EP1094733B1

EP1094733B1 - Verfahren zur herstellung von borstenwaren und danach hergestellte borstenwaren

Info

Publication number: EP1094733B1
Application number: EP99929312A
Authority: EP
Inventors: Georg Weihrauch
Original assignee: Coronet Werke GmbH
Current assignee: Coronet Werke GmbH
Priority date: 1998-07-04
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2003-04-09
Anticipated expiration: 2019-06-24
Also published as: BR9911815A; JP2002519126A; EP1094733A1; WO2000001275A1; PT1094733E; CN1303243A; NO20005202D0; KR100604033B1; CA2336615A1; AU4615699A; NO20005202L; RU2208374C2; CN1132539C; DK1094733T3; ZA200005373B; PL193267B1; ID27799A; DE59904969D1; TR200003459T2; HUP0201845A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren mit Borsten aus Kunststoff, die als Monofile endlos extrudiert, auf Wunschlänge zugeschnitten und einzeln oder zu Gruppen zusammengefaßt als Borstenbesatz an einem Borstenträger befestigt werden. Ferner betrifft die Erfindung nach dem Verfahren hergestellte Borstenwaren.

Borstenwaren, wie Zahnbürsten, Massagebürsten, Pinsel, Textil- und Teppichbürsten, aber auch eine Vielzahl technischer Bürsten, erfüllen ihren Gebrauchszweck nur über eine bestimmte Nutzungsdauer, die fast ausschließlich durch den Verschleiß der Borsten bestimmt wird und im übrigen von der Art der Borstenware und dem gewünschten Arbeitsergebnis abhängt.

Eine vergleichsweise kurze Nutzungsdauer besitzen beispielsweise Bürsten, die im Körperpflegebereich eingesetzt werden. Hierunter fallen Massagebürsten, Kosmetikbürsten, vor allem aber Zahnbürsten. Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird nachfolgend nur beispielhaft an Zahnbürsten erläutert.

Bei Zahnbürsten ist schon im vergangenen Jahrhundert erkannt worden (US 74 560 -1868), daß die Borsten, die seinerzeit ausschließlich aus Tierhaaren hergestellt wurden, durch Schneidvorgänge scharfe Kanten oder Grate aufweisen, die zu Verletzungen der Gingiva führen können. Um diese Kanten und Grate zu beseitigen, werden Borsten für Zahnbürsten, aber auch für andere Bürsten, die am menschlichen Körper verwendet werden, an ihren nutzungsseitigen Enden durch mechanisches Beschleifen verrundet. In der US 74 560 wird ein konisches Zuschleifen mit verrundeter Kuppe vorgeschlagen.

In neuerer Zeit werden für Zahnbürsten fast ausschließlich Kunststoffborsten eingesetzt, die aus extrudierten Monofilen auf Wunschlänge zugeschnitten werden. Die so erhaltenen Kurzschnitte werden in der Regel zu Bündeln zusammengetragen und diese dann am Zahnbürstenkopf befestigt. Auch hierbei ist es notwendig, die nutzungsseitigen Enden zu verrunden, was auch heute noch meist durch Schleifen geschieht. Die Borste weist im Endzustand einen über ihre Länge gleichen, zylindrischen Querschnitt auf und ist an ihrem nutzungsseitigen Ende zu einer domartigen Kuppe verrundet. In neuerer Zeit kommen auch wieder konisch zugeschliffene Borsten zur Anwendung, um zumindest mit einzelnen Borsten des Borstenbesatzes besser in die Interdentalräume eindringen und auch Fissuren an der Zahnoberfläche wirksam reinigen zu können. Auch hierbei muß die Borste aber eine verrundete Kuppe aufweisen, um Verletzungen der Gingiva, oder auch -wie neuere wissenschaftliche Untersuchungen gezeigt haben- Bürstlässionen am Zahn zu vermeiden. Dies gilt in besonderem Maß bei empfindlicher Gingiva oder empfindlichen Zahnhälsen, die bei fast der Hälfte der Verbraucher vorliegen.

Aus den genannten Gründen werden bei Zahnbürsten auch schon Borsten eingesetzt, die aus Kunststoffmonofilen extrudiert, an ihren nutzungsseitigen Enden aber zu sogenannten Flaggen aufgespalten sind. Im unteren, nicht-gespaltenen Bereich der Borste wird das gewünschte Biegevermögen der Borste genutzt, während die Flaggen eine schonende Reinigung der Zahnflächen und Interdentalräume und eine ebenso schonende Massage der Gingiva ermöglichen. Ähnliche kombinatorische Wirkungen werden mit Borsten erreicht, die aus einem Kern und einer Hülle bestehen, die in der Regel aus unterschiedlichen Kunststoffen durch Koextrusion erhalten werden. Hier erfüllt der Kern in erster Linie die festigkeitstechnischen Anforderungen, während die Hülle die Reinigungs- und Pflegefunktion übernimmt.

