CH713120A2 - Bürste für die Nassreinigung. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bürste (A), die für eine Nassreinigung geeignet ist, beispielsweise eine Zahnbürste (A). Sie ist mit einem Griffbereich (1) und einem Bürstenbereich (2) mit mehreren eingebrachten Borsten (4) zum Reinigen versehen. Der Bürstenbereich (2) weist zumindest teilweise eine nanostrukturierte Oberfläche (3) auf, die ein Anhaften von Schmutz und/oder Wasser behindert. Erfindungsgemäss zeigt die nanostrukturierte Oberfläche (3) Erhebungen und/oder Ausnehmungen, die bevorzugt eine laterale Ausdehnung von über 10 nm und unter 500 µm insbesondere unter 100 µm und/oder einen Abstand von über 10 nm und unter 500 µm insbesondere unter 100 µm und/oder eine Höhe zwischen 10 nm und 500 µm insbesondere unter 100 µm aufweisen. Vorzugsweise ist die nanostrukturierte Oberfläche (3) auf den Bereich der eingebrachten Borsten (4) beschränkt und dieser Bereich insbesondere vollflächig nanostrukturiertet ausgebildet. Die erfindungsgemässe Zahnbürste A erweist sich als eine Bürste, welche für die Nassreinigung besonders geeignet ist und dabei besonders hygienisch zu verwenden ist. Auch ist sie in besonders vorteilhafter Weise als Massenprodukt zu produzieren und dementsprechend auch kostengünstig herzustellen.

Description

Beschreibung

TECHNISCHES GEBIET [0001] Die Erfindung betrifft eine Bürste, die für eine Nassreinigung geeignet ist.

STAND DER TECHNIK [0002] Seit den 70er-Jahren ist der Lotuseffekt bekannt. Er beschreibt eine besonders geringe Benetzbarkeit einer Oberfläche, wie sie beispielsweise bei der Lotuspflanze beobachtet werden kann. Wasser perlt in Tropfen ab und nimmt dabei auch die Schmutzpartikel auf der Oberfläche mit auf und transportiert sie ab. Verantwortlich für diesen Lotuseffekt ist eine komplexe mikro- oder nanoskopische Architektur der Oberfläche, die die Haftung von Schmutzpartikeln und Wasser minimiert. Dieser Effekt wurde umfangreich untersucht, beispielsweise wurde er von W. Barthlott eingehend untersucht und 1990 detailliert beschrieben.

[0003] Weitere Details zum Lotuseffekt sind zum Beispiel aus der freien Enzyklopädie Wikipedia zu entnehmen.

[0004] Aus der Internationalen Patentanmeldung WO 2005/001 178 A1 ist ein Verfahren zur Oberflächenstrukturierung einer synthetischen Faser bekannt, mittels dem Textilfasern erzeugt werden können, die nanostrukturierte Oberflächen aufweisen. Dabei wird eine in einem plastisch verformbaren Zustand befindliche Faser durch einen Prägevorgang mittels einer mikrolithographisch strukturierten Prägewalze plastisch so verformt, dass deren Oberfläche eine Struktur aufweist, die eine Feinheit von höchstens 10 pm aufweist. Diese feine Strukturierung ist nach dem Erstarren der Textilfaser weiterhin erhalten. Diese so erzeugten Textilfasern zeichnen sich durch besondere Eigenschaften aus, insbesondere nehmen sie Schmutz aufgrund der Oberflächenstrukturierung nur eingeschränkt an.

[0005] Weiterhin ist aus dem Chinesischen Utility Patent CN 205 267 377 U eine Zahnbürste bekannt, die nanostrukturierte Fasern in der Zahnbürste aufweist. Diese nanostrukturierten Oberflächen zeigen Erhebungen mit einem Radius zwischen 1 nm und 10 nm. Mit diesen nanostrukturierten Fasern gelingt es, einen Lotuseffekt im Bereich der Fasern zu erreichen.

[0006] Darüber hinaus ist aus dem Deutschen Gebrauchsmuster DE 20 2009 003 834 U1 eine Zahnbürste mit einem Silberkopf bekannt. Diese Zahnbürste besteht aus einem stielförmigen Handgriff und einem daran anschliessenden Bürstenkopf, der ein Borstenfeld trägt. Das Borstenfeld ist flächig mit metallischem Silber beschichtet. Die dünne Silberschicht enthält winzige Silberpartikel, die eine antibakterielle bzw. antimikrobielle Wirkung aufweisen, was sich sehr positiv auf die Mundhygiene und Zahnhygiene auswirkt.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG [0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Bürste anzugeben, die sich als besonders hygienisch auszeichnet.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einer Bürste gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.

