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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING A TOOTHBRUSH
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/052982
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a toothbrush with a solid handle (2) having a large cross-section. Either one section only of the material provided for producing the handle (2) is injected into a first cavity (8) and the remaining part of said material is injected in one or more portions into an additional cavity (12) and brought into contact with at least one of the parts that have already been injected, or the material provided for producing the handle (2) is fully injected into the first cavity and subsequently displaced into a cooling cavity in order to cool and harden. The method enables short injecting intervals.

Inventors:
STRAEHLER RETO (CH)
Application Number:
PCT/CH2001/000720
Publication Date:
July 11, 2002
Filing Date:
December 17, 2001
Export Citation:
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Assignee:
TRISA HOLDING AG (CH)
STRAEHLER RETO (CH)
International Classes:
A46B5/02; A46D3/00; B29C45/16; (IPC1-7): A46B5/02; A46D3/00
Domestic Patent References:
WO1999001055A11999-01-14
WO1994005183A11994-03-17
Foreign References:
DE9402418U11994-04-07
EP0893225A21999-01-27
EP0678368A11995-10-25
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE SCHAAD, BALASS, MENZL & PARTNER AG (Dufourstrasse 101 Zürich, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Zahnbürste aus min destens einer Materialkomponente, umfassend das Spritzgiessen der Materialkomponente in eine Kavität (8 ; 12 ; 16 ; 28 ; 32 ; 41 ; 44) einer Spritzgussform (7 ; 27 ; 42), dadurch gekennzeichnet, dass entweder nur eine Portion der zur Bildung des Handgriffes (2) vor gesehenen Materialkomponente in eine erste Kavität (8 ; 28) gespritzt wird und der restliche Teil dieser Materialkomponente in einer oder mehreren weiteren Portionen in jeweils eine weitere Kavität (12 ; 32) gespritzt und dabei in Verbindung mit mindestens einer der bereits gespritzten Portionen gebracht wird, oder die in die erste Kavität vollständig ge spritzte Materialkomponente anschliessend in eine Kühlkavität zur Kühlung und Aushärtung umgelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Spritzgiessen in zwei oder mehreren Por tionen vorgesehene Materialkomponente den einzelnen Kavitäten (8, 12 ; 28,32) vom gleichen Aggregat (A1) zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Spritzgiessen in zwei oder mehreren Por tionen vorgesehene Materialkomponente den einzelnen Kavitäten (8,12 ; 28,32) von verschiedenen Aggrega ten zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Spritzgiessen einer zweiten Portion der zur Bildung des Handgriffes (2) vorge sehenen Materialkomponente in eine zweite Kavität (12) ein aus der ersten Portion dieser Materialkom ponente gespritzter Teil (4) umspritzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Spritzgiessen einer zweiten Portion der zur Bildung des Handgriffes (2) vorge sehenen Materialkomponente diese in eine zweite Kavi tät (32) an eine Anspritzfläche (24) eines aus der ersten Portion dieser Materialkomponente gespritzten Teiles (30) aufgespritzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Spritzgiessen einer zweiten Portion der zur Bildung des Handgriffes (2) vorge sehenen Materialkomponente gleichzeitig eine zweite Materialkomponente in die zweite Kavität (32) ge spritzt wird, wobei der für die zweite Portion der ersten Materialkomponente vorgesehene Teil der zwei ten Kavität (32) von dem für die zweite Material komponente vorgesehenen Teil dieser Kavität (32) durch den in der ersten Portion bzw. in der ersten Kavität (28) hergestellten Teil (30) getrennt ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Bildung des Handgriffes (2) vorgesehene Materialkomponente in zwei etwa gleich grossen Portionen gespritzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Portion der zur Bildung des Handgriffes (2) vorgesehenen Material komponente wenigstens teilweise transparent oder transluzent ist.
9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Portionen der zur Bildung des Handgriffes (2) vorgesehenen Materialkomponente unterschiedliche Farbe aufweisen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Spritzgussform (7 ; 27 ; 42) gleichzeitig eine Anzahl von Zahnbürsten (1 ; l' ; 1'') in einer entsprechenden Anzahl von Kavitäten (8, 12,16 ; 28,32 ; 41,43,44) hergestellt wird.
11. Zahnbürste hergestellt im Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Description:
Verfahren zur Herstellung einer Zahnbürste Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnbürste gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der WO-A-94/05183 ist ein Verfahren zur Herstellung einer aus zwei verschiedenen Materialkomponeneten beste- henden Zahnbürste bekannt, bei dem in einem ersten Schritt der Grundkörper der Zahnbürste aus einer ersten Mate- rialkomponente gespritzt wird, wozu eine erste Kavität vorgesehen ist. Danach wird in einer zweiten Kavität an verschiedenen Stellen des Grundkörpers eine weitere Mate- rialkomponente, beispielsweise ein elastisches und/oder rutschsicheres Material, angespritzt. Der Grundkörper weist sowohl in seinem borstentragenden Bereich als auch in seinem Handgriffbereich einen relativ schmalen Quer- schnitt auf.