Bei regelmäßiger Verwendung der Zahnbürste tritt relativ schnell ein Verschleiß der Borsten ein, die dadurch die vorgenannten Eigenschaften verlieren. Der Verschleiß setzt insbesondere am Mantel der Borste an, so daß zylindrische Borsten zum Borstenende hin konifiziert und Borsten mit konischem Ende nach einiger Gebrauchszeit zugespitzt werden. In beiden Fällen nutzt sich die runde Kuppe ab, und zwar zumeist noch unregelmäßig, so daß die durch das Verrunden angestrebten Wirkungen verloren gehen. Bei Borsten, die aus einem Kern und einer Hülle bestehen wird zunächst die Hülle im Bereich des Borstenendes abgetragen und der Kern freigelegt. Bei Borsten mit Flaggen schreitet der Verschleiß aufgrund der dünnen Querschnitte der Flaggen noch schneller fort. Da hierdurch die freie Länge der Flaggen stetig abnimmt, nimmt umgekehrt ihre Steifheit in unerwünschtem Maß zu und besteht die Gefahr, daß der massive Borstenstummel Verletzungen verursacht.

Zahnmediziner empfehlen aus den vorgenannten Gründen, Zahnbürsten nach einigen Wochen zu wechseln. Dies unterläßt der Benutzer häufig deshalb, weil für ihn der Verschleiß aufgrund der geringen Borstenquerschnitte, die sich im Bereich von 0,15mm bis 0,225mm bewegen, optisch nicht wahrnehmbar ist und die Zahnbürste auch nach einer langen Nutzungsdauer optisch noch einen gebrauchsfähigen Eindruck macht.

Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, die Abnutzung einer Zahnbürste dem Benutzer kenntlich zu machen. So ist es bekannt (EP 0 366 100) einen Teil des Zahnbürstengriffs aus einem sich durch die Nutzung verfärbenden oder gar auflösenden Material auszubilden, wodurch dem Verbraucher im ersten Fall optisch, im zweiten Fall durch Funktionsunfähigkeit des Griffs die Notwendigkeit des Auswechselns signalisiert wird. Diese Ausführung ist verständlicherweise völlig praxisfremd.

Ein anderer bekannter Vorschlag geht dahin, die Borste aus einem Kern und einem Mantel in unterschiedlicher Farbe herzustellen. Durch die beim Bürsten auftretende Schleifwirkung wird der Mantel im Bereich der nutzungsseitigen Enden abgetragen und tritt infolgedessen das andersfarbige Kernmaterial zutage, wodurch dem Verbraucher die Notwendigkeit des Austauschs der Zahnbürste optisch signalisiert wird (DE 34 00 941, US 4 802 255, 5 313 909, 5 268 005, WO94/10 539). Borsten dieser Art haben sich auch bereits in die Praxis eingeführt, weil andere sinnvolle Lösungen nicht vorhanden sind. Die Abnutzung zeigt sich allerdings nicht kontrastreich genug, um den Verbraucher zum richtigen Zeitpunkt zu veranlassen, die Zahnbürste zu wechseln. Auch die Reproduzierbarkeit dieser Art der Verbrauchsanzeige ist mangelhaft. Häufig wird diese optische Anzeige, die erst mit der Abnutzung der Borste sichtbar wird, nicht oder zu spät wahrgenommen. Diese Methode setzt außerdem stets eine zweiteilige Borstenkonstruktion aus Kern und Hülle voraus.

Diese Methode versagt auch bei modernen Borstenformen, beispielsweise mit konisch zulaufendem Borstenende, weil entweder der Mantel und damit die gesamte Borste einen zu großen Querschnitt aufweisen müßte oder aber der Kern über seine Länge unterschiedlich eingefärbt sein müßte, was technisch durch Extrudieren nicht möglich ist. Ebenso versagt diese Methode bei Borsten mit Flaggen oder solchen Bürsten, bei denen die nutzungsseitigen Enden der Borsten in einer nicht-ebenen Hüllfläche liegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Benutzer der Borstenware unabhängig von dem tatsächlichen Verschleißgeschehen bei der Benutzung der Borstenware ständig eine optische Information über den aktuellen Gebrauchszustand und den Grad der aktuellen Abnutzung zu geben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Monofil nach dem Extrudieren oder die daraus hergestellten Borsten mit wenigstens einer an dem Borstenbesatz der fertigen Borstenware als farblich abgesetzte Markierung erkennbaren, im wesentlichen linienförmigen Abgrenzung in einem den Gebrauchszustand repräsentierenden Abstand vom nutzungsseitigen Ende der Borsten versehen werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die den Abnutzungsgrad bzw. die Notwendigkeit des Austauschs der Bürste anzeigende Markierung nachträglich, nämlich nach dem Extrudieren an dem Monofil oder an der zugeschnittenen Borste angebracht, und zwar in Form einer farblich abgesetzten, linienförmigen Abgrenzung, die eine den Gebrauchszustand und damit den Abnutzungsgrad repräsentierenden Abstand vom nutzungsseitigen Ende der Borste aufweist. Dieser Abstand, d.h. die Lage der Abgrenzung, kann nach im wesentlichen objektiven Kriterien festgelegt werden, indem die fertige Borstenwaren einem Dauertest unterzogen und Art und Umfang des Verschleißes an den einzelnen Borsten makroskopisch untersucht wird. Anhand der auf diese Weise erhaltenen Durchschnittswerte des Verschleißes der Borsten des gesamten Borstenbesatzes kann diejenige Borstenlänge festgestellt werden, bei der sich für die bestimmungsgemäße Funktion der Bürste nachteilige Verschleißerscheinungen zeigen. Entsprechend wird dann die Abgrenzung an dem Monofil bzw. der Borste angebracht.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Borsten beliebiger Formgebung wie einadrige Monofile, mehradrige Monofile, koextrudierte Monofile, Borsten mit Flaggen oder konisch zulaufenden Borstenenden, mit einer Verbrauchsanzeige ausgestattet werden, die für den Verbraucher deutlich wahrnehmbar ist und nicht vom Verschleißgeschehen abhängt. An der fertigen Borstenware brauchen nur einige Borsten oder nur einige Borsten innerhalb mehrerer Bündel mit der farblich abgesetzten Markierung versehen werden, um den Abnutzungsgrad zu signalisieren. Diese Borsten bzw. Bündel wird man insbesondere in den Bereichen der Bürste vorsehen, wo aufgrund von Dauerversuchen der Verschleiß am schnellsten fortschreitet. Ferner wird man nur solche Borsten zur Anbringung der Abgrenzung heranziehen, die im Borstenbesatz außen liegen, was den Vorteil bietet, daß die Markierung bzw. Abgrenzung an der fertigen Bürste nachträglich angebracht werden kann.

