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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Applikator bestehend aus wenigstens
zwei Komponenten mit einer verbesserten Verbindung zwischen den Komponenten.
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Eine
bevorzugte Anwendung des Applikators liegt im Gebiet der Kosmetikapplikationssysteme, wobei
der Applikator mittels Eintauchen in eine kosmetische Substanz beladen
wird, um diese anschließend auf Haut, Semischleimhaut,
Schleimhaut, Härchen oder Haaren aufzutragen und dort zu
verteilen.
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Hintergrund der Erfindung
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Applikatoren
sind in der Kosmetikindustrie beispielsweise in Form von Mascarabürsten,
Bürsten, Pinseln, Schaumstoffschwämmen oder Moosgummiapplikatoren,
beispielsweise zum Auftragen von Wimpern- oder Haarmascara, flüssigem
Lippenstift hoher Viskosität oder dgl. hinlänglich
bekannt. Als zu applizierende kosmetische Substanzen kommen grundsätzlich
alle Arten flüssiger, pastöser, gelartiger oder
pulverförmiger Substanzen in Frage. Ein hierauf abgestimmter
Applikator sollte geeignet sein, eine gleichmäßige
und gezielte Auftragung sowie eine Verteilung gegebenenfalls möglichst
gleichzeitig über einen größeren Bereich
der Haut oder mehrere Haare der Wimpern zu erzielen.
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Aus
beispielsweise der
WO 00/54623 ist
eine Applikatorbürste zum Auftragen von Mascara bekannt.
Die Applikatorbürste wird mittels eines Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahrens
(sogenanntes 2K-Verfahren) hergestellt. Dabei werden an einem biegesteifen
Kunststoffkern als eine Hartkomponente radial abstehende Borsten
aus einem weicheren Kunststoff als Weichkomponente angespritzt.
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Bei
den bekannten Auftragsgeräten, d. h. Applikatoren, wird
der als Auftragsfläche bzw. -element dienende Teil der
Weichkomponente mittels üblicher Verbindungstechniken mit
einem Griff oder Stiel aus der Hartkomponente des Applikators verbunden.
Zu den üblichen Verbindungstechniken zählen Verkleben,
Klemmen, beispielsweise in einer Zwinge, Aufschnappen mittels Verrastungen
und Ähnliches.
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Im
Wesentlichen wird bei Applikatoren, die mittels Zwei-Komponenten-Spritzguss,
also in 2K-Technik, hergestellt werden, eine Verbindung zwischen
der Hartkomponente und der Weichkomponente durch einfaches Umspritzen
der Hartkomponente mit der Weichkomponente erzielt. Um ein Ablösen
der als Applikationsfläche für die zu applizierende
Substanz dienenden Weichkomponente zu verhindern, werden in der
Grenzfläche zwischen den beiden Komponenten Verbindungs-
bzw. Haltestrukturen vorgesehen. Dabei handelt es sich üblicherweise
um einfache Ringnuten oder Ringwulste. Trotzdem scheint die Verbindung
der beiden Komponenten (Hartkomponente und Weichkomponente) nicht optimal
zu sein, da beispielsweise an einem an der Öffnung eines
Kosmetikbehältnisses vorgesehenen Abstreifer von einem
Ablösen der Weichkomponente von der Hartkomponente berichtet
worden ist.
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Bekannte
2K-Applikatoren, insbesondere bekannte Verbindungen zwischen Weich-
und Hartkomponente sind beispielsweise den
EP 0 038 524 ,
EP 1 384 417 A2 und
US 2004/0047676 A1 zu
entnehmen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, die Verbindung zwischen der Hartkomponente
und der Weichkomponente zu verbessern, insbesondere die Gefahr einer
Ablösung der Weichkomponente von der Hartkomponente zu
reduzieren bzw. zu beseitigen.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Applikator gemäß dem
Anspruch 1 gelöst.
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Der
erfindungsgemäße Applikator weist hierzu wenigstens
einen neuartigen formschlüssigen Verbindungsbereich auf,
der eine effektive Verankerung der Hartkomponente mit der Weichkomponente ermöglicht.
Der erfindungsgemäße Applikator besteht wenigstens
aus eine Hartkomponente und mindestens einer an einem Ende des Applikators,
d. h. in Längserstreckungsrichtung des Applikators, an
die Hartkomponente angespritzte Weichkomponente zur Ausbildung einer
Applikationsfläche, wobei sowohl die Hartkomponente als
auch die Weichkomponente zumindest in Teilen aus Kunststoff bestehen
und der Kunststoff der Hartkomponente härter ist als der Kunststoff
der Weichkomponente. Ein im Wesentlichen im Inneren der Hartkomponente
angeordneter Verbindungsbereich ist zwischen der Hartkomponente
und der Weichkomponente ausgebildet, wobei dort zumindest ein im
Inneren der Hartkomponente angeordneter Teil der Weichkomponente
als wenigstens ein Verbindungselement vorgesehen ist.
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Zusätzlich
kann wenigstens ein im Inneren der Weichkomponente angeordneter
Teil der Hartkomponente als ein Stabilisator für die Weichkomponente
sowie für eine weitere Verbesserung der Verbindung zwischen
Weich- und Hartkomponente vorgesehen werden. Mittels der Länge
des Stabilisators kann besonders vorteilhaft die Flexibilität
längerer Weichkomponentenausführungen eingestellt
werden. Daher hat sich der neuartige Verbindungsaufbau besonders
bei Applikatoren bewährt, bei denen die Weichkomponente
deutlich über die Hartkomponente hinausragt.
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Der
entscheidende Unterschied zu den bekannten Applikatoren im Bezug
auf den Stabilisator besteht darin, dass diesen Länge aufgrund
der besonders effektiven erfindungsgemäßen Verankerung der
Weichkomponente in der Hartkomponente allein an den funktionellen
Eigenschaften des Applikators orientiert eingestellt werden kann,
da er nicht mehr primär eine Verbindungsfunktion hat. Daher
soll in dieser Beschreibung die Bezeichnung „Stabilisator" auch
die primäre Funktion dieses Elements betonen. Zum Begriff
des „einstellbaren" Stabilisators ist anzumerken, dass
das Einstellen sich auf den Herstellungsprozess und die Auslegung
der Applikatoreigenschaften bei der Herstellung bezieht.
