[发明专利]用于生产具有内腔的牙刷柄部的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生产个人护理制品诸如具有内腔的牙刷柄部的方法。

背景技术

牙刷通常采用注塑方法制造。这样一种注塑方法特征在于提供呈牙刷形式的模具和通过热通道喷嘴将熔化塑料注入模具中。牙刷接着被冷却并且从模具中被顶出。例如，美国专利申请公布号5,845,358示出通过注塑制造的这样一种牙刷。这种注塑方法对于由单一组分制成的牙刷可包括单个注塑步骤，或者对于由两种或更多种组分或材料制成的牙刷，它也可包括两个或更多个注塑步骤。第二或后续材料可具有比第一材料软得多的硬度计硬度以增强抓持性或提供与众不同的设计元素。这样一种注塑方法特征在于：提供呈牙刷的一部分的形状并且通过热通道喷嘴将第一熔化塑料注入所述模具中，等待一段时间使所述部件充分冷却，接着将固体的或半凝固的部件转移到第二模具腔体，在此处将第二材料注入由第二模具和第一模塑件部件的一些表面的组合形成的空隙中。牙刷接着被冷却并且从模具中被顶出。例如，美国专利申请公布号6,276,019示出通过注塑制造的这样一种牙刷。常规注塑方法的局限性之一是，由于材料成本增加以及冷却时间延长的缘故，大直径的柄部不能以有效率的方式进行生产，导致所用材料的质量增加。常规注塑的第二种显著的局限性是，它需要多个步骤、多个注入喷嘴和多个腔体组来制造多组件牙刷。

具有增大的柄部直径的牙刷提供基本的优点，例如，它们可给儿童提供增大的抓持区域，提高儿童控制和使用牙刷的能力；同样，由于难以弯曲他们双手的关节的缘故，具有残疾诸如关节炎的人们有时在处理牙刷方面有困难。借助于具有增大的柄部直径的牙刷，此类困难得到显著减轻。另外，对于使用者而言，从人体工程学的观点来看，牙刷上柄部横截面较大比较好。

在外表面上具有第二材料的高摩擦和/或低硬度区域的牙刷也在抓持方面提供基本的优点。低硬度材料诸如在肖氏硬度A标尺上测量的其硬度小于约90的那些材料通过在舒适抓持力的范围内变形而提供抓持性上的优点。所述变形有助于将刷一致地保持在手中合适的位置，并且也提供令人愉悦的触觉反馈。增加高摩擦抓持表面直接降低使用期间保持刷毛方向稳定所需的紧握力。然而，由于它们的强度低，完全由高摩擦、低硬度材料制成的牙刷不大可能表现出以常规抓持方式提供合适的力给牙刷所需的弯曲强度。在肖氏硬度A20-90硬度范围内的热塑性弹性体(TPE)是用来改善在牙刷和其它个人护理制品上抓持性的常用的第二、第三或后续材料。

当牙刷必须被快速移动时，通常在湿或滑的时候，横截面积上的变化包括沿着刷的长度或长轴较大的和较小的横截面积允许使用者在使用期间抓持和处理牙刷。另外，当润湿时保持较高摩擦系数的材料(包括处在上述硬度范围内的热塑性弹性体在内)可有助于湿握情形。

虽然具有增大的柄部直径的牙刷具有优点，利用注塑来制造具有较大横截面柄部的牙刷具有至少七个缺点。

第一-由于使用了更多的塑料来制造牙刷，牙刷更加昂贵。用来形成牙刷柄部的材料近似地随着柄部直径的平方而增加。

第二-制造的成本提高，因为冷却和凝固牙刷所需的时间显著增加。冷却时间增加是由于热塑料的数量增多和牙刷的横截面较大两种缘故。因为塑料具有相对低的热导率，随着横截面增大，从牙刷的中心排出热量难度大幅度增加。就多组分牙刷而言，对于本领域的技术人员已知的是，对于所有模塑周期的全部冷却时间可通过平衡每次射出塑料的尺寸使得牙刷对于每种组分基本上按重量均匀地划分而减少，然而，与不是这样的需要相比，这具有以下缺点：需要更多地使用昂贵材料，通常是TPE。实质上，对于这类注塑牙刷，材料使用和资本设备时间不能同时都被优化。

第三-大多数热塑性塑料在冷却和凝固期间收缩。收缩可在柄部的外边缘冷却时通过将额外的熔化塑料通过浇口填充进柄部的中心而减轻，然而，当浇口被放置远离柄部的最厚部分时这种减轻失效，并且所述浇口的放置(其将在柄部的厚抓持部分中具有一些触觉残余)可导致使用期间不称心。对于许多牙刷柄部设计而言，只是填充不能减轻可见的表面收缩和与增大的柄部横截面有关的表面和内部缺陷。这些表面缺陷可被显现为表面光洁度或质感上的无意变化，其造成所述部件的观感不佳。内部缺陷可显现为塑料里面的空洞或气泡，取决于塑料的透明度，其可明显地或不明显地弱化柄部。本领域的技术人员已知的是，第二组分可用来覆盖和隐藏不好的装饰结构诸如浇口痕或凹痕，然而就其本性来讲，这对最后的射出不起作用，其必然一定具有未盖住的浇口痕并且也可在厚截面上包含凹痕。