缀饰的个人洗刷用具及其制造方法和设备

摘要

缀饰的个人洗刷用具,尤其是缀饰的牙刷,它包括手柄、颈部和头部。该用具还包括具有缀饰图案的塑料薄膜,该薄膜与手柄的至少一部分贴合接触。当该用具是牙刷时,它还包括附着在所述头部的刷毛。如下缀饰牙刷;形成具有手柄、颈部和头部的牙刷体;形成具有缀饰图案可热收缩的管状塑料薄膜;使所述管状薄膜围绕至少一部分手柄,使之部分包入所述管状薄膜的内区中;对薄膜进行加热,加热的时间和温度足以使薄膜收缩成贴合接触牙刷柄。

说明书

本发明涉及缀饰的个人洗刷用具，具体涉及缀饰的牙刷，以及这种缀饰用具的制造方法和设备。

定期刷牙是正确的口腔卫生的基本要求。通常发现难以顺从这种方式，尤其是儿童。一种改进顺从的方法是对牙刷柄进行缀饰，使之吸引儿童并方便他们使用牙刷。已采用的缀饰牙刷的一种方法包括在牙刷柄上粘贴贴花纸。这种方法一般不能将缀饰物置于整个牙刷柄外周处，并且缀饰物特别不耐用。另一种已经采用的缀饰牙刷柄的方法是用两步法制备牙刷柄，在第一步注塑步骤中用例如聚丙烯材料制备牙刷体，在第二步模塑步骤中在第一步形成的牙刷体周围注塑热塑性弹性体。尽管这种技术确实使缀饰物完全围绕牙刷柄的外周，但是这种方法需要高成本的模具和原料以及更复杂的加工。这种方法的另一个缺点是缀饰物是用模具制得的，改变缀饰物需要花费改变模具。

因此，本发明的一个目的是提供一种个人洗刷用具(如牙刷)，它能使用完全围绕该用具手柄的缀饰物。

本发明另一个目的是提供一种实际上具有无限种图案和特色的缀饰个人洗刷用具(如牙刷)的方法。

本发明再一个目的是提供一种个人洗刷用具(如牙刷)的缀饰方法，它无需单独的模具就可获得不同的式样。

下面本发明的描述将使这些和其它目的变得更为清楚。

本发明的一个方面涉及缀饰的个人洗刷用具，并具体涉及缀饰的牙刷。本发明缀饰的洗刷用具包括手柄、颈部和头部。本发明洗刷用具还包括与上述手柄的至少一部分贴合接触的上面具有缀饰图案的塑料薄膜。当本发明洗刷用具是牙刷时，它还包括附着在所述头部上的刷毛。

