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Die
Erfindung stellt eine Zahnbürste
bereit, die ein elastisches Element umfasst, in welches ein abreibender
Stoff eingearbeitet ist.
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WO
01/21036 (Unilever PLC) offenbart eine Zahnbürste mit einem wandartigen
Element, gegebenenfalls mit einem abreibenden Stoff.
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WO
98/22000 (Asher) offenbart ein Plaqueentfernungselement mit einem
abreibenden Stoff. Diese Vorrichtung unterstützt die Entfernung von Plaque
während
des Bürstverfahrens.
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US 5249961 (Hoagland) offenbart
ein tragbares Zahnreinigungsinstrument für Haustiere mit einer abreibenden
Lage oder Schwamm mit einer abreibenden Zusammensetzung, die in
ein Phenolharz eingebettet ist und/oder in Nylonfasersträngen eingebettet
ist oder daran anhaftet.
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WO
99/60886 (Durana) offenbart eine Zahnbürste mit einem Polierblock,
der aus einem elastischen Material hergestellt wurde und der ein
abreibendes Material enthalten kann.
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US 5273559 (Hammar) offenbart
die Verwendung von Polyharnstoff oder Polyurethanharnstoff oder
einer natürlichen
oder synthetischen Kautschukmatrix mit gebundenen abreibenden Teilchen. Diese
Gegenstände
werden in prophylaktischen Reinigungsbechern zur Verwendung durch
sehr qualifizierte Zahnarzthelfer verwendet.
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US
2001/007161 (Gillette) und
US
6199242 (Gillette) offenbaren eine Zahnbürste mit
Borsten, die ein Poliermittel enthalten, um das Reinigen der Zähne zu verbessern.
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US 3618154 (Muhler) offenbart
eine Bürste mit
Borsten, die integral mit der Bürste
gebildet sind. Diese Bürste
hat auch einen abreibenden Stoff, der in das Kunststoffmaterial
der Bürste
eingearbeitet ist. Ein Nachteil davon ist, dass die auf diese Weise
geformten Bürsten
schwierig zu formen sind, weil es schwierig ist, eine Form zu bauen,
die zu schmalen aber vom Aufbau her gut brauchbaren Bürsten führt.
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US 4373541 (Nishioka) offenbart
die Verwendung von biegsamen Bürsten
mit abreibenden Elementen, wie Hülsen,
Auszackungen und dergleichen, die aus dem Borstenmaterial zusätzlich zu
abreibenden Teilchen auf der Seite der Borste selbst gebildet werden.
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US 6296934 B1 (Needham)
offenbart die Verwendung von Glitzer enthaltenden Filamenten für eine Bürste.
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Keiner
von diesem Stand der Technik offenbart Perlit als einen abreibenden
Stoff.
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US 6357075 (Kaizuka) offenbart
eine Haarbürste
mit Borsten, die ein Infrarotmaterial in Kombination mit Mineralien,
wie Perlit, enthalten, welche elektromagnetische Wellen zur Förderung
von Haarwuchs, von Kopfhautpflege und Erzeugung von glänzendem
Haar abstrahlen.
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Haarbürstenborsten
haben verglichen mit Zahnbürstenborsten
andere physikalische Eigenschaften und dies reflektiert ihre andere
Funktion beim Teilen von Haar entlang der Borstenlänge während des
Bürstens.
Haarbürstenborsten
sind deshalb breit genug, um abreibende Teilchen, wie Perlit, zu enthalten,
wohingegen Zahnbürstenborsten,
deren Enden zum Reinigen von Zwischenräumen zwischen den Zähnen hergestellt
wurden, sehr verschieden davon sind. Zahnbürstenborsten mit abreibenden Teilchen
haben den Nachteil, dass die Borsten so dünn sind, dass eingearbeitete
Teilchen den Aufbau des Borstenfilaments schwächen. Wenn die Borsten einer
Zahnbürste
dicker hergestellt werden, um einen abreibenden Stoff aufzunehmen,
würden
sie die Eigenschaften verlieren, die sie als Zahnbürsten verwendbar
macht. Folglich sind dickere Borsten in einer Zahnbürste aufgrund
ihrer zusätzlichen
Breite nachteilig steif und sie wären nicht in der Lage, zwischen die
Zähne zu
dringen. Deshalb wird das einfache Herstellen einer dickeren Zahnbürstenborste,
um den abreibenden Stoff aufzunehmen, das Reinigungsverfahren der
Zähne nicht
unterstützen.
