具有微结构化表面的涂敷工具的制作方法

本发明优选涉及具有鬃毛的涂敷工具，其具有微结构化的表面，本发明也还提供无鬃毛涂敷工具的可选方案。

背景技术：

在镶有鬃毛的涂覆工具领域，原则上划分出金属丝芯涂敷工具和注塑涂敷工具，在金属丝芯涂敷工具中，呈短切长丝形式的鬃毛被保持夹紧在两个相互扭结的金属丝芯之间；在注塑涂敷工具中，涂敷工具芯连同一体形成在其上的鬃毛是在注塑过程中制造的。在此，对于每根鬃毛设有单独的鬃毛孔洞，塑料物质被射入其中，以随后形成鬃毛。

尤其是，在注塑鬃毛情况下也出现如下问题：鬃毛表面相当光滑，因此对于相应化妆品的存储能力保持在可控范围内。因此缘故，迄今一般由截然不同的鬃毛间空隙设计来尝试改善涂敷工具的存储能力。在鬃毛之间加有存储点，物质能更多地存储在其中。

其它提议在于，代替鬃毛地采用植绒，植绒是可适当吸收的，因此可以存储可观的物质。但这样的涂敷工具在如下场合中可以说是不利的，在此不仅必须转送相当多的化妆品，也还期望有像在睫毛膏涂敷工具中那样的梳理或卷曲。此外，植绒时所用的胶是不利的。它导致不利的小絮块粘附，由此难以得到精确限定的表面特性(不太受偶然事件影响)。另外，胶使得在坯件中就已设定的轮廓形状大多变得无用，这是因为它加入其中。

因此缘故，国际专利申请pct/ep2015/067694也已经提出这样的鬃毛，在其塑料基材中在注塑过程中嵌入固体颗粒，固体颗粒部分向外超出注制鬃毛的塑料表面。该技术有望成功地发挥作用。在许多应用场合中，该技术的某个缺点在于，固体颗粒超出的程度和超出的几何形状很难改变或甚至无法改变。

技术实现要素：

与此相比，本发明的任务是获得鬃毛的物质存储能力的进一步提高和可调节性。

发明解决方案

为了完成该任务，指出一种具有鬃毛底座和一体形成在其上的多个鬃毛的涂敷工具。鬃毛的特点是，其表面被微结构化。微结构化只能安排在局部，例如呈沿周向围绕鬃毛的局部环圈形式，或者呈在鬃毛纵轴线方向上沿鬃毛延伸的局部条状。优选地，鬃毛表面的大部分被微结构化，理想的是整个鬃毛被微结构化。

微结构化如下进行：在微结构化表面区域内许多颗粒杂乱无序地从鬃毛芯凸出。本发明意义上的“杂乱无序地凸出”是指随机布置，这不同于按照行列或矩阵区形式，或以重复图案形式的定向布置。

所述颗粒的特点是，它们仅沿着其初始自由外表面的不到40％或更好是不到35％连接至鬃毛芯。未接合的表面部分对外自由凸出，因此可供用化妆品浸润所用。

这些颗粒具有小于或等于125微米的平均直径，优选具有小于或等于90微米的平均直径。作为颗粒平均直径，本发明在这里和到处是指如下假想最小球的直径：相关颗粒还可内切于该假想最小球(设想脱离鬃毛芯时)。

形象地讲，本发明的教导在于，鬃毛表面有目的地具有一定数量的“碎粒”，它们赋予其可在大范围内控制的粗糙度。后者可被有目的地用来改善鬃毛浸润化妆品的可浸润性和/或化妆品在鬃毛上的黏附。通过这种方式，鬃毛表面的存储能力能有目的地适应于由鬃毛转送的化妆品及其流变特性。

该表面结构当然无法再在注塑过程中出现，因为这样的微结构化是无法实施的。但微结构化可以良好地用也从“快速原型法”领域中知道的立体塑料打印或塑料激光烧结产生，或概括地讲用原型分层成形方法来产生。在这里，只须小心地控制熔融时间，从而没有熔化基本光滑的表面。取而代之，激光射线必须被偏转和/或聚焦，使得作为原材料所用的颗粒仅部分且在局部通过相应局部熔融被连接至鬃毛芯。此外，可以达到对所用颗粒的平均粒度的控制。

