TW200303259A - Method and device for producing bristles - Google Patents

Description

200303259 ⑴ 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種用熱塑性聚合物透過射出成型製造 鬃刷毛之方法，其中係將熔融聚合物物團於壓力下射出到 具有預定長度且沿此長度具有預定的橫截面形狀之鬃刷毛 成型通道之內，且在射出成型過程中將該通道排氣，本發明 也有關進行此方法所用的裝置。 【先前技術】 先前用的鬃刷毛材料以製造刷子，油漆刷等的動物毛 和天然纖維業經實質地爲人造鬃刷毛所取代，其中該鬃刷 毛材料的製造大部份係根據長久存在的與合成防織纖維製 造相關聯的技術，亦即，擠壓或紡絲程序。不過，鬃刷毛 所接受的處理條件完全不同於在纖維複合物中的無盡頭纖維 。其爲游散者且只在一端固定，且就穩定性而言可視爲一可 彎曲且在一端固定之棒子。於使用時會受到壓力或壓縮力且 有時候會有張力，相對於無盡頭的纖維，就彎曲強度，反彎 曲應力下的疲乏強度，抗皺曲性及彎曲回復性等而言，其製 造要求係不同者。 因此，鬃刷毛所用的單絲係經擠壓製成具有相當大高 達數毫米之直徑者。經由擠壓和紡嘴進行的成形操作會使熔 融聚合物物團內的分子產生某種縱向取向作用，不過此仍不 足以使單絲具有合意的性質。所以要抽取單絲，亦即在恰當 拉力下拉伸，其中常需要預抽，後抽，及隨後予以熱穩定化 -5- (2) (2)200303259 ’於需要時，可重複進行。隨後將無盡頭的單絲捲繞並於需 要時’將捲好的產品再度穩定化。 於用於鬃刷毛的製造時，不直接從線軸處理該等無盡 頭單絲-此在如今仍爲例外者-而是將大數目的單絲合倂成股 且予以黏合並切割成60到1 20公分之間的適當強度。將股 材料再度切成定長，稍長於最後的鬃刷毛，由是產生約 3 0%起始材料的廢棄物。對於高品質塑膠鬃刷毛，如聚醯胺 (耐綸（nylon ))等品質刷如牙刷，衛生刷等的要求者而 言’原料價格的刷子價格的最貴因素。擠壓型鬃刷毛的價 格因而會受大幅廢料量所增高。 用於刷子時，係在鬃刷毛的製造後面接著將鬃刷毛安 置到鬃刷毛擔體上，其可經由機械或熱方式完成。由於鬃 刷毛的自由強度 （free strength )會在此中間階段大幅變 異5因此接者要將囊刷毛且主要爲鬚刷毛端修剪 （ shearing-off )及於大部份情況中予以後-加工以移除掉尖銳 切割邊緣。若自由端所形成的有效刷面必須符合等特殊要求 ’如用於牙刷者，則刷表必須賦予輻廓，該輪廓係在裝毛時 已形成者或將原爲平坦刷面於隨後形成，如此產生追加的約 10%廢料。 考慮全球約9 0 %的鬃刷毛需求係受限於長度< 1 〇公分的 鬃刷毛之事實之下，透過紡絲的無盡頭式製造，包括所有 後續的加工處理程序到鬃刷毛完成爲止，單就原料廢料所 致者而言，都是十分不經濟者。其他的限制則源自下述事實 ，亦即，單絲常只能製成具有柱形且具有輪廓型橫截面，使 -6- 200303259 (3) 得鬃刷毛的結構到限制且可能需要廣泛的後續加工。 用塑膠材料射出成型製造刷體，刷柄，油漆刷柄等係在 刷子和油漆刷工業中很早就確立者，利用到射出成型技術的 許多種構造可能性。有多種嘗試係從射出成型生產帶有整體 型鬃刷毛的刷體者。於實用上，這些方法只用於最低品質 和穩定性要求的鬃刷毛，尤其只用一次或少數次者。注模 鬃刷毛具有遠較爲差的彎曲強度，反彎曲應力下的疲乏強 度及皺曲強度，不足的彎曲回復性及低耐磨耗性。注模刷子 ，具有尚度圓錐形_刷毛，其因方法之故而在_刷毛的***底有相當大的橫截面，且因而應更恰當地描述爲釘或栓而 非鬃刷毛。下面要說明在製刷技術中一些已知的射出成型 方法。 用於硏磨和拋光表面的旋轉鬃刷毛係由圓盤形刷節段 所構成，彼等係透過射成型個別地製成（US 5，903，951) 。每一刷節段包括一中央支撐圓盤，從該圓盤，_刷毛徑 內地向外伸展或相對於徑向方向對著轉動方向以一角度傾斜 伸展。該刷節段包括一熱塑性熱彈性聚合物（TP或TPE) ，其中塡充著磨蝕性粒子。該鬃刷毛較佳地具有1公分到5 公分的長度及〇.25毫米到10毫米的直徑，較佳者1毫米到 2毫米。於一具體實例中，圓錐形鬃刷毛具有7 5毫米之長 度及在根部2 米直而在尖部I.5毫米的直徑。兩件式射出 模子包括兩片板，具有供支撐圓盤所用及供在互相面對的側 面上之議刷毛所用的多腔洞，彼等同時形成模子分隔面。 具有摻合其中的磨飩劑粒子之熔融聚合物物團係從支撐圓盤 200303259 (4) 的中心以690到6900kPa (0·59到69bar)之射出壓力射出 出。較佳的壓力範圍爲2070到483 0kPa。模腔所需的排氣 係發生於模子分隔面中，亦即平行於鬃刷毛。如此不可避 免地令在鬃刷毛外套上產生兩道模子分隔縫，從根部延伸 到尖部。磨蝕性粒子會造成鬃刷毛腔部中的小橫截面處的 加添窄化且會在鬃刷毛腔的完全塡充之前在此等部位促成 熔融聚合物物團太快速地固體化。因此之故，射出成型較佳 者係分兩步驟，其中於初始係將高度塡充的熔融聚合物物團 射出到鬃刷毛腔洞內，然後射出一或更多或更少未塡充的 熔融聚合物物團。諳於此技者都知道於射出成型中，在聚合 物內實際上沒有發生分子取向（US 200 1/0007 1 6 1 A1，參看 第1欄，0006段）。如此會對鬃刷毛產生完全不足的彎曲 行爲，其會被所摻合的磨蝕性粒子加添地惡化。所述 6900kPa (69巴）的最大射出壓力會因爲在形成載體圓盤所 用的窄模腔內及在隨後的鬃刷毛通道內的流動阻力而強烈 地減低使得諳於此技者對於此方法的實用性可能具有合理的 疑問。 US 3，61S，154述及以一單射出成型程序進行的牙刷 製造，其中刷頭上的鬃刷毛係以束狀排列型射出。於此方 面，其模子分隔面係在鬃刷毛頭平面內的兩件式注模工具 具有實質圓錐形，從形成刷頭鬃刷毛側的模子表面伸展出 之腔孔。實質圓錐形模芯係從相對側在腔孔銜接，其中彼等 的端面之一形成刷頭鬃刷毛支撐側所用模子表面的部份且-從該處起始-包括沿著套管線延伸的溝槽狀凹陷。此等溝槽 -8- (5) (5)200303259 狀凹陷會從前側模子表面朝另一端均勻地且呈圓錐形地逐漸 細窄且在模芯套管上諸凹陷均勻分佈之處終止成半球形圓頂 。每一凹陷與射出模子一部份中的腔孔壁一起形成鬃刷毛 成型通道，其因而從刷頭的模腔朝向另一端而呈圓錐形地漸 縮，該等通道係跨過彼等的整個長度於模芯與腔孔之間的分 隔表面內，亦即，實質地平行於鬃刷毛，進行排氣。 US 3，6 1 8，1 54需要協合表面的高度精密性。每一鬃刷毛 不可避免地具有二道模子分隔縫，彼等係沿著鬃刷毛上的 套管線延伸。此外，由於模芯內的溝槽狀凹陷具有比腔孔實 質較大的曲率半徑，因而不能製成具有圓形橫截面的鬃刷 毛。此會產生具有不連續處的橫截面形狀，於該等不連續 處會立即形成於隨後不能移除掉的模子分隔縫。鬃刷毛的 彎曲行爲在橫越其軸的不同方向上會不同。另外，彼等束都 未塡充（彼等的中心係自由者）使得彼等鬃刷毛不能如傳 統束中的情況一般彼此支撐。從模子取出個別鬃刷毛的嚴 重問題係打算透過鬃刷毛形成性溝槽所具對應圓錐性來解 決。此舉可能明顯地無效，因爲模芯也同時用爲彈出銷，其 在鬃刷毛從模子釋出中透過溝槽狀凹陷的圓頂形末端推向 鬃刷毛尖部，圓錐性係打算使鬃刷毛端部在牙刷使用中變 得相當地撓性。此文件並未說明超越傳統射出成型技術且可 改善射出成型鬃刷毛所具彎曲行爲之任何作法，此外於此 例中，聚合物分子，如一般射出成型中者，具有在能量上有 利的球形，不過，此點對於穩定性而言卻是不利者（US 2001/0007161 A1)。 -9- (6) (6)200303259 另外，於傳統牙刷製造（US 5，158，342)中，係於隨 後將鬃刷毛莖射出到先前射出成的刷體所含刷柄和刷頭中 的刷頭處所準備好的凹陷之內。此程序會因爲只具有30到 60巴（3000到6000kPa)的射出壓力傳統射出成型技術而產 生具有完全不足彎曲行爲的產品鬃刷毛。 GB 2 15 1 971也述及鬃刷毛莖與鬃刷毛擔體的兩步驟 式製造。特別者，此文件淸楚地闡明從鬃刷毛成型通道 釋放出鬃刷毛的問題。雖則鬃刷毛有強圓錐性而有利於 從模子中脫離，但其脫模程序緩慢且受到高度控制，會 損及射出成型系統的效率。本文未提及增加鬃刷毛穩定 性的射出成型作法。· 根據本發明一較早期，未預公開的專利申請（ PCT/EP0 1/07439 )可得到遠較爲佳的結果，其中鬃刷毛擔 體上裝著具有噴嘴狀橫截面形狀的腔孔。將鬃刷毛用的熔 融聚合物團透過該等噴嘴狀腔孔射出到射出模的鄰接成型通 道內。此方法可從鬃刷毛擔體與鬃刷毛製造半成品或者-於 有對應的鬃刷毛擔體形狀之下-也可以製造成品刷，其中該 等鬃刷毛具有類似於擠壓製成的鬃刷毛所具品質之彎曲行 爲特性。鬃刷毛的形狀不會受到擠壓單絲的無盡頭生產所 限制。 ϋ S ·4 ’ 7 1 2，9 3 6揭示出小型應用刷子，例如裝飾化裝 用者之製造，其係插置於一容器內且架置到此容器的封蓋中 ’其爲一件式射出成型件，包括蓋子，在中心處鄰接其內側 的幹’及配置在其末端刷毛。該蓋子，中心幹和連接的刷 -10 - 200303259 (7) 毛成型通道所用的模腔係在具有軸取向的射出成型工具 之兩部件內形成，其中蓋子開口係在其模子分隔平面之 內。該幹和刷毛係透過模腔孔製成，彼等係同軸地彼此 推入。射出側係在蓋子上。因此必須將熔融聚合物料團橫 越長的具有數種橫截面變化之流動途徑且在到達細的鬃刷 毛通道之前克服大料團要求。幹和刷毛區的整體排氣係在 刷毛通道末端透過具有滾花構造的圓柱形閉合件發生的，該 件係用以形成一種具有高度抗流性的濾器。