TW202202060A - 用於製造刷子的方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種採用如下步驟製造具有載體主體（10）和刷毛嵌件（14）的刷子的方法： - 備好具有收納槽開口（12）的載體主體（10）； - 將刷毛嵌件（14）的錨固部分（18）引入收納槽開口（12）； - 將已啟動的超音波發生器（20）壓向載體主體（10），使得超音波發生器（20）的至少一個工具頭（22、24）穿過載體主體（10）的材料以及然後壓向錨固部分（18），由此該錨固部分（18）與載體主體（10）的材料相連接。

Description

用於製造刷子的方法

本發明係關於一種用於製造刷子——特別是有如化妝刷、睫毛刷或齒間刷這種花絲刷——的方法。

這種刷子具有刷毛嵌件，該刷毛嵌件的支承結構由兩個相互扭絞的金屬線部分構成。在所述兩個金屬線部分的一部分長度上夾持了大量刷毛，於是形成了刷毛部分。那段沒有刷毛的部分則形成錨固部分，藉由該錨固部分可將刷毛嵌件固定在載體主體上。

由DE 10 2018 127 192 A1已知，錨固部分藉由超音波嵌入連接到載體主體的錨固表面。為此而使用超音波發生器（Sonotrode），該超音波發生器被插入載體主體的凹口中以及在那裡被壓向錨固部分，由此藉助於所引入的能量將載體主體的材料局部地熔化以及在那裡將錨固部分嵌入。同時可將錨固部分如此塑性變形，使得該錨固部分將不會因為旋轉運動而從錨固表面旋出。要使超音波發生器能接合到錨固部分，必須給載體主體配置足夠大的凹口。後續將該凹口用蓋板封閉起來，使得從外面再也看不到錨固部分與載體主體連接的區域。

本發明的目的在於，改進製造刷子的方法，從總體上降低花費。

為了實現這個目的，根據本發明提供一種藉由下列步驟製造刷子——該刷子包括載體主體和刷毛嵌件——的方法：首先備好具有收納槽開口的載體主體。然後將刷毛嵌件的錨固部分置入收納槽開口。之後使得已啟動的超音波發生器壓向載體主體，使得超音波發生器的至少一個工具頭壓穿載體主體的材料以及然後壓向錨固部分，由此使得該錨固部分與載體主體的材料相連接。本發明基於該認知，即在初始狀態下的載體主體不必配備較大的凹口，超音波發生器被推入該凹口，而是超音波發生器自身（至少部分地）可以進入刷毛嵌件的錨固部分，由此為該錨固部分提供能量，使得該錨固部分與載體主體材料相連接。以此方式來簡化載體主體的製造，因為在用於製造載體主體的射出成型模具中只需要很少的或根本不需要芯子。此外還得出一個優勢，即之後無需附接蓋板來封閉用於超音波發生器的凹口，因為在載體主體的外表面僅可見到一個或幾個小小的凹部，超音波發生器的一個或幾個工具頭就是穿過所述凹部進入載體主體材料的。但是，這些凹部在視覺上並無其它妨礙。此外，因為收納槽開口不是透過凹口而側向打開，此則確保在將超音波發生器壓上去時，錨固部分處於精確定義的位置上。

可規定，為載體主體設置凹部，並且將超音波發生器的工具頭置入該凹部以及接著穿過該凹部的底部，藉由該方式製造出通路，該通路延伸至收納槽開口以及也因此延伸至錨固部分。凹部減少了超音波發生器在到達錨固部分之前所需穿過的材料量。由此可提高週期時間。

也可以將工具頭壓向載體主體的外表面，使得該工具頭製造出通路，並且穿過該通路到達錨固部分。在此種設計的情況下，如果載體主體是射出成型件，則不必使用芯子來製造凹部。也無必要比如用鑽孔或其它的加工方法來製造凹部。

