DE19932368A1

DE19932368A1 - Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigem Borstenmaterial, mehrschichtige Borste und deren Verwendung

Info

Publication number: DE19932368A1
Application number: DE19932368A
Authority: DE
Inventors: Georg Weirauch
Original assignee: Pedex GmbH
Current assignee: Pedex GmbH
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 1999-07-13
Publication date: 2001-02-08
Also published as: EP1194056A1; ES2204669T3; KR20020033156A; BR0013152A; EP1194056B1; PL353278A1; AU6431400A; DE50003841D1; CN1360474A; AR024711A1; CA2375761A1; PL195934B1; CN1122481C; JP2003504099A; MXPA02000421A; RU2002103468A; WO2001003543A1; EG22280A

Abstract

Zur Herstellung von mehrschichtigem Borstenmaterial, das aus einem vornehmlich das Biegevermögen der Borste bestimmenden Kern, einem vornehmlich die Bürstenwirkung bestimmenden Belag und einer Zwischenschicht besteht, wird der Kern durch Extrudieren hergestellt und anschließend die Zwischenschicht aus einer flüssigen bis viskosen Phase aufgebracht. Befindet sich die Zwischenschicht in einem annähernd trockenen Zustand wird anschließend der Belag aus einem Endlosmaterial, vorzugsweise aus einem Textilkunststoff auf die Zwischenschicht unter Einbindung in dieselbe aufgebracht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigem Borstenmaterial, bestehend aus einem vor nehmlich das Biegevermögen der Borste bestimmenden Kern, einem vornehmlich die Bürstwirkung bestimmenden Belag und einer Zwischenschicht, indem der Kern durch Extrudieren hergestellt und mit der Zwischenschicht aus einer flüssigen bis viskosen Phase und daraufhin mit dem Belag versehen wird.

Die Erfindung bezieht sich auf Bostenmaterial, wie es zur Herstellung von Bürsten zum Reinigen, Polieren, oder zum Auftragen von Medien, für Pinsel, Interdentalreiniger oder dgl. eingesetzt wird. Die Wirkung einer Borste bzw. eines aus mehreren Borsten und/oder Borstenbündeln bestehenden Borstenbesatzes hängt einerseits von der Materialauswahl, andererseits dem konstruktiven Aufbau der Borste und ins besondere von deren Oberfläche ab. Dabei spielen die Enden der Borsten im wesentlichen nur bei der Reinigung bzw. beim Eindringen in Spalten, Hohlräumen etc. eine Rolle, während der überwiegende Wirkungsteil der Borste durch den Bor stenschaft gebildet wird, der sich bei Druckanwendung um legt und eine mehr oder minder wischende bis schabende oder gar aufrauhende Wirkung erzeugt. Es kommt deshalb für die angestrebte Wirkung entscheidend auf die Oberflächenstruk tur des Borstenschaftes an.

Diese Erkenntnis hat zu einer Vielzahl von Borstenkonstruk tionen geführt. So ist es bekannt (US 4 373 541) die Ober fläche einer Borsten unmittelbar geometrisch zu strukturie ren. Die Fertigungsverfahren für solche Borsten sind aber außerordentlich aufwendig. Ferner sind zwei Komponentenbor sten bekannt (WO 97/25902, US 3 698 405) ein oder mehrere Monofile mit einem geschlossenen Mantel oder einem aufge wickelten Monofil auszustatten. Ferner ist es bekannt, Monofile miteinander zu verdrillen, zu verzwirnen oder dgl. (DE 12 22 888, DE 196 40 853, JP 32 89 906). Die Fertigung eines solchen Borstenmaterials ist vergleichsweise einfach, jedoch müssen die Monofile über Kleber oder in sonstig ge eigneter Weise miteinander verbunden werden, um einen sta bilen Verbund zu erhalten. Problematisch ist die Endenge staltung solcher Borsten, da sie sich insbesondere nicht verrunden lassen, was bei vielen Einsatzzwecken von Borsten jedoch geboten ist.

