用于生產(chǎn)具有內(nèi)腔的牙刷的方法
【專利摘要】生產(chǎn)具有內(nèi)腔的一體個(gè)人護(hù)理制品諸如牙刷的方法。
【專利說明】用于生產(chǎn)具有內(nèi)腔的牙刷的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生產(chǎn)具有內(nèi)腔的個(gè)人護(hù)理制品諸如牙刷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]牙刷通常采用注塑方法進(jìn)行制造。這樣一種注塑方法的特征在于提供呈牙刷形狀的模具和通過熱通道噴嘴將熔化的塑料注射進(jìn)模具中。牙刷接著被冷卻并且從模具中頂出。例如，美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)5，845，358示出通過注塑制造的這樣一種牙刷。常規(guī)注塑方法的局限性之一是，大直徑的柄部并且特別是沿其長(zhǎng)度具有基本輪廓的大柄部不能以有效的方式進(jìn)行生產(chǎn)。
[0003]具有增大的柄部直徑的牙刷提供基本的優(yōu)點(diǎn)，例如，它們可給兒童提供增大的抓持區(qū)域，提高兒童控制和使用牙刷的能力；同樣，由于難以彎曲他們雙手的關(guān)節(jié)的緣故，具有殘疾諸如關(guān)節(jié)炎的人們有時(shí)在處理牙刷方面有困難。借助于具有增大的柄部直徑的牙刷，此類困難得到顯著減輕。另外，對(duì)于使用者而言，從人體工程學(xué)的觀點(diǎn)來看，牙刷上柄部橫截面較大比較好。
[0004]從人體工程學(xué)的觀點(diǎn)來看，更勝一籌的是具有輪廓的大柄部，其特征在于橫截面積上的一種或多種實(shí)質(zhì)變化，包括沿著刷的長(zhǎng)度或長(zhǎng)軸增大和減小橫截面積在內(nèi)。當(dāng)牙刷必須被快速移動(dòng)時(shí)通常在濕或滑的時(shí)候，橫截面積上的此類變化允許使用者在使用期間更好地抓持和處理牙刷。
[0005]盡管對(duì)于具有增大的柄部直徑的牙刷具有優(yōu)點(diǎn)，利用注塑來制造具有較大橫截面柄部的牙刷具有至少五個(gè)缺點(diǎn)。
[0006]第一-由于使用了更多的塑料來制造牙刷，牙刷更加昂貴。因?yàn)橛米⑺芊ㄖ圃斓难浪⑹菍?shí)心的，用來形成牙刷柄部的材料近似地隨著柄部直徑的平方而增多。
[0007]第二 -制造的成本增加，因?yàn)槔鋮s和凝固牙刷所需的時(shí)間隨著直徑增大而顯著增力口。冷卻時(shí)間增加是由于熱塑料的數(shù)量增多和牙刷的橫截面較大兩種緣故。因?yàn)樗芰暇哂邢鄬?duì)低的熱導(dǎo)率，隨著橫截面增大，從牙刷的中心排出熱量難度大幅度增加。
[0008]第三-大多數(shù)熱塑性塑料在冷卻和凝固期間收縮。收縮可在柄部的外邊緣冷卻時(shí)通過將另外的熔化的塑料通過澆口填充進(jìn)柄部的中心而減輕。然而，當(dāng)澆口被放置遠(yuǎn)離柄部的最厚部分時(shí)這種減輕失效，并且所述澆口的放置(其將在柄部的厚抓握部分中具有一些觸覺殘余)可導(dǎo)致使用期間不稱心。對(duì)于許多牙刷柄部設(shè)計(jì)而言，只是填充不能減輕可見的表面收縮和與增大的柄部橫截面有關(guān)的表面和內(nèi)部缺陷。這些表面缺陷可被顯現(xiàn)為表面光澤或質(zhì)感上的無(wú)意變化，其造成所述部件的觀感不佳。內(nèi)部缺陷可顯現(xiàn)為塑料里面的空洞或氣泡，取決于塑料的透明度，其可明顯地或不明顯地弱化柄部。
[0009]第四-注塑方法需要足夠的能量以將塑料充分熔化到液體狀態(tài)，使得它可在壓力下行進(jìn)通過流道、噴嘴和澆口以完全充滿注射模具腔體。
[0010]第五-將塑料填充和裝滿注射模具腔體中需要超高壓，通常從數(shù)千磅每平方英寸變化至數(shù)萬(wàn)PSI，其需要由很高強(qiáng)度材料諸如硬鋼制成的模具腔體，這些材料生產(chǎn)昂貴并且耗時(shí)。此外，塑料作用在模具腔體表面上的極高流體壓力橫跨腔體是不均勻的，導(dǎo)致模具腔體的磨損不均勻，其最終將影響模塑塑料部件上的裝飾結(jié)構(gòu)。
[0011]力圖克服與使用注塑來生產(chǎn)具有增大直徑的牙刷柄部有關(guān)的困難，已經(jīng)提出生產(chǎn)具有中空主體的牙刷柄部。例如，EP0668140或EP0721832公開了使用氣助或氣體輔助技術(shù)來制造具有中空的大橫截面柄部的牙刷。在所公開的方法中，靠近牙刷柄部的基座注射熔化的塑料，其中隨后將熱針插進(jìn)熔化的塑料中以將氣體吹進(jìn)熔化的塑料中，所述熔化的塑料接著朝向注射模具的四壁膨脹。以一種相似的方式，美國(guó)專利公布號(hào)6，818，174B2提出，將預(yù)定數(shù)量的熔化的塑料注射進(jìn)腔體中以僅部分地充滿模具腔體并且隨后通過在注射模具中形成的注氣口注射氣體以迫使熔化的塑料與模具腔體的壁接觸。CN102166064公開了一種中空牙刷柄部和用于生產(chǎn)牙刷(具體地牙刷柄部)的方法。當(dāng)熔化的塑性材料被注射進(jìn)牙刷柄部的牙刷柄部模具腔體中時(shí)，氣孔形成于牙刷柄部的任何位點(diǎn)，氣體通過氣孔被吹進(jìn)牙刷柄部的中心，并且在牙刷柄部被成型之后氣孔被密封。所描述的牙刷具有通過氣體輔助注塑方法制造的中空柄部和實(shí)心牙刷頭部。
[0012]為在熔化的塑料中產(chǎn)生空隙空間，此類注塑方法通常在大于1，000PSI的超高壓下注射空氣，使它難以形成具有基本上均勻壁厚的中空柄部主體或者用重疊注塑的二次或三次注射形成中空柄部主體。按這種方法制造的柄部壁厚不是均勻分布的，導(dǎo)致用于較好柄部強(qiáng)度的重量分布很不理想。所節(jié)省的材料量也局限于10?50%的柄部重量。同樣，限制了材料減量和提聞制造效率的可能性。
[0013]生產(chǎn)具有增大橫截面的牙刷柄部諸如電動(dòng)牙刷柄部的一種常規(guī)方法是采用注塑分別地制造離散的柄部部件，然后將這些部件在單獨(dú)的非注塑步驟中或者在后續(xù)的注塑步驟中組裝，從而來自第一步驟或多步驟的離散部件首先被插進(jìn)注射模具中并且圍繞著它們注射一種或多種附加材料，由多個(gè)部件形成中空主體。這種制造方法仍然具有下列缺點(diǎn):需要塑料徹底熔化、高壓和與注塑有關(guān)的相關(guān)設(shè)備，并且此外可增加與模內(nèi)和模外組裝均有關(guān)聯(lián)的人工費(fèi)用。
