EP1030937A1 - Monofil für und zur herstellung von borsten oder interdentalreiniger, sowie borstenware mit solchen borsten und interdentalreiniger - Google Patents

Monofil für und zur herstellung von borsten oder interdentalreiniger, sowie borstenware mit solchen borsten und interdentalreiniger

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EP1030937A1
EP1030937A1 EP98962315A EP98962315A EP1030937A1 EP 1030937 A1 EP1030937 A1 EP 1030937A1 EP 98962315 A EP98962315 A EP 98962315A EP 98962315 A EP98962315 A EP 98962315A EP 1030937 A1 EP1030937 A1 EP 1030937A1
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EP
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monofilament
bristle
bristles
thin layers
matrix
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Pedex GmbH
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    • A46B2200/10—For human or animal care
    • A46B2200/1066—Toothbrush for cleaning the teeth or dentures

Definitions

  • the invention relates to a monofilament with reduced secondary binding forces from at least two co-extruded polymers for the production of bristles or interdental cleaners which can be slit essentially in the axial direction by the action of mechanical forces. Furthermore, the invention is directed to a method for producing bristles or interdental cleaners from such monofilaments and to bristle products with such bristles or to interdental cleaners.
  • Bristles for bristle products of any kind for example brushes for personal and dental care, household brushes, technical brushes, brushes and the like, are today predominantly made of polymers by extruding the polymer melt to form endless monofilaments, stretching and possibly stabilizing the monofilaments. Such monofilaments are then turned into the desired length by cutting the bristles receive. As a rule, the monofilaments, like the
  • Bristles circular cylindrical cross section.
  • bristles with other, e.g. oval or polygonal cross section known.
  • the monofilament is then extruded with an appropriate profile.
  • bristles in many cases it is desirable to use bristles in a fibrous, in particular fine-fibrous structure at the end of use. This applies, for example, to those bristle products which are used to apply media to surfaces or the like. are determined, e.g. Brush. Even if a fluffy structure is desired, the bristle must be fine-grained. In recent times, findings have also become established in dental medicine, according to which conventional toothbrush bristles are inadequate in their cleaning action, since they do not penetrate into the fine fissures of the tooth surface, but slide over it. The same applies to the cleaning effect in the interdental area.
  • the polymer molecules are oriented in the longitudinal direction of the monofilament.
  • the primary binding forces acting in the longitudinal direction ensure high tensile strength.
  • the longitudinal orientation of the molecules also brings the desired bending elasticity.
  • the so-called secondary binding forces namely the forces transverse to the molecular extension, are sufficiently large to prevent the monofilament or the bristle from being frayed or fanned out.
  • a bristle (WO97 / 1 830), which has a core and a jacket, which are produced by coextrusion of two different polymers.
  • the core material is removed mechanically or chemically to form a recessed pocket which is to hold dentifrices or paint.
  • flags are described, which are obtained by shredding the material of the jacket, insofar as it extends above the core. This shredding is also done in the conventional way by means of knives and therefore leads to the same irregular structures.
  • bristles have been proposed, in particular for toothbrushes, which consist of a large number of thin fibers similar to textile fibers and a sheath enveloping the fibers (DE 94 08 268 Ul). Coat and Fibers can also be co-extruded as filaments. After cutting to the bristle length, the sheath at the end of the bristle on the use side is removed by mechanical processing or cutting, so that the fibers are exposed over a short length. Apart from the complex manufacture of such bristles, they can only be used to a limited extent. The sudden change in the bending behavior at the transition from the fibers to the jacket is particularly disadvantageous. If such bristles are used in applicators, it can be used
  • Interdental cleaners can also be formed from bristle-like monofilaments, which, however, should be structured on their surface. This is achieved, for example, by flocking.
  • the invention is based on the object of proposing a monofilament composed of at least two common extruded polymers which is suitable for producing slotted bristles or interdental cleaners with reproducible strength properties and flags or slots which can be defined in terms of number, shape and dimensions. Furthermore, the invention is intended to propose a method for producing bristles or interdental cleaners from such monofilaments.
  • a monofilament solving this problem is characterized according to the invention in that it has at least two. Polymers in a geometrically regular arrangement with boundary layers running essentially in the axial direction, in which the reduced secondary binding forces prevail.
  • the monofilament has a matrix of the polymer determining the physical and chemical properties of the bristle or of the interdental cleaner, and that the second polymer is embedded in the matrix in the form of thin layers.
  • the second polymer itself can form the boundary layer with reduced secondary binding forces.
  • bristles can be produced whose flags have the favorable properties of conventional bristles.
  • there are no fines or only a small amount during splitting so that the bristle does not have to be subjected to extensive cleaning processes.
  • Defined flagged bristles or defined slotted monofilaments for interdental cleaners are obtained, in which further splitting or slitting can be avoided.
  • the polymer of the matrix can be a copolymer or a polymer mixture.
  • the advantages mentioned above are optimally achieved, in particular, if the thin layers contain a proportion of the polymer of the matrix. In this case, the polymer or the bristle tears open at the weakest point, namely approximately in the middle of the thin layers, but the adhesion of the remaining layers is due to the polymer corresponding to the matrix. proportion of the resulting neighboring flags is large enough to avoid the formation of fine particles.
