oder Fremdkörpern in den Innerraum der Bürste verhindert. Besonders nützlich ist die Abdichtung durch die Schicht aus weichelastischem Material, wenn das Trägerplättchen zur Ausbildung des Bürstenkörpers in einer Spritzgießform mit Kunststoffmasse umspritzt wird. Bei diesem Vorgang muß darauf geachtet werden, daß die gespritzte plastische Masse nicht in die Bündellöcher eindringt, was einen kritischen Spritzdruck zur Folge hat. Durch die Abdichtung der Bündellöcher mit der Schicht aus weichelastischem Material wird der Spritzdruck gut beherrschbar.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Bürsten vorgeschlagen, bei dem gleichfalls die Faserbündel durch Verschmelzen der befestigungsenden an einem Trägerplättchen befestigt werden und das Trägerplättchen außer den Bündellöchern wenigstens ein weiteres Loch oder eine Aussparung aufweist. Das weitere Loch oder die Aussparung kann sowohl zum Anspritzen eines weichelastischen Elements als auch zur späteren Anbringung von separat hergestellten Teilen wie sog. Stimulatoren verwendet werden. In jedem Fall wird dafür gesorgt, daß die Schmelze der Faserbündel das weitere Loch oder die Aussparung nicht verschließt. Erreicht wird dies durch Begrenzen des Flusses der Schmelze mittels geeignet geformter Randkonturen an den Trägerplättchen, Umrandungen an einem zum Schmelzen verwendeten erhitzten Stempel oder mittels einer Maske.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
1 verschiedene Schritte einer ersten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens in Draufsicht;
2 dieselben Schritte der ersten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens in Perspekti8vansicht von der Vorderseite;
3 dieselben Schritte der ersten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens in Perspekti8vansicht von der Rückseite;
4 verschiedene Schritte einer zweiten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens in Draufsicht;
5 dieselben Schritte der zweiten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens in Perspekti8vansicht von der Vorderseite;
6 dieselben Schritte der zweiten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens in Perspekti8vansicht von der Rückseite;
7 bis 9 dieselben Schritte der ersten Ausführungsform bei einer anderen Bürste;
10 bis 12 dieselben Schritte der zweiten Ausführungsform bei einer anderen Bürste; und
13 eine schematische Perspektivansicht zur Veranschaulichung eines besonderen Aspekts der Erfindung.
Vier Schritte einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Bürste, hier einer Zahnbürste, sind in 1a bis d dargestellt. 1a ist die Draufsicht eines Trägerplättchens 10 aus Kunststoff, das eine Gruppe von Bündellöchern 12 aufweist, deren Anordnung einem gewünschten Borstenbild entspricht. Zusätzlich zu diesen Bündellöchern 12 sind weitere Löcher 14 vorhanden, die eine besondere Bestimmung haben. Das Trägerplättchen 10 hat eine allgemein ovale Form entsprechend dem Kopf einer Zahnbürste. Es kann durch Spritzgießen hergestellt werden.
In die Bündellöcher 12 des Trägerplättchens 10 werden Faserbündel 16 eingeführt, deren Befestigungsenden auf der Rückseite des Trägerplättchens geschmolzen werden, um die Faserbündel an dem Trägerplättchen zu befestigen. Das Trägerplättchen 10 mit den daran befestigten Faserbündeln 16 ist in den 1b, 2b und 3b dargestellt. Man erkennt, daß die speziellen Löcher 14 unbestückt sind. Die 3b zeigt, daß die geschmolzenen Befestigungsenden der Faserbündel 16 eine durchgehende Schicht 17 auf der Rückseite des Trägerplättchens 10 bilden. In dieser durchgehenden Schicht 17 der Schmelze sind Flächenbereiche ausgespart, die den speziellen Löchern 14 entsprechen, so daß diese frei von Schmelze bleiben. Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Eine erste Maßnahme besteht darin, das Trägerplättchen 10 mit Schmelzrändern auszuführen, die den Bereich abgrenzen, in den die Schmelze fließen kann. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, zum Schmelzen einen Heizstempel zu benutzen, dessen mit den Faserenden in Berührung kommende Flächen Randkonturen aufweisen, die den Fluß der Schmelze begrenzen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Maske über das Trägerplättchen zu legen, wobei diese Maske geeignet gestaltete Ränder aufweist, die den Fluß der Schmelze begrenzen. Weiter unten wird unter Bezugnahme auf 13 eine Ausführungsform beschrieben, bei der eine solche Maske zum Einsatz kommt.
