用于制造牙刷的方法以及牙刷与流程

文档序号:12225705阅读:592来源:国知局
用于制造牙刷的方法以及牙刷与流程

技术领域

本发明涉及手柄体的领域,所述手柄体尤其用于身体护理产品或化妆品,例如牙刷、舌清洁器,湿式剃须刀,口腔卫生用品,睫毛膏刷,指甲油刷,唇膏刷等等。本发明尤其涉及一种用于牙刷的手柄体,具有一手柄部、一颈部和一头部,其中,所述手柄体包含至少一个由热塑性塑料制成的第一和第二材料成分。本发明还涉及一种用于制造这种手柄体的方法以及一种用于实施该方法的注塑工具。



背景技术:

已知的是,用于身体护理产品和化妆品、尤其用于牙刷的手柄体,由塑料借助于一注塑方法来制造,其中,所述手柄体由多个不同的热塑性塑料注射而成。为此,在一注塑工具的第一工具空穴中注射第一塑料成分,其中,所述工具空穴被完全填满。所述工具空穴在此不代表一制成的手柄体的阴模,而是代表由第一材料成分制成的分体的阴模。接下来将由所述第一材料成分制成的分体移置到一其它的工具空穴中,该工具空穴大于所述分体。之后,在所述分体和空穴壁之间的空间利用一第二材料成分进行注塑包覆,其中,该第二材料成分例如与所述第一材料成分材料接合或形状锁合地连接。以这种方式由两个不同的热塑性的材料成分成形出一手柄体。通过重复上述步骤还可以安置其它的材料成分。但该方法具有几个缺点。由于使用多个用于制造注塑件的工具空穴而使得工具成本相当高。此外,由于移置步骤而使得制造速度且由此使生产力相对较低。

此外要注意的是,随着要注射的每个材料成分产生一额外的注射点。但注射点影响了手柄体的外形,因而这种注射点的数量或者说在表面上的注射点的数量应该尽可能保持得低。

此外,尽管所述的技术可能性,由不同的材料成分所制成的手柄体的构造可能性也仍然有限。不同的塑料成分的所谓的相互流入是无法实现的,或只有通过使用耗费的且昂贵的注塑模具才能转换。



技术实现要素:

因此本发明的任务是,提出文章开头所述类型的手柄体,其包括两个或多个由塑料制成的材料成分,所述材料成分在它们功能上的用途方面有目的性地布置在所述手柄体中。尽管在所述手柄体中使用了不同的功能上的材料成分,但该手柄体应该能够简单地并且在少量的方法步骤中以及成本低廉地制造出。所述注塑模具的制造应该是便宜的并且以最小化的空穴序列就足够。有利地,在一个空穴中应该注射出多个材料成分。此外,所述手柄体应该允许在制造中的高的自动化程度并且能够大批量地制造。

本发明通过独立权利要求1、10和17解决。从属权利要求包含了本发明的特殊的实施方式和改进方案。在此,方法权利要求、装置权利要求和产品权利要求的特征可以有意义地相互组合。

本发明的特征在于,所述第一和第二材料成分具有一共同的注射点,其布置在一通过模型分离所构造的模型分离线之外。所述手柄体包括一头部、一手柄部和一颈部,在所述头部上布置一功能件,例如一刷体、一化妆品或一刀片组件,在所述手柄部上所述手柄体被使用者保持住,所述颈部将所述手柄部和所述头部相互连接。

在所述手柄体的一种优选的改进方案中,至少所述手柄部包括一由第一材料成分构成的罩体和一由所述第二材料成分构成的被所述罩体至少部分地包裹的芯体。所述罩体的特征优选在于,该罩体至少部分地构造出所述手柄部或所述手柄体的表面。

所述第二材料成分可以仅布置在所述手柄部中、仅布置在所述手柄部和颈部中,或者不仅布置在所述手柄部中也布置在所述颈部和头部中。所述第二材料成分也可以在所述颈部或者在所述颈部和头部中构造成芯体,所述芯体至少部分地或甚至完全地被一由所述第一材料成分构成的罩体包围。

在本发明的一种优选的实施方式中,所述手柄体优选除了所述注射点之外,包括一完全地被由所述第一材料成分构成的罩体所包围的、由所述第二材料成分构成的芯体,该芯体仅在所述手柄部中、在所述手柄部和颈部中,或者在所述手柄部、颈部和头部中构造出。

还可以设置成,所述芯体在所述手柄部中、在所述颈部中和/或在所述头部中区域式地朝所述手柄体的表面穿通所述罩体并且构造出所述手柄体的一表面分段。

由所述第一材料成分构成的包围所述第一材料成分的罩体可以例如具有0.5-5mm并且尤其是1.5-3mm的厚度。

根据本发明的一种特别优选的实施方式,在所述手柄部中构造成芯体的第二材料成分朝向所述头部从用于包裹的所述第一材料成分的罩体穿出,并且到达所述手柄体的表面。根据该实施方式,所述头部可以完全由所述第二材料成分构成。该实施方式基于如下的确认,即在所述头部中的材料成分要完成不同于在所述手柄部中的材料成分的技术功能。因此,应该在所述手柄部和头部中使用不同的材料成分。这样,例如重要的可能是,构造出所述手柄部的表面的材料成分的特点在于良好的手感,而构造出所述头部的材料成分提供了足够的刚性。

此外可行的是,在所述手柄部中应该使用一种材料,其不适合于在所述头部中的某些功能,并且例如不合适于稍后描述的AFT方法(承载板与所述头部的焊接需要一定的材料组合)。注塑的牙缝刷可以例如同样以这种方式构造。所述手柄作为第一材料成分带来了稳定性,而所述第二材料成分成形出刚毛区或刚毛,这对应于不同的功能特性。特别也可行的是,使用针对功能上要求不是那么严格的部分使用相比于功能上要求严格的部分成本更低廉的材料或也可以使用回收材料。

所述第一和所述第二材料成分的共同的注射点布置在所述手柄体的正面或背面,优选布置在所述手柄体的背面。所述注射点还优选布置在所述手柄体的中心纵轴线上。所述正面是所述手柄体的如下的面,在该面上平放有功能件的起功能的部分。在牙刷中,该部分是刚毛。此外,在所述手柄部的前端部段的正面上优选还具有一用于支撑所述保持手柄的拇指托。所述背面相应地是与所述正面相反的面。

在没有特殊措施的情况下,所述第二材料成分在注射点到达所述手柄体的表面。因此,为了使所述注射点上的罩体也由所述第一材料构成,可以设置成,联接在所述第二材料成分的注射之后,将所述第一材料成分再次以这样一种量进行注射,使得所述注射点同样由所述第一材料成分构造成。以这种方式使得所述第二材料成分完全被所述第一材料成分的材料围住。

所述第二材料成分在所述注射点所占据的表面份额主要取决于所述第一材料成分的冷却时间。较长的冷却时间导致了比较短的冷却时间更少的表面份额。

所述工具空穴的模型分离线优选侧部地位于正面和背面之间。此外,所述第一和第二材料成分的注射点优选布置在所述手柄部中。所述注射点优选距离手柄侧的端部1至20mm、且尤其是3至8mm。如果使用其它的材料成分,则它们的注射点在所述手柄体上沿着纵向布置在一任意的部位处并且沿着横向优选布置在所述中间纵轴线上。

在所述手柄体的一种特别的改进方案中,其具有至少一个穿通口。所述穿通口优选布置在所述手柄部、颈部或布置在所述手柄部和颈部的过渡区中。在所述穿通口的区域中,所述手柄体沿着纵向短暂地划分成两个或多个分臂,所述分臂又合并成一个体并且如此地围住所述穿通口。所述分臂可以分别包括一由所述第一材料成分构成的罩体和一被该罩体包裹的、由所述第二材料成分构成的条形的芯体,或者说由它们组成。此外还可行的是,所述分臂在横截面上仅由所述第一或所述第二材料成分构成。

所述两个条形的芯体可以在接合所述分臂时朝向所述头部:

a.再次合并,并且作为共同的、条形的并且被所述罩体包裹的芯体继续延伸,或者

b.作为分开的、被所述罩体包裹的分条彼此平行地朝向所述头部继续延伸,并且优选在所述颈部或头部中舌形地延伸出去(auslaufen)。

所述手柄体优选包括至少一个由一热塑性塑料制成的第三材料成分,其优选是软弹性的并且例如由一热塑性弹性体制成。所述第三材料成分例如在一单独的注塑步骤中并且在一其它的注塑空穴中构造一自身的注射点的情况下在所述手柄体上成形。

所述第三材料成分例如用于构造一拇指托。此外,所述第三材料成分也可以为了装饰目的或者出于人体工程学的观点作为保持元件设置在所述手柄体中。此外,所述第三材料成分也可以在所述第二材料成分从所述第一材料成分中穿出的区域中用于覆盖所述手柄体的纵向分段。针对与此相关的详细描述参照下面的实施例。

所述第三材料成分例如在所述手柄体上的上面描述的穿通口的区域中成形出。所述第三材料成分可以部分地或完全地覆盖所述分臂和/或关闭所述穿通口。此外,所述第三材料成分也可以布置在所述手柄体上的其它区域中。在一穿通口的情况下所述第三材料成分的使用也可以实现所述手柄体的柔韧性的局部提高。

除了一第三材料成分之外,还可以成形出其它的材料成分。它们可以分别构造成硬成分或软成分,并且布置在所述头部、颈部和/或手柄部中。所述其它的材料成分同样可以以与所述第一和第二材料成分的根据本发明的加工方式相同的方式进行加工。所述第三和必要时其它的材料成分可以仅接触所述第一材料成分、仅接触所述第二材料成分,或接触所述第一和所述第二材料成分。

但此外也可行的是,所述的第一和第二材料成分在注塑方法中不是首先要加工的。这样,可以首先优选由一个或多个硬成分且必要时部分地由软成分制造出一基体。随后在所述基体上施加所述第一和第二材料成分。之后,必要时还可以施加所述的第三或其它的材料成分。由此实现了所述材料成分根据本发明在所述手柄体中的其它特殊的几何上的布置方式。利用所述基体敷设了一用于其它材料体的基础,例如为了在所述手柄体中的特殊的部位处使用根据本发明的材料组合。这样,可以例如将一手柄部作为基体进行注塑,其中,接下来仅在所述颈部和/或头部的区域中应用根据本发明的方法。

为了成形出所述第三或其它的材料成分,由所述第一和第二材料成分构成的手柄体优选被移置到一其它的工具空穴中。之后,在该工具空穴中注射所述第三或其它的材料成分。如前所述,在所述手柄体上的所述的穿通口可以用于建立一拇指托。为此将所述穿通口部分地或完全地利用一材料成分进行注塑包覆。

所述第一和第二材料成分可以在材料性质和/或颜色上不同。优选所述两个材料成分由不同的塑料和/或由不同的颜色或透明度构成。因此,作为特殊的构造方式,可以采用由具有不同颜色的同种材料构成的第一和第二材料成分。

下面的材料组合是可行的:

第一材料成分 第二材料成分

组合1 硬成分 硬成分

组合2 硬成分 软成分

组合3 软成分 硬成分

组合4 软成分 软成分

所述硬成分的特点在于一硬的手柄和一比较高的抗弯强度。其尤其用在所述头部和颈部中且也可以用作所述手柄部中的芯体,并且赋予了所述体的稳定性。由此可见,特别优选所述第二材料成分是一硬成分。

