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CN109414106A - 包括双部件清洁元件的牙刷头及其生产方法 - Google Patents

包括双部件清洁元件的牙刷头及其生产方法 Download PDF

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CN109414106A
CN109414106A CN201780040238.9A CN201780040238A CN109414106A CN 109414106 A CN109414106 A CN 109414106A CN 201780040238 A CN201780040238 A CN 201780040238A CN 109414106 A CN109414106 A CN 109414106A
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brush head
plastic material
cleaning
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S.朔伊里希
U.特雷特罗普
U.斯特尔克尔
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Procter and Gamble Ltd
Original Assignee
Procter and Gamble Ltd
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Abstract

本发明提供给了一种刷头，尤其是包括刷毛簇清洁元件和双部件‑(2K)‑清洁元件的牙刷头部可以通过注塑生产。为了在关于2K‑清洁元件的布置和关于材料的选择的方面实现高设计灵活性，该2K‑清洁元件可以单独或在上游模制步骤中制造。然后可以用塑性材料将2K‑清洁元件连同刷毛簇包覆模制以便形成刷头或其部件。

Description

包括双部件清洁元件的牙刷头及其生产方法
技术领域
公开了一种用于手动牙刷或用于电动牙刷的置换刷的牙刷头。所述牙刷头部包括至少一个双部件(2K)清洁元件和一个或多个刷毛簇清洁元件，即(刷毛簇)。2K-清洁元件和刷毛簇通过包覆模制嵌入刷头中，使得实现使用至少一个底切进行的物理连接。
还公开了一种用于使用包覆模制技术生产所述刷头或其部件的方法，所述牙刷头包括至少一个双部件(2K)清洁元件和一个或多个刷毛簇。使用所述方法可以在高设计灵活性下生产牙刷头部或其部件，该牙刷头部包括2K-清洁元件和刷毛簇清洁元件。由于所示方法，必须满足对2K-清洁元件的布置和用于2K-清洁元件的材料的更少需求。2K-清洁元件与生产刷头的主要过程分开制造或在上游生产步骤中制造。在主要过程中，2K-清洁元件连同刷毛簇用塑性材料包覆模制，从而形成刷头或其部件。由此建立了2K-清洁元件与待形成的刷头之间的物理连接。
背景技术
已知几种制造技术以便生产刷子、具体是牙刷。关键问题是如何将清洁元件紧固在刷头中。常规上，刷头通过注塑生产，该注塑提供多个盲端簇孔，其中刷毛簇通过金属锚固件以U形形式紧固。锚无关或热簇绒方法借助于成型技术在刷头中紧固清洁元件。通常，刷毛簇在其端部熔化以形成增厚部，以便增加簇的拉出阻力。这些增厚部可以用塑性材料包覆模制以形成刷头或其部件。
如今，刷头、具体是牙刷头的清洁元件区域还包括非刷毛清洁元件，例如弹性体清洁元件。通常，弹性体清洁元件通过注塑技术形成，并且可以使用缝合、夹持或任何其它卡扣和配合连接(US2011/0000041A1、WO 2003/055351 A1)安装到刷头上。另选地，弹性体清洁元件直接形成在牙刷上，例如，刷头可以用弹性材料包覆模制，从而在刷头的背侧形成刮舌器，并在前侧形成弹性体清洁元件，即，刷头的刷牙侧(例如WO 2011/070549 A1)。然而，由于粘附性和几何要求，所述类型的清洁元件区域的设计灵活性相对较低。弹性体清洁元件必须由与刮舌器或刷子上的其它弹性体元件相同的材料制成。此外，由于在包覆模制过程期间的几何限制，弹性体元件布置在清洁元件区域的外表面处。此外，弹性体清洁元件受所使用材料的限制。清洁元件的性质由模制要求和由相同材料制成的附加部件的要求限定。此外，采用包覆模制方法安装的弹性体清洁元件通常表现出相同的性质并且难以处理。具体地，下游包覆模制技术可能会对弹性体清洁元件产生负面影响。
因此，仍然需要一种制造包括弹性体清洁元件的锚无关牙刷的方法，其中弹性体清洁元件嵌入刷头中并牢固地紧固在其中。该方法应当在关于弹性体清洁元件的布置、弹性体元件的性质和可以使用的材料以及易于处理的处理方面具有很大的设计灵活性。
发明内容
根据一方面，提供了一种用于生产刷头、具体是牙刷头部或其部件的方法，所述方法包括以下步骤
-提供清洁元件支架，其包括腔，其中所述清洁元件支架表示模具的第一半部；
-提供至少一个双部件(2K)-清洁元件，其中所述2K-清洁元件包括第一部件和第二部件，其中所述第二部件包括至少一个底切；
-将所述至少一个2K-清洁元件和一个或多个刷毛簇插入所述清洁元件支架，其中所述至少一个2K-清洁元件的第一部件和所述一个或多个刷毛簇的第一部件被所述清洁元件支架覆盖；
-通过将所述清洁元件支架与至少一个第二模具半部组合来形成模具腔，其中所述至少一个2K-清洁元件的第二部件包括所述至少一个底切，并且所述一个或多个刷毛簇的第二部件位于所述模具腔内部；
