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Hintergrund der Erfindung
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1. Fachgebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Zahnbürste
mit einem aus einem relativ starren Kunststoffmaterial hergestellten
Griff und einem Mehr-Komponenten-Zahnbürstenkopf, wobei eine Komponente
des Kopfes aus dem gleichen Material wie der Griff hergestellt ist
und die andere aus einem Elastomer besteht. Der Kopf ist durch seine
Teilung in zwei oder mehr Segmente federnd und flexibel. Jedes Segment
ist mit einem benachbarten Segment durch eine flexible Verbindung
verbunden, die aus einer relativ dünnen, einstückig gebildeten Brücke oder aus
einem Gelenk besteht, das quer zu der Längsachse der Bürste ausgerichtet
ist, aus dem gleichen Material wie der Griff hergestellt ist, und
wobei, jeweils abhängig
von der Stellung der Bürste,
ein Schlitz oder eine Vertiefung von der oberen oder der unteren
Fläche
der Brücke
zu der oberen Fläche
der Bürste
verläuft.
Gemäß einem
Aspekt der Erfindung endet jedes Ende der quer ausgerichteten Vertiefung in
einem Flansch an ihrer äußersten
Kante und die Vertiefung und der Flansch sind mit einem weichen Elastomer
gefüllt.
Durch den mit Elastomer gefüllten Flansch
ist die Mehr-Komponenten-Verbindung
gegenüber
Ablösebeanspruchungen
widerstandsfähig, die
durch Verbiegen des Gelenks in einer solchen Richtung bewirkt werden,
daß sich
die Flansche voneinander weg biegen, wenn sich der Bürstenkopf durch
das Bürsten
gerade ausrichtet, oder er gezwungen wird durch das Ausüben eines übermäßigen Bürstendrucks
eine konvexe Form anzunehmen. In einem anderen Aspekt ist die vordere
Hälfte
bis zu einem vorderen Drittel des Kopfes unter einem Winkel angeordnet,
der als erwünscht
angenommen wird, nämlich
15°, in
Bezug auf das hintere Ende des Kopfes, wobei der Grad der Biegung
erstens durch das Positionieren der Brücke derart begrenzt ist, daß ihre obere
Fläche
mit der oberen Fläche
des Kopfes fluchtet und die Vertiefung zu der unteren oder die Borsten
tragenden Fläche
verläuft,
und zweitens durch die Auswahl des Elastomers, das in einen bestimmten
Bereich der Shore-A-Härte
fällt,
welches die Vertiefung füllt.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Zahnbürsten mit gekrümmten oder
angewinkelten Borstenspitzenausgestaltungen, die einen verbesserten
Zutritt zu schwer erreichbaren Bereichen, wie zum Beispiel den der
Zunge zugewandten Flächen
der Vorderzähne
und hinter den hinteren Mahlzähnen
gewährleisten
und mehr Borsten mit den äußeren Flächen der
Vorderzähne
in Kontakt bringen, sind im Fachgebiet gut bekannt. Viele der derzeitigen Bürsten, die
starr angebrachte Borsten und eine starre, gekrümmte oder angewinkelte Borstenoberfläche aufweisen,
haben einen ihr eigenen Nachteil, wenn sowohl ebene als auch konkave
Zahnflächen
gebürstet
werden, weil das Anordnen einer gekrümmten oder angewinkelten Borstenfläche auf
ebenen Zahnflächen
zu weniger Borsten führt,
die sich in Kontakt mit den Zähnen
befinden. Dieser weniger Borsten müssen die Bürstkräfte abfangen, die über den
Griff angelegt werden, was zu einem vorzeitigen Spreizen der Borsten
führt.
Einige Zahnbürsten
haben eine "Power-Spitze" (längere, starr
angebrachte Spitzenborsten), die für sich in Anspruch nehmen,
die Vorteile eines verbesserten Zutritts aufzuweisen. Solche Bürsten sind
in WO 94/09678, GB 304,459,
US 1,639,880 und
US 4,800,608 beschrieben.