在组合1和4中,可以清楚地采用具有不同颜色的两种相同的材料或具有相同或不同颜色的两种不同的材料。

作为硬成分可以采用不同的热塑性塑料。这样,尤其是下列的热塑性塑料适合于硬成分:

•苯乙烯聚合物,如苯乙烯-丙烯腈(SAN),聚苯乙烯(PS),丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS),苯乙烯甲基丙烯酸甲酯(SMMA),或苯乙烯-丁二烯(SB);

•聚烯烃,如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE),例如以高密度聚乙烯(HDPE)或低密度聚乙烯(LDPE)的形式;

•聚酯,例如以酸改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETA)或二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)为形式的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),酸改性的聚对苯二甲酸环己二亚甲酯(PCT-A)或二醇改性的聚对苯二甲酸环己二亚甲酯(PCT-G);

•纤维素衍生物,如乙酸纤维素(CA),乙酸丁酸纤维素(CAB),丙酸纤维素(CP),纤维素乙酸酯邻苯二甲酸酯(CAP)或丁酸纤维素(CB);

•聚酰胺(PA),如PA6.6,PA6.10或PA6.12;

•聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA);

•聚碳酸酯(PC);

•聚甲醛(POM);

•聚氯乙烯(PVC);

•聚氨酯(PUR)。

但特别优选采用聚丙烯(PP)或酸改性的聚对苯二甲酸环己二亚甲酯(PCT-A)作为硬成分。PCT-A由于其出色的透明特性而特别好地适合于构造成第一材料成分,该第一材料成分众所周知构造成所述罩体。由PP构成的硬成分优选具有1000-2400N/mm2、优选1300至1800N/mm2的弹性模量(E-Modul)。

所述软成分的特点在于其软弹性的特性,其用在所述手柄体的表面上提供一舒适的抓握性(手感)。由此可见,特别优选所述第一材料成分或还有所述第三和其它的材料成分是一软成分。

作为软成分可以采用不同的热塑性弹性体(TPE)。这样,尤其是下列的热塑性弹性体适合于软成分:

•热塑性聚氨酯弹性体(TPE-U)

•苯乙烯类热塑性弹性体(TPE-S),例如苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS),或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)

•热塑性聚酰胺弹性体(TPE-A)

•热塑性聚烯烃弹性体(TPE-O)

•热塑性聚酯弹性体(TPE-E)。

作为软成分优选采用TPE-S。此外,所述热塑性的聚乙烯(PE)和聚氨酯(PU)不仅适合于作为硬成分也适合于作为软成分。所述软成分的邵氏硬度A优选低于90邵氏A。

所述第一和第二材料成分以及尤其是所述软成分和所述硬成分在注塑方法中优选构造成一材料接合。但根据所述材料成分和方法参数的选择的不同,也可以靠考虑,不发生材料接合,而是发生形状锁合。具有材料接合和形状锁合的区域可以交替。

此外,所使用的材料成分也可以具有不同的收缩行为(收缩率)或材料接合行为,从而在所述第一和第二材料成分的接触面上设定出一特殊的光学效果。

在该情况下,内部的材料成分具有比外部的材料成分更高的收缩率。因此内部的材料成分比外部的材料成分更强烈地收缩,由此产生一空隙。这种效果可以例如当作为第一材料成分采用PCTA且作为第二材料成分采用PP时产生。该效果通过不同的收缩行为和由此产生的在所述两个成分之间的空腔(真空)或分隔面而产生。

所述体的几何设计可以辅助该光学效果或者可以使其更有效。这样,例如三角形的形状辅助了该外观。

还可行的是,所述效果只有通过所述体的弯曲才被触发。也就是说,所述层通过弯曲被分开,由此形成所述空腔或一分隔面。

所述手柄体优选用于一手动或电动牙刷的手柄体(手柄壳体)。在手动牙刷的范畴中,其可以是一次性的或可重复使用的牙刷。所述电动牙刷可以实施振动、摆动、平移或组合运动。此外,所述电动牙刷可以例如构造成声波牙刷或震动牙刷。此外,根据本发明的手柄体也可以在舌清洁器中,在用于齿间护理的设备,如牙缝刷、牙线、牙签,或将所述牙缝刷、牙线和牙签组合起来的齿间清洁设备中,在湿式剃须刀或一般的在身体护理产品中使用。这种身体护理产品可以例如是指甲油刷或睫毛膏刷。此外,根据本发明的手柄体可以在家用产品中使用。其可以例如是扫把、拖把或洗涤刷。

本发明的一个方面是其在电动牙刷或通常的牙刷的壳体的范畴中的使用,其具有空心体作为手柄体。该体优选至少部分地类似于空心柱体来构造并且具有比较薄的壁厚。在注射所述第一材料成分之后,同样注射所述第二材料成分。由于相对的薄壁性,该注射至少局部地到达所述表面并且也在所述表面上的注射点的区域中发生。例如该应用可以用于在所述空心体旁或在所述空心体上构造出功能元件。例如作为第一材料成分可以采用一硬成分并且作为第二材料成分可以采用一软成分。所述软成分可以在如下的部位的区域中使用,该部位用于操作接通/断开开关或其它开关。

由根据本发明的手柄体制成的牙刷包括一在所述头部中安置的由大量单个的刚毛构成的刚毛区。所述头部由一硬成分构成并且也可以额外地包括一软成分。所述软成分可以用于在所述头部的背面构造一舌清洁器或者也可以用于在所述刚毛区成形出软弹性的按摩元件和清洁元件。所述刚毛区可以借助于已知的技术安置到所述头部上。一刚毛区的刚毛可以由一种不同的材料或由相同的材料构成。

所述刚毛可以例如是注射的并且例如由下列塑料中的一种构成:

•聚酰胺弹性体(例如Ems化学股份有限公司的Grilflex ELG 5930)

•聚酯弹性体(例如泰科纳聚合物的Riteflex 672 RF Nat或Riteflex RKX 193 RF Nat,或杜邦的Hytrel 7248)

用于注射的刚毛的塑料具有例如0至100优选30至80的邵氏D硬度。

传统地制造的刚毛,其例如可以是弄尖的或柱体形的,优选由聚酰胺(PA)或聚酯(PBT)制成。

所述刚毛在所述头部中的紧固可以以不同的方式来进行。例如可以应用锚自由簇绒(AFT)方法。在AFT方法(锚自由簇绒)中将传统的、柱体形的或弄尖的刚毛或者刚毛束在不借助于锚固件的情况下紧固在所述头部或紧固在一承载板上。倒圆的刚毛在此以束的方式来修整成型并且以其与自由的使用端部相对置的端部穿过所述承载板中的穿通部引导,从而使所述刚毛束的一个端部区域从所述承载板的底面伸出去。在所述刚毛的从所述承载板的底面伸出去的端部区域中,将所述刚毛通过熔化、粘接或焊接进行紧固。紧接着将所述承载板连同紧固在其中的常见的刚毛锚固在所述牙刷的头部区域的凹部中,例如通过超声波焊接。在此,在所述头部区域中的凹部专门与所述承载板的几何形状匹配。除了常见的刚毛之外,所述承载板或所述牙刷的头部区域可以包括软弹性的按摩元件和清洁元件。

可替换的是,所述承载板在一注塑工具中利用一硬成分或软成分注射溢出(überspritzt),用以围绕所述承载板形成所述手柄体。

此外,所述刚毛可以借助于传统的锚固冲制方法紧固在所述手柄体中。为此,借助于一金属的锚固板使所述刚毛束折叠并且随后固定在刚毛容纳孔中。通过借助于所述锚固件的折叠,所述刚毛束具有两个半部,它们分别包括经折叠的刚毛的端部之一。在紧固所述刚毛之后,按照刚毛类型的不同,进行后处理,例如修整成型和切割。在此,所述牙刷的具有刚毛容纳孔的头部区域还可以设有软弹性的按摩元件和清洁元件。

当然,也可以使用其它的竖毛方法,例如IAP(集成的无锚固制造)或IMT(在模具中簇绒)来置入所述刚毛。如前所述,所述刚毛当然也可以借助于注塑来直接由塑料材料在注塑工具中成形出。

同样地,可以使用所谓的生物塑料作为刚毛材料或所述材料成分中的一种。它们是从可再生资源中制成的塑料。

此外,本发明也涉及一种用于制造一由至少两个材料成分构成的身体护理产品、尤其是牙刷的长形的手柄体的方法。该方法涉及借助于一热通道方法在一注塑工具中注塑至少两个材料成分。在按照所述热通道方法的已知的注塑方法中,在一注塑工具的第一工具空穴中注射一由第一材料成分构成的分体。所述分体接下来被移置到一其它的并且更大的工具空穴中,在该工具空穴中注入一第二材料成分,该第二材料成分填满所述工具空穴中的剩余的模具空腔并且与所述第一材料成分材料接合地连接。但该方法是特别繁琐的且相应地昂贵。

根据本发明的方法的特点在于,借助于下面所述的方法步骤将至少两个塑料成分经由一共同的注射点注射到所述注塑工具的一共同的工具空穴中。所述方法步骤包括:

- 通过一热通道喷嘴将一第一材料成分注塑到所述工具空穴中并且利用所述第一材料成分部分地填充所述工具空穴;

- 将注入到所述工具空穴中的第一材料成分进行冷却,其中,在所述第一材料成分中保留至少一个可流动的型芯;

- 通过同一个热通道喷嘴将一第二材料成分注塑到所述注塑工具的工具空穴中,并且利用所述第二材料成分继续地、优选完全地填充所述工具空穴。

至于所述工具空穴,其根据待制造的手柄体的性质优选构造成具有一纵轴线的纵向空腔。如果所述工具空穴利用所述第二材料成分被完全填充,则在注入所述第二材料成分时为了结束该注塑步骤而保持该注射压力,并且开始一所谓的增加(Nachdruck),从而将所述工具空穴完全填充。但该保压压力在注射所述第一材料成分时取消,因为所述工具空穴不是完全地利用所述第一材料成分被填充且因此也不产生反压力。

所述第一和第二材料成分在时间上先后地并且不是一起地被注射到同一工具空穴中。在注入所述第一和第二材料成分之间进行一冷却阶段,在该冷却阶段中,所述工具空穴中的第一材料成分被冷却且部分硬化。在所述冷却阶段中所述工具空穴或其壁可被主动地冷却。所述冷却阶段可以例如为2至35秒。其主要取决于所述手柄体的构造。

所述第一材料成分的壁厚会决定性地受到所述冷却的强度和持续时间的影响。可行的是,所述工具空穴不是均匀地或者说对称地被冷却,而是所述工具空穴的不同区域被不同强度或者说不同时长地冷却,从而在所述构件上观察,由所述第一材料成分产生出不同的壁厚。这就是说,所述构件被不同强度地冷却或者说被不同强度地硬化。这又引起了所述可流动的型芯的构成且因此引起了所述工具空穴中的随后注入的第二材料成分的流动行为和分布。因此可以通过所述工具空穴或所述空穴壁的有目的性地或者说非对称的冷却实现所述手柄体中的材料分布中的特殊的结构。这些特殊的结构可以用于功能性的目的和/或有助于特别是视觉上的外观。

