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您当前的位置： 用于制造刷子的方法及设备与流程
2021-01-10 12:01:40|
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本申请是基于申请号为201680053121.x(国际申请号为pct/ep2016/066574)，申请日为2016年7月13日，发明名称为“用于制造刷子的方法及设备”的中国专利申请提出的分案申请。
本发明涉及有关于一种用于制造刷子的方法及设备，该刷子具有刷毛载体，该刷毛载体由热塑性塑料构成且包含供至少一刷毛插入并锚定于其中的锚定开孔。
背景技术：
实践中普遍使用两种方法制造刷子，特别是牙刷及家用刷子，即：用锚(金属片或绳套环)或无锚固定刷毛束。与用锚不同，无锚方法并非弯折刷毛束并于该刷毛束的弯折处将刷毛束固定在刷毛载体上，而是以黏接或热方式将刷毛束的一末端锁固于刷毛载体上。实践中常用的一种方法为，刷毛载体具有供刷毛束穿插的开孔。在此情况下，刷毛束以该刷毛束的背面末端伸出开孔并在刷毛载体背面被加热。刷毛的热塑性材料遂熔化，使得刷毛材料相互衔接并形成增厚部，借助该增厚部避免单个刷毛被向前拉出。通常借助热空气或热冲头(stempel)从背面液化数目众多的刷毛束，使得单个刷毛束的材料相互衔接并于背面形成某种由液化刷毛末端构成的类似层的结构。接着，具体以喷敷(überspritzt)方式将此背面覆盖。
上述解决方案的缺憾在于，由于需要遮盖背面，必然在方法方面及设备方面产生可观的附加成本。其中需注意的是，恰是在牙刷中，相邻层之间的衔接面被实施得尽可能无隙，以免出现卫生问题。
术语“刷毛载体”系指成品刷子上承载刷毛或刷毛束的部件。其中，刷毛载体可为整个刷体，在牙刷中即指柄部、颈部及头部所组成的一体式射出成型件，或者亦可仅为未来的刷体的预制组成部分。在后一种情况下，刷毛载体通常为由热塑性塑料构成的薄片，该薄片上设有一或多个开孔以填塞一或多个刷毛或刷毛束。在填塞并固定刷毛后，将薄片状刷毛载体插入预制刷体，该刷体例如具有相应凹槽以容置该薄片状刷毛载体。替代方案(此为常见情形)系将薄片状刷毛载体作挤压包封处理(umspritzt)，从而形成由预制刷毛载体及以射出成型方式形成于该预制刷毛载体上的其余部分组成的刷体。
ch672579a5提出一种借助锚片将刷毛束固定于刷毛载体的方法。意即，将刷毛束弯折，锚片位于弯折区并且压入锚定开孔的壁部，借此将刷毛束最终固定于刷毛载体上。但为了以最佳效果封闭刷毛载体端面或正面的开孔，使得该处不会繁殖细菌及孢子，应将刷毛载体上围绕锚定开孔延伸且凸出于端面的凸起向内压。然而，刷毛束自身系透过锚而非透过该凸起的此种塑形而得到固定。借助塞孔工具将单个刷毛束依次塞入刷毛载体，该塞孔工具推动经弯折的刷毛束穿过管件。该管件自身在该管件的端面具有加热器，该加热器仅贴靠该凸起并将该凸起熔化或塑化，接着再将该凸起径向向内压。
除上述以无锚方式将刷毛或刷毛束固定于刷毛载体的方法外，理论上还存在其他方法，但该方法在实践中从未实现过，即：将刷毛束推入刷毛载体，该刷毛载体具有开孔且经预热。将刷毛束推入软的刷毛载体后，借助压机施加压力于刷毛载体供刷毛束凸出的正面，借此压缩开孔边缘周围的软材料并减小开孔横截面。下面将介绍若干相关方案。
de19853030a1提出，刷毛束在刷毛束的背面具有相互熔合成增厚部的刷毛。刷毛载体具有开孔，在推入刷毛束之前，将加热器的柱形延长部插入开孔，但不接触开孔边缘。开孔的内侧边缘被此辐射热局部加热。刷毛载体在边缘区域内达到一个能改变结构的温度，例如软化温度。提高温度的目的在于减小孔洞横截面，使得刷毛束被推入时必然钻入壁部。移除加热器后，将具有增厚末端的刷毛束推入开孔，其中该增厚部的横截面大于开孔横截面，使得增厚部钻入定义并包围开孔的边缘的软区，即钻入相应壁部。接着，尚需借助冲头使刷毛载体的正面变形，使得刷毛载体的材料压抵刷毛束并锚定刷毛束。
由us5224763已知一种类似方法，其中刷毛载体具有呈凸起状凸出的开孔边缘。此处亦加热开孔边缘，具体方式为：将销针状加热组件伸入开孔或者用热空气加工。开孔横截面小于刷毛束的增厚末端，使得此末端被推入软开孔的壁部后固定于其中。而后，用于刷毛束的固持器压缩经加热的环绕式凸起以提供额外材料来封闭刷毛载体端面衔接处的开孔。
由ep0355412a1已知一种方法，该方法系在刷毛载体中加热刷毛束的增厚末端和/或开孔边缘，其中以如下方式选择尺寸及温度：使得在推入增厚末端后，开孔边缘向内挤压并且如卡扣连接般包围增厚末端并以形状配合方式容置该增厚末端。
ep0472557b1提出，借助经加热且具有销针的冲头钻入由塑料构成的板状刷毛载体，使得销针形成开孔以容置刷毛束。而后将刷毛束压入冲压而成的热开孔，熔体围绕刷毛束的增厚部上升。此外，模板可压抵刷毛载体的顶面，以便使熔体进一步变形。其中，尤佳有延长部或凸起凸出于未变形的刷毛载体的顶面，延长部或凸起形成可供被压向开孔的材料。
de3422623a1所提出的方法系将未设开孔的板状刷毛载体与刷毛束焊接起来，刷毛束与该刷毛载体由同一种塑料构成。将加热工具移到刷毛载体与刷毛束尚未焊接在一起的侧面之间以熔化两侧面。接着将刷毛束压入刷毛载体的已熔化材料中。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种简单得多的刷子制造方法，该方法首先对设备投入要求较低，但同时能将刷毛或刷毛束稳妥锚定于锚定开孔中。
本发明用以达成此目的的解决方案为一种用于制造刷子的方法，该刷子包含：由热塑性塑料构成的刷毛载体，该刷毛载体具有一正面及一背面以及至少一锚定开孔，将由热塑性塑料构成的至少一刷毛插入并无锚锚定于该锚定开孔中，使得该刷毛凸出于该刷毛载体的该正面，其特征在于以下步骤：将该至少一刷毛容置于工具件的容置开孔中，在该至少一刷毛尚位于该容置开孔期间，借助该至少一刷毛的固定端将该至少一刷毛推入该刷毛载体中在制造该刷毛载体时所形成的锚定开孔，减小该工具件到该刷毛载体的该距离，使得该工具件接触该刷毛载体，使该刷毛载体的该正面达到一温度，该温度低于该刷毛材料和/或该刷毛载体材料的该熔化温度，特定言之最高为该刷毛材料和/或该刷毛载体材料以℃计算的个别熔化温度的85％，该工具件施加一压力于经加热的该刷毛载体，并且至少在包围该锚定开孔的该边缘区域内，在减小该锚定开孔的该横截面的情况下，使该刷毛载体如以下方式变形：使该至少一刷毛嵌设并锚定于该锚定开孔中，以及增大该工具件到该刷毛载体的该距离，以便从该容置开孔中拉出该至少一刷毛。
优选借助经加热的工具件来加热刷毛载体的正面。若工具件的端面接触该正面数秒钟(优选变型即如此)，则工具件的端面温度亦等于刷毛载体正面的温度，使得温度相一致。意即，使工具件的端面达到一温度，该温度低于刷毛材料和/或刷毛载体材料的熔化温度，特定言之最高为刷毛材料和/或刷毛载体材料以℃计算的相应熔化温度的85％。
上述处理步骤虽优选以上述顺序实施，但此并非是必须的。举例而言，亦可先加热刷毛载体的正面，接着再减小工具件到刷毛载体的距离，或者两步骤可同时或部分同时进行。
透过工具件与固持件的相对运动实现距离变化，意即，工具件运动，而固持件静止，或者反过来，或者工具件与固持件皆运动。
下文所述及的“至少一刷毛”既指位于一个容置开孔及一个锚定开孔中的唯一一个刷毛，位于一个容置开孔及一个锚定开孔中的唯一一个刷毛束的多个个刷毛，亦指位于多个容置开孔及锚定开孔中的多个刷毛束，因此，本发明不仅限于单个刷毛或多个相互分开的单个刷毛的锚定。下文中有几处会补充提及刷毛束以增加可读性，但本发明一般性地既适用于具有一或多个单个刷毛的刷毛载体，亦适用于具有一或多个刷毛束的刷毛载体或两相结合的情形。另外，此点与方法权利要求及设备权利要求皆有关。
具有锚定开孔的刷毛载体为一预制的射出成型件，故该刷毛载体极易制造且不需要加工。锚定开孔优选在射出成型时即已制成。
下面将说明数项改良，改良自身即发明，但彼此结合能形成优化方案。需要强调的是，下文还将予以说明的设备亦可具有本文联系该方法所阐述的特征，其中仅控制器经相应被程序化。
由于前述加热，用于容置刷毛载体的固持器有可能在运行过程中例如以辐射方式被加热。另外，大量试验结果表明，施加压力于刷毛载体的时间有可能如此之长，以至于刷毛载体远离正面的较深区域被过度加热，使得刷毛载体在此等较深区域内亦被塑形。为防止此种情形，根据本发明的一项变型，在施加该压力于该刷毛载体期间主动冷却该刷毛载体的该背面。意即，设有例如以液冷方式工作的独立冷却装置。借此可在较窄限度内设定刷毛载体的以下体积区域，在该体积区域内，在施加压力期间存在足够高的温度以实现塑形。此外，借助该冷却装置在刷毛载体内部形成不发生变形的安全区。
在施加压力期间主动冷却刷毛载体的背面。其中，优选确保刷毛载体在此过程中变得温热，最高达25℃。
特定言之以液冷方式主动冷却前述固持器，该固持器用以从背面施加反作用力于该刷毛载体且供该刷毛载体贴靠。
该冷却不仅可发生于刷毛载体的背面，视情况亦可至少发生于刷毛载体的所谓侧面的区段上。该侧面系指连接刷毛载体的正面与背面的面。借助该冷却避免该侧面在刷毛载体于正面与背面之间受挤压时侧向向外发生塑性变形。为此，例如该固持器可具有用于刷毛载体的容置凹陷，该容置凹陷经构建而与刷毛载体互补且确保背面及侧面贴靠于固持器。
在一设备中施加该压力，其中在施加该压力于该刷毛载体期间，该刷毛载体在正面接触工具件，并且在背面接触固持器。特定言之，该设备超程移行而硬停止(aufblockgefahren)以施加该压力。意即，在固持器与工具件之间不存在距离，因为二者在端面上彼此接触。此接触优选为全面接触并且围绕被合围的刷毛载体而发生于固持器与工具件之间的分离面内。如此一来，形成于固持器与工具件之间以容置刷毛载体的腔穴在该分离面内被密封。在此，刷毛载体的材料不会进入一间隙而在成品刷毛载体上形成毛刺。
试验结果出人意料地表明，若在所谓的作用时间(即在正面与背面之间施加压力于刷毛载体的时间)之后不立即分离该设备并移除该刷毛载体，则可提高该刷毛载体的稳定性及精度，以及提高该至少一刷毛，特别是刷毛束中的刷毛的定向稳定性及定向精度。尽管此点极其不利于循环时间，但在作用时间之后，在该正面与该工具件之间形成通风间隙。意即，将工具件及固持器彼此轻微分开。其中不将该设备完全分离，亦不使该设备达到刷毛载体被移除或可被移除的状态。使刷毛载体连同该至少一刷毛，优选连同一或多个刷毛束一起暂时进入休止阶段，在该休止阶段中，通风间隙在设备中用于冷却该正面。在此休止阶段中，该背面视情况继续接触固持器，该侧面亦视固持器形状而定继续接触固持器，此能起到稳定形状的作用。
该预定休止阶段的时长应当为至少1秒，特定言之为至少1.5秒。在此段时间内，固持器与工具件之间优选不发生进一步的运动。作为替代方案，可发生缓慢的打开运动。
