CZ286851B6 - Brushware, such as brush - Google Patents

Description

Štětinové zboží, jako jsou kartáče, štětce nebo podobně

Oblast techniky

Vynález se týká štětinového zboží, jako jsou kartáče, štětce nebo podobně, které je při použití vystaveno působení vlhkosti a sestává z držáku štětin opatřeného sadou štětin, která je nejméně zčásti tvořena jednotlivými, těsně vedle sebe stojícími štětinami z plastu.

Dosavadní stav techniky

Štětinové zboží, které je vystaveno vlhkosti, ať již proto, že se používá k čištění ve vlhkém prostředí, jak je tomu u zubních kartáčků, nebo proto, že se používá k nanášení vlhkých látek, jak je tomu u štětců, vysychá po použití jen nedostatečně, protože štětiny jsou sdruženy do svazků a vlhkost zůstává dlouho v úzkých kapilárách mezi štětinami. Toto vlhké prostředí vytváří ideální podmínky pro uchycení a bujení bakterií a mikroorganismů. Tento nepříznivý jev je dále podporován částečkami nečistot nebo zbytky nanášených látek, které jsou v těchto úzkých kapilárách zachyceny a ani za cenu velké námahy je nelze úplně odstranit, protože štětiny jsou u kořenu svazku uspořádány příliš těsně u sebe. Tyto negativní jevy jsou dále podporovány tím, že držáky štětin jsou v mnoha konstrukcích kartáčů opatřeny vybráními, do kterých jsou svazky štětin zasazeny. Zejména v těchto dutinách s nejmenšími průřezy se bakterie usazují mimořádně snadno a také odtud nelze odstranit částečky nečistot a zbytky nanášených látek.

Tyto nežádoucí jevy byly v mimořádné míře zjištěny zejména u zubních kartáčků, protože právě u těchto kartáčků je snaha použít štětiny s minimálním průměrem, které jsou těsně staženy ve svazku, což má za následek, že kapiláry a dutiny jsou mimořádně úzké. K. tomu ještě přispívá skutečnost, že přes použití vysokohodnotných plastů pro štětiny, například polyamidů, proniká vlhkost i do materiálu těchto štětin a při vysychání se neuvolní vůbec, nebo se uvolní pouze nedostatečně. Toto se projeví změnou vlastností štětin ve vlhkém prostředí. Štětiny ztratí tuhost a tudíž schopnost se znovu napřímit, takže čisticí účinek pak již neodpovídá výchozímu stavu.

Uvedené nedostatky se u zubních kartáčků projeví mimořádně nepříznivě zejména tehdy, jestliže se dodržují ze zubolékařských důvodů doporučované intervaly čištění třikrát denně, protože přestávky mezi čištěními pak nepostačují k úplnému vyschnutí štětin, především v oblasti jejich uchycení na nosiči.

Při znalosti těchto hygienických problémů se při jejich řešení postupovalo dříve tak, že k připevnění štětin v nosiči se používaly z technologie plastů známé metody těsného spojování, aby se především předešlo vytváření dutin v nosiči v oblasti zasazení štětin. K těmto metodám patří zejména svařování štětin s nosičem podle dokumentu EPO 165 546 a zastřikování štětin v nosiči podle dokumentu DE 1 532 809. V souvislosti se svařováním podle dokumentu EP 0 165 546 bylo již také navrženo nevytvářet sadu jen ze svazků, nýbrž také z jednotlivě stojících štětin, které jsou uspořádány těsně vedle sebe. Sleduje se tím zejména to, aby sada štětin odolávala místně rozdílnému opotřebení. Tímto řešením je také umožněno přizpůsobení různých oblastí sady štětin různým funkcím zubního kartáčku při jeho použití, to jest například čištění, masáži a podobně.

