1.本发明涉及一种用于个人护理工具的柄部，尤其涉及一种用于口腔护理工具的柄部，该柄部包括用于将头部重复地附接到柄部以及从柄部拆卸的芯-连接器单元和至少部分地覆盖芯-连接器单元的第二部件。本公开进一步涉及一种包括此类柄部和头部的个人护理工具。
背景技术：
2.本领域中熟知用于个人/口腔护理工具(如手动牙刷)的头部和柄部。一般来讲，用于清洁牙齿的刷毛簇附接到旨在用于插入使用者口腔中的刷头的刷毛载体或安装表面。柄部通常附接到头部，该柄部在刷牙期间由使用者握持。通常，手动牙刷的头部例如通过在一个注射模塑步骤中注射模塑刷毛载体、柄部以及连接头部和柄部的颈部而永久性地连接到柄部。在牙刷的正常使用寿命后，即在使用约三个月后，牙刷被丢弃。为了提供在磨损并丢弃牙刷时产生较少浪费的环境友好/可持续的手动牙刷，已知手动牙刷包括可更换(即，可重复地附接到柄部以及从柄部拆卸)的头部或头部置换物。消费者可重新使用柄部并且仅购买新的/崭新的头部置换物，而不是购买全新的牙刷。这种置换物通常比常规手动牙刷更便宜并且产生较少的浪费。
3.例如，已知手动牙刷包括柄部，可替换头部连接到该柄部。柄部设置有头部可插入其中的腔。为了在头部和柄部之间提供足够强的连接，刷头被成形为具有颈部，该颈部具有用于接合在设置在柄部中的腔内的互补接合机构中的耦接锚定件。
4.为了有效地清洁牙齿，必须提供整个牙刷的适当可操纵性和良好的处理性质，该性质尤其取决于柄部/牙刷的重心、柄部以及刷头的抗弯刚度和重量。通常，牙刷的柄部具有线性杆的形状以由使用者根据需要处理和操纵。因为具有可替换刷头的手动牙刷在柄部部分内包括内腔以接纳可替换头部，因此已发现此类柄部相对较轻，并且因此在口腔护理腔中处理起来既不舒适也不易于调转。此外，包括相对较轻的柄部(例如，包括较少材料的柄部或由普通塑性材料例如聚丙烯制成的柄部)的牙刷握在手中不太舒服。为了补偿该缺点，可增加柄部的横截面积的大小。然而，相对较厚的柄部也可能减小在手中旋转牙刷的便利性，从而阻碍使用者到达口腔中的所有区域。另外，已知使用者/消费者使用不同的刷牙技术，并且因此在使用所有类型的刷牙技术时，识别牙刷的最佳人体工程学以便在刷牙期间提供良好的感官感觉是至关重要的。
5.此外，个人护理工具，尤其是包括相对较轻的柄部(例如，由普通塑性材料例如聚丙烯制成的柄部)的牙刷在工具的使用期间提供低产品质量感知。
6.本公开的一个目的是提供一种用于个人护理工具的柄部，其克服上述缺点中的至少一者，特别是提供更舒适和改善的质量感知。本公开的另一目的是提供一种包括此类柄部和头部的个人护理工具。
技术实现要素：
7.根据一个方面，提供了一种用于个人护理工具的柄部，该柄部包括用于将头部重复地附接到柄部以及从柄部拆卸的连接器，该柄部还包括：
[0008]-芯结构，该芯结构和连接器一体地制成以形成芯-连接器单元，和
[0009]-第二部件，该第二部件至少部分地覆盖芯结构，其中
[0010]
圆形衬圈与芯-连接器单元一体地形成在连接器与芯结构之间。
[0011]
根据一个方面，提供了一种个人护理工具，该个人护理工具包括此类柄部和头部。
附图说明
[0012]
下文参考各个实施方案和附图更详细地描述本发明，其中：
[0013]
图1示出了根据本公开的个人护理工具的示例性实施方案，该工具包括头部和柄部，该柄部(以沿a-a的剖视图示出)包括芯-连接器单元、第二部件、第三部件和弹簧加载卡扣元件；
[0014]
图2示出了图1的柄部的芯-连接器单元的透视图；
[0015]
图3示出了沿图1的柄部的b-b的剖视图；
[0016]
图4示出了不具有第三部件和弹簧加载卡扣元件的图1的柄部的透视图；
[0017]
图5示出了不具有弹簧加载卡扣元件的图1的柄部的透视图；
[0018]
图6示出了图1的柄部的透视图，其中弹簧加载卡扣元件处于分解视图中；
[0019]
图7示出了图2的芯-连接器单元的连接器；并且
[0020]
图8示出了用于制造图1的柄部的方法步骤。
具体实施方式
[0021]
根据本公开的用于个人护理工具的柄部包括用于将头部重复地附接到柄部以及从柄部拆卸的连接器。连接器可包括卡扣配合锁定机构(例如弹簧加载球元件)，其用于将头部牢固地附接到柄部，并且用于在头部与柄部之间提供足够强的连接和稳定性，以使得使用者能够执行例如刷牙动作。
[0022]
根据本公开的个人护理工具可以是任何类型的个人护理工具，例如湿剃剃刀，或者口腔护理工具，优选地牙刷，例如手动牙刷。头部可以是任何类型的可替换置换物，例如剃刀刀片架或口腔护理置换物，包括但不限于刷头置换物、齿间或牙签置换物、舌头/组织清洁器置换物以及化学品施加器置换物。刷头可包括固定到头部的安装表面的至少一个牙齿清洁元件，例如刷毛簇和/或弹性体元件。
[0023]
根据本公开，连接器与芯结构一体地制成，并且与芯结构一起形成芯-连接器单元，即该单元形成为在不破坏该单元的情况下不能分离的一个件。由于连接器和芯结构例如在单个注射模塑步骤中被制成一个一体件，因此制造可得到简化，并且生产成本得以降低。