以下特别有益：该至少一刷毛，特别是刷毛束，在此整个休止阶段期间皆停留在对应的容置开孔中。该容置开孔使该刷毛或者一或多个刷毛束的刷毛在休止阶段期间保持形状。借此稳定锚定开孔周围的区域。显然，内应力被消除。
该通风间隙应具有至少1mm的高度，此高度系沿该设备的移行方向(设备分离及闭合时固持器与工具件之间的运动方向)所测得。
如前所述，可使该通风间隙优选在该休止阶段期间保持恒定。
视情况可透过该通风间隙向该刷毛载体的该正面吹送冷却空气。借此可缩短该休止阶段的时长。
本发明的另一特征为：在该工具件与该刷毛载体相对所实施的、以达到该设备的闭合位置为终点的进给运动之后，于该闭合位置上在预定保持时间内施加该压力于该刷毛载体。尽管存在尽可能缩短循环时间的愿望，但根据本发明的此项特征，并不闭合该设备并立即再度打开该设备，压制、塑形或冲压物体时通常即如此。该压力在该保持时间期间不必是恒定的，因为该压力与刷毛载体的阻力有关。因此，该压力随刷毛载体变形程度的增大而减小。
该保持时间应当为至少1秒，优选为至少1.5秒。
结果表明，最长3秒、特定言之最长2.5秒的保持时间为最佳。不需要更长的保持时间。
可以在该保持时间期间，特定言之在整个该保持时间期间，在该正面上加热该刷毛载体，但视情况亦可在该进给运动期间已在该正面上加热该刷毛载体。若已在进给运动期间进行加热，则可节省循环时间。因为即使在进给运动期间，该正面亦会例如因辐射而被加热。在此情况下，一旦该正面接触经加热的工具件，在接下来闭合该设备期间，该正面及刷毛载体遂被加热并达到一定温度。
压力对刷毛载体的作用时间为该保持时间与该进给运动期间的一时段之和，在该时段中，工具件首次接触正面且同时固持器接触背面，并且被压缩至达到完全闭合位置。此作用时间应当为至少4秒，特定言之为至少5秒。
结果表明，最长15秒、特定言之最长10秒的作用时间为极限。
其中，该保持时间优选短于闭合时使得刷毛载体被压缩的上述时段。此闭合及压缩系以固持器相对于工具件的极其缓慢的进给速度而进行。特别地，此时段为至少3秒，特定言之为至少4秒。
试验结果表明，该保持时间最长为闭合时使得刷毛载体被压缩的上述时段的50％，特定言之最长为闭合时使得刷毛载体被压缩的上述时段的40％。
为缩短循环时间，以下可能是有意义的：已透过其他措施而非仅借助接触工具件来加热刷毛载体的正面。可以预热刷毛载体。举例而言，可以在刷毛载体已位于固持器中时向该刷毛载体的正面吹送热空气，或者使该刷毛载体短时曝露于一热源(例如辐射热)，而该热源并不形成该工具件。此点可发生于工具件相对固持器做进给运动期间，或者亦可在时间上先于此进给运动发生。举例而言，可在固持器/工具件做调节运动期间或者在工具件被侧向移向固持器之前加热刷毛载体。借此可缩短接下来以接触工具件的方式而实现加热所需要的时间。
本发明的另一特征为：该至少一刷毛的自由端以端面支撑在该设备中。此支撑应当确定该刷毛的轴向位置或者一或多个刷毛束的刷毛在同一刷毛束内部的轴向位置或多个刷毛束的相对轴向位置。在存在多个刷毛束的情况下，若例如以侧向观察该刷子，则刷毛束的末端应呈锯齿形。其他选项为：刷毛束呈锯齿形、一端渐尖或一端呈锥形。
预期地，用作止挡或成形手段的上述支撑亦应在施加压力于刷毛载体期间发挥作用，以阻止刷毛(一个或多个)或刷毛束在此段时间内移动。但结果表明，以下是有益的：至少在施加压力于刷毛载体期间已移除此支撑，优选尚在施加压力之前或者于该设备做进给运动期间在工具或固持器接触刷毛载体的正面与背面之后已移除此支撑。意即，至少在施加压力的最后阶段，视情况亦在整个施加压力期间，所使用的上述支撑被移除。至少在最后阶段或亦在整个变形过程阶段中被该支撑导入刷毛的最小压力可导致刷毛变形，或者导致刷毛歪斜或相互不平行，哪怕一个刷毛束内部的刷毛亦相互不平行。
在此情况下，以下可能是有意义的：该至少一刷毛的横截面与该工具件中的对应容置开孔的横截面相适配，使得该至少一刷毛或该至少一刷毛束被夹持在该容置开孔中且可透过该夹持而得到轴向定位。意即，若该刷毛或一刷毛束的刷毛轴向定向，则刷毛被夹持在容置开孔中并借此得到轴向定位。当然，此夹持仅为最低限度的夹持，一般允许在预先进行的轴定向过程中发生移动。然而，刷毛或刷毛束的本身重量或该设备运动期间的惯性能防止刷毛或刷毛束在容置开孔中发生非期望的自行移动。
以下与实践中所采用的无锚固定相似：该至少一刷毛或该整个刷毛束可透过该刷毛材料的热塑形而获得增厚固定端，具体方式为：将该刷毛材料加热至超过熔化温度。在使用一刷毛束的情况下，借助热塑形合并该刷毛束的刷毛。但其中并非亦合并相邻刷毛束，而是每个刷毛束自身具有增厚固定端，将刷毛束以该增厚固定端朝前的方式插入锚定开孔。
本发明不仅可透过开孔边缘的塑形将刷毛束固定于锚定开孔，亦可将预制的所谓弹性清洁组件(例如由热塑性塑料构成)固定于锚定开孔，清洁组件的厚度数倍于刷毛束的普通细丝。此等清洁组件用于改良清洁效果，若涉及牙刷，则亦用于按摩牙龈。另外，此等清洁组件并非必须呈销针状，而是可具有任意横截面，特别是长条形、弧形、十字形或圆形(浑圆形或椭圆形)以及包含中心开孔的相应环形。
可为该至少一锚定开孔装填由弹性体材料，特别是热塑性弹性体(thermoplastischemelastomer；tpe)构成的一单个预制刷毛。使该刷毛载体变形以将此单个刷毛锚定于该锚定开孔。
以横截面测量，该单个预制刷毛优选具有大于0.6mm、特定言之大于0.9mm的最大壁厚。以矩形横截面为例，沿纵向测量该最大壁厚。
可选地，该单个预制刷毛可具有增厚固定端，借助该增厚固定端将该刷毛推入该锚定开孔，并且该增厚固定端被该刷毛载体的锚定开孔的经塑形的边缘包围。该增厚固定端系在制造单个刷毛时产生，而非例如透过刷毛的压入及弹性变形以及锚定开孔的边缘塑形而产生。作为替代方案，若刷毛足够厚并且将边缘压入弹性刷毛，则可在无增厚固定端的情况下进行操作，如此一来，固定端被挤出的材料增厚。
该增厚固定端例如具有扁平柱体的形状，和/或该单个预制刷毛为多组分射出成型件。在此情况下，该增厚固定端可由至少不同于该单个预制刷毛位于该锚定开孔外部的外表面的材料构成，该材料优选至少比该外表面更硬，例如聚丙烯。该固定端优选甚至比该单个预制刷毛的整个其余部分更硬。该更硬的固定端使得刷毛在锚定开孔中的固定效果更佳。
该刷毛载体中通常设有多个锚定开孔，其中至少一锚定开孔，优选多个锚定开孔仅配设单个预制刷毛。至少一其他锚定开孔，优选其余锚定开孔则配设预制刷毛束，使得该刷子包含由习知刷毛束及更厚的弹性清洁组件所组成的混合形式。
以侧视图观之，该单个刷毛的自由端例如至少延伸至该刷毛束的自由端，意即，该单个刷毛不短于刷毛束。以下可能是有益的：弹性清洁组件(即单个刷毛)甚至长于刷毛束且在正面凸出于刷毛束的末端。当然，弹性清洁组件亦可短于刷毛束。
本发明的另一特征为：定义该刷毛载体中的该锚定开孔的该壁部在该变形后仅分段贴靠在该至少一刷毛或至少一整个刷毛束的位于该锚定开孔中的该固定端上。其中，该固定端亦可例如为一增厚末端或一刷毛束的增厚固定端，刷毛在该增厚固定端中一体衔接。预期地，整个锚定开孔尽可能紧密且无隙地贴靠在固定端上，以阻止刷毛或刷毛束在任一方向上的运动。但本发明不同于此。该固定端不被完全压缩，而是在锚定开孔内部具有一定间隙。借此可更精确地设定该至少一刷毛的位置，特别是一刷毛束内部的刷毛的位置。举例而言，当一刷毛束的增厚末端被完全压缩时，刷毛会试图叉开，从而不再相互平行定向。
举例而言，该变形应当仅发生于该锚定开孔的边缘区域，意即，发生于位于锚定开孔的出口区域的壁段区域。
以该成品刷子观之，该锚定开孔的壁部在至少0.8mm的深度上不夹持该刷毛或该至少一整个刷毛束的该固定端和/或亦不使该固定端变形。使得该固定端不被夹持和/或不变形的此区域以该锚定开孔的底部为起点且越过该至少0.8mm进一步朝该刷毛载体的正面方向延伸。
在该壁部与该至少一刷毛或该刷毛束之间甚至可存在气隙，尤其在该底部区域或邻接该锚定开孔的该底部的区域。
如前所述，该至少一刷毛或该至少一整个刷毛束可具有一增厚固定端。使该锚定开孔的边缘变形，即该壁部的位于通往该正面的出口区域的区域。在此区域将该边缘如此缩窄，使得该锚定开孔朝该底部方向扩展并且该增厚固定端沿拉出方向被该变形边缘从后面卡住，从而借助起止挡(anschlag)作用的该边缘防止该刷毛或该刷毛束被拉出。
在该刷毛或一刷毛束的刷毛的定向精确性方面，如前所述，该增厚固定端可从该增厚固定端邻近该刷毛载体的该正面的末端为起点，沿轴向朝该背面仅以该增厚固定端的轴向总长度的至多50％被夹持在该锚定开孔中。举例而言，若该固定端为熔化刷毛末端时通常所产生的球体，则至多仅该球体指向该正面的一半被夹持在锚定开孔中。
该锚定开孔透过变形而形成的邻近该出口的缩窄“颈部”，即该锚定开孔从后面卡住该增厚固定端的变形边缘，可例如具有0.5至1.3mm、特定言之0.6至0.9mm的轴向延伸(在本发明范围内，轴向始终指从该正面到该背面或者从该背面到该正面的方向)。此为一相当小的高度。
借助本发明而制成的刷子，特别是牙刷，可基于本发明而在刷毛载体区域具有极小的厚度。现在的牙刷在头部区域具有超过4mm的厚度，借助本发明则可实现低于4mm的厚度，同时，对刷毛或刷毛束的固持力优于先前技术。此外，本发明亦能将刷毛束(包括较大的刷毛束)定位得极其邻近该正面的边缘，以往无法做到此点。
借助使锚定开孔的边缘变形，还可缩窄刷毛束的横截面。意即，将一刷毛束固定于该锚定开孔，并且使该锚定开孔的边缘如此变形，使得该边缘在供刷毛并置的区域内压缩该刷毛束。供刷毛并置的该区域优选直接邻接由熔化刷毛所形成的该固定端。由此，该刷毛束在锚定开孔变形并缩窄之后所获得的横截面小于此前该刷毛束被插入锚定开孔之后所具有的横截面。
优选地，将该刷毛束压缩至少3％，特定言之至少5％。此压缩系由工具件中的容置开孔的横截面(确切而言，横截面面积)与边缘区域(即，锚定开孔通往正面的出口)的变形锚定开孔的横截面的差所定义。
但在牙刷中，该横截面例如至多仅减小0.4mm。
优选地，该锚定开孔在该锚定开孔变形之前仅在侧向上相对于该刷毛束或该刷毛的固定端的增大横截面具有小于0.2mm的过盈，以便能将固定端轻松推入锚定开孔。变形后，透过锚定开孔的缩窄边缘形成形状配合，其中该边缘的横截面仅可比固定端的最大横截面窄0.1至0.3mm。此最低限度的超过足以用来实现突出的拉出值(auszugswerte)。
本发明亦能加工背面已以射出成型方式形成弹性体的刷毛载体。意即，当该刷毛或该刷毛束在正面被插入该锚定开孔时，该弹性体已以射出成型方式形成于该刷毛载体的背面。用于在施加压力时容置该刷毛载体的该固持器具有一凹槽。此凹槽经构建而从背面连同弹性体一并容置刷毛载体。特定言之，该凹槽可经构建而与经该包封处理的刷毛载体的形状互补。由于该弹性体在牙刷中多数实施为具有凸出凸粒的舌苔清洁器，该固持器相应具有与此等凸粒互补的凹陷。
然而，优选如此实施该凹槽的深度，使得该凹槽用于容置该弹性体的体积小于该弹性体的未压缩体积。借此在施加压力以使锚定开孔的边缘变形时，使得凹槽中的体积与经压缩的弹性体的实际体积相匹配。由于该弹性体比刷毛载体软，须防止设于中间的弹性体使压力变得过小。
