DE2150386A1

DE2150386A1 - Buerste,insbesondere Zahnbuerste

Info

Publication number: DE2150386A1
Application number: DE19712150386
Authority: DE
Inventors: Muhler Joseph Charles; Stookey George K
Original assignee: Indiana University Foundation
Current assignee: Indiana University Foundation
Priority date: 1970-11-12
Filing date: 1971-10-08
Publication date: 1972-05-18
Also published as: NL7114741A; BE773901A; US3613143A; CA930307A; LU64252A1; FR2114663A5; GB1327329A

Description

PATENTANWÄLTE	2150386 MÜNCHEN 15 KAiSER-LUDWlG-PLATZ β TEL 0911/530211 530212 CABLES; THOPATENT TELEX: FOLGT
Dipi.-chem. Dr.D.Thomsen Dipi-mg.H.Tiedtke Dipl.-Chem. G. BÜhHfig Dipl.-Ing. R. ΚΪΙΊΙΊΘ	FRANKFURT(MAIN)Bo FUCHSHOHL 71 TEL. 0611/51 «9«
Dipi.-ing. W.Weinkauff

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8000 München 15 8. Oktober 1971

Indiana University Foundation Bloomington (USA)

Bürste, insbesondere Zahnbürste

Die Erfindung bezieht sich auf Bürsten, insbesondere auf Zahnbürsten, bei denen das Borstenmaterial, mit welchen die Bürste hergestellt ist, ein Schleifmittel, insbesondere ein Zahnschleifmittel, einverleibt enthält.

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MOmMdM Abreden, iMbMorxter· durch TtMon, tMdOrfen ■crtrlttllch«' BMUtlfima *MdMr Bank (MOnehtn) Kto. 1W103 . DwtMh· B«* (Mönoheit) Rio". 21/3»23·'ν *trt»ntb«nk (Münornn) Kto. 3313·· · Hypo-B«* (M0m*»n) KIo. 3·121β·

BAD ORfQINAL

Auf dem heutigen Gebiet der Zahngesundheit, vollzieht man das Zähnebürsten gewöhnlich mit einem inerten Bürstgerät bzw. einer Vorrichtung, welche zun Gebrauch mit einem Zahnputzmittel (entweder Zahnpasta oder Zahnpulver) angepaßt ist, wobei das Zahnputzmittel ein Schleifmaterial enthält, welches zum Reinigen der Zähne (d.h. zum Entfernen vonFlecken, Belag, Häutchen, und Zahnstein, Tartar) ausgebildet ist. Wenn auch gegenwärtig bekannte Zahnputzmittel in dieser Hinsicht nicht voll befriedigend gewesen sind, war es wesentlich, daß das Zahnputzmittel ein solches Schleifmittel enthält, um einen befriedigenden ^,einigungsgrad zu erzielen. Wenn auch tatsächlich sogenannte flüssige Zahnputzmittel (d.h. Zahnputzmittel, welchen ein Schleifmittel nicht einverleibt ist) bekannt waren, so waren sie doch völlig unbefriedigend wegen ihrer Unfähigkeit, das harte Mundgewebe zu reinigen.

Jedoch als Ergebnis der Schaffung mineralischer Komponenten (Schleifmittel) in Zahnputzmassen, sind die therapeutischen Vorteile von wasserlösliches Fluoridion und Stannoion.enthaltenden anticariogenen Mitteln in solchen Zahnputzmitteln ernsthaft beschränkt worden. Die Schleifmittel üben eine entaktivierende Wirkung auf die Stanno- und Fluoridionenkomponenten aus.

Die Zahnforschung hat wesentliche Beweise geliefert, da/?, über das Alter von 40 Jahren hinaus der Verlust von Zähnen vorwiegend das Ergebnis periodontaler Verwicklungen, anstelle von Zahnkaries, ist. Der wichtigste Finzelfaktor, welcher zu perio-

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dontaler Krankheit beiträgt, ist die Ansammlung von Zahnstein (beispielsweise Speicheltartar) auf den Zähnen. Diese Ablagerungen führen zu GewebeentZündungen des umgebenden Zahlfleisches und, mit Zunahme der Ernsthaftigkeit der Bedingungen, wird auch der tragende Knochen erfaßt. Diese Reaktionen führen zum Verfall der tragenden Strukturen mit nachfolgendem Masseverlust der Zähne.

Bisher verfügbare Zahnputzsystene haben relativ unbefriedigende r.ahnschmelz-Poliereigenschaften gezeigt und sind demzufolge bei der Verhinderung des Ansammeins von materia alba, von Iiundresten, Belag, Häutchen, Flecken und Zahnstein, nicht voll wirksam gewesen. Wenn auch solche Systeme bis zu unterschiedlichen Graden in der Lage sind, Materia alba, Speisepartikel, äußere Flecken und andere Pigmentierungen der Zahnoberfläche zu entfernen, wenn sie zum- gewöhnlichen täglichen Bürsten verwendet werden, so hai:en sie doch nicht die Fähigkeit gezeigt, die Widerstandsfähigeren Formen der Zahnschmelzpigmentierungen zu entfernen und eine glatte Zahnoberfläche zu erzeugen, Vielehe gegenüber der Neubildung von Zahnstein widerstandsfähig ist.

Erfindungsgemäß soll daher in erster Linie das Reinigen und Polieren der Zähne durch die Verwendung eher eines Gerätes, statt durch Zahnputzsysterne gesteigert werden. Ferner soll erfindungsgemäß eine Zahnbürste geschaffen werden, welche Borsten enthält, denen eine Schleifkomponente einverleibt ist, welche zum Reinigen und Polieren der Zähne fähig ist. Auch soll erfindungsgemäß eine

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Bürste geschaffen werden, welche speziell angepaßt ist zur Verwendung mit flüssigen Zahnputmitteln, welche lösliche, anticariogene Mittel, jedoch keine unverträglichen Sohleifkomponenten enthalten.

