DD153464A3 - SYNTHETIC BRISTLES FOR BRUSHES, BRUSHES AND BESES - Google Patents
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Abstract
Synthetische Borsten fuer Pinsel, Buersten und Besen mit einer Elementarfadenfeinheit von 8 bis 30 tex auf Basis von Polyacrylnitril. Die aus den Borsten gefertigten Erzeugnisse sollen solchen aus Naturborsten gleichwertig sein und neben einem allgemeinen hohen Gebrauchswert insbesondere ein hohes Farbflottehaltevermoegen besitzen. Die Aufgabe bestand in einer besonderen Gestaltung der Form der einzelnen Borstenschaefte. Die Borstenschaefte weisen in Abstaenden wulst-oder perlenartige Verdickungen auf, wobei gleichzeitig Laengsfurchen ueber die Schaftoberflaeche verlaufen (Figur 2). Der Querschnitt der Borsten ist von voellig unregelmaessiger Gestalt. Die erfindungsgemaessen Borsten koennen als Besteckmaterial fuer alle branchenueblichen Erzeugnisse verwendet werden, beispielsweise fuer Ring- und Lackierpinsel, Rasierpinsel, Deckenbuersten, Rosshaarbesen.Synthetic bristles for brushes, brushes and brooms with a filament count of 8 to 30 tex based on polyacrylonitrile. The products made of the bristles should be equivalent to those made of natural bristles and in addition to a general high utility value in particular have a high Farbflottehaltevermoegen. The task was a special design of the shape of the individual bristles. The bristles have bead-like or bead-like thickening at intervals, at the same time longitudinal grooves run over the shaft surface (FIG. 2). The cross section of the bristles is of completely irregular shape. The bristles according to the invention can be used as cutlery material for all industry-standard products, for example, for ring and paint brush, shaving brush, Deckenbuersten, horsehair paint.
Description
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Synthetische Borsten für Pinsel, Bürsten und BesenSynthetic bristles for brushes, brushes and brooms
Die Erfindung betrifft synthetische Borsten auf Basis von Polyacrylnitril, die als Besteckmaterial für Pinsel, Bürsten oder Besen geeignet sind.The invention relates to synthetic bristles based on polyacrylonitrile, which are suitable as cutlery material for brushes, brushes or brooms.
Hochwertige Pinsel, Bürsten oder Besen bestehen heute noch aus ITaturborsten. Pur Pinsel und Bürsten sind dies vorwiegend Schweineborsten, daneben für bestimmte Artikel, wie Rasierpinsel, auch Dachshaar, ferner Rinderhaare und andere, für Besen fast ausschließlich Roßhaar· Da ITaturborsten heute nur noch in begrenztem Umfang zur Verfügung stehen und aur Befriedigung des Bedarfs, keineswegs mehr ausreichen, werden bereits seit längerer Zeit Borsten durch synthetische LIaterialien auf Basis thermoplastischer Polierer substituiert· Die ITachteile gegenüber den ! Taturborsten sind allerdings erheblich, und es hat nicht an Versuchen gefehlt, die Qualität der synthetischen Borsten durch bestimmte I.Iodif i^ierungen zu verbessern. Diese Verbesserungen zielen sowohl auf die mechanischen Eigenschaften ab (Geschmeidigkeit, Pormstabilität), als auch auf solche Eigenschaften, die mit dem Farbaufnähme- und Parbhaltevermögen und der Streichfähigkeit ausammenhängen.High quality brushes, brushes or brooms are still made of ITatur bristles today. For brushes and brushes, these are mainly pig bristles, in addition to certain items, such as shaving brush, badger hair, bovine hair and others, for broom almost exclusively horsehair · Since ITaturborsten today only to a limited extent available and aer satisfying the need, by no means sufficient, bristles are already substituted for a long time by synthetic materials on basis of thermoplastic polisher · The ITachteile opposite the! Natural bristles are, however, considerable, and there has been no lack of attempts to improve the quality of the synthetic bristles by means of certain iodides. These improvements are aimed at both the mechanical properties (smoothness, form stability) and those properties associated with color-receptivity and parability and spreadability.