-将塑性材料注入所述模具腔中，其中所述至少一个2K-清洁元件的所述第二部件包括所述至少一个底切，并且所述一个或多个刷毛簇的所述第二部件被所述注入的塑性材料包覆模制，并且其中所述刷头或其部件由此形成，并且其中所述2K-清洁元件通过所述至少一个底切物理地安装在所述刷头中。
根据另一方面，通过执行如本文公开的方法提供了一种刷头、具体是牙刷头部或其部件。
根据另一方面，提供了一种手动牙刷或用于电动牙刷的置换刷头的部件，该电动牙刷包括提供至少一个2K-清洁元件和一个或多个刷毛簇的刷头，其中该至少一个2K-清洁元件和一个或多个刷毛簇通过包覆模制嵌入刷头的塑性材料中，其中该2K-清洁元件通过至少一个底切物理地集成到刷头或其部件中。此外，刷头的塑性材料与至少一个2K-清洁元件和一个或多个刷毛簇的材料不同，并且刷头在包覆模制过程期间至少部分地形成。
附图说明
图1A-图J示出了2K-清洁元件20的示旨在；
图2a)-图f)示出了本文所公开的形成刷头10的方法的示旨在，其中2K-清洁元件20在刷毛簇26之后插入清洁元件支架30中；
图3a)-图f)示出了本文所公开的形成刷头10的方法的示旨在，其中2K-清洁元件20在提供刷毛簇26和附加插入件12进行包覆模制之前插入清洁元件支架30中；
图4A-图4C示出了牙刷头部10的部件的示例性实施方案的示意性纵向剖视图，该牙刷头部可以根据图2或3生产，包括不同的2K-清洁元件20。
图5示出了具有两个2K-清洁元件20和若干刷毛簇26的手动示例性牙刷的刷头10的示意性纵向剖视图；
图6示出了要连接到电动柄部的置换牙刷头部10的部件的示意性纵向剖视图。所示的刷头10包括一个2K-清洁元件20和若干刷毛簇26；
图7A示出了要连接到电动柄部的置换牙刷头10的另一个部件的示意性纵向剖视图。所示的刷头10包括一个2K-清洁元件20和若干扭曲刷毛簇26；并且
图7B示出了图7A中所示的置换牙刷头部的清洁元件的顶视图。
具体实施方式
以下是对用于生产具有双部件(2K)清洁元件的牙刷的方法和由此生产的牙刷的许多实施方案的描述。本说明应被视为仅是示例性说明，并且未描述每一个可能的实施方案，由于描述每一个可能的实施方案即便是可能的话也是不切实际的，并且应当理解，本文所述的任何特征、特性、结构、部件、步骤或方法论可被整体或部分地删除、与本文所述的任何其它特征、特性、结构、部件、产品步骤或方法论合并或由其取代。
本文所用的单位“cm”是指厘米。本文所用的单位“mm”是指毫米。本文所用的单位“μm”或“微米”是指微米。本文所用的“mil”是指千分之一英寸。
如本文所使用，单词“约”指+/-10％。
如本文所使用，单词“包括”及其变体旨在是非限制性的，使得列表中条目的叙述不排除其它也可能在本发明的材料、装置、和方法中有用的类似条目。该术语包括“由...组成”和“基本上由...组成”。
如本文所用，单词“包括/包含”及其变体旨在是非限制性的，使得列表中条目的叙述不排除其它也可能在本发明的材料、装置、和方法中有用的类似条目。
如本文所使用，单词“优选的”、“优选地”和它们的变体诸如“尤其是”和“具体地”是指在特定环境下能够提供特定有益效果的本发明的实施方案。然而，其它的实施方案在相同或其它的环境下也可为优选的。此外，一个或多个优选实施方案的表述并不表示其它实施方案是不可用的，并且不旨在从本发明的范围中排除其它的实施方案。
如本文所公开的刷头及其生产造方法允许例如在2K-清洁元件的定位和2K-清洁元件的形式和材料的选择方面有设计灵活性。此外，两种不同的部件为2K-清洁元件提供不同的性质。此外，2K-清洁元件通过使用至少一个底切而牢固地安装到刷头上，由此形成物理连接。
提供了一种用于生产这种刷头、具体是这种牙刷头部或其部件的方法，其中2K-清洁元件连同刷毛簇提供并且被用于形成刷头或其部件的材料包覆模制。由此建立了2K-清洁元件与刷头之间的物理连接。牙刷可以是例如手动牙刷或用于电动牙刷的置换刷子，该电动牙刷包括如本文所公开的提供一个或多个清洁元件的刷头、柄部和将刷头和柄部彼此连接的颈部，其中一个或多个清洁元件包括至少一个2K-清洁元件和一个或多个刷毛簇。本文公开的方法允许高度设计灵活性并且使得非刷毛簇清洁元件的处理更容易。具体地，软弹性体清洁元件的处理通常具有挑战性，因为存在如下事实：软质元件难以抓握并且可能受到静电力的大幅影响。在这些情况下，例如适合作为“处理”部件的第二部件可以解决这些问题。通过本文公开的方法，以类似方式处理刷毛簇清洁元件和2K-清洁元件，由此使牙刷制造更有效。此外或另选地，本方法还可以容易地处理高级长丝类型，诸如在锚无关制造技术中化学上呈锥形的超薄长丝。这些长丝可以与第二部件组合，从而允许在已有的生产线中进行加工。
如本文所理解的术语“2K-清洁元件”是指包括至少两个不同部件的清洁元件。如本文所理解的“两个不同的部件”是指2K-清洁元件包括由两种不同材料、具体是两种不同的塑性材料制成的至少两种不同的几何形式。2K-清洁元件可以包括例如由两种不同的硬质塑性材料制成、由两种不同的软质塑性材料制成、或者由一种硬质塑性材料和一种软质塑性材料制成的两种不同的几何形式。具体地，2K-清洁元件可以由以下部件组成：由硬质塑性材料制成的一个部件和由热塑性弹性体(TPE)制成的一个部件、或者由硬质或软质塑性材料制成的一个部件和包括指示元件的一个部件、或者由硬质或软质塑料制成的一个部件和包括化学品释放元件的一个部件、或者由硬质或软质塑料制成的一个部件和作为一束刷毛的一个部件、特别是由硬质或软质材料制成的一个部件和作为一束超薄锥形刷毛的一个部件、或者它们的组合。不同的组合为2K-清洁元件提供不同的性质。例如，较硬的部件可以在下游制造技术期间屏蔽2K-清洁元件的较软部件。此外或另选地，较硬部件可以增加较软部件的机械抗性而不增加较软部件的磨蚀性。此外或替代地，第二部件可以允许处理牙刷生产线中的第一部件。此外，2K-清洁元件的部件之一、具体是第二部件包括至少一个底切，使得2K-清洁元件在模制过程期间物理地连接到牙刷头部。
