EP1381719A1 - Thermoplastisches monofilament für borsten - Google Patents

Thermoplastisches monofilament für borsten

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EP1381719A1
EP1381719A1 EP02732524A EP02732524A EP1381719A1 EP 1381719 A1 EP1381719 A1 EP 1381719A1 EP 02732524 A EP02732524 A EP 02732524A EP 02732524 A EP02732524 A EP 02732524A EP 1381719 A1 EP1381719 A1 EP 1381719A1
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EP
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monofilament
monofilament according
core
mixture
bristles
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Pedex GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a thermoplastic monofilament for bristles that are exposed to increased moisture when in use.
  • Brushing, polishing, when applying media or the like result from the conditions immediately prevailing during use or at the place of use.
  • the auxiliary media used during use such as cleaning agents, cleaning agents, cosmetics, water or the like, should be mentioned in particular.
  • the ambient conditions at the place of use include, in particular, increased air humidity which, in interaction with moist auxiliary media, helps to prevent the moist auxiliary media from drying.
  • Bristles must therefore have a property profile that meets these very different requirements. This is exemplified by a toothbrush, in which the different requirements become particularly clear because the bristles initially have an extremely small diameter, which is approximately between 0.05 and 0.4 mm.
  • the bristles are arranged at a short distance from one another and even packed tightly in bundles.
  • bristles for toothbrushes have to show a good high bending behavior in order to be able to dodge in the purely elastic area and on the other hand to be able to return to the starting position without deformation (straightening ability).
  • the bristles Due to the multitude of forms of movement and the pressure depending on the user when brushing the teeth, the bristles must have good flexural fatigue strength and fatigue strength, taking into account an appropriate service life.
  • the plastic must be such that the bristle can be processed in mechanical or thermal manufacturing processes, including in particular the attachment of the bristles to the bristle carrier.
  • the bristles must be rounded at the end of use in order to produce a gentle, yet sufficient brushing effect on the tooth surfaces and in the interdental spaces, on the one hand, and on the other hand without causing the tooth enamel to become too hard
  • Coextruded filaments are known in textile technology (EP 0 763 611 A1), which consist of a polyester core and a polyamide sheath, but the focus here is on other property profiles than is the case with bristles.
  • coextruded monofilaments for toothbrushes are known (WO 97/14830), which consist, among other things, of a polyamide sheath and a polyester core only high-quality polyamides are used in the jacket.
  • the core consists of a copolyether ester, which is, however, an elastomer and therefore does not meet the requirements for a bristle for toothbrushes.
  • the core and jacket consist of differently treated polyvinyl chlorides.
  • the object of the invention is achieved on a thermoplastic monofilament forming the starting material for bristles in that the monofilament has a polymer mixture of at least one polyamide (PA) and at least one thermoplastic polyester (PE).
  • PA polyamide
  • PE thermoplastic polyester
  • the specific mixing ratio (PA / PE) is selected on the one hand in accordance with the technical and functional properties relevant for the use of the bristle and on the other hand with the environmental conditions relevant for the function of the bristle at the place of use.
  • the proportions of the polymers in the blend for extrusion of thermoplastic monofilament can be applied to the Anfor ⁇ alteration profile of the bristle optimally adjusted.
  • the bending behavior and the bend recovery in adjustment can be sung to bristle diameter and length as well as to the specific type of use of the bristle (toothbrushes, massage brushes, hand ⁇ brushes, cosmetic brushes, paints, etc.) to adjust.
  • It can also take into account the physical and chemical conditions prevailing at the place of use due to the media used there (dentifrices, cleaning agents, water etc.) and adapt to the prevailing environmental conditions (dry or humid atmosphere, moisture retention in the bristles, etc.).
  • the thermoplastic polyester is preferably a polyalkylene terephthalate (PAT), in particular polyethylene terephthalate (PET) or polybutylene terephthalate (PBT) or a mixture thereof.
  • PAT polyalkylene terephthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • thermoplastic polyesters are not only interesting - their technological properties make them particularly suitable for bristles, they are also much cheaper than the high-quality polyamides previously used for toothbrush bristles, such as PA 6.12.
