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Diese
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von geformten Zahnbürsten und
eine geformte Zahnbürste,
die unter Verwendung dieses Verfahrens hergestellt ist.
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Zahnbürsten sind
bekannte Gegenstände und
sind im Allgemeinen aus harten Kunststoffmaterialien, z.B. aus Polypropylen,
Polyamid oder Styroacrylnitrol ("SAN"), und nahezu ausnahmsweise mittels
eines Spritzgießverfahrens
hergestellt. Zahnbürsten
mit zwei Komponenten sind ebenso bekannt, die aus einem ersten Material
hergestellte Teile, einem harten Kunststoff, z.B. der vorstehend
genannten Art, und aus einem zweiten Material hergestellte Teile
aufweisen, das sich von dem harten Kunststoff unterscheidet, z.B.
ein elastomeres (gummiartiges) Material. Geeignete thermoplastische
Elastomere, die für
solche Zahnbürsten
mit zwei Komponenten geeignet sind, sind bekannt und werden nun
weitgehend verwendet. Siehe z.B. die EP-A-0 336 641 und die DE-A-39
23 495 hinsichtlich von Beispielen solcher Zahnbürsten. Im Allgemeinen werden
solche Zahnbürsten
mit zwei Materialien in einem zweistufigen Spritzgießverfahren
hergestellt, bei dem zunächst
ein "Skelett" hergestellt wird,
das das erste Materialteil(e) aufweist, und dieses Skelett wird
anschließend
in eine zweite Spritzgießform
eingeschlossen, in die das zweite Material eingespritzt wird. Solch
ein Verfahren ist bekannt und z.B. in der WO-A-94/05183 offenbart.
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In
der Bürstenindustrie
ist ebenso bekannt, z.B. aus der EP-A-0 742 090, einen Einsatz in einen Bürstengriff
einzubetten, indem der Einsatz in den Hohlraum einer Spritzgießform eingebracht
wird, eine Seite mit einem eingespritzten Kunststoffmaterial zunächst bedeckt
wird, und anschließend
bei einem sich daran anschließenden
Spritzgießvorgang die
andere Seite mit dem Kunststoffmaterial bedeckt wird. Die US-A-2
923 035 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von Kunststoffgegenständen, insbesondere
von Bürsten,
bei dem ein erstes Teil dadurch hergestellt wird, dass ein erstes
Kunststoffmaterial in eine erste Form spritzgegossen wird, und ein
zweites Teil eines lichtundurchlässigen
Materials auf das erste Teil gestellt wird, und anschließend die
Anordnung aus den beiden Teilen in eine zweite Form eingebracht
und von dieser umschlossen wird, und anschließend von einem zweiten Kunststoffmaterial umschlossen
wird. Die US-A-5,898,967
offenbart eine Zahnbürste,
bei der eine Metallfeder in dem Griff eingebettet ist. Die WO-A-96/10934
offenbart ein Verfahren, bei dem eine Kunststoffzahnbürste dadurch
hergestellt wird, dass eine Feder in einer Spritzgießform gelagert
und Kunststoffmaterial um die Feder eingespritzt wird, und die Feder
auf der Oberfläche
der Bürste
wahlweise freigelassen wird.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein weiteres Verfahren
zum Herstellen von Zahnbürsten
vorzusehen, und Zahnbürsten
mit verbesserter Aufmachung, Qualität und Verschleißwiderstand
etc. durch die Verwendung einer dritten Komponente vorzusehen. Andere
Aufgaben der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung offensichtlich.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
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Vor
der weiteren Bearbeitung bei dem zweiten Formvorgang kann man das
Kunststoffmaterial hinreichend erstarren lassen, so dass der so
gebildete Gegenstand aus dem ersten Spritzgießhohlraum entfernt werden kann.
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Der
bei diesem Verfahren gebildete, geformte Gegenstand ist geeigneterweise
ein Teil oder die gesamte Zahnbürste,
die ein Handgriffteil und ein Kopfteil aufweist, in das Borsten
fixiert werden können,
entweder unter Verwendung herkömmlicher
Metallklammern, oder durch direktes Formen der Borstenbüschel in
den Kopf unter Verwendung von bekannten "ankerlosen" Verfahren.