[0024]
芯结构至少部分地由第二部件覆盖以形成待由使用者抓握的柄部主体。换句话讲，芯结构至少部分地嵌入另一柄部材料中。当芯-连接器单元为柄部提供骨架、增强支架或加强梁时，第二部件可为柄部/柄部主体提供特定且优异的触觉，从而使得能够容易且舒适地使用柄部。
[0025]
根据本公开，圆形衬圈/环例如在一个注射模塑步骤中与芯-连接器单元一体地形成。衬圈/环设置在连接器与芯结构之间的交汇点处。此类衬圈/环可确保芯-连接器单元与第二部件之间的紧密连接。当将第二部件材料模塑到芯结构上时，第二部件的材料在一定程度上收缩，并且因此在芯-连接器单元与第二部件之间提供压力配合，这确保芯-连接器单元与第二部件之间的牢固且紧密连接。由于衬圈设置在连接器与芯结构之间的交汇点处，因此衬圈可形成用于第二部件的支撑/接触区域。
[0026]
衬圈/环可包括设置在与第二部件直接接触的区域中的台阶或凹槽。当设置在衬圈的外部几何形状中的台阶被形成第二部件的材料重叠注塑时，可在芯-连接器单元与第二部件之间提供非常紧密的配合。此类紧密配合可消除芯-连接器单元与第二部件之间的牙膏浆液原本可积聚在其中的任何深间隙，从而使柄部更卫生。台阶可具有相对较小的尺寸，例如约0.5mm至约1.5mm的高度，从而仍提供紧密配合的益处。如果台阶的高度相对较小(例如约0.5mm至约1.5mm)，则覆盖台阶的第二部件材料的层可相应地相对薄，即约0.5mm至约1.5mm。
[0027]
根据本公开的压力配合也可被称为干涉配合或收缩配合，并且是两个紧密配合的配对零件之间的一种紧固形式，该紧固形式产生在零件被推到一起之后也通过摩擦而保持在一起的接头。压力配合或收缩配合允许部件在不施加外力的情况下结合；在第二部件返回到正常室温时，压力配合/收缩配合通过模塑后的相对大小变化来自动提供。通过加热第二部件的材料以允许模塑到芯-连接器单元上，并且通过使材料返回到环境温度/室温，可在芯-连接器单元与第二部件之间提供紧密收缩配合。此类紧密机械连接，即根据本公开的紧密压力配合/收缩配合，也可使得能够使用在模塑之后不形成化学键的柄部材料(分别用于芯-连接器单元和第二部件)。
[0028]
衬圈可邻接，并且因此可与至少部分地覆盖芯结构的第二部件直接接触以提供甚至更紧密的连接。此外，衬圈可与第二部件基本上齐平，并且可提供柄部主体的均匀外侧表面，而不产生糊剂和浆液可积聚在其中的任何间隙或边缘。因此，此类柄部提供优异的触觉，并且使个人护理工具更卫生。
[0029]
柄部可具有在最靠近头部的近侧端部与远侧端部之间延伸的纵向延伸部，远侧端部与近侧端部相对。芯结构还可具有沿柄部的纵向延伸部延伸的纵向延伸部。至少一个突出部可从芯结构的长度延伸部延伸以与第二部件互锁，以提供坚固的柄部主体。芯-连接器单元和第二部件可借助于至少一个突出部甚至更好地连接，并且在正常使用条件下不可分离。
[0030]
至少一个突出部，优选地两个或更多个突出部可在基本上正交/垂直的方向上从芯结构的长度延伸部延伸。此类突出部可例如通过注射模塑与芯结构一起容易地制造。突出部可促进和实现芯结构与第二部件之间的稳固连接和机械互锁。突出部可具有肋、翅片、条、桥和/或小块的形式。
[0031]
如果芯结构包括沿柄部的整个长度延伸部延伸至少20％、优选地至少25％、进一步优选地至少50％、甚至更优选地至少75％或至少85％的长度延伸部，则芯结构可向第二部件并且因此向整个柄部主体提供优异的支撑和强度。此类柄部即使掉落到地板也不太可能损坏或破裂，并且因此可确保柄部的较长使用寿命。
[0032]
通常，个人护理工具和口腔护理工具，尤其是包括可更换头部的牙刷需要高质量
且坚固的连接器结构，因为头部频繁地附接到柄部以及从柄部拆卸。由耗损、疲劳或过早老化引起的缺陷是公知的问题，并且可导致低质量感知和产品的早期替代。
[0033]
为了克服这些缺点，芯-连接器单元可由纤维增强材料制成。纤维增强材料可以是由使用纤维增强的聚合物基质/聚合物基体材料制成的复合材料。聚合物基体材料可选自包括以下各项的组：聚酰胺(pa，例如pa6、pa66)、苯乙烯丙烯腈树脂(san)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、再生塑性材料或它们的混合物。聚合物基体材料可至少部分地含有再生塑性材料。
[0034]
苯乙烯丙烯腈(san)作为聚合物基体材料可提供高耐热性质。链中的丙烯腈单元使san具有大于100℃的玻璃化转变温度。在模塑步骤期间，由于相对较早和较快的转变温度，san的性质可允许减少的循环时间。通过注射模塑本公开的纤维增强材料，材料熔体的温度高于tg区域(粘性或橡胶状态)。在冷却期间，该复合物早期达到高tg温度并达到尺寸稳定性(玻璃状态)。由于材料的高tg，材料保持尺寸稳定，因此纤维增强材料的重叠注塑是可能的。