变形时由固持器所施加的反作用力可被该弹性体完全导入刷毛载体的前部。意即，在未中间设置弹性体的情况下，刷毛载体的背面并非必须直接接触固持器以将反作用力导入刷毛载体。
本发明方法的前述各种选项可具有以下优化步骤：
加热该工具件，使得该工具件与该刷毛载体相对的端面达到一温度，该温度低于该刷毛材料和/或该刷毛载体材料的熔化温度，特定言之低于该刷毛材料和/或该刷毛载体材料以℃计算的相应熔化温度的85％。使该工具件相对于该刷毛载体运动，使得该工具件接触并加热该刷毛载体。
根据另一方面，本发明用于制造一刷子的方法透过以下步骤而得到进一步发展，该刷子包含一刷毛载体，该刷毛载体具有至少一锚定开孔及插入并无锚锚定于该锚定开孔中的至少一刷毛，其中该刷毛载体及该至少一刷毛由热塑性塑料构成，该热塑性塑料可以是相同或不同的：
使该工具件与该刷毛载体相对的端面达到预定温度，该预定温度处于介于环境温度与210℃、特定言之介于环境温度与150℃之间的范围内；
使该工具件相对于该刷毛载体运动，使得该工具件接触该刷毛载体并使该刷毛载体达到该预定温度，但不熔化该刷毛载体及该至少一刷毛。
在所有实施方式中，该热塑性塑料皆优选选自聚酯、特别是聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylenterephthalat；pet)、优选br003、以及聚对苯二甲酸丁二酯(polybutylenterephthalat；pbt)、聚丙烯(polypropylen；pp)、聚碳酸酯(polycarbonat；pc)、聚酰胺(polyamid；pa)、聚醋酸乙烯酯(polyvinylacetat；pva)、聚乙烯(polyethylen；pe)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylnitril-butadien-styrol-copolymer；abs)及苯乙烯-丙烯腈共聚物(styrol-acrylnitril-copolymer；san)所组成的群组。可以使用包含上述热塑性塑料的均聚物及共聚物。
根据本发明，当该工具件接触该刷毛载体时，该刷毛载体及该至少一被插入该工具件的刷毛不应熔化。为此，该预定温度优选最高为该热塑性塑料的熔化温度的85％。借此肯定能防止刷毛和/或刷毛载体受损。
该预定温度优选处于介于30℃与150℃，尤其介于60℃与140℃，特定言之介于90℃与130℃或者介于100℃与115℃之间的范围内。
进一步优选地，该预定温度高于该热塑性塑料的玻璃转移温度。借此使该热塑性塑料具有足够的变形能力。
本发明的方法根本性不同于先前技术，因为一方面，该方法仅提出对于该刷毛、该刷毛束或刷毛束的无锚固定。该锚定开孔自身是预制的，意即，本发明并非将经加热的冲头压入刷毛载体以形成孔洞，而是在以射出成型方式形成刷毛载体时即已产生容置开孔。此外亦非先从内侧加热容置开孔以软化开孔的内侧边缘，以便将刷毛或刷毛束压入容置开孔的软壁部。确切而言，优选先将该刷毛或者刷毛束推入容置开孔，而后才加热但不熔化刷毛载体与工具件相对的正面。在刷毛材料和/或刷毛载体材料的熔化温度以下进行操作，其中借助装有刷毛或刷毛束的工具件，而非例如借助专设的纯加热工具实现加热，当提供刷毛或刷毛束时，须再度移开该加热工具。此种借助装有刷毛或刷毛束的工具件而实现的加热之所以在先前技术中既无法设想亦非显而易见的原因在于，在先前技术中，刷毛束应当钻入刷毛载体经加热的软壁部且因此而须具有较高的固有稳定性，以便能传递施加在刷毛束上的压入力。惟有借助施加于刷毛束背面的压入力及冷刷毛束的固有刚性，方能将锚定端压入刷毛载体的软化壁部。另外，该加热系借助用具有加热作用的工具件接触刷毛载体而实现，而非透过先前技术中普遍所采用的非接触式加热而实现。借此一方面能加快能量传递速度，另一方面可减少该设备的部件数。
在整个塑形过程期间，将该刷毛载体加热至低于该熔化温度的温度，优选加热至一温度，该温度远低于该熔化温度，若刷毛载体材料具有大于等于300°k的玻璃转移温度，则该温度例如比以℃计算的相关熔化温度至少低15％，且优选比以°k计算的玻璃转移温度最多高15％。若刷毛材料具有小于300°k的玻璃转移温度，则该刷毛载体在整个塑形过程期间经加热而达到的温度比以°k计算的玻璃转移温度最多高50％。优选将该刷毛载体加热至超过该玻璃转移温度的温度。
本发明以及本发明的前述及下述有益变型特别提出使用聚丙烯作为刷毛载体材料，聚丙烯的若干群组具有小于300°k的玻璃转移温度，其他群组具有超过300°k的玻璃转移温度。其他的优选刷毛载体材料为pet、pbt、pa、abs、san及pc。此等刷毛载体材料皆具有超过300°k的玻璃转移温度。
玻璃转移温度例如可借助动态机械热分析(dynamisch-mechanischethermoanalyse；dmta)加以测定。就部分晶性的热塑性塑料而言，熔化温度系指熔点范围的上限。熔化温度例如可借助动态差示热量测定(dynamischedifferenzkalorimetrie；dsc)加以测定。就非晶形热塑性塑料而言，到流动范围或处理范围的转移即为熔化温度。
为使得制造刷毛载体时的周期相当短，本发明的一实施方式提出，该工具件在该工具件接触该刷毛载体之前经加热。当然，此做法具有刷毛或刷毛束被一并加热的缺点，这在先前技术中是不希望的，因为刷毛束应当压入软壁部。根据本发明，该工具件可在该工具件接触该刷毛载体之前已被加热至该工具件的预定最高工作温度。
本发明还在本发明的一技术方案中提出，该刷毛载体的该塑料的熔化温度低于刷毛的熔化温度。然而，除此之外亦存在刷毛载体材料与刷毛材料相同的刷子，例如聚丙烯及pa。
如前所述，该刷毛载体应当在插入该至少一刷毛后才被该工具件加热，且优选仅透过接触而加热。当然，若刷毛载体接近温热的或热的工具件，则可能发生最低限度的增温，但此增温是绝对可忽略不计的且仅发生于直接表面。
但若该进给运动用时极长，则作为替代方案，该工具件可在该工具件做该进给运动期间，在与该工具的接触面区域使该刷毛载体达到一温度，该温度低于该刷毛载体材料的熔化温度且优选大于等于该刷毛载体的材料的玻璃转移温度。作为替代或补充方案，亦可在该工具件接触该刷毛载体时使该刷毛载体达到上述温度。
根据本发明的一实施方式，将刷毛载体加热至预定的上述温度或温度范围的加热操作应达到刷毛载体面对工具件的表面(正面)以下0.25mm至0.5mm，直至变形过程结束。由于工具件较长时间地压抵刷毛载体并在其间加热该刷毛载体，热能亦更深地进入刷毛载体内部。如此一来，工具件第一次接触刷毛载体时，工具件不必已被深度加热，在进给运动及作用时间(接触时间)期间实现此加热，就够了。
该工具件可在相对于该刷毛载体所做的该进给运动的第一阶段中，至少在包围该锚定开孔的该边缘区域，但优选在整个接触区，将该刷毛载体加热至一温度，该温度高于一极限温度，若以玻璃转移温度大于等于300°k的刷毛载体材料进行操作，则该极限温度相当于该刷毛载体材料以℃计算的玻璃转移温度的60％，特定言之80％。此点尤适用于诸如玻璃转移温度大于等于300°k的聚丙烯变型、pet、pbt、pa、abs、san及pc等刷毛载体材料。作为替代方案，若以玻璃转移温度小于300°k的刷毛载体材料进行操作，则该极限温度即为环境温度，使用具有如此之低的玻璃转移温度的聚丙烯变型时，尤为此情形。该加热发生于该工具件在该进给运动的第二阶段使该边缘变形并且该边缘压抵该至少一刷毛之前。
特别地，可将该刷毛载体材料加热至一温度，该温度介于玻璃转移温度与该热塑性塑料以℃计算的熔化温度的约85％以下之间的范围内。根据所使用的热塑性材料，此温度优选处于介于30℃与210℃，尤佳介于60℃与140℃，优选介于90℃与130℃或者介于100℃与115℃之间的范围内。
试验结果表明，应当在该工具件接触该刷毛载体之前，尤其在该刷毛载体至少在包围该锚定开孔的该边缘区域(优选在整个接触区)被加热至一温度之前，先将该刷毛或该刷毛束推入该容置开孔，该温度高于一极限温度，若以玻璃转移温度大于等于300°k的刷毛载体材料进行操作，则该极限温度比该刷毛载体材料以℃计算的玻璃转移温度低40％，特定言之低20％(此点尤适用于诸如玻璃转移温度大于等于300°k的聚丙烯变型、pet、pbt、pa、abs、san及pc等刷毛载体材料)，或者若以玻璃转移温度小于300°k的刷毛载体材料进行操作，即尤指具有如此之低的玻璃转移温度的聚丙烯变型，则该极限温度与环境温度一致。该锚定开孔的该边缘至少是该刷毛载体的该正面上的外缘。
本发明的另一变型提出，在该锚定开孔的该边缘被加热至比环境温度至少高30℃的温度之前，尤其在该锚定开孔位于该锚定开孔内部的该边缘被该工具件加热至超过环境温度之前，先将该至少一刷毛或该刷毛束推入该容置开孔。意即，在后一项变型中，开孔内部的边缘未被明显加热，而在先前技术中，可被加热的销针应钻入开孔以将开孔的内侧边缘(即定义开孔的壁部)加热至孔洞底部。
该变形应如此进行，使得刷毛载体的边缘在与刷毛载体的正面或端面的衔接部上整圈压抵已被固定的刷毛束的外侧刷毛，借此压缩该刷毛束。当然，压缩方式及压缩范围取决于刷毛束的横截面。以牙刷为例，锚定开孔的横截面最多减小0.3mm，优选最多减小0.15mm。
不加热开孔壁部优选亦适用于其余实施方式。意即，视情况一般仅在正面区域，即在正面到锚定开孔的衔接部上，使边缘达到规定的极限温度或温度，而只要工具件不接触刷毛载体，则开孔中大体保持环境温度。
本发明的一优选实施方式提出，在供该工具件接触该刷毛载体的整个接触区内亦加热该工具件，且并非仅在该锚定开孔的边缘周围的点状区域或线状区域。其优点在于，工具件能够对整个接触区且进而对工具件的整个邻接材料区域加以利用，以便借助所施加的较高压力来使此材料区域运动并为此材料区域塑形。另外，以下是有益的：该工具件甚至接触该刷毛载体的整个面向该工具件的该端面，即该刷毛载体的正面，至少接触并施加压力于该正面至少70％的面积。在先前技术中，借助所制成刷毛载体上的凸起形成某种类似凸缘的结构，该凸缘形成唯一的经加热且经塑形的材料。但本发明明显不同于此，因为本发明正是将刷毛载体远离锚定开孔的端面边缘的区段加热并为区段塑形。
该刷毛载体的背面不应在该锚定期间被该工具件加热，因此实际仅面对该工具件的该正面被加热并被塑形，而该背面则形成稳定的板状结构，该结构可被称作刷毛载体的基底。因此，刷毛载体的此部分在施加压力期间亦不被塑形或改变形状。
该工具件可至少在该工具件施加压力于该刷毛载体的整段时间内亦从端面加热该刷毛载体。意即，本发明并非短时预热刷毛载体，且接着使刷毛束快速运动进入刷毛载体经加热的材料区段，而先前技术则是预先加热刷毛载体，再将刷毛束推入刷毛载体。
