TW202345724A - 刷子、製造刷子的方法和製造刷子的設備 - Google Patents

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英戈 康普夫
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Abstract

本發明係有關於刷子製造技術領域之改良，主要有關於一種刷子（1），該刷子具有包含容置凹部（5）之刷毛載體（2），在將刷毛絲（4）緊固在該刷毛載體（2）上時，該容置凹部完全或部分地被該待製造刷子（1）之刷毛絲（4）的緊固側末端（6）的熔化的絲材料填滿。

Description

刷子、製造刷子的方法和製造刷子的設備
本發明係有關於：一種刷子，特別是牙刷，其具有刷毛載體及緊固在該刷毛載體上之填塞物刷毛；一種製造此種刷子的方法；以及，一種用於製造此種刷子的刷子製造設備。
對特別是牙刷之使用而言，有利地，牙刷之刷毛載體、特別是刷頭可採用儘可能緊湊的設計。對牙刷使用者而言，更緊湊的刷頭在口腔中比大刷頭更加舒適。
例如在刷頭相對於填塞物刷毛具有儘可能小的橫向突出，此外，與填塞物刷毛之體積相比具有儘可能小的體積的情況下，刷頭可被視為緊湊的。就預期而言，填塞物刷毛及刷頭所佔據的總體積的絕大部分由刷子的填塞物刷毛的體積以及有清潔作用的組成部分的體積構成。
故就此而言，期望填塞物刷毛與刷毛載體、特別是刷頭之周緣的邊距亦儘可能小。因此，本發明之目標在於，提供一種具有儘可能緊湊的刷頭的刷子，特別是牙刷，在以刷子之使用側末端例如在口腔中實施清潔運動時，刷子使用者不會感到不適。
但在其他刷子中，例如透過減小填塞物刷毛與刷毛載體之周緣的邊距來將刷毛載體設計成緊湊的，對使用性能而言同樣有利。
此外，環境保護及刷子的可回收性亦在刷子中發揮愈來愈重要的作用。就此而言，期望提供相對而言易回收的刷子。刷子製造的經濟效益亦至關重要。
有鑒於此，本發明之目的在於提供一種具有經改良的使用性能及製造性能的刷子，以及一種製造此種刷子的方法及一種相應的刷子製造設備。
為了達成此目的，首先提出一種刷子，其具有針對刷子之獨立項的特徵。有鑒於此，為了達成此目的，特別是提出一種刷子，例如牙刷，其具有刷毛載體及由刷毛絲形成之填塞物刷毛，其中該刷毛載體具有至少一個容置凹部，該等刷毛絲以其緊固側末端緊固在該容置凹部中，且其中該容置凹部完全或部分地被該緊固側末端之為緊固該等刷毛絲而熔化的絲材料填滿。特別是在該刷子構建為牙刷的情況下，緊固有由刷毛絲形成之填塞物刷毛的刷毛載體可為該刷子之刷頭。
刷毛絲之緊固側末端的熔化的絲材料可完全或至少部分地填滿刷毛載體中的容置凹部，由此，在將刷毛絲緊固在容置凹部中之前，刷毛載體具有相對細窄的外形。以該方式提供一種刷子，其刷毛載體具有儘可能緊湊的外形，且僅以相對較小的程度在邊緣側超過刷毛載體上的填塞物刷毛。
在部分填滿容置凹部的情況下，有利地，該容置凹部絕大部分可被熔化的絲材料填滿。
在容置凹部完全被刷毛絲之緊固側末端的熔化的絲材料填滿的情況下，實現特別穩定且緊湊的刷毛載體。
在本發明之刷子中，可透過刷毛絲與刷毛載體之材料的相互作用來將刷毛絲緊固在刷毛載體上。本發明之刷子中可省略單獨的緊固構件，如需要刷毛載體具有一定的最小材料厚度來緊固刷毛絲之錨件。
在該刷子之一種實施方式中，在緊固刷毛絲之前，該刷毛載體在該容置凹部的區域內具有其最小材料厚度。在緊固刷毛絲之前，該刷毛載體特別是可在容置凹部的區域內具有其可在容置凹部之法線方向上測得的最小材料厚度。因此，為將刷毛載體之體積最小化，刷毛載體中之容置凹部可為最初材料儘可能少之區域。因此，該區域最初可為該刷子之機械脆弱點。但透過以熔化的絲材料填滿容置凹部，在緊固刷毛絲後，製成的刷子上之該脆弱點得到補償。
由此，刷毛載體可透過該熔化的材料而加厚且特別是得到補足。因此，在熔化的絲材料在容置凹部內凝固後，該熔化的絲材料成為刷毛載體之部分。如此便能實現刷毛載體之期望的細窄且緊湊的設計。
容置凹部內構建有至少一個加強筋。該加強筋可在刷毛載體之容置凹部內部延伸及/或延伸穿過該容置凹部。其中，該至少一個加強筋可與刷毛載體之邊緣具有一定的間距，亦可與刷毛載體之邊緣連接。在將刷毛絲緊固在刷毛載體上之前，該至少一個加強筋可增強刷毛載體之機械穩定性。此點可在製造刷子時簡化刷毛載體之操作。