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Wenn auch Bürsten mit feststehendem Köpfen einen
verbesserten Zutritt zu schwierig erreichbaren Bereichen haben,
würde es wegen
ihrer Mängel vorteilhaft
sein, einen angewinkelten oder gekrümmten Bürstenkopf aufzuweisen, der
sich in eine ebene Stellung zurückbiegt,
wenn die Bürste
den normalen Bürstkräften ausgesetzt
wird.
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Zahnbürsten mit Köpfen, die schwenkbare oder
gelenkig verbundene Abschnitte aufweisen, die in einer Vielfalt
von Konstruktionen verbunden sind, wie zum Beispiel gelenkige Abschnitte,
sind im Fachgebiet gut bekannt.
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So offenbart z. B. WO 92/17093 eine
Zahnbürste,
bei welcher der Kopf durch eine oder mehr gelenkförmige Vertiefungen
in der Seite des Kopfes, die der borstentragenden Seite entgegengesetzt
ist, in mindestens zwei Abschnitte unterteilt ist, die flexibel
und federnd miteinander und/oder mit dem Griff der Zahnbürste verbunden
sind. Ein elastomeres Material füllt
jede solche Vertiefung aus.
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WO 96/02165 offenbart Zahnbürsten mit
federnden, flexiblen Köpfen,
von denen bestimmte Ausführungen
den in WO 92/17093 aufgezeigten gleichen. Eine Ausführung weist
einen gekrümmten Kopf
auf und wird durch eine mit einem Elastomer überzogene dünne Verlängerung des Griffs gebildet. Eine
zweite Ausführung
ist durch gelenkbildende Vertiefungen in beiden Flächen des
Kopfes flexibel, wobei ein elastomeres Material diese Vertiefungen füllt, jedoch
mit Borstenspitzen, die in einem konkaven Profil in der beanspruchungsfreien
Ausgestaltung enden. Der Kopf kann sich während des Bürstens ebenfalls flexibel einem
konvexen Profil anpassen.
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WO 97/07707 (auf dem der Oberbegriff
von Anspruch 1 basiert) offenbart eine Zahnbürste, bei welcher die Flexibilität des Kopfes
in der Spitze des Kopfes konzentriert ist. Der Kopf weist einen
im wesentlichen starren Basisbereich, der an einer Seite an den
Griff angrenzt und einen Verbindungsbereich, an der entgegengesetzten
Seite, die mit dem flexibel federnden Spitzenende verbunden ist,
auf. Der Verbindungsbereich kann eine Öffnung, einen Raum oder einen
Spalt in dem Kopfmaterial aufweisen, die von einem elastomeren Material
vollständig
oder teilweise gefüllt
werden. Der Spitzenbereich kann angewinkelt sein, um eine "Power-Spitzen"-Konstruktion zu bilden.
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Wenn auch die vorher angeführten Veröffentlichungen
Zahnbürsten
mit Köpfen
aufzeigen, die verschiedene Flexibilitätsgrade haben, stellt keine von
ihnen Mittel zur Begrenzung des Flexibilitätsgrades des Kopfes zur Verfügung.
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Es ist weiterhin ermittelt worden,
daß in
bestimmten segmentierten Zahnbürstenköpfen mit Mehr-Komponenten-Verbindungen,
die sowohl harte Kunststoffelemente als auch weiche Elastomer-Elemente
mit einem eine Vertiefung erzeugenden, mit Elastomer gefüllten Gelenk
zwischen den Segmenten aufweisen, eine beträchtliche Beanspruchung auf die
Verbindung wirkt, wenn sie gezwungen wird, sich derart zu verbiegen,
daß die
benachbarten Segmente gezwungen werden, sich voneinander weg zu
biegen. Diese Beanspruchung kann eine Delaminierung des Elastomers
hervorrufen, beginnend an der äußersten
Kante der Vertiefung und sich über
die gesamte Fläche
der Vertiefung ausbreitend, was zu einem Bruch der Verbindung führt. Keine
der dem Stand der Technik entsprechenden Bürsten stellt Mittel zur Verbesserung
der Adhäsion
des Elastomers an den Wänden
der Vertiefung zur Verfügung.