此先前技藝顯示 出可透過射出成型製成的鬃刷毛不適合，特別者，用爲油 漆刷。在從模子脫出後，彼等因而要在射出模外面再加熱且 隨後予以抽取。其橫截面會因而縮減，不可避免地增加鬃 刷毛之間的間隔。不過，對於此類型的塗刷而言，鬃刷毛 應該以最小的相互間距配置以在刷毛之間產生毛細作用以貯 存與維持住塗佈介質。 也有企圖（DE 2 1 5 5 888 C3)透過使用射出成型工具的 射出成型具有在其上成形的鬃刷毛之刷子，其中該工具具 有一用於鬃刷毛擔體的第一工具部件及大部份覆蓋該開放 模腔的第二工具部件，於該模腔內有形成短通道，該通道在 其對側端變寬且在該位置閉合起來。於射出中，熔融聚合物 料團係從擔體的模腔穿透進入短通道內並流到該變寬端以製 造具有一頭部的短栓。於此模子打開之中，並伴隨著載運出 該頭部且將栓狀鬃刷毛空白體拉伸。如此可能產生某種分 子取向而增加穩定性-類似於無盡頭單絲的製造者。 先前採用整體刷和鬃刷毛的射出成型來取代從擠壓無 -11 - (8) (8)200303259 盡頭單絲製造鬃刷毛且隨後將彼等裝置到另外分開製成的 刷體上之嘗試因而明顯地都失敗（US 2001 / 000716 A1 ) 〇 確實也已知有提出透過射出成型只製造鬃刷毛者（ US 3，256，545)。此件最近時的先前技藝係根據下述事 實之實現之精製鬃刷毛具有增加的撓性之末端，此撓性係 經由將鬃刷毛末端施以後一加工而賦與者，如同透過一件 式刷子的射出成型中所得之鬃刷毛，因而具有射出成型所 要的錐性，不過其在耐磨耗性和耐用性上卻有不利的影響。 此專利方法提出經由將注模鬃刷毛的橫截面從植毛側端（ 射出側鬃刷毛根部）朝向自由端逐漸放大，可以改良朝向 末端遞減的耐磨耗性。橫截面形狀可連續地或斷續地增加。 無論如何，在鬃刷毛的工作端區內含有比植毛側端上較大 量的塑膠材料。透過在鬃刷毛端區內蓄積較大的塑膠材料 量可以彌補已知圓錐形鬃刷毛的不足性質。不過，卻因此 會疏忽下述事實，亦即，隨著塑膠料量或橫截面的增加，能 量上有利的球狀構造之比例會隨之增加，亦即，鬃刷毛會 因爲擴大的橫截面而過度地失去彎曲彈性，此種射出成型方 法提出在800與1 240巴（約0·8χ 105到1.2x 105kPa)之間 的射出壓力，其爲將熔融聚合物料團導經通道（其在射出 側初始爲較窄）進入伸延通道入使彼等塡充模子所需之壓 力。雖然有相當高的壓力，所建議的具有未取向分子構造之 鬃刷毛直徑於較細橫截面區內爲1.6到2.2毫米而在較厚橫 截面區內爲1 1到22毫米（第5欄，第43到48行及第？欄 -12- (9) (9)200303259 ，第32到42行）。於鬃刷毛射出側上形成相同熔融聚合 物料團的支撐構造用以將射出成型成的鬃刷毛裝植到鬃刷 毛擔體上，及需要時將數根鬃刷毛互連。 技術文獻也提及（Ehrenstein:Eingenverstarkung Von Termoplasten im Schmelze-Deformationsproze β in the German magazine 、、Die Angewandte Makromolekulare Chemie" 1 75 (1 990) ，pages 187 to 203)，透過擠壓和射 出成型方法，對於聚醯胺分別得到具有3%和6%，而對聚乙 烯得到只有33%和5.5%的彈性模數[N/mm2]和抗張強度 [N/mm2]之理論機械値，其中對於射出成型組件，較佳者 爲無張力狀態（分子球化構造）。 【發明內容】 本發明的基本目的爲透過射出成型法製造鬃刷毛，其 彎曲行爲和彎曲回復性都優於擠壓型鬃刷行，且其可促成 彈性模數和抗張強度理論値的最大達成率，其係透過具 有相當小的橫截面之大幅長度範圍製造高品質的鬃刷毛 以簡化鬃刷毛幾何的產生並將鬃刷毛排列調整到最後產 品例如刷子或油漆刷之要求。本發明也有關一種裝置，其 適合用來進行該方法。 與已知的射出成型方法中熔融聚合物料圑係在壓力下射 出到具有預定長度和預定的沿此長度的橫截面形狀之鬃刷 毛成型通道內，且射出成型過程中將通道排氣之情況不相 同者，該目的係透過下述而達到.·將射出壓力的大小相關於 -13- (10) (10)200303259 鬃刷毛成型通道的橫截面形狀調整使得其中可產生一道溶 融聚合物料團剪流，該剪流在熔融聚合物料團的中心有高核 心速度且因爲在聚合物分子各具的縱軸取向之下的壁摩擦， 導致至少在靠近壁的熔融聚合物料團區內有大幅剪效應，其 會沿著該通道保持著，其中同時對通道施以排氣以支持該剪 流的維持。 本發明係根據下述的實現：單絲的彎曲行爲可透過分子 取向的產生和維持而原發地增加，此爲在先前鬃刷毛，刷 子和油漆刷的射出成型中尙未實現者。熔融聚合物料團流中 的分子構造只能使用足夠窄的橫截面和熔體流，促成一有強 剪效應的速度輪廓以使能量上最有利的無張力球化構造不成 形且予以拉伸，而受到實質地影響。因此之故，根據本發明 ，將射出壓力設定到足夠高的水平以使鬃刷毛成型通道內 形成一陡峻流型態，其特徵在於在該流的中心有高核心速度 且因爲熔融聚合物料團對該通道壁的壁摩擦而在其邊緣區內 有大剪效應，其中來自壁摩擦的剪力會隨著在相鄰流層之間 的速度差之變得愈高而變得愈大。此種具有高核心速度的流 動型態可確使鬃刷毛成型通道完善地塡充，即使對最窄的 橫截面（小鬃刷毛直徑）和大通道長度（鬃刷毛長度）也 一樣。 速度型態可以透過相應的高且視情況可變異的射出壓力 而對應於沿著_刷毛成型通道長度之預定橫截面形狀予以 調定。聚合物分子會因此在靠近通道壁以及，較少程度地， 在整個熔融流內，沿縱向地取向，其中核心速度的大小可更 -14- (11) (11)200303259 防止熔融物團的過早固體化，即使是小橫截面與大長度亦然 〇 單獨採用高壓力仍不足以快速塡充窄成型通道。根據本 發明，將該通道沿著長度排氣得具有高流速的剪流得以保持 到通道的末端且使合意的分子縱向取向到達鬃刷毛尖端。 實際試驗證明該射出壓力必須至少爲500巴（0.5 X 105kPa)且與鬃刷毛成型通道的橫截面相關性有關聯。對於 具有如0.3 (於半長度處測量者）的平均鬃刷毛直徑與對應 的鬃刷毛成型通道橫截面和10.5毫米長度之討論下品質鬃 刷毛而言，可以使用至少500 (0.5x 1 05kPa)的射出壓力產 生合意的速度分佈型態。上述射出壓力的大約2/3通常可在 鬃刷毛成型通道內轉換成特定的壓力使得通道內的熔融聚 合物料團具有>300巴（0.3x 105kPa)之壓力。 於低於晶體熔化溫度下的固體化之中，熱塑性材料會形 成微晶粒而根據彼等的形狀和構型影響彈性模數（E模數和 抗張強度（抗扯強度）。針狀晶體的形成對於靭度會因爲E 模數的增加及對於強度因爲抗張強度增加而有正面影響，且 於初始需要有在平行分子區段上的聯結伸長晶種形成。這種 晶種形成可透過力量的導入如同（與其他情況一起有）在 流動過程中所產生者’而此等溫結晶化更爲擴增。本發明高 射出壓力和由是所得熔融聚合物料團在鬃刷毛成型通道內 的高流速不僅可促進縱向分子取向而且可促進晶體形成，其 中該高壓力可同時透過增加的裝載而增加晶體的封裝密度。 經分子取向旳熔融料團之部份結晶化會增長鬆弛時間，亦即 -15- (12) (12)200303259 分子取向會持續更長的時間。 上述效應在對本發明於冷卻鬃刷毛成型通道的補充中 更獲得支持。 鬃刷毛成型通道的橫截面愈窄且長度愈大，更合理地 將通道壁保溫熱以維持住熔融聚合物料團的黏度及獲得模子 的完全塡充。在設定本發明方法參數時，模子的塡充也在 鬃刷毛成型通道的冷卻中獲得確保，通道的冷卻及相關聯 的力道導入更加促進晶體的形成及增長鬆弛時間，在通道壁 上產生的鬃刷毛穩定化外層促成在射出成型中常見的後-壓 力（post-pressure )之增加。後-壓力愈高，在仍爲熔融的 鬃刷毛核心中之晶種形成愈強。該壓力也同時增高熔化溫 度並對一所給料團溫度增進熔融料團的冷卻，由是對晶體成 長速產生正面效應及阻尼分子的鬆弛。 該高射出壓力和高流速需要特別或加添的措施以快速有 效地排氣而確保完全的模子塡充及防止成型通道內形成腔洞 或在熔融物團中包入空氣。於傳統射出成型方法中，係在將 模腔於通道末端完全封閉時將鬃刷毛成型通道予以排氣， 或者，對於以縱向分流射出模界定通道的情況，於平行於 鬃刷毛的兩個平面中排氣。於第一種情況中，爲了形成完 善’較佳者圓化的鬃刷毛末端，必須將排氣急劇地減低以 防止熔融聚合物料團進入排氣區內。對於平行於鬃刷毛的 排氣，模子分隔而係位於流動方向中，其結果爲使得熔融聚 合物料團穿透到即使是最窄的排氣隙內並沿著鬃刷毛套管 產生模子分隔縫。 -16 - (13) (13)200303259 本發明因而提出沿著熔融聚合物料團流動方向的橫向對 鬃刷毛成型通道進行的排氣，其中該排氣較佳者係於對該 熔融聚合物料團流動方向的數個橫向平面內實施。排氣平面 的數目愈高，鬃刷毛成型通道愈長使得，對於預定的通道 長度，可依據熔融料團前緣的速度來控制排氣。由是排氣可 以在繞著鬃刷毛通道的整個周緣之平面中進行，因此在流 動方向的橫向中會有對應的間隙長度，其比平行於鬃刷毛 的模子分隔平面更爲長且其可在多個平面上實現。 排氣平面可沿著鬃刷毛成型通道的長度依要排氣的體 積在相等間距處提供出，視需要在熔融聚合物料團流向中加 上累進性或遞減性分隔。此舉可以促成在通道內同時保住足 夠高的抗衡壓力以獲得均勻的模子塡充。 鬃刷毛成型通道可僅僅透過熔融聚合物料團的流動壓 力經由空氣的排代而排氣，不過，該排氣也可以用外加的真 空計壓力 （underpressure ) 予以支持。 