用于生產(chǎn)具有內(nèi)腔的牙刷的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了用于生產(chǎn)具有內(nèi)腔的牙刷柄部的方法。
【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)個(gè)人護(hù)理制品諸如具有內(nèi)腔和集成子組件的牙刷的方法以及通過此類方法生產(chǎn)的牙刷。
【背景技術(shù)】
[0002]牙刷通常采用注塑方法制造。這樣一種注塑方法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塑料注射進(jìn)模具中。盲孔被模塑到牙刷頭部中以在隨后的步驟容納刷毛簇。牙刷接著被冷卻并且從模具中被頂出并且刷毛簇被網(wǎng)裝固定到預(yù)模塑的盲孔中。例如，美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)5，845，358說明了通過注塑制造的這樣一種牙刷。這種注塑方法對(duì)于由單一組分制成的牙刷可包括單個(gè)注塑步驟，或者對(duì)于由兩種或更多種組分或材料制成的牙刷，它也可包括兩個(gè)或更多個(gè)注塑步驟。第二或后續(xù)材料可具有比第一材料軟得多的硬度以增強(qiáng)抓持性或提供與眾不同的設(shè)計(jì)元素。這樣一種注塑方法特征在于:提供呈牙刷的一部分的形狀并且通過熱通道噴嘴將第一熔化塑料注射進(jìn)所述模具中，等待一段時(shí)間使所述部件充分冷卻，接著將固體的或半凝固的部件轉(zhuǎn)移到第二模腔，在此處將第二材料注射進(jìn)由第二模具和第一模塑件的一些表面的組合形成的空隙中。牙刷接著被冷卻并且從模具中被頂出。在多組分牙刷的情況下，容納刷毛簇的盲孔通常在第一次注射中被模塑，然而，網(wǎng)裝固定刷毛簇通常緊隨著最后的注塑步驟來進(jìn)行。例如，美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)6，276，019說明了通過注塑制造的這樣一種牙刷。
[0003]將簇網(wǎng)裝固定到模塑的或鉆削的盲孔中的植簇牙刷具有許多缺點(diǎn)，其包括但不限于:附加步驟涉及到復(fù)雜的機(jī)器，金屬元件包括到另外完全塑料的器具，和使用往復(fù)式網(wǎng)裝固定方法每次植簇一個(gè)孔，因此，牙刷制造的速率受限，慢于多腔注塑中可能有的制造速率。
[0004]響應(yīng)于網(wǎng)裝固定的這些限制，已經(jīng)開發(fā)了一種方法在注塑工序期間采用被稱為無錨定植簇(AFT)或熱植簇的技術(shù)來植簇牙刷。在無錨定植簇中，預(yù)修剪的、端部半球的、拋光的或預(yù)先處理的細(xì)絲或刷毛首先被引導(dǎo)并且永久地安裝到載板中。植簇的載板接著在注塑柄部的硬組分期間被固定到牙刷的主體，其通常被稱作模內(nèi)組裝(IMA)方法。無錨定植簇解決網(wǎng)裝固定的許多缺點(diǎn)，諸如:植簇速率、從最終部件消除金屬釘和增加刷毛類型和顏色上的變化。
[0005]在注塑工序期間直接重疊模塑預(yù)熔合的刷毛簇對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員也是已知的。在該工序中，樹脂被注射進(jìn)模腔中圍繞刷毛簇的熔合端，甚至在不同塑料諸如用于刷毛的聚酰胺和用于牙刷頭部的聚丙烯之間不存在化學(xué)鍵的情況下形成機(jī)械結(jié)合。熔化熱在熔合端處產(chǎn)生塑料“球”，其在注塑期間在塑料牙刷頭部/柄部中產(chǎn)生足夠的正反底切以保持簇，甚至在適度的(25N)拉力下。
[0006]不論簇是通過網(wǎng)裝固定、無錨定植簇還是任何其它形式的熱植簇被引入到注塑的牙刷，注塑的牙刷柄部一般具有局限性。這些局限性之一是，由于由所用材料質(zhì)量增加而造成的材料成本增加和冷卻時(shí)間延長(zhǎng)的緣故，大直徑柄部不能以有效的方式進(jìn)行生產(chǎn)。[0007]具有增大的柄部直徑的牙刷提供實(shí)質(zhì)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)在控制牙刷方面有困難。使用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更好。
[0008]在外表面上具有第二材料的高摩擦和/或低硬度區(qū)域的牙刷也在抓持方面提供實(shí)質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。低硬度材料諸如在肖氏硬度A標(biāo)尺上測(cè)量的其硬度小于約90的那些材料通過在舒適抓持力的范圍內(nèi)變形而提供抓持性上的優(yōu)點(diǎn)。所述變形有助于將刷一致地保持在手中合適的位置，并且也提供令人愉悅的觸覺反饋。增加高摩擦抓持表面直接降低使用期間保持刷毛方向穩(wěn)定所需的握緊力。然而，由于它們的強(qiáng)度低，完全由高摩擦、低硬度材料制成的牙刷不大可能表現(xiàn)出以常規(guī)抓持方式提供合適的力給牙刷所需的抗彎強(qiáng)度。在肖氏硬度A20-90硬度范圍內(nèi)的熱塑性彈性體(TPE)是用來改善在牙刷和其它個(gè)人護(hù)理制品上抓持性的常用的第二、第三或后續(xù)材料。
[0009]當(dāng)牙刷必須被快速移動(dòng)時(shí)通常在濕或滑的時(shí)候，橫截面積上的變化包括沿著刷的長(zhǎng)度或長(zhǎng)軸較大的和較小的橫截面積在內(nèi)允許使用者在使用期間更好地抓持和控制牙刷。另外，當(dāng)潤(rùn)濕時(shí)保持較高摩擦系數(shù)的材料(包括上述硬度范圍內(nèi)的熱塑性彈性體在內(nèi))可有助于濕握情況。
[0010]雖然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七個(gè)缺點(diǎn)。
[0011]第一-由于使用了更多的塑料來制造牙刷，牙刷更加昂貴。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加。
[0012]第二 -制造的成本提高，因?yàn)槔鋮s和凝固牙刷所需的時(shí)間顯著增加。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明顯更難。就多組分牙刷而言，用于所有模塑周期的全部冷卻時(shí)間可通過平衡每次射出塑料的大小使得牙刷對(duì)于每種組分基本上按重量均勻地劃分而減少對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是已知的，然而，與其它需要的相比，這具有以下缺點(diǎn):需要更多地使用昂貴材料，通常是TPE。實(shí)質(zhì)上，對(duì)于這類注塑牙刷，材料使用和資本設(shè)備時(shí)間兩者不能同時(shí)都被優(yōu)化。
[0013]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)通過將額外的熔化塑料通過澆口填充到柄部的中心中而減輕，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(其將在柄部的厚抓持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，單單填充不能減輕可見的表面收縮和與增大的柄部橫截面相關(guān)聯(lián)的表面缺陷和內(nèi)部缺陷。這些表面缺陷可被顯現(xiàn)為表面光潔度或質(zhì)感上的不如意變化，其造成所述部件的觀感和觸感不佳。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。第二組分可用來覆蓋和隱藏不好的裝飾結(jié)構(gòu)諸如澆口痕或凹痕對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是已知的，然而就其本性來講，這對(duì)最后的注射不起作用，其必然一定具有未蓋住的澆口痕并且也可在厚截面上包含凹痕。
[0014]第四-注塑方法需要加入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腔。
[0015]第五-將塑料填充和裝滿到注射模腔中需要很高的壓力，通常為數(shù)千磅每平方英寸，其需要由很高強(qiáng)度材料制成的模腔，這些材料生產(chǎn)昂貴并且耗時(shí)。這些特別高的壓力事實(shí)上可通過需要在后續(xù)注料量注入之前一次塑料注料量的完全或近乎完全冷卻和/或凝固限制制造過程的速度。
[0016]第六-在多重步驟中多次塑料注料量的注入必然需要材料的每種組分具有至少一個(gè)獨(dú)有的模腔部分，其明顯增加了模塑的費(fèi)用、復(fù)雜性和困難，尤其是在塑料和金屬匯合形成邊緣也稱作阻斷之處。
[0017]第七-在多腔生產(chǎn)中，注料量間填充的平衡對(duì)于TPE特別難以控制，因?yàn)樗鼈兙哂歇M窄范圍的加工溫度并且它們的粘度在該溫度范圍內(nèi)基本上不改變。