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Aufgaben der
Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Zahnbürste
mit einem flexiblen, federnden, angewinkelten und segmentierten
Bürstenkopf zur
Verfügung
zu stellen, wobei mindestens ein Segment davon ausgestaltet ist,
sich bei durchschnittlichem Bürstdruck
in einem vorbestimmten Ausmaß zu
verbiegen, um eine ebene Stellung einzunehmen, wenn die Bürste durch
einen typischen erwachsenen Benutzer einer durchschnittlichen Bürstkraft
ausgesetzt wird.
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Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Zahnbürste
mit einem flexiblen, federnden, angewinkelten und gelenkigen Bürstenkopf zur
Verfügung
zu stellen, der durch eine oder mehr mit Elastomer gefüllte Vertiefungen
unterteilt ist, die Mittel einschließen, um zu sichern, daß die Elastomerfüllung jeder
Vertiefung nicht übermäßigen Beanspruchungskräften ausgesetzt
wird, die ein Ablösen des
Elastomers, beginnend an der äußersten
Kante der Vertiefung und sich in die Vertiefung ausbreitend, verursachen,
um dadurch das Elastomer von den Seitenwänden der Vertiefung aus hartem
Kunststoff zu trennen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine
durch Spritzgießen
geformte Zahnbürste,
wie sie in Anspruch 1 beansprucht ist.
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Somit stellt die vorher angeführte Ausgestaltung
einen Kopf mit einem Segment am freien Ende zur Verfügung, das
sich während
des normalen Gebrauchs von einem Anfangswinkel, der mit etwa 15° festgelegt
ist, in eine ebene Stellung verbiegt, wenn ebene Zahnbereiche gebürstet werden.
Diese Ausgestaltung setzt dem Verbiegen über den Anfangswinkel von 15° hinaus in
eine zunehmend konkave Gestalt, die in hohem Maße erwünscht ist, weil sie die Borsten
von dem vorderen und hinteren Abschnitten des Kopfes daran hindert,
sich gegenseitig zu berühren
einen hohen Widerstand entgegen. Der Bürstenkopf verbiegt sich jedoch
in dem Fall, in dem ein aggressiver Bürstenbenutzer mehr als den
durchschnittlichen Druck beim Bürsten
anwendet in eine konvexe Gestalt, um dadurch eine Verletzung des Zahnfleischs
zu vermeiden oder zu minimieren.
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Die Brücke ist aus dem gleichen Harz
hergestellt, aus dem in herkömmlicher
weise durch Spritzgießen
die Zahnbürste
geformt ist, um eine einstückige
Konstruktion zu erzeugen. Normalerweise werden Polypropylenharze
verwendet, um die starren Zahnbürstenkörper zu
gießen,
obwohl auch bestimmte Nylonqualitätsgrade verwendet werden können. Die dünne Brücke gestattet
ein begrenztes Verbiegen zwischen den beiden, Kopfabschnitten, wobei
der Kopf in einer solchen Weise spritzgegossen ist, dass sich ein
Mehr-Komponenten-Fertigerzeugnis mit einem Winkel von etwa 15° zwischen
den beiden Kopfabschnitten ergibt. Der Teil des Kopfes zwischen
den beiden Kopfabschnitten weist die Form eines Schlitzes auf, der
von der borstentragenden Fläche
des Kopfes bis fast zu der gegenüberliegenden
Seite des Kopfes verläuft,
wobei das Gelenk so dünn
wie möglich
ist, um dabei noch die Flexibilität des Kopfes zu erlauben, ohne
daß er
während
der Nutzlebensdauer der Bürste
zerbricht. Vorzugsweise fluchtet das Gelenk mit der oberen Fläche des
Hartkunststoffskeletts, welches den Kopf und den Körper der
Bürste bildet
oder verläuft,
kollinear dazu. Der Schlitz ist ebenfalls durch einen herkömmlichen
Zweikomponenten-Spritzgießprozeß mit einem
weichen Elastomer gefüllt,
um den Grad des Verbiegens zu begrenzen. Die Konstruktion ist derartig,
daß der
Kopfabschnitt in seiner endgültigen
Ausgestaltung am weitesten von dem Griff entfernt ist und er unter
einem Winkel von etwa 15° in
Bezug auf den Kopfabschnitt, der dem Griff am nächsten liegt, gekippt ist,
wobei der letztere Kopfabschnitt an einem Ende des Griffs angeordnet
ist.
