TW202410830A - 用於製造刷子的方法以及刷子製造裝置 - Google Patents

Abstract

本發明主要關於一種用於製造刷子（1），特別是用於製造牙刷的方法，該刷子具有刷毛載體（2）和由刷毛細絲（4）形成的刷毛組（3），其中加熱該刷毛載體（2）和該刷毛組（3）之刷毛細絲（4）的緊固側末端（6），並將該等刷毛細絲（4）的緊固側末端（6）熔化，但不熔化該刷毛載體（2），而後將該刷毛載體（2）與該刷毛組（3）的刷毛細絲（4）連接在一起。

Description

用於製造刷子的方法以及刷子製造裝置

本發明係關於一種用於製造刷子，特別是用於製造牙刷的方法，該刷子具有刷毛載體和由刷毛細絲形成的刷毛組（Borstenbesatz），本發明還關於一種用於製造刷子，特別是用於製造牙刷的刷子製造裝置。

在實踐中，製造刷子時有各種用於將刷子的刷毛載體與由刷毛細絲形成的組連接起來的習知方法。舉例而言，一種習知做法是將刷毛組的刷毛細絲合併成刷毛束，並藉由所謂的錨件將其緊固於刷毛載體的容置孔中。其中，刷毛束與錨件一起被打入容置孔中。然而，為能用錨件將刷毛束緊固在容置孔中，刷毛載體須具有一定之材料厚度，不應低於該材料厚度。若刷毛載體的材料厚度過小，則無法再可靠和合理地使用緊固刷毛束的錨固技術，因為此時可用來緊固錨件的材料過少。

另外，用於將刷毛細絲和由刷毛細絲形成的刷毛束無錨緊固於刷毛載體的方法也已為吾人所知。其中，刷毛細絲和刷毛載體例如可以材料結合方式相互連接。在此情況下，刷毛細絲和刷毛載體至少部分地被熔化，隨後連接在一起。然而，此種處理方式遇到薄壁刷毛載體時亦會受限，因為實施此方法時較難保證薄壁刷毛載體的尺寸穩定性。

本發明之目的在於提供一種用於製造刷子，特別是用於製造牙刷的方法，以及一種相應的、使用性能經改良之刷子製造裝置，二者亦能使薄壁刷毛載體得到可靠加工。

為了達成前述目的，首先提出一種用於製造刷子，特別是用於製造牙刷的方法，該方法具有關於此種方法之獨立請求項的手段和特徵。具體而言，用以達成該目的之解決方案為一種用於製造刷子，特別是用於製造牙刷的方法，該刷子具有刷毛載體和由刷毛細絲形成的刷毛組，其中加熱刷毛載體和刷毛組之刷毛細絲的緊固側末端，並將刷毛細絲的緊固側末端熔化，但不熔化刷毛載體，而後將刷毛載體與刷毛組的刷毛細絲連接在一起。

該方法能使刷毛組的刷毛細絲可靠地連接到刷子的刷毛載體，但在此過程中無需熔化刷毛載體。這能改善刷毛載體的尺寸精度，從而改良所製刷子的品質。這使得根據本發明的方法亦特別適合用來製造具有易損的薄壁刷毛載體之刷子，舉例而言，迄今為止尚不能用錨固技術製造此類刷子。

本發明基於以下認識：在刷毛組的刷毛細絲與刷子的刷毛載體之間形成可靠的較佳材料結合式連接，不一定要熔化刷毛載體。相反，僅將刷毛組之刷毛細絲的緊固側末端加熱到熔化即可。僅需加熱刷毛載體，使其能夠與刷毛組的刷毛細絲連接。其中，即使是部分熔化刷毛載體亦無必要。

較佳將刷毛載體和刷毛組之刷毛細絲的緊固側末端加熱至不同溫度。這有利於以節能方式實施該方法，特別是在刷毛載體經加熱所達到的溫度低於刷毛細絲之緊固側末端的情況下。

可將刷毛載體和刷毛組的刷毛細絲以材料結合方式連接在一起。如此，刷毛組的刷毛細絲將特別可靠且穩定地緊固在刷毛載體上。另外，此種緊固方式不需要刷毛載體上存在任何用於將刷毛載體例如以形狀配合方式與刷毛組連接起來的結構。這能簡化刷毛載體的製造。

若刷毛載體和刷毛細絲由彼此相容而適於建立材料結合式連接的材料製成或由同一種適於建立材料結合式連接的材料製成，則是有利的。

為了製造特別環保的刷子，若刷毛載體和刷毛細絲，較佳刷子的所有部分，皆由可生物降解的材料製成，特別是由可生物降解的塑膠（例如聚醯胺，較佳PA 10.10或PA 12）製成，則可能是有利的。以此種材料製造刷毛載體和刷毛細絲，有利於以環保的方式處置刷子或者以儘可能簡單的方式回收刷子。

特別是在刷毛細絲和刷毛載體由不同材料製成的情況下，若在實施該方法時使用包含至少一種起助黏劑作用之添加劑的刷毛細絲和/或刷毛載體，則可能有利於簡化和/或改善刷毛細絲與刷毛載體之間的連接。

特別是在刷毛細絲和刷毛載體由不同材料製成的情況下，若在刷毛細絲與刷毛載體連接之前將底漆（Primer）作為助黏劑施加在刷毛細絲和/或刷毛載體上，則可能有利於簡化和/或改善刷毛細絲與刷毛載體之間的連接。底漆可用作助黏劑，有助於輕鬆地在刷毛細絲與刷毛載體之間建立可靠連接。可將漆作為底漆塗覆。

