PL185745B1 - Sposób wytwarzania wyrobów ze szczeciny - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania wyrobów ze szczeciny poprzez zatapianie pojedynczych szczecin oraz szczecin skupionych w peki w plynnej masie i przymocowanie ich do nosnika poprzez utwardzenie masy, zna- mienny tym, ze kazda z pojedynczych szczecin (4) koncem (14) wprowadza sie do jednego z otworów (13) szablonu (7), ma- jacych srednice wieksza od srednicy szcze- ciny (4) tak, ze ich konce (14) wystaja po przeciwnej stronie szablonu (7), nastepnie szczeciny (4) mocuje sie w szablonie (7), z kolei przygotowuje sie lozysko (3) z plynnego utwardzalnego tworzywa, w którym zanurza sie zamocowane konce (14) szczeciny (4), po czym lozysko (3) utwardza sie. Fig.1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wyrobów ze szczeciny.

Pod pojęciem wyroby ze szczeciny rozumieć należy, w przypadku niniejszego opisu, wszelkiego rodzaju szczotki, urządzenia czyszczące z zespołem szczecin, wszelkiego rodzaju pędzle, jak również taśmy, płyty, maty itp. zawierające szczeciny. Chodzić tu może w szczególności o szczotki do pielęgnacji ciała, takie jak szczoteczki do zębów, szczotki do masażu, szczotki do włosów itp. albo o pędzle do nakładania powłok, kosmetyków, medykamentów itp. albo wycieraczki do butów, taśmy szczotkowe, taśmy polerskie itp.

Podczas wytwarzania tego rodzaju wyrobów, szczeciny łączone są zazwyczaj w pęki lub większe pakiety, po czym w tej postaci przymocowuje się je do nośnika szczeciny. Przymocowywanie pęków następowało dawniej w sposób mechaniczny, w ten sposób, że pęk szczeciny zostawał spętlony a następnie za pomocą kotwiczki zamocowany w nośniku szczeciny. Taki sposób zamocowywania jest kosztowny i w praktyce często prowadzi do występowania niepożądanych zjawisk ubocznych, w szczególności w przypadku szczotek higienicznych, ponieważ w otworach w nośniku szczeciny, których występowania nie można w takim wypadku uniknąć, gromadzi się brud i bakterie. W przypadku pęków o większej średnicy albo pakietów szczecin, niezbędnych np. w przypadku pędzli, pęki względnie pakiety zostają zamocowane w łożysku z kitem lub klejem. Pojawienie się szczecin z tworzywa sztucznego stworzyło nowe możliwości w zakresie przymocowywania, a mianowicie zgrzewanie pęków z nośnikiem szczeciny lub zatapianie końców pęków w roztopionym materiale nośnika.

Wszystkie sposoby, w których przewiduje się zatapianie pęków lub pakietów szczecin w mniej lub bardziej płynnej masie i przymocowywanie ich przez utwardzanie tejże masy, mają zasadniczą wadę, polegającą na niewystarczającym zakotwiczeniu szczecin. Wskutek tego pęki muszą zostać po utwardzeniu wyczesane, celem usunięcia luźnych szczecin. Także podczas stosowania cały czas wypadają pojedyncze szczeciny, których odporność na wyrywanie jest niewystarczająca. W wielu przypadkach zastosowania, w szczególności w przypadku pędzli, szczotek powlekających itp., prowadzi to do niepożądanych następstw, ponieważ luźne szczeciny pozostają w nakładanym środku, skąd trudno jest je usunąć bez pozostawiania śladów. W przypadku szczoteczek do zębów może prowadzić to do nadzwyczaj niepożądanych następstw, ponieważ luźne szczeciny często zakleszczają się w przestrzeniach międzyzębowych, skąd trudno jest je usunąć.

Jeśli zarówno nośnik szczeciny jak i szczeciny - tak jak jest to obecnie powszechnie przyjęte - składają się z tworzyw sztucznych i łączone są poprzez zgrzewanie, wówczas muszą one składać się z takiego samego tworzywa sztucznego albo takich doborów tworzyw, które mogą zostać w ten sposób nierozłącznie bezpośrednio ze sobą zgrzane, by uzyskana została wystarczająca trwałość spojenia. Warunek ten spełniają tylko nieliczne zestawienia tworzyw. W przypadku szczotek nośnik szczeciny, który zazwyczaj stanowi również uchwyt albo rękojeść szczotki, powinien z reguły być sztywny i składać się z niedrogiego tworzywa sztucznego, natomiast gdy szczeciny muszą składać się z wysokowartościowego tworzywa sztucznego o większej wytrzymałości na ścieranie, dobrej elastyczności i wyższej wytrzymałości zmęczeniowej na zginanie przy obciążeniu przemiennym. W przypadku nośnika szczeciny wchodziłyby zatem w grę przede wszystkim poliolefiny, natomiast w przypadku szczecin poliamidy. Zarówno ten jak i inne odpowiednie dobory tworzyw sztucznych nie nadają się do zgrzewania albo zgrzewają się bardzo źle. Podobnie ma się rzecz w przypadku wlewania szczecin, ponieważ od powierzchniowych sił przyczepności zależeć tu będzie uzyskanie odpowiedniej wytrzymałości na wyciąganie, a połączenie nierozłączne bezpośrednie powstanie tylko w ograniczonym zakresie. Dlatego też w opisanym wyżej rozwiązaniu, pęki muszą zostać roztopione na swych końcach, przez co utworzą się zgrubienia, dzięki czemu w nośniku wytworzone zostanie dodatkowe zamknięcie siłowe.