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Geeigneterweise
kann die Komponente einen Teil des Handgriffs aufweisen. Die Komponente kann
z.B. ein dekoratives und/oder ein strukturelles Teil aufweisen.
Zum Beispiel kann die Komponente aus einem zweiten Material zu einer
dünnen
flächenförmigen Form
hergestellt sein, z.B. 0,01–2,0
mm, vorzugsweise 0,1–1,0
mm dick, einem Metall, wie z.B. Aluminium oder einer Aluminiumlegierung,
einem zweiten Kunststoffmaterial (geeigneterweise ein anderes Kunststoffmaterial
als das erste Kunststoffmaterial), oder ein Metall-Kunststofflaminat
oder Verbundmaterial, z.B. ein mit Metall gefüllter Kunststoff. Wie hierin
verwendet, ist dem Fachmann der Begriff "Folienbahn" ("Sheet") bekannt, aber der
Deutlichkeit wegen werden darunter vorwiegend Formen verstanden,
die eine Dicke von 0,2 oder weniger, vorzugsweise 0,1 oder weniger,
noch bevorzugter 0,05 oder weniger in Bezug auf ihre Länge und
ihre Breite besitzen. Falls die Komponente ein Kunststoffmaterial aufweist,
sollte dies einen Erweichungspunkt besitzen, der höher als
der des ersten Kunststoffmaterials oder der Betriebstemperatur der
Spritzgießform
ist, je nachdem, welche höher
ist, um die strukturelle Beschaffenheit der Komponente zu erhalten.
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Die
Komponente weist bezüglich
ihrer Form eine dünne
Schale auf, deren Oberfläche
mindestens einen Teil der Außenoberfläche des
fertiggestellten Gegenstands darstellt, z.B. einer Zahnbürste, z.B.
eines Teils der Außenoberfläche des
Handgriffteils der Zahnbürste.
Solch eine Komponente kann deshalb eine konvexe Außenoberfläche, die
im Allgemeinen dem Außenoberflächenprofil
des zu bildenden Gegenstands entspricht, und ein konkaves inneres
Profil besitzen, das im Allgemeinen einem Negativ des Außenoberflächenprofils
entspricht. Die Komponente kann z.B. eine dünne Schale einer dekorativen
Folie aufweisen. Die Komponente kann eine dekorative Komponente
aufweisen, z.B. ein glänzendes
oder farbiges Außenoberflächenteil,
und/oder es kann dazu beitragen, das Kunststoffteil des Gegenstands vor
Verschleiß zu
schützen,
und/oder es kann die Außenoberfläche des
Handgriffes mit verbesserten Griffeigenschaften versehen, wie z.B.
eine texturierte Oberfläche.
Vorzugsweise ist die Komponente hinreichend robust, z.B. hinreichend
dick, entweder lokal oder insgesamt, und kann mit Verstärkungen,
z.B. Rippen etc., an ihrer Innenoberfläche versehen sein, um so den
Kräften
beim Spritzgießen
des ersten Kunststoffmaterials zu widerstehen.
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Die
Spritzgießform
kann z.B. eine mehrteilige, z.B. zweiteilige Form sein, bei der
jedes Teil einen Teil des Formhohlraums bestimmt und die Teile zusammen
den gesamten Formhohlraum bestimmen, wenn die Teile zusammengefügt sind.
Mehrteilige Formen dieser Art sind bei der Herstellung von Zahnbürsten bekannt.
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Auf
geeignete Weise befindet sich die Komponente in dem Formhohlraum,
und zwar in Kontakt mit der Innenoberfläche der Hohlraumoberfläche, so dass
zumindest ein Teil der Komponente einen Teil der Außenoberfläche des
Gegenstandes bildet. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Form Merkmale
umfasst, wie z.B. Halteelemente oder innenliegende Kernstücke, um
die Komponente stationär
in dem Formhohlraum bei dem ersten Formvorgang zu halten.