Ferner soll erfindungsgemäß ein Borstenmaterial geschaffen v/erden, welches dazu ausgebildet ist, auf herkömmlichen Zahnbürstenhandgriffen angebracht zu werden, wobei das Borstenmaterial ein Zahnschleifmittel aufweist bzw. einverleibt enthält, welches zur Verwendung mit einem flüssigen Zahnputzmittel geeignet ist, welch letzteres therapeutisch anticariogene Hilfsstoffe, jedoch keinen unverträglichen mineralischen Schleifstoff enthält. Außerdem soll erfindungsgemäß ein Borstenmaterial für eine Zahnbürste geschaffen werden, welchem eine wirksame lienge eines Zahnschleifmittele einverleibt ist, welches das gleiche ist wie eine Schleifkomponente einer Zahnputzzubereitung, so daß therapeutische Reinigungs- und Polierwirkungen des Zahnputzmittels durch das herkömmliche Schleifmaterial vollzogen und gesteigert werden, welches im Borstenmaterial vorgesehen ist.

Damit in Beziehung stehend, soll ferner erfindungsgenäß ein Zahnbürstgerät geschaffen worden, welches verbesserte Reinigungs- und Polierlcistung besitr.t (insbesondere in Bezug auf das Verhindern einer Wiederansanmlung von Zahnstein, Zahnhaut, Hateria alba und die widerstandsfähigeren Formen von Flecken und Pigmontierungen auf hartem Mundgewebe).

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BAD ORIGiNAL

Das Vorstehende und andere Ziele, Vorteile und Merkmale werden erfindungsgemäß erreicht durch die Verwendung einer Bürste mit Borstenmaterial, welches aus Fäden aus Kunststoffmaterial besteht bzw. solche Fäden enthält, denen bis zu etwa 3OGew.% eines Schleifnaterials, insbesondere Zirkonsilikatpartikel, einverleibt sind. Insbesondere wo das Borstenmaterial in einer Zahnbürste veri/endet wird, ist das Schleifmittel ein Zahnschleifmittel und zwar vorzugsweise Zirkonsilikat (ZrRiO₄), Caclciumpyrophosphat (Ca₂P₂07)» wasserfreies Calciumhydrogenphosphat (CaFPO ), Calciunhydrogenphosphat-dihydrat (CaHPO, .2H₉O), unlösliches Natriummetaphorsphat /"0IaPO₀),-7, Calciumcarbonat (CaCO,,), Aluminiumoxyd (.Al₉O₃), Zinndioxyd (SnO₉), Talkum /Mg₃Si₁O₁^(OH)₉?, oder Gemische davon.

line besonders bevorzugte Bürste weist Borstenbüschel auf, wobei jeder Büschel ztimindest eine erste Art an Borsten aufweist, welche eine relativ glatte Oberfläche und einen im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt besitzen und welchen Schleifmittel in einer Menge von mindestens etwa 7,5 Cev/,-% einverleibt ist; und mindestens eine zweite Art an Borsten aufweist, welche einen nicht kreisförmigen Querschnitt besitzen und welchen Schleifmittel in einer Menge von nicht mehr als etwa 5 Gew.-% einverleibt ist; v/obei der Durclimesser der ersten Borsten größer ist als derjenige der zweiten Borsten.

Figur 1 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß hergestellton Bürste;

Figur 2 ist eine Grundrißansicht davon;

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BAD ORIGINAL

Figur 3 ist eine Teilansicht im Schnitt, welcher im wesentlichen längs Linie 3-3 in Figur 2 genommen ist;

Figur 4 ist eine Teilseitenansicht einer anderen erfindungsgemäß hergestellten Bürste;

Figur 5 ist eine Teilgrundrißansicht davon;

Figur 6 ist eine vergrößerte Grundrißansieht eines Borstenbüschels davon;

Figur 7 ist eine vergrößerte Teilansicht mit Schnitt, welcher im wesentlichen längs Linie 7-7 in Figur 5 genommen ist; und

Figur 8 ist eine Ansicht einer Zahnprophylaxebürste, welche erfindungsgemäß hergestellt ist.

Figuren 1 bis 3 veranschaulichen eine Bürste 20, beispielsweise Zahnbürste 20, welche unter Anwendung der herkömmlichen Griffverformungs- und Borstenbüschelungstechnik hergestellt sein mag. Jedoch sind bis zu etwa 30 Gew.-% eines angemessenen Zahnschleifmittels in das geschmolzene Kunststoffmaterial einverleibt worden, aus welchem die Borsten extrudiert oder in anderer Weise gebildet sind, so daß die extrudierte Borste daher eine Schleifkomponente enthält. Dieses Borstenmaterial wird auf herkömmlichen (nicht gezeigten) maschinellen Finrichtungen verarbeitet und in die Form einer Anzahl von Büscheln 22 gebracht, welche in einer Öffnung 2M- vorgesehen sein können, die sich in einem Griff bzw. Bürstenkopf 2ß der Bürste 20 befindet.

Zu Kunststoffen, aus welchen das erfindungsgemäP-e Borstenmaterial extrudiert sein kann, zählen Polyamide, wie Nylon und

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BAD ORIGINAL

flexibles Polystyrol; Polyolefine, wie Polyäthylen und.Polypropylen: Acetale; Urethane und dergleichen. Gemische von Kunststoffen können mit Vorteil angewandt werden. Besonders bevorzugt als Kunststoff zum Frzeugen des mit Sclileifmittel imprägnierten Borstenmaterials, welches in den Figuren 1 bis 3 veranschaulicht ist, ist Nylon-6-10.

Wie vorstehend bemerkt, besteht ein spezielles Merkmal der erfindungsgenäßen Bürste darin, daß bis zu etwa 30 Gew.-% eines Zahnschleifmittels in das Borstenmaterial einverleibt sind, aus welchen die Bürste hergestellt wird. Das Schleifmittel kann in den Kunststoff, aus welchem die Borsten extrudiert oder in anderer Weise gebildet werden, in jeder zweckmäßigen Weise einverleibt werden. Beispielsweise kann das Schleifmaterial physikalisch mit dem Kunststoff vermischt werden, bevor dieser gestückelt wird, oder man kann KunststoffStückchen und Schleifmittel in geeigneten Mengen in einer geeigneten Mühle vermischen, bevor man den Kunststoff in die Strangpreß-Verformungsvorrichtung einführt. In wesentlichen kann jede solcher Methoden angewandt werden, sofern der geschmolzene Kunststoff,welcher die Form erreicht, bis zu etwa 30 Gew.-% des Reinigungs- und Poliermittels enthält.

