制造刷子的方法以及刷子与流程

本发明涉及一种制造刷子的方法，该刷子具有最终簇，该最终簇包括至少两个簇元件。本发明还涉及一种刷子，该刷子包括最终簇，该最终簇包括至少两个簇元件。

背景技术：

众所周知，在刷子上使用的复杂簇结构可以提供增强的刷牙性能或至少增强的美观性。例如，可以制造所谓的簇绒(tuft-in-tuft)，其中形成簇的一些细丝具有与簇的其它细丝不同的特性(例如，不同的颜色或不同的长度)。专利申请EP 2 810 581 A1总体上描述了此类复杂簇的示例。制造复杂簇的一种方法是挑选单独的多根细丝(“预制簇(pre-tuft)”)，将预制簇推入单独的保持器中并经由给料通道将它们一起移动到单个保持器中，并且然后切割细丝并通过施加热熔合最终簇的所有细丝的安装端部。在此类制造过程中，与最终簇的一个簇元件相关的细丝可以滑入旨在用于另一根细丝类型的单个保持器的部件中(即，不同的细丝类型可以彼此混合)。这降低了产品质量和美观性。

本公开的目的是提供一种制造刷子的方法，该刷子包括最终簇，该方法相对于已知的制造方法得到改善或者至少提供了对已知方法的替代方案。

技术实现要素：

根据一方面，提供了一种制造刷子，具体地牙刷的方法，该方法包括以下步骤：

·提供多根第一细丝，每根第一细丝具有第一端部和第二端部；

·将多根第一细丝放成第一预定形状，使得第一细丝的第一端部并排布置在共同的轮廓上；

·固定地连接多根第一细丝的第一端部，使得形成具有第一预定形状和连接的第一端部的第一预制簇；

·将具有第一端部和第二端部的至少第二簇元件与第一预制簇一起放成第二预定形状，使得第二簇元件的第一端部和第一预制簇的连接的第一端部并排布置在共同的轮廓上；

·固定地连接第一预制簇的连接的第一端部和至少第二簇元件的第一端部，使得形成具有第二预定形状和连接端部的最终簇；以及

·具体地通过用塑性材料包覆成型最终簇的连接端部来将最终簇附接到刷体，由此形成刷体的至少一部分。

根据一个方面，提供了一种刷子，该刷子具有至少一个最终簇，该最终簇具有第一端部和第二端部，最终簇以其第一端部附接到刷体，其中最终簇包括彼此固定地连接的第一预制簇和至少第二簇元件，第一预制簇包括多根第一细丝，该多根第一细丝固定地连接在第一细丝的第一端部上，并且第二簇元件具有第一端部，该第一端部与第一预制簇的连接的第一端部固定地连接。

附图说明

通过参考附图对所提出的方法和刷子的示例性实施方案的详细描述来阐明本公开。在图中，

图1是示例性刷子，具体地通过本文提出的制造方法制造的刷子的示意图；

图2A以示意性方式示出了本文提出的示例性制造方法的一个步骤，其中在该步骤中，将各自具有第一端部和第二端部的多根第一细丝放成第一预定形状，使得第一细丝的第一端部布置在共同的平面轮廓上；

图2B以示意性方式示出了示例性制造方法的另外的步骤，其中将热施加到第一细丝的第一端部，使得第一端部至少部分地熔融并且形成连接的第一端部，因此限定由具有第一预定形状的多根第一细丝制成的预制簇；

图2C以示意性方式示出了示例性制造方法的另一步骤，其中提供了第一预制簇，提供了第二簇元件，并且提供了第二预制簇；

图2D以示意性方式示出了示例性制造方法的甚至另外的步骤，其中图2C所示的三个簇部件已经一起放为第二预定形状并且将热施加到簇部件的端部，使得它们熔融并且形成最终簇的连接端部；

图2E是最终簇的连接端部的示意图的侧视图，其示出了连接端部具体地可以在最终簇的宽度方向上比最终簇本身更宽；

图2F是附接到刷子的最终簇的断面图，其中最终簇通过将其连接端部嵌入刷子材料中来附接；

图3A是通过本文提出的制造方法制造的最终簇的第一实施方案的示意图，该最终簇由两个预制簇组装而成，每个预制簇具有半圆形横截面，但是其中一个预制簇具有比另一个预制簇更大的长度；

