專利名稱：單絲硬毛組件和用這些組件制作刷子的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般說來，本發(fā)明涉及刷子和制作刷子的技術(shù)，更具體地說，涉及有單絲硬毛的刷子，并涉及把單絲硬毛子組件組裝到刷子本體上的方法。
背景技術(shù)：
刷子制作包括把硬毛安裝到刷子本體上。在被稱為“實心塊體/鉤環(huán)組”的一種類型的刷子中，把用作刷子本體的一個實心塊體鉆孔，對該塊體進行模制，或者用其它方式加工，形成一個孔的陣列。把單個的硬毛簇設(shè)置在單個的孔中，并用線鉤環(huán)、塞子或其他錨定裝置把這些毛簇緊固到該塊體上。手工拉制的刷子是類似的，區(qū)別只在于是通過用一根細長的絞合線拉毛簇通過孔，對這些毛簇進行緊固。
另一種類型的刷子采用一種“箍圈和單絲”技術(shù)，把毛簇安裝到刷子本體上。把一束單絲和產(chǎn)生腔室的分隔裝置插進一個箍圈中，并用粘結(jié)樹脂把它們固化。箍圈刷子比如油漆刷主要用于涂布液體或粘性的溶液。
在金屬窄條刷子中，用錨定金屬線、繩或單絲把纖維固定在一個金屬窄條的一個“U”形的通道中。隨后把該通道夾緊封閉起來，在該窄條內(nèi)用機械方法夾緊單絲和錨定金屬線的近端部分。一旦把刷子窄條制作好以后，可以把它們安裝到刷子本體上，或者可以用另外的方法成形，用于特殊的用途。
熔合的刷子是在這些刷子中把聚合物毛簇直接熔合到一個刷子本體上，該本體最好是由相同的材料制成。熔合的刷子的一種改型采用超聲焊接把聚合物纖維緊固到一個基底上。
關(guān)于牙刷，現(xiàn)在通常是采用尼龍單絲，把這些單絲按組組合在一起，形成“硬毛簇”。把每個硬毛簇典型地設(shè)置成一個圓形的束，完整的硬毛頭部包括設(shè)置成排或其他形狀的硬毛簇的基底。典型地用一根錨定線把硬毛簇的被折疊的近端基座嵌進并固定在其位置，那根錨定線橫截著簇的領(lǐng)域伸展，并伸展進形成牙刷本體的頭部的聚合物材料中，而其遠端由那里向上伸展，常常在一個共同的平面中終止。更現(xiàn)代的形成簇的方法采用了把單絲的簇切割成所希望的長度，用熱熔化近端并把熔融的近端插進牙刷頭部的聚合物材料中的過程。
在牙刷技術(shù)中較新的發(fā)明包括切割硬毛簇，提供不同的長度，以便提供較短和較長的簇陣列，在使用者的牙齒上實現(xiàn)所希望的作用。在某些簇中單絲有不同的長度。盡管這些改進可能使牙刷有較好的功能，但是，在制作牙刷頭部的技術(shù)方面在許多年中只作了很少改進；這在把硬毛與刷子本體組裝在一起的方式方面尤其明顯。
在所有已知類型的刷子中，組裝過程在制作成本中可能占相當大的部分，這是因為必須把單根的硬毛絲固定在所要求的組中，并隨后以一種方式把它們粘接到刷子本體上，該方式要確保在使用過程中這些硬毛絲不會脫落。并且，再循環(huán)對于采用金屬鉤環(huán)的刷子或在一個結(jié)構(gòu)中采用不同種類的材料(例如塑料和金屬)的其它組合的刷子變得越來越成問題。
對于改進刷子的設(shè)計和有效的并更便宜的制作刷子的方法有持續(xù)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種刷子，它相對較容易組裝，因此生產(chǎn)起來更便宜。
本發(fā)明的一個目的是提供一種裝置，把刷子的設(shè)計擴展到超越用現(xiàn)有的形成簇的技術(shù)可能的范圍。
本發(fā)明的另一個目的是提供用于刷子的一種硬毛子組件，在該子組件中，在連接到刷子本體上之前使單根的細絲的位置相對于彼此固定。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種組裝刷子的方法，在此方法中可以永久地把硬毛子組件連接到刷子本體上，或者另外可拆下地連接這些子組件，為的是后來進行替換，從而避免了把還可以另外使用的刷子本體扔掉的浪費。