本發明方法可促成熔融聚合物料團從具有一橫截面的射 出側實質均勻地射出到鬃刷毛成型通道內而產生實質圓柱 形鬃刷毛，此爲先前用於鬃刷毛和刷子的射出成型技術所 不能製成的。 該橫截面可從射出側實質連續地漸細窄以製成具有較佳 地只具弱圓錐性的鬃刷毛，此爲許多種應用所需者以增加 從鬃刷毛根部到鬃刷毛末端的彎曲彈性。此種錐性可促進 維持或甚致於強化以陡峻的速度型態使其具有高核心速度且 在邊緣區具有剪效應，該效應係沿著長度而增高使得，即使 -17- (14) (14)200303259 有增高的流動抗性，也會使分子取向和晶體形成朝向鬃刷 毛末端增強。 射出成型可製成在橫截面和長度上有± 3%容限的精確 尺寸鬃刷毛，而在相同組成參數下的擠製鬃刷毛具有± 10% 的容限。起始爲圓形的擠製鬃刷毛橫截面可透過根據本發 明製造的鬃刷毛所不需要的加工予以卵形化。 射出成型技術通常將數度（>100° )的脫模斜度視爲能 夠恰當地取出注模部件所需者，脫模常由彈出器所支援。在 根據上述先前技藝成型鬃刷毛時，模子斜度必須顯著地較 爲大以防止在從模子取出中將顚刷毛扯掉（US 3 256 545 ) 。這是先前技藝使用注模工具的一項原因，其具有平行鬃 刷毛的模子分隔平面，由是領受了上述缺點。本發明方法 可促成將模子斜度減低到之値而仍具有充足的模子塡充 。在需要錐形鬃刷毛的正面性質以具有向鬃刷毛端增加的 彎曲角時，可以在0.2到0.5°區內製成具有相當小圓錐性 之大長度細鬃刷毛。經由縱向取向和相關聯的鬃刷毛抗張 強度（抗扯性）之增加，特別是對於脫模具有重要性的靠 近壁的區，可以使脫模簡化。可幫助脫模的其他手段要與裝 相關聯地說明。 於本發明方法另一具體實例中，係將熔融聚合物料團射 出到一入口區，該區如同噴嘴般朝向鬃刷毛成型通道漸狹 窄以產生一延伸流而製成具有變寬的根部區之鬃刷毛，其 會視情況朝向實際的鬃刷毛連續地漸細。 此種窄化會產生一延伸流，其可產生顯著的分子取向及 -18- (15) (15)200303259 ，因爲流動性質，在窄化後產生流動分布型態強化，所以該 種窄化較佳者係經配置成靠近射出側。也可以提供沿著鬃 刷毛成型通道的窄部以在其中得到階段化的鬃刷毛，於此 情況中同樣地，該等窄部對於分子取向和晶體形成都具有正 面影響。 於選用的上游入口區之後，鬃刷毛成型通道的橫截面 較佳者係經選擇成具有S 3毫米的最大寬度使得經射出成型 成的鬃刷毛具有在根部區視需要變得更寬的對應直徑。具 有此種橫截面和較寬根部區的鬃刷毛不能透過擠壓或紡絲 來製成。於此方面中 > 最大寬度〃意指該鬃刷毛也可以具 有不同於圓形的橫截面，例如卵形，其中該段長度的最大寬 度係對應於卵形的較大軸。 於本發明方法的應用中，通道所具最大寬度對長度的比 例可以選擇成爲S 1:5到1:1000，較佳者高達S 1:250。可以 製成例如，長度爲15毫米到750毫米，靠近根部區的最大 直徑爲3毫米之_刷毛。其最大寬度愈小，長度會愈長。 對於嚴峻要求，如牙刷，抹刷等而言，建議在根部區以上的 直徑爲S 0·5毫米，其可使本發明方去中的鬃刷毛長度大於 60毫米。 當熔融聚合物料團同時射出到數道相鄰的鬃刷毛成型 通道內由是形成對應數目的鬃刷毛使得可以在一射出過程 內製成一組鬃刷毛之時，本發明方法也可以用同樣有利的 方式修改。將諸鬃刷毛成型通道的分隔予以最小化時可透 過將取出的鬃刷毛稍微壓緊而製成呈圓盤（puck )形式之 -19- (16) (16)200303259 鬃刷毛排列。 鬃刷毛成型通道的數目和排列可經選擇成使得刷子或 油漆刷的整個刷毛植區在一射出程中製成，其中各鬃刷毛 之間的間距及彼等的幾何關係可根據鬃刷毛植區內的合意 排列而變異。 另一具體實例提出將熔融聚合物料團射出到鄰近的鬃 刷毛成型通道內，由是同時形成在至少兩鬃刷毛之間的連 接，其中該連接可用來進一步處理相連的鬃刷毛且也可作 爲連接到刷體，油漆刷柄或類似者之佐助。在從一聚合物射 出成鬃刷毛之後，可以隨後射出另一聚合物之熔融聚合物 料團以在諸鬃刷毛之間產生連接。該連接可呈棒，連接著 數根鬃刷毛的格子或類似者之形式。不同聚合物以2 20%接 合因數的使用可保護充足的穩固連接。 該連接可進一步設計成使其形成一鬃刷毛擔體，其可 同時組成刷體或其部份，或經由射出至少另一種可包括不同 熱塑性或熱彈性聚合物的熔融聚合物料團完成一刷體或油漆 刷柄。 於該方法的另一變化形式中，可將數根鬃刷毛射出成 各具不同的長度使得，在與連接彼等的鬃刷毛擔體合倂時 ’可以製成刷子或油漆刷所用的完全鬃刷毛植毛區或部份 植毛區，其中諸鬃刷毛端係沿著一平坦或非平面型封裝表 面呈不同的高度使得成品刷具有經最優化的鬃刷毛端輪廓 〇 該鬃刷毛組合也可射出成不同的橫截面以促成在成品 -20- (17) (17)200303259 刷的各預定區內具不同的效應。 同樣地，可將鬃刷毛組射出成具有沿其長度各自不同 的橫截面者。該鬃刷毛組也可經以互相平行的方式射出而 產生具有不同鬃刷毛取向之鬃刷毛植區。 根據該方法的另一具體實例，透過在相同成型通道內以 不同熔融聚合物料團進行的射出成型可以產生具有相同幾何 但不同彎曲彈性（硬度）的鬃刷毛。對於具有不同硬度程 度（質地）的刷子，例如具有軟，中，硬的硬度漸變之牙 刷等所用的擠製鬃刷毛，只能透過刷毛的直徑來影響合意 的硬度程度，亦即必須製備且處理多達三種不同刷毛直徑的 相同構造之牙刷。本發明方法僅透過聚合物的選擇及視情況 調整射出壓力即可實現此等硬度程度而仍具有相同刷毛直徑 之情況。 也可以使用在固體化狀態中具有減低的二次結合力之聚 合物或聚合物混合物來射出鬃刷毛。此等鬃刷毛可在製造 後透過機械力予以切開而形成枝毛（Hags )，於需要時只 要在進一步加工即形成刷子或油漆刷。 鬃刷毛可用包括在使用中變成活性的添加劑之聚合物 來射出。該添加劑可具有機械性效應，例如牙刷毛所用的磨 蝕性效應，爲具有保護性，治療性或再礦質化等之下用之添 加劑。許多此類型的添加劑皆爲已知者。 本發明也有關一種用熱塑性聚合物射出成型鬃刷毛所 用之裝置，其包括一產生射出壓力所用的工具及一射出模子 ，該模子具有至少一熔融聚合物料團供給通道及至少一呈成 -21 - (18) (18)200303259 型通道形式的腔，該通道具有對應於要製造的鬃刷毛所具 長度和橫截面之模子輪廓，其中該成型通道具有相關聯的排 氣工具用以在射出成型中釋放所排代出的空氣。此類型裝置 爲上述先前技藝已知者。 根據本發明的此類型裝置之特徵在於具有產生較佳者至 少500巴（0·5χ 105kPa)射出壓力之工具及具有沿著成型通 道長度分布且經設計以配合射出壓力形成在熔融聚合物料團 中心具有高核心速度且在成型通道壁上具有大幅剪效應的剪 流的通風橫截面之排氣工具。 此種裝置可透過與本發明方法相關者所述之射出成型來 製造鬃刷毛。相較於已知的製造鬃刷毛或帶有鬃刷毛的一 件式刷子所用射出成型裝置而言，本發明裝置係經設計成使 得在形成刷毛的通道內獲得合意的流動動力學。 產生射出壓力所用的工具較佳者係經設計成使得可以根 據成型通道的長度和橫截面而設定出在500到4000巴（0.5 X 105到4x 105kPa)之間的射出壓力。壓力愈高，要製成的 刷毛所具ίιι截面愈小且其長度愈長。 產生射出壓力及在成型通道上的排氣橫截面所用之工具 係經就構造和控制來設計使用在成型通道內的熔融聚合物料 團具有至少 300 巴（0.3x 105kPa)到 1 300 巴（13x 105kPa) 之特定壓力。此設計係針對要克服成型通道上游處的質量流 動流動抗性而調節。 若產生工具上的射出壓力足夠高時，可以根據成型通道 的長度和橫截面形狀有利地控制射出壓力以促成使用一射出 -22- (19) (19)200303259 成型單元射出各具不同幾何形狀的射出模子。 此目的因具有排氣橫截面，可依特定壓力控制之排氣工 具而獲得支持。 於本發明裝置中，射出模子有利地係與冷卻劑締合，其 可在每一注模循環之後或在從模子取出之後予以外部冷卻。 射出模子內的成型通道可結合冷卻工具以將成型通道保持在 減溫之下。 於本發明一特別較佳具體實例中，該射出模子包括數個 配置在垂直於成型通道縱向沿伸的數層內之成型板，各界定 成型通道的一縱向段。 與具有或多或少塊形射出模子的先前技藝不同者，本發 明提出一種堆疊模板之結構。此種結構可促成在每一低厚度 模板內形成高精確度的最小腔孔橫截面。此種和任何四種製 造技術都不能用於較大的腔孔深度。此亦爲窄橫截面的產生 需要有沿縱向分隔的射出模子之原因。彼等的缺點已在與先 前技藝相關處述說明。本發明將射出模子分配成數片板內之 作法可促成具有沿整體長度的高且可再現性精確度的大長度 成型通道之實現。構成成型通道末端且形成刷毛模板可因爲 模板的小厚度而具有只具小深度的腔洞以形成具有淸晰輪廓 的鬃刷毛端，而沒有任何模子分隔縫，且沒有加添的排氣 工具。於窄模子橫截面內可觀察到的透過所謂柴油效應（ diesel effect )之聚合物氧化現象會因爲小腔洞深度而不發 生。 射出模子的層化結構更可促成在成型板上形成排氣工具 -23- (20) (20)200303259 ，亦即以對應於彼等數目之頻率。排氣工具較佳者係在互相 面對的成型板支撐表面之間形成，例如透過窄間隙或通道 來形成。垂直於此等窄間隙成通道的熔融聚合物料團所具高 流速會阻止該熔融料團穿透進到排氣孔之內，即使有高壓力 亦然。該等排氣孔因而可比在兩殼式模子中者較爲大；該 兩殼式模子的模子分隔平面係在熔融料團的流動方向中。該 排氣橫截面可用只有數微米到高達3 00微米的最大寬度來形 成。 該等排氣工具較佳者係在成型板的互相面對表面上透過 表面粗糙性予以完全或部份地形成。 