  • a high proportion of PAT also gives the opportunity to replace high-quality PA, at least in part, with low-value and inexpensive PA such as PA 6.
  • the coextrudate can have the two layers in concentric form, ie in the form of a core and a jacket. Instead, the coextrudate can also have a plurality of monofilaments which are embedded in a second layer which determines the outer cross section of the monofilament. Furthermore, the coextrudate can consist of a core that defines only a part of the circumference, while the second layer forms segments that complete the circumference, for example have a substantially rectangular cross section, which is predominantly from one layer and only in the corners from the other layer is formed.
  • the second layer and the second layer may consist nem single polyamide or mixture of polyamides from egg ⁇ , conversely, of a thermoplastic polyester or a mixture of such polyesters can be formed.
  • the coextrudate consists of a core and a jacket
  • the core consists of a PAT or a mixture of polyalkylene esters
  • the jacket is formed from a polyamide or a polyamide mixture.
  • the core essentially determines the bending behavior and the ability to straighten up, while the jacket is essentially responsible for the brushing effect, for the distribution of application media or cleaning media.
  • Such a bristle has an increased water absorption in the jacket, but this has no or only an insignificant effect on the strength property, since this is largely determined by the core with its considerably reduced moisture absorption.
  • the core can also consist only of a thermoplastic polyester or a polyester mixture, since it is not directly involved in the brushing effect, while the jacket consists of the polymer mixture according to the invention.
  • the polymer mixture according to the invention can be present both in the core and in the jacket, the mixing ratio in favor of the PE or PAT component being increased in the core, in the jacket in favor of the PA component.
  • the excellent strength properties of the polymer mixture according to the invention furthermore make it possible to provide a shell made of any polymer, in particular a PA or a PA mixture, in the case of a core consisting of this mixture.
  • a shell made of any polymer in particular a PA or a PA mixture
  • polyamides for example, can be colored particularly well.
  • This combination of materials also enables the jacket to be made extremely thin.
  • the bristle diameter varies from 5.0 mm for coarse brushes, such as street brushes, to 0.1 mm for toothbrushes, cosmetic brushes etc.
  • the sheath can have a thickness of 0. 01 to 0.5mm.
  • the thickness of the Coat lie in the range between 10 and 50 ⁇ .
  • the polymer mixture according to the invention with its stability-determining properties also gives the possibility of also providing three-layer coextrudates, for example by the core consisting of a PAT or a PAT mixture, an intermediate layer made of the polymer mixture according to the invention and an outer layer made of an elastomer or an elastomer. Blend exists.
  • a copolyether ester is particularly recommended because of its affinity for the polyester portion of the middle layer.
  • the outer wear layer fulfills optimal requirements for fulfilling the requirement profile when brushing, cleaning, massaging or applying media.
  • the core can also be designed as a hollow core in order to receive media and deliver it to the free end of the bristle.
  • the sheath consists of the polymer mixture according to the invention or of PA or a PA mixture, a bristle consisting of a core and a sheath results in better machining of the bristle ends, in particular a perfect rounding enables without edge formation.

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Abstract

Ein thermoplastisches Monofilament für Borsten, die im Gebrauchszustand erhöhter Feuchtigkeit ausgesetzt sind, besteht aus einer Polymermischung aus wenigstens einem Polyamid (PA) und wenigstens einem thermoplastischen Polyester (PE), deren Mischungsverhältnis entsprechend den für den Gebrauch der Borste massgeblichen technisch-funktionellen Eigenschaften einerseits und den am Gebrauchsort für die Funktion der Borste massgeblichen Umgebungsbedingungen andererseits gewählt wird.

Description

Thermoplastisches Monofilament für Borsten
Die Erfindung betrifft ein thermoplastisches Monofilament für Borsten, die im Gebrauchszustand erhöhter Feuchtigkeit ausgesetzt sind.
