專利名稱：制造毛刷制品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造毛刷制品的方法，將單根或合并成組的刷毛按預(yù)先規(guī)定的布局在形成所要求的刷毛填塞部的情況下固定在載體上，其中刷毛填塞部的至少一部分刷毛在其外表面上通過加工形成構(gòu)造(strukturieren)。
其次本發(fā)明還涉及一種制造毛刷制品的方法，將單根或合并成組的刷毛按確定的布局在形成所要求的刷毛填塞部的情況下固定在載體上，其中至少一部分刷毛的自由端通過加工截短。
通常毛刷制品由一或多或少地規(guī)則排列的刷毛填塞部組成，其中構(gòu)成刷毛填塞部的刷毛在其外表面上具有平滑的表面，而刷毛的自由端位于平面的或連續(xù)或不連續(xù)地彎曲的包絡(luò)面內(nèi)。刷毛末端主要滿足這樣的功能，即通過機(jī)械作用在表面上產(chǎn)生清潔、磨削或拋光效果，而刷毛的外表面主要完成洗刷功能。在刷毛填塞部之內(nèi)設(shè)置大量刷毛的必要性主要是針對于有效的和尤其是平面的清理的要求。而刷毛的外表面主要只在擦刷過程中起一定的作用，如果它們是位于刷毛填塞部外部的刷毛的話，而位于內(nèi)部的刷毛基本上只起刷毛相互之間支承的作用，附帶地還滿足這樣的功能，即，將涂刷介質(zhì)或?qū)τ谕克⑿Ч兄匾饔玫慕橘|(zhì)保持在刷毛之間的窄的毛細(xì)管內(nèi)。
不乏做過不少嘗試，通過例如在毛刷制品制成之后用機(jī)械切除材料的方法使位于刷毛填塞部外部的刷毛形成構(gòu)造的方法(US5,678,275)，也使刷毛外廓面在擦刷時起清理、拋光成磨削作用。這種類型的加工并未造成令人滿意的結(jié)果，特別是不能產(chǎn)生令人滿意的規(guī)定的定點的幾何結(jié)構(gòu)，這是因為由于其柔性而使刷毛產(chǎn)生退讓，而且根據(jù)在刷毛填塞部內(nèi)位置的不同和離刷毛載體固定點的距離不同，柔性也不同。
申請人的另一個建議如下(WO99/66111)，為加工刷毛在擠出路程中產(chǎn)生的單絲，通過激光處理在單絲外表面上形成構(gòu)造。接著將單絲合并成股。從刷毛股上切下希望長度的刷毛。因為單絲在合并成股時軸向相對移動，在集合成刷毛填塞部的刷毛上不能產(chǎn)生位置確定的構(gòu)造。此外由于形成構(gòu)造而變得粗糙的刷毛在正常的分組時，例如集束時不太好操作。這導(dǎo)致，在一個刷毛束內(nèi)刷毛的數(shù)量有很大的差別。在用這種方法時也不可能使形成構(gòu)造的刷毛僅僅設(shè)置在能發(fā)揮最大作用的刷毛填塞部的外部區(qū)域內(nèi)。而位于內(nèi)部的帶有構(gòu)造的刷毛作用很小或者甚至完全不起作用。亦即在一定程度上說單絲處理時不必要地使很多單絲形成構(gòu)造，在有些情況下還使之削弱。此外在制造單絲時的生產(chǎn)過程由于激光加工而變慢。