Um die Griffigkeit von Zahnbürsten zu verbessern und eine bequeme Handhabung zu ermöglichen, ist es von Vorteil, die Zahnbürste in ihrem Handgriffbereich relativ massiv auszu- bilden, d. h. dem Handgriff einen relativ grossen Quer- schnitt zu erteilen. Derartige Handgriff-Ausbildung bringt jedoch herstellungstechnisch einige Nachteile mit sich.

Nicht nur der Materialaufwand ist durch das grössere Hand- griffvolumen grösser durch die grössere Masse wird auch die Einspritz-und Kühlzeit massiv erhöht und dadurch der Spritzgiessprozess verlängert (höhere Standzeit). Zudem neigen solche Handgriffteile mit einem relativ grossen Querschnitt zu einer Lunkerbildung (d. h. Bildung von Luft- einschlüssen), die bei Handgriffen aus einem transparenten

Material sichtbar sind und die ästhetische Wirkung der Zahnbürste beeinträchtigen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das bei Herstellung einer Zahnbürste mit einem im Querschnitt grossen, massiven Handgriff kurze Spritzintervalle gewähr- leistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung sind drei Varianten des erfindungsgemässes Verfahren dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen rein schematisch : Fig. 1 bis 3 eine erste Verfahrensvariante in drei Schritten ; Fig. 4 in Seitenansicht und teilweise im Schnitt eine Zahnbürste hergestellt nach den Verfahrensschritten gemäss Fig. l bis 3 ; Fig. 5 in Draufsicht einen Teil einer Spritz- gussform für die erste Verfahrensvari- ante ; Fig. 6 und 7 eine zweite Verfahrensvariante in zwei Schritten ;

Fig. 8 in Seitenansicht und teilweise im Schnitt eine Zahnbürste hergestellt nach den Verfahrensschritten gemäss Fig. 6 und 7 ; Fig. 9 in Draufsicht einen Teil einer Spritz- gussform für die zweite Verfahrensva- riante ; und Fig. 10 in Draufsicht einen Teil einer Spritz- gussform für eine dritte Verfahrensva- riante.

Zur Herstellung einer aus Fig. 4 ersichtlichen Zahnbürste 1, deren Handgriff 2 einen grösseren Querschnitt aufweist, als der zur Befestigung von Borsten bzw. Borstenbüscheln vorgesehene vordere Kopfteil 3, wird in einem ersten, in Fig. 1 dargestellten Schritt zuerst ein Innenteil 4 des Handgriffes 2 angefertigt. Zu diesem Zweck wird eine erste Portion der für den Handgriff 2-und gegebenenfalls auch für den Kopfteil 3-vorgesehenen ersten Materialkompo- nente in eine zwischen zwei Teilen 5,6 einer Spritz- gussform 7 gebildete erste Kavität 8 gespritzt. Der erste Anspritzpunkt für die von einem ersten Aggregat AI zuge- führte erste Materialkomponenete ist in Fig. 1 mit AP1 be- zeichnet, der dafür vorgesehene Einspritzkanal bzw. Ein- spritzdüse mit 9.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist die Spritzgussform 7 für die Herstellung von mehreren, gegebenenfalls acht Zahn- bürsten 1 vorgesehen. Die im ersten Schritt nach Fig. 1 gespritzten Innenteile 4 werden nach teilweisem Auskühlen und Aushärten-sobald genügende Eigenstabilität erreicht ist-mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten

allgemein bekannten Übergabesystems, beispielsweise einem sogenannten internen, am Spritzwerkzeug angeordneten Hand- lingsystem, einem externen rotativen oder linearen Hand- lingsystem oder Roboter, jeweils in eine zweite, aus Fig.

