PL195934B1 - Sposób wytwarzania wielowarstwowego materiału szczeciny oraz wielowarstwowa szczecina - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania wielowarstwowego materialu szczeciny, skladajacego sie z rdzenia okreslajacego zwlaszcza elastycznosc szczeci- ny, z powloki z ciaglego materialu okreslajacej zwlaszcza efekt szczotkowania i z warstwy po- sredniej, przy czym rdzen wytwarza sie przez wytlaczanie, zaopatruje sie go w warstwe posre- dnia z fazy cieklej do lepkiej, a nastepnie na warstwe posrednia nanosi sie ciagly material czesciowo go z nia wiazac, znamienny tym, ze rdzen i warstwe posrednia wspólwytlacza sie, a na plastycznie odksztalcalna warstwe po- srednia nanosi sie pod naprezeniem wstepnym ciagly material i przy tym przynajmniej czescio- wo osadza sie go w warstwie posredniej. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wielowarstwowego materiału szczeciny, oraz wielowarstwowa szczecina.

Wynalazek dotyczy materiału szczeciny, stosowanego do wytwarzania szczotek do czyszczenia, polerowania albo do nanoszenia ośrodków, do pędzli, oczyszczaczy interdentalnych lub tym podobnych. Działanie szczeciny względnie obszaru obsadzonego szczeciną składającego się z wielu szczecin i/lub pęczków szczecin zależy z jednej strony od doboru materiału, z drugiej zaś strony od konstrukcyjnej budowy szczeciny, a zwłaszcza od jej powierzchni. Przy tym końce szczecin odgrywają zasadniczo rolę jedynie przy czyszczeniu względnie przy penetracji szczelin, pustych przestrzeni i tym podobnych, podczas gdy przeważająca część działająca szczeciny utworzona jest przez trzpień szczecinowy, który zagina się przy zastosowaniu nacisku i wytwarza bardziej lub mniej ścierające do trącego lub nawet szorującego działanie.

Zatem, dla osiągnięcia zamierzonego efektu decydująca jest struktura powierzchniowa trzpienia szczecinowego.

To przekonanie doprowadziło do wielu konstrukcji szczeciny. Zatem znane jest z opisu Stanów Zjednoczonych Ameryki 4 373 541 bezpośrednie nadanie powierzchni szczeciny geometrycznej struktury. Sposoby wytwarzania takich szczecin są jednak niezwykle pracochłonne. Ponadto, z WO 97/25902 oraz z opisu Stanów Zjednoczonych Ameryki 3698 405 znane są dwuskładnikowe szczeciny, składające się z jednego lub kilku monofilamentów i z pokrywającego je płaszcza. Z opisów DE 1 222 888, DE 196 40 853, JP 32 89 906, znane jest skręcanie ze sobą kilku monofilamentów w szczecinę. Wykonanie takiego materiału szczeciny jest porównywalnie proste, jednak monofilamenty muszą być ze sobą połączone klejem albo w inny odpowiedni sposób, w celu uzyskania trwałego połączenia. Problemów przysparza ukształtowanie końców takich szczecin, ponieważ nie można ich zwłaszcza zaokrąglić, co jest jednak wskazane przy wielu celach zastosowania szczeciny.

Natomiast z opisów DE 37 17 475, Stanów Zjednoczonych Ameryki 3 698 405, znane są szczeciny i oczyszczacze interdentalne, w których na nośny monofilamentowy rdzeń nanosi się warstwę ułatwiającą przyczepność, a na wilgotną warstwę następnie flokuje się włókna. Włókna powinny być ustawione zasadniczo prostopadle do powierzchni. Takie szczeciny mogłyby wprawdzie mieć nowe działanie, a zwłaszcza być także stosowane do absorbowania środków powłokowych, jednakże krótkie włókna źle trzymają się powierzchni monofilamentu tak, że z czasem odrywają się i odpadają. Prowadzi to nie tylko do zmniejszenia zamierzonego efektu, lecz odpadające włókna są wysoce niepożądane na obrabianej powierzchni. Jeśli takie szczeciny stosuje się w strefie higieny, przykładowo w higienie jamy ustnej i zębów, to odpadające włókna prowadzą do krańcowo nieprzyjemnych efektów.