[0009] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0010] Eine erfindungsgemässe Bürste zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie für eine Verwendung bei einer Nassreinigung geeignet ist. Sie zeigt einen Griffbereich zum Ergreifen oder Erfassen der Bürste durch einen Menschen oder durch ein Betätigungsorgan, beispielsweise durch einen Antrieb oder ein Handhabungsmittel, und einen Bürstenbereich, der mit mehreren Borsten zum Reinigen versehen ist. Dabei ist der Bürstenbereich erfindungsgemäss zumindest teilweise mit einer nanostrukturierten Oberfläche versehen, die ein Anhaften von Schmutz und/oder Wasser behindert oder auch verhindert. Dabei wird die nanostrukturierte Oberfläche so ausgebildet, dass der Lotuseffekt ausgenutzt wird, indem erfindungsgemäss die nanostrukturierte Oberfläche Erhebungen und/oder Ausnehmungen aufweist, die eine laterale Ausdehnung unter 500 pm und/oder eine Höhe unter 500 pm zeigen.

[0011] Durch das Vorsehen von Erhebungen bzw. Ausnehmungen mit der angegebenen lateralen Ausdehnung alternativ und/oder kumulativ mit einer Höhe entsprechend der vorgenannten Höhe gelingt es, eine nanostrukturierte Oberfläche für den Bürstenbereich anzugeben, der sich durch eine Wirkung auszeichnet, die den Lotuseffekt ermöglicht und dadurch ein Abperlen des Wassers und ein Entfernen der mit dem Wasser verbundenen Schmutzpartikel oder auch Keimen besonders ermöglicht bzw. verstärkt.

[0012] Durch diese reduzierte Benetzbarkeit mit dem daraus folgenden Abperleffekt und Selbstreinigungseffekt gelingt es erfindungsgemäss, Schmutzpartikel aus dem Bereich der Borsten zu entfernen oder die Menge des zurückgehaltenen, verbleibenden Schmutzes in diesem Bereich zu reduzieren und dadurch eine besonders hygienische oder keimarme bzw. keimfreie Bürste insbesondere im Bereich des Bürstenkopfs mit den Borsten zu schaffen.

[0013] Erfindungsgemäss wird die strukturelle Oberflächeneigenschaft, also die Textur der Oberfläche, im Bereich der Borsten so gewählt, dass Verschmutzungen, die eine Grundlage für eine Belastung mit Keimen bilden können, nur in eingeschränktem Umfang haften bleiben und somit den Bürstenbereich und die Bürste mit Keimen belasten. Hierdurch lässt sich eine besonders hygienische Bürste insbesondere eine besonders hygienische Zahnbürste besonders effizient realisieren.

[0014] Gerade bei Bürsten, die für eine Nassreinigung verwendet werden, erweist sich dies als besonders vorteilhaft, da durch die Verwendung bei einer Nassreinigung die Schmutzpartikel durch die erfindungsgemässe Verwendung der nanostrukturierten Oberfläche, die den Lotuseffekt bewirkt, besonders wirksam reduziert werden können. Dies gilt insbesondere für Zahnbürsten, Mundreinigungsbürsten, Gemüsebürsten, Waschbürsten für die Hände oder für die Füsse oder andere Körperteile des Menschen oder auch von Tieren etc.

[0015] Eine besonders vorteilhafte Bürste zeigt Erhebungen und/oder Ausnehmungen in der nanostrukturierten Oberfläche, die sowohl eine laterale Ausdehnung unter 500 pm als auch eine Höhe unter 500 pm aufweisen. Durch diese Oberflächenstrukturierung gelingt es, den Lotuseffekt besonders sicher zu ermöglichen und eine effiziente Reduktion der Benetzbarkeit zu erreichen.

[0016] Neben der Möglichkeit, ausschliesslich Erhebungen oder ausschliesslich Ausnehmungen zur Erzeugung der nanostrukturierten Oberfläche mit dem Ziel, einen Lotuseffekt zu erzeugen, vorzusehen hat es sich besonders bewährt, Erhebungen und Ausnehmungen zu kombinieren und dadurch eine sehr differenzierte und wirkungsvolle Reduktion der Benetzbarkeit und damit des Lotuseffekts zu erreichen. Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt, auch wenn er entgegen der ausschliesslichen Ausbildung von Erhebungen oder Ausnehmungen aufwendiger in der Erzeugung der nanostrukturierten Oberfläche ist.

