Ferner ist die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstel- lung von Borsten oder Interdentalreinigern aus solchen Monofilen und auf Borstenwaren mit solchen Borsten bzw. auf Interdentalreiniger gerichtet.

Borsten für Borstenwaren beliebiger Art, z. B. Bürsten zur Körper-und Zahnpflege, Haushaltsbürsten, technische Bürsten, Pinsel und dergleichen, werden heute überwiegend aus Polymeren hergestellt, indem die Polymerschmelze zu Endlosmonofilen extrudiert, die Monofile verstreckt und gegebenenfalls stabilisiert werden. Aus solchen Monofilen werden dann die Borsten durch Schneiden auf Wunschlänge

erhalten. In der Regel weisen die Monofile, wie die Borsten, kreiszylindrischen Querschnitt auf. Für besonde- re Anwendungszwecke sind auch Borsten mit anderem, z. B. ovalem oder polygonalem Querschnitt bekannt. Mit einem entsprechenden Profil wird dann das Monofil extrudiert.

In vielen Fällen ist es erwünscht, Borsten in einer faserigen, insbesondere feinfaserigen Struktur am Nut- zungsende einzusetzen. Dies gilt beispielsweise für solche Borstenwaren, die zum Auftragen von Medien auf Oberflächen od. dgl. bestimmt sind, z. B. Pinsel. Auch dann, wenn eine flauschige Struktur angestrebt wird, muß die Borste feinfaserig sein. In neuerer Zeit haben sich auch in der Dentalmedizin Erkenntnisse durchgesetzt, wonach konventionelle Borsten von Zahnbürsten in ihrer Reinigungswirkung unzulänglich sind, da sie nicht in die feinen Fisuren der Zahnoberfläche eindringen, sondern über diese hinweggleiten. Ähnliches gilt für die Reini- gungswirkung im Interdentalraum.

Um stark faserige Strukturen zu erhalten, ist bereits vorgeschlagen worden, das Monofil aus Polymermischungen zu extrudieren. Hierbei werden folgende Effekte genutzt : beim Extrudieren und anschließenden Verstrecken des Monofils werden die Polymermoleküle in Längsrichtung des Monofils orientiert. Die in Längsrichtung wirkenden primären Bindungskräfte sorgen für eine hohe Zugfestig- keit. Die Längsorientierung der Moleküle bringt ferner die gewünschte Biegeelastizität. Bei Monofilen aus einem einzigen Polymer sind auch die sogenannten Sekundär-Bin- dungskräfte, nämlich die Kräfte quer zur Moleküler- streckung ausreichend groß, um ein Zerfasern oder Auf- spleißen des Monofils bzw. der Borste zu verhindern. Bei Monofilen aus zwei verschiedenen, gemischten Polymeren

entstehen hingegen zwischen den Molekülketten der Polyme- re während des Verstreckens Gleitzonen, in denen die sekundären Bindungskräfte reduziert sind. Ein solches Monofil oder eine hieraus hergestellte Borste läßt sich durch Einwirkung mechanischer Kräfte mittels schneidenar- tige Werkzeuge zerfasern. Die hierdurch entstehenden sogenannten Flaggen ("flags") besitzen eine sehr unregel- mäßige Form, unregelmäßige Querschnitte und ausgefranste Mantelflächen. In einem größeren Verband solcher Borsten wird zwar eine flauschige und gut absorbierende Struktur erreicht, jedoch weisen die Flaggen unkontrollierte Festigkeitseigenschaften auf. Sie reißen aus, brechen ab oder legen sich um. Solchermaßen zerfaserte Borsten sind folglich unbefriedigend, für viele Anwendungsfälle sogar untauglich. Der Einsatz bei Zahnbürsten ist aus hygieni- schen Gründen bedenklich.

Die gleichen Nachteile weist eine bekannte Ausführung einer Borste (W097/14830) auf, die einen Kern und einen Mantel besitzt, die durch Koextrusion von zwei verschie- denen Polymeren hergestellt sind. Am nutzungsseitigen Ende der Borste wird das Kernmäterial mechanisch oder chemisch abgetragen, um eine vertiefte Tasche zu bilden, die Zahnpflegemittel oder Farbe aufnehmen soll. Ferner ist die Bildung von Flaggen ("flags") beschrieben, die durch Zerfasern des Materials des Mantels, soweit dieser den Kern überragt, erhalten werden. Auch dieses Zerfasern erfolgt in herkömmlicher Weise mittels Messern und führt deshalb zu den gleichen unregelmäßigen Strukturen.