刷毛絲之緊固側末端的熔化的絲材料可形成一載板，在將刷毛絲緊固在刷毛載體上後，該載板將容置凹部填滿。在將刷毛絲緊固在刷毛載體上後，載板之表面可與刷子，特別是刷毛載體之鄰接容置凹部及填塞物刷毛的刷子表面齊平。以此方式在由熔化的絲材料形成之佈置有刷毛絲的載板之前側與包圍閉合的容置凹部及填塞物刷毛之刷子表面之間形成無級過渡。這種無級過渡可以防止污物積累，從而防止污染刷子。此點在牙刷中特別重要。
為製造刷子，有利地，刷毛絲及刷毛載體至少在容置凹部之區域內由與材料接合連接相容之材料或者由與適用於材料接合連接之材料相同的材料形成。如此便能在刷子的刷毛絲與刷毛載體之間形成可靠且可負荷的材料接合連接，該刷子中可省略用於刷毛絲之單獨的緊固構件，如錨件。
特別是在刷毛絲與刷毛載體由同種材料形成的情況下，可提供極易回收的所謂單材料刷。在回收時，毋須將此種刷子拆卸成不同的組成部分。
緊固在容置凹部中之刷毛絲及刷毛載體可形成一材料均勻的整體單元。刷毛絲與刷毛載體可以材料接合的方式相連。藉此，可省略用於將刷毛絲緊固在刷毛載體上之單獨的構件。如此便能簡化此種刷子之製造以及回收。
刷毛絲及刷毛載體至少在容置凹部之區域內可由塑膠形成，例如由可生物降解的塑膠，特別是由聚醯胺，較佳由PA 10.10或PA 12形成。特別是在刷毛絲及刷毛載體由可生物降解的塑膠形成的情況下，提供特別環保且極易回收的刷子。
刷毛載體可具有限制容置凹部的邊緣。該邊緣可為該容置凹部之邊界，且在將刷毛絲與刷毛載體連接在一起時如此地導引刷毛絲之緊固側末端的熔化的絲材料，從而在將刷毛絲與刷毛載體連接在一起時可靠地完全填滿容置凹部。
若邊緣中構建有至少一個凹槽，且該凹槽完全或部分地用熔化的絲材料較佳與相鄰邊緣區段齊平地填滿，則填塞物刷毛至少在該至少一個凹槽之區域內以相對刷毛載體之周邊，即周面的極小邊距緊固在刷毛載體上。
特別是在牙刷中，儘可能小的邊距有利於牙刷之使用。可透過該較小的邊距使得刷毛載體與牙刷使用者之牙齦的接觸最小化。刷子因填塞物刷毛與刷毛載體之周邊的邊距較小而具有緊湊的外形。此種刷子之使用通常比具有更大體積之刷毛載體、特別是刷頭的刷子之使用更加舒適。
為了達成上述目的，還提出一種製造此種刷子的方法，該方法具有針對刷子之製造方法的獨立請求項之手段及特徵。
根據本發明，在該方法中，為將刷毛絲與刷毛載體連接，將刷毛絲之緊固側末端加熱，並且在將刷毛絲緊固在刷毛載體上時，用刷毛絲的緊固側末端的熔化的絲材料將容置凹部完全或部分地填滿。
在用熔化的絲材料將容置凹部完全填滿的情況下，實現特別穩定且緊湊的刷毛載體。在部分填滿容置凹部的情況下，用熔化的絲材料將該容置凹部絕大部分填滿對刷毛載體之穩定性有利。
其中，可在容置凹部中以材料接合的方式將刷毛絲與刷毛載體連接在一起。可透過將刷毛絲緊固在容置凹部中，透過填滿該容置凹部來補足及加厚刷毛載體。
在該方法之一種實施方式中，在容置凹部之區域內將刷毛絲之緊固側末端及刷毛載體加熱。
當刷毛絲被緊固在容置凹部中時，可將刷毛絲與刷毛載體以材料接合的方式連接在一起。為此，在容置凹部區域內將刷毛絲之緊固側末端加熱至高於刷毛載體之溫度即可。較佳地，將刷毛絲之緊固側末端加熱至某個溫度，在該溫度下，刷毛絲之緊固側末端熔化。其中，刷毛束之緊固側末端結合成至少一個載板。
不一定必須將刷毛載體加熱至一相對較高的溫度。確切而言，將刷毛載體加熱至使其變軟但未熔化之溫度即可。此點足以實現刷毛絲與刷毛載體在容置凹部區域內之可靠連接。若刷毛載體之受熱程度低於刷毛絲，則刷毛載體可迅速冷卻。此點可在製造刷子時縮短處理時間，並且提高該方法之經濟效益。
若該刷子，特別是刷毛載體具有橫向限定容置凹部之邊緣，且該邊緣中構建有至少一個凹槽，則可用緊固側末端之絲材料完全或部分地將該凹槽較佳與鄰接的邊緣區段齊平地填滿。由此，填塞物刷毛與刷毛載體之周邊的邊距儘可能小，此外，形成一不含充填物的周邊。特別是在刷子構建為牙刷的情況下，不含充填物的周邊有利於刷子之操作，還能防止污物附著並污染刷子。