[0014]在吹塑的電動(dòng)牙刷的組裝過程中，有必要讓柄部的吹塑部分在至少一個(gè)端部敞開以容納電機(jī)、電池和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組件。在這個(gè)過程中，吹塑柄部的至少一個(gè)開口的最小直徑必須超過將被插入的每一個(gè)組件的最小線性尺寸。這樣一個(gè)大開口在非電動(dòng)柄部中將是一個(gè)缺點(diǎn)，其不需要容納內(nèi)部組件入口。此外，吹塑技術(shù)是一種大量生產(chǎn)制造方法。大部分大量生產(chǎn)的主要挑戰(zhàn)是管理多樣性-像包括形式、顏色和裝飾在內(nèi)的設(shè)計(jì)變化。這通常涉及切換某些方法和設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備停產(chǎn)。另外，在想要組合不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)以包含在一個(gè)單一包裝中的那些情況下，大量生產(chǎn)一種產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要被存儲(chǔ)或緩沖。例如，手動(dòng)牙刷通常以合裝包進(jìn)行銷售，所述合裝包包括不同顏色的同一產(chǎn)品形式。
[0015]有可能將中空的吹塑或注塑柄部制成一個(gè)部件，并且將注塑刷頭制成另一個(gè)單獨(dú)的部件。然后，中空的柄部和實(shí)心的或部分中空的刷頭可通過卡扣或膠粘或超聲焊接或一些其它組裝方法進(jìn)行組裝。在由中空的柄部和中空的或?qū)嵭牡乃㈩^制成的牙刷方面具有一些現(xiàn)有技術(shù)。這些現(xiàn)有技術(shù)列出如下。
[0016]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種用于在一次模塑工序中生產(chǎn)牙刷的改進(jìn)方法，所述方法避免了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明提供了一種用于擠出吹塑具有內(nèi)腔的一體牙刷的方法，所述方法包括:提供具有縱向軸線和腔體的擠出吹模，所述腔體具有頭部部分、頸部部分和柄部部分以及限定橫截面積的表面；其中所述腔體具有沿著吹模的縱向軸線鄰接兩個(gè)較小橫截面積的較大橫截面積或者沿著吹模的縱向軸線鄰接兩個(gè)較大橫截面積的較小橫截面積中的至少一個(gè)；擠出包含熱塑性樹脂的型坯，所述型坯包括內(nèi)腔和外表面，其中所述外表面限定所述型坯的橫截面積；閉合所述吹模；采用流體使型坯膨脹接觸腔體表面和子組件以生產(chǎn)具有內(nèi)腔的牙刷柄部。
[0018]本發(fā)明提供了一種用于擠出吹塑具有內(nèi)腔的一體牙刷的方法，所述方法包括:提供具有縱向軸線和腔體的擠出吹模，所述腔體具有頭部部分、頸部部分和柄部部分以及限定橫截面積的表面；其中所述腔體具有沿著吹模的縱向軸線鄰接兩個(gè)較小橫截面積的較大橫截面積或者沿著吹模的縱向軸線鄰接兩個(gè)較大橫截面積的較小橫截面積中的至少一個(gè)；擠出包含第一熱塑性材料和第二熱塑性材料的型坯，所述型坯包括內(nèi)腔和外表面，其中所述外表面限定所述型坯的橫截面積；閉合所述吹模；采用流體使型坯膨脹接觸腔體表面和子組件以生產(chǎn)具有內(nèi)腔的牙刷柄部。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種牙刷的透視圖；
[0020]圖1A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的沿著剖面線IA的圖1的剖面圖。
[0021]圖1B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的沿著剖面線IB的圖1的剖面圖。
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種牙刷的透視圖。
[0023]圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的沿著剖面線2A的圖2的剖面圖。
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擠出吹塑方法中擠出步驟的剖面圖。
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擠出吹塑方法中擠出步驟的剖面圖。
[0026]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擠出吹塑方法中擠出步驟的剖面圖。
[0027]圖5A是半模的前視圖。
[0028]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)個(gè)人護(hù)理制品的擠出吹塑方法的剖面圖。
[0029]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的牙刷頭部的前視圖。
[0030]圖7A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的牙刷頭部的側(cè)視圖。
[0031]圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有簇孔的牙刷頭部的前視圖。
[0032]圖9是一種牙刷頭部的前視圖。
[0033]圖10-11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擠出吹塑方法中簇孔成形步驟的剖面圖。
[0034]圖12是示出活動(dòng)銷的位置隨時(shí)間變化的圖形。
[0035]圖13-13A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擠出吹塑方法中簇孔成形步驟的剖面圖。
[0036]圖14-14A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擠出吹塑方法中簇孔成形步驟的剖面圖。