很早就知道，平面的刷毛表面(包絡(luò)面或刷毛自由端)在許多應(yīng)用場合，特別是在牙刷中，只能達(dá)到不太令人滿意的清潔效果。在牙刷中這種刷毛填塞部的刷毛只能不充分地跟隨牙齒極其不同的曲率，而齒間完全沒有刷到。因此對于牙刷已經(jīng)推薦過非常不同的刷毛填塞部“拓樸圖形”。這種拓樸圖形通常通過刷毛末端上的塑料的后續(xù)機(jī)械加工，也就是說通過刷毛的截短(US2,227,126、DE19832436、EP0736270)產(chǎn)生。這里牽涉到用比較復(fù)雜的機(jī)械進(jìn)行磨削或切削加工，可變性受到很大限制。通過這樣的方法達(dá)到更好的效果，即，刷毛在其固定在載體上之前軸向相對移動(EP 0346 646)，使得能夠產(chǎn)生理論上任意的“拓樸圖形”。這種方法的前提是在刷毛固定在載體上之前增加一道附加的工序。接著形成拓樸圖形的刷毛還必須保持其位置，并按這個位置與刷毛載體結(jié)合。
本發(fā)明的目的是，推薦一種制造毛刷制品的方法，借助于這種方法刷毛外表面可以在其固定在刷毛載體上之前或之后任意地、但是可再現(xiàn)地形成構(gòu)造。而且刷毛末端可以截短，以形成任意的、但是可再現(xiàn)的刷毛末端包絡(luò)面。
本發(fā)明目的的第一部分通過這樣的方法實現(xiàn)，即在規(guī)定的布局上或已固定的刷毛填塞部上的至少部分刷毛借助于激光射束非接觸地形成構(gòu)造。
雖然已知(DE 19829943)，在一已制成刷毛填塞部上借助于激光射束加設(shè)標(biāo)記，它可用作磨耗顯示?？墒沁@里不形成構(gòu)造，因為刷毛材料本身沒有被加工。
當(dāng)今的激光技術(shù)提供了這樣的可能性，即非常準(zhǔn)確地確定激光射束作用的位置，并使其作用集中在很小的面積上，直至單個點上或線上。其次它提供了與待處理材料匹配的可能性，并允許根據(jù)材料的不同精確地調(diào)整作用深度。因此通過按本發(fā)明采用激光能量可以在刷毛填塞部刷毛的外表面上按優(yōu)選的幾何布局產(chǎn)生確定的規(guī)則構(gòu)造。同樣可以通過精確地控制激光射束的作用深度影響構(gòu)造的機(jī)械效果。因為這種方法非接觸式加工，可以與刷毛的柔性無關(guān)地產(chǎn)生可再現(xiàn)的構(gòu)造。這特別適合于由塑料組成的刷毛，當(dāng)然本發(fā)明并不局限于這種材料。其次激光技術(shù)提供了這樣的可能性，即，使構(gòu)造在類型和布局方面與應(yīng)用目的相匹配。構(gòu)造地改善了擦拭或涂抹介質(zhì)上的容納能力，由于構(gòu)造的光滑表面，這些介質(zhì)可以很好地放出并毫無問題地洗盡。
此外在牙刷和體刷中，構(gòu)造提高按摩效果，對于刷毛間帶有刮磨材料的工業(yè)刷則提高在構(gòu)造棱邊處的刮磨效果。
為了使刷毛填塞部形成“拓樸圖形”也可以這樣地使用按本發(fā)明的方法，即，刷毛在其自由端處借助于激光射束非接觸地截短。
用按本發(fā)明方法可以在刷毛結(jié)構(gòu)或刷毛填塞部的表面上產(chǎn)生最細(xì)微的構(gòu)造，例如點或線狀的凹坑，使得包絡(luò)面具有任何類型的階梯，它們在刷洗時發(fā)揮附加的刮或抓的效果。
在一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，這樣地控制激光源，使得刷毛在其自由端處在激光處理之際通過熱負(fù)荷被倒圓。構(gòu)造的形成基本上借助于輸入的激光能量能過塑料的蒸發(fā)或氣化進(jìn)行，在此期間意想不到地發(fā)現(xiàn)，在從刷毛自由端上截短刷毛時，刷毛末端—就像總是希望的那樣—被拱頂狀倒圓。其原因可能在于，在刷毛內(nèi)由于制造單絲而成直線排列的分子在用激光射束處理的部位受到熱負(fù)荷，由此使分子重新排列成其重新組合的雜亂形狀。