Borsten aus thermoplastischen Kunststoffen werden für Bürsten unterschiedlicher Art, für Pinsel und dergleichen eingesetzt. Dabei sind sie sehr unterschiedlichen Beanspruchungen physikalischer und chemischer Art ausgesetzt, die einerseits aus ihrem funktioneilen Einsatz beim Bürsten,
Streichen, Polieren, beim Applizieren von Medien oder dergleichen, andererseits aus den unmittelbar beim Gebrauch oder am Gebrauchsort herrschenden Bedingungen resultieren. Zu letzteren sind insbesondere die beim Gebrauch eingesetz- ten Hilfsmedien, wie Reinigungsmittel, Putzmittel, Kosmeti- ka, Wasser oder dergleichen zu nennen. Als Umgebungsbedingungen am Gebrauchsort sind insbesondere eine erhöhte Luftfeuchtigkeit zu nennen, die in Wechselwirkung mit feuchten Hilfsmedien dazu beiträgt, daß die feuchten Hilfsmedien nicht trocknen. Borsten müssen daher ein Eigenschaftsprofil aufweisen, das diesen sehr unterschiedlichen Anforderungen genügt. Dies sei beispielhaft an einer Zahnbürste erläutert, bei der die unterschiedlichen Anforderungen deshalb besonders deutlich werden, weil die Borsten zunächst einen extrem kleinen Durchmesser aufweisen, der etwa zwischen 0,05 und 0,4mm liegt. Weiterhin sind die Borsten in geringem Abstand voneinander angeordnet und in Bündeln sogar dicht gepackt. Auf der anderen Seite müssen Borsten für Zahnbürsten ein gutes hohes Biegeverhalten zeigen, um einerseits im rein elastischen Bereich ausweichen und andererseits wieder ohne Verformung in die Ausgangslage zurückkehren zu können (Wiederaufrichtvermögen) . Aufgrund der Vielzahl von Bewegungsformen und des je nach Benutzer individuellen Andrucks beim Zähneputzen müssen die Borsten unter Berücksichtigung einer angemessenen Nutzungsdauer eine gute Biegewechselfestigkeit und Dauerfestigkeit besitzen. Ferner muß der Kunststoff so beschaffen sein, daß die Borste sich in mechanischen oder thermischen Fertigungsprozessen verarbeiten läßt, wozu insbesondere die Befestigung der Borsten am Borstenträger zählt. Schließlich müssen sich die Borsten am Nutzungsende verrunden lassen, um einerseits eine schonende, gleichwohl aber ausreichende Bürstwirkung auf den Zahn- oberflachen und in den Interdentalräumen zu erzeugen, ohne andererseits den Zahnschmelz durch zu große Härte, durch
Kanten oder dergleichen zu beeinträchtigen oder das Zahnfleisch zu verletzen.
Wegen des notwendigerweise dichten Borstenbesatzes bei ei- ner Zahnbürste sind die Borsten aufgrund der verwendeten
Hilfsmedien, wie Zahnputzmittel, Wasser etc, wie aber auch durch die am Gebrauchsort, z.B. im Badezimmer herrschende erhöhte Luftfeuchtigkeit, ständig mit Feuchtigkeit belastet, zumal ein Abtrocknen wegen des dichten Borstenbesat- zes einerseits und der Umgebungsbedingungen andererseits nur über einen sehr langen Zeitraum möglich wäre.
Mit der erhöhten Feuchtigkeit geht eine Schwächung der Bor- ste einher, die schon bei den früher verwendeten Naturborsten erkannt worden war. Schon damals wurde der Versagens - fall als "wet breakdown" bezeichnet (US 2 309 021) . Bei Naturborsten beruht dieser Versagensfall vornehmlich darauf, daß sie bereits anläßlich des Verarbeitungsprozesses durch Wasch- und Reinigungsvorgänge ihres natürlichen Fettes verlustig gehen, das am lebenden Tier hydrophobierend wirkt. Unterstützt wird dieser Vorgang bei einer Zahnbürste noch durch hydrolytische Wechselwirkungen zwischen Zahnputzmitteln und Borste sowie durch abrassive Partikel in den Zahn- putzmitteln. Diesem "wet breakdown" versuchte man durch chemische Oberflächenbehandlung der Naturborste zu begegnen.