舉例而言，可將用於塑膠，特別是用於聚丙烯的助黏劑用作底漆和/或添加劑。例如可將PP-g-MAH型助黏劑用作底漆和/或添加劑。例如可將Priex 20097、Polybond 3200、Exxelor PO 1020、Scona TPPP 8012、Scona TPPP 9012、Scona TPPP 9112、Licocene PP MA 6252和/或Licocene PP MA 7452用作添加劑和/或底漆。

對於由不同塑膠製成的刷毛細絲和/或刷毛載體（例如由聚醯胺（PA）或聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）製成的刷毛細絲和由聚丙烯（PP）製成的刷毛載體）的連接而言，使用能提高刷毛細絲與刷毛載體之間的連接（特別是塑膠連接（Kunststoffverbindung））之接枝占比（Pfropfanteil）的添加劑和/或底漆，可能是有利的。較佳用添加劑和/或底漆對由聚丙烯製成的接合配合件（即刷毛載體或刷毛細絲）進行改質。該接合配合件較佳指刷毛載體，因為刷毛載體往往由聚丙烯製成。

藉由上述底漆和/或添加劑可將由聚丙烯製成的刷毛載體與由另一種材料（例如聚醯胺或聚對苯二甲酸丁二醇酯）製成的刷毛細絲連接在一起，而不必為此而亦將刷毛載體熔化。

使用添加劑作為助黏劑可能是特別有利的。添加劑可被添加到用於製造刷毛載體和/或刷毛細絲的原料中。如此便可直接用經添加劑改質的原料製造刷毛載體和/或刷毛細絲，例如以擠壓和/或射出成型的方式。如此便無需透過單獨的工藝步驟來後續在刷毛載體和/或刷毛細絲上施加作為助黏劑的底漆。這有利於以經濟實惠的方式實施該方法。

在待製刷子的一種實施方式中，刷毛載體和/或刷毛細絲例如可由聚丙烯（PP）、聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）和/或聚醯胺（PA）製成。藉由在實施該方法時使用前述助黏劑，即添加劑和/或底漆，即使刷毛載體和刷毛細絲的材料實際上不太適合形成材料結合式連接，特別是焊接連接或黏合連接，亦能將刷毛載體和刷毛細絲以材料結合方式連接在一起。

本發明意義上的材料結合式連接尤其可為焊接連接。

藉由熔化刷毛細絲的緊固側末端，可產生至少一個載板，該載板由刷毛細絲的緊固側末端的熔融細絲材料形成。至少一個載板可將一個或多個刷毛束的刷毛細絲連接在一起。一個載板亦可將刷毛組的多個或所有刷毛束相互連接。因此，藉由熔化緊固側末端，刷毛組的一個或多個或所有刷毛束的刷毛細絲可在連接到刷毛載體之前已相互連接。這能簡化刷子的製造，特別是簡化刷毛組與刷毛載體的連接。

在該方法的一種較佳實施方式中，將刷毛載體加熱至低於其熔化溫度的溫度。藉此確保刷毛載體在任何區域都不會部分熔化。如此便可避免刷毛載體在與刷毛細絲連接時發生非期望的變形，並且在實施該方法時確保刷毛載體的尺寸穩定性。

特別是在刷毛細絲和刷毛載體由同一種材料製成的情況下，可將刷毛載體加熱至低於刷毛細絲之緊固側末端的溫度。如此便可熔化刷毛細絲的緊固側末端，刷毛載體則僅被加熱，而不熔化。此種處理方式特別節能。

為了將刷毛細絲連接到刷毛載體上，有利的做法是將刷毛載體插入模具中。模具可具有模具壁，該模具壁至少部分地側向包圍刷毛載體，特別是刷毛載體的用於刷毛細絲之緊固側末端的容置凹槽。在刷毛組的刷毛細絲與刷毛載體的連接過程中，模具的模具壁可對刷毛細絲之緊固側末端的熔融細絲材料進行導引，以免熔化的細絲材料從刷毛載體的外周上溢出。此種處理方式有利於刷毛載體的外輪廓保持儘可能地光滑和無偏移。此外，該方法的這種變體特別適於製造刷毛載體壁厚特別小的刷子。在將刷毛細絲連接到薄壁刷毛載體時，使用模具可為刷毛載體提供支撐，從而有利於刷毛細絲與刷毛載體的連接。在將刷毛細絲與刷毛載體連接時，模具還有助於刷毛載體保持尺寸穩定。

若刷毛載體具有容置凹槽，刷毛細絲在該容置凹槽中以其緊固側末端緊固在刷毛載體上，則此容置凹槽可被刷毛細絲之緊固側末端的熔融細絲材料填滿，從而強化刷毛載體並使其變得完整。刷毛載體或刷子製造方法的這種變體能夠提供刷毛載體被設計得特別緊湊之刷子。

在此情況下，刷毛載體之側向限定上述容置凹槽的邊緣可由模具支撐，特別是可由其模具壁支撐。

為了將刷毛細絲與刷毛載體連接起來，可將刷毛細絲已熔化的緊固側末端壓在已被加熱的刷毛載體上，或者將已被加熱的刷毛載體壓在刷毛細絲的已熔化末端上。刷子製造裝置的推動器可用於此目的。其中，已熔化的緊固側末端同樣仍是熱的，較佳仍處於熔融狀態，但至少仍是軟的且具可塑性，從而可在刷毛載體與刷毛細絲之間建立良好連接。

為了在刷毛載體與刷毛細絲連接後儘快固化刷毛載體與刷毛細絲之間所產生的連接，可在刷毛載體與刷毛細絲連接後將刷毛載體冷卻。這可藉由下文將予以詳細說明的刷子製造裝置的冷卻裝置和/或藉由上述模具來完成。

為了達成前述目的，還提出一種用於製造刷子，特別是用於製造牙刷的刷子製造裝置，該刷子製造裝置具有關於此種刷子製造裝置之獨立請求項的特徵。由此，該刷子製造裝置適於實施如相關請求項之一所述的方法。