[0035]
聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)作为聚合物基体材料可为柄部提供高质量表面性质，包括改善的光学特性和高冲击强度。一旦加热，聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯就表示具有低粘度和高熔体流动指数(mfi)的耐高温熔体。因此，纤维增强材料在模塑期间的可加工性得到改善。
[0036]
聚酰胺(pa)被定义为具有通过酰胺键联结的重复单元的聚合物。聚酰胺呈现高耐久性和强度。例如，聚己内酰胺(pa6)和尼龙6-6(pa66)具有高拉伸强度、刚性、良好的头部下稳定性以及弹性和光泽。pa6和pa66高度耐磨和耐化学品(诸如酸和碱)。pa6通常是白色的，并且可在生产之前染成各种颜色。
[0037]
纤维可选自包括以下各项的组：无机微粒、玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、玄武岩纤维、木纤维或它们的任何组合。玻璃纤维可改善聚合物基体材料的强度、弹性和耐热性。碳纤维和芳族聚酰胺纤维可改善聚合物基体材料的弹性、拉伸和压缩强度。木纤维可改善聚合物基体材料的挠曲强度、拉伸模量和拉伸强度。无机微粒可改善聚合物基体材料的各向同性收缩、磨耗和压缩强度。
[0038]
纤维增强材料可包含约10重量％至约50重量％，或约25重量％至约35重量％或约30重量％的纤维。芯-连接器单元可由包含约30重量％的玻璃纤维的玻璃纤维增强的聚合物材料制成。聚合物材料可以是聚酰胺或聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯，或聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的组合。
[0039]
嵌入聚合物材料中的玻璃纤维可向形成芯-连接器单元的聚合物材料提供显著增加的刚度、耐磨性和完整性。对于个人工具，例如头部频繁地从其拆卸和重新附接的口腔护理柄部，此类材料为连接器提供耐磨性，从而允许柄部使用更长的时间段。持久的连接器性质对于牙刷而言尤为重要，因为头部和柄部经常由于含有磨料颗粒的浆液和牙膏而弄脏。如果连接器材料不足以抵抗磨料，则磨料可磨掉/磨落连接器的材料，从而改变连接器的外部几何形状。因此，连接器可失去其功能和/或其在使用期间(例如在刷牙期间)将头部牢固地保持在适当位置的能力。
[0040]
纤维增强材料可具有约1g/cm3至约1.7g/cm3、优选地约1.4g/cm3的密度。
[0041]
第二部件可由聚合物材料制成，该聚合物材料包含聚合物基体材料和填充材料，
优选地无机填充材料。聚合物基体材料可选自以下各项：聚酰胺、苯乙烯丙烯腈树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、再生塑性材料或它们的混合物。聚合物基体材料可至少部分地含有再生塑性材料。
[0042]
苯乙烯丙烯腈(san)可提供高耐热性质。链中的丙烯腈单元使san具有大于100℃的玻璃化转变温度。在模塑步骤期间，由于相对较早和较快的转变温度，san的性质可允许减少的循环时间。无定形聚合物适用于本公开的重质树脂材料，这是由于无定形聚合物以可逆方式从粘性或橡胶状态转化为硬质状态的玻璃化转变温度tg。通过注射模塑本公开的纤维增强材料，材料熔体的温度高于tg区域(粘性或橡胶状态)。在冷却期间，该复合物早期达到高tg温度并达到尺寸稳定性(玻璃状态)。由于材料的高tg，材料保持尺寸稳定，因此纤维增强材料的重叠注塑是可能的。
[0043]
聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)可为柄部提供高质量表面性质，包括改善的光学特性和高冲击强度。一旦加热，聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯就表示具有低粘度和高熔体流动指数(mfi)的耐高温熔体。因此，纤维增强材料在模塑期间的可加工性得到改善。
[0044]
聚酰胺(pa)被定义为具有通过酰胺键联结的重复单元的聚合物。聚酰胺呈现高耐久性和强度。例如，聚己内酰胺(pa6)和尼龙6-6(pa66)具有高拉伸强度、刚性、良好的头部下稳定性以及弹性和光泽。pa6和pa66高度耐磨和耐化学品(诸如酸和碱)。pa6通常是白色的，并且可在生产之前染成各种颜色。
[0045]
填充材料可选自包括以下各项的组：氧化锌、氧化铁、硫酸钡、二氧化钛、氧化铝或它们的任何组合。填充材料可占聚合物材料的约50重量％至约80重量％。氧化锌、氧化铁、硫酸钡和二氧化钛具有至少4g/cm3的密度，并且因此可为形成第二部件的聚合物材料提供相对较重的重量。此外，如果氧化锌和/或氧化铝用作填充材料，则可提供第二部件的相对较高的热导率。