Während die Abnutzung der eingesetzten polymeren Materialien gegenüber Haturborsten im allgemeinen geringer ist, muß eingeschätzt werden, daß die für den Gebrauch entscheidenden Qualitätsmerkraale bisher nicht in befriedigender Weise nachgestellt werden konnten. Als einen Hauptmangel erkannte man die zu glatten Faserscliäfte der künstlichen Borsten (vgl« DE-PS 1 2o5 o51)· Die wichtigsten vorgenommenen Modifizierungen bestehen daher neben einer Spitzenverfeinerung in bestimmten Gestaltungen des Borstenquerschnittes, wodurch die Schaftoberfläche gegenüber der regulären zylindrischen Form vergrößert wird und zur Flüssigkeitsspeicherung besser geeignet gemacht werden soll«. Außer schon langer bekannten kreuz- und sternförmigen Querschnitten werden hierfür flügelförrnige Querschnitte vorgeschlagen (D3 - OS 2 2o6 9o1).While the wear of the polymeric materials used is generally lower than natural bristles, it is to be appreciated that the quality crumbs critical for use have not yet been satisfactorily replicated. One of the main deficiencies was the too smooth fiber cleavage of the artificial bristles (see DE-PS 1 2o5 o51). The most important modifications made therefore consist in addition to a tip refinement in certain shapes of the bristle cross section, whereby the shaft surface is enlarged compared to the regular cylindrical shape and Liquid storage should be made more suitable «. Except for long known cross- and star-shaped cross-sections wing-shaped cross-sections are proposed for this purpose (D3 - OS 2 2o6 9o1).
In der DS - PS 1 2o5 o51 wird eine Borste vorgeschlagen, die eine in ihrer Längsrichtung zunehmende Querschnittsabflachung aufweist. Einen anderen Weg beschreitet die DS - PS 9o6 444, die die Fähigkeit zur Farbhaltung des Besteckmaterials dadurch zu erreichen sucht, daß die Borsten über Teile ihrer Länge miteinander verklebt sind, wodurch Hohlräume geschaffen v/erden.In DS - PS 1 2o5 o51 a bristle is proposed which has a cross-sectional flattening increasing in its longitudinal direction. Another approach is taken by DS-PS 9o6 444, which seeks to maintain the inking ability of the cutlery material by bonding the bristles together over portions of their length, thereby creating voids.
Andere Modifizierungen betreffen die Auswahl geeigneter Polymermaterialien, als Ausgangsbasis für die Borstenherstellung. Unter dem Aspekt günstiger mechanischer Eigenschaften (Spitzenverfeinerung, Steifigkeit) ist hier besonders das Polybutylen-1,4-terephthalat bekanntgeworden (D3 - A3 1 963 766). ITeuerdings wurden auch Akrylnitrilcopolymerisate vorgeschlagen, die an der Polymerkette hydrophile Gruppen in Form von einpolymerisierten Sulfonsäuren enthalten und hierdurch eine gegenüber den thermoplastischen Polymerisaten wesentlich verbesserte Benetz- · barkeit aufweisen (DE - 03 26 26 577).Other modifications concern the selection of suitable polymeric materials as a basis for bristle production. From the point of view of favorable mechanical properties (peak refinement, rigidity), in particular polybutylene-1,4-terephthalate has become known (D3-A3 1 963 766). However, acrylonitrile copolymers have also been proposed which contain hydrophilic groups in the form of copolymerized sulfonic acids on the polymer chain and thus have a significantly improved wettability compared to thermoplastic polymers (DE-03 26 26 577).
