NO165623B

NO165623B - Fremgangsmaate for fremstilling av boerstevarer.

Info

Publication number: NO165623B
Application number: NO861169A
Authority: NO
Inventors: Georg Weihrauch
Original assignee: Schlerf Coronet Werke
Priority date: 1985-03-29
Filing date: 1986-03-24
Publication date: 1990-12-03
Also published as: EP0197384A1; DD244062A5; EP0197384B1; DK137886A; NO861169L; JPS61268208A; ES553490A0; US4892698A; ATE36638T1; NO165623C; DE3511528C1; JP2601452B2; DK137886D0; DK159525B; DK159525C; ES8702780A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av børstevarer som' består av et børstehode av et støp-bart eller skumbart materiale og i dette fastgjorte børstehår av plast, idet børstehårene, enten i form av enkelthår eller børstehårstrenger, innføres gjennom kanaler i en form for børstehodet, idet den ende av hvert børstehår som føres inn i formen smeltes for dannelse av en fortykning, hvoretter formen fylles med børstehodemateriale, idet fortykningene på børstehårene bringes til tettende anlegg mot munningene av føringskanalene.

Kjent teknikk for fremstilling av børstevarer, slik som børs-ter, koster, matter e.l., består i at børstehårene, eventuelt fra en endeløs streng, buntes, sammenføyes og tilskjæres i lengden, hvoretter hver bunt, eventuelt ved bruk av kitt eller klebemasser, festes mekanisk i hull som er dannet i børstehodet. Fremgangsmåten for fremstilling består således hovedsakelig av tre trinn, nemlig fremstilling av børstehår-buntene, fremstilling av børstehodet og sammenføyningen av disse. For å forenkle denne kompliserte fremgangsmåte har ~det etter frembringelsen av plastmaterialer vært gjort mange forsøk på å utnytte de termoplastiske egenskaper til slike plastmaterialer i fremstillingen. Således er det allerede for mange tiår siden blitt foreslått (DE-PS 3 5 5.645) å inn-føre børstehårene med den ende som skal festes, i en hulform for børstehodet, og å fylle hulformen med en masse som kan plastifiseres ved hjelp av varme. Etter herding av denne masse skal børstehårene være forankret i børstehodet. Ved denne metode skjer ingen eller bare en meget dårlig sammen-føyning mellom de glatte børstehårene og materialet i børste-hodet, slik at adhesjonen mellom disse materialer ikke er tilstrekkelig til å gi børstehårene tilstrekkelig uttxek-kingsmotstand. Fremgangsmåten er derfor ikke praktisk brukbar

Denne fremgangsmåte er meget senere på nytt blitt benyttet (DE-PS 89 5.140) og modifisert under erkjennelse av de ovenfor nevnte ulemper, for å kunne anvendes for børstehår og børste-hoder av like materialer, nemlig polyamid eller polyuretan, for å oppnå en slags termisk sammensmelting mellom de to materialene ved den høye bearbeidingstemperaturen. Dermed lar det seg imidlertid bare fremstille børstevarer med egenskaper bestemt av de anvendte materialer, som er begrenset til bestemte anvendelsesformål. Dessuten dreier det seg om forholdsvis høyverdige plastmaterialer, hvilke for mange børstevarer fører til en uakseptabel fordyrelse.

Børstehodene fremstilles idag vanligvis ved sprøytestøping, slik at disse også er egnet for utførelse av den nevnte fremgangsmåte . Det har imidlertid oppstått problemer fordi det flytende material som sprøytes inn i formen trenger inn mellom børstehårene og mellom disse og de kanaler de ledes i, hvilket etter herding fører til en uønsket, uregelmessig flate på børstehodet, på børstehårsiden. Dessuten mister børstehårbuntene i området ved innfestingen i børstehodet sin elastisitet, og, ettersom børstehårene ikke er ført like langt inn, oppviser de forskjellige børstehårbuntene forskjellige bøyeegenskaper. En etterfølgende bearbeiding av festestedene er ikke mulig eller meget komplisert.