為將刷毛絲緊固在凹槽中，可將刷毛載體插入一模具。該模具具有模具壁，該模具壁至少局部地橫向包圍刷毛載體之容置凹部。該模具可以某種方式包圍刷毛載體，從而橫向支撐刷毛載體之橫向於刷毛絲在刷子上的縱向延伸度地限定容置凹部之邊緣。因此，在將刷毛絲與刷毛載體連接在一起時，該模具有助於以某種方式導引刷毛絲之熔化的絲材料，從而在將刷毛絲與刷毛載體連接在一起時可靠地將容置凹部完全或部分地填滿，並且防止熔化的絲材料橫向溢出。
在用緊固側末端之絲材料填滿容置凹部之後，可將刷毛載體冷卻。例如可透過經由模具之熱傳導及/或下文還將詳述的刷子製造設備之冷卻裝置來實施冷卻。
為了達成上述目的，還提出一種用於製造前述刷子的刷子製造設備，該刷子製造設備具有針對此種刷子製造設備的獨立請求項之手段及特徵。其中，用於實施該製造刷子之方法的該刷子製造設備可根據針對此種方法之請求項中的任一項配置。
因此，為達成上述目的，在該刷子製造設備中特別是提出，該刷子製造設備具有加熱裝置，該加熱裝置包括兩個加熱面，其中第一加熱面適於加熱刷毛絲之緊固側末端，第二加熱面適於加熱容置凹部區域內的刷毛載體。
加熱面適於釋放熱輻射，從而無接觸地加熱刷毛絲及刷毛載體。
較佳地，該加熱裝置適於將加熱面加熱至不同的溫度。該加熱裝置適於將第一加熱面加熱至足以使得刷毛絲之緊固側末端熔化之溫度。
此外，該二加熱面可佈置在一共用的加熱元件上，特別是佈置在該加熱元件之不同側，例如該加熱元件之相背側。
在將刷毛絲與刷毛載體連接在一起之前，可將加熱元件佈置在準備好的刷毛絲與刷毛載體之間的中間空隙中，以便加熱刷毛絲及刷毛載體。透過加熱刷毛絲之緊固側末端，該等刷毛絲可能發生熔化。在加熱刷毛絲及刷毛載體之後，可將加熱元件移除，並且將刷毛絲以其緊固側末端插入刷毛載體之容置凹部。其中，用刷毛絲之緊固側末端的熔化的絲材料將容置凹部完全或部分地填滿，以補足及加厚刷毛載體，並且將刷毛絲緊固在刷毛載體上。
加熱裝置適於對該二加熱面之溫度進行調節。為調節溫度，加熱裝置可具有相應的控制單元。為對該二加熱面中的至少一個的溫度進行檢測且為對該溫度進行調節，加熱裝置可具有至少一個溫度感測器。較佳地，加熱裝置的每個加熱面皆對應至少一個溫度感測器。此點有利於在該刷子製造設備上實施該方法時對加熱面實施儘可能精確的溫度調節。
該刷子製造設備還可具有用於容置及支撐刷毛載體之模具。為將刷毛絲與刷毛載體連接在一起，可將刷毛載體插入該模具。在此情形下，在用刷子製造設備之加熱裝置加熱刷毛載體之容置凹部區域時，刷毛載體便已佈置在該模具中。
正如前文已結合製造刷子之方法說明過的那樣，該模具有利於將刷毛絲的緊固側末端的熔化的絲材料針對性地分佈在容置凹部內。因此，該模具有助於在緊固刷毛絲時可靠地將刷毛載體中之容置凹部完全或部分地填滿。
該刷子製造設備還可具有用於為待製造刷子之填塞物刷毛造型的造型裝置。藉由造型裝置便能使待製造刷子之填塞物刷毛的刷毛絲的特別是清潔側末端成為期望的形狀，即使填塞物刷毛在其清潔側具有期望的輪廓。
可透過填塞物刷毛之各刷毛絲在刷毛載體之前側上的不同突出長度來實現該填塞物刷毛之輪廓。造型裝置適於，通過相對於各刷毛絲之縱軸軸向地移動刷毛絲來形成刷毛絲之不同的突出長度。
在該造型裝置之一種實施方式中，該造型裝置具有用於為填塞物刷毛之清潔側造型的造型模，以及/或者為填塞物刷毛之緊固側造型及/或用於在造型時支撐刷毛絲之對配造型模。
其中，該造型模與該對配造型模可具有相匹配的輪廓。作用於填塞物刷毛之清潔側的造型模可具有填塞物刷毛之待製造輪廓的負輪廓。在將填塞物刷毛緊固在刷毛載體上之前，可藉由對配造型模對填塞物刷毛之緊固側末端進行相應的支撐及/或造型。
其中，對配造型模可具有與造型後的填塞物刷毛相同的輪廓。各刷毛絲之用於製造造型的填塞物刷毛的前述軸向移動可在造型模與對配造型模之相互配合下實施。
造型後可能出現的刷毛絲之緊固側末端在填塞物刷毛之緊固側上的不同程度的突出可在將刷毛絲之緊固側末端熔化時被拉平。
該刷子製造設備可具有絲保持架，該絲保持架適於特別是以夾緊的方式保持填塞物刷毛之刷毛絲。該絲保持架例如可在將填塞物刷毛緊固在刷毛載體上之前，在為填塞物刷毛造型時使用，但亦可在加熱及熔化刷毛絲之緊固側末端時用於保持視情況已經過造型的填塞物刷毛。在將刷毛絲緊固在刷毛載體之容置凹部中時，絲保持架仍可保持住填塞物刷毛之刷毛絲，並且在將刷毛絲成功緊固在刷毛載體上後方將刷毛絲釋放。為以夾緊的方式保持刷毛絲，絲保持架可具有可鬆開的夾緊件。
