專利名稱：牙刷的裝毛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及牙刷的裝毛。
背景技術(shù)：
牙刷一般包括一個具有把手的牙刷體、一個頭部和從頭部伸出的刷毛。刷毛可以以多簇的形式排列。
牙刷制造通過把液體塑料注入到一個形成牙刷體的型腔進行。然后通過一種一般稱為裝毛的工藝把刷毛簇裝到牙刷體的頭部。牙刷的裝毛可以通過把刷毛簇裝釘、熱成簇、封接或模壓到牙刷體中來完成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種復合模具，其中，刷毛簇可以在進行注模操作以形成牙刷的的同時插入并且保持在一個預定的位置中。復合模具包括一個形成牙刷頭一部分的型腔。
一方面，本發(fā)明的特點是一個復合牙刷模具，該模具包括(a)一個金屬元件，該元件包括一個從金屬元件的第一表面向金屬元件的第二表面延伸的孔眼的樣式，其中的孔眼是為了接受包括至少一根刷毛的刷毛簇；(b)一個第二元件，該元件包括一個與孔眼樣式相對應的銷針樣式，銷針伸到孔眼中，以形成端壁。第二元件最好為塑料的。
通過使用復合模具，刷毛可以以各種角度延伸到刷頭的表面。刷毛還可以從刷頭延伸到各種高度。改變第二元件的外形同時保持第二元件底部同樣的二維樣式的能力使得對于一個金屬元件而可以使用多個第二元件。
第二元件為塑料時具有特殊的優(yōu)點。例如，復合模具的塑料元件的制造和修改比制造和修改金屬模具的外形成本更便宜，因此提供了設(shè)計的靈活性。另外，由于塑料元件可以從一個模具生產(chǎn)出來，塑料元件的尺寸可以有非常好的精度和準確性。當塑料元件磨損或不能再使用時還可以更換，而金屬元件可以有更長的使用壽命，可以重新使用。
當兩種元件相配時，塑料元件的特性使其可以與金屬元件保持足夠緊密的關(guān)系，同時在需要拆卸時又能很容易地將兩個元件分開。復合模具的拆卸能力使得模具和其中的孔眼很容易清洗。
在一個實施例中，金屬元件還包括一個位于金屬元件第一表面的型腔，孔眼從該型腔延伸，該型腔形成牙刷的一部分，毛刷簇從此部分伸出。在有些實施例中，模具還包括多個位于金屬元件第一表面的型腔，這樣，孔眼樣式從這些型腔向第二表面延伸。
在另一個實施例中，孔眼樣式包括第一組多個孔眼和第二組多個孔眼。塑料第二元件可以進一步包括一個第一元件和一個第二元件，第一元件包括多個銷針，它們的尺寸可以插入到第一組多個孔眼中，第二元件也包括多個銷針頭，它們的尺寸可以插入到第二組多個孔眼中。
在另一個實施例中，第一組多個孔眼以第一個角度向第一表面延伸，第二組多個孔眼以第二角度向第一表面延伸，第二角度不同于第一個角度。
在某些實施例中，第一組多個孔眼具有第一橫截面，第二組多個孔眼具有第二橫截面，第一橫截面與第二橫截面不同。
在優(yōu)選實施例中，復合模具的尺寸使其可以放入到一個制造牙刷的裝置中。模具還可以包括多個金屬元件、多個第二元件或它們的組合。
另一方面，本發(fā)明的特點還在于一種形成牙刷的方法，其中包括把從上述復合模具中的一個孔眼中伸出的一簇刷毛的第一端與形成牙刷的注模劑接觸。


通過下面對優(yōu)選實施例的描述可以了解本發(fā)明的其它特點。
圖1是一個牙刷體的側(cè)視圖。
圖2是本發(fā)明一個實施例的復合模具的側(cè)向立體圖，其中虛線示出孔眼穿過模具的金屬元件。
圖3A是圖2復合模具金屬元件的側(cè)向立體圖。
圖3B是圖3金屬元件的仰視圖。
圖4是裝有刷毛簇的圖3金屬元件的俯視立體圖。
圖5A是圖2復合模具第二元件的側(cè)視立體圖。
圖5B是沿圖5A中A-A’線的剖面圖。
圖6是圖5的第二元件旋轉(zhuǎn)90°并包括一個蓋子的立體圖。
圖7是圖5、6中第二元件的一個子部件的放大俯視立體圖。
圖8是沿圖2中B-B’線的截面圖。
圖9是包括圖2復合模具的牙刷注模裝置的一部分的剖面圖。
圖10是本發(fā)明第二實施例的復合模具的俯視圖。
圖11是圖10復合模具的仰視圖。
具體實施例方式
參照圖1，牙刷2包括牙刷體3，牙刷體3又包括把手部分4和頭部6。包括至少一根刷毛9的毛簇8從頭部6伸出。牙刷的刷毛9可以有各種不同的尺寸、形狀、顏色和成分。牙刷體3還可以包括一個基礎(chǔ)件5、即由較硬、更有剛性的塑料如聚丙烯制成的部分，和一個把握件7、即由較像橡膠的材料如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物制成的部分。美國專利US5,791,958和1999年4月16日遞交的美國申請09/923,262和09/923,019中描述了多種元件的牙刷體。