图3B是通过本文提出的制造方法制造的最终簇的第二实施方案的示意图，该最终簇由第一预制簇和第二簇元件制成，该第二簇元件由围绕第一预制簇的海绵状材料制成；

图3C是通过本文提出的制造方法制造的最终簇的第三实施方案的示意图，该最终簇由具有方形横截面的第一预制簇和由热塑性弹性体制成的第二簇元件制成，该第一预制簇具有中心孔，该中心孔延伸穿过第一预制簇的整个长度，该第二簇元件设置在第一预制簇的中心孔中并突起超过多根第一细丝的第二端部。

具体实施方式

在如本文提出的制造刷子的方法中，制造至少第一预制簇，该第一预制簇包括具有连接的第一端部的多根(即，至少两根或更多根)第一细丝，使得在没有破坏第一预制簇的情况下第一细丝彼此不可分离。然后，该第一预制簇与第二簇元件连接，其中第二簇元件可以是由多根细丝、弹性体元件、海绵状元件、单根细丝或多个松散细丝等制成的另一根预制簇。由该特定方法产生的最终簇具有精确分离的簇元件。例如，第一预制簇的细丝不与第二预制簇的细丝混合，因为在形成最终簇之前，至少第一预制簇被提供为固定地连接的簇元件。在一些实施方案中，至少两个簇元件中的每一个是具有连接端部的预制簇

此处说明“多根细丝”并不暗示细丝各自相同(即使不应排除各自相同)，但是多根细丝也可以是不同细丝的混合物。例如，细丝中的一根可以具有与细丝中的另一根不同的直径。细丝也可以由不同的材料制成，可以具有不同的横截面形状等。在一些实施方案中，多根细丝中的细丝全部都是基本相同的。在本公开中使用“多根细丝”的情况下，这可以指多根第一细丝、多根第二细丝等。

如在本公开中使用的“细丝”可以具有在0.01mm至5mm范围内，具体地在0.05mm至0.25mm范围内的直径。细丝可以具有在2mm至25mm范围内，具体地在5mm至15mm范围内的长度。细丝可以具有圆形、卵形或椭圆形、矩形、方形、三角形、x形等横截面形状(即，在垂直于细丝的长度延伸部方向的平面内的形状)。细丝可以由单种塑性材料，具体地热塑性材料制成，其中示例是聚酰胺(例如PA 6或PA 12)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、天然橡胶或热塑性弹性体(TPE)，或者它们可以(例如，通过共挤出或通过涂覆单根材料细丝)由两种或更多种材料制成。细丝在其长度上可以具有恒定形状，或者该形状可以改变，例如细丝可以朝向一端(例如，朝向它们的第二端部)渐缩，或者细丝可以包括拼接的第二端部。细丝可以包含抗菌化合物，诸如银离子源(例如，银纳米颗粒)。细丝可以是结构化的，例如它们可以是卷曲的或凹陷的，或者细丝可以是扭曲的。细丝可以包括有色涂层，该有色涂层在使用刷子时被磨损，并且因此可以指示需要更换磨损的刷子。

第一预制簇的第一细丝在第一细丝的第一端部处彼此固定地连接。在制造过程期间，第一细丝的第一端部以并排方式布置在共同的轮廓，具体地平面轮廓上，但是不应排除弯曲轮廓。第一细丝可以通过保持器保持在一起，例如，它们可以被推入钻孔中，或者它们可以由夹持器保持。然后将第一端部固定地连接，使得形成具有第一预定形状的第一预制簇。第一预制簇的连接的第一端部具有与第一预制簇基本上相同的形状，即，连接的第一端部沿宽度方向不会延伸超过第一预制簇。固定地连接第一细丝的第一端部的步骤可以包括将热施加到第一端部，使得第一端部至少部分地熔融并且熔融材料连接，以及当熔融材料冷却并硬化时形成基本上不可分离的连接的第一端部。可以各种方式施加热，例如通过强光(例如，激光束)、热对流、IR辐射、热气流等。此处“不可分离的”意味着在没有破坏第一预制簇的情况下第一细丝基本上不能与第一预制簇分离。另选地或除此之外，固定地连接第一细丝的第一端部的步骤可以包括将粘合剂施加到细丝的第一端部。具体地在其中第一细丝至少部分地由不熔融的材料制成或者不同的第一细丝的材料的熔点彼此太不同或者不同的第一细丝的材料不会彼此约束并且不会彼此连接的情况下，可以使用粘合剂。