  • the thin layers preferably have a thickness of a few ⁇ m. Practical extrusion tests have shown that such thin layers can be coextruded with the polymer of the matrix.
  • the two polymers can be present in approximately equal proportions in the thin layers.
  • the specific design of the geometry is determined by the desired properties of the bristle or the interdental cleaner.
  • the thin layers in the matrix can extend to the circumference of the monofilament, so that the monofilament can be slit or split with relatively little force.
  • the thin layers in the matrix end at a distance from the circumference of the monofilament.
  • a somewhat greater force is required, but it is advantageous here that the resulting flags also consist of the matrix material in the edge region, that is to say they have the same wear properties as the coat of the bristle or the flags.
  • the matrix of the monofilament can have a third polymer embedded in the matrix, which primarily serves to influence the strength properties of the flags that are created.
  • the monofilament can usually have a circular shape, but also a shape that deviates from the circular shape Have cross-section.
  • Polygonal cross-sections are to be mentioned here in particular, which are more effective in cleaning than round cross-sections.
  • the thin layers can run out to the corners of the polygonal cross section, so that relatively sharp edges with an edge angle of less than 90 ° arise.
  • the thin layers can also run out to the surfaces of the polygonal cross-section, in which case edges with an edge angle in the range of 90 ° can then be realized.
  • the matrix consists of polyamide and the thin layers consist of a polyolefin, in particular polypropylene or polyethylene.
  • This material pairing has sufficient secondary binding forces at the interfaces to prevent untimely tearing or slitting during processing and use of the bristles.
  • the polymer composite breaks when there is a strong and targeted application of force.
  • the process according to the invention for producing bristles from the monofilament described above is distinguished according to the invention in that the at least two polymers are coextruded to form the monofilament, the monofilament is stretched and optionally stabilized, the monofilament is cut to the desired length of the bristles and the Bristle is split at its use end by the action of mechanical forces across the bristle axis over a limited length along the boundary layers.
  • both bristle and interdental cleaners can be manufactured in such a way that the at least two polymers are coextruded to form the monofilament, and that the monofilament after extrusion, ner stretching and, if appropriate, stabilization by the action of mechanical forces transverse to the monofilament axis . locally limited length is slit along the boundary layers.
  • fisure-like slots can be formed on the jacket of the monofilament, which slots can be used to hold media.
  • dental care products or dental medicine or antibacterial preparations are particularly suitable.
  • the monofilament interdental cleaner on the jacket gets an increased roughness due to the slitting.
  • Interdental cleaners of any length can be produced from the aforementioned monofilament.
  • the same measure can of course also be carried out on the bristle cut to length from the monofilament.
  • the location of the slit and the extent of the slit can be matched to the length of the bristle in order to either avoid splitting the bristle end or to promote it in a targeted manner. For example, only the bristle end can be split.
  • the slots on the jacket can be used to further split the bristle.
  • the monofilament is compressed in the axial direction during or after the action of the mechanical forces.
  • the longitudinally slotted areas or the webs delimiting the slits on Monofilament jacket bulged outwards.
  • the mechanical forces are preferably applied to most of the circumference of the monofilament or bristle to ensure that all boundary layers of the polymers are acted upon.
  • the monofilament is split or the bristles split preferably by impact forces. Instead, squeezing or torsional forces can also be brought into effect. These forces can be applied to the cut bristle or simultaneously to groups of bristles, e.g. on bristle bundles, before or after their attachment to the bristle carrier of the brush.
  • the bristles are preferably rounded at their ends on the use side. This can happen before and / or after splitting.
  • the multiple ends resulting after the splitting are provided with a marking which visually indicates the usable length. This signals to the user that the wear properties change abruptly after the bristle has worn down to the mark, that is to say after the split ends have worn, since the substantially more rigid cross-section of the entire bristle then comes into effect.
  • the split ends are also getting shorter and thus mechanically more aggressive. Such a display is particularly advisable when it comes to toothbrushes, body care brushes or the like. acts.
  • FIG. 6 is a view of a bristle with a split end on the usage side
  • FIG. 7 is a view of a bristle or a
  • Fig. 8 shows another variant of a
  • FIG. 9 is a view of an interdental cleaner in a modified version.
  • the monofilament 1 according to FIG. 1 has a circular cross section and is produced by coextruding at least two polymers. It consists of a matrix 2 made of a polymer that determines the properties of the bristle and in geometric form — in this case in the form of a cross — embedded thin layers 3, which consist of another polymer or a mixture with the polymer of matrix 2. In the area of the thin layers 3 or the interfaces to the matrix 2, the secondary binding forces, that is to say the binding forces transverse to the longitudinal extent of the monofilament, are greatly reduced. In the embodiment shown, the thin ones run
  • polymers for the matrix 2 include amides (PA) in question, while the thin layers 3 consist, for example, of a polymer mixture PA / PP or PA / PE.
  • PA amides
  • the thin layers 3 are embedded in the matrix 2 in the form of a three-armed star, while FIG. 3 shows a monofilament 1 with a polygonal, namely triangular cross section.
