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Dokumentenidentifikation DE10323328A1 16.12.2004
Titel Verfahren zum Beschichten von Zahnstochern
Anmelder Braun GmbH, 61476 Kronberg, DE
Erfinder Finger, Gerhard, Dr., 61389 Schmitten, DE;
Emge, Thorsten, 63110 Rodgau, DE;
Klawuhn, Manfred, 60322 Frankfurt, DE
DE-Anmeldedatum 23.05.2003
DE-Aktenzeichen 10323328
Offenlegungstag 16.12.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.12.2004
IPC-Hauptklasse B05D 7/02
IPC-Nebenklasse B05D 1/18   B05C 3/02   B05C 9/12   A61C 15/02   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten von Zahnstochern aus Kunststoff sowie den Zahnstocher selbst. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Temperieren der Zahnstocher (1) auf eine vordefinierte Temperatur; Eintauchen der Zahnstocher (1) in ein Tauchbad (7), welches mit einem Beschichtungsmittel (18) gefüllt ist; Einbringen der Zahnstocher (1) in eine Abtropfzone mittels eines Luftstromes (20), um Wachs oberfächig zu entfernen; und Einbringen der Zahnstocher (1) in eine Abkühlzone, um die Beschichtung aushärten zu lassen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Beschichtung von gleichbleibender Qualität erzielt, die ihre Wirkung im Mundraum einer Bedienungsperson innerhalb kürzester Zeit entfaltet. Schließlich erfüllt das Verfahren die bei der Herstellung von Mundhygieneprodukten geltenden Hygienestandards.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Zahnstochern aus Kunststoff gemäß Patentanspruch 1.

Aus dem Stand der Technik sind Zahnstocher bekannt, die mit einem Geschmacksstoff beschichtet sind. Hierzu eignen sich insbesondere erfrischende Geschmacksstoffe, wie beispielsweise Pfefferminzgeschmack, ätherische Öle, aber auch andere Geschmacksstoffe, wie beispielsweise Zitronen-, Erdbeer- oder Vanillegeschmack. Hierdurch wird neben dem Reinigungseffekt, der durch die Funktion des Zahnstochers, nämlich in den Zahnzwischenräumen Lebensmittelreste zu entfernen, vorgegeben ist, eine zusätzliche Frische des Mundraums erlangt, die bei moderner Mundhygiene ein wichtiger Bestandteil ist. Der hierdurch zur Verfügung gestellte Mehrwert für den Benutzer schlägt sich direkt in erhöhtem Wohlbefinden und sicherem Auftreten im Umgang mit anderen Menschen nieder.

So beschreibt die DE 298 13 353 U1 einen Zahnstocher aus Holz mit Geschmack und angenehmem Duft. Der beschriebene Zahnstocher kann außerdem mit medizinischen Zusatzstoffen beschichtet sein, um eine Erkrankung der Zähne zu verhindern. Als Duft- und Aromastoffe werden hier unter anderem Orchideenduft, Bananen-, Kaffee-, Schokolade- und Himbeergeschmack und Duft angegeben. Die Beschichtung soll dabei mittels einer Walze, die die entsprechenden Beschichtungsstoffe trägt, auf die Spitzen der Zahnstocher erfolgen. Die Walze rollt über die Zahnstocherspitzen und trägt so die Geschmacks- und Aromastoffe auf. Das hier beschriebene Verfahren baut auf der Saugfähigkeit der Holzzahnstocher auf. Eine Beschichtung von Zahnstochern aus Kunststoff ist hiermit bei gleichbleibender Qualität nicht möglich.

Die DE 198 34 247 A1 beschreibt einen Zahnstocher aus Holz oder Kunststoff, der aus hygienischen Gründen und zur Schaffung eines anspruchsvollen Zahnstochers zumindest mit einer Schicht aus einem Geschmacksstoff versehen ist. Dabei werden als Beschichtungsverfahren beispielsweise Tauchen oder Bedampfen vorgeschlagen. Allerdings ist diese Art der Beschichtung bei Zahnstochern aus Kunststoff problematisch, da viele Kunststoffarten, wie beispielsweise Polypropylen, nur nach einer aufwendigen Hydrophilierung benetzbar sind.