絲保持架可以具有用於刷毛絲之刷毛束的容置孔之孔型，該孔型對應於填塞物刷毛中的刷毛束的束佈局。如此便能用絲保持架將刷毛絲提供在其適於緊固在待製造刷子之刷毛載體上或填塞物刷毛中的佈局中。容置孔較佳構建為通孔。由此，容置孔中的刷毛絲及刷毛束以相對於其縱軸而言的軸向運動自容置孔移出，以便例如將刷毛絲之緊固側末端壓入刷毛載體之容置凹部，並且將刷毛絲與刷毛載體連接在一起。
絲保持架例如可以構建為盒子，以及/或者可在刷子製造設備之各工位間移動。
此外，有利地，為特別是在將刷毛絲成功緊固在刷毛載體上後冷卻刷毛載體，該刷子製造設備可具有冷卻裝置。可藉由該冷卻裝置加速刷毛載體之冷卻，藉此，在製造刷子時縮短處理時間。
該刷子製造設備還可具有用於容置鬆散刷毛絲之儲備的料匣。在料匣下游，該刷子製造設備可包括束分隔裝置，該束分隔裝置適於自料匣中之鬆散刷毛絲儲備取出刷毛束，並且將其組合成填塞物刷毛。
該刷子製造設備還可具有束整型單元，該束整型單元適於將自料匣取出之刷毛束轉換成刷子製造所期望的目標形狀。
可將刷毛束自束整型單元轉移至前述絲保持架。隨後，刷毛束在絲保持架中彼此相對地保持在某個佈局中，刷毛束之後在待製造刷子的填塞物刷毛中同樣採用該佈局。
造型模及/或對配造型模可分別構建為型板。此外，該造型模適於，使得在絲保持架中準備好的刷毛絲在其緊固側末端熔化後以其緊固側末端移入準備好的刷毛載體之容置凹部。就此而言，有利地，為實施該運動，該造型模可以可動的方式支撐。
在牙刷中，填塞物刷毛特別是在填塞物刷毛與刷毛載體之限定容置凹部的邊緣相鄰地佈置的區域內與刷毛載體之周邊具有可橫向於刷毛絲之縱向延伸度測得的例如0.5 mm至3 mm的間距。在大刷子中，該間距例如可為1 mm至6 mm。在小刷子中，該間距例如可為0.2 mm至1 mm。
在牙刷中，熔化的絲材料，即例如前述載板，在受刷毛載體之邊緣限定的區域內與刷毛載體之周邊具有可橫向於刷毛絲之縱向延伸度測得的例如0.3 mm至2 mm的間距。在大刷子中，該間距例如可為0.8 mm至4 mm。在小刷子中，該間距例如可為0 mm至0.7 mm。
在牙刷中，在凹槽的區域內，在刷毛載體之包圍容置凹部的邊緣中，熔化的絲材料，即例如前述載板，與刷毛載體之周邊具有可橫向於刷毛絲之縱向延伸度測得的例如0 mm至2 mm的間距。在大刷子中，該間距例如可為0 mm至4 mm。在小刷子中，該間距例如可為0 mm至1 mm。
在牙刷中，在將刷毛絲緊固在刷毛載體上後，該刷毛載體例如可具有2 mm至6 mm之材料厚度。在大刷子中，該材料厚度例如可為3 mm至10 mm。在小刷子中，該材料厚度例如可為0.7 mm至2 mm。
在牙刷中，在將刷毛絲緊固在刷毛載體上前，該容置凹部例如可具有1 mm至4 mm之材料厚度，在大刷子中為1.5 mm至6 mm，在小刷子中例如為0.4 mm至1.5 mm。
前文所闡述的大刷子例如可指洗手刷。小刷子例如可指用於進行塗抹的刷子。
在對本發明之不同實施方式的以下描述中，即使形狀有所不同，功能相同的元件採用相同的元件符號。
圖1-5以及圖6-10示出整體上用1標示之構建為牙刷的刷子的至少若干部件。若不明確指出，則以下闡述係就刷子1的附圖所示該二實施方式而言。
刷子1具有刷毛載體2，即刷頭，由刷毛絲4形成的填塞物刷毛3緊固在該刷頭上。
例如如圖1及圖6所示，刷子1在其刷毛載體2上具有容置凹部5。刷毛絲4以其緊固側末端6緊固在容置凹部5中。容置凹部5完全或較佳絕大部分被製成的刷子1上的緊固側末端6的為緊固刷毛絲4而被熔化的絲材料填滿。刷毛載體2，即刷頭，經由刷子1之頸部區段7與刷子1之柄部8連接。例如，圖1及圖4示出，在緊固刷毛絲4之前，刷毛載體2在容置凹部5的區域內具有其可在容置凹部5之法線方向上測得的最小材料厚度。在相鄰區域內，刷毛載體2之厚度明顯增大。圖4及圖9例如示出此點，其中透過標註尺寸示出容置凹部5之區域內的材料厚度E及相鄰的刷毛載體2區段內的材料厚度D。
在將刷毛絲4緊固在刷毛載體2上後，刷毛載體2在其被填滿的容置凹部5之區域內因熔化的刷毛絲4之絲材料而加厚。
在刷子1之圖6-10所示實施例中，容置凹部5內構建有加強筋9，即使刷毛載體2在容置凹部5之區域內具有相對較小的材料厚度E，該等加強筋仍使得刷毛載體具有良好的穩定性。此點可在製造刷子1時簡化刷毛載體2之操作。