In den 1c, 2c und 3c ist das Trägerplättchen mit den daran befestigten Faserbündeln mit dem Kopf eines Bürstenkörpers 18 verbunden. Die Verbindung des Trägerplättchens mit dem Bürstenkörper kann auf zweierlei Weise erfolgen. Bei einer ersten Variante wird der Bürstenkörper gesondert hergestellt und mit einer Ausnehmung versehen, in die das Trägerplättchen mit den daran befestigten Faserbündeln eingesetzt wird. Anschließend wird das Trägerplättchen mit dem Kopfbereich des Bürstenkörpers verschweißt, um eine unlösbare Verbindung herzustellen. Gemäß einer zweiten Variante wird das Trägerplättchen mit den daran befestigten Faserbündeln in eine Spritzgießform eingebracht und mit Kunststoff umspritzt, wodurch Kopf und Stiel des Bürstenkörpers geformt werden. Bei beiden Varianten bleiben die speziellen Löcher 14 zumindest weitgehend frei. Wie in 3c zu erkennen ist, gehen die speziellen Löcher 14 bis zur Rückseite des Bürstenkopfes durch, da der Bürstenkörper im Kopfbereich entsprechende Ausnehmungen hat. Ferner ist der Bürstenkörper auf der Rückseite seines Kopfbereichs mit einer flachen Ausnehmung 20 versehen.
Der Bürstenkörper 18 mit daran befestigtem Trägerplättchen 10, wie in den 1c, 2c und 3c dargestellt, wird anschließend in eine Spritzgießform eingebracht, um in einem weiteren Herstellungsschritt eine weichelastische Masse, ein Elastomer wie TPE oder dergleichen, durch die speziellen Löcher 14 und geeignete Kavitäten einzuspritzen, so daß stiftförmige Elemente 22 aus weichelastischem Material in den Löchern 14 verankert werden. Diese weichelastischen Elemente 22 sind Bestandteil des Borstenfeldes und befinden sich bei der hier gezeigten Ausführungsform an den beiden Längsrändern des Bürstenkopfes. Zugleich mit den weichelastischen Elementen 22 wird die weichelastische Masse in die Ausnehmung 20 an der Rückseite des Bürstenkopfes gespritzt, so daß eine durchgehende Schicht 24 aus weichelastischem Material entsteht, welche die gesamte Ausnehmung 20 ausfüllt und durch die Löcher 14 hindurch mit den weichelastischen Elementen 22 einteilig verbunden ist. Die Schicht 24 aus weichelastischem Material nimmt somit die Rückseite des Bürstenkopfes ein und kann beispielsweise die Funktion eines Zungenreinigers haben. Ihre Funktion kann aber auch lediglich darin bestehen, der Bürste eine besondere Optik oder Haptik zu verleihen. Die weichelastischen Elemente 22 haben insbesondere eine Reinigungs- oder Massagefunktion.
Die Schicht 24 aus weichelastischem Material muß nicht notwendig in eine Ausnehmung des Bürstenkopfes eingebracht werden. Falls keine Ausnehmung 20 vorhanden ist, wird die Schicht 24 erhaben auf der Rückseite des Bürstenkopfes aufgebracht und hat dieselbe Funktion.