Wenn auch bis zu etwa 30 Gew.-"» an Schleifmittel mit befriedigenden Ergebnissen verwendet werden können, so werden doch beste Ergebnisse mit etwa 2 bis 10 Gew.-% Schleifnittel erzielt.

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BAD ORIGINAL

Zu geeigneten Zahnschleifnitteln zählen Zirkonsilikat, ZrSiO₁₊, Talkum, Mg₃Si₁^O_1n* (OH)₉, CalciumpyrophosDhat, Ca₉P₂O₇, Calciumhydrogenphosphat-dihydrat/wasserfreies Calciumhydrogenphosphat, CaIIPO₁^H₂OZCaFPO₁₊, unlösliches Natriumnetaphosphat (FaPO₃ )_χ, Calciumcarbonat, CaCO₃, Aluminiumoxyd, Al₂O₃, Zinnoxyd, SnO₂ und andere. Gemische dieser Mittel können verwendet werden.

Die Partikelgröße der Zahnschleifmittel kann auf verschiedene Weise ausgedrückt werden. Einer der üblichsten Wege ist der' "mittlere Durchmesser", d.h. das arithmetische Hittel der Durchmesser der Partikel in einer repräsentativen Probe. Der Ausdruck "PartikelgröEe" wie er nachstehend gebraucht wird, bezieht sich auf einen mittleren Durchmesserwert.

Zirkonsilikat ist eir; bekanntes industrielles Schleifmittel, welches zum Schleifen und Polieren von Glas und Keramik verwendet wird, jedoch vor dieser Erfindung .ist di.eses Material nicht zum Gebrauch als Reinigung- und Poliermittel, welches direkt ir. die Borsten einer sonst herkömmlichen Zahnbürste zur häufigen und direkten Anwendung auf die Zähne einverleibt ist, vorgeschlagen worden. Die extreme Harte und die Schleifeigenschaften, welche das Zirkonsilikat zeigt (beispielsweise eine Fürte zahl von 7, Γ· _auf der liohs-Skala für handelsübliches Zirkonsilikat wie Typen, welche zum Schleifen von Glas verwendet werden) würde den Fachmann vermuten lassen, daß Zirkonsilikat die Zahnstruktur schwer beschädigen würde (d.h. abreiben und verkratzen würde) und dalier zur Verwendung auf den Zähnen ungeeignet wäre. Jedoch ist sicher—

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gestellt worden, daß es unter den erfindungsgemäßen Bedingungen schonend verwendet werden kann.

Die Bereitung von Zirkonsilikat geeigneter Partikelgröße, kann nach herkömmlicher, bekannter Technik vollzogen worden. Diese Technik umfaßt grundsätzlich das Mahlen von Zirkonsilikaterz (Zirkon) mit nachfolgendem Aussieben mittels Standardsieb (oder Trennung mittels Luft), um die gewünschte Partikelgröße abzusondern. Um die gewünschte Oberflächenkonfiguration für die' Zirkonsilikatpartikel zu erzielen, können unterschiedliche Mahltechniken angewandt werden. Beispielsweise können die Partikel durch Mahlen mit einer Kugelmühle oder Hammermühle bereitet werden. Vorzugsweise besteht das erfindungsgemäße Reinigungsund Poliermittel aus einem Gemisch kugelvermahlcner und hammervermahlener Partikel.

Wie bekannt, benutzen Hammermühlen eine schnell rotierende VJelle, auf welcher eine Anzahl Hämmer bzw. Schläger angebracht sind. Die Hämmer können T-förmige Elemente, Stangen oder Ringe sein, vrelche befestigt oder angelenkt sind an der Welle oder an Scheiben, welch letztere an der Welle angelenkt sind. Die Welle läuft in einem Gehäuse, welches Ilahlplatten oder -futter enthält. .Die ^:Iahlwirkung ergibt sich aus dem Aufschlag zwischen dem zu nuhlenden Material und den sich bewegenden Hämmern. Wenn Zirkoncrz nach einer Zerkleinerungstechnik wie dem Hammermahlen gemahlen wird, so werden relativ rauhe, zackige Partikel erzeugt. Partikel

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mit einer solchen zackigen Oberflächenkonfiguration, wirken hinsichtlich eines Zahnreinigens relativ überlegen im Vergleich zu Partikeln mit glatterer Konfiguration.

In ähnlicher Weise v/eist eine Kugelmühle eine zylindrische oder konische Hülle auf, welche auf einer horizontalen Achse
sich dreht und welche mit einem Mahlried ium wie Kugeln aus Stahl, Kiesel oder Porzellan beschickt ist. Das Mahlen vollzieht sich durch die Stttrzwirkung der Kugeln auf das zu mahlende Material. Partikel aus Zirkonsilikat, welche in einer Kugelmühle der beschriebenen Art behandelt wurden, besitzen relativ glatte Oberfläcftenkonfiguration und wirken hinsichtlich des Polierens besser als Partikel mit stärker zackiger Konfiguration. Ähnliche
Techniken können mit den anderen erfindungsgemäß verwendeten
Schleifmitteln angewandt werden. Eines oder mehrere der vorstehenden anderen Zahnreinigungs- und -poliermittel, sind bevorzugte
Schleifmittel zur Verwendung bei der Ausführung der Frfindung.
Solche Gemische sollten über etwa l*h Zirkonsilikat und vorzugsweise etwa 10% Zirkonsilikat oder mehr, bezogen auf das Gewicht des SchlcxfmxttelgemischeSj aufweisen. Besonders bevorzugte
Schleifmittel sind in den folgenden Ausführungsbeispielen boschrieben:

Peispiel 1

Fin bevorzugtes Schleifmittelsystem ist das Zirkonsilikat-Zinr.dioxy d-Gemisch, welches in der USA-Patentschrift 3 378 'H-:5 beschrieben ist,

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Beispiel 2

Partikelgröße Gewichtsprozent

ZrSiO

■o

<5 u· 70%

>5/u <10/u 15%

> 10/u < 20/u 15%

Beispiel 3

Ein anderes bevorzugtes Sehlcifsystem besteht aus einem Genisch in Gewichtsverhältnis 1:1 von Aluniniumoxyd, Al₅O₃ (2H0 Haschen) und Zirkonsilikatpartikeln in Partikelgrößenbereich von bis zu etwa 8 Mikron.

