DE69905722T2

DE69905722T2 - Verfahren zur Herstellung texturierter Gegenstände

Info

Publication number: DE69905722T2
Application number: DE69905722T
Authority: DE
Inventors: Georges Driesen; Ahmet Cem Firatli; G. Guay; Rainer Hans; Norbert Schaefer; Armin Schwarz-Hartmann
Original assignee: Gillette Co LLC
Current assignee: Gillette Co LLC
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1999-07-08
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2019-07-09
Also published as: US20010003600A1; EP1098578B1; AU4866699A; US6475553B2; EP1098578A1; BR9911963A; CN1308500A; US20010038914A1; DE69905722D1; WO2000002468A1; AR019354A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft mit Kurzfaser oder Partikel texturierte Artikel.
Materialien, die auf ihren Oberflächen mit Kurzfasern oder Texturpartikeln texturiert sind, werden beispielsweise in Artikeln der Dentalhygiene verwendet (z. B. Zahnbürsten, Zahnseide, Interdentalbürsten) sowie in Schleifmitteln (z. B. in Erzeugnissen für Maniküre oder Pediküre und in Reinigungsprodukten). Gegenwärtig werden Kurzfasern oder Texturpartikel auf gewöhnlichem Wege auf einer Oberfläche unter Verwendung eines Klebmittels aufgebracht.
Aus der US-A-4 958 402 ist beispielsweise bekannt, dass texturierte Oberflächen (z. B. zur Verwendung als Zahnseide oder für Zahnbürstenborsten) ohne Verwendung von Klebmitteln zur Befestigung der Kurzfasern oder Texturpartikel auf dem Basismaterial oder Substrat hergestellt werden können. Die texturierten Materialien werden durch thermisches oder chemisches Weichmachen eines vorgeformten Substrats (z. B. flächige Gebilde, Fasern oder Filamente, die hergestellt sind aus NylonTM, TeflonTM, KevlarTM, Baumwolle, Polyester, Polyethylen oder anderen Kunststoff), wonach eine elektrostatische Auftragsvorrichtung verwendet wird, um die Kurzfasern oder Texturpartikel auf das weich gemachte Substrat aufzubringen. Alternativ können Kurzfasern oder Texturpartikel während der Erzeugung des Substrats aufgebracht werden (z. B. in einem Prozess der Extrusion, des Schmelzblasens, Druckgießens, Webens oder Ziehens).
Allgemein kennzeichnet die Erfindung Verfahren zum Herstellen eines texturierten Artikels. Der Artikel kann beispielsweise ein Erzeugnis der Dentalhygiene sein (z. B. eine Zahnbürstenborste, ein Zahnseiden-Filament). Das Verfahren umfasst die Schritte des Zusammenbringens eines Endes der Kurzfasern, die über 2 Enden verfügen, und einer Oberfläche eines Substrats unter Bedingungen, unter denen ein Metall der Kurzfasern und das Substrat weich gemacht werden (z. B. durch Behandlung mit einem Lösemittel oder durch Erhitzen) und Härten der weich gemachten Teile, um den texturierten Artikel zu erzeugen.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer texturierten Zahnbürstenborste gewährt, umfassend: Bereitstellen einiger kurzer Fasern mit zwei Enden; Weichmachen eines Teils der Oberfläche einer Zahnbürstenborste; Zusammenbringen der kurzen Fasern und der weichgemachten Oberfläche der Zahnbürstenborste; und Härten des weichgemachten Teils, um die texturierte Zahnbürstenborste zu erzeugen; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner umfasst: Weichmachen eines Endes einiger der kurzen Fasern; Zusammenbringen des weichgemachten Endes der kurzen Fasern und der weichgemachten Oberfläche der Zahnbürstenborste; und Härten der weich gemachten Fasern und Borste, um die texturierte Zahnbürstenborste zu erzeugen.