Aus den genannten Gründen konnten bei Zahnbürsten Naturfa- sern erst dann in bedeutsamem Umfang durch synthetische
Kunststoffe ersetzt werden, als entsprechend hochwertige Thermoplaste zur Verfügung standen. Heute werden Borsten für Zahnbürsten ausschließlich aus Polyamiden hochwertiger Qualitäten, wie insbesondere PA 6.10 oder 6.12. eingesetzt. Diese Polyamid-Qualitäten sind entsprechend teuer, und zwar nicht zuletzt deshalb, weil diese hochwertigen Polyamide aus Kostengründen anderweitig nicht einsetzbar sind.
Hochwertige Polyamide erfüllen zwar in hervorragender Weise die Festigkeitsanforderungen, sind jedoch dafür bekannt, daß sie in nicht unerheblichem Umfang Feuchtigkeit aufnehmen und dadurch ihre günstigen Festigkeitswerte teilweise einbüßen. Diese Verschlechterung der Festigkeitseigenschaften führt umso eher zum Versagen der Borste, je kleiner de- ren Durchmesser ist, da die Feuchtigkeit schnell bis in den Kern der Borste penetriert. Heute werden Zahnbürsten häufig anhand der Härte ihrer Borsten ausgelobt, beispielsweise als weich (soft) , mittel (medium) oder hart, wofür in erster Linie der Borstendurchmesser verantwortlich ist. Diese Qualitätsstufung trifft wegen der Feuchtebelastung nach einiger Nutzungsdauer nicht mehr zu. Mit der Feuchteaufnahme und der Speicherung von Feuchtigkeit in den Borstenzwischenräumen gehen erhebliche hygienische Probleme einher, da die Feuchtigkeit das Bakterienwachstum fördert, das wie- derum längere Trockenzeiten erzwingen würde, die in der Praxis aber nicht eingehalten werden können (U.S. News & World Report 12.10.87, Seite 88).
Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, Borsten aus an- deren thermoplastischen Monofilamenten, die sich bereits bei Bürsten anderer Art bewährt haben, einzusetzen. Hier sind insbesondere Borsten aus thermoplastischen Polyestern zu nennen, die ein vergleichbares Biegeverhalten und Biegewechselverhalten zeigen, sich aber bei Zahnbürsten bisher nicht durchsetzen konnten. Grund hierfür ist zum einen die größere Härte und die damit verbundene Verletzungsgefahr von Zahnfleisch und Zahnschmelz. Sie neigen ferner zum Spleißen und zur Gratbildung bei der mechanischen Verarbeitung, insbesondere beim Verrunden der nutzungsseitigen En- den. Schließlich zeigen sie eine stärke Schmutzbindung, lassen sich also durch Ausspülen der Zahnbürste nur schlecht reinigen.
In der Textiltechnik sind zwar koextrudierte Filamente be- kannt (EP 0 763 611 AI) , die aus einem Polyester -Kern und einem Polyamid-Mantel bestehen, doch stehen hier andere Eigenschaftsprofile im Vordergrund als dies bei Borsten der Fall ist. Ferner sind koextrudierte Monofilamente für Zahnbürsten bekannt (WO 97/14830) , die unter anderem aus einem Polyamid-Mantel und einem Polyester -Kern bestehen, jedoch werden hier im Mantel wiederum nur hochwertige Polyamide eingesetzt. In einer anderen Variante mit geringerwertigen Polyamiden im Mantel besteht der Kern aus einem Copolyethe- rester, der jedoch ein Elastomer ist und deshalb die Anfor- derung an eine Borste für Zahnbürsten nicht erfüllt. Gleiches gilt für einen anderen bekannten Composite -Aufbau (GB 980 814), bei der Kern und Mantel aus verschieden behandelten Polyvinylchloriden besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Monofilament für Borsten vorzuschlagen, dessen Eigenschaftsprofil sich bei reduzierten Werkstoffkosten an die gewünschten funktioneil - technischen Anforderungen und an die Umgebungsbedingungen bei Gebrauch optimal anpassen läßt.
Die Erfindungsaufgabe wird an einem das Ausgangsmaterial für Borsten bildenden thermoplastischen Monofilament dadurch gelöst, daß das Monofilament eine Polymermischung aus wenigstens einem Polyamid (PA) und wenigstens einem thermo- plastischen Polyester (PE) aufweist.
