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Diese
Erfindung betrifft Zahnbürsten,
insbesondere Zahnbürsten
mit flexibel angebrachten Borsten.
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Es
ist allgemein bekannt, die Borsten einer Zahnbürste in flexiblen Halterungen
anzubringen, so dass das Anbringen auf Drücke, die auf die Borsten aufgebracht
werden, durch nachgiebige flexible Verformung reagieren kann, um übermäßige Putzdrücke zu dämpfen, und
um zuzulassen, dass sich die Borsten selbst an die Profile der Zähne anpassen.
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Zum
Beispiel sind Zahnbürsten
bekannt, die Enden (das „proximale" Ende) ihrer Borsten,
die in den Kopf befestigt sind, flexibel in Kontakt mit einer nachgiebigen
Elastomermaterial-Membran angebracht aufweisen.
US-A-4,633,542 offenbart
eine Zahnbürste,
wo die Enden der einzelnen Büschel
mit ihren proximalen Enden in Kontakt mit einer flexiblen Membran
bewegbar angebracht sind.
US-A-5,373,602 offenbart
eine Zahnbürste,
bei der die Enden der Borsten in eine gummiartige flexible Spitzenverlängerung
an dem Kopf gesetzt sind.
WO-A-96/02165 offenbart
eine Zahnbürste,
bei der die Büschel
in eine thermoplastische Elastomer-Befestigung gesetzt sind.
US-A-5,454,133 offenbart eine
Zahnbürste,
bei der die proximalen Enden einzelner Büschel in Kontakt mit einem
flexiblen Kissen oder einer Kapsel angebracht sind, die ein sehr
weiches Gel oder eine Flüssigkeit
enthält.
DE-A-41 22 524 A offenbart
eine Zahnbürste,
bei der die proximalen Enden der Borsten an einer Platte angebracht sind,
von welcher die Rückseite
mit einem elastischen Kissen in Kontakt ist.
WO-A-98/43514 offenbart
einen Zahnbürstenkopf,
bei dem Borsten in Büscheln
in Haltern angebracht sind und in ein weiches elastisches Material
eingebettet sind.
WO-A-00/60980 offenbart
einen Zahnbürstenkopf, bei
dem Borsten in Büscheln
ihre Enden durch ein Netz verbunden haben, welches in einem weichen elastischen
Material eingebettet ist.
WO-A-98/35584 offenbart
einen Zahnbürstenkopf,
bei dem die Borstenenden in starren Vertiefungen angebracht sind,
die in ein Elastomermaterial gesetzt sind.
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Es
gibt ein Problem mit der Verankerung der Borsten dahingehend, dass
die Polyamid-Materialien, z. B. Nylon wie beispielsweise Tynex
TM, die für Borsten
herkömmlicherweise
verwendet werden, sich nicht leicht mit gewöhnlichen Elastomermaterialien,
wie beispielsweise bekannte thermoplastische SEBS-Elastomere, verbinden.
In der
US-A-4,633,542 haben die
Borstenbüschel
ihre Enden proximal zu dem Kopf in abgerundete Massen verschmolzen,
die einfach mit der Membran in Kontakt sind. in der
WO-A-93/24034 sind die proximalen Enden
der Borsten wieder in abgerundete Massen ausgebildet, die in Hohlräumen in
der Membran gehalten werden. In der
US-A-5,454,133 haben die Borstenbüschel ihre
proximalen Enden an einer Gummibasis befestigt, die an der äußeren Oberfläche des
Kissens oder der Kapsel angebracht ist.
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Es
gibt auch ein immer vorhandenes Problem des Verbesserns und Optimierens
der flexiblen Befestigung von Zahnbürstenborsten in einem Zahnbürstenkopf,
zum Beispiel durch die Identifizierung von verbesserten Materialien
und Verfahren zur Zahnbürstenherstellung.
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In
den letzten Jahren wurde eine Klasse von Polymermaterialien entwickelt,
hauptsächlich
durch die Bayer AG, die als Polyurethan-Gele bekannt sind. Derartige
Materialien und Verfahren zur Herstellung von ihnen durch eine Reaktion
zwischen einer Isocyanat-Komponente und einer Polyol-Komponente
sind zum Beispiel in der
US-A-4,456,642 (Bayer
AG),
US-A-5,362,834 (Bayer
AG),
US-A-2002/0123562 (Bayer
Corp.) offenbart. Derartige Gele weisen häufig eine klebrige Oberfläche auf,
und es ist auch bekannt, derartige Gele in einer Form vorzusehen,
die mit einem flexiblen, normalerweise elastischen Film umschlossen
ist, welcher zum Beispiel auch ein Polyurethan oder anderes Polymer
umfassen kann. Es ist bekannt, z. B. aus der
US-A-2002/0123562 (Bayer Corp.),
eine derartige Beschichtung in situ in der Form auszubilden, in
welcher ein aus einem derartigen Gel hergestellter Artikel hergestellt
wird, d. h. das sogenannte Informbeschichtungsverfahren („in mould
coating process, IMC").
Obwohl ein Spritzgießen
einiger Polyurethan-Gele möglich
sein kann, ist es auch üblich,
das Gel in situ in der Form auszubilden, durch Einführen der
Isocyanat- und Polyol-Komponenten in die Form und Zulassen, dass
sie reagieren. Derartige Polyurethan-Gele werden zum Beispiel unter
dem Handelsnamen Technogel
TM verkauft, zum
Beispiel von der Technogel Gruppe von Unternehmen. Bis heute wurden
derartige Polyurethan-Gele als Einlagen für Schuhe, Polster, weiche Auto-Armaturentafelteile,
Fahrradsättel
und andere gepolsterte Artikel gefunden.
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Es
ist eine Aufgabe dieser Erfindung eine Zahnbürste bereitzustellen, bei der
die Borsten an dem Kopf flexibel angebracht sind, welche zumindest teilweise
die Probleme überwindet,
auf die man mit den oben erwähnten
Zahnbürsten
des Stands der Technik stößt.
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Es
ist auch eine Aufgabe dieser Erfindung, eine neue Verwendung für die oben
erwähnten
Polyurethan-Gele bereitzustellen.
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Es
ist auch eine Aufgabe dieser Erfindung ein neues Verfahren zur Herstellung
eines Zahnbürstenkopfes
bereitzustellen.
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Andere
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden Beschreibung augenscheinlich.
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Gemäß dieser
Erfindung wird ein Zahnbürstenkopf
bereitgestellt, mit Borsten, die davon in einer Borstenrichtung
vorstehen, wobei jede Borste ein Ende proximal zu dem Kopf und ein
von dem Kopf beabstandetes Ende aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kopf eine Masse eines Gelmaterials enthalten hat, und wobei
zumindest ein Teil von einer Borste angrenzend an ihr Ende proximal
zu dem Kopf, in die Masse von Gelmaterial eingebettet ist.
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Gelmaterialien
können
von Elastomeren durch den visko-elastischen Charakter von Gelen
abgegrenzt werden, d. h. obwohl ein Gel sich unter Druck oder Spannung
nachgiebig verformt, schnellt ein Gel bei Lösen des Drucks oder der Spannung nicht
unmittelbar zurück
in seine Ausgangsform wie ein Elastomer, sondern kehrt langsamer
in seine Ausgangsform zurück.
