DE102010035786B4

DE102010035786B4 - Zweiseitig verjüngtes Filament für eine elektrische Zahnbürste, Zahnbürste, Verfahren zur Herstellung des Filaments und elektrische Zahnbürste mit dem Filament

Info

Publication number: DE102010035786B4
Application number: DE102010035786.3A
Authority: DE
Inventors: Yeon-Bok Kang; Ki-Tae Kang; Gui-Hwan Oh
Original assignee: BBC Co Ltd
Current assignee: BBC Co Ltd
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2018-07-19
Anticipated expiration: 2030-08-31
Also published as: JP2011251110A; US20110289701A1; JP5276635B2; KR20110131495A; DE102010035786A1; KR101193946B1; US8512611B2

Abstract

Zweiseitig verjüngtes Filament für eine elektrische Zahnbürste vor Tufting, welches aus einem synthetischen Harz hergestellt ist sowie mit Verjüngungen (20a, 20b) an zwei Seiten davon und einem Tufting-Teil (10), dessen Mitte mittels Tufting in der elektrischen Zahnbürste anzubringen ist, ausgebildet ist,wobei ein Durchmesser (D) im Bereich von 0,1 mm ≤ D ≤ 0,25 mm liegt,eine Gesamtlänge (L) in einem Bereich von 16 mm ≤ L ≤ 22 mm liegt,wobei eine Länge (Ls) des nicht verjüngten Bereiches für das Tufting-Teil in einem Bereich von 4 mm ≤ Ls ≤ 12 mm liegt, wobei weitere zwei Enden mit Ausnahme des nicht verjüngten Bereiches für das Tufting-Teil die verjüngten Teile ausbilden, wobei ein Durchmesser bei 0 bis 1 mm von einem Endpunkt 0 bis 45% eines Mitteldurchmessers bei der Hälfte (C) des Filaments beträgt,wobei ein Durchmesser bei 1 bis 3 mm von dem Endpunkt 35 bis 85% des Mitteldurchmessers bei der Hälfte (C) des Filaments beträgt, undwobei ein Durchmesser bei 3 bis 6 mm von dem Endpunkt 60 bis 97% des Mitteldurchmessers bei der Hälfte (C) des Filaments beträgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein zweiseitig verjüngtes Filament (Faser) für eine elektrische Zahnbürste, eine elektrische Zahnbürste, ein Verfahren zur Herstellung des Filaments gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6 sowie eine weitere Zahnbürste. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein zweiseitig verjüngtes Filament, welches trotz einer kurzen Länge eine ausgezeichnete Haltbarkeit aufweist, so dass es für den Einsatz bei einer elektrischen Zahnbürste geeignet ist, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Filaments.
Ein Filament für eine Zahnbürste, welches zuerst aus Nylon hergestellt wird, hat sich durch die Entwicklung von verschiedenen verjüngten Filamenten unter Verwendung von Polybutylen-terephtalat (PBT) stark verändert. Aktuell werden verjüngte Filamente in steigendem Ausmaß von vielen Leuten nachgefragt, da dieses Filament die Probleme von aus Nylon hergestellten Filamenten löst, wie beispielsweise beim Biegen und bei der Gesundheitspflege, und eine ausgezeichnete Zugänglichkeit zu Zahnfleischtaschen bietet. Darüber hinaus sind verschiedene Zahnbürsten mit einem funktionalen Filament oder mit einer veränderten Tufting-Form, welche über das bekannte hinausgeht, eingeführt worden, und neue Typen von hochklassigen Zahnbürsten, welche einen elektrischen Antrieb oder Ultraschallwellen einsetzen, sind ebenfalls entwickelt worden.
Das Filament, welches in einer elektrischen Zahnbürste eingesetzt wird, weist jedoch zwei wichtige Merkmale auf. Erstens ist es erforderlich, dass das Filament seine Steifigkeit oder Festigkeit bei einer Zahnbürste beibehält, welche sich mit einer hohen Geschwindigkeit dreht; und zweitens weist ein Bürstenkopf, welcher mit einem Antriebsteil verbunden ist, eine vorbestimmte Dicke auf und daher sollte eine Tufting-Länge eines Bürstenteils abzüglich für den Verbindungsteil eine viel kürzere Länge als diejenige für eine manuell zu bedienende Zahnbürste (allgemeine Zahnbürste) aufweisen. Das heißt, da ein Tufting-Teil der elektrischen Zahnbürste eine Dicke aufweist, welche größer als diejenige einer manuell zu bedienenden Zahnbürste ist, sollte die Länge des Filaments der elektrischen Zahnbürste eine relativ kurze Länge aufweisen, damit sich eine entsprechende Gesamthöhe der Zahnbürste ergibt.
Die Druckschrift DE 693 15 805 T2 offenbart eine Zahnbürste, welche Borsten aufweist, wobei jede Borste an ihrer Spitze mit einer konisch zugespitzten Form ausgebildet ist. Jede konisch zugespitzte Borste weist eine Länge von 4-8 mm auf. Ein nichtkonischer Abschnitt jeder Borste besitzt einen maximalen Durchmesser von 0,16 mm bis 0,20 mm.
Aus der Druckschrift WO 2006/107123 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Borsten einer Zahnbürste bekannt, wobei die Borsten in einer vorbestimmten Länge geschnitten werden und einseitig verjüngt sind.
Die Druckschrift DE 198 38 201 A1 offenbart eine Zahnbürste mit zugespitzten Borsten, wobei jede Borste beginnend mit 10 mm oder weniger von dem Ende der jeweiligen Borste zugespitzt ist. Des Weiteren ist ein Verfahren zur Herstellung derartiger zugespitzter Borsten offenbart. Das Verfahren umfasst ein Schneiden der Borsten auf eine gewünschte Länge, ein senkrechtes Einweichen der beiden Enden der Borsten in eine alkalische oder saure Lösung bis die zugespitzten Enden geformt sind, Waschen der erhaltenen zugespitzten Borsten, Trocknen und Tuften der Borsten.
Im Gegensatz zu einem allgemeinen Filament, welches mittels Tufting in einer „V“-Form in den Bürstenkopf eingebracht wird und dann auf eine vorbestimmte Länge geschnitten wird, wird insbesondere bei dem verjüngten Filament das verjüngte Filament vorab derart gefertigt, dass es zwei verjüngte Enden aufweist, und dann mittels Tufting in den Bürstenkopf eingebracht. Daher ist es für das verjüngte Filament wichtig, um dieses verjüngte Filament mittels Tufting in der elektrischen Zahnbürste anzubringen, seine kurze Gesamtlänge beizubehalten und auch eine kurze Verjüngung mit einer gleichmäßigen Form aufzuweisen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verjüngtes Filament sowie ein Verfahren zur Herstellung eines verjüngten Filaments bereitzustellen, wobei das verjüngte Filament mittels Tufting an einer elektrischen Zahnbürste angebracht werden kann und welches eine ausgezeichnete Haltbarkeit bei einer hohen Drehgeschwindigkeit aufweist.
Insbesondere liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verjüngtes Filament und ein Verfahren zur Herstellung eines verjüngten Filaments bereitzustellen, wobei das verjüngte Filament mit einer kurzen Länge gefertigt wird, so dass ein vorbestimmter Tufting-Bereich sichergestellt ist, und wodurch verhindert wird, dass eine Gesamtdicke eines Bürstenkopfes durch die Dicke eines Antriebsteils zu groß wird.
Um die erfindungsgemäße Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein zweiseitig verjüngtes Filament für eine elektrische Zahnbürste mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Zahnbürste mit den Merkmalen des Anspruchs 4, ein Verfahren zur Herstellung des Filaments mit den Merkmalen des Anspruchs 6 und eine Zahnbürste mit den Merkmalen des Anspruchs 12 bereit. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein verjüngtes Filament bereit, welches nicht nur eine kurze Gesamtlänge, sondern auch zwei kurze verjüngte Enden aufweist, um eine Länge des nicht verjüngten Bereiches für ein Tuftingteil geeignet beeinflussen zu können, so dass das Filament bei einer elektrischen Zahnbürste eingesetzt werden kann.
Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein zweiseitig verjüngtes Filament für eine elektrische Zahnbürste bereit, welches aus einem synthetischen Harz hergestellt ist und welches mit Verjüngungen an zwei Enden davon und einem Tufting-Teil, dessen Mitte mittels Tufting bei einer elektrischen Zahnbürste angebracht wird, ausgebildet ist, wobei eine Gesamtlänge 16 bis 22 mm beträgt, eine Länge des nicht verjüngten Bereiches für das Tufting-Teil 4 bis 12 mm beträgt, und die restlichen Teile außer dem nicht verjüngten Bereich für das Tufting-Teil Verjüngungen an zwei Enden ausbilden.
Bei dem zweiseitig verjüngten Filament für eine elektrische Zahnbürste beträgt ein Durchmesser (eine Dicke) 0,1 bis 0,25 mm, wobei ein Durchmesser bei 0 bis 1 mm von einem Endpunkt 0 bis 45% eines Mitteldurchmessers eines Filaments (einer Dicke bei der Hälfte der Gesamtlänge des Filaments), ein Durchmesser bei 1 bis 3 mm von dem Endpunkt 35 bis 85% des Mitteldurchmessers des Filaments und ein Durchmesser bei 3 bis 6 mm von dem Endpunkt 60 bis 97% des Mitteldurchmessers des Filaments beträgt.
Der Durchmesser bei jedem Abschnitt wird mit der folgenden Gleichung (1) berechnet.
Durchmesserverhältnis = (Mitteldurchmesser des jeweiligen Abschnitts / Mitteldurchmesser bei der halben Länge (Hälfte) des Filaments) X 100.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung eines verjüngten Filaments für eine elektrische Zahnbürste bereit, welches umfasst:

a) Schmelzspinnen einer synthetischen Harzzusammensetzung und dann Dehnen des gesponnenen Produkts um das 4 bis 6-facher, um ein Monofilament mit einem Durchmesser von 0,1 bis 0,25 mm herzustellen;
b) Verarbeiten des Monofilaments in ein Bündel mit einem Durchmesser von 40 bis 55 mm;
c) Schneiden des Bündels auf eine Länge von 105 bis 115 % einer Länge des endgültigen Produkts;
D) Erhitzen eines Endes des Bündels auf eine Schmelztemperatur des synthetischen Harzes, um einen Abschnitt von 1 bis 3 mm zu schmelzen;
e) Eintauchen eines dem geschmolzenen Ende gegenüberliegenden Endes in ein Verarbeitungsbad, welches eine Alkali-Lösung bei 100 bis 140 °C in einer Konzentration von 30 bis 60% enthält, um das gegenüberliegende Ende zu verjüngen; und
f) Eintauchen des geschmolzenen Endes in ein Verarbeitungsbad, welches eine Alkali-Lösung bei 100 bis 140°C in einer Konzentration von 30 bis 60% enthält, um das geschmolzene Ende zu verjüngen.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben.
Die vorliegende Erfindung stellt ein zweiseitig verjüngtes Filament (bzw. eine zweiseitig verjüngte Faser) bereit, welches aus einem synthetischen Harz hergestellt sowie mit Verjüngungen an zwei Enden davon und einem nicht verjüngten Bereich für ein Tufting-Teil, dessen Mitte mittels Tufting in einer elektrischen Zahnbürste angebracht wird, ausgebildet ist, wobei eine Gesamtlänge 16 bis 22 mm beträgt, eine Länge des nicht verjüngten Bereiches für das Tufting-Teil 4 bis 12 mm beträgt, und die restlichen Teile außer dem nicht verjüngten Bereich für das Tufting-Teil Verjüngungen an zwei Enden ausbilden. Wenn die vorab erwähnten Merkmale vorliegen, beträgt eine Höhe H1 des verjüngten Filaments 40 von einer Tufting-Oberfläche 30 einer Zahnbürste, nachdem es mittels Tufting an der elektrischen Zahnbürste angebracht ist, 5 bis 8,5 mm, und dieses Filament ist für eine Benutzung geeignet.
Vorteilhafterweise betragt eine Gesamthöhe H2 eines Zahnbürstenkopfes 100 einschließlich der Länge des mittels Tufting angebrachten und verjüngten Filaments 40 14 bis 19 mm (siehe 4).
Insbesondere ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das verjüngte Filament mit Verjüngungen an zwei Enden davon ausgebildet ist, während es mit einer kurzen Gesamtlänge von 16 bis 22 mm ausgebildet ist, so dass es in einer elektrischen Zahnbürste einsetzbar ist. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung des verjüngten Filaments gekennzeichnet. Herkömmlicherweise ist ein nicht verjüngter Bereich für ein Tufting-Teil von 4 bis 12 mm Länge erforderlich, um es mittels Tufting an einer elektrischen Zahnbürste anzubringen: Wenn die Länge kleiner als 4 mm ist, ist die Länge des nicht verjüngten Bereichs für das Tufting-Teil zu kurz und es ist höchstwahrscheinlich, dass das verjüngte Filament bricht, wenn es mittels Tufting in einer Tufting-Maschine in dem Bürstenteil angebracht wird. Wenn die Länge länger als 12 mm ist, ist es schwierig, dass der verjüngte Teil vollständig verjüngt ist.
Im Allgemeinen weist ein Filament für eine elektrische Zahnbürste eine Gesamtlänge von 16 bis 22 mm auf, was viel kürzer als diejenige eines allgemeinen Filaments ist. Dies ist darin begründet, dass ein Antriebsteil in einem Bürstenkopf angebracht ist, auf welchem das Filament mittels Tufting aufgebracht wird und daher der Bürstenkopf dicker als bei einer manuell zu bedienenden Zahnbürste ist. Wenn daher das Monofilament in einem Bündel verarbeitet wird und das Bündel in eine Alkali-Lösung getaucht wird, um so verjüngte Teile an zwei Enden davon auszubilden, wird, da sich die Alkali-Lösung zwischen den Filamenten durch den Kapillarvorgang nach oben bewegt, auch wenn nur eine minimale Länge des Endes in die Alkali-Lösung getaucht wird, nahezu kein nicht verjüngter Bereich für das Tufting-Teil außer dem verjüngten Teil an den beiden Enden ausgebildet (siehe 2 und 3). Daher war es unmöglich, ein zweiseitig verjüngtes Filament für eine elektrische Zahnbürste herzustellen.
Die vorliegenden Erfinder haben die Herstellung eines zweiseitig verjüngten Filaments, welches mittels Tufting in einer elektrischen Zahnbürste angebracht werden kann, studiert und haben als Ergebnis die vorliegende Erfindung ausgehend von der Entdeckung gemacht, dass es mittels Erhitzen möglich ist, das Filament nach dem Schmelzspinnen einer synthetischen Harzzusammensetzung auf einer erwünschten Länge zu verjüngen, um ein Bündel von Monofilamenten zuzuschmelzen, so dass sich die Alkali-Lösung nicht zwischen den Monofilamenten durch den Kapillarvorgang nach oben bewegen kann, um die Monofilamente herzustellen und die Monofilamente in einem Bündel zu verarbeiten, so dass es einfach verjüngt werden kann.
Das heißt, die vorliegende Erfindung wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines zweiseitig verjüngten Filaments gekennzeichnet, und dieses Herstellungsverfahren umfasst die Schritte eines Schmelzspinnens einer synthetischen Harzzusammensetzung, ein Verarbeiten gedehnter Monofilamente in ein Bündel, Zuschmelzen eines Endes des Bündels, indem das Ende auf die Schmelztemperatur des synthetischen Harzes erhitzt wird, und Eintauchen des gegenüberliegenden Endes in ein Verarbeitungsbad, welches eine Alkali-Lösung enthält, um das gegenüberliegende Ende zu verjüngen.
Insbesondere umfasst das Verfahren:

a) Schmelzspinnen einer synthetischen Harzzusammensetzung und dann Dehnen des gesponnenen Produktes um das 4- bis 6-fache, um ein Monofilament mit einem Durchmesser von 0,1 bis 0,25 mm herzustellen;
b) Verarbeiten der Monofilamente in ein Bündel mit einem Durchmesser von 40 bis 55 mm;
c) Schneiden des Bündels auf eine Länge von 105 bis 115 % einer Länge eines endgültigen Produktes;
d) Erhitzen eines Endes des Bündels auf eine Schmelztemperatur des synthetischen Harzes, um den Abschnitt, welcher 1 bis 3 mm der Länge übersteigt, zuzuschmelzen;
e) Eintauchen eines Endes, welches dem geschmolzenen Ende gegenüberliegt, in ein Verarbeitungsbad, welches eine Alkali-Lösung bei 100 bis 140 °C in einer Konzentration von 30 bis 60 % enthält, um das gegenüberliegende Ende zu verjüngen; und
f) Eintauchen des geschmolzenen Endes in ein Verarbeitungsbad, welches eine Alkali-Lösung bei 100 bis 140 °C in einer Konzentration von 30 bis 60% enthält, um das geschmolzene Ende zu verjüngen.

Wenn es notwendig ist, kann das Verfahren darüber hinaus ein Reinigen des Abschnitts bei der Verjüngung umfassen, wobei die Alkali-Lösung und das Harz reagieren, um nach dem Schritt e) bzw. dem Schritt f) zusammenzuklumpen.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die synthetische Harzzusammensetzung eine Mischung aus einem Polyester-Harz und einem Zusatz. Beispielsweise umfasst ein eingesetzter Zusatz Calciumcarbonat, Siliciumdioxid, Nanosilberpulver, Nanoplatinpulver, Kohlenpulver, TiO₂, TiON, Flur und Antibiotikum. Das Polyester-Harz kann auch einen oder eine Mischung von zwei oder mehr derjenigen Stoffe umfassen, welche ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Polyethylenterephthalat (PET), Polytrimethylenterephthalat (PTT), und Polybutylenterephthalat (PBT). Für eine gesteigerte Haltbarkeit bei einer Hochgeschwindigkeitsdrehung ist es vorteilhaft, wenn das synthetische Harz eine Zugfestigkeit von 250 bis 2500 cN und eine Dehnungsfähigkeit von 15 bis 30 % aufweist.
Bei dem Schmelzspinnen wird die vorab erwähnte Mischung aus dem Zusatz und dem synthetischen Harz mit einem Extruder extrudiert, welcher mit einer Düse auf 220 bis 280 °C erhitzt, welche mehrere Löcher (4 bis 120) mit einem Durchmesser von 0,2 bis 2 mm aufweist, um ein Dehnungsverhältnis von dem 4-bis 6-fachen gedehnt und dann auf einer Wickelanlage gewickelt. Dabei ist es für die Herstellung eines Filaments mit einer ausgezeichneten Haltbarkeit vorteilhaft, eine vierfache Dehnung einzusetzen, wobei die Temperatur der jeweiligen Dehnvorrichtung in einem Bereich von 150 bis 220 °C liegt.
Die Dehnung ist vorzugsweise auf das 4- bis 6-fache eingestellt: Bei weniger als dem 4-fachen wird eine Farbänderung erzeugt, die Festigkeit ist schwach und die Dehnungsfähigkeit ist größer. Bei mehr als dem 6-fachen ist die Flexibilität merklich gering während bei der Dehnung ein Abschneiden auftreten kann.
Vorzugsweise liegt ein Durchmesser des gefertigten Monofilaments nach der Dehnung bei 0,1 bis 0,25 mm. Bei weniger als 0,1 mm ist das Filament zu dünn, lässt sich daher leicht biegen und weist eine merklich geringe Reinigungsfähigkeit auf. Bei einem Durchmesser von mehr als 0,25 mm weist das Filament eine gute Reinigungsfähigkeit auf, aber die Zahnbürste ist zu fest, um eine Rückstellkraft zu bewirken und weist ein schlechtes Bürstgefühl auf.
Anschließend wird ein Bündel hergestellt, indem die hergestellten Monofilamente auf eine vorbestimmte Länge geschnitten werden, wobei die Länge vorzugsweise bei 105 bis 115 % der Länge des endgültigen Produkts liegt (beispielsweise 16,8 bis 18,4 mm, wenn die Länge des endgültigen Produkts bei 16 mm liegt). In diesem Bereich kann die Wahrscheinlichkeit, dass ein Fehler bezüglich des verjüngten Abschnitts auftritt und dieser verloren wird, wenn er in die Alkali-Lösung getaucht wird, reduziert werden. Ein Durchmesser des Bündels liegt vorzugsweise bei 40 bis 55 mm aus Gründen einer einfachen Handhabung des verjüngten Filaments nach der Herstellung und einer geeigneten Verwendung in der Tufting-Maschine.
Anschließend wird ein Ende des Bündels auf die Schmelztemperatur des synthetischen Harzes erhitzt, um den Abschnitt 1 bis 3 mm von dem Ende zuzuschmelzen, wodurch der Kapillarvorgang verhindert werden kann.
Danach wird ein Ende, welches dem geschmolzenen Abschnitt gegenüberliegt, in ein Verarbeitungsbad getaucht, welches eine Alkali-Lösung bei 100 bis 140 °C in einer Konzentration von 30 bis 60 % enthält, wodurch es verjüngt wird.
Die Alkali-Lösung kann Natriumhydroxid in einer Konzentration von 30 bis 60 % umfassen und wird vorzugsweise auf eine Temperatur von 100 bis 140 °C erhitzt, um die Zeit zur Ausbildung der Verjüngung und zum Erreichen eines stabilen verjüngten Filaments zu verringern. Vorzugsweise liegt eine Temperaturabweichung in dem Verarbeitungsbad bei ±2 °C. Wenn die Temperaturabweichung außerhalb dieses Bereiches liegt, treten Unterschiede in der Länge und Unterschiede in der verjüngten Form auf, auch wenn das Bündel in demselben Verarbeitungsbad bearbeitet wird. Daher sollte die Temperaturabweichung nicht außerhalb dieses Bereiches liegen. Bei diesem Verfahren wird das Harz in dem verjüngten Abschnitt hydrolisiert und das verjüngte und abgebaute Harz verklumpt mit dem Alkali zusammen, so dass das gegenüberliegende Ende wie das Harz in dem geschmolzenen Zustand verschlossen wird.
Nach dem Verjüngen wird der nicht verjüngte Bereich für das Tufting-Teil mit Ausnahme der verjüngten Teile mit einer Länge von 4 bis 12 mm ausgebildet, so dass das Tufting möglich ist. Vorzugsweise wird nur bis zu einem Punkt von 4 mm oder weniger von dem Endpunkt eingetaucht. Wenn nur bis zu dem Punkt bei 4 mm oder weniger von dem Endpunkt gemessen eingetaucht wird, dringt die Alkali-Lösung nicht weiter in dem Zustand durch, in welchem sich der gegenüberliegende zugeschmolzene Abschnitt unter Luftdruck befindet, und ein verjüngtes Teil mit einer Länge von 3 bis 6 mm kann ausgebildet werden.
Anschließend wird das Ende des zugeschmolzenen Abschnitts in ein Verarbeitungsbad getaucht, welches eine Alkali-Lösung bei 100 bis 140 °C in einer Konzentration von 30 bis 60 % aufweist, wodurch die Verjüngung gemäß dem vorab beschriebenen Verfahren ausgebildet wird. Bei diesem Verfahren wird der verjüngte Abschnitt hydrolisiert und ein verklumpter Abschnitt wird wiederum an dem Ende des zugeschmolzenen Abschnitts ausgebildet.
Anschließend werden die hydrolisierten Abschnitte gereinigt und entfernt, um die verjüngten Teile auszubilden. Die Reinigung kann beispielsweise mit fließendem Wasser durchgeführt werden, und schließlich wird das Alkali mit einer verdünnten Schwefelsäure neutralisiert und nochmals eine Reinigung mit Wasser durchgeführt.
Erfindungsgemäß wird der verjüngte Teil derart hergestellt, so dass ein Durchmesser bei 0 bis 1 mm vom Ende 0 bis 45 % eines Mitteldurchmessers bei der Hälfte des Filaments beträgt, ein Durchmesser bei 1 bis 3 mm vom Ende 35 bis 85 % des Mitteldurchmessers bei der Hälfte des Filaments beträgt, und ein Durchmesser bei 3 bis 6 mm von dem Ende 60 bis 97 % des Mitteldurchmessers bei der Hälfte des Filaments beträgt. Das verjüngte Filament, welches in diesem Bereich liegt, weist eine verjüngte Form auf, d.h. eine Form, welche eine Länge des nicht verjüngten Bereiches für das Tufting-Teil von mindestens 4 mm und eine Gesamtlänge von 16 bis 22 mm aufweist, dessen Herstellung durch ein herkömmliches Verfahren nicht möglich ist. Das verjüngte Filament kann mittels Tufting in einer elektrischen Zahnbürste angebracht werden und weist eine Festigkeit, welche stabil gegenüber einer Kraft aufgrund einer Drehung mit einer hohen Geschwindigkeit ist, und ein ausgezeichnetes Bürstengefühl auf.
Das zweiseitig verjüngte Filament, welches gemäß dem vorab beschriebenen Verfahren hergestellt ist, weist eine Form auf, so dass eine Gesamtlänge eines endgültigen Produktes 16 bis 22 mm beträgt, eine Länge des nicht verjüngten Bereiches für das Tufting-Teil 4 bis 12 mm beträgt, und die restlichen Teile mit Ausnahme des nicht verjüngten Bereiches für das Tufting-Teil Verjüngungen ausbilden.
Eine elektrische Zahnbürste, welche das zweiseitig verjüngte Filament, welches durch das vorab beschriebene Verfahren hergestellt ist, umfasst, liegt ebenfalls im Umfang der vorliegenden Erfindung. Darüber hinaus liegt eine elektrische Zahnbürste, bei welcher eine Höhe H1 des verjüngten Filaments 40 von einer Tufting-Oberfläche 30 der elektrischen Zahnbürste, nachdem es mittels Tufting in der elektrischen Zahnbürste angebracht ist, 5 bis 8,5 mm beträgt, ebenfalls im Umfang der vorliegenden Erfindung (siehe 4).
Im Folgenden wird das zweiseitig verjüngte Filament für eine elektrische Zahnbürste mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben.