Daher wird in der DE 198 34 247 A1 ein Kunststoffzahnstocher vorgeschlagen, der zum ausreichenden und guten Aufbringen von Geschmacksstoff wenigstens eine axiale Kapillare besitzt, in der die Trockenrückstände des flüssigen Geschmacksstoffes und weiterer Zusatzstoffe gespeichert sind. Ferner wird die Beschichtung mit mehreren Lagen, bestehend aus Geschmacks-, Desinfektions- und Farbstoffen, vorgeschlagen. Das hier vorgeschlagene Beschichtungsverfahren für Kunststoffzahnstocher weist jedoch erhebliche Nachteile auf. So ist das Verfahren zum einen aufwendig, da zunächst eine Kapillare im Zahnstocher selbst angebracht sein muß, und zum anderen wird der Beschichtungsstoff hierdurch nicht gleichmäßig über den Zahnstocher verteilt aufgebracht. Dadurch bedingt erfolgt eine Aktivierung der Geschmacksstoffe erst mit erheblicher Verzögerung, da sie durch den Speichel zunächst aus der Kapillare herausgelöst werden müssen. Dies ist in Anbetracht der relativ kurzen Benutzungszeiten zum Herauslösen von Essensresten aus den Zahnzwischenräumen nachteilig und verhindert unter Umständen die Geschmacksentfaltung völlig.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten von Zahnstochern aus Kunststoff anzugeben, die die Nachteile des vorgenannten Standes der Technik vermeiden. Ferner sollen bei dem Verfahren und der Vorrichtung eine Beschichtung von gleichbleibender Qualität erzielt werden, die ihre Wirkung innerhalb kürzester Zeit entfaltet. Schließlich soll das Verfahren die bei der Herstellung von Mundhygieneprodukten geltenden Hygienestandards erfüllen. Letztendlich soll auch noch ein Zahnstocher gemäß dem Verfahren geschaffen werden.

Die Aufgabe wird zunächst durch ein Verfahren zum Beschichten von Zahnstochern aus Kunststoff mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.

Das verbesserte Verfahren zum Beschichten von Zahnstochern aus Kunststoff gemäß der vorliegenden Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Ferner wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Beschichtung von gleichbleibender Qualität erzielt, die ihre Wirkung innerhalb kürzester Zeit entfaltet. Schließlich erfüllt das Verfahren die bei der Herstellung von Mundhygieneprodukten geltenden Hygienestandards.

Die Erfindung offenbart ein Verfahren zum Beschichten von Zahnstochern aus Kunststoff, insbesondere Zahnstochern für eine elektrische Mundhygienevorrichtung. Derartige Zahnstocher können beispielsweise in einem Spritzgußverfahren aus lebensmittelechtem thermoplastischem Kunststoff hergestellt sein. Vorteilhafterweise können die Zahnstocher zur Durchführung des Beschichtungsverfahrens in Gruppen von beispielsweise 4, 5, 6, 8 oder 10 Zahnstochern an ihren Angußstücken als Transport- und Positionierhilfe belassen werden. Die Beschichtung besteht vorzugsweise aus einem Geschmacksstoff, kann aber auch aus einem lebensmittelechten Farbstoff, einem Duftstoff, medizinischen Mundhygienemitteln oder ähnlichem bestehen.

Zunächst wird der Zahnstocher auf eine vorgegebene Temperatur gebracht. In einem abgeschlossenen beheizten und temperaturgeregelten Bereich, wird die Temperatur vorzugsweise in den Grenzen von 40°C bis 100°C mit einer Genauigkeit von ± 5°C gehalten. Die Zahnstocher bleiben solange in der Vorwärmzone, bis sie die gewünschte Temperatur aufweisen. Dabei werden Infrarot Lampen als Wärmequellen gegenüber Gebläseeinrichtungen bevorzugt, da hier die Verschmutzungsgefahr durch Luftzirkulation am geringsten ist.

Von der Vorwärmzone wird der oder die Zahnstocher in ein Tauchbad eines Tauchbadbehälters eingetaucht, welcher mit dem Beschichtungsmittel befüllt ist. Dabei muß die Transporteinrichtung, d.h. das so genannte Transportrack mit den Kunststoffzahnstochern nach Austritt aus der Vorwärmzone über dem Tauchbadbehälter abgesenkt werden, in dem sich die Beschichtungsflüssigkeit befindet. Dabei richtet sich die Verweildauer der Zahnstocher im Tauchbad nach deren Vorwärmtemperatur. Wenn die Teiletemperatur der Kunststoffzahnstocher über der Temperatur der Beschichtungsflüssigkeit liegt, dann ist die Verweilzeit der Zahnstocher im Tauchbad am geringsten. Falls die Teiletemperatur unterhalb der des Tauchbads liegt, dann ist die Wärmeübertragung zu berücksichtigen. Die Absenkbewegung des Racks wird dabei so abgestimmt, daß eine steuerbare und reproduzierbare Beschichtung erzielt wird. Das Absenken der Zahnstocher erfolgt dabei so, daß zumindest der Reinigungsbereich beschichtet wird.