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Die Herstellungseffizienz ist beträchtlich, wenn
das elastomere Material der vorliegenden Erfindung, das in dem Biegebereich
verwendet wird, das gleiche elastomere Material ist, das auch als Griffmaterial
im Griffbereich verwendet werden kann. Daher würde eine Ausgestaltung, welche
das Verbiegen unter den normalerweise beim Bürsten anzutreffenden Belastungen
erlaubt, mit Materialien, die für die
Verwendung als Griff geeignet sind, wünschenswert sein.
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Um die gewünschten Bewegungsbereiche zu
erreichen, die vorher angeführt
sind, ist festgestellt worden, daß es vorteilhaft ist, die Kunstharzbrücke zwischen
dem Spitzen- und dem Griffabschnitt des Kopfes soweit wie möglich von
der borstentragenden Fläche
des Kopfes entfernt anzuordnen. Die obere Fläche der Brücke ist kollinear mit der oberen
Fläche des
Skeletts aus hartem Kunststoff des restlichen Teils der Bürste oder
fluchtet mit ihr.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1A ist
eine Seitenaufrißansicht
eines Zahnbürstenkopfes
ohne elastomeres Material,
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1B ist
eine Seitenaufrißansicht
einer zweiten Ausführung
des Zahnbürstenkopfes
der vorliegenden Erfindung, die der Ausführung von 1A ähnlich
ist, ohne elastomeres Material, wobei jedoch die Borstenspitzen
in jedem Kopfsegment in derselben Ebene enden,
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1C ist
eine Ansicht eines Zahnbürstenkopfes
von unten ohne die elastomere Beschichtung,
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2A ist
eine Seitenaufrißansicht
einer zweiten Ausführung
des Zahnbürstenkopfes
der vorliegenden Erfindung, die der Ausführung von 1A ähnlich
ist, ohne elastomeres Material, wobei Flansche jedoch nur an den
Kanten der Vertiefung auf der borstentragenden Fläche vorhanden
sind,
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2B ist
eine Ansicht des in 1A dargestellten
Zahnbürstenkopfes
von unten ohne die elastomere Beschichtung,
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3A ist
eine Ansicht einer vierten Ausführung
des Zahnbürstenkopfes
der vorliegenden Erfindung, die 2A ähnlich ist,
ohne elastomeres Material, jedoch mit außerordentlich großen Flanschen nur
an den Kanten der Vertiefung auf der borstentragenden Fläche,
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3B ist
eine Querschnittsansicht, geschnitten entlang der Linie 6B-6B von 3A, des in 3A dargestellten Zahnbürstenkopfes,
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3C ist
eine äußere Seitenansicht
des in den 3A und 3B dargestellten Zahnbürstenkopfes ohne
elastomeres Material.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Die Gelenkausgestaltung eines angewinkelten,
flexiblen Kopfes einer Zahnbürste
gemäß der Erfindung
verwendet Informationen, die aus Tests stammen und angeben, daß der Durchschnittserwachsene,
der seine oder ihre Zähne
bürstet,
eine Kraft von etwa 2 N (0,227 kp (0,5 lbs)) ausübt. Unter Verwendung dieser
Information wurde eine Zahnbürste
mit einem angewinkelten, flexiblen, segmentierten Kopf entwickelt,
wobei die Segmente durch dünne,
eine Vertiefung bildende Gelenke erzeugt werden, welche die Lücke zwischen
benachbarten Segmenten überbrücken, so
daß das
vordere Drittel bis zur vorderen Hälfte so ausgestaltet sind,
daß es sich
unter einem Winkel von etwa 15° zu
dem hinteren Abschnitt befindet, der an den Griff angrenzt. Zahnbürsten mit
flexiblen Kopf mit federnd unter diesem Winkel verbundenen Segmenten
bieten, wie es ermittelt wurde, einen verbesserten Zutritt zu schwierig
erreichbaren Bereichen hinter den hinteren Mahlzähnen und hinter den Vorderzähnen und
begrenzen die Flexibilität
der Bürste
in erwünschter
Art und Weise.