Obok tego znane są wyroby ze szczeciny, przy których zespół szczecin składa się zarówno z pęków szczecin jak i pojedynczych szczecin, bądź też wyłącznie z pojedynczych szczecin. Tak więc w opisie patentowym EP 0 165 546 Al opisana jest szczoteczka do zębów, której zespół szczecin składa się częściowo z pęków szczecin i częściowo z pojedynczych szczecin. Pojedyncze szczeciny rozmieszczone są na całej powierzchni nośnika szczeciny, z którym, podobnie jak pęki, są zgrzane. Rozwiązanie takie, wymaga zastosowania jako

185 745 nośniką materiału, którym jest tworzywo sztuczne o parametrach pozwalających na trwałe połączenie ze szczeciną. Ponadto stabilność szczecin, ich elastyczność a przede wszystkim ich sprężystość uzyskiwane są w ten sposób, że wytłaczane monofilamenty, dla nadania im molekularnej orientacji wzdłużnej, zostająpoddane orientowaniu przez rozciąganie względnie wyciąganiu a następnie zazwyczaj także termicznemu stabilizowaniu. Uzyskana w ten sposób molekularna orientacja wzdłużna zostaje utracona w przypadku poddania szczeciny działaniu podwyższonej temperatury. Tak więc podczas zgrzewania zostają uszkodzone mocowane końce szczecin. Szczecina traci swą elastyczność a tym samym zdolność do ponownego przyjmowania pozycji wyprostowanej po zgięciu. Podobne wady występują w przypadku metody polegającej na wtryskiwaniu pęków szczecin do roztopionej masy tworzywa sztucznego korpusu szczeciny, przy czym również w tym przypadku polecane jest zastosowanie szczeciny i nośnika z takiego samego tworzywa sztucznego, co przedstawiono w opisie DE 895 140, 900 809.

W przypadku innej znanej szczoteczki do zębów, przedstawionej w opisie US 4 592 594, pojedyncze szczeciny zostają zebrane w jeden pakiet tworzący cały układ szczeciny, który to pakiet zostaje umieszczony w nośniku w postaci ramy. Szczeciny zostają poddane wzajemnemu zgrzaniu wzdłuż swoich zewnętrznych powierzchni styku. Przy takim rozwiązaniu, obok niebezpieczeństwa uszkodzenia szczecin, odporność na wyciąganie szczecin jest niewystarczająca, ponieważ szczeciny, ze względu na swój okrągły przekrój poprzeczny, w praktyce łączone są tylko liniowo, wzdłuż ich czterech liniowych powierzchni styku.

W przypadku pędzli znane są rozwiązania, przedstawione w opisach DE 1 050 304 A, US 2 664 316 polegające na tym, że cały pakiet szczecin zostaje na swym mocowanym końcu roztopiony i uformowany w płytowe zgrubienie służące do zamocowania pakietu szczecin w nośniku. Znane jest ponadto rozwiązanie DE 812 304B polegające na wlaniu pęku szczecin do płynnej masy tworzywa sztucznego nośnika. Zwłaszcza w przypadku pierwszego z wymienionych rozwiązań dochodzi do opisanego wcześniej uszkodzenia podstawy szczeciny. Dla pędzli sposoby te są niewłaściwe przede wszystkim ze względu na technikę stosowania pędzli, ponieważ przy ciasnym rozmieszczeniu szczecin pędzel ma za mało przestrzeni zbierającej dla przyjmowania środków powlekających. Wspomniane przestrzenie zbierające tworzone są w przypadku pędzli zazwyczaj przez zastosowanie wkładek itp., co przedstawiono w opisach DE 92 06 072 Ul, DE 30 25 010 Al, które umieszczane są w strefie przymocowania szczecin, w ten sposób, że rozpychają na boki znajdujące się na tym obszarze szczeciny, dzięki czemu powstają puste przestrzenie w kształcie komór, przylegające bezpośrednio do wkładek, w których to pustych przestrzeniach znajduje miejsce stosowany środek powlekający, który następnie, przy naciśnięciu na pędzel, zostaje uwolniony dzięki wygięciu się szczecin. Zastosowanie opisanych komór stanowi istotny warunek równomiernego powlekania oraz możliwości pokrywania jednym pociągnięciem pędzla wystarczająco dużej powierzchni. W przypadku szczecin z tworzywa sztucznego ma to szczególnie duże znaczenie, ponieważ w przeciwieństwie do szczecin naturalnych, charakteryzują się one niewielką zdolnością zatrzymywania środka powlekającego. Należy przy tym wziąć pod uwagę, iż w zależności od stosowanych szczotek i pędzli, za pomocą których przenosi się środki powlekające na powierzchnie, ten sam środek może wykazywać różną lepkość. Dotyczy to w szczególności szczoteczek do zębów, za pomocą których nabiera się a następnie rozprowadza środki do pielęgnacji zębów, występujące zarówno w postaci past jak i żelów. Tak więc z punktu widzenia techniki stosowania szczoteczek oraz pędzli, optymalne wyniki uzyskuje się wyłącznie przy użyciu środków powlekających cechujących się określoną lepkością, podczas gdy inne środki powlekające nakładane są w sposób wadliwy. Zjawisko to wymusza, w przypadku pędzli, wytwarzanie ich w szerokim asortymencie a co za tym idzie wypracowanie odpowiednich sposobów produkcji.

