用于生產(chǎn)具有內(nèi)腔的牙刷柄部的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了生產(chǎn)具有內(nèi)腔的牙刷柄部的方法。
【專利說明】用于生產(chǎn)具有內(nèi)腔的牙刷柄部的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生產(chǎn)個人護理制品諸如具有內(nèi)腔的牙刷柄部的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]牙刷通常采用注塑方法制造。這樣一種注塑方法特征在于提供呈牙刷形狀的模具和通過熱通道噴嘴將熔化的塑料注入進模具中。牙刷接著被冷卻并且從模具中被頂出。例如，美國專利申請公布號5，845，358示出通過注塑制造的這樣一種牙刷。這種注塑方法對于由單一組分制成的牙刷可包括單個注塑步驟，或者對于由兩種或更多種組分或材料制成的牙刷，它也可包括兩個或更多個注塑步驟。第二或后續(xù)材料可具有比第一材料軟得多的硬度以增強抓持性或提供與眾不同的設計元素。這樣一種注塑方法特征在于:提供呈牙刷的一部分的形狀并且通過熱通道噴嘴將第一熔化塑料注入所述模具中，等待一段時間使所述部件充分冷卻，接著將固體的或半凝固的部件轉(zhuǎn)移到第二模具腔體，在此處將第二材料注入由第二模具和第一模塑部件的一些表面的組合形成的空隙中。牙刷接著被冷卻并且從模具中被頂出。例如，美國專利申請公布號6，276，019示出通過注塑制造的這樣一種牙刷。常規(guī)注塑方法的局限性之一是，由于由所用的材料量增加造成的材料成本增加以及冷卻時間延長的緣故，大直徑的柄部不能以有效率的方式進行生產(chǎn)。
[0003]具有增大的柄部直徑的牙刷提供實質(zhì)的優(yōu)點，例如，它們可給兒童提供增大的抓持區(qū)域，提高兒童控制和使用牙刷的能力；同樣，由于難以彎曲他們雙手的關(guān)節(jié)的緣故，具有殘疾諸如關(guān)節(jié)炎的人們有時在處理牙刷方面有困難。借助于具有增大的柄部直徑的牙刷，此類困難得到顯著減輕。另外，對于使用者而言，從人體工程學的觀點來看，牙刷上柄部橫截面較大更好。
[0004]在外表面上具有第二材料的高摩擦和/或低硬度區(qū)域的牙刷也在抓持方面提供實質(zhì)的優(yōu)點。低硬度材料諸如在肖氏硬度A標尺上測量的其硬度小于約90的那些材料通過在舒適抓持力的范圍內(nèi)變形而提供抓持性上的優(yōu)點。所述變形有助于將刷一致地保持在手中合適的位置，并且也提供令人愉悅的觸覺反饋。增加高摩擦抓持表面直接降低使用期間保持刷毛方向穩(wěn)定所需的緊握力。然而，由于它們的強度低，完全由高摩擦、低硬度材料制成的牙刷不大可能表現(xiàn)出以常規(guī)抓持方式提供合適的力給牙刷所需的彎曲強度。在肖氏硬度A20-90硬度范圍內(nèi)的熱塑性彈性體(TPE)是用來改善在牙刷和其它個人護理制品上抓持性的常用的第二、第三或后續(xù)材料。
[0005]當牙刷必須被快速移動時，通常在濕或滑的時候，橫截面積上的變化包括沿著刷的長度或長軸較大的和較小的橫截面積在內(nèi)有助使用者在使用期間更好地抓持和處理牙刷。另外，當潤濕時保持較高摩擦系數(shù)的材料(包括處在上述硬度范圍內(nèi)的熱塑性彈性體在內(nèi))可有助于濕握情形。
[0006]雖然具有增大的柄部直徑的牙刷具有優(yōu)點，利用注塑來制造具有較大橫截面柄部的牙刷具有至少六個缺點。
[0007]第一-由于使用了更多的塑料來制造牙刷，牙刷更加昂貴。用來形成牙刷柄部的材料近似地隨著柄部直徑的平方而增加。
[0008]第二 -制造的成本提高，因為冷卻和凝固牙刷所需的時間隨著直徑增大而顯著增力口。冷卻時間增加是由于熱塑料的數(shù)量增多和牙刷的橫截面較大兩種緣故。因為塑料具有相對低的熱導率，隨著橫截面增大，從牙刷的中心排出熱量難度大幅度增加。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的是，就多組分牙刷而言，用于所有模塑周期的全部冷卻時間可通過平衡每次射出塑料的尺寸使得牙刷對于每種組分基本上按重量均勻地劃分而最小化，然而，與不是這樣的需要相比，這具有以下缺點:需要更多地使用昂貴材料，通常是TPE。實質(zhì)上，對于這類注塑牙刷，材料使用和資本設備時間不能同時都被優(yōu)化。
[0009]第三-大多數(shù)熱塑性塑料在冷卻和凝固期間收縮。收縮可在柄部的外邊緣冷卻時通過將額外的熔化塑料通過澆口填充進柄部的中心而減輕，然而，當澆口被放置遠離柄部的最厚部分時這種減輕失效，并且所述澆口的放置(其將在柄部的厚抓持部分中具有一些觸覺殘余)可導致使用期間不稱心。對于許多牙刷柄部設計而言，只是填充不能減輕可見的表面收縮和與增大的柄部橫截面有關(guān)的表面和內(nèi)部缺陷。這些表面缺陷可被顯現(xiàn)為表面光潔度或質(zhì)感上的不如意變化，其造成所述部件的觀感不佳。內(nèi)部缺陷可顯現(xiàn)為塑料內(nèi)部的空洞或氣泡，取決于塑料的透明度，其可明顯地或不明顯地弱化柄部。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的是，第二組分可用來覆蓋和隱藏不好的裝飾結(jié)構(gòu)諸如澆口痕或凹痕，然而就其本性來講，這對最后的射出不起作用，其必然一定具有未蓋住的澆口痕并且也可在厚截面上包含凹痕。
[0010]第四-厚壁塑料部件在注塑模腔中填充和裝滿需要很高的壓力，通常數(shù)千磅每平方英寸，其需要由很高強度材料制成的模具腔體，這些材料生產(chǎn)昂貴并且耗時。這些特別高的壓力事實上可通過需要在后續(xù)注料量注入之前一次塑料注料量的完全或近乎完全冷卻和/或凝固限制制造過程的速度。
[0011]第五-在多重步驟中多次塑料注料量的注入必然需要材料的每種組分具有至少一個獨有的模具腔體部分，其明顯增加了模塑的費用、復雜性和困難，尤其是在塑料和金屬匯合形成邊緣也稱作關(guān)閉閥之處。
[0012]第六在多腔生產(chǎn)中，注料量間填充的平衡對于TPE特別難以控制，因為它們具有狹窄范圍的加工溫度并且它們的粘度在該溫度范圍內(nèi)基本上不改變。