  • the embedded thin layers which also extend outwards from the center, run out in the corners of the polygon. Instead, they can of course end up on the areas between the corners.
  • the matrix 2 of the monofilament 1 is a further one of several possible polymers extruded in such a way that it is completely embedded in the matrix.
  • it can be thread-like structures 5 which, after the bristle has been produced and split or slotted, influence the bending behavior or the strength of the flags which are formed.
  • Fig. 5 shows a flat rectangular monofilament 1, in which the thin layers 3 are laid out in a grid, so that a plurality of essentially rectangular flags can be generated from the monofilament.
  • 8 finally shows a monofilament cross-section, in which the matrix 2 consists of four identical outer parts with the cross-section of circular sectors and a central core, which are delimited by correspondingly extending thin layers 3.
  • a bristle 6 is shown schematically, which consists of a monofilament, for example according to FIG. 2, is produced by cutting to length and is split by the action of mechanical forces on its end on the usage side, so that individual flags 7 are formed, the shape of which corresponds to the shape of the regions of the monofilament forming the matrix 2.
  • flags 7 There are as many flags as the matrix 2 is broken down by thin layers 3.
  • the length of use of the flags can be optically marked, for example, by the cross line shown in FIG. 6.
  • the mechanical forces on the outer surface of a monofilament are brought into effect at regular intervals or in the case of a cut bristle at a distance from the end on the use side. Due to the thickness of the layers and the size of the force and / or the frequency / frequency of their application, it can be achieved that the jacket of the monofilament or the bristle 6 tears open only to a locally limited length and slots 8, 9 and 10 are formed. These slots are approximately in alignment, namely in the areas formed by the thin layers 3. In this version, the slots at the bristle end tear open to form flags. As the bristle wears down, the flags constantly replicate.
  • a monofilament according to FIG. 7 can also serve as an interdental cleaner ("floss”) in any length, the slots being able to accommodate dentifrices, antiseptics or antibactericides.
  • an interdental cleaner it is also advisable to compress the monofilament axially, as shown in FIG. 9, so that the webs 10 delimiting the slots from the matrix polymer bulge outwards.
  • the matrix 2 or the polymer forming it can in the individual cross-sectional parts delimited by the thin layers may be of different colors.

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Abstract

Bei einem Monofil mit verminderten Sekundär-Bindungskräften aus wenigstens zwei koextrudierten Polymeren zur Herstellung von Borsten oder Interdentalreinigern, die durch Einwirkung mechanischer Kräfte im wesentlichen in Achsrichtung schlitzbar sind, wird zur Erzielung definierter Schlitze oder Flaggen so vorgegangen, dass das Monofil die beiden Polymere in geometrisch regelmässiger Anordnung mit im wesentlichen in Achsrichtung verlaufenden Grenzschichten, in denen die verminderten Sekundärbindungskräfte herrschen, aufweist.

Description

Monofil für und zur Herstellung von Borsten oder Interdentalreiniger, sowie Borstenware mit solchen Borsten und Interdentalreiniger
Die Erfindung betrifft ein Monofil mit verminderten Sekundär-Bindungskräften aus wenigstens zwei gemeinsam extrudierten Polymeren zur Herstellung von Borsten oder Interdentalreinigern, die durch Einwirkung mechanischer Kräfte im wesentlichen in Achsrichtung schlitzbar sind. Ferner ist die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Borsten oder Interdentalreinigern aus solchen Monofilen und auf Borstenwaren mit solchen Borsten bzw. auf Interdentalreiniger gerichtet.
Borsten für Borstenwaren beliebiger Art, z.B. Bürsten zur Körper- und Zahnpflege, Haushaltsbürsten, technische Bürsten, Pinsel und dergleichen, werden heute überwiegend aus Polymeren hergestellt, indem die Polymerschmelze zu Endlosmonofilen extrudiert, die Monofile verstreckt und gegebenenfalls stabilisiert werden. Aus solchen Monofilen werden dann die Borsten durch Schneiden auf Wunschlänge erhalten. In der Regel weisen die Monofile, wie die
Borsten, kreiszylindrischen Querschnitt auf. Für besondere .Anwendungszwecke sind auch Borsten mit anderem, z.B. ovalem oder polygonalem Querschnitt bekannt . Mit einem entsprechenden Profil wird dann das Monofil extrudiert.
In vielen Fällen ist es erwünscht, Borsten in einer faserigen, insbesondere feinfaserigen Struktur am Nutzungsende einzusetzen. Dies gilt beispielsweise für solche Borstenwaren, die zum Auftragen von Medien auf Oberflächen od. dgl . bestimmt sind, z.B. Pinsel. Auch dann, wenn eine flauschige Struktur angestrebt wird, muß die Borste feinfaserig sein. In neuerer Zeit haben sich auch in der Dentalmedizin Erkenntnisse durchgesetzt, wonach konventionelle Borsten von Zahnbürsten in ihrer Reinigungswirkung unzulänglich sind, da sie nicht in die feinen Fisuren der Zahnoberfläche eindringen, sondern über diese hinweggleiten. Ähnliches gilt für die Reinigungswirkung im Interdentalräum.
