EP1859705B1 - Bürste und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

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EP1859705B1
EP1859705B1 EP20070009988 EP07009988A EP1859705B1 EP 1859705 B1 EP1859705 B1 EP 1859705B1 EP 20070009988 EP20070009988 EP 20070009988 EP 07009988 A EP07009988 A EP 07009988A EP 1859705 B1 EP1859705 B1 EP 1859705B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shell
brush head
head body
main brush
bristle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP20070009988
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1859705B2 (de
EP1859705A1 (de
Inventor
Markus Hörenbaum
Erwin Buchholz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
M&C Schiffer GmbH
Original Assignee
M&C Schiffer GmbH
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Publication date
Family has litigation
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Application filed by M&C Schiffer GmbH filed Critical M&C Schiffer GmbH
Publication of EP1859705A1 publication Critical patent/EP1859705A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1859705B1 publication Critical patent/EP1859705B1/de
Publication of EP1859705B2 publication Critical patent/EP1859705B2/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B3/00—Brushes characterised by the way in which the bristles are fixed or joined in or on the brush body or carrier
    • A46B3/06—Brushes characterised by the way in which the bristles are fixed or joined in or on the brush body or carrier by welding together bristles made of metal wires or plastic materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B3/00—Brushes characterised by the way in which the bristles are fixed or joined in or on the brush body or carrier
    • A46B3/04—Brushes characterised by the way in which the bristles are fixed or joined in or on the brush body or carrier by mouldable materials, e.g. metals, cellulose derivatives, plastics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B2200/00—Brushes characterized by their functions, uses or applications
    • A46B2200/10—For human or animal care
    • A46B2200/1066—Toothbrush for cleaning the teeth or dentures
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
    • A46D3/005—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies by moulding or casting a body around bristles or tufts of bristles

Definitions

  • the present invention relates to a brush, in particular a toothbrush and a method for its production.
  • the bristle bundles are introduced into channels, which are formed on a small plate, which is also integrated into the brush to be produced.
  • the fastening-side ends of the bristle bundles are melted and shaped according to this prior art, preferably in such a way that the melt produced by heating the fastening-side ends forms a form-fitting manner in the manner of a backing layer on the small plate.
  • the present invention is based on the problem to provide a method for producing a brush and a brush produced by the method, which meets the highest optical and hygienic requirements.
  • a brush whose brush head carries a cleaning element that can be varied in terms of shape and size within wide limits.
  • the present invention also wants to specify a brush that can meet the hygienic, optical and technical requirements that are placed on high-quality brushes, in particular toothbrushes by combining different materials.
  • a brush body made of plastic is first formed, which forms at least one shell which is open towards the top and essentially closed at the bottom.
  • the upper side of the brush base body is understood to mean that side which is surmounted by the cleaning elements, namely the bundles of bristles, and which regularly lies opposite the surface to be cleaned.
  • At this top of the brush head body is open, but has a staggered thereto provided in the bottom, which forms the bottom of the there substantially closed shell.
  • This shell has edges which preferably follow substantially the outer contour of the brush head body. Thereafter, preferably, a circumferential, relatively thin edge protrudes from the bottom surrounding the shell circumferentially.
  • At least one bristle bundle is inserted with its fastening-side end.
  • At this attachment-side end has been formed by melting before insertion into the shell of a thickening.
  • the thickening is usually arranged at a distance from the upper edge of the shell in this.
  • the shell is filled with plastic.
  • This plastic is filled in the molten state and settles upon solidification, for example by cooling and / or crosslinking, to the bottom and the inner edge of the shell and includes the thickening of the attachment-side end of the bristle or bundles.
  • the bristle bundle is fixed to the brush head body.
  • the shell is closed substantially at the bottom, which precludes that the shell may have in its bottom or at its edge an injection port through which the plastic is injected into the shell.
  • the brush head body may have one or more shells into which one or more bundles of bristles protrude.
  • the filling of the plastic can be done up to the upper edge of the shell. Just as well, the plastic can also be filled the edge slightly outstanding. If, for example, a thermoplastic elastomer is used as the plastic for filling the shell, it can project beyond the upper edge of the brush head body formed, for example, from a hard component so as to produce an effective mucous membrane protection which prevents the toothbrush from spreading the oral mucosa against the brush body formed from the hard component nudge.
  • a plurality of shells are formed on the brush head body, they can be filled in relation to the longitudinal extent of the bristle bundles in diverging altitudes with the plastic to create a contoured, projected by bristle bundles surface of the brush head.
  • the areas of different heights can merge intermittently or continuously.
  • a bristle field having a plurality of bristle bundles is stuffed in a perforated field plate which has holding channels for the bristle bundles corresponding to the bristle field. Each individual channel is stuffed with a bundle of bristles.