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Das
Gelmaterial ist vorzugsweise ein Polyurethan-Gelmaterial. Ein Beispiel
eines Gelmaterials ist zum Beispiel in den oben erwähnten
US-A-4,456,642 ,
US-A-5,362,834 und
US-A-2002/0123562 offenbart.
Zum Beispiel kann ein derartiges Polyurethan-Gelmaterial ein Polyurethan
mit hohem Molekulargewicht umfassen, basierend auf 15–62 Gew.-%
einer hochmolekulargewichtigen, kovalent vernetzten Polyurethanmatrix,
und 38–85
Gew.-% eines flüssigen
Dispersionsmittels, das fest in der Matrix gebunden ist, wobei das
flüssige
Dispersionsmittel eine oder mehrere Polyhydroxyl-Verbindungen enthält, die eine Durchschnittsanzahl
des Molekulargewichts von ca. 1.000 bis 12.000 und eine OH-Nummer
von zwischen ca. 20 bis 112 aufweisen, und wo das Dispersionsmittel
im Wesentlichen frei ist von Hydroxyl-Verbindungen mit einem Molekulargewicht
unterhalb 800. Derartige Gele bilden verformbar elastische Massen
aus, die ihre Form unter der Wirkung der Gravitationskraft auf den
Zahnbürstenkopf
beibehalten, d. h. sie sind dimensional stabil, aber verformen sich
unter der Wirkung von aufgebrachtem Druck. Die Eigenschaften des
Gels können
durch Variation der Ausgangskomponenten und der Verhältnisse
von ihnen variiert werden, aber jene Gele, die eine weiche, etwas
zähe, gallertartige Konsistenz
aufweisen, werden bevorzugt. Gelmaterialien, wie sie zum Zeitpunkt
hiervon unter dem Namen Technogel
TM erhältlich sind,
sind bevorzugte Gelmaterialien, zum Beispiel wie erhältlich von
z. B. Technogel Königsee,
Gewerbegebiet Alle Gärnerei, 37339
Berlingerode (DE), zum Beispiel das Gelmaterial BTG 120. Ein geeignetes
Gelmaterial dieses Typs kann eine Härte von weniger als 10 Shore-A,
vorzugsweise weniger als 2 Shore-A. Die Härte des Gels kann auch auf
der IRHD-Skala ausgedrückt
werden, und eine geeignete Härte
ist IRHD L 0–100,
zum Beispiel L 25–65.
Polyurethan-Gele des oben erwähnten Typs
können
mit einem großen
Härtebereich
hergestellt werden.
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Geeigneterweise
ist die Masse von Gelmaterial zumindest teilweise durch eine elastische
Filmbeschichtung bedeckt, z. B. innerhalb von ihr umschlossen, d.
h. eine Beschichtung, die sich elastisch verformen kann, wenn sich
die Gelmasse unter dem Einfluss von Kraft verformt, und auseinander
gezogen werden kann oder sich zusammenziehen kann, wenn sich die
Gelmasse unter Spannung oder Druckkraft ausdehnt oder schrumpft.
In dem Fall der oben erwähnten
Polyurethan-Gele sind geeignete Filmbeschichtungen in der Technik
bekannt, zum Beispiel Polyurethan-Filme, thermoplastische Polyester-Filme,
thermoplastische Elastomere, wie beispielsweise thermoplastische
Polyester-Elastomere oder Block-Copolymere basierend auf Styrol
und Butadien, Filme basierend auf Ethylenvinylacetat-Polymeren, natürliche oder
synthetische Gummis, oder plastifiziertes Polyvinylchlorid. Verschiedene
Verfahren sind in der Technik bekannt, um eine derartige Beschichtung
auf eine derartige Gelmasse aufzubringen, wobei ein bevorzugtes
Verfahren das bekannte ICM-Verfahren ist. Es wird bevorzugt, dass
zumindest der Teil der Masse, der eine Oberfläche der Umgebungsbedingung
ausgesetzt hat, durch eine derartige Beschichtung bedeckt ist. Eine
derartige Beschichtung kann das Oberflächenempfinden verbessern, z.
B. kann eine glatte Beschichtung ein klebriges Gel bedecken. Die
Dicke eines derartigen Films kann herkömmlich in der Technik von Polyurethan-Gelartikeln
sein.
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Das
Gelmaterial und/oder der Film können zum
Beispiel ein Farbstoffmaterial aus ästhetischen Gründen enthalten,
oder um die Aufmerksamkeit des Kunden auf das Vorhandensein der
Gelmasse zu ziehen.
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Die
Borsten können
aus einem herkömmlichen
Borstenmaterial hergestellt sein, z. B. ein Polyamid-Material, z.
B. Nylon wie beispielsweise das oben erwähnte TynexTM (DuPont),
oder Polyester. Zum Beispiel können
Nylon-Monofilamente mit einem Durchmesser von ca. 0,10–0,75 mm,
wie beispielsweise diejenigen, die von DuPont unter dem Namen DuPont
Tynex kommerziell erhältlich
sind, die aus Nylon 612 hergestellt sind, verwendet werden. Mehrere
Borstenfilamente derartiger Materialien werden normalerweise in
Büschel
gebündelt,
obwohl derartige Filamente als ein Muster aus einzelnen Borsten
in einen Zahnbürstenkopf
gesetzt werden können.
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Ein
besonderer Vorteil des oben erwähnten Polyurethan-Gelmaterials,
z. B. TechnogelTM, ist, dass herausgefunden
wurde, dass sich derartige Borstenmaterialien bereitwillig mit einem
derartigen Gelmaterial verbinden bzw. an ihm haften, ohne die Verwendung
des Halters, Netzes usw., die im Stand der Technik verwendet werden
(obwohl derartige Halter oder Netze bei der vorliegenden Erfindung
verwendet werden können).
Zum Beispiel kann ein herkömmliches
Büschel
von mehreren TynexTM-Borsten mit ca. 1 mm
Büscheldurchmesser,
das in ein Kissen eines TechnogelTM Polyurethan-Gels
in einer Tiefe von ca. 2–3
mm eingebettet ist, bis zu 19 N Kraft erfordern, um es herauszuziehen.
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Das
Anhaften zwischen Polyamid-Borsten und dem Polyurethan-Gelmaterial kann
verursacht sein durch das Vorhandensein von Amidgruppen sowohl in
Polyurethanen als auch in Nylon, und kann auch auf andere Polyurethane
als Gele anwendbar sein, z. B. Elastomer-Polyurethane.
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Deshalb
stellt ein weiterer Aspekt der Erfindung einen Zahnbürstenkopf
bereit, mit Borsten, die davon in einer Borstenrichtung vorstehen,
wobei jede Borste ein Ende proximal zu dem Kopf und ein von dem
Kopf beabstandetes Ende aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der
Kopf eine Masse eines Polyurethan-Materials enthalten hat, und wobei
zumindest ein Teil von einer Borste angrenzend an ihr Ende proximal
zu dem Kopf, in die Masse des Polyurethan-Materials eingebettet
ist.
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Die
Masse von Polyurethan-Material kann ein Polyurethan-Gelmaterial
sein, z. B. wie hierin offenbart, oder ein Polyurethan-Elastomermaterial.