根據本發明，刷子製造裝置具有加熱裝置，該加熱裝置被設置成將刷毛組之刷毛細絲的緊固側末端以及需要與刷毛組的刷毛細絲連接的刷毛載體加熱，並將刷毛細絲的緊固側末端熔化，但不熔化刷毛載體。

藉由該刷子製造裝置可加熱熔化刷毛細絲的緊固側末端，刷毛載體則僅加熱而不熔化，從而保持尺寸穩定。

在刷子製造裝置的一種較佳實施方式中，加熱裝置包括兩個加熱面。在該兩個加熱面中，第一加熱面用於加熱待製刷子之刷毛組的刷毛細絲的緊固側末端，第二加熱面用於加熱待製刷子之需要與刷毛組的刷毛細絲連接的刷毛載體。在刷子製造裝置的這種實施方式中，加熱裝置透過其兩個加熱面而適於加熱刷毛細絲的緊固側末端和刷毛載體，並將刷毛細絲的緊固側末端熔化，但不熔化刷毛載體。

較佳地，加熱裝置特別是透過其兩個加熱面而適於將刷毛細絲的緊固側末端和刷毛載體加熱至不同溫度。這在刷毛細絲和刷毛載體具有相同的熔化溫度且僅需熔化刷毛細絲的緊固側末端之情況下是有利的。

加熱裝置例如可被設置成將加熱面加熱至不同溫度。如此便可將刷毛細絲的緊固側末端和待製刷子的刷毛載體分別加熱至不同溫度，從而實施前文中詳細說明的方法。

具體而言，加熱裝置可被設置成將第一加熱面加熱至足以熔化刷毛細絲之緊固側末端的溫度。加熱裝置可進一步被設置成將第二加熱面加熱到一溫度，該溫度足以將刷毛載體加熱至低於其熔化溫度的溫度。藉此確保在使用刷子製造裝置時，刷毛細絲的緊固側末端被熔化，刷毛載體被加熱但不熔化，從而保持形狀穩定和尺寸穩定。

在刷子製造裝置的一種實施方式中，第一加熱面與由刷子製造裝置所規定的、準備好對刷毛細絲的緊固側末端進行加熱和熔化之位置之間的距離大於第二加熱面與由刷子製造裝置所規定的、準備好對刷毛載體進行加熱之位置之間的距離。藉此，刷子製造裝置的這種變體允許將加熱裝置的兩個加熱面加熱至同一溫度。藉由在刷子製造裝置所規定的、分別準備好刷毛細絲之緊固側末端和刷毛載體的位置與相關加熱面之間設置不同距離，可確保刷毛細絲的緊固側末端和刷毛載體得到所期望的不同程度之加熱。

在刷子製造裝置的一種特別緊湊的實施方式中，兩個加熱面佈置在共同的加熱元件上，特別是佈置在共同的加熱元件的不同側上，較佳佈置在加熱元件的相背側上。藉此可將加熱元件定位在準備好的刷毛載體與準備好的刷毛細絲的緊固側末端之間。

為了實施前述方法，若加熱裝置被設置成較佳獨立地調節兩個加熱面的溫度，則可能是有用的。在此情況下，加熱裝置可具有控制單元和至少一個用於對兩個加熱面中之至少一者的溫度進行偵測和調節的溫度感測器。較佳地，每個加熱面各對應至少一個溫度感測器。藉此可分開偵測並單獨監測加熱裝置的兩個加熱面的溫度，一旦發現加熱面的實際溫度與加熱面的額定溫度之間存在偏差，便可藉由刷子製造裝置的控制單元對其進行調整。

刷子製造裝置可具有用於在刷毛載體與刷毛組之刷毛細絲連接的過程中容置和支撐刷毛載體的模具。前文已結合該方法闡述過此種模具的優點。此種模具特別適合用來加工薄壁刷毛載體。

刷子製造裝置可具有用於將底漆釋放到刷毛細絲和/或刷毛載體上的釋放裝置（Abgabevorrichtung）。在將刷毛細絲與刷毛載體連接之前，可將底漆以此方式釋放到刷毛細絲和/或刷毛載體上。底漆有利於在刷毛細絲與刷毛載體之間形成可靠的連接。

刷子製造裝置可進一步具有用於特別是以夾緊方式保持刷毛組之刷毛細絲的細絲支架。借助於細絲支架，可將刷毛組之細絲的緊固側末端保持在加熱裝置之第一加熱面上的前述位置處，以便加熱並最終熔化刷毛細絲的緊固側末端。在將刷毛細絲連接到刷毛組時，細絲支架亦可用於導引刷毛組的刷毛細絲。在此情況下，特別是可透過刷毛組的清潔側相對於刷毛細絲的縱軸對其施加軸向作用，並將刷毛細絲壓在已被加熱的刷毛載體上。為此，刷子製造裝置可具有推動器，該推動器被設置成將刷毛組之刷毛細絲的熔融緊固側末端壓在已被加熱的刷毛載體上，從而將刷毛細絲與刷毛載體連接在一起。推動器亦可被設置成將已被加熱的刷毛載體壓在刷毛細絲的熔融末端上，以將刷毛載體與刷毛細絲連接在一起。

此外，若細絲支架具有用於由刷毛細絲形成之刷毛組的刷毛細絲和/或刷毛束之容置孔所形成的孔型，且該等容置孔較佳被設計成通孔，則是有利的。

若細絲支架的容置孔被設計成通孔，位於容置孔中的刷毛細絲和/或刷毛束便可在相對於其縱軸的軸向運動中被推出容置孔，以便將刷毛細絲的熔融緊固側末端壓在已被加熱的刷毛載體上，並將刷毛細絲與刷毛載體連接在一起。