如本文所理解的“硬质塑料”材料的肖氏D硬度可以在约30至约90的范围内，具体是在约40至约80的范围内，更具体地在约50至约80的范围内，甚至更具体地在约65至约75的范围内。可以用作硬质塑性材料的合适材料可以是例如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚甲醛(POM)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、或者包括聚丙烯、聚乙烯、聚甲醛，聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰胺的共混物或混合物。由硬质塑性材料形成的元件可以具有任何几何形式，例如凸结、销、翅片、壁、棒、槽、弯曲件、圆形件、薄片或者它们的组合。具体地，由硬质塑性材料形成的元件将是第二部件，因此优选地包括至少一个底切。
如本文所理解的“软质塑料”材料的肖氏A硬度可以在约10至约80的范围内，具体是在约20至约70的范围内，更具体地在约30至约60、甚至更具体地在约30至约40的范围内。软质塑性材料的肖氏A硬度取决于用于2K-清洁元件的几何形状。与较厚元件相比，较薄几何元件可以由具有较大肖氏A硬度的材料制成。软质塑性材料的选择还取决于所形成的元件的长度。原则上，较长的几何元件与较短的元件相比可以由具有更大的肖氏A硬度的软质塑性材料制成。可以用作软质塑性材料的合适材料可以是例如橡胶、热塑性弹性体(TPE)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚甲醛(POM)或者它们的共混物或混合物。表现出弹性体性质的材料、诸如TPE优选地用作本文的软质塑性材料。软质塑性材料可以具有任何几何形式，例如凸结、销、翅片、壁、棒、槽、弯曲件、圆形件、薄片、纹理化元件、抛光元件诸如例如抛光杯、或刮舌元件或者它们的组合。
此外，2K-清洁元件应当被理解为包括至少两个不同的部件。这意味着2K-清洁元件还可以包括第三和第四部件。第三和/或第四部件可以是由已经用于2K-清洁元件的第一和第二部件的材料制成的几何上不同的部件，或者第三和/或第四部件可以由与2K-清洁元件的第一和第二部件不同的材料制成。为了为每个部件提供不同的性质，至少一个2K-清洁元件的所有部件优选地由不同的塑性材料组成。
如本文所理解的“指示元件”是随时间推移和/或使用而修改由此指示牙刷的状态的任何元件。例如，指示元件可以随时间推移和/或使用而改变或磨损其颜色。合适的指示元件是例如挤出的长丝或TPE元件。指示元件可以与硬质塑性材料或软质塑性材料组合以形成2K-清洁元件。
如本文所理解的“化学品释放元件”是在使用期间与水和/或唾液接触和/或在刷牙期间受刷毛簇长丝机械影响之后释放化学物质的任何元件。合适的化学品释放元件是例如填充有或包括化学活性物质的垫或贮存器。可以释放的合适的化学活性物质可以是例如抗敏化学品、止痛化学品、创伤愈合化学品、抗炎化学品、调味部件、抗牙垢化学品、美白化学品、抗菌剂、抗腐蚀化学品或者它们的混合物。化学品释放元件可以与硬质塑性材料或软质塑性材料组合以形成2K-清洁元件。
除了2K-清洁元件之外，本文所公开的牙刷还包括一个或多个刷毛簇。如本文所用的“刷毛簇”应当被理解为包括单根刷毛长丝的任何类型、形式或布置。刷毛长丝可以由天然材料、塑料或塑料混合物组成。可以用于形成刷毛长丝的塑料例如是聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者它们的混合物。将一根以上的刷毛长丝分组以形成刷毛簇。刷毛簇可以在一个簇端包括增厚部，其中该增厚部可以通过熔化刷毛端部而形成。与增厚部相对的簇端是旨在用于清洁牙齿的端部。旨在用于清洁的刷毛的端部可以切成特殊的轮廓，可以为锥形，可以为端部圆形的并且可以是抛光的，以便提供安全和舒适的刷毛簇，其不会伤害口腔中的软组织。刷毛簇可以嵌入刷头中。因此，刷头的塑性材料围绕簇端部处的增厚部流动，由此将刷毛簇牢固地紧固到刷头中。
此外，刷毛簇也可以表示2K-清洁元件的一个部件。如果2K-清洁元件包括刷毛簇，则刷毛簇永久地与由硬质塑性材料或软质塑性材料形成的几何元件组合以便形成2K-清洁元件。如果在2K-清洁元件中包括刷毛簇，则形成混合簇。如本文所用的“混合簇”应当被理解为包括弹性体清洁元件和刷毛(簇)长丝的任何类型、形式或布置的清洁元件。因此，刷毛长丝可以布置在弹性体清洁元件周围和/或内部。围绕弹性体元件布置的示例可以是弹性体凸结、弹性销、弹性体翅片、弹性体壁、弹性体棒、弹性体槽、弹性体弯曲件、弹性体圆形件、弹性体薄片、弹性体纹理化元件或弹性体抛光元件，其轮廓被由刷毛长丝或刷毛簇制成的相应轮廓围绕。弹性体清洁元件的轮廓可以完全或部分地由刷毛长丝或刷毛簇围绕。弹性体元件内部的布置的示例可以是弹性体杯或其它开放结构，其中在杯的腔中布置了刷毛长丝或刷毛簇。此外或另选地，混合簇可以包括布置在弹性体清洁元件内部的刷毛长丝或刷毛簇和布置在弹性体清洁元件的轮廓处的刷毛长丝或刷毛簇这两者。
如本文所公开的，手动牙刷的刷头或置换刷头至少部分地在2K-清洁元件和刷毛簇用塑性材料包覆模制期间形成。优选地，用于包覆模制清洁元件和形成刷头的塑性材料与2K-清洁元件和刷毛簇的塑性材料不同。然而，如果这似乎是合适的，则刷头的材料还可以包括在2K-清洁元件或刷毛簇中使用的材料。
