EP1030937B1 - Borsten oder interdentalreiniger aus einem monofil - Google Patents

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EP1030937B1
EP1030937B1 EP98962315A EP98962315A EP1030937B1 EP 1030937 B1 EP1030937 B1 EP 1030937B1 EP 98962315 A EP98962315 A EP 98962315A EP 98962315 A EP98962315 A EP 98962315A EP 1030937 B1 EP1030937 B1 EP 1030937B1
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EP
European Patent Office
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bristles
monofilament
interdental cleaner
bristle
matrix
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EP98962315A
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Georg Weihrauch
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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 bristles or interdental cleaners made of a monofilament with reduced secondary binding forces from at least two in geometrically regular Arrangement of coextruded polymers with interfaces running essentially in the axial direction for the production of bristles or interdental cleaners that by the action of mechanical forces essentially in Axis direction are slit.
  • the invention is also based on a process for the production of bristles or interdental cleaners from such monofilaments and on bristle goods such bristles or aimed at interdental cleaners.
  • Bristles for bristle products of any kind e.g. Brushes for Body and dental care, household brushes, technical brushes, Brushes and the like are mostly used today Polymers made by melting the polymer into continuous monofilaments extruded, the monofilaments stretched and, if necessary be stabilized. From such monofilaments the bristles are then cut to the desired length receive. As a rule, the monofilaments, like the Bristles, circular cylindrical cross section. For special ones Bristles with other, e.g. oval or polygonal cross section known. With a the corresponding profile, the monofilament is then extruded.
  • bristles in one fibrous, especially fine-fibrous structure at the end of use use. This applies, for example, to such bristles were used to apply media Surfaces or the like are determined, e.g. Brush. Also then if a fluffy structure is desired, must the bristle should be fine-grained. More recently insights also gained in dental medicine, after which conventional bristles of toothbrushes in their Cleaning effects are inadequate since they are not in the fine fissures penetrate the tooth surface, but glide over them. The same applies to the cleaning effect in the interdental space.
  • the monofilament from polymer blends to extrude To get highly fibrous structures is already have been proposed, the monofilament from polymer blends to extrude. The following effects are used: during the extrusion and subsequent stretching of the The polymer molecules become monofilament in the longitudinal direction of the Oriented to monofilament. The acting in the longitudinal direction primary binding forces ensure high tensile strength. The longitudinal orientation of the molecules also brings the desired bending elasticity. With monofilament from one the only polymer are the so-called secondary binding forces, namely the forces across the molecular extension big enough to fray or unravel to prevent the monofilament or bristle. at Monofilaments made from two different, mixed polymers however, arise between the molecular chains of the polymers while stretching sliding zones in which the secondary binding forces are reduced.
  • Such one Monofilament or a bristle made from it can be by the action of mechanical forces by means of knife-like Shredding tools.
  • the resulting So-called flags have a very irregular Shape, irregular cross sections and frayed Shell surfaces.
  • the flags show uncontrolled Strength properties. They tear out, break off or lay down.
  • Such are frayed bristles consequently unsatisfactory, even for many applications disabled.
  • the use of toothbrushes is hygienic Reasons questionable.
  • a known embodiment has the same disadvantages a bristle (WO97 / 14830), which has a core and a Coat owns that by coextrusion of two different ones Polymers are made. On the usage side The end of the bristle is mechanically or chemically ablated to form a recessed pocket which should take up dentifrice or color. Further describes the formation of flags ("flags") which by shredding the material of the jacket, insofar as this tower over the core, be preserved. This fraying too takes place in a conventional manner by means of knives and guides therefore to the same irregular structures.
  • flags flags
  • Interdental cleaners are also known (WO 96/39117), those made of co-extruded monofilaments in a geometric arrangement consist. Each monofilament consists of at least two polymer components, those in the interface between neighboring ones Monofilaments lead to reduced secondary binding forces. The secondary forces become due to tensile forces in the axial direction degrades and creates a multi-fiber fluffy Structure similar to that of dental floss.