實現(xiàn)這些和其他目的是靠提供一種硬毛子組件實現(xiàn)，該子組件包括一根基底線和在橫向上連接到該基底線上的多根單絲。當連接到基底線上時每根單絲形成一對單絲部段，把這些單絲部段沿著該基底線設(shè)置成兩排。兩排的單絲部段由該基底線向外伸展，形成一根V字形的硬毛線，可以在多種不同的刷子應(yīng)用中使用此線。
在一個另外的實施例中，硬毛子組件包括多個連接到一根基底線上的多個單絲環(huán)。把每個環(huán)在橫向上連接到基底線上，形成由基底線向外伸展的一對環(huán)部段，從而形成兩排環(huán)部段。
可以把兩個或多個環(huán)狀的或切割的單絲子組件絞合在一起或編織在一起，形成圓柱形的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)在許多應(yīng)用中比如在刷子中有價值。
可以把硬毛子組件以多種方式安裝到刷子本體上，形成獨特的刷子/硬毛組件。
本發(fā)明提出一種線刷，其包括一根硬毛子組件，它包括一根基底線和連接到該基底線上的多根單絲；以及與第一硬毛子組件絞合在一起的第一根金屬線。
當與附圖中的示意性實施例聯(lián)系起來進行描述時，本發(fā)明的其它的目的和特點將由下面的詳細描述變得更清楚。


圖1為按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的硬毛子組件的頂視圖；圖2為圖1的實施例的硬毛子組件的前向視圖；圖3為圖1的硬毛子組件的基底線和單絲以及用于熱熔融的一個超聲焊頭的側(cè)視圖；圖4為沿著圖2的線4-4取的放大的剖面圖；圖5為圖1的硬毛子組件的放大的部分端視圖；圖6-10為順序的示意圖，示出了把多個圖1的硬毛子組件結(jié)合起來制作刷子的一種方法；圖11-14為順序的示意圖，示出了把多個圖1的硬毛子組件結(jié)合起來制作刷子的另一種方法；圖15-16為順序的示意圖，示出了把多個圖1的硬毛子組件結(jié)合起來制作刷子的又一種方法；圖17-18為順序的示意圖，示出了把多個圖1的硬毛子組件作為硬毛夾頭結(jié)合起來制作刷子的又一種方法；圖19為在圖17-18的實施例中使用的硬毛夾頭的側(cè)向正視圖；圖20為包含用于研磨的磨砂材料的單絲的放大照片。
圖21為按照本發(fā)明的一個實施例的牙刷的側(cè)向正視圖；圖22為沿著圖21的線21-21取的放大的剖面圖；圖23為圖21的牙刷的頭部的頂視圖；圖23A為放大的剖面圖，示出了一個實施例，其中把兩個硬毛子組件安裝在相同的溝槽中，或者另外串聯(lián)地連接到一個刷子本體上，為的是提供更高的密度和有不同長度的硬毛；圖24為一個側(cè)向正視圖，示出了刷子本體和齒狀的溝槽；圖25為一個硬毛子組件在插進圖24的齒狀溝槽之前的側(cè)向正視圖；圖26是與位于圖25的硬毛子組件組裝在一起的圖24的刷子本體的側(cè)向正視圖，其中硬毛的上端部為齒狀圖案，這是由于其下端部與齒狀溝槽的形狀一致；圖27為按照本發(fā)明的另一個實施例的圓柱形刷子的側(cè)向正視圖，示出了在沿著它的長度纏繞硬毛子組件之前刷子本體的側(cè)壁；圖28為圖27的圓柱形刷子的側(cè)向正視圖，硬毛子組件已經(jīng)完全安裝在圓柱體上；圖29為本發(fā)明的另一實施例的示意圖，其中把三個硬毛子組件絞合或編織在一起，形成一種刷子；圖30為本發(fā)明的另一實施例的示意圖，其中把一個硬毛子組件與兩根金屬線絞合在一起，形成一種線刷；圖31為圖30的線刷的端視圖；圖32為按照本發(fā)明的另一實施例的硬毛子組件的頂視圖，其中使用了環(huán)狀的單絲；圖33和34為端視圖，示出了對于圖32的實施例如何在單絲絞合線中形成那些環(huán)；圖35為環(huán)狀結(jié)構(gòu)的側(cè)向正視圖，其中把四個圖32的硬毛子組件絞合或編織在一起；圖36為圖35的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的端視圖；圖37為按照本發(fā)明的另一實施例的硬毛子組件的部分頂視圖；