[0018]力圖克服與使用注塑來生產(chǎn)具有增大直徑的牙刷柄部相關(guān)聯(lián)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塑料，其中隨后將熱針插進(jìn)熔化塑料中以將氣體吹進(jìn)熔化塑料中，所述熔化塑料接著朝向注射模具的壁膨脹。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)定量的熔化塑料注射進(jìn)腔體中以僅部分地填充模腔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塑料與模腔的壁接觸。采用附加空氣注射的此類注塑方法形成具有基本上均勻壁厚的中空柄部主體具有實(shí)質(zhì)困難，并且同樣，以最小的材料重量?jī)?yōu)化柄部以便人體工學(xué)功能最大的可能性和生產(chǎn)效率受到限制。US6，818，174B2中的此類注塑方法的另外的缺點(diǎn)是產(chǎn)生氣體的通氣孔。EP0668140通過使用活動(dòng)注射銷來造成密封的部件為這個(gè)問題提供了一種可能的解決方法，然而，這種密封在第二次注料中產(chǎn)生的注塑壓力下的完整性對(duì)于加工條件高度敏感，因此還不清楚。通氣孔在熔化塑料和高壓氣體的界面處(并且不是由模具鋼)形成，并因此不能可預(yù)測(cè)地制造或者具有高精度。采用氣體輔助注塑制造的中空柄部牙刷的又一個(gè)缺點(diǎn)涉及通過注塑或重疊注塑將第二、第三或后續(xù)材料施用或安裝到牙刷，其中在密封必需的氣孔的過程中，重疊注塑的材料可大量地侵入在第一氣體注射步驟中產(chǎn)生的中空空隙中，因?yàn)槌四Σ梁涂障秲?nèi)的近大氣壓力之外，沒什么東西能使它停止。EP0721832詳細(xì)地示出了這種效應(yīng)。盡管這仍可導(dǎo)致美容上可接受的部件，它禁止使用注料量限制裝置諸如閥門澆口并且可大幅度增加部件的成本。氣體輔助注塑基本上不降低注射壓力或形成塑料制品所需的熔化能。而且與所有其它已知的注塑方法一樣，需要多腔體和注射步驟來將每種材料添加到模塑制品中。
[0019]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，采用注塑分別制造離散的柄部部件，然后將這些部件在單獨(dú)的步驟中或者在后續(xù)的注塑步驟中組裝，或者最常用的是兩種方法的某些組合，從而來自第一步驟或其它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以下缺點(diǎn):需要塑料完全熔化、高壓力和涉及最終注塑步驟的相關(guān)設(shè)備。采用注塑來生產(chǎn)多個(gè)離散的部件(它們?cè)诤竺娴牟襟E被組裝)也具有以下缺點(diǎn):即每個(gè)部件必須不包括任何實(shí)質(zhì)底切(在模塑后由其形成注塑部件凹面的型芯不能從所述部件中抽出)；或者在此類底切存在的情況下，它一定要小心地借助于諸如塌縮的型芯來產(chǎn)生并且因此受到周圍幾何形狀的很大約束。此外，型芯通常必須包括一些機(jī)構(gòu)來冷卻或除去熱量，并且對(duì)于可具有IOmm的直徑和超過150mm長(zhǎng)度的大多數(shù)手動(dòng)牙刷將因此難以或不可能制造內(nèi)部幾何形狀。在離散部件中沒有底切與制造無底切柄部部件所需型芯的長(zhǎng)度和直徑相組合連同希望在牙刷柄部上多個(gè)區(qū)域橫截面積上的變化將因此要求任何分開組裝的柄部具有多個(gè)配合表面，其優(yōu)選地將要求甚至在持久和反復(fù)使用情況下密封以保持對(duì)水分和碎屑的阻隔。為消除對(duì)于墊圈和昂貴的柔順材料的需要，這些密封通常采用永久連接操作諸如超聲焊接或膠粘來制造。
[0020]將觸感柔軟的材料或第二材料安裝到中空的模塑制品可通過其它方法諸如焊接、膠粘來制造，或者利用觸感柔軟的材料自身的柔韌性夾緊預(yù)模塑到主要制品中的底切。然而，這些方法全都具有粘附性持久方面的缺點(diǎn)，特別是對(duì)于由諸如聚丙烯之類的材料制成的用于低活性表面的熱塑性塑料。由多種組分制成的耐用制品(它們必須被用于不可預(yù)知的情況和環(huán)境諸如消費(fèi)者的浴室中)必然一定被構(gòu)造成比例如一次性制品或包裝更加堅(jiān)固。
[0021]電動(dòng)牙刷尤其易受組裝問題的影響，因?yàn)樗鼈儽仨毷侵锌盏囊员闳菁{電池、電機(jī)和相關(guān)的電氣連接和驅(qū)動(dòng)組件，它們必須都按某一精度被放置在內(nèi)部。為避免將塑料部件焊接到一起和密封外部殼體的多個(gè)組裝步驟的問題和費(fèi)用，已經(jīng)提出對(duì)于電動(dòng)牙刷吹塑柄部。在吹塑電動(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)末端敞開以容納電機(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)式柄部中將是一個(gè)缺點(diǎn)，其不需要容納內(nèi)部組件入口，并且將需要非常大的第二部件或頂蓋以防止常規(guī)使用的水、牙膏、唾液和其它碎屑的侵入和聚集。這樣一個(gè)過大的開口如果定位在頭部附近將實(shí)質(zhì)上與牙刷的人體工學(xué)用途沖突。對(duì)腔體內(nèi)表面上幾何形狀的附加約束，例如對(duì)定位電機(jī)、夕卜殼、電池等，它們必須被精確地定位在里面，因?yàn)楸粍傂缘毓潭▽⒁矊?duì)整個(gè)吹塑方法不利，因?yàn)榇邓懿考膬?nèi)腔的大部分表面不能由模具表面中的鋼直接限定，并且相反由柄部的外表面上的鋼連同型坯的壁厚、吹塑壓力和最終部件與初始型坯或預(yù)成型件厚度的拉伸比間接地限定。這些工藝變量的此類約束將必然限制生產(chǎn)效率。
[0022]為通過標(biāo)準(zhǔn)按鈕或機(jī)械開關(guān)調(diào)節(jié)電氣組件的啟動(dòng)，吹塑的電動(dòng)牙刷柄部的至少一些部分應(yīng)當(dāng)被制得足夠薄以在手指或手握擠的壓力下大幅撓曲。這樣一種薄壁結(jié)構(gòu)或膜壁結(jié)構(gòu)必然需要一些加強(qiáng)機(jī)構(gòu)以確保使用下的耐久性和剛度。如W02004/077996中所述的一種內(nèi)部框架或頂蓋可被用來在電動(dòng)牙刷中提供這種所需的加強(qiáng)機(jī)構(gòu)，但對(duì)不包括附加組件來充分發(fā)揮作用的手動(dòng)牙刷來說，在額外費(fèi)用、復(fù)雜性和附加的承載部件方面將是一個(gè)缺點(diǎn)。此外，由于電動(dòng)牙刷的電機(jī)、電源和驅(qū)動(dòng)軸的線性性質(zhì)的緣故，內(nèi)部腔體的橫截面積沒有或具有很小的變化；使得內(nèi)腔壁提供機(jī)械支撐給內(nèi)部組件以減少或消除不想要的移動(dòng)或移位。作為另外一種選擇，將要求在吹塑部件上切孔或鉆孔，然后以某種方法固定一個(gè)柔性蓋以將來自刷外部的機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳遞到里面的開關(guān)。
[0023]由吹塑或注塑制成的電動(dòng)牙刷柄部在兩端通常加工有開口:在遠(yuǎn)端，通常具有適應(yīng)通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力機(jī)械轉(zhuǎn)移到牙刷頭部的開口，并且在近端，通常具有適應(yīng)制造期間組件插入并且也可能適應(yīng)使用者插入或移除電池的開口。這樣一個(gè)第二開口對(duì)于手動(dòng)牙刷將是不需要的并且將造成需要額外密封和機(jī)械緊固件的缺點(diǎn)。在一些吹塑方法中，在模塑件的遠(yuǎn)端和近端處形成開口對(duì)于所述方法是固有的并且將有益于形成雙開口端柄部，但對(duì)于手動(dòng)牙刷柄部將不是必需的。
[0024]此外，吹塑技術(shù)是一種大量制造方法。大部分大量生產(chǎn)的主要挑戰(zhàn)之一是呈形狀、顏色、諸如刷毛和簇之類的功能元件和裝飾形式的管理多樣性。這通常涉及批量生產(chǎn)，包括在某些流程和設(shè)備范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致設(shè)備停產(chǎn)。另外，在想要組合不同的產(chǎn)品規(guī)格以包括在一個(gè)單一包裝中的那些情況下，大量生產(chǎn)一種產(chǎn)品規(guī)格需要被分批存儲(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)品形態(tài)。注塑工藝上的轉(zhuǎn)換可通過將不同的顏色同時(shí)注射到模具中的不同腔體而最小化，但這增加了機(jī)械的復(fù)雜度。