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Geeignete
Verfahren zum Halten der Komponente in dem Formhohlraum sind dem
Fachmann bekannt.
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Die
Form und die Komponente können
miteinander zusammenwirkende Teile besitzen, z.B. kann die Komponente
von entsprechenden Teilen der mehrteiligen Form gepackt werden,
wenn diese zusammengefügt
werden.
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Vorzugsweise
wird die Komponente in dem Hohlraum in Kontakt mit der Hohlraumoberfläche gehalten,
zumindest unmittelbar vor und vorzugsweise beim Einspritzen des
ersten Materials, und zwar durch Anwendung eines verringerten atmosphärischen
Drucks auf die Komponente über
eine Durchführung
in der Form und Öffnungen
in dem Formhohlraum, d.h. durch Ansaugen der Komponenten an die Hohlraumoberfläche. Falls
ein verringerter atmosphärischer
Druck verwendet wird, dichtet die Komponente die Formhohlraumoberfläche ab,
um das Vakuum aufrecht zu erhalten und um ein Austreten des eingespritzten
ersten Kunststoffmaterials aus dem Formhohlraum über die Durchführung zu
verhindern. Geeignete Abmessungen der Durchführungen und Öffnungen
und geeignete Drücke,
um das Voranstehende zu erzielen, sind dem Fachmann bekannt. Es ist
wichtig sicherzustellen, dass die Abmessungen einer solchen Öffnung in
den Formhohlraum nicht zu groß ist,
dass, falls die Komponente eine dünne und relativ brüchige Folie
ist, der Druck innerhalb des Formhohlraums ein Durchstechen der
Folie an der Öffnung/Öffnungen
bewirkt, wenn das erste Kunststoffmaterial in die Form eingespritzt
wird. Anstelle einer oder mehrerer großer Öffnungen kann es z.B. bevorzugt
sein, viele kleine stecknadelgroße Öffnungen zu verwenden, die über die
Innenoberfläche
des Formhohlraums verteilt sind, an denen die Komponente in Kontakt
mit der Innenoberfläche
kommt. Diese Öffnungen
können
mit einer einzelnen Vakuumverzweigung kommunizieren.
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Geeigneterweise
wird die Komponente in den Formhohlraum über einen Automatismus, wie z.B.
einen Roboter, eingebracht, der z.B. mehrmals Komponenten aus einer
Speicherquelle oder einem Förderband
holt und diese auf genaue Weise in den Formhohlraum zum Ausführen des
oben beschriebenen Verfahrens einführt.
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Das
erste Kunststoffmaterial kann ein beliebiges Kunststoffmaterial
sein, das bekanntermaßen für die Herstellung
der harten Kunststoffteile (z.B. der Aufbau des Kopfes, Handgriffes,
Halses, etc.) einer Zahnbürste
geeignet ist, z.B. Polypropylen, Polyamid oder Styrolacrylnitril
("SAN"). Ein typischerweise
geeignetes Polypropylen ist z.B. "Polypropylen Mosten 52945" (Vertrieb durch
Schulman). Typischerweise besitzt ein solches Material eine Härte von
90–100 auf
der "Shore A"-Skala. Geeignete
Formbedingungen zum Einspritzen der Kunststoffmaterialien in eine Spritzgießform sind
dem Fachmann bekannt.
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Geeignete
Bedingungen, die sicherstellen, dass die Komponente, z.B. in Form
der voranstehend beschriebenen dünnen
Folienbahn, oder Schale, oder Metall oder ein Kunststoffmaterial
aufweisend, auf sichere Weise an der Masse des ausgehärteten ersten
Kunststoffmaterials anhaftet. Zum Beispiel können die Innenoberflächen der
Komponente, die in Kontakt mit dem ersten Kunststoffmaterial treten,
mit Widerhaken oder Ankerteilen versehen sein, die in dem ersten
Kunststoffmaterial eingebettet werden. Zusätzlich oder alternativ kann
eine Adhäsion
zwischen der Komponente und dem ersten Kunststoffmaterial auftreten,
und die Oberfläche/Oberflächen der
Komponente, die in Kontakt mit dem ersten Kunststoff treten, können passenderweise
aufgerauht oder mit einem Bindemittel etc. behandelt sein, falls
notwendig, um die Adhäsion
zu verbessern. Zusätzlich
oder alternativ kann die Komponente Hohlräume besitzen, in die das Kunststoffmaterial
fließen kann,
um so Eingriffsteile zu bilden, die die Komponente stationär halten.