[0037]圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的正被擠出的型坯的剖面圖。[0038]圖16是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的半模分離的剖面圖。
[0039]圖17是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)個(gè)人護(hù)理制品的擠出吹塑方法的剖面圖。
[0040]圖17A是在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擠出吹塑方法期間生產(chǎn)的擠出型坯的剖面圖。
[0041]圖17B是在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擠出吹塑方法期間生產(chǎn)的擠出型坯的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]在下面的說明書中，本發(fā)明按照手動(dòng)牙刷以及制造手動(dòng)牙刷的方法進(jìn)行討論，其中所述牙刷是在一次模塑工序中制造的在柄部和頸部具有內(nèi)腔的一體單件(一體牙刷)。然而，在其它形式中，本發(fā)明可呈共有相似的結(jié)構(gòu)諸如柄部和簇或簇孔的其它家用清潔制品或個(gè)人護(hù)理制品的形式。也應(yīng)當(dāng)理解，可利用其它實(shí)施例，而且可進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能修改而不脫離本發(fā)明的范圍。
[0043]個(gè)人護(hù)理制品是用來存儲(chǔ)、分配、施用或遞送有益效果給消費(fèi)者的個(gè)人健康、美容、梳理或其它身體或人體生物系統(tǒng)護(hù)理、保養(yǎng)、增強(qiáng)或改善的物品。個(gè)人護(hù)理制品的例子包括但不限于牙刷、牙刷柄部、剃刀、剃刀柄部、拖把柄部、真空吸塵器柄部、化妝或美容護(hù)理品施用裝置、皮膚護(hù)理施用裝置、女性衛(wèi)生施用裝置、毛發(fā)護(hù)理施用裝置、毛發(fā)著色施用裝置或毛發(fā)護(hù)理制品。
[0044]圖1示出個(gè)人護(hù)理制品的一個(gè)實(shí)施例，牙刷10具有頭部20、頸部30、柄部40、柄部末端42和頭部末端22。牙刷10可被一體地成形成單件并且包括內(nèi)腔60和外表面12，其中外表面12在橫截面積(OSa)上變化，所述橫截面積(OSa)是沿著牙刷10縱向軸線L由外表面12所限定的橫截面的總面積-如圖1A所示；在該實(shí)施例中，柄部40具有基本上沙漏形形狀。內(nèi)腔60具有內(nèi)腔表面62，其中內(nèi)腔表面62沿著牙刷縱向軸線L在橫截面積(ICca)上變化。如圖1所示，在某些實(shí)施例中，牙刷10的內(nèi)腔60具有較大橫截面積ICae，其沿著牙刷10的縱向軸線L鄰接具有比較大橫截面積ICae小的面積的橫截面積ICa1、ICca2以形成輪廓。牙刷10內(nèi)腔60也可具有較小橫截面積1C.，其沿著牙刷10的縱向軸線L鄰接具有比較小橫截面積ICm大的面積的橫截面積ica3、iceA4以形成輪廓。在另一個(gè)實(shí)施例中，在刷柄部末端處的橫截面積小于沿著牙刷10的縱向軸線L的至少一個(gè)或更多個(gè)其它橫截面積。
[0045]此外，如圖1、1A和IB所示，在某些實(shí)施例中，沿著牙刷10的縱向軸線L，內(nèi)腔表面62的橫截面積正比于外表面12的橫截面積上的變化而變化，除了沿著牙刷10的縱向軸線L在內(nèi)腔的尾梢處之外。如圖1所示，頭部20和頸部30的至少一部分沿著牙刷10的縱向軸線L可為基本上實(shí)心的，或者如圖2所示，在牙刷100中，內(nèi)腔160可從柄部140延伸進(jìn)頸部130中，但不進(jìn)入牙刷100的頭部120，由最接近牙刷100的柄部末端142的第一簇孔132而定。在某些實(shí)施例中，氣隙體積與刷柄部和頸部體積的百分比范圍是從約50%到約70%或者從約55%到約70%;意味著與具有相同或相似形狀和尺寸的實(shí)心牙刷相比節(jié)省了相同百分比的材料。圖2A是圖2的牙刷100的縱向剖面圖，顯示在牙刷頭部中延伸的簇孔132。[0046]在某些實(shí)施例中，一體牙刷的中空部分的壁厚(由牙刷的外表面和內(nèi)腔表面之間的距離而定)可為均勻分布的并且薄至約0.5mm至約5mm。在某些實(shí)施例中，牙刷中空部分的平均壁厚(由沿著橫截面的圓周方向所有測(cè)量厚度的平均值而定)為約1.0mm至約
2.0mm，其中壁厚的標(biāo)準(zhǔn)偏差小于平均壁厚的25%。
[0047]模塑一體牙刷的一種方法在圖3至5中示出并且描述如下。如圖3所示，熱塑性樹脂被加熱到熔化狀態(tài)處于給定溫度(機(jī)頭溫度)并且通過模具200和芯軸202被擠出以形成管或型坯210。包括形成牙刷前側(cè)的前半模220A和形成牙刷后側(cè)的后半模220B的兩個(gè)半模形成模具220和具有牙刷形狀的模具腔體222。在某些實(shí)施例中，前半模220A具有延伸進(jìn)模具腔體222中以在牙刷頭部中形成盲簇孔的多個(gè)簇孔銷240。模具腔體222包括頭部部分224、柄部部分226和頸部部分228，所述頸部部分被定位在頭部224和柄部226之間，其中每個(gè)腔體部分均對(duì)應(yīng)于在一體牙刷上所形成的部分。
[0048]如圖4所示，當(dāng)半模220A、220B圍繞型坯210閉合時(shí)，型坯210的大部分被包含在模具腔體222內(nèi)。接著，可在模具220的頂部將吹氣桿插進(jìn)吹氣桿圓錐體232中并且將流體諸如壓縮空氣導(dǎo)入模具腔體222內(nèi)側(cè)的型坯210中。壓縮空氣的壓力可介于約3.4巴至
6.9巴之間或者為約(4.1?5.5巴)。