根據一種實施方式規定，超音波發生器包括幾個工具頭，該等工具頭中的至少一個被推入載體主體的凹部以及至少一個被壓在載體主體的外表面。在該設計中，其中一個凹部起著超音波發生器的導向作用，而其它的工具頭必須穿透載體主體的材料為自身開通道路。

超音波發生器可具有幾個不同長度的工具頭。藉助於該等工具頭可將錨固部分在被嵌入載體主體材料的過程中進行各種變形，這樣就產生了形狀配合，該形狀配合防止錨固部分的扭絞金屬線部分從載體主體材料中被旋出。

可規定，載體主體具有的凹部多於超音波發生器具有的工具頭，並且僅利用一部分凹部來使得錨固部分與載體主體材料連接。所述凹部可以用於例如形成防滑的抓握部分。而其中的幾個凹部可用於將錨固部分連接到載體主體上。如果凹部的直徑相對於凹部的深度很小，則看不到在載體主體內部的刷毛嵌件的錨固部分，這樣（至少在第一眼看到時）對於操作者來說，各個凹部之間就沒有什麼區別了。由此，無需採取其它措施來封閉或遮蓋用於超音波發生器的通道口。

當刷毛嵌件的錨固部分和載體主體材料連接時，較佳藉由超音波發生器的工具頭使錨固部分局部變形。例如可製造一個V型或U型的凸塊，將該凸塊深深地壓入載體主體的材料中。由此形成形狀配合，藉由該形狀配合，錨固部分被特別可靠地置入載體主體的材料中。

也可規定，超音波發生器具有多個工具頭以及總體上由該等工具頭對錨固部分進行變形。以此方式，錨固部分在工具頭作用於錨固部分的區域內，相對其它相鄰部分發生變形，特別是相對那個位於面對刷毛嵌件一側的區域發生變形。在此也形成了形狀配合，憑藉該形狀配合可防止刷毛嵌件從載體主體中旋出。

根據一個較佳實施方式規定，錨固部分被熔入載體主體材料。在該設計中，大量的能量被提供給錨固部分，導致錨固部分下方的材料軟化，從而載體主體的材料流進了彼此扭絞的金屬線部分的空隙。此則增加了保持力。

較佳將錨固部分如此深入地熔入載體主體材料，直到錨固部分處於相鄰的載體主體材料部分的高度之下。此則通常導致了，在錨固部分之上的載體主體材料又會有些流在一起，這樣一來，載體主體材料中所保留的空隙要比錨固部分的最大直徑還狹小。即使用以使已熔化且又重新凝固的載體主體材料黏附在錨固部分的表面上的黏合力被超過，

也仍需使用機械手段將載體主體材料進行變形，以便可以從載體主體上拆開錨固部分。

根據一個較佳實施方式，載體主體由塑膠製成，特別是由聚丙烯製成。可以按照一種所期望的方式在極短的週期時間內將這種材料熔化，從而使錨固部分與載體主體相連接。

也可規定，載體主體由天然材料製成，特別是木頭或竹子。令人驚奇的是，此種情況下在錨固部分材料和載體主體材料之間也形成了連接，這相當於超音波焊接。

圖1圖示用於刷子的載體主體10，該載體主體10通常是細長的以及在端部具有收納槽開口12，在該收納槽開口12中可附接刷毛嵌件（詳見圖2）。

收納槽開口12在此處筆直地延伸以及被設計成盲孔。沒有側面入口。

載體主體10較佳由塑膠，特別是聚丙烯製成。原則上也可以用木頭或竹子等天然材料製成載體主體10。

如果是鑄件，則可在製造載體主體10的過程中模製收納槽開口12。可替代地，也可以鑽孔方式形成收納槽開口12。

圖2中所圖示的刷毛嵌件14由一根中間彎曲的金屬線構成，由此而得到兩段等長的部分。所述兩段等長部分相互絞合在一起。其中，在一個區域內將大量刷毛接入相互扭絞的兩個金屬線部分之間，由此，刷毛被夾緊在所述金屬線部分之間。這樣形成了刷毛部分16。在刷毛部分16之外則是無刷毛的絞合金屬線部分。無刷毛金屬線部分的一部分用於將刷毛嵌件14固定或錨固於載體主體10中的收納槽開口12中。於是，這一部分被稱為錨固部分18。

