EP1272070A1 - Verfahren zur herstellung von borsten zum applizieren von medien, nach dem verfahren hergestellte borsten und borstenware mit solchen borsten - Google Patents

Verfahren zur herstellung von borsten zum applizieren von medien, nach dem verfahren hergestellte borsten und borstenware mit solchen borsten

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EP1272070A1
EP1272070A1 EP01933759A EP01933759A EP1272070A1 EP 1272070 A1 EP1272070 A1 EP 1272070A1 EP 01933759 A EP01933759 A EP 01933759A EP 01933759 A EP01933759 A EP 01933759A EP 1272070 A1 EP1272070 A1 EP 1272070A1
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EP
European Patent Office
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bristle
recesses
core
filament
medium
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EP01933759A
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English (en)
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EP1272070B1 (de
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Georg Weihrauch
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Pedex GmbH
Original Assignee
Pedex GmbH
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Publication date
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Publication of EP1272070B1 publication Critical patent/EP1272070B1/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B15/00—Other brushes; Brushes with additional arrangements
    • A46B15/0002—Arrangements for enhancing monitoring or controlling the brushing process
    • A46B15/0004—Arrangements for enhancing monitoring or controlling the brushing process with a controlling means
    • A46B15/001—Arrangements for enhancing monitoring or controlling the brushing process with a controlling means with means indicating the remaining useful life of brush
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D1/00—Bristles; Selection of materials for bristles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2929—Bicomponent, conjugate, composite or collateral fibers or filaments [i.e., coextruded sheath-core or side-by-side type]

Definitions

  • the invention relates to a method for producing bristles for applying media, in that a filament that can be cut to bristles is extruded and provided with recesses for receiving the medium, from which the medium is released when the bristles are used as intended. Furthermore, the invention relates to bristles and bristle articles produced by this method with such bristles.
  • Bristle goods with bristles for applying media in liquid, viscous or powder-like form are used above all in the area of body, hair and mouth care, but also in the household and in the technical area.
  • the invention is described below primarily in connection with toothbrushes as one of the essential application examples.
  • WO 98/24341 it is also known (WO 98/24341) to accommodate therapeutically active media or other media with a dental medical effect in a hollow bristle, which are intended to be dispensed at the free open end of the bristle in use.
  • the hollow bristle is optionally also stiffened by radial walls so that it has three or four axially parallel chambers.
  • the required media are introduced in liquid form.
  • filaments with the cross-sectional shape of the finished bristle are extruded and several filaments into multi-stranded strands with a diameter of up to 5.5 cm and a length of up to
  • the filament is extruded with a core which also determines the mechanical properties of the bristle
  • the recesses are formed at a distance from the center of the core and are opened to the circumference of the filament and are filled with the medium from the outside, the recesses are shaped with their circumferential opening in such a way that the medium is only released under the conditions prevailing when the bristle is used as intended.
  • the media are introduced from the outside into the recesses which are open to the outside, and therefore do not have to be sucked in over a larger distance with corresponding pressure losses simply by means of a pressure drop.
  • the recesses can thus in particular also be filled with a constant media density.
  • the consistency of the media also plays no significant role in the contribution; they can be liquid, viscous or disperse.
  • the dispensing during use takes place directly through the openings on the circumference, in that they are designed so narrow that the medium is retained and can only escape during use, for example by the forces occurring during brushing or by media present at the place of use, which are in contact with the medium in the Bristles interact and wash out or loosen them.
  • the saliva or a dentifrice, with cleaning brushes in the simplest case water or moisture in question.
  • the filament is extruded with a core which also determines the mechanical properties of the bristle
  • the recesses are formed at a distance from the center of the core and are formed to open to the circumference of the filament and are filled with the medium from the outside
  • a layer is at least partially applied to the filament, at least partially covering the recesses, which controls the delivery of the medium under the conditions prevailing when the bristle is used as intended.
  • the dispensing of the medium can be controlled in time and in dependence on the period of use of the bristle goods equipped with such bristles.
  • the medium can be dispensed through the open bristle end or through the openings of the recesses exposed during the slow wear of the jacket, or also by diffusion through the jacket, the jacket in contrast to the bristle according to WO 98/24341 can be comparatively thin-walled, since it is not exposed to compressive forces during filling.
  • the recesses are preferred here essentially axially parallel, optionally formed at a distance from one another.
  • recesses are formed after the filament has been extruded.
  • An essentially radial shaping of recesses of any contour and arrangement is possible.
  • the recesses are formed as capillary gaps extending outward from the center of the core or that the recesses are formed as channels with openings narrowed on the circumferential side to form a gap.
  • the capillary-like gaps result in a retention effect for the medium and this is only under the conditions prevailing during use, eg. B. by brush pressure, by external media or the like. issued.
  • the shape and / or the width of the column is preferably matched to the consistency of the medium. It is also advantageous if the gaps are molded in such a way that they are completely closed in the unloaded state and only open under pressure.
  • the recesses that are open to the outside can be filled in a particularly economical manner in a continuous process on an endless filament. This can be done by passing the filament through a media bath, which may be pressurized, or through a nozzle-like narrowing cross section with the medium supplied on the circumference. If the opening width of the recesses is large enough and the consistency of the medium is sufficiently viscous, the filling can also be done without pressure in a continuous process. In this case it is advisable to then close by a coat applied to the filament.
  • the sheath is preferably made of a thermoplastic which is extruded onto the filament filled with the medium. It is preferably extruded in excess and shrunk onto the filament by cooling, as a result of which thermally sensitive media in particular are preserved; liquid components cannot evaporate and thermally reactive components do not decompose. If, as mentioned above, a sheath is applied from a plastic that is open to diffusion for the medium, it can optionally be covered in regions by a diffusion-tight material in order to control the diffusion locally and / or the diffusion rate.
  • the media consumption can be optically controlled, for example by correspondingly coloring the media, and the type of media can also be visualized if necessary.
  • an action display for the bristle function can also be provided to ensure that the bristle is only used for as long as it has the properties required for the intended use, or the bristle technically so that it is no longer used as practicable.
  • This can be done by applying a jacket made of a thermoplastic material with fillers that determine its wear factor to the filament, the plastic and the fillers added to it being matched to the permissible degree of wear of the bristle when used as intended.
  • any other bristles which may only be made consist of a core and a jacket, provide with an effective indicator.
  • Solid fillers which reduce the intermolecular bond in the polymer of the jacket and control the wear factor by type, size and quantity, are particularly suitable as fillers determining the wear factor.
  • the solids can be selected so that they also fulfill a function in the application, for. B. calcium carbonate or chloride as reminalizing agents in toothbrushes.
  • the addition of waxes, in particular ionomer wax, has also proven to be advantageous since these are distributed more evenly in the polymer matrix and thus ensure a uniform wear factor. This also has a favorable effect on the bristle's sliding behavior. This also makes it possible to fine-tune an effective display.
  • different media with different functions can also be layered in the recesses or housed separately locally and correspondingly dispensed locally separately.
  • components of an active ingredient that are affine to one another and are only supposed to develop their effect on site, for example, can be accommodated separately locally.
  • An example is the desired formation or regression of calcium fluoride layers on the teeth, which can be formed in the ionizing medium from Ca (+) and F (" 'ions, which in turn are made up of locally separated Ca and F compounds in the moist atmosphere of the mouth and throat can be generated.
  • the media or active ingredient components can also be accommodated separately in the recesses in layers and can only be brought together when they are dispensed.
  • the diffusion rate of the media or active ingredients can also be controlled by the layer formation.
  • Active substances and / or fillers can also be accommodated in the core or in the jacket or in both.
  • the core can be extruded as a monofilament or also multi-core, and the core and / or the jacket can optionally also be foamed during extrusion or afterwards.