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Der
erfindungsgemäße Applikator kann zusammen mit
einem Behältnis, zum Beispiel einem Fläschchen,
verwendet werden, in dem eine kosmetische Substanz aufbewahrt wird.
Zu Applizierung der Substanz kann der Applikator in das Fläschchen
und die darin enthaltene Substanz eingetaucht werden. Dabei wird
die Oberfläche des Applikators mit der Substanz beladen.
Solche Systeme sind gemeinhin als Dip-Systeme bekannt. Der Applikator
kann hierzu an ein Griffstück gekoppelt sein, das zugleich
den Verschluss des Behältnis bildet. In alternativen Ausführungen
können die erfindungsgemäßen Applikatoren
auch in einem Etui oder sonstigem Behälter aufbewahrt und/oder
mit einer Abdeckkappe bzw. einem Schoner und/oder einem weiteren
Funktionselement, wie zum Beispiel einem Spitzer für beispielsweise
einen Kajal- bzw. Khol-Stift oder Lipliner, versehen sein und einem
Kosmetikprodukt, wie einem Lidschatten oder einem Puder, beigefügt
werden.
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Die
Herstellung eines erfindungsgemäßen Applikators
erfolgt mittels wenigstens einer Spritzmaschine zum Anspritzen einer
Weichkomponente des Applikators an eine Hartkomponente, wobei folgenden
Schritte möglich sind: Anspritzen der Weichkomponente an
wenigstens einem Anspritzpunkt durch wenigstens eine seitliche,
beispielsweise im Bereich des Umfangs liegende, Öffnung
in der Hartkomponente, wobei die Weichkomponente über wenigstens einen
im Inneren der Hartkomponente von der wenigstens einen seitlichen Öffnung
an ein Ende der Hartkomponente verlaufenden Kanal angespritzt wird,
sodass wenigstens ein Verbindungselement zwischen der Hartkomponente
und der Weichkomponente für eine Verbindung der beiden
Komponenten im Wesentlichen durch den im Inneren des wenigstens
einen Kanals liegenden Teil der Weichkomponente als formschlüssige
Verankerung ausgebildet wird.
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Mit
anderen Worten, wenigstens ein Verbindungselement zwischen der Hartkomponente
und der Weichkomponente zur Verbindung der beiden Komponenten wird
im Wesentlichen durch den im Inneren des wenigstens einen Kanals
liegenden Teil der Weichkomponente für eine formschlüssige
Verankerung hergestellt.
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Der
Anspritzpunkt kann so besonders vorteilhaft in einen Bereich außerhalb
der Wirkfläche des Applikators, d. h. Applikationsfläche,
angeordnet werden, insbesondere im Bezug auf das Applikationsende
des Applikators in den rückwärtigen Bereich, d.
h. einen nicht sichtbaren Bereich des Applikators. Damit wird die
vorgenannte Aufgabenstellung bzgl. des Herstellungsverfahrens durch
die erfindungsgemäße Ausführung des Verbindungsbereichs,
d. h. der Verankerung bzw. Verbindung, zwischen der Hart- und der
Weichkomponente gelöst. Besonders hervorzuheben ist der
Vorgang des Anspritzens der Weichkomponente an die Hartkomponente
von Innen aus der Hartkomponente heraus.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausführung des Verbindungsbereichs,
insbesondere das im Inneren der Hartkomponente ausgebildete, wenigstens eine
Verbindungselement, und das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren
wird neben der üblichen Verschmelzung der beiden Komponenten
in einer Randzone ihrer gegenseitigen Grenzflächen eine
besonders effektive formschlüssige Verankerung erreicht.
Zudem ermöglicht diese Gestaltung ein überaus
großes Maß an Formenfreiheit bei der Gestaltung
der Applikatoren, da auf dasselbe Hartkomponententeil durch einfaches
Wechseln des Formwerkzeuges für die Weichkomponente eine
Vielzahl – hinsichtlich Form und Oberflächenstruktur – unterschiedlicher
Applikatoren angespritzt werden können. Ebenso kann der
umgekehrte Fall, d. h. unterschiedliche Hartkomponentenbauteile
bei gleichem Applikator, leicht realisiert werden, wenn die Lage des
Anspritzpunkts bzw. der Anspritzpunkte und die Anordnung des im
Inneren der Hartkomponente liegenden Verbindungsbereichs, d. h.
das Verbindungs- bzw. Verankerungselement, im Bezug auf den Applikator
nicht verändert wird. Im Ergebnis ist so auch hinsichtlich
der Hartkomponententeile eine maximale Variabilität gegeben.
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In
einer bestimmten Ausführungsform befindet sich in der Hartkomponente
wenigstens eine Öffnung zum Anspritzen der Weichkomponente und/oder
Entlüften beim Anspritzen in der Nähe des im Inneren
der Hartkomponente liegenden Endes des Verankerungselement. Nach
dem Anspritzen der Weichkomponente ist auch die wenigstens eine Öffnung
mit der Weichkomponente ausgefüllt, sodass die Weichkomponente
eine stäbchenförmige zusätzliche Verankerung,
in dieser Beschreibung auch als Verbindungsstäbchen bezeichnet,
bildet.
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In
einer besonderen Weiterbildung ist in der Hartkomponente wenigstens
eine Durchbrechung für wenigstens einen durch die Weichkomponente
ausgebildeten stegförmige Verankerung, in dieser Beschreibung
auch als Verankerungssteg bezeichnet, vorgesehen. Der wenigstens
eine Verankerungssteg stellt eine Verbindung zwischen dem im Inneren
der Hartkomponente liegenden Teil der Weichkomponente und einem
an der Außenoberfläche der Hartkomponente angeordneten
Teil der Weichkomponente her. Damit besteht der wesentliche Unterschied
zu einem Verankerungsstäbchen der vorstehend erwähnten
Ausführungen darin, dass ein mittels der Weichkomponente
gebildeter Verankerungsstege ähnlich wie die Glieder einer
Kette die Durchbrechung in der Hartkomponente durchgreifen bzw.
umgreifen, d. h., eine derart ausgebildeter Verankerungssteg zwischen
der Weichkomponente und der Hartkomponente stellt eine nur mittels
Zerstörung lösbare formschlüssige Verbindung
her. Ein besonderer Vorteil eines oder mehrerer solcher Verankerungsstege
z. B. unmittelbar im äußeren Übergangsbereich
zwischen der Weichkomponente und der Hartkomponente besteht darin,
dass damit eine partielle Ablösung der Weichkomponente
von der Hartkomponente gezielt verhindert werden kann.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, die Verankerung
der Weichkomponente in der Hartkomponente dadurch weiter zu verbessern, indem
ein Teil der Hartkomponente in die Weichkomponente hineinragt, d.
h. sich in die Weichkomponente erstreckt.