Der Schritt des Zusammenbringens in den vorgenannten Verfahren kann beispielsweise nach Extrusion des Substrats, jedoch vor dem Kühlen des Substrats in einem Prozess der Wärmeextrusion erfolgen, in den ein Extrusionsschritt und ein Kühlschritt einbezogen sind.
In die Verfahren, die die Verwendung von Kurzfasern umfassen, kann auch der Schritt zum Anlegen eines elektrostatischen Feldes einbezogen sein, das bewirkt, dass die Kurzfasern sich in einen im Wesentlichen festen Winkel im Bezug auf die Substratoberfläche ausrichten. Beispielsweise lassen sich die Kurzfasern mit einem elektrisch leitfähigen Material beschichten (z. B. Gerbsäure und Stärke).
Die nach den vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Artikel sind auch als ein Aspekt der Erfindung zu betrachten, was auch für Zahnbürsten und Interdentalbürsten einschließlich von Borsten gilt, die nach den vorgenannten Verfahren erzeugt werden, sowie für Dentalseiden mit Filamenten, die nach den vorgenannten Verfahren erzeugt werden. Diese Artikel können einen Wirkstoff enthalten, der möglicherweise mit einem wasserlöslichen Material gemischt ist, wie beispielsweise Stärke, Pektin oder Cellulose.
Die Kurzfasern können an die Borste der Zahnbürste z. B. oder dem Filament der Zahnseide durch thermisches oder chemisches Weichmachen eines Endes der Kurzfasern angebracht werden, wonach die Borste oder das Filament mit dem weich gemachten Ende zusammengebracht werden sowie durch thermisches oder chemisches Weichmachen einer Oberfläche der Borste oder des Filaments, wonach die weich gemachte Borste oder das weich gemachte Filament mit dem weich gemachten Ende der Kurzfasern zusammengebracht werden.
Die Vorteile der neuartigen Artikel und Verfahren schließen verbesserte mechanische Eigenschaften ein, verstärkte Biokompatibilität, verbesserte Kontrolle über die mechanische Konfiguration der Produkte und die Möglichkeit der Verwendung eines Reservoirs zum Freisetzen von Therapeutika in Form einer sofortigen Freisetzung oder kontrollierten Freisetzung (d. h. Partikel).
Kurzfasern oder Partikel werden auf dem Substrat mit Hilfe eines Schmelz- oder Auflösungsprozesses befestigt; so dass die Verwendung toxischer Klebmittel vermieden werden kann.
Aus dem Umgehen der Verwendung von Klebmitteln folgt ein weiterer Vorteil: im Vergleich zu den Verfahren auf Klebmittelbasis resultiert bei den neuartigen Verfahren im Allgemeinen eine festere Anbringung der Kurzfasern an ein Substrat, wobei in einigen Fällen die Anbringung dauerhaft ist. Damit können die neuartigen Verfahren Erzeugnisse liefern die über einen stärkeren mechanischen Zusammenhalt verfügen.
Da elektrostatisch geladene Partikel oder Kurzfasern mit Hilfe eines elektromagnetischen Feldes ausgerichtet werden können, lässt sich der Winkel, in dem diese Fasern auf dem Substrat befestigt sind, präzise kontrollieren.
Zahnbürsten-Filamente, die mit Kurzfasern oder Partikeln texturiert sind, können tiefer in die interdentalen Bereiche beim Bürsten eindringen; Filamente dieser Art lassen sich mit kleinerem Durchmesser aufbauen als herkömmliche Zahnbürsten-Filamente und können dennoch einen hervorragenden mechanischen Zusammenhalt und Biegerückformung zeigen.
Texturierte Zahnseide kann auch eine größere Oberfläche beim Reinigen unter Benutzung von Zahnseide bieten.
Andere Merkmale und Vorteile der neuartigen Artikel und Verfahren werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung sowie aus den beigefügten Ansprüchen offensichtlich.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Zahnbürste;
Fig. 2 eine Seitenansicht einer elektrischen Zahnbürste mit einer freigelegten Querschnittansicht, um die Innenteile zu zeigen.