其次激光源根據(jù)各種材料，尤其是塑料，這樣地設(shè)計，使得刷毛在其外表面上由于塑料的熱分解通過材料去除形成成型輪廓。這里也牽涉到蒸發(fā)和氣化過程，這導(dǎo)致材料去除。與所有機(jī)械加工方法相比這有這樣的優(yōu)點，即，不會產(chǎn)生成流蘇狀的(ausgefranst)構(gòu)造，這種流蘇狀構(gòu)造在毛刷制品使用時造成材料撕裂，在衛(wèi)生保健刷子，特別是牙刷時材料撕裂又可能造成不適，在涂抹刷時可能造成夾帶雜物和涂層的不規(guī)則性。在機(jī)械加工時在刷毛上總是留有去除下來的材料殘屑，它們需要接下來進(jìn)行刷洗和清理過程，但是這樣還不能保證就完全行了。在按本發(fā)明的方法中也可以取消這樣的清理過程。
按照本發(fā)明方法的另一種方案，刷毛在其外表面上通過塑料起泡(Aufschaeumen)形成構(gòu)造。實際試驗就表明，由于激光處理在塑料內(nèi)形成氣泡，它在刷毛外表面上呈現(xiàn)為一種不平度。這種起泡可以通過填充劑，激光引導(dǎo)等等控制。
已知雙組分或多組分刷毛，它們由一芯部和一外殼組成。它們特別是用來顯示磨損程度，其中芯部和外殼具有不同顏色，原先單色的刷毛隨著刷毛末端磨損的加大可以看出另一種顏色，它代表磨損的程度。在帶有這種刷毛的毛刷制品中按本發(fā)明的一種方案設(shè)想，只有外殼通過激光射束來形成構(gòu)造。這里外殼直至芯部可以通過局部地去除外殼材料來形成構(gòu)造。
為了不致由于后續(xù)的構(gòu)造形成而對由刷毛橫截面及所選擇的塑料確定的特性產(chǎn)生不利影響，按照本發(fā)明設(shè)想，刷毛在其外表面上只在最多不超過刷毛橫截面10％的深度上形成構(gòu)造。此外刷毛填塞部內(nèi)構(gòu)造的深度和局部布局可以這樣來選擇，使得單根刷毛和整個刷毛填塞部的靜力學(xué)特性保持在各自所要求的范圍內(nèi)。
為了制造“拓樸圖形”可以將刷毛的自由端以基本上直線形的式樣截短。這種直線形式樣可以和各個毛刷制品正常的運行方向相匹配，以便使“拓樸圖形”最佳地發(fā)揮作用。
其次可以設(shè)想，相鄰刷毛的自由端在形成一階梯包絡(luò)面的情況下被截短。
此外也可以僅僅將個別刷毛組的自由端通過激光射束截短，以及也可以將單個刷毛組的刷毛的自由端截短，形成一非平面的包絡(luò)面，例如一刷毛束在其末端處加工成圓錐形。
如前所述，按本發(fā)明的方案可以在已經(jīng)準(zhǔn)備好的刷毛結(jié)構(gòu)上或已經(jīng)固定好的刷毛填塞部上進(jìn)行。這里可以僅僅位于外部的刷毛在其外表面上形成構(gòu)造。取而代之或者額外地也可以通過刷毛的分開和側(cè)向偏轉(zhuǎn)(DE 19832436、EP0736270)使位于較里面的刷毛外露并使它們在其外表面上形成構(gòu)造。
若可以通過激光射束使許多考慮用來組成刷毛的塑料在或大或小的范圍內(nèi)形成構(gòu)造，采用帶有吸收激光射束的填充劑的刷毛可能是合適的，由此可以簡單和按要求控制地形成構(gòu)造。填充劑也可以僅僅設(shè)置在規(guī)定的刷毛橫截面區(qū)域內(nèi)，例如外表面附近，或者對于刷毛具有成型輪廓的橫截面的情況設(shè)置在位于外部的輪廓區(qū)域內(nèi)。比如為特別是在多邊形橫截面形狀時結(jié)合按本發(fā)明的在多邊形棱邊區(qū)域內(nèi)形成構(gòu)造在刷洗時產(chǎn)生特別強(qiáng)的機(jī)械作用。