Das konkrete Mischungsverhältnis (PA/PE) wird entsprechend den für den Gebrauch der Borste maßgeblichen technisch- funktionellen Eigenschaften einerseits und den am Ge- brauchsort für die Funktion der Borste maßgeblichen Umgebungsbedingungen andererseits ausgewählt.
Mit wenigen Ausnahmen bilden Mischungen von Polymere (Polymer-Blend) Mehrphasensysteme wie sie auch von Metalle- gierungen bekannt sind. Sie verhalten sich somit in Mischung anders als viele niedermolekulare Stoffe, die beispielsweise in Lösung gehen und ein Einphasesystem bilden. Die Ursache liegt in molekularen Wechselwirkungen aufgrund von Van der Waals-, Dipol- und Wasserstoffbrückenkräften, die bei gleichartiger Makromolekülen wirksamer sind als zwischen unterschiedlichen Polymeren in der Mischphase. Ferner spielt der Grad der Verschlaufung der Makromoleküle und der Entropiegewinn beim Mischen eine Rolle, der auch aufgrund sterischer Effekte bei Makromolen geringer ist als bei niedermolekularen Stoffen.
Bei Blends aus thermoplastischem Polyester und Polyamiden wirken sich polare Gruppen beider Polymere positiv auf die Mischbarkeit aus. Die unterschiedlichen Segmentlängen be- gründen die Tendenz zur Mehrphasigkeit. Diese ist dann durchaus erwünscht, wenn bei ausreichend hohen Bindungs- kräften die technisch-physikalischen und chemischen Eigenschaften der an der Mischung beteiligten Komponenten erhalten bleiben, was bei einem PA/PE-Blend gegeben ist. Der Grund liegt darin, daß die Morphologie der Mischphase PA/PE im Gegensatz zu homogenen Blends weitgehend die den Komponenten eigene Kristallinität zeigt, so daß die positiven Eigenschaften der den Blend bildenden Polymere erhalten bleiben. PA/PE-Blends zeigen an einem Filament eine gerin- gere Steifigkeit als reine Polyester, umgekehrt aber ein besseres Dämpfungsverhalten, das eher dem von Nylon entspricht. Ferner zeigt die Mischphase dispersionsartigen Charakter, womit sich eine bessere Schlagzähigkeit gegenüber den reinen Mischungskomponenten erklären läßt.
Die Anteile der Polymere an dem Blend für die Extrusion des thermoplastischen Monofilamentes lassen sich auf das Anfor¬ derungsprofil der Borste optimal einstellen. So lassen sich das Biegeverhalten und das Wiederaufrichtvermögen in Anpas- sung an Borstendurchmesser und -länge sowie an die konkrete Nutzungsart der Borste (Zahnbürsten, Massagebürsten, Hand¬ bürsten, Kosmetikbürsten, Pinsel etc.) einstellen. Ebenso kann sie sich den am Gebrauchsort herrschenden physikalischen und chemischen Bedingungen aufgrund der dort verwen- deten Medien (Zahnputzmittel, Putzmittel, Wasser etc.) und den herrschenden Umgebungsbedingungen (trockene oder feuchte Atmosphäre, Feuchterückhaltung im Borstenbesatz etc.) anpassen.
Das Mischungsverhältnis PA/PE kann in weiten Grenzen variiert werden, ohne daß die Stabilität der Mischphase nennenswert beeinträchtigt wird. Beispielsweise kann das Mischungsverhältnis PA/PE zwischen 10/90 Mass% und 90/10 Mass% variieren, vorzugsweise liegt es zwischen 20/80 Mass% und 80/20 Mass%.