本发明另一方面涉及一种个人洗刷用具的缀饰方法。在牙刷的情况下，该方法包括下列步骤：

a)形成具有手柄、颈部和头部的牙刷；

b)形成上面具有缀饰图案可热收缩的管状塑料薄膜，该管具有由薄膜限定的内区；

c)使该管状薄膜围绕至少一部分手柄，使得该手柄的所述部分包入管状薄膜的内区中；和

d)对该薄膜进行加热，加热的时间和温度足以使该薄膜收缩成贴合接触牙刷柄。

缀饰洗刷用具(如牙刷)的一种较好的方法包括下列步骤：

a)形成具有手柄、颈部和头部的牙刷；

b)形成上面具有缀饰图案可热收缩的管状塑料薄膜，该管具有由薄膜限定的内区；

c)将牙刷固定在夹具上；

d)使所述管状薄膜围绕至少一部分手柄，使得该手柄的所述部分包入所述管状薄膜的内区中；

e)将该牙刷传送至加热段；

f)对该薄膜进行加热，加热的时间和温度足以使该薄膜收缩成贴合接触牙刷柄。

本发明另一方面涉及个人洗刷用具(如牙刷)的缀饰设备，所述设备包括：

a)固定牙刷的夹具；

b)将牙刷传送至加热段的设备；和

c)加热围绕至少一部分牙刷柄的可热收缩薄膜使之与该手柄部分贴合的设备。

图1A是本发明缀饰的牙刷的透视图；

图1B是本发明缀饰的牙刷的俯视平面图；

图1C是本发明缀饰的牙刷的侧视立面图；

图1D是本发明缀饰的牙刷的仰视平面图；

图1E是用于缀饰本发明牙刷的管状薄膜的透视图：

图2是本发明一个牙刷实例的牙刷体侧视立面图，以及沿手柄轴不同位置的数个牙刷柄剖面图；

图3A是本发明缀饰牙刷用的牙刷体的俯视平面图；

图3B是图3A牙刷体，其中一部分牙刷柄被包在热收缩材料的管状薄膜的内区中；

图3C是牙刷体，其中的热收缩材料的缀饰薄膜已经与至少一部分牙刷柄贴合；

图4A和图4B分别是固定在夹具中的牙刷体的俯视平面图和侧视图；

图4C是固定在夹具中的牙刷体，其中管状薄膜放置在部分牙刷手柄上；

图4D是固定在夹具上的牙刷体，所述牙刷柄上装有管状薄膜，所述牙刷柄包在加热区中；

图4E表示图4C的牙刷体上的可热收缩的管状薄膜经加热后，与牙刷柄的至少一部分相贴合接触。

本发明涉及缀饰的个人洗刷用具、所述洗刷用具的缀饰方法和用于缀饰所述洗刷用具的设备。本发明缀饰的洗刷用具的特征在于在其一端具有使用者可手持的手柄，在与该手柄相反的另一端具有工作用具，所述用具用于实施一些有用的功能，如梳头或刷牙。该洗刷用具通常还包括中间的用来连接工作用具和手柄的颈部。本发明缀饰的洗刷用具包括牙刷、头发刷、梳子、化妆刷、洗擦身体的刷子和剃须刀刷子。缀饰的牙刷是本发明较好的洗刷用具。

为了进行说明，下面将通过牙刷的形式描述本发明洗刷用具以及与之有关的方法和设备，尽管应理解本发明洗刷用具以及有关的方法和设备包括所有上面列举的实例。

本发明较好的缀饰的牙刷实例如图1A透视图所示。牙刷10包括具有近端20和远端25的手柄15。该牙刷还包括与手柄15的所述近端20相邻的颈部30，用于将手柄15与头部35连接在一起。头部35还包括粘附于其上的刷毛40。本发明牙刷10还包括上面有缀饰图案的塑料薄膜45(用手柄15上的阴影部分表示)。缀饰的管状塑料薄膜45的内表面与牙刷柄15的至少一部分的外表面贴合接触。图1B、图1C和图1D分别是图1A牙刷的俯视平面图、侧视图和仰视平面图。

牙刷柄15、颈部30和头部35一起构成牙刷体10。牙刷体通常具有整体的结构，尽管非整体结构的牙刷体(如牙刷头部与牙刷颈部可分开的牙刷体)也可用本发明方法进行缀饰。牙刷体通常用本领域众所周知的注塑技术由塑料材料制得。在牙刷体的头部通常注塑一系列孔丛，以便在其中固定刷毛丛(如用本领域熟知的所谓锁环固定技术)。

图2是图1A牙刷10的牙刷体100的侧视图以及一系列在牙刷柄不同处的牙刷体剖面图。牙刷柄15长度方向上与该柄纵向轴垂直的剖面较好是不相同的。如图2所示，与牙刷柄纵向轴垂直的截面积从远端25开始增加，达到最大值(在图2的线B-B和C-C的区域)，然后随着接近牙刷柄近端20而剖面积逐渐下降。在牙刷柄的远端和近端之间的中间牙刷柄具有最大的直径提供机械锚固，防止薄膜从牙刷柄上滑落。