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Deshalb
können
bei der Zahnbürste
dieser Erfindung, über
den gesamten Teil der Borste(n) oder Büschel davon, der in die Masse
von Gelmaterial oder Polyurethan-Material eingebettet ist, die Borste(n)
oder das Büschel
direkt mit dem Gel oder Polyurethan-Material in Kontakt sein. Das
heißt,
es muss keine Netz- oder Haltereinrichtung, wie bisher im Stand
der Technik verwendet, vorhanden sein, um die Borsten zu halten.
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Das
proximale Ende der Borste(n) oder des/der Büschel, und eine Länge der
Borste(n) angrenzend daran zu dem von dem Kopf beabstandeten Ende
hin, kann in der Masse eingebettet sein.
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Die
Masse von Gel oder Polyurethan-Material kann eine Dicke aufweisen,
d. h. ihre Abmessung in der Borstenrichtung, bis zu der herkömmlichen
Dicke von Zahnbürstenköpfen, zum
Beispiel 3–5
mm. Der Zahnbürstenkopf
wird normalerweise verbunden mit, oder ist verbindbar mit, in dem
Fall einer Zahnbürste
mit austauschbarem Kopf, einem Zahnbürstengriff, um eine Kopf-Griff-Längsrichtung
zu definieren. In Richtungen senkrecht zu der Borstenrichtung, zum
Beispiel in der Längsrichtung
und in der Breitenrichtung senkrecht zu der Längsrichtung, kann die Masse
eine Abmessung bis zu der gesamten Länge oder Breite eines herkömmlichen
Zahnbürstenkopfes aufweisen,
typischerweise bis zu 3 cm lang oder bis zu 1,5 cm breit. In der
Praxis können
die Abmessungen der Masse in Kombination mit der Masse ausgewählt werden,
um einen gewünschten
Grad an flexibler Befestigung der Zahnbürstenborsten vorzusehen.
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Der
Zahnbürstenkopf
dieser Erfindung kann eine einzelne Masse des Gel- oder Polyurethan-Materials
umfassen, oder kann mehrere, z. B. zwei oder mehr Massen des Gel-
oder Polyurethan-Materials umfassen. Wenn es zwei oder mehr derartiger
Massen gibt, können
sie das gleiche Gel- oder Polyurethan-Material oder unterschiedliche
Materialien sein, z. B. mit unterschiedlichen Zusammensetzungen, Beschichtungen,
Härte,
Farbe usw. Wenn es mehrere derartiger Massen gibt, können sie
die gleichen oder unterschiedliche Abmessungen aufweisen, z. B. sich
in der Dicke usw. unterscheiden. Zwei oder mehr derartiger Massen
können
auf verschiedene Arten um den Zahnbürstenkopf angeordnet werden,
z. B. können
sie nacheinander in Längsrichtung,
nacheinander in der Breite angeordnet werden, oder eine Masse kann
eine andere umgeben.
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Im
Blick nach unten in der Borstenrichtung kann eine Masse von Gel
oder Polyurethan-Material in Draufsicht polygonal, kreisförmig, oval,
streifenförmig
sein, oder im Allgemeinen der Form des Zahnbürstenkopfes oder einem Teil
davon entsprechen. Zum Beispiel kann das Material im Wesentlichen
den gesamten Bereich des Kopfes einnehmen, von dem Borsten vorstehen.
Eine Materialmasse kann sich angrenzend an das Ende des Kopfes befinden,
das am dichtesten an dem Griff oder am weitesten von ihm entfernt
ist, oder an einer Zwischenlängsposition. Typischerweise
ist die Masse in der Form eines Kissens mit größeren Längs- und Breitenabmessungen als
die Dicke. Die Borsten stehen von einer Oberfläche der Masse vor, und diese
Oberfläche
(die „Borstenoberfläche") kann flach, konvex,
konkav oder hügelig
sein, z. B. mit einer Oberfläche,
die mehrere abgerundete Kuppeln oder Kegel umfasst, oder in einer Wellenform.
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Typischerweise
umfasst der Zahnbürstenkopf
dieser Erfindung einen Rahmen aus einem harten Kunststoffmaterial,
wie er gewöhnlich
bei der Zahnbürstenherstellung
verwendet wird, z. B. Polypropylen („PP"), Polyamid („PA"), Acrylnitrilbutadienstyrol („ABS") usw., durch den
die Masse gestützt wird.
Ein derartiger Rahmen kann zum Beispiel eine Ringform des Kunststoffmaterials
umfassen, die den Umfang des Kopfes definiert, der die Masse an
dem Umfang der Masse stützt.
Alternativ kann der Rahmen eine Rückoberfläche umfassen, gegen welche die
Masse in Kontakt ist. Alternativ kann der Rahmen einen oder mehrere
Hohlräume
umfassen, wobei jeder jeweils eine oder mehr Massen des Material stützt. Alternativ
kann der Rahmen ein sich längs
erstreckendes Skelett umfassen. Der Rahmen und die Masse können mit
jeweiligen Eingriffsmerkmalen versehen sein, um die Masse und den
Rahmen in einem sicheren physikalischen Eingriff zu halten, und/oder der
Rahmen und die Masse können
verbunden sein, z. B. durch eine Schweißstelle, ein Haftmittel oder
einem Anhaften zwischen dem Rahmen und der Masse. Es wurde herausgefunden,
dass sich die oben erwähnten
Gel- und Polyurethan-Materialien,
insbesondere Polyurethan-Gele wie beispielsweise die TechnogelTM Polyurethan-Gelmaterialien, gut mit den Kunststoffmaterialien
verbinden bzw. an sie haften, welche gewöhnlicherweise zur Zahnbürstenherstellung
verwendet werden, insbesondere PA und ABS.
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Typischerweise
können
Borstenfilamente in Büscheln
angeordnet sein, die eine herkömmliche Anzahl
von Borsten enthalten und im Allgemeinen herkömmliche Formen und Abmessungen
aufweisen. Zum Beispiel können
Büschel
5–100,
vorzugsweise 10–75,
z. B. 30–60
Borsten pro Büschel
enthalten. Derartige Büschel
können
zum Beispiel einen kreisförmigen
oder nicht kreisförmigen,
z. B. in der Längsrichtung
oder in der Breite verlängerten
Querschnitt aufweisen, und können
eine typische Abmessung über
ihre Länge
von 0,75–5
mm aufweisen. Büschel
mit kreisförmigen
Querschnitten weisen typischerweise einen Durchmesser von ca. 0,9–1,5 mm auf,
und können
ihre Enden proximal zu dem Kopf in die Masse von Gelmaterial in
einer Tiefe von 0,5–5 mm
eingebettet haben, typischerweise 1–3 mm, zum Beispiel so, dass
die proximalen Enden einen Teil der Entfernung durch die Dicke der
Masse von der Borstenoberfläche
angeordnet sind. Bei derartigen Büscheln können die proximalen Enden der
einzelnen Borsten durch Wärme
geschmolzen sein, so dass sie zusammen verschmelzen, um ein Klümpchen auszubilden,
und wobei dann zugelassen wird, dass sie abkühlen und festwerden, bevor
sie in die Masse eingebettet werden. Techniken, um die Enden von
Zahnbürstenborstenbüscheln zu
verschmelzen, sind in der Technik bekannt. Alternativ können Borsten
eher einzeln eingebettet werden, als mehrfach in Büscheln.
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Die
Tiefe, in der das proximale Ende einer Borste in der Masse von Gel
oder Polyurethan-Material angeordnet ist, wird unter den Faktoren
sein, welche die Flexibilität
bestimmen, mit der die Borste angebracht ist (andere Faktoren z.