Wobec powyższego, podejmowane były próby rozmieszczania szczecin na nośniku szczeciny w układzie pojedynczym. Oprócz wymienionych wyżej sposobów wykorzystujących zgrzewanie, przedstawionych w opisie EP 0 165 546, które są nieprzydatne ze względów materiałowo technologicznych, znany jest sposób przedstawiony w opisie DE 44 10 236, polegający na zapętleniu monofilamentu szczeciny, który następnie w obrębie zapętlenia

185 745 zostaje szeregowo utrwalony przy pomocy nitek wątkowych i osnowowych, po czym w obrębie utrwalenia oblewa się go materiałem plastycznym. Sposób ten jest nadzwyczaj kosztowny a poza tym uzyskuje się przy jego zastosowaniu układ szczeciny o stosunkowo otwartej strukturze. W przypadku specjalnych szczotek o większej średnicy znany jest też sposób, przedstawiony w opisie EP 0 292 693, zgodnie z którym szczeciny są zgrzewane z nośnikiem, bądź też zapętlane i przymocowywane do nośnika szczeciny za pomocą kotwiczki. Znany jest też sposób przedstawiony w opisie GB 2 035 076 A polegający na wtryskiwaniu szczecin w postaci trzpieni i zamocowywaniu ich na nośniku, bądź też wytwarzaniu ich razem z nośnikiem w jednej formie wtryskowej, co przedstawiono w opisach US 3 583 019, CH 661 851 A5. W powyższych przypadkach nie mamy do czynienia ze szczecinami we właściwym tego słowa znaczeniu, lecz z trzpieniopodobnymi wytworami o stosunkowo dużej średnicy, przez co mają one absolutnie niewystarczającą zdolność zatrzymywania środków powlekających, przez co nie nadają się do stosowania w przypadku większości spotykanych szczotek, np. szczotek do włosów itp.

Zadaniem niniejszego wynalazku jest zatem zaproponowanie takiego sposobu wytwarzania, który umożliwi produkowanie wyrobów ze szczeciny z pojedynczo rozmieszczonymi szczecinami z tworzywa sztucznego, w odległościach od siebie uzależnionych przeznaczeniem danego wyrobu.

Zadanie to zostaje rozwiązane w ten sposób, że najpierw każda z pojedynczych szczecin zostaje poprzez swój zamocowywany koniec wprowadzona do jednego z otworów szablonu otworów, przy czym średnica każdego z otworów jest nieznacznie większa od średnicy pojedynczej szczeciny a rozmieszczenie otworów odpowiada położeniu szczecin w układzie szczecin lub w jego części, ponadto szczeciny zostają wprowadzone do otworów na tyle daleko, że ich zamocowywane końce mniej więcej równie daleko wy stają po przeciwnej stronie szablonu otworów, następnie szczeciny zostają zamocowane w szablonie otworów, w sposób zapobiegający ich osiowemu i radialnemu przemieszczaniu się, poza tym przynajmniej na płaszczyźnie zamocowania nośnika szczeciny przygotowane zostaje łożysko z płynnego, utwardzalnego tworzywa, w którym zanurza się zamocowane końce szczeciny, a następnie łożysko utwardza się.

W myśl sposobu według wynalazku szczeciny wprowadzane są do procesu produkcji pojedynczo, i to w takim wzajemnym porządku, który odpowiada ich późniejszemu rozmieszczeniu wewnątrz układu szczecin. Możliwe jest to przy zastosowaniu takich szablonów otworów, w których rozmieszczenie otworów odpowiada rozmieszczeniu pojedynczych szczecin wewnątrz układu szczecin, dzięki czemu szczeciny zostają rozmieszczone jeszcze przed zamocowaniem. Szczeciny zostają przy tym wstępnym rozmieszczaniu zamocowane w ten sposób, że niemożliwe jest ich późniejsze przemieszczanie się radialnie bądź osiowo. Jednocześnie albo uprzednio, na płaszczyźnie zamocowania nośnika szczeciny zostaje przygotowane łożysko z płynnego, utwardzalnego tworzywa. Wystające poza szablon otworów, zanurzone w łożysku zamocowywane końce szczecin zostają pojedynczo i całkowicie oblane płynnym materiałem łożyska, a po jego utwardzeniu trwale z nim związane.

