UA51674C2 - Спосіб виробництва спіральної щетини - Google Patents

Abstract

Винахід стосується способу виробництва спіральної щетини шляхом екструзії моноволокон. Щоб забезпечити недорогий спосіб виготовлення спіральної щетини з такою саме, передбачуваною якістю, як у звичайної щетини, моноволокно некруглого перерізу екструдують і на виході з екструдера попередньо розтягують, що супроводжується зменшенням його перерізу, потім вдруге розтягують, скручують у спіральний щетинний матеріал принаймні на частині довжини і стабілізують термоусадкою. Можливо екструдувати моноволокно овального або багатокутного перерізу або таке, що має осердя і принаймні одне аксіальне паралельне ребро. У іншому варіанті принаймні два моноволокна на виході з екструдера попередньо розтягують, що супроводжується зменшенням їх перерізу, вдруге розтягують, скручують разом, одержуючи спіральний щетинний матеріал та стабілізують термоусадкою.

Description

Опис винаходу

Винахід стосується способу виробництва спіральної щетини з пластмаси шляхом екструзії моноволокон. 2 Щетина для щіток будь-якого типу чинить дію чищення перш за все вільними кінцями щетинок, які обдирають брудну поверхню і видаляють бруд за рахунок дряпання та зскрібання. Якщо накладається посилений тиск, щетинки згинаються і працюють своєю периферійною поверхнею. Потім вони чинять пом'якшену дію на поверхню, дотикаючись і ковзаючи по ній.

Поряд з круглою щетиною, яка діє вищеописаним чином, існує також профільована щетина, у якій кромки 70 різного профілю чинять посилену зскрібаючу дію при вигинанні щетинок. Відомі також щетинки спірального профілю для миття автомобілів (заявка Німеччини 93 19214, патент Німеччини 1 140 901), де спіралі мають дуже великий крок. Мається на меті знизити сильну зскрібаючу дію профільованих щетинок через те, що у кожному місці працює лише частина спіралі. Таку щетину з крученою спіраллю можна одержати, скручуючи моноволокно у по суті зіркоподібний переріз. З джерел не ясно, яким чином це досягається, зокрема, як одержати стабільну 12 щетину, що легко повертається до первісної форми.

Відоме також виконання периферійної поверхні конічних щетинок з гвинтовою лінією або спіраллю (заявка

Німеччини 85 22 986). Це має місце протягом наступного формування гвинтової лінії або при екструдуванні щетини. Така щетина полегшує та поліпшує дію, зокрема, щіток для волосся. Екструдована або профільована щетина мусить мати значний переріз, щоб забезпечити належний опір при згинанні. Отже, це скоріш штифти, ніж щетинки.

Нарешті, відоме (патент Німеччини 16 6О 646) виготовлення спіральних волокон шляхом екструдування моноволокна під значним напруженням зсуву так, щоб отримати розірвані екструзійні потоки. Спіральна форма надається безпосередньо у головці екструдера й закріплюється раптовим охолодженням одразу після екструдера. Завдяки великим напруженням зсуву, що вимушено призводить до розірваного екструзійного потоку, с 22 а також раптовому глибокому охолодженню ще розплавленого матеріалу, стабільність волокон значно Го) погіршується. Це волокно не можна використовувати як матеріал для щетинок. Неможливо також впливати на крок спіралі.

В основу винаходу поставлено задачу в способі виробництва спіральної щетини шляхом зміни технології створення спіралі та термообробки забезпечити виробництво спіральної з наперед визначеними властивостями, М як у звичайної щетини, і з невеликими витратами. ча

Поставлена задача вирішується тим, що в способі виробництва спіральної щетини з пластмаси шляхом екструзії моноволокон, відповідно до винаходу моноволокно не круглого перерізу екструдують і після видалення ее, з екструдера попередньо розтягують, що супроводжується зменшенням його перерізу, потім вдруге розтягують, «-- потім скручують, принаймні, на частині довжини у спіральний щетинний матеріал, а після скручування 3о стабілізують термоусадкою. о

Попереднє розтягування відбувається негайно після того, як моноволокно виходить з екструдера, а подальше розтягування має місце після охолодження, наприклад, після проходження моноволокна крізь водяну ванну. «

Завдяки двохстадійному розтягуванню одержують профільовану щетину з показниками міцності, як у З 70 звичайної, не профільованої щетини. Подальше скручування навкруги осі моноволокна дозволяє одержати с спіральний або гвинтовий щетинний матеріал. Одержана таким чином спіраль походить з профілю моноволокна,

Із» що виступає за круглу форму і може охоплювати всю довжину щетини або лише її частину. Стабілізацію після скручування можна проводити відомим чином під впливом підвищеної температури або зберігання скрученого щетинного матеріалу за звичайної або підвищеної температури так, щоб дотримувати бажану форму матеріалу.