B. umfassen das Borstenmaterial, Abmessungen, usw.), und unterschiedliche
Büschel
oder einzelne Borsten können ihre
proximalen Enden in unterschiedlichen Tiefen innerhalb der Masse
angeordnet haben, um Borsten oder Büschel mit unterschiedlicher
Flexibilität
der Anbringung vorzusehen. Die Borsten können in eine Borstenrichtung
vorstehen, im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse der Zahnbürste, oder
können
alternativ abgewinkelt zur Vertikalen sein.
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Ein
anderer besonderer Vorteil des oben erwähnten Polyurethan-Gelmaterials, z.
B. TechnogelTM, ist, dass derartige Gele
mit einer Weichheit erhältlich
sind, die eine stark verbesserte flexible Befestigung von Borsten
darin vorsieht. Zum Beispiel unter dem Einfluss von Druck auf die
Borsten während
des Zähneputzens,
kann sich das Gelmaterial leicht verformen, z. B. um übermäßige Putzdrücke zu absorbieren
und/oder um zuzulassen, dass sich die Oberfläche der Enden der Borsten an
die Konturen der Zähne
und/oder des Zahnfleisches anpasst.
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Andere
Teile der Zahnbürste,
zum Beispiel der Zahnbürstengriff,
können
einen im Allgemeinen herkömmlichen
Aufbau haben. Zum Beispiel kann der Griff eine oder mehr „S"-Biegungen aufgenommen
haben, wie in der
EP-A-0
336 641 offenbart. Zusätzlich
oder alternativ kann die Zahnbürste
flexible Verbindungsglieder an anderen Stellen in ihrer Struktur
aufgenommen haben, zum Beispiel zwischen ihrem Kopf und dem unmittelbar
angrenzenden Teil ihres Griffs, d. h. ihrem Hals, z. B. wie in
WO-A-92/17092 oder
WO-A-97/24949 offenbart, oder
der Kopf kann zwei oder mehr flexibel verbundene Segmente umfassen,
zum Beispiel wie in
WO-A-92/17093 oder
WO-A-97/07707 offenbart, oder
es kann eine flexible Verbindung sowohl zwischen dem Kopf als auch
dem Hals geben, und den Kopf in flexibel verbundene Segmente unterteilen,
z. B. wie in
WO-A-98/37788 offenbart.
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Ein
weiterer Aspekt dieser Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung
eines Zahnbürstenkopfes
bereit, mit Borsten, die davon in einer Borstenrichtung vorstehen,
wobei jede Borste ein Ende proximal zu dem Kopf und ein von dem
Kopf beabstandetes Ende aufweist, wobei der Kopf eine Masse eines
Gels oder Polyurethan-Materials enthalten hat, und wobei zumindest
ein Teil von einer Borste angrenzend an ihr Ende proximal zu dem
Kopf, in die Masse von Gelmaterial oder Polyurethan-Material eingebettet
ist.
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Bevorzugte
Merkmale des Kopfes, der Gel- oder Polyurethan-Masse, Borsten usw.
sind wie oben diskutiert.
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In
dem Fall von Polyurethan-Elastomermaterialien sind Verfahren aus
dem Stand der Technik bekannt, auf den oben Bezug genommen wird,
zum Ausbilden einer Masse von Polyurethan-Material mit darin eingebetteten
Borsten.
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Eine
bevorzugte Form dieses Verfahrens umfasst:
- (1)
Bereitstellen einer Form mit einem Formhohlraum, der zum (Ein-)Formen
der Masse eines Gelmaterials geeignet ist, und mit zumindest einer Öffnung,
die von dem Hohlraum zu dem Äußeren der
Form hin führt,
und die zum Einfügen
durch sie hindurch von zumindest einer Zahnbürstenborste geeignet ist, derart,
dass ein Ende der Borste in den Hohlraum vorsteht,
- (2) Aufbringen eines Beschichtungs-ausbildendenden Materials
auf der inneren Oberfläche
des Hohlraums,
- (3) Einfügen
von zumindest einer Borste durch die Öffnung, so dass sich ein Ende
der Borste in den Hohlraum erstreckt,
- (4) Einführen
eines Gelmaterials in den Hohlraum, derart, dass zumindest ein Teil
der sich in den Hohlraum erstreckenden Borste in dem Gelmaterial
eingebettet wird, und wobei das Beschichtungs-ausbildende Material
eine Beschichtung um zumindest einen Teil der Masse von Gelmaterial
herum bildet.
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Die
Form kann im Allgemeinen herkömmlich sein,
z. B. aus herkömmlichen
Metallen wie beispielsweise Stahl hergestellt sein, getrennt entlang
einer Trennungslinie in zwei oder mehr Teile, wobei jeder Teil einen
Teilhohlraum umfasst, die zusammengebracht werden können, um
den Formhohlraum auszubilden, mit zumindest einer Durchlassöffnung für das Einführen des
Gelmaterials, mit einer im Allgemeinen herkömmlichen Ausstoßeinrichtung
zum Ausstoßen
der auf diese Art ausgebildeten bzw. geformten Masse aus der Form,
usw. Viele derartiger Merkmale der Form sind im Allgemeinen herkömmlich in
der Technik der Zahnbürstenherstellung.
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Das
Beschichtungs-ausbildende Material kann ein herkömmliches Beschichtungs-ausbildendes
Material sein, wie es in der Technik der Polyurethan-Gel-Technologie
verwendet wird, zum Beispiel um eine elastische Polyurethan-Beschichtung
um die Gelmasse herum auszubilden, siehe zum Beispiel das in der
US-A-2002/0123562 offenbarte
IMC-Verfahren. Das Beschichtungs-ausbildende Material kann zum Beispiel
in flüssiger
Form vorgesehen werden, und kann gesprüht oder anderweitig auf der
inneren Oberfläche
des Hohlraums aufgebracht werden, vorzugsweise bevor Teilformen
geschlossen sind, wobei aber eine Form aufgebaut sein kann, bei der
das Material auf die innere Oberfläche des Formhohlraums nach
einem Schließen
von Teilformen gesprüht
wird. Nach dem Aufbringen des Beschichtungs-ausbildenden Materials auf der inneren
Oberfläche
des Hohlraums, kann zugelassen oder bewirkt werden, dass das Material
die Beschichtung ausbildet, z. B. durch schonendes Erwärmen, oder
es kann bewirkt werden, dass das Material die Beschichtung nachfolgend
einem Einführen
des Gelmaterials ausbildet, z. B. durch Bewirken, dass das Beschichtungs-ausbildende Material
aushärtet
und fest wird.