Im Allgemeinen kann die Adhäsion
zwischen dem ersten Material und der Oberfläche der Komponente ausreichend
sein, um eine Verbindung zwischen dem ersten Material und der Komponente
zu erzielen.
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Nachdem
der so gebildete Gegenstand weiter bei einem zweiten Spritzgießvorgang
behandelt worden ist, kann der so gebildete Gegenstand anschließend aus
dem zweiten Formhohlraum entfernt werden.
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Die
zweite Spritzgießform
kann z.B. wiederum mehrteilig, z.B. eine zweiteilige Form, sein,
bei der jedes Teil einen Teil des Formhohlraumes bestimmt, und diese
zusammen den gesamten Formhohlraum bilden. Im Allgemeinen weist
die zweite Spritzgießform
separate Teile zur ersten Spritzgießform auf, allerdings können ein
oder mehrere Teile der ersten Spritzgießform ein oder mehrere Teile
der zweiten Spritzgießform
bilden.
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Das
dritte Material kann z.B. ein Kunststoffmaterial sein, das zum Bilden
von harten Kunststoffteilen des Gegenstandes geeignet ist, oder
es kann vorzugsweise z.B. ein gummiartiges Material sein, wie z.B.
ein thermoplastisches Elastomer. Zum Beispiel kann ein derartiges
gummiartiges Material eine Grifffläche der allgemein bekannten
Art auf dem Handgriff eines Gegenstands, der gleich einer Zahnbürste ist,
aufweisen. Der Ausdruck "gummiartig", wie er hierin verwendet
wird, ist nicht auf natürlichen oder
synthetischen Gummi beschränkt,
sondern umfasst sämtliche
Materialien, wie z.B. Elastomere (ebenso gleichbedeutend mit elastomeren
Materialien), die elastische Eigenschaften unter Kompression oder
Dehnung ähnlich
denen von Gummi selbst besitzen. Geeignete gummiartige Materialien
sind z.B. thermoplastische Elastomere der bekannten Art in der Zahnbürstenindustrie
zum Bilden von Zahnbürstengriffflächen, wie
z.B. solche, die vom Anmelder und der dazu verwandten Firmen unter
dem Handelsnamen "AQUAFRESH" und "Dr BEST" verkauft werden.
Geeignete gummiartige Materialien umfassen solche, die unter dem
Handelsnamen "SANTOPRENE" verkauft werden
und die typischerweise eine "Shore
A"-Härte von
ungefähr
10 bis 90, vorzugsweise 30 bis 80 besitzen. Geeignete Spritzgießformbedingungen
für solche
Materialien, um eine Adhäsion
zwischen den harten Kunststoffmaterialien, aus denen die Zahnbürsten hergestellt
sind, zu erzielen, sind dem Fachmann bekannt und sind bei der Herstellung
von zweikomponentigen Zahnbürsten über mehrere
Jahre hinweg verwendet worden.
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Auf
geeignete Weise können
ein oder mehrere Vertiefungen in der Oberfläche des Gegenstands, oder ein
oder mehrere Öffnungen,
die durch den Gegenstand hindurch verlaufen, bei dem ersten Formvorgang
gebildet werden, und die geeignet sind, das dritte Material bei
dem zweiten Formschritt aufzunehmen oder mit diesem vollständig oder
teilweise gefüllt
zu werden. Solche Vertiefungen und Öffnungen können während der Phase des Spritzgießens des
Kunststoffmaterials bei dem ersten Formvorgang durch Vorsehen von
ein oder mehreren entsprechenden konvexen Erhebungen von der Hohlraumoberfläche der
ersten Spritzgießform
gebildet werden, wodurch eine Vertiefung oder Öffnung im Allgemeinen in der
Form eines "Negativs" der konvexen Erhebung resultiert.