在一些实施方案中，至少第一预制簇具有沿第一预制簇的整个长度延伸的凹口或钻孔/通孔，该凹口或钻孔/通孔被布置用于接纳第二簇元件，例如，第一预制簇可以具有圆柱形钻孔，圆柱形第二簇元件可以被推入该钻孔中(例如，经由连接的第一端部推入钻孔中)。另选地或除此之外，第一预制簇可以为C形(这意味着第一预制簇在垂直于第一预制簇的线性延伸部方向的平面内的横截面形状为C状)，并且第二簇元件可以被推入敞开的C中。在一些实施方案中，C形第一预制簇可以围绕第二簇元件弯曲，使得第一预制簇最终具有O形模板(即，C的臂移动以彼此接触)，从而将第二簇元件容纳在O的中空中心中。在其它实施方案中，两个C形预制簇放在一起，使得产生O形组合的簇元件，其中另外的簇元件可以容纳在O形组合簇的中空部中，但在一些实施方案中，最终簇可以具有中空孔。

在其中第二簇元件被实现为由多根第二细丝制成的第二预制簇的一些实施方案中，固定地连接第二细丝的第一端部的步骤不同于固定地连接第一细丝的第一端部的步骤。差异可能在于不同的连接技术(例如，使用粘合剂与施加热)，或者可以在不同参数下施加相同类型的连接技术(例如，例如通过施加较低强度的光而使用另一温度来固定地连接第二细丝的相应第一端部，或者可以施加不同波长的光，或者可以施加热气流代替光等)或者使用不同的粘合剂。这允许使用特别适于相应的多根第一细丝和第二细丝的连接技术。

在一些实施方案中，第一预制簇的细丝的第二端部和第二簇元件的第二端部位于不同的高度水平上。第一细丝的第二端部可以位于垂直于第一预制簇的长度延伸部的平面上，但是这不应排除第二端部位于弯曲轮廓上或者第二端部可以具有基本上随机高度(例如，每根细丝可以具有在两个高度范围值之间的高度)。

在其中第一预制簇与第二簇元件和至少一个另外的簇元件固定地连接的实施方案中，例如通过首先将第一预制簇与第二簇元件连接，并且然后连接另外的簇元件与已连接的第一预制簇和第二簇元件，可以连续地执行连接。

在一些实施方案中，通过将第一预制簇的连接的第一端部和第二簇元件的第一端部固定地连接而实现的最终簇的连接端部延伸超过最终簇本身的横截面形状。此类延伸的连接端部允许通过用载体材料包覆成型连接端部来将最终簇固定地连接到载体，使得较大的连接端部最终嵌入载体中。

图1是示例性刷子1(这里是牙刷)的示意图，该刷子包括刷头10和刷柄20。刷子元件30附接到刷头10的安装表面11。刷子元件30在此包括几个简单的簇31，每个簇包括多根细丝和根据本公开的最终簇32，该最终簇32可以具体地通过本说明书中提出的制造方法制造。最终簇的一些示例性实施方案示于图3A至图3C中。

在下文中，通过详细描述在图2A至图2D中示意地描绘的示例性方法步骤来描述所提出的制造方法。图2E是通过所述制造方法制造的最终簇的示例性连接端部的侧视图，并且图2F示出了附接到刷子的最终簇。此处描述的方法步骤应当被理解为非限制性示例，并且具体地可以考虑替代或附加的方法步骤，其中的一些方法步骤也在下面描述。

