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Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bürste mit verbesserter Flexibilität. Noch
spezieller betrifft sie eine flexible Bürste, welche eine Mischung
von Polymeren umfasst, insbesondere eine Zahnbürste mit flexiblem Halsteil.
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Hintergrund
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Bürsten, welche
heute in Gebrauch sind und insbesondere Zahnbürsten, werden üblicherweise
vollständig
aus Kunststoffmaterialien hergestellt. Die Borsten der Bürste umfassen
in der Regel ein qualitativ hochwertiges Polyamid, welches durch
Extrusion unter Bildung dünner
Fasern verarbeitet wird, welche dann gereckt und thermisch stabilisiert
werden. Der Körper
der Bürste
wird jedoch typischerweise aus einem weniger hochwertigen Kunststoff
mittels Spritzguss gefertigt. Der Kopfbereich des Bürstenkörpers muss
in Abhängigkeit
von der An der Befestigung der Borsten so dimensioniert werden,
dass letztere, welche gegebenenfalls zu Bündeln vereinigt sind, angemessen
fest verankert sind.
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Bei
Zahnbürsten
muss das Kopfteil zudem so flach wie möglich sein, um in der Mundhöhle so wenig wie
möglich
Raum zu beanspruchen, oder so, dass es den vorhandenen Raum mit
im Wesentlichen verlängerten
Borsten nützen
kann. Der Handgriff des Körpers
muss formstabil und fest sein. Es ist auch erwünscht, dass der Kopf gegenüber dem
Handgriff etwas flexibel ist, um den Anpressdruck während des
Reinigens der Zähne
zu dämpfen
oder den Druck anderweitig zu steuern. Daher ist in der Regel zwischen
dem Kopf und dem Handgriff ein kleinerer Querschnitt vorgesehen,
welcher dem Bürstenkörper eine
gewisse Flexibilität
verleiht. Die am Hals resultierende Einschnürung erfüllt auch eine ergonomische
Funktion, indem sie es ermöglicht,
mit der Zahnbürste
bei geschlossenem Mund die gewünschten
Reinigungsbewegungen zu machen.
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Die
im Allgemeinen für
Zahnbürsten
verwendeten Thermoplaste erfüllen
diese gegensätzlichen
Anforderungen nur sehr unzureichend. Dies gilt insbesondere für die gewünschte Flexibilität zwischen
dem Kopf und dem Handgriff und auch für den erwünschten kleinen Querschnitt
am Kopf und am Hals. Der Querschnitt im Bereich des Kopfs und Halses
muss daher ziemlich groß sein,
so dass er während
der Verwendung oder irgendeiner anderen außerordentlichen Beanspruchung
nicht bricht. Das Gleiche gilt für
den Kopf, weil letzterer aufgrund der Befestigungsmaßnahmen
für die
Bürstenbündel, was
den Querschnitt betrifft, geschwächt
ist, wie dies normalerweise insbesondere der Fall ist, wenn die
Bündel
in Löchern
im Kopf mechanisch oder thermisch verankert oder darin injiziert
werden. Auch beim Aufgießen
der Bündel
auf das Kopfmaterials kann eine Schwächung erfolgen, weil die Molekularstruktur
auf der Oberfläche
des Kopfes nachteilig verändert
werden kann.
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Obwohl
heutzutage viele Zahnbürsten
auf dem Markt für
sich beanspruchen eine flexible Halsausführung zu besitzen, sind die
meisten dieser Bürsten
tatsächlich
nicht wirklich flexibel. Manche verwenden lediglich ein gedrehtes
Halsmuster oder eine enge Halsausführung, um optisch den Eindruck
von Flexibilität
zu erwecken.