最后可以通過在激光處理時產(chǎn)生的構(gòu)造并且通過同時發(fā)生的塑料變色使構(gòu)造成為可見的。取而代之或者附加地可以通過在刷毛的塑料內(nèi)的、激光射束具有變色反應(yīng)的填充劑使在激光處理時產(chǎn)生的構(gòu)造成為可見的。
下面借助于一些在附圖中表示的實施例對本發(fā)明加以說明。附圖中表示

圖1至圖6在刷毛外表面上具有不同構(gòu)造的牙刷頭的側(cè)視圖；圖7和8在刷毛外表面上具有構(gòu)造和在刷毛末端有拓樸圖形的牙刷頭的側(cè)視圖；圖9至11具有不同直線形拓樸圖形的牙刷頭的俯視圖；圖12至14具有不同構(gòu)造和“拓樸圖形”的牙刷頭的透視圖；圖15至17用于具有不同“拓樸圖形”的電動牙刷的可更換牙刷頭的刷毛填塞部的俯視圖；圖18另一種實施形式的相應(yīng)于圖13和14的視圖；圖19至21略有不同的實施例的各一個相應(yīng)于圖1至8的視圖22至24形成構(gòu)造的單根刷毛的各一個視圖；圖25一圓形刷毛的透視圖。
在附圖中以局部視圖表示的牙刷1以其頭部2構(gòu)成用于刷毛3的載體，在按圖1至12的實施例中刷毛只是單根豎立地固定在載體2上，使得刷毛填塞部由一具有在它們之間的窄的毛細(xì)管的比較致密的刷毛組組成。在按圖1的實施例中借助于激光射束通過在刷毛外表面上切除材料產(chǎn)生平行直線形式的構(gòu)造5。按圖1的構(gòu)造在所謂的紅—白刷牙法(Rot-Weiβ-Putzmethode)時產(chǎn)生特別有利的效果。
在按同樣表示由單根豎立刷毛3組成的刷毛填塞部4的圖2的實施例中，借助于激光射束加工出波浪線形狀的構(gòu)造5，這些波浪線相對于圖1具有較小的寬度。
在按圖3的實施例中在刷毛填塞部4位于外部的刷毛上的構(gòu)造5按一種傾斜的陰影線的形式加工，在按圖4的實施例中按交叉的陰影線加工。按圖2至4的實施例適合于任何一種刷牙方法。
按圖5的實施例表示在位于外部的刷毛上的圓形的平面形凹坑形狀的構(gòu)造5，而圖6表示圓弧線形狀的構(gòu)造5。
在按圖7的實施例中刷毛填塞部4的刷毛3具有不同的長度，也就是在牙刷頭2前端區(qū)域內(nèi)比在刷毛填塞部的其余區(qū)域內(nèi)長，使得形成一種帶有在前端區(qū)域內(nèi)的臺階的“拓樸圖形”。僅僅在這個前端區(qū)域內(nèi)在位于外部的刷毛的外表面上加工出類似于圖1的構(gòu)造5。
在按圖8的實施例中刷毛填塞部具有這樣的“拓樸圖形”，其中一部分刷毛3的末端位于一個平面內(nèi)。分別構(gòu)成一個組6的另一部分刷毛的末端位于一相對于刷毛載體2較高的平面內(nèi)。在這個實施例中只有組6中突出的刷毛配備直線型構(gòu)造。
在圖9至11中分別以對刷毛3自由端的俯視圖表示帶有刷毛填塞部4的牙刷頭2。刷毛填塞部4的外輪廓跟隨例如牙刷頭2的輪廓。在按圖9的實施例中只有在牙刷頭前端區(qū)域內(nèi)，而且是在同心多邊形線條7上，的刷毛借助于激光射束截短。在按圖10的實施例中在一按交叉陰影線8類型的規(guī)則圖案內(nèi)的刷毛3被截短，而在按圖11的實施例中刷毛沿線條9截短。