图2A示意性地示出了所提出的制造方法的一个示例性方法步骤。多根第一细丝60(各自具有第一端部60A和第二端部60B)放在一起(例如，通过从细丝贮存器中挑选它们)并且以第一预定形状布置，该第一预定形状在此是半中空圆柱体(第一预定形状具有为C状的横截面形状)。显然，技术人员也可以选择任何其它形状。在此，第一预定形状由模板50中的钻孔51限定。如箭头P所示，第一细丝60可以被推入钻孔51中。第一细丝60的第一端部60A全部布置在共同的轮廓上，该轮廓在此为模板50的平坦上表面50A的延伸部。可以在模板50的顶部处放置平盖，使得当第一端部60A被推入钻孔51中时，第一端部被盖子阻挡。代替位于作为模板的平坦顶表面50A的延伸部的平坦轮廓上的是，第一端部60A可以位于不同的共同轮廓上，例如第一细丝60的第一端部60A可以位于相对于模板50的上表面50A凹陷的平坦轮廓上。然后可以在将第一细丝60推入钻孔51的过程中使用盖子，该钻孔具有可靠地适配到钻孔51中的突起。显然，此类盖子还可以具有另一个阻挡表面以用于阻挡第一细丝60的第一端部60A，使得第一端部60A可以位于为弯曲的共同轮廓上。模板50可以是单件模板，或者可以由两个(或更多个)半模(或模板部件)组装而成。代替在第一细丝60的整个长度上延伸的模板50的是，可以通过用夹持器来将第一细丝保持靠近它们的第一端部60A而促使第一细丝成为第一预定形状。

虽然此处示出的示例总是示出具有恒定横截面的预定形状，但是这不应被理解为限制。细丝可以各自具有不同的倾斜角度，使得产生扭曲的簇。专利申请EP 2 910 143 A1总体上描述了扭曲的簇的示例，并且该申请以引用方式并入本文。此外，预制簇也可以相对于平坦轮廓倾斜，第一细丝的第一端部布置在该平坦轮廓上。

图2B示意性地示出了所提出的制造方法的另外的步骤。在此，从加热装置70向保持为第一预定形状的第一细丝60的第一端部60A施加热71，使得第一端部60A至少部分地熔融，并且一旦停止提供热71，熔融材料就会连接。因此形成硬化材料的连接的第一端部61。结果，连接的第一细丝60形成第一预制簇91，该第一预制簇基本上可以如同单个簇元件一样被处理。足以使第一端部60A在其最端部仅部分地熔融，使得由硬化的熔融材料形成相对薄的连接的第一端部61，该熔融材料允许将第一预制簇91视为单个簇元件并保持第一预制簇91为第一预定形状。可以设想，连接的第一端部具有与第一细丝的未连接的第一端部刚好相同的延伸部(即，延伸部没有改变)，因为这允许将第一预制簇的第一连接端部与另一个簇元件放在一起。在一些实施方案中，可以例如通过研磨移除第一预制簇的第一连接端部的突起。

加热装置70可以实现为照射热辐射(即，热辐射诸如红外辐射，或容易被第一细丝的第一端部60A吸收的其它高强度光)的装置。代替发射热辐射的是，加热装置70可以实现为接触加热装置，并且可以通过热冲压件与第一细丝60的第一端部60A接触来施加热。具体地，可以使用热冲压件来引起第一预制簇91的连接的第一端部61的最终预定表面。另选地，可以通过施加热气流(例如，加热的空气)的加热装置70施加热。此外，也可以通过对流热来施加热，例如，第一细丝的第一端部可以放置在热源(例如，热板)上方一定距离，并且然后可以通过加热的气体(例如，空气)的对流来施加热。

为了允许第一细丝60熔融，它们可以由热塑性材料诸如聚酰胺(例如PA 6或PA 12)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)制成，而其它合适的材料也是可能的。第一细丝还可以包括多于一种的材料(例如，细丝可以是共挤出的细丝或者可以用第二种材料涂覆)。第一细丝还可以包括一种或多种热塑性弹性体(TPE)材料或由其组成。

