WO2018219495A1 - Bristle made of a plastic filament, brush comprising bristles of this kind, and method for producing bristles of this kind - Google Patents

Bristle made of a plastic filament, brush comprising bristles of this kind, and method for producing bristles of this kind Download PDF

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WO2018219495A1
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Björn NEUER
Andreas Hilmar FISCHER
Pascal Heckenbenner
Benedikt NEUGIRG
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Perlon Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a bristle which is formed from a section of a plastic filament, a brush having at least one bristle carrier and a plurality of bristles fixed to the bristle carrier, in particular in the form of a toothbrush, and a method for producing a bristle of the aforementioned type.
  • brushes have proven their bristles of monofilaments, so-called monofilaments, are made of plastic, which can be made relatively thin with a suitable choice of material and also provide the opportunity to structure their lateral surface or profile to further improve the cleaning effect, especially in narrow gaps due Schabrial.
  • bristles of brushes formed from such filaments provide additional properties, such as a certain coloration, resistance to degradation by thermal stress, or chemical action including enzymatic
  • Synthetic filaments of melt-spinnable thermoplastic polymers are usually used for generic bristles, where, for reasons of cost, generally long-known standard polymers are used, for example polyolefins, such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP), on polyamides, such as polyamide 6 (PA 6) or polyamide 6.6 (PA 6.6), or on polyesters, such as polybutylene terephthalate (PBT), if filaments of these polymers can meet the desired requirements.
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PA 6 polyamide 6
  • PA 6.6 polyamide 6.6
  • polyesters such as polybutylene terephthalate (PBT)
  • PBT polybutylene terephthalate
  • the above-mentioned polymers fulfill the physiological safety requirements, in particular for use in toothbrushes.
  • polyamide bristles tend to swell on contact with water, which impairs flexural rigidity.
  • bristles made of polyalkylene terephthalates, such as, for example, polybutylene terephthalate (PBT) are less sensitive, for the abovementioned reasons no diameter of the bristles of significantly less than about 0.15 mm can be achieved here as well.
  • thermoplastic, aliphatic polyketones are known from the prior art, for example, EP 0 310 171 A2 describes melt-spun fibers of ethylene / propylene / CO terpolymers, which have high tensile strengths and moduli of elasticity and therefore for use as Tire cord or for the production of spunbonded nonwovens, which are suitable for the production of roof underlays or as geotextiles.
  • WO 2016/190594 A2 and WO 2016/190596 A2 likewise disclose wet-spun fibers of ethylene / propylene /
  • CO terpolymers are known, which have excellent strength and elongation values and are also distinguished by high water and heat resistance and by good thermal conductivity.
  • Applications for these fibers include various uses, such as the manufacture of ropes, hoses, nets, spunbonded fabrics, airbags or protective clothing, and geotextile applications, as reinforcing fibers in composites, as belts, safety nets, conveyor belts, fishing lines or tennis strings ,
  • filaments of generic bristles are basically melt and wet spinning process, wherein in wet spinning, the dissolved polymer by a
  • melt spinning processing In practice, therefore, one resorts primarily to melt spinning processes in which higher degrees of crystallization can be achieved, which can have an advantageous effect on the mechanical properties of the fiber.
  • melt spinning processing often requires significantly higher temperatures than wet spinning, which can lead to accelerated degradation or crosslinking reactions of the polymer and, in turn, adversely affect the properties of the fiber being produced or can lead to crosslinking reactions of the polymer Can limit processability in the extrusion process.
  • the object of the invention is to propose a bristle which is suitable for brushes, in particular for toothbrushes and which can be produced simply and inexpensively while at least minimizing the aforementioned disadvantages and nevertheless provides sufficient bending stiffness and durability at the smallest possible diameter. having activity. It is also directed to a brush, in particular in the form of a toothbrush, with such bristles and to a method for producing such bristles.
  • a bristle of the type mentioned at the outset which is formed from a section of a plastic filament, the polymer matrix of the plastic filament being at least 70 mass%, based on the entire polymer matrix, of at least one thermoplastic, contains aliphatic polyketone, which is composed of carbon monoxide units (CO units) and alkyl units, wherein the polymer matrix of the plastic filament further contains at least one additive from the group of antioxidants and UV stabilizers, and wherein the maximum diameter of the plastic Fil noirs between 0.01 mm and 0.13 mm.
  • the invention provides for solving this problem, a brush with at least one bristle carrier and a plurality of fixed to the bristle carrier bristles, in particular in the form of a toothbrush, before, at least in some bristles is those of the aforementioned type.
  • the invention provides a process for the production of such a bristle comprising the following steps:
  • thermoplastic aliphatic polyketone contains, consisting of carbon monoxide units (CO units) and alkyl moieties is constructed, and wherein the at least one thermoplastic aliphatic polyketone, in particular up to
  • step (b) extruding the dope according to step (a)
  • At least one nozzle plate having one or more spinning capillaries with a diameter of at most 1.0 mm, in particular of at most 0.8 mm, preferably of at most 0.4 mm, wherein the temperature of the spinning mass on the outlet side of the spinning capillary (s) in the range of 190 ° C to 300 ° C, in particular in the range of 200 ° C to 270 ° C, preferably in the range of 220 ° C to 260 ° C is set;
  • plastic filaments according to the invention which are manufactured primarily from thermoplastic, aliphatic polyketones which are composed of carbon monoxide units (CO units) and alkyl units, are distinguished by a unique combination of properties which make them suitable for use as dental filaments, in particular for toothbrushes, opens.
  • the polyketones of the invention show a high mechanical, hydrolytic and chemical resistance, eg to weak acids or bases as well as to saliva.
  • plastics material according to the invention Filament with a very small diameter between about 0.01 mm and about 0.13 mm is able to fulfill its intended cleaning effect optimally.
  • the plastic filament based on the abovementioned polyketones in particular, benefits from the high levels of recovery both in air and in water and their high flexural strength combined with physiological safety, so that the plastic filament for dental care has a very high resistance low
  • Diameter can be provided, but still achieves a level or even better cleaning effect than conventional filaments based on polyamides or the like with larger diameters, which also can not develop their cleaning effect in very narrow (tooth) spaces. Consequently, the plastic filaments of the invention based on said thermoplastic aliphatic polyketones are able to penetrate deeper into interdental spaces or even in periodontal pockets and also to clean these areas better than filaments made of conventional materials according to the prior art the technology is possible.
  • thermoplastic polyketones which are composed of carbon monoxide and alkyl moieties, in that they usually a not satisfactory oxidation resistance and relatively poor resistance to electromagnetic
  • the polymer matrix of the plastic filament, from the sections of which the bristles according to the invention are formed furthermore contains at least one additive from the group of antioxidants and UV stabilizers, in particular in the case of toothbrushes Bristles which have been described in detail below, physiologically harmless antioxidants and UV stabilizers have been found to be particularly suitable.
  • a brush such as A toothbrush containing the bristles according to the invention, be it exclusively or in particular in part, may be of any known form, wherein the bristles may be arranged, for example, in bristle bundles.
  • the brush can have more bristles than is the case in the prior art, for example at least about 5000 bristles, in particular at least about 5500 bristles, preferably at least about 6000 bristles, so that their cleaning effect can be further improved.
  • the bristles according to the invention are also particularly suitable for sonic and ultrasonic toothbrushes.
  • thermoplastic aliphatic polyketone used for the plastic matrix of the bristles according to the invention comprises in particular exclusively consists of carbon monoxide units or CO units and alkyl units, the aliphatic polyketones being co- or terpolymers with recurring structural units of the formula
  • R-R-CO- is, which usually, though not notwendi ⁇ gate are exclusively, alternately arranged, but may also be arranged randomly mainly.
  • R is an alkyl radical, preferably a divalent aliphatic radical having two to six carbon atoms, ie a divalent ethyl, propyl, butyl, pentyl and / or hexyl group.
  • This dope is dosed to melt into an extruder, which may be, for example, a single screw extruder having a length to diameter ratio of from about 20 to about 40, more preferably from about 25 to about 30.
  • the screw of the extruder can advantageously be divided into three parts and have a region for the collection of the spinning mass and for melting the same, a subsequent region for compaction and homogenization and in turn a subsequent region for ejecting the plasticized dope.
  • the extruder may preferably comprise a plurality of zones for melting and homogenizing the dope, wherein all zones substantially at the same temperature or with decreasing or increasing temperature profile or can also be operated with a temperature profile showing temperature maxima and / or minima.
  • the plasticized dope is then pressed in molten form through a die plate, which may have one or more spinning capillaries whose diameter is at most about 1.0 mm, in particular at most about 0.8 mm, preferably at most about 0.4 mm (each corresponding to the Diameter of the bore at the exit side of the polymer mass), wherein the temperature of the spinning mass on the exit side of the spinning capillary (s) in the range of about 190 ° C to about 300 ° C, in particular in the range of about 200 ° C to about 270 ° C.
  • the nozzle plate can be part of a spin pack which distributes the melt stream to the existing spinning capillaries and builds up the pressure necessary for spinning, and which advantageously comprises filter means for the molten spinning mass, e.g. in the form of a metal mesh with a mesh size of about 10 mesh to about 350 mesh, in particular of about
  • the temperature of the spinning mass should be chosen such that on the one hand sufficient fluidity of the spinning mass is ensured, on the other hand, the thermal load of the spinning mass on the basis of the polyketones according to the invention remains limited, so that Crosslinking and degradation reactions and gel formation in the dope can be kept within limits or even completely suppressed.
  • the melt can also, after the extrusion process by means of one or more spin pumps, for example in the form of gear pumps, at a pressure between about 5 bar and about 80 bar, in particular between about 45 bar and about 55 bar, are pressed through the nozzle plate, which may have, for example, between 1 and about 750 spinning capillaries with one of the aforementioned diameters.
  • spin pumps for example in the form of gear pumps
  • the nozzle plate which may have, for example, between 1 and about 750 spinning capillaries with one of the aforementioned diameters.
  • a substantially vertical direction has been found, although not necessarily.
  • a quenching thereof may be provided, which for example take place at a distance downstream of the spinning capillaries between about 0.1 cm and about 20 cm, and e.g. in a water bath at a temperature between 5 ° C and about 95 ° C, in particular between about 25 ° C and about 30 ° C, or in air or in another gas or gas mixture at a temperature between about -100 ° C and about 200 ° C can take place.
  • the resulting filament is then stripped from the spinning capillaries, for example by means of a suitable set of godets, expediently take-off speeds of between about 1 m / min and about 200 m / min, in particular between about 1 m / min and about 120 m / min, preferably be set between about 5 m / min and about 50 m / min, for example in the range of about 20 m / min.
  • the take-off speed should preferably be selected such that in relation to the exit speed of the spinning mass results in a draw ratio of greater than 1 from the die, resulting in a higher crystallinity of the filament with improved mechanical stability, flexural strength and flexural recovery.
  • the so selected degree of stretching improves the diameter uniformity of the filaments.
  • one or more filament stretches, e.g. between different godet sets with a total draw factor of preferably between about 1: 2 and about 1:15, in particular between about 1: 3 and about 1:15, preferably between about 1: 4 and about 1: 8, e.g. in the range between about 1: 4,8.
  • adjoining one or each stretching stage is a relaxation or fixing stage in which stresses built up in the filament can be reduced while maintaining the corresponding tensile stress, resulting in a shrinkage factor, in particular between approximately 1: 0.7 and about 1: 0.99 leads, eg in the range of about 1: 0.88.
  • the individual steps of stretching and relaxation can be carried out, for example, with the aid of hot air or steam at temperatures of up to about 270 ° C., in particular at temperatures of up to about 250 ° C., e.g. in the range of about 180 ° C to about 220 ° C, take place.
  • an application of lubricants, antistatic agents, thread-locking agents and the like to the filaments to improve their processability can be performed, whereby a preferred application mode can be made by means of an adjustable roller speeding roller over which the filaments run in isolated or bundled form.
  • the filaments produced can be supplied to a suitable storage form, for example, wound up, in order to be able to keep the filament on a spool or reel, for example in a round, oblong or other form, in stock.
  • a transfer of the filament bundles produced can be made into a strand form.
  • a subsequent packaging for example by means of coating a tube or wrapping done with eg paper or plastic.
  • a final fixation of the filaments for example in the form of a thermofixation at about 60 ° C. to about 220 ° C. in an annealing oven for about 5 minutes to about 30 hours or by means of a treatment in an autoclave for about 10 minutes be carried out until about 24 h, preferably before packaging.
  • Cutting device tailored to the bristles.
  • the polymer matrix of the plastic filament is at least about 80% by weight, for example at least about 85% by weight, in particular at least about 90% by weight, for example at least about 95% by weight, preferably about 100%, based on the total polymer matrix, containing at least one thermoplastic aliphatic polyketone, which is composed of carbon monoxide and alkyl moieties.
  • the at least one thermoplastic, aliphatic polyketone is a polyketone from the group of the ethylene / CO copolymers, the propylene / CO copolymers, the ethylene / propylene / CO terpolymers and Polymer blends from this.
  • Last ⁇ re have the general structural formula
  • R is a monovalent methyl group (CH 3 group).
  • the ethyl-CO units and the propyl-CO units need not necessarily be arranged exclusively alternately, and the monovalent methyl group "R" of the above propyl moiety may be further bonded to the adjacent carbon atom of the above CH 2 group (- [CO-CH 2 -CHR-] n -), eg in predominantly random distribution in the molecule.
  • thermoplastic aliphatic polyketone according to step (a) is selected from the group consisting of the ethylene / CO copolymers, the propylene / CO copolymers, the ethylene / propylene / CO- erpolymere and polymer blends thereof is selected.
  • the invention gives, in particular, the possibility of a very thin design of the
  • Bristles wherein it can be preferably provided that the maximum diameter of the plastic filament between about 0.01 mm and about 0.11 mm, in particular between about 0.01 mm and about 0.08 mm, preferably between about
  • 0.01 mm and about 0.06 mm for example, between about 0.02 mm and about 0.06 mm.
  • thermoplastic, aliphatic polyketone has at least one of the following material parameters:
  • melt flow index between about 1 g / 10 min and about 350 g / 10 min, in particular between about 2 g / 10 min and about 300 g / 10 min, preferably between about 6 g / 10 min and about 60 g / 10 min, determined according to ASTM D1238 and ISO 1133 at a temperature of 240 ° C and 21.6 N;
  • a flexural modulus between about 450 MPa and about 2750 MPa, in particular between about 650 MPa and about 2350 MPa, preferably between about 650 MPa and about 2000 MPa, determined according to ASTM D790 at 23 ° C.
  • the polymer matrix of the plastic filament based on thermoplastic poly ketones, which are composed of carbon monoxide and alkyl units expediently up to about 10 Mass .-%, in particular up to about 5 Mass .-%, preferably up to about 4% by weight, for example up to about 3% by weight or even up to about 2% by weight, in each case based on the entire polymer matrix, of the at least one additive from the group of the antioxidants and UV stabilizers contain, wherein in many cases it may also be sufficient if the polymer matrix contains up to about 1% by weight of at least one of the abovementioned additives.
  • the at least one additive from the group of the antioxidants and the UV stabilizers may contain at least one additive from the group of sterically hindered phenols, the HALS (hindered amine light stabilizer) and comprising phosphites.
  • antioxidants which of the polymer matrix of the plastic filament, for example, with an advantageous part to about 0.1 wt .-% and about 5 Mass .-%, preferably between about 0.5 wt .-% and about 3 mass .-%, may be used according to the invention, in particular Ste hischgehindererte phenols and / or HALS (hindered amine light stabilizer) and / or phosphites can be used, which optionally combined with co-stabilizers who can.
  • HALS hindere amine light stabilizer
  • antioxidants based on sterically hindered phenols include sterically hindered alkylated monophenols, eg, 2, 6-di-tert-butyl-4-methylphenol or 2,6-di-tert-butyl-4-methoxyphenol, sterically hindered Alkylthiomethylphenole , eg 2,4-dioctylthio methyl-6-tert-butylphenol, sterically hindered hydroxylated thiodiphenyl ethers, eg 2, 2 * -thio-bis (6-tert-butyl-4-methylphenol), 4,4 '- Thio-bis (6-tert-butyl-3-methylphenol) 4,4'-thio-bis (6-tert-butyl-2-methylphenol), 4,4'-thio-bis (3,6-di -sec-amylphenol), 4,4'-bis (2,6-dimethyl-4-hydroxy-phenyl) disulphide, sterically hindered al
  • phenols of the aforementioned type include 3,9-bis [2,4-bis (1-methyl-1-phenylethyl) phenoxy] -2,4,8,10-tetra-oxa-3,9 diphosphaspiro [5.5] undecane, 3, 9-bis- [2- [3- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy] -1, 1-dimethyl- ethyl] -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane, p-tert-amylphenolformaldehyde, ⁇ -diketones from the condensation of acetophenones and an ester of octadecanoic acid, bis [2- (tert-butyl) 6- [[3-tert-butyl-2-hydroxy-5-methylphenyl] methyl] -4-methylphenyl] -1, benzene dicarboxylate and 1, 2-bis [3, 3-bis-
  • co-stabilizers include e.g. organic phosphites and / or organic phosphonites, e.g. 5-butyl-5-ethyl-2-
  • UV stabilizers examples include UV-absorbing compounds, for example benzophenones, for example 4-tert-butyl-2- (5-tert-butyl-2-oxo-3H-benzofuran-3-yl) -phenyl-3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoate, and benzotriazoles, eg, 2 (2'-hydroxy-5'-methylphenyl) benzotriazoles, 7,9-alkyl-3- [3- (2H-benzotriazole-2-one yl) -5- (1, 1-dimethylethyl) -4-hydroxyphenyl] propionates, 2- (4, 6-diphenyl-l, 3, 5-triazin-2-yl) -5-hexyloxy) phenol or 3, 5 Di-tert-butyl-4-hydroxy-3-phenylpropionic acid ester of the 1,3,5-tris (2-hydroxyethyl) -S-triazine-2,4,8- (1H, 3H,
  • the polymer matrix of the plastic filament contains at least one further additive from the group of pigments and dyes, fillers, matting agents, reinforcing agents, crystallization accelerators, lubricants and antistatic agents are physiologically harmless in particular and their proportion is based on the amounts usually added, which depend primarily on the type of the respective additive.