Tyto různé funkce zubního kartáčku se snaží splnit i jiné známé provedení podle dokumentu GB 2 035 076, ve kterém jsou v oblasti podélné střední roviny nosiče uspořádány svazky štětin, zatímco po obou stranách této střední oblasti jsou uspořádány řady plastových kolíků různého provedení, přičemž hlava kartáčku je zakřivená, zejména ve směru obou os. Štětiny mají takto působit pouze v oblasti zubů, zatímco na dásně mají masáže působit, především ve srovnání se svazky štětin, poměrně měkké plastové kolíky. Přes složitou výrobu takového zubního kartáčku

-1 CZ 286851 B6 se nedosáhne ani vyřešení hygienického problému v oblasti sady štětin, ani takový kartáček nevyhovuje moderním zubolékařským poznatkům ve věci efektního čištění zubů a dostatečné masáže dásní, protože kartáček nemůže být veden od dásně k zubům, to jest od „červeného k bílému“.

Popsané hygienické problémy mají být podle dalšího provedení, které je známo z dokumentu EP 0 060 592, odstraněny tím, že sada štětin nesestává ze svazků štětin, nýbrž z jednotlivých štětin, které se s nosičem a navzájem spojují tepelnými procesy, zejména laserovou technikou. Štětiny jsou přitom i na svých koncích směrem k nosiči volné a v nosiči je vytvořen velký výřez, který odpovídá obrysu sady štětin. Štětiny jsou vloženy do tohoto výřezu tak, že jsou na zadní straně nosiče volné. Vlastní štětiny by měly být navzájem spojeny pouze v oblasti tohoto výřezu a svých navzájem se dotýkajících plástů. Tím má být zajištěno, že mezi štětinami zůstanou průchozí kapiláry. Tyto kapiláry mají údajně umožnit odsávání bakterií a zbytků zubního povlaku. Jak toto má skutečně probíhat a jaké fyzikální jevy přitom působí není v dokumentu popsáno. Podstatné však je, že štětiny na sebe musejí přiléhat svými plášti, aby se na ploše těchto plášťů mohly navzájem spojit. To však znamená, že konečným výsledkem je stejně těsné uspořádání štětin jako ve svazku, neboť i tam štětiny na sebe svými plášti navzájem přiléhají jen liniově. Vznikají tedy stejné kapiláry jako ve svazku štětin. Ktomu ještě přistupuje skutečnost, že usazování a bujení bakterií může probíhat nejen pouze na jedné straně, nýbrž na obou stranách nosiče štětin.

V jiném známém provedení libovolných kartáčů podle dokumentu WO 82/00406 jsou jednotlivé štětiny se vzájemnými odstupy nalepeny na nosném pásu, přičemž štětiny leží v rovině nosného pásu a tento nosný pás na jedné hraně přečnívají. Na přečnívajících koncích jednotlivých štětin se zahřátím vytvaruje zesílení. Nosný pás se pak svine v tvarové těleso a svitek se volnými konci štětin napřed ponoří do formy, která byla především vyplněna kapalným plastem, aby se takto vytvořilo těleso kartáče. Vně formy se nacházející nosný pás se po aplikaci rozpouštědla na jeho lepidlo odtáhne, takže štětiny, které byly předtím na nosném pásu přilepeny, se uvolní. Následně se vytvrzené těleso kartáče z formy vyjme. Tento postup je mimořádně pracný a časově náročný, takže je neslučitelný se současnými požadavky na automatizovanou sériovou výrobu.

Popsanými zesíleními na zalitých koncích štětin se sice příznivě ovlivní odolnost štětin proti vytažení z hotového výrobku, není však dostatečně zajištěno uložení štětin na jejich zbylé délce. Při ponořování zesílení dojde k tomu, že plast v důsledku povrchového napětí ustoupí. I když se tento plast při dostatečně nízké viskozitě za zesílením opět vrátí, zůstane kolem štětiny v důsledku povrchového napětí prohlubeň ve tvaru kráteru, v jejíž oblasti štětina uchycena není. Aby se dosáhlo dostatečné odolnosti štětiny proti vytažení, musí být tato štětina uložena po dostatečně velké délce. Nezávisle na tom však zůstává problém, že v kráterovité prohlubni se usazují nečistoty a bakterie.