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Zusätzlich haben
frühere
Versuche eine gewünschte
Flexibilität
im Kopf in Bezug auf den Griff oder im Kopf allein zu erzielen,
Mehrkomponentenbürsten
mit eingebauten Federn oder Abschnitte aus unterschiedlichen, in
den Halsbereich zwischen dem Kopf und dem Handgriff eingeschobenen,
thermoplastischen Elastomeren beinhaltet. Vergleiche z. B. die Japanische
Kokai Anmeldung H9-19323
an Shiseido, veröffentlicht
am 21. Jan. 1997 und die Internationale Anmeldung WO 92/ 17092-3,
veröffentlicht
am 15. Okt. 1992. Solche Bürsten
besitzen eine begrenzte Flexibilität, weil sie nur in den Gelenkbereichen
oder entsprechend der Verteilung der Abschnitte aus unterschiedlichen
Elastomeren gebogen werden können.
Zusätzlich
können
sie eine strengere Einhaltung der Herstellungstoleranzen verlangen
und in der Herstellung teuerer sein als eine Bürste aus einem Stück.
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Eine
weitere vorgeschlagene Lösung
sieht einen Bürstenkörper vor,
welcher im Bereich des Handgriffs aus einem mit einem Treibmittel
gemischten Elastomer hergestellt wird und der im Bereich des engeren
Kopfquerschnitts im Wesentlichen massiv ist. Vergleiche US-A 5,815,874
an Weihrauch am 6. Okt. 1998.
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Es
bleibt jedoch nach wie vor der Wunsch nach einer preisgünstigen,
einteiligen Bürste
mit einem echten mehrdimensionalen Biegevermögen. Keine Bürste nach dem
Stand der Technik bietet alle Vorteile und Annehmlichkeiten der
vorliegenden Erfindung.
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Zusammenfassung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bürste mit einem einteiligen
Körper,
welcher einen Griff und an einem Ende davon einen mit Borsten versehenen
Kopf umfasst, worin der Bürstenkörper eine
Mischung eines ersten Polymers und eines zweiten Polymers umfasst,
welches eine geringere Härte
als das erste Polymer aufweist, worin das Gewichtsverhältnis des
ersten Polymers zu dem zweiten Polymer 95:5 bis 30:70 beträgt
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Diese
und andere Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile werden für den Fachmann
bei Studium der vorliegenden Offenbarung ersichtlich werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Wenn
die Spezifikation auch mit den Ansprüchen schließt, welche die Erfindung erläutern und
genau beanspruchen, wir dennoch angenommen, dass sich die vorliegende
Erfindung aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leichter verstehen
lässt,
in denen:
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1-3 Vorder-,
Seiten- und Rückansichten
von Beispielen bevorzugter Ausführungsformen
von Zahnbürsten
der vorliegenden Erfindung sind, wobei 1d eine
Ansicht in Richtung des Pfeils "A" in 1c ist.
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Detaillierte
Beschreibung
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Die
erfindungsgemäßen Bürsten besitzen
einen einteiligen Körper,
welcher einen Handgriff an einem Ende davon und einen mit Borsten
versehenen Kopf am anderen Ende umfasst. Der Körper umfasst eine Mischung
aus Polymeren. Die Polymermischung ist im Allgemeinen eines Abmischung
aus einem ersten Polymer mit einem zweiten Polymer, welches einen
niedrigeren Biegemodul ausfeist, d. h. im Allgemeinen flexibler ist
als das erste Polymer. Genauer gesagt, ist die Härte des zweiten Polymers geringer
als die des ersten Polymers. Die Shore-A-Härte des zweiten Polymers beträgt 25 bis
85.
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Das
Verhältnis
des ersten Polymers zum, zweiten Polymer beträgt etwa 95:5 bis etwa 30:70.
Es wird angenommen, dass dieses Verhältnis von der Härte des
zweiten Polymermaterials abhängt.
Zum Beispiel sind für
die folgenden Shore-A-Härte-Bereiche
des zweiten Polymers die entsprechenden Verhältnisse des ersten Polymers
zum zweiten Polymer hierin bevorzugt.
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Für eine Shore-A-Härte von
etwa 25 bis etwa 45 beträgt
das bevorzugte Verhältnis
von erstem Polymer zu zweitem Polymer etwa 90:10 bis etwa 60:35,
wobei etwa 85:15 bis etwa 65:35 weiter bevorzugt ist.