Переважно після подальшого розтягування і перед скручуванням моноволокно попередньо стабілізують і-й термоусадкою. Протягом цієї попередньої стабілізації моноволокно піддають нагріванню, а потім охолоджують - так, що воно дає усадку. Поєднання подальшої стабілізації після скручування гарантує надійне зберігання скрученого моноволокна. б Моноволокно, одержане екструзією, може мати овальний або багатокутний переріз. У випадку овального -І 20 перерізу, коли центром кручення є вісь, одержують щетинний матеріал з двома гвинтовими лініями на поверхні.

За багатокутного перерізу матеріал має стільки гвинтових ліній, скільки кутів.

Т» Переважно обирають прямокутний, зокрема, квадратний переріз, отже, на периферійній поверхні чи зовнішній межі створюються чотири гвинтові лінії.

Замість цього можна екструдувати та скручувати моноволокно, що складається з осердя та, щонайменше, 29 одного паралельного до осі ребра. У такому разі одержують щетинний матеріал із гвинтовими лініями, висоту

ГФ) яких можна задати згідно з висотою ребра, так що на щетині створюються порівняно глибокі канали. юю У деяких випадках треба гарантувати, що користувач розпізнає щітки, які містять особливо абразивну спіральну щетину, і не буде помилково користуватися ними, як, наприклад, у випадку зубних щіток для занадто вразливих ясен. В іншому варіанті здійснення винаходу, принаймні, одне ребро або одна грань багатокутного 60 перерізу відрізняється кольором від осердя моноволокна, для чого екструдують пластмаси різного забарвлення, наприклад, осердя щетини з білої або прозорої пластмаси, а гвинтова лінія позначена кольоровою міткою. Якщо забарвлення надається пігментом, то спіраль має більш жорстку і водночас абразивну поверхню.

Переважно осердя і, принаймні, одне ребро або одна грань багатокутного перерізу виробляються з різних пластмас. Через те одержані спіралі можна пристосовувати до конкретних умов, особливо з точки зору міцності. бо Якщо ребра виготовлені з відносно м'якого матеріалу, вони придатні, наприклад, для ретельного видалення бруду з килимів. Відносно жорсткий матеріал ребер робить їх придатними, наприклад, для ефективного чищення зубів. Ребра з абразивного матеріалу дають змогу ефективно видаляти іржу. Користувач може отримувати інформацію щодо властивостей тієї чи іншої щітки з різного забарвлення осердя та ребер.

У деяких щітках необхідно, щоб щетинки мали задану жорсткість. У переважному варіанті здійснення винаходу адаптована жорсткість досягається тим, що моноволокно екструдують з осердя, оточеного оболонкою з іншої пластмаси. Завдяки підбору матеріалів, наприклад, осердя може мати типові властивості щетини щодо гнучкості, а оболонка - бути оптимально пристосованою до даних умов використання. Ребра оболонки можна робити з того самого або іншого матеріалу. 70 Інше рішення завдання винаходу полягає в екструзії моноволокон, наприклад, круглого перерізу. Такий спосіб відрізняється тим, що, принаймні, два моноволокна попередньо розтягують на виході з екструдера, зменшуючи при цьому їхній переріз, після чого розтягують знов і скручують разом, одержуючи спіральний щетинний матеріал, і стабілізують термоусадкою після скручування. Отже, у цьому випадку спіральний профіль периферійної поверхні щетини створюється з, щонайменше, двох скручених разом моноволокон довільного /5 перерізу, їхня стабільність є наслідком процесу виробництва звичайної щетини.

Тут також моноволокно можна стабілізувати термоусадкою після повторного розтягування і перед скручуванням. Ця стабілізація теж може статися під впливом підвищеної температури або за рахунок зберігання скрученого щетинного матеріалу за нормальної або підвищеної температури.

Дія щітки залежить, між іншим, від ступеня скручування відносно фактичної довжини щетинки або щетинного 2о матеріалу, тобто від кроку спіралі, створеної внаслідок скручування. Встановлено, що крок спіралі не повинен перевищувати вдвічі діючої довжини щетинки, так, що вздовж діючої довжини знаходиться спіраль, що проходить контур 180". Втім, переважно крок спіралі менший і може сягати аж до діаметра матеріалу щетини. У випадку зубних щіток доцільно обирати такий крок, щоб на їсм довжини щетинки припадало, принаймні, 2, а краще 3-5 витків. сч

Згідно з іншим варіантом виконання винаходу, моноволокно або волокно виробляють з еластичної пластмаси. Отже, щетинки, вироблені з щетинного матеріалу, можна розтягувати у довжину, що призводить до і) зменшення їхнього діаметра, наприклад, при застосуванні у зубних щітках або засобах чищення міжзубних проміжків їх можна вставляти до шпарок між зубами, але вони там не застрянуть. На виході з екструдера щетину розтягують і за бажанням додатково скручують. «Е зо Щетинний матеріал, виготовлений згідно з винаходом, можна з успіхом використовувати у різноманітних щітках. Глибокі проміжки між спіралями на поверхні особливо зручні для прийому та зберігання бруду при роботі - щітки аж до кінця її проходу. Ця перевага відчутна, наприклад, у щітках для килимів, щітках пилососів, Ге підлогонатиральних щітках та інших.

