EP1073353A1

EP1073353A1 - Borste, verfahren zu ihrer herstellung und gerät mit einer solchen borste

Info

Publication number: EP1073353A1
Application number: EP99923408A
Authority: EP
Inventors: Georg Weihrauch
Original assignee: Pedex GmbH
Current assignee: Pedex GmbH
Priority date: 1998-04-24
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2001-02-07
Anticipated expiration: 2019-04-09
Also published as: JP2002512824A; KR20010043001A; KR100602584B1; CA2328770A1; BR9909857A; AR015016A1; CN1298284A; AU4030299A; CN1115121C; WO1999055195A1; US6391445B1; ES2178438T3; DE19818345A1; DE59901741D1; EP1073353B1; PL343632A1; RU2205581C2; EG22279A; PL193087B1; AU746808B2

Abstract

Eine Borste (1) besteht aus einem Kern (2) aus einem vergleichsweise harten, biegeelastischen Kunststoff und wenigstens einer Schicht aus einem gummielastischen Kunststoff, die durch Prägen gegen den Kern profiliert ist. Auf dieser Schicht kann eine weitere die Profilierung glättende filmartige Schicht aufgebracht sein. Eine solche Borste wird durch Koextrudieren des Kerns und der gummielastischen Schicht und durch anschließendes Prägen derselben gegen den Kern hergestellt. Die filmartige Schicht wird nach dem Prägen aufgebracht.

Description

Borste, Verfahren zu ihrer Herstellung und Gerät mit einer solchen Borste

Die Erfindung betrifft eine Borste, bestehend aus einem Kern aus einem vergleichsweise harten, biegeelastischen Kunststoff und wenigstens einer Schicht aus einem gummi- elastischen Kunststoff. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung solcher Borsten und Geräte, die mit solchen Borsten ausgestattet sind.

Unabhängig von der jeweiligen Verwendung einer Bürste werden an Borsten einige Grundforderungen gestellt.

Hierzu zählen insbesondere die Biegeelastizität, Knickfestigkeit und Verschleißfestigkeit. Weitere und oft sehr unterschiedliche Anforderungen resultieren aus der Verwendung der Bürste. So müssen beispielsweise Bürsten für die Mund- und Körperpflege ausreichend weich sein, um Verletzungen zu vermeiden, während abrasiv wirkende technische Bürsten harte und rauhe Borsten aufweisen sollten. Andere technische Bürsten, wie Autowaschbürsten, hingegen müssen wiederum glatt und geschmeidig sein. Dies gilt auch für Polierbürsten. Bürsten oder Pinsel, die zum Auftragen von Medien dienen, müssen relativ eng stehende Borsten zum Speichern des Mediums aufweisen, während in anderen Anwendungsfällen einzeln stehende Borsten oder Borstenbündel erwünscht sind. o 1 Φ 1 1 ß -H 1 4-J ε 1 Φ 1 1 ß -H

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aber vielfach aus anwendungstechnischen Gründen nicht möglich und führt zudem zu einer unerwünschten Verteuerung.

Andere bekannte Vorschläge in (16) bis (21) gehen dahin, die Borste aus zwei Kunststoffkomponenten herzustellen, nämlich einem Kunststoffkern und einer darauf aufgebrachten Beschichtung entweder in Form eines den Kern einhüllenden Mantels oder in Form von auf den Kern aufgebrach- ten Fasern. Bei diesen bekannten Lösungen bleiben die Festigkeitseigenschaften der Borste im wesentlichen kontrolliert. Soweit der Kern einen glattwandigen Mantel aufweist (16) , (17) , läßt sich die Wirkung der Borste aber nur unwesentlich modifizieren. Ist nur der harte Kern profiliert und eine dem Profil folgende gummielastische Schicht aufgebracht (18) , wird letztere an den Überhöhungen des Profils schnell abgetragen und der harte Kern freigelegt . Soweit auf dem Kern Fasern aufgeflockt sind (20), kann die Borste nur für bestimmte Verwendungs- zwecke eingesetzt werden und ist im übrigen ihre Herstellung aufwendig und teuer .