圖38為沿著圖37的線38-38取的豎直方向的剖面圖；圖39為按照本發(fā)明的另一實施例的硬毛子組件的部件分解端視圖；以及圖40為圖39的硬毛子組件的端視圖。
具體實施例方式
參見圖1和2，一個硬毛子組件10包括一根基底線12和連接到該基底線12上的多根單絲14。最好把這些單絲14基本上垂直地連接到基底線12上，如在圖1中所示，該基底線12把每根單絲14分成第一和第二相對的側(cè)腿16、18，這些側(cè)腿由基底線12向外伸展成兩排。在所示出的實施例中，這些腿16和18有基本上相等的長度。在另外的實施例中，這些腿可以靠在把單絲粘接到基地線之前把基底線12在橫向上移到由中心偏置的一個位置，把這些腿做成有不同的長度。另外，盡管所示出的基底線12基本上正交或垂直于單絲14，但是，可以把這些單絲設(shè)置成相對于基底線12有多種角度，這取決于對最后產(chǎn)品所要求的刷子特點。
如在圖2中所示，腿16和18相對于水平的平面A-A為銳角，形成一個V字形的結(jié)構(gòu)。聚合物單絲14是直線的，并且是可變形的，使得當彎折或彎曲時產(chǎn)生一個彈性恢復(fù)作用力，使它們返回到直線的或基本上直線的狀態(tài)。
在制作子組件10的一個優(yōu)選實施例中，使用加熱把單絲14熔化到基底線12上。為了使此過程變得簡單，由一種熱塑性的聚合物材料制作單絲14或基底線12，最好二者都由熱塑性的聚合物材料制成。另外，在每個實施例中，每根單絲14都是單根的絲，與“多絲”比如紗線、雙股線相反，雖然這種單絲可以是一種或多種聚合物的共擠壓產(chǎn)品，形成一種共軸結(jié)構(gòu)。
單絲14可以由幾種不同的材料制成，這些材料包括直鏈聚酰胺、芳香族聚酰胺、聚酯、聚烯烴、苯乙烯、含氟聚合物、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯以及苯乙烯的共聚物。對于牙刷應(yīng)用一種特別適用的聚合物材料是尼龍6，12；也可以使用其它尼龍，這包括尼龍4、尼龍6、尼龍11、尼龍12、尼龍6，6、尼龍6，10、尼龍6，14、尼龍10，10、尼龍12，12以及其它的尼龍共聚物。
參見圖3-5，在制造硬毛子組件的過程中，把單絲14基本上彼此平行地設(shè)置在基本上相同的平面中，并把它們設(shè)置成與基底線12接觸。在自動組裝的過程中，把相對于彼此位置固定但還沒有粘結(jié)在一起的單絲14和基底線12運送到一個不動的超聲焊頭20的下面，如在圖3中方向箭頭所示出的那樣。與單絲14接觸的焊頭20釋放出的能量足以使單絲14或基底線12流動，最好是使二者都可以流動。
在一個實施例中，單絲材料的流動使相鄰的單絲14通過一個流動區(qū)域22變成彼此連接起來。當把單絲與相鄰的彼此壓靠著的單絲肩并肩地設(shè)置時，這是優(yōu)選的。為了使這一過程變得容易，由一種熱塑性聚合物材料制作單絲14或基底線12，最好制作二者。在流動區(qū)域22中，在被超聲焊頭加熱的過程中，來自基底線12的材料最好也流動，使得來自基底線的材料與來自單絲的材料相互混合。這種相互混合使單絲14沿著該流動區(qū)域22與基底線相互連接起來，與基底線12、流動區(qū)域22與單絲14之間的交界區(qū)域相互連接起來。也可以靠其它方式和用不同程度的熔化實現(xiàn)粘結(jié)，例如，在通過封裝或簡單地用機械方法互鎖到基底線上把單絲粘接到基底線上的情況下。
當單絲如在圖3中那樣肩并肩時，相鄰的單絲14在流動區(qū)域中彼此相互連接與基底線12相互連接到流動區(qū)域22，此區(qū)域基本上由單絲材料構(gòu)成上相比更牢固。在某些應(yīng)用中這一特點使得可以在熱熔化以后的任何時刻把基底線12由單絲14去掉。另外，單絲與基底線之間的粘結(jié)可以至少像單絲之間的粘結(jié)那樣牢固。
盡管圖3示出了在一排中肩并肩的單絲，但是，密度可以改變，使得相鄰的單絲彼此不接觸。同樣，密度可以使得第二排單絲或數(shù)字更高的排單絲彼此重疊。例如，在使用8密耳(mil)的尼龍單絲的情況下，用一排的肩并肩的單絲可以得到每英寸基底線大約125根單絲的密度。