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Zumindest
ein Büschel
von Borsten kann nun durch die Öffnung
eingefügt
werden, so dass sich ein Ende der Borste in den Hohlraum erstreckt. Dieser
Einfügevorgang
ist herkömmlich
in der Technik von sogenannten Zahnbürstenköpfen mit „ankerlosen" Borsten, bei denen
die Enden der Borsten oder Büschel
in das harte Kunststoffmaterial des Kopfes eingebettet werden, wenn
dieses in die Form eingespritzt wird, um den Kopf auszubilden, eher
als dass sie durch die zuvor verwendeten kleinen „Metallanker" gehalten werden,
und eine herkömmliches Einfügeanlage,
z. B. wie durch die Zahoransky Formgebau GmbH (DE) bereitgestellt,
kann verwendet werden. Es wird bevorzugt, das Aufbringen des Beschichtungs-ausbildenden Materials
vor dem Einfügen
der einen oder mehreren Borste(n) durchzuführen, wobei anderweitig das
Beschichtungs-ausbildende Material auf der/den Borste(n) aufgebracht werden
kann und das Verbinden oder anderweitige Anhaften des Gelmaterials
an der/den Borste(n) stören
kann. Mehrere Borsten können
auf eine herkömmliche
Art und Weise zusammen gebündelt
sein, um ein Büschel
auszubilden, und vor, aber vorzugsweise nach dem Einfügen eines
Büschels
in die Form durch die Öffnung,
kann das proximale Ende des Büschels
durch Wärme
auf eine herkömmliche
Art und Weise geschmolzen werden, z. B. wie in der
EP-A-0 142 885 offenbart,
so dass die Enden in ein Klümpchen
verschmelzen, und wobei dann zugelassen wird, dass sie abkühlen und
sich verfestigen. Herkömmliche
Einfügeanlagen
und eine geeignete Auswahl relativer Abmessungen für das Büschel und
die Öffnung
können
auch eine Fluid-dichte Abdichtung zwischen dem Büschel und der Öffnung vorsehen. Zum
Beispiel können
die Borsten gebündelt
werden, um ein Büschel
auszubilden, wobei ein Ende des Büschels durch die Öffnung in
ein Teil einer mehrteiligen Form eingefügt wird, während die Form offen ist, so dass
das Ende von der inneren Oberfläche
der Form vorsteht, wobei das Ende verschmolzen werden kann und es
zugelassen werden kann, dass es wie oben beschrieben abkühlt, wobei
dann die Form geschlossen werden kann. Vorzugsweise wird das proximale
Ende des Büschels
durch die Öffnung
um einen Abstand eingefügt,
derart, einige uriverschmolzene Borsten innerhalb des Formhohlraums
vorhanden sind, d. h. lediglich ein kurzer Teil des proximalen Endes
wird verschmolzen, so dass, wenn das Gel in den Hohlraum eingeführt wird,
das Gel zwischen den unverschmolzenen Borsten eindringen kann, um eine
Verankerung des Büschels
in der Gelmasse zu erleichtern.
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Wenn
die Form geschlossen ist, kann das Gelmaterial in den Formhohlraum
eingeführt
werden. Herkömmliche
Verfahren können
verwendet werden, um das Gelmaterial einzuführen. Einige Gelmaterialien,
z. B. thermoplastische Polyurethane („TPU") können
unter Druck in die Form in einem herkömmlichen Spritzgussverfahren
eingespritzt werden, d. h. in einem heißen Fluid-Zustand und wobei
dann zugelassen wird, dass sie abkühlen, um ihren endgültigen Gelzustand
zu erreichen.
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Alternativ
kann das Gelmaterial in die Form als ein fluides Vorprodukt eingeführt werden,
das eine chemische Reaktion durchmachen muss, um zu bewirken, dass
es sich in seinen endgültigen
Polyurethan-Zustand
verfestigt. Zum Beispiel kann ein derartiges Vorprodukt eine Mischung
von Reagenzien umfassen, die in dem Hohlraum reagieren, um das Gelmaterial
auszubilden, z. B. eine Isocyanat-Komponente und eine Polyol-Komponente umfassend
(z. B. wie in der
US-A-5,362,834 )
offenbart, die reagieren, um ein Polyurethan-Gel auszubilden. Derartige Reagenzien
können
in den Formhohlraum in einem vorgemischten Zustand eingeführt werden,
oder können
separat in den Hohlraum eingeführt
werden, um sich in situ darin zu vermischen. Unter Verwendung herkömmlicher
Reagenzien dieser Art können Form-Taktzeiten
von ca. 10–20
Sekunden erzielt werden, obwohl ein nachfolgendes graduelles Hartwerden
des Gelmaterials während
nachfolgender Lagerung auftreten kann. Polyurethan-Gele können auf diese
Art bei Umgebungstemperaturen und -drücken in der Form ausgebildet
werden, obwohl erhöhte Temperaturen
im Allgemeinen den Reaktionsprozess beschleunigen. Das in den Formhohlraum
eingeführte
Vorproduktmaterial kann einen Katalysator umfassen, um eine Reaktion
zu induzieren, um das Gel auszubilden, und der Katalysator in dem
Vorprodukt kann auch dazu dienen, das Beschichtungs-ausbildende
Material in den elastischen Film umzuwandeln. Anderweitig bekannte
Aushärtungsprozesse können verwendet
werden, um das Beschichtungs-ausbildende Material in eine elastische
Beschichtung umzuwandeln. Durch Bedecken der klebrigen Oberfläche des
Gels, kann das Beschichtungsmaterial helfen zu verhindern, dass
die Gelmasse an der inneren Oberfläche des Formhohlraums klebt bzw.
haftet, d. h. in einem gewissen Grad zusätzlich als ein Form-Lösemittel
bzw. Form-Freigabemittel funktionieren.
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Das
Gel oder sein Vorprodukt sollte in den Formhohlraum bei einem derartigen
Druck und in einem derartigen fluiden Zustand eingeführt werden, dass
es zwischen den einzelnen Borsten in einem Büschel eindringt. Auf diese
Art und Weise kann das Büschel
in der Gelmasse fest verankert werden.
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Danach
kann die Form geöffnet,
d. h. die Teilformen an ihrer Trennungslinie separiert werden, und
eine herkömmliche
Ausstoßvorrichtung
kann verwendet werden, um die Gelmasse mit den darin eingebetteten
Büscheln
aus der Form auszustoßen.
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Das
oben beschriebene Verfahren kann auf eine Vielzahl von Betriebsarten
durchgeführt
werden. Bei einer Betriebsart kann die Gelmasse mit den darin eingebetteten
Büscheln
als ein separates Teil von dem/den harten Kunststoffteil(en) des
Zahnbürstenkopfes,
z. B. dem oben erwähnten
Rahmen hergestellt werden, und diese ausgebildete Gelmasse mit den
darin eingebetteten Büscheln
kann dann in dem Kopf befestigt werden, z. B. mittels einer mechanischen
Befestigung, wie beispielsweise mittels von ineinandergreifenden
Teilen der Masse und des Rahmens, oder mittels des Kopfes, der eine
geeignete Rückhalteeinrichtung
aufweist, um die Masse sicher am Platz zu halten. Zum Beispiel kann
der Kopf Verbindungsteile umfassen, die sich verbinden, um zumindest
teilweise die Masse zu umschließen und/oder
zu greifen. Zum Beispiel kann die Gelmasse, insbesondere die Beschichtung,
an den Kopf durch z. B. ein Haftmittel oder eine Schweißstelle
anhaften.