  • the at least one thermoplastic aliphatic polyketone according to step (a) is added to the respective desired amount of at least one further additive of the aforementioned type or a master batch already contains the particular additive.
  • Filaments may preferably be used on the basis of inorganic pigments or organic dyes, which may be e.g. in the form of a masterbatch with a suitable carrier material during extrusion
  • Step (b) of the method according to the invention can be metered.
  • preferred pigments include carbon black, titanium dioxide or iron oxides.
  • preferred dyes include anionic dyes, acid dyes, metal complex dyes, cationic or basic dyes, and disperse dyes.
  • Examples of preferred fillers include carbonates such as chalk or dolomite, silicates such as talc, mica, Kaolin, or sulfates, such as barytes, or oxides and hydroxides, such as quartz flour, crystalline silica, Alumi ⁇ nium- or magnesium hydroxides or magnesium, zinc or calcium.
  • An example of a preferred matting agent is titanium dioxide;
  • preferred crystallization accelerators include carboxylic esters.
  • preferred lubricants include polyolefin waxes, fatty acids or their salts, fatty alcohols, fatty acid esters, silicones, polysiloxanes and in particular PMSQ, as described in EP 2,933,361 AI.
  • preferred antistatic agents include carbon blacks, graphite, graphene, carbon nanotubes (CNTs), or metal particles.
  • processing aids include waxes or longer chain carboxylic acids including their salts, aliphatic, aromatic esters or ethers.
  • the individual polymer components complement each other in a synergistic manner, wherein the plastic filaments can be given excellent mechanical properties, such as a high modulus of elasticity, by the other polymers Creep, low Kröpfungsneist etc., and by the thermoplastic aliphatic polyketone in particular a high flexural strength and increased abrasion resistance in order to make the plastic filament very thin.
  • the polymer matrix of the plastic filament can be up to about 30% by weight, for example up to about 25% by weight, in particular up to 20% by weight, for example up to about 15% by mass, preferably up to about 10% by mass, for example up to about 5% by mass, based on the total polymer matrix, of at least one further thermoplastic polymer.
  • the at least one further thermoplastic polymer may preferably be chosen from the group of polyolefins, polyesters, polyamides, polyoxymethylenes, polyurethanes, polyphenylene sulfides, polyphenylene sulfones, polyether sulfones, polyphenylene ethers, polyphenylene ketones, polyphenylene ether ketones, polyetherimides , Polyetheretherketone, the thermoplastic elastomers, in particular in the form of thermoplastic polyurethanes, polyesters and / or polyamides, and the liquid crystalline polymers may be selected, of course, several representatives of the aforementioned polymers can be used. These other polymers are primarily known as such polymers, which are already used in the prior art for the production of filaments.
  • polyolefins examples include homo- or copolymers derived from ethylene and / or from propylene, optionally in combination with other ethylenically unsaturated aliphatic hydrocarbons, such as 4 to 8 carbon olefins.
  • Polyethylene and polypropylene can be present in different densities and crystallinities.
  • polyesters include thermoplastic polymers derived from aliphatic, cycloaliphatic and / or aromatic dicarboxylic acids or their polyester-forming derivatives, such as the alkyl esters, and aliphatic, cycloaliphatic and / or aromatic dihydric alcohols, such as ethylene glycol, 1, 3-propylene glycol and / or butylene glycol.
  • poly ⁇ ester examples include thermoplastic elastomeric polyester (TPE C), such as polyester comprising recurring butylene terephthalate repeating units and comprising recurring polybutylene glycol terephthalate structural units.
  • TPE C thermoplastic elastomeric polyester
  • Aromatic-aliphatic polyester homopolymers or copolymers such as, for example, polybutylene terephthalate homopolymers or copolymers comprising butylene terephthalate units, may be used.
  • Such preferred polymers are thus derived from butylene glycol and optionally further alcohols and terephthalic acid or its polyester-forming derivatives, such as terephthalic acid esters or chlorides, from.
  • polyesters may contain structural units derived from other suitable dihydric alcohols, typical representatives of which include aliphatic and / or cycloaliphatic diols, for example 1,2-ethanediol, 1,3-propanediol, 1,2 Cyclohexanedimethanol or mixtures thereof.
  • polyesters may contain structural units derived from other suitable dicarboxylic acids or their polyester-forming derivatives, typical representatives of which are aromatic and / or aliphatic and / or cycloaliphatic dicarboxylic acids, for example naphthalenedicarboxylic acid, phthalic acid, isophthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, adipic acid , Sebacic acid or mixtures thereof.
  • plastic filaments which contain other polyesters, for example polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polyethylene naphthalate homopolymer or copolymers comprising ethylene naphthalate units.
  • Building blocks of thermoplastic copolyesters preferably comprise the abovementioned diols and dicarboxylic acids, or correspondingly constructed polyester-forming derivatives.
  • polyesters whose solution viscosities (IV values) are at least about 0.60 dl / g, in particular between about 0.80 dl / g to about 1.05 dl / g, preferably between about 0.80 dl / g and about 0.95 dl / g, each measured at 25 ° C in dichloroacetic acid (DCE)).
  • DCE dichloroacetic acid
  • polyamides include thermoplastic polymers derived from aliphatic, cycloaliphatic and / or aromatic dicarboxylic acids or their polyamide-forming derivatives such as their salts, and from aliphatic, cycloaliphatic and / or aromatic divalent amines such as hexamethylenediamine.
  • polyamides include thermoplastic-elastomeric polyamides (TPE-A), for example polyamides containing repeating hexamethylene terephthalamide structural units and containing repeating polyethylene glycol terephthalamide structural units.
  • TPE-A thermoplastic-elastomeric polyamides
  • Preferably used polyamides comprise in particular partially crystalline aliphatic polyamides which can be prepared starting from aliphatic diamines and aliphatic dicarboxylic acids and / or cycloaliphatic lactams with at least 5 ring members or corresponding amino acids.
  • Suitable starting materials are aliphatic dicarboxylic acids, preferably adipic acid, 2,2,4- and 2,, -trimethyladipic acid, azelaic acid and / or sebacic acid, aliphatic diamines, preferably 1-tetramethylene diamine, 1,6-hexamethylenediamine, 1,9-nonanediamine, 2,2,4- and 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, the isomeric diaminodicyclohexylmethanes, diaminodicyclohexylpropanes, bisamino-methylcyclohexane, aminocarboxylic acids, preferably aminocaproic acid or the corresponding lactams into consideration.
  • aliphatic dicarboxylic acids preferably adipic acid, 2,2,4- and 2,, -trimethyladipic acid, azelaic acid and / or sebacic acid
  • aliphatic diamines preferably 1-tetramethylene di
  • Copolyamides of several of the monomers mentioned are included.
  • Caprolactams in particular ⁇ -caprolactam, can be used with particular preference.
  • the aliphatic homo- or copolyamides used according to the invention are furthermore preferably polyamide 12, polyamide 4, polyamide 4.6, polyamide 6, polyamide 6.6, polyamide 6.9, polyamide 6.10, polyamide 6.12, polyamide 6.66, polyamide 7.7, polyamide 8.8, polyamide 9.9 , Polyamide 10.9, polyamide 10.10, polyamide 11 or polyamide 12.
  • the polyesters and polyamides used according to the invention can also be derived from hydroxycarboxylic acids or from aminocarboxylic acids.
  • polyoxymethylenes examples include homopolymers or copolymers which contain repeating structural units of the formula -CH 2 -O-.
  • polyurethanes examples include homo- or copolymers derived from aromatic or (cyclo) aliphatic diisocyanates and from (cyclo) aliphatic or aromatic diols.
  • Polyurethanes contain, for example, repeating structural units of the formula -C 6 H 4 -NH-CO-O-C 2 H 4 -O-CONH-.
  • Further examples of polyurethanes include thermoplastic-elastomeric polyurethanes (TPE-U).
  • polyphenylene sulfides include poly-p-phenylene sulfides, for example homopolymers or copolymers which contain repeating structural units -para-C 6 H 4 -S-.
  • polyphenylene sulfones include poly-p-phenylene sulfone, for example, homopolymers or copolymers containing as structural units ⁇ derledgeende -p-C 6 H 4 -SO x - contain, in WO x is a number between 1 and 2 is.
  • polyphenylene ethers examples include poly-p-phenylene ethers, for example homopolymers or copolymers which contain repeating structural units -para-C 6 H 4 -O-.
  • polyphenylene ketones examples include poly-p-phenylene ketones, for example homopolymers or copolymers which contain repeating structural units -para-C 6 H 4 -CO-.
  • polyphenylene ether ketones examples include poly-p-phenylene ether ketones, for example, copolymers containing repeating structural units -para-CgH 4 -CO- and recurring structural units -para-C 6 H 4 -O-.
  • liquid-crystalline polymers examples include liquid-crystalline aromatic polyesters, for example homopolymers or copolymers, which contain repeating structural units derived from para-hydroxybenzoic acid.
  • a plastic filament bristle the polymer matrix of which comprises at least one further thermoplastic polymer, in addition to the thermoplastic aliphatic polyketone which is composed of carbon monoxide and alkyl units, such as one or more polymers of the above type in that the polymer matrix of the plastic filament at least partially consists of a polymer blend of the at least one thermoplastic polyketone and the at least one further thermoplastic polymer is formed.
  • thermoplastic aliphatic polyketone according to step (a) is up to about 30% by mass, in particular up to about
  • thermoplastic polymer in particular from the group of polyolefins, the polyester, the polyamides, the polyoxymethylene, the polyurethanes, the polyphenylene sulfides, the polyphenylene sulfone, the Polyethersulfone, the polyphenylene ether, the polyphenylene ketones, the polyphenylene ether ketones, the polyetherimides, the Polyetheretherketo- ne, the thermoplastic elastomers, preferably in the form of thermoplastic polyurethanes, polyesters and / or polyamides, and the liquid crystalline polymers added.
  • the polymer matrix of which, in addition to the thermoplastic aliphatic polyketone, which is composed of carbon monoxide and alkyl units, contains at least one further thermoplastic polymer, such as one or more polymers of the abovementioned type, may alternatively or additionally that the plastic filament has a cross-section in which the at least one thermoplastic polyketone and the at least one further thermoplastic polymer are spatially separated but arranged together, in particular in a side-by-side and / or or a core-shell structure. From a procedural point of view, it can therefore be provided in this context that the method comprises the following additional steps:
  • thermoplastic polymer in particular from the group of polyolefins, polyesters, polyamides, polyoxymethylenes, polyurethanes, polyphenylene sulfides, polyphenylene sulfones, polyethersulfones, polyphenylene ethers, polyphenylene ketones, polyphenylene ether ketones, polyetherimides, polyetheretherketones containing thermoplastic elastomers, in particular in the form of thermoplastic polyurethanes, polyesters and / or polyamides, and the liquid-crystalline polymers; and
  • step (b2) extruding both the spinning mass according to step (a) and the other spinning mass according to step (a2) in an extruder through at least one nozzle plate with one or more spinning capillaries, so that each spinning capillary of both the spinning mass according to step
  • step (A) and by the further dope according to step (a2) is flowed through.
  • thermoplastic polymers for producing filaments Such coextrusion of various thermoplastic polymers for producing filaments is known as such from the prior art.
  • cross-sectional shape of the plastic filaments according to the invention does not necessarily have to be (circular) round, but to be arbitrary.
  • these may be regular or irregular cross-sections, point- or axis-symmetrical cross-sections, for example round, oval or n-cornered cross-sections, where n is greater than or equal to 3, to tri or multilobal cross sections and the like.
  • a corrugation with any amplitude and / or wavelength can be pressed in, or it can be applied to the outer surface of the plastic filament, e.g. another embossing are applied, which is advantageously carried out before the filaments are cut to length according to step (f).
  • the bristle of the invention may also be taped mechanically and / or chemically. Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawing.
  • the single FIGURE shows a schematic detail view of an embodiment of a toothbrush with thin bristles formed from sections of a plastic filament based on thermoplastic, aliphatic polyketones.
  • the graphically reproduced toothbrush comprises a bristle carrier 1 and a handle 2 (shown broken off), which in the present embodiment is a formed lumpy and are made for example of one or more conventional, especially thermoplastic, plastics.
  • a plurality of bristles 3 is fixed, which may be fixed in the bristle carrier 1 by means of encapsulation, for example, and in the present case are arranged in a plurality of bristle bundles 4 arranged in rows and columns, for example in matrix-like fashion.
  • the bristles 3 each consist of a section of a thermoplastic filament based on thermoplastic, aliphatic polyketones, as described in detail above.
  • the diameter of the bristles is advantageously less than about 0.08 mm, for example in the range between about 0.02 mm and about 0.05 mm, so that they can easily penetrate into interdental spaces during the intended use of the toothbrush and a very high number
  • bristles of between about 5,000 and about 7,000, such as about 6,000 can accommodate bristle carriers to provide a very efficient cleaning action.

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Abstract

The invention relates to a bristle which is formed from a portion of a plastic filament. In order to still provide good material properties, such as a high flexural resistance and good longevity, in spite of a very thin design of the bristle, the invention proposes that the polymer matrix of the plastic filament contains at least 70 mass % of at least one thermoplastic, aliphatic polyketone in relation to the total polymer matrix, which polyketone is built from carbon monoxide and alkylene units, wherein the polymer matrix of the plastic filament also contains at least one additive from the group of antioxidants and UV stabilisers, and wherein the maximum diameter of the plastic filament is between 0.01 mm and 0.13 mm. The invention also relates to a brush comprising bristles of this kind, in particular in the form of a toothbrush, and to a method for producing the filaments of bristles of this kind by means of melt spinning.

Description

Borste aus einem Kunststoff-Filament, Bürste mit solchen Borsten sowie Verfahren zur Herstellung solcher Borsten  Bristle made of a plastic filament, brush with such bristles and method for producing such bristles
Die Erfindung betrifft eine Borste, welche aus einem Abschnitt eines Kunststoff-Filamentes gebildet ist, eine Bürste mit wenigstens einem Borstenträger und einer Mehrzahl von an dem Borstenträger festgelegten Borsten, insbesondere in Form einer Zahnbürste, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Borste der vorgenannten Art. The invention relates to a bristle which is formed from a section of a plastic filament, a brush having at least one bristle carrier and a plurality of bristles fixed to the bristle carrier, in particular in the form of a toothbrush, and a method for producing a bristle of the aforementioned type.
Die Reinigungswirkung von Bürsten, wie insbesondere - wenn auch nicht ausschließlich - von Zahnbürsten, ist maßgeblic einerseits von der Geometrie der einzelnen Borsten, andererseits von deren Material abhängig, wobei häufig der Bedarf besteht, die Borsten mit einem möglichst kleinen Durchmesser auszugestalten, so dass sie auch in sehr engen Spalten, z.B. in engen Zahnzwischenräumen, ihre Reinigungs Wirkung zu entfalten vermögen. Gleichzeitig müssen die Borsten zu diesem Zweck jedoch gleichwohl eine gewissen Biegesteifigkeit und Dauerhaftigkeit aufweisen. The cleaning action of brushes, in particular - though not exclusively - of toothbrushes, is decisively dependent, on the one hand, on the geometry of the individual bristles, and, on the other hand, on their material, with the frequent need to design the bristles with the smallest possible diameter, so that they can even in very narrow columns, eg in narrow interdental spaces, to be able to develop their cleaning effect. At the same time, however, the bristles must nevertheless have a certain flexural rigidity and durability for this purpose.
In der Praxis haben sich daher vornehmlich Bürsten bewährt deren Borsten aus Monofilamenten, sogenannten Monofilen, aus Kunststoff gefertigt sind, welche bei geeigneter Materialauswahl relativ dünn ausgestaltet werden können und darüber hinaus die Möglichkeit bieten, ihre Mantelfläche zu strukturieren bzw. zu profilieren, um die Reinigungswirkung insbesondere in engen Spalten aufgrund Schabwirkung weiter zu verbessern. Darüber hinaus gewährleisten aus solchen Filamenten gebildete Borsten von Bürsten zusätzliche Eigenschaften, wie beispielsweise eine bestimmte Einfärbung, Stabilität gegen den Abbau durch thermische Belastung oder durch chemische Einwirkung einschließlich enzymatischerIn practice, therefore, brushes have proven their bristles of monofilaments, so-called monofilaments, are made of plastic, which can be made relatively thin with a suitable choice of material and also provide the opportunity to structure their lateral surface or profile to further improve the cleaning effect, especially in narrow gaps due Schabwirkung. In addition, bristles of brushes formed from such filaments provide additional properties, such as a certain coloration, resistance to degradation by thermal stress, or chemical action including enzymatic
Einwirkung infolge von Kontakt mit Speichel, eine möglichst hohe Abriebbeständigkeit, Dimensionsstabilität, Biegefestigkeit, Biegeerholung und dergleichen. Für gattungsgemäße Borsten kommen üblicherweise synthetische Fäden aus schmelzspinnbaren, thermoplastischen Polymeren zum Einsatz, wobei man aus Kostengründen in der Regel auf seit langem bekannte Standardpolymere zurückgreift, beispielsweise auf Polyolefine, wie Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), auf Polyamide, wie Polyamid 6 (PA 6) oder Polyamid 6.6 (PA 6.6), oder auf Polyester, wie Poly- butylenterephthalat (PBT), sofern Filamente aus diesen Polymeren die gewünschten Anforderungen erfüllen können. Darüber hinaus erfüllen die vorgenannten Polymere die insbe- sondere für die Verwendung für Zahnbürsten notwendigen Anforderungen an die physiologische Unbedenklichkeit. Action due to contact with saliva, the highest possible abrasion resistance, dimensional stability, bending strength, bending recovery and the like. Synthetic filaments of melt-spinnable thermoplastic polymers are usually used for generic bristles, where, for reasons of cost, generally long-known standard polymers are used, for example polyolefins, such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP), on polyamides, such as polyamide 6 (PA 6) or polyamide 6.6 (PA 6.6), or on polyesters, such as polybutylene terephthalate (PBT), if filaments of these polymers can meet the desired requirements. In addition, the above-mentioned polymers fulfill the physiological safety requirements, in particular for use in toothbrushes.