Allgemeines

Das bei der Oberflächentexturierung verwendete Substrat kann aus jedem beliebigen natürlichen oder synthetischen Material unter der Voraussetzung hergestellt werden, dass mindestens eine Komponente mit Hilfe von Verfahren des Erwärmens oder chemischer Verfahren weich gemacht werden kann. Beispiele für geeignete Materialien schließen ein, ohne auf diese beschränkt zu sein: Stärke, Polyolefine (z. B. Polyethylen und Polypropylen), Polyamide (z. B. NylonTM 6-12, NylonTM 6, Polyphthalamid), Baumwolle, KevlarTM, NPBT, Acetalharze, Polyester (z. B. PET, PBT), Fluorpolymere (z. B. PVdF, PTFE), Polyacrylate, Polysulfone und Mischungen davon. Andere geeignete Polymermaterialien schließen thermoplastische Elastomere ein, wie beispielsweise Polyetheramide (z. B. PebaxTM), Polyurethane (z. B. PellethaneTM, Polyolefinelastomere (z. B. SantopreneTM), Styrol/Ethylen/Butylen/Styrol-Blockcopolymere, Styrol/Butadien/Styrol- Blockcopolymere, Styrol/Isopren/Styrol-Blockcopolymere (z. B. KratonTM-Kautschuke) sowie Kombinationen davon. Diese Polymermaterialien können Füllstoffe und Additive enthalten, um Festigkeit, Gleitvermögen, Textur, Schmirgelschärfe zu vermitteln. Beispiele für geeignete Füllstoffe und Additive schließen ein: Kaolin, PTFE, Titandioxid und dergleichen.
Kurzfasern oder Texturpartikel werden im Allgemeinen mit einem oder mehreren natürlichen oder synthetischen Materialien compoundiert, wie sie vorstehend genannt wurden, mit Partikeln oder Fasern, die über ein Netz von elektrischen oder magnetischen Dipolen verfügen. Magnetische Dipole können durch Compoundieren verschiedener Arten von Kunststoffharzen mit Faserqualität mit magnetischem Material erzeugt werden, wie beispielsweise Eisenoxiden, Samarium, Cobalt oder Neodym, indem ein Apparat zum Compoundieren verwendet wird, wie beispielsweise ein Doppelschneckenextruder. Der prozentuale Anteil des magnetischen Materials, das in die Fasern oder Partikel einbezogen wird, liegt typischerweise bei etwa 1% bis 20 Gew.-%. Der pelletisierte Compound kann extrudiert werden, um sehr kleine Fasern zu erzeugen (d. h. mit einem Durchmesser von etwa 0,004" bis 0,1" und getrennt auf Längen von 0,03" bis 0,25").
Mit einem Harz lassen sich texturierte Komponenten zusetzen und compoundieren, um eine einzige Phase zu erzeugen. Alternativ können separate Phasen in verschiedenen Konfigurationen coextrudiert werden, z. B. eine dreilumige Borste (d. h. mit drei Hohlräumen) mit einem zentralen Hohlraum aus dem einen Material und einer äußeren ringförmigen Wandung aus einem anderen Material, und zwar mit einem Polymer, das eine Ummantelung erzeugt, die ein anderes Polymer umgibt (Mantel/Kern); mit einem Polymer, das eine Beschichtung über einem anderen Polymer erzeugt; oder Polymere in einer Seite-an- Seite-Konfiguration. In die Komponenten können auch eine mehrkernige Faser einbezogen sein (z. B. zur Verwendung als Zahnseide); einzelne Fasern, die von einer Ummantelung umgeben sind (z. B. Zahnseide, Borsten für Zahnbürsten); Flächengebilde (z. B. Membranen oder Polstermaterialien) sowie Kombinationen davon.
Um die Kurzfasern oder Texturpartikeln zur geschmolzenen Oberfläche des Substrats auszurichten, können ein elektromagnetisches Feld oder Strom angewendet werden. In der Herstellung von texturierten Artikeln können das Feld oder der Strom auch angewendet werden, um alle Fasern in einem speziellen Winkel zu orientieren. Beispielsweise kann ein elektrostatisches Feld zu Kurzfasern führen, die senkrecht zur Oberfläche des Substrats ausgerichtet sind. Bei einer auf Magnetismus basierenden Orientierung fordert die Wahl des Grundmaterials Schmelztemperaturen, die niedriger sind als die Temperaturen, bei denen die magnetischen Eigenschaften verloren gehen.
Die Kurzfasern oder Texturpartikel können in einem regelmäßigen Muster befestigt sein (z. B. entlang jeder Dimension des Substrats gleichmäßig beabstandet, in einem geometrischen Muster angeordnet oder in Form von Zahlen, Buchstaben des Alphabets oder andere ornamentale Muster angeordnet sein) oder regellos verteilt sein. Derartige Muster können beispielsweise hergestellt werden, indem eine Fläche auf dem Substrat abgegrenzt weich gemacht wird oder indem eine Schablone, ein Sieb oder eine andere Abdeckmethode angewendet wird, um zu ermöglichen, dass die Kurzfasern oder Partikel selektiv einen speziellen Bereich des weich gemachten Substrats durchdringen. Die Fasern oder Partikel können auch in einem spiralen Muster entlang der Filamentlänge angeordnet sein oder in zwei einzelnen Linien auf gegenüberliegenden Seiten eines Filaments angeordnet werden.
Da die Oberflächentexturierung für den strukturellen Zusammenhalt der Hauptfasern nicht unbedingt erforderlich ist, lassen sich Spezialfasern verwenden, um der Zahnbürste oder dem Zahnseiden-Filament eine zusätzliche Funktionalität zu vermitteln. Beispiele für einzigartige Fasern, die in die Filamente eingebaut werden können, schließen superabsorptionsfähige Fasern ein, abrasive Fasern und schlüpfrige Fasern. Für die Oberflächentexturierung kann als eine Kurzfaser jeder beliebige Fasertyp verwendet werden, der sich herstellen lässt. Diese Kurzfasern können hinsichtlich der Länge und der Denier-Zahl variieren. Der Bereich der Faserlängen, die für den elektrostatischen Auftrag geeignet sind, liegt im Bereich von 0,762 mm bis 6,35 mm (0,03" bis 0,25"). Darüber hinaus lassen sich zahlreiche Arten von Materialien in Partikelform auftragen, einschließlich zahlreiche Arten von mikronisierten Schleifmitteln, TeflonTM und Salzen. Die Erfindung ist ebenfalls nicht auf die Anwendung dieser Materialien auf Faseroberflächen beschränkt, vielmehr ist sie auch auf Oberflächen anwendbar, in die Schaumstoffe, Kunststoffe, Metalle und Holz einbezogen sind.