Generell muß eingeschätzt werden, daß es mit den verschiedenartigen Modifizierungen der thermoplastischen KunststoffIn general, it has to be estimated that with the various modifications of the thermoplastic
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borsten bis heute nicht gelungen ist, die Eigenschaften in gewünschter.! Ließe an die der natürlichen Borsten anzunähern und den ständig erhöhten Kauferansprücaen an die Qualitäten der Pinsel-, Bürsten- und Besensortimente su genügen. Geschmeidigkeit, Pormstabilität, Parbflottenaufnähme- und -haltevermögen sowie Streichfähigkeit der aus synthetischen Borsten bestehenden Erzeugnisse sind unzureichend. Bein: nialermäßigen Gebrauch kor.imt es zug Auseinanderspreizen der Borsten, zu ungenügender Farbdeckung und zu Streifigkeit des Anstrichs. Bei einer Substitution von Roßhaar in Besen kommt es auf Grund der elastischen Eigenschaften der thermoplastischen Pöl3/r.iermateriaiien zu einen: sehr schlechten Kehreffekt, indem . die zusammengekehrten Schnutzteilchen durch das Zurückfedern der Borsten immer wieder auseinander gespritzt werdenβBristle to date has not succeeded in the properties in the desired.! Would approach the natural bristles and meet the ever increasing buyers claims to the qualities of brush, brush and broom assortment su. The suppleness, form stability, parabolic entrainment and retention properties and spreadability of the synthetic bristle products are inadequate. Leg: Nial-like use makes it difficult to spread the bristles, insufficient ink coverage, and streakiness of the paint. Substitution of horsehair in brooms results in a very bad impact effect due to the elastic properties of the thermoplastic polymer materials. the swept particles are repeatedly sprayed apart by the springback of the bristles
Bezüglich der bereits vorgeschlagenen Akr^lnitrilcopol:,7-merfasern ist festzustellen, dai3 der hydrophile Effekt der enthaltenen SuIfonatgruppen bei gröberen Titern nichtWith regard to the previously proposed Akr ^ lnitrilcopol :, 7 -merfasern be noted dai3 the hydrophilic effect of the sulfonate groups contained in coarser titres not
δο mehr ausreicht, um ein gutes Y/asser- bzwo Farbflotteaufnahmevermögen zu gewährleisten. Bei Feinheiten von über S tex ist dieser Effekt nicht mehr in erforderlichen ließe zu beaerkeru Darüber hinaus kommt diese Eigenschaft bei Verarbeitung nichtwäßriger Uedien, wie z.B. von Ölfarben oder in organischen Lösungsmitteln gelösten Lacken, ohnehin nicht zur Geltung. Andererseits machen sich gewisse ilachteile der mechanischen Eigenschaften der Polyakr:/lnitrilfasern bemerkbar, die aus ihrer Sprödigkeit resultieren und die sich insbesondere in ihrer Biegeempfindlichkeit und Bruchanfälligkeit äußern. Es ist daher nur möglich, die Ρ,οΐτ/akrylnitrilfasern in Liischungen mit anderen I.Iaterialien, wie anderen künstlichen Borsten oder llaturborsten einzusetzen, wobei auch dieser Einsatz aus den Gründen der mechanischen Eigenschaften auf Peinheiten bis zu etwa 8 tex beschrankt ist.δo more sufficient to ensure a good Y / asser- bzwo Farbflottbehnehmvermögen. With subtleties above S tex, this effect is no longer necessary. Furthermore, this property occurs when processing non-aqueous udders, e.g. of oil paints or in organic solvents dissolved paints, anyway not to advantage. On the other hand, certain disadvantages of the mechanical properties of the polyacrylonitrile fibers are noticeable, which result from their brittleness and which manifest themselves in particular in their bending sensitivity and susceptibility to breakage. It is therefore only possible to use the acrylonitrile fibers in mixtures with other materials, such as other artificial bristles or natural bristles, and for reasons of mechanical properties also this insert is limited to P-units of up to about 8 tex.