如圖2-11所示，復合模具10包括一個具有接受毛簇8的孔眼20的金屬元件12和與金屬元件12配合的第二元件14，第二元件14用于停止毛簇穿過孔眼20的行程，使插入的毛簇8不會離開復合模具10。正如下面將詳細描述的，第二元件14的單個銷針32還建立由此產(chǎn)生的牙刷2的外形。
金屬元件12具有第一表面16和第二表面18。第一表面16包括包括一個型腔22，它的尺寸可以形成牙刷體3的一部分，即牙刷2的頭部6。型腔22的結(jié)構(gòu)與半模64形成的第二型腔26相匹配，以更完整地形成要用復合模具10制造的牙刷體3，下面將參照圖9作更詳細的描述。
金屬元件12的側(cè)壁24形成的孔眼20從金屬元件12的第一表面16向金屬元件12的第二表面18延伸?？籽?0排成的樣式和它們的尺寸與要用復合模具10制造的牙刷2的毛簇的排列和尺寸相對應。每個簇孔20的尺寸可以接受一個毛簇8，因而以下稱為“簇孔”。簇孔20可以以相對金屬元件12第一表面16的各種角度延伸到金屬元件12中。例如，在孔眼樣式外圍的簇孔20A可以基本垂直地(即90°)延伸到金屬元件12中，而樣式內(nèi)部的簇孔20B可以以小于90°的角度(如45°)從金屬元件12的表面16延伸。
金屬元件12可以包括具有各種不同橫截面形狀的尺寸不同的孔眼，形成的橫截面的形狀如圓形、橢圓形、長圓形、星形、三角形、方形、矩形、菱形、五邊形、六邊形、新月形以及二等分形。參照圖2，外部簇孔20A一般為柱形，因此橫截面為圓形，內(nèi)部簇孔20B的橫截面一般為橢圓形。參照圖2、5-8，第二元件14包括底部30和從底部30的第一表面34延伸到第一端36的銷針32。銷針32的尺寸和在底部30上的位置與金屬元件12的簇孔20的樣式相對應，這樣第二元件14的銷針32可以從金屬元件12的第二表面18插入到簇孔20中，其中銷針32的第一端36在簇孔20中形成端壁38。這樣，銷針32就防止已經(jīng)從第一表面16插入到簇孔20中的毛簇8在金屬元件12的第二表面18從簇孔伸出。
銷針32以不同的距離從底部30伸出并進入簇孔20。銷針32深入到簇孔20中的距離將決定相應的毛簇8從一個注模牙刷伸出的距離。單個銷針32深入簇孔20的程度可以變化，以提供注模牙刷擦刷表面所需的表面輪廓(即外形)。
銷針32還包括一個尖頭56。尖頭56可以便于毛簇8保持在簇孔20中。當毛簇8插入到簇孔20中時，尖頭56有助于增加毛簇8的刷毛9和形成簇孔20的側(cè)壁之間的壓力配合。壓力配合有助于將毛簇8保持在簇孔20中。尖頭56還有助于在牙刷制造過程中，如注模和運輸作業(yè)中保持毛簇8在注模牙刷2中的位置。
第二元件14還可以包括一些帶有各種不同尺寸銷針32的子部件42和44。參照圖5-7，子部件42包括一些以第一角度a延伸到子部件42的底部30a表面的銷針32a。同樣，子部件44包括一些以第二角度b(與第一角度不同)延伸到子部件44的底部30b表面的銷針32a。子部件最好互相鎖定。
第二元件14可以固定在金屬元件12上。第二元件還可以包括一個蓋子46，用于保持第二元件的子部件42和44互相之間的固定關(guān)系，并用于使第二元件14固定在貼靠金屬元件12的位置上。蓋子46可以套在第二元件14的底部30上，并且可以固定在金屬12的表面18上。任何保證第二元件14(如底部30)或蓋子46固定在貼靠金屬元件12的位置中的適當機械都可以使用，如用螺釘擰、夾住、鉚接、粘接和這些方法的組合。蓋子46最好能很容易地從金屬元件12上取下或固定在金屬元件12上。
合適的第二元件可以用包括金屬和塑料的各種材料制造。第二元件最好是塑料的，包括聚合物，如熱固性聚合物、熱塑性聚合物、熱塑彈性聚合物、橡膠聚合物和它們的組合。優(yōu)選的聚合物包括聚氨酯和聚烯烴，如聚乙烯和聚丙烯。
參照圖10和11，一個復合模具50的實施例包括一個金屬桿54形狀的金屬元件70，金屬桿54包括一些型腔22a-22f，它們中的每一個形成牙刷2接受刷毛的部分(即頭部6)。型腔22a-22f在金屬元件70上排列成一行。復合模具50還包括一些與金屬元件70上的一些簇孔樣式相對應的第二元件72。復合模具50的第二元件72通過蓋子46保持就位，蓋子46通過螺釘74固定在貼靠金屬桿54的位置中。