Es können auch mehrere farblich abgesetzte, im wesentlichen parallele, linienförmige Abgrenzungen in verschiedene Gebrauchszustände mehrere Stufen der Abnutzung repräsentierenden, unterschiedlichen Abständen vom nutzungsseitigen Ende der Borste vorgesehen werden.

Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für solche Borstenwaren, bei denen nicht schon der Verschleiß im Mikrobereich zur Untauglichkeit der Borsten führt, sondern insbesondere bei solchen Borstenwaren, bei denen die Funktionstüchtigkeit mit zunehmender Verkürzung der Borste nur qualitative Einbußen erleidet, beispielsweise die Borsten durch Verkürzen der Länge steifer und die Bürste damit härter wird oder aber das Aufnahmevermögen des Borstenbesatzes für Auftragsmedien aufgrund verkürzter Kapillaren zwischen den Borsten abnimmt. Bei solchen Borstenwaren liegt es weitgehend im Belieben des Benutzers denjenigen Zeitpunkt bzw. den Verschleißzustand festzulegen, bei dem die Bürste seinen individuellen Anforderungen nicht mehr genügt.

Die linienförmigen Abgrenzungen können durch die Begrenzungslinien streifenförmiger Markierungen gebildet werden und es können mehrere streifenförmige Markierungen unterschiedlicher Breite zur Anzeige verschiedener Gebrauchszustände angebracht werden.

Wie schon angedeutet, kann die Abgrenzung an dem Monofil nach dem Extrudieren erzeugt werden, also beispielsweise in einer der späteren Borstenlänge folgenden Abständen. Es kann die Abgrenzung aber auch nach dem Zuschneiden an der fertigen Borste angebracht werden, vorzugsweise jedoch wird die Abgrenzung nur an den außenliegenden Borsten des Borstenbesatzes vor oder nach dessen Befestigung am Borstenträger erzeugt. Im erstgenannten Fall wird der Borstenbesatz in der endgültigen Konfiguration der Borsten bzw. Bündel in einem Halter fixiert (z.B. EP 0 346 646) und mit dem Halter an die Bürstenfertigungsmaschine übergeben. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um eine Spritzgießmaschine, in der der Borstenbesatz an den befestigungsseitigen Enden der Borsten mit dem Kunststoff des Borstenträgers umspritzt wird. Bei dieser Ausführung des Verfahrens, wie auch bei der Markierung der Borsten an der fertigen Bürstenware läßt sich die Abgrenzung zum einen sehr einfach, zum anderen sehr exakt nach den aus Dauertesten gewonnenen Ergebnissen anbringen. Sie läßt sich ferner im Bedarfsfall lokal exakt begrenzen, wobei es aufgrund der eng stehenden Borsten im allgemeinen nicht darauf ankommt, daß jede außenliegende Borste eine Markierung trägt, weil sich die an mehreren Borsten angebrachte Markierung über die gesamte Ausdehnung des Borstenbesatzes als linien- oder streifenförmige Abgrenzung optisch darstellt. Dies gilt insbesondere für Abgrenzungen, die in Form von Punkten oder Streifen oder als Teil einer Umfangslinie auf den Borsten erzeugt werden.

Schließlich hat diese Verfahrensvariante den Vorteil, daß verschiedene technische Methoden zum Anbringen der Markierung genutzt werden können, auf die im übrigen weiter unten eingegangen wird.

Bei Zahnbürsten ist der Borstenbesatz häufig konturiert, um die Bürstfläche den Konturen des Gebisses, der Zähne oder gar des Mundraums anzupassen. Es liegen also die nutzungsseitigen Enden der Borsten in einer von der Ebene abweichenden Hüllfläche. Bei solchen Bürsten, insbesondere Zahnbürsten wird erfindungsgemäß die Abgrenzung in einer zu dieser Hüllfläche korrespondierenden, vorzugsweise parallelen Lage angebracht.

Es ist auf diese Weise auch bei Bürsten mit einer solchen unregelmäßigen Kontur sichergestellt, daß der Gebrauchszustand der Bürste bzw. der Abnutzungsgrad der Borsten in allen Bereichen des Borstenbesatzes jederzeit wahrnehmbar ist. Auch bei Bürsten dieser Art können die Borsten oder Bündel nur in denjenigen Bereichen in der erfindungsgemäßen Weise ausgestattet sein, in denen der stärkste Verschleiß beobachtet wird.