  • the perforated field plate is applied when filling the shell at its upper edge and thus covers the opening formed by the shell.
  • the perforated field plate is preferably applied to the upper edge of the shell such that the perforated field plate seals the shell.
  • the shell preferably has a circumferential edge in the circumferential direction.
  • the inventive method offers the possibility to fix the bristle bundles with a relatively small injection unit to the brush head body.
  • the shell preferably only the shell must be filled.
  • the filling of the shell can be filled with a hard component, in particular PP.
  • a soft elastic plastic in particular a thermoplastic elastomer.
  • a process management can be formed on the outside of the shell formed by the identical component further functional parts when injecting the soft elastic component into the shell in any case, such as bumpers from the thermoplastic elastomer and / or cleaning elements formed from the thermoplastic elastomer.
  • the brush body after fixing the bristle bundles, i. after filling the shell with the plastic encapsulated on its outside, in particular with a soft elastic plastic component, which serves to further protect the oral mucosa in the manufacture of a toothbrush.
  • the injection opening provided for filling the shell by injecting the plastic through the wall of the brush base body delimiting the shell is preferably overmolded and thus covered on the outside.
  • the encapsulation should preferably take place in such a way that the circumferential edge of the brush head base body is peripherally encapsulated, whereby a further mucous membrane protection is provided on the outer peripheral surface of the brush head main body preferably formed from a hard component.
  • the encapsulation thus forms a circumferential impact protection.
  • the shell is filled by spraying the plastic through a relatively thin wall of the shell, this has the advantage that it can be operated with relatively low pressures, since the flow path from the injection point to the shell is extremely low.
  • This has particular advantages for the position of the bristle bundles after fixing them in the shell.
  • the fundamental problem is that they are displaced from the preset position and fixed in this shifted arrangement and orientation after solidification of the injected plastic mass. Such an impairment need not be feared when injecting at lower speeds and / or lower pressures.
  • the method can thus produce toothbrushes with good quality and exact bundle position.
  • a further preferred embodiment of the present invention preferably further provided on the outside of the brush head body, usually formed in the longitudinal direction of the bristle bundles slots to form superior cleaning elements from the underside of the brush head body with a thermoplastic elastomer.
  • the longitudinal slots can be closed circumferentially by the material of the brush head body.
  • these longitudinal slots are preferably formed by recesses of the brush head main body which are open towards the outside and which, during injection molding, are formed by the brush head main body be closed surrounding injection mold, which acts to form the cleaning elements of the thermoplastic elastomer forming.
  • a brush in particular a toothbrush, is provided with the present invention, which comprises a brush head body which forms at least one shell open to the top.
  • this shell at least one bristle bundle is introduced with its fastening side, provided by melting with a thickened end and fixed by a filled into the shell plastic.
  • a hard component is first injected into an injection mold, which has a mold cavity for forming a brush body.
  • This main body consists of a brush head base body 5, a provided between the thickened handle 4 and the brush head body 5 brush neck 6 and the handle handle 4.
  • the brush body 5 can be encapsulated, subsequently printed and / or decorated.
  • the brush head body 5 forms a shell 8, which is surrounded by one of the circumferential contour of the brush head 2 substantially corresponding edge 10.
  • the shell 8 is bounded and closed on the underside by a bottom 12 which extends parallel to the top of the rim 10.
  • the rear wall 14 provided on the underside of the brush head base body 5 has an injection opening 16, which connects the rear side of the brush head base body 5 with the shell 8.
  • recesses 18 extending at right angles to the upper side of the edge 10 are recessed, which are open to the circumferential outer side of the brush head main body 5. At the position of the recesses 18 of the edge 10 is slightly offset in the direction of the shell 8 inwardly formed.
  • the rear wall 14 formed by the brush head body 5 has a front and a rear raised portion 20 which is exposed on the outside of the brush to be produced.
  • the two distal and proximal raised portions 20 enclose therebetween a slightly inwardly offset rear wall bottom 22, whose front and rear ends are aligned with the respective outer edges of the recesses 18.
  • the injection opening 16 is located in the region of the rear wall bottom 22.
  • the in the Figures 1 and 2 illustrated brush head body 5 is implemented by injection molding production by injecting a hard component into a first injection mold into a second injection mold.
  • This second injection mold is covered by a perforated field plate which is applied to the top of the rim 10.
  • the perforated field plate has holding channels for receiving bristle bundles 24 corresponding to a bristle field 25 of the brush to be produced (cf. FIGS. 7 and 8 The size and arrangement of the bristle bundles 24.