另选地或除此之外，第一细丝60的第一端部60A可以通过将粘合剂施加到第一端部60A上来连接。虽然如前所述的塑性材料可以由合适的粘合剂胶合在一起(例如，聚酰胺可以使用基于氰基丙烯酸酯的粘合剂诸如购自Panacol-Elosol GmbH,Steinbach/Taunus,Germany的200胶合)，粘合剂可以具体地有利于第一细丝由在施加热下不熔融的材料(例如，天然橡胶、聚氨酯或动物毛发)制成的情况或第一细丝是由具有不同熔融温度的不同材料制成的细丝混合物的情况。

通常，多根第一细丝可以是不同类型的细丝的混合物(例如，不同材料、不同尺寸(例如，直径)、不同几何形状(例如，横截面形状)和/或不同颜色的混合物)，这不应排除所有第一根细丝为同一类型。

图2C是所提出的制造方法中的另一个步骤的示意图。由具有连接的第一端部61的第一细丝60制成的第一预制簇91与第二簇元件93、并且在本情况下由具有连接的第一端部62的第二细丝64制成的第二预制簇92放在一起。第二簇元件93具有第一端部93A和第二端部93B。第二预制簇92具有与第一预制簇91相同的预定形状，即，半中空圆柱体(即，第一预制簇和第二预制簇具有C形横截面)。在所示实施方案中，第一预制簇91和第二预制簇92具有相同的长度，而第二簇元件93更长。在这种类型的其它实施方案中，第一预制簇和第二预制簇具有不同的长度，并且第二簇元件也具有与预制簇相同的长度或者具有比预制簇更小的长度。在所示实施方案中，第一预制簇91具有延伸第一预制簇91的整个纵向长度的半圆柱形凹口81，而第二预制簇92具有延伸第二预制簇92的整个纵向长度的半圆柱形凹口82。第二簇元件93具有圆柱形，其可靠地适配到当第一预制簇和第二预制簇放在一起时形成的圆柱形孔中，使得两个半圆柱形凹口组合成圆柱形孔，该圆柱形孔被由第一预制簇91和第二预制簇92形成的中空圆柱体包围。第二簇元件93可以是由热塑性弹性体制成的单个元件。图2C示出了中间阶段，其中如箭头M1和M2所指示，仍然需要将三个簇部件91、92和93完全放在一起以便形成半成品最终簇。参考图2D示出并讨论了最终簇的制造。

通常，如前所述，最终簇可以由第一预制簇(作为第一簇元件)和第二簇元件组装而成。通常，至少两个簇元件一起放成第二预定形状(在图2C至图2D中所示的讨论示例中，三个簇元件放在一起为圆柱形)。第一预制簇的连接的第一端部和至少第二簇元件的第一端部彼此对齐，使得它们位于共同的轮廓(诸如平坦轮廓)上。

图2D示意性地示出了所提出的制造方法的另外的步骤。在此，热71A从加热装置70A施加到第一预制簇的连接的第一端部61、第二预制簇的连接的第一端部62、以及第二簇元件93的第一端部93A。三个簇元件91、92和93保持为第二预定形状。三个簇元件91、92和93的至少端部由热塑性材料制成，使得一旦停止提供热71，第一端部61、62、93A就至少部分地熔融并且熔融材料连接(和硬化)，并且形成最终簇100。由于形成的最终簇100的连接端部101，组装的最终簇100可以被视为单个簇元件。如前所述，所提出的制造方法提供了复杂的最终簇，其中各种簇部件彼此精确地分离，其中其它技术可能例如进行细丝的混合，即，其中与一个簇部分相关的细丝在制造步骤中消失(go astray)并且在另一个簇部分中重新出现。