Die Abgrenzung kann ferner durch die Grenzlinie von in Längsrichtung der Borsten unterschiedlich farbigen Zonen erzeugt werden, die wiederum durch Nachbehandlung mit physikalischen Verfahren erhalten werden können.

Bei Borsten, die aus einem Kern und einer Hülle bestehen, beispielsweise durch Koextrudieren hergestellt sind, kann die Abgrenzung auf dem Kern, der Hülle oder auch auf beiden erzeugt werden, um verschiedene Gebrauchszustände bzw. Abnutzungsgrade anzuzeigen. Beispielsweise kann der Kern mit einer Abgrenzung versehen werden, die einen geringeren Abstand von dem nutzungsseitigen Ende aufweist als eine an der Hülle angebrachte Markierung. Bei dem durch die Benutzung stattfindenden Abtragen des Materials des Mantels wird zunächst die auf dem Kern angebrachte Markierung freigelegt, um beispielsweise dem Benutzer anzuzeigen, daß der Verschleiß ein nennenswertes Ausmaß erreicht hat, während die auf der Hülle angebrachte Markierung dem Benutzer den notwendigen Austausch der Bürste signalisiert. Diese Ausbildung empfiehlt sich insbesondere bei solchen Borsten, die in der Hülle Füllstoffe, beispielsweise solche mit abrasiver Wirkung, enthalten.

Die Hülle kann auch aus einem transparenten Kunststoff bestehen und der Kern mit einer durchscheinenden Abgrenzung versehen werden. Die Abgrenzung ist während des Gebrauchs der Bürste ständig mit einer bestimmten Farbintensität wahrnehmbar. Wird während der Benutzung der Mantel abgetragen, so erscheint schließlich die Abgrenzung in gegebenenfalls stärkerer Farbintensität, um den Benutzer zum Austausch der Bürste zu veranlassen.

In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, daß das zur Herstellung der Borsten dienende Monofil aus einem mit Pigmenten gefüllten Kunststoff extrudiert wird, die auf Laserstrahlen mit einem Farbumschlag reagieren, wobei die Abgrenzung durch Einwirkung von Laserstrahlen auf das Monofil oder die daraus hergestellten Borsten erzeugt wird.

Die Lasertechnik eignet sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens in besonderer Weise, da die Markierung nicht nur oberflächig, sondern auch in der Tiefe des Monofils bzw. der Borsten erzeugt wird. Ferner kann mit dem parallelstrahligen Laserlicht die Markierung exakt abgegrenzt und genau lokalisiert angebracht werden. Auch läßt sich die Tiefe der Markierung durch die Parameter des Lasers beeinflussen. Es ist ferner möglich, bei zweioder mehradrigen Borsten für nur eine Ader ein pigmentiertes Monofil einzusetzen, so daß nur dieses markiert wird. Bei einem aus Kern und Hülle bestehenden Monofil können nur der Kern oder nur die Hülle mit Pigmenten gefüllt sein, um die Markierung wahlweise an der Hülle oder am Kern anzubringen. Sind beide mit Pigmenten gefüllt, können Markierungen zur Anzeige unterschiedlicher Gebrauchszustände an der Hülle und am Kern angebracht werden.

Ebenso ist es möglich, das Monofil aus zwei Polymeren mit unterschiedlichen Absorptionskoeffizienten für Lasertrahlen zu extrudieren. In diesem Fall kann eine Pigmentierung entfallen und erfolgt die Markierung überwiegend durch Farbumschlag an der Grenzfläche zum stärker absorbierenden Polymer. Werden die beiden Polymere zu einem Monofil koextrudiert, kann der Farbumschlag auch allein an der Grenzfläche von Kern und Hülle erfolgen.

Die Lasertechnik bietet insbesondere den Vorteil, daß die unebene Seitenfläche des Borstenbesatzes, die aus einer Vielzahl nebeneinander stehender Borsten gebildet ist und sich somit als unregelmäßig gewellte Hüllfläche der außenliegenden Borstenmäntel darstellt, gleichwohl mit einer optisch geschlossen erscheinenden Markierung versehen werden kann. Die Lasertechnik gibt ferner die Möglichkeit, unterhalb der Abgrenzung eine erläuternde Beschriftung in gleicher Weise wie die Abgrenzung anzubringen, die dem Benutzer den Gebrauchszustand lesbar anzeigt.

Statt der Lasertechnik kann zur Anbringung der Abgrenzung auch das ink-jet-Verfahren eingesetzt werden, bei dem die aufgebrachte Farbe in die Mikroporen der Oberfläche der Borste eindringt. Auch andere Verfahren mit ähnlich präzisem Farbauftrag können vorgesehen sein.

Stattdessen kann vorgesehen sein, daß das Monofil mit einer dünnen farbtragenden Deckschicht extrudiert und die Abgrenzung durch Abtragen der Deckschicht erzeugt wird. Dieses Abtragen kann wiederum durch Laserstrahlen erfolgen.

Die Erfindung betrifft ferner nach den vorgenannten Verfahren hergestellte Borstenwaren, die sich dadurch auszeichnen, daß wenigstens ein Teil der im Borstenbesatz außenliegenden Borsten eine farblich abgesetzte, im wesentlichen linienförmige Abgrenzung in einem den Gebrauchszustand repräsentierenden Abstand von den nutzungsseitigen Enden der Borste aufweist.