此外或另选地，刷头还可以包括插入件，其中插入件通过将至少一个2K-清洁元件连同一个或多个刷毛簇包覆模制而嵌入刷头中。如果将附加的插入件集成到刷头中，则所述插入件和至少一个2K-清洁元件和一个或多个刷毛簇位于刷头的相对侧。可以适用使用的插入件是例如驱动部件、可连接到驱动轴或驱动部件上的连接元件、轴承的部件、轴承或轴承轴、支架主轴或安全锚或者它们的组合。这意味着如果刷头是用于电动牙刷的置换刷子的部件，则优选地将附加插入件集成到刷头中。合适的插入件包括金属或金属合金或刚性塑性材料。此外，合适的插入件还可以包括嵌入刚性塑性材料中的金属或金属合金部件。刚性塑性材料应提供刚性和/或刚度。另外，如果插件代表轴承或联接元件的一部分，则其表面还必须精确地形成。可以用作刚性材料的合适材料应当表现出比用于通过包覆模制形成刷头的塑性材料的肖氏硬度更高的肖氏硬度。此外或另选地，与用于刷头的塑性材料相比，用于插入件的材料也可以具有较高的熔点、刚度、强度、耐磨性和/或耐热性和/或可以较高的压力被注入。此外或另选地，与刷头的塑料相比，插入件的塑料也可以具有较低的熔化状态的粘度或较低的熔体流动指数。可以用于形成插入物的合适的刚性材料是聚甲醛(POM)。具体地，聚甲醛适于形成表现出高刚度和精确表面的轴承部分。此外或另选地，用于形成刷头的塑料应当是在模制过程期间不进入清洁元件支架的材料。可以用于包覆模制和形成刷头的合适材料可以为例如聚丙烯、聚乙烯或聚对苯二甲酸乙二酯。
此外，提供了一种用于生产如本文所公开的牙刷的刷头的方法。该方法包括提供包括作为盲孔的腔的清洁元件支架的步骤。所述腔适于保持2K-清洁元件的一个部件或一个或多个刷毛簇的一端，使得位于清洁元件支架中的2K-清洁元件或刷毛簇部分地位于所述支架内部或者部分地位于所述支架外部，其中2K-清洁元件的至少一个底切位于所述支架外部。清洁元件支架表示模具的半部，并且可以与至少一个第二半模组合成包括模具腔的模具。由此形成的模具腔是如本文所公开的用于刷头的模具腔。由于清洁元件支架的表面表示用于刷头的模具腔的部件，所以支架的表面是待形成刷头的表面的背面。清洁元件支架的腔被分组以覆盖生产一个刷头所需的腔。此外，清洁元件支架可以提供一组以上的腔，使得可以用一个清洁元件支架形成一个以上的刷头。
该方法还包括提供至少一个2K-清洁元件的步骤。提供2K-清洁元件的步骤可以包括由两种不同材料形成2K-清洁元件。例如，2K-清洁元件可以通过将第一材料注塑到第一模具中并且用第二材料包覆模制由第一材料制成的几何形式来形成以便形成2K-清洁元件的第二部件。另选地，指示元件诸如指示长丝、化学品释放元件诸如垫、弹性体清洁元件、或多个刷毛簇可以表示2K-清洁元件的第一部件，其可以用形成第二部件的塑性材料包覆模制。用于形成2K-清洁元件的模具可以包括清洁元件支架。因此，提供至少一个2K-清洁元件的步骤可以任选地包括将第一部件插入清洁元件支架中并且用第二部件的材料包覆模制第一部件以便形成2K-清洁元件。对于这种初始包覆模制，使用第二半模，其形成对应于包括至少一个底切的2K-清洁元件的第二部件的模具腔。
根据本文所公开的方法的下一步骤，将2K-清洁元件的第一部件和一个或多个刷毛簇的一端插入清洁元件支架的腔中，使得2K-清洁元件和刷毛簇部分地位于所述支架的内部并且部分地位于所述支架的外部。刷毛簇可以在2K-清洁元件之前或之后设置在清洁元件支架的腔中。如果2K-清洁元件通过注塑形成到清洁元件支架的腔中，则旨在用于提供刷毛簇的腔必须覆盖形成2K-清洁元件的塑性材料，并且刷毛簇优选地在2K-清洁元件之后插入。如果2K-清洁元件设置在支架外部，则刷毛簇可以首先插入支架中。首先插入刷毛簇将允许将未熔合的刷毛簇作为单根刷毛长丝插入到支架的腔中，并且当刷毛长丝位于支架中时将它们熔合到刷毛簇上。清洁元件支架可以提供刷毛簇和2K-清洁元件，使得嵌入刷头或其部件中的端部从清洁元件支架的腔突起，并且旨在用于清洁的端部被清洁元件支架覆盖。从清洁元件支架的表面到通过包覆模制嵌入的端部的距离被调整得足够大，以将刷毛簇和2K-清洁元件牢固地紧固到刷头中。具体地，2K-清洁元件定位在清洁元件支架中，使得第二部件的至少一个底切定位在清洁元件支架的外部，使得其将通过包覆模制嵌入到由此形成的刷头中，从而将2K-清洁元件和刷头物理地连接。
在清洁元件全部放置在支架中之后，形成模具腔，该模具腔包括作为第一半模的清洁元件支架和至少一个第二半模。然后将形成刷头或其部件的塑性材料注入模具腔中。由此，一个或多个刷毛簇和至少一个2K-清洁元件的第二部件用塑性材料包覆模制。由此形成多部件塑料部件。2K-清洁元件、刷毛簇和刷头的材料可以形成该部件的化学连接。此外，至少对于2K-清洁元件，使用至少一个底切来物理地拧紧该连接。例如，刷头的熔融材料可以围绕刷毛簇的簇端部流动，形成小球或板，或者2K-清洁元件的任何几何突起可以嵌入熔融刷头中。
如果将2K-清洁元件直接注入清洁元件支架中，则可以从模制装置的相同位置注入塑性材料。具体地，用于注入不同塑性材料的喷嘴可以布置在模制装置的相同位置处以便减小模制工具的尺寸。
刷毛簇可以作为熔合簇或作为多根长丝插入清洁元件支架中。为了组合长丝末端，后者可以经受加热以便使长丝部分熔融。由此形成圆形增厚部。然后，熔融端部可以经受任何种类的柱塞以形成平坦且均匀的结构。可以使用加热的柱塞在一个步骤中进行熔化和平坦化。因此，该方法可以包括加热刷毛长丝的端部以形成增厚部并通过将平坦化工具(例如柱塞)压靠在增厚部上来使增厚平坦化的附加步骤。由此，必须保留增厚部与清洁元件支架之间的间隙，使得刷头的材料可以在注塑期间围绕增厚部流动。如果增厚部与清洁元件支架的表面直接接触，则清洁元件支架的表面可以远离增厚部移动，以便重新建立将增厚部牢固地嵌入刷头中所需的间隙。