Die Bürste 20 kann zur Verwendung auf dem Leistungsgriff einer automatischen Zahnbürste angepaßt v/erden, indem man den Griff in bekannter Weise verändert und indem nan die Größe des Bürstenkopfes 26 und die Anzahl an Borstenbüscheln 22 in ebenfalls bekannter Weine herabsetzt. In ähnlicher Weise kann das erfindungsgemäße Borstenmaterial bei einer Gebißbürste verwendet werden. GebiP.bürsten können für alle Fomen von Zahnprothesen verwendet werden (d.h. vollständige Gebisse, abnehmbare Brücken und Teilgebisne), und im Vergleich nit herkömmlichen Gebißbürsten, sind sie bedeutend weniger abschleifend gegenüber den Acrylharz, aus welchem die Gebisse gebildet werden. Die erfindungs^enäßen Borsten können auch auf einer Dentalprophylaxebürste verwendet werden. F.ine

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solche Prophylaxebürste, welche in Figur 8 gezeigt ist-, weist einen Bürstenkopf bzw. eine Basis 60 auf, welche nit einer Schraube 6 2 ausgestattet ist, die zur Angliederung an einen Dentalprophylaxewinkel geeignet ist. Vorspringend aus den Bürstenkopf 60, befinden sich eine Anzahl Borsten 6 4, welche in Forn eines Büschels angeordnet sind. Eine solche Prophylaxebürste wird berufsmäßig verwendet, um eine Zahnprophylaxe durchzuführen und kann vorteilhaft mit einer Zahnprophylaxepaste verwendet werden.

Besonders gute Ergebnisse können nit erfindungsgemäßen Zahnbürsten erzielt werden, wo das Schleifmittel, welches in das Borstenmaterial einverleibt ist, auch in den Zähnputzsystem verwendet wird, welches man mit der Bürste anwendet.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 4 bis 7 veranschaulicht. Eine Rürste 40 weist einen Griff 42 und einen Bürstenkopf bzw. Bürstenbasis ¹Mf mit einer Anzahl Borstenbüschel 46 auf, welche in Bürstenkopf 44 in herkömmlicher Weise angebracht sind. Eine erfindungsgemäße Bürste sollte jedoch mindestens einen Büschel 46 aufweisen.

Jedes Borstenbüschel 46 umfaßt zwei unterschiedliche Arten von Borsten 50 und 52 (siehe insbesondere Figur 6). Die Büschel 46 sollten mindestens eine Borste jedes Typs 50 und 52 aufweinen und, wie gezeigt, sollte die Anzahl eines jeden Typs in wesentlichen die gleiche sein. Wenn auch die genaue Anzahl der Borstrn von der Größe des Büschels abhängig ist, so besitzt hier das

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BAD ORIGINAL

Büschel 46 fünf Borsten jeden Typs, welche in Büschel willkürlich verteilt sind.

Die Borsten 50 besitzen allgemein kreisförmigen Querschnitt und weisen so im allgemeinen glatte Seiten auf, mit Ausnahme der natürlichen Rauheit, welche durch die in ihnen verteilten Schleifpartikel verursacht wird. Die Borsten 52 besitzen einen gestalteten Querschnitt (siehe Figur G) und weisen daher eine allgemein rauhe äußere Oberfläche auf. Wenn auch der Querschnitt der · 3orsten 52 in jeder gewünschten Weine gestaltet sein kann, so ist doch die in der Zeichnung gezeigte T₁ ängsr-ίllonanordnung bevorzugt, weil diese während des Extrudierens des Fadens leicht gebildet werden kann. Die Borsten 50 beinhalten vorzugsweise Schleifmateria! in größerer Menge als die Borsten 52. Insbesondere weisen die Borsten- 50 über etwa 7,5 Gew.-%, vorzugsweise etwa 10 Gew.-% Schleifmittel auf, wohingegen die Borsten 52 nicht mehr als etwa 5 Gew.-?', vorzugsweise etwa 2 Gew.-* Schleifmittel aufweisen. Außerdem besitzen die Borsten 52 im wesentlichen größeren Durchmesner als die Borsten 50 (und zwar um einen Faktor von 25 bis 75ό, vorzugsweise etwa 50%). Beispielsweise können die Borsten 50 vorteilhafterweise einen Durchmesser von etwa 0,2 mn besitzen, während der Durchmesser der Borsten 52 etwa 0,3 mm betragen kann. Die Borsten 50 sind besonders brauchbar, um dem Zahn einen hohen Polierungsgrad zu verleihen, ohne ihn übermäßig abzuschleifen. Dia Borsten 52 dienen der guten Reinigung der Z^hne und besitzen gute Verschleißeigenschaften.

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Zusätzlich zu der Brauchbarkeit auf Fandzahnbürsten, kann die einzigartige Kombination von Borsten 50, 52 auch verwendet werden auf Bürstenköpfen für automatische Zahnbürsten, Gebißbürsten. Prophylaxebürsten sowie auf Bürsten anderer Arten.

Durch Kombinieren der Borsten 50 und 52 in vorstehender Weise, kann der Mutzen auf ein Höchstmaß· gesteigert werden und man kann xjesentliche Vorteile der Zahngesundheit erzielen. Eine saubere und sehr hoch polierte Zahnoberfläche kann erzielt werden (wodurch die Ansammlung und Wiederansamnlung von Zahnbelag, Zahnhaut und Zahnstein herabgesetzt wird), was nicht nur dazu beiträgt, periodontale Krankheit auf ein Mindestmaß herabzusetzen, sondern auch dazu dient, den Anfall an Zahnkaries zu vermindern. Ferner wird ein überlegenes Herat zur Stimulation des Zahnfleisches geschaffen und der Nutzen^der Gesundheit des Hundes, welcher sich daraus ergibt, kann erreicht werden.