[0013]力圖克服與使用注塑來生產(chǎn)具有增大直徑的牙刷柄部有關(guān)的困難，已經(jīng)提出生產(chǎn)具有中空主體的牙刷柄部。例如，EP0668140或EP0721832公開了使用氣助或氣體輔助技術(shù)來制造具有中空的大橫截面柄部的牙刷。在所公開的方法中，靠近牙刷柄部的基座注入熔化塑料，其中隨后將熱針插進熔化塑料中以將氣體吹進熔化塑料中，所述熔化塑料接著朝向注塑模具的壁膨脹。以一種相似的方式，美國專利公布號6，818，174B2提出，將預定數(shù)量的熔化塑料注入腔體中以僅部分地充滿模具腔體并且隨后通過在注塑模具中形成的注氣口注入氣體以迫使熔化塑料與模具腔體的壁接觸。采用附加空氣注入的此類注塑方法形成基本上均勻的壁厚的中空柄部主體具有實質(zhì)困難，并且同樣，以最小的材料重量優(yōu)化柄部以便人體工程學功能最大的可能性和生產(chǎn)效率受到限制。US6，818，174B2中的此類注塑方法的另外的缺點是產(chǎn)生氣體的通氣孔。EP0668140通過使用活動注入銷來產(chǎn)生密封部件為這個問題提供了一種可能的解決方法，然而，這種密封在二次注料中產(chǎn)生的注塑壓力下的完整性對于加工條件高度敏感，因此還不清楚。通氣孔在熔化塑料和高壓氣體的界面處(并且不是由模具鋼)形成并因此不能被可預見地制造或者具有高精度。采用氣體輔助注塑制造的中空柄部牙刷的又一個缺點涉及通過注塑或重疊注塑將第二、第三或后續(xù)材料施用或安裝到牙刷，其中在密封必需的氣孔的過程中，重疊注塑的材料可大量地侵入在第一氣體注入步驟中產(chǎn)生的中空空隙中，因為除了摩擦和空隙內(nèi)的近乎大氣壓力之外，沒什么東西能使它停止。EP0721832詳細地示出了這種效應。盡管這仍可導致美容上可接受的部件，但它禁止使用注料量限制裝置諸如閥門澆口并且可大幅度增加部件的成本。氣體輔助注塑基本上不降低注入壓力或形成塑料制品所需的熔化能。而且與所有其它已知的注塑方法一樣，需要多個腔體和注入步驟來將每種材料添加到模塑制品上。
[0014]生產(chǎn)具有增大橫截面的牙刷柄部諸如電動牙刷柄部的一種常規(guī)方法是，采用注塑分別制造離散的柄部部件，然后將這些部件在單獨的非注塑步驟中或者在后續(xù)的注塑步驟中組裝，或者最常用的是兩種方法的某些組合，從而來自第一步驟或多個步驟的離散部件首先被插進注塑模具中并且圍繞著它們注入一種或多種附加材料，由多個部件形成中空主體。這種制造方法仍然具有以下缺點:需要塑料在每一個模塑步驟完全熔化、在每一個注塑步驟高壓力和在每一個注塑步驟與注塑有關(guān)的相關(guān)設備，并且此外可具有與離散模塑部件的模內(nèi)和模外組裝有關(guān)的附加勞動力成本，加上所制造的每個部件多個鋼腔體組的附加成本和不便。采用注塑來生產(chǎn)多個離散部件也具有以下缺點:即每個部件必須不包含任何實質(zhì)底切(在模塑后由其形成注塑部件凹面的型芯不能從所述部件中抽出)；或者在此類底切存在的情況下，它一定要小心地借助于諸如塌縮的型芯來產(chǎn)生并且因此受到周圍幾何形狀的很大約束。此外，型芯通常必須包含一些機構(gòu)來冷卻或除去熱量，并且對于可具有1mm的直徑和超過150mm長度的大多數(shù)手動牙刷將因此難以或不可能產(chǎn)生內(nèi)部幾何形狀。在離散部件中沒有底切與制造無底切柄部部件所需型芯的長度和直徑相組合連同希望在牙刷柄部上多個區(qū)域橫截面積上的變化將因此要求任何分開組裝的柄部具有多個配合表面，其優(yōu)選地將要求甚至在持久和反復使用情況下密封以保持對水分和碎屑的阻隔。為消除對于墊圈和昂貴的柔順材料的需要，這些密封通常采用永久連接操作諸如超聲焊接或膠粘來制造。
[0015]將觸感柔軟的材料或其他第二材料安裝到中空的模塑制品可通過非注塑方法諸如焊接、膠粘來制造，或者利用觸感柔軟的材料自身的柔韌性夾緊預模塑到主要制品的底切。然而，這些方法全都具有粘附持久性方面的缺點，特別是對于由諸如聚丙烯之類的材料制成的具有低活表面的熱塑性塑料。由多種組分制成的耐用品(它們必須被用于不可預知的情況和環(huán)境諸如消費者的浴室中)必然一定被構(gòu)造成比例如一次性制品或包裝更加堅固。
[0016]電動牙刷尤其易受組裝問題的影響，因為它們必須是中空的以便容納電池、電機和相關(guān)聯(lián)的電氣連接和驅(qū)動組件，它們必須都按某一精度被放置在內(nèi)部。為避免將塑料部件焊接到一起和密封外部殼體的多個組裝步驟的問題和費用，已經(jīng)提出對于電動牙刷吹塑柄部。在吹塑電動牙刷的組裝過程中，有必要讓柄部的吹塑部分在至少一個端部敞開以容納電機、電池和驅(qū)動系統(tǒng)組件。在這個過程中，吹塑柄部的至少一個開口的最小直徑必須超過將被插入的每一個組件的最小線性尺寸。這樣一個大開口在非電動式柄部中將是一個缺點，其不需要容納內(nèi)部組件入口，并且將需要非常大的第二部件或頂蓋以防止常規(guī)使用的水、牙膏、唾液和其它碎屑的侵入和聚集。這樣一個過大的開口如果定位在頭部附近將實質(zhì)上與牙刷的人體工程學用途沖突。對腔體內(nèi)表面上幾何形狀的附加約束，例如定位電機、夕卜殼、電池等，它們必須被精確地定位在內(nèi)部，因為被剛性地固定將也對整個吹塑方法不利，因為吹塑部件的內(nèi)腔的大部分表面不能被模具表面中的鋼直接限定，并且相反被柄部的外表面上的鋼連同型坯的壁厚、吹塑壓力和最終部件與初始型坯或預成型件厚度的拉伸比間接地限定。這些工藝變量的此類約束將必然限制生產(chǎn)效率。
[0017]為通過標準按鈕或機械開關(guān)調(diào)節(jié)電子組件的啟動，吹塑的電動牙刷柄部的至少一些部分應當被制得足夠薄以在手指或手握擠的壓力下大幅撓曲。這樣一種薄壁結(jié)構(gòu)或膜壁結(jié)構(gòu)必然需要一些加強機構(gòu)以確保使用下的耐久性和剛度。如W02004/077996中所述的一種內(nèi)部框架或頂蓋可被用來在電動牙刷中提供這種所需的加強機構(gòu)，但對不需要附加組件來充分發(fā)揮作用的手動牙刷來說，在額外費用、復雜性和附加的承載部件方面將是一個缺點。此外，由于電動牙刷的電機、電源和驅(qū)動軸的線性性質(zhì)的緣故，內(nèi)部腔體的橫截面積沒有或具有很小的變化；使得內(nèi)腔壁提供機械支撐給內(nèi)部組件以減少或消除不想要的移動或移位。作為另外一種選擇，將要求在吹塑件上切孔或鉆孔，然后以某種方法固定一個柔性蓋以將來自刷外部的機械運動傳遞到內(nèi)部的開關(guān)。
[0018]由吹塑或注塑制成的電動牙刷柄部在兩端通常加工有開口:在遠端，通常具有適應通過驅(qū)動機構(gòu)將動力機械轉(zhuǎn)移到牙刷頭部的開口，并且在近端，通常具有適應制造期間組件插入并且也可能適應使用者插入或移除電池的開口。這樣一個第二開口對于手動牙刷將是不需要的并且將造成需要額外密封和機械緊固件的缺點。在一些吹塑方法中，在模塑部件的遠端和近端處形成開口對于所述方法是固有的并且將有益于形成雙開口端柄部，但對于手動牙刷柄部將不是必需的。