本发明所使用的塑料例如是：共聚酯，特别是eastartmbr003(具有230℃至280℃的熔化温度范围)、聚丙烯，特别是熔化温度为165℃的均聚物，例如pph5042、聚碳酸酯、聚酰胺、聚醋酸乙烯酯或聚乙烯。若此等材料具有超过环境温度(在此为300°k)的玻璃转移温度，则应透过工具件向刷毛载体传递能量。此点对于玻璃转移温度低于环境温度的材料亦是有益的。但根据本发明的一变型，在刷毛载体采用此类材料的情况下，亦可不必用工具件来加热刷毛载体。在环境温度下仅透过工具件施加于刷毛载体的压力来实现塑形。
有益地，在本发明的方法中，借助下文还将予以说明的本发明的设备将刷毛载体材料加热至以下温度：
特别地，本发明针对pet提出在75℃至95℃、特定言之80℃至90℃的范围内加热刷毛载体的正面，针对pp提出在115℃至125℃、特定言之110℃至120℃的范围内加热刷毛载体的正面。
特别地，使用具有6至35、优选10至15的熔融流动指数(melt-flow-index；mfi)的pp。
在优选实施方式中，本发明的方法并非仅设置一个总体上被插入容置开孔的刷毛，而是在刷毛载体中设置多个锚定开孔并且在工具件中设置多个容置开孔。容置开孔分别对准对应的锚定开孔。在容置开孔中插入刷毛束，而后将刷毛束推入锚定开孔，优选为同时推入。工具件至少同时加热锚定开孔的边缘，优选整个接触面，从而加热锚定开孔之间的整个区域。借助向刷毛载体的正面施加压力，同时封闭锚定开孔并借此同时锚定刷毛束。
工具件与刷毛载体之间的接触区优选在工具件上是平直的，刷毛载体面对工具件的正面同样是平直的。
该工具件相对于该刷毛载体的该进给运动可以压力及时间控制和/或压力及行程控制的方式完成。
作为替代方案，该设备超程移行而硬停止，具体方式为：例如设置电动马达(例如透过主轴传动)，其中侦测该电动马达的电流消耗或功率消耗，并且自达到规定极限起认为该设备处于闭合位置，在该闭合位置上，固持器与工具件优选相互接触。此时间点可作为所谓的保持时间的起点。
术语“工具件相对于刷毛载体的运动或进给运动”系指，两部件中的其中一者或两部件相对运动。
本发明的另一变型提出，该工具件自接触该刷毛载体的时间点起在规定时间内施加优选保持恒定的压力于该刷毛载体。此可选方法特别容易实现，因为是简单地向刷毛载体施加一段时间的压力，即所谓的作用时间，而后再将工具件与刷毛载体分开。与本发明的其余变型一样，此处亦不必实施其他处理步骤来将该刷毛或者刷毛束锚定于刷毛载体中。
该工具件相对于该刷毛载体的该进给运动和/或该工具件施加于该刷毛载体的该压力可自该工具件接触该刷毛载体起，直至达到最大进给行程为止，在时间上为非线性。借此例如可达到该温度的较长或较短的初始作用时间，接着施加另一压力以使得刷毛载体材料进一步地永久变形。
与前述的先前技术不同，该至少一刷毛或者整个刷毛束的该固定端在被推入对应锚定开孔时可小于该锚定开孔的横截面，当然是在刷毛载体变形及被加热之前。意即，刷毛束并非如先前技术所提出那样被压入锚定开孔的侧向壁部。固定端亦非被压入锚定开孔的底部，因为该底部未经加热或者未被加热至足以变软的程度。此外亦不向刷毛施加超过将刷毛推出容置开孔所需要的力的轴向力。
本方法的重点及与先前技术的重大区别在于工具件对刷毛载体的作用时间相当长，在此期间，向刷毛载体施加压力并额外加热刷毛载体。该作用时间为至少4秒，特定言之为至少5秒且最长为15秒，特定言之为最长10秒。在如此之长的作用时间内，该压力可保持不变和/或持续加热刷毛载体。该锚定开孔可为盲孔，特定言之具有最大4mm、特定言之最大2.7mm的深度。
本发明的方法借助使该刷毛载体在该正面区域变形以减小该刷毛载体的厚度。
该锚定开孔经塑形及缩窄的深度仅占该锚定开孔的总深度的最多85％，特定言之最多70％，优选甚至最多仅占60％，意即，在该盲孔的底部区域不缩窄该锚定开孔。
本发明与先前技术的另一重大区别亦在于所施加的压力，该压力远高于以往所提出的方法中的压力。具体而言，该工具件向该刷毛载体施加至少200bar、特定言之至少400bar的压力。
该至少一锚定开孔，优选所有锚定开孔，在该工具件施加压力于该刷毛载体之前在该锚定开孔的出口区域不具有凸出凸缘，确切而言，此等刷毛载体在此等刷毛载体面对该工具件的正面上是平直的，至少在与该工具件的接触区内是平直的。200bar及以上的该巨大压力使得该表面或接触面的整个区域皆变形，并且除锚定开孔倾斜时的例外情形(详见下文)以外，皆不必存在材料堆积形式的凸出凸缘。
若该锚定开孔内部应具有一倾斜于该锚定开孔面对该工具件的该正面延伸的边缘段，则此区域上有可能需要附加的材料堆积。在此情况下，在该刷毛载体被该工具件施加压力于端面边缘之前，该刷毛载体在该倾斜延伸的边缘段区域具有相对于该正面朝该工具件方向凸出的延长部。在其他情况下，该刷毛载体的该正面有益地完全是平直的。
特别地，使用一匣作为该工具件，将该至少一刷毛或该至少一刷毛束装配于该匣。若需在刷毛载体上固定多个刷毛或多个刷毛束，则所有刷毛或刷毛束皆安置在同一匣中并且在装配后被同时推入。
刷毛或刷毛束的固定端在装配后以该固定端伸出该匣并且在此固定端上被加热，其间不必离开该匣。在此情况下，该增厚部形成于自由凸出于该匣的该固定端上。意即，该匣并非是纯冲压工具，而是亦为运送工具，该运送工具侧向移向来自装配站的刷毛载体且接着压抵该刷毛载体。
接着(意即，在该增厚部形成后立即)可主动冷却该增厚部(即该增厚固定端)，而后再将该增厚部推入该刷毛载体中的锚定开孔。此会延长循环时间。另外，避免该增厚部接下来在施加压力时如此变形，使得刷毛彼此间不再最佳定向。主动冷却并非指利用该设备中所存在的环境温度来冷却增厚固定端。而是设有冷却装置，例如由通风机产生的主动气流。此气流可以输送例如远离被加热部件的环境空气，或是亦可输送来自于空调系统的经冷却的空气。另一可能性为设置冷室，固定端随刷毛被运送穿过该冷室。
如前所述，该工具件具有例如面向该刷毛载体的平直端面(至少在与该刷毛载体的接触区内)和/或无法伸入该锚定开孔的几何形状，意即，不具有先前技术所提出的销针状凸出部或类似之物。
结果表明，固持器与工具件之间的所谓分离面(二者在该分离面上相互贴靠)相对于刷毛载体的位置是重要的。因此，以下是有益的：用于容置刷毛载体而形成的的腔穴不仅形成在固持器中，亦部分形成于工具件中。但以刷毛载体的厚度观之，该腔穴的绝大部分系由固持器中的一凹陷形成。该分离面优选应邻近或直接邻接刷毛载体的侧面与正面之间的一倒圆衔接部，即位于该倒圆衔接部以外。如此一来，此倒圆衔接部上不会存在刷毛载体的被挤出材料所形成的任何凸块或毛刺。
借助施加压力与热，或者仅施加压力，刷毛载体的总厚度永久性减小，意即，并非仅部分减小，而是整体减小。特别地，使该工具件面向该刷毛载体的该端面达到一温度，该温度最高为140℃，特定言之为最高130℃。举例而言，此处使用聚丙烯、pet、abs或san作为刷毛载体的材料。
结果表明，在使用pet作为刷毛载体材料的情况下，塑形时应当使该刷毛载体的该正面达到75℃至95℃，特定言之达到80℃至90℃，并且在使用pp(例如具有6至35、优选10至15的熔融流动指数(melt-flow-index；mfi))的情况下，应当使该刷毛载体的该正面达到105℃至125℃，特定言之达到110℃至120℃。
如前所述，在固定该至少一刷毛之前或之后，可以射出成型方式在该刷毛载体上形成并固定至少一凸出于正面的弹性清洁组件，该清洁组件由一弹性体构成，特别是tpe，其中该清洁组件设于该刷毛载体的该边缘上和/或进入该边缘地设于刷毛或刷毛束之间。因此，在同一刷子中可采用清洁组件的混合形式。以射出成型方式形成的清洁组件、透过锚定开孔的边缘塑形而固定于刷毛载体上的刷毛束以及同样透过锚定开孔的边缘塑形而固定于刷毛载体上的弹性预制清洁组件形式的单个刷毛，可被任意组合地安装在刷毛载体上。此外，该刷毛载体可构建为多组分射出成型件。
刷毛亦可为以化学或机械方式经预削尖的刷毛或者可经预倒圆处理。
可将多个刷毛束锚定于同一刷毛载体中，其中至少一刷毛束由符合以下条件的刷毛组成：刷毛的材料及该材料的熔化温度皆不同于至少一其他刷毛束的刷毛。由不同刷毛材料构成的刷毛束得到不同强度的加热，以便将一毛束的刷毛相互熔合以分别形成增厚固定端。此点可借助不同方式而实现：根据刷毛材料，在刷毛束靠近加热装置的末端与该加热装置之间设定不同距离，和/或根据刷毛材料将该加热装置加热至不同温度，和/或将被加热至不同温度的不同加热装置配合用于对应的刷毛材料。
举例而言，将刷毛束不同程度地顶出该匣。由更易熔化的材料构成的刷毛束例如比其他刷毛束更靠近该匣，使得伸出程度更大的刷毛束比其他刷毛束更靠近该加热装置，因而得到更大强度的加热。作为替代方案，亦可依次加工刷毛束，具体方式为：具有不同刷毛材料的刷毛束的固定端被依次顶出该匣，以便更靠近该加热装置。而后，将该加热装置加热至两个合适的不同温度，或是将不同温度的加热装置用于对应的刷毛束。
当刷子具有尼龙刷毛及pbt刷毛时，例如先加热尼龙刷毛，再加热pbt刷毛。
前述的有益变型亦可明确地相互任意组合。
本发明用以达成前述目的的另一解决方案为一种用于制造一刷子、尤其用于实施本发明方法的设备，该刷子包含至少一刷毛或至少一刷毛束，优选多个刷毛束，该刷子具有一刷毛载体，该刷毛载体具有至少一用于该至少一刷毛或该至少一刷毛束的锚定开孔，其中该设备包含一用于该刷毛载体的固持器及一(例如构建为冲头的)工具件，该工具件具有至少一用于该至少一刷毛或该至少一刷毛束的容置开孔，其中该容置开孔的出口位于该工具件面对该刷毛载体的端面上，且其中该工具件具有一至少加热该端面的区段的加热器，该加热器经构建且经控制而使得该端面被加热至一最高140℃、特定言之最高130℃的温度。特别地，此处使用聚丙烯、pet、abs或san作为该刷毛载体的材料。
在本发明的设备中，作为该刷毛或者刷毛束的临时载体的工具件同时用作冲头及运送手段。该工具件的该端面上的加热器经构建且经控制器的控制而使得当该端面压抵该刷毛载体时，该端面被加热至最高140℃、特定言之最高130℃的温度。理论上虽能达到较高温度、但控制器或调节器相应以预定方式限制温度的设备，当然亦属于经定义的设备。
如前文联系该方法所述，该工具件相对于该刷毛载体的固持器的进给运动可透过该固持器和/或该工具件的运动而实现，其中该进给运动可为压力及时间控制和/或压力及行程控制或者仅为时间控制或者仅为行程控制。
本发明的设备可向该刷毛载体施加至少200bar、优选至少400bar的压力，意即，朝该固持器方向。
该工具件应当在与该刷毛载体的整个接触区内可被加热，或者甚至在该工具件的以下端面的整个区域内可被加热：面向该固持器且进而面向插在该固持器中的刷毛载体的端面。
此外，如前文联系本发明的方法所述，该工具件例如为一匣，该匣在该设备的装配站上被装配该至少一刷毛或该至少一刷毛束。该至少一刷毛或该至少一刷毛束(对于整个说明书及申请专利范围而言，“至少一刷毛”一般亦包括一或多个刷毛束)在装配后以该刷毛的固定端或该刷毛束的固定端伸出该匣。在一位于该装配站之后的熔化站上，加热固定端以分别形成增厚部。在使用一或多个刷毛束的情况下，借助热塑形合并该相应刷毛束的刷毛。特别地，形成一蘑菇状、半球状或球状增厚部。