Um stark faserige Strukturen zu erhalten, ist bereits vorgeschlagen worden, das Monofil aus Polymermischungen zu extrudieren. Hierbei werden folgende Effekte genutzt: beim Extrudieren und anschließenden Verstrecken des Monofils werden die Polymermoleküle in Längsrichtung des Monofils orientiert. Die in Längsrichtung wirkenden primären Bindungskräfte sorgen für eine hohe Zugfestigkeit . Die Längsorientierung der Moleküle bringt ferner die gewünschte Biegeelastizität. Bei Monofilen aus einem einzigen Polymer sind auch die sogenannten Sekundär-Bin- dungskräfte, nämlich die Kräfte quer zur Moleküler- streckung ausreichend groß, um ein Zerfasern oder Auf- spleißen des Monofils bzw. der Borste zu verhindern. Bei Monofilen aus zwei verschiedenen, gemischten Polymeren entstehen hingegen zwischen den Molekülketten der Polymere während des Verstreckens Gleitzonen, in denen die sekundären Bindungskräfte reduziert sind. Ein solches Monofil oder eine hieraus hergestellte Borste läßt sich durch Einwirkung mechanischer Kräfte mittels schneidenartige Werkzeuge zerfasern. Die hierdurch entstehenden sogenannten Flaggen ("flags") besitzen eine sehr unregelmäßige Form, unregelmäßige Querschnitte und ausgefranste Mantelflächen. In einem größeren Verband solcher Borsten wird zwar eine flauschige und gut absorbierende Struktur erreicht, jedoch weisen die Flaggen unkontrollierte Festigkeitseigenschaften auf. Sie reißen aus, brechen ab oder legen sich um. Solchermaßen zerfaserte Borsten sind folglich unbefriedigend, für viele .Anwendungsfälle sogar untauglich. Der Einsatz bei Zahnbürsten ist aus hygienischen Gründen bedenklich.
Die gleichen Nachteile weist eine bekannte Ausführung einer Borste (WO97/1 830) auf, die einen Kern und einen Mantel besitzt, die durch Koextrusion von zwei verschiedenen Polymeren hergestellt sind. Am nutzungsseitigen Ende der Borste wird das Kernmaterial mechanisch oder chemisch abgetragen, um eine vertiefte Tasche zu bilden, die Zahnpflegemittel oder Farbe aufnehmen soll . Ferner ist die Bildung von Flaggen ("flags") beschrieben, die durch Zerfasern des Materials des Mantels, soweit dieser den Kern überragt, erhalten werden. Auch dieses Zerfasern erfolgt in herkömmlicher Weise mittels Messern und führt deshalb zu den gleichen unregelmäßigen Strukturen.
Es sind deshalb insbesondere für Zahnbürsten auch schon Borsten vorgeschlagen worden, die aus einer Vielzahl dünner Fasern ähnlich Textilfasern und einen die Fasern umhüllenden Mantel bestehen (DE 94 08 268 Ul) . Mantel und Fasern können gleichfalls als Filament koextrudiert werden. Nach dem Zuschneiden auf Borstenlänge wird, der Mantel am nutzungsseitigen Ende der Borste durch mechanisches Bearbeiten oder Schneiden entfernt, so daß die Fasern auf einer kurzen Länge freiliegen. Abgesehen von der aufwendigen Herstellung solcher Borsten, sind auch sie nur begrenzt einsetzbar. Von großem Nachteil ist insbesondere die Sprungartige Änderung des Biegeverhaltens am Übergang von den Fasern zum Mantel . Werden solche Borsten bei Auftragsgeräten eingesetzt, kann es zur
Beschädigung der Oberfläche aufgrund des harten Übergangs kommen. Gleiches gilt für den Einsatz solcher Borsten bei Zahnbürsten hinsichtlich der Wirkung auf die Zähne und das Zahnfleisch. Hinzu kommt, daß die Fasern praktisch biegeschlaff sind, so daß sie in stärkere Vertiefungen, Interdentalräume od. dgl . nicht oder nicht ausreichend eindringen können. Auch brechen die Fasern bei Dauerbeanspruchung am Mantelrand leicht ab.
Interdentalreiniger können gleichfalls aus borstenähnlichen Monofilen gebildet sein, die jedoch an ihrer Oberfläche strukturiert sein sollten. Dies gelingt beispielsweise durch Beflocken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Monofil aus wenigstens zwei gemeinsamen extrudierten Polymeren vorzuschlagen, das zur Herstellung von geschlitzten Borsten oder Interdentalreinigern mit reproduzierbaren Festigkeitseigenschaften und nach Zahl, Form und Dimensionie- rung definierbaren Flaggen oder Schlitzen geeignet ist. Ferner soll mit der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Borsten oder Interdentalreinigern aus solchen Monofilen vorgeschlagen werden. Ein diese Aufgabe lösendes Monofil zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß es die wenistens zwei. Polymere in geometrisch regelmäßiger Anordnung mit im wesentlichen in Achsrichtung verlaufenden Grenzschichten, .in denen die verminderten Sekundär-Bindungskräfte herrschen, aufweist .