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Das Ziel der Erfindung besteht darin, auf Basis von synthetischen Produkten gefertigte Pinsel, Bürsten und Besen zur Verfügung zu stellen, die entsprechenden llaturhaar-The object of the invention is to provide brushes, brushes and brooms produced on the basis of synthetic products, the corresponding natural hair
1oo Erzeugnissen gleichwertig bzw. überlegen sind. Die für den jeweiligen Verwendungszweck entwickelten Gebrauchseigenschaften der Erzeugnisse, insbesondere auch das Farbflottehalteverciögen für wäßrige und nichtwäßrige Medien bei Ealermäßigem Gebrauch, sollen höchsten An-Sprüchen genügen.1oo products are equivalent or superior. The performance properties of the products developed for the respective intended use, in particular the Farbflottehalteverciögen for aqueous and non-aqueous media with Ealermäßigem use, should meet the highest standards.
Darlegung des Wesens der Erfindung Explanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Speicherfähigkeit des Besteckciaterials für Flüssigkeiten durch eine besondere Modifizierung der Einzelborsten entschei-11o dend zu erhöhen. Hierzu war der Gestaltung der innerhalb des Bestecks parallel nebeneinander angeordneten Borstenschäfte besonderes Augenmerk zu widmen. Daneben mußten gute mechanische Eigenschaften des Besteckmateriais, wie Geschmeidigkeit und Biegesteifigkeit, gewährleistet v/erden.The invention has for its object to increase the storage capacity of Besteckciaterials for liquids by a special modification of the individual bristles decided do-11o. For this, the design of the bristle shafts arranged parallel to each other inside the cutlery had to be given special attention. In addition, good mechanical properties of the cutlery material, such as suppleness and flexural rigidity, had to be ensured.
Erfindungsgemäß weisen die Borstenschäfte synthetischer Borsten wulstförraige und/oder perlonartige Verdickungen auf, die über die Länge der einzelnen Schäfte in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen verteilt sind. Die Querschnitte dieser Borsten weisen völlig unregelmäßigeAccording to the invention, the bristle shafts of synthetic bristles have bead-shaped and / or perlon-like thickenings which are distributed over the length of the individual shafts at regular or irregular intervals. The cross sections of these bristles are completely irregular
12o Gestalt auf, eine Zuordnung zu einer bestimmten geometrischen Figur ist nicht möglich. Die Formen reichen von unregelmäßigen Vielecken bis au gelappten und ausgebuchten Formen, wobei die Querschnittsbilder verschiedener Einzelborsten untereinander ungleichartig gestaltet sind.Shape up, an assignment to a certain geometric figure is not possible. The shapes range from irregular polygons to lobed and fully booked forms, the cross-sectional images of different individual bristles are designed to be dissimilar.
Gleichzeitig ist die Oberfläche der Borstenschäfte mit in Längsrichtung verlaufenden Furchen versehen.At the same time, the surface of the bristle shafts is provided with furrows running in the longitudinal direction.
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Die Gestaltung der einzelnen Borste wird in voller Deutlichkeit bei Betrachtung nit Hilfe eines ilikroskops sichtbar, v;obei man den bildlichen Eindruck eines knorrigenThe design of the individual bristle becomes clearly visible when viewed with the aid of a microscope, giving the impression of being a gnarled one
13o Baumstammes erhält. Die Borsten besitzen eine Reinheit von 8 bis 3o tex, insbesondere von 8 bis 2o tex. Ihrer stofflichen Beschaffenheit nach bestehen sie aus Polymerisaten oder Copolymerisaten des Acrylnitril, die sich mindestens au 8o IJasse->j aus Acrylnitril zusammensetzen.13o tree trunk receives. The bristles have a purity of 8 to 3o tex, especially from 8 to 2o tex. They consist of polymers or copolymers of acrylonitrile which are composed at least of acrylonitrile.
Als Cononomerbestandteile kommen bekannte alt Acrylnitril copolymerisierbare Verbindungen in Frage, wie beispielsweise Alkylacrylate, Vinylester, Halogenalkene und dergleichen.Suitable cononomer constituents are known compounds which can be acrylonitrile-copolymerizable compounds, for example alkyl acrylates, vinyl esters, halogenoalkenes and the like.