[0019]為減輕重量同時保持剛度，一些牙刷柄部由竹子或軟木制成，然而這些材料具有缺點，因為它們不容易成型成可被舒適地抓持的復雜三維形狀。此外，這些材料是各向異性的，意味著它們具有隨著外加載荷的方向而改變的彈性模量和屈服強度或極限強度。碳纖維復合材料和玻璃填充注塑塑料是可被用來制造較輕的和較強的牙刷的各向異性材料的其它一般例子。由這些材料制成的制品因此必須這樣成型，使它們的最強的軸線或“紋理”與制品的長軸基本上對齊以便在為使用所共有的彎曲力期間抵抗斷裂。碳纖維和玻璃填充熱塑性復合材料也均趨于以脆性方式失效，具有較小的韌性。在被放置在嘴中的裝置中，這種類型的斷裂是不可取的:當經(jīng)受基本上大于其設計負荷的負荷時，更希望失效首先呈現(xiàn)永久彎曲模式而不是突然斷裂。此外，這些材料本質(zhì)上不包括產(chǎn)生輕重量、抗彎強度和柔軟觸感、高摩擦抓持性所需的所有性能。這在成形或機加工之前材料制備過程中造成額外的必需步驟。對于木材，紋理的這種對齊也可呈現(xiàn)具體的缺點，通常因為在刷洗期間材料分裂的存在最可能發(fā)生在與用手施加的典型力對齊的方向上。
[0020]為制造牙刷而不依賴各向異性材料諸如木材，制品可通過使用非均質(zhì)的但各向同性的材料諸如泡沫塑料來制得較輕。泡沫塑料呈現(xiàn)優(yōu)點，因為它們可提供比實心塑料高的強度與重量比率而不用考慮材料取向。然而，泡沫塑料可能帶來的總體重量減輕可為有限的，因為造成重量減輕的塑料內(nèi)部的氣泡也造成應力集中，其將嚴重地降低抗拉強度并且可降低韌性。盡管泡沫塑料可提供實質(zhì)的壓縮(并且被恰好用于這種目的的應用諸如其中材料重量與抗壓碎性是關(guān)鍵問題的包裝材料中)，承受拉力上的弱化嚴重影響抗彎強度并且妨礙均勻發(fā)泡的塑料充當在正常使用期間受彎時必須保持強度和剛度的制品中的承載元件。
[0021]本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉的是，使用擠出吹塑來制造單一組分或單一材料的輕質(zhì)手持制品諸如兒童玩具、塑料蝙蝠、塑料高爾夫球桿或得益于重量較輕的任何大的塑料制品。盡管這些制品可在受彎時剛穩(wěn)又強壯，它們一般也包括將限制它們通用于半耐用的I類醫(yī)療裝置諸如牙刷中的缺點。第一，此類制品沿著分型線或者在其中型坯在橫截面積上比吹制它的腔體大的任何位置中通常包含顯著的毛邊。在這些位置中，甚至在不存在腔體分型線時，型坯在腔體內(nèi)部折疊并且造成了實質(zhì)的毛邊。第二，大多數(shù)制品包含呈孔洞形式的一些明顯的吹塑痕跡，它們可被精確地或不精確地成型。這樣一種殘余在必須禁止污染物進入中空內(nèi)部的裂口或入口的I類醫(yī)療器械中將被當做是顯著缺陷，所述污染物可能實際上未流出。第三，這些制品的相對尺寸與這些缺陷的尺寸相比很大，并且制品的總體功能未受到這些缺陷的嚴重影響。在許多情況下，相對于極小的缺陷，制品本身的尺寸使得制造過程較為容易。擠出吹塑處于手動牙刷柄部所共有的尺寸范圍中的制品、包裝或瓶子沒有挑戰(zhàn)性-如果塑料壁厚可與總體橫截面按比例減小。此類制品呈小的、通?？蓧嚎s的管或瓶的形式存在，它們實際上受益于具有很薄的可變形壁，其能夠分配內(nèi)部內(nèi)容物，使它們不能用作牙刷或顯然較差。
[0022]用于單一組分半耐用消費品諸如羽毛撣帚和膠帶座的擠出和注射吹塑的柄部也是已知的，但再一次這些制品將不滿足半耐用的I類醫(yī)療裝置的標準，具體地在密封必需的吹氣孔防止水或其它污染物侵入方面，以及在擠出吹塑的情況下，在制品上將直接接觸嘴部或進入嘴部的區(qū)域中毛邊的外觀方面。這些制品也可為脆性的，并且當施加外力過猛時，可突然斷裂或折斷并且沒有延展性，產(chǎn)生鋒利邊緣，使它們不能用于口腔。
[0023]多材料吹塑的包裝諸如水瓶對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟知的。在這些實施例中，通過使用模內(nèi)貼標技術(shù)，從而在引入并吹制擠出塑料的半熔化型坯之前將以前注塑的紋理化標簽置于模具腔體中，光滑的吹塑瓶具有能觸知的高摩擦表面。盡管這些制品提供大抓持表面的優(yōu)點，所述大抓持表面通過增加高摩擦紋理化表面而得到改善，它們就其本性而言是為液體存儲和分配而設計的可高度變形的或可握擠的包裝，并且用作牙刷很差勁，因為不用注塑沒有明顯的方法來附接刷毛簇。此外，握持柔軟的標簽的注塑需要額外的一組模具腔體和與吹塑步驟分開的模塑步驟。
[0024]也已經(jīng)提出制造中空牙刷，然而在現(xiàn)有技術(shù)中不存在解決下列問題的公開內(nèi)容:抗彎強度、抗彎剛度、總體剛度、減輕毛邊或其它銳利缺陷、橫截面積上的變化和堵塞或密封氣孔痕跡。吹塑的牙刷或牙刷柄部中這些缺陷中的任何一種將嚴重地影響制品的實用性，并且同樣地，需要改進以使中空制品能夠通過均勻的壁厚最大化地節(jié)省材料，所述中空制品受彎時強度和剛性適宜而不會在使用時折斷并且不泄漏或者呈現(xiàn)不舒服的缺陷給使用者。
[0025]鑒于現(xiàn)有技術(shù)所反映的這些缺點，本發(fā)明的一個目標是提供一種用于生產(chǎn)牙刷柄部的改進方法，所述方法避免了現(xiàn)有技術(shù)的缺點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0026]本發(fā)明提供了一種用于采用熱塑性材料注入吹塑牙刷柄部的方法，所述方法包括:提供具有腔體的注塑模具；將熱塑性材料注入注塑模腔中以形成具有內(nèi)腔和外表面的牙刷柄部預成型件，其中所述外表面限定牙刷柄部預成型件的橫截面尺寸；提供具有縱向軸線和腔體的吹模，所述腔體具有限定具有面積的橫截面尺寸的表面；其中所述腔體具有最大橫截面尺寸并且所述最大橫截面尺寸沿著吹模的縱向軸線鄰接兩個較小橫截面尺寸或者沿著吹模的縱向軸線鄰接兩個較大橫截面尺寸的最小橫截面尺寸中的至少一個；將牙刷柄部預成型件定位在吹模腔中；采用流體使牙刷柄部預成型件變形以生產(chǎn)牙刷柄部。