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In
einer anderen vorteilhaften Weiterbildung sind zusätzliche
Funktionselemente für den Endverbraucher, wie zum Beispiel
der bereits genannte Spitzer für einen Kajal- bzw. Khol-Stift
oder Lipliner, im hinteren Bereich des Applikators, d. h. der dem
Applikationsbereich abgewandten Seite, vorgesehen.
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Es
hat sich im Zusammenhang mit Dip-Systemen, d. h. Kosmetikprodukten
bei denen sich die zu applizierende Kosmetik in einem Behältnis
befindet, in das der Applikator eingetaucht wird und in dem sich
der Applikator im geschlossenen Zustand im Inneren des Behältnisses
befindet, als vorteilhaft herausgestellt, die Weichkomponente nicht
für eine gasdichte Begrenzungsfunktion beim Verschluss
des Behältnisses zu verwenden. Insbesondere ist es vorteilhaft
sicherzustellen, dass im verschlossenen Zustand kein Druckgefälle
zwischen der im Inneren des Behältnisses liegenden Applikationsfläche
und der Außenwelt auftritt. So kann eine Migration von
Bestandteilen der kosmetischen Substanz in das Material des Applikators
hinein bzw. über den Verbindungsbereich aus dem Behältnis
heraus vermieden werden.
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Bei
Applikationssystemen, wie dem oben erwähnten Dip-Systemen,
kann der erfindungsgemäße Applikator einen Teil
eines Verschlusses zum flüssigkeits- und/oder gasdichtem
Abschluss des Systems bilden. Damit keine flüchtigen Bestandteile
aus dem Speicher der kosmetischen Substanz austreten können,
kann die benötigte Dichtungsfunktion durch Auswahl eines
geeigneten Materials für die Hartkomponente erreicht werden.
Mit anderen Worten, die Weichkomponente wird nicht bei der Dichtungsfunktion
verwendet. Besonders das Material der Weichkomponente kann so alleinig
unter Applikationsgesichtspunkten ausgewählt werden, wie
beispielsweise hinsichtlich der Härte, Elastizität,
bestimmter Oberflächeneigenschaften im Bezug auf die zu
applizierende Substanz bzw. die Hautart oder Haare auf die appliziert
werden soll usw. Das Material der Hartkomponente kann wiederum so
gewählt werden, dass die benötigte Dichtungsfunktion
erreicht werden kann, indem die Kontaktfläche zwischen
dem Behältnis und der Hartkomponente bei geschlossenem
Behältnis eine ausreichende Abdichtung des Gasraums herstellt.
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Als
Oberflächenstruktur der Weichkomponente sind je nach Anwendung
unterschiedliche geometrische Anordnungen und Abmessungen von Noppen,
Borsten, Lamellen, Linien, Rillen, Leisten, Wellen, Waben, Näpfen,
Nocken, Kronen, Erodier-, Rändel- oder Kordelstrukturen,
oder ähnliches sowie beliebige Kombinationen dieser Strukturelemente
möglich. Diese Strukturen können regelmäßig
oder unregelmäßig gestaltet werden. Es kann so
von solchen mit einer geschlossenen Oberfläche bis hin
zu solchen mit einer offenporigen Oberfläche, wie sie beispielsweise
ein Schwammapplikator aufweist, eine Vielzahl an Applikationsflächen
erzeugt werden.
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Auch
die geometrische Ausführung der Weichkomponente an sich
kann in vielfältiger Weise, beispielsweise keilförmig,
ballig, zylinderförmig, mit oder ohne (ebenen) Auftragsflächen
(Abplattungen), mit Kugelsegment, in Geschossform oder als Kegel zur
Spitze hin verjüngt, oder in sonstigen Designformen je
nach Ergonomie- und Designgesichtspunkten gestaltet werden.
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Die
Herstellung eines erfindungsgemäßen Applikators
sieht vor, dass unter Anwendung der Zwei-Komponenten-Spritz(guss)-Technik
bzw. der 2K-Technik die Weichkomponente an die Hartkomponente mittels
wenigstens einer Spritzmaschine angespritzt, bzw. diese ganz oder
teilweise umgespritzt wird. Durch die Wahl des Kunststoffes der
Weichkomponente kann der Grad an Flexibilität der Weichkomponente
frei eingestellt werden, ohne den Herstellungsprozess grundsätzlich
zu erschweren. Ferner treten die Nachteile der aufwändigen
Herstellung und einer mikrobiologischen Belastung nicht auf, da das
Anspritzen des Kunststoffes der Weichkomponente bei für
Mikroorganismen lebensfeindlichen Temperaturen bzw. Bedingungen
erfolgt.
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Dabei
ist es nicht entscheidend, dass die Hartkomponente vollständig
in dem vorausgehenden Spritzvorgang ausschließlich aus
Kunststoff erzeugt wird. Ebenso kann vor dem Spritzen der Hartkomponente
wenigstens ein Einlegeteil beispielsweise aus Metall, Holz oder
Duroplast oder ein vorgefertigtes Rast- oder Koppelelement für
eine spätere Kopplung mit einem Stift, Griffstück
oder einem als Griffstück dienenden Verschlussteil eines
Behältnisses oder dgl. in die Spritzmaschine eingelegt
werden, sodass während des Spritzvorgangs, d. h. während
des Umspritzens mit dem Kunststoff der Hartkomponente, ein Verbundformteil
entsteht. Auch eine Keimfreiheit des Applikators kann gewährleistet
werden, da u. U. mit dem Einlegeteil in die Spritzmaschine eingebrachte
Mikroorganismen beim Umspritzen mit dem Kunststoff der Hartkomponente
abgetötet werden. Dasselbe gilt für das Anspritzen
der Weichkomponente.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung
der Verbindung zwischen Hart- und Weichkomponente besteht darin,
dass durch die formschlüssige Verankerung der Weichkomponente im
Inneren der Hartkomponente zusätzlich die Kontaktfläche
zwischen den beiden Komponenten gegenüber den bekannten
Ausführungen vergrößert wird.