復合模具的結(jié)構(gòu)使其可以在牙刷制造工藝的各種不同作業(yè)、如成簇和牙刷注模作業(yè)中進行傳遞。另外，復合模具可以添入到一個牙刷注模裝置中，如一個澆注多個牙刷的注模裝置，使其成為模具的一部分。
參照圖2、4、8、9，在裝毛作業(yè)過程中，毛簇8的一端58插入到簇孔20中一個由銷針32的端部36形成的端壁38確定的深度，使插入的毛簇8的相對端60從復合模具10伸出，形成一個裝有毛簇的復合模具?？梢杂酶鞣N技術(shù)將毛簇插入到復合模具中，包括手工或自動作業(yè)，如施加氣動壓力；沿一個管子將毛簇推進到目標簇孔中；用一個機械臂把選好的刷毛或毛簇放到簇孔中以及這些方法的組合。
然后如圖9所示把裝有毛簇8的復合模具10放到一個牙刷體3的注模裝置62中。牙刷注模裝置62包括形成型腔26的第一個半模64和形成型腔28的第二半模66，當這兩個半模與復合模腔22結(jié)合時，它們就形成了一個牙刷體3。在注模過程中，將注模劑如聚丙烯注入到型腔28、26和22中，使從復合模具伸出的毛簇端60嵌入到位于牙刷體3頭部的注模劑中。當注模作業(yè)完成時，可以將復合模具10與這樣形成的牙刷2分開，因此曾在復合模具10的簇孔20中的毛簇端58可以用于刷口腔表面，如牙齒或橡膠。
其它實施例在權(quán)利要求中。例如，盡管已經(jīng)示出復合模具10的第二表面18與第一表面16相對，第二表面18也可以不與第一表面相對。復合模具還可以包括任意數(shù)量的型腔和包括唯一一個塑料元件的第二元件，該塑料元件具有一些與簇孔樣式相對應的銷針。
權(quán)利要求
1.一種牙刷復合模具，包括a)一個金屬元件，該元件包括一個從所述金屬元件的第一表面延伸到所述金屬元件的第二表面的孔眼的樣式，孔眼用于接受包括至少一根刷毛的毛簇；b)一個塑料元件，該元件包括與所述孔眼樣式相對應的銷針的樣式，所述銷針伸入到所述孔眼中，以形成端壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的模具，其中，所述金屬元件還包括一個位于所述金屬元件的所述第一表面的型腔，使所述孔眼從所述型腔延伸，所述型腔形成牙刷的一部分，刷毛簇從這里伸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的模具，其中，所述塑料元件還包括一個底部、一個以第一角度向所述底部延伸的第一銷針和以第二角度向所述底部延伸的第二銷針，所述第二角度與所述第一角度不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的模具，它還包括一個蓋子，它的定位是為了將所述銷針保持在所述金屬元件中的位置中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的模具，其中，所述蓋子包括塑料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的模具，其中，至少一個所述孔眼的橫截面形成在一組由圓形、三角形、方形、長方形、菱形、橢圓形、星形、長園形和新月形組成的形狀中選擇的一個形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的模具，其中，所述孔眼樣式包括第一組多個孔眼和第二組多個孔眼。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的模具，其中，所述塑料元件還包括一個具有多個銷針的第一元件，銷針的尺寸可以插入到所述第一組多個孔眼中；一個具有多個銷針的第二元件，銷針的尺寸可以插入到所述第二組多個孔眼中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的模具，其中，所述第一組多個孔眼以第一角度向所述第一表面延伸，所述第二組多個孔眼以第二角度向所述第一表面延伸，所述第二角度與所述第一角度不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的模具，其中，所述塑料元件包括一個底部；一個以與所述第一組多個孔眼的所述角度相對應的角度從所述底部伸出的第一組多個銷針；和一個以與所述第二組多個孔眼的所述角度相對應的角度從所述底部伸出的第二組多個銷針。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的模具，其中，所述第一組多個孔眼具有第一橫截面，所述第二組多個孔眼具有第二橫截面，所述第一橫截面與所述第二橫截面不同。