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Trotz
des Vorliegens von solchen wie vorstehend ausgewiesenen Bürsten im
Stand der Technik gibt es noch einen Bedarf für eine Zahnbürste, die den
Vorteil von verbessertem Weißmachen
oder Entfernung von Verfärbung
bereitzustellen, während
die Reinigungs- und Polierfähigkeit
des Reinigungsinstruments beibehalten wird.
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Folglich
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Zahnbürste
bereitgestellt, die ein elastisches Element umfasst, wobei das elastische
Element ein Elastomer umfasst, in welches ein abreibender Stoff
eingearbeitet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der abreibende Stoff
Perlit darstellt.
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Es
wurde gefunden, dass der Zusatz von Perlit zu einem Elastomer bei
der Entfernung von Verfärbungen
der Zähne
unterstützt.
Dies verbessert das Reinigungspotenzial von Zahnbürsten, die
dieses Element umfassen. Dies verbessert die Fähigkeit der Zahnbürste, anhaftende
Verschmutzungsstoffe zu entfernen, von zugänglichem Zahnbelag zu befreien,
zugängliche
Debris zu lösen
und oberflächliche Verfärbung der
Zähne zu
entfernen, was wiederum zu verbessertem Mundgefühl und Zahnweißungsvorteilen
führt.
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Perlit
umfasst flache Teilchen, die, wenn sie in das geschmolzene Elastomer
eingearbeitet werden, sich mit der Oberfläche des Elastomers ausrichten,
wenn es abkühlt.
Wenn das elastische Element gegen die Oberfläche der Zähne zum Reinigen gedrückt wird
und es sich elastisch verformt, wird das Perlit in einer im Wesentlichen
parallelen Ausrichtung mit der Oberfläche des Elastomers gehalten.
Dies versieht die Oberfläche
des Elastomers mit zusätzlicher
Steifheit, was folglich seine Reinigungswirksamkeit verstärkt.
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Die
Form und Ausrichtung der Perlitteilchen auf der Oberfläche des
Elastomers bedeutet, dass sie nicht gezackte Kanten aufweisen, die
aus dem Elastomer herausragen. Deshalb schädigen die Perlitteilchen in
dem Elastomer nicht die Oberflächen, wie
Zähne und
weiches Gewebe, mit denen sie in der Mundhöhle in Kontakt kommen. Die
Perlitteilchen in dem Elastomer verstärken das Reinigungspotenzial des
elastomeren Elements wesentlich, sodass sie in Kombination ohne
Verursachen von Schädigung
aufgrund übermäßigen Abriebs
für verbesserten
Weißungseffekt
sorgen.
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Die
erfindungsgemäße Zahnbürste ist
zur Verwendung in der Mundhöhle
zum Reinigen der Zähne
vorgesehen. Die erfindungsgemäße Zahnbürste kann
aus beliebigen Materialien, die üblicherweise
auf dem Fachgebiet verwendet werden, hergestellt werden. Folglich
kann der Griff und der Kopf der Bürste aus Polyolefinen, wie
Polypropylenen und Polyethylenen, Polyamiden, wie Nylons, und Polyestern,
wie Polyethylenterephthalat, geformt werden. Andere geeignete Materialien
schließen
Polymethylmethacrylat, Styrol, Acrylnitrat und Zelluloseester, beispielsweise
Zellulosepropionat, ein.
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Die
Borsten der Bürste
können
aus einem biegsamen Material, das zur Verwendung in der Zahnhygiene
geeignet ist, hergestellt werden. Im Allgemeinen sind für die Borsten
geeignete Materialien Polyamide, wie Nylon, oder Polyester, wie
Polybutylenterephthalat.