容置凹部5被容置凹部5內部的加強筋9分割。加強筋9之佈局產生由各容置部形成的圖案，該圖案之形狀及佈局對應於填塞物刷毛3之由刷毛絲4構成之刷毛束11的橫截面形狀及佈局。
圖5及圖10示出，所示填塞物刷毛3之熔化的絲材料形成至少一個載板11，在將刷毛絲4緊固在刷毛載體2上後，該載板將相應刷子1的容置凹部5填滿。
刷毛絲4或由刷毛絲4形成之刷毛束10透過載板11相連。特別是在圖5所示載板11中即為該情形。
在圖10所示填塞物刷毛3中，刷毛束10內的刷毛絲4透過載板11相連。因此，全部八個刷毛束10中的每個皆具一載板11。
載板11以如下方式將容置凹部5填滿：載板11之表面12與刷子1之鄰接容置凹部5及填塞物刷毛3的刷子表面13齊平。圖10所示填塞物刷毛3之多個載板11同樣以類似方式填滿圖6至圖9所示刷毛載體2之被加強筋9分割的容置凹部5的各部分。在此情形下，載板11之表面12在該處亦與刷子1之包圍容置凹部5的刷子表面13齊平。
刷子1之刷毛絲4及刷毛載體2以及頸部區段7及柄部8由相同的材料形成，該材料還在刷毛絲4與刷毛載體2之間實現材料接合的連接。
因此，附圖所示刷子1即為所謂的單材料刷。由於將可生物降解的塑膠，如聚醯胺，即較佳PA 10.10或PA 12，用作製造刷子1之刷毛載體2、頸部區段7及柄部8以及填塞物刷毛3的刷毛絲4的材料，因此，刷子1特別環保且易於回收。
緊固在容置凹部5中之刷毛絲4及刷毛載體2在連接後形成一材料均勻的整體單元，且以材料接合的方式相連。
刷毛載體2具有橫向限制容置凹部5的邊緣14。邊緣14用於在刷毛絲4與刷毛載體2連接的情況下如此地導引熔化的絲材料，使得容置凹部5完全或較佳絕大部分被刷毛絲4的緊固側末端6的熔化的絲材料填滿。
邊緣14中構建有多個凹槽15，透過刷毛絲4的緊固側末端6的熔化的絲材料較佳與相鄰的邊緣區段齊平地填滿該等凹槽。例如圖3示出此點，該圖示出一刷子1之構建為刷頭的刷毛載體2的俯視圖。
自該圖可看出，凹槽15之邊緣14幾乎完全被刷毛絲4的緊固側末端6的熔化的絲材料填滿。
圖3及圖8示出，填塞物刷毛3在製成的牙刷上佈置在填塞物刷毛3與刷毛載體2之限定容置凹部5的邊緣14相鄰的區域內，例如可與刷毛載體2之周邊具有0.5 mm至3 mm的間距A。在此情形下，間距A同樣定義刷毛束10與刷毛載體2之周邊的間距。
圖3及圖8還示出，熔化的絲材料以及載板11在被刷毛載體2之邊緣14包圍之處可與刷毛載體2之周邊具有例如0.3 mm至2 mm的間距B。在此情形下，間距B同樣定義刷毛載體2之邊緣14的邊緣厚度，該邊緣限定容置凹部5且抵靠在載板11上。
圖3及圖8還示出，熔化的絲材料以及載板11在凹槽15之區域內在刷毛載體2之包圍容置凹部5的邊緣14可與刷毛載體2之周邊具有例如0 mm至2 mm的間距C。因此，形成載板11之熔化的絲材料可在凹槽15之區域內在邊緣14向外伸出、填滿凹槽15並且與鄰接的邊緣區段形成齊平的封閉。
圖4及圖9示出，在將刷毛絲4緊固在刷毛載體2上後，刷毛載體2在邊緣側具有2 mm至6 mm之材料厚度D。其中，材料厚度D定義刷毛載體之頭部厚度。
圖4及圖9還示出，在將刷毛絲4緊固在刷毛載體2上之前，牙刷中的容置凹部5區域內的材料厚度E例如可為1 mm至4 mm。在此情形下，尺寸D與E之差定義容置凹部5上之邊緣14的高度。
圖11-14示出製造圖1-9中至少部分示出的刷子1之方法。圖12示出，首先，為將刷毛絲4與準備好的刷毛載體2連接，將刷毛絲4之緊固側末端6加熱，並且在將刷毛絲4緊固在刷毛載體2上時，用刷毛絲4的緊固側末端6的熔化的絲材料將容置凹部5完全或較佳絕大部分填滿。圖12還示出，在此過程中，不僅藉由熱輻射無接觸地對刷毛絲4之緊固側末端6進行加熱，還對容置凹部5區域內的刷毛載體2進行加熱。
其中，將刷毛絲4之緊固側末端6加熱至高於刷毛載體2在其容置凹部5區域內的溫度。將刷毛絲4之緊固側末端6加熱至熔化的程度，而刷毛載體2在其容置凹部5區域內被加熱的溫度較低，使得刷毛載體2在其容置凹部5區域內不熔化。在緊固在刷毛載體2上之後，刷毛絲4與刷毛載體2材料接合地連接，並且形成前述材料均勻的整體單元。
在將刷毛絲4緊固在刷毛載體2上時，用刷毛絲4的緊固側末端6的絲材料將刷毛載體2之橫向限定容置凹部5的邊緣14中的凹槽15較佳與鄰接的邊緣區段齊平地填滿。