Eine solche konvexe Erhebung, die oftmals auf dem Gebiet des Spritzgießformens
als innenliegender Kern bezeichnet wird, kann sich z.B. in einer Richtung
quer über
den Formhohlraum von einem der Teile der Form zu einem anderen hin
erstrecken.
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Das
dritte Material kann in die Vertiefung und/oder durch die Öffnung fließen, und
kann zu Teilen des Gegenstands hin fließen, die von dem Spritzgießeinlass
des dritten Materials beabstandet sind. Solche Vertiefungen oder Öffnungen
können
dabei einen Formkanal aufweisen, der im Allgemeinen bekannt ist,
mit Hilfe dessen das dritte Material von dem Spritzgießeinlass
zu beabstandeten Teilen des Gegenstands, wie z.B. einer Zahnbürste, bewegt
wird. Mit Hilfe eines solchen Kanals kann das dritte Material in
Kontakt mit der Komponente fließen.
Eine Adhäsion
zwischen der Komponente und dem dritten Material kann ebenso anschließend stattfinden.
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Die
Komponente besitzt ein oder mehrere Löcher, vorzugsweise ein Muster
aus einer Mehrzahl von Löchern,
die in Verbindung mit einer Öffnung
stehen, wenn der Gegenstand sich in der zweiten Form befindet, so
dass das dritte Material über
die Öffnung und
in und wahlweise durch das Loch fließen kann, wodurch ein Teil
des dritten Materials gebildet wird, das an der Außenoberfläche des
Gegenstands benachbart zu dem Loch an der Außenoberfläche der Komponente frei liegt.
In der zweiten Form kann es einen Hohlraum benachbart einem derartigen
Loch geben, so dass dieses freiliegende dritte Material eine konvexe
Wölbung
auf der Oberfläche
der Komponente bildet.
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Die
so gebildeten Gegenstände
können
aus dem ersten bzw. dem zweiten Formhohlraum über herkömmliche Mittel entfernt werden,
z.B. herkömmliche
Auswerferstifte etc., und können
anschließend bei
weiteren Bearbeitungsvorgängen
durch geeignete Maschinen, z.B. automatische Hantiermaschinen, hantiert
werden. Andererseits können
die erste und die zweite Form im Allgemeinen herkömmlicher
Art sein.
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Die
Erfindung entsprechend Anspruch 7 sieht ebenso eine geformte Zahnbürste vor,
die durch ein solches Verfahren erhältlich ist.
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Solch
ein Gegenstand kann z.B. eine Zahnbürste aufweisen, die aus einem
ersten Kunststoffmaterial hergestellt ist, deren Außenoberfläche zumindest
teilweise durch eine Komponente vorgesehen wird, die gleich einer
dünnen
Folienbahn oder Schale aus einem Material ist, das an dem Kunststoffmaterial
angebracht ist. Diese Folienbahn oder Schale kann z.B. einen Teil
der Außenoberfläche des Handgriffs
der Zahnbürste
aufweisen, z.B. eine dekorative und/oder verstärkende und/oder die Griffigkeit verbessernde
dünne Metallfolie
oder Schale. Solch eine Folie oder schale kann z.B. aus den vorstehend beschriebenen
Materialien bestehen, und die Schale oder Folie kann auf die zuvor
beschriebenen Arten an dem Kunststoffmaterial fixiert sein, z.B.
durch Adhäsion
oder Verankerung. Solch eine Zahnbürste kann ebenso ein Teil,
insbesondere eine Grifffläche,
besitzen, die aus einem dritten Material hergestellt ist, welches
ein gummiartiges Material ist, wie z.B. ein thermoplastisches Elastomer.