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Bei
einer anderen Betriebsart kann zumindest ein Teil des Kopfes der
Zahnbürste
selbst innerhalb des Formhohlraums umschlossen sein, was gleichzeitig
oder vor oder nach einem Einfügen
der Borste(n) durch die Öffnung
gemacht werden kann, so dass eine Oberfläche des Kopfes, z. B. von dem Rahmen,
zu dem Inneren des Hohlraums freiliegt, und so, dass, zum Zeitpunkt
in der eingefügten
Position mit der geschlossen Form, das Ende der Borste(n) in dichter
Nähe zu
dem Kopf ist, und wobei das Gel oder sein Vorprodukt dann in die
Form eingeführt werden
können,
um die Gelmasse in situ in der Position an dem Kopf auszubilden
und daran zu befestigen. Es wird bevorzugt, das Beschichtungs-ausbildende
Material auf der inneren Oberfläche
des Formhohlraums aufzubringen, vor einem Umschließen des
zumindest Teils des Kopfes innerhalb des Hohlraums, so dass das
Beschichtungs-ausbildende Material nicht auf dem Kopf aufgebracht
wird, wo es die Anhaftung des Gelmaterials an den harten Kunststoff des
Kopfes stören
könnte.
Es wurde herausgefunden, dass die oben erwähnten Polyurethan-Gelmaterialien
gut an die Arten von harten Kunststoffmaterialien anhaften, die
gewöhnlicherweise
zur Zahnbürstenherstellung
verwendet werden, wie beispielsweise PA, ABS und PP, sowohl wenn
sie in den Formhohlraum in fluider Form als ein TPU eingespritzt
werden, als auch in situ in Kontakt mit dem harten Kunststoffmaterial
von einem Vorprodukt ausgebildet werden, wie oben beschrieben. Alternativ
oder zusätzlich kann
der Kopf eine oder mehr Eingriffseinrichtungen aufweisen, so dass,
wenn das Gel in die Form in einer fluiden Form eingeführt wird,
z. B. durch TPU-Einspritzen oder als ein Vorprodukt, und sich dann
in seinen endgültigen
Zustand verfestigt, der Kopf und die Masse sicher mechanisch verbunden sind,
zum Beispiel durch das um die Eingriffseinrichtung herum fließende Fluid.
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Alternative
Verfahren werden für
Fachleute augenscheinlich sein, wobei zum Beispiel die Masse von
Gelmaterial mit darin eingebetteten Borsten zuerst ausgebildet werden
kann, wobei dann die Beschichtung unter Verwendung bekannter Verfahren ausgebildet
werden kann, z. B. Aufbringen einer Lösung oder eines Vorprodukts
eines Beschichtungsmaterials in einem fluiden Zustand, und wobei
dann zugelassen wird, dass dieses die Beschichtung ausbildet.
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Geeignete
Kunststoffmaterialien, aus denen der Kopf und Griff der Zahnbürste der
Erfindung hergestellt sein könne,
umfassen Kunststoffmaterial, wie beispielsweise bekannte Kunststoffmaterialien,
die bei der Herstellung von Zahnbürsten verwendet werden. Zum
Beispiel können
bekannte PP-, PA- und ABS-Materialien verwendet werden, optional
in Kombination mit Elastomermaterialien, die gewöhnlicherweise als Komponenten
von sogenannten Zweikomponenten-Zahnbürsten verwendet werden. Bekannte Spritzgussverfahren
können
verwendet werden, um die Zahnbürste
der Erfindung aus derartigen Kunststoffmaterialien und Elastomermaterialien
herzustellen.
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Die
Erfindung wird nun rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 einen
Längsquerschnitt
durch einen Zahnbürstenkopf
dieser Erfindung zeigt.
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2 zeigt
Draufsichten verschiedener Zahnbürstenköpfe, basierend
auf demjenigen von 1.
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3 zeigt
einen vergrößerten Querschnitt durch
die Gelmasse von 1.
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4 zeigt
schematisch ein Verfahren zur Herstellung des Zahnbürstenkopfes
von 1 und 2.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 und 2, wird
der Kopf 10 von einer Zahnbürste der Erfindung gezeigt,
wobei er eine längliche
Form aufweist und integriert an einem Längsende 11A mit dem
Handgriff 12 verbunden ist, von dem lediglich der Teil
proximal zu dem Kopf 10 gezeigt wird, und der ein gegenüberliegendes
Spitzenende 11B aufweist. Der Kopf 10 und Griff 12 sind
entlang einer Längsrichtung
A-A angeordnet. Der Kopf 10 und Griff 12 sind
integriert aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, typischerweise ein
PA, ABS oder PP.
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Wie
man deutlicher in den Draufsichten von 2 sieht,
ist der Kopf 10 in der Form eines ringförmigen Rahmens 13 mit
einer Gesamtform, die in der Technik von Zahnbürstenköpfen herkömmlich ist. Wie man in 1 sieht,
weist dieser Rahmen 13 eine offene obere und untere Fläche auf,
aber wie mit gestrichelten Linien in 1 gezeigt,
kann er eine geschlossene Rückoberfläche 14 aufweisen.
Das Innere des ringförmigen
Rahmens definiert einen zentralen Hohlraum 15. Wie in 1 gezeigt,
gibt es einen einzelnen Hohlraum innerhalb des Rahmens 13.
Der Rahmen kann zum Beispiel überbrückt sein,
z. B. durch eine integrierte Kunststoffmaterial-Teilung 16, um zwei separate
Hohlräume 17, 18 auszubilden (siehe 2B).
Der Rahmen 13 ist mit einem Eingriffsflansch 19 um
seinen inneren Umfang herum ausgebildet.
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Innerhalb
des Rahmens 13 ist eine Masse eines Gelmaterials 20 befestigt,
in der Borsten 30 eingebettet sind. Die Borsten 30 stehen
von der Masse 20 in einer Borstenrichtung vor, die durch
den Pfeil gezeigt wird. Die Borsten 30 weisen Enden 30A proximal
zu dem Kopf auf, die in der Masse von Gelmaterial eingebettet sind,
und Enden 30B, die von dem Kopf beabstandet sind. Die Masse 20 ist
im Allgemeinen in der Form eines abgeflachten Kissens, der inneren
Form des Rahmens 13 entsprechend und den Hohlraum 15 einnehmend.
Obwohl, wie in 1 gezeigt, die Masse eine flache
obere (d. h. in die Borstenrichtung gewandt) Oberfläche aufweist,
kann die obere Oberfläche
konvex, konkav, auf eine hügelige Art
geriffelt sein oder jedes andere Oberflächenprofil haben. Die gegenüberliegende untere
Oberfläche kann
mit der Rückfläche 14 in
Kontakt sein, falls diese vorhanden ist, oder es kann einen Spalt
zwischen der unteren Oberfläche
und der Rückwand
geben. Die Gelmasse 20 wird durch ihren Eingriff mit dem Eingriffsflansch 19 am
Platz gehalten, aber wie durch das unten beschriebene Verfahren
hergestellt, ist sie auch sicher mit dem Material des Rahmens 13 verbunden.
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Alternativ
kann die Masse am Platz durch andere Mittel gesichert werden, z.
B. durch Ausbilden des Rahmens in einen oberen Rahmenteil und einen unteren
Rahmenteil, und einem Befestigen dieser zusammen, um die Masse zwischen
ihnen einzuklemmen.
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2A zeigt
die Draufsicht des Kopfes von 1. Wie man
in den 1 und 2 sieht, gibt es eine einzelne
Masse 20, aber wie man in 2 sieht, kann
es zwei oder mehr Massen geben. 2B zeigt zwei
Massen 21, 22, die durch die integrierte Teilung 16 separiert
sind. 2C zeigt drei Massen 23, 24, 25,
die miteinander in Kontakt sind und nacheinander in Längsrichtung
angeordnet sind. 2D zeigt zwei Massen 26, 27,
bei denen eine Masse 26 von der anderen Masse 27 umgeben
ist. Die verschiedenen Massen 21–27 können jede
die gleiche sein, oder sie können
sich in relativer Weichheit oder in anderen Charakteristika, z.