Die erfindungsgemäßen Borsten werden in Besteckaaterialien ' für Pinsel, Bürsten oder Besen in Anteilen von 25 bisThe bristles of the invention are used in cutlery materials for brushes, brushes or brooms in proportions of 25 to
14o 1oo % eingesetzt. Sie können neben natürlichen oder künstlichen Borsten bekannter Art verarbeitet werden. Bei der dichtgefügten Anordnung der Borsten in Pinselkopf oder in den Haarbüscheln einer Bürste kommt es infolge der besonderen Gestaltung der Borstenelemente bei Gebrauch zur Ausbildung winziger kammerartiger Hohlräume, die eine überraschend große HeTL[ZQ von Plüssigkeit beliebiger Art aufnehmen und speichern. Beim Verstreichen erfolgt eine kontinuierliche Abgabe der gespeicherten !Flüssigkeit, wobei bis zur Erschöpfung ein satter und gleichmäßiger.Strich ge-14o used 1oo % . They can be processed next to natural or artificial bristles of known type. In the tightly arranged arrangement of the bristles in the brush head or in the hair tufts of a brush, due to the particular design of the bristle elements, in use, tiny cavity-like cavities form which accommodate and store a surprisingly large amount of liquid of any kind. When spreading takes place, the liquid stored is continuously dispensed, whereby a rich and uniform texture is created until exhaustion.
15o währleistet ist β Diese Wirkung ist, graduell abgestuft, auch bei solchen Pinsel- und Bürstenartikeln zu verzeichnen, die nur zx einem Teil aus erfindungsgemäß gestalteten Polyacrylnitrilborsten bestehen. Die Speichereigenschaften teilen sich auch noch bei einem Anteil von etwa Y4 der Besteckaischung dem arbeitenden Pinselkopf mit.This effect is gradually graded, even in the case of brush and brush articles which only consist of a part of polyacrylonitrile bristles of the invention. The storage properties are also shared with a share of about Y4 of the cutlery mixture the working brush head.
Die Borsten besitzen daneben hervorragende Geschmeidigkeitsund Dlastizitätseigenschsften, die auch bei Dauergebrauch erhalten bleiben. Aus den Borsten gefertigte Pinsel besitzen einen hervorragenden Schluß, so daß sie bei kontinuierlichIn addition, the bristles have excellent suppleness and elasticity properties which are retained even during long-term use. Brushes made from the bristles have an excellent finish, so they are continuous
1öo erhöhtem Auflagedruck nicht in die Breite ausbrechen.Do not break out in the width 1o increased contact pressure.
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Letztere Aspekte wirken sich insbesondere auch bei Artikeln vom Haart?/p, beispielsweise bei Besen, günstig aus.The latter aspects also have a positive effect, in particular with articles from the hair t / p, for example with brooms.