1 stellt ein Beispiel eines zweiseitig verjüngten Filaments, welches erfindungsgemäß hergestellt ist, dar.
2 stellt ein Beispiel eines zweiseitig verjüngten Filaments, welches mit einem herkömmlichen Verfahren hergestellt ist, dar.
3 stellt ein anderes Beispiel eines zweiseitig verjüngten Filaments, welches mit einem herkömmlichen Verfahren hergestellt ist, dar.
4 stellt ein Beispiel eines Tufting-Teils einer elektrischen Zahnbürste mit einem zweiseitig verjüngten Filament entsprechend einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren dar.

Bezugszeichenliste

L: Gesamtlänge
Ls: nicht verjüngter Bereich für das Tufting-Teil
C_L: Mitte des Filaments
10: Tufting-Teil
20a,20b: verjüngtes Teil
30: Tufting-Oberfläche
40: verjüngtes Filament
50: Antriebsteil
100: Zahnbürstenkopf
H1: Höhe des verjüngten Filaments
H2: Gesamthöhe eines Zahnbürstenkopfes

1 stellt ein erfindungsgemäßes zweiseitig verjüngtes Filament dar, bei welchem ausreichend Platz links und rechts einer Mittelposition C_L des Filaments sichergestellt ist, was ein sicheres Tufting ermöglicht, da verjüngte Teile 20a, 20b derselben Länge auf beiden Enden des Filaments ausgebildet sind. Die Mittelposition C_L des Filaments, welches mittels Tufting an einer Tufting-Oberfläche eines Bürstenkopfes anzubringen ist, ist in der Mitte eines Tufting-Teils 10 angeordnet.
2 stellt ein Beispiel dar, bei welchem ein Monofilament zu einem Bündel hergestellt wird und mit einer Alkali-Lösung ohne zuschmelzen bearbeitet wird, so dass das Tufting nicht möglich ist oder das Filament leicht abgetrennt wird, auch wenn es mittels Tufting angebracht ist, da sich ein nicht verjüngter Bereich Ls außerhalb des Tufting-Teils befindet.
3 stellt ein anderes Beispiel dar, bei welchem ein Monofilament zu einem Bündel hergestellt wird und mit einer Alkali-Lösung ohne zuschmelzen behandelt wird, so dass das Tufting nicht möglich ist, da es keinen nicht verjüngten Bereich Ls gibt.
Bei dem zweiseitig verjüngten Filament für eine elektrische Zahnbürste beträgt ein Durchmesser bei 0 bis 1 mm von einem Ende 0 bis 45 % eines Mitteldurchmessers des Filaments, ein Durchmesser bei 1 bis 3 mm von dem Ende 35 bis 85 % des Mitteldurchmessers des Filaments und ein Durchmesser bei 3 bis 6 mm von dem Ende 60 bis 97 % des Mitteldurchmessers des Filaments.
Vorzugsweise weist das verjüngte Filament für eine elektrische Zahnbürste einen Durchmesser von 0,1 bis 0,25 mm auf, da ein Filament in diesem Durchmesserbereich ein Biegen einfach verhindert und für ein stabiles Bürstgefühl sorgt.
Erfindungsgemäß ist das synthetische Harz Polyester und kann einen oder eine Mischung von zwei oder mehr der Stoffe umfassen, welche ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylenterephthalat (PET), Polytrimethylenterephthalat (PTT), und Polybutylenterephthalat (PBT). Vorzugsweise weist das synthetische Harz eine Zugfestigkeit von 250 bis 2500 cN und eine Dehnungsfähigkeit von 15 bis 30 % auf.
Wenn es notwendig ist, kann neben dem synthetischen Harz ein herkömmlicher Zusatz darüber hinaus hinzugefügt werden, welcher nach dem Stand der Technik bekannt ist. Ein möglicher Zusatz umfasst Calciumcarbonat, Siliciumdioxid, Nanosilberpulver, Nanoplatinpulver, Kohlenpulver, TiO₂, TiON, Flur und Antibiotikum. Darüber hinaus kann ein herkömmlicher Zusatz zusätzlich hinzugefügt werden, wenn es erforderlich ist.
Erfindungsgemäß ist es möglich, ein verjüngtes Filament mit einer hohen Festigkeit herzustellen, welches eine kurze Gesamtlänge aufweist und mit verjüngten Teilen an zwei Enden ausgebildet ist, während ein Tufting-Teil mit einer minimalen Länge gewährleistet ist.
Die Vorteile, Merkmale und Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen mit Bezug zu den beigefügten Figuren ersichtlich.
Beispiel 1
Polybutylenterephthalat-Harz (Toraycon 1100, Toray) wurde in einem Extruder angeordnet und aus der Schmelze bei 250 °C gesponnen, wobei ein Spinnen mittels einer Düse mit einer Größe von 0,8 mm folgte. Das gesponnene Garn wurde mit Wasser gekühlt und dann um das 4-fache gedehnt, wodurch ein Monofilament mit einem Durchmesser von 0,2 mm hergestellt wurde.
Die gedehnten Monofilamente wurden gebündelt und geschnitten, wodurch ein Bündel mit einem Durchmesser von 40 mm und einer Höhe von 18,4 mm (entsprechend 115 % einer Länge des endgültigen Produkts) hergestellt wurde.
Hitze von 250 °C wurde auf ein Ende des gefertigten Bündels aufgebracht, um ein Abschnitt von 1 mm von dem Ende zuzuschmelzen.
Die Seite, welche der zugeschmolzenen Seite gegenüberliegt, wurde für 180 min in eine 35-prozentige, 110 °C heiße wässrige Natrriumhydroxid-Lösung eingetaucht und dann herausgenommen. Nur der Abschnitt bis 4 mm vom Ende wurde eingetaucht. Weiße Klumpen, welche durch eine Hydrolyse des Harzes ausgebildet werden, wurden in dem eingetauchten Abschnitt ausgebildet.
Anschließend wurde der zugeschmolzene Abschnitt für 200 min in eine 35-prozentige, 110 °C heiße wässrige NatriumhydroxidLösung eingetaucht und dann herausgenommen. Nur der Abschnitt bis 4 mm vom Ende wurde eingetaucht. Weiße Klumpen, welche durch eine Hydrolyse des Harzes ausgebildet werden, wurden in dem eingetauchten Abschnitt ausgebildet.
Die weißen Klumpen, welche bei den zwei Enden ausgebildet wurden, wurden zweimal mit Wasser gereinigt, wobei eine Neutralisierung mit einer verdünnten Schwefelsäure und eine Reinigung mit Wasser folgten.
Als Ergebnis wurde ein zweiseitig verjüngtes Filament hergestellt, welches eine Gesamtlänge von 16 mm aufweist sowie mit einem nicht verjüngten Bereich für ein Tufting-Teil mit einer Länge von 5 mm und mit verjüngten Teilen mit einer Länge von 5,5 mm an beiden Enden ausgebildet ist.