B. Farbe, unterscheiden. Zum Beispiel können die Massen 23 und 25 relativ
weicher als die Masse 24 sein, oder umgekehrt. Zum Beispiel können die
Massen 23, 24, 26 zunehmend weicher sein,
oder die Masse 26 kann weicher als die Masse 27 sein,
oder umgekehrt. Die Massen 26, 27 und 23, 24, 25,
die miteinander in Kontakt sind, können zusammen verbunden sein.
Das gezeigte Muster der Borstenbüschel 30 ist
rein repräsentativ,
wobei Borsten aus Klarheitsgründen
von den 2C und 2D weggelassen
werden. In 2B werden Borstenbüschel 30 gezeigt,
die in Längsrichtung
oder in der Breite einen verlängerten
Querschnitt aufweisen.
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Zahlreiche
andere Aufbauten eines geeigneten Kopfes mit einem Rahmen oder Skelett
aus einem harten Kunststoffmaterial, mit Borsten in einer Polyurethan-Gelmasse
eingebettet, werden für
Fachleute augenscheinlich sein. Zum Beispiel kann der Rahmen eine
Platte umfassen, welche die Rückfläche des
Zahnbürstenkopfes
ausbildet, mit der Gelmasse an der gegenüberliegenden Fläche der
Platte angebracht.
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Unter
Bezugnahme auf 3, werden das proximale Ende 30A eines
Büschels
von mehreren Borsten 30 und der unmittelbar angrenzende
Teil der Gelmasse 20 gezeigt. An dem proximalen Ende 30A wurden
die einzelnen Borsten in dem Büschel 30 über eine
Länge 30B zusammen
verschmolzen, durch die Aufbringung von wärme auf eine herkömmliche
Art, z. B. Wärmestrahlung,
heißes
Gas oder Kontakt mit einer heißen
Oberfläche,
und wobei zugelassen wird, dass sie abkühlen und sich in ein festes
Klümpchen
verfestigen. Dieses proximale Ende 30A ist in die Masse 20 von
Gelmaterial eingebettet. An dem proximalen Ende 30A ist
der gesamte Teil der Borsten, der in dem Gelmaterial eingebettet
ist, direkt in Kontakt mit dem Gelmaterial. Lediglich eine kurze
Länge 30B des
Büschels
angrenzend an das proximale Ende des Büschels 30 zu dem beabstandeten
Ende hin wurde verschmolzen, so dass das Gelmaterial 20 zwischen
einzelnen Borsten des Büschels 30 eingedrungen
ist, d. h. eine Länge
von unverschmolzenen einzelnen Borsten 30C verbleibt über dem
Teil 30B, zwischen dem Teil 30B und der oberen
Oberfläche 20A der
Gelmasse 20. Die Gelmasse 20 ist ein Gel des Typs,
der unter dem Handelsnamen TechnogelTM verkauft
wird, d. h. ein weiches Polyurethan-Gel, und ist durch eine dünne elastische
Beschichtung 28 eines Polyurethans bedeckt, dessen Dicke
in 3 stark übertrieben
ist. Ein derartiges Material kann ein TechnogelTM sein,
wie erhältlich
von der Technogel Königsee
GmbH, zum Beispiel das Material BTG 120.
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Borstenbüschel 30,
die wie gezeigt in der Masse 20 angebracht sind, haben
die Vorteile, dass sie sowohl elastisch um ihre Halterungen schwenken können, in
einem Konus mit ihrem Scheitelpunkt, als sich auch elastisch hoch
und runter bewegen, unter Druck, der während des Zähneputzens erfahren wird. Diese
Bewegungen können
den Borsten helfen, dass sie sich an die Oberflächen der Zähne und des Zahnfleisches anpassen,
z. B. den Interdentalräumen,
und um übermäßige Putzdrücke zu entlasten.
In der Masse 20 können
sämtliche
der Büschel 30 mit
ihren proximalen Enden 30A in der selben Tiefe in der Masse 20 angebracht
sein, oder alternativ können
Borsten, Büschel
oder Gruppen von Büscheln
in unterschiedlichen Tiefen angebracht sein, um ihnen ein unterschiedliches
elastisches Schwenken und hoch und runter Flexibilität zu geben.
Im Allgemeinen wird, je flacher die Anbringung ist, umso weniger
Kraft benötigt,
um die Borste oder das Büschel
zu schwenken. Zum Beispiel können
bei einem Kopf, der mit mehr als einer Masse 20 versehen
ist, z. B. wie in 2A–2D gezeigt,
die jeweiligen darin eingebetteten Büschel 30 mit ihren
proximalen Enden 30A in unterschiedlichen Tiefen in der
Gelmasse 20 angebracht sein.
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Unter
Bezugnahme auf 4, wird schematisch ein Verfahren
zur Herstellung eines Zahnbürstenkopfes
dieser Erfindung gezeigt.
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In 4A wird
eine Form 40 (im Allgemeinen) im Querschnitt gezeigt. Die
Form 40 umfasst zwei Teilformen 41, 42,
die auf herkömmliche
Art geteilt sind und zwischen ihnen zwei Teilhohlräume 43, 44 definieren,
die, wenn die Form geschlossen ist, den Formhohlraum 43, 44 ausbilden.
In der Teilform 41 sind mehrere Öffnungen 45, die von
dem Teilhohlraum 43 zu dem Äußeren der Form führen, und
die zum Einfügen
dadurch von jeweiligen mehreren Büscheln der Zahnbürstenborsten
(30 in den 1–3) geeignet
sind, derart, dass ein Ende von jedem Büschel in den Hohlraum vorstehen
kann. Formen dieses Typs mit Öffnungen,
und Anlagen zum Einfügen
von Büscheln
von Borsten durch sie hindurch, sind auf dem Gebiet der Zahnbürstenherstellung
bekannt. Der Teilhohlraum 44 der Teilform 42 ist
so geformt, dass er den Rahmen 13 eines Zahnbürstenkopfes 10,
wie in den 1 und 2 gezeigt,
aufnimmt. Die Teilform 42 weist eine Durchlassöffnung 46 auf,
durch welche ein fluides Material in den Hohlraum 43, 44 eingeführt werden
kann.
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Ein
Beschichtungs-ausbildendes Material (nicht gezeigt) wird auf den
inneren Oberflächen
der Hohlräume 43, 44 aufgebracht,
zum Beispiel durch Sprühen
oder Bürstbeschichtung
eines flüssigen
Beschichtungs-ausbildenden Materials, wie beispielsweise ein elastisches
Polyurethan-Film ausbildendes Material, welches ein Material einer
Art sein kann, die für
ein IMC-Verfahren bekannt ist. Es wird dann zugelassen, dass dieses
Beschichtungs-ausbildende Material die Beschichtung ausbildet, typischerweise durch
sanftes Erwärmen
auf eine bekannte Art und Weise.
