DE19533816A1 - Verfahren zur Herstellung spiraliger Borsten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung spiraliger Borsten durch Extrudieren von Monofilen.

Borsten für Bürstenwaren beliebiger Art entfalten ihre Bürstwirkung zunächst und vornehmlich durch die freien Enden der Borsten, die die verschmutzte Fläche aufreißen und durch Kratzen und Schaben den Schmutz entfernen. Bei stärkerem Andruck legen sich die Borsten um und werden mit ihrer Mantelfläche wirksam. Sie gleiten mehr strei­ chend und schiebend über die Oberfläche mit einer schon­ enderen Wirkung.

Neben kreisrunden Borsten mit den vorgenannten Wirkungen sind auch profilierte Borsten bekannt, bei denen die Profilkanten beim Umlegen der Borste eine stärker scha­ bende Wirkung entfalten. Schließlich sind Borsten mit einem spiraligen Profil bekannt (DE-U-93 19 214) mit einer sehr großen Steigung der Spirale. Hiermit soll wiederum die von profilierten Borsten her stark schabende Wirkung gemindert werden, indem lokal immer nur ein Teil der Wendel im Eingriff ist. Eine solche Borste mit stei­ ler Wendel soll durch Verdrillen eines Monofils mit im wesentlichen sternförmigem Querschnitt erhalten werden. Wie dies im einzelnen geschehen und insbesondere zu einer stabilen Borste mit einem guten Wiederaufrichtvermögen geschehen soll, bleibt bei diesem Stand der Technik offen.

Es ist ferner bekannt, konische Borsten an ihrer Mantel­ fläche mit einer Wendel zu versehen. Dies geschieht durch nachträgliches Anformen der Wendel oder durch Spritzen der Borste. Diese Borste hat insbesondere den Zweck, bei Haarbürsten das Auftragen von Medien zu erleichtern und zu verbessern. Gespritzte oder nachträglich profilierte Borsten benötigen aber einen nennenswerten Querschnitt, um ausreichend biegefest zu sein. Sie sind daher eher als Stifte, denn als Borsten zu bezeichnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dessen Hilfe spiralige Borsten in gleicher und vorbestimmbarer Qualität wie herkömmliche Borsten in preiswerter Weise hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß einer ersten Variante der Erfin­ dung dadurch gelöst, daß ein Monofil mit einem von der Kreisform abweichenden Querschnitt extrudiert und beim Abziehen unter Verringerung seines Querschnittes vorver­ streckt, anschließend weiterverstreckt und schließlich auf zumindest einem Teil seiner Länge zu einem spiraligen Borstenmaterial verdrillt wird.

Durch das Vorverstrecken und anschließende weitere Ver­ strecken wird eine profilierte Borste mit Festigkeitsei­ genschaften erhalten, wie sie von herkömmlichen, nicht­ profilierten Borsten bekannt sind. Durch das anschließen­ de Verdrillen wird schließlich ein spiraliges Borstenma­ terial erhalten. Die auf diese Weise erhaltene Wendel kann sich entweder über die gesamte Länge der Borste erstrecken oder auch nur auf einem Teil ihrer Länge ausgebildet sein.

Vorzugsweise wird das Monofil nach dem weiteren Ver­ strecken und vor dem Verdrillen durch thermisches Schrum­ pfen stabilisiert. Ein solches Stabilisieren kann sich auch an das Verdrillen anschließen, um das Borstenmate­ rial in der gewünschten Form zu fixieren. Dieses Stabili­ sieren nach dem Verdrillen kann in bekannter Weise durch Aufbringen hoher Temperatur oder durch Lagern des aufge­ spulten, spiraligen Borstenmaterials bei Raumtemperatur oder einer demgegenüber erhöhten Temperatur erfolgen.

Das durch Extrudieren hergestellte Monofil kann einen ovalen oder mehreckigen Querschnitt aufweisen. Im Falle eines ovalen Querschnittes mit einem Drillzentrum in der Achse entsteht ein Borstenmaterial mit zwei über die Oberfläche laufenden Wendeln. Bei einem mehreckigen Querschnitt ergibt sich eine der Anzahl der Ecken ent­ sprechende Anzahl von Wendeln.

Statt dessen kann auch ein Monofil mit einem Kern und wenigstens einer achsparallelen Rippe extrudiert werden. In diesem Fall entsteht ein Borstenmaterial mit Wendeln, deren Höhe entsprechend der Rippenhöhe vorwählbar ist, so daß an der Borste vergleichsweise tiefe Kanäle entstehen.