其它发明任务

本发明的另一个任务在于，获得无鬃毛涂敷工具的物质存储能力的进一步提高和可调节性。

其它任务的本发明解决方案

为了完成所述另一个任务，指出一种具有特殊结构化的化妆品涂抹表面的涂敷工具。化妆品涂抹表面在此总是指如下表面，其属于纤细的涂敷工具，其真正的涂敷工具主体(无柄和封帽)完全位于具有2厘米半径和8厘米长度的假想圆柱体内。

该化妆品涂抹表面可以是如下表面，该表面由鬃毛周面所构成的单独表面构成，其连同所述单独表面位于鬃毛之间的鬃毛区域内。但它优选在此是设计成没有凸出的鬃毛、指或销的涂敷工具的化妆品涂抹表面。

本发明的化妆品涂抹表面的特点是，其表面被微结构化。微结构化可以仅安排在局部，例如呈沿周向围绕涂敷工具的局部环圈形式，或者优选呈以有序图案形式布置在整个化妆品涂抹表面上的局部岛块形式。化妆品涂抹表面的大部分优选被微结构化，理想的是整个化妆品涂抹表面被微结构化。

微结构化在此也如此进行，即在微结构化表面区域内，许多颗粒杂乱无序地从鬃毛芯凸出。本发明意义上的“杂乱无序地凸出”是指随机布置，这不同于以行列或矩阵区形式或以重复图案形式的定向布置。

所述颗粒的特点是，它们仅沿着其初始自由外表面的不到40％或更好是不到35％连接至鬃毛芯。未接合的表面部分自由对外凸出，并因此可供化妆品浸润所用。

各颗粒具有小于或等于125微米的平均直径，优选具有小于或等于90微米的平均直径。作为颗粒的平均直径，本发明在这里和到处是指如下假想最小球的直径，当假设脱离鬃毛芯时相关颗粒还可内切于该假想最小球。

形象地讲，本发明的教导在于，化妆品涂抹表面有目的地具有一定数量的“碎粒”，它们赋予它可在大范围内控制的粗糙度。后者可以有目的地被用来改善化妆品涂抹表面浸润化妆品的浸润能力和/或化妆品对化妆品涂抹表面的黏附。通过这种方式，化妆品涂抹表面的存储能力可以有目的地适配于要由化妆品涂抹表面转送的各化妆品及其流变性能。

该表面结构当然无法再在注塑过程中掌控，因而这里也适用上述制造指南。

优选的可能实施方式

在前述两种情况下被证明合适的是：被用于表面微结构化的这组颗粒包含第一颗粒或甚至完全由第一颗粒构成，第一颗粒的平均直径大于或等于30微米，更好是大于或等于40微米。因为这种小但又不太小的颗粒能在大多数情况下产生在常见的化妆品和借助该颗粒被微结构化的鬃毛之间的很好接触。

在许多情况下可能有利的是，在第一颗粒之间或在第一颗粒上分散许多第二颗粒，第二颗粒按照本发明从鬃毛芯凸出和/或以相应方式从第一颗粒凸出，其平均直径小于或等于30微米或更好的是小于或等于25微米。这种较小的第二颗粒的介入可能有助于进一步增大可浸润表面并且于是例如在棘手的化妆品情况下延迟滴落。

如先前已经提到地，鬃毛不必在其整个表面具有根据本发明的微结构化。下述情况就足以：鬃毛周面总是具有1平方毫米的区域，在该区域有至少5个、更好是至少8个颗粒按照上述方式凸出。

在大面积的微结构化情况下，理想地完全或至少在大部分微结构化表面上遵守这样的尺度。

已经被证明很有利的是，在“第一颗粒沿其周面或在其周面接合鬃毛芯的部位”与“向外自由凸出的第一颗粒所具有的最大周面”之间，至少在局部(且优选达到周向至少70％)存在侧凹。通过这种方式，相关颗粒可以向铆钉那样形状配合地插入浸润鬃毛的化妆品层中并由此用于化妆品的很好保持。

还可以更好地如此改善微结构化表面对于化妆品所施展的保持功能，即在1平方毫米区域存在更多个具有所述形式侧凹的颗粒，它们紧邻就位。此时，这些颗粒应该不接触，而是基本上沿径向看，在它们各自接合至鬃毛芯的区域上方具有最小的相互间距，从那里起直至它们接合至该芯的区域，它们的距离又增大。