[0046]
在氧化锌用作具有基本上白色/浅色的填充材料的情况下，第二部件聚合物基体材料可使用任何类型的染料来着色。染料母料可简单地添加到基体材料/第二部件材料，而不是例如通过电镀第二部件和/或使用彩色涂层来给第二部件涂漆(如果使用黑色/深色填充材料，例如氧化铁，则这将是需要的)来施加附加的涂层。
[0047]
第二部件的聚合物材料可具有约2g/cm3至约3.5g/cm3、优选地约2.7g/cm3的相对较高的密度，该密度显著高于通常使用的塑性柄部材料的密度。约2.7g/cm3的密度可由包含无机填充材料和聚合物基体材料的聚合物材料提供，其中聚合物基体材料可以是聚酰胺，并且其中无机填充材料可以是占聚合物材料的约70重量％至约75重量％的氧化锌。
[0048]
在密度为约2g/cm3至约3.5g/cm3，优选地约2.7g/cm3的情况下，与通常使用的柄部材料(例如，具有仅约0.9g/cm3的密度的聚丙烯)相比，第二部件显著更重，并且在柄部的使用期间向消费者提供不同的触觉印象。由于柄部材料的重量可以相对较高，因此这可在个人护理工具的使用期间为使用者提供高质量感知和舒适感觉。通常，尤其是在个人护理领域中，使用者习惯于产品具有确保高产品质量并在产品的使用期间提供舒适感觉的一定比重。因此，根据本公开的用于个人护理工具的柄部可提供此类优异的产品质量感知。
[0049]
通过分别将不同材料用于芯-连接器单元和第二部件，可同时在不同方面改善柄部性质。与由例如聚丙烯制成的柄部相比，可包含相对大量的填充材料(例如至少50重
量％)的第二部件为整个柄部提供高比重以及更高的导热性和热容量。因此，与由标准塑性材料制成的柄部相比，根据本公开的柄部可被认为是高品质的柄部。高度重量/较低温度通常是与如金属或陶瓷的材料相关的属性，这通常表示更高的质量水平和价格点。
[0050]
然而，另一方面，具有大量的填充材料的材料比标准塑性材料更易碎，因此可能更容易破裂，例如，如果柄部掉落到地面或撞击硬质物体。令人惊讶地，已发现，如果芯结构包括沿柄部的整个长度延伸部延伸至少20％、优选地至少25％、进一步优选地至少50％、甚至更优选地至少75％或至少85％的长度延伸部，则根据本公开的芯结构可补偿第二部件的易碎特性。通过向聚合物基体材料添加纤维(例如玻璃纤维)，聚合物基体材料的性质在强度、弹性和耐热性方面得到改善。根据本公开，形成芯结构的纤维增强材料可补偿第二部件的聚合物材料的增加的易碎性，并且可确保产品在整个使用寿命中(例如当柄部掉落到地板时)的完整性。
[0051]
另外，通过与芯结构一起形成连接器，也可确保头部与柄部的稳固附接。由于不仅芯结构，而且连接器也可由纤维增强材料形成，因此在个人护理工具的整个使用寿命期间，头部在柄部的连接器上的配合不太可能磨损，从而不仅提供高质量消费产品，而且提供更加可持续且生态友好的个人护理工具。
[0052]
此外，用于芯-连接器单元和第二部件的特定选择的材料的组合允许芯结构与第二部件的聚合物材料的简单重叠注塑，而不需要复杂的组装步骤。
[0053]
为了提供柄部的改善的抓握性质，可将第三部件(例如，热塑性弹性体材料(tpe)和/或聚丙烯材料)重叠注塑到芯结构和/或第二部件上。第三部件可在柄部的外表面上提供抓握区域。
[0054]
例如，柄部可包括由例如热塑性弹性体材料和/或聚丙烯材料的第三部件制成的拇指停靠部。如上文所讨论，这些材料可容易地注射模塑在芯结构和/或第二部件上方。此类拇指停靠部可为个人护理工具的柄部提供改善的处理性质(例如防滑性质)，以改善个人护理工具在潮湿条件下(例如在使用者刷牙时)的可操纵性。拇指停靠部可由具有约30至约60、或约40的肖氏a硬度的热塑性弹性体制成，以便当在潮湿条件下使用时防止口腔护理工具太滑。拇指停靠部的至少一部分可具有凹形形状，该凹形形状相对于拇指停靠部的其余部分的区域具有约20
°
至约25
°
或约24
°
的角度α。另选地，拇指停靠部可以是沿柄部的长度延伸部延伸的细长条带。拇指停靠部或抓握区域可以在靠近近侧端部(即最靠近头部)的区域中附接到柄部的前表面上。拇指停靠部可包括基本上垂直于和/或对角于柄部的纵向轴线延伸的多个肋。此类肋可允许使用者/消费者通过甚至更多控制来使用个人护理工具。使用者/消费者可在使用期间更好地握住和操纵柄部。此类柄部可在使用(例如刷牙)期间，特别是在潮湿条件下，提供进一步改善的控制性和更大的舒适度。
[0055]
第三部件可不仅在柄部的前表面上形成拇指停靠部，而且在与前表面相对的后表面上形成待由使用者/消费者的手指和拇指抓握的手掌抓握部。这种柄部构型可以在使用期间甚至进一步抵抗滑动。第三部件材料(例如tpe)可延伸穿过设置在下面的第二部件和/或芯结构中的孔口。
[0056]
一种制造用于个人护理工具的柄部的方法可包括以下步骤：