  • the invention relates to a bristle which is obtained from the filament produced according to the invention by cutting to length as desired, and to a bristle article with a bristle carrier to which bristles of the aforementioned type are attached to form the bristle trimmings or a part thereof.
  • Fig.l different phases a) to f) the production of a filament, which is shown in each case in cross section;
  • FIG. 2 shows a longitudinal section II -II of a filament
  • 3 shows a schematic section of a bristle article with a filament bristle according to FIG. 2;
  • FIG. 15 shows a section XV-XV according to FIG. 14;
  • Fig. 16 to 20 cross sections of some other embodiments of bristles with extruded jacket;
  • Fig. 21 is a view of a bristle;
  • FIG. 22 shows a section XXII-XXII according to FIG. 21;
  • FIG. 27 shows a cross section of a bristle with a jacket and a partial coating
  • 29 is a perspective view of a bristle with a perforated jacket
  • 30 shows a cross section of a bristle with different media in distant recesses;
  • 31 shows a longitudinal section of a bristle with different recesses on the core;
  • Fig.34 the bristle according to Fig.33, during or after the groove ⁇ useful life
  • 35 to 38 each show a longitudinal section of a bristle with effective indication 39 shows a longitudinal section of a bristle with an indication of the degree of wear.
  • Fig.l shows in figures a) to f) different process steps in the production of a filament from which bristles are obtained by cutting to length on request.
  • the filament 1 is extruded in the form of a core 2, which essentially determines the mechanical properties of the later bristle, from a plastic melt in a conventional manner.
  • the core 2 which essentially determines the mechanical properties of the later bristle, from a plastic melt in a conventional manner.
  • Core 2 consists of a solid center 3 with recesses 4 starting from there and opening outwards, which in this exemplary embodiment are obtained by a cross-like profile of the extruded core (Fig.la). The filament is then stretched in a conventional manner
  • the filament 1 thus extruded and pretreated with its recesses 4 is then filled with the medium 6.
  • the filament 1 is drawn through a channel indicated by a circular line 5 in FIG. 1, which narrows from a larger cross section like a nozzle to the cross section of the core 2 and into which the medium is continuously fed, so that the medium 6 is received by the recesses 4 of the filament 1.
  • the medium 6 is also supplied under pressure, as in Fig.le by the Andeu ⁇ tung a greater density of the medium 6 are indicated.
  • it is advisable to apply a covering layer 7 to the filament filled with the medium which is formed like a film and is in use the bristle wears out quickly to release the medium 6.
  • This coating layer 7 can also be a thin-walled jacket, which consists of a diffusion-open polymer, which either allows diffusion of the medium 6 at the place of use of the bristle or only in connection with media at the place of use, for example saliva, water or the like necessary permeability achieved.
  • the sheath 7 is preferably extruded onto the already filled filament 1 with an oversize in relation to the core 2 and then shrunk onto the core by cooling.
  • the bristle 8 thus consists of a core 2 with the medium 6 in the recesses and the jacket 7.
  • Fig. 3 shows schematically a section of a bristle product 62, e.g. in the area of the head of a toothbrush, with a bristle carrier 9 to which the bristles 8 are attached.
  • a bristle carrier 9 to which the bristles 8 are attached.
  • the medium 6 emerges at the free end of the bristle, as indicated by the directional arrows.
  • the medium if it has an appropriate composition, diffuses through the walls of the jacket, possibly with the participation of the media present at the place of use, such as saliva, water, dentifrices or the like. This is shown again in an enlarged scale in FIG.
  • FIG. 5 to 10 show cross sections of filaments 1 which, depending on the consistency of the medium, do not require a separate coating or a sheath.
  • Fig.5 shows a filament that is in the form of a circular core 2 is extruded with a solid center 3.
  • recesses are formed in the form of capillary-like gaps 10, which are provided in a regular, radial arrangement in the exemplary embodiment shown.
  • the capillary-like gaps 10 are filled with the medium in the manner described with reference to FIG.
  • FIG. 6 shows a similar embodiment, in which the capillary-like gaps 10 are additionally provided with a profile 11 in the extrusion direction, as a result of which better retention of the medium is achieved.
  • the filament 1 in turn consists of a solid core 2 and an outer core part 12, which can be made of a different plastic than the core 2, which, for example, from one of the later bristles gives the necessary mechanical properties to the polymer is formed, while the core part 12 can consist of a different polymer which is matched to the properties of use.
  • the filament 1 has channel-like recesses 13 which are parallel to the core 2 and which run out via gap-like openings 14 on the circumference of the filament 1.
  • FIG. 8 again shows a filament 1 in the form of an extruded core 2, which only has a few, evenly distributed channels 15 with a gap-like opening 16 close to the circumference.
  • the filament 1 is in turn extruded as a core 2 with a solid center 3, from which a multiplicity of capillary-like gaps 17 extend outward like a blade.
  • the capillary-like gaps 17 are approximately closed at 18 on the circumference of the filament 1.
  • the webs 20, which delimit the capillary-like gaps 17 in a scoop-like manner, are elastically deformable. On in this way, the filling of the capillary-like gaps 17 can be facilitated by rotating the filament counter to the blade curvature so that the gaps open.
  • FIG. 10 shows a filament 1 with a rectangular cross-section, into which in turn axially parallel channels 21 are formed, which open out at the circumference of the filament 1 via openings 22 narrowed in the manner of gaps.
  • FIG. 11 shows a filament 1 with sector-shaped recesses 23 and a central core 3 which is penetrated by channels 24 running transversely.
  • the sector-shaped recesses 23 and the transverse channels 24 are filled with the medium.
  • This filament 1 is in turn advantageously coated with a film or provided with an extruded jacket, as described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • FIG. 12 shows a filament 1 in the form of a coiled core 2, in which the recesses 63 run helically.
  • This embodiment of the filament 1 can also be filled with the medium without any problems and advantageously a jacket is subsequently extruded on.
  • FIG. 13 shows a filament 1 in the form of a wave-shaped core 2, in which the recesses 64 are formed by the wave troughs, while
  • FIG. 14 shows a filament 1 in the form of a core 2 with ring-shaped recesses 65. Even with these In both embodiments, a jacket is preferably extruded after the filament 1 has been filled.
  • Fig. 16 shows a filament 1 with an extruded core 2 of rectangular cross section, which is drawn, for example, through a circular channel, the medium 6 building up on the side surfaces of the rectangular core 2, then a jacket 7 is extruded and optionally by cooling and Fixed shrinking.
  • FIG. 17 shows a core 2 with evenly distributed depressions 26 which are filled with the medium 6 in the same way as described above. A jacket 7 is then extruded onto the core 2 with the medium 6.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 18 differs from that of FIG. 17 only in the shape and number of depressions 26.
  • the embodiment according to FIG. 19 is again a filament in the form of a core 2 with a cross-shaped cross section, with the formation of recesses 27 which are open to the outside and are filled with the medium.
  • the core 2 has bead-like thickenings 29 on the free ends of its arms 28.
  • a jacket 30 is extruded, which encompasses the bead-shaped thickenings 29, so that a kind of form-fitting connection is created.
  • the embodiment differs according to Figure 20 in that the arms 28 of the core 2 straight run and after filling the recesses formed between the arms 28 of the Man ⁇ tel extruded 31 and is shrunk.
  • Fig. 21 shows a filament 1 in the form of a core 2, various designs of recesses being indicated. These can be groove-like, straight-line depressions 32 or groove-shaped, curved depressions 33 or also individual hole-like depressions 34.
  • the filament 1 has a core 2 with recesses in the form of equidistantly arranged slots 35 which run transversely to the axis of the filament and are formed, for example, after extrusion.
  • Fig. 24 shows a filament 1, the core 2 of which consists of a plurality of parallel monofilaments 36, the recesses being formed by the spaces 37 between the monofilaments 36. After the gaps have been filled and, if appropriate, the monofilament strand has been calibrated accordingly, a jacket 38 is extruded.