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Die
erfindungsgemäße Bürste kann
eine Handzahnbürste
oder eine elektrisch betriebene Zahnbürste sein.
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Das
elastische Element kann die Form einer Spitze eines Fingers, einer
Zinke oder einer Gabelstruktur annehmen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
ist das elastische Element wandartig. Eine wandartige Struktur erlaubt
einen Weißungs- und
Poliervorteil, da die wandartige Struktur elastisch verformt werden
kann, wodurch Druck auf die Zähne zum
Reinigungsvorteil ausgeübt
wird, während
keine solche Kraft ausgeübt
wird, bei der die Zähne
geschädigt
werden. In ähnlicher
Weise kann sie gerade nicht auf einer Seite bewegt werden, wie im
Fall mit einer Spitze. Zusätzlich
dazu kann die wandartige Struktur mit einer solchen Breite aufgebaut
sein, dass sie wirksam Perlit umfasst, ohne Einbuße an Stabilität und Struktur
des Elastomers, das das wandartige Element ausmacht.
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Es
ist denkbar, dass das elastische Element durch jedes übliche Verfahren
hergestellt werden kann, d.h. ausgestanzt oder geformt. Allerdings
wäre ein
bevorzugtes Herstellungsverfahren einer solchen Struktur Spritzgießformen.
Das Material des elastischen Elements kann an den Kopf der Zahnbürste in jeder
Art gebunden sein, ob nun durch chemische Mittel, mechanische Mittel
oder beides.
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Vorzugsweise
ist das elastische Elementmaterial chemisch mit dem Material des
Kopfes verträglich
und sie können
durch Anwendung von Wärme, beispielsweise
während
Spritzgießformen,
von einem oder dem anderen verbunden werden.
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Andererseits
können
die Materialien chemisch unverträglich
sein, beispielsweise das elastische Element umfasst ein thermoplastisches
Elastomer und der Bürstenkopf
umfasst Polypropylen. Es kann deshalb geeigneter sein, ein Haftmittel
anzuwenden oder mechanisch die zwei Teile miteinander zu befestigen.
Ein alternatives Verfahren zum Befestigen des elastischen Elements,
das ein thermoplastisches Elastomer umfasst, an einen Kopf, der
Polypropylen umfasst, würde
es sein, die Oberfläche
von der Bindungsfläche
beispielsweise durch wellenförmiges
Gestalten von einem oder beiden zu erhöhen und dann die beiden miteinander
durch Schweißen oder
anderweitig zu befestigen.
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Es
kann auch sein, dass das elastische Element an einen weiteren Teil
der Bürste,
der das gleiche Material umfasst, angrenzt und dass beide durch einen
oder mehrere Einspritzpunkte gefüllt
werden. Beispielsweise stoßen
das elastische Element und ein Greifbereich an den Griff über einen
Kanal, der entlang des Kopfes des Griffs verläuft.
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Es
kann auch sein, dass das elastische Element und der Greifbereich
des Griffs getrennte Einspritzpunkte aufweisen, sodass das elastische
Element, das den Perlit umfasst, in den Kopfbereich der Zahnbürste eingespritzt
werden kann, während
der Greifbereich des Griffs keinen Perlit enthalten mag.
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Das
elastische Element kann von Borsten flankiert werden. Solches Flankieren
kann einfach durch verstreutes Anordnen der Borsten erfolgen, jedoch
ist es bevorzugt, dass die Borsten am Äußersten am Bürstenkopf
angeordnet sind und das elastische Element zentraler angeordnet
ist. Dies ist ein besonders vorteilhafter Aufbau, der es erlaubt,
die Zähne
zu reinigen, während
die Zähne
gleichfalls poliert werden können.