  • the invention has for its object bristles or interdental cleaner from a monofilament propose at least two common extruded polymers.
  • the slotted bristles or Interdental cleaners have reproducible strength properties and form definable according to number, shape and dimensioning Flags or slots. Furthermore, with the invention a method for producing bristles or interdental cleaners from such monofilaments are proposed become.
  • a bristle solving this task with the characteristics of The preamble of claim 1 is distinguished according to the invention in that the interfaces are boundary layers, in which are subject to the reduced secondary binding forces, and that the monofilament is a matrix from which the physical and chemical properties of the bristle or the interdental cleaner determining polymer, and that second polymer in the form of thinner interfaces Layers are embedded in the matrix.
  • the geometry of the boundary layers can be used to predict in what way the monofilament for an interdental cleaner, or cut to length from the monofilament bristles produced by the action of mechanical forces is slit or split.
  • the slots or flags arise exactly in the geometry of the extrudate predetermined contour. Because the boundary layers are longitudinal of the monofilament, each owns Flag the same shape and same along its entire length Cross-section. All flags therefore have the same name Strength properties, in particular the same bending behavior and equal tensile strength. It is also possible by appropriate design of the geometry flags with different cross sections.
  • the flags can with appropriate Cross-sectional shape on the facing edges form that support the cleaning effect.
  • Such a way split bristle is consequently on its outer surface also more effective than conventional bristles.
  • the bristle does not spread too much on.
  • each bristle takes on a monofilament shape and that Flags only come about through axial or radial pressure full effect. This makes it easy to record media and give it back when applying by pressing.
  • the bristles according to the invention and their flags can be produced have the favorable properties of conventional bristles.
  • the bristles according to the invention and their flags can be produced have the favorable properties of conventional bristles.
  • the bristles according to the invention and their flags can be produced have the favorable properties of conventional bristles.
  • the bristle also did not undergo extensive cleaning processes must become.
  • Flagged bristles are defined or defines slotted monofilaments for interdental cleaners get where a progressive splitting or Slitting can be avoided.
  • the polymer of the matrix, as well as the thin layers can be a copolymer or a polymer blend.
  • the above-mentioned advantages are particularly optimal reached when the thin layers share a portion of the Polymers of the matrix included. In this case it breaks Polymer or the bristle when force is applied to the weakest point, namely in the middle of the thin Layers on, however, the adherence of the remaining layers due to the proportion of polymer corresponding to the matrix sufficient at the emerging neighboring flags large to avoid the formation of fine particles.
  • the thin layers preferably have a thickness of a few ⁇ m. Have practical extrusion attempts shown that such thin layers with the polymer let the matrix co-extrude.
  • the two polymers can too about the same parts.
  • the specific execution of the geometry is determined by the desired Properties of the bristle or interdental cleaner certainly. So the thin layers in the Matrix extend to the extent of the monofilament, so that the Slotted monofilament with relatively little force or can be split.
  • the thin layers in of the matrix end at a distance from the circumference of the monofilament. In in this case you need a little bit more force, but it is advantageous here that the resulting Flags also in the edge area from the matrix material exist, i.e. the same wear properties as the coat of the bristle or the flags has.
  • the matrix of the monofilament can have a third have embedded polymer in the matrix, which in primarily to influence the strength properties the resulting flags.
  • the monofilament can usually be of a circular shape, but also one that deviates from the circular shape Have cross-section.
  • cross-section are polygonal ones in particular To mention cross sections in their cleaning effect are more effective than round cross-sections.
  • the thin layers can go to the corners of the polygonal cross section, so that relative sharp edges with an edge angle of less than 90 ° arise.
  • the thin layers can also be added to the Faces of the polygonal cross-section run out, whereby then edges with an edge angle in the range of 90 ° can be realized.
  • the matrix consists of polyamide and the thin layers of a polyolefin, especially polypropylene or polyethylene.
  • a polyolefin especially polypropylene or polyethylene.