[0027]本發(fā)明提供了一種用于采用熱塑性材料注射吹塑牙刷的方法，所述方法包括:提供具有腔體的注塑模具；將熱塑性材料注入注塑模腔中以形成具有內(nèi)腔和外表面的牙刷柄部預成型件，其中所述外表面限定牙刷柄部預成型件的橫截面尺寸；提供具有縱向軸線和腔體的吹模，所述腔體具有限定具有面積的橫截面尺寸的表面；其中所述腔體具有最大橫截面尺寸或者沿著吹模的縱向軸線鄰接兩個較大橫截面尺寸的最小橫截面尺寸中的至少一個，并且所述最大橫截面尺寸沿著吹模的縱向軸線鄰接兩個較小橫截面尺寸；將牙刷柄部預成型件定位在吹模腔中；采用流體使牙刷柄部預成型件變形以生產(chǎn)牙刷柄部，其中所述牙刷的頭部在注塑步驟期間被模塑并且也內(nèi)在地連接到在注塑步驟期間被模塑的柄部。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的注射吹塑方法中注塑步驟的剖面圖。
[0029]圖2是在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的注射吹塑方法中注塑步驟的剖面圖。
[0030]圖3是在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的注射吹塑方法期間制備的注塑預成型件的剖面圖。
[0031]圖4是在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的注射吹塑方法期間放置在兩個半腔體之間的注塑預成型件的剖面圖。
[0032]圖5是在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的注射吹塑方法期間位于兩個半腔體之間的注塑預成型件的剖面圖。
[0033]圖5A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的沿著剖面線5A的圖5的剖面圖。
[0034]圖5B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的沿著剖面線5B的圖5的剖面圖。
[0035]圖5C是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的沿著剖面線5C的圖5的剖面圖。
[0036]圖是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于生產(chǎn)牙刷柄部的吹塑方法的剖面圖。
[0037]圖6是在注射吹塑方法的吹塑步驟期間預成型件的剖面圖。
[0038]圖7是在注射吹塑方法的吹塑步驟之后預成型件的剖面圖。
[0039]圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于生產(chǎn)牙刷柄部的注射吹塑方法的注入步驟的剖面圖。
[0040]圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于生產(chǎn)牙刷柄部的注射吹塑方法的吹塑步驟的剖面圖。
[0041]圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于生產(chǎn)牙刷柄部的擠出吹塑方法的簡圖。
[0042]圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于生產(chǎn)牙刷柄部的擠出吹塑方法的簡圖。
[0043]圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的牙刷的圖例。
[0044]圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種牙刷的簡圖。
[0045]圖14是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種牙刷的簡圖。
[0046]圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種牙刷的簡圖。
[0047]圖16是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種牙刷的簡圖。
[0048]圖17是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種牙刷的簡圖。
[0049]圖18是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種牙刷的簡圖。

【具體實施方式】
[0050]本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)個人護理制品諸如具有內(nèi)腔的牙刷柄部或牙刷的一種或多種方法，其中所述方法包括吹塑步驟。吹塑步驟可被用在前面的注塑中空主體(預成型件)上，所述注塑中空主體可在注塑步驟后馬上被吹塑，或者其可在注塑和吹塑步驟之間被冷卻，然后被重新加熱，或者其可在吹塑之前被注塑并且僅在預成型件的選擇區(qū)域中被優(yōu)先地加熱。吹塑步驟包括將預成型件定位在腔體中并且采用加壓流體使預成型件膨脹到腔體壁。加壓流體可相對于大氣壓正向地被加壓乃至在腔體壁和預成型件之間協(xié)助有負壓，即，呈局部真空的形式。在某些實施例中，注射吹塑方法可包括第二步驟，可在吹塑步驟-注射拉伸吹塑期間采用拉伸桿來拉長中空的注塑預成型件。
[0051]個人護理制品是用來存儲、分配、施用或遞送有益效果給消費者的個人健康、美容、梳理或其它身體或人體生物系統(tǒng)護理、保養(yǎng)、增強或改善的物品。個人護理制品的例子包括但不限于牙刷、牙刷柄部、剃刀、剃刀柄部、拖把柄部、真空吸塵器柄部、化妝或美容護理品施用裝置、皮膚護理裝置、女性衛(wèi)生施用裝置、毛發(fā)護理施用裝置、毛發(fā)著色施用裝置或毛發(fā)護理制品。
[0052]如圖1-7所示，在某些實施例中，注射吹塑包括兩個步驟，將注塑方法所提供的優(yōu)點與使注塑的預成型件成為其最終形式的附加吹塑步驟相結(jié)合。個人護理制品諸如牙刷或牙刷柄部最終并不是在注塑步驟中被成型，而是在注塑的預成型件已經(jīng)從注塑模具中被頂出之后在附加的單獨成形步驟中被成形。
[0053]將制造過程分成兩個單獨的步驟(I)注塑預成型件，以及(2)后續(xù)的吹塑步驟提供牙刷的壁厚可基本上被控制的優(yōu)點。具體地，通過注塑成型預成型牙刷并且將注塑的牙刷預成型件凝固到至少給牙刷提供基本上均勻的壁厚(或者如果需要提供特定的壁厚分布)的某種程度。此外，如果最終形狀僅在注塑模具中被形成，則后續(xù)的吹塑步驟消除將呈現(xiàn)的牙刷形狀上的限制。此外，兩步驟方法獲得形狀上變化的不同牙刷的很有成本效率的制造，因為一種基本的預成型件類型可在吹制成型步驟中被變形成具有不同形狀的不同的最終牙刷柄部。吹模有比注塑模具大的腔體，并且其基本上對應于期望的牙刷柄部外表面的最終形狀。流體接著可被注入預成型件、吹模腔或二者中，直到牙刷內(nèi)部產(chǎn)生的吹制壓力將預成型件的壁推靠第二拉伸吹模腔體的壁為止，因此給予牙刷其最終形狀。