於另一有利的具體實例中，該排氣工具係具有從成型通 道的表面向外遞增之排氣橫截面使得在通過該排氣橫截面的 最窄點之通道後，空氣可以自由地散逸掉。 經由成型通道內的特定壓力所引起的空氣排代可在排氣 工具連接到外部真空計壓力源時獲得支持。 該裝置可經設計成得該成型通道所具橫截面成爲沿其長 度實質固定者或朝向其末端實質均勻地漸細者，以製造柱形 或輕微圓錐形鬃刷毛。 在所述方法條件下的實際射出試驗證明該成型通道可用 與線型軸呈< 1.0°的角度漸細以產生充足的模子斜度用以從 模子取出具有優良彎曲行爲之微圓錐形鬃刷毛。 成型通道所具橫截面可爲朝末端不連續地漸細者以製成 如成品刷的應用所需之經特殊設計的刷毛端。 成型通道橫截面的最大寬度較佳者爲$3毫米。如此可 -24- (21) (21)200303259 覆蓋品質刷和油漆刷所需的鬃刷毛橫截面。 在具有較寬口的射出側上可以配置至少一成型板，其朝 向成型通道漸細窄，且可連接成型板的上游而界定在彼等面 朝供料通道的側面上具有上述最大寬度之成型通道以強化在 鬃刷毛根部且在鬃刷毛基部上的橫截面且，因爲此種拓寬 ，也在成型通道入口區得到延伸流而支持合意的流動動力學 之形成。該拓寬口可像喇叭一般朝向成型通道漸窄化以在 鬃刷毛產生順暢的連接肩部及對連接鬃刷毛，刷線或類似 者的擔體產生順暢的連接肩部及對連接鬃刷毛，刷體或類 似者的擔體產生順暢的連接肩部，此等對於任何類型的衛生 例子都是特別重要者。 成型通道橫截面所具最大寬度對其強度的比例較佳者爲 1:5到1:250，不過也可爲1:1000，其中該比例愈接近該較高 値，則成型通道的橫截面愈窄且愈接近其較低値，則最窄的 橫截面愈大。 本發明另一具體實例提出將成型板的數目和厚度匹配到 成型通道的長度，其中該成型板的數目係相對於在該橫截面 最大內徑與成型通道的長度的比例呈反比。屬於射出模子的 成型板之數目可爲可變異者以期能用相同模子製造出具有變 異長度的鬃刷毛。 該成型板較佳者具有一厚度，該厚度爲該成型通道中央 直徑的大約3到15倍。對於平徑直徑爲0.3毫米，長度爲 10.5毫米的鬃刷毛，該成型板具有例如1.5毫米到2.00毫 米之厚度。可以在成型板中以高精確度鑽出1.5毫米到2.0 -25- (22) (22)200303259 毫米的成型通道縱向段。 該等成型板可垂直於彼等的板面，個別地或成組地移動 。此舉可促成，特別者，從模子以非傳統方式取出鬃刷毛 ，其中例如諸成型板，從在成型通道末端處具有模子輪廓的 成型板開始且在面朝供給通道的成型板處結束，可以個別地 或成組地於隨後取出。 諸成型板可以在射出成型機的方法-特異性高閉合壓力 下可靠地保持在一起而不會受到任何扭曲力，即使彼等具有 低厚度亦然。再者，排氣開口會被該閉合壓力保持封閉且， 與具有縱向排氣的通道不同者，不需要加添的工具來使彼等 保持閉合。 實際試驗證明本發明窄橫截面和通道長度於只含有二片 成型板時需要顯著的牽引力來釋出鬃刷毛。鬃刷毛常會斷 掉。增加板數及彼等彼此相接的間距可促成從模子呈損壞地 取出鬃刷毛，特別是在將面朝供料通道的成型板最後取出 之時。於從模子取出的過程中，每一成型板的孔洞邊緣即作 爲抽取嘴以使模子分隔面內形成的任何、、聚合物表層〃平坦 化而不會不利地影響到鬃刷毛套管。於任何情況中，鬃刷 毛末端都可完善地形成。 個別成型板可以平行於相鄰成型板來位移以在射出成型 後對鬃刷毛施加橫向負載，由是使分子構造最優化。 於另一較佳具體實例中，射出模子具有各具不同長度及 /或不同橫截面形狀之成型通道以在一次注模循環中得到例 有含意幾何與構型之鬃刷毛植毛區。 -26- (23) (23)200303259 根據另一具體實例，射出模子所具成型通道係包括一以 相對於成型板移動方向呈一斜角伸展之中心軸，其中每一成 型板包括一長度的成型通道縱向段，以促成透過個別成型板 的依序取出，可以不管角度變異情形都得以從模子取出。 將射出模子細分成沿成型通道垂直方向伸展的眾多成型 板時，可促成將成型通道細分成諸縱向段，彼等即可促使個 別縱向段從模子取出，而即使鬃刷毛軸相對於成型板移動 方向（取出方向）傾斜之時，也不會對鬃刷毛施以過度的 應變或使其變形。以此種方式，可以在單一射出模子內製成 鬃刷毛組，其中該等鬃刷毛彼此平行地相對於連接彼等的 鬃刷毛擔體呈一角度地伸展或彼等相對於彼此各具不同的 角度取向。 根據另一具體實例，該射出模子所具成型通道具有一中 心軸，該軸相對於成型板移動方向呈彎曲，其中每一成型板 界定一成型通道縱向段，其尺寸爲使得可以透過將個別成型 板依該曲率依序舉起而從模子取向。 由是可以製成波浪狀鬃刷毛，且其也可以從模子容易 地取出。也可以在單一射出模子內同時製成直的，波浪狀和 彎曲的各種鬃刷毛。 於另一具體實例中，射出模子具有至少一片成型板，該 板可在鬃刷毛的射出成型之後沿其平面相對於鄰近的成型 板位移而與此等一起形成對所有鬃刷毛的夾持工具，該工 具係作用於成型通道的對應長度部份。 本發明因而促成可使用射出模子所含零件來夾持射出成 -27- (24) (24)200303259 的鬃刷毛並將彼等沿著彼等長部的一部份固定住，例如以 使靠近末端的成型板沿取出方向，與剩餘的成型板分開並夾 帶鬃刷毛空白體使得鬃刷毛沿中間部份長度暴露出來，亦 即介於此等成型板與其餘成型板之間的部份，隨後夾持住的 成型板之移位和靠近末端的成型板沿著朝向鬃刷毛射出端 的方向之送回，都促使此等末端突出超過射出側的成型板。 透過射出模子的轉移，視情況在固持器但一步夾持之下，可 將射出模子連接到另一射出成型工具，其具有一形成鬃刷 毛擔體或刷體所用之模腔。於另一射出成型程序中，突出 端係經另一熔融聚合物料團包圍住，該料團即塡充此模腔。 該夾持工具也可用爲傳遞固持器以轉移所夾住的鬃刷 毛，而於從另一成型板取出之後，轉移到另一工作站以連 接到刷體。此舉在鬃刷毛已透過連接體例如，橋聯件，柵 格或鬃刷毛擔體等連接好之.時也可以完成。然後將夾持成 型板座落於靠近鬃刷毛與鬃刷毛擔體之間的過渡區並將固 持器依取出方向沿著該連接處取出並隨後轉移，其中因爲固 持器的成型板以爲一同等組的成型板所取代而再度得到一完 整的射出成型模子。該固持器可爲可攜帶式固持器，沿著一 循環途徑移動且可在鬃刷毛從固持器完全取出之後再使用 以補足射出模子。若該連接不是後續製作步驟，如***，膠 合’熔接，射出等所直接需要時，也可以移除掉且可只讓 鬃刷毛使用任何任何習用的接合技術連接到鬚刷毛擔體或 刷體。 本發明另一具體實例提出的是包括至少兩組包含夾持工 -28- (25) (25)200303259 具的成型板之射出模子，其中第一組包括部份含末端的成型 通道且另一組包括剩餘的成型通道部份，其中該第一組可從 該第二組取出且後續組可從彼此按時間順序取出。射出程序 係對應於組數分成許多射出成型循環使得，在射出模子的密 閉起始位置處，熔融聚合物料團會於第一射出循環中射出到 完整的成型通道內，其後將該第一組從其他組上取出，由是 通過夾持工具載著空白體，其撤出途徑比空白體的長度更爲 短。隨後，於一第二射出成型循環中，將更多的熔融聚合物 料團射出到其他組的成型通道已開放的縱向段內並重複射出 /取出步驟直到第二組到最後一組從最後組取出而製成長度 大於成型通道長度的鬃刷毛爲止。鬃刷毛係經分段製成， 造成具有更大長度的鬃刷毛之製造。 於該裝置的此具體實例中，可以在每一射出循環中 射出入不同的熔融聚合物料團，以製成沿著鬃刷毛長度具 有數種組件之鬃刷毛，其中每一步驟中所用的聚合物可配 合鬃刷毛與對鬃刷毛擔體的連接等要求，由是製造具有 數個區之鬃刷毛。個別組的取出動作可用短時間間隔配 合射出成型循環，其中於撤出動作中空白體皆經足夠地冷 卻使其可從其餘成型板取出。個別區較佳者係經黏合在一起 ，不過也可以用正面（positive )或非正面方式透過具有 最後射出的部份長度之末端所具相應的外型（profiling ) 予以連接。 包括鬃刷毛末端及在成型通道末端的模子輪廓之成型 板較佳者可以使用有不同模子輪廓的成型板予以更換以製造 -29- (26) (26)200303259 具有不同形狀的末端之鬃刷毛。此成型板應該只具有光滑 的輪廓以促成從鬃刷毛端模子以無瑕疵方式取出，此對各 種用途都是重要者。 於此種方式中’可針對其他方面固定的鬃刷毛幾何變 異鬃刷毛的末端輪廓，例如具有點狀或可變異式圓化端者 ’或甚至於製成具有分叉末端（兩尖式或類似者）的鬃刷 毛。這種成型板可具有各具不同長度的縱向成型通道段以 製成一鬃刷毛植區所含諸鬃刷毛末端之輪廓化封面。 在供料通道與射出模子的成型通道之間較佳者要配置一 連接二或更多成型通道的模腔以形成諸鬃刷毛之間的連接 體’其可視情況也連接所有的鬃刷毛。其可用爲輔助工具 以進一步處置整個鬃刷毛植區或作爲輔助工具以完成具 有刷體的鬃刷毛植區。 該模腔也可設計成製造刷體或油漆刷體或其部份。 特別者，模腔可藉此用不同聚合物成形或製造呈多組 件設計的刷體或油漆刷體或其部份。 【實施方式】 本發明要在下面利用圖表和具體實例予以說明。 圖1以圖表形式顯示出在各具不同直徑的鬃刷毛成型 通道內之流動型態（速度型態）。通道壁係用破折垂直線 示出且於圖表下方給出相關的直徑（毫米）。最小的鬃刷 毛成型通道具有0.3毫米之直徑，最大者具有6毫米之直徑 。在通道中心的固定流速（核心速度）導致所示依照通道 •30· (27) (27)200303259 直徑（鬃刷毛直徑）之流動型態，其相略近似之下，具有 拋物線相關性。若成型通道的直徑沿其長度保持固定，則此 流動型態不會改變其形狀或只稍微改變。 若成型通道具有弱錐形形狀，如圖2到4中圖形顯示者 ’於固定壓力下，該核心速度甚至可能增加且經由在靠近壁 的區中之壁摩擦作用會產生強烈剪效應。