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的模具，其中，所述塑料元件還包括一個包括多個與所述第一組多個孔眼相對應的多個銷針的第一子部件，和一個包括一個底部和一組與所述第二組多個孔眼相對應的多個銷針的第二子部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的模具，其中，所述第一組多個孔眼的橫截面為圓形。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的模具，其中，所述第一組多個孔眼的橫截面為橢圓形。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的模具，其中，所述第一組多個孔眼的橫截面為圓形，所述第二組多個孔眼的橫截面為橢圓形。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的模具，其中，所述復合模具的尺寸可以放入到一個制造牙刷的裝置中。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的模具，它還包括多個所述金屬元件。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的模具，它還包括多個所述塑料元件。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的模具，它還包括多個位于所述金屬元件的所述第一表面的型腔，使所述孔眼樣式從所述型腔向所述第二表面延伸，所述型腔形成牙刷的一部分，毛簇從該部分伸出。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的模具，它還包括多個所述塑料元件。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的模具，其中，所述孔眼樣式中的至少一個孔眼的橫截面為二等分橢圓形。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的模具，其中，所述塑料元件包括在一組由聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯和它們的組合組成的材料中選擇的聚合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求7的模具，其中，所述第一組多個孔眼與所述第二組多個孔眼不同，所述塑料元件還包括一個包括一個底部和一組與所述第一組多個孔眼相對應的多個銷針的第一子部件，和一個包括一個底部和一組與所述第二組多個孔眼相對應的多個銷針的第二子部件。
24.一種形成牙刷的方法，它包括使一個從一個復合模具中的一個孔眼伸出的刷毛簇的第一端與注模劑接觸，以形成一個牙刷，所述復合模具包括(i)一個金屬元件，該元件包括一個從所述金屬元件的第一表面延伸到所述金屬元件的第二表面的孔眼的樣式，所述孔眼用于接受包括至少一根刷毛的毛簇；(ii)一個第二元件，該元件包括與所述孔眼樣式相對應的銷針的樣式，所述銷針伸入到所述孔眼中，以形成端壁。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，它還包括把一個刷毛簇的第二端插入到所述復合模具的一個孔眼中，使所述刷毛簇的第一端從所述復合模具伸出。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中，所述第二元件包括塑料。
全文摘要
組合牙刷模具包括:(a)一個金屬元件(12),包括一個從金屬元件的第一表面延伸到金屬元件第二表面的孔眼的樣式,孔眼(20)用于接受包括至少一根刷毛的毛簇;(b)一個塑料元件(14),包括與所述孔眼樣式相對應的銷針(32)的樣式,銷針伸入到所述孔眼中,以形成端壁。
文檔編號A46D3/08GK1384715SQ00812054
公開日2002年12月11日 申請日期2000年8月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月25日
發(fā)明者杰拉爾德·S·什切奇, 肯尼思·B·威爾遜 申請人:加拿大吉勒特公司