For å forbedre innfestingen av børstehårene i børstehodet er det kjent (DE-PS 845.933) å smelte børstehårendene som rager inn i formrommet, og eventuelt å deformere disse, slik at hver børstehårbunt får en fortykning som overstiger diamete-ren, i avstand fra den ene formveggen. Etter sprøytestøping eller skumming omkring børstehårendene er disse formsluttende forankret i børstehodet, slik at det er oppnådd en tilstrekkelig uttrekkingsmotstand. Problemet med at børstehodemate-rialet trenger inn i føringskanalene for børstehårstrengen er imidlertid ikke løst. Det har vært gjort flere forsøk (DE-OS 2.922.877) på å tette føringskanalen for hver børstehårbunt idet sprøytestøpematerialet for eksempel først sprøytes med lavt trykk på den ene formveggen og herder, hvoretter størs-tedelen av sprøytestøpematerialet tilføres formen. Denne fremgangsmåte er, når det ønskes oppnådd en feilfri flate på børstehodet, meget komplisert. Videre har det vært foreslått en intensiv kjøling av kanalene, hvilket ved tettstående børstehårbunter er praktisk talt umulig.

Heller ikke det forslag å opprette et mottrykk mot sprøyte-støpetrykket i føringskanalene er praktisk brukbart, ettersom dette mottrykk fører til en uregelmessig overflate på børste-hodet. Det samme gjelder for lukning av munningene til føringskanalene før sprøytestøpingen, idet kanalene åpnes etter trykkoppbygningen i formen, for deretter å trykke børstehårstrengene inn i det myke, plastiske materialet. Derved påvirkes i alle tilfeller også adhesjonen mellom børstehårene og børstehodematerialet. Heller ikke mekaniske tetninger i området ved føringskanalene, for eksempel ved konusformet innsnevring av munningene eller tetningslepper ved disse in-nebærer noen løsning av problemene, ettersom børstehårene ikke lar seg sammenpakke så tett at det ikke mellom disse gjenstår kapillarmellomrom. Dette gjelder fremfor alt for profilerte børstehår og hule børstehår. Variasjonene i diameter for børstehår av alle typer og tverrsnittsformer som avviker fra sirkelform fører til en bunt med for store mellomrom.

I norsk patentansøkning nr 84.4524 er det foreslått å danne fortykninger, f. eks ved smelting, på de ender av børste-hårene som skal festes i børstehodet, før disse ender an-bringes i en støpeform for sprøytestøping av børstehodet. Resten av børstehårene rager gjennom en perforert plate som danner en vegg i formen. Fortykningene trykkes av trykket som oppstår i formen mot munningskantene av perforeringene i pla-ten, og bevirker tetning av perforeringene for å hindre at støpemateriale lekker ut i disse. Dette krever imidlertid en plutselig og isostatisk trykkoppbygning, noe som ikke er vanlig ved sprøytestøping eller skumming.

I erkjennelse av dette problem går en annen teknologi ut på å fremstille børstehoder og børstehår i en enkelt sprøytestøpe-prosess, idet sprøytestøpeverktøyet har et tilsvarende hulrom for et børstehode og børstehår. En ulempe med dette er at piastbørstenår får sin bøyeevne og sin gjennomoppretningsevne samt sin styrke først og fremst ved strekking av børstehår-materialet. Disse egenskaper har ikke et sprøytestøpt børste-hår. Etter sprøytestøpingen for fremstilling av børster støpt i et stykke (DE-OS 2.155.888, US-PS 2.355.744) må derfor bør-stehårene strekkes etter støpingen. Dette forutsetter kompliserte verktøy og tilsvarende muligheter til fastgjøring på børstehårene for utøvelse av strekkrefter i de enkelte børstehår. Dessuten lar børstehårbunter seg på denne måte praktisk talt ikke stabilisere. For fine børstehår, for eksempel på tannbørster, klesbørster e.l., er denne fremgangsmåte helt ubrukelig. For børstehår og børstehoder av det samme materiale er det dessuten en forutsetning at ut-valget først og fremst bestemmes av de høye krav som stilles til børstehårmaterialet.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en fremgangsmåte som muliggjør fremstilling av børstehår og børstehoder av hvilke som helst støpbare eller skumbare materialer, eventuelt også forskjellige materialer, og slik at det i innfestingen av børstehårbuntene på børstehodet oppnås en absolutt jevn avslutning.