[0025]使用擠出吹塑來制造單一組分或單一材料的輕質(zhì)手持制品諸如兒童玩具、塑料蝙蝠、塑料高爾夫球桿或得益于重量較輕的任何大的塑料制品為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉。盡管這些制品可在受彎時(shí)即剛性又強(qiáng)勁，它們一般也包括將限制它們通用于半耐用的I類醫(yī)療器械諸如牙刷中的缺點(diǎn)。第一，此類制品沿著分型線或者在其中型坯在橫截面積上比吹制它的腔體大的任何位置中通常包含顯著的毛邊。在這些位置中，甚至在不存在腔體分型線時(shí)，型坯在腔體內(nèi)部折疊并且造成了大量的毛邊。第二，大多數(shù)制品包含呈孔洞形式的一些明顯的吹塑痕跡，它們可被精確地或不精確地成形。這樣一種痕跡在必須禁止污染物進(jìn)入中空內(nèi)部的裂口或入口的I類醫(yī)療器械中將被當(dāng)做是顯著缺陷，所述污染物可能實(shí)際上未流出。第三，這些制品的相對(duì)尺寸與這些缺陷的尺寸相比很大，并且制品的總體功能未受到這些缺陷的嚴(yán)重影響。在許多情況下，相對(duì)于極小的缺陷，制品本身的尺寸使得制造過程較為容易。擠出吹塑處于手動(dòng)牙刷柄部所共有的尺寸范圍中的制品、包裝或瓶子沒有挑戰(zhàn)性-如果塑料壁厚可與總體橫截面按比例減小。此類制品以小的、通?？蓧嚎s的管或瓶的形式存在，它們實(shí)際上受益于具有很薄的可變形壁，其能夠分配內(nèi)部?jī)?nèi)容物，使它們不能用作牙刷或顯然較差。
[0026]用于單一組分的半耐用消費(fèi)品諸如羽毛撣帚和膠帶座的擠出吹塑和注射吹塑的柄部也是已知的，但再一次這些制品將不滿足半耐用的I類醫(yī)療器械的標(biāo)準(zhǔn)，具體地在密封必需的吹氣孔防止水或其它污染物侵入方面，以及在擠出吹塑的情況下，在制品上將直接接觸嘴部或進(jìn)入嘴部的區(qū)域中毛邊的外觀方面。這些制品也可為易碎的,并且當(dāng)施加外力過猛時(shí)，可突然破裂或折斷并且沒有延展性，產(chǎn)生銳邊，使它們不能用于口腔。
[0027]多材料吹塑的包裝諸如水瓶對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是已知的。在這些實(shí)施例中，通過使用模內(nèi)貼標(biāo)技術(shù)(其為模內(nèi)組裝的子集)，從而在引入并吹制擠出塑料的半熔化型坯之前，將以前注塑的紋理化標(biāo)簽置于模腔中，光滑的吹塑瓶具有能觸知的高摩擦表面。盡管這些制品提供大抓持表面的優(yōu)點(diǎn)，所述大抓持表面通過增加高摩擦紋理化表面而得到改善，它們就其本性而言是為液體存儲(chǔ)和分配而設(shè)計(jì)的可高度變形的或可壓縮的包裝，并且用作牙刷很差，因?yàn)椴挥米⑺軟]有明顯的方法來附接刷毛簇。
[0028]也已經(jīng)提出通過吹塑制造手動(dòng)牙刷，并且實(shí)際上它不應(yīng)當(dāng)顯示出是對(duì)按牙刷或牙刷柄部的一般形狀和尺寸注射吹塑或甚至注射-拉伸吹塑這樣一種制品的挑戰(zhàn)，然而在現(xiàn)有技術(shù)中不存在解決下列問題的公開內(nèi)容:抗彎強(qiáng)度、彎曲剛度、總體剛度、減輕毛邊或其它銳利缺陷、橫截面積上的變化和堵塞或密封氣孔痕跡。吹塑的牙刷或牙刷柄部中這些缺陷中的任何一種將嚴(yán)重地影響制品的實(shí)用性，并且同樣地，需要改進(jìn)以使中空制品能夠通過均勻的壁厚最大化地節(jié)省材料，所述中空制品受彎時(shí)強(qiáng)度和剛性適宜而不會(huì)在使用時(shí)破裂并且不泄漏或者呈現(xiàn)不舒服的缺陷給使用者。
[0029]鑒于現(xiàn)有技術(shù)所反映的這些缺點(diǎn)，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于生產(chǎn)植簇牙刷的改進(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】

[0030]本發(fā)明提供了一種用于擠出吹塑牙刷的方法，所述方法包括:提供具有縱向軸線和腔體的擠出吹模，所述腔體具有柄部部分、頸部部分、頭部部分和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)較小橫截面積的最大橫截面積或者沿著吹模的縱向軸線鄰接兩個(gè)較大橫截面積的最小橫截面積中的至少一個(gè)；提供定位在腔體的頭部部分中的子組件；擠出包含熱塑性材料的型坯，所述型坯包括內(nèi)腔和外表面，其中所述外表面限定型坯的橫截面積；使用流體使型坯膨脹以接觸腔體表面和子組件以生產(chǎn)具有內(nèi)腔的牙刷柄部。
[0031]本發(fā)明提供了一種用于擠出吹塑牙刷的方法，所述方法包括:提供具有縱向軸線和腔體的擠出吹模，所述腔體具有柄部部分、頸部部分、頭部部分和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)較小橫截面積的最大橫截面積或者沿著吹模的縱向軸線鄰接兩個(gè)較大橫截面積的最小橫截面積中的至少一個(gè)；提供定位在腔體的頭部部分中的子組件；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型坯的橫截面積；使用流體使型坯膨脹以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】
[0032]圖1是在根據(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；
[0033]圖1A是在根據(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。
[0034]圖1B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所生產(chǎn)的擠出型坯的透視圖。
[0035]圖1C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所生產(chǎn)的擠出型坯的剖面圖。
[0036]圖2根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)牙刷的擠出吹塑方法的剖面圖。
[0037]圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的沿著剖面線IlA的圖11的剖面圖；
[0038]圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的沿著剖面線IlB的圖11的剖面圖；
[0039]圖2C是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的沿著剖面線IlC的圖11的剖面圖；
[0040]圖2D是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)牙刷柄部的吹塑方法的剖面圖。
[0041]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)牙刷的擠出吹塑方法的剖面圖。
[0042]圖4-5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)牙刷柄部的擠出吹塑方法的剖面圖。
[0043]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)牙刷的擠出吹塑方法的圖形。
[0044]圖6A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的沿著剖面線15A的圖15的剖面圖；
[0045]圖6B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的沿著剖面線15B的圖15的剖面圖；
[0046]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)牙刷的擠出吹塑方法的圖形。[0047]圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)牙刷的擠出吹塑方法的圖形。
[0048]圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)牙刷的擠出吹塑方法的圖形。
[0049]圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)牙刷的擠出吹塑方法的圖形。
[0050]圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的牙刷柄部的圖解。
[0051]圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的植簇子組件的圖解。
[0052]圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的沒有簇的子組件的圖解。