  • FIG. 25 shows a filament 1 in the form of a core 2, which, similar to the exemplary embodiment according to FIG. 7, is provided with one or more axially parallel channels 39, which extend outward via gap-like openings 40.
  • openings 41 with a somewhat larger cross section can be provided at a distance from one another.
  • the same filament as in FIG. 26 is coated with a core 2 with recesses 42 with a jacket 44 made of a diffusion-open polymer which, for example, has the properties desired on the surface of the bristle.
  • the diffusion density and thus the media release are controlled by additional partial coatings 45 in the area of the recesses 42.
  • FIG. 28 shows a filament 1 with a core that is star-shaped in cross section, in which the recesses 46 are formed between the star points and on which in turn a sheath 47 is extruded.
  • the jacket 47 is bandaged with a plastic or textile fiber.
  • the filament 1 consists of a core 2 similar to the embodiment according to FIG. 11 with sector-shaped recesses 23 and an extruded jacket 49, which is provided with a perforation 50, which on the one hand allow the medium to be released in a controlled manner , on the other hand, give the surface of the finished bristle a structure that increases the brushing effect.
  • FIG. 30 shows a filament 1 with a cruciform core 2 and a sheath 7.
  • different media 51, 52 and 53 are accommodated, which are released simultaneously and either have different effects unfold or consist of components that only react to an active ingredient at the place of use. Instead, different media can also be stacked in a recess.
  • the filament 1 according to FIG. 31 again consists of a core 2, which has irregularly arranged recesses 54, 55 and 56 and is surrounded by a jacket 7.
  • the recesses can accommodate different media according to their size and shape.
  • FIG. 32 shows a section of a bristle 8 which is constructed similarly to that according to FIG. 2, that is to say consists of a core 2 with medium 6 located in its recesses and a jacket 7.
  • the bristle 8 is closed at its end 57 on the use side, for example by thermally shaping the jacket 8 accordingly.
  • FIG. 33 and 34 show an embodiment of a bristle 8 with an open end 58, namely in FIG. 33 in the initial state and in FIG. 34 after a certain period of use during which the jacket 8 has been removed and the medium has been released.
  • both mechanical wear and the discharge of the medium become optically visible.
  • Fig. 35 to 38 shows another variant for the indication of media consumption and / or wear of the bristle.
  • the core 2 optionally has a plurality of spaced-apart recesses in the form of circumferential grooves or the like, in which an indicator medium 59 is accommodated.
  • the sheath 7 begins to wear in the region of the end 58 of the bristle 8 and only the core 2 remains.
  • the markings 59 gradually disappear, so that the user is visually informed on the one hand about the delivery of the medium or the wear of the bristle.
  • FIG. 39 shows a bristle 8 on which, at regular wear, at the end 59 there is more or less regular top 60 training.
  • the core 2 has an annular groove 61 which can optionally be filled with an indicator medium, so that after the same has disappeared the expiry of the (optimal) service life is signaled.

Abstract

Borsten zum Applizieren von Medien (6, 5, 52, 53) werden dadurch hergestellt, daß ein zu Borsten ablängbares Filament mit einem die mechanischen Eigenschaften der Borste mitbestimmenden Kern (3) extrudiert wird und Ausnehmungen (4) mit Abstand vom Zentrum des Kerns ausgehend und sich zum Umfang des Filaments öffnend eingeformt und von Außen mit dem Medium gefüllt werden, wobei die Ausnehmungen mit ihrer umfangsseitigen Öffnung so geformt werden, daß das Medium erst unter den beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Borste herrschenden Bedingungen abgegeben wird. Stattdessen können die Ausnehmungen auch eine größere Öffnungsweite aufweisen und von einer Schicht oder einem Mantel (7) abgedeckt sein. Ferner sind eine nach diesem Verfahren hergestellte Borste und Borstenwaren mit solchen Borsten beschrieben.

Description

Verfahren zur Herstellung von Borsten zum Applizieren von Medien, nach dem Verfahren hergestellte Borsten und Borstenware mit solchen Borsten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Borsten zum Applizieren von Medien, indem ein zu Borsten ablängbares Filament extrudiert und mit Ausnehmungen zur Aufnahme des Mediums versehen wird, aus denen das Medium bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Borsten abgegeben wird. Ferner betrifft die Erfindung nach diesem Verfahren hergestellte Borsten und Borstenwaren mit solchen Borsten.
Borstenwaren mit Borsten zum Applizieren von Medien in flüssiger, viskoser oder pulverartiger Form finden vor allem im Bereich der Körper-, Haar- und Mundpflege, aber auch im Haushalt und im technischen Bereich Anwendung. Nachstehend ist die Erfindung vornehmlich im Zusammenhang mit Zahnbürsten als eines der wesentlichen Anwendungsbeispiele beschrieben.
Bei Zahnbürsten ist es bekannt, Zahnbelag durch Aufbringen einer geeigneten Indikatorfarbe kenntlich zu machen, um den Benutzer der Zahnbürste zum verstärkten Bürsten der solchermaßen indizierten Stellen der Zähne zu veranlassen (DE 195 45 644) . Zu diesem Zweck sind die Borsten mit der Indikatorfarbe oder mit diese Farbe enthaltenden Mikrokap- seln beschichtet und ist die Schicht gegebenenfalls zusätz- lieh versiegelt. Auch eine Hohlborste mit eingebrachtem Indikatormedium ist in diesem Zusammenhang beschrieben. Wie diese Ho lborsen gefüllt werden, ist in der Druckschrift nicht erläutert. Ferner ist es bekannt (CA 549 168) , die Borsten einer für den einmaligen Gebrauch bestimmten Zahnbürste mit einem Zahnpflegemittel zu beschichten. Auch sind Borsten bekannt (US 5.678.275), die am Umfang mit unregel - mäßig gestalteten Furchen versehen sind. Sie dienen aber nicht zur Aufnahme von Medien, sondern sollen beim Zähne - putzen Schmutzpartikel aufnehmen, um diese aus dem Mundraum zu entfernen.