Der wesentliche Nutzen der Erfindung hinsichtlich hygienischer und therapeutischer Mundgesundheit, ist experimentell in der folgenden Weise bekräftigt worden.

Die Überlegenheit der erfindungsgemäßen, schleifmittelhaltigen Bürsten ist durch die folgenden experimetellen Auswertungen erhärtet worden. Es wurde ein ausgesprochener Lahoratoriunsreinigungstest angewandt, um eine Anzahl Zahnbürsten zu bewerten, unter denen sich 3ürsten befanden, welche erfindungsger.äß hergestellt wurden. Dieser Test umfaßt die Verwendung von Polyester-Kunst-

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BAD ORIGINAL

Stoffblocks, welche zur Verwendung bei einer elektrischen Zahnbürstmas chine speziell konstruiert wurden. Die Blocks sind glatt geschliffen, gewaschen, getrocknet, und auf die Oberfläche des Blocks ist ein dünner Oberzug aus schwarzem Lack sorgfältig aufgebracht. Die Blocks werden dann in eine Zahnbürstmaschine eingesetzt und mit den Bürsten 3000 Doppeltube unter einem Druck auf die Lackoberfläche von 150 g gebürstet. Unter Verwendung eines Reflektometers werden dann Reflektionsmessungen der Blocks erzielt. Die Reinigungswerte der getesteten Materialien sind in Tabelle I auf einer Skala im Bereich von 0 bis 6,5 angegeben, wobei ein höherer Wert eine größere Reinigungsfähigkeit anzeigt (d.h. höhere Reflektionsfähigkeit, hervorgerufen durch größeres Entfernen des Lackes, ist bezeichnend für bessere Reinigungsfähigkeit).

Zahnschmelzpolierwerte wurden ebenfalls erzielt gemäß einen Arbeitsgang des sogenannten "Zahnbürsten-Polierens". Die zungenseitigen Oberflächen frisch extrahierter Vorderkieferzähne v/erden mit Hilfe einer Diamantscheibe verkleinert und die Zähne werden mittels einer niedrig schmelzenden Legierung wie Wood-tletall oder mittels eines Acrylharzes wie iiethacrylat, auf hexagonalen Aufspannvorrichtungen montiert, welche so konstruiert sind, daß sie auf die bewegbare Stufe nines Reflektometers passen. Die frei liegende lippenseitige Oberfläche jedes Zahnes wird in solcher Weise angebracht, daß die Höhe des Umrisses ein geeigneter Abstand oberhalb der Basis der Aufspannvorrichtung ist. Während des gesamten Arbeitsganges wird Sorge dafür getragen, um sicherzu-

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stellen, daß die Zähne nicht trocken werden, um Beschädigung des Zahngewebes zu verhindern. Die frei liegende Zahnschneizoberfläche wird dann abgestumpft, indem man sie für 30 Sekunden 0,10%-iger Salzsäure (pH 2,2) aussetzt. Auf der Zahnoberfläche zurückbleibende Säure wird neutralisiert, indem man den Zahn sofort' für 30 Sekunden in eine gesättigte Natriumcarbonatlösung überführt. Der Zahn wird dann mit Wasser gespült und trockengelöscht.

Die maximale Reflektionsfähigkeit dar abgestumpften Zahnoberfläche wird mittels eines Reflektometers bestimmt, welches speziell dazu ausgebildet ist, die Änderungen im Polierungsgrad der Zahnschmelzoberfläche nachzuweisen. Das "eflektometer ist so gebaut, daß der Zahnschmelz einem Strahlenbündel polarisierten Lichtes ausgesetzt ist und die Lichtmenge, welche Von der Zahnschmelzoberflache -reflektiert wird, wird durch eine fotoelektrischc Zelle bestimmt, welch letztere wiederum ein Galvanometer betätigt. Je glatter die Zahnschmelzoberfläche ist, umso geringer ist die Henge diffusen und absorbierten Lichtes und daher ist die GaIvanometGrablesung umso höher.

Nachdem die maximale Rcflektionsfähigkeit des abgestumpften Zahnes bestimmt ist, wird der Zahn mit einer Zahnbürste poliert, vrelche für eine spezielle Anzahl Hübe auf einer automatischen Zahnbürstmaschine angebracht ist.. Nachdem der Zahn poliert worden ist, v/ird die Zahnschmelzoberfläche mit Wasser gespült, um restliche Partikel des Reinigungs- und Poliermittels zu entfernen,

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und die Reflektxonsfähxgkeit der Zahnschmelzoberfläche· wird erneut gemessen, wobei sich der Zahn genau in der gleichen Stellung befindet wie in derjenigen, welche angewandt wurde, um die Ablesung "stumpf" zu erzielen. Die absolute Änderung des Ausmaßes des Reflektionsvermögens zwischen abgestumpften und polierten Zahnschmelzoberflächen, wird als Maß des Polierungsgrades genommen, welcher durch die Behandlung verliehen wird.