2 ersichtliche Kavität 12 umgelegt. Diese erste Umlegung ist in Fig. 5 mit einem Pfeil U1 symbolisch angedeutet.

Der Innenteil 4 kann in radialer Richtung vorstehende Ab- stütznoppen aufweisen-in der Fig. 1 nicht gezeigt- mittels welchen das Innenteil 4 sich an der Wand der zweiten Kavität 12 abstützt, um dort zentrisch gehalten zu sein.

In einem zweiten, in Fig. 2 dargestellten Schritt wird eine zweite, gegebenenfalls restliche Portion der ersten Materialkomponenete in die zweite Kavität 12 über einen Einspritzkanal bzw. eine Einspritzdüse 13 eingespritzt.

Der zweite Anspritzpunkt AP2 für die erste Kunststoff- komponenete ist gegenüber dem ersten Anspritzpunkt AP1- in Längsrichtung der herzustellenden Zahnbürste gesehen- versetzt. Die zweite Portion der ersten Materialkomponente kommt in einen direkten Kontakt mit der ersten Portion ; beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Innenteil 4 umspritzt, der Handgriff 2 erhält in seinem hinteren Bereich die gewünschte, massive Form, und es entsteht auch der im Querschnitt schmalere vordere Kopfteil 3. Somit wird ein Grundkörper der Zahnbürste 1 gebildet, der aus der ersten Materialkomponenete besteht, und in Fig. 2 und 5 mit 10 bezeichnet ist. Für die Einspritzung beider Portionen der ersten Materialkomponenete wird vorzugsweise nur ein Aggregat AI verwendet, wie in Fig. 1 und 2 ange- deutet. Allerdings könnten die beiden Portionen des glei- chen Materials auch aus zwei verschiedenen Aggregaten ein-

gespritzt werden, und beispielsweise unterschiedliche Far- ben aufweisen.

Bei der Verfahrensvariante nach Fig. 1 bis 5 wird schliesslich in einem dritten Schritt der Handgriff 2 in seinem vorderen Bereich zusätzlich mit einer weiteren Materialkomponenete, beispielsweise einem im Vergleich zu der ersten Materialkomponenete elastisch nachgiebigeren Material, z. B. einem thermoplastischen Elastomer (TPE), umspritzt. Zu diesem Zweck wird der aus der ersten Mate- rialkomponenete bestehende Grundkörper 10 nach dem Ausküh- len bzw. Aushärten der zweiten Portion in eine dritte Kavität 16 der Spritzgussform 7 umgelegt, wobei wiederum die in Fig. 5 mit Pfeil U2 angedeutete zweite Umlegung aller acht Grundkörper 10 mittels eines nicht darge- stellten Saugwerkzeuges erfolgt.

Gemäss Fig. 3 wird in die dritte Kavität 16 von einem wei- teren Aggregat A2 über einen Einspritzkanal bzw. eine Ein- spritzdüse 17 die zweite Materialkomponenete in einem dritten Anspritzpunkt AP3 eingespritzt, wobei ein vorderer Teil 2a (Fig. 2 und 3) des Handgriffes 2 umspritzt und so- mit eine Art Mantel über einen Teil der Handgrifflänge gebildet wird. Ein solcher Griffteil 20 kann beispiels- weise zur weiteren Verbesserung der Griffigkeit der Zahn- bürste 1 beitragen. Selbstverständlich ist es möglich, weitere Materialkomponenten in weiteren Kavitäten hinzuzu- fügen.

In Fig. 6,7 und 9 ist eine weitere Verfahrensvariante zur Herstellung einer aus Fig. 8 ersichtlichen Zahnbürste 1' dargestellt, die wiederum einen vorderen Kopfteil 3 und einen diesem gegenüber im Querschnitt grösseren Handgriff 2 aufweist. Bei dieser Variante wird gemäss Fig. 6 in

einem ersten Schritt der Kopfteil 3, ein vorderer Teil 2a des Handgriffes 2 sowie ein Teil 2b des im Querschnitt vergrösserten, hinteren Handgriffteils aus einer ersten Materialkomponenete gespritzt, die zusammen einen Grund- körper 30 der Zahnbürste l'bilden. Die dafür vorgesehene, zwischen zwei Teilen 25,26 einer Spritzgussform 27 ge- bildete erste Kavität ist in Fig. 6 mit 28 bezeichnet.