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Wenn auch ein Kopf mit feststehendem
Winkel einen verbesserten Zutritt zu den vorher angeführten Bereichen
bieten würde,
würde er
weniger Borstenkontakt mit den ebenen Bereichen der Zähne (z.
B. mit den oberen Flächen)
ergeben. Es ist daher erwünscht,
daß sich
die Bürste
in eine ebene Stellung zurückbiegt,
wenn sie einer durchschnittlichen Bürstkraft von 2 N (0,227 kp
(0,5 lbs)) ausgesetzt ist.
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Während
die Biegewirkung es erlaubt, daß der
angewinkelte Abschnitt unter den vorher angeführten Kräften sich um 15° in die ebene
Stellung bewegt, kann es bei aggressiven Benutzern der Zahnbürste dem
Kopf erlaubt sein, die Rückbiegebewegung über den
ebenen Zustand hinaus fortzusetzen und dadurch die negativen Einflüsse eines übermäßigen Bürstens für die Zähne und
das Zahnfleisch zu verringern. Darüber hinaus sollte es dem Kopf
nur erlaubt sein, sich wenig in die entgegengesetzte Richtung zu
biegen (d. h. daß sich
die borstentragenden Flächen
zueinander hin bewegen), da das bewirken könnte, daß die vorderen und hinteren
Borsten sich berühren,
was keinen funktionellen Vorteil ergibt.
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Es ist nun festgestellt worden, daß die optimale
Biegeverbindung, um die vorher angeführten Bewegungsbereiche zu
erreichen, aus einem Gelenk oder einer Brücke bestehen würde, die
so weit wie möglich
von der Borstenfläche
entfernt ist, wobei das Gelenk oder die Brücke so dünn wie möglich sein sollten. Polypropylengelenke
sind im Fachgebiet bekannt und es wird allgemein empfohlen, daß sie 0,13 bis
0,64 mm (0,005 bis 0,25 Inch) dick sind. Durch Ausfüllen des
Bereichs unterhalb des Gelenks mit einem weichen Elastomer mit einer
Härte von
etwa 5 bis etwa 30, vorzugsweise etwa 13 bis etwa 30 Shore A, können die
gewünschten
Flexibilitätsbereiche-
erreicht werden. Bei gegenüber
der Borstenfläche
angeordnetem Gelenk ist das Elastomer Druckkräften ausgesetzt, wenn jemand
die Spitze der Bürste
nach unten drückt
(unerwünscht).
Da Elastomere einer Kompression widerstehen, verhindert jedoch die
vorliegende Ausgestaltung eine unerwünschte Bewegung nach unten.
Gleichzeitig gestattet sie das Biegen in die entgegengesetzte Richtung,
da infolge der Begradigung des Bürstenkopfes
kein Elastomer einer Kompression ausgesetzt ist.
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Somit stellt die hierin beanspruchte
Ausgestaltung einen Kopf zur Verfügung, der während des normalen Gebrauchs
sich von einem Anfangswinkel von etwa 15° in eine geradlinige Stellung
biegt, wenn ein Erwachsener ebene Zahnbereiche bürstet und eine durchschnittliche
Bürstkraft
von 2 N (0,227 kp (0,5 lbs)) ausübt.
Die vorliegende Ausgestaltung widersteht in hohem Maße auch
einem Verbiegen über die
anfänglichen
15° hinaus,
wobei das sehr wünschenswert
ist, um zu verhindern, daß sich
die Borsten von dem vorderen und hinteren Abschnitt des Kopfes gegenseitig
berühren.