[0017] Es hat sich als besonders vorteilhafterwiesen, den Bereich um die Borsten insbesondere den vollständigen Bereich zwischen den Borsten mit einer erfindungsgemässen nanostrukturierten Oberfläche zu versehen, die den gewünschten Lotuseffekt bewirkt. Dadurch gelingt es, das Anhaften von Schmutzpartikeln während einer Nassreinigung zu reduzieren, was insbesondere in dem besonders gefährdeten Bereich zwischen den Borsten der Fall ist. Dadurch ist eine besonders wirksame, hygienische Bürste realisiert. Gerade der Bereich zwischen den Borsten erweist sich dabei als besonders wichtig, um eine besonders hygienische Bürste für die Nassreinigung zu ermöglichen, denn diese Bereiche zwischen den Borsten neigen besonders zur Verschmutzung, da sie nicht oder nur schlecht durch einen Wasserstrahl gereinigt werden können. Insoweit ist die erfindungsgemäss geschaffene Wirkung, das Anhaften von Schmutzpartikeln in diesem Bereich der Bürste besonders zu reduzieren, von entscheidender, besonderer Bedeutung für eine besonders wirksame, hygienische Bürste.

[0018] Eine besonders bevorzugte, erfindungsgemässe Bürste zeigt eine nanostrukturierte Oberfläche, die auf den Bereich der eingebrachten Borsten beschränkt ist. Dadurch ist einerseits der besonders wichtige Bereich durch das erfindungsgemässe Vorsehen der Nanostrukturierung, die nicht notwendigerweise vollflächig in diesem Bereich sein muss, gesichert, ohne dass eine aufwendige Nanostrukturierung der restlichen Bürste insbesondere im Griffbereich notwendig ist. In dem Griffbereich erscheint eine erfindungsgemässe nanostrukturierte Oberfläche nicht notwendig, auch wenn die vorteilhafte Wirkung auch hier gegeben ist, aber im Hinblick auf die Schaffung einer möglichst hygienischen Bürste ist diese nicht notwendig. Durch diese Beschränkung der nanostrukturierten Oberfläche ist die Bürste aber bei ausreichender Hygiene nicht zu aufwendig und damit kostenintensiv herzustellen. Die Nanostrukturierung der Oberfläche ist hier erfindungsgemäss auf den besonders wirksamen, besonders relevanten Bereich der Borsten im Bürstenbereich beschränkt.

[0019] Alternativ hat es sich auch bewährt, den ganzen Bürstenbereich und den Griffbereich ganz oder weitgehend mit einer erfindungsgemässen nanostrukturierten Oberfläche mit Erhebungen und/oder Ausnehmungen zu versehen, die eine verringerte Benetzbarkeit bewirken. Durch diese reduzierte Benetzbarkeit mit dem daraus folgenden Abperleffekt und Selbstreinigungseffekt gelingt es erfindungsgemäss, Schmutzpartikel von der Bürstenoberfläche zu entfernen oder die Menge des zurückgehaltenen, verbleibenden Schmutzes in diesem Bereich zu reduzieren und dadurch eine besonders hygienische oder keimarme bzw. keimfreie Bürste zu schaffen.

[0020] Als besonders bevorzugt hat es sich dabei erwiesen, den Bereich der Borsten vollflächig nanostrukturiert auszubilden, so dass dies in einem einzigen Nanostrukturiervorgang, beispielsweise im Rahmen eines Prägevorgangs oder im Rahmen eines Spritzgussvorgangs für den Bürstenbereich, geschaffen werden kann. Diese Vorgänge zur Schaffung der Nanostrukturierung der Oberfläche erfolgen dabei bevorzugt, bevor die Borsten in den Bürstenbereich eingebracht werden. Daneben hat es sich auch bewährt, den gesamten Bürstenbereich - also über den Bereich der Borsten hinaus insbesondere vollflächig mit einer erfindungsgemässen nano-strukturierten Oberfläche zu versehen, was die Herstellung der Bürste vereinfacht und ein besonders sicheres und verlässliches Hygieneergebnis gewährleistet.

[0021] Nach einer besonders bevorzugten Ausbildung der erfindungsgemässen Bürste sind Erhebungen und/oder Ausnehmungen der nanostrukturierten Oberfläche insbesondere alle Erhebungen und/oder alle Ausnehmungen so ausgebildet, dass ihre laterale Ausdehnung zwischen 10 nm und 500 pm insbesondere unter 100 pm und/oder ihr Abstand zwischen 10 nm und 500 pm insbesondere unter 100 pm und/oder ihre Höhe zwischen 10 nm und 500 pm insbesondere unter 100 pm gewählt sind. Es hat sich gezeigt, dass durch diese Grössenwahl über 10 nm und bei bevorzugt unter 100 pm die besondere Wirkung der Erhebungen bzw. der Ausnehmungen der nanostrukturierten Oberfläche besonders stark im Hinblick auf die Verringerung der Benetzbarkeit und damit auf die Wirkung des Lotuseffekts ausgeprägt ist. Besonders ausgeprägt ist sie, wenn eine Kombination dieser Abmessungen insbesondere eine Kombination sowohl der Höhe, der lateralen Ausdehnung als auch der Abstände gewählt ist. Wird eine dieser Bemessungen nicht realisiert, reduziert sich die Stärke des Lotuseffekts und damit die gewünschte hygienische Wirkung der Bürste, auch wenn der Effekt auch beim Vorliegen einer dieser Bemessungsregeln vorhanden und darstellbar ist.