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Für eine Shore-A-Härte von
etwa 45 bis etwa 65 beträgt
das bevorzugte Verhältnis
von erstem Polymer zu zweitem Polymer etwa 80:20 bis etwa 50:50,
wobei etwa 75:25 bis etwa 55:45 weiter bevorzugt ist.
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Für eine Shore-A-Härte von
etwa 65 bis etwa 85 beträgt
das bevorzugte Verhältnis
von erstem Polymer zu zweitem Polymer etwa 70:30 bis etwa 40:60,
wobei etwa 56:35 bis etwa 45:55 weiter bevorzugt ist.
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Bei
der nachstehenden Beschreibung der bevorzugten Polymermaterialien
zur Verwendung hierin erscheinen die üblicherweise vom Fachmann verwendeten
Abkürzungen
hinter den vollständigen
Namen der Polymeren in Klammern.
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Das
erste Polymer ist vorzugsweise Polypropylen ("PP")
oder kann gewählt
sein aus der Gruppe, bestehend aus anderen herkömmlichen Materialien für Zahnbürstenhandgriffe
wie Polystyrol ("PS"), Polyethylen ("PE"), Acrylnitril-Styrol-Copolymer ("SAN") und Celluloseacetatpropionat
("CAP").
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Das
zweite Polymer ist vorzugsweise ein thermoplastisches Elastomer
("TPE"), ein thermoplastisches Olefin
("TPO"), ein weiches thermoplastisches
Polyolefin (z. B. Polybutylen) oder es kann gewählt sein aus anderen elastomeren
Materialien wie Ethylen-Vinylacetat-Copolymer ("EVA")
und Ethylen-Propylen-Kautschuk ("EPR").
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Beispiele
von hierin geeigneten thermoplastischen Elastomeren schließen Styrol-Ethylen-Butadien-Styrol
("SEBS"), Styrol-Butadien-Styrol
("SBS") und Styrol-Isopren-Styrol ("SIS") ein.
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Beispiel
von hierin geeigneten thermoplastischen Olefinen schließen Polybutylen
("PB") und Polyethylen
("PE") ein.
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Zusätzlich kann
eine Farbe vorgesehen werden, um der Bürste ein ästhetisch angenehmes Aussehen zu
verleihen. Es können
opake oder durchscheinende Farben vorgesehen werden. Bei durchscheinenden Bürsten kann
im Handgriff des Weiteren eine Einlage vorgesehen werden. Solche
Einlagen können
eine beliebige Farbe aufweisen und werden typischerweise aus einem
Polypropylenmaterial hergestellt.
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Zur
Herstellung der Bürste
nach der vorliegenden Erfindung können dem Fachmann bekannte
Verfahren wie Spritzgießen
verwendet werden. Jede Ausführungsform,
Gestalt oder Konfiguration für
den Handgriff und/oder die Borsten sind hierin geeignet. Es versteht
sich darüber
hinaus, dass wenn erfindungsgemäße Bürsten auch
als Zahnbürsten
für die
Mundhygiene besonders nützlich
sind, können
solche Bürsten
gleichermaßen
für kosmetische
Zwecke, z. B. als Haarbürsten
oder Bürsten
zum Aufbringen von Make-up, zur Verwendung bei der Tierpflege, z.
B. als Striegel vorteilhaft sind, als auch für Anwendungen im Haushalt,
wie zur Reinigung etc. nützlich
sein. Es sollte sich daher verstehen, dass nicht beabsichtigt ist,
die vorliegende Erfindung auf Zahnbürsten zu beschränken.
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Bei
Zahnbürsten
sind der Handgriff und der Kopf üblicherweise über ein
Halsteil miteinander verbunden, welches, wie vorstehend erwähnt, eine
kleinere Querschnittsfläche
besitzen kann als der Handgriff und der Kopf. Der Kopf ist zur Aufnahme
von Borsten oder Borstenbündeln
mit Löchern
versehen, welche darin mechanisch oder thermisch befestigt sind,
wie dem Fachmann bekannt. Jedes derartige Verfahren zur Befestigung
der Borsten kann hierin verwendet werden.