Allerdings sind den mechanischen Eigenschaften und somit dem kleinstmöglichen Durchmesser solcher Borsten Grenzen gesetzt, weshalb in bekannten Zahnbürsten üblicherweise Borsten mit einem Durchmesser zwischen etwa 0,225 mm und 0,25 mm ("hart"), mit einem Durchmesser im Bereich von etwa 0,2 mm ("mittel") oder im Bereich zwischen etwa 0,15 mm und etwa 0,18 mm ("weich") Verwendung finden. So neigen beispielsweise Borsten aus Polyamiden bei Kontakt mit Wasser zum Aufquellen, was die Biegesteifigkeit beeinträchtigt. Demgegenüber unempfindlicher erweisen sich zwar z.B. Bors- ten aus Polyalkylenterephthalaten, wie beispielweise Poly- butylenterephthalat (PBT), doch lässt sich auch hiermit aus den oben genannten Gründen kein Durchmesser der Borsten von deutlich kleiner als etwa 0,15 mm erreichen. Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik Filamente aus thermoplastischen, aliphatischen Polyketonen bekannt, wobei z.B. die EP 0 310 171 A2 schmelzgesponnenen Fasern aus Ethylen/Propylen/CO-Terpolymeren beschreibt, welche hohe Zugfestigkeiten und E-Moduli aufweisen und daher für den Einsatz als Reifencord oder zur Herstellung von Spinnvliesen vorgeschlagen werden, welche sich zur Herstellung von Dachunterspannbahnen oder als Geotextilien eignen. However, the mechanical properties and thus the smallest possible diameter of such bristles are limited, which is why in known toothbrushes usually bristles having a diameter between about 0.225 mm and 0.25 mm ("hard"), with a diameter in the range of about 0.2 mm ("medium") or in the range between about 0.15 mm and about 0.18 mm ("soft") use find. For example, polyamide bristles tend to swell on contact with water, which impairs flexural rigidity. Although, for example, bristles made of polyalkylene terephthalates, such as, for example, polybutylene terephthalate (PBT), are less sensitive, for the abovementioned reasons no diameter of the bristles of significantly less than about 0.15 mm can be achieved here as well. In addition, filaments of thermoplastic, aliphatic polyketones are known from the prior art, for example, EP 0 310 171 A2 describes melt-spun fibers of ethylene / propylene / CO terpolymers, which have high tensile strengths and moduli of elasticity and therefore for use as Tire cord or for the production of spunbonded nonwovens, which are suitable for the production of roof underlays or as geotextiles.
Aus den WO 2016/190594 A2 und WO 2016/190596 A2 sind gleichfalls nassgesponnene Fasern aus Ethylen-/Propylen-/WO 2016/190594 A2 and WO 2016/190596 A2 likewise disclose wet-spun fibers of ethylene / propylene /
CO-Terpolymeren bekannt, welche ausgezeichnete Festigkeitsund Dehnungswerte besitzen und sich darüber hinaus durch eine hohe Wasser- und Wärmebeständigkeit sowie durch eine gute Wärmeleitfähigkeit auszeichnen. Als Einsatzgebiete für diese Fasern werden unterschiedliche Verwendungen vorgeschlagen, wie beispielsweise die Herstellung von Seilen, Schläuchen, Netzen, Spinnvliesen, Airbags oder von Schutzbekleidungen sowie der Einsatz als Geotextilien, als Verstärkungsfasern in Verbundwerkstoffen, als Riemen, Sicher- heitsnetzen, Förderbändern, Angelschnüren oder Tennissaiten . Zur Herstellung der Filamente von gattungsgemäßen Borsten eignen sich grundsätzlich Schmelz- und Nassspinnverfahren, wobei beim Nassspinnen das gelöste Polymer durch eine CO terpolymers are known, which have excellent strength and elongation values and are also distinguished by high water and heat resistance and by good thermal conductivity. Applications for these fibers include various uses, such as the manufacture of ropes, hoses, nets, spunbonded fabrics, airbags or protective clothing, and geotextile applications, as reinforcing fibers in composites, as belts, safety nets, conveyor belts, fishing lines or tennis strings , For the production of the filaments of generic bristles are basically melt and wet spinning process, wherein in wet spinning, the dissolved polymer by a
Spinnkapillare zu Fäden versponnen und das Lösungsmittel möglichst vollständig zurückgewonnen und in den Herstel- lungsprozess zurückgeführt wird. Dennoch lässt es sich nicht vermeiden, dass geringe Anteile des verwendeten Lösungsmittels in der fertigen Faser zurückbleiben, wohingegen es wünschenswert ist, eine lösungsmittelfreie Faser bereitzustellen, um jegliches potentielle Sicherheitsrisiko einschließlich eines gesundheitlichen Gefährdungspotenzials, hervorgerufen durch die Anwesenheit von Lösungsmittelresten in der Faser, zu minimieren. Spinning capillary spun into threads and the solvent is recovered as completely as possible and returned to the manufacturing process. Nevertheless, it is unavoidable that small amounts of the solvent used remain in the finished fiber, whereas it is desirable to provide a solvent-free fiber to minimize any potential safety hazard, including a health hazard, caused by the presence of solvent residues in the fiber ,
In der Praxis greift man daher vornehmlich auf Schmelzspinnverfahren zurück, bei welchen sich auch höhere Kristallisationsgrade erreichen lassen, was sich vorteilhaft auf die mechanischen Eigenschaften der Faser auswirken kann. Allerdings muss die Verarbeitung durch Schmelzspinnen häufig bei erheblich höheren Temperaturen erfolgen als beim Nassspinnen, was zu einem beschleunigten Abbau bzw. zu Vernetzungsreaktionen des Polymers führen kann und sich wiederum nachteilig auf die Eigenschaften der erzeugten Faser auswirken oder zu Vernetzungsreaktionen des Polymers führen kann, was deren Verarbeitbarkeit im Extrusionsprozess beschränken kann. In practice, therefore, one resorts primarily to melt spinning processes in which higher degrees of crystallization can be achieved, which can have an advantageous effect on the mechanical properties of the fiber. However, melt spinning processing often requires significantly higher temperatures than wet spinning, which can lead to accelerated degradation or crosslinking reactions of the polymer and, in turn, adversely affect the properties of the fiber being produced or can lead to crosslinking reactions of the polymer Can limit processability in the extrusion process.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für Bürsten, insbesondere für Zahnbürsten, geeignete Borste vorzuschlagen, welche unter zumindest weitestgehender Vermeidung der vorgenannten Nachteile einfach und kostengünstig herstellbar ist und bei einem möglichst geringen Durchmesser gleichwohl eine hinreichende Biegesteifigkeit und Dauerhaf- tigkeit aufweist. Sie ist ferner auf eine Bürste, insbesondere in Form einer Zahnbürste, mit solchen Borsten sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derartiger Borsten gerichtet . The object of the invention is to propose a bristle which is suitable for brushes, in particular for toothbrushes and which can be produced simply and inexpensively while at least minimizing the aforementioned disadvantages and nevertheless provides sufficient bending stiffness and durability at the smallest possible diameter. having activity. It is also directed to a brush, in particular in the form of a toothbrush, with such bristles and to a method for producing such bristles.
In erzeugnistechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe mit einer Borste der eingangs genannten Art gelöst, welche aus einem Abschnitt eines Kunststoff-Filamentes gebildet ist, wobei die Polymermatrix des Kunststoff-Filamentes zumindest 70 Mass.-%, bezogen auf die gesamte Polymermatrix, wenigstens eines thermoplastischen, aliphatischen Polyketons enthält, welches aus Kohlenstoffmonoxideinheiten (CO-Einhei- ten) und Alkyleinheiten aufgebaut ist, wobei die Polymermatrix des Kunststoff-Filamentes ferner wenigstens ein Additiv aus der Gruppe der Antioxidantien und der UV-Stabilisatoren enthält, und wobei der maximale Durchmesser des Kunststoff-Filamentes zwischen 0,01 mm und 0,13 mm beträgt. In terms of product technology, this object is achieved with a bristle of the type mentioned at the outset, which is formed from a section of a plastic filament, the polymer matrix of the plastic filament being at least 70 mass%, based on the entire polymer matrix, of at least one thermoplastic, contains aliphatic polyketone, which is composed of carbon monoxide units (CO units) and alkyl units, wherein the polymer matrix of the plastic filament further contains at least one additive from the group of antioxidants and UV stabilizers, and wherein the maximum diameter of the plastic Filamentes between 0.01 mm and 0.13 mm.
Ferner sieht die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe eine Bürste mit wenigstens einem Borstenträger und einer Mehrzahl von an dem Borstenträger festgelegten Borsten, insbesondere in Form einer Zahnbürste, vor, wobei es sich zumin dest bei einigen Borsten um solche der vorgenannten Art handelt . Further, the invention provides for solving this problem, a brush with at least one bristle carrier and a plurality of fixed to the bristle carrier bristles, in particular in the form of a toothbrush, before, at least in some bristles is those of the aforementioned type.
Schließlich sieht die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe in verfahrenstechnischer Hinsicht ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Borste vor, welches die folgenden Schritte umfasst: Finally, in order to achieve this object, the invention provides a process for the production of such a bristle comprising the following steps:
(a) Bereitstellen einer Spinnmasse, welche zumindest  (A) providing a spinning mass, which at least
70 Mass.-% wenigstens eines thermoplastischen, aliphatischen Polyketons enthält, welches aus Kohlenstoff- monoxideinheiten (CO-Einheiten) und Alkyleinheiten auf gebaut ist, und wobei das wenigstens eine thermoplastische aliphatische Polyketon, insbesondere bis zu 70 wt .-% of at least one thermoplastic aliphatic polyketone contains, consisting of carbon monoxide units (CO units) and alkyl moieties is constructed, and wherein the at least one thermoplastic aliphatic polyketone, in particular up to
10 Mass.%, wenigstens eines Additivs aus der Gruppe der Antioxidantien und der UV-Stabilisatoren enthält;  10% by mass, containing at least one additive from the group of antioxidants and UV stabilizers;
(b) Extrudieren der Spinnmasse gemäß Schritt (a) durch  (b) extruding the dope according to step (a)
wenigstens eine Düsenplatte mit einer oder mehreren Spinnkapillaren mit einem Durchmesser von maximal 1,0 mm, insbesondere von maximal 0,8 mm, vorzugsweise von maximal 0,4 mm, wobei die Temperatur der Spinnmasse an der Austrittseite der Spinnkapillare (n) im Bereich von 190°C bis 300°C, insbesondere im Bereich von 200°C bis 270°C, vorzugsweise im Bereich von 220°C bis 260°C, eingestellt wird;  at least one nozzle plate having one or more spinning capillaries with a diameter of at most 1.0 mm, in particular of at most 0.8 mm, preferably of at most 0.4 mm, wherein the temperature of the spinning mass on the outlet side of the spinning capillary (s) in the range of 190 ° C to 300 ° C, in particular in the range of 200 ° C to 270 ° C, preferably in the range of 220 ° C to 260 ° C is set;
(c) Abziehen des gebildeten Filamentes mit einer Abzugsgeschwindigkeit im Bereich von 1 bis 200 m/min, insbesondere von 5 bis 50 m/min, vorzugsweise unter Wahl des Verhältnisses von Abzugsgeschwindigkeit zu Austrittsgeschwindigkeit der Spinnmasse aus der Spinnkapillare von größer als 1;  (c) stripping off the filament formed at a take-off speed in the range from 1 to 200 m / min, in particular from 5 to 50 m / min, preferably by selecting the ratio of draw speed to exit speed of the spinning mass from the spinning capillary of greater than 1;
(d) ein- oder mehrfaches Verstrecken des gebildeten Filamentes;  (d) single or multiple stretching of the formed filament;
(e) gegebenenfalls Aufspulen des gebildeten Filamentes; und (e) optionally spooling the formed filament; and
(f) Ablängen des gebildeten Filamentes unter Erhalt der (f) cutting the formed filament to obtain the
Borsten.  Bristles.
Die erfindungsgemäßen Kunststoff-Filamente, welche vornehmlich aus thermoplastischen, aliphatischen Polyketonen gefertigt sind, welche aus Kohlenstoffmonoxideinheiten (CO- Einheiten) und Alkyleinheiten aufgebaut sind, zeichnen sich durch eine einzigartige Kombination von Eigenschaften aus, welche ihnen den Einsatz als Dentalfilamente, insbesondere für Zahnbürsten, erschließt. So zeigen die erfindungsgemäßen Polyketone eine hohe mechanische, hydrolytische und chemische Beständigkeit, z.B. gegenüber schwachen Säuren oder Basen sowie gegen Speichel. Sie besitzen ferner ein ausgeprägtes Gleichgewicht zwischen Steifheit und Zähigkeit des Materials sowie eine außergewöhnliche Abriebbeständig- keit, wobei selbst im feuchten Zustand eine vergleichsweise nur geringe Änderung der mechanischen Werkstoffeigenschaf- ten, wie der Biege- und Zugfestigkeit, auftritt, so dass das erfindungsgemäße Kunststoff-Filament mit einem sehr geringen Durchmesser zwischen etwa 0,01 mm und etwa 0,13 mm die ihm zugedachte Reinigungswirkung optimal zu erfüllen vermag. Dabei kommen dem Kunststoff-Filament auf der Basis der vorgenannten Polyketone insbesondere die hohen Werte bei der Wiederaufrichtung sowohl in Luft als auch in Wasser und ihre hohe Biegefestigkeit bei gleichzeitiger physiolo- gischer Unbedenklichkeit zugute, so dass das Kunststoff- Filament für die Dentalpflege mit einem sehr geringen The plastic filaments according to the invention, which are manufactured primarily from thermoplastic, aliphatic polyketones which are composed of carbon monoxide units (CO units) and alkyl units, are distinguished by a unique combination of properties which make them suitable for use as dental filaments, in particular for toothbrushes, opens. Thus, the polyketones of the invention show a high mechanical, hydrolytic and chemical resistance, eg to weak acids or bases as well as to saliva. They also have a pronounced balance between stiffness and toughness of the material as well as an extraordinary abrasion resistance, whereby even in the moist state a comparatively small change of the mechanical material properties, such as the bending and tensile strength, occurs, so that the plastics material according to the invention Filament with a very small diameter between about 0.01 mm and about 0.13 mm is able to fulfill its intended cleaning effect optimally. The plastic filament based on the abovementioned polyketones, in particular, benefits from the high levels of recovery both in air and in water and their high flexural strength combined with physiological safety, so that the plastic filament for dental care has a very high resistance low
Durchmesser bereitgestellt werden kann, aber dennoch eine ebenbürtige oder gar bessere Reinigungswirkung erzielt als herkömmliche Filamente auf der Basis von Polyamiden oder dergleichen mit größeren Durchmessern, welche ihre Reinigungswirkung zudem nicht in sehr engen ( Zahn- ) Zwischenräumen entfalten können. Folglich sind die erfindungsgemäßen Kunststoff-Filamente auf der Basis der genannten thermoplastischen, aliphatischen Polyketone in der Lage, tiefer in (Zahn-) Zwischenräume oder auch in Zahnfleischtaschen zu gelangen und auch diese Bereiche besser zu reinigen als es mit Filamenten aus üblichen Materialien gemäß dem Stand der Technik möglich ist. Allerdings besteht ein Nachteil der erfindungsgemäß alsDiameter can be provided, but still achieves a level or even better cleaning effect than conventional filaments based on polyamides or the like with larger diameters, which also can not develop their cleaning effect in very narrow (tooth) spaces. Consequently, the plastic filaments of the invention based on said thermoplastic aliphatic polyketones are able to penetrate deeper into interdental spaces or even in periodontal pockets and also to clean these areas better than filaments made of conventional materials according to the prior art the technology is possible. However, there is a disadvantage of the invention as
Borstenmaterialien eingesetzten thermoplastischen Polyketone, welche aus Kohlenstoffmonoxid- und Alkyleinheiten aufgebaut sind, darin, dass sie in aller Regel eine nicht zu- friedenstellende Oxidationsbeständigkeit sowie eine relativ schlechte Beständigkeit gegenüber elektromagnetischer Bristles used thermoplastic polyketones, which are composed of carbon monoxide and alkyl moieties, in that they usually a not satisfactory oxidation resistance and relatively poor resistance to electromagnetic
Strahlung im ultravioletten Spektrum besitzen, was sich für Bürsten im Allgemeinen und insbesondere für Zahnbürsten, welche höchsten Anforderungen an die gesundheitliche Unbedenklichkeit und an die Hygiene genügen müssen, als nicht tolerierbar herausgestellt hat. Dem begegnet die Erfindung dadurch, dass die Polymermatrix des Kunststoff-Filamentes, aus dessen Abschnitten die erfindungsgemäßen Borsten gebil- det sind, ferner wenigstens ein Additiv aus der Gruppe der Antioxidantien und der UV-Stabilisatoren enthält, wobei sich insbesondere im Falle von für Zahnbürsten vorgesehenen Borsten die weiter unten näher beschriebenen, physiologisch unbedenklichen Antioxidantien und UV-Stabilisatoren in be- sonderem Maße als geeignet erwiesen haben. Have radiation in the ultraviolet spectrum, which has been found to be intolerable for brushes in general and in particular for toothbrushes, which must meet the highest standards of health safety and hygiene, intolerable. This is counteracted by the invention in that the polymer matrix of the plastic filament, from the sections of which the bristles according to the invention are formed, furthermore contains at least one additive from the group of antioxidants and UV stabilizers, in particular in the case of toothbrushes Bristles which have been described in detail below, physiologically harmless antioxidants and UV stabilizers have been found to be particularly suitable.
