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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen Pinsel zum Auftragen eines Beschichtungsmaterials.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Herkömmliche
Pinsel verwenden typischerweise Chemiefaser-Monofilamente von herausragender
Qualität,
verlässlicher
Verfügbarkeit
und dergleichen als Borsten. Solche herkömmlichen Pinsel, die Chemiefasern
verwenden, besitzen Borsten, die ausschließlich aus geraden Monofilamenten
bestehen.
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Jedoch
kann ein herkömmlicher
Pinsel, der, wie oben beschrieben, nur gerade Borsten besitzt, nur
eine kleine Menge an Beschichtungsmaterial aufnehmen und festhalten.
Dies kann der Grund dafür sein,
dass bei geraden Borsten die Monofilamente in engen Kontakt zueinander
kommen und auf diese Weise den Raum zur Aufnahme des Beschichtungsmaterials
zwischen den Monofilamenten verringern.
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Bei
einem solchen Pinsel führt
die Aufnahme einer kleinen Menge des Beschichtungsmaterials natürlich zu
einer verringerten Abgabe, die es wiederum erforderlich macht, zum
Auftragen des Beschichtungsmaterials auf eine einzige Fläche den
Pinsel viele Male wiederholt in das Beschichtungsmaterial einzutauchen.
Infolgedessen entsteht das Problem einer extrem schlechten Arbeitseffizienz.
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Der
in dem ungeprüften
japanischen Gebrauchsmuster 6-7983 offenbarte Pinsel ist als ein Pinsel
bekannt, der dieses Problem überwindet.
Dieser herkömmliche
Pinsel hat gerade Borsten, von denen jede in ihrer Oberfläche gebildete
Vertiefungen besitzt, so dass das Beschichtungsmaterial in den Vertiefungen
festgehalten wird, um die aufgenommene Menge zu erhöhen.
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Jedoch
kann die Bildung von Vertiefungen in der Oberfläche der geraden Borsten es
nicht ermöglichen,
eine zufriedenstellende Menge des Beschichtungsmaterials aufzunehmen.
Dies liegt daran, dass, da ein Monofilament von Natur aus dünn ist,
auch bei der Bildung von Vertiefungen in einem solchen dünnen Monofilament
der durch die Vertiefungen geschaffene Raum nicht so groß wie erwartet
ist, was zu einer geringeren Zunahme der von jedem Monofilament
festgehaltenen Menge an Beschichtungsmaterial führt. In jedem Fall haben die
herkömmlichen Pinsel,
die nur gerade Borsten besitzen, das Problem, dass nicht sichergestellt
werden kann, dass eine hinreichende Menge Beschichtungsmaterial aufgenommen
wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Pinsel bereitzustellen,
der imstande ist, eine ausgezeichnete Bündelung der Borsten aufrechtzuerhalten,
sicherzustellen, dass eine genügende
Menge an Beschichtungsmaterial aufgenommen und gehalten wird und
eine genügende
Menge freigesetzt wird, und bei der Beschichtungstätigkeit
eine hervorragende Arbeitseffizienz zu bieten.
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Ein
Pinsel mit erfindungsgemäßen Borsten ist
dadurch gekennzeichnet, dass die Borsten gerade Chemiefaser-Monofilamente
und wellenförmige
Chemiefaser-Monofilamente enthalten.
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In
dem erfindungsgemäßen Pinsel
sind die wellenförmigen
Monofilamente in den Borsten in einem Anteil von 10 % bis 80 % im
Gemisch enthalten.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Pinsel
enthalten die Borsten die geraden Chemiefaser-Monofilamente, die wellenartigen Chemiefasern-Monofilamente
und Tierhaar.
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Erfindungsgemäß ermöglicht es
die Mischung gerader Monofilamente und wellenartiger Monofilamente,
die aufgenommene Menge an Beschichtungsmaterial zu erhöhen und
gleichzeitig eine hervorragende Bündelung der Borsten zu erhalten. Da
auf diese Weise die aufgenommene Menge an Beschichtungsmaterial
steigt, steigt die abgegebene Menge an Beschichtungsmaterial, was
zu einer Verbesserung der Arbeitseffizienz bei der Beschichtungstätigkeit
führt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines wellenförmigen
Monofilaments.
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2 ist
eine Tabelle, welche die Größenordnungen
der Monofilamente und die Anteile im Gemisch für jeden erfindungsgemäßen experimentellen Pinsel
darstellt.
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3 ist
eine Vorderansicht eines Pinsels.
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4 ist
eine Tabelle, welche die Ergebnisse des Experimentes 1 darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ein Pinsel
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Pinsel ist mit einem
Borstenbündel ausgestattet,
das aus einem Gemisch gerader Monofilamente aus Chemiefaser und
wellenartiger Monofilamente aus Chemiefaser besteht.