Med et utgangspunkt i den innledningsvis nevnte fremgangsmåte, i hvilken børstehårene smeltes på den ende som rager inn i formrommet, for dannelse av en fortykning, oppnås dette i henhold til oppfinnelsen ved at det tettende anlegg oppnås ved at det utøves strekkrefter i børstehårene.

Oppfinnelsen går således ut fra det kjente faktum at anord-ningen av fortykninger på børstehårendene medfører en feilfri forankring av børstehårene i børstehodet idet børstehårbunten holdes i børstehodet ved formsluttende inngrep. Inntrengning av plastmaterial for støping av børstehodet fra formhulrommet og inn i føringskanalene unngås derved på en sikker måte, ved at munningen til hver føringskanal lukkes av fortykningen på enden av de tilførte børstehår, idet det mellom fortykningen og formveggen kan gjenstå en underskjæring, i hvilket plastmaterialet i børstehodet kan trenge inn, for å forbedre innfestingen. Fortykningen kan være slik utformet at den bare har linjekontakt mot åpningskanten, hvorved det oppnås en særdeles god tetning. Dette kan uten videre oppnås ved at den flate på fortykningen som vender mot børstehårene er krum. En slik krumning dannes som regel av seg selv ved smelting av børstehårendene, idet børstehårene forkortes ved smeltingen og plastmaterialet strømmer sideveis og danner kule- eller perleform. Denne virkning oppnås automatisk på grunn av strekkingen av børstehårene. I stedet kan imidlertid konturen til fortykningen være slik utformet på baksiden at den tilsvarer en tilsvarende kontur i området ved munningen til føringskanalen, for eksempel for å danne en lengere tettespalte e.l.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan anvendes for en hvilken som helst passende materialkombinasjon, særlig for materialer med forskjellige smeltepunkter, slik at børste-varer fremstilt på denne måte lar seg optimalisere med hensyn til anvendelsesformål, teknologiske krav og prisnivå. Fortykningen bevirker en feilfri tetning ved enkeltbørstehår med en tverrsnittsform som avviker fra sirkelform, og også for profilerte eller hule børstehår, enkeltvise eller i bunter.

For den praktiske utførelse av prinsippet i henhold til oppfinnelsen kan det tenkes flere utførelser. Således kan fortykningen før inntrengningen i børstehodematerialet i formen bringes til tettestilling. Dette skjer ved at fortykningen trykkes mot munningen av føringskanalen ved hjelp av strekk-krefter i børstehårene, og det kan på enkleste måte oppnås ved at børstehårene etter dannelse av fortykningen trekkes tilbake i føringskanalen, eller at formhalvdelene føres mot fortykningen inntil fortykningen ligger mot munningen.

I stedet for dette er det videre mulig å bringe fortykningen til tettestilling i forbindelse med fremstillingen, idet den lengde som børstehårstrengen rager inn i formhulrommet samt smelteprosessen velges slik at den smeltede fortykning praktisk talt blir liggende mot munningskanten til førings-kanalen.

Som tidligere antydet kan fortykningen formes før eller under smeltingen av børstehårene og eventuelt formes tilsvarende

som konturen til munningen av føringskanalen. Det er således for eksempel mulig å utforme munningen til føringskanalen med større diameter enn det som er nødvendig for børstehårene, og å utstyre fortykningen med en tilsvarende ansats, som i

tettestillingen er trukket inn i den utvidede munningen av føringskanalen. Derved oppnås foruten en tetning mellom fortykningen og den ytre kant av åpningen en tettespalte mellom den utvidede munningen og ansatsen. I dette tilfelle vil børstehodet på børstehårsiden ha tilsvarende forhøynin-ger, fra hvilke børstehårbuntene rager ut.

I henhold til et annet trekk ved oppfinnelsen kan børste-hårene føres inn i kanalen med en omgivende hylse, og for-tykningen kan utformes mot enden av hylsen. Med denne ut-forming er det særlig mulig å påvirke konturen av baksiden av fortykningen som vender mot formveggen. Denne utførelses-form innebærer dessuten den mulighet å føre hylsen tett inn i kanalen og å trykke fortykningen tettende mot enden av hylsen ved hjelp av trykk- eller strekkrefter. Tetningen skjer således ikke direkte mot munningen av kanalen, men mot hylsen, idet denne, samme med børstehårene trekkes tilbake slik at den flukter med formveggen. Det er imidlertid også mulig å trekke hylsen tilbake i kanalen etter utformningen av fortykningen, og å bringe fortykningen til tettestillingen mot munningen av kanalen.