  • the perforated field plate is stuffed with the optionally different sized bristle bundles 24, which are then heated at their attachment-side ends and thereby melted. In the process, a thickening 28 inevitably forms on the individual bristle bundles 24.
  • This thickening 28 is arranged at a distance from the underside of the perforated field plate during installation of the perforated field plate in the second injection mold, as shown schematically in the FIGS. 3 and 4 is shown.
  • the figures show the situation after installation of the perforated field plate in the second injection mold and before the filling of the plastic in the shell 8. How the FIG. 4 can be seen, are the bristle bundles 24 with their thickening 28 at a distance to the upper edge of the shell 8 circumferentially surrounded by the edge 10 of the shell 8.
  • a plastic such as a thermoplastic elastomer in the Bowl 8 injected from behind.
  • the attachment-side ends of the bristle bundles 24 with their thickening 28 are enclosed by the plastic. This solidifies flush with the top of the edge 10.
  • the perforated field plate is in this case against the top of the edge 10 at.
  • the in Fig. 6 obtained intermediate product can be obtained.
  • the bristle bundles 24 are received with their thickening 28 in the solidified in the shell 8 filled plastic 30.
  • the plastic 30 should preferably be adhesion-compatible with the hard-shell component forming the brush head base body 5, in particular in the area of the surface of the brush between the brush head base body and the plastic 30 filled in the shell 8, during intensive use of the brush, to leave no slot in which germs are formed and can infiltrate contaminants.
  • thermoplastic elastomer is injected into a mold cavity, which extends flush between the raised areas 20 of the rear wall 14 and the intermediate product surrounds circumferentially.
  • the third injection mold further has the recesses 18 continuing and extending in the longitudinal direction of the bristle bundles 24 channels.
  • the injected into the mold cavity of the third injection molding thermoplastic elastomer thus fills the back wall bottom 22 to form a heel-free rear wall on the brush head 2, flows through the recesses 18 and into the adjoining channels to form the edge provided cleaning elements 32 of thermoplastic To solidify elastomer.
  • the toothbrush thus produced is with its front portion in the FIGS. 7 and 8 shown.
  • the sealing of the bristle bundles 24 in the plastic 30 offers the possibility to achieve a high design variation by a suitable choice of the plastic.
  • the basic brush head body 5 merely serves to form a shell, which is hardly recognizable, in particular, during the subsequent external molding on the finished brush.
  • the brush head body forms the mechanical skeleton of the finished brush.
  • By filling the plastic in the shell and encapsulation is possible to realize different designs.
  • By placing the perforated field plate on the edge of the one shell a smooth termination and transition can be achieved at the top of the brush.
  • the seams on the finished product sometimes to be recognized when using perforated field plates at the point at which the perforated field plate passes into the injection mold within the cavity can be largely avoided.
  • thermoplastic elastomer which is particularly recommended in the manufacture of toothbrushes for mucosal protection.
  • the method presented by the present invention can be used economically for the production of mass-produced articles by means of plastic injection molding.
  • On a second injection mold, which holds the brush head body back, can be dispensed with in this variant.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Brushes (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bürste, insbesondere eine Zahnbürste und ein Verfahren zu deren Herstellung.
  • Moderne Bürsten, bei denen das Borstenfeld durch unterschiedlich große und unterschiedlich geformte Borstenbündel gebildet werden kann, wie sie insbesondere zur Zahnpflege zum Einsatz kommen, werden heutzutage üblicherweise bei ankerloser Befestigung der Borstenbündel an dem Bürstenkopf hergestellt. Hierzu werden die befestigungsseitigen Enden der Borstenbündel zur Ausbildung einer Verdickung angeschmolzen. Die befestigungsseitigen Enden der Borstenbündel werden danach in einer Spritzgießform eingesetzt und umspritzt. Regelmäßig sind die Verdickungen hierbei mit Abstand zu der die von den Borstenbündeln durchragten Oberseite des Bürstenkopfes angeordnet. Üblicherweise werden die Borstenbündel auf diese Art mit einem den Griffstiel, einen Bürstenhals und einen Bürstenkopf ausbildenden Grundkörper verbunden. Es gibt aber verschiedene Variationen des Verfahrens, denen mitunter die Erkenntnis zugrunde liegt, dass die Borstenbündel mit ihrer Verdickung die nach außen von dem Borstenbündel durchragte Form abdichten sollen.
  • So ist aus der EP 0 623 298 ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnbürste bekannt, bei welchem die Borstenbündel in Kanäle eingeführt werden, die an einer Trägerplatte ausgebildet sind. Das nutzungsseitige Ende wird danach angeschmolzen. Die hierbei ausgebildete Verdickung wird gegen die Kanäle der Trägerplatte angelegt. Die Trägerplatte wird schließlich von hinten umspritzt, um die befestigungsseitigen Enden zu fixieren und glatt zu überdecken, um den hygienischen Anforderungen, die insbesondere an Zahnbürsten gestellt werden, zu entsprechen.