Die Reinigungs- und Polierwerte sind in der vorstehenden ähnlichen Weise für Zahnbürsten des in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Typs erzielt worden und diese Daten sowie Vergleichsdaten, v/eiche für eine herkömmliche nicht Schleifmittel enthaltende manuelle Zahnbürste erzielt wurden, sind in Tabelle I zusammengestellt:

Tabelle I

Bürstenart Borsten Poliermittel Konzen- Reini- Poliertration gungs- verhältan Polier- verhält- nis mittel nis

manuell	Nylon	ZrSiO₁/ Al₂O₃+	—	2,30	1,56
manuell	Nylon	ZrSiO₁,/ Al₂O₃+	2	1,83	0,50
manuell	Nylon	ZrSiO₄/	5	1,99	0,60
manuell	Nylon	ZrSiO./ SnO₂++	10	2,57-	2,36
manuell	Nylon	ZrSiO₄/	2	1,93	1,06
manuell	Nylon	5	3,08	3,38

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manuell manuell	Nylon Nylon	ZrSiO_u/ SnO₂₊J ZrSiO₄+++	10 2	3,17 1,01	3,66 1,16
manuell	Nylon	ZrSiO₄+++	5		2,00
manuell	Nylon	ZrSiO₁₄+++	10	1,5.9	3,R0

l:l-Gemisch von Al₃O₃ (2 40 Maschen)und ZrSiO₄ ZrSiO^-Schleifmittel der USA-Patentschrift 3 378 ZrSiO₁₊ 70%<5yu; 15%>5 <10,u; 15%,> 10

Um sich praktischen Gebrauchsbedingungen dichter zu nähern, wird ein Arbeitsgang angewandt, bei welchem eine automatische Zahnbürst-Krafteinheit von einer Versuchsperson mit einer Spannung von etwa 75 + 25 g gehalten wird. Um die Möglichkeit von Ungleichheiten auszuschalten, v/erden zwei verschiedene Versuchspersonen verwendet und alle Bürsten mit der Identität kodiert, welche der Versuchsperson unbekannt ist. Es werden mit Lack überzogene Polyesterblocks ausgewählt, welche eine anfängliche Reflektionsfähigkeit von >8,5 besitzen, wobei man ein Reflektometer mit einem Onyx-Standard-Wert von 10,0 anwendet. Die Blocks v/erden dann 15 Sekunden mit dem entsprechenden System in Anwesenheit einer 1:2-Aufschlämmung des Schleifsystems gebürstet (20 g Schleifmittel bzw. Zahnputzmittel; 40 ecm wäßrige l%ige Carboxymethylcelluloselösung). Die Menge entfernten Lacks wird durch die Abnahme der Reflektionsfähigkeit bestimmt.

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BAD ORiGfNAL

Polier- und Schletfbewertungen werden durch einen Arbeitsgang erhalten, bei dem die Vorrichtung in der Hand einer Versuchsperson gehalten wird« Zum Zahnschmelzpolieren werden ausgewählte Zahnschmelzproben durch Ätzen abgestumpft (30 Sekunden langes Eintauchen in O,l%ige UCl mit nachfolgendem 30 Sekunden andauernden Eintauchen in gesättigte wäßrige Na₂Co₃-Lösurig) und die Reflektionsfähigkeit wird unter Verwendung eines Reflektoateters bestimmt» welches mit einem Onyx-Stein bei 8,5 genormt ist. Da die Polierung von Zahnschmelz eine additive Erscheinung ist, werden die Zähne 15 Minuten mit dem entsprechenden Vorrichtungs-Bürsten-Sy stein und der oben beschriebenen Zahnputzmittel/Schleifmittel-Aufschlämmung poliert. Die Reflektionsfähigkeit des Zahnschmelzes wird anschließend bestimmt und die Steigerung als Maß der Polierfähigkeit des Systems herangezogen. In jedem Falle wird der identische Satz an Zähnen verwendet. Die Ergebnisse v/erden ausgedrückt als Verhältnis, bezogen auf einen Wert von 2,OO, welcher mit der regulären Nylonbürste und einem Zahnputzmittel Ca₂P₂O₇ erhalten wird. Die Abschleifwerte für Zahnschmelz und Dentin v/erden nach dem bekannten Grundarbeitsgang mit radioaktiven Zähnen mit individuellen Belichtungszeiten von 2 Minuten bzw. 1 Minute erhalten.

Reinigungs-, Polier- und Schleifdaten werden in der vorstehenden Weise unter Verwendung von Borsten erhalten, welche das Schleifsystem von Beispiel 1 enthalten und für Vergleichszwecke werden auch nicht imprägnierte Borsten verwendet. Die

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Bürste mit der Kodierung Λ besitzt Büschel, welche 5 Fasern von je 0,2 mm kreisförmiger Nylonfäden aufweisen, welche 10% Schleifmittel enthalten, und gestaltete 0,3 mm Nylonfäden aufweisen, welche 2% Schleifmittel enthalten. Die Bürste B besitzt Büschel, welche 4 Fasern von je 0,2 mm kreisförmiger Nylonfäden aufweisen, die 10% Schleifmittel enthalten, und 0,3 mm gestaltete Nylonfäden ohne Schleifmittel enthalten. Die Bürste C besitzt Büschel, welche 6 Fasern 0,2 mm kreisförmiger Nylonfäden aufweisen, die 10% Schleifmittel enthalten, und 7 Fasern 0,2 mm kreisförmigen Nylons aufweisen, welches kein Schleifmittel enthält. Die Daten, welche in Tabelle II angegeben sind, bekräftigen, daß die besten Ergebnisse erzielt werden mit Bürste A, dem Gemisch zweier unterschiedlicher schleifmittelimprägnierter Fäden, welches die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bildet.

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Tabelle II

ro ο to

ro

ο a\ ο

Bürsten system	Reinigungsdaten	Reinigungs verhältnis	% linde- rung	Polierdaten	Polier ver hältnis	% Ände rung	Schleifdaten	REA RDA (Schmelz) (Dentin)
Zahn- Bürste putz mitte 1	4,00+o,15⁺		Zahnputz- schleifmitbel	2,00+0,36	■	Z ahnputz -	8,00+0,50 650+50
regulä res C Uy lon		Ca₂P₂O₇		Ca₂P₂O₇

A Ca₃P₃O₇ 4,56+0,15 +14,0⁺⁺ .Ca₃P₂O₇ 3,59+0,43 +79,4⁺⁺ Ca₃P₃O₇ 7,68+0,99 347+36⁺⁺ B Ca₂P₂O₇ 4,24+0,25 + 6,0 Ca₃P₃O₇ 2,84+0,58 +41,9 Ca₃P₃O₇ 5,01+0,67^⁺ 572+69

Ca₃P₂O₇ 3,25+0,16 -18,7 Ca₃P₃O₇ 3,64+0,53 +81,9

nicht ver- 593+50
fügbar

mittlere normale Fehlergrenze

Bedeutend unterschiedlich von regulärer Nylonbürste (P< 0,05).