Ponadto z opisu JP 10 286 122 A znane są szczeciny do szczotek do zębów, składające się z nylonowego rdzenia jako monofilamentu i z usztywniającego drutu naniesionego na jego obwodzie, który przebiega albo wzdłuż linii płaszcza rdzenia albo jest śrubowo nawinięty na rdzeń. Drut może składać się również z nylonu. Drut ma za zadanie usztywnianie szczeciny, polepszanie jej siły przywracającej oraz przedłużanie trwałości. Ten stan techniki nie ujawnia rodzaju utrwalania śrubowo nawiniętego nylonowego drutu. W przypadku innej szczeciny do wałków szczotkowych z opisu JP 6 321 680 A znane jest owijanie rdzenia z multifilamentu z nylonowych włókien i domieszanych cząsteczek ściernych, jedno lub dwuwarstwowo monofilamentowym włóknem poliamidowym oraz następnie utrwalenie nawoju klejem. W tym wykonaniu na efekt szczotkowania szczeciny ma istotny wpływ utrwalający klej, ponieważ naniesiony jest on później. Nie występuje tu połączenie między zespolonym rdzeniem i nawiniętym monofilamentem. Zatem, nawinięty jest monofilament mający przylegające do siebie zwoje, dla uniknięcia zsuwania się względem rdzenia.

Wreszcie, z opisu DE 1222 888 B znane jest, w przypadku technicznych obrotowych szczotek, jedno- lub wielokrotne owijanie monofilamentowego rdzenia usztywniającym monofilamentem. Na rdzeń albo monofilament nanosi się najpierw klej jako warstwę pośrednią. Wieloetapowe wytwarzanie jest pracochłonne. Przyczepność monofilamentu na rdzeniu zależy od tego, czy klej jest naniesiony dokładnie i w postaci warstwy o równomiernej grubości. Nawinięty monofilament ma jedynie usztywniać i chronić rdzeń, podczas gdy efekt szczotkowania ma być wytwarzany wyłącznie przez rdzeń. Praca szczotkowania wykonywana jest zatem oczywiście przez wierzchołek szczeciny.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania materiału szczeciny, z którego można wytwarzać szczeciny o działaniu trzpienia szczecinowego dostosowanego do celu zastosowania. Ponadto, przedmiotem wynalazku jest wielowarstwowa szczecina.

PL 195 934B1

Sposób wytwarzania wielowarstwowego materiału szczeciny, składającego się z rdzenia określającego zwłaszcza elastyczność szczeciny, z powłoki z ciągłego materiału określającej, zwłaszcza efekt szczotkowania i z warstwy pośredniej, przy czym rdzeń wytwarza się przez wytłaczanie, zaopatruje się go w warstwę pośrednią z fazy ciekłej do lepkiej, a następnie na warstwę pośrednią nanosi się ciągły materiał częściowo go z nią wiążąc, według wynalazku charakteryzuje się tym, że rdzeń i warstwę pośrednią współwytłacza się a na plastycznie odkształcalną warstwę pośrednią nanosi się pod naprężeniem wstępnym ciągły materiał i przy tym przynajmniej częściowo osadza się go w warstwie pośredniej.

Warstwa pośrednia składa się z materiału, który jest reaktywowalny po obróbce, a po naniesieniu ciągłego materiału reaktywuje się warstwę pośrednią a następnie zawraca się ją do jej stałej fazy przynajmniej częściowo wiążąc ciągły materiał.

W sposobie według wynalazku korzystnie nanosi się warstwę pośrednią ze spienialnego materiału, a po naniesieniu ciągłego materiału spienia się ją.

Rdzeń razem z warstwą pośrednią współwytłacza się i orientuje przez rozciąganie, a następnie nanosi się ciągły materiał.

Rdzeń z warstwą pośrednią i naniesionym ciągłym materiałem ponownie wtórnie orientuje się przez rozciąganie.

Po naniesieniu ciągłego materiału na warstwę pośrednią przeprowadza się wtórną obróbkę materiału szczeciny od strony zewnętrznej.

Korzystnie, nacina się ciągły materiał przynajmniej na częściowych długościach materiału szczeciny w kierunku wzdłużnym.