若在射出成型中， 此等成型通道中裝載入熔融聚合物料團，則在壁區中會因該 剪效應使分子進行強縱向取向，而在沒有受到負荷的熔融料 內之分子則具有彼等在能量上最有利的球化構造。對於在相 應高壓下射出到成型通道內的熔融聚合物料團，此種情況會 導致在靠近壁的區內製成之鬃刷毛的強化，其在足夠高的 核心速度下會延伸到鬃刷毛端，伴隨著朝向中心遞減的分 子取向。於靠近壁的區內因爲具有強剪效應的剪流所致分子 取向也會伴隨著張力誘導晶體形成，其中在邊緣區中的強剪 效應會促進長針形晶體的形成。再者，高射出壓力的使用對 於晶種形成和晶體密度都呈有利的影響。於成型通道中；>3〇〇 巴（0.3x 105kPa)，較佳者 > 1 300 巴（1.3x 105kPa)的特定 射出壓力之下，於成形通道受到充足地排氣時，彈性模數和 因而彎曲彈性都會受到顯著地改良，由是增加抗扯性（抗 張強度）。此特定壓力需要從該壓力產生工具產生>5〇〇巴 (0·5χ 105kPa)之射出壓力。 根據圖5所示，於圖2成型通道內製成的鬃刷毛具有 相當靭的根部區a，其沿著其自由長度1的彎曲彈性會朝向 鬃刷毛端增加，且具有高抗張強度。雖然根部區a主要係 -31 - (28) (28)200303259 用來連接到或埋置於鬃刷毛擔體或刷體之內，該鬃刷毛沿 著其長度1，具有一幹部區，其包括一幹基b和實幹c。於b 和c兩區內對彎曲偏轉必需的橫截面減小可透過上述諸效應 所致彎曲彈性之增加而獲得補償。幹區b，c係由實際效應 區d，亦即對於塗刷效用具重要性的區，其係與尖端區t， 一起形成的，該t區係決定鬃刷毛的撓性。尖端區和其形狀 可決定鬃刷毛的直接表面效應，進入表面不規則處之內的 穿透深度，等。與圖2不同者，當在實際成型通道的上游連 接一拓寬口，如圖3和4中所示者之時，該鬃刷毛可具有 或大或小獲特性的喇叭狀根部區。 當在轉移到實際鬃刷毛-成型通道之前，於熔融聚合物 料團入口側上裝設一不連續性限制處之時，該穩定化效用可 進一步獲得改良且，特別者，對於短鬃刷毛長度也可得到 (參見圖6)。在該限制處會形成延伸流，沿著短途徑產生 高核心速度而在靠近壁的區內產生大幅剪效應。 本發明對射出壓力的操作參數及可達到的高核心速度與 透過壁摩擦的大剪效應使得可以用射出成型製成可調整長度 的細鬃刷毛，此爲至今爲止尙不可能者，即使以無盡頭單 絲的擠壓也不能，於本方法中僅透過顯著的技術努力（間 段撤出）即可實現即使量此等無盡頭單絲型鬃刷毛的弱錐 性。圖7和8顯示兩具體實例。圖7顯示出在根部區直徑爲 〇·7毫米且在鬃刷毛端直徑爲〇.2毫米的鬃刷毛（比例2:1) ，其半長度處的平均直徑爲0.49毫米。於〇.27°的極端弱 錐性角度（對應於鬃刷毛成型通道的模子斜度）之下’可 -32- (29) (29)200303259 以視需要，如對於高品質油漆刷或類似者，射出成型出長度 60毫米的鬃刷毛。彼等在半鬃刷毛長度處具有絲0.5毫米 的平均直徑。圖8顯示出（比例5:1)在根部區的直徑0.35 毫米且在鬃刷毛端的直徑0.25毫米之鬃刷毛，其長度爲 10.5毫米且有相同的錐角（模子斜度）。平均直徑爲0.3毫 米，此類型鬃刷毛適合用於牙刷。由於此鬃刷毛的細幾何 之故，彼等可經密實排列而不會在鬃刷毛端區產生過度的 分隔-有別於傳統射出成型鬃刷毛者。 圖9顯示出根據本發明製成的鬃刷毛與經由擠壓製成 的鬃刷毛相比時在技術性質和應用上的優良性。 於單絲擠壓紡絲以製造平均直徑0.3毫米的鬃刷毛之 過程中，紡織嘴具有0 · 9毫米的出口直徑（圖9中的外垂 直線）。熔融聚合物料團在紡嘴內側具有典型爲3 0 0毫米 /秒的最大流速（核心速度），此係由擠壓力與單絲的撤 出速度所定出的。離開紡嘴的單絲係經利用一撤出力沿 著一短路途抽出到〇·9與0.3毫米之間的直徑並於其後直 接冷卻以固定住分子構造。於後續抽取中，使單絲達到 其0·3毫米的最後直徑，具有約± 10%的直徑容限。其速 度型態在圖9中以e (擠壓）標出。 於本發明射出成型中，鬃刷毛成型通道具有0.3毫米 的平均直徑（圖9中兩內垂直界線）。在2000巴（2x 105kPa)區內的射出壓力在通道內產生約looo毫米/秒的 核心速度。速度型態係經標爲i (射出）於流動中，特別 是在靠近壁的區內之剪效應係關聯到熱塑性聚合物的固 •33- (30) (30)200303259 有強度’其係由剪速率（剪矩 （Shear moment )) 7"所 決定。跨越流動通道的半徑r之剪速率y 1係決定於針對半 徑r的速度型態之導數 γ(Γ)=|Λ(Γ)/^| = ^^·Γ 其係與流動通道的有效直徑之平方成反比。剪速率係線性地 正比於最大流速（核心速度）。於上述實例中，產生對注 模鬃刷毛的剪速率超過所述擠壓流至少10之倍數。 圖9中的虛線闡示出對擠壓（ei)和射出成型（i〇於 沒有按比例下的剪速率。彼等在鬃刷毛-成型通道的紡嘴壁 之個別最大値。 圖10到1 3以圖表形式顯示出於不同操作階段的射出模 子具體實例，其特別適合用於根據本發明方法進行鬃刷毛 的射出成型。其比例係經高度放大以更淸楚地顯示出細部。 射出模子1具有數條平行的成型通道2，彼等係透過 一供料通道3連接到一射出成型工具。該射出成型工具係 經設計成產生在500巴（bar)(0.5 X 105kPa)區內，較佳者^ 2000巴（2 X 105kPa)的射出壓力。該射出壓力的真正大小 係依照成型通道2沿其長度的橫截面形狀且依照其長度而 調定使得在成型通道內發生>300巴（0.3 X 105kPa)的特定壓 力。 該射出模子包括眾多實質相同厚度的層狀成型板4 ’ 於射出側的成型板5，與形成鬃刷毛端所用的成型板6 ° -34- (31) (31)200303259 每一種成型板4，5和6產生成型通道2的一縱向段，其 較佳者係以腔孔產生者。 成型板5在射出側上具有開口 7，其朝向成型通道2 漸細窄以產生如圖6的延伸流且形成鬃刷毛的根部區a(圖 5)。在成型板4中的後續成型通道縱向段沿著彼等的長度 具有圓筒形或微錐形橫截面形狀，而形成鬃刷毛端所用的 成型板6具有盲孔8，其在所示具體實例中係呈原頂形。 於射出成型中，熔融聚合物料團係通過供料通道3進 入成型板5的窄化開口 7且，由於高核心速度，塡充整個 成型通道到高達形成末端的板6之處。熔融聚合物料團在 供料通道3中具有實質無序，球化分子結構，其隨後在射 出側的開口 7內與在後面成型通道2之內因爲強剪流而轉 變爲縱向分子構造。 成型板4，5和6可以垂直於板的平面移動以在射出 成型成的鬃刷毛達到足夠的形狀穩定性之時釋放出彼等。 射出成型工具1較佳係經冷卻使得成型通道2的壁保持相 對地冷，由是支持在熔融聚合物料團中的晶體形成。 要從模子釋放出鬃刷毛時，係於起始取出成型板6(圖 1 1)。只有非常小的黏著力必須克服以確保鬃刷毛端保持 彼等的形狀，此對於後面的刷子或油漆刷之用途係特別重 要者。隨後將成型板4個別地或成組地取出（圖1 2)直到鬃 刷毛9的末端1 0伴隨筆等的大部份長度釋放出爲止。於 此等釋出步驟中，係利用在射出側上的成型板5維繫住鬃 刷毛且此成型板5也隨後取出以暴露出帶有彼等稍微加厚 -35- (32) (32)200303259 得根部區1 1之所有鬃刷毛（圖1 3)。在射出側上的供料通 道內之熔融聚合物料團會在所有鬃刷毛之間完成一連接部 1 2且可將整個空白體取出並製成刷子，油漆刷或類似者 ，其中該連接部係經整合到結構之內或僅作爲輔助工具以 處置該鬃刷毛且於將該等鬃刷毛連接到刷體或類似者之前 分離掉。 於射出成型的過程中必須提供成型通道的最優排氣以 幫助合意的高核心速度。圖14顯示出其一具體實例。排 氣係透過在成型板4，5和6之間的窄間隙1 3發生的使得 隨著前緣的進展空氣即沿著成型通道2的整個長度排出。 取代窄間隙1 3者，也可以將成型板4，5和6的互相面對 表面予以粗糙化而獲得足夠大小的整體排氣橫截面。該排 氣橫截面具有朝向外面的拓寬口 1 4以促成排放空氣的快 速逸散掉。 成型通道2可以沿著其整個長度以< 1. 〇 °的模子斜度 漸細窄’其中該漸細不受從模子釋放出所決定反而是受合 意的鬃刷毛形狀和其彎曲行爲所決定。成型通道2的橫截 面形狀必須不呈連續地圓錐形（參看圖1 5放大比例闡明排 氣幾何者）。於圖式中的上成型板4指示出成型通道2的 圓柱形縱向段1 5而下成型板4指出成型通道2的圓柱形 縱向段1 6。兩成型板4的橫截面係從成型通道2的圓柱 形縱向段1 5以數微米漸細到圓柱形縱向段1 6以在此點產 生一微弱彎曲部份（step)。於此彎曲部份區處，係透過在 兩成型板之間的間隙1 3發生排氣，該間隙係配合到一拓 -36- (33) (33)200303259 寬口 14之內。於從模子釋放出的過程中，此等不顯著的 彎曲部份都不能看出且會產生沿著鬃刷毛整個長度的輕微 錐性。在個別成型板4中的縱向段15，16可以透過簡單 的鑽鑿而產生。或者，個別成型板中的縱向段可以具有相 同的直徑以製造圓柱形鬃刷毛。更獨特的直徑變化則產生 分段型（stepped)鬃刷毛。 圓錐行鬃刷毛對於射出成型和從模子脫離在技術上係 有利者。於鬃刷毛端的最小橫截面會比隨後的朝向根部區 之鬃刷毛區冷卻得更快速且從鬃刷毛端到鬃刷毛根的逐步 釋出係追隨著鬃刷毛內的溫度梯度進行的。 成型板4具有數毫米之厚度。其可大約對應於成型通 道2所具直徑的3到1 5倍使得在個別成型板內的縱向段 之極端精確鑽鑿成爲可能。由於彼等係在射出成型機的封 閉性壓力下保持彼此鄰接著，因此，不管高射出壓力，即 使是薄的成型板都可以維持住彼等的尺寸和形狀。低厚度 也確保良好的熱散逸，係因爲成型板都被排氣間隙所均勻 地絕緣之故。