[0057]-由纤维增强材料模塑芯-连接器单元，该芯-连接器单元包括芯结构和用于将头部附接到柄部的连接器，该连接器包括腔，
[0058]-使用聚合物材料至少部分地重叠注塑芯-连接器单元以形成第二部件，该聚合物材料包括填充材料，
[0059]-使用材料至少部分地重叠注塑芯-连接器单元和/或第二部件以形成第三部件(优选地热塑性弹性体)，以形成柄部的抓握部分，
[0060]-将卡扣配合元件插入连接器的腔中。
[0061]
卡扣配合元件可以是弹簧加载球元件。为此，可将弹簧、球和将压缩的弹簧和球保持在适当位置的帽状件插入连接器的腔中。帽状件可通过例如压力配合和/或超声焊接固定在腔中。帽状件可由根据本公开的纤维增强材料制成或由不同材料(例如金属)制成。
[0062]
芯结构的一部分可在柄部的外部保持可见，例如以提供附加的颜色对比结构，从而改善柄部的美学外观。例如，呈现标识的区域可由芯结构的不包括重叠注塑并且因此保持可见的一部分提供。
[0063]
根据本公开的柄部可包含约5重量％至约20重量％的形成芯-连接器单元的纤维增强材料、约70重量％至约95重量％的包含填料并形成第二部件的聚合物材料、以及约1重量％至约10重量％的第三部件材料(优选地热塑性弹性体)以形成柄部的抓握部分。
[0064]
根据本公开的柄部可包含约13重量％至约18重量％的形成芯-连接器单元的纤维增强材料、约75重量％至约85重量％的包含填料并形成第二部件的聚合物材料、以及约2重量％至约5重量％的第三部件材料(优选地热塑性弹性体)，以形成柄部的抓握部分。
[0065]
由于柄部的材料(芯-连接器结构和第二部件的材料)可具有比头部(由聚丙烯制成)的材料更高的密度，因此质心/重心位于柄部内(即使刷头加载有牙膏)，这使得使用者能够在刷牙期间执行具有改善的感官感觉的良好协调的刷牙技术。设置在柄部中心的重心提供了这样一种口腔护理工具：一旦牙膏被施加到刷头上，其更好地平衡，并且不倾翻/不使头部偏向。此外，当使用者应用不同的抓握样式/刷牙技术时，根据本公开的口腔护理工具具有以下优点：重心位于腕关节的枢转点或非常靠近腕关节的枢转点。平衡的牙刷在口腔中更容易控制，从而允许更精确和准确的刷牙运动，这使得能够更好地清洁。
[0066]
虽然，与常用工具(例如，在使用约三个月之后丢弃的手动牙刷)相比，个人护理工具的高质量和相对昂贵的柄部适于在较长时间段内使用，但相对便宜的置换物可定期(例如，在约三个月之后)更换。这提供了成本有效且环境可持续的高质量个人/口腔护理工具。
[0067]
此外，由于第二部件的聚合物材料可包含相对大量的填充材料，该填充材料可与基体材料的至少一部分预混合，因此此类聚合物材料可允许例如通过填料变化来控制柄部在任何位置中的重量。由于柄部的相对较高的重量，对整体个人护理工具的控制可为有益的。现在可能的是使用聚合物材料的质量/重量分布来适应成品柄部的惯性力矩。
[0068]
如上文所讨论，个人护理工具的头部可经由包括卡扣配合元件/卡扣配合锁定机构的连接器附接到柄部，以确保头部与柄部之间的足够强的连接和稳定性，例如以使得使用者能够执行刷牙动作。该连接器可具有外侧表面和其中的凹槽，该凹槽在连接器内形成腔。在该腔内，可设置有弹簧加载球元件。弹簧加载球元件包括球和弹簧，该弹簧在朝向连接器的外侧表面的方向上将径向力施加到球上。在下文中，径向力由在基本上垂直于连接器的纵向长度延伸部的方向上施加的力限定。弹簧将力施加到球上并向外推动球，使得球延伸稍微超过连接器的外侧表面。设置在头部中的中空部分的内壁可包括用于接收弹簧加载球元件的球的凹槽。一旦头部卡扣配合到连接器上，头部就在轴向方向上固定在柄部/连
接器上。换句话讲，连接器允许头部容易地附接到柄部/从柄部拆卸。使用者可通过简单的线性运动将头部附接到柄部。此外，球卡扣可提供对头部的精确固定，并且可向使用者提供头部被牢固地卡扣的明显触觉反馈。换句话讲，一旦球接合到设置在头部的中空部分的内壁中的凹槽中，使用者就可识别出。刷头可容易地移除，即不需要执行与其它元件/解锁机构的同步动作。
[0069]
头部可被固定在柄部上，直到施加特定/预定的拉脱力为止。头部与连接器之间的连接足够强，使得实现良好协调的刷牙技术。头部在使用(例如刷牙)期间不会从柄部松开并且不会扭转到旁边。
[0070]
弹簧加载球元件的球和/或弹簧可由不锈钢制成。虽然典型的卡扣元件包括由随时间推移显示出松弛和老化效应的塑料制成的弹簧元件，但不锈钢弹簧随时间推移显示出恒定的弹簧刚度，在延长的使用条件(例如，温度)下也是如此。由不锈钢制成的弹簧加载球元件可提供头部在连接器/柄部上的持久、可靠的固定。
[0071]
该连接器可包括第一基本上圆柱形区段和第二基本上圆柱形区段，其中该第一圆柱形区段和该第二圆柱形区段可通过至少部分锥形成型区段连接。该第一基本上圆柱形区段、该至少部分锥形成型区段和该第二基本上圆柱形区段可以连续的顺序布置，并且可限定连接器的纵向长度延伸部。该第一基本上圆柱形区段和该第二基本上圆柱形区段可相对于连接器的纵向长度延伸部偏离中心地放置。