Po naniesieniu ciągłego materiału na warstwę pośrednią nanosi się warstewkę na ciągły materiał.

Korzystnie, w sposobie według wynalazku jako ciągły materiał nanosi się materiał włókienniczy, zwłaszcza jako ciągły materiał nanosi się gładki albo uszorstniony materiał włókienniczy.

Materiał włókienniczy nawija się. Materiał włókienniczy zapętla się.

Korzystnie, w sposobie według wynalazku nanosi się absorbujący materiał włókienniczy.

Wielowarstwowa szczecina, składająca się z wytłoczonego rdzenia określającego, zwłaszcza elastyczność szczeciny, z powłoki z ciągłego materiału określającej zwłaszcza efekt szczotkowania i z warstwy pośredniej do ułatwiania przyczepności, według wynalazku charakteryzuje się tym, że rdzeń i warstwa pośrednia są współwytłoczone a nawinięty i/lub zapętlony ciągły materiał osadzony jest przynajmniej częściowo w warstwie pośredniej.

Korzystnie, warstwa pośrednia szczeciny według wynalazku składa się z bardziej miękkiego materiału niż rdzeń.

Warstwa pośrednia składa się z materiału o elastyczności gumy.

Warstwa pośrednia składa się ze spienionego materiału.

Dzięki rozwiązaniu według wynalazku można wytwarzać szczeciny, których trzpień szczecinowy jest dostosowany do różnorodnych celów. Szczecina według wynalazku może służyć jako oczyszczacz interdentalny, może być stosowana do przyrządów, typu szczotki albo pędzle, do nanoszenia płynnych albo proszkowych ośrodków, które osadzone są w materiale włókienniczym.

W przeciwieństwie do znanych trójskładnikowych szczecin, warstwę pośrednią ułatwiającą przyczepność, współwytłacza się z materiałem rdzeniowym, który może składać się z monofilamentów albo multifilamentów, a warstwę pośrednią najpierw przeprowadza się w stan, w którym na warstwę pośrednią nanosi się ciągły materiał, a przy okazji nanoszenia ze względu na naprężenie wstępne przynajmniej częściowo osadza się go w warstwie pośredniej. Tak naniesiona powłoka z ciągłego materiału nie ulega poluzowaniu.

Ponadto ponieważ w sposobie według wynalazku jako ciągły materiał nanosi się korzystnie materiał włókienniczy, mający gładką albo uszorstnioną powierzchnię, po raz pierwszy opracowana została kombinacja monofilamentów z tworzywa sztucznego z materiałem włókienniczym po zewnętrznej stronie, mającym wystarczającą przyczepność do warstwy pośredniej.

Natomiast jeśli zastosuje się absorbujący materiał włókienniczy, przykładowo uszorstnioną nić lub tym podobne, wtedy powstają różnorodne możliwości higieny i czyszczenia, ale również wprowadzania płynnych do mikroproszkowych ośrodków, które przy użyciu są z powrotem oddawane.

Ponadto w szczecinie według wynalazku ciągły materiał może składać się również z metalowego bardzo cienkiego drutu lub też z monofilamentu z tworzywa sztucznego o właściwościach ściernych, co daje kolejne możliwości zastosowania.

PL 195 934B1

W sposobie według wynalazku jeśli warstwa pośrednia ma odpowiednio miękką postać i jest plastycznie odkształcalna, to naprężenie wstępne wystarcza do osadzenia ciągłego materiału w warstwie pośredniej i utrzymania go w niezmiennej pozycji.

Zamiast tego, może być przewidziane, że warstwa pośrednia składa się z materiału, reaktywowalnego po obróbce. W tym przypadku ciągły materiał nanosi się na suchą, ewentualnie również już nieodkształcalną warstwę pośrednią. Podczas albo po nanoszeniu ciągłego materiału, warstwę pośrednią reaktywuje się a następnie zawraca się ją do jej stałej fazy wiążąc ciągły materiał.