Schließlich sind Borsten und Interdentalreiniger bekannt (DE 37 17 475, US 3 698 405), bei denen auf einen tragenden Monofilkern eine haftvermittelnde Schicht aufgebracht und auf die feuchte Schicht anschließend Fasern aufgeflockt werden. Die Fasern sollen im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche stehen. Solche Borsten könnten zwar neuartige Wirkungen erzeugen und insbesondere auch zum Absorbieren von Auftragsmitteln eingesetzt werden. Indessen haben die Kurzfasern einen zu schlechten Halt an der Monofiloberflä che, so daß sie sich mit der Zeit lösen und ausfallen. Dies führt nicht nur zu einer Minderung der angestrebten Wir kung, sondern sind die ausfallenden Fasern an deren behan delnden Oberfläche höchst unerwünscht. Werden solche Bor sten im Hygienebereich, beispielsweise bei der Mund- und Zahnpflege eingesetzt, führen ausgefallene Fasern zu ausge sprochenen Unannehmlichkeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Borstenmaterial vorzuschlagen, aus welchen Borsten mit auf den Anwendungszweck abgestellter Wirkung des Borstenschaftes erzeugt werden können. Ferner soll mit der Erfindung eine entsprechende Borste geschaffen werden.

Ausgehend von dem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des An spruchs 1 wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zwi schenschicht in einen annähernd trockenen Zustand überführt und anschließend der Belag aus einem Endlosmaterial auf die Zwischenschicht unter Einbinden in dieselbe aufgebracht wird.

Im Gegensatz zu den bekannten dreikomponentigen Borsten wird die haftvermittelnde Zwischenschicht nach dem Aufbrin gen auf das Kernmaterial, das aus Monofilen oder Multifilen bestehen kann, zunächst in einen trockenen Zustand über führt und anschließend der Belag aus einem Endlosmaterial auf die Zwischenschicht aufgebracht, wobei das Endlosmate rial anläßlich des Aufbringens oder danach zumindest teil weise in die Zwischenschicht eingelagert wird.

Die Einlagerung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das Endlosmaterial unter Vorspannung auf die Zwischen schicht aufgebracht wird. Ist die Zwischenschicht entspre chend weich gestellt, reicht die Vorspannung aus, um das Endlosmaterial in die Zwischenschicht einzulagern und un verrückbar zu halten.

Stattdessen kann vorgesehen sein, daß die Zwischenschicht aus einem Werkstoff besteht, der nach der Verarbeitung re aktivierbar ist, wobei nach dem Aufbringen des Endlosmate rials die Zwischenschicht reaktiviert und danach unter Ein binden des Endlosmaterials in ihre feste Phase zurückge führt wird.

Durch das Reaktivieren wird die Zwischenschicht weich, so daß das aufgebrachte Endlosmaterial etwas einsinkt. Die Zwischenschicht kann auch Klebewirkung haben, beispiels weise aus einem Schmelzkleber bestehen, so daß das Endlos material mit dem Kern durch Kleben verbunden ist. Dabei bleibt jedoch stets gewährleistet, daß die durch das End losmaterial vorgegebene Struktur am Borstenschaft vollstän dig oder überwiegend erhalten bleibt und sich der aus dem Endlosmaterial gebildete Balg nicht löst.

Es ist ferner möglich, eine Zwischenschicht aus einem schäumbaren Werkstoff aufzubringen und die Zwischenschicht nach dem Aufbringen des Endlosmaterials aufzuschäumen, so daß die Zwischenschicht das Endlosmaterial zumindest teil weise umgibt und das Endlosmaterial auf diese Weise in die Zwischenschicht eingelagert wird. Dabei kann auch eine tie fere Einlagerung vorgesehen sein, wenn die Zwischenschicht aus einem weichen Schaum besteht, der bei Druck entspre chend nachgibt und dadurch das Endlosmaterial freigelegt wird. Der Kern und die Zwischenschicht werden vorzugsweise koextrudiert und nach einer vorgegebenen Abzugsstrecke, in der die Zwischenschicht in einen ausreichenden festen, nicht mehr schmierenden Zustand übergegangen ist, das End losmaterial auf die Zwischenschicht aufgebracht.

Da Monofile für Borsten verstreckt werden müssen, um der Borste die notwendige Biegesteifigkeit zu geben, ist in ei ner weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vor gesehen, daß der Kern zusammen mit der Zwischenschicht ko extrudiert und verstreckt und erst anschließend das Endlos material aufgebracht wird. Gegebenenfalls können dann der Kern mit der Zwischenschicht und dem aufgebrachten Endlos material nochmals nachverstreckt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, daß nach dem Aufbringen des Endlosmaterials auf die Zwischenschicht ein Film aufgebracht wird, der bei einer gegebenen starken Profilierung durch das Endlosmaterial eine Glättung des Profils bewirkt.

