(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシの毛束を射出成形工程においてブラシ本体に結合する、ブラシを製造する方法であって、殊に毛ストランドを外側で把持して、毛リザーバから毛束収容部に供給し、該毛束収容部で所定の長さに切断する方法において、収容部に位置する毛束（３）を端面で圧力負荷しシフトして、毛束を横断面減小しかつ互いに並んで位置する毛束糸を密に一緒に案内するために、直接続いて設けられた圧縮装置（４）に毛束を供給し、次いで、圧縮または前圧縮された毛束を射出成形型に供給することを特徴とする、ブラシを製造する方法。
【請求項２】
圧縮装置（４）内部で、段階的に次々に、毛束の圧縮を複数回行なう、請求項１記載の方法。
【請求項３】
毛束糸の一部を長手方向にシフトすることによって、圧縮動作と同時に、毛束の輪郭形成を行なう、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法を実施するブラシ製造機であって、毛束のための収容部を備えた毛束ホルダに毛束を供給するための供給装置と、ブラシ本体を製造しかつ該ブラシ本体と毛束とを結合するための射出成形型とが設けられている形式のものにおいて、毛束ホルダ（７）に毛束のための圧縮装置（４）が後置されており、該圧縮装置が、毛束ホルダ（７）に設けられた収容部に比べて減じられた横断面を備えた、毛束のための少なくとも１つの収容部を有しており、毛束ホルダ（７）から圧縮装置（４）への、毛束のためのほぼ直接の移行部が設けられており、毛束を端面で負荷しかつシフトするための搬送プランジャが設けられていることを特徴とする、ブラシ製造機。
【請求項５】
横断面の異なる毛束を備えたブラシのために、それぞれ横断面の同じ毛束の数に相当する数の貫通孔を備えた複数の孔付きプレート群が設けられている、請求項４記載のブラシ製造機。
【請求項６】
輪郭形成された押圧面（２２）を備えた搬送プランジャ（２１）が設けられており、この場合、毛束を射出成形型に導入するための搬送プランジャが輪郭形成されており、該搬送プランジャ（２１）に、相補に輪郭形成された対圧面（２４）を備えた対圧プランジャ（２３）が対応している、請求項４または５記載のブラシ製造機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、該ブラシの毛束を射出成形工程においてブラシ本体に結合する、ブラシを製造する方法であって、殊に毛ストランドを外側で把持して、毛リザーバから毛束収容部に供給し、該毛束収容部で所定の長さに切断する方法に関する。
【０００２】
さらに本発明は、この方法を実施するためのブラシ製造機であって、毛束のための収容部を備えた毛束ホルダに毛束を供給するための供給装置と、ブラシ本体を製造しかつ該ブラシ本体と毛束とを結合するための射出成形型とが設けられている形式のものに関する。
【０００３】
【従来の技術】
ブラシ本体が射出成形機で射出成形され、しかもその際に、供給された毛束にこのブラシ本体が結合されるようなブラシを製造する場合には、次のような問題が生じる。すなわち、高い射出圧の影響下で射出成形体によって毛束を埋め込むときに、プラスチック材料が毛束の各糸との間で、もしくはブラシ本体の孔付き壁と毛束との間で隆起し、製造されたブラシに突起や鋭利な縁部を形成する恐れがある。これによりこのようなブラシは不体裁になり、場合によっては使用不可能にもなる。特に歯ブラシの場合、このようなブラシは歯肉を傷つけることにもなる。
【０００４】
各毛束糸間のこのように望ましくない空隙は、一方では個々の糸が斜めに位置していることにより、他方では、個々の糸が製造工程からしばしば波状であることにより生じる。
【０００５】
毛束糸は、毛束収容部に設けられた孔への毛束ストランドの導入時に若干圧縮されはするものの、このような圧縮作用は、外側で毛束ストランドに作用するクランプグリッパによる送り圧が比較的僅かにしか付与されないことに基づき小さいので、前に述べた問題は解決されない。
【０００６】
ドイツ連邦共和国特許第２９２２８７７号明細書に基づき公知の方法および装置の場合、射出成形動作時における毛束へのプラスチック材料の導入を次のことによって阻止しようとしている。すなわち、型のキャビティに直接設けられた円錐形の狭窄部によって、このような毛束がブラシ本体側の端部のところで若干圧縮される訳である。
【０００７】