[0053]圖14A-14B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)牙刷的擠出吹塑方法的圖形。
[0054]圖15A-15B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)牙刷的擠出吹塑方法的圖形。
[0055]圖16A-16B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)牙刷的擠出吹塑方法的圖形。
[0056]圖17A-17B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)牙刷的擠出吹塑方法的圖形。
[0057]圖18A-18B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于生產(chǎn)牙刷的擠出吹塑方法的圖形。
[0058]圖19是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的牙刷的透視圖；
[0059]圖19A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的沿著剖面線19A的圖19的剖面圖；
[0060]圖19B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的沿著剖面線19B的圖19的剖面圖；
[0061]圖20是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的牙刷的透視圖。
[0062]圖20A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的沿著剖面線20A的圖20的剖面圖；
【具體實(shí)施方式】
[0063]本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)個(gè)人護(hù)理制品諸如具有內(nèi)腔的牙刷柄部的一種或多種方法，其中所述方法包括吹塑步驟，所述吹塑步驟包括接觸和機(jī)械或化學(xué)附接或者結(jié)合到簇或刷毛的至少一個(gè)子組件。吹塑步驟可被用在(I)半熔化的擠出中空塑料管(型坯)上-擠出吹塑，或者(2)用在前面的注塑中空體(預(yù)成型件)上-注射吹塑，或者(3)用在加熱的半熔化塑料的焊接或組裝中空管上，或者(4)用在一個(gè)或多個(gè)塑料薄片上，所述塑料薄片被吹制成未完成的腔體部分或半腔體并且在吹制之后組裝；并且包括將型坯或預(yù)成型件定位在腔體中和利用加壓流體使型坯或預(yù)成型件膨脹到腔體壁。加壓流體可相對(duì)于大氣壓正向加壓或者相對(duì)于大氣壓負(fù)向加壓，即，呈部分真空的形式。在某些實(shí)施例中，注射吹塑方法可包括第二步驟，可在吹塑步驟-注射拉伸吹塑期間使用拉伸桿來拉長(zhǎng)中空的注塑預(yù)成型件。
[0064]如圖1所示，在擠出吹塑過程中，通過擠出機(jī)50的環(huán)帶53擠出半熔化的熱塑性材料，其也包括內(nèi)部芯軸55和外部模具57以生產(chǎn)管形型坯51。半熔化熱塑性材料可按約0.lin/s[2.54mm/s]至約 8in/s[203mm/s]或者約 lin/s[25.4mm/s]至約 5in/s[127mm/s]的速率被擠出，并且可具有約100°c至約300°C或者約140°C至約250°C的溫度。在某些實(shí)施例中，如圖1A所示，其顯示具有芯管形型坯51的擠出機(jī)50的細(xì)部剖面以生產(chǎn)具有多于一層的型還51,擠出機(jī)50包括至少一個(gè)其它材料注射機(jī)構(gòu)62,如圖1A所不,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63控制的另一個(gè)擠出機(jī)噴嘴以注射提供一種或多種物理性能給牙刷柄部的第二材料64，所述第二材料可與任何前面的或后面的熱塑性材料相同或不同。物理性能的例子包括質(zhì)感、顏色、摩擦系數(shù)、剛度、柔軟性，或者如圖1A所示，通過將著色劑Cl添加到第二熱塑性材料64中或者直接添加到型坯51中以用著色劑Cl為其著色來提供。在某些實(shí)施例中，可存在由閥66控制的注射第三熱塑性材料58的另外的材料注射機(jī)構(gòu)65，所述第三熱塑性材料提供一種或多種物理性能給牙刷柄部，所述第三材料可與任何前面的或后面的熱塑性材料相同或不同，如前所述。在此情況下，與第二熱塑性材料一樣，物理性能為通過將著色劑C2添加到第三熱塑性材料58中所提供的顏色，第三熱塑性材料被擠出在型坯51的外表面上或者著色劑C2可被直接添加到型坯51中以用著色劑C2對(duì)其著色，例如如圖1A所示，存在著多層型坯51，其中著色熱塑性材料64、58相繼被注射形成型坯51的外表面上的一層。當(dāng)型坯離開擠出機(jī)50時(shí)，可稍微注射著色劑Cl和C2以沿著型坯51產(chǎn)生不同的顏色。擠出機(jī)可具有2個(gè)以上顏色機(jī)構(gòu)以產(chǎn)生顏色上的甚至更多變化。圖1B顯示正在按順序模式著色整個(gè)型坯51的著色劑Cl、C2的注射。圖1C顯示圍繞型坯51的圓周施用的多種著色劑Cl、C2。
[0065]可制成牙刷柄部的熱塑性材料受限于(I)抗彎強(qiáng)度或抗彎能力和軸向負(fù)荷，(2)韌性，其是脆性的反義詞，(3)1類醫(yī)療器械要求，(4)與各種牙膏和其中的活性化學(xué)成分的化學(xué)相容性，(5)與通常被附接到牙刷柄部的其它組件諸如貼標(biāo)、油墨、標(biāo)簽、抓持元件等的化學(xué)相容性，以及(6)與擠出吹塑或注射吹塑相配的熔體流動(dòng)性和熔體強(qiáng)度?？捎脕碇圃煅浪⒈康臐M足這些標(biāo)準(zhǔn)的熱塑性材料包括聚丙烯(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)。如果采用吹塑方法，則可采用熔體流動(dòng)指數(shù)介于0.3和
3.0g/10min之間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)。熱塑性塑料以外有很少材料可滿足所有要求，然而，吹塑的金屬物體是已知的，并且可采用吹塑技術(shù)將一些鋅合金成形為中空形狀。
[0066]在某些實(shí)施例中，可采用兩種或更多種熱塑性材料來生產(chǎn)牙刷柄部，例如，硬塑料材料諸如PP、PET 、PET-G, LDPE, HDPE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)、聚氨酯(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熱塑性材料制成的牙刷柄部。例如，在牙刷柄部中，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。由不同熱塑性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變形。
[0067]在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，牙刷柄部可由多層材料制成以在單個(gè)步驟中在單個(gè)模腔中產(chǎn)生不同的觸覺表面。一般來講，在多層實(shí)施例中，內(nèi)部或基底層由第一材料(其為主要承載材料)制成并且通常比后續(xù)的外層厚；并且外層可由較柔軟的材料制成(其可與皮膚具有較高的摩擦系數(shù))或者其它改善的觸覺結(jié)構(gòu)。
[0068]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接的情況下，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，例如如圖1A-1C所示，或者(2)它們可如EP1559529和EP1559530中所講授的那樣被注塑到一起，接著在第二步驟中被吹制，或者(3)它們可通過不連續(xù)的擠出方法分別進(jìn)行制備并且僅在模塑階段期間被結(jié)合到一起，其中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)模腔中，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)。
[0069]對(duì)于由多種組分制成的牙刷，至少一種組分可來自以上剛剛指定的清單，并且第二材料由同一清單或者由按某種比例包含以上清單中材料的任何熱塑性彈性體(TPE)組成以允許熱活化粘附和改善的抓持性、撓度和與皮膚的摩擦系數(shù)。
[0070]在多層擠出吹塑中，可以以不同的方式擠出多種材料，例如，一種按同心層方式，第二種按徑向變化方式，以及第三種按軸向變化方式擠出，由此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和在擠出環(huán)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形期間，注射口可有選擇地打開和閉合。
