EP2298122B1

EP2298122B1 - Verfahren zur Herstellung von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten

Info

Publication number: EP2298122B1
Application number: EP10007873.2A
Authority: EP
Inventors: Bart Gérard Boucherie
Original assignee: GB Boucherie NV
Current assignee: GB Boucherie NV
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2030-07-28
Also published as: EP2298122A3; CN101999798B; CN101999798A; DE102009039514A1; EP2298122A2

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. Mit diesem "ankerlosen" Verfahren können Faserbündel in nahezu beliebiger Querschnittsform verarbeitet 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. Je höher die Ansprüche an die Gestaltung und Funktionalität der Bürsten sind, desto komplexer und aufwendiger wird ihre Herstellung.
Aus der EP 1 726 237 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Zahnbürsten bekannt, das das Anspritzen weichelastischer Elemente an einen Grundkörper der Zahnbürste in einem separaten Spritzgießwerkzeug und einem separaten Verfahrensschritt vorsieht.
Die WO 2010/025820 A2 zeigt ein Verfahren zur Herstellung einer Bürste, in dem nach dem Beborsten eines Trägerplättchens weichelastische Elemente an das Trägerplättchen angespritzt werden.
Aus der CN 1 259 874 C ist ein Verfahren bekannt, das eine Bürste mit einem Grundkörper bereitstellt, der einen hochgezogenen Außenrand aufweist, welcher verschmolzende Faserenden überragt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, das in den beigefügten Patentansprüchen angegeben ist, werden die Vorteile der spritztechnischen Herstellung mit denen der ankerlosen bzw. schlingenlosen Befestigungstechnik vereint, um auch komplexe Bürstenausführungen rationell herstellen zu können.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1a, 1b und 1c aufeinanderfolgende Schritte des Herstellungsverfahrens in Draufsicht bei einer ersten Ausführungsform einer Zahnbürste;
Fig. 2a, 2b und 2c dieselben Herstellungsschritte in Perspektivansicht;
Fig. 3a, 3b und 3c aufeinanderfolgende Schritte des Herstellungsverfahrens in Draufsicht bei einer zweiten Ausführungsform einer Zahnbürste;
Fig. 4a, 4b und 4c dieselben Herstellungsschritte in Perspektivansicht;
Fig. 5 bis 9 aufeinanderfolgende Herstellungsschritte bei einer Weiterbildung des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Herstellungsverfahrens.