為將刷毛絲4緊固在容置凹部5中，將刷毛載體2插入模具16。模具16具有模具壁17，該模具壁以某種方式橫向包圍刷毛載體2之容置凹部5，從而橫向支撐刷毛載體2之橫向限定容置凹部5的邊緣14。
如圖13所示，在加熱刷毛絲4的緊固側末端6及刷毛載體2之後，將刷毛載體2插入模具16。以下文將要詳述的刷子製造設備18之升降裝置36來將刷毛載體2插入。
在用刷毛絲4之緊固側末端6的絲材料填滿容置凹部5之後，透過模具16將刷毛載體2冷卻。
為實施該方法，使用整體上用18標示的刷子製造設備。刷子製造設備18具有加熱裝置19。加熱裝置19包括兩個加熱面20及21，其中第一加熱面20適於加熱刷毛絲4之緊固側末端6，第二加熱面21適於加熱容置凹部5區域內的刷毛載體2。在此過程中，加熱面20及21經由熱輻射將熱量釋放至刷毛絲4或刷毛載體2。
加熱裝置19適於，將該二加熱面20及21以及經由該等加熱面將刷毛絲之緊固側末端6及容置凹部5區域內的刷毛載體2加熱至不同的溫度。其中，可將加熱面20加熱至足以使得刷毛絲4之緊固側末端6基於熱輻射而熔化之溫度。
該二加熱面20及21佈置在一共用的加熱元件22上，且佈置在該加熱元件22的不同側，即相背側。
如此便能將加熱元件22定位在其圖12所示處於準備好的刷毛載體2與準備好的刷毛絲4之間的位置，以便透過加熱面20加熱刷毛絲4之緊固側末端6，且透過加熱面21加熱刷毛載體2。
加熱裝置19適於對該二加熱面20及21之溫度進行獨立調節。加熱裝置19針對加熱面20及21中的每個分別包括至少一個溫度感測器23，以檢測及控制該二加熱面20及21之溫度。
藉由溫度感測器23可對加熱面20及21之溫度進行檢測，由此將該二加熱面20及21之溫度調節至目標溫度。為對加熱面20及21實施溫度調節，加熱裝置19配設有相應的控制單元24。控制單元24與溫度感測器23連接，並且可根據用該溫度感測器23檢測到的加熱面20及21的相應實際溫度與額定溫度的偏差來對加熱面20及21的溫度進行調整。
前述模具16為刷子製造設備18之部分。模具16用於在將刷毛絲4緊固在刷毛載體2上時容置並且支撐刷毛載體2。為將刷毛絲4緊固在容置凹部中，在加熱刷毛絲4之緊固側末端6及刷毛載體2之後，刷毛載體2藉由刷子製造設備18之升降裝置36下沉至模具16。
刷子製造設備18亦包括造型裝置25。造型裝置25在圖11中示出，且在圖12及圖13部分示出。造型裝置25用於為待製造刷子1之填塞物刷毛3造型。
造型裝置25具有用於為填塞物刷毛3之清潔側27造型的造型模26，及用於支撐填塞物刷毛3之緊固側29且為其造型的對配造型模28。
造型裝置25之工作方式例如如圖11所示。據此，造型模26以其凸形的成型表面朝填塞物刷毛3之清潔側27移動。由此，刷毛絲4就其縱軸而言按照造型模26之形狀軸向移動。緊貼填塞物刷毛3之緊固側29的對配造型模28對刷毛絲4進行支撐並且使其成型，該對配造型模之表面所具有之輪廓對應於填塞物刷毛3在其清潔側27之目標輪廓且為凹形。
在將刷毛絲4之緊固側末端6熔化以將刷毛絲4緊固在待製造的刷子1的刷毛載體2上時，將刷毛絲4在填塞物刷毛3之緊固側29上的不同程度的突出拉平。
圖11示出，刷子製造設備18還具有絲保持架30，其具有用於以夾緊的方式保持填塞物刷毛3之刷毛絲4的夾緊件39。絲保持架30構建為盒子，可在刷子製造設備18之工位間移動，並且在對填塞物刷毛3進行造型以及在在加熱裝置19上對刷毛絲4之緊固側末端6進行加熱時保持住刷毛絲4。絲保持架30具有用於刷毛絲4之刷毛束10的容置孔38之孔型37，該孔型對應於填塞物刷毛3中的刷毛束10的束佈局。
在將刷毛絲4之緊固側末端6壓入準備好的刷毛載體2之容置凹部5時，同樣使用絲保持架30。但在此過程中，其夾緊件39為打開的。如此便能藉由對填塞物刷毛3之清潔側27的刷毛絲4軸向地起作用的造型模26，將刷毛絲4以其緊固側末端6壓入容置凹部5。在此過程中，刷毛絲4受絲保持架30及其貫通的容置孔38導引。
為在將刷毛絲4緊固在刷毛載體2上後冷卻刷毛載體2，刷子製造設備18還具有冷卻裝置31。冷卻裝置31適於將佈置在模具16中之刷毛載體2冷卻。
根據圖11，刷子製造設備18還具有料匣32，其中佈置有鬆散刷毛絲之儲備33。