Der Tauchbadbehälter ist dabei so ausgelegt, daß er die Beschichtungsflüssigkeit, die zu 50% bis 75% aus Parafin-Wachs besteht, bei konstantem Wachsgehalt zirkuliert. Hierzu ist der Tauchbadbehälter doppelwandig ausgelegt und wird mittels eines Thermostats in einem Temperaturbereich von 60°C bis 90°C mit einer Toleranz von ± 2°C temperaturabhängig geregelt. Der beheizte Tauchbadbehälter weist ferner eine freie Oberfläche auf, die der Grundfläche des Transportracks entspricht, und hat eine Mindesttiefe, die eine gewünschte Beschichtungsdicke ermöglicht. Ferner ist am Tauchbadbehälter ein Überlauf vorgesehen, der den Wachsanteil konstant hält, und eine Umwälzpumpe, die verhindert, daß sich die gekapselten Aromen am Boden absetzen. Außerdem weist der Tauchbadbehälter beheizte Wasser-Mantelrohre zwischen dem Tank und der Pumpe auf, die ein Ablagern von Wachsschichten an den Rohrwänden verhindern. Die Beschichtungsflüssigkeit wird in regelmäßigen Intervallen vollständig ausgetauscht, um Oxidation und Verschmutzung zu vermeiden.

Vom Tauchbad wird der Zahnstocher in eine Abtropfzone eingebracht, um überschüssiges Wachs aus der Oberfläche des Beschichtungsmittels zu entfernen. Die Abtropfzone ist ebenfalls eine abgeschlossene Zone, in der Heißluft verwendet wird, um Wachs zu entfernen, damit die eingelagerten Aromen, wie Mintpartikel, oberflächig frei zu liegen kommen. Dabei hängen die Zahnstocher mit der Spitze nach unten am Transportrack, das mit einer Hebe- und Senkeinrichtung verbunden ist. Hierdurch bildet sich schwerkraftbedingt ein Tropfen an der Zahnstocherspitze, der ebenfalls durch das Heißluftgebläse, die über dem Transportrack angebracht sind, zum Abtropfen gezwungen wird. Die Gebläseluft wird hier aus Hygienegründen gefiltert und auf eine Temperatur von 90°C bis 140°C erwärmt. Die abgetropfte Beschichtungsflüssigkeit wird in einer Bodenwanne aufgefangen. Dabei müssen der Gebläsedruck und die Verweilzeit so eingestellt sein, daß einerseits die eingelagerten Stoffe oberflächig frei zu liegen kommen und andererseits sämtliche Tropfen der Beschichtungsflüssigkeit von der Zahnstocherspitze vollständig entfernt werden.

Dann gelangt der Zahnstocher in eine Abkühlzone, um die Beschichtung aushärten zu lassen. Hierbei handelt es sich um eine kurze abgeschlossene Verweilzone, in der die Beschichtung auf den Zahnstochern bei Raumtemperatur ohne Verschmutzung aushärten kann. Nach dem Aushärten sind die Zahnstocher gegen Verschmutzung durch Staubpartikel o.ä. relativ unempfindlich

Die zum Beschichten von Zahnstochern aus Kunststoff vorgesehene Beschichtungsflüssigkeit wird vor Zugabe in das Tauchbad, d.h. in den Speichertank, in einem Rührer nach folgenden Verfahrensschritten hergestellt:

Zunächst wird der Behälter auf etwa 100°C erwärmt. Dabei können aus der Verfahrenstechnik allgemein bekannte Rührer zum Einsatz kommen. Nun werden Parafin Wachs-Blöcken in den vorgewärmten Rührer eingebracht und bei einer Temperatur von 80°C bis 100°C geschmolzen. Bei dem Wachs handelt es sich um für Lebensmittel zugelassenes mikrokristallines Parafin-Wachs.

In einem nächsten Schritt wird flüssiges Aromaöl, vorzugsweise flüssiges Minzöl und ein Stabilisisator bzw. ein Antioxidant, wie BHT (2,6-Di-Tert-Buthyl-4-Methylphenol), unter stetigem Rühren hinzugefügt und gleichmäßig verrührt. Durch das flüssige Aroma- bzw. Minzöl soll ein anfänglich starker Minzegeruch beim Öffnen einer Packung und bei der Benutzung eines Zahnstochers freigesetzt werden. Anschließend werden zu der Mischung verkapselte Aromaöle, vorzugsweise sprühgetrocknete Mintaromen hinzugefügt und gleichmäßig untergerührt. Die verkapselten Aromaöle entfalten ihr Aroma erst nach Auflösung in wäßriger Flüssigkeit, d.h. im Mund während der Benutzung eines Zahnstochers, und garantieren lang anhaltenden Aromageschmack. Hierdurch könnte der Zahnstocher aus Kunststoff auch mehrmals eingesetzt werden, ohne nachhaltig Aromageschmack zu verlieren. Die Dispersion, d.h. die feinste Verteilung der vorhandenen Aromaöle im geschmolzenen Parafin-Wachs erfolgt durch einen Homogenisator bei einer konstanten Temperatur von 75°C bis 80°C, damit Wachs und Partikel konstant vermischt werden.