一般而言，在本发明的设备中，可以移行该匣且站静止，或是该匣保持静止且塞孔工具或加热装置或固持器相对于该匣运动。此等工具或固持器例如可设于旋转的转盘上，该转盘依次将静止的匣运走。本发明的设备具有控制器，该控制器对该工具件相对于该刷毛载体的该进给运动及该工具件的加热过程进行控制，使得该工具件在该工具件接触该刷毛载体之前经加热。意即，在工具件朝固持器方向做进给运动之前，工具件已经是温热的。在此阶段可以但尚不必存在最高工作温度。该刷毛载体在插入该至少一刷毛后方被该工具件加热，此点系借助增厚末端凸出于该匣以及透过该匣的端面到刷毛载体上的相应接触面的距离而实现。
本发明的设备特定言之经构建而使得该工具件被持续加热至加热该刷毛载体的正面以实现该变形过程所需要的期望温度。意即，当该至少一刷毛或者刷毛束被插入该容置开孔时，该工具件亦已是温热的且处于此期望温度。若工具件在熔化刷毛末端以形成增厚固定端时亦容置该至少一刷毛或一刷毛束，则须注意，工具件的温度和/或该至少一刷毛或该刷毛束在容置开孔中的停留时间不会导致该刷毛或一刷毛束的刷毛变形。
该控制器可将该工具件加热至如此一温度并且如此控制该工具件相对于该刷毛载体的进给，使得该工具件在该工具件相对于该刷毛载体做该进给运动期间和/或在接触该刷毛载体时，在与该工具件的接触面区域使该刷毛载体达到温度，该温度低于该刷毛载体的材料的熔化温度且优选大于等于该刷毛载体的材料的玻璃转移温度，特别地，其中该控制器经程序化而使得该控制器在刷毛载体材料的玻璃转移温度大于等于300°k时，将该工具件的温度设定为比以°k计算的该玻璃转移温度最多高15％，并且在刷毛材料的玻璃转移温度小于300°k时，将该工具件的温度设定为比以°k计算的该玻璃转移温度最多高50％。
当然，本发明的方法或本发明的设备可提供以标准单组分或多组分射出成型方法制成的刷体或刷毛载体。因此可使用牙刷所使用的、原本以传统(金属)锚技术塞孔的柄部、(更一般而言)刷体或刷毛载体。然而，此等柄部或刷体或刷毛载体通常具有比本发明方法所需要的锚定开孔更深的锚定开孔。
在锚技术中，多年来亦已存在多组分柄部或刷体或刷毛载体，其中在刷体的头部区域，在锚定开孔和/或刷头边缘之间以射出成型方式形成弹性结构。在刷头背部亦可安装及以射出成型方式形成例如弹性的舌苔清洁器。所有此等可能性皆亦适用于本发明的方法及本发明的设备。
锚技术系在装刷毛之前将此等弹性结构安装于正面或背面。仅在例外情形下是在装刷毛之后安装弹性结构，但此并不常见。通常在多组分射出成型工具中将此等弹性结构以射出成型方式形成于较硬的载体结构上。此类用于牙刷刷体的多组分工具极为普遍。
借助目前所有已知的刷体射出成型技术及刷体射出成型工具皆可毫无问题地形成本发明方法和/或本发明设备所提供的柄部、刷体或刷毛载体。其中，借助成形销针以射出成型方式预先形成锚定开孔，成形销针可具有圆形或任一种横截面形状且伸入射出成型腔穴。待射出塑料充分冷却和/或硬化后，例如可借助滑块从腔穴中拔出此等销针，而后再将射出成型件完整脱模。其中，所谓的成形销针可相互平行和/或成角度安装，以便在射出成型件中相应产生平行和/或成角度的锚定开孔。在本发明的方法及本发明的设备中，以射出成型方式形成此类部件时，销针伸入射出成型腔穴的深度一般可略小于以射出成型方式形成需要以锚技术塞孔的刷体或刷毛载体时的伸入深度。据此，锚定开孔在射出成型长度
本发明的方法及本发明的设备在为刷毛载体或刷体使用透明材料时具有特别的优势。此类材料通常为pet、共聚酯、san、abs等。此等材料亦可如聚丙烯所构成的刷毛载体或刷体或柄部一样，具有以射出成型方式预先形成的锚定开孔和/或以多组分方法被配设弹性体(例如tpe、tpu)。在借助多组分方法以射出成型方式形成刷毛载体或刷体或柄部之后，可如本发明所提出那样，以前文及下文结合该设备所说明的方式进一步处理刷毛载体或刷体或柄部。
在具有该固持器以及例如起冲头作用的该工具件的站之前可设有用于产生该毛束载体的射出成型站，其中在该射出成型站上存在射出成型半模，该射出成型半模具有至少一伸入射出成型腔穴的延长部，该延长部不可动地固定于该射出成型半模上或者为该射出成型半模的一体式组成部分。如此一来，以往用于射出成型半模的主动滑块部分甚或完全成为多余。具体而言，每个延长部皆产生一构建为盲孔的锚定开孔。滑块不仅不易制造，在保养及维修方面亦费事。本发明的设备并非借助要求锚定开孔具有最小深度的锚以将刷毛或刷毛束固定于刷毛载体，因此，具有较小深度的锚定开孔即完全足以用来固定刷毛或刷毛束。
本发明亦提供一种用于制造刷子、尤其用于实施本发明方法的设备，其中设有工具件及相对布置的固持器，该工具件具有至少一用于至少一刷毛或至少一刷毛束的容置开孔。该工具件与该固持器可相向及相背移行(沿进给方向及反向于进给方向)。该工具件可被加热，例如借助整合式电阻加热器，并且该固持器配设主动冷却装置，尤其连接至冷却水回路。借此同时加热及冷却彼此接触且定义至少一用于容置刷毛载体的共享腔穴的部件。
该设备具有至少一用于施加该压力于该刷毛载体的电动马达，优选伺服马达。电动马达具有能轻松设定压力且能可靠而方便地再度调整压力的优点。
可设置多个用于施加该压力的电动马达。此外，一个电动马达亦可同时向多个刷毛载体施加压力，具体方式为：在一工具件与一固持器之间界定多个腔穴。为提高该设备的产量，特定言之设有多个电动马达，电动马达分别向多个刷毛载体施加压力。
此外，使用转台或类似之物亦有利于产量的提高。举例而言，可根据哪些站上需要更长的循环时间来设置多个单元。
本发明的设备应具有控制器，该控制器经程序化而使得该工具件在运行时被持续加热至施加该压力于该刷毛载体时所期望的温度。如此一来，运行时不存在期望的温度波动，使得工具件不存在会对循环率产生不良影响的加热时间。
最后，本发明亦有关于一种用于本发明设备的固持器。根据本发明，此固持器配设至少一冷却通道。该固持器外侧的接头可连接至一冷却回路，特别是液冷回路。
特别地，该固持器为具有一或多个用于容置刷毛载体的腔穴的板体。
此外，该固持器优选具有用于多个刷毛载体的凹陷以形成分腔穴。鉴于以下事实，即，该固持器的凹陷与刷子设计精确适配(平面贴靠)，因此，针对每种新设计须制造新的固持器。如此一来，固持器极为昂贵。冷却通道将进一步增加成本。
为保持低成本，以下可能是有益的：该固持器在该固持器的背面仅具有一个横截面呈沟槽状的冷却信道，该冷却信道极易以铣削方式形成。例如永久性存在的设备侧翼板在该翼板的正面同样配设沟槽，借此使该冷却通道变得完整。接着，当该固持器被螺接至该翼板时，两沟槽相互补充而形成一或多个闭合的冷却通道。作为替代方案，当然亦可借助一或多个贯穿该板状固持器的孔洞而形成冷却信道。为使得例如平行的孔洞在边缘上相互连接，可如汽车散热器般设置顶板。此等顶板根据流动条件将冷却通道的相邻末端相互连接。
该固持器针对每个刷毛载体皆具有一与该刷毛载体形状互补的凹槽，该刷毛载体优选略凸出于该凹槽。
此外需明确指出，前文联系本发明的方法所提及的优点与特征亦以单独或组合的方式对应本发明方法地适用于本发明的设备。
另外需要强调的是，本发明的方法及本发明的设备适用于任意刷子，不仅限于牙刷。举例而言，该方法及该设备亦适用于家用刷子、地板刷、家用扫帚或任何类型的扫帚、洗碗刷、马桶刷、发梳、吸尘器刷子、洗手刷及任何类型的刷毛笔(例如用于涂抹或绘画的刷毛笔或指甲油刷)、美容刷(以及手动或电动牙刷)。因此，以下图式中所说明的细节及变型亦适用于所有此等刷子。
附图说明
下面结合所附图式说明本发明进一步的特征与优点。图式中：
第1a图至第1g图图示本发明方法接续实施的各种步骤的透视俯视图及透视底视图，二者亦图示本发明的设备；
第2图图示第1e图中锚定站的透视底视图的放大视图；
第3图图示第1e图及第1f图中所图示的锚定站在匣与刷毛载体做相向运动之前的横截面视图；
第4图图标第3图中所图示的站在匣与刷毛载体第一次接触时的相应视图；
第5图及第5a图图标第3图中所图示的锚定站在进给运动结束以及作用时间终止后、即将分离及打开该站时的相应视图；
第6图图示替代性装配站的剖面图；
第7图图标第3图中所图示的锚定站的剖面图，在该锚定站上处理斜置刷毛束；
第8图图示本发明所使用的替代性刷毛载体的剖面图；
第9图图示本发明所产生的刷毛载体的正视图；
第10图图示用以射出形成第9图中所图示的刷毛载体的射出成型模具的剖面图；
第11图图示插入刷毛束和/或单个弹性刷毛时的刷毛载体剖面图；
第12图图示本发明所使用的单个预制刷毛的变型；
第13图图示本发明方法及本发明设备的变型；
第14图图示本发明设备的一变型的放大剖面图，在此为锚定站，具有本发明的固持器；及
第15图图示本发明设备的又一变型的放大剖面图，在此为锚定站，具有本发明用于配设弹性体的刷毛载体的固持器。
具体实施方式
第1图图标一用于制造刷子如牙刷的设备。众所周知，此种牙刷具有：包含凸出于正面的刷毛束的刷头、颈部及柄部。三个区段可一体相衔接而形成所谓的刷体。刷头可直接被塞孔，或是实施为两个部分，包含薄片状刷毛载体，该刷毛载体在射出成型后已具有预制的盲孔状锚定开孔，其中而后以焊接、黏合或挤压包封技术将该薄片状刷毛载体与头部的其余部分接合起来。替代方案为：刷头采用一体式设计，故刷头自身即形成刷毛载体。
此种实施方案由第1图图示，刷头同时形成刷毛载体10。在此视图中，刷毛载体10同时为刷体，因为该刷毛载体包括刷子的柄部、颈部及头部。刷毛载体10为预制的射出成型件。如第2图所图示，刷毛载体10在该刷毛载体10的底面上具有大量在射出成型时所产生的预制开孔12，开孔供刷毛束插入并锚定于开孔中。以下说明同样适用于薄片状刷毛载体10。
第1图中所图示的设备包括多个站，即：第1a图及第1b图中所图示的装配站14、第1c图中所图示的熔化站16以及第1e图及第1f图中所图示的用于刷毛束的锚定站18。
匣20(亦称工具件)经过所有站，该匣20运送刷毛束穿过各站。
尽管第1图中所图示的匣20包含用于一个刷子的容置开孔(详见下文)，但实践中的匣20优选如此之大，使得匣20上形成用于多个刷子的多个并置容置开孔组。亦可存在用于多个刷子的数排容置开孔组。
匣20例如为厚度一致的板状部件，该部件具有第1图中所图示的平直上端面22。作为替代方案，该大体呈板状的匣在该匣的平直端面22上具有包含底部202的凹陷200，如第14图所图示，该底部202同样可以是平直的，以便形成用于容置刷毛载体10的腔穴的一部分。
由于该匣经过多个站且接着被用来制造其他刷子，故该设备中存在匣循环模式，其中大量相同的匣20依次循环经过各站。因此，匣20系为运送刷毛束24穿过该设备的运送手段。作为替代方案，该匣可以是固定的，各站例如在转盘上围绕该匣循环运动。其中可同时加工多个固定的匣，确切而言是加工设于匣中的刷毛束。
匣20具有大量容置开孔26，容置开孔26具有一孔型，该孔型对应刷毛载体10的孔型。