[0022] Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, ein Aspektverhältnis im Bereich zwischen 1 und 5 zu wählen, das heisst, die Höhe der Erhebungen bzw. Ausnehmungen in einem Bereich zwischen der einfachen und fünffachen der lateralen Ausdehnung zu wählen. Dies schafft eine besonders gut strukturierbare nanostrukturierte Oberfläche im Bürstenbereich, die sich durch eine vorteilhaft reduzierte Benutzbarkeit auszeichnet.

[0023] Als besonders bevorzugte Ausbildung der Erhebungen und/oder der Ausnehmungen, zumindest eines Teils davon, hat es sich bewährt, diese im Querschnitt rund oder polygonal auszubilden. Die runden Erhebungen bzw. Ausnehmungen zeigen dabei eine besonders gute Fertigbarkeit, während die polygonalen Erhebungen bzw. Ausnehmungen eine besonders stabile Struktur zeigen, die den Lotuseffekt über lange Zeit gewährleisten. Dabei ist der runde Querschnitt bevorzugt kreisförmig ausgebildet. Alternativ hat es sich auch bewährt, diesen oval zu realisieren, wobei sich dies fertigungstechnisch weniger einfach realisieren lassen.

[0024] Daneben oder ergänzend hat es sich bewährt, die Deckfläche bzw. die Bodenfläche einer Erhebung bzw. einer Ausnehmung gekrümmt auszubilden. Dabei sind die Erhebungen bevorzugt konvex realisiert, sodass im Zentralbereich der Deckfläche eine grössere Höhe der Erhebung gegeben ist als am Randbereich der Deckfläche. In entsprechender Weise werden bevorzugt die Bodenflächen konkav so realisiert, dass im Zentralbereich der Bodenfläche eine grössere Höhe (negative Höhe) vorliegt als im Randbereich der Bodenfläche. Dies führt zu einer weiteren Verbesserung des erfindungsgemäss gewünschten Lotuseffekts und damit zu einer Verbesserung der hygienischen Qualität der erfindungsgemässen Bürste.

[0025] Dies wird in einer besonders bevorzugten Ausbildung der Bürste noch einmal verstärkt, indem in bevorzugter Weise die Erhebungen und/oder Ausnehmungen der nanostrukturierten Oberfläche abgerundete Kanten aufweisen. Durch diese abgerundeten Strukturen der Kanten, sei es im Bereich der Deckflächen oder Bodenflächen oder bei einem polygonalen Querschnitt der Erhebungen bzw. Ausnehmungen im Mittenbereich an den Kanten der der Seitenflächen, gelingt es, die Benetzbarkeit der Oberfläche weiter abzusenken, was einen positiven erfindungsgemässen Effekt auf die Hygiene der Bürste hat. Darüber hinaus lassen sich derartig strukturierte abgerundete Kanten einfacher und verlässlicher fertigen als scharfkantige Kanten. Dies führt zum einen zu einer besseren Qualität der erfindungsgemässen Bürste und zum anderen zu einer besseren Herstellbarkeit.

[0026] Neben den Möglichkeiten, die Bürste mittels eines nachfolgenden Prägeverfahrens mit nanostrukturierten Prägewerkzeugen, die beispielsweise mittels eines Mikrolithographieverfahrens strukturiert wurden, bzw. durch eine oberflächliche Behandlung mittels Oberflächenverändernden Substanzen wie Säure oder ähnliches zu strukturieren, hat es sich besonders vorteilhaft erwiesen, zumindest den Bereich mit der nanostrukturierten Oberfläche des Bürstenbereichs oder alternativ den Bürstenbereich mit einem Spritzgussverfahren herzustellen. Bei diesem ist in der Spritzgussform ein oder mehrere formgebende Einsätze mit den negativen Erhebungen bzw. Ausnehmungen enthalten, um die erfindungsgemässe nano-strukturierte Oberfläche zu schaffen. Dabei werden bevorzugt Kunststoffe wie Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polystyrol (PS), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder auch Mischungen daraus verwendet. Diese Kunststoffe werden auch bevorzugt als verstärkte Thermoplaste verwendet, die durch Zugabe von Fasern, insbesondere Glasfasern oder mineralischen Fasern oder anderen strukturbildenden Feststoffen, eine verstärkte Struktureigenschaften bekommen. Daneben haben sich auch Duroplaste wie bspw. Polyurethan (PU), Polyester, Phenoplaste (PF) oder Melamin (MF) bewährt. Beim Ausformen der nanostrukturierten Oberfläche beim Spritzgiessen hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Temperierung der Spritzgussform insbesondere der formgebenden Einsätze zur Erzeugung der nanostrukturierten, erfindungsgemässen Oberfläche spezifisch insbesondere variabel dem Prozessschritt angepasst zu wählen. Man spricht von einem Variothermen Spritzgiessen. Insbesondere wird beim Einbringen des Kunststoffes in die Spritzgussform die Temperatur im Bereich der Fliesstemperatur des Kunststoffes gewählt, wodurch ein Ausformen der nanostrukturierten, erfindungsgemässen Oberfläche mittels der Einsätze vorteilhaft gelingt, um anschliessend die Temperatur der Spritzgussform mittels Kühlvorrichtungen insbesondere durch Beaufschlagen von Kühlkanälen in der Spritzgussform mit Kühlmittel abzusenken und dadurch ein Verfestigen der ausgeformten Bürste oder des Bürstenteils zu ermöglichen. Dadurch lassen sich die Erhebungen und/oder Ausnehmungen der nanostrukturierten Oberfläche sehr exakt ausbilden, was den erfindungsgemäss gewünschten Lotuseffekt besonders verlässlich ermöglicht.