細絲支架例如可被設計成盒體，並且/或者可在刷子製造裝置的各工位之間被運送。

細絲支架可進一步具有夾具，藉由該夾具可將刷毛組的刷毛細絲固定在細絲支架的容置孔中。在加熱和熔化刷毛細絲的緊固側末端期間，可關閉夾具，以便將刷毛細絲可靠且精準定位地保持在細絲支架中。

一旦刷毛細絲的緊固側末端被熔化，刷毛載體被加熱，遂可打開細絲支架的夾具。當細絲支架的夾具打開時，例如可借助於刷子製造裝置的前述推動器，將刷毛組之刷毛細絲的熔融緊固側末端壓在已被加熱的刷毛載體上，以將刷毛細絲與刷毛載體連接在一起。

為了縮短建立和固化刷毛細絲與刷毛組之間的連接所需要的工藝時間，若刷子製造裝置具有冷卻裝置，則是有利的。該冷卻裝置可被設置成在刷毛細絲與刷毛載體連接後對刷毛載體進行冷卻。冷卻裝置例如可透過刷子製造裝置的前述模具對置於該模具中的刷毛載體產生作用。

刷子製造裝置可進一步具有用於容置鬆散的刷毛細絲供應的料匣。在料匣下游，刷子製造裝置可包括毛束分離裝置，該毛束分離裝置被設置成從料匣中所包含的鬆散刷毛細絲供應中取出由刷毛細絲形成的刷毛束，並提供該等刷毛束，以使其被組裝成刷毛組。

刷子製造裝置可進一步具有毛束整形單元（Bündelumformeinheit），該毛束整形單元被設置成將提取自刷毛匣的刷毛束轉變成製造刷子所需要的目標形狀。

刷毛束可從毛束整形單元被轉移到前述細絲支架。隨後，刷毛束可相對於彼此以其後續在待製刷子的刷毛組中的佈置方式保持在細絲支架中。

圖1至圖5以及圖6至圖10分別示出整體被標示為1的刷子的至少一些部分，該刷子被設計成牙刷。若非明確指出，則下述內容與刷子1的兩個圖示實施方式有關。

刷子1具有刷毛載體2，即刷頭，由刷毛細絲4形成的刷毛組3緊固在該刷毛載體上。

例如如圖1和圖6所示，刷子1在其刷毛載體2上具有容置凹槽5。刷毛細絲4以其緊固側末端6緊固於容置凹槽5中。容置凹槽5被成品刷子1上緊固側末端6的為了緊固刷毛細絲4而熔融的細絲材料填滿。刷毛載體2，即刷頭，透過刷子1的頸部7與刷子1的手柄8連接。例如如圖1和圖4所示，在緊固刷毛細絲4之前，刷毛載體2在容置凹槽5區域內具有可在容置凹槽5的法線方向上測量的最小材料厚度。在相鄰區域中，刷毛載體2被設計得更厚。這一點例如圖示於圖4和圖9中，該等圖式以標出尺寸的方式示出容置凹槽5區域內的材料厚度E和刷毛載體2與之相鄰的部分中的材料厚度D。

在刷毛細絲4被緊固於刷毛載體2之後，刷毛載體2在其已被填滿的容置凹槽5區域內被刷毛細絲4的熔融細絲材料強化。

在刷子1如圖6至圖10所示的實施例中，容置凹槽5內部形成有加固筋9，儘管刷毛載體2在容置凹槽5區域內的材料厚度E相對較小，但該等加固筋賦予其良好的穩定性。這能簡化刷子1製造過程中對刷毛載體2的操作。

容置凹槽5被存在於容置凹槽5內部的加固筋9分段。加固筋9的佈置方式產生一個由若干單一槽口形成的圖案，就形狀和佈置方式而言，該等槽口與刷毛組3之由刷毛細絲4形成的刷毛束10的橫截面形狀和佈置方式相對應。

如圖5和圖10所示，所圖示的刷毛組3的熔融細絲材料形成至少一個載板11，在刷毛細絲4被緊固於刷毛載體2之後，該載板將刷子1的容置凹槽5填滿。

刷毛細絲4或由刷毛細絲4形成的刷毛束10可透過載板11相互連接。圖5所示的載板11尤其如此。

在圖10所示的刷毛組3中，一個刷毛束10內部的刷毛細絲4透過一個載板11相互連接。因此，總共八個刷毛束10中的每個刷毛束皆具有一個載板11。

載板11以某種方式填滿容置凹槽5，使得載板11的表面12與刷子1鄰接容置凹槽5和刷毛組3的刷子表面13齊平。圖10所示刷毛組3的多個載板11亦以類似的方式將圖6至圖9所示刷毛載體2之被加固筋9分段的容置凹槽5的部分填滿。在此情況下，載板11的表面12亦與刷子1的包圍容置凹槽5的刷子表面13齊平。

刷毛細絲4和刷毛載體2，以及刷子1的頸部7和手柄8皆由同一種材料製成，該材料允許刷毛細絲4與刷毛載體2之間形成材料結合式連接。

因此，圖中所示的刷子1是所謂的單一材質刷子。由於製造刷子1的刷毛載體2、頸部7和手柄8以及刷毛組3的刷毛細絲4所用的材料為可生物降解的塑膠，例如聚醯胺，即較佳為PA 10.10或PA 12，因此刷子1特別環保，並且可輕鬆回收。

緊固在容置凹槽5中的刷毛細絲4和刷毛載體2相互連接後形成一個材質均勻的整體式單元，並且以材料結合方式相互連接。

刷毛載體2具有側向限定容置凹槽5的邊緣14。邊緣14用於在刷毛細絲4與刷毛載體2連接時導引熔融細絲材料，使得容置凹槽5被刷毛細絲4的緊固側末端6的熔融細絲材料填滿。