每个刷毛束24皆由多个刷毛组成，从刷毛储存器中分离出刷毛，并且如第1a图所图示，例如借助销针将刷毛推入匣20，详见下文。可借助管件以压缩空气或真空将单个刷毛束24运送到位。
刷毛由热塑性材料构成，特别是pa、pbt、聚酯、共聚酯或聚丙烯，刷毛亦可由弹性体构成。此外亦可使用共挤出刷毛，例如包含具有弹性涂层的pa芯部。如下文中还将联系第11图及第12图所说明的那样，并非必须仅使用刷毛束24并将刷毛束24嵌入锚定开孔，而是亦可按照上文及下文所说明的方法，仅将单独一个例如弹性体清洁组件形式的预制刷毛插入并固定于该弹性体清洁组件的锚定开孔中。此类清洁组件系以射出成型或发泡技术单独制成且比刷毛载体10软。
刷毛束24具有相对末端且以刷毛束24的后端28(称为固定端)略微伸出匣20，亦即，刷毛束24略微凸出于端面22。此点由第1b图图示。
已装满刷毛束24的匣20被侧向运送至第1c图中所图示的熔化站16。该站上存在加热装置30，该加热装置30例如可为板式加热器或热风加热器。以非接触方式加热刷毛束24的后端28，使得各刷毛超过该刷毛的熔化温度，并且使一个毛束中的刷毛相互熔合而形成增厚固定端。由此，一个刷毛束24中的刷毛一体相连。刷毛束24的增厚部32不与邻接刷毛束24的相邻增厚部衔接，而是保持球状或透镜状增厚部。优选亦不用冲头压抵增厚部或已熔化刷毛末端的尚呈液态的材料。
可将多个刷毛束24锚定于同一刷毛载体10中，其中至少一刷毛束24由符合以下条件的刷毛组成：刷毛的材料及该材料的熔化温度皆不同于至少一其他刷毛束24的刷毛。由不同刷毛材料构成的刷毛束24得到不同强度的加热，以便将毛束的刷毛相互熔合以分别形成增厚固定端。此点可借助不同方式与方法而实现：根据刷毛材料，在刷毛束24靠近加热装置30的末端与加热装置30之间设定不同距离，和/或根据刷毛材料将加热装置30加热至不同温度，和/或将被加热至不同温度的不同加热装置30配合用于对应的刷毛材料。
举例而言，根据刷毛材料将刷毛束不同程度地顶出匣20。由更易熔化的材料构成的刷毛束24例如比其他刷毛束更靠近匣20，使得伸出程度更大的刷毛束24比其他刷毛束更靠近加热装置30，因而得到更大强度的加热。
作为替代方案，亦可依次加工刷毛束24，具体方式为：具有不同刷毛材料的刷毛束24的固定端被依次顶出匣，以便更靠近加热装置30。而后，将加热装置30加热至两个合适的不同温度，或是将不同温度的加热装置30用于加热装置30相应对应的刷毛束。
例如借助复式(geteilt)底板44(参见第5图)将单个刷毛束或成组刷毛束顶出，该底板的部件可彼此独立地沿刷毛纵向移行。
当一刷子具有尼龙刷毛及pbt刷毛时，例如先加热尼龙刷毛，再加热pbt刷毛。
尚在熔化站16上时，或者在移向接下来的锚定站18途中，或者在锚定站18上时，可视情况主动冷却增厚部32。此点例如借助通风机所提供的冷气流214(参见第1d图)或者透过以下方式而实现：站1d构建为冷室，匣20带着尚软的背面增厚部32穿过该冷室。冷却增厚部32可能会增加循环时间。
匣20将刷毛束24进一步运送至接下来的锚定站18。此锚定站的作用在于，仅以无锚方式将刷毛束24永久锁固于刷毛载体10的锚定开孔12中。
锚定站18包括至少一固持器34(优选多个固持器34)，该固持器34在该固持器34面向端面22的端面36(参见第2图)上具有凹槽38(若存在多个待容置的刷毛载体10，则多个凹槽)，该凹槽38经建构而与刷毛载体10的相应形状互补，使得刷毛载体10以该刷毛载体10的背面平面贴靠在固持器34上(另见第14图)。
固持器34自身具有平直端面36，但如第2图所图示，刷毛载体10略微凸出于该端面36，以便伸入匣20上与刷毛载体10的正面区域互补的凹陷200，此点例如由第14图图示。
匣20可被加热，例如借助从外部提供的板式加热器，该板式加热器在锚定站18上被侧向移向匣20，并且由于匣20由金属构成而可快速加热该匣20。
作为替代方案，在匣20中设有加热器，特别是第2图及第14图中所图示的电阻加热器39。加热线圈被象征性图示，加热线圈邻近端面22布置，或者若涉及凹陷200，则邻近凹陷200的底部202布置，该底部202形成端面22的一部分。
电连接接点41，例如设于匣20侧面的滑动接点，能够在匣20被移入锚定站18时电性耦接匣20以启动加热器39。当然，端面22包括凹陷200的底部202在内亦可自身即形成电阻加热层，使得此处系直接加热该端面。
若匣20是固定的，则用于加热器的电接头可极易实现，该电接头可采用永久性设计。
加热器39的作用在于，优选将接触刷毛载体10的整个端面22加热，意即，亦加热增厚部32之间的区段。
其中，端面22(在接触刷毛载体10的区域)所达到的温度低于刷毛材料及/或刷毛载体材料的熔化温度，优选低于该二材料的熔化温度。特别地，该温度最高为材料以℃计算的熔化温度的85％。举例而言，若两材料的熔化温度为100℃，则经最终加热的匣20在端面22上的温度最高为85℃。
第3图图标第1e图中所图示的锚定站18在匣20与刷毛载体10相向移行之前的剖面图。
以纵向a(亦称轴向或进给方向)观之，增厚部32所具有的尺寸使得该增厚部32小于锚定开孔12的相应横截面，使得该增厚部32可以在不碰撞锚定开孔12的内侧边缘40或不接触边缘40的情况下被推入锚定开孔12。特别地，柱形锚定开孔12在此时间点上相对于增厚部32(固定端)的最大横截面仅具有最大0.2mm、特定言之最大0.15mm的超额尺寸。
持续(即在整个运行期间)被加热至期望温度的匣20及/或固持器34相对做相向运动，在本示例中，仅固持器34携带刷毛载体10运动，使得首先是增厚部32进入锚定开孔12，而后是端面22与该端面22所面对的刷毛载体10平直的端正面42发生接触。在进给运动期间，只要刷毛载体10未接触匣20，刷毛载体10即实际未被加热，这是因为进给运动速度极快，并且在锚定站18如第3图所图标的打开位置上，不存在停留时间。
支撑并供所有刷毛束24的正端面自由端贴靠的底板44(参见第3图)可用来使刷毛束24之前端相互对齐且同时按需要在增厚部32与端面22之间形成距离。底板44用于支撑单个刷毛及刷毛束24。
如第4图所图示，端面22接触刷毛载体10的正面42且借此在两部件之间的整个接触面上加热刷毛载体10。
刷毛载体10由热塑性材料构成，特别由前述塑料如聚丙烯、abs、pa、pbt、pet或pc构成。
然而，固持器34的运动并非保持于第4图中所图示的第一次接触的位置上，这是因为借助固持器34及匣20施加极高的压力于刷毛载体10。
举例而言，借助该相向移行向刷毛载体10施加至少200bar、优选至少400bar的压力。此压力从刷毛载体10与匣20的第一次接触起即已被施加且在作用时间(接触时间)内保持恒定。
在加热刷毛载体10的同时，在至少4秒、特定言之至少5秒且最长15秒、特定言之最长10秒的作用时间内保持此压力。
该作用时间由保持时间及进给运动期间的一时段(称为压缩时间)组成，该时段开始于匣20接触正面42且同时固持器34接触刷毛载体10的背面之时。该压缩时间终止于达到最大闭合位置且固持器与工具件之间的距离在保持时间内保持恒定之时。保持时间系指进给运动结束(即设备完全闭合)且刷毛载体10容置于闭合腔穴中的时间。此保持时间为优选至少1秒，优选至少1.5秒及/或最长3秒，特定言之最长2.5秒。
在压缩时间期间，固持器到工具件的距离以恒定速度极其缓慢地减小。例如，最快在3秒内完成0.3mm的总压缩距离。
在作用时间期间，优选继续加热匣20，其中匣20的较大质量亦可允许在第一次加热至工作温度后停止供热。尽管如此，刷毛载体10在作用时间期间继续得到加热。
该设备特定言之系超程移行而硬停止，意即，固持器34在凹槽38及凹陷200所形成的腔穴外部以端面36(参见第14图)接触端面22位于凹陷200外部的区段。在此接触区内不存在可供来自该腔穴的材料进入的间隙，确切而言，该腔穴被环形围绕的接触区密封。
此外，优选一般而言(不仅限于图示实施方式)，在固持器34与匣20之间的接触区内不存在加热器，因此加热器仅存在于正面42与匣20之间的接触区域并发挥作用。
较之刷毛载体10的背面，固持器34与工具件(在此指匣20)之间由端面36定义的分离面优选更靠近刷毛载体10的正面42。确切而言，该分离面接近或紧挨一连接正面42与背面的侧面212的倒圆衔接部。
以下是有益的：底板44形式的支撑至少在施加压力的最后阶段(即在作用时间终止时)被移除并且不再接触刷毛。借此改良刷毛相互间以及相对于刷毛载体10的对齐精度。但如第3图至第5图中以箭头y象征性所图示，优选在保持时间开始之前甚或尚在作用时间之前即已移除底板44。举例而言，仅在第1图中所图示的站c)及视情况d)上使用底板44。
然而，为了亦能在整个作用时间期间固定刷毛束及单个刷毛的轴向位置，容置开孔26的横截面与插入该容置开孔26中的刷毛束24的横截面相适配，使得刷毛束24夹持于容置开孔26中且因此得到稳妥的轴向定位。在站内运动及站间运动期间，本身重量或惯性确保刷毛束不移动。
在上述示例中，加热整个平直端面，至少在刷毛载体10的正面42接触匣20的部位进行加热。若匣20具有凹陷200，则仅需在凹陷200的底部202区域安装加热器，且此系有益的。而由于匣20通常由钢构成，整个匣20皆得到加热。设定温度系指使刷毛载体10的正面42达到期望温度。
刷毛载体的正面42区域在作用时间期间经加热而达到的温度低于刷毛材料和/或刷毛载体材料的熔化温度，特定言之为以℃计算的相关熔化温度的85％或低于以℃计算的相关熔化温度的85％。因此，此温度与匣20在端面22或底部202区域之前述最高工作温度相一致。
作为替代方案，可至少加热锚定开孔12位于正面42区域的边缘50，该边缘50形成锚定开孔12的壁部区域，该边缘50邻接通往正面42的出口。
刷毛载体10至少在边缘50区域、优选在与该匣接触的整个接触区所达到的温度应当不仅低于或远低于材料的熔化温度，而且应处于刷毛载体材料的玻璃转移温度范围。借助例如超过600bar的超高压力可在正面42区域，至少在边缘50区域将刷毛载体10仅加热至一温度，该温度高于一极限温度，若刷毛载体材料具有大于等于300°k的玻璃转移温度，则该极限温度为刷毛载体材料以℃计算的玻璃转移温度的60％，特定言之为刷毛载体材料以℃计算的玻璃转移温度的80％。但此极限温度优选为该玻璃转移温度或最低限度地超过该玻璃转移温度。当刷毛载体材料的玻璃转移温度低于300°k时，加热温度至多超过以°k计算的玻璃转移温度的50％。
另一变型为：特定言之在锚定开孔12内部的边缘40被匣20加热至超过环境温度之前，至少将正面42的边缘50的加热器，特定言之将刷毛载体10在正面42区域的整个接触面的加热器加热至一温度，此温度至少超过环境温度30℃。
如图中所图示，匣20不具有任何能帮助该匣20伸入锚定开孔12的延长部或类似结构，因为该匣20具有平直端面22或者在正面42区域具有平直底部202。