Das verjüngte Teil wurde mit einem Werkzeugmacher-Mikroskop (Olympus) inspiziert, und als Ergebnis wurde ein Durchmesser bei 1 mm von dem Ende von 42 % eines Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments, ein Durchmesser bei 3 mm von dem Ende von 72 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments und ein Durchmesser bei 5,5 mm von dem Ende von 93 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments gemessen.
Beispiel 2
Das Beispiel 2 entspricht dem Beispiel 1 außer dass eine Mischung aus Polyethylenterephthalat (Samyang, Triloy) und Polybutylenterephthalat (Toraycon 1100, Toray) in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 als Garnmaterial verwendet wurde.
Als Ergebnis wurde ein zweiseitig verjüngtes Filament hergestellt, welches eine Gesamtlänge von 16 mm aufweist sowie mit einem Tufting-Teil mit einer Länge von 5 mm mit verjüngten Teilen mit einer Länge von 5,5 mm an beiden Enden ausgebildet ist.
Das verjüngte Teil wurde mit einem Werkzeugmacher-Mikroskop (Olympus) inspiziert, und als Ergebnis wurde ein Durchmesser bei 1 mm von dem Ende von 41 % eines Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments, ein Durchmesser bei 3 mm von dem Ende von 78 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments und ein Durchmesser bei 5,5 mm von dem Ende von 91 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments gemessen.
Beispiel 3
Das Beispiel 3 entspricht dem Beispiel 1, außer dass 5 Gewichtsteile von Calciumcarbonat (mittlere Partikelgröße 5 µm, Shinwon trading) mit 100 Gewichtsteilen Polybutylenterephthalat-Harz (Toraycon 1100, Toray) gemischt wurden und die Mischung als Garnmaterial eingesetzt wurde.
Als Ergebnis wurde ein zweiseitig verjüngtes Filament gefertigt, welches eine Gesamtlänge von 16 mm aufweist sowie mit einem nicht verjüngten Bereich für das Tufting-Teil mit einer Länge von 5 mm und mit verjüngten Teilen mit einer Länge von 5,5 mm bei beiden Enden ausgebildet ist.
Das verjüngte Teil wurde mit einem Werkzeugmacher-Mikroskop (Olympus) inspiziert, und als Ergebnis wurde ein Durchmesser bei 1 mm von dem Ende von 44 % eines Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments, ein Durchmesser bei 3 mm von dem Ende von 79 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments und ein Durchmesser bei 5,5 mm von dem Ende von 92 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments gemessen.
Beispiel 4
Das Beispiel 4 entspricht dem Beispiel 1, außer dass 5 Gewichtsteile von Siliciumdioxid (mittlere Partikelgröße 20 µm, Seonjin chemical) mit 100 Gewichtsteilen Polybutylenterephthalat-Harz (Toraycon 1100, Toray) gemischt wurden und die Mischung als Garnmaterial eingesetzt wurde.
Als Ergebnis wurde ein zweiseitig verjüngtes Filament gefertigt, welches eine Gesamtlänge von 16 mm aufweist sowie mit einem nicht verjüngten Bereich für das Tufting-Teil mit einer Länge von 5 mm und mit verjüngten Teilen mit einer Länge von 5,5 mm bei beiden Enden ausgebildet ist.
Das verjüngte Teil wurde mit einem Werkzeugmacher-Mikroskop (Olympus) inspiziert, und als Ergebnis wurde ein Durchmesser bei 1 mm von dem Ende von 39 % eines Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments, ein Durchmesser bei 3 mm von dem Ende von 79 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments und ein Durchmesser bei 5,5 mm von dem Ende von 90 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments gemessen.
Beispiel 5
Das Beispiel 5 entspricht dem Beispiel 1, außer dass 0,1 Gewichtsteile eines Nanosilberpulvers (mittlere Partikelgröße 50 nm, ABC nanotech) mit 100 Gewichtsteilen Polybutylenterephthalat-Harz (Toraycon 1100, Toray) gemischt wurden und die Mischung als Garnmaterial eingesetzt wurde.
Als Ergebnis wurde ein zweiseitig verjüngtes Filament gefertigt, welches eine Gesamtlänge von 16 mm aufweist sowie mit einem nicht verjüngten Bereich für das Tufting-Teil mit einer Länge von 5 mm und mit verjüngten Teilen mit einer Länge von 5,5 mm bei beiden Enden ausgebildet ist.
Das verjüngte Teil wurde mit einem Werkzeugmacher-Mikroskop (Olympus) inspiziert, und als Ergebnis wurde ein Durchmesser bei 1 mm von dem Ende von 40 % eines Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments, ein Durchmesser bei 3 mm von dem Ende von 81 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments und ein Durchmesser bei 5,5 mm von dem Ende von 94 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments gemessen.
Beispiel 6
Das Beispiel 6 entspricht dem Beispiel 1, außer dass 0,2 Gewichtsteile eines Nanoplatinpulvers (mittlere Partikelgröße 60 nm, ABC nanotech) mit 100 Gewichtsteilen Polybutylenterephthalat-Harz (Toraycon 1100, Toray) gemischt wurden und die Mischung als Garnmaterial eingesetzt wurde.
Als Ergebnis wurde ein zweiseitig verjüngtes Filament gefertigt, welches eine Gesamtlänge von 16 mm aufweist sowie mit einem nicht verjüngten Bereich für das Tufting-Teil mit einer Länge von 5 mm und mit verjüngten Teilen mit einer Länge von 5,5 mm bei beiden Enden ausgebildet ist.
Das verjüngte Teil wurde mit einem Werkzeugmacher-Mikroskop (Olympus) inspiziert, und als Ergebnis wurde ein Durchmesser bei 1 mm von dem Ende von 41 % eines Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments, ein Durchmesser bei 3 mm von dem Ende von 77 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments und ein Durchmesser bei 5,5 mm von dem Ende von 91 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments gemessen.
Beispiel 7
Das Beispiel 7 entspricht dem Beispiel 1, außer dass 0,1 Gewichtsteile TiON (Titanoxynitrid, Enbio) mit 100 Gewichtsteilen Polybutylenterephthalat-Harz (Toraycon 1100, Toray) gemischt wurden und die Mischung als Garnmaterial eingesetzt wurde.