[0054]在第一步驟中，如圖1所示，牙刷柄部預成型件通過采用旋轉(zhuǎn)螺桿3在圓筒擠出機I中熔化熱塑性材料而被注塑，當所述螺桿旋轉(zhuǎn)在螺桿3和出口 7之間產(chǎn)生大量熔化的熱塑性材料5時，它向后移動。出口 7與由預成型模具9的兩個預成型模具部分9A和9B組成的預成形腔體8連通。
[0055]如圖2所示，螺桿3接著施力抵靠大量的熔化熱塑性材料5，迫使熱塑性材料5通過孔口 7進入腔體8中，直到腔體8被充滿為止。熱塑性材料5貼靠腔體8的壁冷卻，其繼而可被充滿水或其它冷卻劑的內(nèi)部通道冷卻以加速塑料凝固過程。圖3顯示，當熱塑性材料5已經(jīng)充分地凝固產(chǎn)生牙刷預成型件11時，預成形腔體模具9B的活動部分被縮回，并且通過熱收縮，牙刷預成型件11離開預成形模具9，附接到預成型腔體模具9B的活動部分。牙刷預成型件11采用頂出器或一些其他部件從活動部分9B被移除，并且它被傳送到吹塑步驟。在某些實施例中，在介于從注塑模具移除預成型件和在吹模中使它膨脹之間的中間步驟中，可執(zhí)行預備加熱步驟、冷卻步驟或二者，其中來自注塑模具處于凝固狀態(tài)的預成型件經(jīng)受加熱、局部冷卻或二者以便在預成型件經(jīng)受膨脹之前在預成型件中形成期望的溫度分布。
[0056]在注入吹制成形步驟中為允許流體進入以便膨脹預成型件，預成型件可設有開口，所述開口可在注塑步驟之后被切成凝固的預成型件，但在某些實施例中，其在注塑步驟中就已經(jīng)被提供。用于吹塑方法的這個氣孔可被定位在預成型件上的各個位置，例如定位在管形預成型件的任一端處。
[0057]圖4和5示出在第二吹塑步驟中牙刷預成型件11被定位在由兩個模具部分25A和25B構(gòu)成的吹模23的吹模腔21中。如圖5和5A所示，牙刷預成型件11具有橫截面尺寸(PJ，所述橫截面尺寸是由牙刷預成型件11的外表面14所限定的橫截面的總面積。牙刷預成型件11可被重新加熱到允許在低應力下顯著塑性變形的某一溫度-或是在它已經(jīng)被定位在吹模腔之前或是期間，或者二者，但未被重新加熱到允許在重力下顯著變形或完全熔化這么熱的溫度。
[0058]圖5顯示，腔體部分25A、25B圍繞牙刷預成型件11閉合以形成吹模腔21。如圖5B所示，吹模腔21具有橫截面尺寸(CJ，所述橫截面尺寸是由吹模腔表面27所限定的橫截面的總面積。如圖5C所示，吹模腔21的最大橫截面尺寸Cwlm大于牙刷預成型件11的最大橫截面尺寸P—。此外，如圖5D所示，為在吹模腔21中形成輪廓，最大橫截面尺寸Ccai沿著吹模23的縱向軸線LAni鄰接具有面積比最大橫截面尺寸C。-小的橫截面尺寸Cedl、Ccd20輪廓也可通過讓最小橫截面尺寸Cednm沿著吹模23的縱向軸線LAm鄰接具有面積比最小橫截面尺寸C?！拿娣e大的橫截面尺寸(；d3、Ccd4而在吹模腔21中被形成。
[0059]圖5和6示出，一旦半腔體25A、25B已經(jīng)圍繞牙刷預成型件11閉合形成吹模腔，通過將高于大氣(正向)壓力施加到預成型件內(nèi)部12并且可能通過將低于大氣(負向或真空)壓力施加到外表面14 (介于預成型件外表面14和吹模腔表面27之間)的協(xié)助在牙刷預成型件11的內(nèi)部12和外表面14之間形成了壓力差。這個壓力差引起牙刷預成型件11直徑增大，直到它接觸吹模腔表面27為止，此時模塑的牙刷預成型件11的冷卻速率大幅度提高。當牙刷預成型件11在壓力差下冷卻時，形成了最終形狀。如圖7所示，腔體部分25A、25B被打開并且凝固的牙刷預成型件11從吹模腔21中被移除。在注射吹塑的一個實施例中，預成型件在吹塑步驟期間借助于剛性的移動桿可在縱向上被拉伸。這可有選擇性地定向塑料體中的分子以允許利用較小的壁厚達到較大的強度和/或剛度。
[0060]在本發(fā)明的一個或多個實施例中，如圖15和16所示，第二組件被附接到牙刷柄部220以覆蓋或阻塞在吹塑步驟中通過其注入流體的開口。這個第二組件可包括例如牙刷頭部、牙刷頸部、端蓋、蓋子、注塑的組件、吹塑的組件、簇成的組件、機加工的組件、金屬組件或熱塑性組件。
[0061]如圖8-9所示，在某些實施例中，具有整合的頭部31A、頸部31B和柄部31C的完整牙刷31可按類似于以上剛剛描繪的方法的兩步驟方法通過注射吹塑而成形。
[0062]在第一步驟中，如圖8所示，牙刷預成型件42如上在包括頭部部分35A、頸部部分35B和柄部部分35C的模具腔體部分36中被注塑。具有型芯部分38。熔化的熱塑性塑料33被注入以充滿由型芯部分38和模具腔體部分36所形成的腔體35。在本發(fā)明的一個實施例中，熔化的熱塑性塑料可按順序從預成型件42的頭部部分42A到頸部部分42B到柄部部分42C充滿腔體。
[0063]在注入步驟后，牙刷預成型件42被傳送到包含腔體44的吹模41，所述腔體在至少一個尺寸上大于注塑模腔36中的腔體35。在本發(fā)明的一個實施例中，第二模具41的腔體部分44在注塑的牙刷預成型件42的柄部部分42C中直徑上較大。在吹模41的另一部分中，腔體表面的形狀適合牙刷預成型件42的頭部部分42A，并且可能也適合頸部部分42B。
[0064]在傳送步驟后，流體壓力通過靠近預成型件45的基座的通道46被施加到牙刷預成型件42的內(nèi)芯，使預成型件的柄部42C充氣并膨脹，擴大柄部42C內(nèi)部的腔體39。在吹塑步驟期間，牙刷31的至少一些部分未被流體壓力變形。在本發(fā)明的一個實施例中，牙刷31未變形的部分可包括頭部31A。在本發(fā)明的另一個實施例中，牙刷31未變形的部分可包括頭部3IA和頸部3IB。
[0065]在本發(fā)明的一個實施例中，在注塑步驟中注入塑料和在吹塑步驟中注入流體壓力被設置在牙刷預成型件的相對兩端。在本發(fā)明的另一個實施例中，在注塑步驟中注入塑料和在吹塑步驟中注入流體壓力被設置在牙刷預成型件的同一端或靠近同一端。
[0066]在吹塑步驟后，牙刷31從模具中被移除。
[0067]在本發(fā)明的一個實施例中，第二組件被附接到牙刷柄部以覆蓋或阻塞吹塑步驟中通過其注入流體的開口。這個第二組件可包括例如端蓋、蓋、注塑的組件、吹塑的組件、簇成的組件、機加工的組件、金屬組件或熱塑性組件。