W ten sposób można dokonać połączenia pojedynczych szczecin, o ustalonych wzajemnych odstępach i dającym się z góry określić wzajemnym rozmieszczeniu, z nośnikiem szczeciny. Możliwe jest przy tym, dzięki zastosowaniu odpowiednich szablonów otworów, uzyskanie pożądanych odległości pomiędzy tworzącymi układ szczecin pojedynczymi szczecinami, jak również dowolne ustalenie wzajemnych relacji pomiędzy nimi. W ten sposób uzyskujemy gwarancję, iż szczeciny nie będą zbyt ciasno do siebie przylegać, lecz powstaną kapilary. W zależności od przyjętego wzajemnego przyporządkowania szczecin powstaną kapilary o określonym kształcie, którym można nadać dowolny przekrój, w zależności od przyjętych odstępów pomiędzy szczecinami. W ten sposób można optymalnie ukształtować produkowany wyrób ze szczeciny, ze względu na jego przeznaczenie, w szczególności można dopasować jego geometrię do lepkości stosowanego środka powlekającego. Dla środków powlekających o niskiej lepkości należy przyjąć mniejsze odstępy niż dla środków o wysokiej lepkości.

185 745

Dzięki określeniu odstępów pomiędzy szczecinami uzyskujemy przede wszystkim gwarancję, że zamocowywany koniec każdej z pojedynczych szczecin zostanie w łożysku całkowicie oblany i zatopiony w utwardzanym materiale łożyska. Każda z tworzących układ szczecin zostaje precyzyjnie zakotwiczona i wykazuje taką samą wytrzymałość na wyciąganie. Nie zachodzi potrzeba wygładzania układu szczecin, wypadnięcie pojedynczej szczeciny jest niemożliwe. Ponadto dzięki określonym odstępom zagwarantowane jest nienaganne z punktu widzenia przeznaczenia wyrobu oczyszczanie układu szczecin poprzez wypłukiwanie. Ma to szczególne znaczenie w przypadku szczotek higienicznych, szczoteczek do zębów i pędzli. Poza tym układ szczecin szybko wysycha po użyciu, co utrudnia zagnieżdżanie się bakterii. Ponadto właściwości użytkowe każdej ze szczecin zostają wykorzystane lepiej niż w przypadku rozmieszczenia ich w postaci pęków albo pakietów, w których szczeciny położone wewnętrznie podpierane są przez szczeciny zewnętrzne, wskutek czego ich zdolność zginania pozostaje całkowicie niewykorzystana. Przy tym szczeciny położone zewnętrznie są bardziej obciążone, wskutek czego szybciej się odkształcają lub stają się w inny sposób nieużyteczne, podczas w układzie szczecin składającym się z pojedynczych, osobno rozmieszczonych szczecin, każda z szczecin może w pełni przejawić swoje działanie i wszystkie szczeciny obciążone są praktycznie w tym samym stopniu tak, że wzrasta żywotność wyrobu, ponieważ nie dochodzi do przedwczesnego wypadania pojedynczych szczecin.

Korzystne jest zanurzanie szczecin przy pomocy szablonu otworów w łożysku z płynnego tworzywa. Zamiast tego możliwe jest oczywiście również przemieszczanie łożyska w kierunku nieruchomego szablonu otworów.

W innym wykonaniu głębokość zanurzenia zamocowywanych końców szczecin zostaje z góry określona dzięki temu, że możliwe jest nastawienia drogi przemieszczania szablonu otworów z umocowanymi szczecinami. W ten sposób można uzyskać pożądaną niezbędną długość zalania szczecin, a tym samym z góry, w sposób powtarzalny dokładnie określić ich wytrzymałość na wyciąganie.

Pojedyncze szczeciny mogąbyć dostarczane i wprowadzane do szablonu otworów jako monofilament ciągły. Po utrwaleniu ciągłego monofilamentu w szablonie otworów można od strony wprowadzenia odcinać z niego szczeciny o pożądanej długości. Przycinanie może też nastąpić dopiero po utwardzeniu łożyska.

Dany monofilament ciągły może być uprzednio zgromadzony pojedynczo lub wielokrotnie na szpuli, z której zostaje przycinany. Jeżeli na jednej szpuli zgromadzone będą liczne monofilamenty, to przed dostarczeniem do szablonu otworów zostaną one oddzielone. Oprócz tego możliwe jest odcinanie szczecin od dłuższych fragmentów monofilamentu o określonej długości.

Wynalazek umożliwia bezproblemową obróbkę szczecin z różnych tworzyw, o różnych średnicach i/lub przekrojach poprzecznych (okrągłych, wielokątnych itp.), jak również o różnej strukturze powierzchni (gładkiej, szorstkiej, flokowanej). W szczególności trudno jest poddać obróbce szczeciny o szczególnej strukturze albo wielokątne gdyż wewnątrz utworzonych przez nie pęków tworzą się w sposób niekontrolowany przestrzenie kapilarne. Także w tym przypadku wynalazek umożliwia stworzenie zdefiniowanych relacji.