Steht die Biegefestigkeit ("bending strength") und deren Konstanz über die Nutzungsdauer auch unter extrem feuchten Bedingungen im Vordergrund des Anforderungsprofils wird man den PE-Anteil zu Ungunsten des PA-Anteils anheben. Ein gleichwohl angemessener PA-Anteil sorgt für ein verbessertes Wiederaufrichtvermögen im trockenen Zustand ("bend re- covery") . Umgekehrt wird das Wiederaufrichtvermögen bei extrem feuchten Umgebungsbedingungen durch einen hohen PA- Anteil eher ungünstig beeinflußt, was sich aus der größeren Wasseraufnahme von PA erklärt. Stehen die Gleitfähigkeit der Borste und die Effektivität der Reinigung (Abriebverhalten) im Vordergrund, wird man den PA-Anteil auf Kosten des PE-Anteils erhöhen, womit zugleich eine schonendere Behandlung der zu reinigenden Fläche und ihrer Umgebung (z.B. des Zahnschmelzes, des Zahnfleisches) einhergeht. Ein optimiertes Mischungsverhältnis PA/PE, das zumindest dem bei Zahnbürsten üblichen Anforderungsprofil am ehesten entspricht, liegt bei einem PA-Anteil zwischen 10 und 30 Mass% bzw. einem PE-Anteil von 70 bis 90 Mass%.
Ferner läßt sich das Mischungsverhältnis an die Borstengeometrie unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen am Gebrauchsort anpassen. So wird man den PE-Anteil am Mi- schungsverhältnis umso höher ansetzen, je kleiner der Quer- schnitt der Borste ist, um der Penetration von Feuchtigkeit in den dünnen Querschnitt und der hiermit einhergehenden Beeinträchtigung des Biegeverhaltens und des Wiederauf - richtvermögens vorzubeugen.
Unabhängig von der Geometrie der Borste empfiehlt sich eine Anhebung des PE-Anteils auf Kosten des PA-Anteils je stärker und/oder andauernder die Feuchteinwirkung am Gebrauchsort der Borste ist. Diese Empfehlung hat jedoch keinen zwingenden Charakter, da in bestimmten Anwendungsfällen die Feuchtigkeitsaufnahme der Borste erwünscht ist, um flüssige Wirkmedien besser an die Borste zu binden.
Das thermoplastische Polyester ist vorzugsweise ein Polyal- kylenterephthalat (PAT) , wobei insbesondere Polyetylente- rephthalat (PET) oder Polybutylenterephthalat (PBT) oder eine Mischung derselben in Frage kommen.
Diese thermoplastischen Polyester sind nicht nur hinsieht - lieh ihrer technologischen Eigenschaften für Borsten besonders geeignet, sondern darüber hinaus wesentlich preisgünstiger als die bisher für Zahnbürsten-Borsten verwendeten hochwertigen Polyamide wie PA 6.12.
Ein hoher Anteil von PAT gibt ferner die Möglichkeit hochwertiges PA zumindest teilweise durch geringerwertiges und kostengünstiges PA wie PA 6 zu ersetzen.
So kann die Polyamid-Komponente der Mischung beispielsweise aus der Gruppe der hoherwertigeren Polyamide, wie PA 6.10, PA 6.12, PA 11, PA 12 einerseits und der Gruppe geringer- wertiger Polyamide, wie PA 6 , PA 6.6 andererseits ausgewählt werden unter Beachtung der Forderung, daß die Mischphase eine ausreichende Stabilität aufweisen muß. Die Erfindung betrifft ferner ein thermoplastisches Monofilament in Form eines wenigstens zweischichtigen Koextruda- tes für Borsten, die im Gebrauchszustand erhöhter Feuchtig - keit ausgesetzt sind. Bei einem solchen Koextrudat besteht zumindest eine Schicht aus einer Polymermischung der zuvor beschriebenen Zusammensetzung.
Das Koextrudat kann die beiden Schichten in konzentrischer Form, also in Form eines Kerns und eines Mantels aufweisen. Stattdessen kann das Koextrudat auch mehrere Monofile aufweisen, die in einer den Außenquerschnitt des Monofilaments bestimmenden zweiten Schicht eingebettet sind. Ferner kann da Koextrudat aus einem Kern bestehen, der nur einen Teil des Umfangs bestimmt, während die zweite Schicht den Umfang vervollständigende Segmente bildet, beispielsweise einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen, der überwiegend von der einen Schicht und nur in den Ecken von der anderen Schicht gebildet ist.
Unabhängig von der konkreten Geometrie des Koextrudates, dessen eine Schicht von der Polymermischung der erfindungs- gemäßen Art gebildet wird, kann die zweite Schicht aus ei¬ nem einzigen Polyamid oder einer Mischung von Polyamiden bestehen, wie umgekehrt auch die zweite Schicht aus einem thermoplastischen Polyester oder einer Mischung solcher Polyester gebildet sein kann.