Die Bürsten
sind auswärtsgebogen,
um dem elastischen Element Kontakt mit den Zähnen zu ermöglichen, und dies verbessert
weiterhin die Reinigungswirksamkeit der Bürste. Sollte das elastische
Element an den äußeren Kanten
des Bürstenkopfes
angeordnet sein, würde
die Biegung der Borsten Polieren und Weißungsfähigkeit der Bürste beeinträchtigen.
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Um
den vorstehend beschriebenen Vorteil weiterhin zu erhöhen, ist
es bevorzugt, dass die Borsten länger
als das elastische Element sind. Dies gewährleistet, dass die Borsten
sich weiter von dem Kopf erstrecken, als das elastische Element.
Dies erzeugt eine Aussparung in der Mitte des Bürstenkopfes, welche außerdem ermöglicht,
dass das Biegen der Borsten gutes Reinigen bewirkt, während das elastische
Element die Zähne
weiß machen
kann.
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Der
Perlit in dem erfindungsgemäßen elastischen
Element kann ein beliebiger Perlit oder Gemische von Perlit, die üblicherweise
auf dem Fachgebiet bekannt sind, sein. Er kann roher oder nicht
expandierter Perlit sein. Vorzugsweise ist er expandierter bzw.
aufgeblähter
Perlit, der schnell auf oberhalb 871°C erhitzt wurde, um die Ausdehnung
zu erlauben, und dann anschließend
gekühlt
wurde.
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Der
Perlit hat vorzugsweise einen Abriebwert von 125 bis 150 unter Anwendung
von RDA (J Dent Res 37: 1060 – 1068,
1958 oder J Dent Res 55: 563 bis 573, 1976). Vorzugsweise ist der
Perlit E50-Perlit, erhältlich
von Worldminerals Italia srl., Alzaia Trento 6, 20094 Corsico, Mailand,
Italien.
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Die
Perlitzusammensetzung enthält
vorzugsweise SiO2 70 – 75% Gewicht/Gewicht, Al2O3 10 – 15% Gewicht/Gewicht,
Fe2O3 0,5 – 1% Gewicht/Gewicht,
Na2O 4 – 5%
Gewicht /Gewicht, K2O 7 – 9% Gewicht/Gewicht, CaO 0,2 – 0,4% Gewicht/Gewicht, MgO
0,05 – 1,5%
Gewicht/Gewicht, TiO2 0,05 – 1,5% Gewicht/Gewicht.
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Der
Perlit wird zu dem Elastomer während seines
Verarbeitens gegeben, vorzugsweise wird der Perlit zu dem elastischen
Element gegeben, während das
Elastomer in dem Masterbatch vor dem Spritzgießformen fertig gemacht wurde.
Besonders bevorzugt wird der Perlit zu der Compoundiervorrichtung gleichzeitig
wie beliebige Färbemittel
gegeben.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung liegt der Perlit mit 0,01% bis 50% Volumen/Volumen
des Elastomers vor. Vorzugsweise liegt der Perlit mit 10% bis 30%
Volumen/Volumen des Elastomers vor. Bevorzugter liegt der Perlit
mit 15% bis 25% Volumen/Volumen des Elastomers vor.
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In
seiner expandierten Form hat der Perlit eine hohe Porosität mit einer
großen
verfügbaren Oberfläche, wodurch
das Verhältnis
von Oberfläche zu
Volumen erhöht
wird. Diese Eigenschaften bedeuten, dass ein relativ kleiner Gewichtsprozentsatz
an Perlit eine so große
Oberfläche
aufweist, dass sie wirksames Weißen und andere Zahnpoliervorteile
bei niedrigen Gewichtsanteilen ergibt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung liegt der Perlit mit 0,01% bis 10% Gewicht/Gewicht
des Elastomers vor. Vorzugsweise liegt der Perlit mit 1% bis 8%
Gewicht/Gewicht des Elastomers vor. Besonders bevorzugt liegt der
Perlit mit 2% bis 4% Gewicht/Gewicht des Elastomers vor.
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Die
Porosität
des Perlits bedeutet, dass er ein relativ leichtgewichtiges Teilchen
darstellt.