Wynalazek umożliwia ponadto wytworzenie w obrębie układu szczecin wolnych przestrzeni w ten sposób, że szczeciny wprowadzane są wyłącznie do tych otworów szablonu otworów, które odpowiadają swym położeniem położeniu szczecin wewnątrz układu szczecin.

W ten sposób wewnątrz układu szczecin można uzyskiwać, celem stworzenia przestrzeni zbierających o pożądanym przekroju poprzecznym, kapilary o większym przekroju poprzecznym albo nawet wolne przestrzenie w kształcie komór. Ponadto możliwe jest wyprodukowanie przy pomocy jednego szablonu otworów układu szczecin o zróżnicowanych odstępach pomiędzy szczecinami, o ile odstępy te dają się pogodzić ze schematem otworów szablonu. Poza tym niektóre fragmenty szablonu otworów, odpowiadające obszarom występowania większych przerw w układzie szczecin, mogą zostać zamknięte.

Wynalazek umożliwia ponadto wytworzenie zespołu szczecin, składającego się zarówno z pojedynczo rozmieszczonych szczecin jak też z szczecin skupionych w pęki, w ten sposób, że pojedyncze szczeciny oraz szczeciny skupione w pęki zostają jednocześnie tak daleko

185 745 wprowadzone do szablonu otworów, którego układ otworów odpowiada rozmieszczeniu pojedynczych szczecin oraz pęków szczecin wewnątrz układu szczecin, że zamocowywane końce pojedynczych szczecin oraz szczecin skupionych w pęki wystawać będą po przeciwnej stronie szablonu otworów. Następnie pojedyncze szczeciny oraz szczeciny skupione w pęki zostają jednocześnie zatopione w łożysku, po czym poddawane są obróbce opisanym wcześniej sposobem. W ten sposób można tworzyć wyroby ze szczeciny o zdefiniowanych różnie działających powierzchniach szczotkowania.

Łożysko na nośniku szczeciny może być wypełnione płynnym klejem, polimeryzującym na zimno lub przy niewielkiej temperaturze tworzywem sztucznym albo może zostać utworzone w nadtopionym nośniku szczeciny lub w nadtopionej powierzchni. Dzięki takiemu zastosowaniu doboru materiałów szczeciny i łożyska zostają one połączone trwale, nierozłącznie.

Odporność na wyciąganie pojedynczych szczecin można dodatkowo zwiększyć w ten sposób, że po wprowadzeniu pojedynczych szczecin do szablonu otworów, ich zamocowywanym, wystającym końcom zostanie nadana powierzchniowa struktura albo zostaną one termicznie lub mechanicznie odkształcone i następnie zanurzone w łożysku, dzięki czemu powstanie dodatkowe połączenie kształtowe.

W kolejnym wykonaniu przewiduje się, źe szczeciny, po wprowadzeniu ich do szablonu otworów albo do wstępnego szablonu otworów tego samego rodzaju, zostają zamocowane, po czym ich zamocowywane końce, wystające z drugiej strony szablonu otworów, zostają płasko ucięte a następnie poddane dalszej obróbce, w wyniku której równym powierzchniom ucięcia zostanie nadany nowy kształt, np. zostaną one zaokrąglone. Dopiero wtedy szczeciny, przy pomocy szablonu otworów, zostają poprzez swe zamocowywane końce zatopione w łożysku.

Dzięki właściwemu pod względem wzajemnych odstępów rozmieszczeniu szczecin, obróbka ich końców użytkowych może być dokonana w sposób optymalny, i to w sposób mechaniczny, na przykład poprzez szlifowanie, albo oddziaływanie termiczne na przykład za pomocą promieni laserowych. Właśnie w przypadku ostatniego z wymienionych sposobów, korzyści płynące z uzyskania rozmieszczenia szczecin w odstępach są szczególnie duże. Znany jest sposób obróbki końców szczecin przy pomocy lasera celem ich zaokrąglenia. Sposób ten zawodzi w przypadku szczecin rozmieszczonych w postaci pęków, ponieważ końce szczecin wykazują w obrębie pęków zróżnicowane wzajemne odległości, a zatem nie mogą być precyzyjnie naprowadzane, przez co dochodzi do wzajemnego zgrzewania szczecin. Przy zastosowaniu sposobu zgodnego z wynalazkiem, dzięki nienagannemu powtarzalnemu rozmieszeniu szczecin w odstępach, możliwe jest precyzyjne prowadzenie końców szczecin względem źródła promieni laserowych.

W innej wersji wykonania szczeciny, po zakończeniu obróbki użytkowych końców szczecin, zostają uwolnione z zamocowania w szablonie otworów, a następnie, dzięki dokonaniu przemieszczenia szczecin polegającego na zróżnicowanym przesunięciu osiowym, użytkowe końce szczecin utworzą odmienną od płaszczyzny powierzchnię-obwiednię, po czym końce mocujące szczecin zostająpłasko ścięte i zatopione w łożysku.