在所述第二材料成分的注入时间点,所述工具空穴中的第一材料成分已经被稍微冷却。由于模塑材料的冷却从所述工具空穴的壁出发,因此所述模塑材料的外部区域首先硬化,而芯部最后才被冷却且更长时间地保持可流动。为此可以将所述空穴壁主动地冷却,以便能够如此地更好地控制硬化程序。但所述冷却也可以被动地进行,通过经由所述注塑工具的热导出。

这就是说,在一确定的程序阶段中,所注入的第一模塑材料朝向所述空穴壁具有一外部的罩体,该罩体通过推进的硬化程序而不再可流动。在这一点上不可流动指的是,所述模塑材料在接下来的、其它注塑步骤中无法被所述第二材料成分挤压。但所述模塑材料仍包含一由所述罩体包围的、较热的芯体,在该芯体中所述模塑材料仍是可流动的。该芯体也叫做热型芯或塑性型芯。在所述第二材料成分的注入时间点,所述不可流动的罩体以及所述可流动的芯体的体积可以在所述冷却的强度上以及在所述第一和第二注塑步骤之间的时间间隔上借助于一控制装置进行控制。根据所注入的第一材料成分的总体积以及根据所述可流动的芯体或罩体的体积,实现了在所述手柄体内部的两个材料成分的不同的分布模式。这种不同的材料分布参照下面列举的实施例来详细阐述。

在所述第二材料成分的注塑期间,之前注射到所述工具空穴中的第一材料成分的热型芯通过所述第二材料成分置换并且沿着材料流动方向被挤压到所述工具空穴的仍空出的区域中。相反,施加在所述空穴壁上的、至少部分地硬化的第一材料成分不被挤压并且至少部分地包围所流入的第二材料成分。

所述注射点位于所述工具空穴的模型分离线之外。根据长形的手柄体的性质,所述工具空穴优选长形地构造并且具有一纵轴线。所述注射点优选如此设置,使得所述材料成分横向于所述工具空穴的纵轴线被注射到空腔中。也就是说,针的关闭方向优选与所述工具空穴的纵轴线成一85°至90°(角度)的角。这引起了当材料流遇到相对置的空穴壁或遇到所述罩体时,所述材料流沿着所述纵轴线的方向转向,该方向其也相应于在所述工具空穴中的材料流动方向。在此情况下,所注入的材料尤其是在与所述注射点相对置的空穴壁上转向。所述塑料成分的这种注入方式是已知的且并不新颖。由此主要确保了,所述长形的工具空穴的两个端部段被完全地利用材料填充。

在本发明中,所述塑料成分的这种注入方式还具有一其它的优点。根据第一方法步骤,即首先将所述工具空穴的一分腔利用所述第一材料成分填充。尤其是应该没有材料向前挤入到所述工具空穴的无需填充的腔分段中。由于所述注入方向横向于所述工具空穴的纵向,因此可以防止所注入的第一材料在所述工具空穴的整个长度上分布。

所述注射点可以布置在所述手柄体的一个端部段上,从而所述第二材料成分仅沿着一材料流动方向运行,并且所述热型芯仅沿着所述第一材料流动方向被挤压。但也可以设置成,所述注射点布置在所述手柄体的两个端部段之间,例如布置在一中间区域中,并且所述第二材料成分沿着两个相反的材料流动方向展开并且所述第一材料成分的型芯沿着两个相反的方向被挤压。以这种方式可以例如构造一手柄体,其在两个端部上具有一由所述第二材料成分构成的功能件。

在本发明的一种优选的改进方案中,随后注入的第二材料成分沿着材料流动方向从包围其的第一材料成分中冲开。在此,所述工具空穴的构造出所述头部的、沿着材料流动方向的前端部段至少部分地、优选完全地利用所述第二材料成分填充。这例如适用于,当所述工具空穴的总体积减去所注入的第一材料成分的总体积大于通过所述第二材料成分挤压的、可流动的型芯时。

根据本发明的另一种改进方案,所述第二材料成分沿着材料流动方向挤压所述第一材料成分的可流动的型芯,其中,所挤压的型芯沿着材料流动方向填充所述工具空穴的前端部段,从而所述第二材料成分在所述注射点之外完全地被所述第一材料成分包围。这例如适用于,当所述工具空穴的总体积减去所注入的第一材料成分的总体积小于通过所述第二材料成分挤压的、可流动的型芯时。

根据本发明的一种特殊的改进方案,所述工具空穴沿着材料流动方向或者说纵向暂时划分成至少两个分通道,所述分通道沿着纵轴线围绕一嵌入芯部(Einsatzkern)引导并且随后再次合并。所述分通道包围待制造的手柄体上的至少一个穿通口。

在注射所述第二材料成分时,将所述第一材料成分的可流动的型芯沿着材料流动方向挤压到所述工具空穴的前端部段中。所述第二材料成分在构造出两个分流的情况下通过所述分通道跟随所述工具空穴和被挤压的型芯。在两个分通道在所述颈部中合并之后,所述两个分流在构造出两个舌形的出流部的情况下分开并且彼此平行。在该情况下被挤压的型芯至少完全地填满所述头部。

所述两个分流具有0.3mm至3mm、优选0.5mm至1.5mm的间距。如果所述分流非对称地流出,也就是说,它们不是相同长度,则它们的端部相互具有沿着纵轴向的最大10mm、优选最大5mm的距离。

根据本发明的另一种特殊的构造方案,所述工具空穴可以在一些区域中是变窄的,由此实现了类似于一穿通口的效果。

在注入所述第一材料成分之后,将其通过在所述变窄部的区域中的直径比而在该部位处从两侧如此地被完全冷却(auskühlen),使得两个最初相对置的层在第一冷却阶段中就已经合并。

所述第二材料成分在注入时围绕被冷却的区流动。所述第二材料成分在构造出两个分流的情况下通过所述分通道跟随所述工具空穴和被挤压的型芯。在两个分通道在所述颈部中合并之后,所述两个分流在构造出两个舌形的出流部的情况下分开并且彼此平行。

在所述层合并时所处的壁区域中的表面的直径或者说间距为0.3mm和5mm之间,优选为0.5mm和1.5mm之间。在此,所述壁厚直接与所述方法相关联。较大的质量导致更多的冷却时间,较小的质量导致较少的冷却时间。根据剩余的体的设计的不同,这种变窄部直接影响了周期时间。所述分流在它们的尺寸上如前所述那样设计。

因此,为了使所述罩体也在所述注射点上由所述第一材料构成,可以设置成,联接在所述第二材料成分的注射之后,将所述第一材料成分再次以这样一种量进行注射,使得所述注射点同样由所述第一材料成分构造成。

在另一种应用中可行的是,所述第一材料成分的表面不是持续不变地设计,也就是说是结构化地设计的。这就是说,可以例如将楼梯式的阶梯等等集成到所述表面中。这导致了两个成分的流动持续不变地进行,并且在所述第一材料成分内部构造一与外轮廓的对照。

根据另一种应用,所述工具空穴不是恒定大小的。所述工具空穴的大小在所述第一和所述第二注塑步骤中被改变。这可以用于在所述手柄部中成形出特殊的几何形状,或者也可以实现特殊的视觉效果。为此,可以在置入所述第一材料成分之后,例如牵拉一芯部,用以增大所述工具空穴,由此使所述第二材料成分具有进一步的展宽可能性。

此外,本发明也涉及一种用于实施上述方法的注塑工具。在注塑热塑性塑料时,将塑料熔融物通过已知的方式从一塑化成套设备经由一热通道系统传送到所述工具空穴中。

在注塑技术中,在所谓的热通道技术和冷通道技术之间加以区分。作为热通道技术或热通道系统,在注塑热塑性塑料的情况下表示一种系统,其相对于剩余的注塑工具是隔热的并且温度更高。一热通道系统同所述工具的剩余部分热分开并且单独加热,从而所述塑料熔融物在其中维持持久的可流动性。由此不发生塑料在所述热通道系统中的固化并且在所述构件上不保留料头。此外,通过所述热通道系统也可以实现更长的流动路程,因为在所述热通道系统中的压力损失不通过所述熔融物的冷却且与此相连的粘度升高被增大。

所述热通道利用一热通道喷嘴终止,该热通道喷嘴展示出从材料输送装置到所述注塑工具中的工具空穴的过渡。所述热通道喷嘴和所述热通道系统都被调节到如下的温度窗口,在该温度窗口中可塑性地加工塑料。为了调节温度,例如使用一热通道调节器,其持久地平衡和调节额定温度和实际温度。此外,一热通道系统是一种闭合的系统,其中,所述注射点通过一特殊的技术被关闭。这通过一个或多个关闭针发生,所述关闭针是一针关闭系统的部分。所述关闭针例如通过一可分开地操控的机构,例如电地、气动地或液压地操作。

在所述针关闭系统的情况下,在注入所述塑料材料之后,切口直径通过所述关闭针关闭,该关闭针例如可以由钢构成。被挤压的材料被压入到塑料件中。所述针与所述塑料件的表面齐平。因此,在注射后的产品上仅看到一圆状的标记。上述的热通道系统也在根据本发明的注塑工具中使用。

相反,在冷通道系统中所述冷通道系统不与所述工具的剩余部分隔热。因此不仅所述工具而且位于其中的冷通道系统都被调温到明显低于塑料的加工温度的温度上。因此在生产一构件期间,所述热塑性塑料也在所述冷通道系统中固化。固化的塑料被叫作料头(Anguss)或料头系统。由此得出了针对塑料到一注塑工具中的注入方式的一些缺点。

因此,所述料头必须在一单独的工作步骤中从所述构件上分离。这可以通过所述工具中的额外的功能元件或在脱模之后手动地或机械地发生。在分开所述料头之后,通常在所述构件上保留一个记号,往往可以不需要尖锐棱角的其它后处理步骤。

因此,原料的一部分不流入到制成的产品中且必须重新使用或回收。因此,通过所述料头提高了注射体积并且必须塑化比最后在产品中存在的塑料更多的塑料。这不仅在能量上而且也在机器功率方面是不利的。此外,材料成本通过所使用的更多材料尤其是在昂贵的技术上的热塑性塑料的情况下对经济性产生了不利的影响。所需的在所述注射点区域中的产品的后处理对于程序效率和经济性产生了不利的影响。

EP-A-1 346 808描述了一种用于制造由两个不同的热塑性塑料构成的注塑件如沙拉滤筛的热通道系统。该关闭针系统利用唯一一个在一主通道中引导的关闭针进行操作,借助于该关闭针能够将侧部地通入到所述主通道中的、轴向错开地布置的材料输送通道关闭。在注入所述第一材料时,距离所述注射点更远的用于所述第二材料的通道入口实际上通过所述关闭针封闭,从而仅所述第一材料经由所述主通道被注射到所述工具空穴中。但在注入所述第二材料成分时,必须将用于所述第一材料的通道入口保持敞开。为了仍然防止所述第一材料进入到所述主通道中,在该通道中应用一反压力。该解决方案是复杂的并且技术上是不令人满意的,因为其不允许在注入过程中的始终如一的材料分离。

因此已知的是,设置多个关闭针,它们各自地关闭单个的材料输送通道。所述关闭针在设计上设计到一确定的工作温度上并且在与该工作温度的值得注意的偏差的情况下不再令人满意地密封。这是由于纵向膨胀效果不再能够实现完全的关闭或密封。在该情况下该密封从所述关闭针发生到所述针的端部上的一锥形的面上。由此将所述纵向膨胀效果1:1地传递到所述密封性上。