[0027] Alternativ kann auch die gesamte Bürste bzw. der ganze Bürstenkörper mit Griffbereich und Bürstenbereich durch ein derartiges Spritzgussverfahren gebildet werden. Dabei ist die oder sind die formgebenden Einsätze zur Erzeugung der nanostrukturierten, erfindungsgemässen Oberfläche der Bürste bevorzugt durch ein mikrolithographisches Verfahren strukturiert worden.

[0028] Neben der Möglichkeit, die Bürste unter Verwendung eines einfachen Spritzgussverfahrens zu bilden, hat es sich besonders bewährt, die Bürste mit Hilfe eines 2K-Spritzgussverfahrens herzustellen, wobei der Bürstenbereich zumindest im Bereich der nanostrukturierten, erfindungsgemässen Oberfläche durch ein Silikonkunstoff oder ein thermoplastisches Elastomer (TPE), insbesondere unter Verwendung von TPC, TPO, TPS oder TPA gebildet ist und der Rest unter Verwendung eines oder mehrerer anderer oder auch gleicher Kunststoffe insbesondere unter Verwendung von Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polystyrol (PS), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) gebildet ist.

[0029] Thermoplastische Elastomere (TPE) gehören einer Werkstoffgruppe an, die Struktur- und verhaltenstechnisch zwischen Kunststoff (Thermoplaste) und Gummi (Elastomere) einzuordnen sind. Sie Thermoplastische Elastomere bestehen aus thermoplastischen Endblöcken (Bsp. Polystyrol) und einem elastischen Mittelblock (Bsp. Ethylen-Butylen), damit sind sie fliessfähig und verformbar. Beim Abkühlen bilden sich physikalische Vernetzungsstellen, die die elastischen Blöcke zu einem festen räumlichen Netzwerk verbinden. Dadurch bieten Thermoplastische Elastomere die Eigenschaften von Elastomeren, sind aber verarbeitbar wie Thermoplaste. Nach DIN EN ISO 18064 sind «thermoplastische Elastomere» polymere Werkstoffe, die sich im Gebrauchstemperaturbereich entropieelastisch (gummielastisch) verhalten. Weiche Thermoplastische Elastomere (TPE) sind im Allgemeinen solche mit Shore-Härten A von 30 bis ca. 85. Dabei unterscheidet man nach ISO 18064 folgende Gruppen: TPA = Thermoplastische Copolyamide, TPC = Thermoplastische Polyesterelastomere / Thermoplastische Copolyester, TPO = Thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis, vorwiegend PP/EPDM, TPS = Styrol-Blockcopolymere (SBS, SEBS, SEPS, SEEPS und MBS TPU = Thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis, TPV = Vernetzte thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis, vorwiegend PP/EPDM. Erfindungsgemäss werden bevorzugt für den Bürstenbereich zumindest für den Bereich der nanostrukturierten, erfindungsgemässen Oberfläche durch als thermoplastische Elastomere (TPE) ein oder mehrere Kunststoffe aus TPC, TPO, TPS oder TPA verwendet. Silikonkunststoffe sind zumindest teilweise geeignet auch im medizinischen Bereich eingesetzt zu werden. Verschiedene Silikonkunststoffe haben eine medizinische Zulassung und erweisen sich somit als besonders geeignet in Verbindung mit einer Zahnbürste eingesetzt zu werden.