Als Ergebnis wurde ein zweiseitig verjüngtes Filament gefertigt, welches eine Gesamtlänge von 16 mm aufweist sowie mit einem nicht verjüngten Bereich für das Tufting-Teil mit einer Länge von 5 mm und mit verjüngten Teilen mit einer Länge von 5,5 mm bei beiden Enden ausgebildet ist.
Das verjüngte Teil wurde mit einem Werkzeugmacher-Mikroskop (Olympus) inspiziert, und als Ergebnis wurde ein Durchmesser bei 1 mm von dem Ende von 42 % eines Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments, ein Durchmesser bei 3 mm von dem Ende von 84 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments und ein Durchmesser bei 5,5 mm von dem Ende von 93 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments gemessen.
Beispiel 8
Das Beispiel 8 entspricht dem Beispiel 1, außer dass 0,5 Gewichtsteile Fluor (NaF, Merk) mit 100 Gewichtsteilen Polybutylenterephthalat-Harz (Toraycon 1100, Toray) gemischt wurden und die Mischung als Garnmaterial eingesetzt wurde.
Als Ergebnis wurde ein zweiseitig verjüngtes Filament gefertigt, welches eine Gesamtlänge von 16 mm aufweist sowie mit einem nicht verjüngten Bereich für das Tufting-Teil mit einer Länge von 5 mm und mit verjüngten Teilen mit einer Länge von 5,5 mm bei beiden Enden ausgebildet ist.
Das verjüngte Teil wurde mit einem Werkzeugmacher-Mikroskop (Olympus) inspiziert, und als Ergebnis wurde ein Durchmesser bei 1 mm von dem Ende von 42 % eines Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments, ein Durchmesser bei 3 mm von dem Ende von 78 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments und ein Durchmesser bei 5,5 mm von dem Ende von 90 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments gemessen.
Beispiel 9
Das Beispiel 9 entspricht dem Beispiel 1, außer dass 0,1 Gewichtsteile Antibiotikum (triclosan, Ciba) mit 100 Gewichtsteilen Polybutylenterephthalat-Harz (Toraycon 1100, Toray) gemischt wurden und die Mischung als Garnmaterial eingesetzt wurde.
Als Ergebnis wurde ein zweiseitig verjüngtes Filament gefertigt, welches eine Gesamtlänge von 16 mm aufweist sowie mit einem nicht verjüngten Bereich für das Tufting-Teil mit einer Länge von 5 mm und mit verjüngten Teilen mit einer Länge von 5,5 mm bei beiden Enden ausgebildet ist.
Das verjüngte Teil wurde mit einem Werkzeugmacher-Mikroskop (Olympus) inspiziert, und als Ergebnis wurde ein Durchmesser bei 1 mm von dem Ende von 41 % eines Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments, ein Durchmesser bei 3 mm von dem Ende von 79 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments und ein Durchmesser bei 5,5 mm von dem Ende von 92 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments gemessen.
Beispiel 10
Das Beispiel 10 entspricht dem Beispiel 1, außer dass ein Monofilament mit einem Durchmesser von 0,15 mm hergestellt wurde, indem es 6-fach gedehnt wurde und ein Bündel mit einer Länge von 23,1 mm (entsprechend 105 % einer Länge eines 22 mm langen endgültigen Produktes) gefertigt wurde.
Als Ergebnis wurde ein zweiseitig verjüngtes Filament gefertigt, welches eine Gesamtlänge von 22 mm aufweist sowie mit einem nicht verjüngten Bereich für das Tufting-Teil mit einer Länge von 11 mm und mit verjüngten Teilen mit einer Länge von 5,5 mm bei beiden Enden ausgebildet ist.
Das verjüngte Teil wurde mit einem Werkzeugmacher-Mikroskop (Olympus) inspiziert, und als Ergebnis wurde ein Durchmesser bei 1 mm von dem Ende von 39 % eines Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments, ein Durchmesser bei 3 mm von dem Ende von 77 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments und ein Durchmesser bei 5,5 mm von dem Ende von 92 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments gemessen.
Gegenbeispiel 1
Die Herstellung eines verjüngten Filaments entspricht der Herstellung gemäß Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass der Zuschmelzprozess nicht implementiert war.
Das heißt, Polybutylenterephthalat-Harz (Toraycon 1100, Toray) wurde in einem Extruder angeordnet und aus der Schmelze bei 250 °C gesponnen, wobei ein Spinnen mittels einer Düse mit einer Größe von 0,8 mm folgte. Das gesponnene Garn wurde mit Wasser gekühlt und dann um das 4-fache gedehnt, wodurch ein Monofilament mit einem Durchmesser von 0,2 mm hergestellt wurde.
Die gedehnten Monofilamente wurden gebündelt und geschnitten, wodurch ein Bündel mit einem Durchmesser von 40 mm und einer Höhe von 18,4 mm (entsprechend 115 % einer Länge des endgültigen Produkts) hergestellt wurde.
Ein Ende des gefertigten Bündels wurde für 180 min in eine 35-prozentige, 110 °C heiße wässrige Natrriumhydroxid-Lösung eingetaucht und dann herausgenommen. Nur der Abschnitt bis 4 mm vom Ende wurde eingetaucht. Es wurden jedoch durch Hydrolyse des Harzes aufgrund des Kapillarvorgangs weiße Klumpen bei einem Abschnitt ausgebildet, welcher sich 8 mm von dem Ende befindet.
Anschließend wurde das gegenüberliegende Ende für 200 min in eine 35-prozentige, 110 °C heiße wässrige NatriumhydroxidLösung eingetaucht und dann herausgenommen. Nur der Abschnitt bis 4 mm vom Ende wurde eingetaucht. Es wurden jedoch durch Hydrolyse des Harzes aufgrund des Kapillarvorgangs weiße Klumpen bei einem Abschnitt ausgebildet, welcher sich 6 mm von dem Ende befindet.
Die weißen Klumpen, welche bei den zwei Enden ausgebildet wurden, wurden zweimal gereinigt und neutralisiert. Daher wurde der Gesamtdurchmesser des Filaments verringert, wobei die Längen der linken und der rechten Verjüngung asymmetrisch unterschiedlich waren und nahezu kein nicht verjüngter Bereich für das Tufting-Teil ausgebildet wurde, was den Tufting-Prozess unmöglich machte.
Gegenbeispiel 2