根据本发明的注塑工具同样构造成具有上述类型的热通道系统的工具,其包括一通入到一工具空穴中的热通道喷嘴,该热通道喷嘴构造成针关闭喷嘴。所述热通道喷嘴包括一构造成空心针的第一关闭针,以及一可驶入到该空心针喷嘴中的柱体形的第二关闭针。所述第一关闭针在所述热流道喷嘴中利用外部的通道壁构造出一外部的材料输送通道,并且利用其轴向的穿通口构造出一内部的材料输送通道。

本发明的特征在于,所述热通道喷嘴具有一柱体形的出流口,并且所述第一关闭针具有一柱体形的端部段,所述端部段如此设计,使得其可形状锁合地驶入到所述出流口中,用以如此地在构造一平行于关闭方向延伸的柱体形的密封面的情况下将所述外部的材料输送通道相对于所述工具空穴进行封闭。

在本发明的一种改进方案中,所述第二关闭针同样具有一柱体形的端部段。在所述第一关闭针的端部段中的穿通口同样是柱体形地并且以如下方式构造,使得所述第二关闭针可形状锁合地驶入到所述第一关闭针的端部段上的穿通口中。以这种方式所述第二关闭针实现了在构造一平行于关闭方向延伸的柱体形的密封面的情况下将所述内部的材料输送通道相对于所述工具空穴进行密封。

所述关闭针可以具有50mm至150mm、尤其是大致100mm的长度。所述第一关闭针的直径在8mm和20mm之间,优选在10mm和15mm之间。所述空心柱体形的第一关闭针的壁厚可以为0.3-1.2mm,尤其是0.4-0.8mm。所述第一关闭针的柱体形的出流口可以具有0.5-1.5mm、尤其是0.7-0.9mm的轴向长度。

所述第二关闭针的直径可以为0.6-2.5mm,尤其是0.8-1.2mm。所述第一关闭针的柱体形的端部段可以具有1.2-2.4mm、尤其是1.5-2.1mm的轴向长度。

所述第二关闭针的直径或者说所述第一关闭针、所述空心针的壁厚特别强烈地取决于待加工的塑料成分。在较低粘度、也就是说具有较好的流动行为的材料成分的情况下,可以应用较小的注塑压力,并且所述材料输送通道的直径或者说所述喷嘴部件的壁厚和直径可以设计得比在必须加工具有较高粘度、也就是说具有较差的流动行为的材料成分时更小。这样,在加工聚丙烯(PP)或热塑性的弹性体(TPE)的情况下的直径或者说壁厚小于在加工酸改性的聚对苯二甲酸环己二亚甲酯(PCT-A)的情况下的直径或者说壁厚。

一注塑工具可以具有一个或多个带有各一个热通道喷嘴的工具空穴。以这种方式可以在一个注塑工具中同时制造多个手柄体。尽管为了制造多个手柄体优选应该同步地引导所述注塑周期,但有利的是,单个的注塑过程利用它们所配属的工具空穴独立地进行控制。在本发明中,所述单个的工具空穴的热通道喷嘴可独立地进行控制。所述注塑过程的控制优选经由一调节回路来进行,温度引导也一同流入到该调节回路中。所述控制可以例如是伺服控制。这样,可以例如尤其是针对所述第一材料成分或也针对所述第二材料成分的打开时间针对每个工具空穴个别地进行确定。该过程基于如下确定,即单个的工具空穴和热通道喷嘴的温度引导(填充量或者说材料量也主要取决于所述温度引导)通常不是在所有的材料量上都是一样的,因此从状态“喷嘴打开”到“喷嘴关闭”的切换时间点也必须个别地进行确定。存在不同的因素,这些因素需要对于所述热通道喷嘴的个别的控制。这样,可以例如所述热流道系统的长度在不同的热通道喷嘴的情况下可以是不同长度的。此外,在整个注塑工具上的热收支的控制的原因之一也是为了所述热通道喷嘴的个别的控制。这样,在所述注塑工具中的最小的温度改变可具有对于所述制造方法的较大的影响。

本发明允许了手柄体、尤其是牙刷的手柄体的制造,具有最不同的视觉外形以及功能特性。由于根据本发明的方法和所配属的装置,可以将牙刷以在其功能特性和其光学外表方面的较大的可变性来制造。在此,所述视觉的外形通过不同颜色的或甚至透明的材料成分来定义,它们显示了所述材料成分的凝固的流动结构。所述功能特性通过利用所述第一和/或所述第二材料成分以及必要时其它的材料成分有目的性地填充所述手柄体的单个的分段或区域得以实现。

作为其它的构造变型方案展示出如下的可能性,即通过气体来代替所述第二材料成分。从所述体构造上来着这意味着,在最终的体中,所述第一材料成分完全包围该气体(除了注射点之外)。通过所述气体在所述体的内部成形出一空腔。

在工具技术上所述喷嘴可以在设计上相同地构造。但根据公差可能得到一定的区别并且也可能在所述针的区域中需要附加的密封件。作为气体可以例如使用氮气或惰性气体如氩气。

尽管该较大的可变性,但确保了较高的程序安全性以及制造准确性。此外,根据本发明的手柄体可以全自动地制造。

附图说明

下面借助于优选的实施方式详细阐述本发明的主题,所述实施方式在附图中示出。这些附图分别示出了在其形成阶段或作为制成的注塑件的牙刷的手柄体以及注塑工具的部分。其中示意性示出:

图1-4:借助于一手柄体的四个示意图示出了根据第一构造变型方案的手柄体的制造,这些示意图展示了在制造过程中的不同的方法阶段;

图5-8:借助于一手柄体的四个示意图示出了根据第二构造变型方案的手柄体的制造,这些示意图展示了在制造过程中的不同的方法阶段;

图9:示出了在注入所述第一材料成分之后的用于制造一手柄体的工具空穴的俯视图;

图10:示出了在注入所述第二材料成分之后的根据按照图1至4的第一构造变型方案的手柄体的俯视图;

图11: 示出了根据图10的手柄体的侧视图;

图12:示出了根据所述第二构造变型方案的具有一穿通口的实施形式的手柄体的俯视图;

图13:示出了根据所述第二构造变型方案的具有一穿通口的实施形式的手柄体的另一种实施方式的俯视图,所述穿通口通过一第三材料成分关闭。

图14:示出了根据所述第二构造变型方案的具有一穿通口的实施形式的手柄体的另一种实施方式的俯视图,所述穿通口通过一第三材料成分关闭。

图15a-b:示出了在所述拇指托的区域中的按照图13的手柄体的横截面视图;

图16a-b:示出了在所述拇指托的区域中的按照图14的手柄体的横截面视图;

图17-18: 示出了按照图10至14和19的手柄体的手柄部的横截面视图;

图19:示出了根据所述第二构造变型方案的具有一穿通口的实施形式的手柄体的另一种实施方式的俯视图;

图20:示出了根据所述第一构造变型方案的具有一穿通口的实施形式的手柄体的又一种实施方式的俯视图;

图21: 示出了按照图20的手柄体的侧视图;

图22-24: 示出了穿过按照图20和21的手柄体的横截面视图;

图25-28: 示出了用于制造一注塑件的根据本发明的热通道喷嘴的横截面视图;

图29a:示出了根据所述第一构造变型方案的具有一在横截面上的变窄部的实施形式的手柄体的又一种实施方式的俯视图;

图29b:示出了按照图29a的手柄体的侧视图;

图30a-30c:示出了按照图29a或29b的手柄体的横截面视图。

在附图中使用的附图标记和它们的意义在附图标记列表中综合地列出。原则上在附图中相同的部分以相同的附图标记表示。在附图中所示的所述材料成分的体积比仅用于说明并且相应地不一定是尺寸真实地再现实际的体积比。

此外,本发明不限于在附图中所示的实施方式或构造变型方案。

具体实施方式

图1至4纯示意性示出了根据第一种构造变型方案的手柄体1a的制造。为了制造所示的在所述第一构造变型方案中的手柄体1a,在一第一步骤中将一第一材料成分7注射到一工具空穴(未示出)中。所述工具空穴或者说待制造的手柄体1a是一长形构件并且具有一手柄部4a、一颈部3a和一头部2a。注射点10布置在所述手柄部4a中。所述工具空穴在一第一步骤中仅部分地以所述第一材料成分7填充,其中,通过所述注射点10在所述手柄部4a中的布置使得所述工具空穴的至少所述手柄部完全地或至少部分地以所述第一材料成分填充。所注入的第一材料成分7在此具有所述手柄部4a中的工具空穴的轮廓(参见图1)。图1示意性示出了所述体的外轮廓,其在所述第一注射过程中利用所述第一材料成分7成形出。相反,所述工具空穴的头部2a以及也优选所述颈部3a不以所述第一材料成分7填充(也参见图9)。

所示的注射点10在该附图中说明,如在其它附图中示出的俯视图那样。该说明相应于俯视图中的在所述体上的注射点10的位置。其由于其优选的在所述手柄体的背面上的位置实际上是不可见的,但为了解释技术上的原因仍示出。

联接在所述第一注塑步骤之后,所注入的第一材料成分7从所述空穴壁朝芯体冷却,其中,保留一较热的且还可流动的型芯7',其被一不再可流动的罩体7"包围。这在图2中示意性示出。除了在第一注入过程中以所述第一材料成分7成形出的所述体的外轮廓之外,阴影式示出了所述可流动的型芯7'。也可见不再可流动的罩体7''。

在另一步骤中,通过同一注射点10将所述第二材料成分8注射到所述注塑工具的工具空穴中。该步骤的结果在图3和4中示出。所述第二材料成分8经由所述注射点10注入到在图1和2中所示的体中并且朝着头部2a的方向挤压所述可流动的型芯7',该方向与所述工具空穴中的材料流动方向相应。根据该实施方式,所述工具空穴的总体积减去所注入的第一材料成分7的体积,以及在注入所述第二材料成分8的时间点所述可流动的型芯7'的体积以如下方式选择,使得挤压到头部2a中的型芯7'占据整个头部2a的体积(参见图3)。因此,所述头部2a仅由第一材料成分7构成(参见图4)。所述第二材料成分8主要占据在手柄部4a中所挤压的型芯7'的位置(置换),延伸到颈部3a并且在颈部3a中舌形地流出。因此,所述第二材料成分8将所述可流动的型芯7'挤压到所述体的表面上且因此除了所述注射点10之外完全被由所述第一材料成分7构成的所述罩体7''和所述可流动的型芯7'包围。所述第二材料成分的注入结果在图3和4中示出。在图3中示意性示出了,不同的材料成分如何地分布或者说布置。在图2中所示的可流动的型芯7'在图3中又可见。如前所述,所述可流动的型芯7'朝向头部2a挤压。同样可见所述第二材料成分8,其到达所述可流动的型芯7'的部位处。这以阴影线表示。最后,在图4中可见最终产品,如其根据材料所划分的那样。在凝固之后,所述罩体7''和所述可流动的型芯7'从之前的过程步骤中形成一由所述第一材料成分7构成的单元,其完全包围所述第二材料成分8。该第二材料成分8阴影式地示出。

如前所述,通过一第三注塑步骤可以再次将所述第一材料成分7的一限定的量经由所述共同的注射点10注入,从而所述第二材料成分8也在所述注射点10的区域中被所述第一材料成分7包围,并且尤其是不到达手柄体1a的表面的任何部位处。