Es sind deshalb insbesondere für Zahnbürsten auch schon Borsten vorgeschlagen worden, die aus einer Vielzahl dünner Fasern ähnlich Textilfasern und einen die Fasern umhüllenden Mantel bestehen (DE 94 08 268 U1). Mantel und

Fasern können gleichfalls als Filament koextrudiert werden. Nach dem Zuschneiden auf Borstenlänge wird der Mantel am nutzungsseitigen Ende der Borste durch mechani- sches Bearbeiten oder Schneiden entfernt, so daß die Fasern auf einer kurzen Länge freiliegen. Abgesehen von der aufwendigen Herstellung solcher Borsten, sind auch sie nur begrenzt einsetzbar. Von großem Nachteil ist insbesondere die sprungartige Änderung des Biegeverhal- tens am Übergang von den Fasern zum Mantel. Werden solche Borsten bei Auftragsgeräten eingesetzt, kann es zur Beschädigung der Oberfläche aufgrund des harten Übergangs kommen. Gleiches gilt für den Einsatz solcher Borsten bei Zahnbürsten hinsichtlich der Wirkung auf die Zähne und das Zahnfleisch. Hinzu kommt, daß die Fasern praktisch biegeschlaff sind, so daß sie in stärkere Vertiefungen, Interdentalräume od. dgl. nicht oder nicht ausreichend eindringen können. Auch brechen die Fasern bei Dauerbean- spruchung am Mantelrand leicht ab.

Interdentalreiniger können gleichfalls aus borstenähnli- chen Monofilen gebildet sein, die jedoch an ihrer Ober- fläche strukturiert sein sollten. Dies gelingt beispiels- weise durch Beflocken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Monofil aus wenigstens zwei gemeinsamen extrudierten Polymeren vorzu- schlagen, das zur Herstellung von geschlitzten Borsten oder Interdentalreinigern mit reproduzierbaren Festig- keitseigenschaften und nach Zahl, Form und Dimensionie- rung definierbaren Flaggen oder Schlitzen geeignet ist.

Ferner soll mit der Erfindung ein Verfahren zur Herstel- lung von Borsten oder Interdentalreinigern aus solchen Monofilen vorgeschlagen werden.

Ein diese Aufgabe lösendes Monofil zeichnet sich erfin- dungsgemäß dadurch aus, daß es die wenistens zwei. Polyme- re in geometrisch regelmäßiger Anordnung mit im wesentli- chen in Achsrichtung verlaufenden Grenzschichten, in denen die verminderten Sekundär-Bindungskräfte herrschen, aufweist.

Extrusionsversuche haben gezeigt, daß es möglich ist, die wenigstens zwei verschiedene Polymere so zu extrudieren, daß zwischen den Polymeren ebene Grenzflächen ausgebildet werden, in denen die sekundären Bindungskräfte stark reduziert sind. Durch die Geometrie der Grenzschichten läßt sich vorausbestimmen, in welcher Weise das Monofil, z. B. für einen Interdentalreiniger, oder die aus dem Monofil durch Ablängen hergestellte Borste durch Einwir- kung mechanischer Kräfte geschlitzt oder gespalten wird.

Die Schlitze oder Flaggen entstehen genau in der durch die Geometrie des Extrudates vorgegebenen Kontur. Da sich die Grenzschichten in Längsrichtung des Monofils er- strecken, besitzt jede einzelne Flagge aber ihre gesamte Länge gleiche Form und gleichen Querschnitt. Es weisen deshalb auch sämtliche Flaggen gleiche Festigkeitseigen- schaften, insbesondere gleiches Biegeverhalten und glei- che Zugfestigkeit auf. Es ist aber auch möglich, durch entsprechende Auslegung der Geometrie Flaggen mit unter- schiedlichen Querschnitten zu erzeugen. Da das Monofil bzw. die Borste bei Einwirkung mechanischer Kräfte aus- schließlich und exakt an den Grenzschichten aufschlitzt bzw. aufspaltet, können die Flaggen bei entsprechender Querschnittsform an den einander zugekehrten Flächen Kanten bilden, die die Reinigungswirkung unterstützen.

Eine solchermaßen aufgespaltene Borste ist folglich an ihrer Mantelfläche auch wirksamer als herkömmliche Bor- sten. Aufgrund der kongruenten Formen spreizt die Borste

nicht allzusehr auf. In einem dicht gepackten Bündel aus solchen Borsten nimmt jede Borste wieder eine monofilar- tige Form an und die Flaggen kommen erst durch axialen oder radialen Druck zur vollen Wirkung. Dadurch lassen sich Medien gut aufnehmen und beim Auftragen durch An- druck wieder abgeben.