OI O CO CO

Polierdaten erhält man auch unter Anwendung der gewöhnlichen Arbeitsweise mit Reflektometer mit auf 8,5 gesetztem Onyx-Standard auf einer Skala von 1 bis 10 bei einer Reihe von Bürsten, welche, unter Verwendung unterschiedlicher Schleifsysteme, aus Büscheln einer Reihe von Fäden kreisförmiger und gestalteter Querschnitte gebildet v/erden. Die Zahnschmelzabschnitte werden abgestumpft, 4500 Hübe mit einer Spannung von 150 g gebürstet, während sie in wäßrige l%ige Carboxymethylcelluloselösung eingetaucht sind,, und es wird die Poliersteigerung bestimmt.

Der gewöhnliche Reinigungsarbeitsgang wird auch unter Anwendung mit Lack überzogener Polyesterblocks angewendet. Bei einem auf 10,0 gesetzten Onyx-Standard, v/erden die Blocks ausgewählt, wobei man nur Blocks mit einer Vorablesung von > 8,5 verwendet. Die Blocks werden dann mit den entsprechenden Bürsten 3000 Hübe mit einer Spannung von 150 g gebürstet, während sie in wäßrige l%ige Carboxymethylcelluloselösung eingetaucht sind. Die Menge entfernten Lacks ist ausgedrückt als eine mittels des Reflektometers gemessene Abnahme. Die Tabelle III gibt die Reinigungs- und Polierdaten für diese Bürsten an.

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Identität der Zahnbürste

Fadenart Reinigungs- und Poliermittel

Reguläres Nylon kreisförmig

gestaltetes Nylon

Beispiel	III
Il	III
Il	III
11	II
Il	II
Il	II
Il	I
Il	I

CaSiO-

III II

Tabelle III	Zahnschmelz polierpunkt zahl	Reinigungs punktzahl
onz.	1,40+0,S⁺	1,11+0,27
—	2,59+0,43	5,41+0,90
2	2,55+0,21	6,52+0,23
5	3,66+0,35	7,16+0,32
IO	2,2 3+0,18	4,62+0,62
2	3,13+0,21	4,18+0,57
5	5,53+0,53	6,40+0,65
10	1,79+0,10	5,02+0,54
2	3,19+0,27	6,28+0,48
5	5,31+0,48	7,70+0,23
10	2,13+0,33	4,46+0,45
2	3,38+0,40	5,97+0,46
2	2,04+0,11	5,51+0,83
2	0,53+0,15	1,97+0,36
2

mittlere normale Fehlergrenze

CD CO OO CD

Die Daten der Tabelle III bekräftigen, daß im allgemeinen die Einverleibung ausgewählter Schleifmittel zu einer bedeutenden (p<o,o5) Steigerung des Zahnreinigens und -polierens führt, im Vergleich mit einer vergleichbaren, nichtimprägnierten Zahnbürstenborste. Ferner scheint der Reinigungs- und Polierwirkungsgrad mit der Schleifmittelkonzentration in den Borsten in Beziehung zu stehen, doch andere Faktoren (Verschleiß und Annahme durch den Verbraucher) können in den tatsächlichen Grenzen praktische Begrenzungen der Mengen verwendeten Schleifmittels setzen.

Unter Anwendung der vorstehenden Arbeitsgänge werden Reinigungs- und Polierdaten erzielt für: eine herkömmliche Nylon-IIandzahnbürste (PControllbürste) ; eine Wylonborsten-Bürste aus 0/2 mm-Fäden kreisförmigen Querschnitts und einem Gehalt an I00 Schleif stoff des Beispiels 1; (BütsteA) eine Nylon-B ersten bürste aus Borsten, welche in der gleichen Weise wie die Borsten 52 in Figur 6 gestaltet sind und den Schleifstoff des Beispiels enthalten (Bürste B); und eine Bürste unter Verwendung einer gleichen Anzahl der Borsten von den Bürsten h und B (Bürste C) Die in Tabelle IV zusammengestellten Daten demonstrieren, daß die Bürste C eine wesentliche Verbesserung i Bezug auf die .. Kontrollbürste bedeutet. Darüber hinaus machen die Verschleißeigenschaften und Annahmeeigenschaften durch den Verbraucher, die Bürste C vorteilhafter gegenüber den Bürsten A und B.

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BAD ORIOfNAL Tabelle IV

Identität der Zahnbürste

Zahnschr.elzpoliernunktzahl

Reinigungsrjunktzahl

Reguläres !Cylon Bürste Λ Bürste B Bürste C

mittlere norrr.a.le Fehlergrenze

l,4o - ο,οΟ*

4,32 - ο,51
2,o4 - o,ll
2.59 - o,44

1,11 - o,27 6,52 £ o,58 5,27 - o,3o 5,88 - o,12

Die Reinigungs- und Polierwirksainkeit der erfindungsgemäßen Bürsten bei Verwendung an Gebissen v/ird wie folgt demonstriert. Proben aus Methylmethacrylat, welches gewöhnlich für vollständige Gebisse und Teilgebisse verwendet wird, werden urter Verwendung einer Metallform bereitet. Die Proben besitzen rechteckige Gestalt mit den Abmessungen 12,7 χ 12,7 χ 9,5 mm (Länge χ Breite χ Höhe). Die Proben werden abgestumpft, indem man sie auf einem extrafeinen Schmirgeltuch auf einer flachen Oberfläche reibt und die Reflektionsfähigkeit der stumpfen . Oberfläche wird unter Verwendung eines Reflektometers bestimmt, welches bei lo,o mit einem Onyxblock genormt ist. Die Proben v/erden dann mit der entsprechenden Zahnbürste in einer mechanischen Bürstmaschine 6ooo Hübe gebürstet und zwar mit einer Spannung von 3oo g und in Anwesenheit einer 2 : 1-Aufschlämmung des Gebißreinigungsmittels. Die Nachbehandlungsreflektionsfähigkeit v/ird bestimmt und die Steigerung als Nachweis der Acrylpolier-· fähigkeit des Systems betrachtet.