Eine Bürste, wie z.B. eine Zahnbürste, welche die erfindungsgemäßen Borsten enthält, sei es ausschließlich oder sei es insbesondere teilweise, kann dabei von beliebiger bekannter Form sein, wobei die Borsten beispielsweise in Borstenbündeln angeordnet sein können. Die Bürste kann hierbei aufgrund des sehr geringen Durchmessers ihrer Borsten von maximal etwa 0,13 mm jedoch mehr Borsten aufweisen als dies beim Stand der Technik der Fall ist, wie bei- spielsweise wenigstens etwa 5000 Borsten, insbesondere wenigstens etwa 5500 Borsten, vorzugsweise wenigstens etwa 6000 Borsten, so dass ihre Reinigungswirkung weiter verbessert werden kann. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass sich die erfindungsgemäßen Borsten insbesondere auch her- vorragend für Schall- und Ultraschall-Zahnbürsten eignen. A brush, such as A toothbrush containing the bristles according to the invention, be it exclusively or in particular in part, may be of any known form, wherein the bristles may be arranged, for example, in bristle bundles. However, due to the very small diameter of its bristles of at most about 0.13 mm, the brush can have more bristles than is the case in the prior art, for example at least about 5000 bristles, in particular at least about 5500 bristles, preferably at least about 6000 bristles, so that their cleaning effect can be further improved. In addition, it has been found that the bristles according to the invention are also particularly suitable for sonic and ultrasonic toothbrushes.
Das für die Kunststoffmatrix der erfindungsgemäßen Borsten eingesetzte thermoplastische, aliphatische Polyketon be- steht insbesondere ausschließlich aus Kohlenstoffmonoxid- einheiten bzw. CO-Einheiten und Alkyleinheiten, wobei es sich bei den aliphatischen Polyketonen um Co- oder Terpoly- mere mit wiederkehrenden Struktureinheiten der Formel The thermoplastic aliphatic polyketone used for the plastic matrix of the bristles according to the invention comprises in particular exclusively consists of carbon monoxide units or CO units and alkyl units, the aliphatic polyketones being co- or terpolymers with recurring structural units of the formula
-R-CO- handelt, welche zumeist, wenn auch nicht notwendi¬ gerweise ausschließlich, alternierend angeordnet sind, aber auch vornehmlich statistisch angeordnet sein können. Bei "R" handelt es sich dabei um einen Alkylrest, vorzugsweise um einen zweiwertigen aliphatischen Rest mit zwei bis sechs Kohlenstoffatomen, also um eine zweiwertige Ethyl-, Pro- pyl-, Butyl-, Pentyl- und/oder Hexylgruppe. -R-CO- is, which usually, though not notwendi ¬ gerweise are exclusively, alternately arranged, but may also be arranged randomly mainly. In this case, "R" is an alkyl radical, preferably a divalent aliphatic radical having two to six carbon atoms, ie a divalent ethyl, propyl, butyl, pentyl and / or hexyl group.
Bei dem erfindungsgemäßen Schmelzspinnverfahren zur Herstellung der Kunststoff-Filamente auf Basis von thermoplastischen, aliphatischen Polyketonen wird zunächst eine In the melt spinning process according to the invention for the production of plastic filaments based on thermoplastic, aliphatic polyketones is first a
Spinnmasse, welche wenigstens etwa 70 Mass.-% wenigstens eines solchen Polyketons sowie, insbesondere bis zu etwa 10 ass.-%, wenigstens eines Additivs aus der Gruppe der Antioxidantien und der UV-Stabilisatoren enthält, bereitgestellt. Diese Spinnmasse wird zum Aufschmelzen in einen Extruder dosiert, bei welchem es sich beispielsweise um einen Einschneckenextruder mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von etwa 20 bis etwa 40, insbesondere von etwa 25 bis etwa 30, handeln kann. Die Schnecke des Extruders kann vorteilhafterweise dreigeteilt sein und einen Bereich zum Einzug der Spinnmasse und zum Aufschmelzen derselben, einen hieran anschließenden Bereich zur Verdichtung und Homogenisierung sowie einen wiederum hieran anschließenden Bereich zum Ausstoß der plastifizierten Spinnmasse aufweisen. Der Extruder kann dabei vorzugsweise mehrere Zonen zum Aufschmelzen und Homogenisieren der Spinnmasse umfassen, wobei alle Zonen im Wesentlichen bei derselben Temperatur oder mit abfallendem oder ansteigendem Temperaturverlauf oder auch mit einem Temperaturmaxima und/oder -minima auf- weisenden Temperaturverlauf betrieben werden können. A dope containing at least about 70% by weight of at least one such polyketone and, more preferably, up to about 10% by weight of at least one additive selected from the group consisting of antioxidants and UV stabilizers. This dope is dosed to melt into an extruder, which may be, for example, a single screw extruder having a length to diameter ratio of from about 20 to about 40, more preferably from about 25 to about 30. The screw of the extruder can advantageously be divided into three parts and have a region for the collection of the spinning mass and for melting the same, a subsequent region for compaction and homogenization and in turn a subsequent region for ejecting the plasticized dope. The extruder may preferably comprise a plurality of zones for melting and homogenizing the dope, wherein all zones substantially at the same temperature or with decreasing or increasing temperature profile or can also be operated with a temperature profile showing temperature maxima and / or minima.
Die plastifizierte Spinnmasse wird sodann in aufgeschmolzener Form durch eine Düsenplatte gepresst, welche eine oder mehrere Spinnkapillaren aufweisen kann, deren Durchmesser maximal etwa 1,0 mm, insbesondere maximal etwa 0,8 mm, vorzugsweise maximal etwa 0,4 mm, (jeweils entsprechend dem Durchmesser der Bohrung an der Austrittseite der Polymermasse) beträgt, wobei die Temperatur der Spinnmasse an der Austrittseite der Spinnkapillare (n) im Bereich von etwa 190°C bis etwa 300°C, insbesondere im Bereich von etwa 200°C bis etwa 270°C, vorzugsweise im Bereich von etwa 220°C bis etwa 260°C, beispielsweise im Bereich von etwa 220°C bis etwa 250°C, wie z.B. im Bereich von etwa 237°C bis etwa 242°C, (jeweils beim Austritt aus der Spinnkapillaren) eingestellt wird. Die Düsenplatte kann in der Regel Teil eines Spinnpaketes sein, welches den Schmelzestrom auf die vorhandenen Spinnkapillaren verteilt und den zum Spinnen notwendigen Druck aufbaut, und welches vorteilhafterweise Filtereinrichtungen für die geschmolzene Spinnmasse, z.B. in Form eines Metallnetzes mit einer Maschenweite von etwa 10 mesh bis etwa 350 mesh, insbesondere von etwa The plasticized dope is then pressed in molten form through a die plate, which may have one or more spinning capillaries whose diameter is at most about 1.0 mm, in particular at most about 0.8 mm, preferably at most about 0.4 mm (each corresponding to the Diameter of the bore at the exit side of the polymer mass), wherein the temperature of the spinning mass on the exit side of the spinning capillary (s) in the range of about 190 ° C to about 300 ° C, in particular in the range of about 200 ° C to about 270 ° C. , preferably in the range of about 220 ° C to about 260 ° C, for example in the range of about 220 ° C to about 250 ° C, such as in the range of about 237 ° C to about 242 ° C, (each at the exit from the spinning capillaries) is set. As a rule, the nozzle plate can be part of a spin pack which distributes the melt stream to the existing spinning capillaries and builds up the pressure necessary for spinning, and which advantageously comprises filter means for the molten spinning mass, e.g. in the form of a metal mesh with a mesh size of about 10 mesh to about 350 mesh, in particular of about
80 mesh bis etwa 250 mesh, sowie die nachgeordnete Düsenplatte umfassen kann. Zusätzliche Filtereinrichtungen können gegebenenfalls in einem weiteren, in den Schmelzekanal des Extruders montierten und vorzugsweise mittels eines Siebwechslers austauschbaren Metallnetzes der beschriebenen Art bestehen. Die Temperatur der Spinnmasse sollte dabei derart gewählt werden, dass einerseits eine ausreichende Fließfähigkeit der Spinnmasse gewährleistet ist, andererseits die thermische Belastung des Spinnmasse auf der Basis der erfindungsgemäßen Polyketone begrenzt bleibt, so dass Vernetzungs- und Abbaureaktionen sowie Gelbildung in der Spinnmasse sich in Grenzen halten oder gar gänzlich unterdrückt werden können. Um die Schmelze zu den Filamenten zu spinnen, kann die Schmelze im Anschluss an den Extrusions- prozess ferner mittels einer oder mehrerer Spinnpumpen, z.B. in Form von Zahnradpumpen, bei einem Druck zwischen etwa 5 bar und etwa 80 bar, insbesondere zwischen etwa 45 bar und etwa 55 bar, durch die Düsenplatte gepresst werden, welche beispielsweise zwischen 1 und etwa 750 Spinnkapillaren mit einem der vorgenannten Durchmessern besitzen kann. Als bevorzugte Flussrichtung der Schmelze hat sich dabei, wenngleich nicht notwendigerweise, eine im Wesentlichen vertikale Richtung herausgestellt. 80 mesh to about 250 mesh, and may include the downstream nozzle plate. Additional filtering devices may optionally be in another, in the melt channel of the extruder mounted and preferably exchangeable by means of a screen changer metal mesh of the type described. The temperature of the spinning mass should be chosen such that on the one hand sufficient fluidity of the spinning mass is ensured, on the other hand, the thermal load of the spinning mass on the basis of the polyketones according to the invention remains limited, so that Crosslinking and degradation reactions and gel formation in the dope can be kept within limits or even completely suppressed. In order to spin the melt into the filaments, the melt can also, after the extrusion process by means of one or more spin pumps, for example in the form of gear pumps, at a pressure between about 5 bar and about 80 bar, in particular between about 45 bar and about 55 bar, are pressed through the nozzle plate, which may have, for example, between 1 and about 750 spinning capillaries with one of the aforementioned diameters. As the preferred direction of flow of the melt, a substantially vertical direction has been found, although not necessarily.
Nach der Formgebung der Filamente mittels der Spinnkapillaren kann optional eine Abschreckung derselben vorgesehen sein, welche beispielsweise in einem Abstand stromab der Spinnkapillaren zwischen etwa 0,1 cm und etwa 20 cm stattfinden und z.B. in einem Wasserbad bei einer Temperatur zwischen 5°C und etwa 95°C, insbesondere zwischen etwa 25°C und etwa 30°C, oder in Luft bzw. in einem anderen Gas oder Gasgemisch bei einer Temperatur zwischen etwa -100°C und etwa 200°C erfolgen kann. After shaping the filaments by means of the spinning capillaries, optionally a quenching thereof may be provided, which for example take place at a distance downstream of the spinning capillaries between about 0.1 cm and about 20 cm, and e.g. in a water bath at a temperature between 5 ° C and about 95 ° C, in particular between about 25 ° C and about 30 ° C, or in air or in another gas or gas mixture at a temperature between about -100 ° C and about 200 ° C can take place.
Das entstandene Filament wird sodann, z.B. mittels eines geeigneten Satzes von Galetten, von den Spinnkapillaren abgezogen, wobei zweckmäßigerweise Abzugsgeschwindigkeiten zwischen etwa 1 m/min und etwa 200 m/min, insbesondere zwischen etwa 1 m/min und etwa 120 m/min, vorzugsweise zwischen etwa 5 m/min und etwa 50 m/min, z.B. im Bereich von etwa 20 m/min, eingestellt werden. Die Abzugsgeschwindigkeit sollte dabei vorzugsweise derart gewählt werden, dass sich gegenüber der Austrittsgeschwindigkeit der Spinnmasse aus der Düse ein Verstreckgrad von größer 1 ergibt, wodurch sich eine höhere Kristallinität des Filamentes mit verbesserter mechanischen Stabilität, Biegefestigkeit und Biegeerholung ergibt. Darüber hinaus verbessert der so gewählte Verstreckgrad die Durchmessergleichmäßigkeit der Filamente. The resulting filament is then stripped from the spinning capillaries, for example by means of a suitable set of godets, expediently take-off speeds of between about 1 m / min and about 200 m / min, in particular between about 1 m / min and about 120 m / min, preferably be set between about 5 m / min and about 50 m / min, for example in the range of about 20 m / min. The take-off speed should preferably be selected such that in relation to the exit speed of the spinning mass results in a draw ratio of greater than 1 from the die, resulting in a higher crystallinity of the filament with improved mechanical stability, flexural strength and flexural recovery. In addition, the so selected degree of stretching improves the diameter uniformity of the filaments.
Direkt im Anschluss erfolgen eine oder mehrere Filamentver- streckungen, z.B. zwischen verschiedenen Galettensätzen mit einem Gesamtfaktor der Verstreckung von zweckmäßigerweise zwischen etwa 1:2 und etwa 1:15, insbesondere zwischen etwa 1:3 und etwa 1:15, vorzugsweise zwischen etwa 1:4 und etwa 1:8, z.B. im Bereich zwischen etwa 1:4,8. Vorteilhafterweise kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass an eine oder an jede Verstreckstufe eine Relaxier- bzw. Fi- xierstufe anschließt, in welcher sich aufgebaute Spannungen im Filament unter Beibehaltung der entsprechenden Zugspannung abbauen können, was zu einem Schrumpfungsfaktor, insbesondere zwischen etwa 1:0,7 und etwa 1:0,99 führt, z.B. im Bereich von etwa 1:0,88, führt. Die einzelnen Schritte der Verstreckung und Relaxation können dabei beispielsweise unter Zuhilfenahme von Heißluft oder Wasserdampf bei Temperaturen von bis zu etwa 270°C, insbesondere bei Temperaturen von bis zu etwa 250°C, z.B. im Bereich von etwa 180°C bis etwa 220°C, erfolgen. Immediately thereafter, one or more filament stretches, e.g. between different godet sets with a total draw factor of preferably between about 1: 2 and about 1:15, in particular between about 1: 3 and about 1:15, preferably between about 1: 4 and about 1: 8, e.g. in the range between about 1: 4,8. Advantageously, it can be provided in this context that adjoining one or each stretching stage is a relaxation or fixing stage in which stresses built up in the filament can be reduced while maintaining the corresponding tensile stress, resulting in a shrinkage factor, in particular between approximately 1: 0.7 and about 1: 0.99 leads, eg in the range of about 1: 0.88. The individual steps of stretching and relaxation can be carried out, for example, with the aid of hot air or steam at temperatures of up to about 270 ° C., in particular at temperatures of up to about 250 ° C., e.g. in the range of about 180 ° C to about 220 ° C, take place.
Anschließend kann optional ein Auftrag von Schmiermitteln, Antistatika, Fadenschlussmitteln und dergleichen auf die Filamente zur Verbesserung ihrer Verarbeitbarkeit durchgeführt werden, wobei eine bevorzugte Auftragungsweise mit- tels einer Avivagenwalze mit anpassbarer Drehzahl erfolgen kann, über welche die Filamente in vereinzelter oder in gebündelter Form laufen. Anschließend können die erzeugten Filamente einer geeigneten Lagerform zugeführt, beispielsweise aufgespult werden, um das Filament auf einer Spule oder Haspel, z.B. in runder, länglicher oder anderer Form, auf Vorrat halten zu können. Optional kann auch eine Überführung der erzeugten Filamentbündel in eine Strangform erfolgen. In jedem Fall kann eine anschließende Verpackung, z.B. mittels Überzug eines Schlauches oder Einwicklung mit z.B. Papier oder Kunststoff erfolgen. Optional kann ebenfalls eine abschlie- ßende Fixierung der Filamente, z.B. in Form einer Thermofi- xierung bei etwa 60°C bis etwa 220°C in einem Temperofen über etwa 5 min bis etwa 30 h oder mittels einer Behandlung in einem Autoklaven über etwa 10 min bis etwa 24 h durchgeführt werden, bevorzugt vor der Verpackung. Then, optionally, an application of lubricants, antistatic agents, thread-locking agents and the like to the filaments to improve their processability can be performed, whereby a preferred application mode can be made by means of an adjustable roller speeding roller over which the filaments run in isolated or bundled form. Subsequently, the filaments produced can be supplied to a suitable storage form, for example, wound up, in order to be able to keep the filament on a spool or reel, for example in a round, oblong or other form, in stock. Optionally, a transfer of the filament bundles produced can be made into a strand form. In any case, a subsequent packaging, for example by means of coating a tube or wrapping done with eg paper or plastic. Optionally, a final fixation of the filaments, for example in the form of a thermofixation at about 60 ° C. to about 220 ° C. in an annealing oven for about 5 minutes to about 30 hours or by means of a treatment in an autoclave for about 10 minutes be carried out until about 24 h, preferably before packaging.
Schließlich werden die erzeugten Filamente in einer Finally, the filaments are produced in one
Schneidvorrichtung zu den Borsten zugeschnitten. Cutting device tailored to the bristles.