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Die
Formung des Bürstenkörpers, d.
h von Kopf, Hals und Handgriff als einteilige Mischung von Polymermaterialien
gemäß der vorliegenden
Erfindung, bietet den Vorteil einer echten, mehrdimensionalen Flexibilität. Das Kopfteil
der Bürste
kann bei der vorliegenden Erfindung mit anderen Worten, bezogen
auf den Handgriffteil, mit gleicher Leichtigkeit in jede beliebige
Richtung gebogen werden. Dies steht im Widerspruch zu herkömmlichen
Bürsten,
bei denen der Kopf nur eine eindimensionale Flexibilitätskapazität in Bezug
auf den Handgriff besitzt.
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Der
flexible Hals kann auch dahingehend wirken, überschüssige Kraft, welche von einem
Verwender auf die Zähne
und den Gaumen ausgeübt
werden kann, abzupuffern.
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Die 1-3 veranschaulichen
als Beispiel bevorzugte Ausführungsformen
erfindungsgemäßer Zahnbürsten. Die 1a, 2a und 3a geben
die Rückansichten
der betreffenden Bürsten
wieder; Die 1b, 2b und 3b geben
die Seitenansichten der betreffenden Bürsten wieder und die 1c, 2c und 3c geben
die Vorderansichten der betreffenden Bürsten wieder. 1d ist
eine Ansicht in Richtung des in 1c dargestellten
Pfeils "A".
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Bezug
nehmend auf 1 besitzt die Bürste 10 einen
einteiligen Körper 12,
welcher einen Handgriff 14 und einen mit Borsten 18 versehenen
Kopf 16 umfasst. Der Hals 20 ist zwischen dem
Handgriff 14 und dem Kopf 16 angeordnet. Der Handgriff
kann auch mit (einem) grifffesten(m) Bereich/en 22 aus
irgendeinem auf dem Fachgebiet bekannten Material versehen sein,
einschließend
Santoprene, Wie vorstehend festgestellt, können die Borsten 18 in
einer beliebigen Konfiguration vorgesehen werden, einschließend Konfigurationen mit
dreidimensionalen Profilen, wie sie dem Fachmann bekannt sind und
wovon Beispiele, ohne Beschränkung darauf,
in den Abbildungen hierin, insbesondere in 1,
dargestellt sind. Man merke, dass die Bezugszahlen von 2 und 3 den
in 1 gezeigten analog sind, diese
in den 2 und 3 aber
nicht wiederholt worden sind.
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Beispiele
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Um
die Vorteile der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung zu veranschaulichen wird die Flexibilität der erfindungsgemäßen Zahnbürste mit
einer Reihe unterschiedlicher, im Handel erhältlicher, Zahnbürsten verglichen.
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Tabelle
1: Flexibilität
des Zahnbürstenhalses
(Newton)
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Die
Probebürsten
werden nach dem Prüfverfahren
CHN-HC-009 geprüft.
Diese Methode wird im Detail wie folgt beschrieben. Das Prüfgerät umfasst
einen Zugfestigkeitsprüfer
(< 100 N), Stahldraht
und eine Haltevorrichtung für
den Bürstengriff.
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Die
Prüfproben
werden durch Markierung der Proben mit zwei Markierungen vorbereitet:
(a) bei Zahnbürsten
für Erwachsene
wird die erste Markierung 15 mm hinter der Spitze des Bürstenkopfs
und die zweite Markierung 80 mm hinter der Spitze des Bürstenkopfs
angebracht; (b) bei Zahnbürsten
für Kinder
wird die erste Markierung 10 mm hinter der Spitze des Bürstenkopfs
und die zweite Markierung 65 mm hinter der Spitze des Bürstenkopfs
angebracht; und (c) bei Zahnbürsten
für Kleinkinder
wird die erste Markierung 10 mm hinter der Spitze des Bürstenkopfs
und die zweite Markierung 50 mm hinter der Spitze des Bürstenkopfs
angebracht. Die Proben werden bei einer Temperatur von 20 + 5°C bereitet
und diese Temperatur vor dem Prüflauf
4 Stunden konstant gehalten.
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Das
Prüfverfahren
wird wie folgt beschrieben: Man falte einen Stahldraht mit einem
Durchmesser von etwa 2 mm und einer Länge von etwa 250 mm und befestige
ihn im oberen Backen des Prüfgeräts. Der
Bürstengriff
wird in den Halter für
den Bürstengriff
eingesetzt und in Stellung der zweiten Markierung (mit den Borsten
nach unten) befestigt: Der Bürstengriffhalter
wird mit dem unteren Backen des Prüfgeräts verbunden und der Stahldraht
in die Stellung der ersten Markierung befestigt. Das Prüfgerät wird gestartet
und die Ablesung erfolgt, wenn die Probe um 25 m gebogen oder gebrochen
ist. Das Ergebnis wird in Newton (N) gemessen.
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Die
Prüfbedingungen
sind Umgebungstemperatur, welche bei 20 + 5°C aufrechterhalten wird. Die
Geschwindigkeit der Aufwärts-
und Abwärtsbewegung
des Prüfgeräts wird
bei 100 + 10 mm/min konstant gehalten. Darüber hinaus muss die Zugfestigkeitsprüfvorrichtung
unter Verwendung einer Eichstandardprobe oder nach einem Eichverfahren
des Geräteherstellers
geeicht werden.
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Der
Grad der Flexibilität
einer Probe wird, wie in Tabelle 1 gezeigt, dadurch angezeigt, dass
eine flexiblere Probe, verglichen mit einer vergleichsweise härteren Probe,
leichter deformiert wird, d. h. je geringer die Kraft ist, welche
benötigt
wird, um eine Bürste
zu biegen oder zu brechen, umso flexibler ist die Bürste. Daher
zeigen niedrigere Werte von N eine größere Flexibilität an. Aus
Tabelle 1 ist ferner ersichtlich, dass die Prüfzahnbürste der vorliegenden Erfindung
hierin die am meisten flexible ist.
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Die
hierin offenbaren bevorzugten Ausführungsformen bieten daher den
Vorteil größerer, echter
Flexibilität
ohne dass getrennte elastomere Abschnitte eingeschoben werden müssen. Die
bevorzugten Ausführungsformen
hierin sind auch kostengünstig
und leicht zu fertigen und können
für jede
Bürsten-
und/oder Borstenkonfiguration verwendet werden.
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Das
Zitieren irgendwelcher Referenzen bedeutet keine Erlaubnis irgendwelche
Bestimmungen bezüglich
ihrer Verfügbarkeit
gegenüber
der beanspruchten Erfindung als Stand der Technik zu betrachten.
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"Umfassend" bedeutet hierin,
dass andere Schritte oder andere Komponenten, welche das Endergebnis
nicht beeinträchtigen,
hinzugefügt
werden können.
Der Ausdruck beinhaltet die Ausdrücke "bestehend aus" und "im Wesentlichen bestehend aus".
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Alle
hierin nachstehend verwendeten Prozente und Verhältnisse beziehen sich auf das
Gewicht der Gesamtzusammensetzung, sofern nichts anderes angegeben.
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Alle
Prozente, Verhältnisse
und Anteile von Bestandteilen, auf die hierin Bezug benommen wird,
beruhen auf dem Wirkstoffgehalt des Bestandteils und schließen keine
Lösungsmittel,
Füllstoffe
oder andere Materialien ein, mit denen die Bestandteile als im Handel
erhältliche
Produkt kombiniert sein können,
sofern nichts anderes angegeben.
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Es
versteht sich, dass die hierin beschriebenen Beispiele und Ausführungsformen
lediglich dem Zwecke der Veranschaulichung dienen und dass in ihrem
Licht von einem Fachmann verschiedene Modifizierungen und Änderungen
vorgeschlagen werden können,
ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