Es kann ferner vorgesehen sein, daß nach dem Aufbringen des Endlosmaterials auf die Zwischenschicht das Borstenmaterial außenseitig nachbehandelt wird. Hierbei kann es sich um eine mechanische Überarbeitung, ein Tauchen oder aber um das Aufbringen von Applikationsmedien handeln.

Als Endlosmaterial wird vorzugsweise ein Textilmaterial aufgebracht, das eine glatte oder aufgerauhte Oberfläche aufweisen kann. Damit ist erstmals eine Kombination von Kunststoffmonofilen mit einem Textilmaterial auf der Außen seite gegeben, das eine ausreichende Haftung auf der Zwi schenschicht aufweist.

Das Textilmaterial kann aufgewickelt oder aufgekettelt wer den.

Wird ein absorbierendes Textilmaterial, so beispielsweise ein aufgerauhtes Garn oder dgl. verwendet, ergeben sich hiermit vielfältige Möglichkeiten der Pflege und Reinigung, aber auch des Einbringens von flüssigen bis feinpulverigen Medien, die bei Verwendung wieder abgegeben werden.

Die Erfindung betrifft ferner eine mehrschichtige Borste, die aus einem vornehmlich das Biegevermögen bestimmenden Kern, einem vornehmlich die Bürstwirkung bestimmenden Belag und einer Zwischenschicht zur Haftvermittlung besteht. Eine solche Borste zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß der Belag aus einem auf die Zwischenschicht aufgewic kelten oder aufgekettelten Endlosmaterial besteht und zu mindest teilweise in die Zwischenschicht eingelagert ist.

Vorzugsweise besteht die Zwischenschicht aus einem weiche ren Werkstoff als der Kern, der aus einem Monofil oder Mul tifil bestehen kann. Die Zwischenschicht kann insbesondere aus einem gummielastischen Werkstoff bestehen, der ein Ein lagern des Endlosmaterials allein durch Vorspannung dessel ben beim Aufwickeln ermöglicht. Gleiches gilt für eine Zwi schenschicht aus einem geschäumten Werkstoff.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Borste kann für vielfälti ge Verwendungszwecke eingesetzt werden, z. B. für den Bor stenbesatz von Borsten oder Pinseln. Sie kann allein auch als Interdentalreiniger dienen. Schließlich läßt sie sich in vorteilhafter Weise für Geräte, insbesondere Bürsten oder Pinsel einsetzen, die zum Applizieren von flüssigen oder pulverförmigen Medien dienen, die dann in das Textil material eingelagert sind.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung wiedergebenden Ausführungsbeispielen beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ab schnitts des Borstenmaterials in einer ersten Ausführung;

Fig. 2 einen Querschnitt des Borstenmaterials gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Längsansicht des Borstenmaterials in einer anderen Ausführung und

Fig. 4 einen Querschnitt eines Borstenmaterials in einer weiteren Ausführungsform.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weist das Borsten material 1 einen die Biegefähigkeit der fertigen Borste im wesentlichen bestimmenden Kern 2 aus einem einzigen oder mehreren Kunststoff-Monofilen auf. Auf den Kern 2 ist eine Zwischenschicht 3 aufgebracht, die vorzugsweise aus einem weicheren Werkstoff besteht. Auf der Zwischenschicht wie derum ist ein Endlosmaterial 4, z. B. aus einem natürlichen oder synthetischen Textilmaterial aufgebracht, der zumin dest an seiner der Zwischenschicht zugekehrten Seite in diese eingelagert ist, so daß das Endlosmaterial 4 auf der Zwischenschicht 3 fixiert ist. Es können natürlich auch mehrere Endlosfasern parallel oder kreuzweise aufgewickelt sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel gem. Fig. 3 weist das Borsten material 1 wiederum einen Kern und eine Zwischenschicht auf, auf die das Endlosmaterial 4 nicht nur aufgewickelt, sondern gleichzeitig auch gekettelt ist. Hierbei, wie auch bei dem Borstenmaterial gemäß Fig. 1 und 2 kann das Endlos material durch entsprechende Vorspannungen in der Zwischen schicht eingelagert sein. Stattdessen oder zusätzlich kann die Zwischenschicht auch aus einem Werkstoff bestehen, der durch einen Aktivierungsvorgang eine Formänderung erfährt, wodurch die Einlagerung des Endlosmaterials erfolgt oder unterstützt wird.