此外或另选地，用于生产刷头、具体是牙刷头部或其部件的方法还可以包括向模具腔提供插入件的步骤。所述插入件可以布置成使得插入件的部件位于模具腔内部而另一个部件位于模具腔外部。因此，位于模具腔内部的部件将用刷头的材料包覆模制，由此将插入件嵌入刷头中。如果插入件是驱动部件、可连接到驱动轴或驱动部件上的连接元件、轴承的部件、轴承或轴承轴、支架主轴或安全锚或者它们的组合，则对将插入件集成到刷头中的步骤可能特别感兴趣。这些类型的插入件可以用于将刷头连接到用于电动牙刷和电动单元的置换刷子。
刷头、具体是牙刷头部或其部件以及通过本文公开的方法生产的牙刷可以用于制造用于电动牙刷的任何种类型的手动或置换刷子。本文所公开的方法还可以用于密封或包装，或者可以用于复合材料和许多其它多部件工业注塑设备中。
以下将给出几个示例性实施方案的详细描述。应当注意的是，本公开中所述的所有特征，无论它们是公开于前面描述的比较普遍的实施方案中还是公开于下面描述的示例性实施方案中，即使它们可描述于具体实施方案的环境中，当然是指公开为可与所有其它所公开的特征组合的各个特征，只要这将不与本公开的宗旨和范围相矛盾。具体地，针对生产刷头的方法或刷头本身之一所公开的所有特征也可以适用于另一个(如果适用的话)。
图1A、图1B、图1G和图1H示出了包括第一部件21和第二部件22的2K-清洁元件20的示例性实施方案。2K-清洁元件20以及第一部件21和第二部件22的几何尺寸和比例不受限制，并且可以基于要满足的特殊要求来选择。例如，第一部件21可以是弹性体清洁元件，例如以销或翅片或棒的形式。弹性体清洁元件可以是直的并且可以包括均匀形式(图1A)或者它可以是不规则形状的(图1G和图1H)。例如，弹性体清洁元件可以包括突起和/或凹陷，其可以规则地或不规则地布置在弹性体清洁元件处。规则布置的凹陷和/或突起可能导致褶皱或起伏形式(图1G)，并且不规则布置的凹陷和/或突起可能形成不规则形状(图1H)。形成弹性体清洁元件21的合适材料可以是例如热塑性弹性体(TPE)。第二部件22可以例如在不旨在用于清洁的弹性体清洁元件21的端部处连接到弹性体清洁元件21。合适的第二部件22的尺寸可以例如大于弹性体清洁元件21，并且可以用作底切以将2K-清洁元件牢固地集成到刷头10中并且屏蔽第一弹性体部件21以免受到下游生产步骤中的热量的影响。用于第二部件22的合适材料可以是例如聚丙烯(PP)。另选地，第二部件22可以用作框架、具体是用作T框架，而第一弹性部件21可以围绕所述T框架22布置(图1B)。
图1C和1D示出了包括第一部件21、第二部件22和第三部件23的3K清洁元件20的示例性实施方案。3K-清洁元件20以及第一部件21、第二部件22和第三部件23的几何尺寸和比例不受限制，并且可以基于要满足的特殊要求来选择。图1C中所示的元件包括彼此平行布置的第一部件21和第三部件23。在图1D中所示的元件中，第一部件21被第三部件23中断。例如，2K或3K-清洁元件由TPE和/或PP和/或PE和/或POM制成。
图1E示出了包括第一部件21、第二部件22、第三部件23和第四部件24的4K清洁元件20的示例性实施方案。4K-清洁元件20以及第一部件21、第二部件22、第三部件23和第四部件24的几何尺寸和比例不受限制，并且可以基于要满足的特殊要求来选择。例如，2K-或3K-或4K-清洁元件由TPE和/或PP和/或PE和/或POM制成。
图1F示出了包括作为第一部件21的超薄刷毛长丝和第二部件22的2K-清洁元件20的示例性实施方案。2K-清洁元件20的几何尺寸和比例不受限制，并且可以基于要满足的特殊要求来选择。超薄刷毛长丝由聚酰胺制成，并且在旨在用于清洁的端部处在化学上呈锥形。合适的超薄长丝可以具有4mil至8mil之间的厚度，并且清洁端部由于化学处理而渐缩至小于2mil。第二部件22可以由聚丙烯制成，其中超薄长丝的非清洁端通过包覆模制嵌入聚丙烯中以便形成2K-清洁元件。超薄长丝优选地用于在正常刷牙期间实现类似牙线效果。
图1J示出了2K-清洁元件20的另一个示例性实施方案，其包括作为第一部件21的多个化学品释放元件和作为第二部件22的支架。支架可以是例如箔片，具体是上面安装有化学品释放元件21的聚乙烯箔。图1J中所示的化学品释放元件21是填充有一种或多种口腔护理化学活性物质的垫，该口腔护理化学活性物质在与水和/或唾液接触时或者在刷牙期间受刷毛长丝机械影响之后递送。包括在垫21中的合适的口腔护理活性物质可以是例如抗敏化学品、止痛化学品、创伤愈合化学品、抗炎化学品、抗牙垢化学品、美白化学品、抗菌剂、抗腐蚀化学品或者它们的混合物。垫可以例如由纤维素制成。
图2示出了本文所公开的形成刷头10的方法的示例性实施方案，其中2K-清洁元件20在刷毛簇26之后插入清洁元件支架30中。不同的步骤在图2a)-图2f)中单独示出。与图1共用的所有特征用相同的附图标记来标出。
图2a)示出了包括多个腔31、32的清洁元件支架30，该腔是盲孔并且适于保持刷毛簇26或2K-清洁元件20。如本文使用的清洁元件支架30包括用于2K-清洁元件20的至少一个腔31和用于刷毛簇26的多个腔32。此外，可以使用清洁元件支架，其包括用于2K-清洁元件20的一个以上的腔31。由于清洁元件支架30用作第一半模，所以它由热静息材料例如不锈钢制成。
图2b)示出了刷毛长丝25，其插入清洁元件支架30的腔32中。每个腔32的尺寸对应于应当在其中形成的刷毛簇26的尺寸。因此，多个单根刷毛长丝25插入腔32中，其中长丝25的数量对应于待形成的刷毛簇26的尺寸。
图2c)示出了位于清洁元件支架30的腔32中的刷毛簇26。刷毛簇26的第一部件27位于支架30内部。第一部件27包括刷毛簇端部，其旨在用于在所得刷头10中进行清洁。刷毛簇26的第二部件28从腔32延伸。对于第二部件28，将长丝端部熔合并组合成熔丝球。熔丝球的尺寸大于刷毛簇26的尺寸以便形成底切并将刷毛簇26牢固地安装到刷头10中。