Wskutek reaktywowania, warstwa pośrednia staje się miękka, tak że naniesiony ciągły materiał nieznacznie zapada się. Warstwa pośrednia może mieć również działanie klejowe, przykładowo składać się może z kleju topliwego tak, że ciągły materiał połączony jest z rdzeniem za pomocą klejenia. Przy tym pozostaje jednak stale zagwarantowane, że całkowicie albo w przeważającym stopniu utrzymana zostaje na trzpieniu szczecinowym struktura określona przez ciągły materiał.

Ponadto możliwe jest nanoszenie warstwy pośredniej ze spienialnego materiału i spienianie warstwy pośredniej po nanoszeniu ciągłego materiału tak, że warstwa pośrednia przynajmniej częściowo otacza ciągły materiał, a ciągły materiał osadza się w ten sposób w warstwie pośredniej. Przy tym, przewidziane może być również głębsze osadzenie, jeśli warstwa pośrednia składa się z miękkiej pianki, odpowiednio ustępującej pod wpływem nacisku, zaś wskutek tego ciągły materiał odsłania się.

Ponieważ monofilamenty na szczecinę muszą być orientowane przez rozciąganie, w celu nadania szczecinie wymaganej wytrzymałości na zginanie, w sposobie według wynalazku przewiduje się, że rdzeń razem z warstwą pośrednią współwytłacza się i orientuje przez rozciąganie i dopiero następnie nanosi się ciągły materiał. Ewentualnie rdzeń z warstwą pośrednią i naniesionym ciągłym materiałem można wtedy ponownie wtórnie orientować przez rozciąganie.

Zgodnie z kolejnym wykonaniem przewiduje się, że po nanoszeniu ciągłego materiału na warstwę pośrednią nanosi się warstewkę, powodującą wygładzenie profilu przy danym silnym profilowaniu przez ciągły materiał.

Ponadto możliwe jest przeprowadzanie wtórnej obróbki materiału szczeciny od zewnętrznej strony, po nanoszeniu ciągłego materiału na warstwę pośrednią. Może chodzić przy tym o mechaniczną obróbkę, zanurzanie lub też o nanoszenie ośrodków pokrywających. Mechaniczna obróbka może polegać na tym, że ciągły materiał nacina się przynajmniej na częściowych długościach materiału szczeciny w kierunku wzdłużnym tak, że powstają swobodne końce włókna o odpowiednim działaniu czyszczącym, polerującym lub tym podobnych.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 - przedstawia perspektywiczny widok wycinka materiału szczeciny w pierwszym wykonaniu, fig.2 - przekrój poprzeczny materiału szczeciny według fig. 1, fig.3 - widok wzdłużny materiału szczeciny w innym wykonaniu, zaś fig.4 przedstawia przekrój poprzeczny materiału szczeciny w kolejnej postaci wykonania.

W przykładzie wykonania według fig. 1 materiał szczeciny 1 ma rdzeń 2 z pojedynczego lub z wielu monofilamentów z tworzywa sztucznego, który zasadniczo określa giętkość gotowej szczeciny. Na rdzeń 2, naniesiona jest warstwa pośrednia 3, składająca się korzystnie z miększego materiału. Na warstwie pośredniej jest natomiast naniesiony ciągły materiał 4, na przykład z naturalnego albo syntetycznego materiału włókienniczego, który przynajmniej po swej stronie zwróconej do warstwy pośredniej jest w niej osadzony tak, że ciągły materiał 4 jest utrwalony na warstwie pośredniej 3. Może być naturalnie również nawiniętych kilka ciągłych włókien równolegle albo krzyżowo.

W przykładzie wykonania zgodnie z fig. 3, materiał szczeciny 1ma natomiast rdzeń 2 i warstwę pośrednią 3, na którą ciągły materiał 4jest nie tylko nawinięty, lecz równocześnie również zapętlony. Przy tym, jak również w przypadku materiału szczeciny zgodnie z fig.1i 2, ciągły materiał 4 osadzony jest w warstwie pośredniej 3 za pomocą odpowiedniego naprężenia wstępnego. Zamiast tego albo dodatkowo warstwa pośrednia może składać się również z materiału doznającego zmiany stanu wskutek procesu aktywacji, na przykład przez oddziaływanie ciepła, wskutek czego następuje lub jest wspomagane osadzanie ciągłego materiału.