圖12表示一牙刷頭的透視圖，其中位于外部的刷毛在其外廓面上同樣具有由平行線組成的構(gòu)造5，同時在牙刷頭前端區(qū)域內(nèi)的刷毛以交叉陰影線的形式截短。
在按圖13的實施例中，刷毛填塞部4由刷毛組9組成，它們做成圓形刷毛束。在前部區(qū)域內(nèi)牙刷頭2具有組10和11，其中刷毛自由端借助于激光射束不同程度地截短，使組10和11在其自由端處不同地錐形收尾。其次位于錐形面上的刷毛在其外表面上也可以形成構(gòu)造。
在按圖14的實施例中刷毛填塞部4同樣由圓柱形束形狀的刷毛組9組成，而在牙刷頭前部區(qū)域內(nèi)設(shè)有單根豎立的刷毛的組12。在這個實施例中只有這個組12的刷毛3配備相互平行分布的直線形構(gòu)造5。
在圖15至17中表示圓頭牙刷的刷毛填塞部4的俯視圖，圓頭牙刷特別是用于電動牙刷。按圖15沿同心圓環(huán)13的刷毛3截短，而在按圖16的實施例中刷毛3以這樣的方式截短，使得形成一螺旋線形的拓樸圖形。最后在按圖17的實施例中沿直徑(konradialen)15的刷毛截短。按圖16和17的實施例特別是在刷頭繞其中心軸旋轉(zhuǎn)時發(fā)揮其刷毛自由端的作用。
圖18表示一類似于圖13和14的牙刷頭2，其刷毛填塞部4由做成圓束的刷毛組9和一個設(shè)置在前端的刷毛組12構(gòu)成。在前端的刷毛組12由星形設(shè)置的單根刷毛條組成，其中單根刷毛條具有平行的構(gòu)造5，它們基本上垂直于刷毛軸線設(shè)置。
在按圖19至21的實施例中雖然在刷毛填塞部4的位于外部的刷毛的外表面上的各個構(gòu)造5是不規(guī)則的，但是在刷毛填塞部整個端面上的統(tǒng)計分布是規(guī)則的。
在刷毛單根豎立，特別是如果它們具有較大的直徑時，其外表面可以用同樣方法形成構(gòu)造，就像前面對于整個刷毛填塞部或?qū)τ谶@種填塞部的一個刷毛組所作的說明那樣。在按圖22的實施例中刷毛3的外表面配備傾斜分布的構(gòu)造5，而在按圖23的實施例中表示之字形的線形構(gòu)造5。同樣如圖24所示，刷毛3可以按交叉的陰影線形成構(gòu)造。
圖25表示一帶一圓柱形載體1的圓刷。這里例如可以是發(fā)刷的頭部、是工業(yè)用刷等等。在載體1上固定放射形圓柱形刷毛組16，它們從其自由端起配備平行分布的構(gòu)造5。
權(quán)利要求
1.制造毛刷制品(1)的方法，將單根或合并成組(9)的刷毛(3)按預(yù)先規(guī)定的布局在形成所要求的刷毛填塞部的情況下固定在一載體(2)上，其中刷毛填塞部的至少一部分刷毛在其外表面上通過加工形成構(gòu)造，其特征為在預(yù)先規(guī)定的布局上或在固定好的刷毛填塞部(4)上至少部分刷毛(3)借助于激光射束非接觸地形成構(gòu)造。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征為所述刷毛規(guī)則地形成構(gòu)造。
3.制造毛刷制品的方法，將單根或合并成組的刷毛按確定的布局在形成所要求的刷毛填塞部的情況下固定在一載體上，其中至少部分刷毛的自由端通過加工截短，特別是按權(quán)利要求1的方法，其特征為在預(yù)先規(guī)定的布局或在已固定的刷毛填塞部上的刷毛(3)在其自由端借助于激光射束非接觸地截短。
4.按權(quán)利要求3的方法，其特征為所述刷毛(3)在其自由端上在激光處理之際通過熱負(fù)荷被倒圓。