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Zwischen
der Weichkomponente und der Hartkomponente kann sich bei geeigneten
Materialkombinationen beim Anspritzen eine Verbindungsschicht in
Form einer Vermischungsschicht bestehend aus den beiden Materialien
ausbilden. Dann wird neben der formschlüssigen Verankerung
zusätzlich eine materialschlüssigen Verbindung
zwischen der Hartkomponente und der Weichkomponente erzeugt. Dieser
Vermischungsschicht bewirkt ferner, dass die Weichkomponente nicht
mehr zerstörungsfrei bzw. äußerst schwer
von der Hartkomponente abgelöst werden kann.
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Der
genannte Vermischungseffekt kann materialabhängig dadurch
verstärkt werden, dass das Anspritzen nach dem Spritzvorgang
zur Herstellung der Hartkomponente von dessen vollständigem
Abkühlen auf Umgebungs- oder Raumtemperatur erfolgt. Eine
günstige Verarbeitungstemperatur des Materials der Hartkomponente
liegt zwischen 30°C und 80°C und bevorzugt zwischen
60°C und 80°C. Dies entspricht einer bevorzugten
Abkühlzeit nach dem Spritzen der Hartkomponente in Abhängigkeit von
der Materialstärke der Hartkomponente und der Umgebungstemperatur
von etwa 10 s bis etwa 25 s. Bei anderen Materialien kann das Anspritzen
aber auch bei einer tieferen Verarbeitungstemperatur (5°C oder
weniger) erfolgen. In jedem Fall kann durch die Wahl der materialabhängig
geeigneten Verarbeitungstemperatur die Hartkomponente beim Anspritzen
der Weichkomponente wahlweise mehr oder weniger stark aufgeschmolzen
und damit die Dicke der Vermischungsschicht eingestellt werden.
Als vorteilhaft hat sich eine Vermischungsschichtdicke zwischen
1/100 mm bis hin zu einigen 1/10 mm herausgestellt. Wahlweise kann
die Hartkomponente vor dem Anspritzen der Weichkomponente auch vorgewärmt
werden. Das Ausbilden der Vermischungsschicht kann so unabhängig
von der Herstellung der Hartkomponente gesteuert werden und lässt
sich grundsätzlich auch auf Einlegeteile aus thermoplastischem
Kunststoff oder dgl. übertragen.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform handelt sich um bei
dem Werksstoff für die Weichkomponente um einen Kunststoff
aus der Gruppe der ein thermoplastisches Elastomer (TPE). Hierbei
kann es sich z. B. um ein aus Blöcken unterschiedlicher
Monomere bestehendes Block-Copolymer handeln. Aufgrund der Variationsmöglichkeiten
von chemischer Zusammensetzung und "Architektur" der Molekülketten
lassen sich so Kunststoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften herstellen.
Aufgrund der Unlöslichkeit der einzelnen Sequenzen der
Ketten bilden sich im Kunststoff Agglomerate oder physikalische
Netzwerke der einzelnen Bausteine. Zu dieser Kategorie gehören
beispielsweise Styrolblockcopolymere, Styrolelastomere (PTE-S),
vulkanisierte Polyolefinelastomere (PTE-V), Polyolefinelastomere
(PTE-O), Polyamidelastomere (PTE-A), Polyurethanelastomere (PTE-U)
und Polyesterelastomere (PTE-E). Auch eignen sich Kunststoffe aus
der Gruppe der echten Elastomere, wie z. B. Nitrilkautschuk, Silikonkautschuk
und Styrol-Butadien-Kautschuk.
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Alternativ
kann auch ein TPE-Blend bestehend aus einer thermoplastischen Matrix
und elastischen Partikeln eingesetzt werden. Durch Aufschmelzen
der Matrix lässt sich der Werkstoff wie ein Thermoplast
verarbeiten, die elastischen Partikel verleihen dem Kunststoff seine
elastische Gebrauchseignung. Wichtig dabei ist eine gute Durchmischung und
eine Haftung der Matrix an den Partikeln. Zu dieser Art Werkstoff
gehören PP-EPDM, PP-NR, PP-IIR-Blends oder Polyolefinthermoplaste
als PP-EPM-Blend.
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Durch
Verwendung eines geeigneten TPE-Werkstoffes lässt sich
eine große Bandbreite an mechanischen, haptischen, optischen,
dynamischen oder Benetzungseigenschaften erzielen, wie z. B. ein großer
Bereich der Härte, Temperaturbeständigkeit, Verformungsbeständigkeit, Ölbeständigkeit,
Hydrolysebeständigkeit, Witterungsbeständigkeit,
Verarbeitbarkeit, Haftung an den Kunststoffen der Hartkomponente,
Färbbarkeit, Dämpfung, Festigkeit, Abrieb und ähnlichem.
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Bzgl.
der Werkstoffe für die Hartkomponente sei angemerkt, das
hier grundsätzlich jedes Material, das eine ausreichende
Härte, d. h. mechanische Stabilität, für
die Funktion als Träger der Weichkomponente bietet, geeignet
ist. Im Zusammenhang mit dem hier bevorzugten 2K-Verfahren eigenen
sich als Werkstoff für die Hartkomponente besonders Kunststoffe
aus der Gruppe der Thermoplaste. Zu dieser Kategorie gehören
beispielsweise Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Polystyrol (PS),
Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisate (ABS), Polyoxymethylen-Copolymerisate
(POM-C), Polycarbonat (PC), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyphenylenether (PPE),
oder Polyphenylensulfid (PPS). Selbstverständlich können
andere Materialien, die äquivalente Eigenschaften haben,
ebenso verwendet werden.