Durch eine Kombination von angepassten Prozessparametern, wie Temperatur, Scherung, Durchsatz, Spinnverzug, Verstre- ckungsgrad, Fixierung und Verweilzeit, kann eine etwaige Vernetzung der Polymermatrix der Filamente unterdrückt werden . In vorteilhafter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Polymermatrix des Kunststoff-Filamentes zumindest etwa 80 Mass.-%, z.B. zumindest etwa 85 Mass.-%, insbesondere zumindest etwa 90 Mass.-%, z.B. zumindest etwa 95 ass.-%, vorzugsweise etwa 100%, bezogen auf die gesamte Polymer- matrix, des wenigstens einen thermoplastischen, aliphatischen Polyketons enthält, welches aus Kohlenstoffmonoxid- und Alkyleinheiten aufgebaut ist. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung handelt es sich bei dem wenigstens einen thermoplastischen, aliphatischen Polyketon um ein Polyketon aus der Gruppe der Ethylen-/CO- Copolymere, der Propylen-/CO-Copolymere, der Ethylen-/Pro- pylen-/CO-Terpolymere sowie Polymer-Blends hieraus. Letzte¬ re weisen die allgemeine Strukturformel By a combination of adapted process parameters, such as temperature, shear, throughput, spinning delay, degree of twist, fixation and residence time, any possible crosslinking of the polymer matrix of the filaments can be suppressed. In an advantageous embodiment, it can be provided that the polymer matrix of the plastic filament is at least about 80% by weight, for example at least about 85% by weight, in particular at least about 90% by weight, for example at least about 95% by weight, preferably about 100%, based on the total polymer matrix, containing at least one thermoplastic aliphatic polyketone, which is composed of carbon monoxide and alkyl moieties. In a further advantageous embodiment, the at least one thermoplastic, aliphatic polyketone is a polyketone from the group of the ethylene / CO copolymers, the propylene / CO copolymers, the ethylene / propylene / CO terpolymers and Polymer blends from this. Last ¬ re have the general structural formula
Figure imgf000016_0001
auf, wobei R eine einwertige Methylgruppe (CH3-Gruppe) ist. Wie bereits erwähnt, müssen die Ethyl-CO-Einheiten und die Propyl-CO-Einheiten allerdings nicht notwendigerweise ausschließlich alternierend angeordnet sein und kann die einwertige Methylgruppe "R" der obigen Propyleinheit ferner auch an dem benachbarten Kohlenstoffatom der obigen CH2- Gruppe gebunden sein ( - [CO-CH2-CHR- ] n- ) , z.B. in vornehm- lieh statistischer Verteilung im Molekül.
Figure imgf000016_0001
where R is a monovalent methyl group (CH 3 group). However, as already mentioned, the ethyl-CO units and the propyl-CO units need not necessarily be arranged exclusively alternately, and the monovalent methyl group "R" of the above propyl moiety may be further bonded to the adjacent carbon atom of the above CH 2 group (- [CO-CH 2 -CHR-] n -), eg in predominantly random distribution in the molecule.
In verfahrenstechnischer Hinsicht kann in diesem Zusammenhang folglich vorgesehen sein, dass das wenigstens eine thermoplastische, aliphatische Polyketon gemäß Schritt (a) aus der Gruppe der Ethylen-/CO-Copolymere, der Propylen-/ CO-Copolymere, der Ethylen-/Propylen-/CO- erpolymere sowie Polymer-Blends hiervon gewählt wird. In procedural terms, it can therefore be provided in this connection that the at least one thermoplastic aliphatic polyketone according to step (a) is selected from the group consisting of the ethylene / CO copolymers, the propylene / CO copolymers, the ethylene / propylene / CO- erpolymere and polymer blends thereof is selected.
Wie ebenfalls bereits erwähnt, gibt die Erfindung insbeson- dere die Möglichkeit einer sehr dünnen Ausgestaltung derAs already mentioned, the invention gives, in particular, the possibility of a very thin design of the
Borsten, wobei vorzugsweise vorgesehen sein kann, dass der maximale Durchmesser des Kunststoff-Filamentes zwischen etwa 0,01 mm und etwa 0,11 mm, insbesondere zwischen etwa 0,01 mm und etwa 0,08 mm, vorzugsweise zwischen etwa Bristles, wherein it can be preferably provided that the maximum diameter of the plastic filament between about 0.01 mm and about 0.11 mm, in particular between about 0.01 mm and about 0.08 mm, preferably between about
0,01 mm und etwa 0,06 mm, beispielsweise zwischen etwa 0,02 mm und etwa 0,06 mm, beträgt. 0.01 mm and about 0.06 mm, for example, between about 0.02 mm and about 0.06 mm.
Darüber hinaus kann bei einer erfindungsgemäßen Borste mit Vorteil vorgesehen sein, dass das wenigstens eine thermo- plastische, aliphatische Polyketon wenigstens einen der folgenden Werkstoffparameter aufweist: Moreover, it can be advantageously provided in a bristle according to the invention that the at least one thermoplastic, aliphatic polyketone has at least one of the following material parameters:
- eine Schmelztemperatur zwischen etwa 180 °C und etwa  a melting temperature between about 180 ° C and about
250°C, insbesondere zwischen 190 und 230°C, vorzugsweise zwischen etwa 197°C und etwa 223°C;  250 ° C, especially between 190 and 230 ° C, preferably between about 197 ° C and about 223 ° C;
- einen Schmelzflussindex ( elt Flow Index, MFI) zwischen etwa 1 g/10 min und etwa 350 g/10 min, insbesondere zwischen etwa 2 g/10 min und etwa 300 g/10 min, vorzugsweise zwischen etwa 6 g/10 min und etwa 60 g/10 min, ermittelt gemäß ASTM D1238 und ISO 1133 bei einer Temperatur von 240°C und 21,6 N; a melt flow index (MFI) between about 1 g / 10 min and about 350 g / 10 min, in particular between about 2 g / 10 min and about 300 g / 10 min, preferably between about 6 g / 10 min and about 60 g / 10 min, determined according to ASTM D1238 and ISO 1133 at a temperature of 240 ° C and 21.6 N;
- eine Streckspannung (tensile strength at yield) zwischen etwa 35 MPa und etwa 70 MPa, insbesondere zwischen etwa 43 MPa und 63 etwa MPa, ermittelt gemäß ASTM D638 bei 23°C; und  a tensile strength at yield of between about 35 MPa and about 70 MPa, in particular between about 43 MPa and about 63 MPa, determined according to ASTM D638 at 23 ° C; and
- einen Biegemodul zwischen etwa 450 MPa und etwa 2750 MPa, insbesondere zwischen etwa 650 MPa und etwa 2350 MPa, vorzugsweise zwischen etwa 650 MPa und etwa 2000 MPa, ermittelt gemäß ASTM D790 bei 23°C. Wie bereits angedeutet, kann die Polymermatrix des Kunststoff-Filamentes auf der Basis von thermoplastischen Poly- ketonen, welche aus Kohlenstoffmonoxid- und Alkyleinheiten aufgebaut sind, zweckmäßigerweise bis zu etwa 10 Mass.-%, insbesondere bis zu etwa 5 Mass.-%, vorzugsweise bis zu et- wa 4 Mass.-%, z.B. bis zu etwa 3 Mass.-% oder auch nur bis zu etwa 2 Mass.-%, jeweils bezogen auf die gesamte Polymermatrix, des wenigstens einen Additivs aus der Gruppe der Antioxidantien und der UV-Stabilisatoren enthalten, wobei es in vielen Fällen auch ausreichen kann, wenn die Polymer matrix bis zu etwa 1 Mass.-% wenigstens eines der vorgenannten Additive enthält. In Bezug auf solche Additive kann aus den oben genannten Gründen vorzugsweise vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Additiv aus der Gruppe der Antioxidantien und der UV- Stabilisatoren wenigstens ein Additiv aus der Gruppe der sterisch gehinderten Phenole, der HALS (hindered amine light stabilizer) und der Phosphite umfasst. a flexural modulus between about 450 MPa and about 2750 MPa, in particular between about 650 MPa and about 2350 MPa, preferably between about 650 MPa and about 2000 MPa, determined according to ASTM D790 at 23 ° C. As already indicated, the polymer matrix of the plastic filament based on thermoplastic poly ketones, which are composed of carbon monoxide and alkyl units, expediently up to about 10 Mass .-%, in particular up to about 5 Mass .-%, preferably up to about 4% by weight, for example up to about 3% by weight or even up to about 2% by weight, in each case based on the entire polymer matrix, of the at least one additive from the group of the antioxidants and UV stabilizers contain, wherein in many cases it may also be sufficient if the polymer matrix contains up to about 1% by weight of at least one of the abovementioned additives. With regard to such additives, it may be preferable for the reasons given above for the at least one additive from the group of the antioxidants and the UV stabilizers to contain at least one additive from the group of sterically hindered phenols, the HALS (hindered amine light stabilizer) and comprising phosphites.
Als Antioxidantien, welche der Polymermatrix des Kunst- stoff-Filamentes beispielsweise mit einem vorteilhaften An teil zwischen etwa 0,1 Mass.-% und etwa 5 Mass.-%, Vorzugs weise zwischen etwa 0,5 ass.-% und etwa 3 Mass.-%, zugesetzt sein können, können erfindungsgemäß insbesondere ste risch gehinderte Phenole und/oder HALS (hindered amine light stabilizer) und/oder Phosphite eingesetzt werden, welche gegebenenfalls mit Co-Stabilisatoren kombiniert wer den können. Vorteilhafte Antioxidantien auf der Basis von sterisch gehinderten Phenolen umfassen sterisch gehinderte alkylierte Monophenole, z.B. 2, 6-Di-tert-butyl-4-methyl- phenol oder 2 , 6-Di-tert-butyl-4-methoxyphenol , sterisch ge hinderte Alkylthiomethylphenole, z.B. 2, 4-Di-octylthio- methyl-6-tert-butylphenol, sterisch gehinderte hydroxylier te Thiodiphenylether, z.B. 2 , 2 * -Thio-bis ( 6-tert-butyl-4- methylphenol) , 4,4' -Thio-bis- ( 6-tert-butyl-3-methylphenol) 4,4' -Thio-bis- ( 6-tert-butyl-2-methylphenol ) , 4,4' -Thio-bis (3, 6-di-sec-amylphenol ) , 4,4' -Bis- (2, 6-di-methyl-4-hydroxy phenyl ) -disulfid, sterisch gehinderte Alkyliden-Bisphenole z.B. 2, 2 ' -Methylen-bis- ( 6-tert-butyl-4-methylphenol, sterisch gehinderte Benzylphenole, z.B. 3 , 5 , 3 ' , 51 -Tetra-tert- butyl-4 , 4 ' -dihydroxydibenzylether , sterisch gehinderte hyd roxybenzylierte Malonate, z.B. Dioctadecyl-2 , 2-bis- ( 3 , 5-di- tert-butyl-2-hydroxy-benzyl) -malonat oder Bis- (1, 2, 2, 6, 6- pentamethyl-4-piperidyl) - [ [3, 5-bis- (1, 1-dimethylethyl ) -4- hydroxyphenyl]methyl] -2-butylmalonat , sterisch gehinderte Hydroxybenzyl-Aromaten, z.B. 1 , 3 , 5-Tris- ( 3 , 5-di-tert- butyl) -4-hydroxy-benzyl) -2,4, 6-trimethylbenzol, 1, 4-Bis- (3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -2,3,5, 6-tetramethyl- benzol, 2,4, 6-Tris- (3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl ) - phenol, sterisch gehinderte phenolische Triazinverbindun- gen, z. B. 2, 4-Bis-octylmercapto- (3, 5-di-tert-butyl-4- hydroxyanilino) -1,3, 5-triazin, 2, 4-Bis- [ [4- (2-ethyl- hexyloxy) -2-hydroxy] -phenyl] -6- ( 4-methoxyphenyl) -1, 3, 5- triazin oder 2- (4, 6-Bis- (2, -dimethylphenyl) -1, 3, 5-triazin- 2-yl-5- (3- ( ( 2-ethylhexyl ) oxy) -2-hydroxypropoxy-phenol , ste- risch gehinderte phenolische Benzylphosphonate, z. B. Di- methyl-2, 5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonat , N- (3, 5- di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl ) -carbaminsäurealkylester, Ester der ß- ( 3 , 5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl ) -Propionsäure mit ein- oder mehr-wertigen Alkoholen, Ester der ß-(5-tert- Butyl-4-hydroxy-3-methylphenyl ) -Propionsäure mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen, Ester der ß- ( 3 , 5-Dicyclohexyl-4- hydroxyphenyl ) -Propionsäure mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen, Ester der 3, 5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenylessig- säure mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen, Amide der ß- ( 3 , 5-Di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl ) -Propionsäure, wie z.B. N,N'-Bis-(3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxy-phenylpropionyl ) - hexamethylendiamin, Ν,Ν' -Bis- (3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxy- phenylpropionyl) -trimethylendiamin oder N, N 1 -Bis- ( 3 , 5-di- tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl) -hydrazin. Weitere Bei- spiele für Phenole der vorgenannten Art umfassen 3,9-Bis- [2, 4-bis- (l-methyl-l-phenylethyl)phenoxy] -2,4, 8, 10-tetra- oxa-3 , 9-diphosphaspiro [5.5] undecan, 3, 9-Bis- [2- [ 3- (3-tert- butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl ) propionyloxy] -1, 1-dimethyl- ethyl] -2,4,8, 10-tetraoxaspiro [5.5] undecan, p-tert-Amyl- phenolformaldehyd, ß-Diketone aus der Kondensation von Ace- tophenonen und einem Ester der Octadecansäure , Bis[2-(tert- butyl-6- [ [3-tert-butyl-2-hydroxy-5-methylphenyl]methyl] -4- methyl-phenyl] -1, -benzoldicarboxylat und 1 , 2-Bis [ 3 , 3-bis-As antioxidants, which of the polymer matrix of the plastic filament, for example, with an advantageous part to about 0.1 wt .-% and about 5 Mass .-%, preferably between about 0.5 wt .-% and about 3 mass .-%, may be used according to the invention, in particular Ste hischgehindererte phenols and / or HALS (hindered amine light stabilizer) and / or phosphites can be used, which optionally combined with co-stabilizers who can. Advantageous antioxidants based on sterically hindered phenols include sterically hindered alkylated monophenols, eg, 2, 6-di-tert-butyl-4-methylphenol or 2,6-di-tert-butyl-4-methoxyphenol, sterically hindered Alkylthiomethylphenole , eg 2,4-dioctylthio methyl-6-tert-butylphenol, sterically hindered hydroxylated thiodiphenyl ethers, eg 2, 2 * -thio-bis (6-tert-butyl-4-methylphenol), 4,4 '- Thio-bis (6-tert-butyl-3-methylphenol) 4,4'-thio-bis (6-tert-butyl-2-methylphenol), 4,4'-thio-bis (3,6-di -sec-amylphenol), 4,4'-bis (2,6-dimethyl-4-hydroxy-phenyl) disulphide, sterically hindered alkylidene-bisphenols, eg 2, 2'-methylene-bis- (6-tert-butyl) butyl-4-methylphenol, sterically hindered benzylphenols, eg 3, 5, 3 ', 5 1 -tetra-tert-butyl-4,4'-dihydroxydibenzyl ether, hindered hyd crude benzylated malonates, for example dioctadecyl-2,2-bis (3,5-di-tert-butyl-2-hydroxybenzyl) malonate or bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl ) - [[3, 5-bis (1, 1-dimethylethyl) -4-hydroxyphenyl] methyl] -2-butylmalonate, sterically hindered hydroxybenzyl aromatics, eg, 1, 3, 5-tris (3, 5-di tert-butyl) -4-hydroxybenzyl) -2,4,6-trimethylbenzene, 1,4-bis (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -2,3,5, 6 -tetramethylbenzene, 2,4,6-tris- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -phenol, sterically hindered phenolic triazine compounds, e.g. B. 2, 4-bis-octylmercapto- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyanilino) -1,3,5-triazine, 2,4-bis [[4- (2-ethylhexyloxy ) -2-hydroxy] -phenyl] -6- (4-methoxyphenyl) -1, 3, 5-triazine or 2- (4,6-bis (2, -dimethylphenyl) -1, 3, 5-triazine 2-yl-5- (3- ((2-ethylhexyl) oxy) -2-hydroxypropoxy-phenol, sterically hindered phenolic benzylphosphonates, eg, dimethyl-2, 5-di-tert-butyl-4 hydroxybenzylphosphonate, N- (3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) -carbamic acid alkyl ester, ester of β- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionic acid with one or more valent alcohols, esters of ß- (5-tert-butyl-4-hydroxy-3-methylphenyl) propionic acid with mono- or polyhydric alcohols, esters of ß- (3, 5-dicyclohexyl-4-hydroxyphenyl) propionic acid with a or polyhydric alcohols, esters of 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylacetic acid with monohydric or polyhydric alcohols, amides of β- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionic acid , such as N, N'-bis (3, 5-d i-tert-butyl-4-hydroxy-phenylpropionyl) -hexamethylenediamine, Ν, Ν'-bis (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl) -trimethylenediamine or N, N 1 -bis ( 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl) -hydrazine. Further examples of phenols of the aforementioned type include 3,9-bis [2,4-bis (1-methyl-1-phenylethyl) phenoxy] -2,4,8,10-tetra-oxa-3,9 diphosphaspiro [5.5] undecane, 3, 9-bis- [2- [3- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy] -1, 1-dimethyl- ethyl] -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane, p-tert-amylphenolformaldehyde, β-diketones from the condensation of acetophenones and an ester of octadecanoic acid, bis [2- (tert-butyl) 6- [[3-tert-butyl-2-hydroxy-5-methylphenyl] methyl] -4-methylphenyl] -1, benzene dicarboxylate and 1, 2-bis [3, 3-bis-
(3-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) butanat] ethylen. Vorteilhafte Co-Stabilisatoren umfassen z.B. organische Phosphite und/oder organische Phosphonite, z.B. 5-Butyl-5-ethyl-2-(3-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) butanoate] ethylene. Advantageous co-stabilizers include e.g. organic phosphites and / or organic phosphonites, e.g. 5-butyl-5-ethyl-2-