Therapeutika

Das Substrat, die Kurzfasern und/oder die Texturpartikel können mit einem Medikament oder einem anderen Wirkstoff behandelt sein. Alternativ lassen sich die Kurzfasern oder Texturpartikeln aus einem biozersetzbaren oder wasserlöslichen Material mit einem darin aufgelösten Wirkstoff herstellen. Fasern oder Partikel können beispielsweise aus Stärke hergestellt sein.
Als Wirkstoffe können zahlreiche verschiedene Substanzen einzeln oder in einer beliebigen geeigneten Kombination verwendet werden. Bei Verwendung in Partikeln der Dentalhygiene müssen die Substanzen oder Kombinationen von Substanzen zum Gebrauch im Mund zulässig sein (z. B. ungiftig, sofern sie in den hierin vorgesehenen Mengen bereitgestellt werden). Geeignete Wirkstoffe schließen beispielsweise ein: therapeutische Mittel (z. B. antimikrobielle Mittel, Mittel gegen Zahnfleischentzündung, Antikariesmittel, desodorierende Mittel, desensibilisierende Mittel, Mittel gegen Zahnstein, Mittel gegen Zahnbelag, antivirale Mittel, Mittel zum Versiegeln oder Mittel zur Remineralisierung), nichttherapeutische Mittel (z. B. Geschmacksstoffe, Duftstoffe, Bleichmittel, Pigmente, Farbstoffe, Tenside, Schmirgelmittel oder Mittel zum Aufschäumen, wie beispielsweise Natriumhydrogencarbonat), Öle (z. B. ätherische Öle, Aromaöle, Duftöle und öllösliche therapeutische Mittel, wie beispielsweise Triclosan) sowie Kombinationen davon.
Beispiele für geeignete Wirkstoffe schließen ein: Natriumfluorid, Zinn(II)- fluorid, Natriummonofluorphosphat, Chlorhexidin, Chlorhexidin-Salze, Tetracyclin, Cetylpyridiniumchlorid, Triclosan, Tetranatriumpyrophosphat, Dinatriumdihydrogenpyrophosphat, Zinkchlorid, Zinkcitrat, Strontiumchlorid, Calciumoxalat, Kaliumnitrat, Eucalyptol, Menthol, Thymol, Natriumlaurylsulfat, Polyoxyethylen- Sorbitanfettsäureester, Calciumphosphate, Peroxide, Pfefferminzöl und Zimt. Andere geeignete Additive schließen Polyacrylate ein, Irländisches Moos, Carboxymethylcellulose, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, FD&C Blue #2 und FD&C Blue #2 Lake.
Der Wirkstoff kann auch Bindemittel enthalten, um Fülligkeit und Viskosität zu vermitteln. Beispiele für geeignete Bindemittel schließen ein: synthetische organische Polymere (z. B. Carbopolharze), anorganische Verbindungen (z. B. Siliciumdioxid-Pulver), modifizierte Cellulose-Verbindungen (z. B. Carboxymethylcellulose und Hydroxyethylcellulose), natürliche Pflanzenharze (z. B. Irländisches Moos und Natriumalginat) und Esterharz-Produkte bakterieller Herkunft (z. B. Xanthanlösung).
Die bevorzugte Konzentration dieser Substanzen wird in Abhängigkeit von der vorgesehenen Funktion des Wirkstoffes variieren und lässt sich vom Fachmann mühelos ermitteln.
Der Wirkstoff kann in jeder beliebigen Form vorliegen, mit der er sich zuführen lässt, einschließlich Lösungen, Dispersionen, Mikroemulsionen, Gele, Pasten und Pulver. Darüber hinaus kann die Substanz auf der Außenseite von auf eine Oberfläche aufgebrachten Mikropartikeln adsorbiert sein.
Obgleich oftmals eine gleichförmige Verteilung der Wirkstoffe über der gesamten Länge und Breite des texturierten Artikels bevorzugt ist, könnten die Wirkstoffe auch in Abschnitten oder nicht gleichförmigen Verteilungen verteilt sein.