Extrusionsversuche haben gezeigt, daß es möglich ist, die wenigstens zwei verschiedene Polymere so zu extrudieren, daß zwischen den Polymeren ebene Grenzflächen ausgebildet werden, in denen die sekundären Bindungskräfte stark reduziert sind. Durch die Geometrie der Grenzschichten läßt sich vorausbestimmen, in welcher Weise das Monofil, z.B. für einen Interdentalreiniger, oder die aus dem Monofil durch klängen hergestellte Borste durch Einwirkung mechanischer Kräfte geschlitzt oder gespalten wird. Die Schlitze oder Flaggen entstehen genau in der durch die Geometrie des Extrudates vorgegebenen Kontur. Da sich die Grenzschichten in Längsrichtung des Monofils er- strecken, besitzt jede einzelne Flagge über ihre gesamte Länge gleiche Form und gleichen Querschnitt. Es weisen deshalb auch sämtliche Flaggen gleiche Festigkeitseigenschaften, insbesondere gleiches Biegeverhalten und gleiche Zugfestigkeit auf. Es ist aber auch möglich, durch entsprechende Auslegung der Geometrie Flaggen mit unterschiedlichen Querschnitten zu erzeugen. Da das Monofil bzw. die Borste bei Einwirkung mechanischer Kräfte ausschließlich und exakt an den Grenzschichten aufschlitzt bzw. aufspaltet, können die Flaggen bei entsprechender Querschnittsform an den einander zugekehrten Flächen Kanten bilden, die die ReinigungsWirkung unterstützen. Eine solchermaßen aufgespaltene Borste ist folglich an ihrer Mantelfläche auch wirksamer als herkömmliche Borsten. Aufgrund der kongruenten Formen spreizt die Borste nicht allzusehr auf . In einem dicht gepackten Bündel aus solchen Borsten nimmt jede Borste wieder eine monofilar- tige Fojrm an und die Flaggen kommen erst durch axialen oder radialen Druck zur vollen Wirkung. Dadurch lassen sich Medien gut aufnehmen und beim Auftragen durch Andruck wieder abgeben.
In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, daß das Monofil eine Matrix aus dem die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Borste bzw. des Interdentalreinigers bestimmenden Polymer aufweist, und daß das zweite Polymer in Form dünner Schichten in der Matrix eingelagert ist . Dabei kann das zweite Polymer selbst die Grenzschicht mit verminderten Sekundär-Bindungskräften bilden.
Auf diese Weise lassen sich Borsten herstellen, deren Flaggen die günstigen Eigenschaften herkömmlicher Borsten aufweisen. Auf der anderen Seite entstehen beim Aufspalten keine Feinteile oder aber nur in geringem Umfang, so daß die Borste auch keinen umfänglichen Reinigungsverfahren unterzogen werden muß. Es werden definiert geflaggte Borsten bzw. definiert geschlitzte Monofile für Interdentalreiniger erhalten, bei denen ein weiterschreitendes Spalten oder Schlitzen vermeiden werden kann.
Das Polymer der Matrix, wie auch der dünnen Schichten kann ein Copolymer oder eine Polymermischung sein. Die oben genannten Vorteile werden insbesondere dann optimal erreicht, wenn die dünnen Schichten einen .Anteil des Polymers der Matrix enthalten. In diesem Fall reißt das Polymer bzw. die Borste bei Krafteinwirkung an der schwächsten Stelle, nämlich etwa in der Mitte der dünnen Schichten auf, jedoch ist das Haftvermögen der Rest- schichten aufgrund des der Matrix entsprechenden Polymer- anteils an den entstehenden benachbarten Flaggen ausreichend groß, um die Entstehung von Feinteilen zu vermeiden.
Vorzugsweise weisen die dünnen Schichten eine Stärke von einigen μm auf. Praktische Extrusionsversuche haben gezeigt, daß sich solche dünnen Schichten mit dem Polymer der Matrix koextrudieren lassen.
In den dünnen Schichten können die beiden Polymere zu etwa gleichen Teilen vorhanden sein.
Die konkrete Ausführung der Geometrie wird von den gewünschten Eigenschaften der Borste bzw. des Interdental- reinigers bestimmt. So können die dünnen Schichten in der Matrix bis zum Umfang des Monofils reichen, so daß das Monofil mit relativ geringer Krafteinwirkung geschlitzt oder gespalten werden kann.
Stattdessen ist es möglich, daß die dünnen Schichten in der Matrix mit .Abstand vom Umfang des Monofils enden. In diesem Fall bedarf es etwas größerer Krafteinwirkung, doch ist hierbei von Vorteil, daß die entstehenden Flaggen auch im Kantenbereich aus dem Matrixmaterial bestehen, also die gleichen Verschleißeigenschaften wie der Mantel der Borste bzw. der Flaggen besitzt.
Gegebenenfalls kann die Matrix des Monofils ein drittes, in die Matrix eingelagertes Polymer aufweisen, das in erster Linie zur Beeinflussung der Festigkeitseigenschaften der entstehenden Flaggen dient .
Das Monofil kann -wie bei Borsten üblicherweise der Fall- Kreisform, aber auch einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweisen. Hier sind insbesondere polygonale Querschnitte zu nennen, die in ihrer Reinigungswirjkung effektiver als runde Querschnitte sind.