[0049]圖5示出，吹制氣體使型坯210充氣并且使型坯210膨脹貼靠模具腔體表面223，同時(shí)冷卻型坯210并保持氣壓。如圖5和圖5A(其為后半模220B的前視圖)所示，也可存在圍繞模具腔體222的牙刷頭部部分224定位的毛邊槽230以容納來自型坯210的任何多余材料。在給定時(shí)間量(所謂的吹塑周期T，約10至20秒)之后，型坯210將被充分冷卻并且硬化并且壓縮空氣被停止。而且如圖6顯示，半模220A、220B分開并且具有內(nèi)腔251的中空牙刷250從模具220中被頂出。如圖5A所示，毛邊槽230中的任何多余的塑性材料將變成可被去除的毛邊。
[0050]除了上述的擠出吹塑方法之外，如圖3-6所示，當(dāng)制造一體牙刷250時(shí)，在同一模塑工序中，可用從模具腔體表面223延伸出的銷240在牙刷頭部252中制成一系列盲簇孔254。可布置簇孔使得當(dāng)簇被裝定進(jìn)簇孔中時(shí)，一體牙刷將具有有效地清潔牙齒的簇圖案。
[0051]在某些實(shí)施例中，在牙刷頭部260上，如圖7所示，簇孔261直徑(D)或橫截面尺寸可處于以下范圍:約1.5mm至約3mm,或者1.5mm至約2.5mm,或者約1.7mm至約2.2mm。相鄰簇孔261之間的間隙距離(GD)和靠近牙刷頭部260邊緣的簇孔261和所述邊緣之間的間隙距離可為約0.5mm至約1.5mm,或者約0.6mm至約1mm。如圖7A所示,從牙刷頭部260表面所測(cè)量的簇孔261的深度(DE)可處于以下范圍:約2.0mm至約4.5mm,或者約2.5mm至約4.0mm。同時(shí)，刷頭260的厚度⑴可為約2.5mm至約7mm,或者約3.5mm至約5mm。牙刷頭部260上的簇孔261的數(shù)目可處在約20至約60個(gè)或者約30至約50個(gè)的范圍內(nèi)。
[0052]在如此有限的和被包含的空間諸如牙刷頭部模具腔體部分內(nèi)產(chǎn)生如此多的簇孔是半熔化熱塑性樹脂的大應(yīng)變或大變形現(xiàn)象。其中計(jì)示壓力不超過6.9巴的壓縮空氣沿著整個(gè)縱向軸線吹進(jìn)型坯中的常規(guī)擠出吹塑方法不能制造具有如此之多數(shù)目的小密堆積的簇孔的一體牙刷。例如，如果型坯厚度Tp在刷頭處太薄，則將沒有足夠的材料來完全充滿模具腔體的刷頭部分。因此，吹制氣體將吹進(jìn)模具腔體中型坯的刷頭區(qū)域中。氣壓(通?！?.9巴)并未高到足以使型坯壁變形以完全接觸模具腔體壁的所有表面和在刷頭處的簇銷。因此，代替在刷頭262中形成像圖8中一樣的具有成型良好的各個(gè)簇孔264的刷頭，形成了具有圍繞孔組268的大凹槽的牙刷頭部266-參見圖9。簇不能被裝定進(jìn)牙刷頭部的這些大凹槽中。同樣，采用常規(guī)的擠出吹塑氣壓不能有效地模塑具有許多簇孔的牙刷頭部。同時(shí)不受理論的限制，為了采用擠出吹塑在牙刷頭部中形成簇孔，采取材料性能和工序步驟的組合。
[0053]為生產(chǎn)具有盲簇孔和內(nèi)腔的一體牙刷，采用了在牙刷頭部壓塑和在柄部和頸部吹塑的組合。這可通過使型坯厚度Tp在牙刷頭部足夠厚使得當(dāng)模具閉合時(shí)型坯的熱塑性樹脂完全充滿模具腔體的牙刷頭部部分的簇銷和模具腔體壁之間的空間而實(shí)現(xiàn)。半熔化的型坯通過兩個(gè)半模的壓力而變形并且適形于簇銷的形狀。
[0054]通常在擠出吹塑方法中，半熔化的熱塑性材料不僅在足夠高的溫度下被擠出以在連續(xù)型坯中形成均勻的無(wú)定形結(jié)構(gòu)，而且在足夠低的溫度下被擠出以允許型坯橫跨其縱向承載一些負(fù)荷；因?yàn)樾团?20可從擠出點(diǎn)豎直地懸伸出或者可在非向下方向上被保持或拉扯。為了使熔化的型坯流進(jìn)簇孔銷之間的空間中，熔化的型坯應(yīng)當(dāng)具有正確的粘度并且壓縮壓力應(yīng)當(dāng)足夠高以允許熔化的型坯材料充滿大變形。如果熔化的型坯太粘稠，則它不能一直流進(jìn)簇孔銷之間的小空間中，其導(dǎo)致相鄰簇孔之間的熔接線或者簇孔之間的凹槽間隙或者僅僅部分成型的簇孔。如果熔化的型坯太流體狀，則型坯可能不是強(qiáng)得足以被吹塑。
[0055]型坯粘度主要受兩種因素控制:所用熱塑性樹脂的熔體流動(dòng)指數(shù)和模具腔體中在牙刷頭部部分型坯的溫度。通常，熱塑性樹脂的熔體流動(dòng)指數(shù)(MFI)是在236°C的溫度和2.16kg的比力下進(jìn)行測(cè)量。熱塑性樹脂的MFI越高，熔化的熱塑性材料在特定溫度例如236°C下的粘度越低。型坯的溫度受模頭溫度(型坯離開模具和芯軸的溫度，通常大約180°C至220°C )和擠出后型坯的冷卻時(shí)間的控制。如果模頭溫度被提高，則半熔化樹脂的粘度可被進(jìn)一步減小。例如，MFI為2g/10min的吹塑級(jí)聚丙烯樹脂(Dow334PP)能夠在約210°C至約220°C下一致地形成簇孔，其中型坯冷卻時(shí)間或循環(huán)時(shí)間為大約25s。其中型坯冷卻時(shí)間被定義為從型坯的頭部最初離開模具時(shí)的時(shí)間到型坯的頭部被推進(jìn)模具腔體中的時(shí)間。然而，具有低MFI諸如0.37至0.47g/10min的吹塑級(jí)聚丙烯樹脂(Profax7823PP)在約210°C至約220°C下將不能夠一致地形成簇孔。吹塑級(jí)熱塑性樹脂通常具有2g/10min的最大MFI。在常用吹塑溫度諸如約180°C至約220°C下，具有較高M(jìn)FI諸如4-6MFI的樹脂變成注射級(jí)熱塑性樹脂并且太松軟以致于不能形成可被吹制的強(qiáng)固型坯。因此，在某些實(shí)施例中，熱塑性樹脂的MFI可處在約lg/10min至約4g/10min的范圍內(nèi)，其中模頭溫度為約180°C至約220°C。當(dāng)型坯從模具中被擠出時(shí)，它開始冷卻。型坯頭部的冷卻時(shí)間越長(zhǎng)，其溫度將會(huì)越低并且它將變得越粘稠。從而希望具有短的型坯冷卻時(shí)間諸如15s至25s。型坯冷卻時(shí)間也是型坯擠出時(shí)間。因此，存在著可確定型坯冷卻時(shí)間的其它因素諸如型坯進(jìn)料速率、模具溶脹和相對(duì)于模具和芯軸尺寸的期望型坯直徑。