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Nun auf 1a Bezug nehmend, ist die Bürste ohne
eine elastomere Beschichtung dargestellt. Der relativ harte (im
Vergleich zu einem Elastomer) Kunststoffbürstenkörper oder das Skelett besteht
aus einem vorderen Abschnitt 16 mit einer ersten oberen
Fläche 16a und
einer zweiten oberen Fläche 16b,
wobei 16b niedriger ist, als 16a, einem hinteren
Abschnitt 14 mit einer ersten oberen Fläche 14a und einer
zweiten oberen Fläche 14b,
wobei 14b niedriger ist, als 14a, und einer Brücke 30,
deren obere Fläche 30a kollinear
mit den oberen Flächen 14b und 16b ist.
Die oberen Flächen 14a und 16a und eine
Vertiefung 38, die im allgemeinen im Längsschnitt die Form eines umgekehrten
T aufweist, beginnen an der unteren Fläche der Brücke 30 und befinden
sich somit zwischen den Abschnitten 14 und 16 und
erstrecken bis zu den unteren Flächen 24, 26 herunter,
wo sie an ihrer äußersten
Kante in den Flanschen 32 enden. Die Brücke oder die Zone 30 weist
normalerweise eine Dicke zwischen 0,5 bis 0,76 mm (20 bis 30 Tausendstel
eines Inch) auf. Der Griff 12, die Kopfabschnitte 14, 16 und
die Brücke 30 sind
normalerweise aus einem Kunststoff oder Harz, wie Polypropylen,
gegossen, obwohl auch bestimmte Nylonqualitätsgrade verwendet werden können. Zu den
bevorzugten Polypropylenharzen gehören Huntsman General Purpose
Homopolymer Nr. 5520 und Hostalen Polypropylene PPR 1042 Copolymer.
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Es hat sich herausgestellt, daß die Verbindung
zwischen der Gummi- und der Kunststoffwand der Vertiefung in dem
Gelenkbereich einer bedeutenden Beanspruchung ausgesetzt ist. Die
Verbindung basiert auf einer Verschmelzung zwischen dem Elastomer
und dem härteren
Polypropylenkunststoff-Zahnbürstenkörpermaterial.
Diese Verschmelzung erfolgt Idealerweise im Ergebnis des Spritzens des
Elastomers unter Druck bei einer Temperatur, die höher ist,
als der Schmelzpunkt des Elastomers, auf den Kunststoffkörperteil,
wobei dort, wo die beiden Materialien zusammentreffen, aufgrund
einer dünnen Oberflächenschicht
von Polypropylen eine chemische Verbindung gebildet wird, zum Beispiel
durch Schmelzen und Verschmelzen mit dem geschmolzenen Elastomer.
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Wenn es auch möglich ist, Zahnbürsten mit einer
guten Oberflächenverschmelzung
zwischen dem starren Kunststoff und dem Elastomer herzustellen,
indem bei der Prozeßsteuerung
ein großer
Aufwand betrieben wird, hauptsächlich
beim Steuern der Temperatur des starren Kunststoffs und des ankommenden
geschmolzenen Elastomers, wurden jedoch selbst in zugelassenen Musterstücken Stellen
gefunden worden, an denen die Bindung nicht so stark war, wie in
anderen Bereichen. Fachleuten ist offensichtlich klar, daß das Sichern
einer guten Verbindung der kritische Punkt für eine Langzeitleistungsfähigkeit und
Sicherheit einer Zweikomponenten-Zahnbürste mit flexiblen Kopf ist.
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Wir haben nun ermittelt, daß diese
Verbindung durch die Anwendung einer mechanischen Struktur, die
nachfolgend erläutert
wird, verbessert werden kann. Normalerweise erfolgt bei Auftreten von
Schichtablösung
ihr Beginn entlang der äußersten
Kante der Vertiefung an dem Punkt, an dem das Elastomer und der
starre Kunststoff verbunden sind. Unter extremer Beanspruchung breitet
sich diese Schichtablösung
dann nach oben entlang der gesamten Stirnfläche der Vertiefung aus und
führt zu
einer Zerstörung
der Schmelzverbindung. Durch das Vorsehen eines Entlastungsflansches
an jeder äußersten
Kante der Vertiefung, welche die Stelle ist, die der größten Beanspruchung
ausgesetzt ist, haben wir festgestellt, daß die Beanspruchung entlang der äußeren oder
der Vorderkante umgeleitet werden kann und sich dadurch eine verbesserte
Verbindung ergibt.