此时尤其有利的是，表面微结构化被如下控制：鬃毛自由表面的至少25％、更好是至少30％位于径向侧凹的区域内。术语“自由表面”在此限定如下表面，其在任意路径上均可从外自由接近。所述路径不一定是直线路径，而可以是未横穿其它颗粒但始终在空气间隙内延伸的路径。侧凹是如下自由空间：仅沿径向(垂直于鬃毛纵轴线)没有笔直路径从该自由空间中伸出。

可能尤其有利的是，不仅鬃毛配备前述微结构，或许也给鬃毛底座在其位于无鬃毛区域(该区域位于从鬃毛底座突出的围绕的鬃毛之间)内，配备前述类型的微结构化表面。通过这种方式也可调节鬃毛底座的浸润能力或物质存储能力。

如下涂敷工具已被证明极其有利，其特点是，涂敷工具或鬃毛底座是注制、挤出或注塑制造的塑料件，或者具有分层施加至其上的鬃毛的金属件。在下述情况可以获得成本极低的制造：塑料注塑件或金属件已经配备有一组鬃毛(如通过喷注或用长丝)并且仅附加的鬃毛或特制鬃毛借助原型分层成形方法来加装，和/或现有鬃毛通过采用原型分层成形方法的单纯涂覆而具备根据本发明被微结构化的表面。

这尤其也适用于以下场合，未镶有鬃毛的、比如用作唇涂敷工具的涂敷工具，其具有根据本发明被微结构化的表面。

在这里尤其合适的是，通过注塑或以其它方式成形的涂敷工具坯件被用来按如下方式制造成品的涂敷工具，即在坯件上借助原型分层成形方法施加根据本发明被微结构化的表面。只要且优选地根据本发明被微结构化的表面应该仅局部施加，则在涂敷工具坯件内优选设有多个凹窝，它们通过原型分层成形方法被充满。由此，可以获得根据本发明被微结构化的表面的很好固定并且获得在微结构化区域和带有传统表面特性的区域之间的清晰分界。

也要求保护这种涂敷工具的制造和/或具有根据本发明被结构化的表面的涂敷工具的制造。

也要求保护一种涂敷工具，其特点是，鬃毛的一部分是注塑鬃毛，在它们之间事后借助原型分层成形方法装入附加鬃毛，并且要求保护制造这种涂敷工具的方法。

据此也要求保护也是前述类型的涂敷工具的制造方法，其特点是，作为注塑件制造涂敷工具芯或鬃毛底座，其在鬃毛分层施加至其上之前接受处理且最好是电晕处理(coronabehandlung)，其提高且优选如此调节所述涂敷工具芯或鬃毛底座的表面张力，即它们提高表面张力的极性部分。

此时尤其有利的是，所述涂覆工具芯或鬃毛底座的材料表面张力被调节成大于待涂敷材料的表面张力。

与之前所要求但也与已之前要求的特征完全无关地单独保护的特征结合地，也要求保护一种涂敷工具，其边缘层(至少在其达到+/-2/1000毫米表面粗糙度地被尽量结构化的位置处)具有小于或等于50％的承载比(traganteil)，这是直达2/10毫米深度且更好是直达4/10毫米深度所测的。所述测量如此进行，即在边缘层的最外表面上，或许从一个表面尖峰至紧邻的表面尖峰画一条直线。从那里起，以所述数值即2/10毫米或优选4/10毫米径向朝内测量。“空气”比例(在该条道内测量)按平均值至少等于或大于在该条道内所测的塑料比例。