图2d)示出了位于清洁元件支架30的腔31中的2K-清洁元件。2K-清洁元件20的第一部件21位于支架30内部。第一部件21包括2K-清洁元件20的端部，该端部旨在用于在所得刷头10中进行清洁。2K-清洁元件20的第二部件22从腔31延伸。2K-清洁元件20的第二部件22的尺寸大于第一部件的尺寸，以便形成底切并将2K-清洁元件20牢固地安装到刷头10中并且防止第一部件受到下游过程步骤的影响。2K-清洁元件20的第一部件21可以完全位于腔31中，或者它可以从腔31延伸。如果2K-清洁元件20的第一部件21从腔31延伸，则在形成刷头10期间将形成底切。如果2K-清洁元件20的第一部件21完全位于腔31中，则第二部件22包括突起以便在形成刷头10期间形成底切。
图2e)示出了模具腔36的形成。在将2K-清洁元件20和刷毛簇26布置在支架30中之后，添加第二半模34，由此形成模具腔36。位于支架30内部的2K-清洁元件20的第一部件21和刷毛簇26的部件将被屏蔽以免受到进入模具腔36以形成刷头10的熔融材料的影响。2K-清洁元件20的第二部件22和位于模具腔36内部的刷毛簇26的部件将被熔融材料过度熔融，该熔融材料进入模具腔36以便形成刷头10并且将2K-清洁元件20和刷毛簇26与刷头10物理地连接。
图2f)示出了最终刷头10，其仍然位于清洁元件支架30中。2K-清洁元件20的第二部件22和刷毛簇26的第二部件28物理地集成到刷头10中。刷头10的尺寸对应于图2e)中所示的模具腔36的尺寸。
图3示出了本文所公开的形成刷头10的方法的另一个示例性实施方案，其中2K-清洁元件20在刷毛簇26之前插入清洁元件支架30中。此外，任选的插入件12也集成在待形成的刷头10中。不同的步骤在图3a)-3f)中单独示出。与图2a)-2f)共用的特征用相同的附图标记表示，并且不再详细描述。如果没有另外描述，则在图2a)-2f)中描述的所有变体和特征也都适用于图3。
图3a)示出了由不锈钢制成的清洁元件支架30。支架30包括适于保持刷毛簇26或2K-清洁元件20的多个不同的腔31、32。
图3b)示出了位于清洁元件支架30的腔31中的2K-清洁元件。表示2K-清洁元件20的清洁部件的第一部件21位于支架30内部，而2K-清洁元件20的第二部件22从腔31延伸。
图3c)示出了刷毛长丝25，其插入清洁元件支架30的腔32中。单根刷毛长丝25的数量对应于待形成的刷毛簇26的尺寸。2K-清洁元件20不受其影响并停留在其腔31中。
图3d)示出了位于清洁元件支架30的腔32、31中的刷毛簇26和2K-清洁元件20。2K-清洁元件20的第一部件21和27根刷毛簇26的第一部件位于支架30的腔31、32内部，而第二部件22和部件28从该腔延伸。刷毛簇26的第二部件28熔合并结合到熔丝球上。
图3e)示出了模具腔36的形成。图3e)和3f)中所示的插入件12是任选的特征。如果存在，则插入件12设置成使得插入件12定位成与清洁元件支架30相距一段距离。然后添加第二半模34，由此形成模具腔36。插入件12部分地位于模具腔36中并且部分地位于第二半模34内部。由此，位于半模34内部的插入件12的部件将被屏蔽以免受到进入模具腔36以形成刷头10的熔融材料的影响。此外，位于支架30内部的2K-清洁元件20和刷毛簇26的部件也将被屏蔽以免受到进入模具腔36以形成刷头10的熔融材料的影响。位于模具腔36内部的2K-清洁元件20的部件、刷毛簇26和插入件12将被屏蔽以免受到进入模具腔36以形成刷头10的熔融材料的影响。
图3f)示出了最终刷头10，其仍然位于清洁元件支架30中。2K-清洁元件20的第二部件22、刷毛簇26的第二部件28以及插入件12的部件物理地集成到刷头10中。刷头10的尺寸对应于图3e)中所示的模具腔36的尺寸。
如果存在插入物12，则可以在任何合理的方法步骤中将其提供给模具腔36。例如，如果如图3中所示执行该方法，则插入件也可以与2K-清洁元件(未示出)平行并一起设置。另选地，插入件12也可以由第二半模34(未示出)提供。在将支架30转移到模制工具(未示出)中之后，也可以将2K-清洁元件添加到清洁元件支架30中。
图4A、4B和4C示出了可以如本文所公开的那样生产的牙刷头部的三个示例性实施方案。与图1至3共用的特征用相同的附图标记表示，并且不再详细描述。图4A、4B和4C中所示的牙刷头部10的部件是电动牙刷置换头的部件，其中插入件12可与传动装置连接。图4A示出了仅包括2K-清洁元件的示例性牙刷头部10的部件的纵向剖视图。2K-清洁元件包括由嵌入弹性体材料21中的PP制成的T框架22。T的水平部件的一侧在弹性材料21上延伸以便在所得刷头10中形成底切。图4A中所示的刷头部件可以适于牙齿的抛光。图4B示出了示例性牙刷头部10的部件的纵向剖视图，该牙刷头部具有若干类型的清洁元件，该清洁元件包括一个2K-清洁元件20与刷毛簇26的组合。图4B中所示的刷头部件可以适于日常口腔卫生。图4C示出了包括作为清洁元件的刷毛簇26的示例性牙刷头部10的部件的纵向剖视图。此外，包括若干垫的箔片作为2K-清洁元件20包括在刷头中。垫包括通过垫与唾液接触而递送的口腔护理活性物质，诸如抗菌剂、抗敏剂或抗腐蚀化合物。图4C中所示的刷头10可以适于日常口腔卫生，并且通过包括在2K-清洁元件20的垫中的活性物质提供附加的益处。