Verfahren zum Befestigen von Kurzfasern oder Texturpartikeln

Zum Weichmachen des Substratmaterials können eine Säure oder Base verwendet werden (z. B. Ameisensäure, Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Essigsäure, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniak oder Natriumcarbonat), organische Lösemittel (z. B. Ethylacetat, Aceton, Chloroform, Hexan, Ethanol, Dichlormethan, Methanol, Petrolether, Diethylether oder Acetonitril) oder Wärme, um zu ermöglichen, dass die Kurzfasern oder Texturpartikel in die Oberfläche eindringen und mechanisch mit der Oberfläche nach der Neutralisierung, Verdünnung oder nach dem Kühlen gebunden werden.
In solchen Ausführungsformen der Erfindung, in denen die Kurzfasern oder Partikel in schmelzflüssigen Polymeren suspendiert sind und entweder zum Beschichten der Oberfläche eines Substrats verwendet werden oder als Ummantelung eines koaxialen Filaments extrudiert werden, können Fasern aus einem Material gefertigt sein, das über ein Profil der Schmelztemperatur verfügt, das sehr viel höher ist als das des Materials, das in der Ummantelung oder Beschichtung verwendet wird, so dass die kleinen Fasern ihren mechanischen Zusammenhang bewahren. Die Fasern können aus einem Harz gefertigt sein, das in der Lage ist, auf dem Ummantelungsmaterial zu haften, so dass die Kurzfasern an den erzeugten Filamenten fest verankert sind.
Zur Erhöhung des mechanischen Zusammenhalts der magnetischen Fasern oder Partikel kann ein dünner Oberflächenüberzug aus einer natürlichen oder synthetischen Beschichtungsmasse aufgetragen werden. Ein Oberflächenüberzug würde darüber hinaus die Rostbildung über eine längere Dauer der Filamentabnutzung verhindern.
Zur Erzeugung von Filamenten für die Verwendung in den neuartigen Artikeln und Verfahren sind die Polyetheramid-Materialien PebaxTM besonders geeignet, da sich eine Vielzahl von Fasern mit unterschiedlichen Qualitäten von PebaxTM erzeugen lässt und die Schmelztemperaturen relativ niedrig sind (d. h. 160º bis 180ºC). Der Schmelzbereich des Harzes, das als Hauptmaterial für die Ummantelung verwendet wird, sollte im Idealfall relativ niedrig sein, da die Kurzfasern ihre Fasereigenschaften bewahren. Darüber hinaus sollte, wenn ein magnetischer Dipol zur Orientierung kleiner Fasern in der Ummantelung eines zweikomponentigen Filaments verwendet wird, die erhöhte Temperatur im Idealfall die magnetischen Eigenschaften, die das Material besitzt, nicht zerstören.
Die Faserorientierung im Inneren der Ummantelung eines extrudierten, zweikomponentigen Filaments hängt in der Regel von einer Reihe von Variablen ab, einschließlich der Geschwindigkeit des Extruders und der Stärke des magnetischen oder elektrischen Feldes, das zur Orientierung verwendet wird. Als Ergebnis könnten die haarfeinen Filamente nicht notwendigerweise senkrecht zur Hauptfaser orientiert sein, sondern anstelle dessen in einem Winkel.
Zur Erzeugung von texturierten Artikeln kann eine Prozedur angewendet werden, die analog zu derjenigen ist, die für die Herstellung von Pfeifenreinigern angewendet wird und speziell bei solchen Ausführungsformen, in denen das Substrat Filamente enthält. Bei der Herstellung von Pfeifenreinigern werden Kurzfasern zwischen zwei Metalldrähte zugeführt, wenn die Drähte unter Erzeugung eines Kerns miteinander verdrillt werden. Diese Fasern bilden die reinigenden Elemente des Pfeifenreinigers. Der Winkel und die Dichte/Packung der Fasern können während des Ablaufs des Prozesses kontrolliert werden. Darüber hinaus können nach dem Prozess des ersten Texturierens andere Fasern um das Produkt gewickelt werden.