Úkolem vynálezu je další zdokonalení štětinového zboží, jehož sada štětin z jednotlivě stojících štětin, vtom směru, aby se dosáhlo rychlejšího vysýchání kartáče a takto se účinně čelilo usazování a bujení bakterií a usazování nečistot. Současně se má dosáhnout možnosti volné volby geometrie štětin, která umožní dosažení rozličných užitných vlastností kartáče.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol řeší a nedostatky známého štětinového zboží tohoto druhu do značné míry odstraňuje štětinové zboží, jako jsou kartáče, štětce nebo podobně, které je při použití vystaveno působení vlhkosti a sestává z držáku opatřeného sadou štětin, která je tvořena jednotlivými, těsně vedle sebe stojícími štětinami z plastu, podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že vzájemný odstup štětin je v rozsahu 0,5 až 4,0-násobku průměru štětin, které jsou v držáku

-2CZ 286851 B6 připevněny obstříknutím a jsou v tomto držáku uloženy po délce, která je menší než 4-násobek průměru štětin.

Současné technologie zpracování plastů umožňují bezpřechodové připevnění jednotlivých štětin malého průměru na rovné ploše, to jest na držáku štětin. Lze toho dosáhnout navařením nebo vevařením, popřípadě také zastříknutím. Vstřikovacím tlakem při obstřikování štětin je zajištěno, že kolem štětiny nevznikne žádná prohlubeň, takže štětina je víceméně po celé délce uložení v držáku těsně obklopena hmotou tohoto držáku. Přispívá k tomu ještě skutečnost, že vstřikovaná hmota díky vstřikovacímu tlaku pronikne i do vždy existujících povrchových nerovností štětiny, což přispívá k lepšímu ukotvení štětiny. Potřebné odolnosti štětiny, proti vytažení, lze takto dosáhnout při minimální délce uložení této štětiny, která je v rozsahu do čtyřnásobku průměru štětiny. Právě u jednotlivých štětin lze, na rozdíl od svazků štětin, předejít vzniku dutin, prohlubní nebo podobně, zatímco u svazků štětin, v důsledku větší tavené hmoty a/nebo nekontrolovatelného ochlazování právě v důsledku této větší hmoty, lze stěží dosáhnout hladkého povrchu držáku.

Ktomu ještě přistupuje skutečnost, že u svazků štětin je dostatečná odolnost, proti jejich vytažení, zajištěna pouze tehdy, jestliže všechny štětiny svazku štětin jsou na připevňovacím konci nataveny a spojeny navzájem, čímž vznikne zesílení, které v důsledku své vyšší hmotnosti vede ke zmíněným nepříznivým jevům. Tyto nedostatky se u jednotlivých štětin v oblasti jejich připevnění nevyskytují. Přispívá ktomu ještě skutečnost, že jednotlivé štětiny mohou být uspořádány s takovými vzájemnými odstupy v rozsahu 0,5 až 4-násobku jejich průměru, že mezi štětinami se nemohou usazovat ani bujet bakterie a nemohou se zde usazovat ani nečistoty, jako jsou zbytky zubního povlaku, použitých přípravků nebo nanášených látek. Meziprostory lze bez problému vypláchnout.

Takto konstruovaný kartáč vyschne za krátkou dobu, čímž se zároveň účinně potlačí zmíněná rizika. K tomu navíc přispívá, že štětina sama nepřijímá vůbec nebo přijímá jen nepatrně vlhkost a tuto vlhkost při vysýchání opět vydá, takže v krátké době po použití opět nabyde své původní pevnosti. Kanálky, které vznikají zásluhou byť malých vzájemných vzdáleností štětin, slouží pro přijetí a podržení nanášených kapalných až pastovitých látek, jako jsou barvy, laky a maskara, nebo čisticích a leštících prostředků, jako jsou zubní pasty, gely, leštící pasty nebo podobně.