[0056]在牙刷頭部部分模具腔體中的壓縮壓力應(yīng)當(dāng)足夠高，至少大于約6.9巴以使熔化的型坯變形。在某些實(shí)施例中，形成簇孔的銷是作為一個(gè)連續(xù)部件產(chǎn)生于模具腔體表面的固定金屬銷諸如鋁銷。當(dāng)模具閉合時(shí)，兩個(gè)半模在牙刷頭部部分處抓住填補(bǔ)模具腔體的型坯。壓縮壓力來自模具的閉合動(dòng)作和將管狀型坯壓縮成模具腔體和簇孔銷的形狀。最高的壓力出現(xiàn)在銷的末端處，因?yàn)槟抢锸切团鞯淖畲髩嚎s量或變形量發(fā)生的地方。這利用壓塑效果好，因?yàn)樽罡叩膲嚎s壓力產(chǎn)生在型坯的最大壓縮變形量發(fā)生的地方。在壓塑中，所施加的典型壓力的范圍是從10巴至幾百巴。當(dāng)所述部件繼續(xù)冷卻時(shí)，簇孔將收縮貼靠著銷。因此，簇孔的尺寸是非常精確的。
[0057]如圖10和11 (它們示出在模具腔體頭部部分272中型坯270的剖面圖)所示，影響簇孔形成的另一個(gè)因素是，在模具腔體表面276和型坯外表面278之間可能存在著氣隙274并且在型坯270內(nèi)部可能存在著氣隙280。如果當(dāng)型坯270硬化時(shí)氣隙274、280保持下來，則它們將造成呈表面孔形式的表面缺陷、呈滯留氣泡形式的內(nèi)部缺陷，或者以上兩種缺陷。
[0058]要減輕任何滯留氣泡，一種方法是用約I秒至約3秒慢慢地閉合具有固定簇孔銷的模具以給予牙刷頭部前側(cè)模具腔體壁和型坯之間的滯留氣泡額外的時(shí)間從銷下至柄部間逸出。另一種方法是在牙刷頭部部分在后半模中和在牙刷頭部部分在前半模上在簇孔銷之間添加通氣孔以使滯留空氣能夠通過通氣孔排出模具。增加通氣孔數(shù)量的又一種方法是使簇孔銷和前半模分離，如圖10和11所示。所以在每個(gè)簇孔銷處，在模具腔體上牙刷頭部部分，在簇孔銷和前半模之間存在著通氣孔，允許型坯通過每個(gè)簇孔銷排氣-產(chǎn)生簇孔而無(wú)滯留氣泡或表面缺陷。
[0059]在某些實(shí)施例中，簇孔銷是固定的。壓縮壓力在模具完全閉合后將不再增大并且可能甚至隨著頭部部分中型坯冷卻并且收縮遠(yuǎn)離模具腔體壁而減小。因此，凹痕可顯現(xiàn)在刷頭的側(cè)面上或者刷頭的背面上。大部分時(shí)間凹痕僅影響表面光潔度的外觀，其可通過在刷頭的表面上添加顏色或透明度以及紋理來掩飾。當(dāng)塑料冷卻時(shí)，它將收縮。對(duì)于處于適當(dāng)位置的簇銷，塑料將收縮不小于簇銷尺寸。由于收縮的緣故，塑料實(shí)際上將非常緊密地貼附于簇銷，因此，將刷頭拔出簇銷耗費(fèi)很大的力量。也希望在簇孔銷上加上約I至約5°的斜度，使得牙刷可被頂出。拔模角越大，從模具中頂出模塑的牙刷越容易。
[0060]在某些實(shí)施例中，如圖10和11所示，簇孔銷290 (活動(dòng)簇孔銷)可獨(dú)立地延伸或回縮進(jìn)模具腔體275中，與模具的閉合和打開無(wú)關(guān)。在單獨(dú)控制下，諸如通過使用液壓式、氣動(dòng)式致動(dòng)器或者電動(dòng)伺服電機(jī)，簇孔銷290可自由地滑進(jìn)和滑出模具腔體275。簇孔銷290中的一個(gè)或多個(gè)可在簇孔銷外表面291和其中被定位的套管表面293之間具有間隙，允許排放空隙空間空氣。當(dāng)前半模292和后半模294開始閉合并抓住型坯270時(shí)，活動(dòng)簇孔銷290延伸進(jìn)模具腔體275中以壓緊在型坯270上?；顒?dòng)簇孔銷290的位置被定義為從簇孔銷的末端到簇孔銷290由其延伸出的模具腔體表面276的垂直距離。活動(dòng)簇孔銷位置與時(shí)間的函數(shù)的一個(gè)例子顯示于圖12中?；顒?dòng)簇孔銷的定時(shí)可影響簇孔的形成。例如，如果簇孔銷延伸進(jìn)模具腔體中太晚，則型坯冷卻太多并且開始硬化，同樣簇孔在頂部邊緣處變成半球形。如果簇孔銷較早地且較快地延伸進(jìn)模具腔體中，則型坯將具有較高的溫度并且不太粘，其將產(chǎn)生具有少許或沒有缺陷的簇孔。然而，牙刷頭部后側(cè)上的凹痕將被增大。在某些實(shí)施例中，簇銷的起始位置可為簇孔深度的25%至50%。簇銷的終端位置為簇孔深度的100%。在模具被閉合后，簇孔銷可被保持在起始位置Os至約1.0s。簇孔銷可在介于約
1.0和2.0秒之間達(dá)到100%的簇孔深度。
[0061]緊接著簇孔銷完全按預(yù)期延伸進(jìn)模具腔體中，活動(dòng)簇孔銷可完全保持持續(xù)約5秒至約20秒。在模具打開并且部件被頂出之前約I至2秒，活動(dòng)簇孔銷接著可回縮到延伸的O?25%以使部件能夠頂出。
[0062]因?yàn)榇乜卒N在牙刷從模具腔體中被頂出之前回縮，簇孔不必具有拔模角來幫助頂出。這允許直的簇孔。與具有拔模角的簇孔相比，直簇孔增大簇保持性并且使可適合簇孔的簇的數(shù)目和種類最大化。
[0063]在某些實(shí)施例中，用于擠出吹塑方法的模具可由一種或多種金屬例如鋁制成。對(duì)于包括鋁并且具有固定簇孔銷的模具而言，簇孔銷也可由具有高熱導(dǎo)率的鋁制成。這樣型坯接觸鋁模具腔體表面和簇孔銷的外層冷卻非常快。在某些實(shí)施例中，模具包含鋁并且具有活動(dòng)簇孔銷，所述簇孔銷中的一個(gè)或多個(gè)可包含鋼。在典型的吹塑溫度180°C至約220°C下，鋼具有低得多的熱導(dǎo)率12?45W/(m.K)，其比鋁的熱導(dǎo)率小至少5倍。因此，型坯接觸鋼活動(dòng)簇孔比型坯接觸鋁時(shí)冷卻慢得多。當(dāng)型坯處于較高溫度下時(shí)，它具有較低的粘度并且在相同溫度下比在較低溫度下的型坯流動(dòng)容易，能夠形成不具有缺陷或具有極少缺陷的簇孔。包含鋁的模具的其它部分允許型坯冷卻較快并且具有較快的總體循環(huán)時(shí)間，與包含鋼的模具相比。
[0064]如圖13和13A所示，在另一個(gè)實(shí)施例中，吹模可具有分開的簇孔銷281和前刷頭基板282。當(dāng)前半模284和后半模285開始閉合并且抓住型坯286時(shí)，刷頭基板282和簇孔銷281共同延伸進(jìn)模具腔體283中。刷頭基板282和簇孔銷281的端位置被固定以產(chǎn)生期望的簇孔。當(dāng)型坯開始冷卻并且收縮遠(yuǎn)離模具腔體表面時(shí)，刷頭基板的運(yùn)動(dòng)在型坯上施加附加的壓力。