Bei der in den 4, 5 und 6 gezeigten zweiten Ausführungsform sind die ersten Verfahrensschritte identisch und werden daher nicht erneut beschrieben. Bei dem in den 4c, 5c und 6c dargestellten Schritt werden die weichelastischen Elemente 22a unmittelbar an dem Trägerplättchen 10a angespritzt. Dabei wird auf der Rückseite des Trägerplättchens 10a eine durchgehende Schicht 24a aus weichelastischem Material gebildet, welche die im vorausgegangenen Schritt gebildete Schicht 17a aus geschmolzenen Befestigungsenden der Faserbündel vollständig abdeckt. In dem darauffolgenden Schritt, der in den 4d, 5d und 6d dargestellt ist, wird das Trägerplättchen 10a mit den daran befestigten Faserbündeln 16a, weichelastischen Elementen 22a und der Schicht 24a aus weichelastischem Material an einem Bürstenkörper 18a befestigt. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann dies auf zweierlei Weise erfolgen, zum einen durch Befestigen des Trägerplättchens an einem getrennt hergestellten Bürstenkörper, zum anderen durch Umspritzen des Trägerplättchens mit dem Material, aus dem Stiel und Kopf des Bürstenkörpers gespritzt werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform liegt die Schicht 24a aus weichelastischem Material im Inneren des Bürstenkopfes zwischen der Schicht 17a und einer Innenwand des Bürstenkopfes. Die Schicht 24a hat hier hauptsächlich die Funktion einer Dichtung. Sie bildet insbesondere eine perfekte Abdichtung der Bündellöcher 12a sowohl gegen Eindringen von Feuchtigkeit oder Fremdkörpern von außen in das Innere des Bürstenkopfes als auch gegen plastische Masse des Bürstenkörpers beim Umspritzen des Trägerplättchens unter hohem Spritzdruck.
Die 7, 8 und 9 zeigen eine Variante der ersten Ausführungsform des Verfahrens und entsprechen daher weitgehend den 1, 2 und 3. Unterschiedlich ist lediglich die Bürste, insbesondere das Borstenfeld mit einem integrierten weichelastischen Element. Dieses weichelastische Element 22b ist in Draufsicht allgemein kreuzförmig und befindet sich in der Mitte des Borstenfeldes. Entsprechend hat das Trägerplättchen 10b in seiner Mitte eine Aussparung 14b, in der das weichelastische Element 22b verankert wird. Die Herstellung erfolgt in gleicher Weise wie in den 1, 2 und 3 dargestellt und wird daher nicht erneut beschrieben.
Die in den 10, 11 und 12 dargestellten Verfahrensschritte zur Herstellung einer Zahnbürste folgen der zweiten Ausführungsform des Verfahrens und entsprechen somit den 4, 5 und 6, zeigen jedoch eine Variante einer Zahnbürste, die in den 7, 8 und 9 gezeigt ist. Die in den 10, 11 und 12 gezeigten Verfahrensschritte werden daher nicht erneut beschrieben.
Die 13 zeigt die Verwendung einer Maske 28 zur Begrenzung des Flusses der Schmelze, die erzeugt wird, wenn die Befestigungsenden der Faserbündel mit der erhitzten Fläche eines Stempels 30 in Kontakt kommen, in einer Ausführungsform der Bürste, die der in den 7, 8 und 9 oder 10, 11 und 12 entspricht. Die Maske 28 hat einerseits einen Rand, der den Außenrand der geschmolzenen Schicht begrenzt, und andererseits einen Inselbereich 32, der den Bereich um die Aussparung 14b des Trägerplättchens 10 begrenzt. Die Maske 28 wird als Platte beispielsweise aus Stahl hergestellt.
Die beschriebenen Maßnahmen, durch die bestimmte Löcher oder Aussparungen in den Trägerplättchen zumindest weitgehend freigehalten werden, können nicht nur dem Zweck dienen, weichelastische Elemente spritztechnisch zu integrieren. Vielmehr sind auch Ausführungsformen beabsichtigt, bei denen getrennt gefertigte Teile nachträglich in den freigelassenen Löchern, Aussparungen oder Öffnungen angebracht werden.