Es ist weiterhin bekannt (WO 98/24341) , therapeutisch wirksame Medien oder sonstige Medien mit dentalmedizinischer Wirkung in einer Hohlborste unterzubringen, die bei Gebrauch am freien offenen Ende der Borste abgegeben werden sollen. Die Hohlborste ist gegebenenfalls auch durch radia- le Wände ausgesteift, so daß sie drei oder vier achsparallele Kammern aufweist. Die gewünschten Medien werden in flüssig aufbereiteter Form eingebracht. Zu diesem Zweck werden Filamente mit der Querschnittsform der fertigen Borste extrudiert und mehrere Filamente zu mehradrigen Strän- gen mit bis zu 5,5 cm Durchmesser und einer Länge bis zu
1,2 m zusammengefaßt. Der Strang wird mit seinem einen Ende in das flüssige Medium getaucht und an den gegenüberliegenden offenen Enden der Filamente Unterdruck angelegt. Da aufgrund der kapillarartigen Hohlräume und der großen Stranglänge ein hoher Unterdruck erforderlich ist und ein Kollabieren der Wände aufgrund der Elastizität der hier in Frage kommenden Kunststoffe vermieden werden muß, zwingt dies zu großen Wandstärken und läßt sich ein vollständiges Füllen der Hohlborsten kaum verwirklichen. Viskose oder disperse Medien lassen sich wegen des hohen Druckabfalls in den kapillarartigen Hohlräumen überhaupt nicht einbringen. Bei Gebrauch der Borste erfolgt die Abgabe des Mediums nur über das offene Ende der Borsten und damit völlig unkontrolliert und unvollständig. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem Medien beliebiger Konsistenz und beliebiger Wirkung in wirtschaftlicher Weise in eine Borste eingebracht und beim bestimmungsgemäßen Gebrauch in der gewünschten Dosierung während der Nutzungsdauer der Borste abgegeben werden können .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Filament mit einem die mechanischen Eigenschaften der Borste mitbestimmenden Kern extrudiert, die Ausnehmungen mit Abstand vom Zentrum des Kerns ausgehend und sich zum Umfang des Filaments öffnend eingeformt und von außen mit dem Medium gefüllt werden, wobei die Ausnehmungen mit ihrer um- fangsseitigen Öffnung so geformt werden, daß das Medium erst unter den beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Borste herrschenden Bedingungen abgegeben wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Medien von außen her in die nach außen offenen Ausnehmungen eingebracht, müssen also nicht allein durch ein Druckgefälle über eine größere Distanz mit entsprechenden Druckverlusten eingesaugt werden. Die Ausnehmungen können somit insbesondere auch mit gleichbleibender Mediendichte gefüllt werden. Auch spielt die Konsistenz der Medien für das Einbringen keine maßgebliche Rolle; sie können flüssig, viskos oder dispers sein. Die Abgabe bei Gebrauch erfolgt unmittelbar durch die umfangseitigen Öffnungen, indem diese so eng gestaltet sind, daß das Medium zurückgehalten wird und erst bei Gebrauch austreten kann, beispielsweise durch die beim Bürsten auftretenden Kräfte oder durch am Gebrauchsort vorhandene Medien, die mit dem Medium in der Borste in Wechselwirkung treten und diese ausschwemmen oder herauslösen. Im Falle einer Zahnbürste kommen hierfür der Speichel oder ein Zahnpflegemittel, bei Reinigungsbürsten im einfachsten Fall Wasser oder Feuchtigkeit in Frage.
In einer anderen vorteilhaften Ausführung des Verfahrens ist vorgesehen, daß das Filament mit einem die mechanischen Eigenschaften der Borste mitbestimmenden Kern extrudiert wird, die Ausnehmungen mit Abstand vom Zentrum des Kerns ausgehend und sich zum Umfang des Filaments öffnend eingeformt und von außen mit dem Medium gefüllt werden, und daß anschließend auf das Filament zumindest bereichsweise eine die Ausnehmungen zumindest teilweise abdeckende Schicht aufgebracht wird, welche die Abgabe des Mediums unter den beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Borste herrschenden Bedingungen steuert. Bei diesem Verfahren kommt es weniger entscheidend auf die Form der umfangseitigen Öffnung und auf die Öffnungsweite an. Vielmehr kann durch die Auswahl des Materials der Schicht, durch deren Dicke und durch das Ausmaß der Abdeckung der das Medium enthaltenden Ausnehmungen die Abgabe des Mediums zeitlich und in Abhängigkeit von der Gebrauchsdauer der mit solchen Borsten ausgerüsteten Borstenware gesteuert werden.
Werden, wie vorzugsweise vorgesehen, die Ausnehmungen durch einen Mantel verschlossen, kann das Medium über das offene Borstenende oder durch die bei der langsamen Abnutzung des Mantels freigelegten Öffnungen der Ausnehmungen oder auch durch Diffusion durch den Mantel abgegeben werden, wobei der Mantel im Gegensatz zur Borste nach der WO 98/24341 vergleichsweise dünnwandig sein kann, da er beim Füllen keinen Druckkräften ausgesetzt ist.
Ein besonders wirtschaf liches Verfahren ergibt sich dann, wenn die Ausnehmungen beim Extrudieren des Filaments ausgeformt werden. Hierbei werden die Ausnehmungen vorzugsweise im wesentlichen achsparallel, gegebenenfalls mit Abstand voneinander eingeformt.
Eine andere Variante besteht darin, daß die Ausnehmungen nach dem Extrudieren des Filaments ausgeformt werden. Dabei kommt eine im wesentlichen radiale Einformung von Ausnehmungen beliebiger Kontur und Anordnung in Frage.
Bei beiden vorgenannten Verfahrensvarianten kann vorgesehen sein, daß die Ausnehmungen als sich vom Zentrum des Kerns nach außen erstreckende kapillarartige Spalte eingeformt werden oder daß die Ausnehmungen als Kanäle mit umfangssei- tig zu einem Spalt verengten Öffnungen eingeformt werden. Durch die kapillarartigen Spalte ergibt sich ein Rückhalte- effekt für das Medium und wird dieses erst unter den bei Gebrauch herrschenden Bedingungen, z. B. durch den Bürst- druck, durch hinzutretende externe Medien oder dgl . abgegeben.
Vorzugsweise wird die Form und/oder die Weite der Spalte auf die Konsistenz des Mediums abgestimmt. Dabei ist ferner von Vorteil, wenn die Spalte so eingeformt werden, daß sie im unbelasteten Zustand vollständig geschlossen sind und sich erst unter Druck öffnen.
Die sich nach außen offenen Ausnehmungen lassen sich in besonders wirtschaftlicher Weise im Durchlaufverfahren an einem Endlosfilament füllen. Dies kann dadurch geschehen, daß das Filament durch ein Medienbad, das gegebenenfalls unter Druck gesetzt wird, oder durch einen sich düsenartig verengenden Querschnitt mit dem umfangsseitig zugeführten Medium hindurchgeführt wird. Ist die Öffnungsweite der Ausnehmungen groß genug und die Konsistenz des Mediums ausreichend viskos kann das Füllen auch drucklos im Durchlaufverfahren geschehen. In diesem Fall empfiehlt es sich, die Ausnehmun- gen anschließend durch einen auf das Filament aufgebrachten Mantel zu schließen.
Der Mantel besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff, der auf das mit dem Medium gefüllte Filament aufextrudiert wird. Er wird vorzugsweise mit Übermaß extrudiert und durch Abkühlen auf das Filament aufgeschrumpft, wodurch insbesondere thermischempfindliche Medien geschont bleiben; flüssige Bestandteile können nicht ausdampfen und thermisch reaktive Komponenten sich nicht zersetzen. Wird ein Mantel, wie oben erwähnt, aus einem für das Medium diffusionsoffenen Kunststoff aufgebracht, kann er gegebenenfalls bereichsweise durch ein diffusionsdichtes Material abgedeckt werden, um die Diffusion lokal und/oder die Dif- fusionsrate zu steuern.
Besteht der Mantel aus einem transparenten Kunststoff, kann der Medienverbrauch, beispielsweise durch entsprechende Einfärbung der Medien, optisch kontrolliert, gegebenenfalls auch die Art der Medien visualisiert werden.
Zusätzlich zur Anzeige des Mediums und/oder seines Verbrauchs oder stattdessen kann auch eine Wirkanzeige für die Borstenfunktion vorgesehen sein, um zu gewährleisten, daß die Borste nur so lange genutzt wird, wie sie die für den bestimmungsgemäßen Gebrauch notwendigen Eigenschaften aufweist, oder aber die Borste technisch so auszulegen, daß sie nicht länger als tunlich genutzt wird. Dies kann dadurch geschehen, daß ein Mantel aus einem thermoplastischen Kunststoff mit dessen Verschleißfaktor bestimmenden Füllstoffen auf das Filament aufgebracht wird, wobei der Kunststoff und die ihm beigegebenen Füllstoffe auf den zulässigen Abnutzungsgrad der Borste beim bestimmungsgemäßen Gebrauch abgestimmt werden. Mit diesem Verfahren lassen sich auch beliebige andere Borsten, die gegebenenfalls nur aus einem Kern und einem Mantel bestehen, mit einer Wirkanzeige ausstatten. Als den Verschleißfaktor bestimmende Füllstoffe kommen insbesondere Feststoffartikel in Frage, welche die intermolekulare Bindung im Polymer des Mantels reduzieren und den Verschleißfaktor durch Art, Größe und Menge steuern. Im Falle einer Applikationsborste können die Feststoffe so ausgewählt werden, daß sie bei der Applikation zugleich eine Funktion erfüllen, z. B. Calciumcarbonat oder- chlorid als reminalisierende Wirkstoffe bei Zahnbürsten. Auch die Zugabe von Wachsen, insbesondere lonomerwachs, hat sich als günstig erwiesen, da sich diese in der Polymermatrix gleichmäßiger verteilen und damit für einen gleichmäßigen Verschleißfaktor sorgen. Auch wird dadurch das Gleit - verhalten der Borste günstig beeinflußt. Damit ist zugleich auch eine Feinjustierung einer Wirkanzeige möglich.