[0030] Durch dieses 2K-Spritzgussverfahren ist es möglich, den Bereich mit der nano-strukturierten Oberfläche aus eine thermoplastisches Elastomer (TPE) zu spritzen und dadurch eine weiche insbesondere eine gummielastische Oberfläche zu realisieren. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die Oberfläche insbesondere durch Bewegung der Borsten in deren Gestalt elastisch zu verändern und dadurch Schmutzpartikel, die durch die erfindungsgemässe nanostrukturierte Oberfläche dennoch im Bürstenbereich verbleiben, durch Veränderung der elastischen Oberfläche zum Abplatzen von dieser oder zum Lösen von dieser zu bringen und dadurch ein Entfernen dieser Schmutzpartikel durch einfaches Abspülen zu ermöglichen. Dadurch gelingt es einerseits, eine Anhaftung oder Benetzung mit Schmutzpartikeln zu reduzieren und die dennoch anhaftenden Schmutzpartikel besser von der erfindungsgemässen, nanostrukturierten Oberfläche im Bürstenbereich zu entfernen. Dadurch wird die erfindungsgemässe Bürste in besonderem Masse hinsichtlich der Keimfreiheit bzw. der Schmutzfreiheit verbessert. Die Reinigungswirkung durch die elastische Oberfläche wirkt sich insbesondere bei harten, steifen Schmutzmaterialien, beispielsweise Kalkrückständen oder anderen kristallinen Rückständen wie Zahnpasta besonders vorteilhaft aus.

[0031] Eine besonders vorteilhafte, hygienische erfindungsgemässe Bürste zeigt neben der Nanostrukturierung der Oberfläche darüber hinaus im Bürstenbereich, insbesondere im Bereich zwischen den eingebrachten Borsten, nanostrukturierte Borsten. Insbesondere sind alle Borsten nanostrukturiert, wobei diese nanostrukturierte Oberfläche bevorzugt auf den unteren Bereich der Borsten, das heisst auf den dem Bürstenbereich zugeordneten Ende der Borsten, also nahe dem Verbindungsbereich der Borsten zu dem Bürstenbereich, beschränkt ist und ein Anhaften von Schmutz und/oder Wasser an die Borsten behindert. Diese nanostrukturierte Oberfläche der Borsten wird dabei insbesondere durch Einprägen mittels strukturierten Prägewerkzeugen eingebracht, solange die Borsten plastisch verformbar sind. Durch das Vorsehen von erfindungsgemäss nanostrukturierten Oberflächen einerseits im Bürstenbereich, insbesondere zwischen den Borsten, und andererseits an den Borsten im Verbindungsbereich zum Bürstenbereich ist eine unerwünschte Anhaften von Wasser oder Schmutz im Verbindungsbereich reduziert bzw. beeinträchtigt und dadurch die Gefahr eines Anhaftens von Keimen merklich reduziert. Dies sorgt für eine besonders hygienische Ausbildung der erfindungsgemässen Bürste und für die entsprechend besonders hygienische Handhabung derselben.

[0032] Durch die bevorzugte Beschränkung der nanostrukturierten Oberfläche der Borsten auf den unteren Bereich insbesondere das untere Drittel der Borsten gelingt es, den oberen Bereich der Borsten weiterhin gut benetzbar zu halten und dadurch zu ermöglichen, dass Wasser, Wasserlösungen und Emulsionen mit Wasser insbesondere Zahnpasta ausreichend gut anhaften und dadurch eine Aufbringung und Verwendung der Reinigungssubstanzen, wie zum Beispiel Zahnpasta für den nassen Reinigungsvorgang, beispielsweise beim Zähneputzen, gewährleistet ist. Dadurch ist sowohl ein gutes Nassreinigungsergebnis als auch eine besondere hygienische Ausprägung der erfindungsgemässen Bürste insbesondere der Zahnbürste gewährleistet.

[0033] Als besonders bevorzugte Ausbildung der erfindungsgemässen Bürste hat sich die Ausbildung einer Zahnbürste bewährt, die einen stielartigen Griffbereich aufweist, an dessen vorderen Ende sich ein Kopf mit dem Bürstenbereich anschliesst, der mit der erfindungsgemässen nanostrukturierten Oberfläche versehen ist. Dabei ist der Bürstenbereich mit seiner nanostrukturierten Oberfläche bevorzugt und insbesondere auf den Bereich zwischen den Borsten und unmittelbar um die eingebrachten Borsten in dem Bürstenbereich beschränkt. Dadurch lässt sich die nano-strukturierte Oberfläche besonderes verlässlich bilden und dadurch den gewünschten Effekt sehr sicher gewährleisten. Diese erfindungsgemässe Zahnbürste ermöglicht einerseits eine besonders vorteilhafte und wirkungsvolle Nassreinigung und zum anderen zeichnet sie sich durch eine besonders hygienische und keimarme Handhabung aus.

[0034] Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen beispielhaft erläutert. Die Erfindung ist nicht auf diese bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Zahnbürste nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine beispielhafte erfindungsgemässe Zahnbürste,

Fig. 3 zeigt eine schematische nanostrukturierte Oberfläche mit Erhebungen und

Fig. 4 eine Darstellung einer beispielhaften, erfindungsgemässen nanostrukturierten Oberfläche mit Ausnehmungen.