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Grundsätzlich
sei noch darauf hingewiesen, dass die Hartkomponente im Prinzip
auch aus jedem anderen „harten" Werkstoff bestehen kann,
an den bei der Herstellung des hier beschriebenen Applikators die
Weichkomponente als Applikationselement entsprechend dem erfindungsgemäßen
Verfahren angespritzt und eine Verbindung zwischen Weichkomponente
und Hartkomponente nach der Grundidee der Erfindung hergestellt
wird.
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Weitere
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen
Unteransprüchen angegeben.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden
anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungsfiguren näher erläutert.
Es zeigen:
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1a–1d ein
erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Applikators;
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2a, 2b ein
zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Applikators mit Spitzer als zusätzliches Funktionselement;
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2c, 2d eine
Weiterbildung des zweiten Ausführungsbeispiels mit einem
Schoner für die Applikationsoberfläche;
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3a, 3b ein
drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Applikators mit einer Hartkomponente in Stielform und einem verkürzten Stabilisator;
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4a, 4b ein
viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Applikators mit Noppen auf der Weichkomponente und einer Hartkomponente
in Stielform und einem verlängerten Stabilisator; und
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5a, 5b eine
vorteilhafte Weiterbildung als fünftes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Applikators mit einer
weiteren bzw. alternativen Verankerungsform in der Nähe
des Übergangsbereichs zwischen Weich- und Hartkomponente.
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Detaillierte Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Es
folgt eine nähere Beschreibung der Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnungsfiguren.
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In 1a und 1b zeigen
etwa im Maßstab 5:1 einen erfindungsgemäßen
Applikator 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. 1b ist eine
Darstellung der Schnittebene A-A des Applikators 100 aus 1a.
Ohne die wesentliche Aufgabe der verbesserten Verbindung zwischen
Hartkomponente 101 und Weichkomponente 102 zu
beeinträchtigen, ist der Anspritzpunkt der Weichkomponente 102 in
einem Bereich außerhalb der Wirkfläche des Applikators 100,
d. h. der Applikationsfläche W, verlegt. Dieser Bereich
kann insbesondere der rückwärtige Bereich, bevorzugt
ein am Endprodukt nicht sichtbarer Bereich des Applikators 100 sein.
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Die
Verlagerung des Anspritzpunktes an wenigstens eine seitliche Öffnung 108 von
der Oberfläche der Weichkomponente weg wird durch die spezielle
Ausführung des Anspritzens der Weichkomponente 102,
wie es in 1a, 1b gezeigt
ist, erreicht. Besonders vorteilhaft kann der Anspritzpunkt im Bezug
auf die Applikationsfläche W nach hinten, d. h. an das
der Weichkomponente gegenüber liegende Ende der Hartkomponente 101,
vorgesehen sein. An diesem Ende ist üblicherweise der Kopplungsbereich
des Applikators mit beispielsweise einem Griffstück oder
Verschluss für ein Behältnis.
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Bei
der in den 1a bis 1d gezeigten Ausführung
erfolgte das Anspritzen durch die wenigstens eine seitliche Öffnung 108 im
Bereich des Umfangs der Hartkomponente 101. Die äußere
Form des Umfangs der Hartkomponente 101 in den Figuren
ist kreisförmig. Die Umfangsform muss aber nicht notwendigerweise kreisförmig
sein, grundsätzlich kann der Umfang beliebig ausgestaltet
sein, beispielsweise oval, aber auch als Vieleck.
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Wie 1b gezeigt,
befindet sich im Verbindungsbereich 104 zwischen der Hartkomponente 101 und
der Weichkomponente 102 wenigstens ein Kanal 105,
der wie schön an der allein gestellten Weichkomponente
in 1d zu erkennen ist, rohrförmig ausgestaltet
ist. Für die Verbindung befindet sich so in der Hartkomponente 101 der
Kanal 105 als rohrförmiges erstes Verbindungselement 101* in Form
einer rohrförmigen Ausnehmung. Der Kanal 105 wird
nach dem Anspritzen der Weichkomponente mit einem entsprechenden
zweiten Verbindungselement 102* aus dem Material der Weichkomponente 102 ausgefüllt,
die dann zwangsläufig auch eine Rohrform besitzt. Die Verbindung
besteht so aus einer teleskopartigen, formschlüssigen Verbindung
der beiden Komponenten 101, 102. Die quasi ineinander gesteckten
Verbindungselemente 101*, 102* ergeben eine hoch
belastbare Verbindung.
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Wie
sich anhand der folgenden Beschreibung weiterer Ausführungsbeispiele
noch zeigen wird, ermöglicht die erfindungsgemäße
Verbindung eine anwendungsbezogene Einstellung der Länge
eines Stabilisators 109. Die Verankerung der Weichkomponente
im Inneren der Hartkomponente wird durch das Material in der wenigstens
einen seitlichen Öffnung 108 noch weiter gegen
ein Ablösen gesichert. Der bei den bekannten 2K-Applikatoren
für eine sichere Verbindung notwendigerweise besonders
großflächig ausgeführte Übergangsbereich
zwischen Hart- und der Weichkomponente 101, 102 kann
bei dem Applikator der Erfindung nahezu beliebig klein ausgeführt
werden. Dieser minimale ringförmige Übergangsbereich
ist in der 1b mit 103 gekennzeichnet.
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Selbstverständlich
können anstelle einer, zwei oder mehrere Öffnungen 108 zum
Anspritzen, d. h. Anspritzpunkte, vorgesehen werden. In einer vorteilhaften
Weiterbildung sind weitere Öffnungen als Verbindung vom
Kanal 105 nach Außen vorgesehen, um beim Anspritzen
eine Entlüftung des Kanals 105 zu ermöglichen.
Die Entlüftungsöffnungen sorgen dafür,
dass in der Hartkomponente befindliche Luft beim Anspritzen der
Weichkomponente vollständig verdrängt werden kann
und so der im Inneren des Applikators 100 liegende Kanal 105 mit
der Weichkomponente 102 vollständig ausgefüllt
wird. Damit wird auch vermieden, dass die Luft im Kanal 105 in Folge
der Verdichtung nicht zu einer Verformung des umgebenden Materials
führt.