[0065]如圖14和14A所示，在某些實(shí)施例中，吹?？删哂蟹珠_的簇孔銷310和前刷頭基板312。只有簇孔銷310是活動(dòng)的。當(dāng)前半模314和后半模316開始閉合并抓住型坯318時(shí)，活動(dòng)簇孔銷310延伸進(jìn)模具腔體320中以壓緊在型坯318上。簇孔銷延伸將與結(jié)合圖10所述的相同。在后半模316上在刷頭部分，存在著單獨(dú)的背板322，其可被移動(dòng)進(jìn)模具腔體320中以在模具閉合后提供附加的壓縮壓力。在一個(gè)實(shí)施例中，背板被至少6.9巴的背壓推靠模具腔體中的刷頭。在它冷卻時(shí)，這將把壓縮壓力保持在模具腔體的刷頭部分中的熔化的塑料上。因此，凹痕被減少或去除。背壓可為恒定的壓力或隨時(shí)間變化的壓力。背板的位置和定時(shí)也可受液壓系統(tǒng)和反饋控制器的控制。代替保持恒定壓力，對(duì)于第一個(gè)5秒，背板可以按設(shè)定距離每秒例如lmm/s移動(dòng)進(jìn)模具腔體中，或者可從如圖14所示的起始位置移動(dòng)到圖14A所示的終端位置。背板的位置和定時(shí)與簇銷的位置和定時(shí)無(wú)關(guān)。作為另外一種選擇，不用反饋伺服控制器，液壓管線直接控制簇銷的2個(gè)或3個(gè)位置，或者在具體時(shí)間背板將提供恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)類型給模具上的活動(dòng)簇銷和活動(dòng)刷頭背板。
[0066]與其它的瓶吹塑相比，牙刷的橫截面尺寸比傳統(tǒng)的瓶子的橫截面尺寸小得多。擠出吹塑牙刷的一種有益效果是，牙刷可具有比注塑牙刷大的柄部尺寸。
[0067]在吹塑方法中副作用之一是，可能產(chǎn)生不期望的毛邊。為使牙刷最初從模具中出來時(shí)牙刷具有盡可能少量的毛邊，可定位型坯使得型坯的大部分處于具有牙刷形狀的模具腔體之內(nèi)，因?yàn)樾团鞑贿m應(yīng)模具腔體中的任何部分將被擠壓出模具腔體之外并且進(jìn)一步被壓進(jìn)毛邊槽中并且變成毛邊。如圖15所示，型坯300 —般具有柱形管形狀，具有外徑Dp和厚度Tp。對(duì)于給定的模具，型坯的外徑?jīng)Q定是否型坯將適合模具。在某些實(shí)施例中，型坯外徑Dp在柄部可小于模具腔體的最小橫截面尺寸，使得有一點(diǎn)毛邊乃至沒有毛邊在牙刷的柄部形成。模具腔體的橫截面尺寸由通過橫截面的質(zhì)心的任何直線與所述橫截面的兩個(gè)交點(diǎn)之間的距離限定。不規(guī)則形狀的橫截面將具有許多橫截面尺寸與最大橫截面尺寸和最小橫截面尺寸。例如，在某些實(shí)施例中，在柄部處模具腔體可具有約IOmm至約20mm的橫截面尺寸，因此型坯可具有Dp。反之，在某些實(shí)施例中，在模具腔體的頭部和頸部處采用了壓塑，模具腔體基本上將充滿型坯并且多余的型坯塑料被擠出模具腔體進(jìn)入毛邊槽中，產(chǎn)生毛邊。為減少牙刷的總體毛邊量，型坯具有減小的外徑Dp和增大的厚度Tp是理想的。為制造具有符合人體工程學(xué)的寬柄部和內(nèi)腔的典型牙刷，期望的Dp可處于6至12_或者6至10_的范圍內(nèi)。Tp可在柄部處在1.3mm至2.5mm的范圍內(nèi)并且在頭部部分處在2至3.5mm的范圍內(nèi)。
[0068]如圖15所示，型坯300外徑Dp受模具302和芯軸304的尺寸以及模具溶脹比控制。模具溶脹比是樹脂進(jìn)料速度或擠出速度、型坯溫度、模具和銷之間的間隙、維持氣體流速和樹脂熔體流動(dòng)的函數(shù)。樹脂進(jìn)料速度越高或者型坯離開模具越快，模具溶脹比將越大并且型坯直徑將越大。因此，具有慢的樹脂進(jìn)料速率使得?？谂蛎浀褪怯欣?。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，牙刷頭部部分可位于模具腔體的底部，并且與牙刷柄部相比，型坯在將要形成牙刷頭部部分的區(qū)域中具有較大的厚度Tp，這樣型坯將具有更多的材料來填充模具腔體的牙刷頭部部分。在型坯的底部區(qū)域處的額外重量將幫助拉伸處于柄部區(qū)域的型坯以進(jìn)一步減小型坯的直徑Dp并因此減少柄部區(qū)域處的毛邊。
[0069]另一方面，給定型坯的總長(zhǎng)度，樹脂進(jìn)料速度越慢，型坯離開模具和芯軸的時(shí)間越長(zhǎng)，型坯底部將具有的冷卻效果越大。
[0070]型坯的厚度可沿著縱向通過控制器諸如液壓式控制器進(jìn)行控制。參照?qǐng)D15，芯軸304的位置可被上下移動(dòng)以允許型坯300的壁厚變化。
[0071]在某些實(shí)施例中，將要形成牙刷頭部的型坯的厚度可為約1.5mm至約3.5mm或者約2mm至約3mm。在某些實(shí)施例中，將要形成牙刷柄部和頸部的型還的厚度可為約2mm至約
3.5mm。在某些實(shí)施例中，如果型坯直徑大于牙刷的最大寬度，則在頭部部分處型坯厚度可超過刷頭厚度的一半，如圖14所示。
[0072]—體牙刷可用簇裝定進(jìn)刷頭上的所有簇孔中來制造簇狀牙刷。簇的材料可為尼龍、PBT、具有銀離子的尼龍等?？杀谎b定進(jìn)注塑牙刷中的任何刷毛材料也可被裝訂進(jìn)具有內(nèi)腔的一體牙刷中。
[0073]在某些實(shí)施例中，簇可在模塑步驟期間被引入。如圖16所示，模具350可包括后半模350B和具有包含簇354的一個(gè)或多個(gè)簇孔352的前半模350A。簇354的末端從前半模350A的模具腔體表面356延伸出(或制成伸出)，在某些實(shí)施例中，為約Imm至約5mm或者約2mm至約4mm。在牙刷頭部部分358區(qū)域的型坯被壓塑成模具腔體357的牙刷頭部部分358并且圍繞簇端流動(dòng)。如果簇材料諸如尼龍與牙刷材料諸如聚丙烯不相容，則簇端可被熔合。在簇的底部處的簇端將被機(jī)械地鎖定在刷頭中。如果簇由相容牙刷材料諸如聚丙烯的某種材料制成諸如模塑的TPE簇，則簇不需要被熔合。牙刷材料和簇材料將在模塑工序期間將熔合簇形成化學(xué)鍵。
[0074]可由其制成牙刷的材料包括聚丙烯(PP);尼龍(聚酰胺)(PA);聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，包括聚乙烯對(duì)苯乙二醇在內(nèi)(PET&PET-G);低密度和高密度聚乙烯(LDPE&HDPE);聚酯(PE);聚氯乙烯(PVC);和工程塑料諸如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚苯醚(PPE)、聚氧二甲苯(PPO)。熔體流動(dòng)指數(shù)介于I和4g/10min之間或者為I至3g/10min或者為1.5?