[0071]參見圖1，模具55和芯軸57的位置可為可調(diào)節(jié)的以允許型坯51的壁厚變化。半熔化的熱塑性塑料不僅在足夠高的溫度下被擠出以在連續(xù)型坯中形成均質(zhì)的無定形結(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?1可從擠出環(huán)53豎直地懸伸出或者可在非向下方向上被保持或拉扯。
[0072]型坯51可以按足夠的速度被擠出，以便最終模塑的牙刷柄部的整個(gè)長(zhǎng)度的溫度不降到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或者外加壓力使型坯大幅度變形所需的溫度以下；因?yàn)閺男团?1到空氣的熱傳遞很低，并且可預(yù)期在從環(huán)帶53擠出之后，型坯51溫度可穩(wěn)定幾秒以上。擠出型坯51的平均橫截面積可小于所得牙刷柄部的平均橫截面積，并且甚至可在其整個(gè)長(zhǎng)度上小于牙刷柄部橫截面直徑的90%或更多。
[0073]兩個(gè)或更多個(gè)腔體部分(在此情況下，如圖1和2所示，是擠出吹模59的兩個(gè)腔體部分59A、59B)被構(gòu)造使得當(dāng)腔體部分59A、59B被放到一起時(shí)它們的腔體表面60A、60B形成擠出吹模腔61，在某些實(shí)施例中，所述擠出吹模腔可為將由擠出型坯形成的期望牙刷形狀的近似負(fù)像。每個(gè)腔體部分59A、59B均包括柄部部分49A、頸部部分49B和頭部部分49C，它們相當(dāng)于模塑的牙刷的相應(yīng)的柄部、頸部和頭部部分。在這個(gè)實(shí)施例中，腔體部分59A將形成牙刷的后部(后腔體部分)并且腔體部分59B將形成牙刷的前部(前腔體部分)。然而，也設(shè)想了包括但不限于具有一個(gè)以上部分的模具和具有左右部分的模具的其它實(shí)施例。如圖1所示，配合的半腔體59A、59B彼此分隔開至少大于型坯51橫截面積的距離(D)以允許引入型坯51，并且放置預(yù)制造的簇或刷毛的子組件170 (子組件)。
[0074]在某些實(shí)施例中，子組件170被定位在前腔體部分59B的頭部部分49C中，如圖1所示。子組件可包括具有一個(gè)或多個(gè)清潔元件的注塑組件。然而，子組件可包括許多組件或結(jié)構(gòu)中的任何一種，其中的一些描述如下。子組件可由任何固體材料制成，包括可經(jīng)受2.8至11巴壓縮力的熱塑性塑料、熱固性橡膠、金屬、木材、天然礦物或它們的任何組合在內(nèi)。
[0075]如圖12、12A所示，子組件180可包括具有符合于期望的牙刷頭部的形狀和尺寸的板181，其中一個(gè)或多個(gè)清潔元件182從前表面183伸出。子組件可支撐多個(gè)清潔元件諸如刷毛或刷毛簇。刷毛或刷毛簇可包含尼龍、PBT和TPE。除了刷毛或刷毛簇之外，本發(fā)明中的子組件可包括可被插進(jìn)口腔中的任何合適的清潔元件。一些合適的清潔元件包括彈性體按摩元件、彈性體清潔元件、按摩元件、刮舌器、軟組織清潔器、硬表面清潔器、它們的組合等。子組件可包括多種清潔元件。例如，子組件可包括刷毛、研磨彈性體元件、成特定取向或排列的彈性體元件，例如樞轉(zhuǎn)翅片、潔牙杯等。彈性體清潔元件和/或按摩元件的一些合適的例子描述于美國(guó)專利申請(qǐng)公布2007/0251040 ；2004/0154112 ;2006/0272112 ;以及美國(guó)專利公開6，553，604 ;6，151,745中。清潔元件可為漸縮的、有凹口的、卷曲的、帶凹坑的等。這些清潔元件和/或按摩元件的一些合適的例子描述于美國(guó)專利公開6，151，745 ；6，058，541 ;5，268，005 ;5，313，909 ;4，802，255 ;6，018，840 ;5，836，769 ;5，722，106 ；6,475, 553 ;以及美國(guó)專利申請(qǐng)公布2006/0080794中。此外，清潔元件可以以任何合適的方式或圖案被布置在子組件上。
[0076]往回參見圖1，在前腔體部分腔體表面60B的頭部部分49C中可存在凹槽171以容納子組件170的清潔元件172，在這個(gè)實(shí)施例中，所述清潔元件從子組件170 (在此情況下為板174)的前表面173伸出，使得板174承載由接觸型坯所傳遞的任何負(fù)荷。子組件170的型坯接觸表面176面向模具59的內(nèi)腔61并且遠(yuǎn)離凹槽171。包括子組件的承載部分的板可介于約0.5mm厚和約4.0mm厚之間，或者為約1.0mm至約3mm厚。清潔元件諸如簇可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法諸如網(wǎng)裝固定、重疊注塑或無錨定植簇被安裝到板中。在植簇的子組件中，可具有介于I和約100個(gè)之間的簇或者介于約30至60個(gè)之間的簇。
[0077]如圖13、13A所示，子組件184可包括沒有清潔元件的板186，并且可只包括盲孔或甚至沒有孔或結(jié)構(gòu)來附接清潔元件。在具有盲孔的那些實(shí)施例中，意圖是要在后面的階段添加清潔元件，諸如在制造過程中在后面的步驟中網(wǎng)裝固定刷毛簇。這樣，為簇保持而設(shè)計(jì)的較強(qiáng)塑料可被用于子組件，并且不太貴的材料或用于吹塑更佳的材料可被用于牙刷的其余部分。在某些實(shí)施例中，板可由工程熱塑性塑料諸如聚甲醛(POM)制造，并且牙刷的其余部分由聚丙烯(PP)制造。在模塑期間板中不包括刷毛或盲孔的那些實(shí)施例中，孔可在牙刷模塑之后在后面的制造步驟被鉆削。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，子組件可具有某種形式的裝飾性元件，其中不打算包括刷毛簇。此類裝飾性元件的例子包括:透鏡、模塑的外形、彩色區(qū)域、仿造的寶石等。在又一個(gè)實(shí)施例中，子組件可包括一些電子系統(tǒng)或子系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的例子包括:數(shù)字讀出器，包括數(shù)字顯示式電子表和鐘在內(nèi)；計(jì)時(shí)器；警報(bào)器；音樂發(fā)生系統(tǒng)；揚(yáng)聲器；電池；電阻器；電容器；電感器；晶體管以及它們的組合。
[0078]如圖2所示，一旦半腔體圍繞足以形成牙刷的一定長(zhǎng)度的型坯51，它們被結(jié)合到一起。圖2顯示圍繞型坯51閉合以形成擠出吹模腔61的半腔體59A、59B。如圖2和2A所示，型坯51具有橫截面積(PAa)，其為由型坯51的外表面54所限定的橫截面的總面積。圖2B顯示，擠出吹模腔61具有橫截面積(ECca)，其為由擠出吹模腔表面60A、60B所限定的橫截面的總面積。如圖2C所示,擠出吹模腔61的最大橫截面積ECqm大于型坯51的最大橫截面積PA_。此外，如圖2D顯示，為形成擠出吹模腔61中的輪廓，在某些實(shí)施例中，最大橫截面積ECeAM沿著擠出吹模59的縱向軸線Lem鄰接橫截面積ECeA1、ECca2,它們每個(gè)均具有比最大橫截面積ECqm小的面積。在某些實(shí)施例中,輪廓也可通過使最小橫截面積ECeAMN沿著擠出吹模59的縱向軸線Lem鄰接橫截面積ECeA3、ECeA4而在擠出吹模腔61中形成，它們每個(gè)均具有比最小橫截面積ECaw大的面積。
[0079]圖2和3顯示，一旦半腔體59A、59B圍繞型坯51已經(jīng)閉合，通過施加高于大氣壓(正的)壓力給型坯內(nèi)腔52或者低于大氣壓(負(fù)的或真空)壓力給外表面54 (在型坯壁和腔內(nèi)壁之間)，在內(nèi)腔52和型坯51的外表面54之間產(chǎn)生了壓力差。這個(gè)壓力差引起型坯51膨脹并且在橫截面上增大，直到它接觸腔體表面60A、60B為止，此時(shí)模塑型坯51的該部分的冷卻速率大幅度提聞。[0080]型坯外表面的一部分將接觸子組件而不是接觸腔壁。型坯將在子組件周圍大幅度變形。在某些實(shí)施例中，采用正壓力，因?yàn)檎龎毫νǔ＝橛诩s2.8巴和約11巴之間，其為相當(dāng)?shù)偷膲毫Γ团鞯淖冃慰苫旧喜皇棺咏M件變形，也將不會(huì)損壞子組件。
[0081]子組件在其型坯接觸表面上可具有凸形以防止空氣滯留在型坯和子組件之間。子組件的型坯接觸表面可為異形的使得型坯和子組件之間的接觸在整個(gè)吹制過程中在一點(diǎn)開始并且面積不斷地?cái)U(kuò)展。
[0082]在某些實(shí)施例中，如圖14A所示，在吹制型坯192之前定位在腔體195中的子組件191可在吹制加熱的型坯192期間化學(xué)結(jié)合到型坯192的外表面。例如，表面的至少一部分諸如子組件接觸型坯的型坯接觸表面可能由聚丙烯制成，并且型坯也可能由聚丙烯制成，使得當(dāng)高溫型坯接觸子組件型坯接觸表面時(shí)，在二者之間發(fā)生固有結(jié)合。一旦完全吹制，型坯192化學(xué)結(jié)合到型坯和子組件191之間的接觸表面，所述子組件在腔體中暴露于型坯，如圖14B所示。為促進(jìn)化學(xué)結(jié)合，型坯溫度可介于約120°C至約280°C之間，或者為約140°C至約250°C，并且當(dāng)子組件定位在腔體中時(shí)，其溫度可為約0°C至約150°C。