I henhold til en annen utførelsesform av fremgangsmåten kan også flere børstehår som føres i nabokanaler formes til en sammenhengende fortykning, idet de enkelte fortykninger for-bindes med hverandre via steg e.l. Det må imidlertid gjenstå

tilstrekkelig gjennomføringstverrsnitt for materialet i børstehodet.

I forhold til de kjente fremgangsmåter medfører fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen i alle de beskrevne utførel-sesformer den ytterligere, vesentlige fordel at innfestings-lengden av børstehårene er begrenset til det nødvendige for feilfri fastgjøring, med den følge at børstehodet bare trenger å ha den tykkelse som er nødvendig for stabiliteten, slik at tykkelsen følgelig kan være forholdsvis liten. Dette er særlig av betydning for tannbørster. Videre kan lengden av børstehårene som inngår i innfestingen begrenses til det nød-vendige minimum, slik at børstehårmaterialet kan utnyttes på en økonomisk gunstig måte til det egentlig formål, nemlig dannelsen av utragende børstehår.

I det følgende skal oppfinnelsen forklares nærmere ved hjelp av utførelseeksempler, vist på den vedføyde tegning, som også viser innretninger til bruk ved fremgangsmåten.

Fig. 1 viser en sprøytestøpe- eller skumform etter

utfylling av formhulrommet.

Fig. 2 viser et lignende snitt som fig. 1, etter at

børstehodet er tatt ut av formen.

Fig. 3 viser skjematisk trinn ved fremgangsmåten.

Fig. 4 viser et lignende snitt som fig. 3, gjennom en

annen utførelsesform av en børste.

Fig. 5 viser en ytterligere utførelsesform, vist i snitt. Fig. 1 viser et formeverktøy 1, for eksempel et sprøyte-støpeverktøy, som består av to deler 2, 3, av hvilke formdelen 3 er fast, mens formdelen 2 derimot er forskyvbar for åpning og lukking av formen. De to formdelene 2, 3 avgrenser et formrom 4, med en kontur som tilsvarer ytterkonturen til et børstehode. I formdelen 3 på børstehårsiden er det an-ordnet flere, i det viste eksempel parallelle, føringskanaler 5, og en børstehårstreng 6 er innført i hver kanal, og rager med en ende inn i formrommet 4. Børstehårstrengene 6 kan tilføres som tilkappede bunter eller som endeløst materiale fra en spole.

Før formrommet 4 fylles med materialet i børstehodet smeltes endene av strengene 6, slik at det på hver streng dannes en fortykning 7. Dette kan skje når formen 1 er lukket eller åpen. Dersom formen er lukket kan det for eksempel blåses inn varmluft i formen, med en temperatur som er tilstrekkelig til å smelte børstehårendene. Når formen er åpen kan den nødvendige temperatur oppnås berøringsløst eller ved hjelp av kontaktvarme. Etter eller under dannelsen av fortykningene 7 bringes disse til tettestilling mot åpningskanten 8 til før-ingskanalene. Mellom formveggen til formdelen 3 i området ved munningen 8 til føringskanalene 7 og baksidene av fortykningene 7 er en underskjæring. I den lukkede formen 1 inn-føres materialet for børstehodet i flytende eller plastisk form, eller dannes inne i formen, slik at materialet trenger inn i underskjæringene mellom fortykningene 7 og formveggen i formdelen 3.

Etter herding av børstehodematerialet åpnes formen ved at formdelen 2 beveges bakover (se fig. 2) slik at børstehår-strengene 6 trekkes gjennom føringskanalene 5 i den fast-stående formdelen 3. Bak formdelen 3 kan deretter børste-hårene, når disse utgjør et endeløst materiale, kappes ved hjelp av en kniv 9. Deretter skyves børstehårstrengene 6 på nytt inn i føringskanalene 5 inntil deres ender befinner seg i formhulrommet 4.