(2,4, 6-tris-tert-butyl-phenoxy) -1, 3-dioxa-2-phosphorinan, Diethylphosphonessigsäureethylester oder 2 , 2 ' -Ethyliden- bis- (4 , 6-di-tert-butylphenyl ) fluorphosphonit , bei welchen es sich um als solche bekannte Co-Stabilisatoren für Antioxidantien handelt. Beispiele für bevorzugte UV-Stabilisatoren umfassen UV-ab- sorbierende Verbindungen, wie beispielsweise Benzophenone, z.B. 4-tert-Butyl-2- ( 5-tert-butyl-2-oxo-3H-benzofuran-3- yl) phenyl-3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoat , und Benztria- zole, z.B. 2 (2 ' -Hydroxy-5 ' -methylphenyl) benztriazole, 7,9- Alkyl-3- [3- (2H-benzotriazol-2-yl) -5- ( 1 , 1-dimethylethyl ) -4- hydroxyphenyl ] Propionate, 2- (4, 6-Diphenyl-l , 3, 5-triazin-2- yl) -5-hexyloxy) phenol oder 3, 5-Di-tert-butyl-4-hydroxy-3- phenylpropionsäureester des 1, 3, 5-tris (2-hydroxyethyl) -S- triazin-2 , 4 , 6- ( 1H, 3H, 5H) -trion, Triazine, insbesondere Hydroxyphenyltriazine, z.B. 2 , 4-Bis- [ [ 4- ( 2-ethyl-hexyloxy) - 2-hydroxy] -phenyl] -6- ( 4-methoxyphenyl ) -1,3,5-triazin oder 2- (4, 6-Bis- (2, 4-dimethylphenyl) -1, 3, 5-triazin-2-yl-5- (3- ( (2-ethylhexyl) oxy) -2-hydroxypropoxy-phenol, sowie Verbindungen des Typs HALS ("hindered amine light stabilizer" ) , z.B. Bis- (2, 2, 6, 6-tetramethyl-4-piperidinyl) -1, 10-decan- disäure, N, N 1 -Propan-1 , 3-diyl-bis- ( 3 , 5-di-tert-butyl-4- hydroxy-3-phenylpropionamid) oder dergleichen. Darüber hinaus kann bei einer erfindungsgemäßen Borste selbstverständlich vorgesehen sein, dass die Polymermatrix des Kunststoff-Filamentes wenigstens ein weiteres Additiv aus der Gruppe der Pigmente und Farbstoffe, der Füllstoffe, der Mattierungsmittel, der Verstärkungsstoffe, der Kristallisationsbeschleuniger, der Gleitmittel und der Antistatika enthält, welche insbesondere physiologisch unbedenklich sind und deren Anteil sich an den üblicherweise zugesetzten Anteilen orientiert, welche vornehmlich vom Typ des jewei- ligen Additivs abhängen. In verfahrenstechnischer Hinsicht kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass dem wenigstens einen thermoplastischen, aliphatischen Polyketon gemäß Schritt (a) die jeweils gewünschte Menge wenigstens eines weiteren Additivs der vorgenannten Art zugesetzt wird oder ein Master-Batch das jeweilige Additiv bereits enthält. Entsprechendes gilt freilich auch für die erfindungsgemäß obligatorisch vorgesehenen Additive aus der Gruppe der Antioxidantien und der UV-Stabilisatoren. Zwecks einer Einfärbung des erfindungsgemäßen Kunststoff-(2,4,6-tris-tert-butylphenoxy) -1,3-dioxa-2-phosphorinane, diethylphosphonoacetic acid ethyl ester or 2,2'-ethylidene bis (4,6-di-tert-butylphenyl) fluorophosphonite, which are known as such co-stabilizers for antioxidants. Examples of preferred UV stabilizers include UV-absorbing compounds, for example benzophenones, for example 4-tert-butyl-2- (5-tert-butyl-2-oxo-3H-benzofuran-3-yl) -phenyl-3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoate, and benzotriazoles, eg, 2 (2'-hydroxy-5'-methylphenyl) benzotriazoles, 7,9-alkyl-3- [3- (2H-benzotriazole-2-one yl) -5- (1, 1-dimethylethyl) -4-hydroxyphenyl] propionates, 2- (4, 6-diphenyl-l, 3, 5-triazin-2-yl) -5-hexyloxy) phenol or 3, 5 Di-tert-butyl-4-hydroxy-3-phenylpropionic acid ester of the 1,3,5-tris (2-hydroxyethyl) -S-triazine-2,4,8- (1H, 3H, 5H) -trione, triazines, in particular hydroxyphenyltriazines, for example 2,4-bis [[4- (2-ethyl-hexyloxy) -2-hydroxy] -phenyl] -6- (4-methoxyphenyl) -1,3,5-triazine or 2- (4 , 6-bis- (2,4-dimethylphenyl) -1,3,5-triazin-2-yl-5- (3- ((2-ethylhexyl) oxy) -2-hydroxypropoxy-phenol, as well as compounds of the HALS type ("hindered amine light stabilizer"), eg bis (2, 2, 6, 6-tetramethyl-4-piperidinyl) -1, 10-decane diacid, N, N 1 -propane-1,3-diyl-bis- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-3-phenyl-propionamide) or the like. In addition, it can of course be provided in a bristle according to the invention that the polymer matrix of the plastic filament contains at least one further additive from the group of pigments and dyes, fillers, matting agents, reinforcing agents, crystallization accelerators, lubricants and antistatic agents are physiologically harmless in particular and their proportion is based on the amounts usually added, which depend primarily on the type of the respective additive. In terms of process engineering, it may be provided in this context that the at least one thermoplastic aliphatic polyketone according to step (a) is added to the respective desired amount of at least one further additive of the aforementioned type or a master batch already contains the particular additive. The same applies, of course, to the additives compulsorily provided according to the invention from the group of antioxidants and UV stabilizers. For the purpose of coloring the plastic
Filamentes können vorzugsweise Farbmittel auf der Basis von anorganischen Pigmenten oder organischen Farbstoffen zum Einsatz gelangen, welche z.B. in Form eines Masterbatches mit einem geeigneten Trägermaterial beim Extrudieren Filaments may preferably be used on the basis of inorganic pigments or organic dyes, which may be e.g. in the form of a masterbatch with a suitable carrier material during extrusion
(Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens) zudosiert werden können. Beispiele für bevorzugte Pigmente umfassen Ruß, Titandioxid oder Eisenoxide. Beispiele für bevorzugte Farbstoffe umfassen anionische Farbstoffe, Säurefarbstoffe, Metallkomplexfarbstoffe, kationische oder basische Farb- Stoffe sowie Dispersionsfarbstoffe. (Step (b) of the method according to the invention) can be metered. Examples of preferred pigments include carbon black, titanium dioxide or iron oxides. Examples of preferred dyes include anionic dyes, acid dyes, metal complex dyes, cationic or basic dyes, and disperse dyes.
Beispiele für bevorzugte Füllstoffe umfassen Karbonate, wie z.B. Kreide oder Dolomit, Silikate, wie z.B. Talk, Glimmer, Kaolin, oder Sulfate, wie z.B. Baryt, oder Oxide und Hydroxide, wie z.B. Quarzmehle, kristalline Kieselsäure, Alumi¬ nium- oder Magnesiumhydroxide oder Magnesium-, Zink- oder Kalziumoxide . Examples of preferred fillers include carbonates such as chalk or dolomite, silicates such as talc, mica, Kaolin, or sulfates, such as barytes, or oxides and hydroxides, such as quartz flour, crystalline silica, Alumi ¬ nium- or magnesium hydroxides or magnesium, zinc or calcium.
Ein Beispiel für ein bevorzugtes Mattierungsmittel stellt Titandioxid dar; Beispiele für bevorzuge Kristallisationsbeschleuniger umfassen Carbonsäureester. Beispiele für bevorzugte Gleitmittel umfassen Polyolefin- wachse, Fettsäuren oder deren Salze, Fettalkohole, Fettsäureester, Silikone, Polysiloxane und insbesondere PMSQ, wie sie in der EP 2 933 361 AI beschrieben sind. Beispiele für bevorzugte Antistatika umfassen Ruße, Graphit, Graphen, Kohlenstoff-Nanoröhren (carbon nano tubes, CNT) oder Metallpartikel. An example of a preferred matting agent is titanium dioxide; Examples of preferred crystallization accelerators include carboxylic esters. Examples of preferred lubricants include polyolefin waxes, fatty acids or their salts, fatty alcohols, fatty acid esters, silicones, polysiloxanes and in particular PMSQ, as described in EP 2,933,361 AI. Examples of preferred antistatic agents include carbon blacks, graphite, graphene, carbon nanotubes (CNTs), or metal particles.
Beispiele für bevorzugte Verarbeitungshilfsmittel umfassen Wachse oder längerkettige Carbonsäuren einschließlich deren Salze, aliphatische, aromatische Ester oder Ether. Examples of preferred processing aids include waxes or longer chain carboxylic acids including their salts, aliphatic, aromatic esters or ethers.
Wie bereits angedeutet, können sich in Kombinationen der thermoplastischen aliphatischen Polyketone mit ausgewählten weiteren thermoplastischen Polymeren die einzelnen Polymerkomponenten in synergistischer Weise ergänzen, wobei den Kunststoff-Filamenten durch die weiteren Polymere z.B. ausgezeichnete mechanische Eigenschaften verliehen werden können, wie ein hoher E-Modul, geringes Kriechen, geringe Kröpfungsneigung etc., und durch das thermoplastische aliphatische Polyketon insbesondere eine hohe Biegesteifig- keit sowie eine erhöhte Abriebbeständigkeit, um das Kunststoff-Filament sehr dünn ausgestalten zu können. Gemäß ei- ner Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Borste kann demnach vorgesehen sein, dass die Polymermatrix des Kunst- stoff-Filamentes bis zu etwa 30 Mass.-%, z.B. bis zu etwa 25 ass.-%, insbesondere bis zu 20 Mass.%, z.B. bis zu etwa 15 Mass.-%, vorzugsweise bis zu etwa 10 Mass.-%, z.B. bis zu etwa 5 ass.-%, bezogen auf die gesamte Polymermatrix, wenigstens eines weiteren thermoplastischen Polymers enthält. Das wenigstens eine weitere thermoplastische Polymer kann vorzugsweise aus der Gruppe der Polyolefine, der Polyester, der Polyamide, der Polyoxymethylene, der Polyurethane, der Polyphenylensulfide, der Polyphenylensulfone, der Poly- ethersulfone, der Polyphenylenether, der Polyphenylenketo- ne, der Polyphenylenetherketone, der Polyetherimide, der Polyetheretherketone, der thermoplastischen Elastomere, insbesondere in Form von thermoplastischen Polyurethanen, Polyestern und/oder Polyamiden, und der flüssigkristallinen Polymere gewählt sein, wobei selbstverständlich auch mehre- re Vertreter der vorgenannten Polymere zum Einsatz gelangen können. Bei diesen weiteren Polymeren handelt es sich vornehmlich um als solche bekannte Polymere, welche im Stand der Technik bereits zur Herstellung von Filamenten eingesetzt werden. As already indicated, in combinations of the thermoplastic aliphatic polyketones with selected other thermoplastic polymers, the individual polymer components complement each other in a synergistic manner, wherein the plastic filaments can be given excellent mechanical properties, such as a high modulus of elasticity, by the other polymers Creep, low Kröpfungsneigung etc., and by the thermoplastic aliphatic polyketone in particular a high flexural strength and increased abrasion resistance in order to make the plastic filament very thin. According to a According to a further development of a bristle according to the invention, the polymer matrix of the plastic filament can be up to about 30% by weight, for example up to about 25% by weight, in particular up to 20% by weight, for example up to about 15% by mass, preferably up to about 10% by mass, for example up to about 5% by mass, based on the total polymer matrix, of at least one further thermoplastic polymer. The at least one further thermoplastic polymer may preferably be chosen from the group of polyolefins, polyesters, polyamides, polyoxymethylenes, polyurethanes, polyphenylene sulfides, polyphenylene sulfones, polyether sulfones, polyphenylene ethers, polyphenylene ketones, polyphenylene ether ketones, polyetherimides , Polyetheretherketone, the thermoplastic elastomers, in particular in the form of thermoplastic polyurethanes, polyesters and / or polyamides, and the liquid crystalline polymers may be selected, of course, several representatives of the aforementioned polymers can be used. These other polymers are primarily known as such polymers, which are already used in the prior art for the production of filaments.
Beispiele für Polyolefine umfassen Homo- oder Copolymere, welche von Ethylen und/oder von Propylen, gegebenenfalls in Kombination mit weiteren ethylenisch ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie -Olefinen mit vier bis acht Kohlenstoffatomen, abgeleitet sind. Polyethylen und Polypropylen kann dabei in unterschiedlichen Dichten und Kristallinitäten vorliegen. Beispiele für Polyester umfassen thermoplastische Polymere, welche von aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder aromatischen Dicarbonsäuren oder deren polyesterbildenden Derivaten, wie z.B. den Alkylestern, und von aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder aromatischen zweiwertigen Alkoholen, wie z.B. Ethylenglykol, 1 , 3-Propylenglykol und/oder Butylenglykol, abgeleitet sind. Weitere Beispiele für Poly¬ ester umfassen thermoplastisch-elastomere Polyester (TPE- C) , wie beispielsweise Polyester enthaltend wiederkehrende Butylenterephthalat-Struktureinheiten und enthaltend wiederkehrende Polybutylenglykolterephthalat-Struktureinheiten. Vorzugsweise können dabei aromatisch-aliphatische Polyesterhomo- oder -copolymere eingesetzt werden, wie z.B. Polybutylenterephthalat-Homopolymere oder Copolymere ent- haltend Butylenterephthalateinheiten . Derartige bevorzugte Polymere leiten sich also ab von Butylenglykol und gegebenenfalls weiteren Alkoholen sowie von Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten, wie Terephthalsäure- estern oder -Chloriden, ab. Neben oder anstelle von 1,4- Butandiol können solche Polyester von anderen geeigneten zweiwertigen Alkoholen abgeleitete Struktureinheiten enthalten, wobei typische Vertreter hierfür aliphatische und/oder cycloaliphatische Diole, beispielsweise 1,2-Ethan- diol, 1 , 3-Propandiol , 1 , 2-Cyclohexandimethanol oder deren Gemische, umfassen. Neben oder anstelle von Terephthalsäure oder deren polyesterbildenden Derivaten können solche Polyester von anderen geeigneten Dicarbonsäuren oder von deren polyesterbildenden Derivaten abgeleitete Struktureinheiten enthalten, wobei typische Vertreter hierfür aromatische und/oder aliphatische und/oder cycloaliphatische Dicarbonsäuren, beispielsweise Naphthalindicarbonsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure , Cyclohexandicarbonsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure oder deren Gemische, umfassen. Es können folg- lieh auch Kunststoff-Filamente hergestellt werden, welche andere Polyester enthalten, wie z.B. Polybutylenterephtha- lat, Polyethylenterephthalat , Polypropylenterephthalat , Po- lyethylennaphtalat-Homopolymer oder Copolymere enthaltend Ethylennaphthalateinheiten. Bausteine von thermoplastischen Copolyestern umfassen vorzugsweise die oben genannten Diole und Dicarbonsäuren, bzw. entsprechend aufgebaute polyesterbildende Derivate. Bevorzugt können dabei Polyester zum Einsatz gelangen, deren Lösungsviskositäten (IV-Werte) min- destens etwa 0,60 dl/g, insbesondere zwischen etwa 0,80 dl/g bis etwa 1,05 dl/g, vorzugsweise zwischen etwa 0,80 dl/g und etwa 0,95 dl/g, betragen, jeweils gemessen bei 25°C in Dichloressigsäure (DCE) ) . Beispiele für Polyamide umfassen thermoplastische Polymere, welche von aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder aromatischen Dicarbonsäuren oder deren polyamidbildenden Derivaten, wie z.B. deren Salzen, und von aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder aromatischen zweiwertigen Aminen, wie z.B. Hexamethylendiamin, abgeleitet sind. Weitere Beispiele für Polyamide umfassen thermoplastisch-elastomere Polyamide (TPE-A) , beispielsweise Polyamide enthaltend wiederkehrende Hexamethylenterephthalamid-Struktureinheiten und enthaltend wiederkehrende Polyethylenglykolterephthal- amid-Struktureinheiten . Bevorzugt eingesetzte Polyamide umfassen insbesondere teilkristalline aliphatische Polyamide, welche ausgehend von aliphatischen Diaminen und aliphatischen Dicarbonsäuren und/oder cycloaliphatischen Lactamen mit wenigstens 5 Ringgliedern oder entsprechenden Aminosäu- ren hergestellt werden können. Als Edukte kommen aliphatische Dicarbonsäuren, bevorzugt Adipinsäure, 2,2,4- und 2, , -Trimethyladipinsäure, Azelainsäure und/oder Sebacin- säure, aliphatische Diamine, bevorzugt 1, -Tetramethylen- diamin, 1, 6-Hexamethylendiamin, 1 , 9-Nonandiamin, 2,2,4- und 2 , 4 , 4-Trimethylhexamethylendiamin, die isomeren Diaminodi- cyclohexylmethane, Diaminodicyclohexylpropane, Bis-amino- methylcyclohexan, Aminocarbonsäuren, bevorzugt Aminocapron- säure oder die entsprechenden Lactame in Betracht. Copoly- amide aus mehreren der genannten Monomeren sind eingeschlossen. Besonders bevorzugt können Caprolactame, insbesondere ε-Caprolactam, eingesetzt werden. Weiterhin bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäß eingesetzten aliphatischen Homo- oder Copolyamiden um Polyamid 12, Polyamid 4, Polyamid 4.6, Polyamid 6, Polyamid 6.6, Polyamid 6.9, Polyamid 6.10, Polyamid 6.12, Polyamid 6.66, Polyamid 7.7, Polyamid 8.8, Polyamid 9.9, Polyamid 10.9, Polyamid 10.10, Polyamid 11 oder Polyamid 12. Ferner können sich die erfindungsgemäß eingesetzten Polyester und Polyamide auch von Hydroxycarbonsäuren oder von Aminocarbonsäuren ableiten . Examples of polyolefins include homo- or copolymers derived from ethylene and / or from propylene, optionally in combination with other ethylenically unsaturated aliphatic hydrocarbons, such as 4 to 8 carbon olefins. Polyethylene and polypropylene can be present in different densities and crystallinities. Examples of polyesters include thermoplastic polymers derived from aliphatic, cycloaliphatic and / or aromatic dicarboxylic acids or their polyester-forming derivatives, such as the alkyl esters, and aliphatic, cycloaliphatic and / or aromatic dihydric alcohols, such as ethylene glycol, 1, 3-propylene glycol and / or butylene glycol. Other examples of poly ¬ ester include thermoplastic elastomeric polyester (TPE C), such as polyester comprising recurring butylene terephthalate repeating units and comprising recurring polybutylene glycol terephthalate structural units. Aromatic-aliphatic polyester homopolymers or copolymers, such as, for example, polybutylene terephthalate homopolymers or copolymers comprising butylene terephthalate units, may be used. Such preferred polymers are thus derived from butylene glycol and optionally further alcohols and terephthalic acid or its polyester-forming derivatives, such as terephthalic acid esters or chlorides, from. In addition to or instead of 1,4-butanediol, such polyesters may contain structural units derived from other suitable dihydric alcohols, typical representatives of which include aliphatic and / or cycloaliphatic diols, for example 1,2-ethanediol, 1,3-propanediol, 1,2 Cyclohexanedimethanol or mixtures thereof. In addition to or instead of terephthalic acid or its polyester-forming derivatives, such polyesters may contain structural units derived from other suitable dicarboxylic acids or their polyester-forming derivatives, typical representatives of which are aromatic and / or aliphatic and / or cycloaliphatic dicarboxylic acids, for example naphthalenedicarboxylic acid, phthalic acid, isophthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, adipic acid , Sebacic acid or mixtures thereof. It can follow It is also possible to produce plastic filaments which contain other polyesters, for example polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polyethylene naphthalate homopolymer or copolymers comprising ethylene naphthalate units. Building blocks of thermoplastic copolyesters preferably comprise the abovementioned diols and dicarboxylic acids, or correspondingly constructed polyester-forming derivatives. Preference is given to using polyesters whose solution viscosities (IV values) are at least about 0.60 dl / g, in particular between about 0.80 dl / g to about 1.05 dl / g, preferably between about 0.80 dl / g and about 0.95 dl / g, each measured at 25 ° C in dichloroacetic acid (DCE)). Examples of polyamides include thermoplastic polymers derived from aliphatic, cycloaliphatic and / or aromatic dicarboxylic acids or their polyamide-forming derivatives such as their salts, and from aliphatic, cycloaliphatic and / or aromatic divalent amines such as hexamethylenediamine. Other examples of polyamides include thermoplastic-elastomeric polyamides (TPE-A), for example polyamides containing repeating hexamethylene terephthalamide structural units and containing repeating polyethylene glycol terephthalamide structural units. Preferably used polyamides comprise in particular partially crystalline aliphatic polyamides which can be prepared starting from aliphatic diamines and aliphatic dicarboxylic acids and / or cycloaliphatic lactams with at least 5 ring members or corresponding amino acids. Suitable starting materials are aliphatic dicarboxylic acids, preferably adipic acid, 2,2,4- and 2,, -trimethyladipic acid, azelaic acid and / or sebacic acid, aliphatic diamines, preferably 1-tetramethylene diamine, 1,6-hexamethylenediamine, 1,9-nonanediamine, 2,2,4- and 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, the isomeric diaminodicyclohexylmethanes, diaminodicyclohexylpropanes, bisamino-methylcyclohexane, aminocarboxylic acids, preferably aminocaproic acid or the corresponding lactams into consideration. Copolyamides of several of the monomers mentioned are included. Caprolactams, in particular ε-caprolactam, can be used with particular preference. The aliphatic homo- or copolyamides used according to the invention are furthermore preferably polyamide 12, polyamide 4, polyamide 4.6, polyamide 6, polyamide 6.6, polyamide 6.9, polyamide 6.10, polyamide 6.12, polyamide 6.66, polyamide 7.7, polyamide 8.8, polyamide 9.9 , Polyamide 10.9, polyamide 10.10, polyamide 11 or polyamide 12. Furthermore, the polyesters and polyamides used according to the invention can also be derived from hydroxycarboxylic acids or from aminocarboxylic acids.