根据该第一种构造变型方案,所述第一和所述第二材料成分7、8可以出自上面描述的类型的一种硬成分。为了实现一光学效果,所述第一材料成分7可以是透明的并且所述第二材料成分是有颜色的或者不透明的。由此实现了一种吸引人的光学效果。为了能够实现一柔软的表面,所述第一材料成分7可以是一种软成分,例如TPE。所述第二材料成分8可以是一种硬成分。在此,所述硬成分形成一种元件,其给予手柄的稳定性。

图5至8纯示意性示出了根据第二种构造变型方案的手柄体1b的制造。在该第二种构造变型方案中,为了制造所述手柄体1b,在第一步骤中将第一材料成分7注射到一相应的工具空穴(未示出)中。所述工具空穴或者说待制造的手柄体1b同样是一长形构件并且具有一手柄部4b、一颈部3b和一头部2b。所述注射点10布置在所述手柄部4b中。所述工具空穴在第一步骤中仅部分地以所述第一材料成分7填充,其中,通过所述注射点10在所述手柄部4b中的布置使得至少所述手柄部完全地或至少部分地被填充。所注入的第一材料成分7在此具有在所述手柄部4b中的工具空穴的轮廓(参见图5)。图5示意性示出了所述体的外轮廓,其在所述第一注射过程中利用所述第一材料成分7成形出。相反,所述工具空穴的头部2b以及也优选所述颈部3b不以所述第一材料成分7填充(也参见图9)。

联接在所述第一注塑步骤之后,所注入的第一材料成分7从所述空穴壁朝芯体冷却,其中,保留一较热的且还可流动的型芯7',其被一不再可流动的罩体7"包围。这在图6中示意性示出。除了在第一注入过程中以所述第一材料成分7成形出的所述体的外轮廓之外,阴影式示出了所述可流动的型芯7'。也可见不再可流动的罩体7''。与根据图1至4的第一构造变型方案相比,这里所述冷却过程已经进一步进展(fortgeschritten)并且所述可流动的型芯7'的体积相应地更小,或者说所述不再可流动的罩体7''的壁厚更大。

在第二步骤中,通过同一注射点10将所述第二材料成分8注射到所述注塑工具的工具空穴中。该步骤的结果在图7和8中示出。所述第二材料成分8经由所述注射点10注射到在图5和6中所示的体中并且朝着头部2b的方向挤压所述可流动的型芯7',该方向与所述工具空穴中的材料流动方向相应。根据该实施方式,所述工具空穴的总体积减去所注入的第一材料成分7,以及在注入所述第二材料成分8的时间点所述可流动的型芯7'的体积以如下方式选择,使得所挤压的型芯7'在前部的手柄部4b中或在颈部3b中流出并且仅构造一包围所述第二材料成分8的罩体(参见图7)。这里,所述型芯7'的体积小于所述头部2b的体积。因此,所述第二材料成分8在所述手柄部4b或所述颈部3b的前部分段中从外罩中通过所述第一材料成分7冲开并且向前挤压至所述表面或者说所述空穴壁。这时,向前冲开的第二材料成分8完全地或部分地填充所述头部2b以及优选所述颈部3b的整个体积(参见图8)。因此,所述头部2b以及在某些情况下所述颈部3b仅由所述第二材料成分8构成。此外,所述第二材料成分8占据在所述手柄部4b中挤压的型芯7'的位置,但在那里仍被一由所述第一材料成分7构成的罩体7''包围。所述手柄体4b的第二材料成分8不再完全被所述第一材料成分7的罩体7''包围。所述第二材料成分的注入结果在图7和8中示出。在图7中示意性示出了,不同的材料成分如何地分布或者说布置。在图6中所示的可流动的型芯7'在图7中又可见。其如前所述那样朝向所述头部2a挤压,但仅直至所述第二材料成分8从所述不再可流动的罩体7''中的冲开部位发生联接。同样可见所述第二材料成分8,其到达所述可流动的型芯7'的部位处且之后从所述不再可流动的罩体7''中出来并且形成所述头部2b。所述第二成分同样以阴影表示。最后,在图8中可见最终产品,如其根据材料所划分的那样。在凝固之后,所述罩体7''和所述可流动的型芯7'从之前的程序步骤中形成一由所述第一材料成分7构成的单元,其包围所述第二材料成分8。所述第二材料成分是阴影式地示出的,只要其不处于所述手柄体1b的表面上,随后其不再被阴影示出。

如前所述,通过一第三注射步骤可以再次将所述第一材料成分7的一限定的量经由所述共同的注射点10注入,从而所述第二材料成分8也在所述注射点10的区域中被所述第一材料成分7包围。

根据该第二种构造变型方案,所述第一和所述第二材料成分7、8可以出自上面描述的类型的一种硬成分。为了实现一光学效果,所述第一材料成分7可以是透明的并且所述第二材料成分是有颜色的或者不透明的,或者反过来。由此实现了一种吸引人的光学效果。为了能够实现所述手柄区域中的一柔软的表面,所述第一材料成分7可以是一种软成分,例如TPE,并且所述第二材料成分8可以是一硬成分。在此情况下,所述硬成分形成一种元件,其给予所述手柄的稳定性且最终也至少部分地形成了所述颈部3b和所述头部2b,并且相应地确保了功能性。

原则上可以数学地计算,是否实现所述第一构造变型方案或所述第二构造变型方案。为了所述计算所使用的参数是所述工具空穴的总体积、所述第一材料成分的总体积以及所述可流动的型芯的体积。在此,所述可流动的型芯的体积是与时间相关的。也就是说,在注入周期之间等待或冷却的时间越长,则该体积越小,因为其被完全冷却,也就是说固化并且不再可流动。之后,在关于构造变型方案的评价中,将所述工具空穴中的剩余体积与所述可流动的型芯的体积进行比较。

在图1至4中所示的第一构造变型方案由于下面的比而得出:所述工具空穴的总体积减去所注入的第一材料成分的总体积小于通过所述第二材料成分所挤压的可流动的型芯的体积。

在图5至8中所示的第二构造变型方案由于下面的比而得出:所述工具空穴的总体积减去所注入的第一材料成分的总体积大于通过所述第二材料成分所挤压的可流动的型芯的体积。

将图4和6相比,可见所述两种构造变型方案在体积比方面的区别。在所述第一构造变型方案中,所述可流动的型芯7'占据比在所述第二构造变型方案中更多的位置。也就是说,置换了更多的材料,因为所述“可流动的体积”还要更大。

图9示出了在进行完第一注塑过程之后的注塑工具的工具空穴21,观察的是到模具嵌件上的模型分离。原则上这相应于在第一注塑过程之后在打开的注塑工具的情况下观察到的工具空穴21。所述工具空穴21具有一在第一注塑步骤中注入的第一材料成分7,其相应于根据图1和5所示的材料成分7。所述体是阴影式地示出的。在此清楚可见,所述工具空穴21在第一注塑过程中未完全填充。所述工具空穴21的至少一个分区域保留为空出的。可见所述工具空穴21的轮廓。未阴影示出的区域还未以材料填充。此外,示出了材料流动方向M。其从注射点10朝向所述头部2a指向。在所述手柄部4a被填充之后,也填充所述颈部3a和所述头部2a。

图10示出了根据图4的第一构造变型方案的所述手柄体1a的俯视图。其根据在图1至4中所示的步骤来制造,在所述手柄体1a的头部2a中布置了刚毛容纳孔5a,所述牙刷的刚毛被置入到所述刚毛容纳孔中。但以该形式的刚毛容纳孔5a不是本发明的强制性特征。阴影式地示出了处于所述手柄体1a中的第二材料成分8,其完全被所述第一材料成分7包围。所述第二材料成分8舌形地流出,也就是说其不是断断续续地结束的。

图11示出了根据图10的手柄体1a的侧视图。从该侧视图中尤其也可见所述模型分离线12,所述工具空穴21沿着该模型分离线打开用于所述注塑件的脱模。所述模型分离线12在所述手柄体1a的俯视图中侧面地布置。所述模型分离线12无中断地围绕整个体延伸。可见,所述第二材料成分8布置在所述模型分离线12的两侧,即经由其延伸出去。在该侧视图中可较好地看见,所述第二材料成分8的形状如何以与所述壁厚相应的间距来跟随所述外轮廓的几何形状,并且还可较好地看见所述第二材料成分8的舌形的出流。

图12至14示出了三个、根据所述两个构造变型方案的一种实施方式所制造的手柄体1c、1d、1e的俯视图。在图12中所示的手柄体1c可以用作独立的手柄体,无需应用一其它的材料成分,或者其可以用作用于所述手柄体1d和1e的基体。所述手柄体1c、1d、1e同样包括一头部2c、2d、2e、一颈部3c、3d、3e以及一手柄部4c、4d、4e。所述注射点10同样布置在所述手柄部4c、4d、4e中,优选布置在所述手柄部4c、4d、4e的背面。

所述第二构造变型方案的该实施方式的特点在于在前部的手柄部4c、4d、4e中朝所述颈部3c、3d、3e布置的穿通口11。该穿通口11从正面向背面延伸并且被两个侧部的分臂6c、6d、6e限定。所述手柄体1c、1d、1e,或者说其头部2c、2d、2e包含用于容纳刚毛的刚毛容纳孔5c、5d、5e,所述刚毛借助于锚固冲制来紧固在所述刚毛容纳孔5c、5d、5e中。但以该形式的刚毛容纳孔不是本发明的强制性特征。

所述手柄体1c、1d、1e的制造原则上以与根据图5至8类似的构造变型方案来进行,只是所述工具空穴还包括一嵌入芯体,其定义了待制造的手柄体的穿通口,所述材料成分7、8在划分成两个分臂6c、6d、6e的前提下围绕该穿通口流动,且随后再次合并地沿着材料流动方向流动。

所述第一材料成分7不仅在所述手柄部4c、4d、4e中而且至少部分地所述分臂6c、6d、6e的一联接到所述手柄部4c、4d、4e上的分段中形成一罩体,该罩体围住一由所述第二材料成分8构成的芯体。所述材料芯体从所述手柄部4c、4d、4e出发,同样划分成两个分臂,它们围绕所述穿通口引导(参见图12)。发生该划分是因为所述空穴壁的冷却也适用于所述嵌件芯体,并且如此地所述可流动的型芯也在所述分臂6c、6d、6e中展宽。

此外,所述第二材料成分8占据在所述手柄部4b中挤压的型芯7'的位置,但在那里仍被一由所述第一材料成分7构成的罩体包围。如前所述,通过一第三注塑步骤可以再次将所述第一材料成分7的一限定的量经由所述共同的注射点10注入,从而所述第二材料成分8也在所述注射点10的区域中被所述第一材料成分7包围。

根据图12、13和14,所述手柄体1c、1d、1e的第二材料成分8在所述两个分臂的区域中从所述外罩中通过所述第一材料成分7冲开且在所有面上到达所述手柄体1c、1d、1e的表面。相应地,随后的颈部3c、3d、3e和头部2c、2d、2e完全通过所述第二材料成分8构成。