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Zum
Beispiel kann Polybutylenterephthalat (PBT) verwendet werden, um
die Monofilamente für die
Borsten herzustellen. Die Art des Harzes kann unter Berücksichtigung
der Festigkeit oder dergleichen, die für die Verwendung des Pinsels
benötigt wird,
ausgewählt
werden. Wenn der Pinsel zum Auftragen eines wasserbasierten Beschichtungsmaterials
hergestellt wird, können
fast alle Harze verwendet werden. Wenn der Pinsel jedoch hergestellt
wird, um ein ölbasiertes
Beschichtungsmaterial aufzutragen, das ein Lösungsmittel umfasst, sind die
verfügbaren Harze
auf diejenigen beschränkt,
die von dem Lösungsmittel
nicht beeinträchtigt
werden.
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Die
wellenförmigen
Filamente in dieser Ausführungsform
bezeichnen Filamente, die, wie in 1 dargestellt,
in einer wellenförmigen
Konfiguration ausgebildet sind. Zur Herstellung der wellenförmigen Monofilamente
werden gerade Monofilamente aus Chemiefaser zwischen einem Paar
wellenförmiger
Bauteile bei einer Temperatur eingeklemmt, bei der das eingeklemmte
Monofilament in einem bestimmten Maß erweicht. Die so erhaltenen
wellenförmigen
Monofilamente und die geradlinigen Monofilamente werden gemischt,
um die in 3 dargestellten Borsten 1 zu
bilden.
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(Experimentelle Beispiele)
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Die
Experimente wurden an den Borsten 1 durchgeführt, die
aus einem Gemisch gerader Monofilamente und wellenförmiger Monofilamente,
wie oben beschrieben, bestanden.
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In
den Experimenten werden aus PBT hergestellte gerade Monofilamente
und aus PBT hergestellte wellenförmige
Monofilamente, die die Borsten 1 bilden, wie in 1 dargestellt,
verwendet, um die experimentellen Pinsel Nr. 1 bis Nr. 4 herzustellen, die
in der Tabelle in 2 gezeigt sind. Die Tabelle
in 2 zeigt Durchmesser und Länge jedes in den experimentellen
Pinseln Nr. 1 bis Nr. 4 verwendeten Monofilaments und die Anteile
jedes Monofilaments im Gemisch.
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In
der Spalte „Monofilamentkonfiguration" der Tabelle in 2 ist
die Konfiguration des wellenförmigen
Monofilaments, das dem Wellenbildungsprozess unterzogen wurde, als „wellenförmig" bezeichnet, und
die Konfiguration des geraden Monofilaments ist als „gerade" bezeichnet.
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Wie
aus der „Durchmesser"-Spalte ersichtlich,
haben alle in jedem experimentellen Pinsel verwendeten wellenförmigen Monofilamente
einen Durchmesser von 0,1 mm, und die in jedem experimentellen Pinsel
verwendeten geraden Monofilamente haben zwei Durchmesser, 0,1 mm
und 0,125 mm. Der Sinn einer Einbeziehung geraden Monofilamenten
mit einem Durchmesser von 0,125 mm liegt in der Bereitstellung einer
hohen Festigkeit für
die Borsten 1.
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Die
wellenförmigen
Monofilamente und die geraden Monofilamente wurden wie in den in
der Tabelle in 2 dargestellten relativen Anteilen
gemischt, um die Borsten 1 jedes der experimentellen Pinsel
Nr. 1 bis Nr. 4 herzustellen.
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Die
für jedes
Borstenbündel
verwendete Menge an Monofilamenten wurde so festgelegt, dass die
experimentellen Pinsel Nr. 1 bis Nr. 4 in der Größe des Bündels der Borsten 1 identisch
waren.
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Die
in 2 dargestellte Länge bezeichnet die Länge der
die Borsten bildenden Monofilamente. Wie in 2 zu sehen,
verwendet jeder der experimentellen Pinsel Nr. 1 bis Nr. 4 eine
Kombination von Monofilamenten verschiedener Länge. Auf diese Weise werden
die Monofilamente verschiedener Längen kombiniert, um die Borsten 1 herzustellen,
um auf diese Weise zu verhindern, dass die freien Enden der Monofilamente
sich ausbreiten, um eine verbesserte Bündelung des Borstenbündels zu
gewährleisten.
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An
die so hergestellten Borsten 1 wird ein Griff 2 befestigt,
um einen Pinsel herzustellen, wie in 3 dargestellt.
Die so hergestellten Borsten 1 haben am freien Ende eine
Breite W2, die größer ist
als die Breite am Griffende W1.