Rdzeń może mieć każdy dowolny kształt przekroju poprzecznego dostosowany do celu zastosowania. Przykład wykonania przedstawiony jest na fig. 4. Materiał szczeciny 1,ma zasadniczo rombowy rdzeń 2,na który naniesiona jest warstwa pośrednia 3, która równocześnie wypełnia wypukłe przestrzenie rdzenia 2. Na tę warstwę pośrednią 3 naniesiony jest następnie ciągły materiał 4, na przykład nawinięty albo zapętlony. Szczecina z materiału szczeciny zgodnie z fig.4 ma ze względu na

PL 195 934B1 profilowanie rdzenia 2 korzystne kierunki zginania. Poprzez wypukłe obszary wypełnione warstwą pośrednią 3 można wywierać wpływ na zużywanie się. Ponadto, efekt trzpienia szczecinowego, do którego się dąży za pomocą ciągłego materiału 4 ujawnia się w różnorodnym stopniu na obwodzie

Claims (17)

1. Sposób wytwarzania wielowarstwowego materiału szczeciny, składającego się z rdzenia określającego zwłaszcza elastyczność szczeciny, z powłoki z ciągłego materiału określającej zwłaszcza efekt szczotkowania i z warstwy pośredniej, przy czym rdzeń wytwarza się przez wytłaczanie, zaopatruje się go w warstwę pośrednią z fazy ciekłej do lepkiej, a następnie na warstwę pośrednią nanosi się ciągły materiał częściowo go z nią wiążąc, znamienny tym, że rdzeń i warstwę pośrednią współwytłacza się,a na plastycznie odkształcalną warstwę pośrednią nanosi się pod naprężeniem wstępnym ciągły materiał i przy tym przynajmniej częściowo osadza się go w warstwie pośredniej.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa pośrednia składa się z materiału, który jest reaktywowalny po obróbce, a po naniesieniu ciągłego materiału reaktywuje się warstwę pośrednią a następnie zawraca się ją do jej stałej fazy przynajmniej częściowo wiążąc ciągły materiał.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nanosi się warstwę pośrednią ze spienialnego materiału, a po naniesieniu ciągłego materiału spienia się ją.

4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że rdzeń razem z warstwą pośrednią współwytłacza się i orientuje przez rozciąganie, a następnie nanosi się ciągły materiał.

5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że rdzeń z warstwą pośrednią i naniesionym ciągłym materiałem ponownie wtórnie orientuje się przez rozciąganie.

6. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że po naniesieniu ciągłego materiału na warstwę pośrednią przeprowadza się wtórną obróbkę materiału szczeciny od strony zewnętrznej.

7. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że nacina się ciągły materiał przynajmniej na częściowych długościach materiału szczeciny w kierunku wzdłużnym.

8. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że po naniesieniu ciągłego materiału na warstwę pośrednią nanosi się warstewkę na ciągły materiał.

9. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że jako ciągły materiał nanosi się materiał włókienniczy.

10. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że jako ciągły materiał nanosi się gładki albo uszorstniony materiał włókienniczy.

11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że materiał włókienniczy nawija się.

12. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że materiał włókienniczy zapętla się.

13. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że jako materiał włókienniczy nanosi się absorbujący materiał włókienniczy.

14. Wielowarstwowa szczecina, składająca się z wytłoczonego rdzenia określającego zwłaszcza elastyczność szczeciny, z powłoki z ciągłego materiału określającej zwłaszcza efekt szczotkowania i z warstwy pośredniej do ułatwiania przyczepności, znamienna tym, że rdzeń (2) i warstwa pośrednia (3) są współwytłoczone a nawinięty i/lub zapętlony ciągły materiał (4) osadzony jest przynajmniej częściowo w warstwie pośredniej (3).

15. Wielowarstwowa szczecina według zastrz. 14, znamienna tym, że warstwa pośrednia (3) składa się z bardziej miękkiego materiału niż rdzeń.

16. Wielowarstwowa szczecina według zastrz. 14 albo 15, znamienna tym, że warstwa pośrednia (3) składa się z materiału o elastyczności gumy.

17. Wielowarstwowa szczecina według zastrz. 14, znamienna tym, że warstwa pośrednia (3) składa się ze spienionego materiału.