Die dünnen Schichten können in diesem Fall zu den Ecken des polygonalen Querschnitts auslaufen, so daß relativ scharfe Kanten mit einem Kantenwinkel von kleiner 90° entstehen.
Stattdessen können die dünnen Schichten auch zu den Flächen des polygonalen Querschnitts auslaufen, wobei dann Kanten mit einem Kantenwinkel im Bereich von 90° realisiert werden können.
In bevorzugter Ausführung bestehen die Matrix aus Polyamid und die dünnen Schichten aus einem Polyolefin, insbesondere Polypropylen oder Polyethylen. Diese Werkstoffpaarung weist an den Grenzflächen ausreichend große Sekundär-Bindungskräfte auf, um ein unzeitiges Aufreißen oder Schlitzen während der Verarbeitung und Benutzung der Borsten zu verhindern. Bei starker und gezielter Kraft- einwirkung reißt der Polymerverbund jedoch auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Bor- sten aus dem zuvor beschriebenen Monofil zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die wenigstens zwei Polymere zu dem Monofil koextrudiert werden, das Monofil verstreckt und gegebenenfalls stabilisiert, das Monofil auf die gewünschte Länge der Borsten geschnitten wird und die Borste an ihrem nutzungsseitigen Ende durch Einwirkung mechanischer Kräfte quer zur Borstenachse auf begrenzter Länge entlang der Grenzschichten gespalten wird. Stattdessen kann sowohl zur Herstellung von Borsten als auch von Interdentalreinigern so vorgegangen werden, daß die wenigstens zwei Polymere zu dem Monofil koextrudiert werden, und daß das Monofil nach dem Extrudieren, Ner- strecken und gegebenenfalls Stabilisieren durch Einwirkung mechanischer Kräfte quer zur Monofilachse auf. lokal begrenzter Länge entlang der Grenzschichten geschlitzt wird. Durch die erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich am Mantel des Monofils fisurenartige Schlitze ausbilden, die zur Aufnahme von Medien dienen können. Bei Zahnbürsten oder Interdentalreinigern kommen hierfür insbesonde- re Zahnpflegemittel oder dentalmedizinische bzw. antibakterielle Präparate in Frage. Im übrigen erhält das Monofil Interdentalreiniger auf dem Mantel durch die Schlitzung eine erhöhte Rauigkeit .
Aus dem vorgenannten Monofil lassen sich Interdentalreiniger beliebiger Länge herstellen. Die gleiche Maßnahme kann natürlich auch an der vom Monofil abgelängten Borste vorgenommen werden. Hierbei können der Ort der Schlitzung und die Ausdehnung der Schlitze auf die Länge der Borste abgestimmt werden, um ein Aufspalten des Borstenendes entweder zu vermeiden oder aber gezielt zu fördern. Beispielsweise kann nur das Borstenende gespalten werden. Die weiterhin am Mantel eingebrachten Schlitze können nach .Abnutzung der Flaggen zum weiteren Aufspalten der Borste dienen. Je nach Art und .Anzahl der eingelagerten Schichten entsteht eine entsprechende Anzahl von Flaggen am Nutzungsende der Borste .
Im Falle der Verarbeitung des Monofils zu einem Interden- talreiniger beliebiger Länge ist gemäß einer Variante des Verfahren vorgesehen, daß das Monofil während oder nach der Einwirkung der mechanischen Kräfte in Achsrichtung gestaucht wird. Dadurch werden die längsgeschlitzten Bereiche bzw. die die Schlitze begrenzenden Stege am Mantel des Monofils nach außen ausgebaucht.
Die mechanischen Kräfte werden vorzugsweise auf dem größten Teil des Umfangs des Monofils bzw. der Borste aufgebracht, um sicherzustellen, daß sämtliche Grenzschichten der Polymere beaufschlagt werden.
Das Schlitzen des Monofils bzw. das Spalten der Borsten geschieht vorzugsweise durch Schlagkräfte. Stattdessen können aber auch Quetsch- oder Torsionskräfte zur Wirkung gebracht werden. Diese Kräfte können an der zugeschnittenen Borste oder auch gleichzeitig an Gruppen von Borsten, z.B. an Borstenbündeln, vor oder nach ihrer Befestigung an dem Borstenträger der Bürste wirksam werden.
Vorzugsweise werden die Borsten an ihren nutzungsseitigen Enden gerundet . Des kann vor und/oder nach dem Spalten geschehen. In weiterhin bevorzugter Ausführung des Verfahrens werden die nach dem Spalten entstehenden mehreren Enden mit einer die nutzbare Länge optisch anzeigenden Markierung versehen. Damit wird dem Benutzer signalisiert, daß sich nach .Abnutzung der Borste bis zur Markierung, also nach Abnutzen der aufgepaltenen Enden, die Gebrauchseigenschaften schlagartig ändern, da dann der wesentlich biegesteifere Querschnitt der gesamten Borste zur Wirkung kommt . Auch werden die aufgepaltenen Enden immer kürzer und damit mechanisch aggressiver. Eine solche Anzeige ist insbesondere dann geboten, wenn es sich um Zahnbürsten, Körperpflegebürsten od. dgl . han- delt.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 bis Fig. 5 verschiedene Querschnitte eines
Monofils;
Fig. 6 eine Ansicht einer Borste mit gespaltenem, nutzungsseitigem Ende,
Fig. 7 eine .Ansicht einer Borste bzw. einem
Interdentalreiniger mit geschlitztem Mantel;
Fig. 8 eine weitere Variante eines
Monofilquerschnitts und
Fig. 9 eine .Ansicht eines Interdentalreinigers in einer abgewandelten Ausführung.