Dzięki zastosowaniu powyższego wariantu sposobu wytwarzania możliwe jest uzyskanie dowolnej topografii użytkowych końców szczecin wewnątrz układu szczecin. W przypadku pędzli daje to taką korzyść, że układowi szczecin pędzla można nadać kształt zbliżony do stożkowego. Podobne korzyści występują w przypadku szczoteczek do zębów, ponieważ istnieje możliwość wytworzenia profilów stożkowych, dzięki czemu krótsze szczeciny będą skutecznie działać w przestrzeniach międzyzębowych, a dłuższe szczeciny będą czyścić powierzchnię zębów.

Przedmiot wynalazku, w przykładowych wykonaniach, uwidoczniono na rysunku, gdzie na fig. 1 przedstawiono schematyczny widok urządzenia do realizacji metody w pierwszej fazie realizacji metody, na fig. la przedstawiono widok z góry na jedną z postaci realizacji szablonu otworów, na fig. 2 przedstawiono urządzenie zgodne z fig. 1 w jednej z dalszych faz realizacji sposobu, na fig. 2a przedstawiono widok z góry na gotowy wyrób ze szczeciny, na fig. 3a-c przedstawiono formę realizacji pędzlowego wyrobu ze szczeciny w przekroju

185 745 wzdłużnym, poprzecznym oraz jej widok z boku, na fig. 4a-c przedstawiono przekształconą formę realizacji według fig. 3, a na fig. 5 a, b przedstawiono widok z boku i widok z góry formy realizacji w postaci szczoteczki do zębów oraz na fig. 6 przedstawiono widok z góry kolejnej z form realizacji szablonu otworów wraz z wprowadzonymi szczecinami.

Forma realizacji wynalazku zgodna z fig. 1 i 2 dotyczy sposobu produkcji pędzla 2. Pędzel 2 ma uchwyt 1, z głowicą obłożoną tak zwaną skuwką pędzla 2, która tworzy tuleję i która określa obrys układu szczecin 4. Wewnątrz skuwki pędzla 2 znajduje się łożysko 3 składające się z tworzywa ciekłego bądź poddającego się upłynnieniu. Uchwyt 1 i skuwka pędzla 2 tworzą wraz z łożyskiem 3 nośnik szczeciny 4.

Uchwyt 1 pędzla 2 zostaje ustalony w urządzeniu produkcyjnym, w sposób który nie będzie tu bliżej przedstawiany.

Na nośniku szczeciny 4 należy pojedynczo zamocować szczeciny 4. W przykładzie realizacji wynalazku przedstawionym w fig. 1 i 2 szczeciny 4 zostają dostarczone ze szpuli 6, w postaci monofilamentu ciągłego 5. Naprowadzany koniec monofilamentu ciągłego 5 zostaje wprowadzony i przewleczony przez szablon otworów oznaczony w całości jako 7. W tym celu wykorzystuje się wieloczęściowy szablon 7 otworów 13. Składa się on z trzech pokrywających się części 8, 9 i 10 szablonu oraz z leżących pomiędzy nimi płytek zaciskowych 11, 12, które można przemieszczać zgodnie ze strzałkami poziomymi. We wszystkich częściach składowych szablonu 7 znajdują się otwory 13, których średnica jest nieznacznie większa od przekroju poprzecznego pojedynczej szczeciny 4. Ponadto szablon 7 otworów 13 wykazuje określony układ otworów 13, który pokrywa się z zamocowaniem i rozmieszczeniem pojedynczych szczecin 4 wewnątrz układu szczecin 4 pędzla 2. Przedstawiono to w szczegółach na fig. la, która pokazuje część 8 szablonu i znajdującą się pod nią płytkę zaciskową 11.

Monofilamenty ciągłe 5 zostają poprzez swe naprowadzane końce wprowadzone i przewleczone przez szablon 7 otworów 13, tak daleko aż naprowadzane końce będą wystawać z drugiej strony szablonu 7 otworów 13. Stanowią one później zamocowywane końce 14 pojedynczych szczecin 4. W tym położeniu dokonuje się przesunięcia płytki zaciskowej 11 i płytki zaciskowej 12 do pozycji zaciśniętej (na rysunku w prawo) tak, że szczeciny 4 zostają zamocowane osiowo i radialnie. Następnie płytka 9 szablonu 7 otworów 13 z zamocowanymi szczecinami 4 zostaje przemieszczona w kierunku nośnika szczeciny 4, aż do zanurzenia zamocowywanych końców 14 w płynnym łożysku 3. Jednocześnie przednia część płytki 10 szablonu 7 oraz jedna z płytek zaciskowych 11 zanurzają się w skuwce pędzla 2 tak, że działa ona centrująco, podczas gdy płytka 9 szablonu 7 nakłada się na wolną część czołową skuwki pędzla 2, określając w ten sposób głębokość zanurzenia zamocowywanych końców 14 w łożysku 3.