Konkrétní užité vlastnosti jsou dány výlučně geometrií vlastních štětin, to jest jejich průměrem a délkou, a jejich materiály, což může být polyamid, polyester a podobně. Dalším parametrem může být uspořádání štětin, které může být více nebo méně husté, přičemž mezi jednotlivými štětinami jsou vždy určité odstupy.

Užitné vlastnosti štětinového zboží a dosažení určitých čisticích a/nebo masážních účinků je dále umožněno tím, že jednotlivé štětiny nebo skupiny štětin mají rozdílné délky a jejich volné konce leží na zakřivené nebo stupňovité obalové ploše.

Tímto provedením je zajištěno zejména to, že například u zubních kartáčků proniknou delší štětiny například do interdentálních prostorů, zatímco kratší štětiny působí na povrch zubů. Různě dlouhé štětiny vedou, při čisticích pohybech, také k různému poddávání se a zpětnému odpružování štětin při jejich klouzání po povrchu zubů, přičemž svými konci jsou přitom účinné zejména kratší štětiny. Tím lze dosáhnout více nebo méně intenzivního čisticího účinku. Toto může být dále podporováno různými vzájemnými odstupy štětin v rámci jejich sady, s čímž je spojena různá míra poddávání se a zpětného odpružování těchto štětin. Tuhost celé sady štětin lze tedy jemně ovlivnit nejen dimenzováním vlastních štětin, to jest jejich průměrem a délkou, a jejich materiálem, ale také vzájemnými odstupy těchto štětin.

Je tedy možné provedení štětinového zboží, ve kterém jsou štětiny v celém rozsahu sady štětin uspořádány s různými vzájemnými odstupy. Je také možné provedení, ve kterém jsou štětiny

-3CZ 286851 B6 uspořádány v nejméně dvou skupinách a vzájemné odstupy štětin v rámci jedné skupiny jsou shodné, avšak odlišné od vzájemných odstupů štětin v druhé skupině. Například u zubního kartáčku je pak možné, že na okraji sady štětin je hustota těchto štětin vyšší než ve střední oblasti této sady.

Jak již bylo naznačeno, mohou mít štětiny také rozdílné tuhosti, popřípadě rozdílné průměry, přičemž je opět možné, že štětiny jsou uspořádány v nejméně dvou skupinách a tuhost štětin v rámci jedné skupiny je shodná, avšak odlišná od tuhosti štětin druhé skupiny.

Je také samo o sobě známo, že nejméně část štětin může mít tvarovaný povrch, může být opatřena vlákny nebo pláštěm a podobně. Štětiny takto mají zásluhou svého profilování, například také zvlnění, abrazivní účinek, čímž lze dosáhnout jiných nebo přídavných čisticích účinků, které nejsou u jednoduchých rovných nebo hladkých štětin dosažitelné. Tato opatření se projevují u svazků štětin jen omezeným účinkem, protože štětiny na sebe těsně přiléhají. Jinak je tomu u štětinového zboží s jednotlivě stojícími štětinami podle vynálezu, protože v tomto případě je při čisticích pohybech účinná větší část povrchu volných konců štětin.

Například z dokumentu EP0 471 312 je konečně známo, že volné konce štětin ve svazku lze tvarovat, například opatřit přečnívajícími kuličkami. Také v tomto případě se u svazků štětin, v důsledku těsného uspořádání štětin v těchto svazcích, dosahuje zamýšleného účinku jen v nedostatečné míře. U štětinového zboží podle vynálezu, u kterého jsou volné konce štětin zaoblené, kuželovité nebojsou na nich vytvořeny přečnívající kuličky, se naopak dosáhne plného účinku, protože volné konce jednotlivých štětin působí nerušeně, takže tvarování těchto volných konců, například jejich zaoblený nebo kuželovitý tvar, popřípadě kuličky přečnívající průměr štětin, se může plně projevit.