Das Gegenbeispiel 2 entspricht dem Beispiel 1, aber ein verjüngtes Element mit einem Durchmesser von 0,15 mm wurde durch Ausführung einer Dehnung um das 6,5-fache unter Steuerung eines Beseitigungsumfangs hergestellt.
Als Ergebnis wurde ein zweiseitig verjüngtes Filament gefertigt, welches eine Gesamtlänge von 16 mm aufweist sowie mit einem nicht verjüngten Bereich für das Tufting-Teil mit einer Länge von 5 mm und mit verjüngten Teilen mit einer Länge von 5,5 mm bei beiden Enden ausgebildet ist.
Das verjüngte Teil wurde mit einem Werkzeugmacher-Mikroskop (Olympus) inspiziert, und als Ergebnis wurde ein Durchmesser bei 1 mm von dem Ende von 33 % eines Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments, ein Durchmesser bei 3 mm von dem Ende von 65 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments und ein Durchmesser bei 5,5 mm von dem Ende von 77 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments gemessen.
Obwohl der Durchmesser durch die Steuerung des Beseitigungsumfangs bei dem Gegenbeispiel 2 gesteuert wurde, wurden weiße Schwebstoffe aufgrund des hohen Dehnungsverhältnisses erzeugt, was die Haltbarkeit verringerte und das Gefühl während einer Verwendung aufgrund der hohen Festigkeit des Filaments herabsetzte.
Gegenbeispiel 3
Das Gegenbeispiel 3 entspricht dem Beispiel 1, aber ein zweiseitig verjüngtes Filament mit einem Durchmesser von 0,25 mm wurde durch Ausführung einer Dehnung um das 3,5-fache mit einer Steuerung des Beseitigungsumfangs hergestellt.
Als Ergebnis wurde ein zweiseitig verjüngtes Filament gefertigt, welches eine Gesamtlänge von 16 mm aufweist sowie mit einem nicht verjüngten Bereich für das Tufting-Teil mit einer Länge von 5 mm und mit verjüngten Teilen mit einer Länge von 5,5 mm bei beiden Enden ausgebildet ist.
Das verjüngte Teil wurde mit einem Werkzeugmacher-Mikroskop (Olympus) inspiziert, und als Ergebnis wurde ein Durchmesser bei 1 mm von dem Ende von 52 % eines Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments, ein Durchmesser bei 3 mm von dem Ende von 91 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments und ein Durchmesser bei 5,5 mm von dem Ende von 98 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments gemessen.
Obwohl der Durchmesser durch die Steuerung des Beseitigungsumfangs bei dem Gegenbeispiel 3 gesteuert wurde, war die Festigkeit des Filaments aufgrund des geringen Dehnungsverhältnisses gering und daher war das Gefühl während einer Verwendung deutlich herabgesetzt.
Gegenbeispiel 4
Das Gegenbeispiel 4 entspricht dem Beispiel 1, aber ein zweiseitig verjüngtes Filament, welches eine Gesamtlänge von 24 mm aufweist sowie einen nicht verjüngten Bereich für das Tufting-Teil mit einer Länge von 14 mm und verjüngte Teile mit einer Länge von 5 mm bei beiden Enden ausbildet, wurde hergestellt.
Das verjüngte Teil wurde mit einem Werkzeugmacher-Mikroskop (Olympus) inspiziert, und als Ergebnis wurde ein Durchmesser bei 1 mm von dem Ende von 21 % eines Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments, ein Durchmesser bei 3 mm von dem Ende von 32 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments und ein Durchmesser bei 5,5 mm von dem Ende von 49 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments gemessen.
Gegenbeispiel 5
Das Gegenbeispiel 5 entspricht dem Beispiel 1, aber ein zweiseitig verjüngtes Filament, welches eine Gesamtlänge von 18 mm aufweist sowie einen nicht verjüngten Bereich für das Tufting-Teil mit einer Länge von 2 mm und verjüngte Teile mit einer Länge von 8 mm bei beiden Enden ausbildet, wurde hergestellt, indem es für 180 min in 25-prozentigem, 110 °C heißem Natriumhydroxid bearbeitet wurde.
Das verjüngte Teil wurde mit einem Werkzeugmacher-Mikroskop (Olympus) inspiziert, und als Ergebnis wurde ein Durchmesser bei 1 mm von dem Ende von 20 % eines Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments, ein Durchmesser bei 3 mm von dem Ende von 33 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments und ein Durchmesser bei 5,5 mm von dem Ende von 48 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments gemessen.
Gegenbeispiel 6
Das Gegenbeispiel 6 entspricht dem Beispiel 1, aber ein zweiseitig verjüngtes Filament, welches eine Gesamtlänge von 18 mm aufweist sowie einen nicht verjüngten Bereich für das Tufting-Teil mit einer Länge von 3 mm und verjüngte Teile mit einer Länge von 7,5 mm bei beiden Enden ausbildet, wurde hergestellt, indem es für 180 min in 35-prozentigem, 150 °C heißem Natriumhydroxid bearbeitet wurde.
Das verjüngte Teil wurde mit einem Werkzeugmacher-Mikroskop (Olympus) inspiziert, und als Ergebnis wurde ein Durchmesser bei 1 mm von dem Ende von 22 % eines Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments, ein Durchmesser bei 3 mm von dem Ende von 46 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments und ein Durchmesser bei 5,5 mm von dem Ende von 72 % des Mitteldurchmessers bei der Mitte des Filaments gemessen.
Die zweiseitig verjüngten Filamente, welche gemäß den Beispielen bzw. Gegenbeispielen hergestellt worden sind, wurden mittels Tufting in einer elektrischen Zahnbürste angebracht, und dann wurden die Haltbarkeit und das Gefühl während einer Verwendung durch eine visuelle Inspektion gemessen.
Eine 5-Punkte-Messung wurde bei 100 Benutzern ausgeführt, wobei Mittelwerte dargestellt sind.
Die Haltbarkeit wurde dadurch gemessen, ob ein Biegen des Filaments nach einer 20-maligen Verwendung auftrat. Das Gefühl bzw. das Empfinden während einer Verwendung wurde evaluiert, indem insgesamt die Problemlosigkeit während des Bürstens, das Gefühl eines Reibens, das Reinigungsgefühl und der Zustand des Zahnfleisches bewertet wurde.