Następnie przy tylnej lub górnej stronie szablonu 7 otworów 13 odcina się pojedyncze szczeciny 4 od monofilamentu ciągłego 5 przy pomocy działającego poprzecznie noża.

Oczywiście można także wypełnić szablon 7 otworów 13 szczecinami 4 na osobnym stanowisku i przetransportować go wraz z w pełni gotowym układem szczecin 4 do stanowiska przedstawionego w fig. 2. Zamiast przemieszczania szablonu 7 otworów 13 można dokonywać przemieszczania nośnika szczeciny 4 względem nieruchomego szablonu 7.

Po wstępnym utwardzeniu lub utwardzeniu łożyska 3 usuwa się szablon 7 otworów 13 tak, że gotowy pędzel 2 może zostać zabrany, po czym na jego miejsce zostaje dostarczony do stanowiska produkcyjnego następny nośnik szczeciny 4 a z monofilamentu 5 zostanie wyprowadzony fragment o długości odpowiadającej długości szczeciny 4.

Jak wynika z dolnego fragmentu pędzla 2 przedstawionego na fig. 2 i 2a, pojedyncze szczeciny 4 rozmieszczone są przy zachowaniu pewnego określonego odstępu, który dla lepszej przejrzystości został ukazany w powiększeniu na fig. 2a. Łatwo zauważyć, że jeśli wypełnimy tylko część otworów 13 szablonu 7 otworów 13, wówczas w obrębie układu szczecin 4 również powstaną luki, które mogą służyć jako przestrzenie przyjmujące środek powlekający.

Figura 3 przedstawia formę realizacji pędzlowego wyrobu ze szczeciny. Na fig. 3a i 3b widać nośnik szczeciny 15, który na powierzchni mocowania wykazuje utwardzający materiał podłoża. Pojedyncze szczeciny 16 są osadzone przy rozmieszczeniu równoległym, jednak, zgodnie z fig. 3c, różnią się między sobą długością i w związku z tym również zdolnością

185 745 zginania w kierunku wolnych końców, a ponadto pomiędzy krótszymi i dłuższymi końcami szczecin powstają przestrzenie przyjmujące, co jest widoczne również na fig. Ic. Zatem końce szczecin 16 położone są w zakrzywionej powierzchni-obwiedni.

Wytworzenie następuje w ten sposób, że zamocowane w szablonie 7 otworów 13 szczeciny 16 zostają najpierw płasko ścięte przy swych końcach zamocowywanych końców 14 a następnie poddaje się je obróbce tak, że otrzymują one sferycznie zakrzywione, zaokrąglone końce 17. Następnie, po uwolnieniu płytek zaciskowych 11, 12, szczeciny 16 zostają przesunięte osiowo, w różnym wymiarze, w zależności od pożądanej topografii. Wystające nierówno po drugiej stronie szczeciny zostają następnie płasko ścięte. Pojedyncze szczeciny 16 zostają dalej poprzez swe wystające z szablonu 7 otworów 13 końce zanurzone w łożysku 3 (fig. 1) i zamocowane.

Figura 4 przedstawia odmienną formę realizacji wynalazku, w której na płaszczyźnie środkowej wzdłużnej układu szczecin 16 pozostają nie wypełnione pojedyncze otwory 13 szablonu 7 otworów 13, który jest w tym miejscu zamknięty tak, że wewnątrz układu szczecin 16 powstają puste przestrzenie 18, które mogą służyć jako przestrzeń przyjmująca nakładany środek.

Figura 5 przedstawia szczoteczkę do zębów z stanowiącą nośnik szczeciny 20 głowicą szczoteczki 19. Układ szczecin 20 składa się wyłącznie z pojedynczo rozmieszczonych szczecin 20, które zamocowane są w równych odstępach od siebie znacznie wypełniając powierzchnię głowicy szczoteczki 19. Końce 21 pojedynczych szczecin 20 są zaokrąglone. Ponadto końce szczecin 21 położone są na powierzchni-obwiedniej w kształcie fali, przy czym powstają przebiegające poprzecznie (prostopadle do płaszczyzny rysunku) grzbiety i doliny fali.

Jak widać, zgodna z wynalazkiem metoda pozwala na wytwarzanie dowolnych układów szczecin 4, 16 wewnątrz zespołu szczecin a tym samym na optymalne dostosowanie wyrobu ze szczeciny do jego przeznaczenia. Na przykład fig. 6 pokazuje szablon 7 otworów, za pomocą którego możliwe jest, oprócz wprowadzania do otworów i zamocowywania pojedynczych szczecin 4, również wprowadzanie do otworów, które są odpowiednio większe, i zamocowywanie pęków 21 składających się z ciasno zebranych szczecin 4.