图5示出了牙刷头部10及其颈部41，该颈部可与任何牙刷柄部连接以形成手动牙刷40。然而，图5中所示的刷头10也可以连接到电动牙刷柄部。图5中所示的牙刷头部10的每个特征都可以简化形式或者以与所表现的那些不同的组合进行设计。与图1至4共用的特征用相同的附图标记表示，并且不再详细描述。图5示出了示例性牙刷头部10的纵向剖视图，该牙刷头部具有若干类型的清洁元件，该清洁元件包括两个2K-清洁元件20a、20b与刷毛簇26a、26b、26c的组合。清洁元件20、26可以从刷头10呈矩形突起(20a,20b,26a,26b)，或者可以在任何方向上相对于刷头10的表面倾斜26c。刷毛簇清洁元件26可以表现出不同的簇几何形状，例如圆形、矩形、细长矩形、半圆形或者它们的组合。刷毛簇26中的刷毛例如由聚酰胺制成。2K-清洁元件20a、20b各自由两种不同的塑性材料通过注塑制成。此外，2K-清洁元件20a、20b可以由不同的材料组合制成。2K-清洁元件20b的第一部件21可以是具有在约40至约50的范围中的肖氏A硬质的热塑性弹性体。第二部件22可以是具有在约20至约80或约40至约60的范围中的肖氏A硬质的热塑性弹性体。2K-清洁元件20a的第一部件21可以是具有在约40至约50的范围中的肖氏A硬质的热塑性弹性体。第二部件22可以由聚丙烯制成。2K-清洁元件20a的第二部件22由刷头10完全包覆模制，而2K-清洁元件20b的第二部件22部分地从刷头10突起。完全包括在刷头10中的第二部件22主要将2K-清洁元件20保持在刷头10中。从刷头10部分地突起的第二部件22也影响第一部件21的性质。刷头10通过注塑形成，由此包覆模制刷毛簇26a、26b、26c和包括形成2K-清洁元件20a、20b的底切的突起的第二部件22。刷头10的塑性材料可以是具有在约55至约65的范围中的肖氏D硬质的聚丙烯。
图6示出了牙刷头10、具体是其的可与电动牙刷的传动装置和电动牙刷连接的区段。图6中所示的每个特征都可以简化形式或者以与所表现的那些不同的组合进行设计。与图1至5共用的特征用相同的附图标记表示，并且不再详细描述。图6示出了示例性置换刷头42的部件的纵向剖视图，该刷头旨在用于耦接到具有若干类型的清洁元件的电动牙刷柄部，该清洁元件包括2K-清洁元件20与刷毛簇26的组合。此外，插入件12嵌入刷头10中。清洁元件20、26可以从刷头10呈矩形突起，或者可以在任何方向上相对于刷头10的表面倾斜。刷毛簇清洁元件26可以表现出不同的簇几何形状，例如圆形、矩形、细长矩形、半圆形或者它们的组合。刷毛簇26中的刷毛例如由聚酰胺制成，并通过包覆模制(包括底切的形成)而锚固到刷头10中。2K-清洁元件20通过注塑由两种不同的塑性材料组成。2K-清洁元件20的第一部件21可以是具有在约40至约50的范围中的肖氏A硬质的热塑性弹性体。第二部件22可以由聚丙烯制成。第二部件22大部分嵌入刷头10中、具体是嵌入其中使得形成底切，由此将2K-清洁元件牢固地锚固到刷头中。从刷头10表面突起的第二部件22的部件影响例如第一部件21的弹性性质。第一部件21形成为杯结构，该杯结构可以具有隔板，该隔板将杯的内部空间分成两个或更多个子空间。所述隔板也可为局部板。弹性杯结构可以优化牙齿的抛光，并且可以携带牙膏和/或抛光膏。刷毛簇26也部分地嵌入刷头10中。示出了两种不同类型的清洁元件20、26，但是刷头区段10也可以包括另外类型的清洁元件。刷头10的清洁元件20、26不从插入件12突起的表面部分地嵌入刷头10中。插入件12可以是将刷头10连接到电动柄部的耦接结构或驱动部件。插入件12部分地嵌入刷头10中，其中形成底切以便在刷头10与电动柄部之间产生牢固的连接。插入件12可以与每隔一个2K-清洁元件20或刷毛簇26组合。
图7A和B示出了另一个牙刷头部10、具体是其的可与电动牙刷的传动装置和电动牙刷连接的区段。图7中所示的每个特征都可以简化形式或者以与所表现的那些不同的组合进行设计。与图1至6共用的特征用相同的附图标记表示，并且不再详细描述。图7A示出了示例性置换刷头的部件的纵向剖视图，该刷头旨在用于经由插入件12耦接到电动牙刷柄部。所示的牙刷部件包括若干类型的清洁元件，其包括2K-清洁元件20与刷毛簇26的组合。刷毛簇26相对于刷头10的表面倾斜并扭曲。刷毛簇清洁元件26可以表现出不同的簇几何形状，例如圆形、矩形、细长矩形、半圆形或者它们的组合。刷毛簇26中的刷毛例如由聚酰胺制成，并通过包覆模制(包括底切的形成)而锚固到刷头10中。2K-清洁元件20由两种不同的塑性材料组成并且通过注塑制备。
图7B示出了图7A中所示的清洁元件区域的顶视图。刷毛簇26布置在外圆上，并且2K-清洁元件20位于刷毛簇26的中间。2K-清洁元件20的第一部件21可以是具有在约40至约50的范围中的肖氏A硬质的热塑性弹性体。第二部件22可以由聚丙烯制成。第二部件22将与簇26的熔合端部一起嵌入刷头部件10中。
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”。

Claims (15)

1.一种用于生产刷头(10)、具体是牙刷头部或其部件的方法，所述方法包括以下步骤：
- 提供清洁元件支架(30)，其包括腔(31,32)，其中所述清洁元件支架(30)表示模具的第一半部；
- 提供至少一个双部件-(2K)-清洁元件(20)，其中所述2K-清洁元件包括第一部件(21)和第二部件(22)，其中所述第二部件(22)包括至少一个底切；
- 将所述至少一个2K-清洁元件(20)和一个或多个刷毛簇(26)插入所述清洁元件支架(30)，其中所述至少一个2K-清洁元件(20)的所述第一部件(21)和所述一个或多个刷毛簇(26)的第一部件(27)被所述清洁元件支架(30)覆盖；
- 通过将所述清洁元件支架(30)与至少一个第二模具半部(34)组合来形成模具腔(36)，其中所述至少一个2K-清洁元件(20)的所述第二部件(22)包括所述至少一个底切，并且所述一个或多个刷毛簇(26)的所述第二部件(28)位于所述模具腔(36)内部；