所述第二材料成分8在所述分臂6c的区域中的冲开是有意地选择的。如从根据图13和14的实施方式可见,所述穿通口11的区域为了构造一拇指托13而至少部分地利用一第三材料成分9注塑包覆。该注塑包覆可以是所述分臂6c朝向所述穿通口11的覆盖(参见图13)或者在所述穿通口的区域中圆状地围绕所述手柄体1e的覆盖(参见图14)。因此,利用所述第三材料成分9的注塑包覆具有两个功能。一方面其用于构造一拇指托13作为支承面,且另一方面其用于在所述表面的区域中在所述第一和所述第二材料成分之间的过渡区域的覆盖。在图12中所示的变型方案中,所述穿通口11的几何形状或者说围绕所述穿通口11的几何形状如此选择,使得所述几何形状形成一拇指托。如果所述穿通口11设有一第三材料成分,则位于其下的体的几何形状不一定要如此设计。

所述冲开部位的位置主要由于塑料特性的波动、在所述注塑模具中或在所述热流道系统中的热收支,以及所述第二材料成分8和所述第一材料成分7的材料配量而承受一定的公差。所述冲开部位可以沿着所述纵轴线改变。在所述分臂中的位置也可以是不同的。因此出于审美的原因重要的是,所述过渡区域例如可以利用一第三材料成分9来覆盖。

根据该第二种构造变型方案的该实施方式,所述第一和所述第二材料成分7、8可以出自上面描述的类型的一种硬成分。也可以设置成,所述第二材料成分8由一硬成分并且所述第一材料成分7由一上述类型的热塑性弹性体构成。为了实现一光学效果,所述第一材料成分7可以是透明的并且所述第二材料成分8是有颜色的或者不透明的,或者反过来。由此实现了一种吸引人的光学效果。为了能够实现所述手柄区域中的一柔软的表面,所述第一材料成分7可以是一种软成分,例如TPE,并且所述第二材料成分8可以是一硬成分。在此情况下,所述硬成分形成一种元件,其给予所述手柄的稳定性且最终也至少部分地形成了所述颈部3b和所述头部2b,并且相应地确保了功能性。

在图12至14中位于所述第一材料成分7内的第二材料成分8是阴影式地示出的。所述颈部3c、3d、3e和头部2c、2d、2e同样由所述第二材料成分8构成,但在该位置上所述第二材料成分位于所述手柄体1c、1d、1e的表面上且因此未虚线示出。

图15a示出了在所述拇指托13的手柄侧的区域中沿着直线B1-B1穿过根据图13的手柄体1d的一个横截面。所述两个分臂6d具有一由所述第二材料成分8构成的芯体,其被所述第一材料成分7完全罩住。所述分臂6d的面向所述穿通口11的外侧面还以一第三材料成分9覆盖。在此,所述穿通口完全以所述第三材料成分9填充。

图15b示出了在所述拇指托13的头侧的区域中沿着直线A1-A1穿过根据图13的手柄体1d的一个横截面。在所述手柄体1d的高度上,所述第二材料成分8沿着材料流动方向或者说朝向所述头部2d已经完全从所述外罩中通过所述第一材料成分7冲开并且将所述分臂6d的体积完全填满。所述分臂6d的面向所述穿通口11的外侧面在这里也以一第三材料成分9覆盖并且所述穿通口完全以所述第三材料成分9填充。

比较图15a和15b,关于所述材料成分的横截面的组成或者说所述材料成分的横截面积发生改变。在图15a中在横截面中可见三个材料成分,而在图15b仅还可见两个材料成分。所述第一材料成分7在所述横截面上的份额朝向所述手柄体的头部减小,直到其最终为零。相应地,所述第二材料成分8在所述手柄部中或者说手柄部侧地被所述第一材料成分7围住,而其之后头部侧地在一定的表面部分中被所述第三材料成分9遮盖并且部分地裸露。

图16a示出了在所述拇指托13的手柄侧的区域中沿着直线B2-B2穿过根据图14的手柄体1e的一个横截面。所述两个分臂6d具有一由所述第二材料成分8构成的芯体,其被所述第一材料成分7完全罩住。所述分臂6e因此完全地以一第三材料成分9覆盖并且所述穿通口完全以所述第三材料成分9填充。因此,所述分臂6e的外侧面也在所有面上以一第三材料成分9覆盖。以这种方式可以完全覆盖所述第二材料成分8从所述第一材料成分7中的冲开部位。

图16b示出了在所述拇指托13的头侧的区域中沿着直线A2-A2穿过根据图14的手柄体1e的一个横截面。在所述手柄体1e的高度上,所述第二材料成分8沿着材料流动方向或者说朝向所述头部2e已经完全从所述外罩中通过所述第一材料成分7冲开并且将所述分臂6d的体积完全填满。所述分臂6e因此完全地以一第三材料成分9覆盖并且所述穿通口完全以所述第三材料成分9填充。因此,所述分臂6e的外侧面也在所有面上以一第三材料成分9覆盖。因此可以完全覆盖所述第二材料成分8从所述第一材料成分7中的冲开部位。以这种方式形成了一种具有规则的外观的手柄体,因为如前所述承受公差的冲开部位被覆盖。

比较图16a和16b,关于所述材料成分的横截面的组成或者说所述材料成分的横截面积发生改变。在图16a中在横截面中可见三个材料成分,而在图16b仅还可见两个材料成分。所述第一材料成分7在所述横截面上的份额朝向所述手柄体的头部减小,直到其最终为零。相应地,所述第二材料成分8在所述手柄部中或者说手柄部侧地被所述第一材料成分7围住,而其之后头部侧地被所述第三材料成分9围住。

在附图中所示的一第三材料成分的应用可以不同地进行。在附图中示出,所述第三材料成分9通过一穿通口11安置在所述体上并且其至少在一些实施方式中也围住所述体。所述第三材料成分9当然也可以在其不通过一穿通口11引导的情况下应用。借助于材料接合特性,所述第三材料成分9可以例如应用到现有的部分的表面上。此外,也可以通过几何的体构造来实现形状锁合,该形状锁合能够实现到所述表面上的应用。

此外,所述第三材料成分可以布置在所述手柄体的所有部分中,也就是说布置在头部、颈部和/或手柄部中。所述第三材料成分可以如此地例如在一牙刷的头部中用于构造舌清洁器或软弹性的按摩元件和清洁元件,如前面已经描述。此外,所述第三材料成分可以针对符合人体工程学的或设计技术的观点来使用。当然可以将不同的使用组合起来。

图17示出了在所述手柄部4c、4d、4e的后端部段中沿着直线C-C穿过根据图10、12、13、14和19的手柄体1c、1d和1e的横截面。所述手柄部4c、4d、4e具有一由所述第二材料成分8构成的芯体,其被所述第一材料成分7完全罩住。

图18在输送注射点10的高度上示出了在所述手柄部4c、4d、4e的后端部区域中沿着直线D-D穿过根据图10、12、13、14和19的手柄体1c、1d和1e的横截面。所述手柄部4c、4d、4e具有一由所述第二材料成分8构成的芯体,其被所述第一材料成分7完全罩住。在所述注射点10中构造一穿过所述外罩的穿通部,所述第二材料成分8通过所述穿通部到达所述表面。该穿通部展示出优选柱体形的注射点。图18示出了,当所述第一材料成分7不被第二次注射时,所述注射点是什么样的。当如前所述,所述第一材料成分7在注入了所述第二材料成分8之后被再次注射时,可以实现,穿过所述罩体的所述柱体形的穿通部再次以所述第一材料成分7的材料来关闭。之后,所述第二材料成分8就无法到达所述表面处。

在图15至18以及22至24的截面图中可见,由所述第一材料成分7构成的罩体的壁厚是如何构造的。其具有0.5mm-5mm且尤其是1.5mm-3mm的厚度。所述壁厚原则上是与冷却相关的。

图19示出了所述第二构造变型方案的另一种实施方式。所述手柄体1f同样包括一头部2f、一颈部3f以及一手柄部4f。在所述手柄部4f中的注射点10同样是可见的。该实施方式的特点还在于在前部的手柄部4f中的朝所述颈部3f布置的穿通口11。该穿通口从正面向背面延伸并且被两个侧部的分臂限定。所述手柄体1f还包括用于容纳刚毛的刚毛容纳孔5f。但以该形式的刚毛容纳孔5f、5g同样不是本发明的强制性特征。

所述手柄体1f的制造原则上以与根据图5至8的第二构造变型方案类似的方式来进行,只是所述工具空穴还包括一嵌入芯体,其定义了待制造的手柄体1f的穿通口11,所述材料成分7、8在划分成两个分臂6f的前提下围绕该穿通口流动,且随后再次合并地沿着材料流动方向流动。

所述第一材料成分7不仅在所述手柄部4f中而且在所述分臂6f中构造出一罩体,其围住由所述第二材料成分8构成的材料芯体。所述材料芯体从所述手柄部4f出发朝向所述头部2f同样划分成两个分臂,它们围绕所述穿通口11引导。此外,所述第二材料成分8占据在所述手柄部4f中挤压的型芯7'的位置,但在那里仍被一由所述第一材料成分7构成的罩体包围。

如前所述,通过一第三注塑步骤可以再次将所述第一材料成分7的一限定的量经由所述共同的注射点10注入,从而所述第二材料成分8也在所述注射点10的区域中被所述第一材料成分7包围。

所述手柄体1f的第二材料成分8的两个分臂根据图19的实施方式与所述穿通口11联接地朝向所述头部2f再次合并,从而朝向所述头部2f蔓延一共同的、被所述第一材料成分7包裹的条。所述第二材料成分8在此联接在所述穿通口11上、在所述分臂和所述材料芯体再次合并之后,朝向所述头部2f从所述外罩中通过所述第一材料成分7冲开并且在所有面上到达所述手柄体1f的表面上。这可以例如在所述颈部3f之前或之中发生。相应地,所联接的颈部3f或至少其一个分段以及所述头部2f完全通过所述第二材料成分8构成。

与图12比较,所述第二材料成分8从所述第一材料成分7中的冲开部位的位置朝所述头部2f移动。在该情况下,所述冲开部位的位置取决于在第一注塑步骤中注入到所述工具空穴中的材料量。由于在图19的手柄体1f中所述冲开部位位于所述头部2f附近并且由所述第二材料成分8构成的材料芯体与图12中的是相同的,因此与图12相比,在图19的体的情况下,在第一注塑过程中更多的材料被置入到所述工具空穴中。

此外,所述第二材料成分8从所述第一材料成分7中的冲开部位通过冷却时间,或者说所述第一材料成分7和所述第二材料成分8的注入之间的时间而改变。如果使用相同的手柄体并且注入相同多的量的所述第一材料成分7,则所述冲开部位在较短的冷却时间的情况下比在较长的冷却时间的情况下更靠近所述头部。这是由于,在较短的冷却时间的情况下,所述第二材料成分置换所述手柄体中的大量材料并且少量的第二材料成分流入到所述工具空穴的空出部分中,因为所述第一材料成分已经被挤压到那里。在较长的冷却时间的情况下,在所述手柄部中仅还存在少量的可流动的型芯7',结果导致,所述第二材料成分8置换所述手柄中的少量材料并且主要填充所空出的工具空穴,因为通常还要移动所述第一材料成分7的特别少的材料。基于该考虑已被证实的是,所述第一构造变型方案流动地过渡到所述第二构造变型方案中,并且全部都基本上取决于所述冷却时间。一般来说,所述总体积始终是相同的,也就是说总体上所述第一和所述第二材料成分7、8一起始终将相同多的材料带入到所述工具空穴中。在该情况下,甚至所述材料份额都始终是相同大小的。分别改变的是,所述材料在所述手柄体中的分布。