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Deshalb
ist es wenig wahrscheinlich, das elastische Element während der
Herstellung oder Verwendung von diesem Element zu verformen. Im Ergebnis
besteht eine geringe Chance von Biegungsermüdung, die in dem elastischen
Element auftritt, weil die Stapelung des Perlits seine elastischen Eigenschaften
nicht stört.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser des Perlits 10 μm bis 50 μm. Vorzugsweise ist
der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser 20 μm bis 45 μm. Besonders bevorzugt ist der
gewichtsmittlere Teilchendurchmesser des Perlits 30 μm bis 40 μm.
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Vorzugsweise
haben 90% des Perlits einen Teilchendurchmesser von weniger als
70 μm bis
110 μm.
Vorzugsweise haben 10 Gew.-% des Perlits einen Teilchendurchmesser
von weniger als 7 μm
bis 10 μm.
Die Teilchengrößenverteilung
des Perlits wird unter Anwendung von Laserlichtstreuung (Malvern 3600E,
300 mm-Linse) bestimmt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
hat der Perlit eine Schüttdichte
von 100 bis 180 g/l.
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Die
Schüttdichte
von dem Perlit kann 50 bis 350 g/l sein. Vorzugsweise hat der Perlit
eine Schüttdichte
von 70 bis 200 g/l. Besonders bevorzugt ist die Schüttdichte
von dem Perlit 80 bis 110 g/l. Die Schüttdichte von dem Perlit wird
ausgehend von homogenen Perlitteilchen gemessen, wobei eine eingestellte Menge
dann gewogen wird und dann wird sie geschüttelt, um sie zusammenzupressen.
Das Volumen, das es einnimmt, wird gemessen und dies wird dann durch
das Gewicht geteilt.
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Die
Teilchen des erfindungsgemäßen Perlits verteilen
sich wirksam in dem Elastomer, wenn der Perlit zu dem Elastomer
gegeben wird. Diese Dispersion des Perlits in dem Elastomer bedeutet,
dass deren Reinigungsvorteil auf den Zähnen, mit denen sie in Kontakt
kommen, konsistent ist. Diese Eigenschaft des Perlits bedeutet auch,
dass die Störung,
die der Perlit bei dem Binden des Elastomers an den Griff und/oder
Kopf des Polypropylenzahnbürstengerüsts ausübt, minimiert
wird, da es keine Perlittaschen geben wird, die nachteilig bei dieser
Wechselwirkung stören.
Das Binden des Elastomers an den Griff oder Kopf der Zahnbürste wird
auch durch die Ausrichtung und Form der Perlitteilchen unterstützt.
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Bevorzugte
elastische Elementmaterialien sind thermoplastische Elastomere zur
Erleichterung des Spritzgießformens.
Das Elastomer wird aus einem Polymermaterial, wie einem Blockcopolymer, hergestellt,
wobei bevorzugte Blockcopolymere Polyolefine (beispielsweise Polypropylen/Ethylenpropylendiamin-modifizierte
Systeme (d.h. synthetischer Kautschuk)), Polyamide (beispielsweise
Polyamid (12 oder Polyamid 6), Polyester (beispielsweise Polyester
oder Polyetherester), Polyurethane (beispielsweise Polyesterurethan,
Polyetherurethan oder Polyesteretherurethan) einschließen. Gemäß einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Elastomer ein Styrolblockcopolymer. Bevorzugte Styrolblockcopolymere
schließen
beispielsweise Styrolethylenbutadienstyrol oder Styrolbutadienstyrol
ein.
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Elastomermaterialien
können
Zweiphasensysteme sein, die ein inneres Phasenmaterial in einer kontinuierlichen
Phase von einem weiteren Material enthalten. Ein besonders bevorzugtes
Beispiel davon ist das Polypropylen/Ethylenpropylendiamin-modifizierte
Material, das vorstehend beschrieben wurde, welches als Santroprene
PPA (von Advanced Elastomer Systems) kommerziell erhältlich ist.