在圖6-10中示出了采用上面描述的硬毛子組件制作刷子的一種方法。首先，把一塊由熱塑性聚合物材料制成的刷子頭坯料24設(shè)定為一個通常的尺寸，其形狀適用于多種具體的應(yīng)用中的任何一種。在下一步驟中，對該坯料24進行熱加工，形成多個溝槽26、28、30和32。被移開的聚合物形成了在包圍該坯料24的上表面的平面的上方伸展的脊?？梢杂眉訜岬耐钩尚文＞咝纬蛇@些溝槽。另外，可以在形成坯料24的過程中把溝槽模塑進坯料24中。
溝槽的數(shù)目、它們的長度、深度和相對于彼此的取向取決于刷子的尺寸、類型和功能。所示出的4個溝槽是示意性的，并沒有限定的意義。同樣，盡管在圖中所示出的溝槽是“U字形的”，但是，它們可以容易地適用于其它的形狀，這取決于模具或凸模具的形狀，這些形狀包括長方形。
如在圖8中所示，迫使一個硬毛子組件36進入溝槽26中，迫使腿38和40進入基本上豎直的位置，如在圖9中所看到的那樣?；拙€42最好座在溝槽26的底部。最好同時迫使與四個溝槽26、28、30和32對應(yīng)的所有硬毛子組件進入其位置。通過對坯料24的上表面進行熱成形把四個硬毛子組件鎖定在其位置，這樣把溝槽封閉起來，并形成圖10中所示的結(jié)構(gòu)。一旦封閉起來，基底線42幫助把硬毛子組件錨定在其各自的溝槽中。
一旦迫使單絲進入豎直的取向，使腿38和41基本上彼此平行，硬毛子組件36就變成了一個“硬毛線”，即，來自兩個腿的單絲趨向于混雜起來，形成一個“硬毛”排。
如在圖11-14中所看到的那樣，把一塊刷子坯料44加工形成多個溝槽46、48、50和52?？梢杂扇魏我阎募夹g(shù)形成這些溝槽，這取決于構(gòu)成坯料44的材料的類型。對于由熱塑性聚合物材料制作的坯料，可以通過模塑，用熱的方法移走材料或用機械方法除去材料，實現(xiàn)溝槽的形成。在用熱的方法移走材料的情況下，在刷子本體內(nèi)可能需要蓄積狹縫，蓄積被除去的熱塑性材料?？梢圆捎闷渌呐髁?，這包括木材和金屬。同樣，盡管所示出的基底線有長方形的形狀，把該基底線裝配進類似形狀的長方形溝槽中，但是，也可以采用其它形狀的溝槽和基底線。在溝槽與基底線的形狀之間精確地一致不是必要的。
如在圖12中所看到的那樣，硬毛子組件54包括連接到一根長方形的基底線60上的第一和第二單絲腿56和58。最好，在一次運動中把所有四個硬毛子組件裝配進各自的溝槽中。當裝配進溝槽中時，這些腿適宜為基本上豎直的取向，如在圖13中所示出的那樣。每根基底線的每對豎直的腿確定了一根硬毛線。溝槽的寬度最好比各自的硬毛子組件的寬度小，以便確保緊密的壓配合。如果愿意，可以用一種適當?shù)牟牧咸幚碛裁咏M件的底部或溝槽的表面，或者處理二者，從而借助于溶劑粘結(jié)、粘接劑粘結(jié)或其它技術(shù)上已知的方式在硬毛子組件與刷子本體之間形成連接。
一旦裝配進溝槽，可以采用超聲焊接的步驟確保硬毛線不會與刷子本體分開。如在圖14中所看到的那樣，把超聲焊頭62的形狀做成裝配在腿56和58之間，并與基底線60接觸。也可以采用該超聲焊頭62把硬毛子組件4插進溝槽60中，并用適當?shù)难b置賦予能量，進一步改進生產(chǎn)率。
另外，當采用一個加熱的凸成形模具形成溝槽時，最好把基底線裝配進溝槽中，而刷子本體的聚合物仍然是軟的，并且可以流動。刷子本體的軟并可以流動的熱塑性聚合物材料使得細長的硬毛子組件可以容納進直徑較小的溝槽中，并且緊密地圍繞著不規(guī)則的并且是非平面的表面成形。當迫使硬毛子組件54進入容納溝槽46、48、50和52中時，可以使用一個夾緊裝置把單絲腿56和58的預(yù)先選定的圖案固定下來?？梢允褂眠@種方法在單絲的遠端上形成獨特的圖案。在冷卻之后，在刷子本體和硬毛子組件為相同的或者是可以比較的熱塑性聚合物材料的條件下，通過摩擦接合最好通過部分的熔化粘接把硬毛子組件固定在溝槽中。