185 745

b)

O^O-O-O o r _no_no_noxoxo~o^oxoXoXc>, _t, i, Οθήθο^Ο^ΟθΟθΟθΰθΟθΟ^Ο^Ο^Ο^υΟ A oOqOoOo^ooOoO5^o5Oó%°o^OO°O^OO^OO^OO^OO~O~O o°ogogo^ogogogo°ogo^°ogogogo°o°o°o°ogo _Oo°ogo°o°ogogogo°ogogogogogogogogogo°o°o ⁰o⁰ogo^go°ogogoSo°ogoOogogogogo50°oX o _ ο₀ο₀ϋ₀ο_0;ζ0ο₀ο₀ο₀ο₀ο₀ο₀Ώ₀ο₀ο₀_

O^JO^JO^UO^UO-C^JC

Fig .5

185 745

b) _oogogogogogogogogogogogogogo_o ^ao⁰o⁰o⁰o⁰o⁰o⁰o⁰o⁰o⁰o⁰Q⁰n⁰o⁰o°o⁰ o2X^QXgX^oggggX°X°<X°X °§° „ °X° „ °X° A O°°°O t_ 0°0 ^gogogsgogog.

°g^ogogog^og°g,

Fig.4

Fig.6

185 745

b) _Og§g8g%8gSg8g8g8g8°8g8ggg8g8g_{O 0}ogogogogogogogogo2ogogogogogo°o_Q gogogogogogogogogogogogogogogogog gogogogogogogogogogogogogogogogog ⁰o⁰o⁰o⁰o⁰o⁰o⁰o⁰o⁰o⁰o⁰o⁰o°o⁰o⁰o⁰ ogogogogogogog ogo2ogogogo2ogogo ⁰S⁰o⁰ooXogogo°ogo2o2oro2o⁰

Fig o 3

185 745

. 2

185 745

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania wyrobów ze szczeciny poprzez zatapianie pojedynczych szczecin oraz szczecin skupionych w pęki w płynnej masie i przymocowanie ich do nośnika poprzez utwardzenie masy, znamienny tym, że każdą z pojedynczych szczecin (4) końcem (14) wprowadza się do jednego z otworów (13) szablonu (7), mających średnicę większą od średnicy szczeciny (4) tak, że ich końce (14) wystająpo przeciwnej stronie szablonu (7), następnie szczeciny (4) mocuje się w szablonie (7), z kolei przygotowuje się łożysko (3) z płynnego utwardzalnego tworzywa, w którym zanurza się zamocowane końce (14) szczeciny (4), po czym łożysko (3) utwardza się.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pojedyncze szczeciny (4) dostarcza się i wprowadza do szablonu (7) otworów (13) jako monofilament ciągły, a po utrwaleniu ciągłego monofilamentu w szablonie (7) otworów (13), od strony wprowadzenia odcina się z niego szczeciny (4) o pożądanej długości.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po utwardzeniu łożyska (3) kształtuje się długość szczecin (4) poprzez odcinanie naddatków.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że szczeciny (16) wprowadza się wyłącznie do tych otworów (13) szablonu (7), które odpowiadają swym położeniem usytuowaniu szczecin (16) wewnątrz zespołu szczecin (16), tworząc wolne przestrzenie (18).
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pojedyncze szczeciny (4) oraz szczeciny (4) skupione w pęki jednocześnie wprowadza się do szablonu (7) otworów (13), którego układ otworów (13) odpowiada rozmieszczeniu pojedynczych szczecin (4) oraz pęków szczecin (4) wewnątrz zespołu szczecin (4) tak, że zamocowane końce pojedynczych szczecin oraz szczecin (4) skupionych w pęki wystają po przeciwnej stronie szablonu (7) otworów (13), a następnie pojedyncze szablony (4) oraz szczeciny (4) skupione w pęki jednocześnie zanurza się w łożysku (3).
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po wprowadzeniu pojedynczych szczecin (4) do szablonu (7) otworów (13), ich zamocowanym wystającym końcom (14) nadaje się powierzchniową strukturę poprzez termiczne odkształcenie, a następnie zanurza się w łożysku (3).
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po wprowadzeniu pojedynczych szczecin (4) do szablonu (7) otworów (13), ich zamocowanym wystającym końcom (14) nadaje się powierzchniową strukturę poprzez mechaniczne odkształcenie, a następnie zanurza w łożysku (3).
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że szczeciny (4) po wprowadzeniu ich do szablonu (7) otworów (13) tego samego rodzaju, zostają zamocowane, po czym ich zamocowane końce (14), wystające z drugiej strony szablonu (7) otworów (13), ucina się, po czym końce te zaokrągla się, a następnie szczeciny, przy pomocy szablonu (7) otworów (13), zamocowanymi końcami (14) zanurza się w łożysku (3).
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że szczeciny (4), po zakończeniu obróbki użytkowych końców (14) szczeciny (4), uwalnia się z zamocowania w szablonie (7) otworów (13), a następnie przemieszcza się szczeciny (4) poprzez zróżnicowane przesunięcie osiowe, do utworzenia przez użytkowe końce (14) szczecin (4) odmiennej od płaszczyzny zakrzywionej powierzchni-obwiedni, po czym końce (14) mocujące szczecin (4) płasko ścina się i zanurza w łożysku (3).

   185 745