Zahnbürsten

Zahnbürsten schließen sowohl übliche Zahnbürsten als auch Interdentalbürsten ein. Zahnbürsten umfassen in der Regel einen Zahnbürstenkörper, der ein Griffteil und einen Kopfteil hat. Der Kopfteil enthält Büschel von Borsten, bei den neuartigen Zahnbürsten ragen Kurzfaser oder Texturpartikel von einigen oder allen Borsten oder Rippen hervor.
Interdentalbürsten enthalten ebenfalls einen Griffteil und einen Kopfteil. Der Kopfteil einer Interdentalbürste enthält in der Regel einen einzigen starren Schaft mit ausreichend kleinem Durchmesser um zwischen die Zähne zu passen. Eine der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist eine neuartige Interdentalbürste, bei der von dem Schaft Kurzfasern oder Texturpartikel herausragen.
Kleinere (d. h. 0,102 bis 0,127 mm (4 bis 5 mil)) Filamente sind zu einer verbesserten interdentalen Penetration im Vergleich zu Standard-Filamenten (d. h. 0,203 mm (8 mil)) in der Lage, die gegenwärtig in Zahnbürsten in Gebrauch sind, ihre mechanische Festigkeit ist jedoch in Folge ihres geringeren Durchmessers beeinträchtigt. Mit Kurzfaser texturierte Zahnbürsten-Filamente können die interdentale Penetration verstärken, ohne den strukturellen Zusammenhalt des Hauptfilamentschafts zu beeinträchtigen. Darüber hinaus führen Kurzfaserfilamente zu einer erhöhten Oberfläche und einer einzigartigen Oberflächentextur auf jedem Filament, mit denen die Zahnbelagsentfernung verbessert werden kann. Die Hinzufügung von kleinen Fasern auf die Oberfläche von Zahnseidefasern oder Zahnbürstenfilamenten mit einzigartigen Funktionalitäten kann eine verbesserte therapeutische Wirkung vermitteln. Bezug nehmend auf Fig. 1 umfasst die Zahnbürste 10 einen Körper 12, der einen Griff 14 und einen Kopf 16 hat sowie einen Borstenabschnitt 18, der auf dem Kopf 16 befestigt ist. Von den Borsten 18 ragen Kurzfasern 20 hervor.
Der. Körper 12 der Zahnbürste 10 wird mit Hilfe konventioneller Verfahren erzeugt, die auf dem Fachgebiet bekannt sind. Der Griff ist zum Greifen mit einer Hand geformt, kann alternativ jedoch so geformt sein, dass er in eine elektrische Zahnbürste passt. Die Konfiguration des Kopfes kann variieren und kann rechteckig sein, oval, diamantförmig oder irgendeine beliebige andere Form sein. Die nicht befestigten Enden der Borsten können eben, V-förmig, gewellt, konvex gekrümmt oder in irgendeiner anderen beliebigen angestrebten Topographie beschnitten sein. Die Form und Größe von Griff 14 und Kopf 16 können variieren, wobei die Achse des Griffes und des Kopfes in der gleichen oder in unterschiedlichen Ebenen liegen kann. Der Borstenabschnitt 18 wird aus einem oder mehreren Büscheln von einzelnen Borsten geformt, die auf dem Kopf nach bekannten Ausführungen befestigt sind, z. B. durch Klammern oder heiße Büschelverarbeitung. Die Kurzfasern werden an den Borsten mit Hilfe einer der Verfahren befestigt, die in dem vorangegangenen Abschnitt beschrieben worden sind. Die Borsten und Kurzfasern können aus jedem beliebigen Material gefertigt werden, das vorstehend als geeignetes Material für eine Komponente beschrieben wurde.
Die Borsten können einen im Wesentlichen gleichförmigen Querschnitt im Bereich von 0,076 mm bis 3,81 mm (0,003" bis 0,15") und vorzugsweise 0,076 mm bis 0,203 mm (0,003" bis 0,008") haben. Die Borsten können auf die gewünschte Länge zur Verwendung in einer Zahnbürste geschnitten werden. Die Borsten können die Form eines Zylinders haben, obgleich Borsten mit einer Vielzahl von Formen (z. B. gelappt, ringförmig, polygonal, quadratisch, rechteckig, hexagonal, diamantförmig, schlüssellochförmig, X-förmig, Y-förmig, U-förmig oder sternförmig) und Konfigurationen ebenfalls geeignet sind. Es können Abschnitte des Borstenmaterials so gebogen oder verändert werden, dass einige der einzelnen Abschnitte nicht untereinander ausgerichtet sind.
In die Zahnbürste können andere Arten von Borsten in Kombination mit den texturierten Borsten einbezogen sein, z. B. ein- und mehrkomponentige Borsten (z. B. Borsten, die durch Coextrudieren unterschiedlicher Polymere geformt wurden), gekräuselte Borsten, Borsten zur Massage des Zahnfleisches, Borsten mit variierenden Konfigurationen (z. B. Borsten mit mehrfachen Lumina) sowie Kombinationen davon. In die Borsten kann auch eine Abnutzungsanzeige eingebaut sein, wie sie beispielsweise in der US-Anmeldung mit dem Aktenzeichen 08/753 927 beschrieben wurde.
Die Kurzfaserborsten können in einigen oder sämtlichen Peripheriebüscheln angeordnet sein oder können in einigen oder allen inneren Büscheln angeordnet sein. Die Borsten können auch in nicht konventionelle Büschel einbezogen werden, in denen die Borsten nicht in einem Loch im Bürstengriff befestigt sind.
Die Zahnbürste braucht keine manuelle Zahnbürste sein, die eine konventionelle Form hat, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, sondern kann jeder beliebige Typ von Bürste sein, die zum Zähnebürsten konzipiert ist und über einen Kopf mit Borsten oder Rippen verfügt, die aus diesem hervorragen. Beispielsweise kann die Zahnbürste jeder beliebige Typ der elektrischen Zahnbürste sein, z. B. eine Zahnbürste 50, die über einen Körper 52, einen Hals 54, eine Antriebswelle 56 und einen Kopf 58 verfügt der funktionsfähig mit der Antriebswelle 56 über einen Antriebsmechanismus 60 (z. B. ein Zahntriebwerk) entsprechend der Darstellung in Fig. 2 verbunden ist. Der Kopf 58 enthält eine Vielzahl von Borsten 62, die jede auf ihrer Oberfläche Texturpartikel 64 aufweisen.
Die Zahnbürste kann die Form einer Interdentalbürste zum Bürsten der interdentalen Bereiche des Mundes haben. Eine solche Zahnbürste kann eine einzelne gekerbte Borste enthalten oder eine Reihe von gekerbten Borsten, die in einem einzigen Büschel angeordnet sind, wobei jede Borste Kurzfasern enthält.