邊緣14中形成有多個凹口15，該等凹口較佳被刷毛細絲4的緊固側末端6的熔融細絲材料填充至與相鄰的邊緣部分齊平。這一點例如圖示於圖3中，該圖為其中一種刷子1的被設計成刷頭之刷毛載體2的俯視圖。

從該圖中可看出，邊緣14中的凹口15幾乎完全被刷毛細絲4的緊固側末端6的熔融細絲材料填滿。

如圖3和圖8所示，在成品牙刷上，在刷毛組3與刷毛載體2之限定容置凹槽5的邊緣14相鄰佈置的區域中，刷毛組3到刷毛載體2之周邊的距離A可例如為0.5 mm至3 mm。在此情況下，距離A亦定義了刷毛束10到刷毛載體2之周邊的距離。

圖3和圖8還顯示，在熔融細絲材料和載板11被刷毛載體2的邊緣14包圍之處，熔融細絲材料和載板到刷毛載體2之周邊的距離B可例如為0.3 mm至2 mm。在此情況下，距離B亦定義了刷毛載體2的邊緣14的邊緣厚度，該邊緣限定了容置凹槽5並貼靠載板11。

圖3和圖8進一步顯示，在刷毛載體2包圍容置凹槽5之邊緣14中的凹口15區域內，熔融細絲材料和載板11到刷毛載體2之周邊的距離C可例如為0 mm至2 mm。如此一來，形成載板11的熔融細絲材料可在邊緣14中的凹口15區域內完全向外延伸，填充凹口15，並與鄰接的邊緣部分齊平。

如圖4和圖9所示，在將刷毛細絲4緊固於刷毛載體6之後，刷毛載體2可在邊緣上具有2 mm至6 mm之材料厚度D。在此情況下，材料厚度D定義了刷毛載體的頭部厚度。

圖4和圖9進一步顯示，以牙刷為例，在將刷毛細絲4緊固於刷毛載體2之前，容置凹槽5區域內的材料厚度E可為1 mm至4 mm。在此情況下，尺寸D和E之差定義了邊緣14在容置凹槽5上方的高度。

圖11-圖14示出一種至少部分地圖示於圖1-圖9中之刷子1的製造方法。如圖12所示，首先加熱刷毛細絲4的緊固側末端6和刷毛載體2，以將刷毛細絲4連接到準備好的刷毛載體2上。不同於刷毛載體2的是，刷毛細絲4的緊固側末端6在此過程中被熔化。接著將刷毛載體2和刷毛組3的緊固側末端6相互連接。

在將刷毛細絲4緊固於刷毛載體2時，刷毛載體2的前述容置凹槽5被刷毛細絲4的緊固側末端6為此而熔化的細絲材料填滿。圖12進一步顯示，在此過程中，刷毛細絲4的緊固側末端6和刷毛載體2的容置凹槽5區域皆藉由熱輻射以非接觸方式被加熱。

刷毛細絲4的緊固側末端6和刷毛載體2被加熱至不同溫度並以材料結合方式相互連接。具體而言，刷毛細絲4的緊固側末端6在該方法中被加熱至比刷毛載體2更高的溫度。刷毛細絲4的緊固側末端6被加熱到發生熔化的程度，而刷毛載體2的容置凹槽5區域經加熱所達到的溫度則被選擇為較低，使得刷毛載體2不發生熔化。其中，刷毛載體2經加熱所達到的溫度低於其熔化溫度。在將刷毛細絲4緊固於刷毛載體2之後，刷毛細絲和刷毛載體2以材料結合方式相互連接，並形成前述材質均勻的整體式單元。這是可能的，因為刷毛載體2和刷毛細絲4係由同一種適於建立材料結合式連接之材料所製成。

為了簡化和/或改善刷毛細絲4與刷毛載體2之間的連接，刷毛細絲4和/或刷毛載體2包含至少一種起助黏劑作用的添加劑。此外，在將刷毛細絲4與刷毛載體3連接之前，可在刷毛細絲4和/或刷毛載體2上施加作為助黏劑的底漆。

施加在刷毛載體2和/或刷毛細絲4上的底漆和/或例如可添加在構成刷毛載體2和/或刷毛細絲4之材料中的添加劑，有助於輕鬆地在刷毛細絲4與刷毛載體2之間建立可靠連接。

有利的是，使用此類添加劑和/或底漆能提高刷毛細絲4與刷毛載體2之間的連接（特別是塑膠連接）的接枝占比。如此一來，即使是由不同材料製成的刷毛載體2和刷毛細絲4亦可用上述方法可靠地連接起來。舉例而言，在添加劑和/或底漆的幫助下，由聚丙烯製成的刷毛載體2可與例如由聚醯胺或聚對苯二甲酸丁二醇酯製成的刷毛細絲4連接起來。

實施該方法時，藉由熔化刷毛細絲4的緊固側末端6來產生至少一個載板11，該載板將一個或多個刷毛束10的刷毛細絲4相互連接和/或將刷毛組3的多個刷毛束10或所有刷毛束10相互連接。

在將刷毛細絲4緊固於刷毛載體2時，存在於刷毛載體2之側向限定容置凹槽5的邊緣14中的凹口15較佳被刷毛細絲4的緊固側末端6的細絲材料填充至與鄰接的邊緣部分齊平。

為了將刷毛細絲4緊固於容置凹槽5中，將刷毛載體2插入模具16中。模具16具有模具壁17，該模具壁側向包圍刷毛載體2的容置凹槽5，從而使刷毛載體2之側向限定容置凹槽5的邊緣14得到側向支撐。

根據圖13，在刷毛細絲4的緊固側末端6和刷毛載體2被加熱後，將刷毛載體2插入模具16中。刷毛載體2的插入係藉由下文將詳細說明之刷子製造裝置18的升降裝置36來完成。