彼等也因相同原因而容易冷卻，例如使用外 加冷卻劑’於模子封閉時以及在打開與重新封閉之間的時 間中此爲特別有效者。或者，可以將冷卻工具整合到成型 板之中或其彼等之間。最後，在射出壓力下的最低負荷可 促成使用具有良好熱絕緣與比鋼或類似者較不嚴格的機械 強度之材料來製造成型板。 有效冷卻對於鬃刷毛所具分子構造的影響以在上面討 論過。 -37- (34) (34)200303259 圖1 6也以圖表形式顯示出由諸層狀成型板4構成的 射出模子1 ’其中在射出側的成型板不具有放寬的橫截面 。與上述具體貫例不同者’成型板4係分成兩組17，18( 參看圖1 7 )，其中每一組都包括至少〜可橫向位移的成型 板（於圖17到20中以雙箭號19，20指示者）。 該等可橫向位移的成型板會配合相鄰的成型板來夾住 空白體21，其，於此具體實例中，只形成最後鬃刷毛的 一部份（縱向段）。空白體2 1係使用配合鬃刷毛此縱向段 的射出參數之熱塑性聚合物射出成的。於射出循環之後， 成型板4組1 8中有至少一可位移板（圖1 7)會被帶到挾持 位置且在該組1 8取出時隨之攜載，由是從在射出側上的 組1 7所含成型板4部份地脫開並使組17所含成型板4中 的成型通道所含一預定的縱向段2 2空出來。於該空白體 2 1的末端處，可視情況形成預塡充，如圖式中所示者。 於組1 8所含成型板4撤出之後，組1 7中的可位移成型板 即被帶到挾持位置並隨後對暴露出的縱向段22用包括另 一種聚合物或含其他添加劑的聚合物之熔融聚合物料團予 以塡充。藉此所形成的鬃刷毛縱向段23係透過材料黏接 及/或正面鎖合連接到空白體2 1。隨後，組1 7的可位移成 形板及回到其起始位置並將具有成型其上的縱向段23之 空白2 1於挾持工具閉合時從組1 7的成型通道部份地撤出 以暴露出成型通道內的縱向段24。於一後續射出循環中 ，縱向段24係經使用視需要具有另一種不同性質的另一 種熔融聚合物料團予以塡充而於最後得到具有沿著鬃刷毛 -38- (35) (35)200303259 長度各具不同機械強度性質及/或不同使用性質的三區（段 21 ’ 23和25)之鬃刷毛27。特別者，包含鬃刷毛端的區 2 1可用爲磨耗顯示以顯示出鬃刷毛的磨耗程度。鬃刷毛 從模子的最後脫離係按照上述進行的。 圖2 1到24也顯示出一射出模子丨（圖2 1 )，其包括兩 組17 ’ 1 8成型板4，各具有至少一可橫向位移的成型板 已形成一挾持工具。與上述具體實例不同者，在射出側上 的成型板5具有朝成型通道漸細的拓寬口。形成鬃刷毛端 的成型板6具有各具不同深度與圓頂形狀的孔底之盲孔 (blind holes)28，29和30，使得可以製成眾多各具不同長 度使彼等的末端位於一曲線型封面上之鬃刷毛。 於圖21到24的具體實例中，係用不同的區31，32 依序射出鬃刷毛，其中區31具有延伸型鬃刷毛根部3 3。 以次種方式射出成的多段式鬃刷毛34(圖22)係於隨後經 由取出形成鬃刷毛端的成型板6及-視需要延緩之後-取出 組18的成型板4而就彼等的末端從模子取出（圖22)。之 後，組1 8中的至少一可橫向位移成型板即被帶到挾持位 置並將整個組1 8，視情況與末端成型板6 —起，沿著相 反方向位移，使得包括根部區33的鬃刷毛34所含部份區 3 1突出超過在射出側上的成型板5。隨後，將該射出模子 1(圖23)連接到另一具有模腔36的射出模子35，於其中射 出入熔融聚合物料團，藉此射出成根部區23及突出到模 腔3 6內的區3 1之縱向段。模腔3 6可經形成得使其界定 一鬃刷毛所用中間單體或一完整的刷體，於其中無間隙地 -39- (36) 200303259 包埋著鬃刷毛端使彼等不會被拉出來。 於此具體實例的另一修改形式中21的射出模 含成型通道2也可以使用一熔融聚合物料團予以完 充，且如圖2 2和2 3中所示者，可以將彼等的根音I； 鄰的縱向段一起暴露出以使用單體形成用熔融聚合 予以射出（圖24)。 於另一具體實例中，根據圖2 1到23射出成且 的植毛側端脫離出的鬃刷毛可以透過於被少數，至 ，成型板，例如射出側成型板5和兩片後續的成型 中一板可以橫向位移已形成一挾持工具，予以固持 取出形成末端的成型板6和大部份後續的成型板4 子完全地脫離。作爲傳送固持器的此等成型板可以 毛一起傳送到另一射出成型站，於其中將彼等連接 模子3 5，同時裝以一新的包含射出側成型板5之 組以完成射出模子1。此種傳送固持器可以將鬃刷 到第二射出成型站且也可以繼續傳送到其他加工站 圖25和26顯示出在製造好鬃刷毛且取出至少 成型板6(沒有顯示出）之後，具有成型板4和5的 子1之部份。取代後述者，以一平坦推力板3 9在 前面移動，如此使鬃刷毛3 8在其餘成型板的成型 位移直到彼等的根部區37，與視情況的鄰接縱向 出過射出側成型板5或進入後續射出模子3 5的模住 並使用熔融聚合物料團予以射出形成鬃刷單體或刷 子1所 全地塡 區與相 物料團 於彼等 少三片 板，其 之下， 而從模 與鬃刷 到射出 成型板 毛移送 〇 該最後 射出模 脫離端 通道內 段，突 ^ 36內 體爲止 -40- (37) (37)200303259 圖27和28顯示出一具體實例，其中，於按照對照圖 25和26所說明的製造鬃刷毛38之後，取代平坦推力板 39者，使用一裝有各具不同高度的凸輪狀突起41和42 在脫離出的鬃刷毛端前面移動。於該推力板40朝向成型 板4移動之時，鬃刷毛會沿著推動途徑位移到成型通道內 的不同深度處使得彼等的根部區37突出進入射出模子35 的模腔3 6內到不同的深度且在射出及取出該推力板40與 成型板4和5之後，該等鬃刷毛端都位於一彎曲封面上。 圖29和30顯示出一具體實例，其不同於圖25和26 之處僅在於該等鬃刷毛3 8在射出側成型板區5中係透過 呈棒狀、柵格狀或類似形式之連接部43互連且在透過推 力板39位移之後，連接部43和後續的鬃刷毛38縱向段 一起突出進入射出模子3 5的腔洞3 6之內。 可以使用一較小組的成型板4，較佳者包括作爲挾持 工具的射出側成型板5與至少一可橫向位移的成型板4， 作爲傳送固持器用以將鬃刷毛傳送到後續射出成型站，加 工站或類似者。 用眾多成型板完成的射出模子所具層狀結構及藉此可 能的從模子之分段取出，加上本發明射出壓力參數和成型 通道內流速所得彈性模數和抗張強度的增加，可以促成其 中心軸不在從模子脫離出的方向上的鬃刷毛之製造。圖 31和3 2顯示出其實施例。圖31顯示出一射出模子的一 部份，該模子具有傾斜的成型通道44，45，於此具體實 例中，彼等係朝向彼此傾斜。補加地或替代地，射出模子 -41 - (38) (38)200303259 1可具有波浪狀，彎曲成型通道46，或具有數個彎曲處的 成型通道47使得可以用複合動作透過連接部48射出製造 成相應形式的鬃刷毛。要從模子脫離時，從成型板6開始 ，取出成型板4和6，並將鬃刷毛分段脫離出，其在彼等 的彎曲彈性與小脫離長度之下不會變形。 於分離掉連接部之後，可將該等鬃刷毛，個別地或分 組地或與透過射出在其周圍的連接部48 —起地，或透過 其他習用的熱或機械式連接方法製作成刷子。 於圖3 2的具體實例中，射出模子1具有層狀的成型 板4與形成明確分叉的鬃刷毛端之兩片端成型板4 9，5 〇 。各具指狀鬃刷毛端5 2的射出成型鬃刷毛5 1可因爲彼等 所具薄成型板與增加的鬃刷毛穩定性而容易地從模子取出 〇 形成鬃刷毛端的成型板6或49，50可以使用燒結金 屬製成’特別者，用於明確分叉的鬃刷毛端時，其也可以 提供在此區內的額外排氣以有效地防止空氣的捕捉。成型 板4當然也可使用此等燒結金屬製成以支持成型通道的排 氣。在例如該燒結金屬內存在或可透過成型通道的表面處 理產生的微粗糙性可在成品鬃刷毛表面上的微型區內產生 對應的粗糙性’其在鬃刷毛的使用中具有防水”L〇tus”效應 〇 圖3 3顯示出一個別鬃刷毛5 3，其可特別用於衛生刷 ’例如牙刷’醫學和醫院領域中的淸潔刷或作爲食品工業 中的淸潔或塗抹刷等之中。於鬃刷毛成型通道中的射出壓 -42- (39) (39)200303259 力和流速（核心速度）之適當調定可以促成將鬃刷毛沿著其 長度的彎曲行爲針對個別使用目的予以最優地調整，該鬃 刷毛具有0.3到3毫米之平均直徑。彼等可以像喇叭一般 在根部區54中放寬而獲得相當抗彎曲性肩部，其也形成 到刷體5 5表面的順暢過渡。此整個無間隙區，包括於本 例子中經均勻地圓化之刷子53的幹基和實際幹部與鬃刷 毛端56，可異使用射出成型技術製成具有平滑壁或具有 微粗糙性的壁以防止不要的粗糙性和污染之發生。由於此 等性質，具有此類型鬃刷毛的刷子也因爲沒有口袋、間隙 或類似者，所以於使用之後也可以容易地淸潔及/或消毒 。具有此種針對應用設計的形狀和性質之鬃刷毛既不能以 擠壓法製成也不能用到目前爲止已知的射出成型方法製成 〇 圖34顯示出兩鄰接鬃刷毛57，彼等係在彼等的喇叭 狀圓化根區5 8透過5 9所式連接部合倂在一起。使用本發 明方法時，帶有連接部59的鬃刷毛57可以彼此稍微分隔 地配置’其更可針對個別應用目的而視需要調整。鬃刷毛 57可以配置成非常靠近以在沖洗後防止水分、污物或細 菌的沉積或殘留。 圖3 5顯示出根據本發明製成的鬃刷毛60之圖式而圖 3 6爲其俯視圖，其向喇叭一般融入根部區61中的鬃刷毛 擔體表面62之內且具有一有相當高彎曲強度的幹部63與 一有輪廓化形狀的效應區64。於此具體實例中，效應區 64具有十字型橫截面，其逐漸地融入65到幹部區內。該 -43- (40) (40)200303259 效應區64所具十字型橫截面形成刷緣，其在刷子的強負 荷與效應區的彎曲之下變成有效應。於減低的壓力之下， 此效應會在也具有十字型輪廓的圓化鬃刷毛端66處發生 。