Ein Teil dieses dritten Materials kann vorteilhafterweise durch
die Schale hindurch, und zwar von hinterrücks der Schale, verlaufen,
und kann auf der Außenoberfläche der
Schale freiliegend sein, insbesondere als eine konvexe Wölbung, und
eine Vielzahl von diesen kann zu einem gleichmäßigen Muster aus die Griffigkeit
verbessernden Wölbungen
angeordnet sein. Eine solche Wölbung
kann z.B. im Allgemeinen halbkugelförmig oder im Allgemeinen konisch
ausgebildet sein, z.B. mit einem Durchmesser von ca. 0,75–2,0 mm,
und kann von der Außenoberfläche der
Schale um ca. 0,3–1,0 mm
hervorstehen. Typischerweise kann ein solches Muster an Wölbungen
zu einem regulären
Muster angeordnet sein, wobei die Mittelpunkte ca. 0,3–1,0 cm, typischerweise
ca. 0,4–0,5
cm für
einen optimalen Griff voneinander entfernt liegen.
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Die
Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die folgenden
Figuren beschrieben.
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1 zeigt zwei Querschnittsansichten in Längsrichtung
durch eine zweiteilige Spritzgießform für eine Zahnbürste;
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2 zeigt
zwei Querschnitte durch die Form der 1 an
dem Punkt A-A;
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3 zeigt
einen Querschnitt in Längsrichtung
durch das in der Form der 1 und 2 hergestellte
Produkt;
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4 zeigt
eine Querschnittsansicht durch das nach den 1 und 2 gebildete
Produkt, welches in einer zweiten Spritzgießform umschlossen ist;
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5 zeigt
einen Querschnitt in Längsrichtung
durch eine fertiggestellte Zahnbürste,
wie sie in der Form der 4 gebildet ist.
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Bezugnehmend
auf die 1 und 2 weist
eine Spritzgießform 11 insgesamt
zwei Formteile 11A, 11B auf, die zusammen zwischen
den Teilen einen Formhohlraum 12 bestimmen. Die beiden
Teile 11A, 11B sind entlang der Grenzlinie 13 geteilt.
Der Hohlraum 12 bestimmt die Form des Skeletts einer Zahnbürste, die
einen in dem Teil 14 des Hohlraums 12 zu bildenden
Handgriff und einen in dem Teil 15 des Hohlraums 12 zu
bildenden Kopf besitzt, und mit einem zwischenliegenden Halsbereich,
der in dem Teil 16 des Hohlraums 12 gebildet wird.
Der Kopf ist mit Löchern
gebildet, in die Borsten eingeführt
werden können,
und zwar mit Hilfe von Stiften, die sich in das Teil 15 des
Hohlraums 12 erstrecken, diese aber der Einfachheit halber
nicht dargestellt sind.
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In
den Hohlraum 12 ist eine Komponente 17 eingeführt worden,
die sich benachbart zu und in Kontakt mit der Innenoberfläche 18 des
Hohlraums 12 befindet. Die Komponente 17 ist gleich
einer dünnen
Schale, die aus einer dekorativen Metallfolie hergestellt ist. Über einen
großen
Teil ihrer Erstreckung ist die Form der Außenoberfläche der Komponente 17 konvex
und entspricht fast der Form der Innenoberfläche des Hohlraums 18.
Obwohl sie dünn
ist, so ist die Schale 17 hinsichtlich einer Manipulation
hinreichend fest und kann den Kräften
widerstehen, die vom Einspritzen des Kunststoffmaterials herrühren.
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Eine
Vakuumdurchführung 19 verläuft durch das
Teil 11A der Form. Durch die Durchführung 19 kann ein
verringerter atmosphärischer
Druck auf die Komponente 17 aufgebracht werden, um diese
gegen die Oberfläche 18 stationär zu halten.
In 1A endet die Vakuumdurchführung 19 in einer
einzelnen Öffnung 113 in
dem Hohlraum 12, in 1B ist
die Vakuumdurchführung 19 aber
in eine große
Anzahl von kleineren Durchführungen 114 unterteilt,
von denen jede in einer kleinen Stecknadelöffnung in dem Hohlraum 12 endet.