Gemäß einer weiteren Verfahrensvariante können auch verschiedene Medien mit unterschiedlicher Funktion bei der Applikation in den Ausnehmungen geschichtet oder lokal ge- trennt untergebracht und entsprechend lokal getrennt abgegeben werden. In gleicher Weise lassen sich beispielsweise zueinander affine Komponenten eines Wirkstoffs, der seine Wirkung erst vor Ort entfalten soll, lokal getrennt unterbringen. Als Beispiel sei die erwünschte Bildung oder Rück- bildung von Calciumfluoridschichten auf den Zähnen erwähnt, die im ionisierenden Medium aus Ca(+) und F("' Ionen gebildet werden können, die wiederum aus lokal getrennt untergebrachten Ca- und F-Verbindungen in der feuchten Atmosphäre des Mund- und Rachenraums erzeugt werden können.
Die Medien oder Wirkstoffkomponenten können auch durch eine schichtweise Unterbringung in den Ausnehmungen getrennt untergebracht und erst bei der Abgabe zusammengebracht werden. Auch läßt sich durch die Schichtenbildung die Diffusi- onsrate der Medien oder Wirkstoffe steuern. Es lassen sich ferner Wirkstoffe und/oder Füllstoffe im Kern oder im Mantel oder in beiden unterbringen. Schließlich kann der Kern als Monofil oder auch mehradrig extru- diert, und können der Kern und/oder der Mantel gegebenenfalls auch beim Extrudieren oder danach geschäumt werden.
Die Erfindung betrifft schließlich eine Borste, die aus dem erfindungsgemäß hergestellten Filament durch Ablängen auf Wunschmaß erhalten wird, sowie eine Borstenware mit einem Borstenträger, an dem Borsten der vorgenannten Art unter Bildung des Borstenbesatzes oder eines Teils desselben befestigt werden.
In einigen Anwendungsf llen kann es sich empfehlen, die
Borsten zumindest an ihrem nutzungsseitigen Ende zu schließen. Dies kann beispielsweise durch thermische Verfahren wie Schweißen, Reibschweißen, Laserschweißen od.dgl. geschehen.
Nachstehend sind das erfindungsgemäße Verfahren und nach dem Verfahren hergestellte Borsten anhand einiger Ausführungsbeispiele in der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig.l verschiedene Phasen a) bis f) der Herstellung eines Filaments, das jeweils im Querschnitt wiedergegeben ist;
Fig.2 einen Längsschnitt II -II eines Filaments; Fig.3 einen schematischen Schnitt einer Borstenware mit einer Borste aus einem Filament gemäß Fig.2;
Fig.4 eine schematische Darstellung der Medienabgabe;
Fig.5 bis 10 Querschnitte verschiedener Ausführungsformen einer Borste; Fig.11 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des Kerns einer Borste;
Fig.12 bis 14 Ansichten weiterer Ausführungsformen des Kerns ei - ner Borste;
Fig.15 einen Schnitt XV-XV gemäß Fig.14;
Fig.16 bis 20 Querschnitte einiger weiterer Ausführungsbeispiele von Borsten mit aufextrudiertem Mantel; Fig.21 eine Ansicht einer Borste;
Fig.22 einen Schnitt XXII-XXII gemäß Fig.21;
Fig.23 bis 25 weitere Ansichten von Ausführungsbeispielen der Borste; Fig.26 einen Querschnitt einer Borste mit Teilbeschich- tung;
Fig.27 einen Querschnitt einer Borste mit Mantel und Teilbeschichtung;
Fig.28 eine perspektivische Ansicht einer Borste mit Man- tel und zusätzlicher Bandagierung;
Fig.29 eine perspektivische Ansicht einer Borste mit perforiertem Mantel;
Fig.30 einen Querschnitt einer Borste mit verschiedenen Medien in distanzierten Ausnehmungen; Fig.31 einen Längsschnitt einer Borste mit unterschiedlichen Ausnehmungen am Kern;
Fig.32 einen Längsschnitt einer Borste mit einem verschlossenen Ende;
Fig.33 einen Längsschnitt einer Borste im Ausgangszu- stand;
Fig.34 die Borste gemäß Fig.33 während oder nach der Nut¬ zungsdauer;
Fig.35 bis 38 je einen Längsschnitt einer Borste mit Wirkanzeige Fig.39 einen Längsschnitt einer Borste mit einer Anzeige des Abnutzungsgrades.
Fig.l zeigt in den Abbildungen a) bis f) verschiedene Ver- fahrensstufen bei der Herstellung eines Filamentes, aus dem Borsten durch Ablängen auf Wunschmaß erhalten werden. Das Filament 1 wird in Form eines die mechanischen Eigenschaften der späteren Borste wesentlich bestimmenden Kerns 2 in herkömmlicher Weise aus einer Kunststoffschmelze extru- diert. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der
Kern 2 aus einem massiven Zentrum 3 mit von dort ausgehenden und sich nach außen öffnenden Ausnehmungen 4, die bei diesem Ausführungsbeispiel durch ein kreuzartiges Profil des extrudierten Kerns erhalten werden (Fig.la). Das Fila- ment wird anschließend in herkömmlicher Weise verstreckt
(Fig.lb), um eine molekulare Längsorientierung zu erhalten. Durch das Längen beim Verstrecken des Kerns wird der Querschnitt entsprechend reduziert. Anschließend wird der Kern 2 mit Vorteil thermisch stabilisiert (Fig.le).
Das auf diese Weise extrudierte und vorbehandelte Filament 1 mit seinen Ausnehmungen 4 wird anschließend mit dem Medium 6 gefüllt. Beispielsweise wird das Filament 1 durch einen in Fig.ld mit einer kreisförmigen Linie 5 angedeute- ten Kanal gezogen, der sich gegebenenfalls von einem größeren Querschnitt düsenartig auf den Querschnitt des Kerns 2 verengt und in den das Medium ständig zugeführt wird, so daß das Medium 6 von den Ausnehmungen 4 des Filaments 1 aufgenommen wird. Stattdessen kann das Medium 6 auch unter Druck zugeführt werden, wie dies in Fig.le durch die Andeu¬ tung einer größeren Dichte des Mediums 6 angedeutet ist. Bei der gezeigten Ausführungsform mit einem sehr offenen Querschnitt der Vertiefungen empfiehlt es sich, auf das mit dem Medium gefüllte Filament eine Hüllschicht 7 aufzubrin- gen, die filmartig ausgebildet ist und sich bei Gebrauch der Borste schnell abnutzt, um das Medium 6 abzugeben. Bei dieser Hüllschicht 7 kann es sich aber auch um einen dünnwandigeren Mantel handeln, der aus einem diffusionsoffenen Polymer besteht, das entweder eine Diffusion des Mediums 6 am Gebrauchsort der Borste ermöglicht oder erst in Verbindung mit Medien am Gebrauchsort, z.B. Speichel, Wasser oder dergleichen die notwendige Permeabilität erlangt. Der Mantel 7 wird vorzugsweise auf das bereits gefüllte Filament 1 mit Übermaß gegenüber dem Kern 2 aufextrudiert und an- schließend durch Abkühlen auf den Kern aufgeschrumpft.