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Dann
werden die experimentellen Pinsel Nr. 1 bis Nr. 4 und ein herkömmlicher
Pinsel in ein wasserbasiertes Beschichtungsmaterial eingetaucht
und es werden die aufgenommene Menge und die freigesetzte Menge
für jeden
Pinsel gemessen. 4 zeigt die Ergebnisse der Messungen.
Die aufgenommene Menge bezeichnet das Gewicht des Beschichtungsmaterials,
das in den Borsten festgehalten wird, wenn die Borsten unter bestimmten
Bedingungen in das Beschichtungsmaterial eingetaucht werden. Die
freigesetzte Menge bezeichnet das Gewicht des Beschichtungsmaterials,
das von den Borsten auf die zu beschichtende Oberfläche freigesetzt
wird, wenn das in den Borsten festgehaltene Beschichtungsmaterial auf
die zu beschichtende Fläche
aufgetragen wird. Die aufgenommene Menge und die freigesetzte Menge
werden anhand der Veränderung
des Pinselgewichts gemessen.
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Der
herkömmliche
Pinsel hat ein Borstenbündel,
das nur aus aus PBT hergestellten geraden Monofilamenten besteht.
Die Dicke und Länge
des Borstenbündels
des herkömmlichen
Pinsels sind die gleichen wie die des experimentellen Pinsels Nr.
2.
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Wie
aus dem in der Tabelle in 4 dargestellten
Vergleich zwischen den experimentellen Pinseln und dem oben beschriebenen
herkömmlichen Pinsel
zu ersehen, sind die aufgenommene und die abgegebene Menge bei den
experimentellen Pinsel Nr. 1 bis Nr. 4 größer als bei den herkömmlichen
Pinseln. Insbesondere bedeutet der Umstand, dass die freigesetzte
Menge groß ist,
an, dass durch ein einziges Eintauchen des Pinsels in das Beschichtungsmaterial
eine große
Fläche
beschichtet wird. Demgemäß ermöglicht es
die Verwendung des erfindungsgemäßen Pinsels,
die Anzahl der Eintauchvorgänge des
Pinsels in das Beschichtungsmaterial im Vergleich zur Verwendung
des herkömmlichen
Pinsels zu verringern, um die Arbeitseffizienz beim Beschichten
zu erhöhen.
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Wie
oben beschrieben, kann gefolgert werden, dass der Grund, wieso die
von den experimentellen Pinseln Nr. 1 bis Nr. 4 aufgenommene Menge größer als
die des konventionellen Pinsels ist, darin besteht, dass die Wellen
des wellenförmigen
Monofilaments Lücken
in den Borsten schaffen, die geeignet sind, das Beschichtungsmaterial
zu halten, und das Beschichtungsmaterial in den Lücken festgehalten
wird.
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Es
kann daher gefolgert werden, dass der Grund, warum die aus den experimentellen
Pinsel Nr. 1 bis Nr. 4 freigesetzte Menge größer als die des konventionellen
Pinsels ist, darin besteht, dass die Aufnahme einer großen Menge
zu einer Steigerung der abgegebenen Menge führt.
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Wie
aus den Ergebnissen in 4 ersichtlich, zeigt der experimentelle
Pinsel Nr. 4 mit dem höchsten
Anteil, 50 Prozent, der wellenförmigen
Monofilamente eine Steigerung der aufgenommenen Menge und der abgegebenen
Menge. Es kann hieraus gefolgert werden, dass mit der Steigerung
des Anteils wellenförmiger
Monofilamente das Volumen der Lücken
zwischen den Monofilamenten steigt, wodurch die in den Lücken gehaltene
Menge an Beschichtungsmaterial steigt, was wiederum die aufgenommene
Menge erhöht.
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Je
höher der
Anteil der wellenförmiger
Monofilamente ist, desto mehr sind die freien Enden der Borsten
ausgebreitet. Im Gegensatz hierzu wird, je höher der Anteil der geraden
Monofilamente ist, desto mehr die Ausbreitung der Borsten wirksam
verhindert, wodurch die Bündelung
verbessert wird. Die Ausbreitung der freien Enden der Borsten kann
die Beschichtungstätigkeit
schwierig machen. Wenn zum Beispiel das Beschichtungsmaterial auf
eine Fläche,
die nahe an der Grenze zwischen zwei beschichteten Flächen ist,
genau entlang der Grenzen aufgetragen wird, neigen die ausgebreiteten
Borsten dazu, die Grenze zu überqueren,
was dazu führt, dass die
Beschichtungsfläche
sich über
die Grenze hinweg erstreckt. Auf diese Weise ist ein Pinsel mit ausgebreiteten
freien Enden der Borsten schwierig zu verwenden. Wenn jedoch das
Beschichtungsmaterial schnell auf eine große Fläche aufgetragen wird, ist ein
Pinsel mit ausgebreiteten freien Enden nützlich.