总体适用的是，涂敷工具在它具有根据本发明的表面结构的位置处，最好以材料统一方式构成，即仅由唯一一种塑料材料构成。

依据以下结合附图描述的实施例得到其它的工作方式、优点和可行实施方式。

附图说明

图1示出用于在其尖头区域根据本发明被微结构化的鬃毛的实施例，相当一部分的尖被去掉，这通过阴影线所画的鬃毛芯示出。

图2示出根据图1的微结构化鬃毛尖的左侧面的局部放大图。

图3示出本发明鬃毛的主要尺寸及其可侧偏转性。

图4示出本发明被用到完全未镶有鬃毛的唇涂敷工具。

图5示出本发明被用到另一个完全未镶有鬃毛、但为此额外有宏观结构的唇涂敷工具，其中在这里绘制出前部被切掉的局剖视图。

具体实施方式

第一实施例

图1示出由塑料构成的鬃毛的上部，其可以形成根据本发明的鬃毛涂敷工具的镶体。

本发明的鬃毛的长度lae一般在3毫米至10毫米之间。本发明的鬃毛的最大鬃毛直径db一般在0.01毫米至0.05毫米之间。

本发明的鬃毛最好是柔性的，即其可以向一侧偏转。一般，柔性如此大，即鬃毛尖通过在涂敷时出现的力，可逆地弹性地朝向一侧偏转的值bt是鬃毛最大直径(在鬃毛过渡至鬃毛底座的倒圆部上方测量)的至少4倍、更好是6倍，如图3所示。

尤其有利的是，鬃毛从毛根到毛尖缩窄，优选具有0.2°-10°的平均锥角ap。

本发明的涂敷工具一般具有在此所述类型的75到750根鬃毛。

还要注意，鬃毛的塑料不一定与鬃毛底座的塑料相同，即便鬃毛底座与鬃毛一体交接过渡。还可能有利的是，鬃毛沿着不同区域由不同塑料制造。例如被证明有利的是，鬃毛在其毛根区域由尤其弹性的塑料制造，以便在此能提供一种铰链，以便鬃毛能来回摆动。

在图1所示的鬃毛情况下，仅鬃毛尖区域具有本发明的微结构化。另外，也还可以给其它单独的鬃毛区配设这样的微结构化。例如，配备如上所述的一个或多个相互间隔的围绕鬃毛周面的环圈。对于许多其它应用场合尤其有利的是，所有鬃毛配备有本发明的微结构化。

第二实施例

本发明的第二实施例通过图4的上半部被示出，第三实施例通过图4的下半部被示出。它是唇涂敷工具。唇涂敷工具的坯件最好以注塑件形式制造。接着，唇涂敷工具按照上述方式在局部配备根据本发明被微结构化的表面。

在第二实施例情况下，根据本发明来配备：“唇涂敷工具的指定用于从储料中汲取一定量的待涂抹化妆品并将其涂抹到唇上的端面6”。

如在此看到地，在端面6的边缘处设有根据本发明被微结构化的第一区域7。该区域7优选如此微结构化，即待涂敷的化妆品很好地黏附于它。通过这种方式，可以避免或延迟就像否则会如此出现的滴脏，即一定量的首先由端面6黏附吸收的黏稠化妆品滑移并最后经边缘从端面滴落。

当附加地也还设有第二(大多5到25块)微结构化区域8时，保持可被进一步改善。所述其它微结构化区域8优选设计成相互分开的岛块，其中的每个岛块分别理想地具有圆形、卵形、椭圆形或李子形的表面延伸区。

优选地，微结构化表面在此实施例中仅占按照规定作为涂敷面所设定的区域(它大多是端面)的较小部分。

图4的下半部绘制出第三实施例。

在第三实施例情况下，唇涂敷工具的端面6也根据本发明来配备，该端面被指定用于从储料中汲取一定量的待涂敷化妆品且将其涂抹到唇上。为此设有多个微结构化区域9，它们在此优选呈同心环或等距间隔环的形式。在微结构化区域之间，也可以设有呈环形的传统区域10。这样的布置也可以非常有利地影响物质存储和交付行为。在相应设计本发明的表面结构情况下，微结构化区域9可以从储料中汲取更多的化妆品并将其送至待处理的皮肤部分。在涂抹期间，于是一部分由微结构化区域存储的物质首先被挤入传统区域并随后从那里被很快速地交付给待处理的皮肤部分。

还要注意的是，根据本发明被微结构化的表面和宏观表面结构在空间上重叠并且优选也能加强其作用。这在如图5所示的第四实施例中被示出。在此，在唇涂敷工具上形成宏观凸出的区域11。人们总是将这样的结构称为该区域，其至少在一个方向上，相对于其在两侧沿所述方向最多离开3毫米远(图5的尺寸w)的紧邻周围，凸出至少0.8毫米(图5的尺寸a)。