Ausführungsbeispiele einer solchen Borstenware sind in den Patentansprüchen 22 bis 36 gekennzeichnet.

Nachstehend ist die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung wiedergegebener Ausführungsbeispiele von Borstenwaren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine schematische Seitenansicht einer Bürste mit konturierter Bürstfläche;
Fig. 2: eine Ansicht einer einzelnen Borste der Bürste gemäß Fig. 1 im Neuzustand;
Fig. 3: die Borste gemäß Fig. 2 nach längerer Benutzungsdauer der Bürste;
Fig. 4: eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform im ungebrauchten Zustand mit einem aus unterschiedlichen Borsten bestehenden Borstenbesatz;
Fig. 5: eine vergrößerte Darstellung einer einzelnen Borste aus dem Borstenbesatz gemäß Fig. 5 im ungebrauchten Zustand;
Fig. 6: die Bürste gemäß Fig. 4 nach längerer Benutzungsdauer;
Fig. 7: die Borste gemäß Fig. 5 nach der längeren Benutzungsdauer;
Fig. 8: eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Bürste im ungebrauchten Zustand mit einem anderen Borstenbesatz;
Fig. 9: einen vergrößerten Längsschnitt einer Zwei-Komponentenborste aus dem Borstenbesatz gemäß Fig. 8 im ungebrauchten Zustand;
Fig. 10: die Borste gemäß Fig. 9 nach längerer Benutzungsdauer;
Fig. 11: eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Bürste im ungebrauchten Zustand;
Fig. 12: einen Längsschnitt einer ungebrauchten Borste aus dem Borstenbesatz gemäß Fig. 11;
Fig. 13: die Borste gemäß Fig. 12 nach längerer Benutzungsdauer;
Fig. 14: eine schematische Seitenansicht einer weiteren Variante einer Bürste im ungebrauchten Zustand;
Fig. 15: eine vergrößerte Ansicht einer Borste aus dem Borstenbesatz gemäß Fig. 14 im ungebrauchten Zustand;
Fig. 16: die Borste gemäß Fig. 15 nach längerer Benutzungsdauer;
Fig. 17: eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Bürste im ungebrauchten Zustand;
Fig. 18: eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform einer Borste;
Fig. 19: eine Seitenansicht einer Borste in einer anderen Variante.

Die Bürste gemäß Fig. 1 besteht aus einem Träger 1, z.B. aus Kunststoff, an dem ein Borstenbesatz 2 befestigt ist, der beim gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Vielzahl von Borstenbündeln besteht, was in der Zeichnung durch einfache Strichlinien angedeutet ist, wobei jedes Bündel mehrere Borsten 3 aufweist, von denen eine exemplarisch in Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Die nutzungsseitigen Enden 4 der Borsten liegen auf einer Hüllfläche 5, die von der Ebene abweicht. Im konkreten Fall weist sie einen ebenen Abschnitt 6 und einen gewölbten Abschnitt 7 auf. Hierbei kann es sich beispielsweise um den Kopf einer Zahnbürste handeln.

Wie Fig. 2 zeigt, weist die Borste 3 im ungebrauchten Zustand an ihrem nutzungsseitigen Ende 4 eine domartig gerundete Kuppe 8 auf. Mit Abstand von der Kuppe 8 ist an den innerhalb des Besatzes 2 außenliegenden Borsten eine linienförmige Abgrenzung 9 angebracht, die für den Gebrauchszustand der Borste repräsentativ ist. Diese Abgrenzung 9 kann beispielsweise mittels Laserstrahl erzeugt werden. Zu diesem Zweck können die Borsten 3 bzw. das extrudierte Monofil, aus dem sie durch Zuschneiden hergestellt sind, mit Pigmenten gefüllt sein, die Laserstrahlen absorbieren.

Im ungebrauchten Zustand ist die Abgrenzung 9 als Markierungslinie optisch deutlich erkennbar. Diese an der Außenseite der außenliegenden Borsten angebrachte Markierungslinie 9 zeigt sich am gesamten Borstenbesatz, auch wenn dieser aus einzelnen Bündeln besteht, als im wesentlichen geschlossene Markierungslinie 10.

Bei Zahnbürsten werden die außenliegenden Borsten des Borstenbesatzes 2 am stärksten beansprucht. An ihnen setzt also der Verschleiß ein, und zwar derart, daß der Kunststoff zunächst am Mantel der Borste 3 abgetragen wird, so daß sich deren nutzungsseitiges Ende 4 allmählich zu einem mehr oder weniger regelmäßigen Kegel 11 konifiziert. Dabei geht die domartige Kuppe 8 verloren und wird die Borste entsprechend aggressiver. Bei dieser Abnutzung wird schließlich auch die Abgrenzung 9 erreicht und sie verschwindet bei weiterer Benutzung der Bürste, wie in Fig. 3 erkennbar. Durch den Abstand der Abgrenzung 9 von der domartigen Kuppe 8 kann derjenige Abnutzungsgrad festgelegt werden, bei dem die Zahnbürste verworfen werden sollte. Dies empfiehlt sich schon dann, wenn die markierende Abgrenzung 9 an nur einigen Bündeln verschwunden ist.