Fig.2 zeigt den Abschnitt einer Borste 8, die aus einem gemäß Fig.l hergestellten Filament durch Zuschneiden erhalten wird. Die Borste 8 besteht also aus einem Kern 2 mit dem Medium 6 in den Ausnehmungen und dem Mantel 7.
Fig.3 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Borstenware 62, z.B. im Bereich des Kopfs einer Zahnbürste, mit einem Borstenträger 9, an dem die Borsten 8 befestigt sind. Bei Benutzung der Zahnbürste wirken auf die Borste 8 Druck - und Biegekräfte, die zu der schematisch angedeuteten, zeitweiligen Verformung der Borste 8 führen. Aufgrund dieser Kräfte tritt das Medium 6, wie mit den Richtungspfeilen angedeutet, am freien Ende der Borste aus. Zugleich diffun- diert das Medium, wenn es eine entsprechende Zusammensetzung aufweist, durch die Wände des Mantels, gegebenenfalls unter Mitwirkung der am Verwendungsort vorhandenen Medien wie Speichel, Wasser, Zahnpflegemittel oder dergleichen. Dies ist in Fig.4 in vergrößertem Maßstab nochmals darge- stellt.
In den Fig.5 bis 10 sind Querschnitte von Filamenten 1 gezeigt, die je nach Konsistenz des Mediums eine gesonderte Beschichtung oder einen Mantel nicht erforderlich machen. Fig.5 zeigt ein Filament, das in Form eines im wesentlichen kreisförmigen Kerns 2 mit einem massiven Zentrum 3 extrudiert ist. Anläßlich des Extrudierens werden Ausnehmungen in Form kapillarartiger Spalte 10 eingeformt, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel in regelmäßiger, radialer An- Ordnung vorgesehen sind. Die kapillarartigen Spalten 10 werden in der mit Bezug auf Fig.l beschriebenen Weise mit dem Medium gefüllt.
Fig.6 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, bei der die Kapillarartigen Spalte 10 zusätzlich in Extrusionsrichtung mit einem Profil 11 versehen sind, wodurch ein besseres Rückhaltevermögen für das Medium erzielt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.7 besteht das Fila- ment 1 wiederum aus einem massiven Kern 2 und einem äußeren Kernteil 12, das aus einem anderen Kunststoff bestehen kann als der Kern 2, der beispielsweise aus einem der späteren Borste die notwendigen mechanischen Eigenschaften verleihenden Polymer gebildet ist, während das Kernteil 12 aus einem anderen, auf die Gebrauchseigenschaften abgestimmten Polymer bestehen kann. Das Filament 1 weist achsparallel zum Kern 2 kanalartige Ausnehmungen 13 auf, die über spalt- artige Öffnungen 14 am Umfang des Filaments 1 auslaufen. Fig.8 zeigt wiederum ein Filament 1 in Form eines extru- dierten Kerns 2, der lediglich nahe des Umfangs einige wenige, gleichmäßig verteilte Kanäle 15 mit spaltartiger Öffnung 16 aufweist.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.9 ist das Filament 1 wiederum als Kern 2 mit einem massiven Zentrum 3 extrudiert, von dem eine Vielzahl kapillarartiger Spalte 17 sich schaufelartig nach außen erstrecken. Die kapillarartigen Spalte 17 sind am Umfang des Filaments 1 bei 18 annähernd geschlossen. Die die kapillarartigen Spalte 17 schaufelför- mig begrenzenden Stege 20 sind elastisch verformbar. Auf diese Weise kann das Füllen der kapillarartigen Spalte 17 dadurch erleichtert werden, daß das Filament entgegen der Schaufelkrümmung gedreht wird, so daß sich die Spalte öffnen. Nach dem Füllen wird überschüssiges Medium durch Dre- hen in der Gegenrichtung oder durch Passieren eines entsprechenden Hüllquerschnitts ausgequetscht, so daß die kapillarartigen Spalte 17 am Umfang des Filaments 1 bzw. an der späteren Borste annähernd geschlossen sind. Bei Gebrauch der Borstenware mit solchermaßen ausgerüsteten Bor- sten bewirken die Druckkräfte eine Verformung der Borste, so daß das Medium umfangseitig austritt.
Fig.10 zeigt ein Filament 1 mit rechteckigem Querschnitt, in das wiederum achsparallele Kanäle 21 eingeformt sind, die über spaltartig verengte Öffnungen 22 am Umfang des Filaments 1 ausmünden.
Fig.11 zeigt ein Filament 1 mit sektorförmigen Ausnehmungen 23, und einem zentralen Kern 3, der von quer verlaufen- den Kanälen 24 durchsetzt ist. Die sektorförmigen Ausnehmungen 23 und die Querkanäle 24 werden mit dem Medium gefüllt. Dieses Filament 1 wird vorteilhafterweise wiederum mit einem Film beschichtet oder mit einem aufextrudierten Mantel versehen, wie dies mit Bezug auf die Fig.l bis 4 be- schrieben ist.
Fig.12 zeigt ein Filament 1 in Form eines gewendelten Kerns 2, bei dem die Ausnehmungen 63 schraubenförmig verlaufen. Auch diese Ausführung des Filaments 1 läßt sich problemlos mit dem Medium füllen und wird vorteilhafterweise anschließend ein Mantel aufextrudiert . Fig.13 zeigt ein Filament 1 in Form eines wellenförmigen Kerns 2, bei dem die Ausnehmungen 64 durch die Wellentäler gebildet werden, während Fig.14 ein Filament 1 in Form eines Kerns 2 mit ringförmigen Ausnehmungen 65 wiedergibt. Auch bei diesen beiden Ausführungsformen wird vorzugsweise nach dem Füllen des Filaments 1 ein Mantel aufextrudiert .
Fig.16 zeigt ein Filament 1 mit einem extrudierten Kern 2 von rechteckigem Querschnitt, das beispielsweise durch einen kreisförmigen Kanal gezogen wird, wobei sich das Medium 6 an den Seitenflächen des rechteckigen Kerns 2 aufbaut, Anschließend wird ein Mantel 7 aufextrudiert und gegebenenfalls durch Abkühlen und Aufschrumpfen fixiert.
Fig.17 gibt einen Kern 2 mit gleichmäßig verteilt angeordneten Vertiefungen 26 wieder, die in gleicher Weise wie zuvor beschrieben mit dem Medium 6 gefüllt werden. Auf den Kern 2 mit dem Medium 6 wird anschließend wieder ein Man- tel 7 aufextrudiert . Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.18 unterscheidet sich von dem der Fig.17 nur durch die Form und Anzahl der Vertiefungen 26.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.19 handelt es sich wiederum um ein Filament in Form eines Kerns 2 mit einem kreuzförmigen Querschnitt unter Bildung von nach außen offenen Ausnehmungen 27, die mit dem Medium gefüllt werden. Der Kern 2 weist an den freien Enden seiner Arme 28 wulst- artige Verdickungen 29 auf. Nach dem Füllen der Ausnehmun - gen 27 des Kerns 2 wird ein Mantel 30 aufextrudiert , der die wulstförmigen Verdickungen 29 umfaßt, so daß eine Art formschlüssige Verbindung entsteht. Hiervon unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.20 dadurch, daß die Arme 28 des Kerns 2 geradeaus laufen und nach dem Füllen der zwischen den Armen 28 gebildeten Ausnehmungen der Man¬ tel 31 aufextrudiert und aufgeschrumpft wird.