[0068]牙刷或牙刷柄部可由其制成的熱塑性材料受限于(I)抗彎強度或抗彎能力和軸向負荷，(2)韌性，其是脆性的反義詞，(3)1級醫(yī)療裝置要求，(4)與多種牙膏和其中的活性化學成分的化學相容性，(5)與通常被附接到牙刷柄部的其它組件諸如貼標、油墨、標簽、抓持元件等的化學相容性，和(6)與注射吹塑相配的熔體流動性和熔體強度。可用來制造牙刷柄部的滿足這些標準的熱塑性材料包括聚丙烯(PP);尼龍(聚酰胺)(PA)；聚對苯二甲酸乙二酯，包括聚乙烯對苯乙二醇在內(nèi)(PET&PET-G);低密度和高密度聚乙烯(LDPE&HDPE);聚酯(PE);聚氯乙烯(PVC);和工程塑料諸如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚苯醚(PPE)、聚亞苯基氧化物(PPO)。如果采用注射吹塑方法，則可采用熔體流動指數(shù)介于0.3和3.0之間或者介于0.3和30.0之間的這些材料的任何子類型或其它熱塑性塑料，包括吹塑級熱塑性塑料在內(nèi)。
[0069]在某些實施例中，可采用兩種或更多種熱塑性材料來生產(chǎn)牙刷柄部，例如硬塑料材料PP、PET、PET-G、LDPE、HDPE和與第一材料化學相容的一種或多種熱塑性彈性體(TPE)，乃至硬度、強度或硬度上相似但只是顏色上不同的兩種材料。TPE的例子包括苯乙烯類(S-TPE)、共聚酯(COPE)、聚氨酯(TPU)、聚酰胺(PEBA)、聚烯烴共混物(TPO)和聚烯烴合金(TPV)。例如，聚烯烴基TPE諸如TPO將與聚烯烴基硬塑料諸如聚丙烯一起使用，并且二者被引入擠出型坯中以形成包括各部分由彼此整體連接的不同熱塑性材料制成的牙刷柄部。例如，在牙刷柄部中，被拇指或指尖所接觸的表面部分可由軟塑料制成，而牙刷柄部的剩余部分可由硬塑料制成以給予牙刷足夠的剛度。
[0070]在本發(fā)明的某些實施例中，牙刷柄部可由多層材料制成以形成不同的觸覺表面。一般來講，在多層實施例中，內(nèi)部或基底層由第一材料(其為主要承載材料)制成并且通常厚于后續(xù)的外層；并且外層可由較柔軟的材料(其可與皮膚具有較高的摩擦系數(shù))或者其它改進的觸覺結(jié)構(gòu)制成。而多個層也可由硬度、強度或剛度上類似的材料制成。
[0071]各層可以以兩種方式之一進行制造:(I)它們可如EP1559529和EP1559530中所提出的那樣被注塑到一起，接著在第二步驟中被吹制，或者(3)它們可通過不連續(xù)的方法分別進行制備并且僅在模塑階段期間被結(jié)合到一起，其中基底材料的型坯被擠出并且第二材料被擠出，接著裁切成片或試樣塊，或者被自動地交替注塑，然后被放進模具腔體中，對于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員其被稱作模內(nèi)貼標。
[0072]在本發(fā)明的某些實施例中，中空牙刷柄部的附加層可通過模內(nèi)貼標(IML)的方法來添加。ML用來在牙刷柄部的表面上在一個或多個指定位置放置和定位標簽諸如TPE標簽。IML包括將要通過附接到吹塑部件的外表面并且密切地適形于其形成牙刷柄部的固有部件的一個或多個前面制造的柔韌而結(jié)實的組件。ML的定位可用來增強牙刷柄部的外表外觀、質(zhì)感、抓持性、手感、摩擦、摩擦系數(shù)或柔軟性，例如在模塑前通過采用真空來將標簽固定在模具的內(nèi)腔壁上的適當位置，或者采用真空或通氣孔來提供將標簽定位在所述部件上和將質(zhì)感提供給牙刷柄部的頂L部分的外觸覺表面。選擇TPE的厚度和硬度以允許TPE大幅度變形，并且在與型坯的接觸表面至少部分重新熔化，使得圍繞復合拐角貼標可被實現(xiàn)，具有令人滿意的美容效果。
[0073]標簽可包括裝飾性元件、觸感柔軟的元件(其中硬度介于約20的肖氏硬度A和約90的肖氏硬度A之間)、抓持區(qū)域、紋理化結(jié)構(gòu)、自愈元件、商標或徽標布置、硬質(zhì)材料、簇成的插件或多用途元件。此外，標簽可按可觸知表面積與體積比率(TSAV比率)進行制造，該比率通常大于用注塑可獲得的比率。用于標簽的TSAV在這里被定義為被使用者可見的或可接觸的表面積與標簽所取代或占據(jù)的體積的比率。例如，插件可為約0.1mm至約0.4mm厚并具有大于約400mm2的可觸知橫截面積。這個標簽將因此具有1mnT1至2.5mm 1的TSAV。對于注塑的第二組件，它難以獲得大于2.0mm 1的TSAV，而對于模內(nèi)貼標，TSAV>10mm 1很實用。對于主要有益效果源于表面特征諸如摩擦系數(shù)、顏色、表面紋理或其它裝飾物的材料，高TSAV是明顯的優(yōu)點。
[0074]在通過IML制造的多層牙刷的某些實施例中，標簽厚度足夠薄以在吹塑步驟期間大幅度變形，使得標簽適形于模具腔體的三維形狀或輪廓并且在從模具中移除牙刷或牙刷柄部之后保留該形狀。在某些實施例中，由TPE基材料制成的標簽可在0.30mm、0.25mm、0.20mm或0.1Omm厚以下。例如，當PET部件壁厚為l_3mm時，由在肖氏硬度A30-50范圍內(nèi)的PET基TPE制成的標簽厚度可低于0.25mm以確保充分形成具有小于0.5/mm的曲率半徑的模具腔體輪廓。
[0075]在通過模內(nèi)貼標制造的多層牙刷的另一個實施例中，標簽具有某一厚度，所述厚度允許它們在吹塑期間通過重新熔化以化學方法附著到吹制的預成型件但在外表面基本上不變形。在該實施例的某些情況下，標簽可通過在早先的擠出步驟中印花或者在注塑步驟中被預先紋理化。在該實施例中，標簽可厚于0.25mm、0.30mm或0.40mm。
[0076]在通過IML制造的多層牙刷的另一個實施例中，標簽厚度足夠薄，例如厚于
0.10mm、0.15mm或0.2mm以在吹塑步驟期間大幅度變形，使得標簽適形于并且保留模具表面的宏結(jié)構(gòu)或宏紋理，但未薄到它們保留模具表面的微結(jié)構(gòu)的程度。在這種情況下，定義宏結(jié)構(gòu)包括長度尺度上大于0.1mm的紋理或結(jié)構(gòu)諸如能觸知的肋、浮凸、凹痕或突出；并且定義微結(jié)構(gòu)包括長度尺度上小于0.05mm的紋理或結(jié)構(gòu)諸如噴砂材質(zhì)、亞光材質(zhì)、夾紋或分型線。在該實施例中，標簽應當厚于0.10mm。
[0077]在本發(fā)明的某些實施例中，TPE標簽被沖切。在本發(fā)明的其它實施例中，TPE標簽在單獨的第一步驟中被注塑并且在吹塑步驟中被注入吹模腔中。
[0078]標簽也在模塑期間在安裝之前可被預裝飾或預印刷。印刷可在標簽的外表面上進行，或者如果標簽是透明的或半透明的，則印刷可在標簽將與牙刷或牙刷柄部外表面接觸的內(nèi)表面上進行。在該實施例中，印刷標簽的內(nèi)表面可與使用者、與化學品和水隔離，提供改進的耐久性。