在圖15-16的實施例中，對于刷子本體的坯料64進行模塑或另外的加工，形成多個鑰匙孔形狀的溝槽66、68、70和72。最好由溝槽的端部而不是由頂部把多個硬毛子組件74裝配進各自的溝槽中，這是因為溝槽的打開的頂部比硬毛子組件的直徑更窄。在已經(jīng)把硬毛子組件座放進溝槽中之后，可以用熱的方法和/或用塞子或填充材料78把溝槽的打開的端部密封起來。另外，如果刷子本體的材料是彈性體，它可以適當?shù)刈冃?，而不會使刷子本體64永久地變形，從而擴張開溝槽66、68、70和72，可以在橫向上插進，通過鑰匙孔的頂部，避免為了安裝而打開端部。
可以用任何傳統(tǒng)的技術(shù)形成鑰匙孔狹縫，這包括當形成坯料時模塑出溝槽，或者在坯料形成之后銑削出溝槽。
在圖17-19的實施例中，刷子本體坯料80設(shè)有多個鳩尾溝槽82、84、86和88，可以依照任何已知的和/或前面討論過的技術(shù)形成這些溝槽。在此實施例中，把基底線90和每個硬毛子組件的單絲的近端部分分開地加工成鳩尾形狀的線92，腿94和96由該線伸展。所示出的溝槽和線的鳩尾形狀只是一個說明性的示例；可以容易地采用其它適當?shù)男螤?。使線由溝槽的端部滑進各自的溝槽中，用球和鎖銷或其他形狀互補的機械裝置把它們固定在其位置。在此實施例中，硬毛子組件和各自的線形成夾頭，當硬毛過度地磨損時或者當優(yōu)選硬毛的其它特性時，可以移開和替換這些夾頭。另外，也可以把線或硬毛子組件直接模塑進刷子本體中。
在圖21-23的實施例中，牙刷98有一個由聚合物材料制成的刷子本體100。該本體100包括一個整體成形的頭部102和一個把手部分104。通過任何適當?shù)难b置比如上面描述的技術(shù)把硬毛陣列106連接到頭部102上，該硬毛陣列有四根硬毛線108、110、112和114構(gòu)成，每根硬毛線由一根基底線和兩排單絲構(gòu)成，使這兩排單絲彎曲，壓縮或用其它方式使它們在一起，形成單一的較厚的單絲硬毛排。
在所示出的實施例中，硬毛陣列106由四排縱向取向的硬毛構(gòu)成。然而，這些排可以在不同的方向上取向，并且可以有不同的數(shù)目。例如，這些排的取向可以為橫向、橫截的方向或其它方向。對于在所示出的牙刷中的橫向的排，這些排可以同樣地更多和更短，在陣列中提供相同數(shù)目的硬毛。
盡管所示出的實施例示出了硬毛的長度基本上是相同的，但是，長度可以改變，以便獲得所希望的圖案和效果。例如，可以把外面的硬毛線的單絲做成比相鄰的里面的硬毛線的單絲長。同樣，也可以把特別的硬毛線的單絲切割成或用另外的方式加工成不同的長度。如在圖23A中所看到的那樣，在橫向上把兩個硬毛子組件109和111插入相同的溝槽中，一個在另一個的頂部上，結(jié)果使每根硬毛將有明顯不同的長度。
在圖24-26中示出了改變硬毛長度的另一種方法。這一方法可以用于圖21-23的牙刷，或者用于在這里描述的其它刷子，或者在本發(fā)明范圍以內(nèi)的另外的希望有不同長度的硬毛的刷子。如在圖24-26中所看到的那樣，刷子本體99有一個齒狀的溝槽101，該溝槽的項部是打開的?？梢酝ㄟ^模制、機械加工或其它方式形成此溝槽。當本體99由熱塑性材料制成時，可以使用有齒狀端部的凸模具形成此溝槽。
迫使有基底線105和連接的單絲107的硬毛子組件103進入溝槽101中，使得基底線105適應(yīng)在溝槽底部的齒的形狀。因為硬毛107的近端部分跟隨著這些齒，所以遠端部分也重復(fù)出這種齒狀的圖案，如在圖26所看到的那樣。
上面描述的刷子本體有平的表面，硬毛陣列由該平面伸展。然而，本發(fā)明不限于刷子本體的具體的形狀。在圖27和28的實施例中，圓柱形的刷子本體116有第一和第二相對的軸向端部118和120，并有一個大致為圓柱形的側(cè)壁122。在圓柱形的側(cè)壁122上形成一個螺旋形的溝槽124，該溝槽由端部118伸展到端部120。圍繞著刷子本體116纏繞單一的細長的硬毛線126，并把該線裝配進溝槽124中，如在圖28中所看到的那樣?？梢园褱喜?24的寬度和深度以及它的底部圖案選擇成確定單絲的擴展程度；較寬的溝槽將造成較寬的擴展。
只要把硬毛線126的端部緊固到本體116上，在相對的端部之間應(yīng)該不再需要任何裝置把硬毛線126固定在溝槽124中。圖27和28的實施例的一個特別的有利之處在于，可以相對容易地除去和替換硬毛線126。