Das Monofil 1 gemäß Fig. 1 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist durch Koextrudieren von wenigstens zwei Polymeren hergestellt. Es besteht aus einer Matrix 2 aus einem die Eigenschaften der Borste bestimmenden Polymer und in geometrischer Form -in diesem Fall in Form eines Kreuzes- eingelagerten dünnen Schichten 3, die aus einem anderen Polymer oder einer Mischung mit dem Polymer der Matrix 2 bestehen. Im Bereich der dünnen Schichten 3 bzw. der Grenzflächen zu der Matrix 2 sind die sekundären Bindungskräfte, also die Bindungskräfte quer zur Längserstreckung des Monofils stark reduziert. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel laufen die dünnen
Schichten 3 an der Mantelfläche 4 des Monofils aus. Sie können aber auch mit geringem .Abstand hiervon enden.
Als Polymere für die Matrix 2 kommen insbesondere Poly- amide (PA) in Frage, während die dünnen Schichten 3 beispielsweise aus einer Polymermischung PA/PP oder PA/PE bestehen.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind die dünnen Schichten 3 in Form eines dreiarmigen Sterns in die Matrix 2 eingelagert, während Fig. 3 ein Monofil 1 mit polygonalem, nämlich dreieckigem Querschnitt zeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel laufen die eingelagerten dünnen Schichten, die sich auch hier vom Zentrum aus nach außen erstrecken, in den Ecken des Polygons aus. Stattdessen können sie natürlich auch auf den Flächen zwischen den Ecken enden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist mit der Matrix 2 des Monofils 1 noch ein weiteres von mehreren möglichen Polymeren extrudiert in der Weise, daß es völlig in der Matrix eingelagert ist. Beispielsweise kann es sich um fadenförmige Strukturen 5 handeln, welche nach der Herstellung der Borste und dem Spalten bzw. Schlitzen derselben das Biegeverhalten bzw. die Festigkeit der entstehenden Flaggen beeinflussen.
Fig. 5 zeigt ein flach rechteckiges Monofil 1, bei dem die dünnen Schichten 3 rasterartig angelegt sind, so daß aus dem Monofil eine Vielzahl von im wesentlichen rechteckigen Flaggen erzeugt werden kann. Fig. 8 zeigt schließlich einen Monofilquerschnitt , bei dem die Matrix 2 aus vier gleichen äußeren Teilen mit dem Querschnitt von Kreissektoren und einem mittleren Kern besteht, die durch entsprechend verlaufende dünne Schichten 3 abgegrenzt sind.
In Fig. 6 ist eine Borste 6 schematisch gezeigt, die aus einem Monofil beispielsweise nach Fig. 2 durch Ablängen hergestellt und durch Einwirkung mechanischer Kräfte auf ihr nutzungsseitiges Ende aufgespalten ist, so daß einzelne Flaggen 7 entstehen, deren Form der Form der die Matrix 2 bildenden Bereiche des Monofils entspricht. Es entstehen soviele Flaggen, wie die Matrix 2 durch dünne Schichten 3 aufgegliedert ist. Die Nutzungslänge der Flaggen kann beispielsweise durch den in Fig. 6 gezeigten Querstrich optisch markiert sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 werden die mechanischen Kräfte auf die Mantelfläche eines Monofils in gleichmäßigen Abständen oder bei einer zugeschnittenen Borste mit .Abstand vom nutzungsseitigen Ende zur Wirkung gebracht . Durch die Dicke der Schichten und die Größe der Kraft und/oder die Häufigkeit/Frequenz ihrer Anwendung läßt sich erreichen, daß der Mantel des Monofils oder der Borste 6 nur auf lokal begrenzter Länge aufreißt und sich Schlitze 8, 9 und 10 bilden. Diese Schlitze liegen etwa in einer Flucht, nämlich in den durch die dünnen Schichten 3 gebildeten Bereichen. Bei dieser Ausführung reissen die Schlitze am Borstenende unter Bildung von Flaggen auf. Bei fortschreitender .Abnutzung der Borste bilden sich die Flaggen ständig nach.
Ein Monofil nach Fig. 7 kann auch in beliebiger Länge als Interdentalreiniger ("floss") dienen, wobei die Schlitze Zahnpflegemittel, Antiseptika oder Antibakterizide aufnehmen können. Für einen Interdentalreiniger empfiehlt sich ferner, das Monofil axial zu stauchen, wie dies Fig. 9 zeigt, so daß die die Schlitze begrenzenden Stege 10 aus dem Matrixpolymer sich nach außen wölben.
Die Matrix 2 bzw. das sie bildende Polymer können in den einzelnen von den dünnen Schichten begrenzten Querschnittsteilen verschiedenfarbig sein.