Für bestimmte Einsatzgebiete muß sichergestellt sein, daß ein Benutzer Bürsten mit insbesondere abrasiv wirkenden spiraligen Borsten als solche erkennt und diese nicht irrtümlicherweise verwendet, wie es beispielsweise bei Zahnbürsten zur Pflege empfindlichen Zahnfleisches der Fall ist. In Weiterbildung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß die zumindest eine Rippe sich farblich von dem Kern unterscheidet.

Vorzugsweise bestehen der Kern und die zumindest eine Rippe aus unterschiedlichen Materialien. Somit kann die zumindest eine Rippe an bestimmte Einsatzbedingungen insbesondere hinsichtlich ihrer Härte angepaßt werden. Mit Rippen aus relativ weichem Material kann beispiels­ weise aus Teppichen schonend Schmutz entfernt werden. Ein relativ hartes Material für die Rippe oder Rippen ermög­ licht z. B. bei der Zahnpflege eine effiziente Reinigung der Zähne. Eine intensive Bürstwirkung beispielsweise zum Entfernern von Rost kann mit Rippen aus abrasivem Mate­ rial erzielt werden. Auch hierbei kann dem Benutzer durch eine farblich unterschiedliche Gestaltung des Kerns und der Rippen ein Hinweis auf die Bürsteigenschaften der jeweiligen Bürste gegeben werden.

Bei bestimmten Bürsten ist es notwendig, daß die Borsten eine vorbestimmte Steifigkeit besitzen müssen. Eine Anpassung der Steifigkeit läßt sich in bevorzugter Ausge­ staltung der Erfindung erzielen, wenn der Kern einen Innenbereich und einen den Innenbereich umgebenden Mantel aus unterschiedlichen Materialien aufweist. Mittels Variation der Materialien für den Innenbereich und den Mantel läßt sich die Steifigkeit der Borsten in gewünsch­ ter Weise einstellen. Die auf dem Mantel verlaufenden Rippen können entweder aus dessen Material oder einem davon unterschiedlichen Material bestehen.

Eine andere Lösung der Erfindungsaufgabe geht vom Extru­ dieren von Monofilen mit beispielsweise kreisförmigem Querschnitt aus. Ein solches Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß wenigstens zwei Monofile beim Abziehen unter Verringerung ihres Querschnittes vorverstreckt und anschließend weiterverstreckt und schließlich zu einem spiraligen Borstenmaterial miteinander verdrillt werden.

Hier wird also die spiralig profilierte Mantelfläche der Borste durch zumindest zwei miteinander verdrillte Mono­ file beliebigen Querschnitts Art erhalten. Ihre Stabili­ tät erhalten sie durch die bei Borsten übliche Art der Herstellung.

Auch hierbei können die Monofile nach dem weiteren Ver­ strecken durch thermisches Schrumpfen stabilisiert werden und kann ferner das nach dem Verdrillen erhaltene Bor­ stenmaterial nochmals stabilisiert werden. Auch dieses Stabilisieren kann dann durch Aufbringen hoher Temperatur oder durch Lagern des aufgespulten Borstenmaterials bei Raumtemperatur oder einer demgegenüber erhöhten Tempera­ tur erfolgen.

Die Bürstwirkung ist unter anderem abhängig von dem Maß der Verdrillung bezogen auf die Nutzlänge einer Borste bzw. des Borstenmaterials, d. h. von der Ganghöhe der sich infolge der Verdrillung bildenden Wendel. Es hat sich gezeigt, daß die Ganghöhe der Wendel nicht größer als die doppelte Nutzlänge der Borste sein sollte, so daß entlang der Nutzlänge eine um 180° umlaufende Wendel vorhanden ist. Üblicherweise wird die Wendel jedoch eine kleinere Ganghöhe aufweisen, die bis zu der Größe des Durchmessers des Borstenmaterials betragen kann.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Monofil bzw. die Monofile aus einem elastischen Kunst­ stoff bestehen. Auf diese Weise lassen sich die aus den Borstenmaterial hergestellten Borsten in Längsrichtung dehnen, was eine Verringerung ihres Durchmessers mit sich bringt, so daß sie in einfacher Weise beispielsweise in einen Zahnzwischenraum eingeführt oder aus diesem entnom­ men werden können.