Beispiele für Polyoxymethylene umfassen Homo- oder Copoly- mere, welche wiederkehrende Struktureinheiten der Formel -CH2-O- enthalten. Examples of polyoxymethylenes include homopolymers or copolymers which contain repeating structural units of the formula -CH 2 -O-.
Beispiele für Polyurethane umfassen Homo- oder Copolymere, welche von aromatischen oder (cyclo) aliphatischen Diisocya- naten und von (cyclo) aliphatischen oder aromatischen Diolen abgeleitet sind. Polyurethane enthalten beispielsweise wiederkehrende Struktureinheiten der Formel -C6H4-NH-CO-0-C2H4- O-CONH-. Weitere Beispiele für Polyurethane umfassen ther- moplastisch-elastomere Polyurethane (TPE-U) . Examples of polyurethanes include homo- or copolymers derived from aromatic or (cyclo) aliphatic diisocyanates and from (cyclo) aliphatic or aromatic diols. Polyurethanes contain, for example, repeating structural units of the formula -C 6 H 4 -NH-CO-O-C 2 H 4 -O-CONH-. Further examples of polyurethanes include thermoplastic-elastomeric polyurethanes (TPE-U).
Beispiele für Polyphenylensulfide umfassen Poly-p-phenylen- sulfide, beispielsweise Homo- oder Copolymere, welche wiederkehrende Struktureinheiten -para-C6H4-S- enthalten. Beispiele für Polyphenylensulfone umfassen Poly-p-phenylen- sulfone, beispielsweise Homo- oder Copolymere, welche wie¬ derkehrende Struktureinheiten -para-C6H4-SOx- enthalten, wo- bei x eine Zahl zwischen 1 und 2 bedeutet. Examples of polyphenylene sulfides include poly-p-phenylene sulfides, for example homopolymers or copolymers which contain repeating structural units -para-C 6 H 4 -S-. Examples of polyphenylene sulfones include poly-p-phenylene sulfone, for example, homopolymers or copolymers containing as structural units ¬ derkehrende -p-C 6 H 4 -SO x - contain, in WO x is a number between 1 and 2 is.
Beispiele für Polyphenylenether umfassen Poly-p-phenylen- ether, beispielsweise Homo- oder Copolymere, welche wiederkehrende Struktureinheiten -para-C6H4-0- enthalten. Examples of polyphenylene ethers include poly-p-phenylene ethers, for example homopolymers or copolymers which contain repeating structural units -para-C 6 H 4 -O-.
Beispiele für Polyphenylenketone umfassen Poly-p-phenylen- ketone, beispielsweise Homo- oder Copolymere, welche wiederkehrende Struktureinheiten -para-C6H4-CO- enthalten. Beispiele für Polyphenylenetherketone umfassen Poly-p- phenylenetherketone, beispielsweise Copolymere, welche wiederkehrende Struktureinheiten -para-CgH4-CO- und wiederkehrende Struktureinheiten -para-C6H4-0- enthalten. Beispiele für flüssigkristalline Polymere umfassen flüssigkristalline aromatische Polyester, beispielsweise Homo- oder Copolymere, welche von para-Hydroxybenzoesäure abgeleitete wiederkehrende Struktureinheiten enthalten. Gemäß einer Ausführungsform einer Borste aus einem Kunststoff-Filament , dessen Polymermatrix zusätzlich zu dem thermoplastischen, aliphatischen Polyketon, welches aus Kohlenstoffmonoxid- und Alkyleinheiten aufgebaut ist, wenigstens ein weiteres thermoplastisches Polymer enthält, wie eines oder mehrere Polymere der oben genannten Art, kann vorgesehen sein, dass die Polymermatrix des Kunststoff-Filamentes zumindest teilweise aus einem Polymer- Blend aus dem wenigstens einen thermoplastischen Polyketon und dem wenigstens einen weiteren thermoplastischen Polymer gebildet ist. Examples of polyphenylene ketones include poly-p-phenylene ketones, for example homopolymers or copolymers which contain repeating structural units -para-C 6 H 4 -CO-. Examples of polyphenylene ether ketones include poly-p-phenylene ether ketones, for example, copolymers containing repeating structural units -para-CgH 4 -CO- and recurring structural units -para-C 6 H 4 -O-. Examples of liquid-crystalline polymers include liquid-crystalline aromatic polyesters, for example homopolymers or copolymers, which contain repeating structural units derived from para-hydroxybenzoic acid. According to one embodiment of a plastic filament bristle, the polymer matrix of which comprises at least one further thermoplastic polymer, in addition to the thermoplastic aliphatic polyketone which is composed of carbon monoxide and alkyl units, such as one or more polymers of the above type in that the polymer matrix of the plastic filament at least partially consists of a polymer blend of the at least one thermoplastic polyketone and the at least one further thermoplastic polymer is formed.
In verfahrenstechnischer Hinsicht kann in diesem Zusammen- hang folglich vorgesehen sein, dass dem wenigstens einen thermoplastischen, aliphatischen Polyketon gemäß Schritt (a) bis zu etwa 30 Mass.-%, insbesondere bis zu etwa In terms of process engineering, it can therefore be provided in this connection that the at least one thermoplastic aliphatic polyketone according to step (a) is up to about 30% by mass, in particular up to about
20 ass.-%, vorzugsweise bis zu etwa 10 Mass.-%, wenigstens eines weiteren thermoplastischen Polymers, insbesondere aus der Gruppe der Polyolefine, der Polyester, der Polyamide, der Polyoxymethylene, der Polyurethane, der Polyphenylen- sulfide, der Polyphenylensulfone, der Polyethersulfone, der Polyphenylenether, der Polyphenylenketone, der Polypheny- lenetherketone, der Polyetherimide, der Polyetheretherketo- ne, der thermoplastischen Elastomere, vorzugsweise in Form von thermoplastischen Polyurethanen, Polyestern und/oder Polyamiden, und der flüssigkristallinen Polymere, zugesetzt werden . Gemäß einer weiteren Ausführungsform einer Borste aus einem Kunststoff-Filament , dessen Polymermatrix zusätzlich zu dem thermoplastischen, aliphatischen Polyketon, welches aus Kohlenstoffmonoxid- und Alkyleinheiten aufgebaut ist, wenigstens ein weiteres thermoplastisches Polymer enthält, wie eines oder mehrere Polymere der oben genannten Art, kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass das Kunststoff-Filament einen Querschnitt aufweist, in welchem das wenigstens eine thermoplastische Polyketon und das wenigstens eine weitere thermoplastische Polymer räumlich ge- trennt, aber miteinander zusammenhängend angeordnet sind, insbesondere in einer Seite-an-Seite- und/oder einer Kern- Mantel-Struktur . In verfahrenstechnischer Hinsicht kann in diesem Zusammenhang folglich vorgesehen sein, dass das Verfahren die folgenden zusätzlichen Schritte umfasst: 20 at .-%, preferably up to about 10 Mass .-%, of at least one further thermoplastic polymer, in particular from the group of polyolefins, the polyester, the polyamides, the polyoxymethylene, the polyurethanes, the polyphenylene sulfides, the polyphenylene sulfone, the Polyethersulfone, the polyphenylene ether, the polyphenylene ketones, the polyphenylene ether ketones, the polyetherimides, the Polyetheretherketo- ne, the thermoplastic elastomers, preferably in the form of thermoplastic polyurethanes, polyesters and / or polyamides, and the liquid crystalline polymers added. According to a further embodiment of a plastic filament bristle, the polymer matrix of which, in addition to the thermoplastic aliphatic polyketone, which is composed of carbon monoxide and alkyl units, contains at least one further thermoplastic polymer, such as one or more polymers of the abovementioned type, may alternatively or additionally that the plastic filament has a cross-section in which the at least one thermoplastic polyketone and the at least one further thermoplastic polymer are spatially separated but arranged together, in particular in a side-by-side and / or or a core-shell structure. From a procedural point of view, it can therefore be provided in this context that the method comprises the following additional steps:
(a2) Bereitstellen einer weiteren Spinnmasse, welche (a2) providing another dope which
wenigstens ein weiteres thermoplastisches Polymer, insbesondere aus der Gruppe der Polyolefine, der Polyester, der Polyamide, der Polyoxymethylene, der Polyurethane, der Polyphenylensulfide, der Polyphenylen- sulfone, der Polyethersulfone, der Polyphenylenether, der Polyphenylenketone, der Polyphenylenetherketone, der Polyetherimide, der Polyetheretherketone, der thermoplastischen Elastomere, insbesondere in Form von thermoplastischen Polyurethanen, Polyestern und/oder Polyamiden, und der flüssigkristallinen Polymere, ent- hält; und  at least one further thermoplastic polymer, in particular from the group of polyolefins, polyesters, polyamides, polyoxymethylenes, polyurethanes, polyphenylene sulfides, polyphenylene sulfones, polyethersulfones, polyphenylene ethers, polyphenylene ketones, polyphenylene ether ketones, polyetherimides, polyetheretherketones containing thermoplastic elastomers, in particular in the form of thermoplastic polyurethanes, polyesters and / or polyamides, and the liquid-crystalline polymers; and
(b2) Extrudieren sowohl der Spinnmasse gemäß Schritt (a) als auch der weiteren Spinnmasse gemäß Schritt (a2) in je einem Extruder durch wenigstens eine Düsenplatte mit einer oder mehreren Spinnkapillaren, so dass jede Spinnkapillare sowohl von der Spinnmasse gemäß Schritt (b2) extruding both the spinning mass according to step (a) and the other spinning mass according to step (a2) in an extruder through at least one nozzle plate with one or more spinning capillaries, so that each spinning capillary of both the spinning mass according to step
(a) als auch von der weiteren Spinnmasse gemäß Schritt (a2) durchströmt wird. (A) and by the further dope according to step (a2) is flowed through.
Eine derartige Coextrusion verschiedener thermoplastischer Polymere zur Herstellung von Filamenten ist als solche aus dem Stand der Technik bekannt. Such coextrusion of various thermoplastic polymers for producing filaments is known as such from the prior art.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Querschnittsform der erfindungsgemäßen Kunststoff-Filamente nicht notwendigerweise (kreis) rund sein muss, sondern be- liebig sein. So kann es sich hierbei z.B. um regelmäßige oder unregelmäßige Querschnitte, um punkt- oder achsensymmetrische Querschnitte handeln, beispielsweise um runde, ovale oder n-eckige Querschnitte, wobei n größer gleich 3 ist, um tri- oder multilobale Querschnitte und dergleichen. It should be noted at this point that the cross-sectional shape of the plastic filaments according to the invention does not necessarily have to be (circular) round, but to be arbitrary. For example, these may be regular or irregular cross-sections, point- or axis-symmetrical cross-sections, for example round, oval or n-cornered cross-sections, where n is greater than or equal to 3, to tri or multilobal cross sections and the like.
Darüber hinaus kann zur Verbesserung der Reinigungswirkung der erfindungsgemäßen Borsten vorgesehen sein, dass In addition, to improve the cleaning effect of the bristles of the invention may be provided that
- ihre Mantelfläche mit einer Prägung versehen ist;  - Its lateral surface is provided with an embossing;
und/oder  and or
- sie in Längsrichtung gewellt ausgestaltet ist.  - It is designed corrugated in the longitudinal direction.
So kann in das Kunststoff-Filament beispielsweise mittels eines Prägewerks eine Wellung mit beliebiger Amplitude und/oder Wellenlänge eingepresst werden, oder es kann auf die Mantelfläche des Kunststoff-Filamentes z.B. eine sonstige Prägung aufgebracht werden, was zweckmäßigerweise vor dem Ablängen der Filamente gemäß Schritt (f) durchgeführt wird.  Thus, in the plastic filament, for example by means of a stamping mill, a corrugation with any amplitude and / or wavelength can be pressed in, or it can be applied to the outer surface of the plastic filament, e.g. another embossing are applied, which is advantageously carried out before the filaments are cut to length according to step (f).
Sofern gewünscht, kann die erfindungsgemäße Borste ferner mechanisch und/oder chemisch getapert sein. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Detailansicht einer Ausführungsform einer Zahnbürste mit aus Abschnitten eines Kunststoff- Filamentes auf der Basis von thermoplastischen, aliphatischen Polyketonen gebildeten, dünnen Borsten. If desired, the bristle of the invention may also be taped mechanically and / or chemically. Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawing. The single FIGURE shows a schematic detail view of an embodiment of a toothbrush with thin bristles formed from sections of a plastic filament based on thermoplastic, aliphatic polyketones.
Die zeichnerisch wiedergegebene Zahnbürste umfasst einen Borstenträger 1 und einen (abgebrochen dargestellten) Handgriff 2, welche beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ein- stückig ausgebildet und z.B. aus einem oder mehreren herkömmlichen, insbesondere thermoplastischen, Kunststoffen gefertigt sind. An dem Borstenträger 1 ist eine Mehrzahl an Borsten 3 festgelegt, welche z.B. in dem Borstenträger 1 mittels Umspritzung fixiert sein können und im vorliegenden Fall in mehreren, beispielsweise etwa matrixartig in Reihen und Spalten angeordneten Borstenbündeln 4 angeordnet sind. Die Borsten 3 bestehen aus je einem Abschnitt eines Kunst- stoff-Filamentes auf der Basis von thermoplastischen, aliphatischen Polyketonen, wie sie weiter oben ausführlich beschrieben sind. Der Durchmesser der Borsten beträgt vorteilhafterweise weniger als etwa 0,08 mm, z.B. im Bereich zwischen etwa 0,02 mm und etwa 0,05 mm, so dass sie während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs der Zahnbürste leicht in Zahnzwischenräume eindringen können und eine sehr hohe Anzahl an Borsten von beispielsweise zwischen etwa 5000 und etwa 7000, wie z.B. von etwa 6000, an dem Borstenträger Platz finden, um für eine sehr effiziente Reinigungswirkung zu sorgen. The graphically reproduced toothbrush comprises a bristle carrier 1 and a handle 2 (shown broken off), which in the present embodiment is a formed lumpy and are made for example of one or more conventional, especially thermoplastic, plastics. On the bristle carrier 1, a plurality of bristles 3 is fixed, which may be fixed in the bristle carrier 1 by means of encapsulation, for example, and in the present case are arranged in a plurality of bristle bundles 4 arranged in rows and columns, for example in matrix-like fashion. The bristles 3 each consist of a section of a thermoplastic filament based on thermoplastic, aliphatic polyketones, as described in detail above. The diameter of the bristles is advantageously less than about 0.08 mm, for example in the range between about 0.02 mm and about 0.05 mm, so that they can easily penetrate into interdental spaces during the intended use of the toothbrush and a very high number For example, bristles of between about 5,000 and about 7,000, such as about 6,000, can accommodate bristle carriers to provide a very efficient cleaning action.