Fig.21 zeigt ein Filament 1 in Form eines Kerns 2, wobei verschiedene Ausführungen von Ausnehmungen angedeutet sind. Es kann sich um nutenartige, geradlinige Vertiefungen 32 oder nutenförmige, gekrümmte Vertiefungen 33 oder auch um einzelne lochartige Vertiefungen 34 handeln.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.23 weist das Fila- ment 1 einen Kern 2 mit Ausnehmungen in Form von äquidi- stant angeordneten Schlitzen 35 auf, die quer zur Achse des Filaments verlaufen und beispielsweise nach dem Extrudieren eingeformt werden.
Fig.24 zeigt ein Filament 1, dessen Kern 2 aus einer Vielzahl paralleler Monofile 36 besteht, wobei die Ausnehmungen durch die Zwischenräume 37 zwischen den Monofilen 36 gebildet werden. Nach dem Füllen der Zwischenräume und gegebenenfalls entsprechendem Kalibrieren des Monofilstrangs wird ein Mantel 38 aufextrudiert .
In Fig.24 ist der Mantel 38 teilweise aufgebrochen gezeigt. Er ist mit Füllstoffen 65 versehen, die das Verschleißverhalten des Kunststoffs und damit die Abnutzung des Mantels bestimmen.
Fig.25 zeigt ein Filament 1 in Form eines Kerns 2, der ähnlich dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.7 mit ein oder mehr achsparallelen Kanälen 39 versehen ist, die sich über spaltartige Öffnungen 40 nach außen erstrecken. Zusätzlich können Öffnungen 41 mit etwas größerem Querschnitt mit Abstand voneinander vorgesehen sein.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.26 ist wiederum ein Fi- lament 1 in Form eines extrudierten Kerns 2 mit umfangsei - tig angeordneten Ausnehmungen 42, die sämtlich durch eine nachträglich aufgebrachte Schicht 43 abgedeckt sind, die entweder bei Benutzung aufgrund ihres Verschleißes das Medium in den Ausnehmungen 42 freigibt oder aber eine solche Permeabilität aufweist, daß das Medium, gegebenenfalls unter Mitwirkung der Medien am Gebrauchsort, ein langsames Ausdiffundieren der Medien gestattet.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.27 ist dasselbe Fila- ment wie in Fig.26 mit einem Kern 2 mit Ausnehmungen 42 mit einem Mantel 44 aus einem diffusionsoffenen Polymer umhüllt, der beispielsweise die an der Oberfläche der Borste gewünschten Eigenschaften aufweist. Durch zusätzliche Teil- beschichtungen 45 im Bereich der Ausnehmungen 42 wird die Diffusionsdichte und damit die Medienabgabe gesteuert.
Fig.28 zeigt ein Filament 1 mit einem im Querschnitt sternförmigen Kern, bei dem die Ausnehmungen 46 zwischen den Sternzacken gebildet sind und auf dem wiederum ein Man- tel 47 aufextrudiert ist. Zusätzlich ist der Mantel 47 mit einer Kunststoff- oder Textilfaser bandagiert.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.29 besteht das Filament 1 aus einem Kern 2 ähnlich der Ausführungsform gemäß Fig.11 mit sektorförmigen Ausnehmungen 23 und einem aufex- trudierten Mantel 49, der mit einer Perforation 50 versehen ist, die einerseits ein gesteuertes Austreten des Mediums gestatten, andererseits der Oberfläche der fertigen Borste eine Struktur verleihen, die die Bürstwirkung steigert.
Fig.30 zeigt ein Filament 1 mit einem wiederum kreuzförmigen Kern 2 und einem Mantel 7. In den Ausnehmungen 4 zwi - sehen dem Kern 2 und dem Mantel 7 sind verschiedene Medien 51, 52 und 53 untergebracht, die gleichzeitig abgegeben werden und entweder verschiedene Wirkungen entfalten oder aber aus Komponenten bestehen, die erst am Gebrauchsort zu einem Wirkstoff reagieren. Stattdessen können verschiedene Medien in einer Ausnehmung auch geschichtet untergebracht werden. Das Filament 1 gemäß Fig.31 besteht wiederum aus einem Kern 2, der unregelmäßig angeordnete Ausnehmungen 54, 55 und 56 aufweist und von einem Mantel 7 umgeben ist. Auch hier können die Ausnehmungen entsprechend ihrer Größe und Form verschiedene Medien aufnehmen.
Fig.32 zeigt einen Abschnitt einer Borste 8, die ähnlich derjenigen gemäß Fig.2 aufgebaut ist, also aus einem Kern 2 mit in dessen Ausnehmungen befindlichem Medium 6 und einem Mantel 7 besteht. Die Borste 8 ist an ihrem nutzungsseitigen Ende 57 geschlossen, indem beispielsweise der Mantel 8 thermisch entsprechend geformt wird.
Fig.33 und 34 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Borste 8 mit offenem Ende 58, und zwar in Fig.33 im Ausgangszustand und in Fig.34 nach einer gewissen Benutzungsdauer, während der der Mantel 8 abgetragen und das Medium abgegeben worden ist. Hierdurch wird also sowohl die mechanische Abnutzung, als auch die Abgabe des Mediums optisch sichtbar.
Fig.35 bis 38 zeigt eine andere Variante zur Indikation des Medienverbrauchs und/oder der Abnutzung der Borste. Zu diesem Zweck weist der Kern 2 gegebenenfalls mehrere mit Ab- stand voneinander angeordnete Ausnehmungen in Form von umlaufenden Rillen oder dergleichen auf, in denen ein Indikatormedium 59 untergebracht ist. Bei Gebrauch beginnt die Abnutzung des Mantels 7 im Bereich des Endes 58 der Borste 8 und bleibt nur noch der Kern 2 stehen. Dabei ver- schwinden sukzessive die Markierungen 59, so daß der Benutzer einerseits über die Abgabe des Mediums bzw. den Verschleiß der Borste optisch informiert wird.
Schließlich zeigt Fig.39 eine Borste 8, an der sich bei re- gelmäßiger Abnutzung am Ende 59 eine mehr oder weniger regelmäßige Spitze 60 ausbildet. Auch hier weist der Kern 2 eine ringförmige Rille 61 auf, die gegebenenfalls mit einem Indikatormedium gefüllt sein kann, so daß nach Verschwinden desselben der Ablauf der (optimalen) Gebrauchsdauer signa- lisiert wird.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung von Borsten zum Applizieren von Medien, indem ein zu Borsten ablängbares Filament extrudiert und mit Ausnehmungen zur Aufnahme des Medi - ums versehen wird, aus denen das Medium bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Borsten abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Filament (1) mit einem die mechanischen Eigenschaften der Borste (8) mitbestimmenden Kern (2) extrudiert wird, die Ausnehmungen (10, 13, 15, 17) mit Abstand vom Zentrum (3) des Kerns (2) ausgehend und sich zum Umfang des Filaments (1) öffnend eingeformt und von außen mit dem Medium (6) gefüllt werden, wobei die Ausnehmungen mit ihrer umfangsseitigen Öffnung (14, 16) so geformt werden, daß das Medium (6) erst unter den beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Borste (8) herrschenden Bedingungen abgegeben wird.