5.按權(quán)利要求1至4之任一項的方法，其特征為所述刷毛(3)通過材料去除由于塑料的熱分解在其外表面上形成成型輪廓或者在其末端處截短。
6.按權(quán)利要求1至5之任一項的方法，其特征為所述刷毛(3)在其外表面上通過塑料起泡形成構(gòu)造。
7.按權(quán)利要求1至6之任一項的方法，其特征為對于由至少一個芯部和一個同心地包圍芯部的外殼組成的雙組分刷毛，僅僅外殼通過激光射束形成構(gòu)造。
8.按權(quán)利要求7的方法，其特征為所述外殼直至芯部通過局部去除外殼材料形成構(gòu)造。
9.按權(quán)利要求1至8之任一項的方法，其特征為所述刷毛在其外表面上直至約刷毛橫截面的10％的深度處形成構(gòu)造。
10.按權(quán)利要求1至9之任一項的方法，其特征為基本上位于預(yù)先規(guī)定布局的或已固定的刷毛填塞部表面上的線條(7、8、9、13、14、15)上的刷毛(3)自由端被截短。
11.按權(quán)利要求1至10之任一項的方法，其特征為相互并排的刷毛(3)自由端在形成階梯形刷毛末端包絡(luò)面(6)的情況下被截短。
12.按權(quán)利要求1至11之任一項的方法，其特征為單個刷毛(3)組(6)的自由端被截短。
13.按權(quán)利要求1至12之任一項的方法，其特征為一個單獨的刷毛(3)組(10、11)的刷毛(3)的自由端在形成一非平面的包絡(luò)面的情況下被截短。
14.按權(quán)利要求1至13之任一項的方法，其特征為在預(yù)先規(guī)定布局或已固定的刷毛填塞部上只有位于外部的刷毛在其外表面上形成構(gòu)造。
15.按權(quán)利要求1至14之任一項的方法，其特征為在預(yù)先規(guī)定布局或已固定的刷毛填塞部上通過分開和側(cè)向偏轉(zhuǎn)刷毛使位于內(nèi)部的刷毛外露，并且這些刷毛在其外表面上形成構(gòu)造。
16.按權(quán)利要求1至15之任一項的方法，其特征為采用帶有吸收激光射束的填充劑的刷毛(3)來制造毛刷制品。
17.按權(quán)利要求1至16之任一項的方法，其特征為在激光處理時產(chǎn)生的構(gòu)造(5)由于塑料變色成為可見的。
18.按權(quán)利要求1至16之任一項的方法，其特征為在激光處理時產(chǎn)生的構(gòu)造(5)通過在刷毛(3)的塑料內(nèi)的、對激光射束具有變色反應(yīng)的填充劑成為可見的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造毛刷制品的方法，其中由塑料組成的單根或合并成組的刷毛以預(yù)先規(guī)定的布局在形成所要求的刷毛填塞部的情況下固定在一載體上，并且在預(yù)先規(guī)定布局內(nèi)的或在已固定的刷毛填塞部上的至少部分刷毛借助于激光射束非接觸地并尤其是規(guī)則地形成構(gòu)造。其次建議，刷毛在其自由端上借助于激光射束非接觸地截短，用這種方法在刷毛填塞部上在外部和上部產(chǎn)生形狀可再現(xiàn)的支持清理效果的構(gòu)造。
文檔編號A46D9/02GK1461191SQ01815949
公開日2003年12月10日 申請日期2001年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月19日
發(fā)明者格奧爾格·韋恩勞赫 申請人:科倫特工廠有限公司