しかしながら毛束のこのような圧縮ゾーンは、短く形成され、しかも導入可能な比較的僅かな押込め力により圧縮圧が制限されているにすぎないので、このようなゾーンは、高い圧力下に位置するプラスチック材料によって塞がれてしまう場合があり、ブラシの既に述べた欠点を招き、ひいては不良品発生率を高める。
【０００８】
従って、毛束の使用領域へのプラスチック材料の侵入を阻止するために、一連の付加手段も講じられた。例えば、射出成形材料導入時に収容開口を冷却するか、または、若干冷却された無圧の射出成形材料に毛束を押込むようにしている。
【０００９】
さらに、毛束のための収容孔の横断面を、毛束導入後に、例えばコレットチャック状の構成により部分的に狭めるような方法が公知である。
【００１０】
しかしながら、このことは特に、ブラシの毛束が多数である点を考慮すれば、さらに、例えば歯ブラシの場合、毛束直径が小さい点を考慮すれば、比較的大きな手間を必要とするので、このような方法は余り実用的とは言えない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べたような方法を改良して、ブラシの毛束の使用領域に、侵入する射出成形材料残留分を有さず、しかも簡単に製造可能なブラシが、１射出成形工程において製造できるような方法を提供することである。
【００１２】
さらに、本発明の課題は、この方法を実施するための有利なブラシ製造機を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の方法では、収容部に位置する毛束を端面で圧力負荷しシフトして、毛束を横断面減小しかつ互いに並んで位置する毛束糸を密に一緒に案内するために、直接続いて設けられた圧縮装置に毛束を供給し、次いで、圧縮または前圧縮された毛束を射出成形型に供給するようにした。
【００１４】
【発明の効果】
収容部に位置する毛束は端面で、比較的大きな力によって負荷することができる。それというのは、これらの毛束が側方で変位することはないからである。これにより、圧縮装置への押込み抵抗が高められても毛束のシフトを行なうことができる。この圧縮装置において毛束は送り時にほぼ半径方向に圧縮される。このように毛束を前加工することにより、毛束糸が密に互いに接触すると共に、射出成形動作時に射出材料の侵入がもはや生じ得ないような圧縮が得られる。このような圧縮工程は、僅かな手間で簡単に実現することができる。
【００１５】
本発明の別の手段では、圧縮装置内部で段階的に毛束の複数回の圧縮を次々に行なう。
【００１６】
複数回の圧縮を次々に行なうことは、その都度比較的僅かな横断面減小が生ぜしめられることにより、一層良好な結果をもたらすことが実験で判った。
【００１７】
本発明のさらに別の手段によれば、圧縮動作と同時に、ブラシの毛束の一部を長手方向にシフトすることにより毛束の輪郭形成を行なう。
【００１８】
このような輪郭形成は事実上、１作業過程において毛束の圧縮時に一緒に行なうことができるので、付加的な手間が必要とならない。
【００１９】
本発明のさらに別の有利な手段では、毛束の圧縮を、該毛束の長手方向の長さに対して横方向に、毛束直径の、有利にはほぼ５％〜２０％、場合によっては５％〜４０％の範囲で行なう。
【００２０】
上記方法を実施するための、本発明によるブラシ製造機では、毛束ホルダに毛束のための圧縮装置が後置されており、該圧縮装置が、毛束ホルダに設けられた収容部に比べて減じられた横断面を備えた、毛束のための少なくとも１つの収容部を有しており、毛束ホルダから圧縮装置への、毛束のためのほぼ直接の移行部が設けられており、毛束を端面で負荷しかつシフトするための搬送プランジャが設けられている。
【００２１】
毛束ホルダからは、この毛束ホルダに位置する毛束が、直接に隣接する圧縮装置に搬送され、この場合、この毛束ホルダは端面で、収容部に係合する搬送プランジャによって負荷される。圧縮装置が直接続いて設けられていることによって、引渡し動作時に毛束のための側方ガイドが得られ続けるので、端面の圧力負荷が高くても、毛束糸の側方の変位は生じ得ない。従って毛束は、適宜に横断面減小した収容部にも高い圧力で押込むことができる。
【００２２】
本発明によるブラシ製造機の有利な構成によれば、毛束ホルダならびに圧縮装置が、それぞれ毛束収容部を形成する貫通孔を備えた孔付きプレートを有しており、これらの孔付きプレートが引渡し時に合致して互いに重なるようになっている。このような孔付きプレートは一般に毛束長さよりも若干厚く形成されているので、搬送プランジャが、この搬送プランジャに位置する毛束を負荷する前に、孔付きプレートに若干侵入することができる。これらの貫通孔は、交互に両側で係合する搬送プランジャを選択することを可能にするので、引取りもしくは引渡しを任意の側で行なうことができる。