[0083]在某些實(shí)施例中，子組件可被成形以具有一個(gè)或多個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)，當(dāng)型坯膨脹時(shí)可圍繞其或進(jìn)入其中形成機(jī)械約束，諸如例如凹口、突出、孔或唇部。例如，如圖15A、15B所示，子組件201被成形使得將在吹制后圍繞它的型坯202 (圖15B)將包括例如底切203以允許不相容的或相異的材料構(gòu)成子組件和型坯。在這種情況下，形成了型坯或牙刷主體和子組件之間的機(jī)械結(jié)合而沒有必要在兩種塑料之間化學(xué)結(jié)合。在這種情況下，兩種塑料可為化學(xué)上相似的，但它們無需如此。
[0084]子組件可為熔合的刷毛簇，如圖16A所示，其中刷毛211在某個(gè)早先的制造步驟被結(jié)合到一起，并且被結(jié)合或熔化到一起以形成具有熔合端216的簇217，塑造所述熔合端的形狀沿著刷毛211的軸線形成正斜度213和負(fù)斜度214。在圖16B，簇217對(duì)于模腔219被定位，并且隨著型坯218膨脹，圍繞簇217的熔合端216由基本上充滿模腔219的膨脹型坯218形成了底切215。在某些實(shí)施例中，如圖17A和17B所示，熔合簇221的多個(gè)子組件的陣列或圖案可被定位在模腔223內(nèi)部并且它們連同型坯224 —起構(gòu)成牙刷的植簇頭部。
[0085]子組件或多個(gè)子組件可被放置進(jìn)腔體插件中，如圖18A和18B所示，腔體插件231被安裝到模腔233并且在每次模塑循環(huán)后被移除。在這個(gè)實(shí)施例中，腔體插件231也可被用作載體元件以有利于與吹塑工序離線裝載子組件232。
[0086]在其中正壓力(其可在約2.8巴至11.0巴的范圍內(nèi))被引入到型坯里面的那些實(shí)施例中，從型坯的里面到高壓流體源應(yīng)當(dāng)存在流體連通。其中流體可包括空氣或其它氣體諸如氮?dú)?。在某些?shí)施例中，這種連通可通過將型坯的腔體封閉部分切掉，并且通過所得的孔從加壓源或貯存器吹進(jìn)流體諸如空氣而提供。在某些實(shí)施例中，可采用針在型坯壁中開孔并且通過該孔注入高壓空氣。在又一個(gè)實(shí)施例中，空氣可被引導(dǎo)或?qū)蛲ㄟ^在型坯頂部中的孔，所述孔是切割被保持在腔體內(nèi)的那部分型坯的結(jié)果。在這個(gè)實(shí)施例中，也可希望在型坯內(nèi)注射空氣噴嘴之前通過吹氣加寬這個(gè)孔，并且對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，這被稱作提供維持氣。
[0087]在其中在型坯壁外表面和腔體表面之間引入負(fù)壓力的某些實(shí)施例中，可造成局部真空，其中所述真空可在約0.1巴至約1.0巴的范圍內(nèi)，低于大氣壓，或者在約0.3巴至約
0.7巴的范圍內(nèi)，低于大氣壓。這樣一種真空可從外表面?zhèn)鬟f到在型還壁外表面和腔體表面之間的腔體。在一個(gè)實(shí)施例中，通過腔體壁到外源制出一個(gè)或多個(gè)小孔以允許這種傳遞。空氣粘度較低與抽取的空氣體積小相組合允許一個(gè)或多個(gè)傳遞孔足夠小，使得型坯壁中與一個(gè)或多個(gè)孔相接觸的材料通過所述一個(gè)或多個(gè)孔基本上不變形。
[0088]在某些實(shí)施例中，牙刷模腔的一個(gè)或多個(gè)部分具有比型坯橫截面積小的橫截面積，使得牙刷的這些壓縮部分可在閉合期間完全通過半模腔的壓縮而形成。模具的這個(gè)壓縮部分可包括包括子組件的部分，或者它可不包括該部分。通過流體施加壓力差可幫助形成這個(gè)壓縮部分、可幫助完全填滿腔體、或者二者兼有。牙刷的壓縮部分例如可包括用來扣合、轉(zhuǎn)動(dòng)或附接到牙刷的單獨(dú)組件諸如在牙刷別處上的裝飾性或抓持元件的幾何結(jié)構(gòu)。在腔體壓縮部分以外，所得模塑牙刷的壓縮部分可包含折紋并可能包含在腔體壁之間壓縮所述型坯之處附連的變扁材料。這種多余的材料被稱作毛邊，并且一般被去除或者自然而然地從模塑牙刷的其余部分被切掉。毛邊的切割或去除有時(shí)將在牙刷上留下殘余或痕跡。
[0089]當(dāng)型坯51在壓力差下冷卻時(shí)，牙刷的最終形狀被產(chǎn)生，在如圖3A所示的某些實(shí)施例中，其為具有采用以上所述的模內(nèi)組裝方法裝入的整合的植簇頭部的牙刷。
[0090]如圖4和5所示，半腔體59A、59B被打開，牙刷56從擠出吹模腔61中被分開和移除。
[0091]在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，中空牙刷的附加層可通過模內(nèi)貼標(biāo)(IML)的方法來添力口。ML用來在牙刷表面上的一個(gè)或多個(gè)指定位置處放置和定位標(biāo)簽諸如TPE標(biāo)簽。ML包括將要通過附接并且密切地適形于吹塑部件的外表面來形成牙刷的固有部件的一個(gè)或多個(gè)前面制造的柔韌而結(jié)實(shí)的組件。IML的配置可用來增強(qiáng)牙刷的裝飾外觀、質(zhì)感、抓持性、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)簽定位在部件上和將質(zhì)感提供給牙刷柄部的ML部分的外觸覺表面這兩者。選擇TPE的厚度和硬度以允許TPE大幅度變形，并且在與型坯的接觸表面處至少部分重新熔化，使得圍繞復(fù)合拐角貼標(biāo)可被實(shí)現(xiàn)，具有令人滿意的美容效果。
[0092]標(biāo)簽可包括裝飾性元件、觸感柔軟的元件(其中硬度介于約20的肖氏硬度A和約90的肖氏硬度A之間)、抓持區(qū)域、紋理化結(jié)構(gòu)、自愈元件、商標(biāo)或徽標(biāo)布置、硬質(zhì)材料、植簇的插件或多用途元件。此外，標(biāo)簽可按可觸知表面積與體積比率(TSAV比率)進(jìn)行制造，該比率通常大于用注塑可獲得的比率。用于標(biāo)簽的TSAV在這里被定義為使用者可見的或可接觸的表面積與標(biāo)簽所取代或占據(jù)的體積的比率。例如，插件可為約0.1mm至約0.4mm厚并具有大于約400mm2的可觸知橫截面積。這個(gè)標(biāo)簽將因此具有IOmnT1至2.5mm 1的TSAV。對(duì)于注塑的第二組件，它難以獲得大于2.0mm 1的TSAV，而對(duì)于模內(nèi)貼標(biāo)，TSAV>10mm 1很實(shí)用。對(duì)于主要有益效果源于表面結(jié)構(gòu)諸如摩擦系數(shù)、顏色、表面紋理或其它裝飾物的材料，高TSAV是明顯的優(yōu)點(diǎn)。
[0093]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)簽適形于模腔的三維形狀或輪廓，并且在從模具中移除牙刷之后保留該形狀。在某些實(shí)施例中，由TPE基材料制成的標(biāo)簽可低于0.30mm、0.25mm、0.20mm或
0.1Omm厚。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的曲率半徑的模腔輪廓。[0094]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通過重新熔化化學(xué)地附著到吹塑型坯但在外表面處基本上不變形。在該實(shí)施例的某些情況下，標(biāo)簽可在早先的擠出步驟中或者在注塑步驟中通過印花被預(yù)紋理化。在該實(shí)施例中，標(biāo)簽可比0.25mm、0.30mm或0.40mm厚。
[0095]在通過ML制造的多層牙刷的又一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)簽厚度足夠薄，例如比0.10mm、
0.15mm或0.2mm厚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)諸如可觸知的肋、浮凸、凹坑或突出；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)比0.1Omm厚。
[0096]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)吹模腔中。
[0097]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，提供改善的耐久性。