[0072]
在下文中，基本上圆柱形区段由具有纵向长度延伸部和基本上垂直于该纵向长度延伸部延伸的横截面区域的三维主体限定。该横截面区域具有沿纵向长度延伸部基本上恒定的形状。由于连接器可通过注射模塑工艺制造，所以基本上圆柱形区段也包括具有至多2
°
的微小拔模角度的区段/主体。换句话讲，基本上圆柱形区段也包括一旦头部附接到连接器就朝最靠近头部的近侧端部略微渐缩至多2
°
的区段/主体。
[0073]
该横截面区域可具有任何形状，例如基本上圆形、椭圆形、矩形、半圆形、具有平坦部分的圆形、凸形或凹形。该横截面区域可具有多边形的形状，例如正方形或三角形的形状。沿圆柱体的长度延伸部环绕圆柱体的外侧表面可被定义为由相对于圆柱体的纵向长度延伸部基本上平行的直线组成。
[0074]
口腔护理工具的头部具有远侧端部和近侧端部，该近侧端部被限定为最靠近柄部的端部。头部的近侧端部可包括用于接收连接器的一部分(例如第二基本上圆柱形区段、至少部分锥形成型区段以及第一基本上圆柱形区段的一部分)的中空部分。头部的中空部分可具有内壁，该内壁的几何形状/轮廓对应于待插入头部的中空部分中的连接器的部分的外部几何形状/轮廓。连接器的基本上圆柱形区段的偏心布置/偏离中心定位使得能够将刷头精确地定位在柄部上。可明确地限定头部的几何位置。由于柄部在最靠近头部的近侧端部处包括连接器，因此当使用者将头部附接到柄部时，两个基本上圆柱形区段的偏心/偏离中心布置可用作引导元件。换句话讲，这两个基本上圆柱形区段可允许头部与柄部之间的精确配合。此外，例如如果向头部上施加侧向力，则在刷牙期间该两个基本上圆柱形区段的偏心/偏离中心布置可为柄部上的头部提供抗扭转保护。
[0075]
该第一基本上圆柱形区段和该第二基本上圆柱形区段具有长度延伸部和基本上垂直于该长度延伸部延伸的横截面区域，并且该第一基本上圆柱形区段和/或该第二基本上圆柱形区段的横截面区域可以是基本上圆形的。这种几何形状提供了坚固且简单的结
构，这种结构在使用口腔护理工具之后易于清洁。此外，由于外部几何形状相对简单，所以这种连接器可以成本有效的方式制造。
[0076]
该第一基本上圆柱形区段可具有横截面区域，该横截面区域大于该第二基本上圆柱形区段的横截面区域。例如，待插入柄部的近侧端部处的中空部分中的第一基本上圆柱形区段可具有直径为约8mm至约10mm、优选地约9mm的基本上圆形横截面区域，而待插入头部的近侧端部处的中空部分中的第二基本上圆柱形区段可具有直径为约4mm至约6mm、优选地约5mm的基本上圆形横截面区域。
[0077]
该第一基本上圆柱形区段和该第二基本上圆柱形区段可分别具有被定义为第一基本上圆柱形区段和第二基本上圆柱形区段的对称轴线的第一纵向中心轴线和第二纵向中心轴线。该第一基本上圆柱形区段和该第二基本上圆柱形区段可相对于彼此放置/布置，使得第二圆柱形区段的第二纵向中心轴线相对于第一圆柱形区段的第一纵向中心轴线偏离中心约1mm至约2.5mm、或约1.5mm至约2mm、或约1.65mm定位。换句话讲，该第二基本上圆柱形区段的中心从该第一基本上圆柱形区段的纵向中心轴线偏移/偏心约1mm至约2.5mm、或约1.5mm至约2mm、或约1.65mm的距离。
[0078]
这种连接器可易于例如通过注射模塑来制造，并且如果在刷头上施加侧向力则为口腔护理工具提供足够的扭转稳定性。
[0079]
该第一基本上圆柱形区段和/或该第二基本上圆柱形区段可包括沿第一基本上圆柱形区段和/或第二基本上圆柱形区段的长度延伸部延伸的平坦部分。例如如果在头部上施加侧向力，则此类平坦部分可在使用(例如刷牙)期间为个人护理工具(例如牙刷)提供连接到柄部的头部的附加的抗扭转保护。
[0080]
该第一基本上圆柱形区段和该第二基本上圆柱形区段可分别具有第一外表面和第二外表面，并且该第一基本上圆柱形区段和该第二基本上圆柱形区段可相对于彼此布置，使得第一外表面的一部分和第二外表面的一部分基本上直线对准。任选地包括弹簧加载球元件的平坦部分可与基本上直线对准的第一外表面和第二外表面相反地布置。这种连接器具有易于清洁的外部几何形状。该连接器是坚固的、易于使用的，并且可以成本有效的方式制造。
[0081]
柄部的近侧端部(例如，设置在连接器与芯结构之间的交汇点处的环/衬圈)可包括斜切表面。这种斜切表面可在使用期间为口腔护理工具提供附加的抗扭转保护。柄部的斜切表面和横截面区域可限定约15
°
至约30
°
、或约18
°
至约28
°
、或约25
°
的角度α。该横截面区域由基本上垂直于柄部的纵向长度延伸部延伸的区域限定。令人惊讶地，已经发现这种成角度/斜切的表面提供了优异的抗扭转保护。此外，成角度/斜切的表面允许在使用口腔护理工具之后排出流体如牙膏浆液和唾液，从而防止这种流体随时间推移积聚。