  • Bei einem aus der EP 1 136 017 bekannten Verfahren werden die Borstenbündel in Kanäle eingebracht, die an einem Plättchen ausgebildet sind, welches ebenfalls in die herzustellende Bürste integriert wird. Die befestigungsseitigen Enden der Borstenbündel werden nach diesem Stand der Technik definiert angeschmolzen und umgeformt, vorzugsweise so, dass die durch Erwärmen der befestigungsseitigen Enden erzeugte Schmelze sich formschlüssig nach Art einer Rückenschicht an dem Plättchen ausbildet.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Bürste und eine nach dem Verfahren hergestellte Bürste anzugeben, die höchsten optischen und hygienischen Anforderungen genügt. Insbesondere soll mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Bürste herstellbar sein, deren Bürstenkopf ein Reinigungselement trägt, das in Bezug auf Form und Größe in großen Grenzen variiert werden kann. Dabei will die vorliegende Erfindung auch eine Bürste angeben, die durch Kombination verschiedener Materialien den hygienischen, optischen und technischen Anforderungen, die an hochwerte Bürsten, insbesondere Zahnbürsten gestellt werden, erfüllen kann.
  • Zur Lösung dieses Problems wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 angegeben. Bei diesem Verfahren zur Herstellung einer Bürste wird zunächst ein Bürstengrundkörper aus Kunststoff geformt, der wenigstens eine zu der Oberseite offene, bodenseitig im Wesentlichen geschlossene Schale ausbildet. Als Oberseite des Bürstengrundkörpers wird diejenige Seite verstanden, die von den Reinigungselementen, namentlich den Borstenbündeln, überragt wird und die regelmäßig der zu reinigenden Oberfläche gegenüberliegt. An dieser Oberseite ist der Bürstenkopfgrundkörper offen, hat aber einen hierzu versetzt nach innen vorgesehenen Boden, der den Boden der dort im Wesentlichen geschlossenen Schale ausbildet. Diese Schale hat Ränder, die vorzugsweise im Wesentlichen der Außenkontur des Bürstenkopfgrundkörpers folgen. Danach steht vorzugsweise ein umlaufender, relativ dünner Rand von dem Boden ab, der die Schale umfänglich umgibt. In diese Schale wird wenigstens ein Borstenbündel mit seinem befestigungsseitigen Ende eingesetzt. An diesem befestigungsseitigen Ende ist durch Anschmelzen vor dem Einsetzen in die Schale einer Verdickung ausgebildet worden. Die Verdickung wird üblicherweise mit Abstand zu dem oberen Rand der Schale in dieser angeordnet. Danach wird die Schale mit Kunststoff gefüllt. Dieser Kunststoff wird im schmelzflüssigen Zustand eingefüllt und legt sich beim Erstarren, beispielsweise durch Abkühlen und/oder Vernetzen, an den Boden und den inneren Rand der Schale an und schließt die Verdickung des befestigungsseitigen Endes des oder der Borstenbündel ein. Hierdurch wird das Borstenbündel an dem Bürstenkopfgrundkörper fixiert.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Schale im Wesentlichen bodenseitig geschlossen, was ausschließt, dass die Schale in ihrem Boden oder an ihrem Rand eine Einspritzöffnung aufweisen kann, durch welche der Kunststoff in die Schale eingespritzt wird.
  • Diese Einspritzöffnung wird hierbei vorzugsweise versiegelt. Der Bürstenkopfgrundkörper kann ein oder mehrere Schalen aufweisen, in die für sich ein oder mehrere Borstenbündel hineinragen. Das Füllen des Kunststoffes kann bis an den oberen Rand der Schale erfolgen. Ebenso gut kann der Kunststoff auch den Rand leicht überragend eingefüllt werden. Wird beispielsweise ein thermoplastisches Elastomer als Kunststoff zum Befüllen der Schale verwendet, kann dieser den oberen Rand des beispielsweise aus einer Hartkomponente ausgebildeten Bürstenkopfgrundkörpers überragen, um so einen wirksamen Schleimhautschutz zu erzeugen, der verhindert, dass die Zahnbürste die Mundschleimhäute gegen den aus der Hartkomponente gebildeten Bürstengrundkörper anstoßen. Sofern mehrere Schalen an dem Bürstenkopfgrundkörper ausgebildet sind, können diese in Bezug auf die Längserstreckung der Borstenbündel in voneinander abweichenden Höhenlagen mit dem Kunststoff gefüllt werden, um eine konturierte, von Borstenbündeln durchragte Oberfläche des Bürstenkopfes zu schaffen. Die Bereiche unterschiedlicher Höhe können absatzweise oder kontinuierlich ineinander übergehen.