[0035] In Fig. 1 ist eine Zahnbürste A mit einem stielartigen Griffbereich 1 und einem daran angeordneten Kopf beschrieben, wobei diese einstückig aus Polypropylen gebildet sind. In den Kopf ist im Bürstenbereich 2 eine Vielzahl von Borsten 4, in Gruppen zusammengefasst, eingebracht, die aus dem Bürstenbereich 2 der Zahnbürste A herausragen. Die dargestellte Zahnbürste A ist in einem üblichen, benutzten Zustand. Das heisst, es befinden sich im Bürstenbereich 2 am unteren Ende der Borsten 4 Reste der Zahnpasta, die als Verschmutzung 6 eine Grundlage für das Entstehen von Keimen bildet. Die dargestellte Zahnbürste A erweist sich als wenig hygienisch.

[0036] In Fig. 2 ist in einer Teildarstellung in einer schematischen Draufsicht eine erfindungsgemässe Zahnbürste A dargestellt. An den Griffbereich 1 schliesst sich über einen Verbindungsbereich 5 der Kopf der Zahnbürste A mit dem Bürstenbereich 2 an. An der Oberseite des Bürstenbereichs 2 befinden sich die Borsten 4, die zu Bündeln zusammengefasst und gegeneinander beabstandet sind. Ein Teil der Oberseite des Bürstenbereichs 2 ist mit einer nanostrukturierten Oberfläche 3 versehen. In diesem Bereich sind die Borsten 4 angeordnet, welche von der nanostrukturierten Oberfläche 3 flächig umschlossen werden.

[0037] Die nanostrukturierte Oberfläche 3 ist so strukturiert, dass auf ihr ein Anhaften von Schmutz und/oder Wasser, beispielsweise von Zahnpastarückständen, eingeschränkt ist, indem die Benetzungsfähigkeit dieser Fläche gegenüber der restlichen Oberfläche des Bürstenbereichs bzw. des Griffs reduziert ist. Dadurch wird es möglich, dass Wasser basierend auf dem Lotuseffekt weniger stark anhaftet und Schmutzpartikel insbesondere Zahnpastarückstände mit dem abperlenden Wasser mitgenommen und aus diesem Bereich entfernt werden.

[0038] Um dies zu erreichen, ist dieser Bereich mit der nanostrukturierten Oberfläche 3 mit nanostrukturierten Ausnehmungen 40 versehen, wie sie in Fig. 4 dargestellt sind. Diese Ausnehmungen 40 werden im Rahmen des Spritzgusses des Zahnbürstenkörpers, bestehend aus Griffbereich 1, Verbindungsbereich 5 und Bürstenbereich 2, aus Polypropylen mit Hilfe einer Spritzgussform, welche formgebende Einsätze mit mikrostrukturierten Oberflächen zeigt, eingebracht. Die eingebrachten Strukturen bleiben beim Aushärten bzw. Abkühlen des spritzgegossenen Zahnbürstenkörpers erhalten und ermöglichen die erfindungsgemässe, vorteilhafte Wirkung der reduzierten Benetzbarkeit entsprechend dem Lotuseffekt. Dies bewirkt die reduzierte Anhaftung von Verschmutzung, die selbst wiederum Grundlage für Keimbildung bzw. Keimvermehrung ist. Dadurch wird erfindungsgemäss sichergestellt, dass die Zahnbürste A einerseits sehr massentauglich produziert und andererseits hygienisch benutzt werden kann.

[0039] In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung des Lotuseffekts auf einer nanostrukturierten Oberfläche 3 mit runden Erhebungen dargestellt. Wie zu erkennen ist, wird der auf der nanostrukturierten Oberfläche 3 befindliche Wassertropfen 7 aufgrund der reduzierten Benetzbarkeit in einer stark kugelförmigen Gestalt gehalten. In dieser ist ein Gleiten des Wassertropfens 7 über die Oberfläche 3 und damit ein Entfernen des Wassertropfens 7 mit potentiellem Schmutz besonders einfach möglich. Die nanostrukturierten Erhebungen sind dabei bevorzugt so ausgebildet, dass sie eine laterale Ausdehnung grösser als 10 nm und kleiner als 100 pm, eine Höhe zwischen 10 nm und 100 pm sowie einen relativen Abstand zur nächsten Erhebung im Bereich von 10 nm bis 100 nm zeigen. Dies gewährleistet eine besonders wirksame nanostrukturierte Oberfläche 3, die den erfindungsgemäss gewünschten Effekt und damit einen besonders hygienische, keimarme Zahnbürste ermöglicht.