[0082]
连接器允许头部容易地附接到柄部/从柄部拆卸。使用者可通过简单的线性运动将头部附接到柄部。利用偏离中心布置的基本上圆柱形区段的特定设计以及柄部的斜切表面，头部在附接运动期间自动地转到正确的取向(在一定公差内)。因此，消费者在将头部卡扣到柄部上之前不会被迫将头部精确地定位在柄部上。此外，球卡扣提供了对刷头的精确固定，并且向消费者提供头部被牢固地卡扣的明显触觉反馈。刷头可容易地移除，而不需要与其它元件(解锁机构)的任何同步动作。此外，连接器可容易地清洁。连接器的该特定设计可不具有污垢、牙膏和/或唾液积聚在其内的任何凹槽。连接器还可通过仅包括基本上圆的
边缘来避免任何易碎结构，这可防止表面的容易破裂或损坏。
[0083]
为了在出现制造公差时允许刷头在连接器上足够良好地配合，该头部的中空部分的内壁可包括至少一个裂口或彼此相反布置的两个裂口，以精确地调节连接器/柄部上的该头部。此外，该至少一个裂口可防止头部的中空部分中的空气压缩，该空气压缩可在将头部卡扣在连接器/柄部上时起到像弹簧的作用或作为附加的阻力。
[0084]
个人护理工具可以是口腔护理工具，特别是包括柄部和具有牙齿清洁元件的牙刷头部的牙刷。
[0085]
口腔护理工具的牙齿清洁元件，例如形成一个或多个簇的长丝束，可通过热簇绒工艺附接到头部。一种制造具有嵌入头部中的长丝簇的头部的方法可包括以下步骤：在第一步骤中，通过提供期望量的长丝来形成簇。在第二步骤中，将簇放置在模具腔中，使得应该附接到头部的长丝的端部延伸到该腔中。没有延伸到该腔中的长丝的相对端部可以是端部倒圆或非端部倒圆的。例如，在长丝为具有尖锐顶端的渐缩长丝的情况下，长丝可为非端部倒圆的。在第三步骤中，通过注射模塑工艺在延伸到模具腔中的长丝的端部周围形成头部，从而将簇锚定在头部中。另选地，可通过在形成口腔护理工具的其余部分之前，利用注射模塑工艺在延伸到模具腔中的长丝的端部周围形成头部的第一部分(所谓的“密封板”)来锚定簇。在开始注射模塑工艺之前，延伸到模具腔中的簇的端部可任选地熔融或熔合粘结来将长丝一起接合在熔合体或熔球中，使得熔合体或熔球位于腔内。可通过具有盲孔洞的模塑棒将簇保持在模具腔中，该盲孔洞对应于口腔护理工具的成品头部上的簇的期望位置。换句话讲，通过热簇绒工艺附接到头部的簇在沿着它们的长度的中间部分上没有叠加，并且没有使用锚定件/钉安装在头部中。可用不含锚定件的簇绒工艺来将簇安装在头部上。
[0086]
另选地，用于口腔护理工具的头部可设置有具有至少一个簇孔洞(例如，盲端孔)的刷毛载体。可通过装订工艺/锚定簇绒方法将包括多根长丝的簇固定/锚定在该簇孔洞中。这意指，簇的长丝以基本上u形方式围绕例如由金属制成的锚定件弯曲/折叠，该锚定件例如为锚索或锚定板。将长丝与锚定件一起推入簇孔洞中，使得锚定件穿入簇孔洞的相对侧壁中，从而将长丝锚定/固定/紧固到刷毛载体。锚定件可通过正摩擦接合固定在相对侧壁中。在簇孔洞为盲端孔的情况下，锚定件抵靠孔的底部保持长丝。换句话讲，锚定件可以基本上垂直的方式位于u形弯曲上方。由于簇的长丝以基本上u形构型围绕锚定件弯曲，因此每个长丝的第一分支和第二分支沿长丝方向从刷毛载体延伸。可用于/适用于装订工艺中的长丝类型也被称为“双面长丝”。通过装订工艺制造的用于口腔护理工具的头部可以相对低的成本和时间有效的方式来提供。
[0087]
下文是对根据本公开的个人护理工具及其零件的示例性实施方案的非限制性讨论，其中参考了附图。
[0088]
图1示出了个人护理工具10，在该具体实施方案中为手动牙刷10。手动牙刷10包括柄部12和头部14，头部14可经由连接器16重复地附接到柄部12以及从该柄部拆卸。柄部12可通过使用如图8的流程图中所示并且如下文进一步解释的工艺来形成。
[0089]
柄部12包括连接器16(其与芯结构18一体地制成以形成芯-连接器单元20)、第二部件22、第三部件24和弹簧加载卡扣元件26。
[0090]
芯-连接器单元20(在图2中详细示出)由纤维增强材料制成。纤维增强材料是包含聚合物基体材料和纤维的复合材料。复合材料可包含约10重量％至约50重量％、优选地约
25重量％至约35重量％、进一步优选地约30重量％的纤维。纤维可选自包括以下各项的组：玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、玄武岩纤维、木纤维或它们的任何组合。聚合物基体材料可选自包括以下各项的组：聚酰胺、苯乙烯丙烯腈树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或它们的混合物。在该具体实施方案中，纤维增强材料可包含作为聚合物基体材料的聚酰胺和约30重量％至约35重量％的玻璃纤维。
[0091]
纤维增强材料具有约1g/cm3至约1.7g/cm3(在该具体实施方案中为约1.4g/cm3)的密度。