  • both can be used to make bristles interdental cleaners can also be used in such a way that which coextrudes the at least two polymers to the monofilament and that the monofilament after extruding, stretching and optionally stabilization by action mechanical forces transverse to the monofil axis on local limited length slotted along the boundary layers becomes.
  • the method according to the invention can be used form fissure-like slits on the jacket of the monofilament, that can be used to hold media.
  • For toothbrushes or interdental cleaners come in particular for this Dental care products or dental medicine or antibacterial Preparations in question. Otherwise the monofilament is preserved Interdental cleaner on the jacket through the slit increased roughness.
  • the interdental cleaners according to the invention can be made from the aforementioned monofilament produce in any length.
  • the same measure can of course also on the bristle cut to length from the monofilament be made.
  • the location of the slit and the expansion of the slots to the length of the bristle be matched to split the bristle end either to avoid or to specifically promote. For example, only the bristle end can be split.
  • the slits still made in the jacket can after the flags have worn down to further split the Bristle serve.
  • the type and number of stored Layers create a corresponding number of flags at the end of use of the bristle.
  • any length is according to a variant of the Procedures provided that the monofilament during or after the action of mechanical forces in the axial direction is compressed. This will make the slotted Areas or the webs delimiting the slots on Monofilament jacket bulged outwards.
  • the mechanical forces are preferably on the most of the circumference of the monofilament or bristle applied to ensure that all boundary layers of the polymers are applied.
  • the slitting of the monofilament or the splitting of the bristles is preferably done by striking forces. Instead can also use crushing or torsional forces to be brought. These forces can be tailored to the Bristle or at the same time on groups of bristles, e.g. on bundles of bristles, before or after their attachment take effect on the bristle holder of the brush.
  • the bristles are preferably on their usage side Ends rounded. This can be done before and / or after splitting happen. In a further preferred embodiment of the method become the multiple that arise after splitting Ends with a length that visually indicates the usable length Mark it. This signals to the user that after the bristle wears down to the mark, So after the split ends wear out, the Change use properties abruptly, because then the much more rigid cross section of the entire bristle comes into effect. Also the split ends ever shorter and therefore mechanically more aggressive. A such notification is particularly advisable if it are toothbrushes, body care brushes or the like.
  • polyamides come as polymers for the matrix 2 (PA) in question, while the thin layers 3 for example from a polymer mixture PA / PP or PA / PE consist.
  • Fig. 3 with a monofilament 1 polygonal, namely triangular cross section. at this embodiment run the stored thin layers, which can also be seen from the center extend outside, in the corners of the polygon. Instead you can of course also on the areas between end the corners.
  • Matrix 2 of monofilament 1 is yet another of several possible polymers extruded in such a way that it is completely embedded in the matrix.
  • it is thread-like structures 5, which according to the manufacture of the bristle and the splitting or slitting the same the bending behavior or the strength of the influence emerging flags.
  • Fig. 5 shows a flat rectangular monofilament 1, in which the thin layers 3 are laid out like a grid, so that from the monofilament a variety of essentially rectangular ones Flags can be generated.
  • Fig. 8 shows finally a monofilament cross section in which the matrix 2 from four identical outer parts with the cross section of circular sectors and a central core that delimited by correspondingly extending thin layers 3 are.
  • a bristle 6 is shown schematically, which consists of a monofilament, for example according to FIG. 2, by cutting to length manufactured and by the action of mechanical forces its end of use is split up, so that individual Flags 7 arise, the shape of the shape of which Matrix 2 forming areas of the monofilament corresponds. It As many flags are created as the Matrix 2 by thin ones Layers 3 is broken down. The usage length of the Flags can be shown, for example, by the one shown in FIG The dash must be optically marked.
  • a monofilament according to FIG. 7 can also be of any length Interdental cleaners ("floss”) serve the slits Take up dentifrices, antiseptics or antibactericides can. Recommended for an interdental cleaner itself to axially compress the monofilament, as shown in Fig. 9 shows that the webs 10 delimiting the slots bulge outward from the matrix polymer.