在將刷毛細絲4緊固於刷毛載體2之後以及在刷毛細絲4的緊固側末端6的細絲材料填滿容置凹槽5之後，用模具16冷卻刷毛載體2。在此過程中，刷毛細絲4與刷毛載體2之間的連接固化。

使用整體被標示為18的刷子製造裝置來實施該方法。刷子製造裝置18具有加熱裝置19。加熱裝置19包括兩個加熱面20和21，其中的第一加熱面20用於加熱和熔化刷毛細絲4的緊固側末端6，第二加熱面21用於加熱刷毛載體2。在此過程中，加熱面20和21以熱輻射的方式將熱量分別釋放到刷毛細絲4和刷毛載體2上。

加熱裝置19——透過其兩個加熱面20和21——而適於加熱刷毛細絲4的緊固側末端6和刷毛載體2，並且在此過程中將緊固側末端6熔化，但不熔化刷毛載體2。刷毛載體2保持尺寸穩定，因為刷毛載體未被加熱到發生熔化之程度。

加熱裝置19被設置成將兩個加熱面20和21加熱到不同溫度，並透過該等加熱面將刷毛細絲的緊固側末端6和刷毛載體2的容置凹槽5區域加熱到不同溫度。其中，加熱面20可被加熱到一個足以以熱輻射方式熔化刷毛細絲3的緊固側末端6之溫度。

兩個加熱面20和21佈置在共同的加熱元件22上，並且位於加熱元件22的不同（即相對）側上。

以此方式，可將加熱元件22定位於準備好的刷毛載體2與準備好的刷毛細絲4之間如圖12所示的位置上，以便透過加熱面20加熱刷毛細絲4的緊固側末端6，以及透過加熱面21加熱刷毛載體2。

加熱裝置19被設計用來獨立調節兩個加熱面20和21的溫度。加熱裝置19包括為每個加熱面20和21所設置的各至少一個溫度感測器23，以便對兩個加熱面20和21的溫度進行偵測與調節。

借助於溫度感測器23，能夠偵測加熱面20和21的溫度，從而將兩個加熱面20和21的溫度調節至目標溫度。為了對加熱面20和21進行溫度調節，加熱裝置19配備有相應的控制單元24。控制單元24與溫度感測器23連接，並且可根據藉由溫度感測器23所偵測到的、加熱面20、21之實際溫度與目標溫度的偏差來調整加熱面20和21的溫度。

前述模具16為刷子製造裝置18的一部分。模具16用於在將刷毛細絲4緊固於刷毛載體2的過程中容置和支撐刷毛載體2。在加熱和熔化刷毛細絲4的緊固側末端6以及在加熱刷毛載體2而不使其熔化之後，藉由刷子製造裝置18的升降裝置36將刷毛載體2降到模具16中，以便將刷毛細絲4緊固於容置凹槽5中。

刷子製造裝置18亦包括輪廓成形裝置25。輪廓成形裝置25圖示於圖11中，並且部分地圖示於圖12和圖13中。輪廓成形裝置25用於對待刷子製造子1的刷毛組3進行輪廓成形。

輪廓成形裝置25具有用於對刷毛組3的清潔側27進行輪廓成形的輪廓成形工具26以及用於支撐刷毛組3的緊固側29並對其進行輪廓成形的反向輪廓成形工具28。

例如從圖11中可看到輪廓成形裝置25的工作方式。據此，輪廓成形工具26以其具有成形作用的外凸狀表面朝刷毛組3的清潔側27移動。藉此使刷毛細絲4根據輪廓成形工具26的形狀相對於其縱軸發生軸向位移。抵靠於刷毛組3之緊固側29的反向輪廓成形工具28則為刷毛細絲4提供支撐並使其成形，該反向輪廓成形工具之表面的輪廓與刷毛組3在其清潔側27上的目標輪廓相對應，並且呈內凹狀。

在熔化刷毛細絲4的緊固側末端6以將刷毛細絲4緊固於待刷子製造子1的刷毛載體2時，以整平方式消除刷毛細絲4在刷毛組3的緊固側29上之不同突出程度。

如圖11所示，刷子製造裝置18進一步具有細絲支架30，該細絲支架具有用於夾持刷毛組3之刷毛細絲4的夾具39。細絲支架30被設計成盒體，可在刷子製造裝置18的工位之間移動，並且可在刷毛組3的輪廓成形過程中以及在加熱裝置19處加熱和熔化緊固側末端6的過程中保持住刷毛細絲4。細絲支架30具有用於由刷毛細絲4形成之刷毛束10的容置孔38所形成的孔型37，該孔型與刷毛束10在刷毛組3中的毛束排列相對應。

在將刷毛細絲4的緊固側末端6壓入準備好的刷毛載體2的容置凹槽5時，亦會用到細絲支架30。然而，在此情況下，其夾具39是打開的。如此便可借助於在刷毛組3的緊固側27對刷毛細絲4施加軸向作用的輪廓成形工具26，將刷毛細絲4的緊固側末端6壓入容置凹槽5，且同時壓抵已被加熱的刷毛載體2。在此過程中，刷毛細絲4由細絲支架30及其貫通的容置孔38導引。在此情況下，輪廓成形工具26充當刷子製造裝置18的推動器，能夠使刷毛載體2與刷毛細絲4連接。為了將刷毛細絲4與刷毛載體2連接起來，刷子製造裝置18的推動器26將刷毛細絲的熔融緊固側末端6壓在已被加熱的刷毛載體2上，從而緊固到刷毛載體2上。