刷毛嵌件14也可由兩根單獨的金屬線構成，所述兩根單獨的金屬線相互絞合。

如果刷毛嵌件14固定於載體主體10中，則所形成的刷子特別是一個有如化妝刷、睫毛刷或者齒間刷的花絲刷。

圖3示意性地圖示超音波發生器20，即用於將超音波發生器所產生的高頻機械振動導入工件的工具。此處未圖示超音波發生器。要被導入振動的工件是刷毛嵌件14的錨固部分18。

在圖3所圖示的實施例中，超音波發生器20具有幾個工具頭22、24，其中三個工具頭22有著相同長度以及第四個工具頭24比工具頭22長。

總的來講，超音波發生器用於將刷毛嵌件14的錨固部分18和載體主體10的材料焊接到一起。由於被引入錨固部分的能量和所施加的機械壓力，載體主體材料局部變軟或熔化，當材料再次冷卻時，錨固部分18與載體主體10牢牢地連接在一起。

本方法的特別之處在於，載體主體沒有通往收納槽開口12的側面通道口，而是當超音波發生器從側面被放在載體主體上時，該超音波發生器的工具頭自身從載體主體的外側到達收納槽開口12，在該處遇到錨固部分18，並且將該錨固部分18壓靠在收納槽開口12的壁上以及使得錨固部分18和載體主體材料相連接。

圖4示意性地圖示根據本發明的方法的第一和第二步驟。

在第一步驟中，將刷毛嵌件14推入（詳見箭頭P）已備好的載體主體10的收納槽開口12中。

然後將已啟動的超音波發生器在合適的位置上壓在載體主體10的外壁上（詳見箭頭D），使得工具頭22、24穿過載體主體10的材料，直至超音波發生器到達收納槽開口12以及在該處壓在錨固部分18上。然後將該錨固部分18藉助於所引入的超音波振動牢牢地壓到收納槽開口12的一側，並在那裡牢固地與載體主體10的材料相連接。

如果載體主體10由塑膠製成，則超音波發生器20（準確地說：它的一個或數個工具頭）熔穿載體主體的壁，直至碰到錨固部分18。然後該錨固部分熔入載體主體的材料。與所引入的能量大小相關，其中可將錨固部分18不同深度地置入收納槽開口12的壁中。如果超音波發生器20足夠久地壓在錨固部分18上，將該錨固部分如此深地置入載體主體10的材料中，使得該錨固部分位於相鄰壁區域的高度之下。

也可考慮，用諸如木頭或竹子等天然材料製成載體主體10。如果工具頭22、24的橫截面足夠小，則即使是在這種材料的情況下，該工具頭22、24也可穿過載體主體，直至遇到錨固部分18。已經證實，由金屬製成的錨固部分18藉由所引入的超音波振動也能與木頭或竹子連接。即使在此種情形下載體主體的材料沒有熔化，也會產生極大的保持力，該保持力可與嵌入塑膠體內相比。

當工具頭22、24將錨固部分18壓在收納槽開口12的壁上時，工具頭將該錨固部分18局部變形，從而除了錨固部分18和載體主體10的材料之間的材料配合連接（stoffschlüssige Verbindung）以外還形成形狀配合。該形狀配合特別用於吸收作用於載體主體10和刷毛嵌件14之間的扭矩。因此可以可靠地防止由扭絞的金屬線部分所構成的錨固部分18從載體主體10中旋出。

圖5中可見，作為方法的第三步驟，將超音波發生器20從載體主體10上移除（詳見箭頭R）。剩下由工具頭22、24產生的通路30，該通路30通向如下位置：在該位置上錨固部分18藉由工具頭22、24而變形以及被壓入載體主體的材料。錨固部分18上的塑性變形位置32在圖6中可見。