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Wie
in 4B gezeigt, werden mehrere Büschel von Borsten 30 durch Öffnungen 45 eingefügt, so dass
sich ein proximales Ende 30A des Büschels 30 von der
inneren Oberfläche
des Hohlraums 43 durch erstreckt. Die proximalen Enden 30A erstrecken
sich um einen derartigen Abstand von der inneren Oberfläche des
Teilhohlraums 43, dass, wenn die Form nachfolgend geschlossen
wird (wie man in 4E sieht), das Ende 30A von
der gegenüberliegenden
inneren Oberfläche
des Teilhohlraums 44 beabstandet ist.
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Wie
in 4C gezeigt, werden die Enden 30A der
Büschel 30 nun
durch die Aufbringung von Wärme
verschmolzen, und dann wird zugelassen, dass sie abkühlen, um
ein Klümpchen 30B aus
hart gewordenem Material an dem Ende 30A zu bilden.
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Wie
in 4D gezeigt, wird parallel mit den oben beschriebenen
Vorgängen
ein Rahmen 13 in dem Hohlraum 44 umschlossen.
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Wie
in 4E gezeigt, wird die Form 40 nun geschlossen,
und ein Polyurethan-Gelmaterial wird nun in den Hohlraum 43, 44 eingeführt, durch
Einführen
eines Fluidgemisches aus einer Polyol-Komponente und einer Isocyanat-Komponente
in den Hohlraum über
die Durchlassöffnung 46 unter
derartigen Bedingungen, dass das Gemisch zwischen den einzelnen
Borsten des Büschels 30 eindringt,
und sich dann verfestigt, um das Polyurethan-Gel auszubilden. Alternativ kann ein
thermoplastisches Polyurethan-Gelmaterial
unter Druck in die Form eingespritzt werden, in einem heißen Fluidzustand
in einem herkömmlichen
Spritzgussverfahren, unter derartigen Bedingungen, dass das heiße Fluidmaterial
zwischen den einzelnen Borsten des Büschels 30 eindringt,
und sich dann verfestigt, um das Polyurethan-Gel auszubilden. Auf diese Art wird
das Ende 30A, das sich in den Hohlraum erstreckt, in dem
Gelmaterial eingebettet. Unter den Bedingungen von entweder einer
Ausbildung des Polyurethan-Gels in situ aus den Polyol- und Isocyanat-Komponenten, oder
einer Einspritzung als ein Fluid, das sich verfestigt, haftet die
Gelmasse 20 fest an den Rahmen 13 an, wobei sie
mit dem Eingriffsflansch 19 ineinandergreift, und die Borsten 30 des
Büschels
werden fest in dem Gelmaterial 20 befestigt.
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Danach
kann die Form 40 geöffnet
werden, d. h. die Teilformen 41, 42 werden an
ihrer Trennungslinie separiert, und eine herkömmliche Ausstoßvorrichtung
(nicht gezeigt) kann verwendet werden, um den ausgebildeten Zahnbürstenkopf 47 mit der
Masse von Gel 20, mit den darin eingebetteten Büscheln 30,
aus der Teilform 42 auszustoßen.
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Ein
analoges Verfahren kann genutzt werden, um einen Zahnbürstenkopf
des in 1 gezeigten Typs herzustellen, mit der geschlossenen
Rückoberfläche 14.
In diesem Fall kann es jedoch notwendig sein, falls das Polyurethan-Gel über die
Durchlassöffnung 46 einzuführen ist,
ein Loch (nicht gezeigt) durch die geschlossene Rückoberfläche 14 vorzusehen,
so dass das Gelmaterial von der Durchlassöffnung 46 in den Formhohlraum 43, 44 durchgehen kann.
Alternativ kann sich die Durchlassöffnung 46 in einer
anderen Position in der Teilform 41 oder 42 befinden.
Verschiedene andere Stellen für
die Durchlassöffnung 46 werden
für Fachleute
augenscheinlich sein.
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Fachleute
werden verstehen, dass durch ein analoges Verfahren ein Kissen 20 einer
Gelmasse per se separat von dem Rahmen 13 hergestellt werden
kann, und dann in den Rahmen 13 eingeführt und darin befestigt werden
kann.
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Experimentelles Beispiel
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Das
Material TechnogelTM ist ein Polyurethan-Gel,
das mit einer Polyurethan-Beschichtung bedeckt ist, und ist von
der Firma Technogel Königsee,
Gewerbegebiet Alle Gärnerei,
37339 Berlingerode (DE) erhältlich,
zum Beispiel als das Gelmaterial BTG 120, in der Form von mit einem
Polyurethan-Film beschichteten Bögen,
ca. 5 mm dick. Dies Bögen
werden unter Nutzung eines IMC-Verfahrens hergestellt, durch Einführen der
Polurethan-Gel-Vorproduktreagenzien in eine Form, und wobei dann
zugelassen wird, dass sie reagieren, um das Gel auszubilden. Herkömmliche
TynexTM-Zahnbürstenborsten-Filamente wurden
in Büschel
mit kreisförmigem Querschnitt,
mit ca. 1,0–1,2
mm Durchmesser, mit einer herkömmlichen
Borstendichte gebündelt,
wobei beide, weiß-
und blaufarbige Filamente verwendet werden. Derartige Filamente
wurden auch in Büschel mit
ovalem Querschnitt mit Haupt-:Nebenachsenabmessungen von 6mm:4mm
gebündelt.
Ein Ende von jedem der derartigen Büschel wurde durch Berührung gegen
eine heiße
Oberfläche
geschmolzen, und es wurde zugelassen, dass es abkühlt und
sich wieder verfestigt, so dass ein Klümpchen von verschmolzenem Borstenmaterial,
ca. 0,5 mm lang, ausgebildet wurde. Die verschmolzenen Enden wurden
dann in die Form gehalten, und das Gel hat sich unter Standardbedingungen,
wie oben beschrieben, ausgebildet, so dass ca. 4,5 mm des Büschels angrenzend
an das verschmolzene Ende in der Gelmasse eingebettet war. Es wurde
herausgefunden, dass diese Büschel
fest in der Gelmasse befestigt sind und zumindest 19 N Kraft erforderten,
um sie herauszuziehen.
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Teile,
auf die in den 1–4 Bezug
genommen wird:
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- 10
- Kopf
von einer Zahnbürste
- 11A
- Griffende
- 11B
- Spitzende
- 12
- Handgriff
- 13
- ringförmiger Rahmen
- 14
- geschlossene
Rückoberfläche (optional)
- 15
- zentraler
Hohlraum
- 16
- Trennung
- 17,
- 18
Hohlräume
- 19
- Eingriffsflansch
- 20
- Masse
von Gelmaterial
- 21,
22
- zwei
Massen von Gelmaterial
- 23,
24, 25
- drei
Massen von Gelmaterial
- 26,
27
- zwei
Massen von Gelmaterial
- 28
- dünne elastische
Beschichtung eines Polyurethans
- 30
- eingebettete
Borsten
- 30A
- proximale
Enden von Borsten
- 30B
- verschmolzene
Borsten
- 30C
- unverschmolzene
Borsten, wobei Gel eingedrungen ist
- 40
- Form
im Allgemeinen
- 41,
42
- zwei
Teilformen
- 43,
44
- zwei
Teilhohlräume
- 45
- mehrere Öffnungen
zum Einfügen
von Büscheln
- 46
- Durchlassöffnung
- 47
- ausgebildeter
Zahnbürstenkopf