In Kombination mit dem Abstand der Abgrenzung 9 von der domartigen Kuppe 8 kann auch die durch die Laser-Parameter steuerbare Tiefe der Abgrenzung 9 zur Anzeige des Abnutzungsgrades herangezogen werden.

Die Festlegung der Abgrenzung 9 erfolgt vorzugsweise in Dauertesten der Bürste mit makroskopischer Prüfung der Verschleißerscheinungen an den einzelnen Borsten. Aufgrund dieser Verschleißmessungen kann bei der in Fig. 1 erkennbaren Hüllfläche 5 die Markierungslinie 10 parallel zur Hüllfläche 5 der nutzungsseitigen Enden oder bei ungleichmäßigem Verschleiß in verschiedenen Bereichen auch in einer anderen Linienführung ausgebildet sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 besteht der am Borstenträger 1 befestigte Borstenbesatz 2 aus zu Bündeln 12 zusammengefaßten Borsten (durch parallele Striche angedeutet) und aus gegebenenfalls stärkeren Einzelborsten 13, deren Oberfläche 14 (Fig. 5) beispielsweise strukturiert ist, um eine abrasive Wirkung zu erzeugen. Die Bürste gemäß Fig. 4 bzw. die abrasiv wirkenden Borsten 13 erfüllen ihre Funktion nur solange, wie die strukturierte Oberfläche 14 wirksam ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind an den außenliegenden Einzelborsten 13 zwei linienförmige Abgrenzungen 15, 16 in unterschiedlichem Abstand von dem wiederum verrundeten, nutzungsseitigen Ende 17 der Borsten angebracht. Die erste Abgrenzung 15 dient dabei gleichsam als Vorwarnung, während die Abgrenzung 16 einen Abnutzungsgrad repräsentiert, bei dem die Bürste verworfen werden sollte. Dieser Zustand ist in Fig. 6 und 7 gezeigt. Fig. 7 zeigt, daß durch Abtragen des Kunststoffs am Mantel der Borste 13 sich das nutzungsseitige Ende wiederum zu einem konischen Ende 17 abnutzt, an welchem die strukturierte Oberfläche 14 (Fig. 5) verschwunden ist. Ist mit zunehmenden Verschleiß auch die erste vorwarnende Markierung 15 verschwunden und nur noch die breitere Markierung 16 erkennbar, sollte die Bürste ausgetauscht werden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die markierenden Abgrenzungen 15, 16 durch Laserstrahlen an dem außenliegenden Mantel der außenliegenden Borsten des Borstenbesatzes 2 angebracht. Auch hier können die Borsten 13 wiederum mit einem geeigneten Pigment gefüllt sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 besteht der Borstenbesatz 2 wiederum aus durch Striche angedeuteten Bündeln. An die außenliegenden Borsten wenigstens einiger Bündel sind wiederum markierende Abgrenzungen 18 angebracht, die optisch als unterbrochene Linie erscheinen.

Jede einzelne Borste 19 des Borstenbesatzes 2 besteht aus einem Kern 20 und einer Hülle 21, die beispielsweise aus verschiedenen Polymeren oder aus gleichen Polymeren, von denen das die Hülle 21 bildende Polymer mit Pigmenten gefüllt ist, bestehen.

Auf der Hülle 21 der außenliegenden Borsten 19 des Borstenbesatzes 2 ist wiederum eine Abgrenzung 22, vorzugsweise durch Lasern angebracht. Die Abgrenzung 22 benachbarter Borsten in einem Bündel ergeben einen Abschnitt der unterbrochenen Linie 18. Bei der Benutzung wird auch diese Borste 19 konisch zugeschliffen, zunächst also die Hülle 21 und anschließend auch der Kern 20 abgetragen. Die Abgrenzung 22 deutet auch hier wiederum den Abnutzungsgrad an, bei dessen Erreichen die Bürste verworfen werden sollte. Bei diesem Abnutzungsgrad verschwindet allmählich die markierende Abgrenzung 22.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 besteht der Borstenbesatz wiederum aus Bündeln, deren außenliegenden Borsten zwei markierende Abgrenzungen 23, 24 von gegebenenfalls unterschiedlicher Stärke aufweisen. Der Borstenbesatz 2 besteht aus abrasiv wirkenden Borsten 25, wie in Fig. 12 und 13 gezeigt. Auch sie bestehen wiederum aus einem Kern 26 und einer den Mantel bildenden Hülle 27. Auch sie sind an ihren nutzungsseitigen Enden verrundet. Der die Hülle 27 bildende Kunststoff ist mit abrasiv wirkenden Partikeln gefüllt. Die markierende Abgrenzung 23 ist nur an der Hülle 27 angebracht, während die markierende Abgrenzung 24 sowohl an der Hülle 27, als auch am Kern 26 vorgesehen ist. Dies gelingt beispielsweise bei entsprechend pigmentierten Kunststoffen durch Einstellung der Eindringtiefe der Laserstrahlen.

Bei Abnutzung der Borste gemäß Fig. 12 wird zunächst die abrasive Hülle 27 abgetragen, wobei allmählich die obere Abgrenzung 23 verschwindet. Je nach dem, welche Qualitätsanforderungen der Benutzer an die Bürste stellt, wird er die Bürste schon in diesem Gebrauchszustand verwerfen. Bei geringeren Qualitätsanforderungen kann der die Bürste bis zum Erreichen oder Verschwinden der Abgrenzung 24 nutzen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Verschleiß soweit fortgeschritten, daß Schäden an dem mit der Bürste behandelten Objekt entstehen können.