【００２３】
本発明によるブラシ製造機の別の有利な構成では、圧縮装置が複数の孔付きプレートを有しており、これらの孔付きプレートに、毛束が次々に導入されるようになっており、これらの毛束の貫通孔が孔付きプレート毎に減じられた横断面を有しており、これらの孔付きプレートに、それぞれ横断面適合した搬送プランジャが対応している。
【００２４】
これにより、圧縮工程の回数とその都度の圧縮規模は、広範囲にわたって変更を加えることができ、その都度の諸要件に適合させることができる。
【００２５】
本発明によるブラシ製造機のさらに別の有利な構成では、圧縮装置が、毛束のための押込み方向で見て段状に横断面減小した少なくとも１つの段付き貫通孔を備えた、孔付きプレートを有しており、個々の段付き孔区分に、搬送方向に導入可能な適合した搬送プランジャが対応している。
【００２６】
この場合、唯１つの孔付きプレートにおいて次々に、毛束の段階的な圧縮が行なわれてよい。これらの段付き孔区分に、それぞれの孔の横断面に対応した搬送プランジャが導入される。つまり、孔毎に横断面が減小されて、先ず、最大横断面を備えた搬送プランジャによって毛束が次の狭められた孔区分に押込まれ、次いで、このような一層狭い孔区分に適合した次の細められた搬送プランジャによって、毛束がさらに押込まれる。孔付きプレートの他方の端部には、直接に射出成形型が、圧縮された毛束の引渡しのために配置されていてよい。
【００２７】
本発明によるブラシ製造機のさらに別の構成では、圧縮装置の少なくとも１つの孔付きプレート及び又は射出成形型が振動発生器、有利には超音波発生器に接続されている。
【００２８】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００２９】
図１および図２には、射出成形機１に前置された、毛束３のための供給装置２ならびに圧縮装置４が示されている。リザーブローラ５から、毛束ストランド６の材料が毛束ホルダ７に供給される。このことは送り装置８によって行なわれる。この送り装置は、層状に形成された３つのプレートに貫通孔を有している。これらの貫通孔は、生産しようとするブラシの、のちに孔フィールドとして形成される部分に対応して配置されている。この送り装置８は、矢印Ｐｆ１の示す方向に、往復シフト可能である。毛束ストランド６は把持されて、リザーブローラ５から引き出すことができる。ストランドの保持は、送り装置の真ん中のプレートを側方にシフトすることによって行なわれるので、これによりクランプが生ぜしめられる。ストランド材料の自由端部は毛束ホルダ７に導入される。この毛束ホルダは孔付きプレートを有している。この孔付きプレートには、ブラシののちに形成される孔フィールドに対応する、貫通孔９を備えた孔フィールドが形成されている。導入されたストランド区分はカッタ１０によって切断されるので、毛束ホルダ７には、適当な長さの毛束３が位置している。毛束ホルダ７に設けられた貫通孔９の直径の寸法は、ストランド材料端部を送り装置８から貫通孔９に容易に導入できるように設定されている。
【００３０】
毛束ホルダ７には、送り装置８とは離反した側で、孔フィールドに相応する数の搬送プランジャ１１が対応している。
【００３１】
図２からよく判るように、第１の圧縮動作のために、毛束ホルダ７が、この毛束ホルダに対応する搬送プランジャ１１と一緒に、圧縮装置の第１の孔付きプレート１２にシフトされる。この第１の孔付きプレート１２は、やはり毛束ホルダ７と合致する孔フィールドを有している。しかしながら、貫通孔９ａの直径は僅かに小さめである。
【００３２】
引渡し位置（図２）においては、毛束ホルダ７の孔付きプレートと圧縮装置の第１の孔付きプレート１２とは互いに密に隣接して、これらの貫通孔９，９ａが互いに整合するように位置決めされている。搬送プランジャ１１によって、毛束ホルダ７に位置する毛束が、この毛束ホルダから押出されて、第１の孔付きプレート１２の横断面減小された貫通孔９ａに押込まれる。この場合、比較的高い押圧力が、毛束を端面で負荷することにより伝達される。それというのは、毛束が圧縮装置の第１の孔付きプレート１２への搬送行程において、側方に変位することがないからである。
【００３３】
次いで、毛束ホルダ７の空になった孔付きプレートは再びその出発位置（図１）にシフトされ、圧縮装置の第２の孔付きプレート１２ａが、毛束３を備えた第１の孔付きプレート１２の前に位置決めされる。毛束ホルダ７の孔付きプレートの運動と圧縮装置の第２の孔付きプレート１２ａの運動とは互いに同期的に行なうことができ、これに応じて、これらの両孔付きプレートは互いに結合されていてもよい。これにより、必要となる位置決め駆動装置は唯１つだけになる。