Sobald nach Prüfung eine homogene Dispersion vorliegt, wird die so erhaltene homogene Beschichtungsflüssigkeit in den Tauchbadbehälter einer Tauchbadeinrichtung überführt. Die fertige Beschichtungsflüssigkeit härtet bei Raumtemperatur aus. Sie läßt sich mit dem oben beschriebenen Beschichtungsverfahren in einer Beschichtungsstärke von 10 &mgr;m bis 250 &mgr;m auf der Oberfläche eines Zahnstochers aus Kunststoff aufbringen.

Durch die Erfindung gemäß dem Patentanspruch 1 werden aus Kunststoff hergestellte Zahnstocher in besonders einfacher Weise beschichtet. Dabei werden die Geschmacksstoffe vom Wachs mittels einer Gebläseanordnung derart oberflächig befreit, daß bei Benutzung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Zahnstochers im Mundbereich Geschmacksstoffe sofort dann abgegeben werden, wenn Speichelflüssigkeit in Kontakt mit diesen Geschmacksstoffen gelangt. Dies ist insbesondere deshalb möglich, weil die Geschmacksstoffe an der Oberfläche von hohen Wachsschichtstärken befreit sind. Ein Benutzer erfährt also einen angenehmen Geschmack, sobald er mit dem Zahnstocher in einen Zahnzwischenraum einfährt. Das Verfahren ist besonders einfach und kostengünstig, da viele Zahnstocher durch ein Tauchbad durchgeführt und anschließend in besonders schneller Weise auch getrocknet werden können.

Gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 2 läßt sich das Wachs an der Oberfläche der Beschichtung in besonders kurzer Zeit entfernen, wenn der Zahnstocher mit seiner Spitze nach unten in Richtung der Schwerkraft gerichtet ist. Dies deshalb, weil sich besonders kleine Tropfen an der Spitze bilden können, die leicht vom Gebläsestrahl abgeblasen werden können. Je feiner die Spitze des Zahnstochers also ist, desto mehr Beschichtungsmittel läßt sich in kürzester Zeit vom Zahnstocher entfernen.

Dadurch, daß gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 3 mehrere Zahnstocher an einem Angußsteg befestigt sind, können mittels einer Transporteinrichtung, die viele Zahnstocher automatisch zum Tauchbadbehälter hin- und von diesem wegführt, in besonders kurzer Zeit viele Zahnstocher automatisch beschichtet werden.

Gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 4 lassen sich Zahnstocher besonders leicht mit dem Beschichtungsmittel beschichten, wenn diese aus Kunststoff hergestellt sind und gleichzeitig eine Temperatur von 40°C bis 100°C aufweisen. Gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 5 weist dabei die Temperatur der Beschichtungsmittelflüssigkeit 70°C bis 90°C auf. Vorteilhaft ist es aber natürlich, wenn sowohl die Zahnstocher wie die Beschichtungsmittelflüssigkeit etwa die gleiche Temperatur aufweisen, um eine optimale Haftung der Flüssigkeit am Zahnstocher zu gewährleisten.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nach Patentanspruch 6 werden die Zahnstocher nach ihrer Beschichtung von einem Gebläsestrom eines Gebläses angeblasen, wobei der Gebläsestrom in Längsrichtung zur Spitze der Zahnstocher verläuft, um so zu gewährleisten, daß das vom Gebläsestrom heruntergeblasene Wachs in Richtung zur Spitze des Zahnstochers verläuft, wo es dann aufgrund der besonders kleinen Fläche als kleine Tropfen besonders leicht abtropfen kann.

Gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 7 ist die Gebläseluft aufgeheizt und beträgt dabei vorzugsweise 90°C bis 140°C. Hierdurch wird erreicht, daß bereits bei geringem Abkühlen der Beschichtung auf den Zahnstochern durch die warme Gebläseluft dieser Temperaturabfall eliminiert wird.

Nachdem das meiste Wachs von der Oberfläche der Beschichtung abgeblasen wurde, wird der Zahnstocher in eine Abkühlzone gebracht, d.h., es reicht meistens schon Raumtemperatur, um sich die Beschichtung verfestigen zu lassen.