代替圍繞著圓柱體的周邊纏繞一根連續(xù)的硬毛線，可以在軸向上把多根硬毛線安裝到該周邊上，每根在它們自己的徑向平面中，把圓柱體的外表面用單絲覆蓋起來。為了使硬毛線的連接變得容易，圓柱體的外表面可以設(shè)有平行的溝槽，可以按照前面的實施例制作出這些溝槽，并把形狀做成按照前面的實施例。如果圓柱體由金屬制成，最好按照傳統(tǒng)的機械加工技術(shù)制作出這些溝槽。圓柱形刷子的另一種改型可以提供一個中空的圓柱體，并在圓柱內(nèi)表面上以螺旋形圖案或以在軸向上直線的圖案安裝簇線。
對于非常長的圓柱形刷子本體，在松弛或變長是問題的情況下，或者在硬毛子組件基底線的切斷或磨損可能出現(xiàn)的情況下，可以按照這里包含的前面的描述通過粘接劑粘結(jié)，或者通過任何適當?shù)臋C械增強措施比如一根進行纏繞的線，安裝硬毛子組件。
對于某些刷子的應(yīng)用，單絲可以包括研磨顆?；蜓心ゲ牧?，用于特別的刷子用途。參見圖20，以放大圖片示出了兩種典型的研磨單絲?？梢钥吹窖心ゲ牧嫌蓡谓z的外表面伸出。這些研磨單絲在商業(yè)上可以由E.I.Du Pont De Nemours and Company of Wilmington，DelawareUSA公司以TYNEX(注冊商標)A的名稱獲得。最好，研磨材料為聚合物單絲的重量的0-50％。TYNEX(注冊商標)A是一種尼龍6，12單絲，它包含碳化硅或氧化鋁顆粒，這些顆粒在整根單絲上分布?？赡苁褂玫钠渌w粒包括硼化物和氮化硼。
可以使用上面描述的硬毛子組件制作沒有塊體類型的本體或把手的刷子，這些刷子也不需要絞合線把單絲硬毛固定在其位置，也不需要絞合線用于結(jié)構(gòu)支承。參見圖29，可以通過把兩根或多個硬毛子組件比如硬毛子組件130、132和134絞合，彎折或纏繞在一起，形成一個圓柱形的刷子128?？梢允褂萌魏芜m當設(shè)計的絞合機器136把硬毛子組件絞合在一起?？梢杂醚b置137在收縮的硬毛子組件的結(jié)合部位涂布的一種快速固化的粘接劑或溶劑，把被絞和的硬毛子組件粘結(jié)在一起。也可以采用其它的緊固技術(shù)，比如聚合物材料的擠壓，熱熔融和摩擦相互鎖定。
硬毛子組件130、132和134的類型與在前面的實施例中所描述的類型相同，其中，它們每個都包括連接到一根基底線上的多根單絲。同樣，可以使用編織作為一種替代的途徑，而不是粘結(jié)，把多個子組件相互連接起來。
圖30示出了圖29的實施例的一種改型，其中，通過把兩根金屬線131和133與有一根基底線和橫向單絲的一個硬毛子組件135螺旋形地纏繞在一起制作一種線刷129。絞合裝置139把三個分開的供料絞合在一起，產(chǎn)生出螺旋形纏繞的線刷129。在圖31中示出了該刷子的端視圖。
圖29和30的絞合的硬毛子組件適用于許多刷子，這包括化妝用刷、瓶刷、眼毛化妝用刷、齒間刷。沒有金屬線的刷子子組件有特殊的價值，這是因為不可能有金屬腐蝕及其副產(chǎn)品。特別是，用沒有金屬線的眼毛化妝用刷將會大大改善對眼睛的安全性。
參見圖32-34，一種硬毛子組件138包括一根基底線140和多根連續(xù)的環(huán)狀單絲142。通過取一根單絲并沿著基底線140的長度形成多個“橢圓形”形成這種環(huán)形的單絲142。壓縮每個橢圓形，形成“圖形8”，隨后用超聲焊接把它們粘接到基底線140上，從而把橢圓形對分，產(chǎn)生兩個單獨的環(huán)，這樣在基底線的相對的側(cè)面上產(chǎn)生了第一和第二腿142A和142B。腿142A和142B在兩排中由基底線向外并對稱地或不對稱地伸展。
形成硬毛子組件138的一種方法是取一根單絲，并圍繞著一個支承結(jié)構(gòu)(未畫出)纏繞該單絲，形成多個細長的環(huán)142。圖33是一個端視圖，該圖示出了多個環(huán)中之一。隨后，在橫向的中點把環(huán)142壓縮成與基底線140接觸，并通過超聲加熱把它們焊接到基底線上。在圖34中示出了所形成的結(jié)構(gòu)，其中把環(huán)中之一轉(zhuǎn)換成兩個環(huán)。當采用超聲焊接時，至少單絲股142或基底線140，最好二者都由熱塑性聚合物材料制成。這已經(jīng)在上面參考著其它實施例描述過了。