Drei Herstellungsschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Bürste, hier einer Zahnbürste, sind in Figur 1a bis 1c dargestellt. Figur 1 a ist die Draufsicht eines Trägerplättchens 10 aus einem relativ harten Kunststoff, das eine allgemein ovale Form entsprechend dem Kopf einer Zahnbürste aufweist. Es wird in einem Zweikomponenten-Spritzgießwerkzeug einteilig mit weichelastischen stiftförmigen Elementen 12 aus einem Elastomermaterial und mit einer Gruppe von Bündellöchern 14 geformt, deren Anordnung einem gewünschten Borstenbild entspricht. Fig. 2a ist eine entsprechende Perspektivansicht.
In einem zweiten Herstellungsschritt, der in den Fig. 1b und 2b veranschaulicht ist, wird das Trägerplättchen 10 mit den angeformten weichelastischen Elementen 12 in ein Ankerlos-Beborstungswerkzeug eingebracht. Dort werden Faserbündel 16 in die Bündellöcher 14 eingeführt und an dem Trägerplättchen 10 befestigt, indem die durchgeschobenen Enden der Faserbündel 16 auf der Rückseite des Trägerplättchens durch Einwirkung von Hitze verschmolzen werden.
In einem dritten Herstellungsschritt, der in den Fig. 1c und 2c veranschaulicht ist, wird das Trägerplättchen 10 mit den weichelastischen Elementen 12 und den befestigten Faserbündeln 16 in eine Kavität eines Spritzgießwerkzeugs eingebracht, in dem ein Bürstenkörper 18 oder ein Teil davon an das Trägerplättchen 10 angespritzt wird. Der Bürstenkörper 18 kann das Trägerplättchen 10 an dessen Außenrand umgreifen, so dass dieses mit der Kunststoffmasse des Bürstenkörpers teilweise umspritzt wird. Dieser dritte Herstellungsschritt kann in Mehrkomponenten-Spritzgießtechnik ausgeführt werden, so dass z.B. Bürstengriffe oder Bürstenstiele mit eingelagerten Dekorelementen, Schriftzügen oder Funktionsteilen versehen werden können.
Bei der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform einer Zahnbürste sind die stiftförmigen weichelastischen Elemente 12 in zwei Gruppen zu vier Elementen an den äußeren Längsrändern des Trägerplättchens 10 angeordnet.
Bei der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsform einer Zahnbürste wird an dem Trägerplättchen 20 anstelle der stiftförmigen Elemente ein einzelnes allgemein kreuzförmiges weichelastisches Element 22 aus Elastomermaterial geformt, das von in Bündellöcher 24 eingesetzten Faserbündeln 26 umgeben ist. Ansonsten sind die Herstellungsschritte die gleichen wie in den Figuren 1 und 2 und werden daher nicht erneut beschrieben.
In den Fig. 5 bis 9 ist das Trägerplättchen 110 mit einem hochgezogenen Außenrand 110a versehen und hat wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und Fig. 2 Durchgangslöcher für stiftförmige Elemente 112 aus Elastomermaterial sowie durchgehende Bündellöcher 114 für Faserbündel 116. Wie in Fig. 5 zu erkennen ist, bildet die Elastomermasse der Elemente 112 auf der Rückseite des Trägerplättchens 110 einen durchgehenden Materialstrang 112a, der die Befestigungsenden der Elemente 112 verbindet. Fig. 6 zeigt zusätzlich die in die Bündellöcher 114 eingesetzten Faserbündel 116, deren Befestigungsenden anschließend wie in Fig. 7 gezeigt verschmolzen werden und eine zusammenhängende Masseschicht 116a auf der Rückseite des Trägerplättchens 110 bilden. In das außenseitig von dem hochgezogenen Außenrand 110a des Trägerplättchens und bodenseitig durch die Masseschicht 116a sowie den Materialstrang 112a begrenzte Volumen wird dann gemäß Fig. 8 eine Masseschicht 120 eingebracht. Die Masseschicht 120 hat die Funktion einer Sperre gegen den Durchtritt plastifizierter Masse in dem darauffolgenden Herstellungsschritt, bei dem ein Bürstenstiel 118 an das Trägerplättchen 110 angespritzt oder dieses mit der Masse des Bürstenstiels umspritzt wird. Der bei diesem Herstellungsschritt erforderliche Spritzdruck kann - ohne die Sperre durch eine Masseschicht 120 - dazu führen, dass plastifizierte Masse in etwaige zwischen Faserbündeln 116 und Bündellöchern 114 verbliebene Freiräume eindringt und eventuell sogar auf der Außenseite des Trägerplättchens austritt. Durch Steuerung und Begrenzung des Spritzdrucks kann dieser unerwünschten Erscheinung vorgebeugt werden, jedoch unter Inkaufnahme kritischer Verfahrensparameter und unter Verzicht auf hohen Spritzdruck, der zur Erzielung optimaler Qualität des Erzeugnisses erwünscht ist. Die bei mäßigem Druck aufgespritzte Masseschicht 120, die aus einem unkritischen Material bestehen kann, verhindert beim Spritzen des Bürstenstiels zuverlässig den Durchtritt von gespritzter Masse in den Bündellöchern, so dass dieser Herstellungsschritt mit optimal eingestelltem Spritzdruck erfolgen kann.
Bei der in Fig. 9 gezeigten Ausführung ist die Masseschicht 120 von der Masse des Bürstenstiels 118 vollständig umspritzt und somit im Inneren des Bürstenkopfes verborgen. Bei anderen (nicht gezeigten) Ausführungen sind ein oder mehr Flächenbereich der Masseschicht 120 nicht vom Bürstenstiel abgedeckt und treten sichtbar und gegebenenfalls auch haptisch in Erscheinung, indem z.B. die Masseschicht 120 speziell gefärbt oder geformt ist oder aus einem speziellen Material wie Elastomer besteht.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, bei dem
a) ein Trägerplättchen (10; 20; 110) mit Bündellöchern (14; 24; 114) für Faserbündel (16; 26; 116) und wenigstens einem Durchgangsloch oder einer Aussparung für ein weichelastisches Element (12; 22; 112) in einem Zweikomponenten-Spritzgießwerkzeug hergestellt wird;

b) das weichelastische Element (12; 22; 112) hergestellt wird durch Spritzen von weichelastischem Material in einer ersten Spritzgießform des Zweikomponenten-Spritzgießwerkzeugs durch das Durchgangsloch bzw. die Aussparung;

c) in einem nachfolgenden Herstellungsschritt das Trägerplättchen (10; 20; 110) mit dem wenigstens einen weichelastischen Element (12; 22; 112) und mit den Bündellöchern (14; 24; 114) für die Faserbündel (16; 26; 116) in ein Ankerlos-Beborstungswerkzeug eingebracht wird, in dem die Faserbündel (16; 26; 116) in die Bündellöcher (14; 24; 114) eingeführt und an dem Trägerplättchen (10; 20; 110) befestigt werden, indem

d) die aus den Bündellöchern (14; 24; 114) austretenden Befestigungsenden der Faserbündel (16; 26; 116) durch Verschmelzen an dem Trägerplättchen (10; 20; 110) befestigt werden; und

e) in einem anschließenden Herstellungsschritt das Trägerplättchen (10; 20; 110) mit dem weichelastischen Element (12; 22; 112) und mit den Faserbündeln (16; 26; 116) in ein Spritzgießwerkzeug eingebracht wird, in eine zweite Spritzgießform, in der wenigstens ein Teil eines Bürstenkörpers (18) an das Trägerplättchen (10; 20; 110) angespritzt oder das Trägerplättchen (10; 20; 110) bereichsweise mit dem Bürstenkörper (18) umspritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Bürstenkörper (18) in einem Mehrkomponenten-Spritzgießwerkzeug aus mehreren Komponenten geformt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem im Schritt b) mehrere benachbarte weichelastische Elemente (112) durch entsprechende Durchgangslöcher oder Aussparungen des Trägerplättchens (110) mit einem durchgehenden Materialstrang (112a) auf der von den Elementen (112) abgewandten Fläche des Trägerplättchens (110) gespritzt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem nach Schritt d) und vor Schritt e) auf die verschmolzenen Befestigungsenden der Faserbündel (116) eine Masseschicht (120) aufgebracht wird, die im Schritt e) eine Sperre gegen Durchtritt von plastischer Masse durch die Bündellöcher (114) der Faserbündel (116) bildet.