【００３４】
圧縮機の第２の孔付きプレート１２ａはやはり第１の孔付きプレート１２に比べて横断面減小された貫通孔９ｂを有している。これらの貫通孔に、既に前圧縮された毛束３が圧縮機の第１の孔付きプレート１２から、この孔付きプレート１２に対応する搬送プランジャ１１ａによってシフトされる。このとき毛束３の更なる圧縮が行なわれる。
【００３５】
試験により判ったのは、使用する毛材料いかんでは、毛束の十分に高い圧縮を得るため使用される、圧縮機の孔付きプレート１２，１２ａは２つで十分であるということである。例えば１．５〜２ｍｍの直径を有する歯ブラシ毛束の直径は、１圧縮段階に付き０．１〜０．３ｍｍだけ減じられる。
【００３６】
必要に応じて、３つ以上の圧縮段階が行なわれてもよいし、場合によっては唯１つの圧縮段階しか行なわれなくてもよい。最終圧縮された毛束３を備えた、圧縮機の第２の孔付きプレート１２ａはさらに、図２に示した射出成形機１の位置に供給される。この第２の孔付きプレート１２ａから射出成形型に、圧縮された毛束３を導入する時に、必要に応じて毛束３のさらに別の圧縮が行なわれてもよい。この場合、射出成形型の収容孔も相応に横断面減小されている。
【００３７】
図３に拡大して示されているように、１つの孔付きプレートから隣接する孔付きプレートへの移行部分には、貫通孔９，９ａ，９ｂがそれぞれ円錐形の移行傾斜部１３を有している。外側に位置する繊維がこのような円錐部分を介して、それぞれ横断面減小された貫通孔に導入される。
【００３８】
図４は圧縮機の孔付きプレート１４を示している。この孔付きプレートは、押込み方向（矢印Ｐｆ２）で見て段状に横断面減小された段付き貫通孔１５を有している。この実施例では、３つの段付き孔区分１５ａ，１５ｂ，１５ｃが設けられている。これらの段付き孔区分には、それぞれ適合する搬送プランジャ１６ａ，１６ｂ，１６ｃが対応している。
【００３９】
搬送プランジャ１６ａによって、段付き孔区分１５ａに位置する毛束３を、横断面減小された次の段付き孔区分１５ｂにシフトすることができる。次いで搬送プランジャ１６ａが引出されて、さらに段付き孔区分１５ｂに適合した搬送プランジャ１６ｂが、前圧縮された毛束を最後の段付き孔区分１５ｃにシフトするために導入される。この搬送プランジャ１６ｃによって、圧縮機の孔付きプレート１４から、射出成形型の収容孔または圧縮機の別の孔付きプレートの孔に、圧縮された毛束をシフトすることができる。
【００４０】
段付き貫通孔１５を備えた、圧縮機のこの孔付きプレート１４も、１つのブラシに所属するそれぞれ完全な毛束一式をこの場所で圧縮できるように、のちに形成される植毛フィールドに対応する孔の配置関係を有していると有利である。
【００４１】
図５は供給装置２ａを示している。この供給装置２ａのところに、前圧縮装置１７が設けられている。この前圧縮装置を通って、リザーブローラ５から来た毛束ストランド６が前圧縮され、次いでこのように前圧縮された状態で、毛束ホルダ７に供給される。この前圧縮装置１７においても、毛束ストランドのための貫通孔を有する孔付きプレート１８，１８ａが配置されている。しかしながらこの場合、これらの貫通孔は僅かに円錐形に狭められて形成されているので、ストランドの貫通時に僅かな圧縮が行なわれる。この前圧縮力、ひいては必要となる押込め力または引張り力は、外側で毛束に作用する前記送り装置８のクランプグリッパによって伝達される引張り力により、十分に毛束を送ることができるように設定されている。
【００４２】
破線で示したように、必要に応じて、送り装置８と同期的に協働するような付加的な送り装置８ａ，８ｂが設けられていてもよい。前圧縮装置１７によって、毛束ストランド６は初めから、毛束ホルダ７の孔付きプレートに既に若干圧縮された状態で供給されるので、後続の圧縮ステーションの数は相応に減じることができる。
【００４３】
ブラシ、例えば連続した植毛フィールド２０を備えた歯ブラシ１９（図６）を製造するために、毛束が最後の圧縮動作時に同時に輪郭形成されると有利である。図７および図８に示したように、このことは、搬送プランジャ２１で負荷することにより、１つの毛束の糸の一部を長手方向にシフトすることによって行なわれる。これらの搬送プランジャは輪郭形成された押圧面２２を有している。
【００４４】