為了在將刷毛細絲4緊固於刷毛載體2之後對刷毛載體2進行冷卻，刷子製造裝置18進一步具有冷卻裝置31。冷卻裝置31被設置成對佈置在模具16中的刷毛載體2進行冷卻。

根據圖11，刷子製造裝置18進一步具有料匣32，該料匣中設有鬆散的刷毛細絲供應33。

借助於刷子製造裝置18的分離裝置34，可從料匣32中鬆散的刷毛細絲供應33中分離出刷毛束10。藉由毛束成形單元35能使刷毛束10在待刷子製造子1的刷毛組3中獲得所需目標形狀。

刷毛束10從毛束成形單元35被轉移到細絲支架30，並被夾具39固定在被設計成通孔的容置孔38中。

刷子製造裝置18具有用於將底漆釋放到刷毛細絲4和/或刷毛載體2上的釋放裝置40。在將刷毛細絲4與刷毛載體2連接之前，可將底漆以此方式釋放到刷毛細絲4和/或刷毛載體2上。根據前述方法，底漆可促進刷毛細絲4與刷毛載體2之間形成可靠連接。

此外，實施該方法時，可使用包含至少一種添加劑的刷毛載體2和刷毛細絲4，該添加劑能改善刷毛載體2與刷毛細絲4之間的連接。能提高刷毛載體2與刷毛細絲4之間的塑膠連接之接枝占比的添加劑和底漆是有利的。

圖14顯示了在刷毛載體2冷卻後，如何藉由升降裝置36將成品刷子1從模具16中提昇出來。刷毛組3此時已連接到刷子1的刷毛載體2。

本發明係有關於刷子製造技術領域之改良，主要關於一種刷子1，該刷子具有帶容置凹槽5的刷毛載體2，在將刷毛細絲4緊固於刷毛載體2時，該容置凹槽被待刷子製造子1之刷毛細絲4的緊固側末端6的熔融細絲材料填滿。

1:刷子 2:刷毛載體，刷頭 3:刷毛組 4:刷毛細絲 5:容置凹槽 6:4的緊固側末端 7:頸部 8:手柄 9:加固筋 10:刷毛束 11:載板 12:11的表面 13:刷子表面 14:邊緣 15:15中的凹口 16:模具 17:模具壁 18:刷子製造裝置 19:加熱裝置 20:用於6的加熱面 21:用於2的加熱面 22:加熱元件 23:溫度感測器 24:控制單元 25:輪廓成形裝置 26:推動器，輪廓成形工具 27:清潔側 28:反向輪廓成形工具 29:緊固側 30:細絲支架 31:冷卻裝置 32:料匣 33:鬆散的刷毛細絲供應 34:分離裝置 35:毛束成形單元 36:升降裝置 37:30的孔型 38:30中的容置孔 39:30的夾具 40:底漆釋放裝置

下面將藉由一個實施例對本發明進行詳細闡述。本發明不受圖中所示的實施例限制。藉由將單個請求項的特徵相互組合和/或藉由將圖示實施例的單個或多個特徵相互組合，可獲得本發明進一步的實施例。其中： [圖1]至[圖4]為被設計成牙刷的刷子的不同視圖，其中可看到，刷子的刷毛載體具有容置凹槽，該容置凹槽用於容置刷子之刷毛組的刷毛細絲的緊固側末端，該容置凹槽在刷毛細絲被緊固於刷毛載體之後被熔融細絲材料填滿， [圖5]為圖1至圖4所示刷子的刷毛組在其刷毛細絲的緊固側末端熔化後之透視圖， [圖6]至[圖9]為類似刷子的另一實施方式的不同視圖，該刷子的用於容置刷毛組的容置凹槽被由加固筋所形成的結構貫穿， [圖10]為圖6至圖9所示刷子的刷毛組在其刷毛細絲的緊固側末端熔化後之透視圖， [圖11]為用於製造前圖中所示刷子之刷子製造裝置的一些部分的示意圖，以及 [圖12]至[圖14]為刷子製造裝置的其他部分，用於說明至少部分地圖示於圖1至圖10中之刷子的製造方法。

2:刷毛載體，刷頭

3:刷毛組

5:容置凹槽

6:4的緊固側末端

8:手柄

16:模具

17:模具壁

19:加熱裝置

20:用於6的加熱面

21:用於2的加熱面

22:加熱元件

23:溫度感測器

24:控制單元

26:推動器，輪廓成形工具

29:緊固側

30:細絲支架

31:冷卻裝置

36:升降裝置

Claims (17)