可藉由刷子製造設備18之分隔裝置34自料匣32中的鬆散刷毛絲之儲備33分隔出刷毛束10。可藉由束成型單元35將刷毛束10成型為其在待製造刷子1的填塞物刷毛3中的期望目標形狀。
將刷毛束10自束成型單元35轉移至絲保持架30，並且用夾緊件39固設在構建為通孔之容置孔38中。
圖14示出，在將刷毛載體2冷卻後，以升降裝置36將製成的刷子1自模具16抬起。填塞物刷毛3現與刷子1之刷毛載體2連接。
本發明係有關於刷子製造技術領域之改良，主要有關於一種刷子1，該刷子具有包含容置凹部5之刷毛載體2，在將刷毛絲4緊固在刷毛載體2上時，該容置凹部完全或部分地被待製造的刷子1之刷毛絲4的緊固側末端6的熔化的絲材料填滿。
1:刷子 2:刷毛載體，刷頭 3:填塞物刷毛 4:刷毛絲 5:容置凹部 6:4之緊固側末端 7:頸部區段 8:柄部 9:加強筋 10:刷毛束 11:載板 12:11之表面 13:刷子表面 14:邊緣 15:15中之凹槽 16:模具 17:模具壁 18:刷子製造設備 19:加熱裝置 20:用於6之加熱面 21:用於2之加熱面 22:加熱元件 23:溫度感測器 24:控制單元 25:造型裝置 26:造型模 27:清潔側 28:對配造型模 29:緊固側 30:絲保持架 31:冷卻裝置 32:料匣 33:鬆散刷毛絲之儲備 34:分隔裝置 35:束成型單元 36:升降裝置 37:30之孔型 38:30中之容置孔 39:30之夾緊件
下面結合實施例對本發明進行詳細說明。本發明不限於圖示實施例。透過將各請求項的特徵組合在一起以及/或者將所示實施例中的單個或多個的特徵組合在一起，可獲得更多的實施例。
[圖1]至[圖4]為構建為牙刷之刷子的不同視圖，其中可看出，刷子之刷毛載體具有用於容置刷子之填塞物刷毛的刷毛絲的緊固側末端的容置凹部，該容置凹部在將刷毛絲緊固在刷毛載體上後被熔化的絲材料填滿。
[圖5]為圖1至圖4所示刷子之刷毛絲的緊固側末端熔化後，該刷子之填塞物刷毛的立體圖。
[圖6]至[圖9]為同類刷子之另一實施方式的不同視圖，其用於容置填塞物刷毛之容置凹部中嵌有由加強筋形成之結構。
[圖10]為圖6至圖9所示刷子之刷毛絲的緊固側末端熔化後，該刷子之填塞物刷毛的立體圖。
[圖11]為用於製造之前的圖示所示的刷子之刷子製造設備的部件的示意圖。
[圖12]至[圖14]為用於說明製造圖1至圖10中至少部分示出的刷子之方法的刷子製造設備的其他部件。
1:刷子
2:刷毛載體，刷頭
3:填塞物刷毛
4:刷毛絲
5:容置凹部
6:4之緊固側末端
7:頸部區段
8:柄部
10:刷毛束
11:載板
12:11之表面
13:刷子表面
14:邊緣
15:15中之凹槽
27:清潔側
29:緊固側

Claims (22)

  1. 一種刷子（1），特別是牙刷，其具有刷毛載體（2），特別是刷頭，及由刷毛絲（4）形成之填塞物刷毛（3），其中該刷毛載體（2）具有至少一個容置凹部（5），該等刷毛絲（4）以其緊固側末端（6）緊固在該容置凹部中，其中該容置凹部（5）完全或部分地被該緊固側末端（6）之為緊固該等刷毛絲（4）而熔化的絲材料填滿。
  2. 如請求項1之刷子（1），其中在緊固該等刷毛絲（4）之前，該刷毛載體（2）在該容置凹部（5）的區域內具有其特別是可在該容置凹部（5）之法線方向上測得的最小材料厚度，以及/或者，該刷毛載體（2）透過該熔化的材料而加厚。
  3. 如請求項1或2之刷子（1），其中該容置凹部（5）內構建有至少一個加強筋（9）。
  4. 如請求項1至3中任一項之刷子（1），其中該熔化的絲材料形成載板（11），該載板將該容置凹部（5）填滿，以及/或者，該載板之表面（12）與該刷子（1），特別是該刷毛載體（2）之鄰接該容置凹部（5）及該填塞物刷毛（3）的刷子表面（13）齊平。
  5. 如請求項1至4中任一項之刷子（1），其中該等刷毛絲（4）及該刷毛載體（2）至少在該容置凹部（5）之區域內由與材料接合連接相容之材料或者由與適用於材料接合連接之材料相同的材料形成，以及/或者，其中緊固在該容置凹部（5）中之該等刷毛絲（4）及該刷毛載體（2）形成一材料均勻的整體單元及/或以材料接合的方式相連。
  6. 如請求項1至5中任一項之刷子（1），其中該等刷毛絲（4）及該刷毛載體（2）至少在該容置凹部（5）之區域內由塑膠形成，特別是由可生物降解的塑膠，例如由聚醯胺，較佳由PA 10.10或PA 12形成。