Je výhodné, jestliže štětiny jsou v držáku štětin uloženy po délce, která činí přibližně 1,5 násobek průměru těchto štětin a je menší než 2-násobek tohoto průměru, malou hloubkou uložení se dosáhne významné výhody spočívající v tom, že se může použít velmi malá konstrukční výška držáku štětin, což je velmi důležité například u zubních kartáčků, zejména dětských zubních kartáčků.

Je výhodné, jestliže štětiny jsou uspořádány ve vzájemných odstupech, které jsou v rozsahu 1,5 až 2,0-násobku průměru těchto štětin. Zvláště výhodné pak je, jestliže štětiny jsou uspořádány ve vzájemných odstupech, které jsou menší než průměr těchto štětin.

Přehled obrázků na výkresech

Podstata vynálezu je dále objasněna na příkladech jeho provedení, které jsou popsány na základě připojených výkresů, které znázorňují:

- na obr. 1 schematické znázornění výřezu kartáče;

- na obr. 2 až 5 pohledy na několik dalších příkladů provedení, podobné pohledu z obr. 1;

- na obr. 6 až 8 zvětšené pohledy na jednotlivé štětiny v oblasti jejich volných konců;

- na obr. 9 až 11 dílčí řezy jednotlivými štětinami.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 až 5 je znázorněn vždy držák 1, například z plastu, na kterém jsou na stojato připevněny jednotlivé štětiny 2. Tyto štětiny 2 jsou v tomto příkladu provedení opatřeny na svých připevňovacích koncích zesílením 3 kulového nebo čočkového tvaru, kterého se dosáhne například natavením konce štětiny 2. Tímto koncem se zesílením 3 jsou štětiny 2 ukotveny

-4CZ 286851 B6 v držáku 1. Tohoto ukotvení může být dosaženo zastříknutím, obstříknutím, zalitím, ponořením nebo podobně. Místo toho však mohou být štětiny 2 opatřeny na svém připevňovacím konci otřepem, který stejně vzniká při přiřezávání štětin 2 a je však obvykle nežádoucí. Zde se však tento otřep může naopak vytvářet úmyslně, aby se takto dosáhlo ukotvení jednotlivých štětin 2.

V příkladu provedení podle obr. 2 je sada štětin 2 složena ze skupin 4, 5 jednotlivých štětin 2, různých délek, to jest kratších štětin 2 ve skupinách 4 a delších štětin 2 ve skupině 5.

V provedení podle obr. 3 je držák 1 opět opatřen různě dlouhými štětinami 2, jejichž délky jsou v tomto případě odstupňovány rovnoměrně.

Zatímco v dosud popsaných příkladech provedení jsou štětiny 2 uspořádány s rovnoměrnými vzájemnými odstupy, je na obr. 4 znázorněn příklad provedení, ve kterém je sada tvořena jednotlivými na stojato uspořádanými štětinami 2 rozmístěnými opět ve skupinách 6, 7, přičemž uvnitř jedné skupiny 6, 7 mají tyto štětiny 2 shodné vzájemné odstupy. Štětiny 2 skupin 6 jsou takto uspořádány s většími vzájemnými odstupy, zatímco štětiny 2 skupin 7 jsou uspořádány s menšími vzájemnými odstupy.

Na obr. 5 je znázorněn příklad provedení, kde sada je tvořena štětinami 2 menšího průřezu ve skupinách 8 a štětinami 2 většího průřezu ve skupině 9, přičemž jak štětiny 2 menšího průřezu ve skupinách 8, tak i štětiny 2 většího průřezu ve skupině 9 jsou uspořádány se shodnými vzájemnými odstupy.