Unter den letztgenannten Vorschlägen ist in (21) eine Borste vorgeschlagen, die aus einem extrudierten, relativ steifen Kern aus PA (Polyamid) oder hochdichtem PE (Poly- ethylen) und einer weichen thermoplastischen Schicht aus natürlichem oder synthetischem Gummi besteht . Diese bekannte Borste ist für Zahnbürsten konzipiert, wobei durch die weiche gummielastische Beschichtung in erster Linie eine schonende Behandlung der Zähne und des Zahnfleischs gewährleistet sein soll, während der steife Kern für die notwendigen Festigkeitseigenschaften der Borste sorgt. Eine solche Borste erfüllt aber nicht die beim Reinigen gestellten Anforderungen, da ihre Oberfläche zu glatt ist. Auch ist sie nicht geeignet, um Medien auf ein Objekt zu applizieren. ei o _ Oi -H t 1 ε 4H 1 ß ß Φ ß >. SH

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Der Kern kann aus einem oder mehreren Monofilen gebildet sein. Die erstgenannte Ausführung empfiehlt sich bei Zahn- und Körperbürsten, die letztgenannte Ausführung bei technischen Bürsten, insbesondere bei Autowaschbürsten. In diesem Anwendungsfall müssen die Borsten biegeschlaff sein, um sich einerseits der Kontur der zu reinigenden Fläche optimal anzulegen, andererseits die Oberfläche schonend zu reinigen. Diese Borsten verschleißen sehr schnell vom freien Ende her. Dies bedeutet bei der erfin- dungsgemäß ausgebildeten Borste, daß die gummielastische Schicht zuerst an den Borstenenden abgetragen wird. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung mit mehreren Kernmonofi- len werden diese in Form von Fasern freigelegt, die dann gegenüber einem einzigen Kernmonofil größeren Durchmes- sers immer noch eine schonende Behandlung gewährleisten.

Üblicherweise besitzen Borsten einen kreisförmigen Querschnitt . Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung kann aber auch jeder andere Borstenquerschnitt verwirklicht werden, indem der Kern einen von der Kreisform abweichenden

Querschnitt aufweist, z.B. einen schmalen rechteckigen oder kreuz- bzw. sternförmigen Querschnitt. Die gummielastische Schicht kann dann gleichwohl einen kreisförmigen Querschnitt besitzen, so daß sie eine unterschiedliche Dicke aufweist und in den dickeren Bereichen beispielsweise tiefer geprägt sein kann. Statt dessen kann sie auch einen dem Querschnitt des Kerns folgenden Querschnitt aufweisen, so daß unabhängig vom Ort der Prägung gleichtiefe Profile erzeugt werden können, wobei auch hier der Kern wieder als Widerlager wirkt.

Schließlich kann die gesamte Borste aus Kern und gummi- elastischer Schicht quer zur Erstreckungsrichtung der Borste gewellt sein.

Eine gute Haftung der gummielastischen Schicht auf dem Kern wird durch eine als Haftvermittler wirkende Oberflächenstruktur am Kern erhalten.

Zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Borste schlägt die Erfindung ein Verfahren vor, bei dem der Kern und die gummielastische Schicht als Strang koextrudiert werden und die gummielastische Schicht bei laufendem Strang durch Prägen gegen den Kern profiliert wird.

Mit diesem Verfahren wird ein endloses Borstenmaterial erhalten, von dem die Borsten unmittelbar nach dem Prägen auf Wunschmaß abgelängt werden können. Stattdessen kann das Borstenmaterial auch gespult werden und erst anläßlich der Bürstenherstellung die Borste von dem abgespul- ten Strang auf Wunschmaß abgelängt werden.

Eine andere Variante des Verfahrens besteht darin, daß der Kern und die gummielastische Schicht als endloser Strang koextrudiert werden, der Strang gespult und die gummielastische Schicht beim Abspulen des Strangs durch

Prägen gegen den Kern profiliert wird. Bei diesem Verfahren kann das Prägen beim Hersteller des Borstenmaterials oder auch erst beim Bürstenhersteller erfolgen. Dieses Verfahren kann sich auch dann empfehlen, wenn die gummi- elastische Schicht aus einem langsam vernetzenden Elastomer besteht und der Prägevorgang erst nach Abschluß der Vernetzungsreaktion durchgeführt werden soll.