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1b zeigt
einen Querschnitt der Ausführung des Applikators 100 der 1a.
Deutlich sind zwei sich diametral gegenüberliegenden Öffnungen 108 der
Hartkomponente 101 zu erkennen. Diese Öffnungen 108 dienen
als Anspritzpunkte für die Weichkomponente 102 bei
der Herstellung des Applikators 100. Die Öffnungen 108 zum
Anspritzen der Weichkomponente 102 dienen neben ihrer primären Funktion
auch einer gleichzeitigen Verbesserung der Verankerung der Weichkomponente 102 in
der Hartkomponente 101, da sich nach Erstarren bzw. Verfestigung
der Weichkomponente 102 in den Öffnungen Stäbchen 107 bilden,
die eine zusätzliche formschlüssige Ankerwirkung
haben. In Weiterbildungen können für solche zusätzlichen
Anker auch anderen durch die Weichkomponente 102 ausgebildete
Strukturelemente erzeugt werden, wie zum Beispiel Klauen oder Krallen.
Die prinzipielle Idee dieser Ankerelemente besteht in dem radialen
Hintergreifen Teilen der Hartkomponente 101 durch die erstarrte
Weichkomponente 102 bezogen auf die Längsachse
des Applikators.
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In
einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die Verankerung
der Weichkomponente 102 in der Hartkomponente 101 noch
weiter verbessert werden, wenn neben den in den 1a bis 1d gezeigten
Stäbchen 107, zusätzlich Teile der Hartkomponente 101 in
Form von beispielsweise Klauen oder dem Stabilisator 109 in
die Weichkomponente 102 hineinragen.
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Die
Anordnung des Stabilisators 109 kann zentrisch oder exzentrisch
zur Längsachse des Applikators 100 sein. Denkbar
sind auch hier mehrere Klauen, Stäbchen oder andere Strukturelemente
an der Hartkomponente 101 vorzusehen, die eine dauerhafte
Verbindung der Hartkomponente 101 mit der Weichkomponente 102 unterstützen.
Zudem ist auch denkbar, dass die sich in die Weichkomponente 102 erstreckenden
Teile der Hartkomponente, wie der Stabilisator 109, ihrerseits
wiederum zusätzliche weitere Strukturelemente, wie beispielsweise
Klauen, Stäbchen 107, nippelförmige Fortsätze
oder eine Kombination daraus aufweisen, um die Verankerung der zwei
Komponenten noch weiter zu unterstützen bzw. die Grenzfläche
und damit die Haftung zwischen der Hartkomponente 101 und
der Weichkomponente 102 zu vergrößern.
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1c und 1d zeigen
die erstarrte Weichkomponente 102 in Alleinstellung. Dabei
sind in 1c sehr deutlich die als Anker
dienenden Stäbchen 107 und in 1c und 1d der
sehr klein ausgeführte am Applikator außen liegende Übergangsbereich
in Form einer ringförmig umlaufenden Lippe 112 zu
erkennen. In 1d ist an der Weichkomponente 102 noch
ein Ausriss dargestellt (punktierte Ausrisslinie mit 111 gekennzeichnet).
Hier sei noch auf das gut in den 1c und 1d zu
erkennende zweite Verbindungselement 102* hingewiesen.
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Die
erfindungsgemäße, gegenüber bekannten
Ausführungen im Wesentlichen ins Innere der Hartkomponente 101 im
Verbindungsbereich 104 verlagerte Verbindung, ermöglicht
ein großes Maß an Freiheit für die Gestaltung
des Applikators 100. So kann auf dasselbe Hartkomponententeil
durch einfaches Wechseln des Formwerkzeuges für die Weichkomponente 102 eine
Vielzahl unterschiedlicher Applikatoren angespritzt werden, sodass
sich die Applikatoren in Formgebung und Oberflächengestaltung der
Weichkomponente unterscheiden können. Auch ist es möglich,
unterschiedliche Ausführungen der Hartkomponenten bei gleicher
Gestaltung der Weichkomponente zu realisieren. Selbstverständlich schließt
dies auch Variationen von sowohl der Weich- als auch der Hartkomponente
ein. Lediglich die Lage der Anspritzpunkte sollte dabei nicht verändert
werden.
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Die
Außenoberfläche der Weichkomponente 102 kann
teilweise oder vollständig mit einer Oberflächenstruktur
mit einer Vielzahl von Strukturelementen versehen sein. Derartige
Strukturelemente können beispielsweise Noppen 420 (4b)
umfassen, aber auch Borsten, Lamellen oder andere bekannte Strukturelemente
sowie eine beliebige Kombination daraus sind möglich.
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Darüber
hinaus können sogar zusätzliche Funktionselemente
für die Anwenderin oder den Anwender, wie im Fall des zweiten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, das in
den 2a–2d gezeigt
ist, im hinteren Bereich, d. h. der dem Applikationsbereich abgewandten
Seite, vorgesehen werden. Beispielsweise besitzt der in 2a und
in der Schnittebene A-A in 2b dargestellte
Applikator 200 als zusätzliches Funktionselement
einen Spitzer 240 für zum Beispiel einen Kajal- bzw.
Khol-Stift oder einen Lipliner.
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In 2b ist
zudem wieder der minimale außen liegende Übergangsbereich 103 zu
erkennen. Für die Verbindung befindet sich so in der Hartkomponente 201 der
Kanal 105 als rohrförmiges erstes Verbindungselement 201* in
Form einer rohrförmigen Ausnehmung, der nach dem Anspritzen
der Weichkomponente mit einem entsprechenden zweiten Verbindungselement 202* aus
dem Material der Weichkomponente 202 ausgefüllt
wird.
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Zudem
ist die Verwendung einer Schutzkappe bzw. eines Schoners 245 für
den Applikator 200, wie in 2c und
auch in der Schnittebene C-C in 2d dargestellt,
besonders einfach zu realisieren. Der Schoner 245 dient
primär dazu, Verschmutzungen von Hand- bzw. Schminktaschen
durch bereits in Gebrauch befindliche Applikatoren zu vermeiden.