由于正面42亦是平直的，并且在锚定开孔12的出口区域，即在边缘50区域，不存在凸缘或类似结构(先前技术亦是如此)，因而在施加压力与温度期间，正面42区域的刷毛载体材料全面变形。材料想要转移并借此进入出口区域的锚定开孔12并收缩锚定开孔12。
借助施加热与压力，总厚度d以及刷毛载体10在锚定开孔12通往正面42的出口区域的最大厚度永久性减小。形成一种收缩部，该收缩部沿拉出方向从后面卡住增厚固定端且借此锁定刷毛束24。
增厚固定端与锚定开孔12的壁部之间不产生附着力。
边缘塑形不必达到极限程度。结果表明，以牙刷为例，在边缘218(参见第5a图)区域将具有原始宽度或原始直径d3的锚定开孔12的横截面仅减小至一宽度或直径d1，使得增厚部32(相对于相关横截面平面)的最厚部位的宽度或直径d2与边缘218区域的宽度或直径d1的差仅约为0.1至0.5mm，即足够。
以下是有益的：增厚部32被推入时相对于尚未变形的锚定开孔12尺寸过小(意即，d2小于d3)。
但此并非是强制性的。例如以下是可行的：增厚部32相对于锚定开孔12存在最小侧向偏移，尽管增厚部32尺寸过小，并且在增厚部的最厚部位与锚定开孔12的内侧之间应存在环绕式间隙。由于该偏移，增厚部被推入锚定开孔12时可在其中一侧接触锚定开孔的壁部。在此情况下，以下可为有意义的：当增厚部32被推入锚定开孔时，增厚部的材料尚未凝固到很里面。举例而言，若增厚部在外侧形成一个尚相当薄的冷却外皮且内部尚很软，则该外皮连同增厚部的内部向内偏转，而不会伤及增厚部本身。增厚部依旧适于被变形边缘以周边封闭的方式从后面卡住。
透过此构思，即，在增厚部32尚未完全凝固时将增厚部推入锚定开孔12，亦可一般性地使用增厚部32，该增厚部32经构建而相对于锚定开孔12的横截面尺寸过大，意即，d2大于等于d3。
第5a图夸大图示由锚定开孔12形成并且由缩窄边缘218向外界定的用于安置增厚部32的空间，同样地，增厚部32与直径d1的比例亦被夸大图示。
但事实是，并非整个形成锚定开孔12的壁部皆贴靠在增厚部32或从增厚部32出发的外部刷毛上。确切而言，壁部仅在边缘218区域以及在直接邻接边缘218且向外朝底部208方向扩展的区段220中被塑形，并且仅在区域内贴靠在刷毛或增厚部32上并施加压力于刷毛或该增厚部32。
然而，增厚部应当接触底部208以精确固定刷毛束的轴向位置。
在其余区域，例如在底部208与增厚部32之间，或者在壁部邻接底部208的周边区域，在壁部与增厚部32的外侧之间存在一或多个气隙222，使得该增厚部32在此区域内未被压缩、夹持和/或变形。
在边缘218区域，借助将边缘218缩窄及收缩至少3％，特定言之至少5％，使得刷毛束24相对于该刷毛束24在匣20中的状态得到压缩。此处系将匣中容置开孔的横截面面积与边缘218在该边缘218的最窄部位上的横截面面积进行比较。
借助图示的设备及相应的方法同时封闭所有锚定开孔12，并借此将所有刷毛束24同时锚定于刷毛载体10中。
如第4图及第5a图进一步所图示，并非整个锚定开孔皆被塑形，而是仅达到一定深度t，该深度t相当于锚定开孔12的总深度t的最多85％，特定言之70％，以及(或者)，该深度t具有0.5至1.3mm、特定言之0.6至0.9mm的轴向延伸。
增厚部32自身优选仅在轴向上以该增厚部32的轴向总长度的至多50％被夹持在锚定开孔中。其余部分的夹持发生于从增厚部32出发的刷毛区域。
锚定开孔12的壁部在以底部208为起点的至少0.8mm的深度z(参见第5a图)上不变形和/或不夹持增厚部32及此区域内的刷毛。
锚定开孔在制成刷子后的深度t为最大4mm，特定言之最大2.7mm。
所有锚定开孔12皆为盲孔，因而不必遮盖刷毛载体10的背面，因为不会有刷毛束被看见或凸出于此面。
由此实现的锚定乃是用于刷毛载体的唯一锚定，不必使用金属锚或金属绳。
一般需要强调的是(不仅限于图示实施方式)，不应使刷毛载体10接近该刷毛载体10的熔化温度，而是接近玻璃转移温度而远离此熔化温度。特定言之，加热温度以及匣20的端面22区域的温度及刷毛载体10端面的温度应当不高于刷毛载体材料和/或刷毛材料的玻璃转移温度15％以上。
根据本发明的优选变型，使用pet时，正面42在塑形时被加热至75℃至95℃、特定言之80℃至90℃的温度，使用pp时被加热至105℃至125℃、特定言之110℃至120℃的温度。特定言之，这样选择pp，使得该pp在初始状态下具有6至35、优选10至15的熔融流动指数(melt-flow-index；mfi)。
本发明的一项实施方式提出，将端面22及刷毛载体10加热至最高140℃、特定言之最高130℃的温度，优选加热至100℃至115℃范围的温度。特别地，刷毛载体的材料在此采用聚丙烯、pet、abs、共聚酯及san。
刷毛载体10的背面206以及从背面206出发且至少延伸至锚定开孔12的底部208(优选甚至还进一步朝正面42方向延伸)的区域不应变形。为使得能基于所施加压力而引起变形的温度限界尽可能接近刷毛载体10的正面42，固持器34可配设主动冷却器。
第3图及第14图以通冷却液的冷却信道210象征性图标此冷却器。冷却通道210连接至冷却水回路，该冷却水回路将优选低于20℃、特定言之甚至低于10℃的冷水泵送穿过固持器34。由此，背面206在施加压力期间变得温热，最高达25℃。刷毛载体10连接正面42与背面206的侧面212(参见第14图)亦可在固持器34中得到足够程度的冷却，以防止变形并且保持在能引起变形及形变的相应温度以下。
在规定的作用时间之后，将固持器34与匣20再度分离以从容置开孔26中拉出刷毛束24。无需进行后处理，意即，不必对刷毛载体10进行其他的成形处理。
然而，上述分离优选并非一步完成，而是在分离过程中设有休止阶段。为此，将工具件(即匣20)与固持器34最低限度地相互分开，以便在正面42与工具件(即匣20)的顶面之间形成大于等于0.5mm的较小通风间隙228(参见第5a图)。当在高度上达到此规定的通风间隙228时，该距离在该时长为至少1秒、特定言之至少1.5秒的休止阶段中优选保持恒定。
在此休止阶段中，视情况亦可透过通风间隙228向刷毛载体10的正面吹送冷却空气以冷却该正面。
在此休止阶段中，如第5a图所图示，刷毛停留在容置开孔26中。锚定开孔经塑形的区域在休止阶段得到稳定，使得毛束的刷毛相互平行且整齐定向。
在休止阶段后将该设备分离，以便能取出成品刷毛载体。
为精确控制相应的运动与温度，该设备具有控制器51，该控制器51不仅用于控制加热温度，亦用于控制所施加的压力及运动过程。加热器30亦可由同一控制器51控制。
若刷毛载体材料为一种玻璃转移温度不超过环境温度的材料，如某些类型的聚丙烯，则可取消刷毛载体的加热，但此并非是必须的。最低限度地加热至勉强超过玻璃转移温度，但仍远低于熔化温度，在此亦可能是有益的。若此类刷毛载体材料不必加热或未加热，则仅借助在前述作用时间内施加前述压力来封闭锚定开孔12。在此情况下，可以使用不带加热器的匣20，或者使用带加热器的匣，但不启动加热器。
以下与刷毛载体材料无关：在匣20相对于固持器34且因此相对于刷毛载体10的进给运动(部件的相对运动系指，部件中的一者或二者可朝另一部件方向移行)中，压力及时间控制的进给运动及/或压力及行程控制的进给运动可为有益的。
以下尤为有益：在进给运动的第一阶段中，将边缘50或整个正面42加热至一温度，该温度高于一极限温度。若刷毛载体材料具有超过300°k的玻璃转移温度，则此极限温度比刷毛载体材料以℃计算的玻璃转移温度低60％，特定言之低80％。但该极限温度优选为玻璃转移温度，至多比以℃计算的玻璃转移温度高20％。在进给运动接下来的第二阶段中，使边缘50变形并且使边缘50压抵刷毛。
作为替代方案，若刷毛载体的正面及背面被接触且因此被轴向压缩，则以恒定的较低速度完成进给运动，并且匣20与固持器34相向超程移行而硬停止。
在第5图所图示的实施方式中，材料在闭合状态下亦在边缘50区域压抵刷毛，使得刷毛与边缘50之间不存在间隙。
匣20的装配可以如第1a图所图示直接借助刷毛分离器而实现，或是借助第6图中所图示的另一变型而实现。在此，首先为具有大量容置开孔的盒60装填刷毛束。接着，此盒亦可用来存放被分离出的刷毛束，直至刷毛束最终例如被可动销针62直接压入匣20。
作为替代方案，在盒60与匣20之间亦可存在致偏板64，该致偏板具有倾斜的运送开孔66，以用于穿过该致偏板的刷毛束24。举例而言，当需要刷子包含不同厚度的刷毛束时，亦可借助第6图中左部所图示的会合运送开孔66将多个刷毛束24合并成一较大的刷毛束。当然，该匣亦可进一步具有倾斜延伸的容置开孔26，因为有些刷子的刷毛束并非垂直于正面42延伸，而是倾斜于该正面42布置。此时的锚定亦如图式中所图示。作为替代方案，锚定开孔12当然亦可针对此等倾斜定向的刷毛束24而轻微倾斜或呈锥形，或者如第7图所图示，仅在刷毛束24朝锚定开孔12倾斜的一侧的区域呈锥形。
第8图图示一锚定开孔，该锚定开孔内部具有倾斜于面对工具件的正面42延伸的边缘段80。在刷毛载体被工具件施加压力于端面边缘50之前，刷毛载体在倾斜延伸的边缘段80区域具有相对于正面42朝工具件方向凸出的延长部82，并且在其他情况下具有平直正面42。
在第9图及第10图中，在从属于本发明设备的射出成型站上以包含射出成型半模100及102的射出成型模具制造刷毛载体10。此射出成型站设于前述用于为刷毛载体10塞孔的站前面。射出成型半模100及102之间形成腔穴104，液态塑料被射入该腔穴以制造刷毛载体10。在以往所使用的射出成型站中，射出成型半模100配设销针状主动滑块，滑块穿过射出成型半模100伸入腔穴104并在射出成型模具打开之前被拔出，与之相比，此变型所提供的解决方案则简单得多。具体而言，此变型系在射出成型半模100上不可动地安装一或多个自由伸入腔穴104的延长部106。而后，延长部106产生锚定开孔12。锚定开孔12的深度远小于以往利用锚技术塞孔而制成的刷毛载体。作为替代方案，射出成型半模100的底部可具有活动嵌件107(参见第10图中的虚线)，延长部106位于该嵌件上。在射出成型之后，将嵌件107向下拉入射出成型半模中的凹陷以方便脱模，使得延长部亦被拉出以射出成型方式形成的锚定开孔12，借此简化接下来的取出刷毛载体10的操作。
第9图图示关于如何实施刷毛载体10的各种变型。不仅可设置浑圆形或椭圆形锚定开孔12，而是可设计任意形状。例如可实现长条形、x形、c形锚定开孔或采用任意其他设计的锚定开孔。为较大的锚定开孔装配由多个被分离出的刷毛束所组成的刷毛束，熔化刷毛束的末端以将刷毛束连接成一较大的刷毛束。此等较大的刷毛束形成相应的壁状刷毛结构。
需要强调的是，本发明的设备及本发明的方法不仅可应用于多个刷毛束，亦可应用于仅一个刷毛束，例如用以制造刷毛笔，并且可将一个刷毛或单个刷毛固定于刷毛载体。