Diese erste Kavität 28 ist so ausgebildet, dass der Teil 2b des Handgriffes 2 eine zur Längsrichtung der herzu- stellenden Zahnbürste 1'schräg verlaufende, obere An- spritzfläche 24 erhält ; selbstverständlich könnte die An- spritzfläche 24 in eine andere Richtung verlaufen. In einem Anspritzpunkt AP1 wird über einen Einspritzkanal bzw. Einspritzdüse 29 eine erste Portion der ersten Materialkomponenete aus einem ersten Aggregat AI in die erste Kavität 28 gespritzt. Wie aus Fig. 9 ersichtlich werden wiederum mehrere, gegebenenfalls acht Grundkörper 30 in einer Spritzgussform 27 hergestellt und nach teil- weisem Auskühlen bzw. Aushärten mittels eines nicht dar- gestellten Übergabesystems in eine zweite, in Fig. 2 dargestellte Kavität 32 umgelegt. Diese Umlegung ist in Fig. 9 mit einem Pfeil U1 angedeutet.

In einem zweiten, in Fig. 7 dargestellten Schritt wird in die zweite Kavität 32 in einem hinteren zweiten An- spritzpunkt AP2, der hinter der Anspritzfläche 24 des sich in der Kavität 32 befindenden Grundkörpers 30 liegt, über einen Einspritzkanal bzw. eine Einspritzdüse 33 die zwei- te, restliche Portion der ersten Materialkomponenete ein- gespritzt-vorzugsweise aus dem gleichen Aggregat AI wie die erste Portion. Auch hier könnte allerdings ein zusätz- liches Aggregat für die zweite Portion zur Verfügung ste- hen. Durch die zweite, an die Anspritzfläche 24 des aus- gekühlten Handgriffteiles 2b aufgespritzte Portion der

ersten Materialkomponenete wird der restliche Teil 2c (Fig. 7) des Handgriffes 2 gebildet. Bei dieser Variante ist der Grundkörper 30 so ausgebildet, dass der für die Einspritzung dieser zweiten Portion (bzw. zur Bildung des restlichen Handgriff-Teiles 2c) vorgesehene Raum der zweiten Kavität 32 durch eine Umfangsfläche 34 des ein- gelegten Grundkörpers 30, die sich am Übergang zwischen dem vorderen Teil 2a und dem mit der Anspritzfläche 24 versehenen Teil 2b des Handgriffes 2 befindet, von einem für die Einspritzung einer zweiten, den vorderen Hand- griffteil 2a umgebenden zweiten Materialkomponente vorge- sehenen Raum der zweiten Kavität 32 getrennt ist. Somit kann gleichzeitig mit der Einspritzung der zweiten, rest- lichen Portion der ersten Materialkomponenete auch die Einspritzung der zweiten Materialkomponenete stattfinden, und zwar von einem weiteren Aggregat A2, in einem dritten Anspritzpunkt AP3, über einen in die zweite Kavität 32 mündenden Einspritzkanal (bzw. Eispritzdüse) 37. Auch hier wird dabei der Handgriff 2 zur Verbesserung der Griffig- keit mit dem beispielsweise aus einer elastisch nachgie- bigeren Materialkomponente bestehenden Griffteil 20 ausge- stattet. Falls notwendig, könnte die Einspritzung der ersten und zweiten Materialkomponente sequentiell erfol- gen.

Bei der zweiten Verfahrensvariante nach Fig. 6,7 und 9 sind demnach (im Gegensatz zu der ersten Variante nach Fig. 1 bis 3 und 5) für jede Zahnbürste 1'nur zwei Kavitäten 28,32 notwendig, und es bedarf nur einer einzi- gen Umlegung Ul.

Sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Verfahrens- variante wird durch die Aufteilung des Spritzgiessens vom im Querschnitt verdickten Handgriff 2 in zwei Arbeits-

gänge, d. h. durch Spritzgiessen des gleichen Materials in zwei Portionen, die Einspritz-und die Kühlzeit wesentlich verkürzt, d. h. es werden kürzere Spritzintervalle ermög- licht, und zusätzlich wird die Bildung von Lunkern ver- mindert. Der letztgenannte Vorteil ist besonders bei transparenten oder transluzenten Handgriffen von Bedeu- tung. Die Trennlinien bzw. bei transparentem Material die Trennflächen zwischen den in den einzelnen Portionen ge- spritzten Handgriffteilen sind kaum sichtbar. Selbst- verständlich könnten diese Handgriffteile (und die dazu benötigte Kavitäten) in ihrer Form auch anders ausge- staltet sein, als bei den Ausführungsbeispielen nach Fig.