  • Zur Formgebung der Oberseite der von den Borstenbündeln durchragten Fläche, wird ein mehrere Borstenbündel aufweisendes Borstenfeld in einer Lochfeldplatte bestopft, die dem Borstenfeld entsprechende Haltekanäle für die Borstenbündel aufweist. Jeder einzelne Kanal wird mit einem Borstenbündel bestopft. Die Lochfeldplatte wird beim Füllen der Schale an deren oberen Rand angelegt und deckt somit die durch die Schale gebildete Öffnung ab. Zur Vermeidung von Nachbearbeitungsschritten wird die Lochfeldplatte vorzugsweise derart an den oberen Rand der Schale angelegt, dass die Lochfeldplatte die Schale abdichtet. Hierzu hat die Schale vorzugsweise einen in Umfangsrichtung umlaufenden höhengleichen Rand.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bietet die Möglichkeit, die Borstenbündel mit einer relativ kleinen Spritzeinheit an dem Bürstenkopfgrundkörper zu fixieren. Hierzu muss vorzugsweise lediglich die Schale befüllt werden. Die Füllung der Schale kann mit einer Hartkomponente, insbesondere PP gefüllt werden. Denkbar ist es aber auch, die Schale mit einem weichelastischen Kunststoff, insbesondere einem thermoplastischen Elastomer zu füllen. Bei einer derartigen Verfahrensführung können beim Einspritzen der weichelastischen Komponente in die Schale jedenfalls an der Außenseite der Schale durch die identische Komponente gebildete weitere Funktionsteile ausgebildet werden, wie beispielsweise Stoßleisten aus dem thermoplastischen Elastomer und/oder aus dem thermoplastischen Elastomer gebildete Reinigungselemente.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird der Bürstengrundkörper nach dem Fixieren der Borstenbündel, d.h. nach dem Füllen der Schale mit dem Kunststoff an seiner Außenseite umspritzt, insbesondere mit einer weichelastischen Kunststoffkomponente, die zum weiteren Schutz der Mundschleimhäute bei der Herstellung einer Zahnbürste dient. Beim Umspritzen wird vorzugsweise die zum Füllen der Schale durch Hindurchspritzen des Kunststoffs durch die die Schale begrenzende Wandung des Bürstengrundkörpers vorgesehene Einspritzöffnung überspritzt und damit außenseitig überdeckt. Die Umspritzung sollte vorzugsweise derart erfolgen, dass der umlaufende Rand des Bürstenkopfgrundkörpers umfänglich umspritzt wird, wodurch ein weiterer Schleimhautschutz an der äußeren Umfangsfläche des vorzugsweise aus einer Hartkomponente gebildeten Bürstenkopfgrundkörpers vorgesehen wird. Die Umspritzung bildet somit einen umfänglichen Stoßschutz aus. Sofern die Schale durch Hindurchspritzen des Kunststoffs durch eine relativ dünne Wandung der Schale gefüllt wird, bietet dies den Vorteil, dass mit relativ geringen Drücken gearbeitet werden kann, da der Fließweg vom Einspritzpunkt zu der Schale äußerst gering ist. Dies hat insbesondere Vorteile für die Stellung der Borstenbündel nach Befestigung derselben in der Schale. Bei hohen Einspritzdrücken und/oder Einspritzgeschwindigkeiten besteht das grundlegende Problem, dass diese aus der voreingestellten Lage verschoben werden und nach Erstarren der eingespritzten Kunststoffmasse in dieser verschobenen Anordnung und Ausrichtung fixiert sind. Eine solche Beeinträchtigung muss beim Einspritzen mit geringeren Geschwindigkeiten und/oder geringen Drücken nicht befürchtet werden. Mit dem Verfahren lassen sich somit Zahnbürsten mit guter Qualität und exakter Bündelstellung herstellen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden beim Umspritzen vorzugsweise ferner an der Außenseite des Bürstenkopfgrundkörpers vorgesehene, sich üblicherweise in Längsrichtung der Borstenbündel ausgebildete Schlitze zur Ausbildung von die Oberseite überragenden Reinigungselementen von der Unterseite des Bürstenkopfgrundkörpers mit einem thermoplastischen Elastomer durchspritzt. Die Längsschlitze können hierbei umfänglich durch das Material des Bürstenkopfgrundkörpers geschlossen sein. Vorzugsweise sind diese Längsschlitze indes durch zur Außenseite offene Ausnehmungen des Bürstenkopfgrundkörpers gebildet, die beim Spritzgießen durch das den Bürstenkopfgrundkörper umgebende Spritzgießwerkzeug geschlossen werden, das zur Ausbildung der Reinigungselemente aus dem thermoplastischen Elastomer formgebend wirkt.