在圖7中，以增大的比例圖示錨固於載體主體10中的刷毛嵌件14，其中載體主體10是以剖面圖示出。可看到，錨固部分18尤其是在塑性變形位置32區域內被壓入載體主體10的材料中以及錨固在那裡。此外還可看到，工具頭22、24在進入收納槽開口12時將載體主體材料的一部分擠入了該收納槽開口12（參見34部分）。該材料部分的作用在於，將錨固部分18可靠地固定在載體主體10中，因為該材料部分防止錨固部分（針對圖7中的視圖）向上脫離該錨固部分的「床」。

圖8a-8d圖示該方法的一個實施方式，在該方法中，使用了圖3所圖示的帶有三個較短工具頭22和一個較長工具頭24的超音波發生器。

在第一步驟（詳見圖8a）中，將刷毛嵌件14推入載體主體10的收納槽開口12中，直至該刷毛嵌件14在那裡被收納（詳見圖8b）。在圖8b中可見，載體主體10在初始狀態時沒有用於工具頭22、24的通路。

在圖8c中可看到處於某種狀態下的超音波發生器20，在該狀態中，超音波發生器20已經被壓在載體主體10上，使得工具頭22、24已穿過載體主體10的材料以及壓在錨固部分18上。該錨固部分18因而與載體主體10的材料牢固地連接。

圖8d圖示載體主體10的剖面圖，如此圖示了錨固部分18處於與載體主體10的材料牢固連接的狀態。

可以看出，錨固部分18是雙重變形。一方面，該錨固部分18相對於其初始狀態總體上發生了偏移（參見區域36），因為三個較短的工具頭22使得錨固部分18整體上相對於在收納槽開口12的前部中被引導的區域發生側向變形。此外還可看到位置32，在該位置32上，較長的工具頭24將錨固部分18局部地塑性變形以及在那裡將該錨固部分18極深地壓入載體主體10的材料。

圖9a-9d圖示刷子的各種實施方式，所述刷子是採用根據本發明的方法製造而成。此處涉及到化妝刷、齒間刷或睫毛刷。

所有所圖示的實施例具有以下共同點：如果刷毛嵌件14錨固於載體主體上，則刷子因為所使用的製造方法而具有至少一個通路30，該通路30由超音波發生器的工具頭產生以及延伸至收納槽開口12中。此外還配備了幾個凹部40，所述凹部或者單純是裝飾性的（尤其是用來分散超音波發生器藉助於工具頭22、24在載體主體10中壓出了一條通路的事實），或者用來改善手感和（或）抓握可靠性。

在圖9a中的實施例中，通路30和凹部40佈置在載體主體10的圓錐形前部上。

在圖9b和9c的實施例中，通路30和凹部40分佈在載體主體10縮進的、小平面狀的部分上。

在圖9d中的實施方式中，通路30和凹部40僅在載體主體的一面分佈成一排。

可規定，載體主體10在初始狀態下具有所指定的凹部40以及通路30僅以如下方式製造而成，即將超音波發生器或超音波發生器的工具頭壓在載體主體10平滑的表面上。或者，已經在超音波發生器的工具頭22、24壓入載體主體10的地方，為載體主體10設置了凹部40。在此種情形下，凹部40用作超音波發生器的導引件，並且，工具頭22、24穿過載體主體到達收納槽開口12時擠壓載體主體10的材料，該材料不是被拋向載體主體10的外表面，而是在凹部40內更深一些。從視覺角度來看，這可能是很有利的。

10:載體主體 12:收納槽開口 14:刷毛嵌件 16:刷毛部分 18:錨固部分 20:超音波發生器 22:工具頭 24:工具頭 30:通路 32:位置 34:部分 36:區域 40:凹部 D:箭頭 P:箭頭 R:箭頭