Na obr. 6 je znázorněn zvětšený dílčí pohled na jednotlivou štětinu 2 s válcovým průřezem a kulovitě zaobleným volným koncem 10. V příkladu provedení podle obr. 7 má volný konec 1.1 kuželovitý tvar, zatímco podle obr. 8 je štětina 2 opatřena na svém konci 12 vystupující kuličkou. Zásluhou toho, že štětiny 2 jsou na stojato uspořádány jednotlivě, může volný konec 10, 11, 12, na rozdíl od uspořádání štětin 2 ve svazku, působit celým svým tvarovaným povrchem a také povrchem svého pláště.

Na obr. 9 je znázorněna štětina 2 s tvarovaným povrchem 13, který může mít případně abrazivní účinek, kterého se opět dosáhne osamoceně uspořádanými štětinami 2, které takto mohou působit značnou částí své délky. V příkladu provedení podle obr. 10 sestává štětina 2 z jádra 14, například z plastu, a pláště 15 s například abrazivními vlastnostmi. Na obr. 11 naproti tomu znázorněno provedení, ve kterém je jádro 14 štětiny 2 poseto jemnými vlákny 16.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Štětinové zboží, jako jsou kartáče, štětce nebo podobně, které je při použití vystaveno působení vlhkosti a sestává z držáku (1) opatřeného sadou štětin (2), která je tvořena jednotlivými, těsně vedle sebe stojícími štětinami (2) z plastu, vyznačující se tím, že vzájemný odstup štětin (2) je v rozsahu 0,5 až 4,0-násobku průměru štětin (2), které jsou v držáku (1) připevněny obstříknutím a jsou v tomto držáku (1) uloženy po délce, která je menší než 4-násobek průměru štětin (2).
2. 2. Štětinové zboží podle nároku 1, vyznačující se tím, že sada je tvořena jednotlivými štětinami (2) nebo skupinami (4, 5; 6, 7) štětin (2), které mají rozdílné délky a jejichž volné konce (10, 11, 12) leží na zakřivené nebo stupňovité obalové ploše.

   -5CZ 286851 B6
3. 3. Štětinové zboží podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že štětiny (2) jsou v celém rozsahu sady štětin (2) uspořádány s různými vzájemnými odstupy.
4. 4. Štětinové zboží podle nároku 3, vyznačující se tím, že štětiny (2) jsou uspořádány v nejméně dvou skupinách (6, 7) a vzájemné odstupy štětin (2) v rámci jedné skupiny (6) jsou shodné, avšak odlišné od vzájemných odstupů štětin (2) v druhé skupině (7).
5. 5. Štětinové zboží podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že sada je tvořena štětinami (2) ve skupinách (8, 9), které mají rozdílné tuhosti a/nebo rozdílné průměry.
6. 6. Štětinové zboží podle nároku 1, vyznačující se tím, že sada je tvořena štětinami (2), které jsou uspořádány v nejméně dvou skupinách (8, 9) a tuhost štětin (2) v rámci jedné skupiny (8) je shodná, avšak odlišná od tuhosti štětin (2) druhé skupiny (9).
7. 7. Štětinové zboží podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že nejméně část štětin (2) má tvarovaný povrch (13) a/nebo je opatřena vlákny (16) a/nebo pláštěm (15).
8. 8. Štětinové zboží podle některého z nároků laž7, vyznačující se tím, že volné konce (10, 11, 12) štětin (2) jsou zaoblené, kuželovité nebojsou na nich vytvořeny přečnívající kuličky.
9. 9. Štětinové zboží podle nároku 1, vyznačující se tím, že štětiny (2) jsou v držáku (1) uloženy po délce, která je menší než 2-násobek průměru těchto štětin (2).
10. 10. Štětinové zboží podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že štětiny (2) jsou uspořádány ve vzájemných odstupech, které jsou menší než průměr těchto štětin (2).