鬃刷毛端66可更穿透到角落，間隙和溝紋之內予以淸 潔。使用其他的多邊形橫截面形狀也可獲得相同的效用。 【圖式簡單說明】 圖1顯示出在不同直徑的成型通道內之速度型態圖解； 圖2到4分別顯示出具有各自的速度型態的成型通道具 體實例之示意圖； 圖5顯示出在圖2成型通道內射出成型成的鬃刷毛之 示意圖，該通道具有縱向取向所必需的速度型態； 圖6顯示出在具有延展流的成型通道內的限制之示意圖； 圖7顯示出各維比例2:1的圓錐形通道之示意圖； 圖8顯示出各維比例1:5的圓錐形通道之示意圖； 圖9顯示出在擠壓噴嘴和在成型通道內的速度型態之比 較性示意圖表； 圖1 0到1 3各顯示出於不同操作階段中穿過射出模子一 具體實例的示意縱剖面； 圖14顯示出通過另一射出模子具體實例的示意縱剖面； 圖1 5顯示出圖1 4射出模子在外配成型通道區中的放大 細部； 圖1 6到20各顯示出一經修改的射出模子具體實例在不 同操作階段中的示意縱剖面； -44 - (41) (41)200303259 圖21到23各顯示出另一射出模子具體實例在不同操作 階段中的示意縱剖面； 圖24顯示出對應於圖2 1到23各具補充模子的射出模 子所具縱剖面； 圖2 5，2 6各顯示出有進一步修改的射出模子在兩操作 階段中的縱剖面； 圖27，28各顯示出對應於圖25，26，具有輪廓化推力 板之縱剖面； 圖29，30各顯示出對應於圖25，26，具有另一空白體 模子之縱剖面； 圖31顯示出通過一製造各具不同縱向延伸所用射出 模子之示意縱剖面； 圖3 2顯示出通過一製造具有分枝鬃刷毛端的鬃刷毛 所用射出模子之示意剖面； 圖3 3顯示出一鬃刷毛經稍微放大的示意圖； 圖3 4顯不出兩鬃刷毛排的高度放大示意圖； 圖3 5顯示出鬃刷毛另一具體實例的高度放大示意圖； 圖3 6顯示出在圖3 5鬃刷毛自由端上的俯視圖。 主要元件對照表 1 ? 35 射出模子 2 成型通道 3 供料通道 4，5，6 成型板 -45- (42)200303259 開口 8 ， 28 ， 29 ， 30 9 ， 27 ， 38 ， 60 10 11， 33 ， 37 ， 54 ， 61 12 ， 43 ， 48 13 14

21 22 ， 23 ， 24 33 34 36 39，40 41 ，42 44， 4 5 46 47 49，50 51 5 2 5 3 5 5 盲孔 鬃刷毛 鬃刷毛末端 根部區 連接部 窄間隙 拓寬口 縱向段 空白體 縱向段 延伸型鬃刷毛根部 多段式鬃刷毛 模腔 推力板 凸輪狀突出 傾斜成型通道 彎曲成型通道 (具有數個彎曲處）之成型通道 端成型板 射出成型鬃刷毛 指狀鬃刷毛端 個別鬃刷毛 刷體 -46- (43) 200303259 56，66 鬃刷毛端 58 喇叭狀圓化根區 62 鬃刷毛擔體表面 63 幹部 64 效應區 -47 -

Claims (1)

1. (1) (1)200303259 拾、申請專利範圍 1· 一種用熱塑性聚合物透過射出成型製造鬃刷毛之方 法，其中係將熔融聚合物料團在壓力下射出到具有預定的 長度且沿著其長度具有預定的橫截面形狀之鬃刷毛-成型 通道’且於射出成型過程中將該通道排氣，該方法的特徵 在於該射出壓力的大小係依據該鬃刷毛-成型通道的橫截 面尺寸調整使一剪流得以產生，該剪流在該熔融聚合物料 團流的中心具有高核心速度，且由於至少在靠近壁的熔融 聚合物料團區內的聚合物分子所具獨特縱向取向之下因熔 融聚合物料團的壁摩擦導致大幅剪效應並沿著該通道維持 著’其中該通道係沿著其長度同時排氣以支持該剪流的維 持。 2.根據申請專利範圍第1項之方法，其中作用於該熔 融聚合物料團上的射出壓力，依據該鬃刷毛-成型通道的 橫截面形狀，係經調設在較佳者至少5〇〇巴（bar)(〇.5 χ 105kPa)。 3 .根據申請專利範圍第丨項之方法，其中該射出壓力 係調設在 2000 到 5000 巴（2 X 105kPa 到 5 X 105kPa)。 4 ·根據申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其 中δ亥射出壓力係經調設成使得在該鬃刷毛-成型通道內的 溶融聚合物料團具有大於30〇巴（0.3 X 105kPa)的特定壓 力。 5 ·根據申|靑專利範圍第1至3項中任一項之方法，其 中，於所給該鬃刷毛-成型通道所具橫截面形狀和長度之 -48- (2) (2)200303259 下，該射出壓力係經調設以支持在鄰近縱向取向的分子剖 面之間的晶種形成。 6. 根據申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其 中該鬃刷毛-成型通道有接受冷卻。 7. 根據申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其 中該鬃刷毛-成型通道係沿著該熔融聚合物料團的流動方 向之橫向施以排氣。 8·根據申請專利範圍第7項之方法，其中該鬃刷毛― 成型通道係於經沿著該熔融聚合物料團的流動方向之橫向 配置的數個平面施以排氣。 9.根據申請專利範圍第8項之方法，其中該鬃刷毛-成型通道係沿著其長度透過以大約等距離配置的數個平面 施以排氣。 10·根據申請專利範圍第1至3項中任一項之方法， 其中該鬃刷毛-成型通道係排掉被該熔融聚合物料團的流 動壓力排代出的空氣。 1 1 ·根據申請專利範圍第1至3項中任一項之方法， 其中該通道係在外加的真空計壓力（underpressure)之支持 下排氣。 1 2.根據申請專利範圍第1至3項中任一項之方法， 其中該熔融聚合物料團係射出到一從射出側開始即保持實 質相同橫截面的鬃刷毛-成型通道之內。 1 3 ·根據申請專利範圍第1至3項中任一項之方法， 其中該熔融聚合物料團係射出到一具有從射出側開始即實 -49 - (3) (3)200303259 質連續地漸細的橫截面之鬃刷毛-成型通道之內。 1 4 ·根據申請專利範圍第1至3項中任一項之方法， 其中該熔融聚合物料團係射出到一入口區之內，該入口區 如同一噴嘴般朝向該鬃刷毛-成型通道漸狹窄，用以產生 一延伸流。 1 5 .根據申請專利範圍第1至3項中任一項之方法， 其中該熔融聚合物料團係射出到一鬃刷毛-成型通道之內 ，該鬃刷毛-成型通道的橫截面形狀具有至少一沿著該熔 融聚合物料團的流動方向呈漸細窄形式之不連續處。 1 6·根據申請專利範圍第1至3項中任一項之方法， 其中該鬃刷毛-成型通道的橫截面係經選擇成具有$3毫米 之最大寬度。 17.根據申請專利範圍第16項之方法，其中該通道的 最大寬度對其長度的比例係經選擇成爲$ 1 : 5。 18·根據申請專利範圍第17項之方法，其中該通道的 最大寬度對其長度的比例係經選擇成爲^ 1 : 1 0。 19.根據申請專利範圍第16項之方法，其中該通道的 最大寬度對其長度的比例係經選擇成爲g 1 : 250。 2 0.根據申請專利範圍第1至3項中任一項之方法， 其中該熔融聚合物料團係同時射出到數條相鄰的鬃刷毛-成型通道之內，藉此形成相應數目的鬃刷毛。 2 1 ·根據申請專利範圍第20項之方法，其中該熔融聚 合物料團係射出到該等相鄰的鬃刷毛-成型通道之內，藉 此同時形成在至少兩根鬃刷毛之間的連接部。 -50- (4) 200303259 22. 根據申請專利範圍第20項之方 刷毛之後，隨即射出另一種聚合物的熔 此形成在至少兩根鬃刷毛之間的連接部 23. 根據申請專利範圍第20項之方 合物料團係經射出以形成連接至少兩根 鬃刷毛擔體。 24. 根據申請專利範圍第21項之方 合物料團係經射出以形成連接鬃刷毛的 刷體。 2 5 ·根據申請專利範圍第2 3項之方 來自另一種聚合物的熔融聚合物料團射 之上。 2 6 ·根據申請專利範圍第2 0項之方 多各具不同長度的鬃刷毛。 27·根據申請專利範圍第20項之方 多各具不同橫截面的鬃刷毛。 2 8.根據申請專利範圍第20項之方 多具有沿著彼等的長度變化的橫截面形 29.根據申請專利範圍第2〇項之方 多互相平行取向的鬃刷毛。 3 0·根據申請專利範圍第20項之方 口 [^份—刷毛係以非平彳了方式射出成的。 3 1 ·根據申請專利範圍第20項之方 同成型通道內射出成型不同的熔融聚合 法，其中在射出鬃 融聚合物料團，藉 〇 法，其中該熔融聚 或更多根鬃刷毛的 法，其中該熔融聚 鬃刷毛擔體且形成 法，其中將至少一 出到該鬃刷毛單體 法，其中射出成許 法，其中射出成許 法，其中射出成許 狀之鬃刷毛。 法，其中射出成許 法，其中有至少一 法，其中透過在相 物料團而製造成具 -51 - (5) (5)200303259 有相同的幾何但不同的彎曲彈性（硬度）之顚刷毛。 3 2 ·根據申請專利範圍第1至3項中任一項之方法， 其中該鬃刷毛係用在固體化狀態下具有減低的二次結合力 之一種聚合物或聚合物混合物射出成者。 3 3 ·根據申請專利範圍第1至3項中任一項之方法， 其中該鬃刷毛係用包括在使用中會變成活性的添加劑之聚 合物射出成者。 3 4 · —種用熱塑性聚合物射出成型鬃刷毛所用之裝置 ，其包括一產生射出壓力所用的工具與一射出模子，該模 子具有至少一熔融聚合物料團供料通道與至少一呈成型通 道形式的模腔，該通道具有一對應於要製造的鬃刷毛所具 長度和橫截面形狀之模子輪廓，其中該成型通道具有相結 合的排氣工具以釋放出射出成型過程中排代出的空氣，該 裝置的特徵在於該射出壓力工具係經設計用以產生至少 500巴（0·5 X 105kPa)的射出壓力且該排氣工具具有沿著該 成型通道長度分布的排氣橫截面，彼等係經設計成，配合 該射出壓力形成一剪流，該剪流具有在該熔融聚合物料團 中心的核心速度且對該成型通道的壁具有大幅的剪效應。 