[0092]
如图3和图4中所示，芯-连接器单元20的芯结构18部分地嵌入第二部件22中/由该第二部件重叠注塑。
[0093]
芯-连接器单元20与第二部件22一起限定柄部12的整个长度延伸部28。柄部12的长度延伸部28从最靠近头部14的近侧端部30延伸到远侧端部32，远侧端部32与近侧端部30相对。
[0094]
第二部件由包含基体材料和填充材料(优选地无机填充材料)的聚合物材料制成，其中基体材料选自以下各项：聚酰胺、苯乙烯丙烯腈树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或它们的混合物，并且其中填充材料可占聚合物材料的约50重量％至约80重量％。填充材料选自包括以下各项的组：氧化锌、氧化铁、硫酸钡、二氧化钛、氧化铝或它们的任何组合。在该具体实施方案中，第二部件可由聚合物材料制成，该聚合物材料包含作为基体材料的聚酰胺和约60重量％至约75重量％的氧化锌。
[0095]
第二部件的聚合物材料具有约2g/cm3至约3.5g/cm3(在该具体实施方案中为约2.7g/cm3)的密度。
[0096]
为了补偿第二部件22的易碎特性，芯结构18包括沿柄部12的整个长度延伸部28延伸至少20％、优选地至少25％、进一步优选地至少50％、甚至更优选地至少75％或至少85％的长度延伸部34。在该具体实施方案中，芯结构18沿柄部12的整个长度延伸部28延伸至少85％。通过将玻璃纤维添加到聚合物基体材料，聚合物基体在强度、弹性和耐热性方面的性质得到改善。
[0097]
芯结构18还包括在基本上正交方向上从芯结构18的长度延伸部34延伸的多个突出部36。突出部36促进并实现芯结构18与第二部件22之间的稳固连接和机械互锁。突出部可具有肋、翅片、条、桥和/或小块的形式(参见图2和图3)。
[0098]
芯-连接器单元20的连接器16还包括在与芯结构18的交汇点40处的环/衬圈38，以确保芯-连接器单元20与第二部件22之间的紧密连接(参见图2和图7)。衬圈/环38包括设置在与第二部件22直接接触的区域中的台阶39或凹槽38。当设置在衬圈38的外部几何形状中的台阶/凹槽39被形成第二部件22的材料重叠注塑时，可在芯-连接器单元20与第二部件22之间提供非常紧密的配合。此类紧密配合可消除芯-连接器单元20与第二部件22之间的牙膏浆液原本可积聚在其中的任何间隙，从而使柄部更卫生。台阶39可具有相对较小的尺寸，例如约0.5mm至约1.5mm的高度41，从而仍提供紧密配合的益处。如果台阶的高度41相对较小(例如约0.5mm至约1.5mm)，则覆盖台阶/凹槽39的第二部件材料的层42可相应地相对薄，即约0.5mm至约1.5mm。当将第二部件材料22模塑到芯结构18上时，第二部件的材料在一定程度上收缩。因此，在芯结构18与第二部件22之间提供了压力配合，这确保芯-连接器单元20与第二部件22之间的牢固连接。
[0099]
为了提供柄部12的改善的抓握性质，第三部件24(例如，热塑性弹性体材料(tpe)和/或聚丙烯材料)可重叠注塑到芯结构18和/或第二部件22上。第三部件24在柄部12的外表面46上提供抓握区域44(参见图5和图6)。在该具体实施方案中，tpe材料的细长条带48设置在柄部12的前表面50上。
[0100]
图8示出了制造用于个人护理工具10的柄部12的方法步骤。
[0101]
在第一步骤100中，由纤维增强材料模塑，优选地注射模塑芯-连接器单元20，芯-连接器单元20包括芯结构18和用于将头部14附接到柄部12的连接器16，连接器16包括腔52。
[0102]
在第二步骤200中，使用聚合物材料至少部分地重叠注塑，优选地注射模塑芯-连接器单元20以形成第二部件22，聚合物材料包含填充材料。
[0103]
在第三步骤300中，使用材料至少部分地重叠注塑，优选地注射模塑芯-连接器单元20和/或第二部件22以形成第三部件24(优选地热塑性弹性体)，以形成柄部12的抓握部分或抓握区域44。
[0104]
在第四步骤400中，将卡扣配合元件26插入连接器16的腔52中。卡扣配合元件26可以是弹簧加载球元件。为此，可将弹簧54、球56和将压缩的弹簧54和球56保持在适当位置的帽状件58插入连接器16的腔52中。帽状件58可通过例如压力配合和/或超声焊接固定在腔52中。帽状件58可由根据本公开的纤维增强材料制成或由不同材料(例如金属)制成。
[0105]
在本公开的上下文中，术语“基本上”是指元件或特征结构的布置，尽管理论上期望其表现出精确的一致或行为，可实际上使某件事体现有些不太精确。同样，所述术语代表这样的程度：定量值、测量值或其它相关表示可不同于所述参考物而不造成所讨论主题的基本功能有变化的程度。
[0106]
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。