与薄膜接触的牙刷体的边缘较好弄得足够圆以防撕裂薄膜，至少为0．01英寸的边缘半径一般足以防止撕裂薄膜。

牙刷柄的外形宜为在与其纵向轴垂直的剖面中不存在任何凹陷的表面。这种凹陷表面的存在会使薄膜无法贴合该凹陷区，在牙刷使用时会使薄膜破裂。

如图1A所示，薄膜45具有近端50和远端55。在该实例中，薄膜45的近端50延伸超过牙刷柄15的近端20，从而与牙刷10的颈部30贴合接触。薄膜45的近端50延伸超过牙刷柄15的近端20直至颈部30上最大地减少了使用牙刷时手指与薄膜端部50的接触，这种接触可能会随之产生薄膜的扭曲。

在图1A至图1D所示的本发明牙刷的较好实例中，牙刷柄15包括分别在其上表面和下表面上的凹部60和65，在使用时该凹部可被拇指和食指握住。本发明牙刷较好包括至少一个，最好两个这种凹部，以防使用时牙刷在手上滑动。

与牙刷柄贴合接触的缀饰薄膜最好是管状的可热收缩的薄膜。如图1E所示，管状薄膜70包括第一内表面70a，在本发明缀饰牙刷中它与一部分牙刷柄的外表面接触，以及第二外表面70b。本发明牙刷最终所需的缀饰图案最好通过本领域已知的常规印刷技术施加在透明的可热收缩的塑料薄膜片上。薄膜印刷后，使用缝边技术(如溶剂或粘合剂封接技术)将其制成管状结构，或者将边缘热融成管状。缀饰图案最好施加在制成管内表面(即管状薄膜70内部的朝牙刷柄的第一表面70a）的薄膜一侧。使缀饰图案在朝牙刷柄的薄膜表面上，可在牙刷使用过程中防止磨损缀饰图案。本领域的普通技术人员可理解缀饰图案可施加在管状薄膜70的外表面70b上，即使用时与牙刷使用者接触的那一侧。

本发明方法事实上提供了可用于本发明缀饰用具的无限特色。例如，缀饰图案可选自色彩、文字、图片、卡通角色、线条、几何形状或图案或其组合。

用于缀饰本发明洗刷用具的可热收缩的薄膜是在薄膜挤出时通过薄膜的拉伸和取向而获得的。认为薄膜加工时的取向会产生“记忆”作用，会使薄膜加热后收缩至松弛状态。根据加工时薄膜在一个方向(单轴向)还是在两个方向（双轴向）取向，薄膜可在一个方向或在两个方向收缩。用于缀饰本发明用具的薄膜较好是单轴取向的，并在加热后基本沿一个方向热收缩。在用于缀饰本发明用具的管状薄膜中，发现薄膜的沿圆周方向收缩可高达约60％，在纵向仅收缩约2-3％。

如有必要，本发明洗刷用具还可包括在用具手柄和薄膜内表面之间的粘合剂中间层，以改进薄膜与手柄的粘结。粘合剂层可以热活化的粘合剂层的形式方便地施加在管状塑料薄膜的内表面上。如下面将描述的那样，本发明缀饰的洗刷用具是如下制得的：将管状缀饰的可热收缩薄膜施加在洗刷用具的手柄上，将该薄膜加热至足以使薄膜收缩并贴合接触手柄的温度和时间。在如上所述将热活化的粘合剂用于塑料薄膜的内表面上时，最好选择粘合剂的特性，使得在上述薄膜的加热步骤的温度范围内粘合剂被活化。

本发明洗刷用具(尤其是梳子和牙刷)通常在潮湿环境中使用。因此水液会渗入薄膜和手柄之间。存在于薄膜和洗刷用具手柄之间的水液为细菌生长提供了繁殖基础。因此，本发明洗刷用具中使用的薄膜较好是可透水汽的，以便在该用具未使用时使渗入薄膜和手柄之间的水分透过薄膜离开洗刷用具。或者，可用杀菌剂等处理薄膜或用具的手柄，以阻止细菌生长。