意即，一般而言，锚定开孔12并非必须仅用于容置并固定刷毛束，确切来说，由任意弹性塑料制成且形状任意的单个预制刷毛皆能以前文结合刷毛束所描述的方式得到精确容置与固定。此等刷毛可呈板状且可例如被送入长条形锚定开孔12并透过锚定开孔12的边缘塑形被嵌设于该锚定开孔12中。c形锚定开孔12例如可供横截面呈c形、预先以射出成型方式形成的清洁组件作为单个刷毛插入。此外，由大量刷毛24’组成的刷毛束24当然亦可被插入刷毛载体10。单个刷毛24’例如亦可位于若干刷毛束24中间，或者反过来将单个或多个刷毛束24包围。
需要强调的是，联系刷毛束所阐述之前述特征亦可适用于较大的单个刷毛。以下仅为举例说明：将倾斜于刷毛载体10延伸的板状刷毛插入并锚定于第7图及第8图中所图示的倾斜锚定开孔12。单个刷毛亦可具有锚定末端32，长条形的其余部分弯曲凸出于该锚定末端32，使得该单个刷毛可被推入第4图中所图示的柱形锚定开孔12，但位于锚定开孔12外部的刷毛倾斜延伸。
单个的、单独制成的一个刷毛24’或多个刷毛24’优选与刷毛束24同时透过锚定开孔12的相应边缘的塑形而被固定于刷毛载体10。作为替代方案，可为不同的刷毛或刷毛束实施多个单独的、依次进行的塑形操作。其中，由于刷毛或刷毛束系由不同材料构成，视情况亦可借助经加热的工具件施加不同的压力和/或温度。
作为前述变型的补充或替代方案，可例如在刷毛载体10的边缘以射出成型方式形成弹性清洁组件108。清洁组件108并非是预制的，但清洁组件同样在正面凸出于刷毛载体10并用于按摩牙龈。
为此，刷毛载体10可例如在边缘上具有可供以射出成型方式形成清洁组件108的孔洞或边缘槽隙。此外亦可用较软的塑料包封刷毛载体10的背面，此点在刷子中愈来愈常见。
在后一种情况下，清洁组件108适于一体衔接由较软塑料构成的该背面层。如第9图中的上半部所图示(该上半部图示一项关于下半部的变型)，由较软塑料构成的此背面层亦可形成一种包围刷毛载体10的较硬塑料的框架，以例如起减振器作用。
另一变型为：刷毛载体10(在此为牙刷头部)透过由较软塑料构成的铰链110耦接刷体颈部。
以下一般性适用于所有变型：该刷毛载体可为一薄片以作为未来刷体的一部分或整个刷体。举例而言，该刷毛载体亦可为多组分射出成型件，当完成刷毛嵌设时，该多组分射出成型件已形成成品刷体。然而，反过来亦可在接下来将形成刷毛载体的刷体的一个部分中嵌设刷毛，而后再将此已装上刷毛的刷毛载体作后续的挤压包封处理。
据此，该射出成型站亦可实施为多组分射出成型站，或者可设置多个射出成型站，在此情况下，用于锚定刷毛的站位于射出成型站之间。
清洁组件108和/或由弹性材料构成且横截面形状任意的单个预制刷毛优选至少以与刷毛束相同的程度向前延伸，然而，清洁组件108和/或由弹性材料构成且横截面形状任意的单个预制刷毛亦可凸出于该刷毛束或长度小于该刷毛束。
如第11图所图示，如前所述，不仅刷毛束24借助固定端上的增厚部32插入锚定开孔12并透过边缘塑形而锚定于该锚定开孔12中，单个预制刷毛24’(以侧视图及横截面观之皆形状任意)亦可借助前述方法及前述设备而无锚嵌设于刷毛载体中。刷毛24’系用弹性材料，特别是tpe，以射出成型方式形成。
刷毛24’在该刷毛24’凸出于刷毛载体10的区段中具有最大壁厚d(在横截面中测得)，该最大壁厚d大于0.6mm，特定言之大于0.9mm。
此外，刷毛24’可以或应当具有增厚固定端32’，该固定端32的高度小于对应锚定开孔12的深度，使得向内塑形的边缘包围固定端32’以达到形状配合固持效果。固定端32’例如为扁平柱体，扁平柱体的形状与锚定开孔12的形状相匹配。固定端32’的外形尺寸与锚定开孔12的横截面适配，使得插入时，固定端32’与锚定开孔12的壁部之间在发生塑形之前存在侧向间隙。
固定端32’可由不同于刷毛24’的其余部分的材料构成，例如比刷毛24’的其余部分更硬的材料。举例而言，固定端32’由聚丙烯构成。亦可仅刷毛24’的芯部由较硬材料构成，在此情况下，接着用较软材料包封该芯部。因此可采用由较硬材料构成的盘体，该盘体形成整个固定端32’或固定端32’的芯部。
如第12图左部所图示，形成该芯部的盘体112同样可具有一体形成于该盘体上112的延长部114，该延长部伸入刷毛24’将会位于刷毛载体10外部的部分中。
第12图右部图示刷毛24’的一项变型，该刷毛24’具有由硬塑料构成的固定端32’以及以射出成型方式形成于该固定端32’上且由较软塑料构成的区段118。
第12图中所图示的单个刷毛24’一端渐尖，此点不应理解为限制性的。
以牙刷为例，在刷毛载体的背面往往以射出成型方式形成有第15图中所图标的弹性区域，弹性区域宽度大于刷毛载体10的其余部分且用作舌苔清洁器。弹性体232可具有凸粒或凸条。固持器34中的凹槽38在弹性体232的外表面区域与未压缩状态下的弹性体232的形状互补。然而，分配给弹性体232以实现压缩状态(该设备的闭合状态，参见第15图)的体积小于空载状态下的该体积。意即，分配给弹性体232的高度减小至期望压力下的压缩。视情况甚至可将变形时的全部反压力透过弹性体232从固持器34导入刷毛载体10。
第13图图示包含各种站的完整设备。需要强调的是，本发明的设备不必具有下文所述的所有站。
特定言之，参照前述图式，特别是联系第1图所说明的所有变型及细节，无论是例如冷却、通风等等，以及如前述温度、温度范围、时间及所用材料在内，皆亦可在此实施方式中单独或组合实现。
在站a上分离出刷毛或刷毛束并进一步运送该刷毛或刷毛束。左图图示所谓的纤维盒120，毛束分离器122从该纤维盒120中成束取出可以机械或化学方式被削尖的成品刷毛。
该刷毛束24被运送装置运送至站b，在该站b上，刷毛束24视情况已变成最终的毛束几何形状及未来刷子的孔型。
举例而言，将刷毛束24推入特别为板体形式的第一中间匣124。而后借助挺杆126将刷毛束24透过中间匣124推入另一板体128，在该板体128中，视情况存在塑形或致偏开孔130或用于将多个刷毛束24合并成同一个较大刷毛束或者用于使刷毛束24倾斜定向的开孔132。
接着将刷毛束24进一步推入匣20。而后在匣20中优选实现未来刷子的孔洞几何形状，但此并非是必须的，下文还将对此予以说明。
然而，视情况亦可省去板体128和/或中间匣124，使得刷毛束24被直接送入匣20。所有这些皆取决于期望的最终毛束分布或毛束几何形状以及成品刷子的孔型。
完成分离后，可借助滑块或第2图中所图示的挺杆126以机械方式将刷毛束24送入站b上的第一中间匣124和/或匣20。在站a上，左部第二张图图示另一替代方案：借助内部被施加过压或负压的管件或软管134，将被分离出的刷毛束送入中间匣124或匣20。
不管为刷毛束使用何种运送手段，刷毛束皆能单个依次、成组依次或全部同时被提供和/或被推入匣20。
站a上的第三替代方案图示一个由若干平行细丝组成的被卷绕的股136。股136卷绕在卷筒138上且连续从该卷筒138上展开。股136的末端被插入中间匣124或匣20上的开孔且接着被切断。切断该股的末端后，形成经定尺剪切的刷毛束24。而后，例如借助可移行的x-y台，一方面使得滚动条或该股容置在活动导引器中的末端相对于匣20或中间匣124移动，或者另一方面使得匣20或中间匣124相对于该股的末端移动，从而依次装填匣20或中间匣124上的所有开孔。此外，亦可使得多个滚动条或股相对于匣20或中间匣124运动。接着，将完成装填的匣20或中间匣124运离此站并送入站b或直接送入站c。在站b上，挺杆126将刷毛束24压入匣20。
为了省去x-y台，亦可将同时来自多个卷筒138的股送入匣20或中间匣124上的开孔，而后切断该股。
站c为所谓的造型站。刷毛束24在此轴向移动，使得未来用以形成刷子的毛束末端位于一平面内，或者更一般而言，终止于一任意的预定面内。
在图示实施方式中规定一波浪形状，因此，将具有互补波浪形状的挡板140与匣20隔开。而后，借助一优选具有与挡板140的表面互补的形状的压板142将刷毛束24向下压，直至所有毛束末端皆贴靠于挡板140。
然而，若在站b上已能借助合适的不同长度或同等长度的挺杆126而实现期望造型，则视情况亦可省去站c。两项变型亦可相互混合，具体方式为：在站b上借助不同长度的挺杆126进行所谓的预造型，而后在站c上借助挡板140进行精细造型。
站d为一切割站，在此站d上切断刷毛束的后端，以便在接下来的站上以最佳效果熔化毛束末端。借助刀片144以机械方式或者借助热线146以热的方式，在相当接近于匣20之处将可能以不同程度凸出于匣20背面的刷毛束24切断。若使用机械刀片144，则匣20视情况亦可起对配刀片的作用。在此情况下，切断后尚将刷毛束24略微顶出匣20背面，使得刷毛束轻微凸出于该匣20。
若毛束末端在站b或站c后已整齐地凸出于匣20背面，则可视情况而省去站d。此点尤适用于以下情形：正面毛束末端应当终止于一平面。
而后在站e上熔化刷毛束24的凸出区段，使得一个毛束中的所有细丝皆透过由此形成的蘑菇状增厚毛束末端而相互连接。透过凸出于匣20背面的细丝的材料量来控制毛束末端的厚度。借此亦可设定毛束末端的几何形状。
该熔化操作可借助经加热的冲头148而实现，该冲头148可接触毛束末端或者可与毛束末端保持距离，从而利用辐射热(特别是利用红外光)熔化细丝。作为替代方案，亦可借助热空气完成熔化。重要的是，针对所形成的刷毛束，总是仅产生唯一一个对应增厚部，因为仅那些未来亦应当被固定于同一锚定开孔中的细丝应透过熔化而相互连接。如前所述，此处可视情况而冷却增厚部32。
在接下来的站f上，将刷毛束以增厚固定端朝前的方式推入刷毛载体10的锚定开孔12，并以前述方式将刷毛束压紧在该锚定开孔12中。此推入可同时、依序或分组依序进行。
另一变型为：设有包含相应通道的致偏板，将刷毛束24以增厚固定端朝前的方式推入该致偏板，再将刷毛束进一步推入刷毛载体的锚定开孔。此变型适用于以下情形：在该匣中尚未完全实现刷子的未来孔型或刷毛束24的定向。
可任意在每个站上提供前述单独制成的单个刷毛24’，即提供给匣20，或是先提供给刷毛载体10。
例如借助至少一驱动器，例如电动马达240(参见第1f图)，视情况在中间连接一传动件如主轴螺母242的情况下，将压力优选施加于固持器34。当然，此点适用于所有实施方式。
该电动马达特别为伺服马达。
一般而言，借助一个驱动器亦可同时使多个刷毛载体10变形，以便将该至少一刷毛或该至少一刷毛束24固持于锚定开孔中。为此，固持器34具有多个形状与刷毛载体互补的凹槽38。
为提高成品刷子产量，特定言之设有多个并置驱动器，驱动器复又驱动多个固持器34，固持器34复又容置多个刷毛载体10。
控制器51相应采用程序化设计，以便在该设备中实施前述方法。
借助本发明的设备及本发明的方法可将超长超薄的刷毛束锚定于刷毛载体中。本发明提供装有刷毛束的刷毛载体，其中刷毛束的长度超过8mm，宽度小于2mm，特定言之小于1mm。
在上述如此之大的边缘长度下，锚定开孔的相应边缘并非必须以同等程度向内变形。结果表明，设置若干以较大程度向内朝锚定开孔方向变形的悬凸边缘段，且边缘段与以较小程度向内变形的边缘段交替分布，即足够。
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