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Die Vertiefung in Form eines allgemein
umgekehrten T wird mit einem elastischen und weichen thermoplastischen
Elastomer gefüllt.
Die Vertiefung in Form eines allgemein umgekehrten T weist zwei symmetrische
Flanschabschnitte 32, von denen sich jeder in Richtung
auf jeweilige Gruppen oder Büschel von
Borsten 20 und 22 erstreckt. Das thermoplastische
Elastomer, das die elastomeren Abschnitte 18a, 18b bildet,
kann ein thermoplastisches Vulkanisierprodukt (TPV) sein, bestehend
aus einem Gemisch von Polypropylen und EPDM (Äthylenpropylendien-Monomeren)
Santoprene (Handelsmarke) oder Vyram (Handelsmarke). Ein anderes
TVP besteht aus einem Gemisch von Polypropylen und Naturgummi. Sowohl
Santoprene als auch Vyram (Handelsmarken) sind Elastomere, die von
der Advanced Elastomer Systems vertrieben werden. Ein bevorzugtes
Elastomer ist Kraton, eine Handelsmarke, bestehend aus Styrenblock-Kopolymer
(SBC), vertrieben von Shell, und Dynaflex G 2706 (Handelsmarke), ein
thermoplastisches Polymer, vertrieben von der GLS Corporation und
hergestellt mit Kraton-Polymer (Handelsmarke). Diese und andere
geeignete Polymere weisen normalerweise eine Shore A-Härte von etwa
5 bis etwa 30 auf, wobei etwa 20 eine bevorzugte Härte ist.
Es muß jedoch
beachtet werden, daß Färbungsmittel,
die verwendet werden, um den Elastomeren eine Farbe zu geben, einen
Einfluß auf
ihre Härte
haben, da die Färbungsmittel
aus Polypropylenkügelchen
bestehen, die im Allgemeinen eine größere Härte aufweisen, als die hierin
bevorzugten Elastomere. Daher muß die Shore A-Härte für die gefärbten Elastomere
bestimmt werden, die verwendet werden sollen. Die Vertiefungen an
der oberen Fläche
des Verbundkopfes erstrecken sich an beiden Seiten der erhöhten Rippen-
oder Kante-Einfassung-Abschnitte 32.
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Nun auf 2A Bezug nehmend, ist die Bürste ohne
elastomere Beschichtung 18a und ohne die in 1A und 1B gezeigten Entlastungsbereiche dargestellt.
Der Bürstenkörper und
der Bürstenkopf sind
beide aus vergleichsweise starrem Kunststoff hergestellt und nur
die Vertiefung in Form eines umgekehrten T 38 ist für das elastomere
Material vorgesehen. Wiederum ist der Abschnitt 16 unter
einem Winkel von etwa 15° zu
dem Abschnitt 14 angeordnet. Allgemein beginnt die Vertiefung
in Form eines umgekehrten T 38 im Längsschnitt gesehen an der unteren
Fläche
der Brücke 30 und
erstreckt sich nach unten zu den unteren Flächen 24, 26,
wo sie an ihrer äußersten
Kante in den Flanschen 32 endet. Wie vorher ist die Vertiefung
in Form eines umgekehrten T 38 mit einem elastischen und weichen
thermoplastischen Elastomer gefüllt. 2B zeigt eine Ansicht der
Bürste
von unten ohne die elastomere Beschichtung, wobei die Brücke 30 mit
einer Öffnung 42 versehen
ist, durch die geschmolzenes Elastomer 18 zu der Vertiefung 38 fließen kann,
die den peripheren unteren Kan tenbereich 44 einschließt, wo sich
der elastomere Stoßdämpfer zu
der unteren Fläche 24 des
Abschnitts 16 erstreckt.