在許多刷子中可以使用環(huán)狀的硬毛子組件，比如上面描述過的那些刷子，代替直的單絲部段，或者與直的單絲部段結(jié)合。例如，在牙刷的實施例中，可以使用環(huán)狀的單絲與直的單絲的混合物獲得所希望的效果。同樣，可以把環(huán)狀的單絲硬毛線絞合，形成類似于在圖31中示出的結(jié)構(gòu)。
如在圖35和36中所看到的那樣，把環(huán)狀的單絲硬毛線144、146、147和148絞合在一起，形成環(huán)狀的單絲結(jié)構(gòu)150，其中，把單絲環(huán)絞合在一起，形成一種穩(wěn)定的三維圖案。在刷子應(yīng)用中，可以與一個支承本體一起或沒有支承本體地使用該結(jié)構(gòu)150，或者在其它的非刷子應(yīng)用中使用此結(jié)構(gòu)，在這些其它應(yīng)用中希望有大表面積的結(jié)構(gòu)。
在采用環(huán)狀單絲的實施例中，最好使環(huán)腿(比如142A和142B)的長度明顯地比環(huán)腿的最大寬度大。在每個環(huán)的腿與基底線相交的部位把單絲絞合線粘接到基底線上也是優(yōu)選的，從而可以把連續(xù)長度的環(huán)狀硬毛子組件切割成段，而不會造成環(huán)的拆散。盡管不是優(yōu)選的，粘結(jié)點可以在其它位置。
在任何上面的實施例中使用的單絲可以是一種或多種聚合物的共擠壓產(chǎn)品。同樣，為了獲得硬毛的所要求的特征，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選的單絲是那些直徑在2與200密耳之間的單絲，并且最好在2與20密耳之間。在用于牙刷的一個特別優(yōu)選的實施例中，單絲的直徑為6-10密耳。在一個硬毛組件或子組件中可以把不同直徑的單絲，不同的可以比較的聚合物組份的單絲和/或不同的顏色的單絲組合起來，以便獲得特別的刷子特征和/或外觀。
在采用尼龍用作單絲或基底線或用作二者的實施例中，一種優(yōu)選的尼龍單絲以TYNEX(注冊商標)的名稱銷售，它是由E.I.Du Pont DeNemours and Company of Wilmington，Delaware USA公司制造的。TYNEX(注冊商標)是由聚十二烷亞巳基酯(polyhexamethylenedodecanamide)制成的一種尼龍6，12單絲。它的熔化點在208與215攝氏度之間，比重為1.05-1.07，在商業(yè)上可以獲得多種截面形狀和直徑的商品。
適宜于在本發(fā)明中使用的單絲和/或基底線可以有非圓形的截面，并且可以是中空的，或者在它們的截面中有空的部分。上面描述的實施例對于基底線和單絲示出了圓形的截面形狀。在一個實施例中，基底線有長方形的截面形狀?；拙€和單絲的任何一個或二者可以為橢圓形的形狀或其它形狀。在任何形狀下，挑選基底線和單絲的優(yōu)選厚度，以便對個別刷子的應(yīng)用提供一定水平的功能。
關(guān)于基底線，上面描述的優(yōu)選實施例示出了單股的單絲材料。然而，基底線可以是一束單絲，它有至少一根單絲是由熱塑性聚合物材料制成。
在上面描述的多種實施例中使用的硬毛的聚合物單絲可以有其它添加物。例如，聚合物單絲可以包括有功能作用和/或美觀作用的重量在0-50％的顆粒。一個例子可以是提供顏色特點的特殊材料，它可以增強硬毛的可以看見的外觀。也可以包括其它的功能顆粒，比如在聚合物單絲中防細菌的添加物?？梢园哑渌w粒材料或涂層加到單絲上，或嵌進單絲中，比如治療用品或著色劑，或其它希望的添加物。同樣，可以對單絲作表面處理，產(chǎn)生所希望的性能，比如改變摩擦系數(shù)。