- 将塑性材料注入所述模具腔(36)中，其中所述至少一个2K-清洁元件(20)的所述第二部件(22)包括所述至少一个底切，并且所述一个或多个刷毛簇(26)的所述第二部件被注入的塑性材料包覆模制，并且其中所述刷头(10)或其部件由此形成，并且其中所述2K-清洁元件(20)通过所述至少一个底切物理地安装在所述刷头(10)中。
2.根据前述权利要求所述的方法，其中所述一个或多个刷毛簇(26)在所述至少一个2K-清洁元件(20)之前或之后插入所述清洁元件支架(30)中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述一个或多个刷毛簇(26)由多个单根长丝纤维(25)组成，其中所述多根长丝纤维(25)在位于所述清洁元件支架(30)中时被熔融以形成长丝簇(26)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其包括向所述模具腔(36)提供插入件(12)的步骤，其中所述插入件(12)的部件位于所述模具腔(36)内部并且被所述注入的塑性材料包覆模制。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中提供所述至少一个2K-清洁元件(20)的步骤包括将所述第一部件(21)插入所述清洁元件支架(30)中并且用所述第二部件(22)的所述材料包覆模制所述第一部件以形成所述2K-清洁元件(20)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个2K-清洁元件(20)的所述第一部件(21)和所述第二部件(22)包括两种不同的硬质塑性材料、两种不同的软质塑性材料、或者硬质塑性材料与软质塑性材料，优选地其中所述2K-清洁元件(20)的所述第一部件(21)和所述第二部件(22)由硬质塑性材料和弹性体清洁元件组成，由硬质或软质塑性材料和指示元件组成，由硬质或软质塑性材料和一束刷毛组成，由硬质或软质塑性材料和一束超薄锥形刷毛组成，由硬质或软质塑性材料和化学品释放元件组成，或者它们的组合。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个2K-清洁元件(20)还包括第三部件(23)和第四部件(24)，其中所述至少一个2K-清洁元件(20)的所有部件都由不同的材料、优选地不同塑性材料组成。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中一个以上的清洁元件支架(30)平行设置，并且一个以上的刷头(10)或其部件平行地形成。
9.一种手动牙刷(40)或用于电动牙刷的置换刷头(42)的部件，所述电动牙刷包括刷头(10)，所述刷头提供可由根据前述权利要求中任一项所述的方法获得的至少一个2K-清洁元件(20)和一个或多个刷毛簇(26)，其中所述至少一个2K-清洁元件(20)和所述一个或多个刷毛簇(26)通过包覆模制嵌入所述刷头(10)的所述塑性材料中，其中所述刷头(10)的所述塑性材料不同于所述至少一个2K-清洁元件(20)和所述一个或多个刷毛簇(26)的材料，并且其中所述至少一个2K-清洁元件(20)和所述刷头(10)或置换刷头(42)的部件通过至少一个底切物理地连接。
10.根据权利要求9所述的手动牙刷(40)或用于电动牙刷的置换刷头(42)的部件，其中所述至少一个2K-清洁元件(20)的所述两个部件(21,22)选自两种不同的硬质塑性材料、两种不同的软质塑性材料、或者硬质塑性材料与软质塑性材料，优选地其中所述2K-清洁元件(20)由硬质塑性材料和弹性体清洁元件组成，由硬质或软质塑性材料和指示元件组成，由硬质或软质塑性材料和一束刷毛组成，由硬质或软质塑性材料和一束超薄锥形刷毛组成，由硬质或软质塑性材料和化学品释放元件组成，或者它们的组合。
11.根据权利要求10所述的手动牙刷(40)或用于电动牙刷的置换刷头(42)的部件，其中所述弹性体清洁元件是凸结、销、翅片、壁、棒、槽、弯曲件、圆形件、纹理化元件、抛光元件、刮舌元件或者它们的组合。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的手动牙刷(40)或用于电动牙刷的置换刷头(42)的部件，其中所述至少一个2K-清洁元件(20)还包括第三部件(23)和第四部件(24)，其中所述至少一个2K-清洁元件(20)的所有部件都由不同的材料、优选地不同塑性材料组成。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的用于电动牙刷的置换刷头(42)的部件，其中所述刷头(10)还包括插入件(12)，其中所述插入件(12)通过将所述至少一个2K-清洁元件(20)连同所述一个或多个刷毛簇(26)包覆模制而嵌入所述刷头(10)，并且其中所述插入件(12)和所述至少一个2K-清洁元件(20)以及所述一个或多个刷毛簇(26)位于所述刷头(10)的相对侧。
14.根据权利要求13所述的用于电动牙刷的置换刷头(42)的部件，其中所述插入件(12)是驱动部件、可连接到驱动轴或驱动部件上的连接元件、轴承的部件、轴承或轴承轴、支架主轴或安全锚或者它们的组合。
15.根据权利要求13或14所述的用于电动牙刷的置换刷头(42)的部件，其中所述插入件(12)由具有比所述刷头(10)的所述材料更高的肖氏硬度的塑性材料、金属、金属合金或者它们的组合组成。
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