Die Merkmale der Patentansprüche 9 und 10 geben Aufschluß über die Zusammensetzung des Beschichtungsmittels. Ein derartiges Beschichtungsmittel ist besonders einfach herzustellen und kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders günstig eingesetzt werden.

Die Merkmale des Patentanspruchs 11 zeigen auf besonders einfache Weise, wie ein derartiger Beschichtungsstoff hergestellt wird.

In einer zweiten Erfindung wird nunmehr eine Vorrichtung zum Beschichten von Zahnstochern unter Schutz gestellt, die mit besonders einfachen Geräten und Transportmechanismen versehen ist. Mit einer derartigen Anlage können viele Zahnstocher vollautomatisch beschichtet werden, bei denen anschließend die Oberfläche des Beschichtungsmittels teilweise vom Wachs mittels Luftstrom befreit wird, um Geschmacksstoffe freizulegen. Die Merkmale des Patentanspruchs 13 tragen Sorge dafür, daß, wenn die Zahnstocher nach Entnahme aus dem Tauchbad zu schnell abkühlen, von einem Heißluftstrom auf Temperatur gehalten werden, um das überschüssige Wachs flüssig zu halten und um in besonders kurzer Zeit dieses überschüssige Wachs von der Oberfläche der Beschichtung zu entfernen.

Schließlich ist noch gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 14 ein Zahnstocher unter Schutz gestellt, der mit einer Beschichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde und der an der Oberfläche der Beschichtung teilweise freiliegende Geschmacksstoffe aufweist.

Verwendet man Kunststoff für die Grundkörper der Zahnstocher (Anspruch 15), so sind diese besonders leicht und kostengünstig bei verhältnismäßig aufwendigen Formen herstelbar, da die Zahnstocher zu mehreren in einer einzigen Spritzgießform in einem Spritzzyklus gespritzt werden können.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:

1 ein Flußdiagram, welches die einzelnen Schritte des Beschichtungsverfahrens wiedergibt;

2 eine schematische Ansicht von Kunststoffzahnstochern an einem Angußsteg;

3 eine schematische Darstellung eines die Zahnstocher transportierenden Transportracks;

4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Beschichten von Zahnstochern und

5 eine Teilansicht in Richtung Z nach 2 auf die Oberfläche einer Beschichtung eines Zahnstochers in sehr vergrößertem Maßstab.

Im Folgenden sind gleiche oder ähnliche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

1 zeigt ein Flußdiagram, welches die wesentlichen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Beschichten von Zahnstochern wiedergibt. Dabei erfolgt die Behandlung der Zahnstocher 1 (2, 3, 4) in unterschiedlichen Bearbeitungszonen. Die Kunststoffzahnstocher werden von einem Transportrack 4 (4) automatisch zu den Bearbeitungszonen gefördert und an diesem ggf. auch abgesenkt und angehoben, was in 4 durch die Transport- und Hebe- sowie Senkeinrichtung A, B als Pfeilsymbol symbolisiert ist.

Bei der Durchführung des Beschichtungsverfahrens ist es wichtig, daß für das gesamte Verfahren und die dabei benötigten Anlagen die lebensmittelrechtlichen Hygienebestimmungen eingehalten werden. Hierzu zählt unter anderem, daß alle Maschinenteile, die mit den Zahnstochern 1 in Berührung kommen, aus lebensmittelechtem Material, wie beispielsweise Edelstahl, lebensmittelechtem Kunststoff etc. hergestellt sind. Ferner müssen Verschmutzungen durch Staub oder anderen Schmutzpartikeln in der Luft durch Abschluß des Systems gegenüber der Umgebung vermieden werden. Außerdem darf die Schmierung der Maschinenteile nur mit lebensmittelechtem Schmiermittel erfolgen und das Abtropfen von Schmiermittel oder das Austreten von Abrieb muß durch entsprechende Kapselung der betreffenden Bauteile vermieden werden.

Der erste in 1 dargestellte Verfahrensschritt betrifft das Vorwärmen der Zahnstocher 1. Das Vorwärmen der in der Regel aus thermoplastischem Kunststoff im Spritzgießverfahren hergestellten Zahnstocher 1 erfolgt dabei im wesentlichen, um die auf mikrofeinem Wachs basierende Beschichtungsflüssigkeit besser aufnehmen zu können. 2 zeigt beispielhaft eine schematische Ansicht von fünf Zahnstochern 1 aus thermoplastischem Kunststoff an einem dreieckig ausgeformten Angußstück 2, das als Transport- und Verbindungseinrichtung sowie als Handhabe für eine Bedienungsperson beim Abtrennen eines Zahnstochers 1 dient.