Zahnseide

Zahnseide umfasst einen beliebigen langgestreckten, flexiblen Artikel, der zum Reinigen der interdentalen und subgingivalen Bereiche des Mundes verwendet wird, einschließlich beispielsweise monofilamentäre, multifilamentäre und/oder wachsbeschichtete Zahnseide oder Zahnband. Zahnseide umfasst üblicherweise einen Faserkern, der aus einem oder mehreren Endlosfilamenten hergestellt ist (z. B. eine Vielzahl von verdrillten oder verflochtenen Filamenten).
Für Zahnseidefilamente geeignete Materialien schließen synthetische und Polymerfilamente ein (z. B. Polyamide (z. B. NylonTM 6, NylonTM 612), Kunstseide, Polyethylen, Fluorpolymere (z. B. PVdF, PTFE), PBT, Acetalharze, Polyester, DACRONTM und Acetatpolymere, Polyacrylate, Polysulfone, thermoplastische Elastomere, z. B. Kraton (z. B. Styrol/Ethylen- oder Styrol/Butylen-Blockcopolymere), PebaxTM (z. B. Polyether/Polyamid-Blockcopolymere), thermoplastische Urethane) und Mischungen davon. Diese Materialien sind vorzugsweise ausreichend fest, um einer Scherkraft oder einem Reißen unter den üblichen Bedingungen der Verwendung der Zahnseide zu widerstehen. Die Zahnseide kann auch einen Abnutzungsindikator umfassen, wie er beispielsweise in der US- Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 08/772 891 beschrieben wurde.
Zahnseiden, die mit Kurzfaser oder Partikeln texturiert wurden, können verstärkte Fähigkeiten zur Zahnbelagsentfernung vermitteln, die mit konventionellen Zahnseiden nicht möglich ist. Darüber hinaus kann die Oberfläche eines texturierten Filaments oder Zahnseide die Fähigkeit zur Abgabe von Geschmacksstoff oder therapeutischen Mitteln verstärken und gewährt eine weichere und weniger irritierende Oberfläche.
Die neuartigen Artikel und Verfahren werden in den folgenden Beispielen eingehender beschrieben, die den Geltungsbereich der Erfindung, der in den Ansprüchen dargelegt ist, nicht beschränken.