在按照第一构造变型方案的手柄体的注塑过程中,在置入所述第一材料成分7之后、置入所述第二材料成分8之前的冷却时间为8和20秒之间。在所述第二构造变型方案中,所述冷却时间为20和35秒之间。

所述两个材料成分7、8根据该实施方式可以由上述类型的一种硬部件构成。也可以设置成,所述第二材料成分8由一硬成分并且所述第一材料成分7由一上述类型的热塑性弹性体构成,或者反过来。为了实现一光学效果,所述第一材料成分7可以是透明的并且所述第二材料成分8是有颜色的或者不透明的,或者反过来。由此实现了一种吸引人的光学效果。为了能够实现所述手柄区域中的一柔软的表面,所述第一材料成分7可以是一种软成分,例如TPE,并且所述第二材料成分8可以是一硬成分。在此情况下,所述硬成分形成一种元件,其给予所述手柄的稳定性且最终也至少部分地形成了所述颈部3b和所述头部2b,并且相应地确保了功能性。

在图19中位于所述第一材料成分7内的第二材料成分8是阴影式地示出的。所述头部2f以及至少部分地还有所述颈部3f由所述第二材料成分8构成。但在该位置处,其处于所述手柄体1g的表面上且因此未虚线示出。

图20和21示出了根据第一构造变型方案的手柄体1g的另一种实施方式。所述手柄体1g同样包括一头部2g、一颈部3g以及一手柄部4g。所述注射点10同样布置在所述手柄部4g中。该实施方式的特点同样在于在前部的手柄部4g中的朝所述颈部3g布置的穿通口11。该穿通口11从正面向背面延伸并且被两个侧部的分臂6g限定。所述手柄体1g还包括用于容纳刚毛的刚毛容纳孔5g。但以该形式的刚毛容纳孔5g同样不是本发明的强制性特征。

所述手柄体1g的制造原则上以与根据图1至4的第一构造变型方案类似的方式来进行,只是所述工具空穴还包括一嵌入芯体,其定义了待制造的手柄体1g的穿通口11,所述材料成分7、8在划分成两个分臂6g的前提下围绕该穿通口流动,且随后再次合并地沿着材料流动方向流动。

与按照图12至14和19的特别类似的实施方式不同,所述第一材料成分7不仅在所述手柄部4g中而且在所述分臂6g中构造出一罩体,其围住一由所述第二材料成分8构成的材料芯体,该材料芯体从所述手柄部4g出发朝向所述头部2g同样划分成两个分臂,它们围绕所述穿通口11引导并且之后不再次合并。所述第一材料成分7在该构造方案中形成一围绕所述第二材料成分8的保护层,该保护层不允许所述第二材料成分8在所述穿通口11之后再次合并。这意味着,所述第二材料成分8不穿透所述第一材料成分。

这里,所述第二材料成分8也占据在所述手柄部4g中挤压的型芯7'的位置,但在那里仍被一由所述第一材料成分7构成的罩体包围。如前所述,通过一第三注塑步骤可以再次将所述第一材料成分7的一限定的量经由所述共同的注射点10注入,从而所述第二材料成分8也在所述注射点10的区域中被所述第一材料成分7包围。

在按照图20的实施方式中,所述第二材料成分8的两个分条与所述穿通口11联接地朝向所述头部2g不再次合并。而是其以相互的间距平行地流入到所述颈部3g中。在所述颈部3g中,所述两个分条舌形地流出,而所述第二材料成分8不从所述外罩中通过所述第一材料成分7冲开。相应地,所述头部2g完全由所述第一材料成分7形成。该实施方式的特点在于平行延伸的分条的特别的审美效果。所述两个分流具有0.3mm至3mm、优选0.5mm至1.5mm的间距。如果它们非对称地流出,也就是说,它们不是相同长度,则它们的端部相互具有沿着纵轴向的最大10mm、优选最大5mm的距离。

在所示的附图中,所述穿通口关于所述材料流动方向对称地构造。也可行的是,所述穿通口非对称地构造。这导致了,在所述分条之间的距离,以及在所述分条的端部之间的距离都可以任意地改变。当然也可以将所述第二材料成分8引导到所述头部2g中。

图21示出了穿过按照图20的手柄体1g的一侧部的横截面。同样可见所述模型分离线7。可见,所述第二材料成分8布置在所述模型分离线12的两侧,即经由其延伸出去。

类似于根据图13和14的实施方式,所述穿通口11的区域,在该区域中在图19、20和21中所示的实施方式中,为了构造一拇指托13而被一第三材料成分9注塑包覆(未示出)。该注塑包覆可以是所述分臂6f、6g朝向所述穿通口11的覆盖或者在所述穿通口的区域中圆状地围绕所述手柄体11、1g的覆盖。

所述两个材料成分7、8根据该实施方式可以由上述类型的一种硬部件构成。也可以设置成,所述第二材料成分8由一硬成分并且所述第一材料成分7由一上述类型的热塑性弹性体构成,或者反过来。为了实现一光学效果,所述第一材料成分7可以是透明的并且所述第二材料成分8是有颜色的或者不透明的,或者反过来。由此实现了一种吸引人的光学效果。为了能够实现所述手柄区域中的一柔软的表面,所述第一材料成分7可以是一种软成分,例如TPE,并且所述第二材料成分8可以是一硬成分。在此情况下,所述硬成分形成一种元件,其给予所述手柄的稳定性且最终也至少部分地形成了所述颈部3b和所述头部2b,并且相应地确保了功能性。在图20和21中位于所述第一材料成分7内的第二材料成分8是阴影式地示出的。所述头部2g仅由所述第一材料成分7构成。所述颈部3g至少部分地由所述第一材料成分7构成。

图22示出了沿着直线E-E穿过根据图20的手柄体1g的颈部3g的一个横截面。该横截面视图示出了所述第二材料成分8的两个分条,它们完全被所述第一材料成分7罩住并且还通过一由所述第一材料成分7构成的连接件相互间隔开。不同的阴影示出了不同的材料成分,它们在截面中示出。

图23示出了在所述拇指托13的区域中沿着直线F-F穿过根据图19或20的手柄体1g的一个横截面。所述两个分臂6e具有一由所述第二材料成分8构成的芯体,其被所述第一材料成分7完全罩住。在截面中示出的所述分臂的材料成分是阴影式地示出的。所述穿通口未虚线示出。

图24示出了沿着直线G-G穿过根据图20的手柄体1g的手柄部4g的一个横截面。该手柄部4g在其背面具有一凹部。在此,被所述第一材料成分7完全罩住的所述第二材料成分8具有两个肾脏形的分芯体,它们经由一连接件相互连接。图24示出了,所述第一材料成分的冷却是如何工作的。该体从外表面开始朝内进行冷却。所述冷却跟随外部几何形状。在均匀冷却的情况下,如所示那样,周围地存在一所述不再可流动的罩体7''或者说在最终产品中存在一由所述第一材料成分7构成的具有规则壁厚的罩体。所述第二材料成分8相应地布置在所述体的内部。在该横截面中可行的是,当所述第一材料成分的冷却时间选择得比其针对所示的手柄体所选择的冷却时间更大时,所述不再可流动的罩体7''在中间区域中合并。由此实现了,形成了由所述第二材料成分8构成的两个分条,它们通过一不再可流动的罩体7''分开。

图25至28示出了一借助于联合注射法(Co-Injection-Verfahren)制造注塑件的根据本发明的热通道喷嘴23的横截面视图,其中,至少两个材料成分通过一共同的注射点被先后注射到一工具空穴21中。所述热通道喷嘴23包括一具有一通道壁33的通道,其通向一柱体形的出流口28中。该出流口28通向所述工具空穴21中并且优选具有一圆形的横截面。所述热通道喷嘴23的通道优选仅经由所述通道壁33从外被加热。

所述热通道喷嘴23相对于所述工具空穴21优选如此定位,使得所述针的关闭方向V处于与所述工具空穴的纵轴线K呈85°至90°的角度中。

所述关闭针和所述材料输送通道优选旋转对称地设计(不是注塑工具本身)。在该情况下这就是说,在图25至28中相应的部分或体积由于该截面图在所述第二关闭针25的左边和右边因而可见。

在所述通道中轴向地插入一第一关闭针24,其与所述通道壁33一起构造一外部的、在所述关闭针24的区域中环形的材料输送通道26。所述第一关闭针24构造成空心针并且具有一轴向的穿通口29,其构造一内部的材料输送通道27。所述第一关闭针24具有一柱体形的端部段30。其优选是圆柱体形地构造的。所述端部段30与所述穿通口29一起构造一空心柱体段,其中,所述穿通口29在所述端部段30中同样优选具有一圆形的横截面。为了关闭所述外部的材料输送通道26,所述第一关闭针24的柱体形的端部段30形状锁合地嵌入到所述柱体形的出流口28中。

一第二关闭针25嵌入到所述穿通口29中,该第二关闭针是柱体形地构造的。所述内部的材料输送通道27在所述第二关闭针25的高度上同样是环形地构造的。所述第二关闭针25具有至少一个柱体形、尤其是圆柱体形的端部段31。但其特别优选完全构造成柱体形或圆柱体形。为了关闭所述内部的材料输送通道27,在所述穿通口29的区域中,所述第二关闭针25以其端部段31形状锁合地嵌入到所述第一关闭针24的空心柱体形的端部段30中。

图25至28示出了所述关闭针24、25关于其在制造过程期间所遇到的不同的位置。

根据图25,所述第一关闭针24嵌入到所述柱体形的出流口28中并且如此地关闭所述外部的材料输送通道26。同时,所述第二关闭针25嵌入到所述第一关闭针24的空心柱体形的端部段30中并且如此地关闭所述内部的材料输送通道27。因此,所述热通道喷嘴23被完全关闭,其中,所述第一和所述第二关闭针24、25以它们的端面与所述空穴壁在所述出流口的区域中齐平。所述热通道喷嘴何时位于图25中所示的位置中,可以参考稍后列举的程序流程。

根据图26,所述第一关闭针24从所述柱体形的出流口28返回行驶并且释放所述外部的材料输送通道26。同时,所述第二关闭针25嵌入到所述第一关闭针24的空心柱体形的端部段中并且如此地关闭所述内部的材料输送通道27。因此,所述热通道喷嘴23仅针对从所述外部的材料输送通道26中的材料输送而打开。所输送的材料在环形的通道中在一沿着所述第一关闭针24向所述出流口28的流动方向Ra上流动并且经由所述出流口28沿着流动方向Rs注入到所述工具空穴21中。所述流动方向Rs在这里平行于所述关闭针24、25的关闭方向V并且平行于所述关闭针的纵轴线。利用喷嘴调节可以例如在所述注塑周期开始时将所述第一材料成分注入到所述工具空穴21中。所述热通道喷嘴何时位于图26中所示的位置中,可以参考稍后列举的程序流程。

根据图27,所述第一关闭针24嵌入到所述柱体形的出流口28中并且如此地关闭所述外部的材料输送通道26。但所述第二关闭针25从所述第一关闭针24的空心柱体形的端部段29缩回并且如此地释放所述内部的材料输送通道27。因此,所述热通道喷嘴23仅针对从所述内部的材料输送通道27中的材料输送而打开。所输送的材料在环形的通道中在一沿着所述第一关闭针25向所述出流口28的流动方向Ra上流动并且经由所述出流口28沿着流动方向Rs注入到所述工具空穴21中。利用喷嘴调节可以例如在所述注塑周期的一随后的步骤中将所述第二材料成分注入到所述工具空穴21中。所述热通道喷嘴何时位于图27中所示的位置中,可以参考稍后列举的程序流程。