[0040] In der besonders bevorzugten Struktur gemäss Fig. 4 zeigen die Ausnehmungen 40 eine Tiefe von 50um, einen seitlichen Abstand von etwa 100 pm und eine laterale Ausdehnung von 50um bzw. 100 pm. Dabei sind die Kanten der Ausnehmung 40 abgerundet, was durch entsprechende Ausformung der formgebenden Einsätze für die Erzeugung der Ausnehmung 40 sichergestellt ist. Diese gerundeten Kanten gewährleisten ein sicheres und verlässliches Ausformen der Ausnehmungen 40 für die nanostrukturierte Oberfläche 3. Der Querschnitt der Ausnehmungen 40 ist dabei rund, das heisst in einem ovalen Querschnitt gewählt. Diese Formgebung hat sich aufgrund des Herstellungsprozesses besonders bewährt.

[0041] Die erfindungsgemässe Zahnbürste A erweist sich als eine Bürste, welche für die Nassreinigung besonders geeignet ist und dabei besonders hygienisch zu verwenden ist. Auch ist sie in besonders vorteilhafter Weise als Massenprodukt zu produzieren und dementsprechend auch kostengünstig herzustellen.

Claims (10)

1. Patentansprüche

   1. Bürste, die für eine Nassreinigung geeignet ist, mit einem Griffbereich (1) und einem Bürstenbereich (2) mit mehreren eingebrachten Borsten (4) zum Reinigen, dadurch gekennzeichnet, dass der Bürstenbereich (2) zumindest teilweise mit einer nanostrukturierten Oberfläche (3) versehen ist, die ein Anhaften von Schmutz und/oder Wasser behindert, wobei die nanostrukturierte Oberfläche (3) Erhebungen und/oder Ausnehmungen (40) aufweist, die eine laterale Ausdehnung unter 500 pm und/oder eine Höhe unter 500 pm zeigen.
2. 2. Bürste nach Anspruch 1, wobei die nanostrukturierte Oberfläche (3) auf den Bereich der eingebrachten Borsten (4) beschränkt ist und dieser insbesondere vollflächig nanostrukturiertet ausgebildet ist.
3. 3. Bürste nach Anspruch 1 oder 2, wobei Erhebungen und/oder Ausnehmungen (40) der nanostrukturierten Oberfläche (3) eine laterale Ausdehnung von über 10 nm und unter 500 pm insbesondere unter 100 pm und/oder einen Abstand von über 10 nm und unter 500 pm insbesondere unter 100 pm und/oder eine Höhe zwischen über 10 nm und unter 500 pm insbesondere unter 100 pm aufweisen.
4. 4. Bürste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Erhebungen und/oder Ausnehmungen (40) der nanostrukturierten Oberfläche (3) eine im Querschnitt runde oder eine polygone Struktur aufweisen.
5. 5. Bürste nach Anspruch 4, wobei Erhebungen und/oder Ausnehmungen (40) eine gekrümmte Deckfläche oder gekrümmte Bodenfläche aufweisen, wobei die Deckfläche insbesondere konvex gekrümmt ausgebildet ist und die Bodenfläche insbesondere konkav gekrümmt ausgebildet ist.
6. 6. Bürste nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Erhebungen und/oder Ausnehmungen (40) der nanostrukturierten Oberfläche (3) abgerundete Kanten aufweisen.
7. 7. Bürste nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei wenigstens der Bürstenbereich (2) zumindest im Bereich mit der nanostrukturierten Oberfläche (3) durch ein Spritzgussverfahren gebildet ist, insbesondere unter Verwendung von Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polystyrol (PS), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyurethan (PU), Polyester, Phenoplasten (PF), Melamin (MF) oder von Mischungen daraus, die insbesondere mit Faserbestandteilen verstärkt sind.
8. 8. Bürste nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei wenigstens der Bürstenbereich (2) der Bürste (1) durch ein 2KSpritzgussverfahren gebildet ist, wobei der Bürstenbereich (2) zumindest im Bereich der nanostrukturierten Oberfläche (3) durch ein Silikonkunststoff oder ein thermoplastisches Elastomer, insbesondere unter Verwendung von TPC, TPO, TPS oder TPA, gebildet ist und wobei der Rest unter Verwendung eines oder mehrerer anderer Kunststoffe, insbesondere unter Verwendung von Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polystyrol (PS), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) gebildet ist.
9. 9. Bürste nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei Borsten (4) eine nanostrukturierte Oberfläche (3) mit Erhebungen und/oder Ausnehmungen (40) aufweisen, die ein Anhaften von Schmutz (6) und/oder Wasser (7) behindern, wobei dies insbesondere auf den unteren, der nanostrukturierten Oberfläche (3) des Bürstenbereichs (2) zugewandten Bereich der Borsten (4) beschränkt ist.
10. 10. Bürste nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Bürste (A) eine Zahnbürste (A) ist, die einen stielartigen Griffbereich (1) und einen daran angeordneten Kopf mit dem Bürstenbereich (2) mit einer nanostrukturierten Oberfläche (3) aufweist.