3 5 ·根據申|靑專利$b圍第3 4項之裝置，其中該產生射 出壓力的工具係經設計成使得可以依照該成型通道所具長 度和橫截面形狀調定出在2000到5000巴（2 X 105kPa到5 X 105kPa)之間的射出壓力。 3 6 ·根據申請專利範圍第3 4項之裝置，其中該產生射 出壓力的工具與在該成型通道上的排氣橫截面係經設計成 -52 - (6) (6)200303259 使得在該成型通道內的熔融聚合物料團具有至少300巴 (0.3 X 105kPa)的特定壓力。 37.根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ，其中該射出壓力可依照該成型通道所具長度和橫截面形 狀予以控制。 3 8 ·根據申請專利範圍第3 4至3 6項中任一項之裝置 ，其中該排氣工具具有排氣橫截面，其可依照該特定壓力 予以控制。 39. 根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ，其中該具有成型通道的射出模子具有一相伴隨的冷卻劑 〇 40. 根據申請專利範圍第39項之裝置，其中該射出模 子內的該成型通道具有一相伴隨的冷卻劑。 41. 根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ，其中該射出模子包括數片成型板，彼等係相對於該成型 通道的縱向延伸呈橫向層狀排列’各板分別界定該成型通 道的一縱剖面。 42. 根據申請專利範圍第41項之裝置，其中該排氣工 具係在該等成型板上形成的。 43. 根據申請專利範圍第42項之裝置，其中該排氣工 具係在該等成型板互相面對的支撐表面上形成的。 44. 根據申請專利範圍第43項之裝置，其中該排氣工 具係透過在諸成型板的互相面對之表面之間的間隙形成的 -53- (7) (7)200303259 4 5 ·根據申請專利範圍第43項之裝置，其中該排氣工 具係由在諸成型板表面上的表面粗糙性所形成的。 46·根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ’其中該排氣工具具有在該成型通道的模子表面上寬度在 5微米到3 0 0微米之間的排氣橫截面。 47. 根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ’其中該排氣工具具有排氣橫截面，其從該成型通道的模 子表面起始向外變寬。 48. 根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ’其中該排氣工具具係連接到一外部真空計壓力源。 49. 根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ’其中該成型通道具有一沿著其長度保持實質地固定的橫 截面。 50. 根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ’其中該成型通道具有一朝向其末端實質均勻地漸細的橫 截面。 5 1.根據申請專利範圍第50項之裝置，其中該成型通 道具有一線型軸且以小於1 ·0度的角度（模子斜度）漸細。 52. 根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ’其中該成型通道具有一朝向其末端不連續地漸細的橫截 面。 53. 根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ’其中該成型通道橫截面的最大寬度爲S3毫米。 54. 根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 -54- (8) (8)200303259 ，其中至少一射出側成型板具有一朝向該成型通道漸窄的 拓寬口且在面向供料通道的側面連接到該成型通道上游處 的成型通道。 55.根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ，其中該成型通道橫截面的最大寬度對其長度的比例爲在 1 : 5 與 1 : 1 000 之間。 56·根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ，其中該成型板的數目和厚度都匹配該成型通道的長度。 57·根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ，其中該成型板的數目係與該成型通道橫截面的最大內徑 對其長度的比例呈反比。 58·根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ，其中該成型板的厚度爲該成型通道所具平均直徑的大約 3到15倍。 5 9 ·根據申請專利範圍第3 4至3 6項中任一項之裝置 ，其中該成型板可以個別地或成組地垂直於該板的平面移 動。 60. 根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ，其中至少某些該等成型板可平行於相鄰的成型板而位移 〇 61. 根據申請專利範圍第59項之裝置，其中該成型板 可以個別地或成組地依序取出。 62. 根據申請專利範圍第59項之裝置，其中在從模子 釋出之中，可以最後取出面向該供料通道的成型板。 -55- 200303259 Ο) 63·根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ’其中5亥射出模子具有各具不同長度及/或不同橫截面形 狀的成型通道。 64.根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ，其中製造具有一所給長度的鬃刷毛所用的射出模子所具 標準結構具有一數目經對其標準化的成型板且可以取出或 ***一標準化數目的成型板以變異該鬃刷毛的長度。 6 5 .根據申§靑專利範圍第3 4至3 6項中任一項之裝置 ，其中該射出模子具有成型通道，該等成型通道具有相對 於該等成型板的移動方向傾斜一角度之中心軸，且各成型 板具有該成型通道的縱剖面，其大小爲使得不論角度偏差 爲何都可以透過依序地取出個別成型板從模子釋出。 66. 根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ，其中該射出模子包括成型通道，該等成型通道具有相對 於該等成型板的移動方向呈彎曲之中心軸，且各成型板具 有該成型通道的縱剖面，其大小爲使得可以依照曲率透過 依序地舉起個別成型板而從模子釋出。 67. 根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ，其中該射出模子具有至少一成型板，該等成型通道可沿 著彼等的平面相對於相鄰的成型板移位而，在蹤刷毛的射 出成型之後，形成一用於所有鬃刷毛的挾持工具，其可作 用於對應的成型通道長度部份。 68. 根據申請專利範圍第67項之裝置，其中該等形成 挾持工具的成型板可沿著取出方向與相反方向移動。 -56 - (10) (10)200303259 69. 根據申請專利範圍第67項之裝置，其中該等形成 挾持工具的成型板在從射出模子中取出之後’與爿斤$ ί寺的 鬃刷毛一起移動以處置該等鬃刷毛的空間排列° 70. 根據申請專利範圍第67項之裝置，其中該等形成 挾持工具的成型板可以取出並改換一組相同的成M ® Μ 重新完成射出模子以用於下一射出循環。 71. 根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ，其中該射出模子包括至少兩組成型板，每一組各具一挾 持工具，其中第一組包括包含末端的該成型通道的部份且 另一組形成該成型通道的其餘部份，其中該第一組可於隨 後從該第二組取出且該第二組可從其他組取出，將射出程 序分隔成爲對應於組數的一數目射出成型循環使得，於該 射出模子的密閉起始位置中，可於第一射出循環中，將熔 融聚合物料團這設到完整的成型通道內，其後將該第一組 從其他組取出藉此透過該挾持工具載著空白體，其撤出途 徑比該空白體的長度較爲短，且於隨後於第二射出成型循 環中將補加的熔融聚合物料團這設到其他組內經解放的成 型通道縱向段中，且重複該射出/取出步驟直到從最後一 組取出倒數第二組爲止，以製造出具有比成型通道的長度 較大的長度之鬃刷毛，其可視需要使用不同的聚合物製成 〇 7 2 ·根據申請專利範圍第3 4至3 6項中任~項之裝置 ，其中至少該界定在該成型通道末端處的模子輪廓之成型 板可改換成一有另一種模子輪廓的成型板用以製造出具有 -57- (11) (11)200303259 不同形狀的末端之鬃刷毛。 73.根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ’其中至少該具有在該成型通道末端處的模子輪廓之成型 板可改換成一有不同成型通道縱向段之成型板。 74·根據申請專利範圍第34至36項中任一項之裝置 ’其中在該供料通道與該射出模子的成型通道之間配置著 連接著二或更多成型通道的模腔用以形成在諸鬃刷毛之間 的連接。 7 5 ·根據申請專利範圍第74項之裝置，其中該模腔係 經構造成以製造連接所有鬃刷毛的鬃刷毛擔體。 7 6 ·根據申請專利範圍第74項之裝置，其中該模腔係 經設計成用以製造刷體或油漆刷體或其部份。 77·根據申請專利範圍第74項之裝置，其中該模腔係 經設計成用各具不同聚合物的多組件結構以產生刷體或油 漆刷體或其部份。 -58-