1. 一種用於製造刷子（1），特別是用於製造牙刷的方法，該刷子具有刷毛載體（2）和由刷毛細絲（4）形成的刷毛組（3），其中加熱該刷毛載體（2）和該刷毛組（3）之刷毛細絲（4）的緊固側末端（6），並將該等刷毛細絲（4）的緊固側末端（6）熔化，但不熔化該刷毛載體（2），而後將該刷毛載體（2）與該刷毛組（3）的刷毛細絲（4）連接在一起。
2. 如項請求項1所述之方法，其中將該刷毛載體（2）和該刷毛組（3）之刷毛細絲（4）的緊固側末端（6）加熱至不同溫度，並且/或者其中將該刷毛載體（2）和該刷毛組（3）的刷毛細絲（4）以材料結合方式連接在一起。
3. 如項請求項1或2所述之方法，其中該刷毛載體（2）和該等刷毛細絲（4）由彼此相容而適於建立材料結合式連接的材料製成或由同一種適於建立材料結合式連接的材料製成，並且/或者其中使用包含至少一種添加劑的刷毛載體（2）和/或刷毛細絲（4），該添加劑能簡化和/或改善該刷毛載體（2）與該等刷毛細絲（4）之間的連接，並且/或者其中在該等刷毛細絲（4）與該刷毛載體（2）連接之前，將底漆作為助黏劑施加在該等刷毛細絲（4）和/或該刷毛載體（2）上。
4. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中藉由熔化該等刷毛細絲（4）的緊固側末端（6）來產生至少一個載板（11），該載板將一個或多個刷毛束（10）的刷毛細絲（4）連接在一起和/或將該刷毛組（3）的多個刷毛束（10）或所有刷毛束（10）連接在一起，並且/或者其中將該刷毛載體（2）加熱至低於其熔化溫度的溫度。
5. 如請求項1至4中任一項所述之方法，其中將該刷毛載體（2）加熱至低於該等刷毛細絲（4）之緊固側末端（6）的溫度。
6. 如請求項1至5中任一項所述之方法，其中為了將該等刷毛細絲（4）連接到該刷毛載體（2）上，將該刷毛載體（2）插入模具（16）中，該模具具有模具壁（17），該模具壁至少部分地側向包圍該刷毛載體（2），特別是該刷毛載體（2）的用於該等刷毛細絲（4）之緊固側末端（6）的容置凹槽（5）。
7. 如請求項1至6中任一項所述之方法，其中為了將該等刷毛細絲（4）與該刷毛載體（2）連接起來，將該等刷毛細絲已熔化的緊固側末端（6）壓在已被加熱的該刷毛載體（2）上，或者其中將已被加熱的該刷毛載體（2）壓在該等刷毛細絲（4）已熔化的緊固側末端（6）上，並且/或者其中在該刷毛載體（2）與該等刷毛細絲（4）連接後冷卻該刷毛載體，特別是藉由該模具（16）來冷卻該刷毛載體。
8. 一種特別是按照如請求項1至7中任一項所述之方法來製造刷子（1）的刷子製造裝置（18），該刷子具有刷毛載體（2）和由刷毛細絲（4）形成的刷毛組（3），其中該刷子製造裝置（18）具有加熱裝置（19），其中該加熱裝置（19）被設置成將刷毛組（3）之刷毛細絲（4）的緊固側末端（6）以及需要與該刷毛組（3）的刷毛細絲（4）連接的刷毛載體（2）加熱，並將該等刷毛細絲（4）的緊固側末端（6）熔化，但不熔化該刷毛載體（2）。
9. 如請求項8所述之刷子製造裝置（18），其中該加熱裝置（19）包括兩個加熱面（20、21），其中之第一加熱面（20）用於加熱待製刷子（1）之刷毛組（3）的刷毛細絲（4）的緊固側末端（6），第二加熱面（21）用於加熱該待製刷子（1）之需要與該刷毛組（3）的刷毛細絲（4）連接的刷毛載體（2），其中該加熱裝置（19）被設置成將該等刷毛細絲（4）的緊固側末端（6）和該刷毛載體（2）加熱，並將該等刷毛細絲（4）的緊固側末端（6）熔化，但不熔化該刷毛載體（2）。
10. 如請求項1至9中任一項所述之刷子製造裝置（18），其中該加熱裝置（19）被設置成將該等刷毛細絲（4）的緊固側末端（6）和該刷毛載體（2）加熱至不同溫度。
11. 如請求項9或10中任一項所述之刷子製造裝置（18），其中該加熱裝置（19）被設置成將該等加熱面（20、21）加熱至不同溫度。
12. 如請求項9至11中任一項所述之刷子製造裝置（18），其中該加熱裝置（19）被設置成將該第一加熱面（20）加熱至足以熔化該等刷毛細絲（4）之緊固側末端（6）的溫度，並且/或者其中該加熱裝置（19）被設置成將該第二加熱面（21）加熱到一溫度，該溫度足以將該刷毛載體（2）加熱至低於其熔化溫度的溫度。
13. 如請求項9至12中任一項所述之刷子製造裝置（18），其中該第一加熱面（20）與由該刷子製造裝置（18）所規定的、準備好對該等刷毛細絲（4）的緊固側末端（6）進行加熱，特別是進行熔化而保持之位置之間的距離大於該第二加熱面（21）與由該刷子製造裝置（18）所規定的、準備好對該刷毛載體（2）進行加熱而保持之位置之間的距離。
14. 如請求項9至13中任一項所述之刷子製造裝置（18），其中該等兩個加熱面（20、21）佈置在共同的加熱元件（22）上，特別是佈置在該加熱元件（22）的不同側上，較佳佈置在該加熱元件（22）的相背側上。
15. 如請求項9至14中任一項所述之刷子製造裝置（18），其中該加熱裝置（19）被設置成較佳獨立地調節該等兩個加熱面（20、21）的溫度，特別是其中該加熱裝置（19）具有控制單元（24）和至少一個用於對該等兩個加熱面（20、21）中之至少一者的溫度進行偵測和調節的溫度感測器（23），較佳地是其中每個加熱面（20、21）各對應至少一個溫度感測器（23）。
16. 如請求項1至15中任一項所述之刷子製造裝置（18），其中該刷子製造裝置（18）具有用於在該刷毛載體（2）與該刷毛組（3）之刷毛細絲（4）連接的過程中容置和支撐該刷毛載體（2）的模具（16），並且/或者其中該刷子製造裝置（18）具有用於將底漆釋放到該等刷毛細絲（4）和/或該刷毛載體（2）上的釋放裝置（40）。
17. 如請求項1至16中任一項所述之刷子製造裝置（18），其中，該刷子製造裝置（18）具有用於特別是以夾緊方式保持該刷毛組（3）之刷毛細絲（4）的細絲支架（30），和/或用於冷卻該刷毛載體（2）的冷卻裝置（31），和/或推動器（26），該推動器（26）被設置成將該刷毛組（3）之刷毛細絲（4）的熔融緊固側末端（6）壓在已被加熱的刷毛載體（2）上或將已被加熱的刷毛載體（2）壓在刷毛細絲（4）的熔融末端（6）上。

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