Versuche haben gezeigt, daß eine Vorwärmtemperatur von 40°C bis 100°C besonders günstig ist, um die Hafteigenschaften der Beschichtungsflüssigkeit 18 auf der Kunststoffoberfläche der Zahnstocher 1 zu verbessern. Am günstigsten ist es, wenn die Vorwärmtemperatur der Zahnstocher 1 der Temperatur der Beschichtungsflüssigkeit 18 (4) im Tauchbadbehälter 7 entspricht, da hierdurch die Verweilzeit der Zahnstocher 1 im Tauchbadbehälter 7 minimiert werden kann.

3 zeigt eine schematische Ansicht des Transportracks 3, welches den automatischen Transport der Zahnstocher 1 von Bearbeitungszone zu Bearbeitungszone bewerkstelligt. Darin sind die Angußstücke 2 mit den Zahnstochern 1 vertikal in Angußaufnahmen 4 des Transportracks 3, also hängend, in Seitenansicht dargestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden an dem Transportrack 3 hintereinander sechs Reihen von Angußstücken 2 gefördert. Jede Reihe weist fünf Angußstücke 2 mit jeweils fünf Zahnstochern 1 auf, d.h., im vorliegenden Ausführungsbeispiel können 150 Zahnstocher 1 aus Kunststoff gleichzeitig in Pfeilrichtung A und B (3, 4) gefördert und gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichtet werden.

Die Zahnstocher 1 sind dabei so angeordnet, daß die Zahnstocherspitzen 16 nach unten zeigen, wodurch in den einzelnen Bearbeitungsschritten die Schwerkraft ausgenutzt werden kann und überschüssige Beschichtungsflüssigkeit 18 nach unten über die Zahnstocherspitzen 16 abtropft. Die dreieckigen Angußstege 2 werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit ihrer spitzen Seite 23 im in der Angußaufnahme 4 des Transportracks 3 gehalten.

In 4 ist schematisch eine Vorrichtung 6 zum Beschichten von Zahnstochern 1 dargestellt. Die Vorrichtung 6 weist dabei einen Tauchbadbehälter 7 mit Beschichtungsmittel 18 in Form einer Flüssigkeit auf. Die an der Angußaufnahme 4 (gestrichelt dargestellt) mit ihrem Angußsteg 2 gehaltenen Zahnstocher 1 werden beim Beschichtungsvorgang, wie in 4 angedeutet, soweit in den Tauchbadbehälter 7 mittels einer durch die Pfeile A, B angedeutete Hebe-, Senk- und Verschiebeeinrichtung abgesenkt, daß ein vorgesehener Bereich 5, wie in 2 gezeigt, mit der Beschichtungsflüssigkeit 18 beschichtet wird. Dabei beträgt die Beschichtungslänge des Reinigungsbereichs 5 im vorliegenden Ausführungsbeispiel vorzugsweise 17 mm bis 21 mm, von der Zahnstocherspitze 16 gemessen. Während des Beschichtungsvorgangs wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Beschichtung von etwa 10 &mgr;m bis 250 &mgr;m Beschichtungsdicke und mit einem Gewicht von etwa 5 mg bis 50 mg pro Zahnstocher 1 aufgebracht.

Der Tauchbadbehälter 7 ist dabei so ausgelegt, daß er die Beschichtungsflüssigkeit 18 bei konstantem Füllstand zirkuliert, um eine optimale Durchmischung der Beschichtungsflüssigkeit 18 zu gewährleisten. Hierzu ist der Tauchbadbehälter 7 doppelwandig ausgelegt und wird mittels eines Thermostats (nicht dargestellt) in einem Temperaturbereich von 60°C bis 90°C mit einer Genauigkeit von ± 2°C geregelt.

Der beheizte Tauchbadbehälter 7 weist nach 4 eine freie Oberfläche 24 auf, die der im vorliegenden Ausführungsbeispiel rechteckigen Grundfläche des Transportracks 3 bzw. der Breite der Zahnstocher 1 mindestens entspricht, und hat eine Mindesttiefe, die die Länge der Beschichtung am Zahnstocher 1 mit einer gewünschten Beschichtungsdicke ermöglicht.

Ferner ist ein Überlauf 8 unterhalb der Oberfläche 24 der Beschichtungsflüssigkeit 18 im Tauchbadbehälter 7 vorgesehen, der verdrängte Beschichtungsflüssigkeit 18 in einen Speichertank 9 überlaufen läßt. Hierdurch wird die Tauchbadtiefe konstant gehalten.