毛束３のこのような輪郭形成を、既に著しく圧縮された状態においてもより良好に行なうために、輪郭形成された搬送プランジャ２１に向き合う側に、搬送プランジャ２１に対して相補形に輪郭形成された対圧面２４を備えた対圧プランジャ２３が設けられていてよい。この対圧プランジャ２３によって、毛束の送り前端部に対圧が形成されるので、毛束は両端面から、輪郭形成のために圧力負荷される。規定の輪郭が達成されると、対圧プランジャ２３は、搬送プランジャ２１に対して同期的に一緒に運動する。
【００４５】
図７は、段付けされて形成された押圧面もしくは対圧面を備えた、搬送プランジャ２１ならびに対圧プランジャ２３を示している。これに対して、図８では、これらの面は、円錐形の先細りに延びる輪郭を形成するために成形されている。
【００４６】
次いで、圧縮されかつ輪郭形成された毛束３は、射出成形型２５の収容孔にシフトされ、これらの毛束の、のちに固定端部として形成される部分が、この場所で、射出成形型２５のキャビティ内部に自由な状態で位置する。付加的な作業行程において、輪郭形成された使用端部に対応して対応輪郭形成された固定端部を切断しなければならないことを回避するためには、図９に示したように、全ての繊維端部が互いに結合されるように、この固定端部が加熱装置、例えば加熱プレート２６によって溶接される。図９および図１０から判るように、輪郭形成部分もしくは対応輪郭形成部分が終わる領域にまで、この溶接が行なわれる。
【００４７】
加熱プレート２６の代わりに、図１０に示したような高温空気装置２７が使用されてもよい。
【００４８】
１つのブラシのために著しく異なる毛束を使用する場合には、供給時および圧縮時に、互いにほぼ等しい横断面を有する毛束だけをその都度加工して、その際孔付きプレートとこれに類似のものが、それぞれ同一の毛束の配置に応じて形成されていると有利である。
【００４９】
念のために述べておくが、円形、楕円形、方形、星形等のような種々の横断面を備えた毛束が使用されてよい。貫通孔と、適合する搬送プランジャとがこれに応じて形成されている。貫通孔および搬送プランジャのこのような形状付与は腐食処理によって行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】毛束のための供給装置ならびに圧縮装置を備えた機構を示す概略図である。
【図２】図１の機構を別の作業位置で示した概略図である。
【図３】毛束のための貫通孔とこれらに対応する搬送プランジャとを備えた互いに隣接する２つの孔付きプレートを示す概略図である。
【図４】段付き孔を備えた孔付きプレートと、各孔区分に対応する異なる搬送プランジャとを示す概略図である。
【図５】図１の機構を、供給装置のところに配置された前圧縮装置を備えた状態で示す概略図である。
【図６】異形に成形された植毛フィールドを備えた歯ブラシを概略的に示す部分側面図である。
【図７】孔付きプレートと、この孔付きプレートに位置する、成形された搬送プランジャによって輪郭形成された毛束とを概略的に示す断面図である。
【図８】孔付きプレートと、この孔付きプレートに位置する、図７とは別の形状に成形された搬送プランジャによって輪郭形成された毛束とを概略的に示す断面図である。
【図９】射出成形型に位置する毛束と、毛束端部の溶接のための加熱プレートとを示す概略図である。
【図１０】射出成形型に位置する毛束と、毛束端部の溶接のための高温空気装置とを示す概略図である。
【符号の説明】
１  射出成形機、  ２  供給装置、  ３  毛束、  ４  圧縮装置、  ５  リザーブローラ、  ６  毛束ストランド、  ７  毛束ホルダ、  ８，８ａ，８ｂ  送り装置、  ９，９ａ，９ｂ  貫通孔、  １０  カッタ、  １１，１１ａ  搬送ピストン、  １２  孔付きプレート、  １２ａ  孔付きプレート、  １３  移行傾斜部、  １４  孔付きプレート、  １５  段付き貫通孔、  １５ａ，１５ｂ，１５ｃ  段付き孔区分、  １６  搬送ピストン、  １７  前圧縮装置、  １８  孔付きプレート、  １９  歯ブラシ、  ２０  植毛フィールド、  ２１  搬送プランジャ、  ２２  押圧面、  ２３  対圧プランジャ、  ２４  対圧面、  ２５  射出成形型、  ２６  加熱プレート、  ２７  高温空気装置、  Ｐｆ１，Ｐｆ２矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003540023.tif 000009
【図９】
0003540023.tif 000010
【図１０】
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