Besteht das Koextrudat aus einem Kern und einem Mantel, so ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Kern aus einem PAT oder einer Mischung von Polyalkylenestern besteht, während der Mantel aus einem Polyamid oder einer Polyamidmischung gebildet ist. Im Falle einer Borste für Zahnbürsten bestimmt der Kern im wesentlichen das Biegeverhalten und das Wiederaufrichtvermögen, während der Mantel im wesentlichen für die Bürstwirkung, für das Verteilen von Auftragsmedien oder Reinigungs - medien verantwortlich ist. Eine solche Borste weist zwar im Mantel eine erhöhte Wasseraufnahme auf, doch wirkt sich diese auf die Festigkeitseigenschaft nicht oder nur unwesentlich aus, da diese maßgeblich durch den Kern mit seiner erheblich reduzierten Feuchtigkeitsaufnahme bestimmt wird.
Es kann der Kern auch nur aus einem thermoplastischen Polyester oder einer Polyestermischung bestehen, da er an der Bürstwirkung nicht unmittelbar beteiligt ist, während der Mantel aus der erfindungsgemäßen Polymermischung besteht. Ferner kann die erfindungsgemäße Polymermischung sowohl im Kern, als auch im Mantel vorhanden sein, wobei im Kern das Mischungsverhältnis zugunsten des PE- bzw. PAT-Anteils, im Mantel zugunsten des PA-Anteils angehoben sein kann.
Die hervorragenden Festigkeitseigenschaften der erfindungs- gemäßen Polymermischung geben ferner die Möglichkeit, bei einem aus dieser Mischung bestehenden Kern einen Mantel aus einem beliebigen Polymer, insbesondere einem PA- oder einer PA-Mischung vorzusehen. Hierdurch ist es wiederum möglich, den Mantel optisch differenzierend einzufärben, was bei PE- und PE-Mischungen nur sehr eingeschränkt möglich ist, während sich beispielsweise Polyamide besonders gut einfärben lassen. Diese Materialkombination gibt ferner die Möglichkeit, den Mantel extrem dünn auszuführen. Je nach Verwen- dungszweck variiert der Borstendurchmesser von 5,0mm für Grobbürsten, wie Straßenbürsten, bis zu 0,1mm für Zahnbürsten, Kosmetikbürsten etc. Bei Borsten mit einem Durchmesser von 0,5 bis 5,0mm kann der Mantel eine Dicke von 0,01 bis 0,5mm haben. Bei Borsten für Zahnbürsten mit einem Durchmesserbereich von 0,1 bis 0,3mm kann die Dicke des Mantels im Bereich zwischen 10 und 50μ liegen. Hierdurch läßt sich eine Verschleißanzeige verwirklichen, indem mit zunehmender Nutzungsdauer der eingefärbte Mantel abgetragen und der nicht eingefärbte, zumindest aber andersfarbige Kern freigelegt wird, so daß der Benutzer auf den Abnutzungsgrad optisch aufmerksam gemacht wird.
Die erfindungsgemäße Polymermischung mit ihren stabilitäts- bestimmenden Eigenschaften gibt ferner die Möglichkeit, auch dreischichtige Koextrudate vorzusehen, indem beispielsweise der Kern aus einem PAT oder einer PAT-Mischung, eine Zwischenschicht aus der erfindungsgemäßen Polymer- Mischung und einer Außenschicht aus einem Elastomer oder einem Elastomer-Blend besteht. Dabei empfiehlt sich insbe- sondere ein Copolyetherester aufgrund seiner Affinität zu dem Polyesteranteil der mittleren Schicht. Auch hier werden wiederum mit der äußeren Nutzschicht optimale Voraussetzungen für die Erfüllung des Anforderungsprofils beim Bürsten, Reinigen, bei der Massage oder der Applikation von Medien erfüllt.
Schließlich kann der Kern auch als Hohlkern ausgebildet sein, um Medien aufzunehmen und am freien Ende der Borste abzugeben.
Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß eine aus Kern und Mantel bestehende Borste dann, wenn der Mantel aus der erfindungsgemäßen Polymermischung oder aus PA oder einer PA-Mischung besteht, die mechanische Bearbeitung der Bor- stenenden zu einer besseren Qualität führt, insbesondere ein einwandfreies Verrunden ohne Kantenbildung ermöglicht.

Claims

Patentansprüche
1. Thermoplastisches Monofilament für Borsten, die im Gebrauchszustand erhöhter Feuchtigkeit ausgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofilament eine Poly- mermischung aus wenigstens einem Polyamid (PA) und wenigstens einem thermoplastischen Polyester (PE) aufweist .
2. Monofilament nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis PA/PE entsprechend den für den Gebrauch der Borste maßgeblichen technisch- funktionellen Eigenschaften einerseits und den am Gebrauchsort für die Funktion der Borste maßgeblichen Umgebungsbedingungen andererseits gewählt ist.
3. Monofilament nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhäl nis PA/PE zwischen 10/90 Mass% und 90/10 Mass% liegt.
4. Monofilament nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhäl nis PA/PE zwischen 20/80 Mass% und 80/20 Mass% liegt.
5. Monofilament nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von PE am Mischungsverhältnis PA/PE umso höher ist je kleiner der Querschnitt der Borste ist.
6. Monofilament nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von PE am Mischungsverhältnis PA/PE umso höher ist, je stärker und/oder andauernder die Feuchteinwirkung am Gebrauchsort der Bor- ste ist.
7. Monofilament nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polyester ein Polyalkylenterephtalat (PAT) ist.
Monofilament nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polyester ein Polyethylente- rephtalat (PET) oder ein Polybutylenterephtalat (PBT) oder eine Mischung derselben ist.
Monofilament nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamid (PA) eine Mischung aus hochwertigem Polyamid und geringerwertigem Polyamid ist .
10. Monofilament nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyamid- Komponenten der Mischung aus der Gruppe PA 6.10, PA 6.12, PA 11, PA 12 einerseits und der Gruppe PA 6 , PA 6.6 andererseits ausgewählt sind.
11. Thermoplastisches Monofilament in Form eines wenigstens zweischichtigen Koextrudates für Borsten, die im Gebrauchszustand erhöhter Feuchtigkeit ausgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Schicht des Koextrudates aus einer Polymermischung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 besteht.
12. Monofilament nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht aus einem Polyamid oder einer
Mischung von Polyamiden gemäß Anspruch 9 oder 10 besteht .
13. Monofilament nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht aus einem thermoplastischen Polyester oder einer Mischung solcher Polyester gemäß Anspruch 7 oder 8 besteht.
14. Monofilament nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Koextrudat aus einem Kern und einem Mantel besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus einem reinen PAT oder einer Mischung von Polyalkylenestern besteht.
15. Monofilament nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da- durch gekennzeichnet, daß auch der Kern aus einer Polymermischung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 besteht.
16. Monofilament nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus einer Polymermischung PA/PAT mit einem Mischungsverhältnis von 50/50 Mass% bis 10/90 Mass% besteht .
17. Monofilament nach Anspruch 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß PA/PAT im Mantel mit einem Verhältnis von 80/20 Mass%, im Kern mit einem Verhältnis von 20/80 Mass% vorliegt.
18. Monofilament nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Schicht des zweischichtigen Koextrudates gegenüber der anderen Schicht optisch differenzierend eingefärbt ist.
19. Monofilament nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern einen Durchmesser zwischen 0,1 und 5,0mm und der Mantel eine Dicke zwischen 0,001 und 0,5mm aufweist.
20. Monofilament nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß für Borsten für Zahn- oder Kosmetikbürsten der Kern einen Durchmesser zwischen 0,1 und 0,3mm und der Mantel eine Dicke von 0,001 bis 0,005mm aufweist.
21. Monofilament nach einem der Ansprüche 11 bis 20, da- durch gekennzeichnet, daß es aus einem dreischichtigen
Koextrudat mit dem Kern und dem Mantel und einer Außen- Schicht aus einem Elastomer besteht.
22. Monofilament nach einem der Ansprüche 11 bis 21, da- durch gekennzeichnet, daß der Kern als Hohlkern ausgebildet ist.
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