Крім того, порожнини між спіралями можна використовувати для зберігання засобів для чищення. Це --

Зв Стосується щіток для волосся, малярних пензлів, косметичних щіток і т. ін. ю

Нарешті, у багатьох випадках можливо успішно поєднувати очисну дію кінців щетинок та боків спіралі. Це має місце у зубних, масажних щітках, швабрах, йоржах, щітках для видалення іржи і т. ін. Крім того, спіральні щетинки окремо або поєднані у жмутки особливо зручні у зубочистках, які за рахунок зворотно-поступального руху значно ефективніше очищують міжзубні шпарки, бо до дії стають все нові перерізи. Навіть якщо зубочистка « застряє у вузький шпарці, вона не розламується, і її можна легко витягнути обертанням. Нарешті, вони можуть з с діяти вкрай м'яко, якщо відповідним чином закруглити спіральний переріз.

У випадку зубочисток з'являються додаткові переваги, якщо обертати лише частину її довжини. Переріз ;» частини, яку не обертають, менший, отже, її легше встромляти до шпарини поміж зубів. Встромляння можна ще полегшити, якщо, принаймні, у деяких зонах переріз частини, яку не обертають, зробити плоским, наприклад,

Шляхом пресування. с Щоб пристосувати дію щітки до конкретних умов, можна поєднувати спіральні щетинки з щетинками інших конфігурацій та обробляти їх разом. -

Фо

Claims (1)

1. Формула винаходу Їх» 1. Спосіб виробництва спіральної щетини з пластмаси шляхом екструзії моноволокон, який відрізняється тим, що моноволокно не круглого перерізу екструдують і після видалення з екструдера попередньо розтягують, що супроводжується зменшенням його перерізу, потім вдруге розтягують, потім скручують принаймні на частині вв довжини У спіральний щетинний матеріал, а після скручування стабілізують термоусадкою.

   2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що моноволокно попередньо стабілізують після другого (Ф) розтягування і перед закрученням. ГІ З. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що стабілізація має місце при зберіганні навитого щетинного матеріалу. во 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що екструдують моноволокно овального або багатокутного перерізу.

   5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що екструдують моноволокно прямокутного, переважно квадратного перерізу.

   6. Спосіб за пп. 1-4, який відрізняється тим, що екструдують моноволокно з осердям і, щонайменше, з одним аксіально паралельним ребром. 65 7. Спосіб за пп. З або 6, який відрізняється тим, що принаймні одне ребро або грань багатокутного перерізу має інше забарвлення, ніж осердя моноволокна, і що різнобарвні пластмаси екструдують разом.

   8. Спосіб за пп. 6 або 7, який відрізняється тим, що осердя і, принаймні, одне ребро або грань багатокутного перерізу екструдують разом із різних пластмас.

   9. Спосіб за пп. 1 або 4, який відрізняється тим, що моноволокно екструдують разом з осердям та оточуючої оболонки із різних пластмас.

   10. Спосіб виготовлення спіральної щетини шляхом екструзії моноволокон, який відрізняється тим, що принаймні два моноволокна на виході з екструдера попередньо розтягують, що супроводжується зменшенням їхнього перерізу, потім вдруге розтягують і скручують разом, одержуючи спіральний щетинний матеріал, після чого стабілізують термоусадкою. 70 11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що після другого розтягування моноволокна попередньо стабілізують термоусадкою.

   12. Спосіб за пп. 10-11, який відрізняється тим, що стабілізацію здійснюють при зберіганні навитого щетинного матеріалу при довільно підвищеній температурі.

   13. Спосіб за пп. 1-10, який відрізняється тим, що моноволокно або моноволокна виробляють з еластичної /5 пластмаси.

   14. Спосіб за пп. 1-10, який відрізняється тим, що моноволокно скручують з розрахунку, щонайменше, 2 витки на см.

   15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що моноволокно скручують з розрахунку 3-5 витків на см. Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2002, М 12, 15.12.2002. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. с щі 6) « у (Се) «- І в)

   - . и? 1 - (о) -і с» іме) 60 б5