Die Ergebnisse sind unten in Tabelle 1 dargestellt.

	Haltbarkeit	Gefühl während der Verwendung	Mittels Tufting angebrachte Länge
Beispiel 1	4.9	4.9	5 mm
Beispiel 2	4.8	4.7	5 mm
Beispiel 3	4.2	4.8	5 mm
Beispiel 4	4.3	4.8	5 mm
Beispiel 5	4.6	4.6	5 mm
Beispiel 6	4.7	4.7	5 mm
Beispiel 7	4.6	4.7	5 mm
Beispiel 8	4.7	4.6	5 mm
Beispiel 9	4.6	4.7	5 mm
Beispiel 10	4.7	4.8	5 mm
Gegenbeispiel 1	Nicht messbar	Nicht messbar	Mittels Tufting nicht anzubringen
Gegenbeispiel 2	2.1	3.8	5 mm
Gegenbeispiel 3	1.5	0.8	5 mm
Gegenbeispiel 4	4.5	2.2	9 mm
Gegenbeispiel 5	Nicht messbar	Nicht messbar	Mittels Tufting nicht anzubringen
Gegenbeispiel 6	Nicht messbar	Nicht messbar	Mittels Tufting nicht anzubringen

Während die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den speziellen Ausführungsformen beschrieben ist, ist dem Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Geist und den Umfang der vorliegenden Erfindung, wie er durch die folgenden Ansprüche definiert ist, zu verlassen.

Claims

Zweiseitig verjüngtes Filament für eine elektrische Zahnbürste vor Tufting, welches aus einem synthetischen Harz hergestellt ist sowie mit Verjüngungen (20a, 20b) an zwei Seiten davon und einem Tufting-Teil (10), dessen Mitte mittels Tufting in der elektrischen Zahnbürste anzubringen ist, ausgebildet ist, wobei ein Durchmesser (D) im Bereich von 0,1 mm ≤ D ≤ 0,25 mm liegt, eine Gesamtlänge (L) in einem Bereich von 16 mm ≤ L ≤ 22 mm liegt, wobei eine Länge (Ls) des nicht verjüngten Bereiches für das Tufting-Teil in einem Bereich von 4 mm ≤ Ls ≤ 12 mm liegt, wobei weitere zwei Enden mit Ausnahme des nicht verjüngten Bereiches für das Tufting-Teil die verjüngten Teile ausbilden, wobei ein Durchmesser bei 0 bis 1 mm von einem Endpunkt 0 bis 45% eines Mitteldurchmessers bei der Hälfte (C_L) des Filaments beträgt, wobei ein Durchmesser bei 1 bis 3 mm von dem Endpunkt 35 bis 85% des Mitteldurchmessers bei der Hälfte (C_L) des Filaments beträgt, und wobei ein Durchmesser bei 3 bis 6 mm von dem Endpunkt 60 bis 97% des Mitteldurchmessers bei der Hälfte (C_L) des Filaments beträgt.
Zweiseitig verjüngtes Filament nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das synthetische Harz Polyester ist.
Zweiseitig verjüngtes Filament nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyester-Harz eine Zugfestigkeit von 250 bis 2500 cN und eine Dehnungseigenschaft von 15 bis 30 % aufweist.
Elektrische Zahnbürste, welche das zweiseitig verjüngte Filament nach einem der Ansprüche 1 bis 3 umfasst.
Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das verjüngte Filament, nachdem das verjüngte Filament mittels Tufting in der elektrischen Zahnbürste angebracht ist, eine Höhe von 5 bis 8,5 mm von einer Tufting-Oberfläche aufweist, und dass ein Zahnbürstenkopf eine Gesamthöhe von 14 bis 19 mm aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines zweiseitig verjüngten Filaments für eine elektrische Zahnbürste, umfassend: Schmelzspinnen einer synthetischen Harzzusammensetzung, Verarbeiten gedehnter Monofilamente in ein Bündel, Schneiden des Bündels, Zuschmelzen eines Endes des Bündels, indem das Ende auf eine Schmelztemperatur des synthetischen Harzes erhitzt wird, Eintauchen eines gegenüberliegenden Endes in ein Verarbeitungsbad, welches eine Alkali-Lösung enthält, um das gegenüberliegende Ende zu verjüngen, und Eintauchen des geschmolzenen Endes in ein Verarbeitungsbad, welches eine Alkali-Lösung enthält, um das geschmolzene Ende zu verjüngen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst: a) Schmelzspinnen der synthetischen Harzzusammensetzung und Dehnen des geschmolzenen Produktes um das 4 bis 6-fache, um ein Monofilament mit einem Durchmesser von 0,1 bis 0,25 mm herzustellen; b) Verarbeiten des Monofilaments zu einem Bündel mit einem Durchmesser von 40 bis 55 mm; c) Schneiden des Bündels auf eine Länge von 105 bis 115 % einer Länge eines endgültigen Produktes; d) Erhitzen eines Endes des Bündels auf die Schmelztemperatur des synthetischen Harzes, um den Abschnitt bei 1 bis 3 mm von dem Ende des Bündels zuzuschmelzen; e) Eintauchen eines Endes, welches dem geschmolzenen Ende gegenüberliegt, in ein Verarbeitungsbad, welches eine Alkali-Lösung bei 100 bis 140 °C in einer Konzentration von 30 bis 60 % enthält, um das gegenüberliegende Ende zu verjüngen; und f) Eintauchen des geschmolzenen Endes in ein Verarbeitungsbad, welches eine Alkalilösung bei 100 bis 140 °C in einer Konzentration von 30 bis 60 % enthält, um das geschmolzene Ende zu verjüngen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die synthetische Harzzusammensetzung eine Mischung aus Polyester-Harz und einem Zusatz ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyester-Harz eine Zugfestigkeit von 250 bis 2500 cN und eine Dehnungsfähigkeit von 15 bis 30 % aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Eintauchen nur bis zu einem Punkt ausgeführt wird, welcher 4 mm oder weniger von dem Endpunkt angeordnet ist, um den verjüngten Teil auszubilden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das verjüngte Filament: einen Durchmesser (D) von 0,1 mm ≤ D ≤ 0,25 mm aufweist, eine Gesamtlänge (L) von 16 mm ≤ L ≤ 22 mm aufweist, eine Länge (Ls) des nicht verjüngten Bereiches für ein Tufting-Teil von 4 mm ≤ Ls ≤ 12 mm aufweist, und dass zwei weitere Enden mit Ausnahme des nicht verjüngten Bereiches für das Tufting-Teil die verjüngten Teile ausbilden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verjüngen bei den Schritten c) und f) derart implementiert wird, dass ein Durchmesser bei 0 bis 1 mm von einem Endpunkt 0 bis 45 % eines Mitteldurchmessers bei der Hälfte (CL) des Filaments beträgt, dass ein Durchmesser bei 1 bis 3 mm von dem Endpunkt 35 bis 85 % des Mitteldurchmessers bei der Hälfte (CL) des Filaments beträgt, und dass ein Durchmesser bei 3 bis 6 mm von dem Endpunkt 60 bis 97 % des Mitteldurchmessers bei der Hälfte (CL) des Filaments beträgt.
Elektrische Zahnbürste, welche das verjüngte Filament, welches gemäß einem der Ansprüche 6 bis 11 hergestellt ist, umfasst.
Elektrische Zahnbürste nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass, nachdem das verjüngte Element mittels Tufting in der elektrischen Zahnbürste angebracht ist, das verjüngte Element eine Höhe von 5 bis 8,5 mm von einer Tufting-Oberfläche aufweist, und dass ein Zahnbürstenkopf eine Gesamthöhe von 14 bis 19 mm aufweist.