优选地,将具有较高熔点的材料成分经由所述外部的材料输送通道26输送,因为其可经由所述通道壁33直接加热。具有较低熔点的材料成分优选经由所述内部的材料输送通道27输送,因为所述加热是间接的并且也与一定的损失相连。如果在所述手柄体中例如使用PCT-A作为第一材料成分7并且使用PP作为第二材料成分8,则优选的是,具有较高熔点的PCT-A经由所述外部的材料输送通道26输送,并且具有较低熔点的PP经由所述内部的材料输送通道27输送。

温度的设定是重要的。可能不是每一种任意的材料组合都是可加工的。由于仅从外部加热,在所述内部的材料输送通道27中的温度同样必须从外部进行调节。但如果无法维持温度预设值,则会分解塑料材料。

如果能够相应地设定温度比并且其被相应的材料成分所允许,则也可以在所述内部的材料输送通道27中加工具有较高熔点的材料。

优选地,所述第一材料成分具有比所述第二材料成分更高的熔点,其中,所述第一材料成分相应于首先注入的材料成分。其例如确保了所述第二材料成分的完全的可流动性,即使所述第一材料成分在所述工具空穴21中已经被略微冷却并且作为罩体被固化。

参照在图25至27中所示的所述热通道喷嘴23在关闭的工具空穴的情况下的位置的程序流程如下进行设计:

1. 热通道喷嘴23是完全关闭的(参见图25)

2. 外部的材料输送通道26被打开(参见图26)

3. 热通道喷嘴23是完全关闭的(参见图25)

4. 内部的材料输送通道27被打开(参见图27)

5.热通道喷嘴23是完全关闭的(参见图25)

在此情况下,根据关于所述材料成分的产品配置的不同,也可以首先将所述内部的材料输送通道27打开并且输送该材料并且随后才输送所述外部的材料输送通道26的材料。也就是说,步骤2和4被交换。

在所述第一材料成分7的注塑中,打开所述材料输送通道,将所述第一材料成分7注入到所述空穴中,并且随后再次关闭所述材料输送通道。无需增压(Nachdruck),因为所述工具空穴21未完全以所述第一材料成分7填充。在所述第二材料成分8的注塑中,其将所述工具空穴21完全填充,则施加一增压。这对于所述热通道喷嘴23而言意味着,其保持打开,由此将由注射组件构建到所述材料成分上的增压作用到所述工具空穴21中的材料成分上。当由于所述程序流程不再需要所述增压时,则再次关闭所述热通道喷嘴23。

步骤3相应于所述第一材料成分7所需的冷却时间,由此能够形成一不再可流动的罩体7''。此外,步骤5也相应于所述冷却时间,但之后所述体在所述冷却时间结束时具有足够的稳定性,由此能够将其从所述工具空穴中取出。

一个重要的因素是所述材料成分的各注入压力。对于所述第一材料成分7的注入压力与在制造一常见的手柄体、尤其是用于牙刷的手柄体的情况下相等。如前所述,在所述材料输送之后不构建增压。所述第二材料成分8的注入根据压力来相同地设计,如手柄体、尤其是牙刷的标准-注塑程序。之后,在所述第二材料成分8的情况下使用所述增压。

所述注射压力的大小无法一般性地定义,因为其取决于不同的因素。这些因素例如是:材料特性、喷嘴几何形状或入口横截面的大小(热通道喷嘴的出流口、热通道喷嘴的穿通口)。如果例如所述入口横截面变小,则所述注射压力升高。

根据图28,所述第一关闭针24从所述柱体形的出流口28返回行驶并且释放所述外部的材料输送通道26。所述第二关闭针25同样从所述第一关闭针24的空心柱体形的端部段30缩回并且释放所述内部的材料输送通道27。因此,所述热通道喷嘴23不仅针对从所述内部的材料输送通道27而且也针对从所述外部的材料输送通道26、27的材料输送而打开。利用喷嘴设定可以将所述第一和所述第二材料成分同时注射到所述工具空穴中。图28仅示出了喷嘴设定的一种技术可能性。但关于本发明而言,该喷嘴设定具有一下位的意义,因为所述第一和第二材料成分优选严格顺序地并且不是同时地或重叠地注入。

用于所述第一关闭针24以及所述第二关闭针25的柱体形的密封面34平行于所述关闭方向V。由于所述关闭方向V平行于所述关闭针24、25的纵轴线,因此所述关闭针24、25的热膨胀实际上不对所述关闭的密封品质产生影响。所述关闭针24、25可以例如具有大致100mm的长度,而它们的直径例如为最大2.5mm。如果要根据所使用的塑料的不同在不同的温度下运行所述注塑工具,则所述关闭针的在这种情况下会很显著的纵向膨胀对于密封性不具有影响。这是利用这里的热通道喷嘴23来确保的,因为所述关闭针24、25的纵向膨胀对于密封面34的构成不具有影响。相反,所述关闭针24、25横向于纵轴线的热膨胀由于所述关闭针24、25的比较小的直径可以被忽略或者说在一可操控的公差内。其对于所述关闭的密封品质不施加可察觉的影响。

所述针的打开间距,也就是说所述针关于所述关闭针的关闭位置而言从所述工具空穴中移动多远,以便所述材料成分能够流入,取决于不同的因素。这些因素可以例如是在相应的材料输送通道中的材料成分的材料特性或所述喷嘴的几何形状。因此无法一般性地确定行程。

所述关闭针24和25优选由一调质钢制成。

本发明的一个重要的优点是,其转换仅需要在一现有的注塑工具的工具板上的、即在所述工具板的喷嘴侧的修改。这样,如果确定了所述手柄体的几何形状和外观,则将现有的注塑工具通过所述工具板在喷嘴侧改装到根据本发明的技术来进行改造。以这种方式例如能够实现具有一半费用的新的产品设计。

图29a、29b和30a至30c示出了一手柄体1h的一其它的实施方式。该手柄体1h相应于根据图20和21的手柄体1g的构造变型方案,除了下面要说的区别之外。

所述手柄体1h同样包括一头部2h、一颈部3h以及一手柄部4h。所述注射点10同样布置在所述手柄部4h中。

该实施方式与按照图20和21的构造变型方案的不同之处在于,舍弃了所述穿通口。在其部位处构造了一在所述手柄体1h的横截面中的变窄部。所述手柄体1h在该变窄部中构造了一壁区域14,其侧部地被所述分臂6h围住。

所述手柄体1h还包括用于容纳刚毛的刚毛容纳孔5h。但以该形式的刚毛容纳孔5h同样不是本发明的强制性特征。

所述手柄体1h的制造原则上以与根据图1至4或20和21的第一构造变型方案类似的方式进行,只是在所述手柄体1h的横截面变窄部中构造一壁区域。

所述第一材料成分7在该构造方案中形成一围绕所述第二材料成分8的保护层,该保护层不允许所述第二材料成分8在所述横截面的变窄部之后再次合并。这意味着,所述第二材料成分8不朝向头部2h穿透所述第一材料成分。

类似于按照图20和21的实施方式,在图29a和29b中所述第二材料成分8的两个分条在所述横截面的变窄部之后不朝向头部2h再次合并。而是其以相互的间距平行地流入到所述颈部3h中。在所述颈部3g中,所述两个分条舌形地流出,而所述第二材料成分8不从所述外罩中通过所述第一材料成分7冲开。相应地,所述头部2h完全由所述第一材料成分7形成。

该实施方式的特点在于平行延伸的分条的特别的审美效果。所述两个分流具有0.3mm至3mm、优选0.5mm至1.5mm的间距。如果它们非对称地流出,也就是说,它们不是相同长度,则它们的端部相互具有沿着纵轴向的最大10mm、优选最大5mm的距离。

在所示的附图中,所述横截面的变窄部关于所述材料流动方向对称地构造。也可行的是,所述横截面的变窄部非对称地构造。这导致了,在所述分条之间的距离,以及在所述分条的端部之间的距离都可以任意地改变。当然也可以将所述第二材料成分8引导到所述头部2h中。

类似于根据图13和14的实施方式,所述横截面的变窄部的区域,在该区域中在图29a和29b所示的实施方式中,为了构造一拇指托而被一第三材料成分注塑包覆(未示出)。该注塑包覆可以例如是所述分臂6h围绕所述手柄体1h在所述横截面变窄部的壁区域14中的覆盖。

根据图29a和29b,位于所述第一材料成分7内的第二材料成分8是阴影式地示出的。所述头部2h仅由所述第一材料成分7构成。所述颈部3h至少部分地由所述第一材料成分7构成。

根据图30a沿着截面线E-E穿过图29a的颈部3h的横截面相应于在图22中所示的横截面。因此,针对其它细节参照图22的描述。

根据图30c沿着截面线G-G穿过所述手柄部4h的横截面例如如在图24中所示地构造。在图24的描述的范畴中已经描述了在所述手柄部4h中的所述横截面的变窄部。因此,针对其它细节参照图24的描述。

图30b示出了在所述拇指托的区域中沿着截面线F-F穿过根据图29a的手柄体1h的一个横截面。可见的是,所述第二材料成分8不伸入到所述横截面变窄部的壁区域中。而是所述第二材料成分8在侧面环绕所述横截面的变窄部流动,也就是说通过所述分臂6h。

在所述横截面的变窄部的侧部通过所述分臂6h的所述第二成分8的分条的形状取决于在所述横截面变窄部中的壁区域14是如何构造的。

在所述层合并时所处的区域中的表面的直径或者说间距在0.3mm和5mm之间,优选在0.5mm和1.5mm之间。在此,所述壁厚直接与所述方法相关联。较大的质量导致更多的冷却时间,较小的质量导致较少的冷却时间。根据剩余的体的设计的不同,这种变窄部直接影响了周期时间。关键在于,所述壁区域14在所述第一冷却周期之后一直被冷却和固化,直到所述第二成分无法再侵入到其中。

所述分条在它们的尺寸上如前所述那样设计。

当然在该文献中所示的构造变型方案是示例性的。在本发明的框架中,这些构造变型方案与其它构造变型方案的单个的表现和元件可以在不脱离本发明的框架的情况下进行组合。附图描述的特征可以超出单个地示出的实施方式来相互组合,尤其是当所述实施方式示出了相同的或类似的表现。

附图标记列表

1a..h 牙刷的手柄体

2a..h 头部

3a..h 颈部

4a..h 手柄部

5a..h 刚毛容纳孔

6c..h 分臂

7 第一材料成分

7' 第一材料成分的可流动的型芯,相应于芯体

7'' 第一材料成分的不再可流动的罩体,相应于罩体

8 第二材料成分

9 第三材料成分

10 注射点

11 穿通口

12 模型分离线

13 拇指手柄

14 壁区域

20 注塑工具

21 工具空穴

22 空穴壁

23 热通道喷嘴

24 第一关闭针

25 第二关闭针

26 外部的材料输送通道

27 内部的材料输送通道

28 柱体形的出流口

29 第一关闭针的穿通口

30 第一关闭针的端部段

31 第二关闭针的端部段

33 通道壁

34 密封面

V 针的关闭方向

K 工具空穴的纵轴线

M 材料流动方向

Ra 流动方向

Ri 流动方向

Rs 流动方向

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1