由于图5的凸出区域还具有根据本发明被微结构化的表面，谷12的物质存储能力可显著提高。

根据待涂敷化妆品的流变学而可能有意义的是，替代地仅所述谷12配备有根据本发明被微结构化的表面，或者谷12额外配备有微结构化的表面。

用于所述实施例的微结构化的细节

能依据图2清楚看到本发明的微结构化的细节(针对一根鬃毛的例子)。

如图所示，鬃毛具有鬃毛芯4。鬃毛芯4可以具有均质结构或粒状结构。均质结构也可以是指会记录下局部空气夹杂或局部裂缝(附图未示出)，只要其没有使鬃毛的强度和弹性降低到鬃毛不再显示出前述弹性的程度。

以下的说明按照含义也适用于无鬃毛的涂敷工具。它于是也可以具有相应的有着均质结构或粒状结构的涂敷工具芯。在如下情况下也可以是指均质结构，会记录下局部空气夹杂或局部裂缝(附图未示出)，只要其未显著降低鬃毛的强度和弹性。

以下情况按照含义适用于两个实施例：

如所看到地，在微结构化区域，整数个颗粒2、3从鬃毛1的表面凸出。如依据图2清楚看到地，颗粒具有在此形成鬃毛的外表面的自由(即最外侧)局部边界。假想最短切面(可借此假想将各颗粒与鬃毛芯4分开)在对本发明重要的颗粒2、3情况下小于各自颗粒的自由外表面的40％。

颗粒具有一定尺寸。也可以结合图2清楚看到如何确定所述尺寸。形成一个假想球，待测颗粒内切于该球。能被颗粒(目测)内切的最小球的半径是颗粒的平均直径φm。该平均直径φm在本发明颗粒情况下小于125微米。

此时优选分为较大的第一颗粒2和较小的第二颗粒3，也可以在图2中清楚看到两种颗粒。

较大颗粒2的特点是：它具有至少30微米的平均直径φm。与之相比，优选附加设有的较小颗粒2的特点是，它们具有小于30微米且优选甚至小于25微米的平均直径φm。

如依据图2容易理解地，本发明的微结构化形成带有许多侧凹的肆意开裂的表面，侧凹的尺寸被设定为它们能被化妆品充满。通过这种方式得到许多前凸和后凸，化妆品能保持于此。因此，当化妆品被调节成其无法直接顺利浸润光滑塑料表面时，出现了该表面良好携载所述化妆品。

当制造方法被调节成有规律地出现紧邻但不接触的颗粒时，保持作用还可以增强。

所述颗粒于是如下有利地结合至鬃毛芯，即它们间距从它们具有最小相互间距ka的地方起又增大，直至它们结合至鬃毛芯的区域b。

通过这种方式提供相互对置的侧凹，它们施展很好的保持作用。

这样的配置在图2中紧挨在中心上方被形象示出且用附图标记标示。

总是在涂敷工具芯或鬃毛底座作为预制件且尤其是注塑件制造以便在其上分层施加结构化表面或鬃毛时有意义的是，所述坯件的表面接受将其准备好的处理，以保证待涂敷物料的良好保持。这尤其适用于所述坯件由聚乙烯、聚丙烯和聚酯制造时。

合适的处理方法在此是电晕方法，作为替代或许还有氟化或火焰处理或等离子体处理。所述方法的目标是提高表面极性，由此明显改善可浸润性和化学亲和性。

电晕处理大多在坯件加工过程末尾“在线”进行。坯件如尚未带有鬃毛组的圆柱形鬃毛底座此时接受高压放电。这发生在由钢或铝构成的接地的极化板或辊与紧贴的被隔离的电极之间。

根据应用领域的不同，也可以相对于未隔离的电极采用被隔离的辊。

鬃毛底座此时绕电极回转。电极通过高频发电机被供给10-20千伏的交流电压和10-60千赫的频率。

附图标记列表

1鬃毛；2第一颗粒；3第二颗粒；4鬃毛芯；5侧凹；6唇涂敷工具端面(涂敷面)；7(第一)配备有微结构化表面的区域；8(第二)配备有微结构化表面的区域；9(其它)配备有微结构化表面的区域；10传统区域；11(宏观)凸出区域；12谷；r径向；b颗粒结合到鬃毛芯4的区域；ka两个紧邻颗粒的最小间距；l鬃毛纵轴线；φm颗粒平均直径；φmax颗粒最大周面；lae鬃毛长度；db鬃毛直径,max；bt鬃毛可逆地偏转的程度；ab鬃毛的平均锥角/缩窄角度；a凸出区域的凸出程度；w凸起距未凸出区域(谷)的距离尺度。