图2E是最终簇100X的连接端部101X的示意性侧视图，其中可以看到连接端部101X具有比最终簇100X的宽度W1更宽的宽度W2。这可以通过向第一预制簇的连接的第一端部和第二簇元件的至少第一端部施加一定量的热来实现，使得不仅少量的材料熔融而且使得更大量的材料熔融，然后形成一团熔融材料。此类更宽的连接端部可以用于将最终簇连接到载体(其形成刷体的至少一部分或者是刷体)，该载体围绕最终簇的连接端部成型，如本领域中通常已知的。图2F示出了最后阶段，其中具有宽连接端部101X的最终簇100X附接到嵌入簇载体200中的刷子，该簇载体可以是刷子的一部分。此处应当注意，此类加宽连接端部是可选特征结构，并且取决于预期的簇保持力以及簇与用于其中将会安置有最终簇的载体的材料之间的粘结特性，W2可以等于W1。最终簇也可以通过将最终簇胶合到载体上或者胶合到设置在载体中的孔中而附接到载体。

另选地，代替如图2D所示的施加热的是，如之前针对连接形成第一预制簇的多根细丝的第一端部的步骤所述，第一预制簇的连接的第一端部和第二簇元件的至少第一端部可以通过施加粘合剂彼此连接。

图3A至图3C示出了可以通过所提出的制造方法制造的最终簇的各种示例性实施方案。

图3A是最终簇100A的描绘，该最终簇在垂直于最终簇100A的长度延伸部方向的平面内具有圆形横截面(直到高度水平h1，并且然后横截面形状变为半圆形，直到高度水平h2)。最终簇100A由第一预制簇91A制成，该第一预制簇由多根第一细丝600和第二簇元件92A制成，该第二簇元件在此实现为由多根第二细丝610制成的第二预制簇。最终簇100A具有连接端部101A。第一预制簇91A具有半圆形横截面，并且第二预制簇92A具有半圆形横截面，使得最终簇100A具有大致圆柱形横截面直到高度水平h1。第一预制簇91A在长度延伸部方向L上具有高度h1，而第二预制簇92A在长度延伸部方向L上具有稍较大高度h2。第一细丝600和第二细丝610在除仅其长度外的另一方面可以具体地彼此不同，例如细丝颜色、细丝材料、细丝直径、细丝横截面形状等。

图3B示出了通过所提出的制造方法制造的最终簇100B的第二示例性实施方案。最终簇由第一预制簇91B和第二簇元件92B组成。在此，第一预制簇91B由第一细丝制成并具有圆柱形横截面形状。第二簇元件92B是海绵状元件，例如具有环状横截面形状的聚氨酯海绵(即，第二簇元件92B为中空圆柱体)。TPE和橡胶也是适用于形成海绵的材料。第一预制簇91B可靠地适配到第二簇元件92B的内中空部中。最终簇100B具有连接端部101B。由于聚氨酯海绵材料可能不一定熔融，因此连接端部101B可以通过将第一预制簇91B的连接的第一端部和第二簇元件92B(海绵元件)的第一端部用合适的粘合剂胶合在一起而形成。海绵材料可以填充有施用材料，该施用材料在包括最终簇的刷子的使用期间释放。

图3C是根据所提出的制造方法制造的最终簇100C的第三示例性实施方案的描绘。最终簇100C包括具有方形横截面形状的第一预制簇91C，其具有在第一预制簇91C的整个长度上延伸的圆柱形孔。虽然此处指示圆柱形孔位于第一预制簇91C的中心，但是圆柱形孔也可以位于偏心位置。第二簇元件92C在此实现为弹性体圆柱体，其可靠地适配到第一预制簇91C中的圆柱形孔中。第二簇元件92C具有比第一预制簇91C更大的高度，并且因此突出于由形成第一预制簇91C的第一细丝的第二端部形成的此处平坦轮廓上方。最终簇100C具有连接端部101C。代替圆柱形弹性体元件的是，第二簇元件可以实现为中空圆柱体，并且最终簇可以变为分配系统的一部分，经由该分配系统将施用材料从贮存器递送到最终簇的功能端。

显然，技术人员应理解所示的示例性实施方案不是限制性的，并且已经讨论的各种概念可以任何合适的方式组合，例如图3A的第二簇元件92A可以实现为海绵状元件或弹性体元件。可以选择任何其它横截面形状的最终簇。代替两个簇元件(第一预制簇和第二簇元件)的是，可以由任何数量的簇元件(例如三个、四个、五个等)组装最终簇。

本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值的功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除