Im Speichertank 9 wird nach 4 regelmäßig frisch zubereitete Beschichtungsflüssigkeit 18 gehalten, um den Flüssigkeitspegel im Tauchbadbehälter 7 stets durch Nachfüllen aus dem Speichertank 9 konstant zu halten, damit auch die Länge des Reinigungsbereichs 5 am Zahnstocher 1 im wesentlichen konstant bleibt. Die Beschichtungsflüssigkeit 18 wird dabei zuerst in einem Behälter 9 gemäß den inm Patentanspruch 11 beschriebenen Verfahrensschritten zubereitet.

Zum Befüllen bzw. Nachfüllen des Speichertanks 9 gelangt die Beschichtungsflüssigkeit 18 über eine erste Zulaufleitung 10, geöffnete Ventile 29, 28, eine Umwälzpumpe 11 und eine zweite Zulaufleitung 12 in den Tauchbadbehälter 7. Unterhalb des Bodens 27 des Tauchbadbehälters 7 befindet sich in einer Ablaufleitung 14 ein Ablaufventil 13, das über die Umwälzpumpe 11 mit der Zulaufleitung 12 verbindbar ist. Durch Öffnen des Ablaufventils 13 und Schließen des Ventils 28 und Einschalten der Umwälzpumpe 11 wird die Umwälzung der Beschichtungsflüssigkeit im Tauchbadbehälter 7 gesteuert und außerdem verhindert, daß sich Aromastoffe in der Beschichtungsflüssigkeit 18 am Boden 27 des Tauchbadbehälters 7 absetzen können. In der Zulaufleitung 10 ist das Zuleitungsventil 29 ausgebildet, das, wenn der Tauchbehälter 7 geleert werden soll, verschlossen wird. Nun werden die Ventile 13, 28 und 15 geöffnet. Soll der Speichertank 9 geleert werden, so werden die Ventile 15, 29 geöffnet und das Ventil 28 geschlossen. Soll das ganze System geleert werden, so werden alle Ventile 13, 28, 15 und 29 geöffnet.

Die Zulaufleitungen 10, 12, 14 des Tauchbads 6 sind dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel beheizte Wasser-Mantelrohre (nicht dargestellt), die ein Verstopfen durch abgelagertes Wachs verhindern. Die Beschichtungsflüssigkeit 18 wird in regelmäßigen Intervallen vollständig ausgetauscht, um Oxidation und Verschmutzung zu vermeiden.

Wieder bezogen auf das Flußdiagram in 1, folgt als nächster Schritt nach dem Tauchbad 6 die Überführung der Zahnstocher 1 in eine Trockenzone zur Nach-Wärmebehandlung. Hier wird mit einer oberhalb der Zahnstocher 1 angeordneten Gebläseeinrichtung 19 ein Heißluftgebläsestrom 20 bei 90°C bis 140°C auf die Zahnstocher 1 aufgeblasen, so daß überschüssiges Beschichtungsmittel 18 und später dann nur noch Wachs sowohl schwerkraftbedingt wie durch die Einwirkung des Gebläsestroms 20 bis zur Zahnstocherspitze 16 herunterläuft. Dort bildet sich dann ein Tropfen (nicht dargestellt), der auf eine unterhalb der Zahnstocher 1 angeordneten Bodenwanne 22 abtropft. Dabei sind entsprechende Luftfilter 30 im Gebläsestrom 20 installiert, um keinen Staub oder sonstige Schmutzpartikel auf die Zahnstocher 1 aufzublasen.

Schließlich werden die Zahnstocher 1 in eine Abkühlzone (nicht dargestellt) verbracht, wo die Beschichtung 32 (6) bei Raumtemperatur aushärten kann, bevor die Zahnstocher 1 vom Transportrack 3 entnommen und verpackt werden.

In 6 ist in vergrößertem Maßstab eine Draufsicht auf die Beschichtung 32 nach der Erfindung gezeigt, an der deutlich die vom Wachs 31 befreiten, heller erscheinenden festen verkapselten Aromaöle 33 als Geschmacksstoffe zu erkennen sind. Das Wachs 31 wurde also an den aus der Oberfläche 34 der Beschichtung 32 leicht hervortretenden Geschmacksstoffe 33 soweit entfernt bzw. abgedünnt, daß bei Kontakt mit Speichel in der Mundhöhle (nicht dargestellt) sofort verkapselte Aromaöle 33 freigegeben werden. Ein dicker Wachsschichtüberzug, wie er ohne das erfindungsgemäße Verfahren vorhanden wäre, muß also nicht erst von der Zahnstocheroberfläche abgestreift werden, um Geschmacksstoffe freizusetzen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Beschichten von Zahnstochern (1), insbesondere von Zahnstochern für eine elektrische Mundhygienevorrichtung, mit einem flüssigen Beschichtungsmittel (18), mit einer am Zahnstocher (1) ausgebildeten Spitze (16) und einer am anderen Ende der Spitze (16) ausgebildeten Einspannstelle (17), wobei das Beschichtungsmittel (18) einen oder mehrere in einem Wachs (31) eingelagerte Geschmacksstoffe (33) aufweist und wobei das Verfahren nach folgenden Schritteen verfährt:

    – Vortemperieren der Zahnstocher (1) auf eine vorgegebene Temperatur;

    – Beschichtung der Zahnstocher (1) durch Eintauchen in das Beschichtungsmittel (18);

    – Einbringen der Zahnstocher (1) in eine Abtropfzone, in der durch einen Gebläsestrom (20) überschüssiges Wachs (31) oberflächig entfernt wird, so daß die eingelagerten Geschmacksstoffe (33) oberflächig weitgehendst freigelegt werden;

    – Einbringen der Zahnstocher (1) in eine Abkühlzone, um die Beschichtung aushärten zu lassen.
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (16) des Zahnstochers (1) nach unten in Richtung der Schwerkraft gerichtet ist.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei mehrere Zahnstocher (1) an einem gemeinsamen Angußsteg (2) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Angußsteg (2) als Transport- und Positionierhilfe dient und mittels einer automatischen Transporteinrichtung (3) zu den Bearbeitungsstationen transportiert werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die vorgegebene Temperatur beim Vortemperieren der Zahnstocher (1) im Bereich von 40°C bis 100°C liegt.
  5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Beschichtungsmittel (18) in einem Tauchbadbehälter (7) einer Tauchbadeinrichtung (6) befindet, die bei einer Temperatur von 70°C bis 90°C umgewälzt wird.
  6. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gebläsestrom (20) in Längsrichtung zur Spitze (16) des Zahnstochers (1) hin verläuft.
  7. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gebläsestrom (20) aus Warmluft von 90°C bis 140°C besteht.
  8. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstocher (1) in der Abkühlzone auf Raumtemperatur abgekühlt werden.
  9. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel (18) aus einer Mischung aus Wachs, gekapseltem Geschmacksstoff und flüssigem Geschmacksstoff sowie Additiven besteht.
  10. Verfahren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung 50% bis 75% Parafin-Wachs, 20% bis 40% verkapselte Aromaöle, 2% bis 6% flüssigen Aromaöle und 0,1 % bis 5% Emulgatoren und Antioxidanzien als Additive, vorzugsweise wie BHT (2,6-Di-Tert-Buthyl-4-Methylphenol), aufweist.
  11. Verfahren nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmittel (18) vor Zugabe in das Tauchbad (6) in einem Rührer nach folgenden Verfahrensschritten hergestellt wird:

    – Erwärmen des Behälters auf etwa 100°C;

    – Hinzufügen von Parafin-Wachs-Blöcken und Erschmelzen derselben bei einer Temperatur von 80°C bis 100°C;

    – Hinzufügen von flüssigem Aromaöl, vorzugsweise Minzöl;

    – Hinzufügen von Emulgatoren und Antioxidantien;

    – Hinzufügen von verkapseltem Aromaöl, vorzugsweise sprühgetrocknetes Minzöl unter stetigem Rühren;

    – Dispersion des Geschmackspulvers im geschmolzenen Parafin-Wachs bei einer konstanten Temperatur von 75°C bis 80°C;

    – Prüfen auf homogene Dispersion.
  12. Vorrichtung zum Beschichten von Zahnstochern, mit einem temperierten Tauchbadbehälter (7), in dem ein flüssiges temperiertes Beschichtungsmittel (18) vorhanden ist, mit einer die Zahnstocher (1) vorwärmenden Einrichtung, mit einer zeitgesteuerten Hebe- und Senkeinrichtung (4) zum Ein- und Auftauchen der Zahnstocher (1) in bzw. aus dem Beschichtungsmittel (18), dadurch gekennzeichnet, daß eine Gebläseeinrichtung (19) vorgesehen ist, diezum Entfernen von Wachs (31) aus der Oberfläche (35) des Beschichtungsmittels (18) dient.
  13. Vorrichtung nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläseeinrichtung (19) mit einer den Gebläsestrom (20) aufheizenden Heizeinrichtung (21) versehen ist.
  14. Zahnstocher (1) mit einer Beschichtung (32), nach den Merkmalen des Patentanspruchs 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberfläche (35) der Beschichtung (32) Geschmacksstoffe (33) hervortreten, die nahezu frei von einer Wachsschicht sind.
  15. Zahnstocher nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Kunststoff, vorzugsweise Polypropylen, besteht.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
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