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Nun auf 3A Bezug nehmend, ist eine alternative
Ausführung
dargestellt, in der die unteren Flansche 32 außerordentlich
groß sind,
um die Scherbeanspruchungen über
einen noch größeren Bereich
umzuleiten, um dadurch die Adhäsion,
zwischen dem Elastomer und den starren Kunststoffwänden der
Vertiefung zu verbessern und 3B ist eine
Querschnittsansicht der Bürste
von 3A, geschnitten
entlang der Linie 6B-6B, welche den vergrößerten Flanschbereich deutlich
darstellt. 3C ist eine
seitliche Aufrißansicht
der Bürste
der 3A und 3B.
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Viele der zur Zeit auf dem Markt
erhältlichen Zahnbürsten sind "Zweikomponenten"-Bürsten, womit
gemeint ist, daß ein
elastomeres Material in größerem oder
geringerem Umfang insbesondere im Fingergriffabschnitt der Bürste verwendet
wird. Das Herstellungsverfahren solcher Zweikomponenten-Bürsten durch
Spritzgießen
ist somit im Fachgebiet überaus
bekannt. Die Zahnbürsten
der vorliegenden Erfindung können
durch Anwendung einer solchen herkömmlichen Zweikomponenten-Technologie
hergestellt werden. So kann zum Beispiel gemäß einem ersten Verfahren zur
Herstellung von Bürsten
gemäß der vorliegenden
Erfindung das elastomere Material aus dem Handgriffbereich über einen Einspritzkanal
in den Kopfbereich eingeführt
werden (vorausgesetzt, daß ein
Handgriffbereich vorhanden ist). Alternativ könnte gemäß der bekannten Technologie
das Elastomer über
einen zweiten Einspritzpunkt oder eine zweite Einlauföffnung,
die im Kopf angeordnet ist in den Kopfbereich eingeführt werden, wodurch
die Notwendigkeit entfällt,
eine Einspritzkanal vorzusehen. Eine Vorrichtung und ein Verfahren, um
das auszuführen,
ist in der PCT-Anmeldung WO 94/05183 zu finden, übertragen an die Jordan AS, Norwegen.
Der Kopf kann dann unter Verwendung der herkömmlichen Stapeltechnologie
mit Borstenbüscheln
versehen werden.
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Gemäß einem anderen Verfahren zur
Herstellung von Bürsten
gemäß der vorliegenden
Erfindung werden der Griff und das Elastomer für den Griff und den Kopf unter
Verwendung einer Gießtechnologie
mit drei Gußzyklen
gegossen. Das Elastomer wird in den Kopfbereich getrennt von dem
Handgriffbereich eingeführt.
Der Prozeß ist
besonders nützlich,
wenn das Elastomer für
den Kopfabschnitt der Bürste
und für
den Handgriffabschnitt aus verschiedenen elastomeren Materialien
besteht, wie zum Beispiel aus Elastomeren mit zwei verschiedenen Shore-Härtewerten.
So kann es zum Beispiel unter bestimmten Umständen erwünscht sein, ein weicheres Elastomer
für den
Kopfbereich zu verwenden als für
den Handgriffbereich der Bürste.
Wie vorher angeführt
kann der Kopf dann unter Verwendung der herkömmlichen Stapeltechnologie
mit Borstenbüscheln
versehen werden.
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Der Begriff Zahnbürste, wie er hierin verwendet
wird, schließt
Bürstenköpfe für die Verwendung
in entweder manuellen Bürsten
mit abnehmbarem Kopf oder in aus dem elektrischen Netz oder batteriebetriebenen
Bürsten
ein. In diesen Fällen
sind die Schaftbereiche davon den Zahnbürstengriffen äquivalent,
auf die hierin Bezug genommen ist.
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Wenn auch spezielle Ausführungen
der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben sind, ist
es Fachleuten klar, daß sie
nicht darauf eingeschränkt
ist und daß Variationen
und Modifikationen ausgeführt
werden können,
ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen
und die beigefügten
Ansprüche
sind dazu bestimmt, alle solche Modifikationen in den Schutzumfang
der Erfindung einzubeziehen.