[0098]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，可纏繞牙刷或其部分例如牙刷柄部周圍的收縮套標(biāo)，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標(biāo)。這種套標(biāo)可使一端纏繞在頭部或頭部和頸部部分被附接到其上的肩部上。套標(biāo)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標(biāo)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。套標(biāo)的任一端、沒有一端或兩端可被折疊并包括在單獨(dú)附接的部件諸如頭部或頂蓋之下。
[0099]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來執(zhí)行以在吹制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表面的單一直紋屬性。
[0100]對(duì)于大規(guī)模制造，擠出吹塑模具可按至少三種構(gòu)型進(jìn)行布置:在第一構(gòu)型中，模具沿著轉(zhuǎn)輪被傳送，在第二構(gòu)型中，模具在相對(duì)的軌道(履帶系統(tǒng))上移動(dòng)，以及在第三梭形構(gòu)型中，模具圍繞擠出型坯打開和閉合。應(yīng)該指出的是，盡管圖6和7顯示擠出型坯進(jìn)入吹模，同樣的吹塑構(gòu)型可被用于注射吹塑方法中，其中預(yù)成型件而不是擠出型坯將進(jìn)入吹模。在注射吹塑的情況下，在還是熱的時(shí)候，可將預(yù)成型件從注射模腔直接拿到吹模腔，或者可將它從注射模腔中取出儲(chǔ)存，然后在中間步驟重新加熱，而且隨后放進(jìn)吹模腔中，并且對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，這被稱作再加熱注射吹塑。
[0101]在轉(zhuǎn)輪構(gòu)型中，如圖6所示，吹模71半腔體75被成對(duì)安裝在轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)70上，使型坯73擠出方向與轉(zhuǎn)輪77的外邊緣近似成切線。擠出機(jī)72可基本上向上克服重力、基本上向下與重力一致或在這兩種之間的任何方向上擠出型坯73。半腔體75基本上在一個(gè)方向上相對(duì)于彼此移動(dòng)以打開，如圖6A所示，并且在相對(duì)的方向上移動(dòng)以閉合，如圖6B所示-產(chǎn)生吹模71，其中該方向平行于轉(zhuǎn)輪77的軸線并且正交于型坯73的擠出方向。這樣，當(dāng)吹模腔79的縱向近似平行于型坯73擠出方向時(shí)，半腔體75可圍攏型坯73。[0102]在這個(gè)實(shí)施例中，型坯擠出環(huán)81是固定的，并且轉(zhuǎn)輪77旋轉(zhuǎn)將密封在吹模71中的型坯73移開以容納用于下一個(gè)腔體對(duì)75的又一次擠出的型坯73的移入就位。當(dāng)包括密封型坯73的吹模71移動(dòng)時(shí)，壓力差被引入以使型坯壁膨脹到吹模腔79的腔體內(nèi)壁并且型坯73冷卻。在轉(zhuǎn)輪77的規(guī)定持續(xù)時(shí)間和旋轉(zhuǎn)之后，半腔體75打開并且基本上成形的牙刷83從半腔體75中被取出或頂出。這樣，型坯73的擠出是基本上連續(xù)的。轉(zhuǎn)輪中的腔體可基本上彼此相同，或者可在形狀上變化以允許由同一設(shè)備制成各種各樣的樣式而不必生產(chǎn)線停車或轉(zhuǎn)換。
[0103]在第二實(shí)施例中，如圖7所示，半腔體91被布置在相對(duì)的軌道105 (有時(shí)稱作履帶)上，所述軌道在相反的方向上旋轉(zhuǎn)并且允許半腔體91被保持彼此配合接觸以產(chǎn)生吹模92，其中兩個(gè)或更多個(gè)吹模92依次從其中型坯95被擠出并被打開的腔體對(duì)97捕獲的第一位置93轉(zhuǎn)移到其中壓力差被引入到吹模92的第二位置96。型坯95在兩個(gè)打開的成對(duì)半腔體91之間按連續(xù)運(yùn)動(dòng)被擠出，兩個(gè)半腔體在第一位置93處通過它們?cè)谄渖闲羞M(jìn)的軌道105的動(dòng)作并攏到一起。半腔體91在軌道105上被定向，使得牙刷縱向基本上平行于型坯擠出方向。當(dāng)半腔體91被完全密封時(shí)，如上所述通過正壓、負(fù)壓或二者的組合產(chǎn)生了壓力差。型坯膨脹直到它達(dá)到吹模腔的內(nèi)壁為止，屆時(shí)型坯的冷卻被大幅度增大。當(dāng)型坯已經(jīng)冷卻足以保持其形態(tài)時(shí)，半腔體91通過它們?cè)谄渖细S的軌道105的動(dòng)作而打開，并且成形的牙刷被頂出。半腔體91彼此分離并且沿著旋轉(zhuǎn)的連續(xù)軌道105的后半段被復(fù)位到第一位置93。
[0104]在梭形腔體構(gòu)型中，如圖8A所示，半腔體91被成對(duì)安裝以產(chǎn)生吹模92 ;其中兩個(gè)或更多個(gè)吹模92被依次從其中型坯95被擠出并被吹模92捕獲的第一位置(A)轉(zhuǎn)移到其中壓力差被引入到吹模92的第二位置(B)。在第一位置(A)，在型坯95被擠進(jìn)吹模92中時(shí)，吹模92保持基本上不運(yùn)動(dòng)。當(dāng)型坯95已經(jīng)擠進(jìn)吹模92腔體中時(shí)，吹模移動(dòng)到第二位置(B)。在第二位置(B)，壓力差通過正壓、負(fù)壓或二者的組合被引入到吹模92，例如，通常靠正壓通過吹塑噴嘴或吹塑針。型坯95直徑上膨脹直到它達(dá)到腔體壁為止，屆時(shí)型坯95的冷卻被大幅度增大。在壓力差產(chǎn)生和型坯95冷卻期間，密封的和加壓的吹模92通常保持基本上不運(yùn)動(dòng)，直到型坯95已經(jīng)冷卻到其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或熱撓曲溫度以下到了其形態(tài)已經(jīng)凝固的這樣一種程度為止。當(dāng)型坯95已經(jīng)冷卻足以保持其形態(tài)時(shí)，可能在第二位置(B)或者在某些實(shí)施例中在移動(dòng)到第三位置之后，半腔體91被打開并且成形的牙刷被頂出。半腔體91彼此分開并且被復(fù)位到第一位置(A)。
[0105]在任何一個(gè)擠出吹塑實(shí)施例中，有可能通過在一個(gè)方向上平行并靠近第一型還同時(shí)擠出一個(gè)以上的型坯來提高生產(chǎn)率，從而提高設(shè)備效率。例如，每個(gè)型坯可被整個(gè)包封在其腔體內(nèi)，但相鄰的非成對(duì)的半腔體可切成相同的模具。這允許生產(chǎn)更有效率，因?yàn)閿D出吹塑系統(tǒng)的不成比例的大部分費(fèi)用可涉及到腔體處理系統(tǒng)，諸如轉(zhuǎn)輪、梭子或履帶。在多型坯擠出的一個(gè)實(shí)施例中，型坯由同一擠出機(jī)來供應(yīng)，但通過歧管分裂成多個(gè)型坯。在第二實(shí)施例中，型坯由單獨(dú)的擠出機(jī)來供給。這個(gè)第二實(shí)施例解決多顏色制品諸如牙刷的同時(shí)生產(chǎn)問題，其簡(jiǎn)化生產(chǎn)后處理和把牙刷裝進(jìn)其中期望并非所有牙刷都具有同一顏色的多制品包裝中。
[0106]在擠出吹塑中，由于來自模塑制品之間的型坯的多余材料，通常具有比注塑或注射吹塑高的廢料百分比。吹模的閉合在頂部和底部夾住型坯并且在其中最終牙刷橫截面積小于型坯橫截面積的某些情況下，另外同樣地產(chǎn)生如上所述的毛邊。這個(gè)毛邊通常在成形操作完成之后被修剪掉。為解決多余毛邊的問題，有可能在單個(gè)模腔中橫跨正交于縱向軸線的平面彼此面對(duì)模塑兩個(gè)牙刷，在成形操作完成之后將它們剪開。在這個(gè)實(shí)施例中，壓力差可以以所述的任何方式被施加，但可通過兩個(gè)牙刷之間的針注射正壓施加。這樣模塑的部件可被描述成“開壓邊內(nèi)澆口”。
[0107]此外,在任何吹塑實(shí)施例諸如圖6-8所示的實(shí)施例中，吹模腔從一個(gè)吹模到下一個(gè)吹?？刹煌?，使得單個(gè)方法可以按直接序列生產(chǎn)多種不同的牙刷。例如如圖17所示，安裝在轉(zhuǎn)輪構(gòu)型中的吹模121、123、125、127具有一系列不同形狀的腔體121A、122A、123A、124A以生產(chǎn)具有不同形狀的牙刷129。
[0108]此外,在任何吹塑實(shí)施例中，諸如圖6或7所示，吹塑構(gòu)型可包括標(biāo)簽嵌入機(jī)構(gòu)142，諸如伺服控制的取放臂或機(jī)械手臂，如圖10所示。