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Somit
wird der Anteil der wellenförmigen
Monofilamente im Gemisch in Übereinstimmung
mit der beabsichtigten Verwendung wie gewünscht eingestellt.
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In
der Praxis variiert der geeignetste Anteil der wellenförmigen Monofilamente
im Gemisch mit der Viskosität,
der Oberflächenspannung
und dergleichen des verwendeten Beschichtungsmaterials, aber wenn
er mehr als 80 % beträgt,
können
die freien Enden der Borsten sich möglicherweise zu weit ausbreiten,
was zu geringerer Arbeitseffizienz führt. Wenn andererseits der
Anteil wellenförmiger
Monofilamente unter 10 % beträgt,
sinkt die aufgenommene Menge deutlich, was es erforderlich macht,
den Pinsel viele Male wiederholt in das Beschichtungsmaterial einzutauchen,
um die Fläche
zu beschichten. Demgemäß ergibt
sich, dass eine geeignete Zusammensetzung in einem Anteil wellenförmiger Monofilamente
am Gemisch von 10 % bis 80 % besteht.
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Weiterhin
wird unabhängig
von der Verwendung wellenförmiger
Monofilamente die Ausbreitung der Borsten verhindert, da die Borsten
gerade Monofilamente enthalten.
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Wenn überdies
bei den aus einem Gemisch wellenförmiger Monofilamente und gerader
Monofilamente, wie in dem experimentellen Pinsel Nr. 1 bis Nr. 4,
hergestellten Borsten der Anteil der geraden Filamente im Gemisch
verringert wird und an ihrer Stelle Tierhaar zugesetzt wird, in
anderen Worten, wenn wellenförmige
Monofilamente, gerade Filamente und Tierhaare miteinander vermischt
werden, ermöglicht dies,
die aufgenommene Menge an Beschichtungsmaterial weiter zu erhöhen.
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Zum
Beispiel wird die Hälfte
der geraden Monofilamente mit einem Durchmesser von 1 mm und einer
Länge von
65 mm des experimentellen Pinsels Nr. 1 durch Tierhaar ersetzt,
um Borsten mit einem Anteil von 20 % Tierhaar herzustellen. Diese
Borsten steigern die aufgenommene Menge um 20 % oder mehr gegenüber der
des experimentellen Pinsels Nr. 1, was zu einer Steigerung der freigesetzten
Menge führt.
Dies liegt daran, dass das Tierhaar Cutikulae auf seiner Oberfläche hat
und daher das Beschichtungsmaterial festhalten kann.
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Die
Tierhaar enthaltenden Borsten haben grundsätzlich den Vorteil, eine große Menge
an Beschichtungsmaterial aufzunehmen, aber auch die durch das Wasser
basierte Beschichtungsmaterial bedingten Nachteil des Verklebens.
Jedoch wird das Tierhaar mit den geraden Monofila menten und wellenförmigen Monofilamenten
aus Chemiefaser vermischt und zusammengebunden, wodurch verhindert wird,
dass sich die Tierhaare berühren
und verhindert wird, dass das Harz die Tierhaare miteinander verklebt.
Aus diesem Grund kann Tierhaar für
ein wasserbasiertes Beschichtungsmaterial verwendet werden.
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Wenn
jedoch der in den Borsten enthaltene Anteil an Tierhaar 50 % überschreitet,
können
die Tierhaare möglicherweise über einen
kurzen Zeitraum von dem Beschichtungsmaterial verklebt werden. Daher
ist der wünschenswerte
Anteil an Tierhaar kleiner oder gleich 50 %.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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Der
aus Chemiefasern hergestellte Pinsel ist imstande, eine Aufnahme
und Freisetzung genügender
Mengen an Beschichtungsmaterial bereitzustellen, um die Arbeitseffizienz
der Beschichtungstätigkeit
zu erhöhen.
Der Pinsel ist mit Borsten 1 ausgestattet, die aus einem
Bündel
von Chemiefasern-Monofilamenten bestehen, die wellenartige Monofilamente
enthalten. Durch die Mischung von wellenartigen Monofilamenten und
nicht-wellenartigen Monofilamenten kann die aufgenommene Menge im
Vergleich zu aus nicht-wellenartigen Monofilamenten bestehenden
Borsten gesteigert werden, und die Ausbreitung der freien Enden
der Borsten kann im Vergleich zu nur aus wellenartigen Monofilamenten
hergestellten Borsten verhindert werden.