Beispiele

Beispiel 1

Es wurde PebaxTM MX2533-Harz (Elf Atochem) in eine Schale aus Pyrex- Glas gegeben und auf einer Heizplatte geschmolzen. Es wurde Nichrome (Fisher) mit einem kleinen Durchmesser (0,05 bis 0,1 mm) in Segmente von 5 bis 10 mm geschnitten und direkt in die PebaxTM-Schmelze eingetaucht. Ebenfalls wurden Pigmente getestet, die aus kommerziell verfügbarer Stahlwolle geschnitten wurden. Während das PebaxTM noch schmelzflüssig war, wurde ein Magnet über den Kunststoff gehalten, um zu ermitteln, ob der Draht sich aus dem schmelzflüssigen PebaxTM hochziehen ließ und ob der Nichrome-Draht senkrecht zum PebaxTM orientiert werden konnte. Der Nichrome-Draht bewahrte nicht nur seine magnetischen Eigenschaften bei Temperaturen, bei denen PebaxTM schmelzen konnte, sondern es war auch möglich, den Nichrome-Draht zu orientieren und aus dem PebaxTM herauszuziehen, wodurch in einem sehr großen Maßstab ein haarähnliches Oberflächenkonzept erzeugt wurde. Selbstverständlich ist Draht für die Herstellung von Zahnbürsten-Filamenten nicht akzeptabel, weshalb eine weitere Untersuchung durch Einbeziehung kleiner (d. h. Mikrometergröße) magnetischer Eisenoxid-Partikel in oder auf kleinen Fasern ausgeführt wurde.

Beispiel 2

Es wurden verschiedene Arten von Kernfasern getestet, indem eine saure Schmelzprozedur angewendet wurde, um die Kurzfasern an den Kernfasern zu befestigen. Sowohl die Kernfasern als auch die Kurzfasern wurden geätzt oder weich gemacht und die Kurzfasern sodann in die geätzten oder weich gemachten Kernfasern geschossen (d. h. elektrostatische Aufbringung). Die nachfolgende Verdünnung der Säure erzeugte eine permanente Bindung. Die getesteten Kernfasern umfassten:
NylonTM 6-12 0,203 mm (8 mil)
C-Flex (30 Shore A) 2,29 mm (90 mil)
NylonTM 6-6 (20 WPI-Kräuselung) 0,559 mm (22 mil)
NylonTM (X-förmig) 0,406 mm (16 mil)
Amodel (PMX 93084) 1,65 (65 mil)
Jede Kernfaser wurde mit 88%iger Ameisensäure für 15, 30, 45 oder 60 Sekunden behandelt, um die Oberfläche weich zu machen. Kurzfasern aus NylonTM mit 1,27 mm (0,05"), 1,8 Denier (Claremont Flock, Claremont, N. H.) wurden elektrostatisch auf die Oberfläche der Kernfasern wie vorstehend beschrieben aufgebracht, indem ein Dekkor B (Creative Coatings Corp. Nashua, N. H.) als tragbare elektrostatische Beflockungseinheit verwendet wurde. Nach 1 Minuten wurden die texturierten Fasern in deionisiertem Wasser gewaschen.
Zusätzlich zu den texturierten Fasern wurden Flächengebilde unterschiedlicher Arten aus Kunststoff getestet, indem die vorstehend ausgeführten Säure- Weichmacherprozeduren angewendet wurden. Flächengebilde aus PebaxTM wurden mit Säure weich gemacht und erfolgreich mit NylonTM-Fasern einer Länge von 1,27 mm bis 3,81 mm (0,05" bis 0,15") texturiert.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer texturierten Zahnbürstenborste, umfassend:

Bereitstellen einiger kurzer Fasern mit zwei Enden;

Weichmachen eines Teils der Oberfläche einer Zahnbürstenborste;

Zusammenbringen der kurzen Fasern und der weichgemachten Oberfläche der Zahnbürsten-Borste; und

Härten des weichgemachten Teils, um die texturierte Zahnbürstenborste zu erzeugen;

dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner umfasst:

Weichmachen eines Endes einiger der kurzen Fasern;

Zusammenbringen des weichgemachten Endes der kurzen Fasern und der weichgemachten Oberfläche der Zahnbürstenborste; und

Härten der weich gemachten Fasern und Borste, um die texturierte Zahnbürstenborste zu erzeugen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Teil der Oberfläche der Zahnbürstenborste durch Behandeln der Oberfläche mit einem Lösemittel weichgemacht wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welchem das Ende der kurzen Fasern, die sich im Kontakt mit der Oberfläche der Zahnbürstenborste befinden, durch Behandeln der kurzen Fasern mit einem Lösemittel weichgemacht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend das Anlegen eines elektrostatischen Feldes, wodurch bewirkt wird, dass sich die kurzen Fasern in einem festen Winkel im Bezug auf die Oberfläche der Borste ausrichten.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem die kurzen Fasern mit einem elektrisch leitfähigen Material beschichtet sind.

6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei welchem die Zahnbürstenborste eine Querschnittabmessung von 0,076 mm bis 3,81 mm (0,003" bis 0,15") hat.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Querschnittabmessung 0,076 mm bis 0,203 mm (0,003" bis 0,008") beträgt.