上面描述的實施例要求在單絲與基底線之間的“連接”。在本專利文件中，“連接”意味著以一種由融化、溶劑粘接或類似方式形成的脆弱的連接把單絲安裝到基底線上。脆弱的程度可以控制，從而如果愿意，在粘接之后可以容易地把基底線與單絲分開。
在圖37和38中示出的一個另外的實施例中，以一種基本上直線的平行陣列154設(shè)置多根單絲152。不使用粘接連接，通過編織或縫合至少兩根基底線156和158把單絲152互鎖在一起。所產(chǎn)生的硬毛子組件可能有兩排相對較平的單絲部段，它們設(shè)置在基底線的相對側(cè)面上，這種子組件可以在多種刷子本體中包括上面描述的那些中使用。在編織或縫合的實施例中，單絲和基底線是熱塑性材料或聚合物材料是不重要的，這是因為不需要熱熔化。其實，可以使用非聚合物材料，這包括陶瓷絲、玻璃絲以及金屬線絲。
在圖39和40中示出了在單絲與基底線之間不需要連接的另一實施例。在這里，硬毛子組件160包括多根單絲162，它們被夾在下基底線164與上基底線166之間。在箭頭的方向上施加一個作用力，把上基底線166和多根單絲162推進在下基底線164中形成的一個溝槽中。預(yù)先確定在線164和166之間的裝配間隙，并把此間隙選擇成使得單絲162的直徑被線164與166互鎖夾住，單絲162成為間隙的填充物?？梢允箿喜蹫槿魏芜m當?shù)男螤?，以便確保兩根線用機械方法互鎖。通過采用有彈性的聚合物材料實現(xiàn)這種機械互鎖，使得上線可以通過進入下線的溝槽中。在兩根線相互裝配之后，單絲將向上彎曲，形成兩排腿168和170，如在其它實施例中那樣。分別把兩根基底線設(shè)在單絲的下面和上面，并彼此對準，因此彼此互鎖，把單絲夾在它們之間。
圖37-40的實施例最好與附加的非熱塑性材料和非聚合物材料一起使用在前面的實施例中描述的材料，這些附加的材料可以在沒有加熱、粘接劑或溶劑溶化的條件下使用。
在這里描述的多種實施例中，把非環(huán)形的單絲描述成直線的和平行的。然而，使用非直線的聚合物單絲是可能的，比如在單絲已經(jīng)被夾緊成波浪形或用另外的方法加工成非直線的形狀的情況下。
雖然已經(jīng)參考著幾個具體的實施例描述了本發(fā)明，但是，熟悉本技術(shù)的人士將會理解到，本發(fā)明可以在所附的權(quán)利要求書的精神和范圍以內(nèi)有許多另外的實施例。
權(quán)利要求
1.一種線刷，其包括一根硬毛子組件，它包括一根基底線和連接到該基底線上的多根單絲；以及與第一硬毛子組件絞合在一起的第一根金屬線。
2.按照權(quán)利要求1所述的線刷，其還包括與第一根金屬線和硬毛子組件絞合在一起的第二根金屬線。
3.按照權(quán)利要求1所述的線刷，其特征在于，多根單絲由下列的一組中選擇的材料制成直鏈聚酰胺、芳香族聚酰胺、聚酯、聚烯烴、苯乙烯、聚氯乙烯(PVC)、含氟聚合物、聚氨酯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯以及苯乙烯的共聚物。
4.按照權(quán)利要求1所述的線刷，其特征在于，尼龍材料由下列的一組中選擇尼龍4、尼龍6、尼龍11、尼龍12、尼龍6，6、尼龍6，10、尼龍6，14、尼龍10，10、尼龍12，12以及其它的尼龍共聚物。
全文摘要
一種刷子組件。其采用硬毛線，這些線包括連接到多根單絲(118)上的一根基底線(66)。優(yōu)選的單絲是尼龍和其它的聚合物熱塑性材料。這些單絲可以是設(shè)置成兩排的直線部段或者環(huán)狀的部段(168a，b)?？梢园堰@些硬毛線連接到刷子本體上，實際上形成多種類型中任何一種類型的刷子?？梢园巡捎铆h(huán)的硬毛線編織在一起，形成纏繞起來的單絲制品，用于刷子或其它應(yīng)用。
文檔編號A46B9/00GK1606942SQ0310702
公開日2005年4月20日 申請日期1999年6月4日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月5日
發(fā)明者M·S·愛德華茲, J·A·錢博斯, W·H·馬沙, R·布克爾, J·H·瓦茨, S·E·羅丁 申請人:納幕爾杜邦公司