2. Verfahren zur Herstellung von Borsten zum Applizieren von Medien, indem ein zu Borsten ablängbares Filament extrudiert und mit Ausnehmungen zur Aufnehme des Mediums versehen wird, aus denen das Medium bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Borsten abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Filament (1) mit einem die mechanischen Eigenschaften der Borste (8) mitbestimmenden Kern (2) extrudiert wird, die Ausnehmungen (4) mit Abstand vom Zentrum (3) des Kerns ausgehend und sich zum Umfang des Filaments öffnend eingeformt und von außen mit dem Medium (6) gefüllt werden, und daß anschließend auf das Filament (1) zumindest bereichs- weise eine die Ausnehmungen (7) zumindest teilweise abdeckende Schicht aufgebracht wird, welche die Abgabe des Mediums (6) unter den beim bestimmungsgemaßen Gebrauch der Borste (8) herrschenden Bedingungen steuert.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht in Form eines den Kern (2) umhüllenden Man- tels (7) aufgebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (4) beim Extrudieren des Kerns (2) ausgeformt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (35) nach dem Extrudieren des Kerns (2) eingeformt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen als kapillarartige Spalte (10, 17) geformt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Ausnehmungen als Kanäle (13, 15) mit am Umfang des Kerns (2) zu einem Spalt (14, 16) verengten Öffnungen eingeformt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich- net, daß die Form und/oder die Weite der Spalte (10,
14, 16, 17) auf die Konsistenz des Mediums (6) abgestimmt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Spalte (17) so eingeformt werden, daß sie im unbelasteten Zustand der Borste (8) geschlossen sind und sich unter Druck öffnen.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, daß die Ausnehmungen (4) über die umfangseitigen
Öffnungen mit dem unter Druck stehenden Medium (6) gefüllt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Filament (1) durch einen das Medium (6) unter Druck haltenden Raum hindurchgeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filament (1) mit den Ausnehmungen (4) durch das im wesentlichen drucklose Medium (6) hindurchgeführt wird und dabei die Ausnehmungen zumindest teilweise gefüllt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Filament (1) nach dem Füllen der Ausnehmungen (4) mit einem die abdeckende Schicht bildenden Mantel (7) versehen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf das mit dem Medium (6) gefüllte Filament (1) ein
Mantel (7) aus einem thermoplastischen Kunststoff auf- extrudiert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (7) mit Übermaß gegenüber dem Filament (1) extrudiert und durch Abkühlen auf das Filament (1) aufgeschrumpft wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mantel (7) aus einem für das Medium (6) und/oder für am Ort des bestimmungsgemäßen Gebrauchs der Borste (8) vorhandene Medien diffusions- offenen Kunststoff auf das Filament (1) aufgebracht wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (7) aus einem diffusionsoffenen Kunststoff zumindest bereichsweise durch eine diffusionsdichte Schicht abgedeckt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein die abdeckende Schicht bildender Mantel (7) aus einem transparenten Kunststoff auf das Filament (1) aufgebracht wird.
19. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in voneinander distanzierten Ausnehmungen (4) des Filaments (1) verschiedene Medien (51, 52, 53) eingebracht werden.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß Medien (51, 52, 53) mit je einer Komponente eines erst durch Zusammenführen der Komponenten wirksam werdenden Wirkstoffs in voneinander distanzierten Ausnehmun- gen (4) eingebracht werden.
21. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Medien und/oder Medien mit je einer Komponente eines erst durch Zusammenführen der Me- dien wirksam werdenden Wirkstoffs in wenigstens eine Ausnehmung schichtweise eingebracht werden.
22. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kern (2) und/oder in den Mantel (7) Wirkstoffe unmittelbar eingebracht werden.
23. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kern (2) und/oder in den Mantel (7) Füllstoffe unmittelbar eingebracht werden.
24. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) mehradrig (36) extrudiert wird.
25. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) und/oder der Mantel (7) aus einem direkt oder indirekt schäumbaren Kunststoff extrudiert wird.
26. Verfahren zur Herstellung einer Borste, insbesondere nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mantel (38) aus einem Kunststoff mit dessen Verschleißfaktor bestimmenden Füllstoffen (65) auf das Filament (1) aufgebracht wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff und die ihm beigegebenen Füllstoffe (65) auf den zulässigen Abnutzungsgrad der Borste (8) beim bestimmungsgemäßen Gebrauch abgestimmt werden.
28. Borste aus Kunststoff für Borstenwaren zum Applizieren von Medien, die in Ausnehmungen der Borste untergebracht sind und beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Borstenware von der Borste abgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Borste (8) einen ihre mechanischen Eigenschaften mitbestimmenden Kern (2) aufweist, daß die Ausnehmungen (4) mit Abstand vom Zentrum des Kerns ausgehen, sich zum Umfang der Borste erstrecken und am Umfang wenigstens eine Öffnung aufweisen, über die das Medium (6) unter den beim bestimmungsgemäßen Gebrauch herrschenden Bedingungen abgegeben wird.
29. Borste nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen als kapillarartige Spalte (10, 17) ausgebildet sind.
30. Borste nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen als zum Zentrum (3) des Kerns (2) parallele Kanäle (13, 15) mit am Umfang des Kerns (2) zu einem Spalt (14, 16) verengten Öffnungen ausgebildet sind.
31. Borste nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte (10, 14, 17) im unbelasteten Zu- stand der Borste (8) geschlossen sind.
32. Borste nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Form und/oder die Weite der Spal te (10, 14, 16, 17) auf die Konsistenz des Mediums (6) abgestimmt ist.
33. Borste nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (22) schraubenförmig über den Umfang des Kerns (2) verlaufen.
34. Borste nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (24) ringförmig am Umfang des Kerns (2) angeordnet sind.
35. Borste nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (32, 33) nutförmig am Umfang des Kerns (2) angeordnet sind.
36. Borste nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) wellenförmig ausgebildet ist und die Ausnehmungen (23) von den Wellentälern gebildet sind.
37. Borste nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen quer zum Kern (2) verlaufende Schiit - ze (35) sind.
38. Borste nach einem der Ansprüche 28 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) zumindest bereichsweise beschichtet ist und die Schicht (43) die Ausnehmun - gen (42) zumindest teilweise abdeckt.
39. Borste nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (43) die Ausnehmungen (42) vollständig abdeckt .
40. Borste nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht als den Kern (2) umgebender Mantel (7, 30, 31, 38, 44) ausgebildet ist.
41. Borste nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (49) perforiert ist und die Perforation (50) mit den Ausnehmungen (23) des Kerns (2) in Verbindung steht.
42. Borste nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (7) aus einem für das Medium (6) in den Aus¬ nehmungen des Kerns diffusionsoffenen Kunststoff besteht.
43. Borste nach Anspruch 40 oder 42, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (7) aus einem Kunststoff besteht, der für am Ort des bestimmungsgemäßen Gebrauchs der Borstenware (62) vorhandene Medien diffusionsoffen ist.
44. Borste nach Anspruch 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (7) aus dem diffusionsoffenen Kunststoff bereichsweise diffusionsdicht beschichtet ist .
45. Borste nach einem der Ansprüche 40 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (7) aus einem Kunststoff mit Füllstoffen (65) besteht, die den Verschleißfaktor des Mantels bei Gebrauch der Borste bestimmen.
46. Borste nach einem der Ansprüche 40 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (7) aus einem transparenten Kunststoff gebildet ist.
47. Borste nach einem der Ansprüche 40 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) Ausnehmungen aufweist, die mit einem für den Grad der mechanischen Abnutzung ("wear" ) und/oder den Verbrauch ("release") des Mediums (6) indikativen Medium (59) gefüllt sind.
48. Borste nach einem der Ansprüche 28 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß voneinander distanzierte Ausnehmungen (4) des Kerns (2) verschiedene Medien (51, 52, 53) enthalten .
49. Borste nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß voneinander distanzierte Ausnehmungen (4) Medien (51, 52, 53,) mit verschiedenen Komponenten enthalten, die erst nach Abgabe der Medien am Ort des Gebrauchs einen Wirkstoff bilden.
50. Borste nach einem der Ansprüche 40 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (7) aus einem Kunststoff besteht, der mit Wirkstoffen gefüllt ist.
51. Borstenware, bestehend aus einem Borstenträger (9) und einem daran befestigten Borstenbesatz, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Borstenbesatzes aus Borsten (8) gemäß einem der Ansprüche 28 bis 50 ge- bildet ist.
52. Borstenwaren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenbesatz die Borsten (8) gemäß einem der Ansprüche 28 bis 50 in seinem peripheren Bereich auf - weist.
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