DE1110133B - Buerste mit einem Kunststoffborstenbesatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Bürsten mit einem Kunststoffborstenbesatz.

Die Borsten bei bekannten Bürsten mit einem Kunststoffborstenbesatz können z. B. aus Celluloseestern, wie Celluloseacetat oderCelluloseacetobutyrat, aus Kohlenwasserstoffpolymeren, wie Polystyrol oder Polyäthylen, aus Polyvinylverbindungen, wie Polyvinylacetat oder Polyvinylchlorid, oder aus Polyamiden bestehen.

Es ist ferner bekannt, das synthetische Borstenmaterial solcher Bürsten mit Farbstoffen oder ähnlichen Zusatzstoffen oder auch mit Zusatzstoffen zu durchsetzen, die auf die zu bürstende Unterlage eine Schleif- oder Polierwirkung ausüben.

Die Bürste gemäß der Erfindung besitzt ebenfalls einen solchen Kunststoffborstenbesatz und ist dadurch gekennzeichnet, daß sie Borsten aus einem Polymerisat oder Mischpolymerisat des Tetrafluoräthylens aufweist.

Vorzugsweise dient als Werkstoff für die Borsten der erfindungsgemäßen Bürsten Polytetrafluoräthylen oder ein Mischpolymerisat aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen.

Es ist an sich bekannt, geformte Gebilde, wie Fäden, Filme oder Bänder, aus Polytetrafluoräthylen herzustellen; Bürsten, deren Borsten aus diesem Material bestehen, waren jedoch noch unbekannt.

Die erfindungsgemäßen Bürsten besitzen außer einer vorzüglichen mechanischen Beschaffenheit die besondere Eigenschaft, auf die gebürstete Fläche einen Film von mehrmolekularer Stärke zu übertragen, der fest an der gebürsteten Fläche anhaftet und ihr unabhängig davon, ob sie eine regel- oder unregelmäßige Gestalt hat, viele der besonderen Eigenschaften des Polymeren, wie Trockenschmierung, Klebstoffabweisung und hydrophobe Beschaffenheit, verleiht und die Oberfläche gegen Korrosion schützt.

Die Herstellung der Borsten kann nach beliebigen bekannten Verfahren absatzweise oder kontinuierlich erfolgen. Bei denjenigen Verwendungszwecken, für die eine flexible Borste wirksam ist, verwendet man das Polytetrafluoräthylenharz als solches in Form einer Borste mit einem Durchmesser von 0,5 mm oder weniger. Wenn eine steifere Borste benötigt wird, trägt man das Harz auf einen steifen, es stützenden draht- oder rutenförmigen Träger, wie z. B. einen Faden oder Draht aus Stahl, Kupfer, Aluminium, Silber, Platin, vergarnte Glasfaser oder einem geeigneten Metall auf, das im überzogenen Zustand die für die Bürste erwünschte Ermüdungsfestigkeit besitzt, oder aber das Harz wird auf ein synthetisches Material entsprechender physikalischer Festigkeit auf-

Anmelder:

E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt, München 27, Gaußstr. 6

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 20. Januar 1958

William Alfred Franta, Pembrey, Wilmington, Del.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

getragen, das seine Form während des Überzugsvorganges beibehält. Für die Bürstbehandlung verhältnismäßig weicher Flächen soll der Träger aus einem Material bestehen, das wesentlich weicher als das zu bürstende Material ist, so daß der Träger und sein Überzug verschleißen, oder das Substrat zu verkratzen. (Ein zum Überziehen von Metalldrähten mit Tetrafluoräthylenharz geeignetes Verfahren ist in der USA.-Patentschrift 2 685 707 beschrieben.)

Die Steifheit und Abriebfestigkeit der Borsten werden erhöht, wenn man den Polytetrafluoräthylenharzen Zusätze, wie gepulvertes Glas, Ton Molybdänsulfid, Graphit, Gasruß, flaumige Mineralfaser (vgl. Römpp, »Chemielexion«, Stuttgart, 1958, Bd. I, S. 1462, rechte Spalte, erstes Stichwort), Asbest, Talkum usw. einverleibt. Die Zusätze sind in Mengen von mehr als I⁰/o wirksam, aber Mengen von mehr als 50% verringern die Zähigkeit des Fadens zu stark (10 bis 25*/o stellen eine sehr geeigneten Mengenbereich dar).

Die Erfindung umfaßt außer Borsten aus Polytetrafluoräthylen auch solche aus Mischpolymeren des Tetrafluoräthylens mit anderen Vinylverbindungen, wie den Perfluorolefinen und den Perfluorchlorolefinen, z. B. Trifluorchloräthylen, Tetrafluoräthylen, Perfluorbutadien, Difluordichloräthylen, einschließlich sowohl CF₂ = CCl₂ als auch CFCl = CFCl, Perfluorpropen, Perfluormonochlorbuten u. dgl.

Die Übertragung des Polymerfilms von der Borste auf die Behandlungsfläche erfolgt bei einigen Flächen rascher als bei anderen und von dem nicht gesinterten

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Polytetrafluoräthylenharz rascher als von dem gesinterten Harz. Zum Beispiel nehmen Metallflächen, wie diejenigen von Stahl, Kupfer, Aluminium, Messing und Weißmetallegierungen, und andere Metallflächen beim Bürsten rasch einen Film auf. Polytetrafluoräthylenharzfilme können auf die verschiedensten Stoffe, wie Glas, Holz, Hartkunststoffe, z. B. Phenol-, Melamin- oder Nylonharze, übertragen werden. Bei einem Überstreichen einer Bürste über solche Flächen wird auf dieselben ein Film etwa monomolekularer Dicke übertragen.