Erfindungsgemäße Borsten können nach einem Spinnverfahren gewonnen werden, das in der DD - PS 142 289 offenbart ist. Die Verarbeitung der Boraten zu Pinseln, Bürsten oder Besen erfolgt ohne besondere zusätzliche Aufwendungen oder Hilfsmittel in bekannter Weise»Bristles of the invention can be obtained by a spinning process disclosed in DD - PS 142 289. The processing of borates to brushes, brushes or brooms is done without any special additional expenses or aids in a known manner »
Aus führ un^sbei 3 pi elOut of hand 3 pi el
In der augehörigen Zeichnung sind verschiedene Sinael-17o borsten in mikroskopischer Vergrößerung dargestellt. Figur 1 zeigt die Uarisse einiger Querschnitte, die völlig regellose Formen aufweisen. Figur 2 zeigt die Borsten in der Längsansicht· Die Schaftverdickungen umfassen zum Teil den ganzen Umfang des Schaftes (sogenannter "Wulst")* was daran sichtbar wird, dai3 bei einer Drehbewegung der Borste up; ihre Achse die betrachtete Verdickung beidseitig sichtbar bleibt. Zum Teil befinden sich die Verdlckungen auch nur an einer Seite des Schaftes (sogenannte "Perle"), daran erkennbar, dgi3 die betrachtete Verdickung bei axialer Drehbewegung verschwindet bzw. an der Gegenseite auftaucht. In Verbindung mit der sichtbaren Oberflächenfurchung wird der "Baumstaraacharakter" des Borstenschaftes deutlich.In the accompanying drawing various Sinael-17o bristles are shown in microscopic magnification. Figure 1 shows the Uarisse of some cross-sections, which have completely random shapes. FIG. 2 shows the bristles in longitudinal view. The shank thickenings partly cover the entire circumference of the shank (so-called "bead") * which becomes visible when the bristle is up; their axis the viewed thickening remains visible on both sides. In part, the scratches are only on one side of the shaft (so-called "pearl"), it can be seen that dgi3 the considered thickening disappears during axial rotation or emerges on the opposite side. In connection with the visible surface furrow the "tree stare character" of the bristle shaft becomes clear.
Beim Eintauchen eines aus derartigen Borsten gefertigten Pinsels in eine Farbflüssigkeit schmiegen sich die im Bestreckmaterial vereinten Borstenschäfte, begünstigt durch die gezahnte oder gelappte Querschnittsfora, eng zusammen· Durch die Schaftverdickungen v/erden andererseits mikroskopische "Kammern" gewahrt, die durch Kapillarkräfte 19o eine Speicherwirkung für' die Farbflüssigkeit entfalten,When a brush made of such bristles is immersed in a color liquid, the bristle shafts united in the stretch material nestle together, favored by the toothed or lobed cross-sectional shape. The shank thickenings, on the other hand, ensure microscopic "chambers" which have a storage effect by capillary forces 19o 'unfold the color liquid,
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und ein vorschnelles Auslaufen der Farbe verhindern. Durch die Furchung der Schaftoberflächen wird eine kontinuierliche und gleichmäßige Flüssigkeitsabgabe bis aur Erschöpfung des Flüssigkeitsvorrats im Besteckraaterial gewährleistet· Durch das Zusammenwirken der Gestaltungs-□erkmale werden optimale Eigenschaften eraielt, die sogar natürliche Borsten übertreffen, wie aum Beispiel der folgende Farbabgab.etest erkennen läßt.and prevent premature color bleeding. Through the corrugation of the stem surfaces, a continuous and even fluid delivery is ensured until the liquid supply in the cutlery material is exhausted. The interaction of the design characteristics results in optimum properties that even exceed natural bristles, as can be seen in the following color release test, for example.
Hierau wurden 3 Ilaler-Pringpinsel gleicher Dimensionierimg 2oo aus verschiedenen Besteckmaterialien miteinander verglichen· Die Pinsel wurden für jeweils 1o s bis aur gleichen 'Tiefe in Ölfarbe getaucht und jeweils von der gleichen Testperson abgestreift» Bei der Ausführung eines linearen Striches wurden folgende Durchschnittswerte vermessen, bis zu denen ein einwandfreier, gleichmäßig deckender Farbauftrag erfolgt:Here were 3 Ilaler-Pringpinsel same Dimensionierimg 2oo compared from different cutlery materials · The brushes were dipped for 1o s to the same 'depth in oil paint and each stripped by the same subject »In the execution of a linear stroke, the following averages were measured until to which a perfect, uniform opaque color application takes place:
Schweineborste: 85 crnPork bristle: 85 crn
Fv-C-Borste: 55 cmFv - C-bristle: 55 cm
erfinduiigsgemäße ?AiT-3orste: 145 cnAccording to the invention, AiT-3orste: 145 cn
ο Die Borsten können in üblicher Weise au Fertigartikeln verarbeitet werden.ο The bristles can be processed in the usual way on finished articles.
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