Das erfindungsgemäß erzeugte Borstenmaterial ist mit besonderen Vorteilen bei einer Vielzahl von Bürsten einsetzbar. So sind die zwischen den auf der Oberfläche verlaufenden Wendeln vorhandenen vertieften Räume beson­ ders dafür geeignet, den beim Bürsten gelösten Schmutz aufzunehmen und zu speichern und erst am Ende der Bürst­ strecke abzugeben. Diese vorteilhafte Wirkung kommt beispielsweise bei Teppichbürsten, Staubsaugerbürsten, Polierbürsten etc. zur Wirkung.

Um eine Bürste in ihrer Wirkung an vorgegebene Rahmenbe­ dingungen anpassen zu können, lassen sich spiralige Borsten mit Borsten anderer Konfiguration kombinieren und zusammen verarbeiten.

Gleichermaßen können diese zwischen den Wendeln gebilde­ ten Räume zur Aufnahme von Medien dienen, die zu appli­ zieren sind. Dies ist beispielsweise bei Haarbürsten, Malerbürsten, Kosmetikbürsten etc. der Fall.

Schließlich läßt sich die unterschiedliche Reinigungswir­ kung der Borstenenden und der Flanken der Wendeln in vielen Fällen vorteilhaft miteinander kombinieren. Dies trifft beispielsweise zu für Zahnbürsten, Massagebürsten, Besen, Kehrwalzen, Entrostungsbürsten etc. Auch können einzelne oder zu Bündeln zusammengefaßte spiralige Bor­ sten in besonders vorteilhafter Weise als Interdentalrei­ niger verwendet werden, die durch Hin- und Herbewegung in den Zahnzwischenräumen eine weit bessere Reinigungswir­ kung entfalten, da ständig wechselnde Querschnitte zur Wirkung kommen. Selbst dann, wenn ein solcher Interden­ talreiniger in engen Lücken verklemmt, wird er nicht abreißen, sondern kann durch Aufdrillen problemlos herausgezogen werden. Schließlich kann auch eine sehr schonende bis pflegende Behandlung erreicht werden, wenn der Wendelquerschnitt entsprechend verrundet ist.

Bei einem Interdentalreiniger ergeben sich weitere Vor­ teile, wenn er nur in einem Teilbereich seiner Länge verdrillt ist. Der unverdrillte Teilbereich besitzt geringere Querschnittsabmessungen und läßt sich somit leichter in einen Zahnzwischenraum einführen. Das Einfüh­ ren kann noch weiter erleichtert werden, wenn der unver­ drillte Teilbereich zumindest abschnittsweise einen beispielsweise durch Verpressen abgeflachten Querschnitt aufweist.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung spiraliger Borsten durch Extrudieren von Monofilen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Monofil mit einem von der Kreisform ab­ weichenden Querschnitt extrudiert und beim Abziehen unter Verringerung seines Querschnitts vorver­ streckt, anschließend weiter verstreckt und schließ­ lich auf zumindest einem Teil seiner Länge zu einem spiraligen Borstenmaterial verdrillt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil nach dem weiteren Verstrecken durch thermisches Schrumpfen stabilisiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Monofil nach dem Verdrillen noch­ mals stabilisiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisieren durch Lagern des aufgespulten spiraligen Borstenmaterials bei gegebenenfalls erhöhter Temperatur erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Monofil mit ovalem oder mehreckigem Querschnitt extrudiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Monofil mit einem Kern und wenigstens einer achsparallelen Rippe extrudiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Rippe sich farblich von dem Kern unterscheidet.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kern und die zumindest eine Rippe aus unterschiedlichen Materialien bestehen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern einen Innenbereich und einen den Innenbereich umgebenden Mantel aus unter­ schiedlichen Materialien aufweist.

10. Verfahren zur Herstellung spiraliger Borsten durch Extrudieren von Monofilen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Monofile beim Abziehen unter Verringerung ihres Querschnitts vorverstreckt und anschließend weiter verstreckt und schließlich zu einem spiraligen Borstenmaterial miteinander ver­ drillt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Monofile nach dem weiteren Verstrecken durch thermisches Schrumpfen stabilisiert werden.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das nach dem Verdrillen der Monofile erhaltene Borstenmaterial nochmals stabilisiert wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß das Stabilisieren durch Lagern des aufgespulten Borstenmaterials bei gege­ benenfalls erhöhter Temperatur erfolgt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil bzw. die Monofile aus einem elastischen Kunststoff bestehen.