In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, daß das Monofil eine Matrix aus dem die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Borste bzw. des Interdentalreinigers bestimmenden Polymer aufweist, und daß das zweite Polymer in Form dünner Schichten in der Matrix eingelagert ist.

Dabei kann das zweite Polymer selbst die Grenzschicht mit verminderten Sekundär-Bindungskräften bilden.

Auf diese Weise lassen sich Borsten herstellen, deren Flaggen die günstigen Eigenschaften herkömmlicher Borsten aufweisen. Auf der anderen Seite entstehen beim Aufspal- ten keine Feinteile oder aber nur in geringem Umfang, so daß die Borste auch keinen umfänglichen Reinigungsverfah- ren unterzogen werden muß. Es werden definiert geflaggte Borsten bzw. definiert geschlitzte Monofile für Interden- talreiniger erhalten, bei denen ein weiterschreitendes Spalten oder Schlitzen vermeiden werden kann.

Das Polymer der Matrix, wie auch der dünnen Schichten kann ein Copolymer oder eine Polymermischung sein. Die oben genannten Vorteile werden insbesondere dann optimal erreicht, wenn die dünnen Schichten einen Anteil des Polymers der Matrix enthalten. In diesem Fall reißt das Polymer bzw. die Borste bei Krafteinwirkung an der schwächsten Stelle, nämlich etwa in der Mitte der dünnen Schichten auf, jedoch ist das Haftvermögen der Rest- schichten aufgrund des der Matrix entsprechenden Polymer-

anteils an den entstehenden benachbarten Flaggen ausrei- chend groß, um die Entstehung von Feinteilen zu vermei- den.

Vorzugsweise weisen die dünnen Schichten eine Stärke von einigen ym auf. Praktische Extrusionsversuche haben gezeigt, daß sich solche dünnen Schichten mit dem Polymer der Matrix koextrudieren lassen.

In den dünnen Schichten können die beiden Polymere zu etwa gleichen Teilen vorhanden sein.

Die konkrete Ausführung der Geometrie wird von den ge- wünschten Eigenschaften der Borste bzw. des Interdental- reinigers bestimmt. So können die dünnen Schichten in der Matrix bis zum Umfang des Monofils reichen, so daß das Monofil mit relativ geringer Krafteinwirkung geschlitzt oder gespalten werden kann.

Stattdessen ist es möglich, daß die dünnen Schichten in der Matrix mit Abstand vom Umfang des Monofils enden. In diesem Fall bedarf es etwas größerer Krafteinwirkung, doch ist hierbei von Vorteil, daß die entstehenden Flaggen auch im Kantenbereich aus dem Matrixmaterial bestehen, also die gleichen Verschleißeigenschaften wie der Mantel der Borste bzw. der Flaggen besitzt.

Gegebenenfalls kann die Matrix des Monofils ein drittes, in die Matrix eingelagertes Polymer aufweisen, das in erster Linie zur Beeinflussung der Festigkeitseigenschaf- ten der entstehenden Flaggen dient.

Das Monofil kann-wie bei Borsten üblicherweise der Fall- Kreisform, aber auch einen von der Kreisform abweichenden

Querschnitt aufweisen. Hier sind insbesondere polygonale Querschnitte zu nennen, die in ihrer Reinigungswirkung effektiver als runde Querschnitte sind.

Die dünnen Schichten können in diesem Fall zu den Ecken des polygonalen Querschnitts auslaufen, so daß relativ scharfe Kanten mit einem Kantenwinkel von kleiner 90° entstehen.

Stattdessen können die dünnen Schichten auch zu den Flächen des polygonalen Querschnitts auslaufen, wobei dann Kanten mit einem Kantenwinkel im Bereich von 90° realisiert werden können.

In bevorzugter Ausführung bestehen die Matrix aus Poly- amid und die dünnen Schichten aus einem Polyolefin, insbesondere Polypropylen oder Polyethylen. Diese Werk- stoffpaarung weist an den Grenzflächen ausreichend große Sekundär-Bindungskräfte auf, um ein unzeitiges Aufreißen oder Schlitzen während der Verarbeitung und Benutzung der Borsten zu verhindern. Bei starker und gezielter Kraft- einwirkung reißt der Polymerverbund jedoch auf.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Bor- sten aus dem zuvor beschriebenen Monofil zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die wenigstens zwei Polymere zu dem Monofil koextrudiert werden, das Monofil verstreckt und gegebenenfalls stabilisiert, das Monofil auf die gewünschte Länge der Borsten geschnitten wird und die Borste an ihrem nutzungsseitigen Ende durch Einwir- kung mechanischer Kräfte quer zur Borstenachse auf be- grenzter Länge entlang der Grenzschichten gespalten wird.