Bei diesen Verfahren wird die gummielastische Schicht vorzugsweise mittels gegeneinander und gegen den Kern wirkender Prägewerkzeuge profiliert, wobei die Prägewerkzeuge unterschiedliche Profile erzeugen können. Es kann auch eine nur einseitige Profilierung vorgesehen sein, wobei dann das Prägewerkzeug mit einem unprofilierten Gegenwerkzeug zusammenarbeitet. In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auf den profilierten Strang anläßlich der Herstellung des Borstenmaterials oder vor dem Ablängen der Borsten ein weicher Kunststoff filmartig durch Extru- sion, Tauchen, Sprühen oder Aufschrumpfen einer Folie aufgebracht werden, um beispielsweise das Profil zu glätten.

Bei einer anderen Ausführung des Verfahrens werden der Kern und die gummielastische Schicht als Strang koextrudiert, anschließend die Borste von dem Strang abgelängt und daraufhin die gummielastische Schicht durch Prägen gegen den Kern profiliert. Bei diesem Verfahren kann die filmartige Schicht vor oder nach dem Ablängen durch Tauchen, Sprühen oder Aufschrumpfen einer Folie aufgebracht werden .

Die erfindungsgemäß ausgebildete Borste ist für Geräte unterschiedlichster Art einsetzbar. Im einfachsten Fall kann eine solche Borste unmittelbar als Interdentalreiniger verwendet werden, und zwar entweder in Form eines Sticks oder ähnlich einer Zahnseide.

Im Gegensatz dazu ist eine Bürste mit einer Mehrzahl von erfindungsgemäß ausgebildeten Borsten ausgestattet, wobei die Borsten in getrennten Anordnungen vorgesehen sein können. Insbesondere kann eine solche Bürste Borsten mit unterschiedlich profilierten, gummielastischen Schichten aufweisen.

Nachstehend ist die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung schematisch wiedergegebener Ausführungsbeispiele beschrieben, die jeweils eine Borste in perspektivischer Ansicht mit Querschnitt zeigen.

Die Borste 1 gemäß Fig. 1 weist einen Kern 2 aus einem o CU Φ ß X

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Querschnitt 10 aufweist, während die gummielastische

Schicht 3 kreisförmigen Querschnitt besitzt. Sie ist also im Bereich der Enden der Balken des Kreuzquerschnitts 10 am dünnsten. Dadurch sind scharf ausgeprägte Widerlager gebildet, gegen die das Profil - wie mit den Pfeilen 11 angedeutet - besonders gut geprägt werden kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 weist die Borste 1 wiederum einen Kern 2 mit Kreisquerschnitt auf . Die ihn umhüllende gummielastische Schicht 3 ist mit einem Wellenprofil 12 geprägt.

Fig. 7 zeigt eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform, indem der Kern 2 aus vier Monofilen 13 be- steht, die in Parallellage oder gezwirnt sein können. Die gummielastische Schicht 3 umgibt den Kern 2 wiederum mit einem kreisförmigen Querschnitt und weist auf ihrem Mantel die eingeprägte Profilierung auf.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 weist der Kern 2 einen langgestreckten Querschnitt auf. Die gummielastische Schicht 3 ist mit gleichbleibender Dicke vorgesehen, so daß sie dem Querschnitt des Kerns 2 folgt und eine bandförmige Borste erhalten wird, die beispielsweise nur an ihren Schmalseiten mit einem geprägten Profil 4 ähnlich dem in Fig. 3 versehen ist.

Die Borste gemäß Fig. 9 weist wiederum einen Kern 2 und eine gummielastische Schicht 3 mit einer durch Prägen erhaltenen Profilierung 4 auf. In Abwandlung gegenüber den zuvor beschriebenen Borsten ist die Borste 14 gemäß Fig. 9 quer zur Längserstreckung gewellt.

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Claims

Patentansprüche

1. Borste, bestehend aus einem Kern aus einem vergleichsweise harten, biegeelastischen Kunststoff und wenigstens einer Schicht aus einem gummielastischen Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastische Schicht (3) durch Prägen gegen den Kern (2) profiliert ist.

2. Borste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastische Schicht (3) durch Warmprägen gegen den Kern (2) profiliert ist.