  • Interdental cleaners serve the slits Take up dentifrices, antiseptics or antibactericides can.
  • Fig. 9 shows that the webs 10 delimiting the slots bulge outward from the matrix polymer.
  • the matrix 2 or the polymer forming it can in the individual cross-sectional parts delimited by the thin layers be different colors.

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Description

Die Erfindung betrifft Borsten oder Interdentalreiniger aus einem Monofil mit verminderten Sekundär-Bindungskräften aus wenigstens zwei in geometrisch regelmäßiger Anordnung gemeinsam extrudierten Polymeren mit im wesentlichen in Achsrichtung verlaufenden Grenzflächen 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 Interdentalraum.
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-Bindungskräfte, nämlich die Kräfte quer zur Molekülerstreckung ausreichend groß, um ein Zerfasern oder Aufspleißen 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 (WO97/14830) 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 U1). 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.
Es sind ferner Interdentalreiniger bekannt (WO 96/39117), die aus koextrudierten Monofilen in geometrischer Anordnung bestehen. Jedes Monofil besteht aus wenigstens zwei Polymerkomponenten, die in der Grenzfläche zwischen benachbarten Monofilen zu reduzierten Sekundärbindungskräften führen. Durch Zugkräfte in Achsrichtung werden die Sekundärkräfte abgebaut und entsteht eine vielfaserige flauschige Struktur ähnlich der von Zahnseide (dental floss).
Bei Textilfasern ist es bekannt (US-A-3 117 362), scharfkantige Strukturen mit Seidenglanz dadurch herzustellen, daß verschiedene Polymere mit jeweils geeigneter Querschnittsform koextrudiert werden, die an ihren Grenzflächen aneinander haften und durch Zugabe eines Lösungsmittels, das eines der Polymere anlöst, aufgetrennt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Borsten oder Interdentalreiniger aus einem Monofil aus wenigstens zwei gemeinsamen extrudierten Polymeren vorzuschlagen. Die geschlitzten Borsten oder Interdentalreiniger weisen reproduzierbare Festigkeitseigenschaften auf und bilden nach Zahl, Form und Dimensionierung definierbaren Flaggen oder Schlitze. Ferner soll mit der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Borsten oder Interdentalreinigern aus solchen Monofilen vorgeschlagen werden.
Eine diese Aufgabe lösende Borste mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Grenzflächen Grenzschichten sind, in denen die verminderten Sekundär-Bindungskräfte herrschen, und 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 die Grenzflächen bildender dünner Schichten in der Matrix eingelagert ist.
Durch die Geometrie der Grenzschichten läßt sich vorausbestimmen, in welcher Weise das Monofil für einen Interdentalreiniger, oder die aus dem Monofil durch Ablängen hergestellte Borsten durch Einwirkung mechanischer Kräfte geschlitzt oder gespalten wird. Die Schlitze oder Flaggen entstehen genau in der durch die Geometrie des Extrudates vorgegebene Kontur. Da sich die Grenzschichten in Längsrichtung des Monofils erstrecken, 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 in den Grenzschichten aufschlitzt bzw. aufspaltet, können die Flaggen bei entsprechender Querschnittsform an den einander zugekehrten Flächen Kanten bilden, die die Reinigungswirkung unterstützten. 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 monofilartige Form 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.
Auf diese Weise lassen sich die erfindungsgemässen 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 keinem umfänglichen Reinigungsverfahren unterzogen werden muß. Es werden definiert geflaggte Borsten bzw. definiert geschlitzte Monofile für Interdentalreiniger erhalten, bei denen ein weiterschreitendes Spalten oder Schlitzen vermieden 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 Restschichten aufgrund des der Matrix entsprechenden Polymeranteils 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 Interdentalreinigers 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 Reinigungswirkung 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 Krafteinwirkung reißt der Polymerverbund jedoch auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Borsten 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, Verstrecken 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 insbesondere 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 die erfindungsgemässen Interdentalreiniger in 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 Interdentalreiniger 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. handelt.
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 Polyamide (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 (29)

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