  • Im Hinblick auf die vorrichtungsmäßige Lösung des der Erfindung zugrundeliegenden Problems wird eine Bürste, insbesondere eine Zahnbürste, mit der vorliegenden Erfindung angegeben, die einen Bürstenkopfgrundkörper umfasst, der wenigstens eine zu der Oberseite offene Schale ausbildet. In diese Schale ist mindestens ein Borstenbündel mit seinem befestigungsseitigen, durch Anschmelzen mit einer Verdickung versehenen Ende eingebracht und durch einen in die Schale eingefüllten Kunststoff fixiert.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Bürste ergeben sich aus der vorstehenden Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung dieser Bürste.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Draufsicht auf den vorderen Bereich eines Grundkörpers zur Ausbildung eines als Zahnbürste ausgebildeten Ausführungsbeispiels;
    Fig. 2
    eine perspektivische Unteransicht des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels;
    Fig. 3
    die in Fig. 1 gezeigte Ansicht mit an dem Grundkörper vorgesehenen Borstenbündeln;
    Fig. 4
    die Darstellung nach Fig. 3 einer perspektivischen Längsschnittdarstellung;
    Fig. 5
    eine Ansicht entsprechend den Figuren 1 und 3 nach dem Füllen des Kunststofs;
    Fig. 6
    den in Fig. 5 gezeigten Zustand in einer Ansicht gemäß Fig. 2;
    Fig. 7
    eine Darstellung des vorderen Bereichs einer fertiggestellten Bürste in einer Darstellung gemäß Figuren 3 und 5 und
    Fig. 8
    das in Fig. 7 gezeigte Ausführungsbeispiel in einer Ansicht gemäß den Figuren 2 und 6.
  • Zur Herstellung einer Zahnbürste, wie sie mit ihrem vorderen Teil bestehend aus Bürstenkopf 2 und Griffstiel 4 in den Figuren 7 und 8 gezeigt ist, wird zunächst eine Hartkomponente in ein Spritzgießwerkzeug eingespritzt, welches ein Formnest zur Ausbildung eines Bürstengrundkörpers aufweist. Dieser Grundkörper besteht aus einem Bürstenkopfgrundkörper 5, einem zwischen dem verdickten Griffstiel 4 und dem Bürstenkopfgrundkörper 5 vorgesehenen Bürstenhals 6 und dem Griffstiel 4. Der Bürstengrundkörper 5 kann umspritzt, nachfolgend bedruckt und/oder dekoriert werden.
  • Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, bildet der Bürstenkopfgrundkörper 5 eine Schale 8 aus, die durch einen der umfänglichen Kontur des Bürstenkopfes 2 im Wesentlichen entsprechenden Rand 10 umgeben ist. Die Schale 8 wird von einem Boden 12 unterseitig begrenzt und geschlossen, der sich parallel zu der Oberseite des Randes 10 erstreckt. Die an der Unterseite des Bürstenkopfgrundkörpers 5 vorgesehene Rückwand 14 weist eine Einspritzöffnung 16 auf, welche die Rückseite des Bürstenkopfgrundkörpers 5 mit der Schale 8 verbindet. An der Außenseite des Randes 10 sind sich rechtwinklig zu der Oberseite des Randes 10 erstreckende Ausnehmungen 18 ausgespart, die sich zu der umfänglichen Außenseite des Bürstenkopfgrundkörpers 5 offen sind. An der Position der Ausnehmungen 18 ist der Rand 10 in Richtung auf die Schale 8 leicht nach innen versetzt ausgeformt.
  • Wie der Ansicht in Fig. 2 zu entnehmen ist, hat die durch den Bürstenkopfgrundkörper 5 gebildete Rückwand 14 einen vorderen und einen hinteren erhabenen Bereich 20, der an der Außenseite der herzustellenden Bürste frei liegt. Die beiden distalen und proximalen erhabenen Bereiche 20 schließen zwischen sich einen leicht nach innen versetzten Rückwandboden 22 ein, dessen vordere und hintere Enden mit den jeweils äußeren Rändern der Ausnehmungen 18 fluchten. Die Einspritzöffnung 16 befindet sich im Bereich des Rückwandbodens 22.
  • Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Bürstenkopfgrundkörper 5 wird nach spritzgießtechnischer Herstellung durch Einspritzen einer Hartkomponente in ein erstes Spritzgießwerkzeug in ein zweites Spritzgießwerkzeug umgesetzt. Dieses zweite Spritzgießwerkzeug wird durch eine Lochfeldplatte abgedeckt, die an die Oberseite des Randes 10 angelegt wird. Die Lochfeldplatte hat Haltekanäle zur Aufnahme von Borstenbündeln 24 entsprechend einem Borstenfeld 25 der herzustellenden Bürste (vgl. Figuren 7 und 8) bzgl. Größe und Anordnung der Borstenbündel 24. Die Lochfeldplatte wird mit den gegebenenfalls unterschiedlich großen Borstenbündeln 24 bestopft, die daraufhin an ihren befestigungsseitigen Enden erwärmt und dabei angeschmolzen werden. Dabei bildet sich zwangsläufig eine Verdickung 28 an den einzelnen Borstenbündeln 24 aus. Diese Verdickung 28 wird mit Abstand zu der Unterseite der Lochfeldplatte beim Einbau der Lochfeldplatte in das zweite Spritzgießwerkzeug angeordnet, wie dies schematisch in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist. Die Figuren zeigen die Situation nach dem Einbau der Lochfeldplatte in das zweite Spritzgießwerkzeug und vor dem Einfüllen des Kunststoffes in die Schale 8. Wie der Figur 4 zu entnehmen ist, liegen die Borstenbündel 24 mit ihrer Verdickung 28 mit Abstand zu der Oberkante der Schale 8 umfänglich umgeben von dem Rand 10 der Schale 8. Durch die Einspritzöffnung 16 wird nach Schließen des zweiten Spritzgießwerkzeugs nunmehr ein Kunststoff, beispielsweise ein thermoplastisches Elastomer in die Schale 8 von hinten eingespritzt. Die befestigungsseitigen Enden der Borstenbündel 24 mit ihrer Verdickung 28 werden von dem Kunststoff umschlossen. Dieser erstarrt flächenbündig mit der Oberseite des Randes 10. Die Lochfeldplatte liegt hierbei gegen die Oberseite des Randes 10 an. Nach Erstarren des Kunststoffes und Entformen dem zweiten Spritzgießwerkzeug kann das in Fig. 6 gezeigte Zwischenprodukt erhalten werden. Bei diesem sind die Borstenbündel 24 mit ihrer Verdickung 28 in dem erstarrten in die Schale 8 gefüllten Kunststoff 30 aufgenommen. Der Kunststoff 30 sollte vorzugsweise haftungskompatibel mit der den Bürstenkopfgrundkörper 5 bildenden Hartkomponente sein, um insbesondere im Bereich der Oberfläche der Bürste zwischen dem Bürstenkopfgrundkörper und dem in die Schale 8 eingefüllten Kunststoff 30 bei intensiver Benutzung der Bürste keinen Schlitz entstehen zu lassen, in dem sich Keime und Verunreinigungen einnisten können. Es ist aber ebenso möglich, Formschlusselemente an der Schale vorzusehen, die beim Füllen der Schale mit dem Kunststoff 30 umschlossen werden, um den aus dem Kunststoff 30 gebildeten Körper formschlüssig mit dem Kunststoffgrundkörper 5 zu verbinden.
  • Das in den Figuren 5 und 6 gezeigte Ausführungsbeispiel wird nunmehr rückseitig umspritzt. Dabei wird ein thermoplastisches Elastomer in ein Formnest eingespritzt, welches sich flächenbündig zwischen den erhabenen Bereichen 20 der Rückwand 14 erstreckt und das Zwischenprodukt umfänglich umgibt. Das dritte Spritzgießwerkzeug hat ferner die Ausnehmungen 18 fortsetzende und sich in Längsrichtung der Borstenbündel 24 erstreckende Kanäle. Das in das Formnest des dritten Spritzgießwerkzeugs eingespritzte thermoplastische Elastomer füllt somit den Rückwandboden 22 auf, um eine absatzfreie Rückwand an dem Bürstenkopf 2 auszubilden, fließt durch die Ausnehmungen 18 und in die sich daran anschließenden Kanäle, um zur Ausbildung von randseitig vorgesehenen Reinigungselementen 32 aus thermoplastischem Elastomer zu erstarren. Die so hergestellte Zahnbürste ist mit ihrem vorderen Bereich in den Figuren 7 und 8 dargestellt.