Claims

Patentansprüche
1. Monofil mit verminderten Sekundär-Bindungskräften aus wenigstens zwei gemeinsam extrudierten Polymeren zur Herstellung von Borsten oder Interdentalreini- gern, die durch Einwirkung mechanischer Kräfte im wesentlichen in Achsrichtung schlitzbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil die wenigstens zwei koextrudierten Polymere in geometrisch regelmäßiger Anordnung mit im wesentlichen in Achsrich- tung verlaufenden Grenzschichten, in denen die verminderten Sekundär-Bindungskräfte herrschen, aufweist .
2. Monofil nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil eine Matrix aus dem die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Borste bzw. des Interdentalreinigers bestimmenden Polymer aufweist, und daß das zweite Polymer in Form dünner Schichten in der Matrix eingelagert ist .
3. Monofil nach .Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer der Matrix ein Copolymer oder eine Polymermischung ist .
4. Monofil nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer der dünnen Schichten ein Copolymer oder eine Polymermischung ist.
5. Monofil nach .Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer der dünnen Schichten die Sekundär-Bindungskräfte reduziert.
6. Monofil nach aAnspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Schichten einen .Anteil des Polymers der Matrix enthalten.
7. Monofil nach .Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Polymere in den dünnen Schichten zu etwa gleichen Teilen vorhanden sind.
8. Monofil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Schichten eine Stärke von einigen μm aufweisen.
9. Monofil nach einem der .Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Schichten in der Matrix bis zum Umfang des Monofils reichen.
10. Monofil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Schichten in der Matrix mit .Abstand vom Umfang des Monofils enden.
11. Monofil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix des Monofils eJn drittes in die Matrix eingelagertes Polymer aufweist .
12. Monofil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer der Matrix und das der dünnen Schichten verschiedenfarbig sind.
13. Monofil nach einem der aAnsprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist.
14. Monofil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil einen polygonalen Querschnitt auf eist .
15. Monofil nach .Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Schichten zu den Ecken des polygona- len Querschnitts auslaufen.
16. Monofil nach .Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnen Schichten zu den Flächen des polygonalen Querschnitts auslaufen.
17. Monofil nach einem der .Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix aus Polyamid besteht und die dünnen Schichten ein Polyolefin enthalten.
18. Verfahren zur Herstellung von Borsten aus Monofilen nach einem der .Ansprüche 1 bis 17 , dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Polymere zu dem Monofil koextrudiert werden, daß das Monofil verstreckt, gegebenenfalls stabilisiert und an- schließend auf die gewünschte Länge der Borsten geschnitten wird und schließlich die Borsten an ihrem nutzungsseitigen Ende durch Einwirkung mechanischer Kräfte quer zur Borstenachse auf begrenzter Länge entlang der Grenzschichten gespalten werden.
19. Verfahren zur Herstellung von Borsten oder Interdentalreinigern aus Monofilen nach einem der aAnsprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Polymere zu dem Monofil koextrudiert werden, daß das Monofil verstreckt, gegebenenfalls stabilisiert und durch Einwirkung mechanischer Kräfte quer zur Monofilachse auf lokal begrenzter Länge entlang der Grenzschichten geschlitzt wird.
20. Verfahren nach .Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil während oder nach der Einwirkung der mechanischen Kräfte in Achsrichtung gestaucht wird.
21. Verfahren nach einem der .Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Kräfte zumindest auf einem wesentlichen Teil des Umfangs des Monofils bzw. der Borste zur Wirkung gebracht werden.
22. Verfahren nach einem der .Znsprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil bzw. die Borste durch Schlagkräfte geschlitzt bzw. gespalten wird.
23. Verfahren nach einem der .Z^nsprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil bzw. die Borste durch Quetschkräfte geschlitzt bzw. gespalten L wird .
24. Verfahren nach einem der .Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil bzw. die Borste durch Torsionskräfte geschlitzt bzw. gespalten wird.
25. Verfahren nach einem der .Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Borste vor dem Spalten an ihrem nutzungsseitigen Ende gerundet wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Borste nach dem Spalten an dem nutzungsseitigen Ende gerundet wird.
27. Verfahren nach einem der .Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Borste mit einer die nutzbare Länge der nach dem Spalten erhaltenen mehreren Flaggen der Borste optisch anzeigenden Markierung versehen wird.
28. Borstenware, bestehend aus einem Borstenträger und daran befestigten Borsten, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Borsten aus einem Mono- fil nach einem der .Ansprüche 1 bis 17 gemäß dem
Verfahren nach einem der .Ansprüche 18 bis 27 hergestellt ist.
29. Borstenware nach Anspruch 28, dadurch gekennzeich- net, daß die mehreren Enden der gespaltenen Borsten eine ihre nutzbare Länge anzeigende Markierung aufweisen.
30. Borstenware in Form eines Interdentalreinigers, der aus einem Monofil nach einem der Ansprüche 1 bis 17 gemäß dem Verfahren nach .Anspruch 19 oder 20 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Interdentalreiniger an seinem Umfang in gleichmäßigen Abständen geschlitzt ist .
31. Borstenware nach .Ansp.ruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Interdentalreiniger im Bereich der Schlitze durch Stauchen ausgebaucht ist.
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