2.5g/10min的這些材料的任何子類或其它熱塑性塑料(包括吹塑級(jí)熱塑性塑料在內(nèi))可被用于吹塑方法來制造一體牙刷。
[0075]在擠出吹塑的某些實(shí)施例中，可采用一種或多種材料來生產(chǎn)牙刷，例如硬塑料材料諸如聚丙烯、PET、PET-G、LDPE、HDPE。在某些實(shí)施例中，可采用兩種或更多種材料來生產(chǎn)牙刷柄部，例如如上所列的硬塑料材料和與第一材料化學(xué)相容的一種或多種熱塑性彈性體(TPE)。TPE的例子包括苯乙烯類(S-TPE)、共聚酯(COPE)、聚酰胺(TPU)、聚酰胺(PEBA)、聚烯烴共混物(TPO)和聚烯烴合金(TPV)。例如，聚烯烴基TPE諸如TPO將與聚烯烴基硬塑料諸如聚丙烯一起使用，并且二者被引入擠出型坯中以形成包括各部分由彼此整體連接的不同材料制成的牙刷柄部。例如，在牙刷中，被拇指或指尖所接觸的表面部分可由軟塑料制成，而牙刷柄部的剩余部分可由硬塑料制成以給予牙刷足夠的剛度。由不同材料制成的擠出型坯接著在腔體中被吹塑以形成最終的形狀，其中不同材料的各部分可被變形。
[0076]在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，牙刷可由多層材料制成以在單個(gè)步驟中在單個(gè)模具腔體中形成不同的觸覺表面。一般來講，在多層實(shí)施例中，內(nèi)層或基底層由第一材料(其為主要承載材料)制成并且通常厚于隨后的外層；并且外層可由較柔軟的材料(其可與皮膚具有較高的摩擦系數(shù))或者其它改進(jìn)的觸覺結(jié)構(gòu)制成。各層可以以三種方式之一進(jìn)行制造:(I)在擠出吹塑或擠壓焊合的情況下，它們可在擠出孔的上游進(jìn)行制備，在這種情況下，各層被熔化并被結(jié)合到一起并且彼此整體共擠出，其被稱作多層擠出吹塑，或者(2)它們可通過不連續(xù)的擠出工序分別進(jìn)行制備并且僅在模塑階段期間被結(jié)合到一起，在此處基底材料的型坯被擠出并且第二材料被擠出，接著裁切成片或試樣塊，或者被自動(dòng)地交替注塑，然后被放進(jìn)模具腔體中，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員其被稱作模內(nèi)貼標(biāo)。
[0077]在多層擠出吹塑中，可以以不同的方式擠出多種材料，例如，一種方式按同心層擠出，第二種-在徑向上變化，以及第三種以軸向變化的方式擠出，從而材料或顏色沿著擠出軸線變化。在全部三種方式中，擠出型坯通過在指定位置引入不同的材料以及在擠出環(huán)形物的上游引入注射壓力而產(chǎn)生。使用這種方法，可生產(chǎn)具有至多七層或多個(gè)條紋的牙刷柄部。在其中材料或顏色沿著擠出軸線變化的第三種方式中，在將要形成牙刷柄部的型坯成型期間，注射口可有選擇地打開和閉合。
[0078]在某些實(shí)施例中，如顯示擠出機(jī)400的詳細(xì)剖面的圖17所示，其包括模具402和芯軸404與芯管形型坯420以生產(chǎn)具有不只一層的型坯420。擠出機(jī)400包括至少一種其它材料注射機(jī)構(gòu)410，如圖17所示，所述注射機(jī)構(gòu)可為通常放置在下游的自一開始就由閥411控制的另一個(gè)擠出機(jī)噴嘴以注入提供一種或多種物理特性給牙刷柄部的第二材料412，其可與任何前面的或后面的材料相同或不同。物理特性的例子包括質(zhì)感、顏色、摩擦系數(shù)、剛度、柔軟性，或者如圖17所示，通過將著色劑Cl添加到第二材料412或者直接添加進(jìn)型坯420中以用著色劑Cl為它著色來提供。在某些實(shí)施例中，可存在由閥417控制的注射第三材料418的其它材料注射機(jī)構(gòu)416，所述第三材料提供一種或多種物理特性給牙刷柄部，可與任何前面的或后面的材料相同或不同，如前所述。在此情況下，與第二材料一樣，物理特性為通過將著色劑C2添加到第三材料418所提供的顏色，第三材料被擠出在型坯420的外表面上或者著色劑C2可被直接添加進(jìn)型坯420中以用著色劑C2對(duì)它著色，例如如圖17A所示，存在著多層型坯420，其中著色材料412、418被注射以按順序模式形成型坯420的外表面上的一層。當(dāng)型坯離開擠出機(jī)400時(shí)，可稍微注射著色劑Cl和C2以沿著型坯420產(chǎn)生不同的顏色。擠出機(jī)可具有兩個(gè)以上顏色機(jī)構(gòu)來產(chǎn)生顏色上的更多變化。圖17示出正在按順序模式著色整個(gè)型坯420的著色劑C1、C2的注射。圖17B示出圍繞型坯420的圓周施用的多種著色劑Cl、C2。[0079]在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，中空牙刷柄部的附加層可通過模內(nèi)貼標(biāo)(IML)的方法來添加。ML用來在牙刷柄部的表面上在一個(gè)或多個(gè)指定位置放置和定位標(biāo)簽諸如TPE標(biāo)簽。IML包含將要通過附接到吹塑部件的外表面并且密切地適形于其形成牙刷柄部的固有部件的一個(gè)或多個(gè)前面制造的柔韌而結(jié)實(shí)的組件。ML的定位可用來增強(qiáng)牙刷柄部的外表外觀、質(zhì)感、抓握性、手感、摩擦系數(shù)或柔軟性，例如在模塑前通過采用真空來將標(biāo)簽固定在模具的內(nèi)腔壁上的適當(dāng)位置，或者采用真空或通氣孔來提供將標(biāo)簽定位在所述部件上和將質(zhì)感提供給牙刷柄部的IML部分的外觸覺表面。選擇TPE的厚度和硬度計(jì)硬度以允許TPE大幅度變形，并且在與型坯的接觸表面至少部分的再熔化，使得圍繞復(fù)合拐角貼標(biāo)可被實(shí)現(xiàn)，具有令人滿意的裝飾效果。
[0080]在通過ML制造的多層牙刷的某些實(shí)施例中，標(biāo)簽厚度足夠薄以在吹塑步驟期間大幅度變形，使得標(biāo)簽適形于模具腔體的三維形狀或輪廓并且在從模具中移除牙刷柄部之后保留該形狀。在某些實(shí)施例中，由TPE基材料制成的標(biāo)簽可在0.30mm、0.25mm、0.20mm或0.1Omm厚以下。例如，當(dāng)聚丙烯部件壁厚為l_3mm時(shí)，由在肖氏硬度A30-50范圍內(nèi)的聚丙烯基TPE制成的標(biāo)簽厚度可低于0.25mm以確保充分形成具有小于0.5/mm的曲率半徑的模具腔體輪廓。
[0081]在通過模內(nèi)貼標(biāo)制造的多層牙刷的另一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)簽具有某一厚度，所述厚度允許它們?cè)诖邓芷陂g通過再熔化以化學(xué)方法附著但在外表面基本上不變形。在該實(shí)施例的某些情況下，標(biāo)簽可通過壓花在早先的擠出步驟中或者在注塑步驟中被預(yù)先紋理化。在該實(shí)施例中，標(biāo)簽可厚于0.25mm、0.30mm或0.40mm。
[0082]在通過ML制造的多層牙刷的另一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)簽厚度足夠薄，例如厚于0.10mm、0.15mm或0.2mm以在吹塑步驟期間大幅度變形，使得標(biāo)簽適形于并且保留模具表面的宏結(jié)構(gòu)或宏紋理，但未薄到它們保留模具表面的微結(jié)構(gòu)的程度。在這種情況下，定義宏結(jié)構(gòu)包括長(zhǎng)度尺度上大于0.1mm的紋理或結(jié)構(gòu)諸如能觸知的肋、浮凸、凹痕或突出；并且定義微結(jié)構(gòu)包括長(zhǎng)度尺度上小于0.0lmm的紋理或結(jié)構(gòu)諸如噴砂材質(zhì)、亞光材質(zhì)、夾紋或分型線。在該實(shí)施例中，標(biāo)簽應(yīng)當(dāng)厚于0.10mm。
[0083]在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，TPE標(biāo)簽被模切。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，TPE標(biāo)簽在單獨(dú)的第一步驟中被注塑并且在單獨(dú)的第二步驟中被插進(jìn)吹模腔體中。