Mit Lack überzogene Polyesterblocks v/erden bis zu konstantem Gewicht getrocknet und dann in Anwesenheit des Gebißreinigungsini tte Is mit der entsprechenden Bürste gebürstet, wobei man die mechanische Bürstmaschine mit loooo Hüben und einer Spannung von 3oo g anwendet. Die Blocks werden anschließend getrocknet und gewogen, um die entfernte Lackmenge und damit die Reinigungswirksamkeit zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in Tabelle V angegeben.

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BAD ORIGINAL Tabelle V

Identität der Zahnbürste

Schleifmittel des Acrylpolier-Gebißreinigungspunktzahl mittels

Reinigungspunktzahl (entfernte mg)

ο cn σ> ο

Handelsübliche Gebißbürste (ο,3 irin-Nylonborsten)

v/eiche Nylonborsten

lo% Schleifruittel von Beispiel 1 in Nylon o,3 mm

lo% Schleifmittel von Beispiel 1 in Nylon o,2 mn

ZrSiO^

3,18 - 0,22* 2,41 - o,o3

3,96 - o,23

3.26 - o,37

4,38 - o,27 3.89 - o,17

5.34 - o,o9 4,49 - o,15

mittlere normale Fehlergrenze

O CO 00 CD

Ein Vergleich auf der Grundlage gleicher Borstendurchmesser zeigt, daß die Bürsten mit imprägnierten Borsten dem herkömmlichen Nylon bedeutend überlegen sind (ρ^ο,οΐ) und zwar im Hinblick sowohl auf das Reinigen als auch auf das Polieren von Gebissen.

Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß Bürsten, welche erfindungsgemäße schleifrcittelhaltige Borsten auf v/eisen, insbesondere Bürsten, welche ein wie oben beschriebenes Gemisch der beiden Borstenarten aufweisen, einen wesentlichen Fortschritt auf dem Gebfet der Zahngesundheit bieten. Die Verwendung dieses Gerätes gestattet ein v/irksameres Reinigen und Polieren der Zahnoberflächen zwecks Entfernen und Hermen der Neubildung von Zahnbelag, Zahnhaut und Zahnstein.

Uenn auch das erfindungsgemäße imprägnierte Borstenmaterial besonders brauchbar ist, wenn man es in Zahnbürsten verwendet, so ist doch auch solches Borstenmaterial von großem Nutzen, wenn man es in anderen Bürstenarten verwendet, beispielsweise bei Reinigungsbürsten, Haarbürsten, industriellen Bürsten usw. Eine besonders brauchbare, nicht-dentale Anwendung der Erfindung besteht in der Herstellung von Bürsten, welche zum Waschen von Automobilen brauchbar sind.

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BAD ORlQINAt

Claims

Patentansprüche

Bürste mit Borstenmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Borstenmaterial aus Kunststoffasern beajeht bzw. das Borstenmaterial Kunststoffasern enthält, wobei in die Fasern Zirkonsilikat (ZrSiO₁); Kalsiumpyrophosphat (Ca₂P₀Oy); wasserfreies Kalziumhydrogenphosphat (CaIIPO₁ ); Kalziumhydrogenphosphatdihydrat (CaHPO₁, * 2H₀O); unlösliches Natriummetaphosphat /,"(NaPO₀)../; Kalziuncarbonat (CaCO ); Aluminiumoxyd (Al₀O₀); Talkum /JIg₀Si₄O.^ (OH)₂/; Zinndioxyd (SnO₀); oder deren Gemische, als Zahnschleifmittel einverleibt sind, und xvobei das Zahnschleifmittel in den Fäden in einer Kenge von bis zu etwa 30 Gew.-^Po anwesend ist.

2. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dan Zahnschleifmittel Zirkonsilikat ist.

3. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnschleifmittel ein Gemisch aus Zirkonsilikat und Zinndioxyd ist.

¹I-. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnschleifmittel ein Gemisch aus Zirkonsilikat und AIuminiumoxyd ist.

5. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnschleifmittel in den Fäden in einer Menge von etwa 2 bis 10 0ew.-% vorhanden ist.

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BAD ORIGINAL

21S0386

- 3ο -

R. Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Bürstenbasis und mindestens einem Borstenbüschel aus der Bürstenbasis besteht, wobei jedes Borstenbüschel mindestens eine erste Borste aufweist, welche einen im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt besitzt; und mindestens eine zweite Borste aufweist, welche einen nicht kreisförmigen Querschnitt besitzt; wobei der Durchmesser jeder zweiten Borste im wesentlichen größer ist als der Durchmesser jeder ersten Borste.

7. Bürste nach Anspruch ß, dadurch gekennzeichnet,

daß die ersten und zweiten Borsten ein Schleifmaterial einverleibt enthalten, wobei das Schleifmaterial in die ersten Borsten in einer lienge von wenigstens etwa 7,5 Gew.-% einverleibt ist, und in -die zweiten Borsten in einer Menge von nicht mehr als etwa 5 Gew.-% einverleibt ist.

8. Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifmittel in die ersten Borsten in einer Menge von etwa 10 Gew.-% einverleibt ist, und in die zweiten Borsten in einer Menge von etwa 2 Gew.-% einverleibt ist.

9. Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die ersten und zweiten Borsten das gleiche Schleifmittel einverleibt ist.

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BAD ORIGINAL

10. Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Borsten aus Nylon gebildet sind.

11. Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Borstenbüschel auf dem Bürstenkopf vorgesehen sind und daß jedes Borstenbüschel mehrere erste und mehrere zweite Borsten aufweist.

12. Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen die gleiche Anzahl erster und zweiter Borsten in jedem Borstenbüschel vorgesehen s ind.

13'. Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Borsten innerhalb jedes Borstenbüschels willkürlich verteilt sind.

IU. Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der ersten und zweiten Borsten um etwa 25 bis 75% unterschiedlich ist.

15. Bürste nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl Längsrillen in der äußeren Oberfläche der zweiten Borsten vorgesehen sind.

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