Stattdessen kann sowohl zur Herstellung von Borsten als auch von Interdentalreinigern so vorgegangen werden, daß

die wenigstens zwei Polymere zu dem Monofil koextrudiert werden, und daß das Monofil nach dem Extrudieren, Ver- strecken und gegebenenfalls Stabilisieren durch Einwir- kung mechanischer Kräfte quer zur Monofilachse auf lokal begrenzter Länge entlang der Grenzschichten geschlitzt wird. Durch die erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich am Mantel des Monofils fisurenartige Schlitze ausbilden, die zur Aufnahme von Medien dienen können. Bei Zahnbür- sten oder Interdentalreinigern kommen hierfür insbesonde- re Zahnpflegemittel oder dentalmedizinische bzw. antibak- terielle Präparate in Frage. Im übrigen erhält das Mono- fil Interdentalreiniger auf dem Mantel durch die Schlit- zung eine erhöhte Rauigkeit.

Aus dem vorgenannten Monofil lassen sich Interdentalrei- niger beliebiger Länge herstellen. Die gleiche Maßnahme kann natürlich auch an der vom Monofil abgelängten Borste vorgenommen werden. Hierbei können der Ort der Schlitzung und die Ausdehnung der Schlitze auf die Länge der Borste abgestimmt werden, um ein Aufspalten des Borstenendes entweder zu vermeiden oder aber gezielt zu fördern.

Beispielsweise kann nur das Borstenende gespalten werden.

Die weiterhin am Mantel eingebrachten Schlitze können nach Abnutzung der Flaggen zum weiteren Aufspalten der Borste dienen. Je nach Art und Anzahl der eingelagerten Schichten entsteht eine entsprechende Anzahl von Flaggen am Nutzungsende der Borste.

Im Falle der Verarbeitung des Monofils zu einem Interden- talreiniger beliebiger Länge ist gemäß einer Variante des Verfahren vorgesehen, daß das Monofil während oder nach der Einwirkung der mechanischen Kräfte in Achsrichtung gestaucht wird. Dadurch werden die längsgeschlitzten Bereiche bzw. die die Schlitze begrenzenden Stege am

Mantel des Monofils nach außen ausgebaucht.

Die mechanischen Kräfte werden vorzugsweise auf dem größten Teil des Umfangs des Monofils bzw. der Borste aufgebracht, um sicherzustellen, daß sämtliche Grenz- schichten der Polymere beaufschlagt werden.

Das Schlitzen des Monofils bzw. das Spalten der Borsten geschieht vorzugsweise durch Schlagkräfte. Stattdessen können aber auch Quetsch-oder Torsionskräfte zur Wirkung gebracht werden. Diese Kräfte können an der zugeschnitte- nen Borste oder auch gleichzeitig an Gruppen von Borsten, z. B. an Borstenbündeln, vor oder nach ihrer Befestigung an dem Borstenträger der Bürste wirksam werden.

Vorzugsweise werden die Borsten an ihren nutzungsseitigen Enden gerundet. Des kann vor und/oder nach dem Spalten geschehen. In weiterhin bevorzugter Ausführung des Ver- fahrens werden die nach dem Spalten entstehenden mehreren Enden mit einer die nutzbare Lange optisch anzeigenden Markierung versehen. Damit wird dem Benutzer signali- siert, daß sich nach Abnutzung der Borste bis zur Markie- rung, also nach Abnutzen der aufgepaltenen Enden, die Gebrauchseigenschaften schlagartig ändern, da dann der wesentlich biegesteifere Querschnitt der gesamten Borste zur Wirkung kommt. Auch werden die aufgepaltenen Enden immer kürzer und damit mechanisch aggressiver. Eine solche Anzeige ist insbesondere dann geboten, wenn es sich um Zahnbürsten, Körperpflegebürsten od. dgl. han- delt.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen beschrieben. In der Zeichnung zeigen :

Fig. 1 bis Fig. 5 verschiedene Querschnitte eines Monofils ; Fig. 6 eine Ansicht einer Borste mit gespal- tenem, nutzungsseitigem Ende, Fig. 7 eine Ansicht einer Borste bzw. einem Interdentalreiniger mit geschlitztem Mantel ; Fig. 8 eine weitere Variante eines Monofilquerschnitts und Fig. 9 eine Ansicht eines Interdentalreini- gers in einer abgewandelten Ausfüh- rung.