[0084]標(biāo)簽也在模塑期間在安裝之前可被預(yù)裝飾或預(yù)印刷。印刷可在標(biāo)簽的外表面上進(jìn)行，或者如果標(biāo)簽是透明的或半透明的，則印刷可在標(biāo)簽將與牙刷柄部外表面接觸的內(nèi)表面上進(jìn)行。在該實(shí)施例中，印刷標(biāo)簽的內(nèi)表面可與使用者、與化學(xué)品和水隔離，其提供改善的耐久性。
[0085]除了真空輔助的模內(nèi)貼標(biāo)(ML)之外，具有可通過其將裝飾物添加到牙刷柄部的許多方法。例如，可圍繞牙刷或其一部分例如牙刷柄部纏繞收縮套管，并且通過施加熱量、蒸汽或二者而收縮以產(chǎn)生被緊緊附接到柄部的型面配合的裝飾性套管。這種套管可使一端纏繞在肩部上，頭部或頭部與頸部被附接到所述肩部上。套管也可使另一端折疊在柄部的模塑部分為其而設(shè)計(jì)的頂蓋之下。這可用來密封收縮套管的一個(gè)或兩個(gè)敞開邊緣并且防止水或其它污染物進(jìn)入，或者可只是有助于裝飾、設(shè)計(jì)和在手中的感覺。套管的任一端、沒有一端或者兩端可被折疊并包含在單獨(dú)附接的部件諸如頭部或頂蓋之下。
[0086]在另一個(gè)實(shí)施例中，可緊跟著吹塑操作將裝飾物直接印刷到牙刷柄部的表面上。裝飾物的印刷也可在擠出后但在吹塑操作之前在型坯上進(jìn)行以在吹制成將難以或不可能高效地印刷的混合表面之前利用擠出型坯外表面的單一直紋屬性。
[0087]本文所公開的量綱和值不旨在被理解為嚴(yán)格地限于所引用的精確值。相反，除非另外指明，每個(gè)這樣的量綱旨在表示所引用的值和圍繞該值功能上等同的范圍。例如，公開為“40mm”的尺寸旨在表示“約40mm”。
[0088]本文引用的每一文件，包括任何交叉引用的或相關(guān)的專利或?qū)＠暾?qǐng)，均據(jù)此全文以引用方式并入本文，除非明確予以排除或以其他方式受限。對(duì)任何文獻(xiàn)的引用均不是承認(rèn)其為本文公開的或受權(quán)利要求書保護(hù)的任何發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)、或承認(rèn)其獨(dú)立地或以與任何其它一個(gè)或多個(gè)參考文獻(xiàn)的任何組合的方式傳授、提出建議或公開任何此類發(fā)明。此夕卜，當(dāng)本文獻(xiàn)中術(shù)語(yǔ)的任何含義或定義與引入本文以供參考的文獻(xiàn)中相同術(shù)語(yǔ)的任何含義或定義沖突時(shí)，將以賦予本文獻(xiàn)中那個(gè)術(shù)語(yǔ)的含義或定義為準(zhǔn)。
[0089]盡管已用特定實(shí)施例舉例說明和描述了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下可做出許多其它改變和變型。因此，隨附權(quán)利要求書旨在涵蓋本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些改變和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種用于擠出吹塑具有內(nèi)腔的一體牙刷的方法，所述方法包括: a)提供具有縱向軸線和腔體的擠出吹模，所述腔體具有頭部部分、頸部部分和柄部部分以及限定橫截面積的表面；其中所述腔體具有沿著所述吹模的縱向軸線鄰接兩個(gè)較小橫截面積的較大橫截面積或者沿著所述吹模的縱向軸線鄰接兩個(gè)較大橫截面積的較小橫截面積中的至少一個(gè)； b)擠出包含熱塑性樹脂的型坯，所述型坯包括內(nèi)腔和外表面，其中所述外表面限定所述型坯的橫截面積； c)閉合所述吹模； d)采用流體膨脹所述型坯以接觸所述腔體表面和子組件以生產(chǎn)具有內(nèi)腔的牙刷柄部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述吹模腔體的頭部部分包括一個(gè)或多個(gè)簇孔銷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述簇孔銷具有約1.5mm至約3mm的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述型坯中，熱塑性樹脂在約180°C至約22(TC的模頭溫度下具有約lg/10min至約4g/10min的MFI。
5.根據(jù)權(quán)利要 求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述吹模腔體的頭部部分包括一個(gè)或多個(gè)通氣孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)通氣孔被定位在所述一個(gè)或多個(gè)簇孔銷和所述吹模之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)簇孔銷具有約1°至約4°的斜度。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述簇孔銷是活動(dòng)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求2-8中任一項(xiàng)所述的方法，其中當(dāng)所述吹模閉合時(shí)所述簇孔銷延伸進(jìn)吹模腔體中。
10.根據(jù)權(quán)利要求2-8中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述吹模已經(jīng)閉合后所述簇孔銷延伸進(jìn)所述吹模腔體中。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的方法，其中具有定位在所述一個(gè)或多個(gè)簇孔銷和所述吹模之間的一個(gè)或多個(gè)通氣孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求2-11中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述吹模腔體的頭部部分包括活動(dòng)的刷頭基板。
13.根據(jù)權(quán)利要求2-12中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述吹模腔體的頭部部分包括活動(dòng)的背板。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述吹模腔體的頭部部分包括延伸進(jìn)所述吹模腔體中的一個(gè)或多個(gè)簇。
15.一種通過權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的方法生產(chǎn)的牙刷，所述牙刷包括: a)頭部、頸部、柄部、柄部末端、頭部末端、外表面、內(nèi)腔和縱向軸線； b)具有限定橫截面積的表面的內(nèi)腔；其中所述內(nèi)腔具有沿著所述牙刷的縱向軸線鄰接兩個(gè)較小橫截面積的較大橫截面積或沿著所述牙刷的縱向軸線鄰接兩個(gè)較大橫截面積的較小橫截面積中的至少一個(gè)； c)限定外表面橫截面積的外表面；d)由所述外腔表面和內(nèi)腔表面構(gòu)成的壁；其中所述牙刷包括單個(gè)一 體組件。
【文檔編號(hào)】B29C49/02GK103945733SQ201280057299
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月22日
【發(fā)明者】文麗, M·L·紐曼, A·J·霍頓, S·A·霍格頓, S·杰克遜, B·J·菲利普斯, H·里克, R·D·塞特費(fèi)爾德, A·M·烏赫, G·韋斯特, C·T·瑞安, K·A·穆哈馬德, F·E·艾維斯 申請(qǐng)人:寶潔公司