Bei im Gebrauch befindlichen Applikatoren befinden sich üblicherweise
Reste der kosmetischen Masse oder Substanz auf der Applikationsfläche
W des Applikators 200. Der Schoner 245 schützt
den Applikator aber auch vor Verschmutzung und mechanischer Beschädigung.
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Zur
Verbesserung der Hygienebedingungen kann die Abdeckkappe bzw. der
Schoner 245 in derselben oder einer zweiten nahe der ersten
Spritzmaschine für den Applikator 200 angeordneten
Spritzmaschine, vorzugsweise zeitgleich, mit dem Anspritzen der
Weichkomponente 101 hergestellt werden. Die Abdeckkappe
oder der Schoner 245 wird besonders bevorzugt in einem
weiteren Verfahrensschritt in derselben Spritzmaschine nach dem
Anspritzen der Weichkomponente 102 auf die Weichkomponente 102 aufgesetzt,
um so die Zeit, in der eine Kontaminierung mit Keimen möglich
wäre, zu minimieren. Alternativ wird die Abdeckkappe bzw.
der Schoner 245 auf einer Montageeinrichtung zwischen der
Spritzmaschine für den Applikator 200 und der
zweiten Spritzmaschine für die Abdeckkappe 245 auf
die Weichkomponente 102 aufgesetzt.
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Ein
drittes und ein viertes Ausführungsbeispiel je eines Applikators 300, 400 ist
in den Figuren 3a, 3b und 4a, 4b dargestellt. Hierbei
zeigt die 3b bzw. 4b jeweils
eine Querschnittsansicht der Schnittebenen A-A der 3a bzw. 4a.
Die jeweiligen aus der Hartkomponente 301 bzw. 401 bestehenden
Teile sind in beiden Ausführungsbeispielen in Form eines
Stiels 325 bzw. 425 ausgeführt. Für
die Verbindung befindet sich jeweils in der Hartkomponente 301 bzw. 401 der wenigstens
eine Kanal 105 als das rohrförmige erste Verbindungselement 301* bzw. 401* in
Form einer rohrförmigen Ausnehmung, der nach dem Anspritzen der
Weichkomponente mit dem entsprechenden zweiten Verbindungselement 302* bzw. 402* aus dem
Material der Weichkomponente 302 bzw. 402 ausgefüllt
wird.
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Zur
Kopplung des Stiels 325 bzw. 425 an einem Griffstück
oder Verschluss (nicht gezeigt) ist jeweils ein Rastkupplung 330 bzw. 430 mit
einer ringförmig umlaufenden Schnappnase 331 bzw. 431 am der
Weichkomponente 302 bzw. 402 gegenüber
liegenden Ende des Stiels 325 bzw. 425 ausgebildet. Als
Verdrehsicherung an der Kopplung des Stiels 325 bzw. 425 mit
einem nicht dargestellten Griff oder einem Verschluss für
ein Behältnis sind zusätzliche Zahmstrukturen 333 bzw. 433 für
eine formschlüssige Verzahnung mit dem nicht dargestellten
Griffstück oder Verschluss angedeutet.
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In
der Ausführung der 3a, 3b liegt der
als Teil der Hartkomponente 301 ausgeführte Stabilisator 309 verkürzt
im Inneren der Hartkomponente 301. Dadurch besitzt die
Applikationsfläche W der Weichkomponente 302 bereits
kurz hinter der Hartkomponente 301 einen hohe Grad an Flexibilität.
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4a, 4b zeigen
eine Ausführung des Applikators, bei der auf der als Applikationsoberfläche
W dienenden Außenoberfläche der Weichkomponente 402 Noppen 420 ausgebildet
sind. Selbstverständlich sind beliebige andere bereits
angesprochene Strukturen und Variationen in der Flächendichte
dieser Elemente möglich.
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Der
als ein Teil der Hartkomponente 401 realisierte Stabilisator 409 ragt
bei der Ausführung der 4a, 4b weit
in die Weichkomponente 402 hinein, insbesondere im Vergleich
zu den vorherigen Ausführungsbeispielen. Dies dient einer
Stabilisierung der Weichkomponente und ist insbesondere bei sehr
langen Weichteilen von Vorteil.
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5a, 5b zeigen
eine vorteilhafte Weiterbildung als fünftes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Applikators 500,
wobei im Vergleich zu den Ausführungen der 1a bis 4b eine
weitere bzw. eine alternative Ausführung der Verankerung
in Form eines oder mehrerer Verankerungsstege unmittelbar im Übergangsbereich 103 zwischen
Weichkomponente 502 und Hartkomponente 501 vorgesehen
ist. Für die Verbindung befindet sich in der Hartkomponente 501 wieder
der wenigstens eine Kanal 105 als das rohrförmige
erste Verbindungselement 501* in Form der rohrförmigen Ausnehmung,
wobei der Kanal 105 nach dem Anspritzen der Weichkomponente 502 mit
dem entsprechenden zweiten Verbindungselement 502* aus
dem Material der Weichkomponente 502 ausgefüllt
ist.
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Die
weitere Verankerung ist bei dem Applikator 500 aus zwei
ovalen bzw. in Form eines Langlochs ausgeführte Durchbrechungen
bzw. Öffnungen 108* in der Hartkomponente 501 im Übergangsbereich 103 gebildete,
die im Endzustand von der angespritzten Weichkomponente 502 ausgefüllte
werden. Dabei bildet die Weichkomponente Verankerungsstege 107* aus,
wobei sich die Bezeichnung Verankerungssteg an die Verbindungsfunktion
eines Steges anlehnt, da sich auf beiden Seiten der Durchbrechung 108* Material
der Weichkomponente befindet, sodass ein solcher Verankerungssteg 107* eine
geschlossene Verbindung zwischen der außerhalb der Hartkomponente
vorgesehenen Weichkomponente und der im Verbindungsbereich angeordneten Weichkomponente
herstellt.
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Die
Begriffe „außerhalb" und „innerhalb"
werden mit Bezug auf die Form der Hartkomponente verwendet, d. h. „die
außerhalb der Hartkomponente angeordnete Weichkomponente"
bedeutet in etwa „von Außen sichtbar", wohingegen „die
innerhalb der Hartkomponente angeordnete Weichkomponente" im Wesentlichen „von
Außen nicht sichtbar" bedeutet.