I fig. 3 er vist de vesentligste trinn ved fremgangsmåten, i forstørret målestokk. Børstehårstrengen 6 føres så langt inn i føringskanalen 5 i formdelen 3 at den fremre ende 10 passe-rer munningen 8 til føringskanalen 5 og rager inn i formhulrommet 4. I det annet trinn smeltes enden 10 av børstehår-strengen 6 for dannelse av fortykningen 7, og i det viste eksempel benyttes et varmeelement 11 som berøringsløst eller ved kontaktvarme frembringer den nødvendige temperatur. Den dannede fortykning 7 bringes i det tredje trinn til tettestilling mot munningen 8, ved at det trekkes i børstehår-strengen 6. Derved dannes det mellom baksiden av fortykningen 7 og formveggen 12 i formdelen 3 en underskjæring 13 i hvil-

Claims

ken det flytendegjorte materiale i børstehodet kan trenge inn. I utførelsesformen vist i fig. 4 er børstehårstrengen omgitt av en føringshylse 14 som utvendig har tettende anlegg mot føringskanalen 5. Hylsen 14 kan eventuelt ha en særskilt utformet ende 15, mot hvilken fortykningen 7 formes. Før formrommet 4 fylles eller før materialet i formrommet gjøres plastisk, trekkes børstehårstrengen 6 og hylsen 14 tilbake, slik at fortykningen 7 kommer til tettestilling mot munningen 8 til føringskanalen 5. Derved kan føringshylsen enten trekkes lenger tilbake enn børstehårstrengen 6, eller bringes til en stilling der den tilnærmet flukter med munningen 8, slik at det oppnås tetning mellom fortykningen 7 og ende-flaten 15 på hylsen 14 og dessuten mellom hylsen 14 og føringskanalen 5. Fig. 5 viser et utførelseeksempel der fortykningen 7 utformes på en bestemt måte under eller etter mykning av enden til børstehårstrengen 6. I dette tilfelle utstyres fortykningen med en sylindrisk ansats 16. På tilsvarende måte er førings-kanalen 5 i området ved munningen 8 utvidet med et hull 17, med en innerdiameter og dybde som tilsvarer formen til ansatsen 16. Den således dannede fortykning 7 føres inn i hullet 17, slik at det foruten tetningen mellom fortykningen 7 og munningen 8 også dannes en tettespalte mellom ansatsen 16 og hullet 17, for å muliggjøre en trykkøkning. PATENTKRAV 1. Fremgangsmåte for fremstilling av børstevarer som består av et børstehode av et støpbart eller skumbart materiale og i dette fastgjorte børstehår av plast, idet børstehårene, enten i form av enkelthår eller børstehårstrenger, innføres gjennom kanaler i en form for børstehodet, idet den ende av hvert børstehår som føres inn i formen smeltes for dannelse av en fortykning, hvoretter formen fylles med børstehode-

materiale, idet fortykningene på børstehårene bringes til tettende anlegg mot munningene av føringskanalene, karakterisert ved at det tettende anlegg oppnås ved at det utøves strekkrefter i børstehårene.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at fortykningene før til-førselen av børstehodematerialet i formen bringes til tettestilling.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at fortykningene bringes til tettestilling i forbindelse med dannelsen.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at børstehårene trekkes tilbake i kanalene etter dannelsen av fortykningene.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - 4, karakterisert ved at etter dannelsen av fortykningene skyves formhalvdeler som omgir børstehårene mot fortykningene, inntil fortykningene ligger tettende mot munningene av kanalene.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - 5, karakterisert ved at fortykningene tilformes.
7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - 6, karakterisert ved at fortykningene utformes slik at det mellom fortykningene og munningene til kanalene i formveggen dannes underskjæringer.
8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - 6, karakterisert ved at munningene til kanalene utformes med en kontur som er tilpasset formen til fortykningene .
9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - 8,karakterisert ved at børstehårene innføres i kanalene omgitt av hylser, og at fortykningene formes mot ender av hylsene.
10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-8, karakterisert ved at hylsene føres med tett anlegg mot kanalene, og at fortykningene trykkes tettende mot endene av hylsene.
11. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-8, karakterisert ved at hylsene etter tilform-ingen av fortykningene trekkes tilbake i kanalene, og at fortykningene bringes til tettestilling mot munningene av kanalene.
12. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-11, karakterisert ved at flere børstehår i nabokanaler utformes til en sammenhengende fortykning.
13. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-12, karakterisert ved at børstehårene og børste-hodene består av forskjellige materialer.