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Vakuum
kann über
eine externe Pumpe und ein Vakuumverteilersystem der herkömmlichen
Art (nicht gezeigt) aufgebracht werden.
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Die
Komponente 17 besitzt Löcher 110,
die vollständig
durch diese hindurch verlaufen. Das Teil 11B ist mit innenliegenden
Kernstücken 111 gebildet, die
durch diese Löcher 110 verlaufen
und die Oberfläche 18 des
Teils 11A der Form berühren.
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Ein
geschmolzenes, fluides erstes Kunststoffmaterial (nicht gezeigt)
wird über
den Einlass 112 in den Hohlraum 12 eingespritzt
und fließt
durch den Hohlraum 12, um so den Griff der Zahnbürste in
dem Teil 14, den Kopf in dem Teil 15, den Hals
in dem Teil 16 und den Handgriff 14 der Zahnbürste zu
bilden. Das Kunststoffmaterial fließt ebenso in Kontakt mit der
Schalenkomponente 17. Eine Adhäsion findet zwischen der Schale 17 und
dem Kunststoffmaterial statt. Zusätzlich oder alternativ kann
es weitere Löcher
in dem dünnen
Schalenmaterial 17 geben, so dass das Kunststoffmaterial
in solche Löcher,
und wahlweise durch solche Löcher,
fließen
kann, um dabei in Eingriff mit der Schale 17 zu treten.
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Die
Außenoberfläche der
Schale 17, die in Kontakt mit der Hohlraumoberfläche 18 ist,
bildet die Außenoberfläche des
Gegenstands, der in dem Hohlraum 12 bei dem Spritzgießvorgang
gebildet wird. Die Einheit aus Kunststoff und Folie 17 wird
aus der Form unter Verwendung von herkömmlichen Auswerferstiften (nicht
gezeigt) entfernt, wenn das Kunststoffmaterial abgekühlt und
ausgehärtet
ist.
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2B zeigt
eine Schale 17, die mit Verankerungen oder Widerhaken 122 an
ihren Kanten versehen ist, und die in dem ersten Kunststoffmaterial eingebettet
werden und das ausgehärtete
Kunststoffmaterial und die Komponente 17 zusammen verankern.
Die Verankerungen oder Widerhaken (nicht gezeigt) können an
anderen Teilen der Schale 17 vorgesehen sein.
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3 zeigt
den Längsschnitt
durch das Produkt 31 (insgesamt) dieses zuvor beschriebenen
ersten Einspritzschrittes unter Verwendung der Form 11. Es
ist zu sehen, dass die Schale 17 auf dem Griffhandteil 14 durch
Adhäsion
zwischen der Schale 17 und dem harten Kunststoffmaterialteil
des Produktes 31 fixiert ist, und die Folie 17 und
das Griffhandteil 14 bilden zusammen eine glatte kontinuierliche
Oberfläche.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist der Formhohlraum
in dem Teil 11B derart ausgebildet, dass er eine Konvexität 115 umfasst,
die eine entsprechende resultierende Vertiefung 116 in
dem Griffhandteil des Produktes 31 bildet. Um die Kernstücke 111 herum sind
resultierende Öffnungen 117 durch
das harte Kunststoffmaterialteil des Produktes 31 zurückgeblieben,
wenn die Kernstücke 111 beim
Trennen der Teile 11A und 11B der Form 11 entfernt
werden.
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Bezugnehmend
auf die 4 bis 5 ist ein
weiterer Bearbeitungsvorgang zum Herstellen einer aus zwei Materialien,
z.B. einem harten Kunststoffmaterial und einem Elastomer, d.h. einem
gummiartigen Material, bestehenden Zahnbürste 150 dargestellt.
Unter Verwendung bekannter Maßnahmen
bei der Zahnbürstenherstellung
wird das in 3 gezeigte Produkt 31 in
eine zweite Spritzgießform 41 eingeführt, die
wiederum zwei Halbformen 41A, 41B mit einem Einspritzanschluss 42 zum
Einspritzen eines fluiden, gummiartigen Materials, wie in 4 gezeigt
ist, besitzt. Die Form 41 ist entlang der Trennlinie 43 geteilt.