[0079]除了真空輔助的模內(nèi)貼標之外，具有可通過其將裝飾物添加到牙刷柄部的多種方法。例如，可圍繞牙刷或其一部分例如牙刷柄部纏繞收縮套管，并且通過施加熱量、蒸汽或二者而收縮以產(chǎn)生被緊緊附接到柄部的型面配合的裝飾性套管。這種套管可使一端纏繞在頭部或頭部和頸部部分被附接到其上的肩部上。套管也可使另一端折疊在柄部的模塑部分為其而設計的頂蓋之下。這可用來密封收縮套管的一個或兩個敞開邊緣并且防止水或其它污染物進入，或者可只是有助于裝飾、設計和在手中的感覺。套管的任一端、沒有一端或兩端可被折疊并包含在單獨附接的部件諸如頭部或頂蓋之下。
[0080]在另一個實施例中，可在吹塑操作后將裝飾物直接印刷到牙刷柄部的表面上。裝飾物的印刷也可在吹塑操作之前在預成型件上執(zhí)行以在吹制成將難以或不可能有效地印刷的混合表面之前利用預成型件外表面的單一直紋屬性。
[0081]此外,在任何吹塑實施例諸如圖10所示的實施例中，吹模腔從一個吹模到下一個吹?？刹煌沟脝蝹€方法可以按直接序列生產(chǎn)多種不同的牙刷或牙刷柄部。例如如圖10所示，安裝在轉(zhuǎn)輪構(gòu)造中的吹模121、122、123、124具有一系列不同形狀的腔體121AU22A、123AU24A以生產(chǎn)具有不同形狀的牙刷柄部129。
[0082]在任何吹塑實施例諸如圖11所示的實施例中，吹塑構(gòu)造可包括標簽注入機構(gòu)，諸如伺服控制的取放臂或機械臂，如圖11所示。
[0083]在某些實施例中，注入機構(gòu)可包括多個標簽，例如如圖11所示，注入機構(gòu)142包括多個標簽L1、L2、L3。標簽LpL2可通過處理和供給機構(gòu)143被放置在打開的半腔體141之內(nèi)。一個或多個標簽U、L2可同時被放置在腔體145內(nèi)以形成具有不同標簽U、L2、L3的牙刷柄部147、148和149。標簽可具有不同的形狀、厚度、顏色、紋理、材料和印記。標簽通常通過真空被保持在模具型腔內(nèi)或者可通過只是摩擦和彎曲被保持在緊曲率的區(qū)域中。在某些實施例中，具有約一至十個標簽每個模具或者約一至三個標簽每個模具。在某些實施例中，標簽可被暴露在牙刷或牙刷柄部的外表面上；或者部分地或完全地嵌入預成型件的內(nèi)部；或者它們的任何組合。例如，標簽可被完全地或部分地嵌入透明的或半透明的牙刷或牙刷柄部中，這樣它仍可被檢視，或者標簽可被暴露在牙刷柄部表面上以便檢視。
[0084]當牙刷或牙刷柄部離開制造設備時，牙刷柄部可被后處理、裝飾、與其它部件組裝和包裝。
[0085]圖12示出包含多種牙刷161、163、165、167的包裝，每個牙刷均具有獨特的和不同的形狀、顏色或顏色組合Cl、C2、C3、C4和標簽L4、L5、L6。
[0086]圖13示出可采用本發(fā)明的一種或多種方法進行生產(chǎn)的個人護理制品的一個實施例，在這種情況下，牙刷200具有頭部201、頸部205、柄部203、終端208和頭端209。牙刷200可被一體地成形成單件并且包括內(nèi)腔210和外表面202，其中牙刷外表面202在橫截面積(OSa)方面有差異，所述橫截面積是沿著牙刷200縱向軸線L由外表面202所限定的橫截面的總面積-如圖13A所示；在該實施例中，牙刷200具有基本上沙漏形形狀。內(nèi)腔210具有內(nèi)腔表面211，其中內(nèi)腔表面211沿著牙刷縱向軸線L在橫截面積(ICeA)上變化。如圖13示出，在某些實施例中，牙刷200的內(nèi)腔210具有一個或多個較大橫截面積ICmM，其沿著牙刷200的縱向軸線L鄰接具有比較大橫截面積ICqim小的面積的較小橫截面積ICm1、ICra2。牙刷200內(nèi)腔210也可具有較小橫截面積ICmm，其沿著牙刷200的縱向軸線L鄰接具有比較小橫截面積ICmm大的面積的較大橫截面積ICm3UCm4以形成輪廓。此外，如圖13、13A和13B所示，在某些實施例中，沿著牙刷200的縱向軸線L，內(nèi)腔表面211橫截面積的平方根與外表面202橫截面積的平方根上的變化成正比變化，除了靠近內(nèi)腔210可被密封的牙刷的終端208和頭端209的區(qū)域以外。在某些實施例中，沿著牙刷200的縱向軸線L，內(nèi)腔表面橫截面積的平方根與外表面橫截面積的平方根上的變化成小于5%的比例變化，除了靠近牙刷柄部的終端和頭端的區(qū)域以外。在某些實施例中，牙刷壁的厚度、牙刷外表面和內(nèi)腔表面之間的距離與外表面橫截面積的平方根成反比變化。例如，在這些實施例中，牙刷或牙刷柄部具有較大外表面橫截面積的區(qū)域?qū)⒕哂休^薄的壁(與具有較小外表面橫截面積的區(qū)域相比)，因為在吹塑步驟期間材料已被拉伸到更大的程度。在注射吹塑的情況下，也可能注塑具有其初始厚度隨長度而改變的壁的預成型件，使得在吹塑步驟期間可吹塑較厚或較薄壁部分。在某些實施例中，對于具有兩個或更多個層的那些實施例而言，牙刷壁的厚度和各個層的厚度沿著牙刷柄部縱向軸線變化小于約20%、10%或5%。
[0087]圖14示出本發(fā)明的一個實施例，其中吹塑的牙刷柄部210包括可延伸進牙刷的頸部205中的中空部分。
[0088]圖15和16示出本發(fā)明的一個實施例，其中中空的牙刷柄部220在吹塑步驟后被組裝到頭-頸部分223。在本發(fā)明的一個實施例中，連接結(jié)構(gòu)231可在注塑步驟期間被模塑到柄部220的一部分以在組裝步驟期間連接到頭-頸部分223的結(jié)構(gòu)233。
[0089]圖17示出本發(fā)明的一個實施例，其中中空的牙刷柄部240包括連接到頭部部分245的頸部部分243。在本發(fā)明的一個實施例中，頭部部分245可被簇成。
[0090]圖18示出本發(fā)明的一個實施例，其中吹塑的牙刷柄部250不包括頸部部分并且被附接到與頭部部分255和柄部部分251分開的頸部部分253。
[0091]在某些實施例中，牙刷柄部可由例如多層熱塑性材料制成以形成不同的觸覺表面。其中各層熱塑性材料可存在于牙刷柄部外表面之上或之中。一般來講，在兩層實施例中，內(nèi)部或基底層由第一熱塑性材料(其為主要承載材料)制成并且通常厚于后續(xù)的外層；并且外層可由較柔軟的熱塑性材料(其可與皮膚具有較高的摩擦系數(shù))或者其它改進的觸覺結(jié)構(gòu)制成。