[0109]在某些實(shí)施例中，嵌入機(jī)構(gòu)可包括多個(gè)標(biāo)簽，例如如圖10所示，嵌入機(jī)構(gòu)18包括多個(gè)標(biāo)簽L1、L2、L3。標(biāo)簽LpL2可通過處理和供給機(jī)構(gòu)143被放置在打開的半腔體141之內(nèi)。一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽U、L2可同時(shí)被放置在腔體145內(nèi)以形成具有不同標(biāo)簽U、L2、L3的牙刷147、148和149。標(biāo)簽可具有不同的形狀、厚度、顏色、紋理、材料和印記。標(biāo)簽通常通過真空被保持在模具型腔內(nèi)或者可通過只是摩擦和彎曲被保持在緊曲率的區(qū)域中。在某些實(shí)施例中，每個(gè)模具具有約一至十個(gè)標(biāo)簽或者約一至三個(gè)標(biāo)簽。在某些實(shí)施例中，標(biāo)簽可被暴露在牙刷的外表面上；或者部分地或完全地嵌入型坯內(nèi)；或者它們的任何組合。例如，標(biāo)簽可被完全地或部分地嵌入透明的或半透明的牙刷中，這樣它仍可被查看，或者標(biāo)簽可被暴露在牙刷表面上以便查看。
[0110]當(dāng)牙刷離開制造設(shè)備時(shí)，牙刷可被后處理、裝飾、與其它部件組裝和包裝。
[0111]圖11顯示包括多種牙刷161、163、165、167的包裝，每個(gè)牙刷均具有獨(dú)特的和不同的形狀、顏色或顏色組合Cl、C2、C3、C4和標(biāo)簽L4、L5、L6。
[0112]圖19顯示可采用本發(fā)明的一種或多種方法進(jìn)行生產(chǎn)的個(gè)人護(hù)理制品的一個(gè)實(shí)施例，在這種情況下，牙刷310具有頭部320、頸部330、柄部340、柄部末端342和頭部末端222。牙刷310可被一體地成形成單件并且包括內(nèi)腔360和外表面312，其中外表面312在橫截面積(OSa)方面有差異，所述橫截面積(OSa)是沿著牙刷310縱向軸線L由外表面312所限定的橫截面的總面積-如圖19A所示；在該實(shí)施例中，柄部340具有基本上沙漏形形狀。內(nèi)腔360具有內(nèi)腔表面362，其中內(nèi)腔表面362沿著牙刷縱向軸線L在橫截面積(ICa)上變化。如圖19所示，在某些實(shí)施例中，牙刷310的內(nèi)腔360具有較大橫截面積ICae，其沿著牙刷310的縱向軸線L鄰接比較大橫截面積ICae小的橫截面積ICeA1、ICca2以形成輪廓。牙刷310內(nèi)腔360也可具有較小橫截面積ICq^其沿著牙刷310的縱向軸線L鄰接比較小橫截面積1C.大的橫截面積ICa3、ICca4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310的縱向軸線L的至少一個(gè)或更多個(gè)其它橫截面積。
[0113]此外，如圖19、19A和19B所述，在某些實(shí)施例中，沿著牙刷310的縱向軸線L，內(nèi)腔表面362在橫截面積上的變化與外表面312在橫截面積上的變化成比例，除了沿著牙刷310的縱向軸線L在內(nèi)腔的尾梢處之外。如圖19所示，沿著牙刷310的縱向軸線L頭部320和頸部330的至少一部分可為基本上實(shí)心的，或者如圖20所示，在牙刷400中，內(nèi)腔410可從柄部440延伸到頸部430中，但不進(jìn)入牙刷400的頭部420，由最接近牙刷400的柄部末端442的第一簇孔432而確定。在某些實(shí)施例中，內(nèi)腔至少部分地延伸到牙刷的頭部中。在某些實(shí)施例中，氣隙體積與刷柄部和頸部的體積的百分比在約50%至約70%的范圍內(nèi)，或者在約55%至約70%的范圍內(nèi)；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20A是圖2牙刷400的縱向剖面圖，顯示牙刷頭部中的子組件450。
[0114]在某些實(shí)施例中，由牙刷的外表面和內(nèi)腔表面之間的距離所確定的中空部分壁厚可為均勻分布的并且薄至約0.9至約1.1mm0在某些實(shí)施例中，牙刷中空部分的平均壁厚為約1.0mm,并且厚度的標(biāo)準(zhǔn)偏差為約0.25mm，其僅為平均厚度的約25.3%。在某些實(shí)施例中，中空部分的壁厚在約1.0至約3.5mm的范圍內(nèi)。在某些實(shí)施例中，中空部分的平均壁厚為約1.80mm，并且壁厚的標(biāo)準(zhǔn)偏差為約0.44mm，其僅為平均厚度的約23.4%。在某些實(shí)施例中，牙刷中空部分的平均壁厚可為約1.0mm至約2.5mm，其中牙刷足夠強(qiáng)勁以具有使用所需的剛度并且仍節(jié)省很多材料。
[0115]本文所公開的量綱和值不應(yīng)當(dāng)被理解為嚴(yán)格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列舉的值和圍繞那個(gè)值功能上等同的范圍兩者。例如，公開為“40mm”的尺寸旨在表示“約40mm”。
[0116]除非明確地排除或換句話講限制，本文所引用的每一個(gè)文件，包括任何交叉引用或相關(guān)的專利或?qū)＠暾?qǐng)，特此以全文引用的方式并入本文。任何文件的引用并非是對(duì)其相對(duì)于本發(fā)明所公開的任何發(fā)明或受權(quán)利要求書保護(hù)的本文，或其單獨(dú)，或以與任何其它參照或參考文獻(xiàn)、教導(dǎo)、建議或公開的任何此類發(fā)明的任何組合的現(xiàn)有技術(shù)的認(rèn)可。此外，當(dāng)本文獻(xiàn)中術(shù)語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)語的含義或定義為準(zhǔn)。
[0117]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，旨在在所附權(quán)利要求中所包括的所有此類改變和變型在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于擠出吹塑牙刷的方法，所述方法包括: a)提供具有縱向軸線和腔體的擠出吹模，所述腔體具有柄部部分、頸部部分、頭部部分和限定橫截面積的表面；其中所述腔體具有沿著所述吹模的所述縱向軸線鄰接兩個(gè)較小橫截面積的最大橫截面積或沿著所述吹模的所述縱向軸線鄰接兩個(gè)較大橫截面積的最小橫截面積中的至少一個(gè)； b)提供定位在所述腔體的所述頭部部分中的子組件； c)擠出包含熱塑性材料的型坯，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； d)使用流體使所述型坯膨脹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，其中所述子組件包括前表面和型坯接觸表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述子組件包括從所述前表面伸出的至少一個(gè)清潔元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述至少一個(gè)清潔元件延伸到定位在所述腔體的所述頭部部分中的凹槽中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述子組件的所述型坯接觸表面具有凸面形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述型坯和子組件包含相同的熱塑性材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述子組件包括機(jī)械結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述擠出吹模腔的最小橫截面積小于所述型坯的橫截面積。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述擠出吹模腔的最大橫截面積大于所述型坯的橫截面積。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法，其中在擠出所述型坯之前，所述擠出吹模包括標(biāo)簽。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述型坯包含第一熱塑性材料和第二熱塑性材料。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)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)所述內(nèi)腔具有限定橫截面積的表面；其中所述內(nèi)腔具有沿著所述牙刷的所述縱向軸線鄰接兩個(gè)較小橫截面積的較大橫截面積或沿著所述牙刷的所述縱向軸線鄰接兩個(gè)較大橫截面積的較小橫截面積中的至少一個(gè)； c)所述外表面限定外表面橫截面積； d)由所述外腔表面和內(nèi)腔表面形成的壁； e)定位在所述頭部中的子組件； 其中所述牙刷包括單個(gè)一體組件。
【文檔編號(hào)】B29C49/24GK103998205SQ201280057302
【公開日】2014年8月20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】M·L·紐曼, C·文, S·A·霍格頓, S·杰克遜, B·J·菲利普斯, R·D·塞特費(fèi)爾德, A·M·烏赫, C·T·瑞安 申請(qǐng)人:寶潔公司