1 bis 5 und 6 bis 9 dargestellt und beschrieben. Es wäre auch durchaus möglich, den im Querschnitt verdickten Hand- griff in mehr als zwei Portionen zu spritzen, und dabei für jede weitere Portion eine zusätzliche Kavität vorzu- sehen.

Anhand der Fig. 1 bis 5 und 6 bis 9 wurde jeweils die Herstellung einer Zweikomponenten-Zahnbürste 1 bzw. 1' beschrieben. Selbstverständlich könnte auch eine Ein- komponenten-Zahnbürste, d. h aus einer einzigen Material- komponente bestehende Zahnbürste erfindungsgemäss in zwei oder mehreren Portionen gespritzt werden.

Eine Zweikomponenten-Zahnbürste könnte auch durchaus an- ders ausgestaltet sein als in Fig. 4 oder 8 dargestellt.

Beispielsweise könnte der Kopfteil 3 aus einer anderen Materialkomponente bestehen, als der Handgriff 2. In die- sem Fall könnte die zur Herstellung des gegenüber dem Kopfteil 3 verdickten Handgriffes 2 vorgesehene Material- komponente mit Vorteil in zwei etwa gleich grossen Por- tionen gespritzt werden.

Bei einer Mehrkomponenten-Zahnbürste können aber auch meh- rere Materialkomponenten erfindungsgemäss in zwei oder mehrere Portionen, die sequentiell gespritzt werden, auf- geteilt werden. Pro Komponente, welche aufgeteilt wird, ist natürlich mit einer zusätzlichen Kavität pro Portion zu rechnen.

Eine weitere Verfahrensvariante zur Herstellung einer Zahnbürste, gegebenenfalls wiederum einer Zweikomponenten- Zahnbürste 1", ist in Fig. 10 angedeutet. In einem ersten Schritt wird ein Grundkörper 40 dieser Zahnbürste l'', der einen Kopfteil 3 sowie einen im Querschnitt vergrösserten Handgriff 2 aufweist, durch Spritzgiessen einer ersten Materialkomponente in eine erste Kavität 41 einer Spritz- gussform 42 hergestellt, wobei bei dieser Variante die erste Materialkomponente vollständig in die erste Kavität 41 eingespritzt wird. Danach wird-sobald genügende Eigenstabilität nach teilweisem Auskühlen und Aushärten erreicht ist-der Grundkörper 40 mittels eines nicht dargestellten Saugwerkzeuges in eine Kühlkavität 43 umge- legt, was in Fig. 10 mit einem Pfeil U1 bezeichnet ist. In der Kühlkavität 43, die mit keinem Anspritzpunkt bzw. keinem Einspritzkanal ausgestattet ist, erfolgt eine wiei- tere Auskühlung und Aushärtung des Grundkörpers 40, ins- besondere dessen massiven Handgriffes 2, bis keine Gefahr einer Verformung besteht, wenn in einem weiteren Schritt der Grundkörper 40 in eine weitere Kavität 44 umgelegt wird (vgl. Pfeil U2 in Fig. 10), in die eine zweite, beispielsweise elastisch nachgiebigere Materialkomponente zur Bildung des Griffteiles 20 gespritzt wird. Auch diese Variante ermöglicht durch die Umlegung U1 des Grundkörpers 40 in die Kühlkavität 43 kurze Spritzintervalle.

Fig. 10 zeigt wiederum als Beispiel eine zur gleich- zeitigen Herstellung von 8 Zahnbürsten vorgesehene Spritz- gussform 42. Selbstverständlich sind bei allen Varianten auch andere Formgrössen mit einer anderen Anzahl von Kavi- täten denkbar (z. B. mit je 16 oder je 24 Kavitäten pro Arbeitsschritt).

Als geeignete Materialkomponenten können die verschie- densten Kunststoffe eingesetzt werden, wobei es sich um mindestens teilweise transparente Materialien handeln kann, wie beispielsweise Styrol-Acryl-Nitril, Polyester, Polystyrol, Polyamide, Polycarbonate, Polymethylmetha- crylat oder andere. Als opake Materialien können als Bei- spiel Polypropylen, thermoplastische Elastomere oder Poly- ethylen genannt werden.