Claims

Patentansprüche claims
1. Borste (3), welche aus einem Abschnitt eines Kunst- stoff-Filamentes gebildet ist, wobei die Polymermatrix des Kunststoff-Filamentes zumindest 70 Mass.-%, bezogen auf die gesamte Polymermatrix, wenigstens eines thermoplastischen, aliphatischen Polyketons enthält, welches aus Kohlenstoffmonoxid- und Alkyleinheiten aufgebaut ist, wobei die Polymermatrix des Kunststoff-Filamentes ferner wenigstens ein Additiv aus der Gruppe der Antioxidantien und der UV-Stabilisatoren enthält, und wobei der maximale Durchmesser des Kunststoff-Filamentes zwischen 0,01 mm und 0,13 mm beträgt. 1. bristle (3), which is formed from a portion of a plastic filament, wherein the polymer matrix of the plastic filament at least 70 Mass .-%, based on the total polymer matrix, of at least one thermoplastic aliphatic polyketone containing Carbon monoxide and alkyl units is constructed, wherein the polymer matrix of the plastic filament further contains at least one additive from the group of antioxidants and UV stabilizers, and wherein the maximum diameter of the plastic filament is between 0.01 mm and 0.13 mm ,
2. Borste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermatrix des Kunststoff-Filamentes zumindest 80 Mass.-%, insbesondere zumindest 90 Mass.-%, vorzugsweise etwa 100%, bezogen auf die gesamte Polymermatrix, des wenigstens einen thermoplastischen, aliphatischen Polyketons enthält, welches aus Kohlenstoffmonoxid- und Alkyleinheiten aufgebaut ist. 2. Bristle according to claim 1, characterized in that the polymer matrix of the plastic filament at least 80 Mass .-%, in particular at least 90 Mass .-%, preferably about 100%, based on the total polymer matrix, of the at least one thermoplastic, aliphatic polyketone contains, which is composed of carbon monoxide and alkyl moieties.
3. Borste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem wenigstens einen thermoplastischen, aliphatischen Polyketon um ein Polyketon aus der Gruppe der Ethylen-/CO-Copolymere, der Propylen-/CO- Copolymere, der Ethylen-/Propylen-/CO-Terpolymere sowie Polymer-Blends hieraus handelt. 3. bristle according to claim 1 or 2, characterized in that it is the at least one thermoplastic, aliphatic polyketone to a polyketone from the Group of ethylene / CO copolymers, the propylene / CO copolymers, the ethylene / propylene / CO terpolymers and polymer blends thereof.
Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Durchmesser des Kunst- stoff-Filamentes zwischen 0,01 mm und 0,11 mm, insbesondere zwischen 0,01 mm und 0,08 mm, vorzugsweise zwischen 0,01 mm und 0,06 mm, beträgt. Bristle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the maximum diameter of the plastic filament between 0.01 mm and 0.11 mm, in particular between 0.01 mm and 0.08 mm, preferably between 0.01 mm and 0.06 mm.
Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine thermoplastische, aliphatische Polyketon wenigstens einen der folgenden Werkstoffparameter aufweist: Bristle according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one thermoplastic, aliphatic polyketone has at least one of the following material parameters:
- eine Schmelztemperatur zwischen 180°C und 250°C, insbesondere zwischen 190°C und 230°C;  a melting temperature between 180 ° C and 250 ° C, in particular between 190 ° C and 230 ° C;
- einen Schmelzflussindex zwischen 1 und 350 g/10 min, insbesondere zwischen 2 und 300 g/10 min, ermittelt gemäß ASTM D1238 und ISO 1133 bei 240°C;  a melt flow index between 1 and 350 g / 10 min, especially between 2 and 300 g / 10 min, determined according to ASTM D1238 and ISO 1133 at 240 ° C;
- eine Streckspannung zwischen 35 MPa und 70 MPa, insbesondere zwischen 43 MPa und 63 MPa, ermittelt gemäß ASTM D638 bei 23°C; und  a yield stress between 35 MPa and 70 MPa, in particular between 43 MPa and 63 MPa, determined according to ASTM D638 at 23 ° C; and
- einen Biegemodul zwischen 450 MPa und 2750 MPa, insbesondere zwischen 650 MPa und 2000 MPa, ermittelt gemäß ASTM D790 bei 23°C.  a flexural modulus between 450 MPa and 2750 MPa, in particular between 650 MPa and 2000 MPa, determined according to ASTM D790 at 23 ° C.
Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermatrix des Kunststoff- Filamentes bis zu 10 Mass.-%, insbesondere bis zu 5 Mass.-%, bezogen auf die gesamte Polymermatrix, des we nigstens einen Additivs aus der Gruppe der Antioxidantien und der UV-Stabilisatoren enthält. Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Additiv aus der Gruppe der Antioxidantien und der UV-Stabilisatoren we nigstens ein Additiv aus der Gruppe der sterisch gehin derten Phenole, der HALS (hindered amine light stabili zer) und der Phosphite umfasst. Bristle according to one of claims 1 to 5, characterized in that the polymer matrix of the plastic filament up to 10 mass .-%, in particular up to 5 mass .-%, based on the total polymer matrix, of we least one additive from the group containing antioxidants and UV stabilizers. Bristle according to one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one additive from the group of antioxidants and UV stabilizers we least one additive from the group of sterically hindered phenols, the HALS (hindered amine light stabili zer) and comprising phosphites.
Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermatrix des Kunststoff- Filamentes wenigstens ein weiteres Additiv aus der Gruppe der Pigmente und Farbstoffe, der Füllstoffe, de Mattierungsmittel, der Verstärkungsstoffe, der Kristal lisationsbeschleuniger, der Gleitmittel und der Anti- statika enthält. Bristle according to one of claims 1 to 7, characterized in that the polymer matrix of the plastic filament at least one further additive from the group of pigments and dyes, the fillers, de Mattierungsmittel, reinforcing agents, the crystallization lisationsbeschleuniger, the lubricant and the anti-static contains statika.
Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermatrix des Kunststoff- Filamentes bis zu 30 Mass.-%, insbesondere bis zu 20 Mass.%, vorzugsweise bis zu 10 Mass.-%, bezogen auf di gesamte Polymermatrix, wenigstens eines weiteren thermoplastischen Polymers enthält. Bristle according to one of claims 1 to 8, characterized in that the polymer matrix of the plastic filament up to 30% by mass, in particular up to 20% by mass, preferably up to 10% by mass, based on the total polymer matrix, contains at least one other thermoplastic polymer.
Borste nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine weitere thermoplastische Polymer aus der Gruppe der Polyolefine, der Polyester, der Polyamide, der Polyoxymethylene, der Polyurethane, der Polyphenylensulfide, der Polyphenylensulfone, der Po- lyethersulfone, der Polyphenylenether , der Polypheny- lenketone, der Polyphenylenetherketone, der Polyether- imide, der Polyetheretherketone, der thermoplastischen Elastomere, insbesondere in Form von thermoplastischen Polyurethanen, Polyestern und/oder Polyamiden, und der flüssigkristallinen Polymere gewählt ist. Bristle according to claim 9, characterized in that the at least one further thermoplastic polymer from the group of polyolefins, polyesters, polyamides, polyoxymethylenes, polyurethanes, polyphenylene sulfides, polyphenylene sulfones, polyether sulfones, polyphenylene ethers, polyphenylene lenketone, the polyphenylene ether ketones, the polyether imides, the polyetheretherketones, the thermoplastic elastomers, in particular in the form of thermoplastic polyurethanes, polyesters and / or polyamides, and the liquid crystalline polymers is selected.
Borste nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermatrix des Kunststoff-Filamentes zumindest teilweise aus einem Polymer-Blend aus dem wenigstens einen thermoplastischen Polyketon und dem wenigstens einen weiteren thermoplastischen Polymer gebildet ist . 12. Borste nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Filament einen Querschnitt aufweist, in welchem das wenigstens eine thermoplastische Polyketon und das wenigstens eine weitere thermoplastische Polymer räumlich getrennt, aber miteinander zusammenhängend angeordnet sind, insbesondere in einer Seite-an-Seite- und/oder einer Kern-Mantel-Struktur . Bristle according to claim 9 or 10, characterized in that the polymer matrix of the plastic filament is at least partially formed from a polymer blend of the at least one thermoplastic polyketone and the at least one further thermoplastic polymer. 12. Bristle according to one of claims 9 to 11, characterized in that the plastic filament has a cross section in which the at least one thermoplastic polyketone and the at least one further thermoplastic polymer spatially separated, but are arranged together, in particular in one side on-side and / or a core-shell structure.
13. Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass 13. Bristle according to one of claims 1 to 12, characterized in that
- ihre Mantelfläche mit einer Prägung versehen ist; und/oder  - Its lateral surface is provided with an embossing; and or
- sie in Längsrichtung gewellt ausgestaltet ist.  - It is designed corrugated in the longitudinal direction.
Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie mechanisch und/oder chemisch ge- tapert ist. Bristle according to one of claims 1 to 13, characterized in that it is mechanically and / or chemically tufted.
Bürste mit wenigstens einem Borstenträger (1) und einer Mehrzahl von an dem Borstenträger (1) festgelegten Borsten (3), insbesondere in Form einer Zahnbürste, dadurch gekennzeichnet, dass es sich zumindest bei einigen Borsten (3) um solche nach einem der Ansprüche 1 bis 14 handelt. Brush with at least one bristle carrier (1) and a plurality of bristles (3) fixed to the bristle carrier (1), in particular in the form of a toothbrush, characterized in that at least some bristles (3) are those according to one of claims 1 until 14 acts.
Bürste nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dassBrush according to claim 15, characterized in that
- die Borsten (3) in Borstenbündeln (4) angeordnet - The bristles (3) arranged in bristle bundles (4)
sind; und/oder  are; and or
- die Bürste wenigstens 5000 Borsten (3), insbesondere wenigstens 5500 Borsten (3), aufweist.  - The brush at least 5000 bristles (3), in particular at least 5500 bristles (3).
Verfahren zur Herstellung einer Borste (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend die folgenden Schritte : A method of making a bristle (3) according to any one of claims 1 to 14, comprising the following steps:
(a) Bereitstellen einer Spinnmasse, welche zumindest 70 Mass.-% wenigstens eines thermoplastischen, aliphatischen Polyketons enthält, welches aus Koh- lenstoffmonoxid- und Alkyleinheiten aufgebaut ist, und wobei das wenigstens eine thermoplastische aliphatische Polyketon, insbesondere bis zu 10 ass.%, wenigstens eines Additivs aus der Gruppe der Antioxidantien und der UV-Stabilisatoren enthält;  (a) providing a spinning dope containing at least 70% by weight of at least one thermoplastic aliphatic polyketone which is composed of carbon monoxide and alkyl units, and wherein the at least one thermoplastic aliphatic polyketone, in particular up to 10% by weight, contains at least one additive from the group of antioxidants and UV stabilizers;
(b) Extrudieren der Spinnmasse gemäß Schritt (a) durch wenigstens eine Düsenplatte mit einer oder mehreren Spinnkapillaren mit einem Durchmesser von maximal 1,0 mm, insbesondere von maximal 0,8 mm, vorzugsweise von maximal 0,4 mm, wobei die Temperatur der Spinnmasse an der Austrittseite der Spinnkapillare (n) im Bereich von 190°C bis 300°C, insbesondere im Bereich von 200°C bis 270°C, vorzugsweise im Bereich von 220°C bis 260°C, eingestellt wird;  (B) extruding the spinning mass according to step (a) by at least one nozzle plate with one or more spin capillaries having a diameter of not more than 1.0 mm, in particular not more than 0.8 mm, preferably not more than 0.4 mm, the temperature of Dope is adjusted at the exit side of the spinning capillary (s) in the range of 190 ° C to 300 ° C, in particular in the range of 200 ° C to 270 ° C, preferably in the range of 220 ° C to 260 ° C;
(c) Abziehen des gebildeten Filamentes mit einer Abzugsgeschwindigkeit im Bereich von 1 bis 200 m/min, insbesondere von 5 bis 50 m/min, vorzugsweise unter Wahl des Verhältnisses von Abzugsgeschwindigkeit zu Austrittsgeschwindigkeit der Spinnmasse aus der Spinnkapillare von größer als 1; (c) stripping the filament formed at a take-off speed in the range from 1 to 200 m / min, in particular from 5 to 50 m / min, preferably with a choice of the ratio of take-off speed to exit speed of the spinning mass from the Spinning capillary greater than 1;
(d) ein- oder mehrfaches Verstrecken des gebildeten  (d) single or multiple stretching of the formed
Filamentes;  filament;
(e) gegebenenfalls Aufspulen des gebildeten Filamentes; und  (e) optionally spooling the formed filament; and
(f) Ablängen des gebildeten Filamentes unter Erhalt der Borsten (3) .  (f) cutting the filament formed to obtain the bristles (3).
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, 18. The method according to claim 17, characterized
dass  that
- das wenigstens eine thermoplastische, aliphatische Polyketon gemäß Schritt (a) aus der Gruppe der Ethy- len-/CO-Copolymere, der Propylen-/CO-Copolymere, der Ethylen-/Propylen-/CO-Terpolymere sowie Polymer- Blends hiervon gewählt wird; und/oder  - The selected at least one thermoplastic aliphatic polyketone according to step (a) from the group of ethylene / CO copolymers, the propylene / CO copolymers, the ethylene / propylene / CO terpolymers and polymer blends thereof becomes; and or
- dem wenigstens einen thermoplastischen, aliphatischen Polyketon gemäß Schritt (a) bis zu 30 Mass.-% wenigstens eines weiteren thermoplastischen Polymers, insbesondere aus der Gruppe der Polyolefine, der Poly- ester, der Polyamide, der Polyoxymethylene, der  - The at least one thermoplastic, aliphatic polyketone according to step (a) up to 30 Mass .-% of at least one other thermoplastic polymer, in particular from the group of polyolefins, the polyester, the polyamides, the polyoxymethylene, the
Polyurethane, der Polyphenylensulfide, der Polypheny- lensulfone, der Polyethersulfone, der Polyphenylen- ether, der Polyphenylenketone, der Polyphenylenether- ketone, der Polyetherimide, der Polyetheretherketone, der thermoplastischen Elastomere, vorzugsweise in Polyurethanes, polyphenylene sulfides, polyphenylene sulfones, polyethersulfones, polyphenylene ethers, polyphenylene ketones, polyphenylene ether ketones, polyetherimides, polyetheretherketones, thermoplastic elastomers, preferably in
Form von thermoplastischen Polyurethanen, Polyestern und/oder Polyamiden, und der flüssigkristallinen Polymere, zugesetzt werden. 19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass dem wenigstens einen thermoplastischen, aliphatischen Polyketon gemäß Schritt (a) wenigstens ein weiteres Additiv aus der Gruppe der Pigmente und Farbstoffe, der Füllstoffe, der Mattierungsmittel, der Verstärkungsstoffe, der Kristallisationsbeschleuniger, der Gleitmittel und der Antistatika zugesetzt wird. Form of thermoplastic polyurethanes, polyesters and / or polyamides, and the liquid crystalline polymers may be added. 19. The method according to claim 17 or 18, characterized in that the at least one thermoplastic aliphatic polyketone according to step (a) at least one further additive from the group of pigments and Dyes added to fillers, dulling agents, reinforcing agents, crystallization accelerators, lubricants and antistatic agents.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet durch die folgenden zusätzlichen Schritte: Method according to one of claims 17 to 19, characterized by the following additional steps:
(a2) Bereitstellen einer weiteren Spinnmasse, welche wenigstens ein weiteres thermoplastisches Polymer, insbesondere aus der Gruppe der Polyolefine, der Polyester, der Polyamide, der Polyoxymethylene, der Polyurethane, der Polyphenylensulfide, der Polyphenylensulfone, der Polyethersulfone, der Polyphenylenether, der Polyphenylenketone, der Polyphenylenetherketone, der Polyetherimide, der Polyetheretherketone , der thermoplastischen  (a2) providing a further dope comprising at least one further thermoplastic polymer, in particular from the group of polyolefins, polyesters, polyamides, polyoxymethylenes, polyurethanes, polyphenylene sulfides, polyphenylene sulfones, polyethersulfones, polyphenylene ethers, polyphenylene ketones; Polyphenylene ether ketones, the polyetherimides, the polyetheretherketones, the thermoplastic
Elastomere, insbesondere in Form von thermoplastischen Polyurethanen, Polyestern und/oder Polyamiden, und der flüssigkristallinen Polymere, enthält; und  Elastomers, in particular in the form of thermoplastic polyurethanes, polyesters and / or polyamides, and the liquid-crystalline polymers; and
(b2) Extrudieren sowohl der Spinnmasse gemäß Schritt (b2) extruding both the dope according to step
(a) als auch der weiteren Spinnmasse gemäß Schritt (a2) in je einem Extruder durch wenigstens eine Düsenplatte mit einer oder mehreren Spinnkapillaren, so dass jede Spinnkapillare sowohl von der Spinnmasse gemäß Schritt (a) als auch von der weiteren Spinnmasse gemäß Schritt (a2) durchströmt wird . (A) as well as the further spinning mass according to step (a2) in each case an extruder through at least one nozzle plate with one or more spin capillaries, so that each spin capillary of both the spinning mass according to step (a) and the other dope according to step (a2 ) is flowed through.
PCT/EP2018/000266 2017-05-30 2018-05-18 Bristle made of a plastic filament, brush comprising bristles of this kind, and method for producing bristles of this kind WO2018219495A1 (en)

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