3. Borste nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastische Schicht (3) den Kern (2) mantelförmig umgibt.

4. Borste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielatische Schicht (3) den Kern (2) bereichsweise umgibt .

Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) aus einem die

11 Biege- und Knickfestigkeit der Borste (1) bestimmenden Kunststoff und die gummielastische Schicht (3) mit ihrer Profilierung (4) aus einem die Oberflächenwirkung der Borste (1) am Objekt und die Ver- schleißfestigkeit bestimmenden Kunststoff besteht .

6. Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) aus einem Kunststoff mit einer Shore-Härte D>45 und die gummiela- stische Schicht (3) aus einem Kunststoff mit einer Shore-Härte D<35 besteht.

7. Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) aus einem Kunst- stoff mit einer Shore-Härte D>65 und die gummielastische Schicht (3) aus einem Kunststoff mit einer Shore-Härte 20<D<35 besteht.

8. Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) aus PE (Polyethy- len) , PP (Polypropylen) oder PA (Polyamid) und die gummielastische Schicht (3) aus einem thermoplastischen Elastomer besteht.

9. Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastische Schicht (3) auf dem Umfang verteilte, lokal abgegrenzte Vertiefungen (5) aufweist.

10. Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastische Schicht (3) ein in Erstreckungsrichtung der Borste (1) verlaufendes Profil (8, 9) aufweist.

11. Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastische Schicht ein

12 quer zur Erstreckungsrichtung (8, 9) verlaufendes Profil aufweist.

12. Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf die profilierte gummielastische Schicht (3) eine sich an deren Profil (4) anschmiegende, filmartige Schicht (7) aus einem weichen Kunststoff aufgebracht ist.

13. Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) aus einem Monofil gebildet ist.

14. Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 12 , dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) aus mehreren Mono- filen (13) gebildet ist.

15. Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 13 , dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt (10) aufweist.

16. Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastische Schicht (3) einen vom Querschnitt des Kerns (2) abweichenden, insbesondere einen kreisförmigen Querschnitt aufweist .

17. Borste nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastische Schicht (3) einen dem Quer- schnitt des Kerns (2) folgenden Querschnitt aufweist .

18. Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) mit der gummiela- stischen Schicht (3) quer zur Erstreckungsrichtung der Borste (1) gewellt ist.

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19. Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) eine als Haftvermittler für die gummielastische Schicht (3) wirkende Oberflächenstruktur oder eine entsprechende Beschichtung aufweist .

20. Verfahren zur Herstellung von Borstenmaterial für Borsten nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern und die gummielastische Schicht als endloser Strang koextrudiert werden und die gummielastische Schicht bei laufendem Strang durch Prägen gegen den Kern profiliert wird.

21. Verfahren zur Herstellung von Borstenmaterial für Borsten nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern und die gummielastische Schicht als endloser Strang koextrudiert werden, der Strang gespult wird und die gummielastische Schicht beim Abspulen des Strangs durch Prägen gegen den Kern profiliert wird.

22. Verfahren zur Herstellung von Borsten nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern und die gummielastische Schicht als Strang koextrudiert werden, die Borste von dem Strang abgelängt und anschließend die gummielastische Schicht der Borste durch Prägen gegen den Kern profiliert wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastische Schicht mittels gegeneinander wirkender Prägewerkzeuge profiliert wird.

24. Verfahren nach Anspruch 12 und 20 oder 21, dadurch

14 gekennzeichnet, daß auf den profilierten Strang ein weicher Kunststoff filmartig durch Extrusion, Tauchen, Sprühen oder Aufschrumpfen einer Folie aufgebracht wird.

25. Verfahren nach Anspruch 12 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß auf die profilierte Borste ein weicher Kunststoff filmartig durch Tauchen, Sprühen oder Aufschrumpfen einer Folie aufgebracht wird.

26. Borstenmaterial, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 20 bis 25.

27. Interdentalreiniger mit wenigstens einer Borste nach einem der Ansprüche 1 bis 19.

28. Bürste mit einer Mehrzahl von Borsten nach einem der Ansprüche 1 bis 19.

29. Bürste nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Borsten unterschiedlich profilierte gummielastische Schichten aufweisen.

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