Das Monofil 1 gemäß Fig. 1 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist durch Koextrudieren von wenig- stens zwei Polymeren hergestellt. Es besteht aus einer Matrix 2 aus einem die Eigenschaften der Borste bestim- menden Polymer und in geometrischer Form-in diesem Fall in Form eines Kreuzes-eingelagerten dünnen Schichten 3, die aus einem anderen Polymer oder einer Mischung mit dem Polymer der Matrix 2 bestehen. Im Bereich der dünnen Schichten 3 bzw. der Grenzflächen zu der Matrix 2 sind die sekundären Bindungskräfte, also die Bindungskräfte quer zur Längserstreckung des Monofils stark reduziert.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel laufen die dünnen Schichten 3 an der Mantelfläche 4 des Monofils aus. Sie können aber auch mit geringem Abstand hiervon enden.

Als Polymere für die Matrix 2 kommen insbesondere Poly-

amide (PA) in Frage, während die dünnen Schichten 3 beispielsweise aus einer Polymermischung PA/PP oder PA/PE bestehen.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind die dünnen Schichten 3 in Form eines dreiarmigen Sterns in die Matrix 2 eingelagert, während Fig. 3 ein Monofil 1 mit polygonalem, nämlich dreieckigem Querschnitt zeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel laufen die eingelagerten dünnen Schichten, die sich auch hier vom Zentrum aus nach außen erstrecken, in den Ecken des Polygons aus. Statt- dessen können sie natürlich auch auf den Flächen zwischen den Ecken enden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist mit der Matrix 2 des Monofils 1 noch ein weiteres von mehreren möglichen Polymeren extrudiert in der Weise, daß es völlig in der Matrix eingelagert ist. Beispielsweise kann es sich um fadenförmige Strukturen 5 handeln, welche nach der Herstellung der Borste und dem Spalten bzw. Schlitzen derselben das Biegeverhalten bzw. die Festigkeit der entstehenden Flaggen beeinflussen.

Fig. 5 zeigt ein flach rechteckiges Monofil 1, bei dem die dünnen Schichten 3 rasterartig angelegt sind, so daß aus dem Monofil eine Vielzahl von im wesentlichen recht- eckigen Flaggen erzeugt werden kann. Fig. 8 zeigt schließlich einen Monofilquerschnitt, bei dem die Matrix 2 aus vier gleichen äußeren Teilen mit dem Querschnitt von Kreissektoren und einem mittleren Kern besteht, die durch entsprechend verlaufende dünne Schichten 3 abge- grenzt sind.

In Fig. 6 ist eine Borste 6 schematisch gezeigt, die aus

einem Monofil beispielsweise nach Fig. 2 durch Ablängen hergestellt und durch Einwirkung mechanischer Kräfte auf ihr nutzungsseitiges Ende aufgespalten ist, so daß ein- zelne Flaggen 7 entstehen, deren Form der Form der die Matrix 2 bildenden Bereiche des Monofils entspricht. Es entstehen soviele Flaggen, wie die Matrix 2 durch dünne Schichten 3 aufgegliedert ist. Die Nutzungslänge der Flaggen kann beispielsweise durch den in Fig. 6 gezeigten Querstrich optisch markiert sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 werden die mechanischen Kräfte auf die Mantelfläche eines Monofils in gleichmäßigen Abständen oder bei einer zugeschnittenen Borste mit Abstand vom nutzungsseitigen Ende zur Wirkung gebracht. Durch die Dicke der Schichten und die Größe der Kraft und/oder die Häufigkeit/Frequenz ihrer Anwendung läßt sich erreichen, daß der Mantel des Monofils oder der Borste 6 nur auf lokal begrenzter Länge aufreißt und sich Schlitze 8,9 und 10 bilden. Diese Schlitze liegen etwa in einer Flucht, nämlich in den durch die dünnen Schich- ten 3 gebildeten Bereichen. Bei dieser Ausführung reissen die Schlitze am Borstenende unter Bildung von Flaggen auf. Bei fortschreitender Abnutzung der Borste bilden sich die Flaggen ständig nach.

Ein Monofil nach Fig. 7 kann auch in beliebiger Länge als Interdentalreiniger ("floss") dienen, wobei die Schlitze Zahnpflegemittel, Antiseptika oder Antibakterizide auf- nehmen können. Für einen Interdentalreiniger empfiehlt sich ferner, das Monofil axial zu stauchen, wie dies Fig.

9 zeigt, so daß die die Schlitze begrenzenden Stege 10 aus dem Matrixpolymer sich nach außen wölben.

Die Matrix 2 bzw. das sie bildende Polymer können in den 1 einzelnen von den dünnen Schichten begrenzten Quer- schnittsteilen verschiedenfarbig sein.