Fig. 14 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Borstenbesatz 2 aus geflaggten Borsten 28 besteht, diese weisen einen massiven Borstenschaft 29 auf, der am nutzungsseitigen Ende zu einzelnen Flaggen 30 aufgespalten ist. Diese Flaggen 30 sorgen für eine schonende Behandlung beim Bürstvorgang. Sie sind andererseits aufgrund ihres geringeren Querschnittes wenig verschleißfest. Um die schonende Behandlung zu gewährleisten, muß die Bürste bei vergleichsweise geringem Verschleiß der Flaggen 30 ausgetauscht werden. Es sind deshalb an den Flaggen 30 der im Borstenbesatz 2 außenliegenden Borsten linienförmige-Abgrenzungen 31, beispielsweise durch Lasern, angebracht, die gewährleisten, daß die Flaggen 30 noch auf einer Teillänge vorhanden sind (Fig. 16), wenn dem Benutzer durch die markierende Abgrenzung 31 das Erreichen der Nutzungsdauer angezeigt wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 17 weist der Borstenbesatz 2 zusätzlich zu markierenden, linienförmigen Abgrenzungen 32 eine Beschriftung auf, die den Gebrauchszustand anzeigt. Das Wort "sensitive" steht dabei für eine schonende weiche Wirkung der Borsten, die dann nicht mehr gegeben ist, wenn die Abgrenzung 32 mit der Beschriftung "stop" erreicht ist. Der Benutzer, der auch noch eine etwas härtere Wirkung der Borsten hinnimmt, wird durch die zweite markierende Abgrenzung 33 mit der Beschriftung "hard" auf diesen Umstand aufmerksam gemacht.

Fig. 18 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Borste 34, auf deren Mantel punktförmige Markierungen 35 mit zunehmender Fläche angebracht sind. Diese bilden am fertigen Borstenbesatz streifenförmige Markierungen unterschiedlicher Breite und können insbesondere bei technischen Bürsten od. dgl. unterschiedliche Abnutzungsgrade signalisieren, die sich in einer zunehmenden Härte des Borstenbesatzes äußern.