Solche Zweiphasenmaterialien können
zweckmäßigerweise
eine kontinuierliche äußere thermoplastische
Phase aufweisen, wobei die innere Phase typischerweise Teilchen
enthält,
die in der Größenordnung
von 0,5 μm bis
5 μm im
Quadrat sein können.
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Um
das Binden von dem elastischen Element an den Kopf zu erleichtern
und zu vereinfachen, kann der Kopf aus Materialien hergestellt werden,
die von ähnlichem
oder auch dem gleichen Charakter sind, sodass sie beispielsweise ähnliche
funktionelle Gruppen, ähnliche
Anteile der Funktionalität, ähnliche
Oberflächenenergien
usw. aufweisen. Solche Ähnlichkeit
kann die Anhaftung der entsprechenden Komponenten erleichtern.
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Alternativ
können
eine oder mehrere Komponenten chemisch durch eine chemische Oberflächenbehandlung
modifiziert werden, um ihre Anhaftung an einer benachbarten Komponente, wie
Oberflächenoxidation
(beispielsweise durch Beflammen oder durch elektrische Entladung),
zu erleichtern.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
hat das Elastomer eine Shore-A-Härte
von 5 bis 80. Vorzugsweise hat das Elastomer eine Shore-A-Härte von
20 bis 50. Besonders bevorzugt hat das Elastomer eine Shore-A-Härte von
25 bis 35.
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Das
elastische Material muss ein Material sein, das weich genug ist,
um Weißungs-
und Poliervorteil für
die Zähne
bereitzustellen und die Wirksamkeit der Zahnbürste ohne einen negativen Einfluss auf
das Zahnfleisch und den Zahnschmelz auszuüben.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung einer
Zahnbürste
gemäß jedem
vorangehenden Anspruch zum Weißen
von Zähnen
bereitgestellt.
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Ausführungsformen
von besonderen Zahnbürsten
gemäß der Erfindung
werden nun genauer mit Bezug auf die nachstehenden Figuren beschrieben.
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1a und 1b zeigen
eine einzelne Zahnbürste
in verschiedenen Ansichten. 1a ist eine
Seitenansicht des Kopfes und Teil des Griffes einer erfindungsgemäßen Zahnbürste. 1b ist
eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Zahnbürste wie in 1a gezeigt.
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2, 3 und 4 sind
Querschnitte entlang der Linie X bis X' in 1b von
dem erfindungsgemäßen elastischen
Element.
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1a zeigt
eine Zahnbürste,
die einen Griff (1) und einen Kopf (2) umfasst.
Der Kopf hat eine borstentragende Oberfläche (2a), von der
sich Borsten (3) erstrecken.
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1b zeigt
eine Zahnbürste
gemäß 1a,
die zusätzlich
ein aufrecht stehendes elastisches Element in Form einer wandartigen
Struktur (4) zeigt. Die wandartige Struktur (4)
wird in der Draufsicht gezeigt, jedoch verläuft sie deutlich entlang einer
wesentlichen Länge
des Kopfes (2) und in der Draufsicht erscheint sie länger als
die Kopflänge.
Die Borsten (3) erstrecken sich weiter von dem Kopf (2) als
die wandartige Struktur (4).
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht von der wandartigen Struktur (4),
die sich von der borstentragenden Oberfläche (2a) des Bürstenkopfes
(2) weg verjüngt.
Mit sich weg von dem Bürstenkopf
verjüngen
ist gemeint, dass die wandartige Struktur einen Sockel (4a)
und eine Spitze (4b) aufweist und der Abstand über den
Sockel (B) größer als
der Abstand über
die Spitze (T) ist.
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3 zeigt
eine wandartige Struktur (4) mit einer Wulst (5),
die entlang der Spitze läuft.
Die Wulst kann gegebenenfalls entlang der gesamten Länge des
Teils verlaufen.
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4 zeigt
eine wandartige Struktur (4), die eine gerundete Oberfläche (6)
aufweist. Mit gerundet ist gemeint, dass es keine viereckigen Kanten
an der Struktur gibt.