[0092]具有內(nèi)腔的本發(fā)明的牙刷和牙刷柄部可幫助降低刷洗期間被施加到牙刷上的過量力，諸如當采用典型的實心手動牙刷或機電式牙刷時。本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的是，用標準的成簇狀的手動牙刷按大于大約5.0N的力持續(xù)反復刷洗可導致齒齦組織隨時間的損失。例如，存在具有集成的反饋系統(tǒng)的機電式牙刷在使用期間在這個力被超過時警告使用者。這樣可以假定，很大部分的牙刷使用者通過牙刷頭部施加至多5.0N的力。
[0093]并非所有的中空制品均具有足夠的抗彎強度來承受正交于長軸受彎所施加的5N的力，所述力在拇指支點和刷頭之間以典型距離施加到牙刷。當然并非所有吹塑的制品都可承受此類力:很多吹塑的包裝諸如水瓶必須在堆放在貨盤中之前被充滿，因為它們的壁非常薄以至于它們將甚至在它們頂上幾個空瓶的重量之下顯著地受壓變形。有可能通過使用通常較弱的材料或是通過制造極薄的壁以相似的方式制造牙刷和牙刷柄部使得它們將顯得強壯，可能由于使用了不透明材料或其它裝飾物的緣故。由這些柄部制成的牙刷在重力或輕微力下將不坍塌，并且在包裝中或在非使用展示時可顯得穩(wěn)固，但實際上將是令人討厭的或不可能根據(jù)需要來使用，或者遞送足夠的刷洗力來保持口腔健康。一般來講，在以與ASTM D790相似的方式施加到中心的5.0N的外力下變形超過1mm的牙刷或牙刷柄部在使用時將不令人滿意。在某些實施例中，本發(fā)明的牙刷柄部在以與ASTM D790相似的方式施加的5.0N的外力下變形小于約10mm。在某些實施例中，本發(fā)明的牙刷柄部在以與ASTMD790相似的方式施加的5.0N的外力下變形小于約5mm。
[0094]本文所公開的量綱和值不可理解為嚴格限于所引用的精確值。相反，除非另外指明每個這樣的量綱旨在表示所列舉的值以及圍繞所述值功能上等價的范圍兩者。例如，公開為“40mm”的尺寸旨在表示“約40mm”。
[0095]本文引用的每一文件，包括任何交叉引用的或相關(guān)的專利或?qū)＠暾?，均特此以其全文引入本文，除非明確予以排除或以其他方式受限。任何文件的引用并非是對其相對于本發(fā)明所公開的任何發(fā)明或受權(quán)利要求書保護的本文，或其單獨，或以與任何其它參照或參考文獻、教導、建議或公開的任何此類發(fā)明的任何組合的現(xiàn)有技術(shù)的認可。此外，當本文獻中術(shù)語的任何含義或定義與引入本文以供參考的文獻中相同術(shù)語的任何含義或定義沖突時，將以賦予本文獻中那個術(shù)語的含義或定義為準。
[0096]盡管已用具體實施例舉例說明和描述了本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下可做出許多其它改變和變型。因此，隨附權(quán)利要求書旨在涵蓋本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些改變和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種用于采用熱塑性材料注射吹塑牙刷柄部的方法，所述方法包括: a)提供具有腔體的注塑模具； b)將熱塑性材料注入注塑模腔中以形成具有內(nèi)腔和外表面的牙刷柄部預成型件，其中所述外表面限定所述牙刷柄部預成型件的橫截面尺寸； c)提供具有縱向軸線和腔體的吹模，所述腔體具有限定具有面積的橫截面尺寸的表面；其中所述腔體具有最大橫截面尺寸或沿著所述吹模的縱向軸線鄰接兩個較大橫截面尺寸的最小橫截面尺寸中的至少一個，并且最大橫截面尺寸沿著所述吹模的縱向軸線鄰接兩個較小橫截面尺寸； d)將所述牙刷柄部預成型件定位在所述吹模腔中； e)采用流體使所述牙刷柄部預成型件變形以生產(chǎn)牙刷柄部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括以下步驟: f)將所述牙刷柄部附接到牙刷頭部或頸部中的至少一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述牙刷柄部預成型件在被定位進吹模腔中之前被加熱或冷卻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其中所述吹模腔具有比牙刷柄部預成型件的最大橫截面尺寸大的最大橫截面尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其中所述流體使所述牙刷柄部預成型件膨脹到所述吹模腔的最大橫截面尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其中所述流體使所述牙刷柄部預成型件膨脹到兩個較大橫截面尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，其中所述流體被注入所述牙刷柄部預成型件內(nèi)腔中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法，其中在所述熱塑性材料注入之前所述注塑模具包括一個或多個插件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的方法，其中所述牙刷柄部預成型件的僅僅一部分被變形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的方法，其中所述預成型件采用桿進行拉伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述預成型件在所述變形步驟期間被拉伸。
12.通過權(quán)利要求1-11中任一項制備的牙刷柄部，所述牙刷柄部包括: a)終端、連接端、外表面、內(nèi)腔和縱向軸線； b)具有限定橫截面積的表面的所述內(nèi)腔；其中所述內(nèi)腔具有沿著所述牙刷的縱向軸線鄰接兩個較小橫截面積的較大橫截面積或沿著所述牙刷的縱向軸線鄰接兩個較大橫截面積的較小橫截面積中的至少一個； c)限定外表面橫截面積的所述外表面； d)由所述外腔表面和內(nèi)腔表面構(gòu)成的壁； e)包括單個一體組件的牙刷柄部。
【文檔編號】B29C45/14GK104053533SQ201280057170
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月22日
【發(fā)明者】U·普菲法, M·L·紐曼, C·文, A·布爾克, A·布雷塞爾施密特, A·J·霍頓, S·K·M·哈斯泰特, J·卡韋勞, H·A·施梅爾切, F·施密特, J·U·斯托凱爾, B·J·威爾森, T·溫克勒 申請人:寶潔公司