Bei dem in Fig. 19 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Borste 36 ist auf deren Mantel eine streifenförmige Markierung 37 aufgebracht, deren oberes Ende 38 mit Abstand vom nutzungsseitigen Ende 39 der Borste angeordnet ist. Dieses obere Ende 38 der Markierung 37 bildet im kompletten Borstenbesatz wiederum eine linienförmige Abgrenzung. Der Abnutzungsgrad wird in diesem Fall dem Benutzer dadurch angezeigt, daß die außenliegenden Borsten an ihren nutzungsseitigen Enden eine helle Farbe aufweisen. Erreicht der Veschleiß die oberen Enden 38 der Markierung, so wirkt der gesamte Borstenbesatz dunkel; was dem Benutzer die Notwendigkeit des Austauschs der Bürste anzeigt.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren mit Borsten (3;13;19;25;28;34;36) aus Kunststoff, die als Monofile endlos extrudiert, auf Wunschlänge zugeschnitten und einzeln oder zu Gruppen zusammengefaßt als Borstenbesatz (2) an einem Borstenträger (1) befestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil nach dem Extrudieren oder die daraus hergestellten Borsten (3;13;19;25;28;34;36) mit wenigstens einer an dem Borstenbesatz (2) der fertigen Borstenware als farblich abgesetzte Markierung (10) erkennbaren, im wesentlichen linienförmigen Abgrenzung (9;15,16;18,22;23,24,31;32,33) in einem den Gebrauchszustand repräsentierenden Abstand vom nutzungsseitigen Ende (4;17) der Borsten (3;13;19; 25;28;34;36) versehen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil oder die Borsten (13;25) mit mehreren mit Abstand voneinander angeordneten, verschiedene Gebrauchszustände repräsentierenden Abgrenzungen (15,16;23,24;32,33) versehen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die linienförmige(n) Abgrenzung(en) (15,16;23,24;32,33) durch die Begrenzungslinien streifenförmiger Markierungen gebildet wird (werden).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Markierungen zur Anzeige unterschiedlicher Gebrauchszustände als streifenförmige Markierungen verschiedener Breite ausgebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgrenzung (9;15,16;18,22; 23,24,31;32,33) an den außen liegenden Borsten (3; 13;19;25;28;34;36) des Borstenbesatzes (2) vor dessen Befestigung am Borstenträger (1) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgrenzung (9;15,16;18,22; 23,24,31;32,33) an den außen liegenden Borsten (3; 13;19;25;28;34;36) des Borstenbesatzes (2) nach dessen Befestigung am Borstenträger (1) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Borstenbesatz (2), bei dem die nutzungsseitigen Enden (4) der Borsten (3) in einer nicht ebenen Hüllfläche (5) liegen, die Abgrenzung (9) in einer zu dieser Hüllfläche (5) korrespondierenden Lage erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgrenzung in Form von Punkten oder Streifen auf den Borsten erzeugt wird, die an der fertigen Borstenware linienförmige Abgrenzungen bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgrenzung auf einem Teil des Umfangs der Borsten erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgrenzung durch die Grenzlinie von in Längsrichtung der Borsten unterschiedlich farbigen Zonen erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei aus einem Kern (20;26) und einer Hülle (21;27) bestehenden Borsten (19;25) der Kern (20;26) und/oder die Hülle (21;27) mit der Abgrenzung (22;23,24) versehen werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern mit einer Abgrenzung versehen wird, die einen geringeren Abstand von dem nutzungsseitigen Ende aufweist, als eine auf der Hülle angebrachte Abgrenzung.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus einem transparenten Kunststoff gebildet und der Kern mit einer durchscheinenden Abgrenzung versehen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil aus einem mit Pigmenten gefüllten Kunststoff extrudiert wird, die auf Laserstrahlen mit einem Farbumschlag reagieren, und daß die Abgrenzung durch Einwirkung von Laserstrahlen auf das Monofil oder die daraus hergestellten Borsten erzeugt wird.
Verfahren nacheinem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer aus einem Kern (20; 26) und einer Hülle (21;27) bestehenden Borste (19, 25) die Polymere von Kern und Hülle verschieden pigmentiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil aus zwei Polymeren mit unterschiedlichen Absorptionskoeffizienten für Laserstrahlen extrudiert wird und die Abgrenzung durch Einwirken von Laserstrahlen auf das Monofil oder die daraus hergestellten Borsten erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erzeugen einer Abgrenzung mittels Laserstrahlen die Markierungstiefe durch die Laser-Parameter gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgrenzung durch Aufbringen einer Farbe im ink-jet-Verfahren auf das Monofil oder daraus hergestellten Borsten aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Monofil mit einer dünnen, farbtragenden Deckschicht extrudiert und die Abgrenzung durch Abtragen der Deckschicht erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht durch Laserstrahlen abgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Abgrenzung eine erläuternde Beschriftung in gleicher Weise wie die Abgrenzung angebracht wird.
Borstenware mit einem Borstenträger (1) und einem daran befestigten Borstenbesatz (2) aus einzelnen oder zu Gruppen zusammengefaßten Borsten (3;13;19; 25;28;34;36), dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der im Borstenbesatz (2) außenliegenden Borsten eine farblich abgesetzte, im wesentlichen linienförmige Abgrenzung (9;15,16;18,22;23,24; 31;32,33) in einem den Gebrauchszustand repräsentierenden Abstand von dem nutzungsseitigen Ende (4;17) der Borste (3;13;19;25;28;34;36) aufweist.
Borstenware nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (13;25) mehrere mit Abstand voneinander angeordnete, verschiedene Gebrauchszustände repräsentierende, linienförmige Abgrenzungen (15,16;23,24;32,22) aufweist.
Borstenware nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die linienförmige(n) Abgrenzung(en) von den Begrenzungslinien streifenförmiger Markierungen gebildet ist (sind).
Borstenware nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren streifenförmigen Markierungen diese mit zunehmendem Abstand vom nutzungsseitigen Ende eine zunehmende Breite aufweisen.
Borstenware nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Borstenbesatz (2) bei dem die nutzungsseitigen Enden (4) der Borsten (3) in einer nicht-ebenen Hüllfläche (5) liegen, die linienförmige(n) Abgrenzung(en) (9) in einem zur Hüllfläche (5) korrespondierenden Abstand von den nutzungsseitigen Enden (4) angeordnet sind.
Borstenware nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (34;36) punkt- oder linienförmige Markierungen (35,37) aufweisen, die am Borstenbesatz (2) als linienförmige Abgrenzung erscheinen.
Borstenware nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgrenzung durch die Grenzlinie (38) verschiedenfarbiger Zonen (37) der Borste (36) gebildet ist.
Borstenware nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß bei Borsten (19; 25), die aus einem Kern (20; 26) und einer Hülle (21; 27) bestehen, die Abgrenzungen (22; 23, 24) an der Hülle und/oder am Kern angeordnet sind.
Borstenware nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (26) der Borste (25) eine Abgrenzung (24) aufweist, die einen geringeren Abstand von dem nutzungsseitigen Ende der Borste (25) aufweist als eine an der Hülle (27) vorgesehene Abgrenzung (23).
Borstenware nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (21) aus einem transparenten Kunststoff und der Kern (20) mit einer durchscheinenden Abgrenzung versehen ist.
Borstenware nach einem der Ansprüche 22 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (3;13;19; 25;28;34;36) aus einem mit Pigmenten gefüllten Polymer bestehen, die auf Laserstrahlen mit einem Farbumschlag reagieren.
Borstenware nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß Kern (20;26) und Hülle (21;27) der Borste (19,25) aus verschiedenen Polymeren oder aus solchen, die mit verschiedenen Pigmenten gefüllt sind, bestehen.
Borstenware nach einem der Ansprüche 22 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten eine im ink-jet-Verfahren aufgebrachte Abgrenzung aufweisen.
Borstenware nach einem der Ansprüche 22 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten eine dünne farbtragende Deckschicht aufweisen, die im Bereich der Abgrenzung unterbrochen ist.
Borstenware nach einem der Ansprüche 22 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß bei Borsten (28), die an ihrem nutzungsseitigen Ende zu Flaggen (30) gespalten sind, die Abgrenzung (31) an den Flaggen angeordnet ist.
Borstenware nach einem der Ansprüche 22 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß nahe der Abgrenzung (32, 33) eine den Gebrauchszustand erläuternde Beschriftung vorgesehen ist.