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Der
wesentliche Unterschied zu den als Verankerung dienenden Stäbchen 107,
d. h. Verankerungsstäbchen, der Ausführungsbeispiele
der 1a bis 4b besteht
darin, dass die von der Weichkomponente gebildeten Verankerungsstege 107* im
Ausführungsbeispiel der 5a und 5b ähnlich
wie die Glieder einer Kette die griffartigen Öffnungen 108* in
der Hartkomponente 501 durchgreifen bzw. umgreifen. Mit
anderen Worten, die als Verbindungssteg ausgebildete Verankerung
im Übergangsbereich 103 zwischen der Weichkomponente 502 und
der Hartkomponente 501 stellt eine nur mittels Zerstörung
lösbare formschlüssige Verbindung her. Ein besonderer
Vorteil solcher Verankerungsstege unmittelbar im Übergangsbereich 103 zwischen der
Weichkomponente 502 und der Hartkomponente 501 besteht
darin, dass sich damit zusätzlich eine partielle Ablösung
bzw. ein Abstehen der Weichkomponente von der Hartkomponente verhindern
lässt, z. B. kann damit die umlaufende Lippe 112 zusätzlich
fixiert bzw. stabilisiert werden.
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Selbstverständlich
können die Verankerungsstege 107* in jeder gewünschten
geometrischen Form, insbesondere Querschnittsgestaltung, ausgeführt
werden. D. h., neben der gezeigten ovalen Ausführung sind
runde, rechteckige, vieleckige Querschnitte möglich. Auch
können mehrere Reihen von Verankerungsstegen in unterschiedlichen
Abständen von der Applikatorspitze vorgesehen werden.
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Im
Vergleich aller Ausführungsbeispielen der 1b, 2b, 2d, 3b und 4b kann
je nach Bedarf eine unterschiedliche Länge des Stabilisators 109, 309 bzw. 409 eingestellt
werden. So kann der Stabilisator 109 in seiner Länge
mit dem Rand der Hartkomponente 101 abschließen
(1a bis 2d).
Es ist aber auch möglich, dass der Stabilisator kürzer
(3b, 309; 5b, 509)
bzw. länger (4b, 409) als der Rand
der Hartkomponente 301 bzw. 401 eingestellt wird.
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Auch
die Mitnahmefähigkeit der Applikationsfläche bzgl.
der zu applizierenden Substanz oder Masse, d. h. das Haltevermögen
bzw. die Haltekraft, lässt sich durch die Wahl geeigneter
Strukturelemente sehr gezielt einstellen, und somit auf den jeweiligen
Anwendungsfall, d. h. auf die zur Applikation bestimmte Hautpartie
und die Eigenschaften der kosmetischen Substanz, wie beispielsweise
Viskosität, Oberflächenhaftung, Abdeckung usw.,
individuell abstimmen. Dies wird durch das Spritzgussverfahren erleichtert.
Die Mitnahmefähigkeit kann auf den jeweiligen Anwendungsfall
ferner durch geeignete Wahl des Reibungswiderstandes eingestellt
werden, beispielsweise indem eine geeignete Wahl des Kunststoffes
der Weichkomponente und dessen Härte getroffen wird.
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Es
sei angemerkt, dass weder hier genannte Anwendungsbeispiele des
erfindungsgemäßen Applikators und des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Herstellen des erfindungsgemäßen
Applikators mit verbesserter Verbindung bzw. Verankerung von Hart-
und Weichkomponente abschließend zu verstehen sind.
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Grundsätzlich
kann jede Art von Oberflächenstruktur eine oder mehrere
Vorzugsrichtungen aufweisen, die nicht notwendigerweise senkrecht
auf der Oberfläche der Weichkomponente stehen müssen.
Auch die Vorzugsrichtung der Strukturelemente kann in Abhängigkeit
von der ergonomischen Handhabung des Applikators je nach beabsichtigter
Anwendung eingestellt werden. Die beispielhaft genannten Strukturen
und Materialien können auch in Kombination auf derselben
Weichkomponente eingesetzt werden. Beispielsweise können
auf gegenüberliegenden Flächen derselben Weichkomponente
unterschiedliche Strukturen für unterschiedliche Anwendungen,
wie beispielsweise Verblenden, Verteilen usw., vorgesehen sein.
Auch ist es möglich, die Strukturelemente auf einer Applikationsfläche
bzw. über die gesamte Weichkomponente zu mischen.
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Abschließend
sei der Kerngedanke der vorstehend beschriebenen Erfindung zusammengefasst,
der ein Verfahren zum Herstellen eines Applikators mittels einer
2K-Technik und einen entsprechenden Applikator betrifft. Ein erfindungsgemäßer Applikator
kann besonders vorteilhaft zum Verteilen einer kosmetischen Substanz
auf der Haut, Semischleimhaut, Schleimhaut, Härchen oder
Haaren verwendet werden. Auch andere Anwendungsgebiete sind denkbar.
Die Erfindung schlägt eine verbesserte Verankerung der
Weichkomponente an der Hartkomponente vor, indem im Wesentlichen
ein in der Hartkomponente angeordneter Verbindungsbereich zwischen
der Hartkomponente und der Weichkomponente ausgebildet ist, der
einem im Inneren der Hartkomponente angeordneten Teil der Weichkomponente
als Verbindungselement aufweist. Bei der Herstellung des Applikators
erfolgt das Anspritzen der Weichkomponente an der Hartkomponente an
wenigstens einem Anspritzpunkt durch wenigstens eine Öffnung
im Bereich des Umfangs der Hartkomponente, sodass die Weichkomponente über
wenigstens einen im Inneren der Hartkomponente von der wenigstens
einen seitlichen Öffnung an ein Ende der Hartkomponente
verlaufenden Kanal angespritzt werden kann und ein im Inneren der
Hartkomponente liegender Teil der Weichkomponente eine formschlüssige
Verankerung hergestellt, sodass der Applikator keinen sichtbaren
Anspritzpunkt im Bereich der durch die Weichkomponente gebildeten
Applikationsfläche aufweisen muss.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 00/54623 [0004]
- - EP 0038524 [0007]
- - EP 1384417 A2 [0007]
- - US 2004/0047676 A1 [0007]