用于本发明洗刷用具的薄膜可由本领域已知的任何可热收缩的塑料制得。可用于本发明洗刷用具所用的薄膜的塑料的说明性例子包括聚氯乙烯(PVC)和聚酯。一种可用于本发明洗刷用具所用的薄膜的材料是Eastar PETG Copolyester 6763，购自Eastman Chemical Co．Of Kingsport，TN。这种材料由聚(对苯二甲酸乙二醇-1，4-亚环己基二甲醇酯)组成，它是较好的用于本发明洗刷用具薄膜的的聚酯。

洗刷用具的手柄可由本领域已知可用于这种用具的任何材料制得。由于通过将套在手柄上的可热收缩管状薄膜加热至足以使该薄膜收缩成与手柄贴合接触的温度和时间来缀饰洗刷用具，因此制备手柄的材料必须能承受用于收缩薄膜的加热条件。洗刷用具可由各种耐热材料制成，如塑料、木材、石材或金属。塑料是用于本发明用具的较好的材料。适用于本发明用具的耐热塑料的例子包括聚丙烯、尼龙、聚酯、纤维素酯，如乙酸丙酸纤维素、聚氨酯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚丙烯是制造本发明用具本体部分的较好的材料。

制造本发明缀饰牙刷的各个阶段的示意图如图3A、3B和3C所示。图3A是未缀饰的图1A牙刷体的俯视平面图。如图3B所示，上面具有缀饰图案的可热收缩的塑料薄膜70的管子被套入牙刷柄的至少一部分上，使得该部分牙刷柄被包入所述管子的内部。薄膜70的管子的内截面积大得足以使薄膜能容易地套入牙刷柄。但是，该薄膜的截面积也应小得足以在热收缩时能与所需的牙刷体所有部分贴合接触。通常，在热收缩时这种材料在圆周方向能收缩高达约60％。一旦管状薄膜被套入牙刷柄上，就对其进行加热，加热的温度和时间足以使薄膜收缩成如图3C所示与牙刷柄贴合接触。

下面通过非限定性实施例说明本发明洗刷用具、方法和设备：

实施例1

参见图4A至4D，一台传送器上带有许多夹具80，如图4A和4B所示，各个夹具可松开地夹有牙刷体100。夹具80包括凸出部分85作为定位或停止用具，在加热步骤前用于将管状薄膜70保持在牙刷体100的手柄纵向所需的位置上。将周长为46mm，长98mm，厚0．05mm的扁平状的管状薄膜70套在各个固定的牙刷柄上，如图4C所示使牙刷柄被包入管状薄膜的内区。由American Fuji Seal Corp．ofFairfield，New Jersey得到的管状可收缩薄膜由Eastar PETG Copolyester 6763聚(对苯二甲酸乙二醇-1，4-亚环己基二甲醇酯)。以约40英尺／min的速度将形成的套有管状薄膜的牙刷体传送至具有4个邻接加热区的加热段。图4D说明一部分牙刷柄套有管状薄膜70的牙刷体，并且牙刷体和薄膜位于加热区中。各个加热区包括一个强制空气加热器90(Leister Hotwind S 9C1型，Leister，Kagiswil，Switzerland)，它与8”宽的充气室95相连，后者将热空气施加在套在牙刷体100上的薄膜70上。设定前两个加热区不对称地通入热空气，即仅向牙刷底部通入热空气，设定后两个充气室对称地通入热空气，即同时向牙刷的顶面和底面施加热空气。四个加热区的温度如下：

区1：250℃；

区2：300℃；

区3：300℃；

区4：325℃。

在加热段加热后，如图4E所示薄膜70与牙刷体贴合接触。

从使薄膜70收缩成与牙刷体100贴合接触，同时防止或最大地减少牙刷体(尤其在牙刷体的上表面上)上的缀饰扭曲来看，发现上述结构和操作条件是优良的。

经过加热段以后，使形成的缀饰牙刷体冷却，并从夹具上取下。使用本领域已知的常规植毛技术植毛。另一种方法是在预先植毛的牙刷上完成上述缀饰方法，这对本领域的普通技术人员是显而易见的。