Der Kern kann jede beliebige, auf den Anwendungszweck ange paßte Querschnittsform aufweisen. Ein Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4 gezeigt. Das Borstenmaterial 1 weist einen etwa rhombischen Kern 5 auf, auf den die Zwischenschicht 6 aufgebracht ist, die zugleich die kovexen Räume des Kerns 5 ausfüllt. Auf diese Zwischenschicht ist dann das Endlosma terial aufgebracht, z. B. aufgewickelt oder aufgekettelt. Eine Borste aus dem Borstenmaterial gem. Fig. 4 weist auf grund der Profilierung des Kerns 5 bevorzugte Biegerichtun gen auf. Durch die mit der Zwischenschicht gefüllten konve xen Bereiche kann das Abnutzungsverhalten beeinflußt wer den. Ferner wird die durch das Endlosmaterial angestrebte Wirkung des Borstenschaftes auf dem Umfang der Borste un terschiedlich zur Geltung gebracht.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigem Borsten material, bestehend aus einem vornehmlich das Biege vermögen der Borste bestimmenden Kern, einem vornehm lich die Bürstwirkung bestimmenden Belag und einer Zwischenschicht, indem der Kern durch Extrudieren her gestellt und mit der Zwischenschicht aus einer flüssi gen bis viskosen Phase und daraufhin mit dem Belag versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwi schenschicht in einem annähernd trockenen Zustand überführt und anschließend der Belag aus einem Endlos material auf die Zwischenschicht unter Einbinden in dieselbe aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosmaterial unter Vorspannung auf die Zwischen schicht aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Zwischenschicht aus einem Werkstoff be steht, der nach der Verarbeitung reaktivierbar ist, und daß nach dem Aufbringen des Endlosmaterials die Zwischenschicht reaktiviert und danach unter wenig stens teilweisem Einbinden des Endlosmaterials in ihre feste Phase zurückgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß eine Zwischenschicht aus einem schäumbaren Werkstoff aufgebracht und nach Aufbringen des Endlos materials aufgeschäumt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern und die Zwischenschicht koextrudiert werden und nach einer vorgegebenen Ab zugsstrecke das Endlosmaterial auf die Zwischenschicht aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern zusammen mit der Zwi schenschicht koextrudiert und verstreckt wird und an schließend das Endlosmaterial aufgebracht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern mit der Zwischenschicht und dem aufgebrachten Endlosmaterial nachverstreckt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufbringen des Endlosma terials auf die Zwischenschicht ein Film aufgebracht wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufbringen des Endlosma terials auf die Zwischenschicht das Borstenmaterial außenseitig nachbehandelt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Endlosmaterial ein Textilmate rial aufgebracht wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Endlosmaterial ein glattes oder aufgerauhtes Textilmaterial aufgebracht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn zeichnet, daß das Textilmaterial aufgewickelt ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Textilmaterial aufgekettelt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein absorbierendes Textilmaterial aufgebracht wird.

15. Mehrschichtige Borste, bestehend aus einem vornehmlich das Biegevermögen bestimmenden Kern, einem vornehmlich die Bürstwirkung bestimmenden Belag und einer Zwi schenschicht zur Haftvermittlung, dadurch gekennzeich net, daß der Belag aus einem auf die Zwischenschicht aufgewickelten oder aufgekettelten Endlosmaterial be steht und zumindest teilweise in die Zwischenschicht eingelagert ist.

16. Borste nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus einem weicheren Werkstoff als der Kern besteht.

17. Borste nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeich net, daß die Zwischenschicht aus einem gummielasti schen Werkstoff besteht.

18. Borste nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus einem ge schäumten Werkstoff besteht.

19. Verwendung einer Borste nach einem der Ansprüche 15 bis 18 für den Borstenbesatz von Bürsten oder Pinseln.

20. Verwendung einer Borste nach einem der Ansprüche 15 bis 18 als Interdentalreiniger.

21. Verwendung einer Borste nach einem der Ansprüche 15 bis 18 für Geräte, insbesondere Bürsten oder Pinsel, zum Applizieren von flüssigen oder pulverförmigen Me dien, die in das Textilmaterial eingelagert sind.