一种整束刷毛与刷柄固定的加工工艺的制作方法

本发明涉及牙刷的生产技术领域。

背景技术：

传统的牙刷由刷柄和植在刷柄的刷头部位的多束刷毛组成，由于每一束刷毛必须能过金属丝固定后植入刷头的刷毛孔中，而在刷牙后在刷毛孔中会存留水，这些水会直接致使其中的金属丝生锈，对牙刷本身及人们都造成了污染。

为了克服以上缺陷，人们采用ppt等材料直接制成具有密集且平行的毛丝的预制刷毛束，这种预制刷毛束由相互平行的多根刷毛一次形成，通过热熔的方式，将所有刷毛的根部热熔而达到连接一体在同一端的熔接底座上，该熔接底座形成了方便与刷柄配合的较硬的平板式。与此预制刷毛束配合的刷柄有两种型式：

一种是：在刷柄的刷头部位制出与预制刷毛束的外形尺寸大小对应的通孔，并且，在通孔的内壁设有用于防止熔接底座穿过通孔的限位台阶。生产时，将刷柄的背面朝上，再将预制刷毛束套置在通孔中，使预制刷毛束的熔接底座朝向上，预制刷毛束能支撑在通孔的台阶上，然后向熔接底座上方注入热熔的材料，使该材料的热量使刷柄的该部分也受热而使刷柄与该材料熔为一体，达到将预制刷毛束固定在刷柄上的目的。

另一种是：在刷柄正面的刷头位置制出与预制刷毛束的外形尺寸大小对应的凹槽，生产时，将刷柄的正面朝上，依次向凹槽中放入刷柄相同的片材和预制刷毛束，并使预制刷毛束的熔接底座朝向片材，然后通过超声波焊接方式，使片材发生热熔，达到刷柄的该部分和预制刷毛束的底座也受热而使三者熔为一体，实现将预制刷毛束固定在刷柄上的目的。

但是，由于刷柄材料大多取自tpe或tpr或pp，为了使已经定型的刷柄的该部分材料再受热而熔化与在内通孔热熔的材料或凹槽内片材形成互熔，所以需要提高向通孔注入热熔的材料的温度或提高超声强度。但是，预制刷毛束的材料大多采用ppt，这种材料的熔点又能低于tpe或tpr或pp。因此，以上将预制刷毛束与刷柄固定起来的过程中往往使预制刷毛束的熔接底座部分因过热而使其上的刷毛发生脱落，这样的后果是：成型后的牙刷的刷毛密度不均匀，造成次品。

技术实现要素：

本发明目的是提出一种可有效防止刷毛脱落的整束刷毛与刷柄的连接生产工艺。

本发明包括以下步骤：

1）对刷柄和预制刷毛束进行冷冻；所述预制刷毛束包括多根刷毛，以及将多根刷毛热熔在同一端的熔接底座；在所述刷柄的头部设置与预制刷毛束的外形相适配的贯穿刷柄的头部正面与背面的通孔，在所述通孔内壁设有用于防止熔接底座穿过通孔的限位台阶；

2）将冷冻后的预制刷毛束穿置在冷冻后的刷柄的通孔中，使预制刷毛束的刷毛外露于通孔外，并使预制刷毛束的熔接底座限位于通孔的限位台阶上方，再在熔接底座的上方注入热熔材料，使热熔材料与刷柄固定连接，冷却，取得牙刷。

本发明先将刷柄和预制刷毛束进行冷冻，使刷柄和预制刷毛束表面温度降温，提高刷柄和预制刷毛束的强度，然后再通过注入的热熔材料进行使预制刷毛束、热熔材料与刷柄因热熔而连成一体。虽然注入的热熔材料的部分热量也会传导至预制刷毛束的熔接底座，但是由于预制刷毛束本身带有的低温，所以在预制刷毛束的刷毛根部热熔的温度还未达到的时候，热熔材料的热量先传导至与热熔材料接触的刷柄上，将刷柄与热熔材料热熔形成连接，一旦此部分已连接，即进入冷却阶段，可进一步防止余热传导至毛丝根部，所以就可以有效地避免刷毛自熔接底座上分离下来的现象发生。

本工艺简单、安全、高效，可大大提高牙刷的正品率，降低生产成本，同时还可提高预制刷毛束与刷柄之间的连接强度。

进一步地，本发明所述冷冻的温度条件为-170～-100℃，冷冻的时间为1～5。经反复研究发现，如冷冻的温度低于-170℃，则刷柄和预制刷毛束会出现强度变低而变脆，不利于后续工艺的加工，并且发生脆裂现象；而如冷冻的温度高于-100℃，则冷冻时间会过长，不利于节能、省时生产。

为了方便实现冷冻环境，本发明将刷柄和预制刷毛束置于液氮冷冻设备中进行冷冻。

再有，注入的热熔材料的温度为180～220℃。经反复研究发现，如注入的热熔材料的温度高于220℃，则材料发生过热而烧糊，甚至烧焦的现象；如注入的热熔材料的温度低于180℃，则因材料未发生热熔而不利于材料的流动需求，也不利于将刷柄、热熔材料和预制刷毛束三者之间形成固定，至使预制刷毛束从刷柄上脱落。

具体实施方式

一、准备：

1、预制刷毛束：

由ppt等材料直接制成具有密集且平行的毛丝的预制刷毛束，预制刷毛束包括多根刷毛，以及将多根刷毛热熔在同一端的熔接底座。

2、刷柄：

以tpe或tpr或pp材料，通过注塑方式制出刷柄，并且在刷柄的头部设置有与预制刷毛束的外形相适配的贯穿刷柄的头部正面与背面的通孔，同时在通孔内壁设有用于防止熔接底座穿过通孔的限位台阶。

3、热熔材料：

采用tpe或tpr或pp材料，可预先加热至180～220℃，待用。

二、生产工艺：

1、将刷柄和预制刷毛束分别置于由液氮冷冻设备形成的-170～-100℃的冷冻环境中冷冻1～5分钟。

2、从冷冻设备中取出刷柄，并立即将刷柄背面朝向上地放入连接模具中，再快速自冷冻设备中取出预制刷毛束，将预制刷毛束穿置在刷柄的通孔中，使预制刷毛束的刷毛外露于通孔下方，并使预制刷毛束的熔接底座限位于通孔的限位台阶上方。

在刷柄上方盖上上模，通过上模的注胶孔向熔接底座的上方注入180～220℃的热熔材料，待热熔材料与刷柄相互热熔达到固定连接后，经过水冷定型，再脱模，取得牙刷。