Auf gleiche Art und Weise kann eine Maske 28 verwendet werden, wenn das Trägerplättchen nur gewöhnliche Bündellöcher und keine speziellen Löcher oder Ausnehmungen für weichelastische Elemente oder dergl. hat. In diesem Fall begrenzt die Maske 28 nur den Außenrand der Schmelze. Hierdurch ist es möglich, völlig flache Trägerplättchen zu verwenden, die keinen angeformten erhabenen Begrenzungsrand für die Schmelze haben, wie z. B. in 12a gezeigt.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, bei dem a) Trägerplättchen mit Löchern für Faserbündel und wenigstens einem Loch oder einer Aussparung für ein weichelastisches Element hergestellt werden; b) die Faserbündel in die Löcher eingeführt werden; c) die aus den Löchern austretenden Befestigungsenden der Faserbündel durch Verschmelzen an dem Trägerplättchen befestigt werden, wobei das Loch bzw. die Aussparung für ein weichelastisches Element von Schmelze zumindest weitgehend freigehalten wird; d) das weichelastische Element hergestellt wird durch Spritzen von weichelastischem Material in einer Spritzgießform durch das Loch bzw. die Aussparung unter Bildung einer Schicht des weichelastischen Materials auf der Seite der verschmolzenen Befestigungsenden der Faserbündel; e) das Trägerplättchen vor oder nach dem Spritzen des weichelastischen Materials mit einem Bürstenkörper vereinigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Vereinigung des Trägerplättchens mit dem Bürstenkörper vor dem Spritzen des weichelastischen Materials erfolgt, der Bürstenkörper das Loch bzw. die Aussparung zum Einspritzen des weichelastischen Materials zumindest teilweise freiläßt und die Schicht des weichelastischen Materials auf der von den Faserbündeln abgewandten Rückseite des Bürstenkörpers angebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Schicht aus weichelastischem Material in eine flächige Aussparung des Bürstenkörpers eingelagert wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Bürstenkörper als separates Teil hergestellt wird, mit dem das Trägerplättchen durch Schweißen, Kleben oder dergl. verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Bürstenkörper durch Umspritzen des Trägerplättchens mit diesem verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Vereinigung des Trägerplättchens mit dem Bürstenkörper nach dem Spritzen des weichelastischen Materials erfolgt und die Schicht des weichelastischen Materials die verschmolzenen Befestigungsenden der Faserbündel abdeckt.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Bürstenkörper als separates Teil hergestellt wird, mit dem das Trägerplättchen durch Schweißen, Kleben oder dergl. verbunden wird, wobei die Schicht aus weichelastischem Material an einer Innenfläche des Bürstenkörpers anliegt.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Bürstenkörper durch Umspritzen des Trägerplättchens und der Schicht aus weichelastischem Material mit beiden verbunden wird.
Verfahren zur Herstellung von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, bei dem a) Trägerplättchen mit Löchern für Faserbündel und wenigstens einem weiteren Loch oder einer Aussparung hergestellt werden; b) die Faserbündel in die Löcher eingeführt werden; c) die aus den Löchern austretenden Befestigungsenden der Faserbündel durch Verschmelzen an dem Trägerplättchen befestigt werden, wobei das weitere Loch bzw. die Aussparung von Schmelze zumindest weitgehend freigehalten wird durch Begrenzen des Flusses der Schmelze mittels Randkonturen am Trägerplättchen, Umrandungen an einem zum Verschmelzen verwendeten erhitzten Stempel oder mittels einer Maske; d) das Trägerplättchen mit einem Bürstenkörper vereinigt wird.
Bürste, insbesondere Zahnbürste, mit einem Bürstenkörper und einem daran befestigten Trägerplättchen, an dem Faserbündel durch Verschmelzen der in Löcher des Trägerplättchens eingeführten Befestigungsenden der Faserbündel befestigt sind und an dem wenigstens ein weichelastisches Element durch Anspritzen befestigt ist, dessen Material ein Loch oder eine Aussparung des Trägerplättchens durchdringt und auf der von den Faserbündeln abgewandten Rückseite des Trägerplättchens eine weichelastische Materialschicht bildet, die durch das Loch oder die Aussparung hindurch mit dem weichelastischen Element verbunden ist.
Bürste nach Anspruch 10, bei der die weichelastische Materialschicht an der von den Faserbündeln abgewandten Rückseite des Bürstenkörpers angeordnet ist und der Bürstenkörper wenigstens einen Durchbruch aufweist, durch den hindurch sich das weichelastische Material bis zu dem weichelastischen Element auf der Seite der Faserbündel erstreckt.
Bürste nach Anspruch 11, bei der die weichelastische Materialschicht in eine flache Ausnehmung an der Rückseite des Bürstenkörpers eingelagert ist.
Bürste nach Anspruch 10, bei der die weichelastische Materialschicht unmittelbar auf den eine Schicht bildenden verschmolzenen Befestigungsenden der Faserbündel aufliegt und auf der von den Faserbündeln abgewandten Rückseite von einer Wand des Bürstenkörpers abgedeckt ist.