Die auf Trägern befindlichen oder die trägerlosen Borsten werden auf die Längen geschnitten, die für die betreffende Bürste geeignet sind. Wenn gewünscht, kann eine Borste mit an der Spitze weggenommenem Träger erhalten werden, indem man das Arbeitsende der Borste in ein Lösungsmittel für den Träger taucht, das einen Nichtlöser für das Polymere darstellt, z. B. bei einem aus Stahl oder Kupfer bestehenden Träger in wäßrige Salpetersäure, bei einem aus Aluminium bestehenden Träger eine wäßrige Ätzalkaülauge. Wenn gewünscht, kann die Borste einen kreisförmigen oder unregelmäßigen Querschnitt aufweisen, der in Borstenlängsrichtung gleich sein oder von Borstenende zu .Borstenende abnehmen kann. Diese Borstenformen können nach bekannten Verfahren hergestellt werden.

Nachfolgend wird eine besondere Methode zur Anordnung der Borsten beschrieben, aber es können auch andere Verfahren Anwendung finden. Die Bürsten werden vorzugsweise unter Verwendung verfügbarer automatischer Vorrichtungen mit den Borsten besteckt. Mehrere Borsten werden zusammen unter Bildung des sogenannten Borstenbündels in im Bürstenkörper befindliche Löcher eingefügt. Die Bürste wird auf diese Weise aus einer Anzahl von Borstenbündeln aufgebaut, die in entsprechenden Löchern verankert sind, die — gewöhnlich geometrisch regelmäßig — über die Fläche des Bürstenrückensverteiltsind(vgl.USA.-Patentschrift2298156). Nach Einsetzen aller Büschel schneidet man dieselben gewöhnlich auf vorbestimmte Längen und schrägt auch für Sonderzwecke jedes Büschel unter Erzielung einer kegelig geformten Spitze ab. Nach dem Beschneiden oder Abschrägen kann in der oben beschriebenen Weise die Behandlung der Borstenenden erfolgen. Diese Beschneide- und Fertigungsbehandlungen verbessern das Aussehen und den Gebrauchswert der Bürsten. Die Befestigung der Borstenbündel an der Bürste kann nach bekannten Verfahren und unter Verwendung geeigneter Klebstoffe zur Festlegung der Borste an dem Bürstenkörper erfolgen.

Die Bürsten und/oder Borsten gemäß der Erfindung werden zur Verbesserung ihres Aussehens geformt oder behandelt. Das Polytetrafluoräthylenharz kann z. B. durch Zusatz von etwa 1% oder weniger eines Pigmentes gefärbt werden. Ebenso kann man den bei der Herstellung von Drehware verwendeten Draht vor dem Eindrehen der Borsten mit einem Polyamid überziehen und nach der Festlegung der Tetrafluoräthylenpolymerborsten die fertiggestellte Bürste in eine Farbstofflösung tauchen, die ein Lösungsmittel enthält, bei dessen Verdampfung sowohl der Polyamidüberzug auf dem Draht als auch die eingedrehten Borsten in gefärbtem Zustand hinterbleiben.

Die Vielseitigkeit des Polytetrafluoräthylenharzes als Konservierangs- und Trockenschmiermittel ist bekannt (vgl. Bericht PB 121161 über Versuche der U. S. Navy »Thin Films of Polytetrafluoroethylene Resin [Teflon] as Lubricants and Preservative Coating for Metals«). Eine Bürste mit Borsten aus Polytetrafluoräthylenharz überträgt einen Harzfilm, der als Konservierungs- und Trockenschmiermittel wirkt, den Reibungskoeffizient der gebürsteten Fläche herabsetzt, die Oberflächen wasserabweisend macht und die Wahrscheinlichkeit verkleinert, daß sie durch Anhaften von Fremdstoffen verschmutzt wird oder Schäden erleidet. Mit den erfindungsgemäßen Bürsten werden auf den gebürsteten, regel- und/oder unregelmäßig gestalteten Körpern leicht dünne Filme erzeugt, die ausreichen, um ihre Oberflächeneigenschaften beträchtlich zu verbessern. Darüber hinaus arbeiten unregelmäßig gestaltete Oberflächen mechanischer Teile, die mit der erfindungsgemäßen Bürste gebürstet wurden, glatter und mit weniger Reibung, die Reibungsabnutzung der Teile wird vermieden und die Notwendigkeit beseitigt, mechanische Teile »einlaufen lassen« zu müssen.

Claims (5)

Patentansprüche :

1. Bürste mit einem Kunststoffborstenbesatz, dadurch gekennzeichnet, daß sie Borsten aus einem Polymerisat oder Mischpolymerisat des Tetrafluoräthylens aufweist.

2. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Borsten aus Polytetrafluoräthylen aufweist.

3. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Borsten aus einem Mischpolymerisat von Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen aufweist.

4. Bürste nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten sich in an sich bekannter Weise auf draht- oder fadenartigen Trägern befinden.

5. Bürste nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten ein Zusatzmittel in Mengen von 1 bis 50 Gewichtsprozent enthalten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 697135, 928 544,
938 508, 1014964.

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