Die Hohlräume 44 sind
in dem Formteil 41A vorgesehen, die in Verbindung mit den Löchern 110 und
den Öffnungen 117 stehen.
Das Formteil 41B umfasst einen Hohlraum 118, der
in Verbindung mit den Öffnungen 117 und
in Verbindung mit der Vertiefung 116 in dem Produkt 31 steht, wenn
dieses sich in der Form 41 befindet.
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In 5 ist
das Produkt 150 (insgesamt) gezeigt, das durch Einspritzen
eines fluiden, gummiartigen dritten Materials 119 in den
Hohlraum 118 über einen
Anschluss 42 erhalten wird. Das gummiartige Material 119 hat
dabei eine elastomere Grifffläche
auf dem Griff des Produktes 51 gebildet. Das eingespritzte
gummiartige Material 119 ist ebenso durch die Öffnungen 117 und
die Löcher 110 in
der Folie 17 geflossen, um so an der Außenoberfläche der Schale 17 frei
zu liegen, und dabei dekorative und/oder die Griffigkeit verbessernde
Merkmale 120 des gummiartigen Materials vorzusehen. Wie
in 5 gezeigt ist, wölbt sich das freiliegende dritte
Material auf konvexe Weise von der Oberfläche der Schale 17 zu
Formen, die den Hohlräumen 44 entsprechen,
und zwar als kleine, die Griffigkeit verbessernde Bereiche.
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Jede
Wölbung 120 ist
im Allgemeinen halbkugelförmig
oder im Allgemeinen konisch mit einem Durchmesser von ca. 0,75–2,0 mm,
und steht um ca. 0,3–1,0
mm von der Außenoberfläche der
Schale hervor. Solch ein Muster an Wölbungen kann typischerweise
zu einem regulären
Muster angeordnet sein, deren Mittelpunkte ca. 0,3–1,0 cm,
typischerweise ca. 0,4–0,5
cm für
einen optimalen Griff voneinander beabstandet sind.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann die Komponente 17 manipuliert und in das Formteil 11A durch
automatisierte Maßnahmen
und herkömmliche Robotertechnologie
eingeführt
werden. Der automatisierte Betrieb von Spritzgießformmaschinen ist bezüglich von
Zahnbürstenköpfen, die aus
Kunststoff oder gummiartigen Materialien hergestellt sind, bekannt.
Typischerweise umfasst eine Spritzgießformmaschine mehr als einen
derartigen Hohlraum wie 12 und 118. Beim Spritzgießformen
einer Zahnbürste
werden Spritzgießformmaschinen mit
bis zu 20 solcher Hohlräume
benutzt, die durch eine entsprechende Anzahl von Einlässen, wie
z.B. 112 und 42, oder einem Verteilersystem, versorgt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren
ist auf Spritzgießformmaschinen
mit mehreren Zahnbürstenhohlräumen anwendbar.
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Obwohl
als eine zweiteilige (11A, 11B und 41A, 41B)
Spritzgießform
gezeigt, ist zu sehen, dass der Kopf 121 der in dem Teil 15 des
Hohlraums 11 gebildeten Zahnbürste und der Teil der Zahnbürste zwischen
dem Kopf 121 und dem Griff 14 (d.h. der "Hals"-Bereich), der in
dem Teil 16 des Hohlraums 11 gebildet wird, nicht
bei dem zweiten Formvorgang involviert sind, bei dem das gummiartige
Material 119 eingespritzt wird. Folglich kann der Teil
der Form 11, der den Kopf 121 und den Hals umschließt, von
dem Teil der Form 11 separiert werden, der den Griff 14 umschließt, und
eine weitere Trennlinie (nicht gezeigt) kann vorgesehen sein, so
dass der Teil der Form 11, der den Kopf 121 und
den Hals umschließt, als
Teil der Form 41 verwendet werden kann.