  • Das Einsiegeln der Borstenbündel 24 in den Kunststoff 30 bietet die Möglichkeit, durch geeignete Wahl des Kunststoffs eine hohe gestalterische Variation zu erreichen. Der Bürstenkopfgrundkörper 5 dient lediglich der Ausbildung einer Schale, die insbesondere beim nachfolgenden außenseitigen Umspritzen an der fertigen Bürste nur noch kaum zu erkennen ist. Der Bürstenkopfgrundkörper bildet das mechanische Gerippe der fertigen Bürste aus. Durch Einfüllen des Kunststoffs in die Schale und Umspritzen besteht die Möglichkeit, unterschiedliche Gestaltungen zu verwirklichen. Durch Auflegen der Lochfeldplatte auf den Rand der einen Schale kann an der Oberseite der Bürste ein glatter Abschluss und Übergang erzielt werden. Die mitunter beim Einsatz von Lochfeldplatten zu erkennenden Nähte an dem fertigen Produkt an derjenigen Stelle, an der die Lochfeldplatte innerhalb der Kavität in das Spritzgießwerkzeug übergeht, können weitestgehend vermieden werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die von den Borstenbündeln 24 durchragte Oberfläche aus einem thermoplastischen Elastomer auszubilden, was sich insbesondere bei der Herstellung von Zahnbürsten zum Schleimhautschutz empfiehlt. Das mit der vorliegenden Erfindung vorgestellte Verfahren lässt sich wirtschaftlich für die Produktion von Massenartikeln mittels Kunststoffspritzgießen einsetzen. Ferner ist es beim druckarmen Einfüllen von Kunststoff denkbar, den Bürstenkopfgrundkörper allein als Formnetz zu nutzen, das durch die Lochfeldplatte abgedeckt ist. Auf ein ein zweites Spritzgießwerkzeug, welches den Bürstenkopfgrundkörper rückseitig faßt, kann bei dieser Variante verzichtet werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Bürstenkopf
    4
    Griffstiel
    5
    Bürstenkopfgrundkörper
    6
    Bürstenhals
    8
    Schale
    10
    Rand
    12
    Boden
    14
    Rückwand
    16
    Einspritzöffnung
    18
    Ausnehmung
    20
    erhabener Bereich
    22
    Rückwandboden
    24
    Borstenbündel
    26
    Borstenfeld
    28
    Verdickung
    30
    Kunststoff
    32
    Reinigungselement

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Bürste, insbesondere Zahnbürste, bei dem ein Bürstenkopfgrundkörper (5) geformt wird, der wenigstens eine zu der Oberseite offene, bodenseitig im Wesentlichten geschlossene Schale (8) ausbildet, wenigstens ein Borstenbündel (24) mit seinem befestigungsseitigen, durch Anschmelzen mit einer Verdickung (28) versehenen Ende in die Schale (8) eingesetzt wird und durch Füllen der Schale (8) mit Kunststoff (30) das Borstenbündel (24) an dem Bürstenkopfgrundkörper (5) fixiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (8) durch Einspritzen des Kunststoffs (30) durch eine an der Schale (8) ausgebildete Einspritzöffnung (16) gefüllt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff (30) durch die Rückwand (14) des Bürstenkopfgrundkörpers (5) hindurchgespritzt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrere Borstenbündel (24) aufweisendes Borstenfeld (26) in einer den Borstenfeld (26) entsprechende Haltekanäle aufweisenden Lochfeldplatte bestopft wird, die beim Füllen der Schale (8) oberseitig an den Rand (10) angelegt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochfeldplatte die Schale (8) beim Füllen randseitig abdichtet.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bürstenkopfgrundkörper (5) als Teil eines Bürstengrundkörpers mit einem Bürstenhals (6) und einem Griffstiel (4) aus einer Hartkomponente gespritzt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (8) mit einer Weichkomponente, insbesondere einem thermoplastischen Elastomer, gefüllt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Elastomer randbündig in die Schale (8) gefüllt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bürstenkopfgrundkörper (5) nach der Fixierung der Borstenbündel (24) an seiner Außenseite umspritzt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Umspritzen die zum Füllen der Schale (8) durch den Bürstenkopfgrundkörper (5) ausgesparte Einspritzöffnung (16) überspritzt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Rand (10) des Bürstenkopfgrundkörpers (5) umfänglich umspritzt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Umspritzen wenigstens eine an der Außenseite des Bürstenkopfgrundkörpers (5) in Längsrichtung der Borstenbündel (24) ausgesparte Ausnehmung (18) zur Ausbildung von mindestens einem die Oberseite des Bürstenkopfgrundkörpers (5) überragenden Reinigungselement (32) von der Unterseite mit thermoplastischem Elastomer durchspritzt wird.
  13. Bürste, insbesondere Zahnbürste, mit einem Bürstenkopfgrundkörper (5), der wenigstens eine zu der Oberseite offene Schale (8) ausbildet, die mit Kunststoff (30) ausgefüllt ist, wobei in der Schale (8) mindestens ein Borstenbündel (24) mit seinem befestigungsseitigen Ende, welches eine Verdickung aufweist, ankerlos fixiert ist.
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