  7. 如請求項1至6中任一項之刷子（1），其中該刷毛載體（2）具有橫向於該等刷毛絲（4）之縱向延伸度地限定該容置凹部（5）之邊緣（14）。
  8. 如請求項1至7中任一項之刷子（1），其中該邊緣（14）中構建有至少一個凹槽（15），該凹槽完全或部分地用該熔化的絲材料較佳與相鄰邊緣區段齊平地填滿。
  9. 一種製造如請求項1至8中任一項之刷子（1）的方法，其中為將該等刷毛絲（4）與該刷毛載體（2）連接，將該等刷毛絲（4）之緊固側末端（6）加熱，並且在將刷毛絲（4）緊固在該刷毛載體（2）上時，用該緊固側末端（6）之熔化的絲材料將該容置凹部（5）完全或部分地填滿。
  10. 如請求項9之方法，其中在該容置凹部（5）之區域內將該等刷毛絲（4）之緊固側末端（6）及該刷毛載體（2）加熱。
  11. 如請求項9或10之方法，其中在該容置凹部（5）之區域內將該等刷毛絲（4）之緊固側末端（6）加熱至高於該刷毛載體（2）之溫度。
  12. 如請求項9至11中任一項之方法，其中將該等刷毛絲（4）與該刷毛載體（2）以材料接合的方式連接在一起。
  13. 如請求項9至12中任一項之方法，其中該用緊固側末端（6）之絲材料將至少一個設在橫向限定該容置凹部（5）之邊緣（14）中的凹槽（15）較佳與鄰接的邊緣區段齊平地填滿。
  14. 如請求項9至13中任一項之方法，其中為將該等刷毛絲（4）緊固該容置凹部（5）中，將該刷毛載體（2）插入模具（16），該模具具有模具壁（17），該模具壁特別是以某種方式至少局部地橫向包圍該刷毛載體（2）之容置凹部（5），從而橫向支撐該刷毛載體（2）之橫向限定該容置凹部（5）的邊緣（14）。
  15. 如請求項9至14中任一項之方法，其中在用該緊固側末端（6）之絲材料填滿該容置凹部（5）之後，特別是通過該模具（16）將該刷毛載體（2）冷卻。
  16. 一種特別是按照如請求項9至15中任一項之方法製造如請求項1至8中任一項之刷子（1）的刷子製造設備（18），其中該刷子製造設備（18）具有加熱裝置（19），該加熱裝置包括兩個加熱面（20，21），其中第一加熱面（20）適於加熱刷毛絲（4）之緊固側末端（6），第二加熱面（21）適於加熱容置凹部（5）區域內的刷毛載體（2）。
  17. 如請求項16之刷子製造設備（18），其中該加熱裝置（19）適於將該等加熱面（20，21）加熱至不同的溫度，其中較佳地，該加熱裝置（19）適於將該第一加熱面（20）加熱至足以使得該等刷毛絲（4）之緊固側末端（6）熔化之溫度，以及/或者，其中該二加熱面（20，21）佈置在一共用的加熱元件（22）上，特別是佈置在該加熱元件（22）之不同側，較佳相背側。
  18. 如請求項16或17之刷子製造設備（18），其中該加熱裝置（19）適於對該二加熱面（20，21）之溫度進行較佳獨立的調節，特別是其中該加熱裝置（19）具有控制單元（24）及用於對該二加熱面（20，21）中的至少一個的溫度進行檢測及調節的溫度感測器（23），其中較佳每個加熱面（20，21）皆對應至少一個溫度感測器（23）。
  19. 如請求項16至18中任一項之刷子製造設備（18），其中該刷子製造設備（18）具有用於容置及支撐該刷毛載體（2）之模具（16）。
  20. 如請求項16至19中任一項之刷子製造設備（18），其中該刷子製造設備（18）具有用於為待製造刷子（1）之填塞物刷毛（3）造型的造型裝置（25）。
  21. 如請求項16至20中任一項之刷子製造設備（18），其中該造型裝置（25）具有用於為該填塞物刷毛（3）之清潔側（27）造型的造型模（26），以及/或者為該填塞物刷毛（3）之緊固側（29）造型及/或用於在為該填塞物刷毛（3）造型時支撐該等刷毛絲（4）之對配造型模（28）。
  22. 如請求項16至21中任一項之刷子製造設備（18），其中該刷子製造設備（18）具有絲保持架（30），用於特別是以夾緊的方式保持該填塞物刷毛（3）之刷毛絲（4），以及/或者，其中該刷子製造設備（18）具有用於冷卻該刷毛載體（2）之冷卻裝置（31）。
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