下面根據各種不同的實施方式來闡述本發明，所述各種不同的實施方式則圖示在所附圖式中。在圖式中：

- 圖1圖示用於刷子的載體主體的示意性剖面圖；

- 圖2圖示刷毛嵌件，該刷毛嵌件被置入載體主體中以及與該載體主體連接，從而形成刷子；

- 圖3示意性地圖示超音波發生器，該超音波發生器可應用於根據本發明的方法中，以使刷毛載體和載體主體相連接；

- 圖4示意性地圖示根據本發明方法的第一和第二方法步驟；

- 圖5示意性地圖示根據本發明方法的第三方法步驟；

- 圖6圖示經過前三個方法步驟後而變形的刷毛載體；

- 圖7以示意性剖面圖圖示採用根據本發明的方法而製造的刷子；

- 圖8a-8d圖示根據本發明的方法的各種步驟，其中，在所述方法中使用了圖3的超音波發生器；以及

- 圖9a-9d圖示刷子的各種實施例，所述刷子是採用根據本發明的方法製造而成。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

10:載體主體

12:收納槽開口

14:刷毛嵌件

16:刷毛部分

18:錨固部分

20:超音波發生器

22:工具頭

24:工具頭

30:通路

R:箭頭

Claims (12)

1. 一種採用如下步驟製造具有一載體主體（10）和一刷毛嵌件（14）的一刷子的方法： - 備好一具有一收納槽開口（12）的載體主體（10）； - 將一刷毛嵌件（14）的一錨固部分（18）引入該收納槽開口（12）； - 將一已啟動的超音波發生器（20）壓向該載體主體（10），使得該超音波發生器（20）的至少一個工具頭（22、24）穿過該載體主體（10）的材料以及然後壓向該錨固部分（18），由此該錨固部分（18）與該載體主體（10）的材料相連接。
2. 根據請求項1所述的方法，其中，該工具頭（22、24）被置入該載體主體（10）的一凹部（40）以及然後穿過該凹部（40）的底部。
3. 根據請求項1所述的方法，其中，將該工具頭（22、24）壓在該載體主體（10）的一外表面上，以使該工具頭（22、24）形成一通路（30），藉由該通路（30）該工具頭（22、24）到達該錨固部分（18）。
4. 根據請求項1至3中之一者所述的方法，其中，該超音波發生器（20）具有多個工具頭（22、24），其中至少一個工具頭被壓入該載體主體（10）的一凹部（40）以及至少一個工具頭被壓在該載體主體（10）的一外表面上。
5. 根據請求項1至3中之一者所述的方法，其中，該超音波發生器（20）具有多個不同長度的工具頭（22、24）。
6. 根據請求項1至3中之一者所述的方法，其中，該載體主體（10）具有的凹部（40）多於該超音波發生器（20）所具有的工具頭（22、24），並且僅利用一部分該等凹部（40）以使該錨固部分（18）與該載體主體（10）的材料連接。
7. 根據請求項1至3中之一者所述的方法，其中，當該錨固部分（18）和該載體主體（10）的材料連接時，藉助於該超音波發生器（20）的工具頭（22、24）使該錨固部分（18）局部變形。
8. 根據請求項1至3中之一者所述的方法，其中，該超音波發生器（20）具有多個工具頭（22、24）以及藉助於該等工具頭（22、24）使該錨固部分（18）整體上變形。
9. 根據請求項1至3中之一者所述的方法，該錨固部分（18）熔入該載體主體（10）的材料中。
10. 根據請求項9所述的方法，其中，將該錨固部分（18）如此深入地熔入該載體主體（10）的材料，直到該錨固部分（18）處於該載體主體（10）的相鄰材料部分的高度之下。
11. 根據請求項1至3中之一者所述的方法，該載體主體（10）由塑膠製成。
12. 根據請求項1至3中之一者所述的方法，該載體主體（10）由一天然材料製成，特別是由木頭或竹子製成。

Images