DE3007961A1 - Pinsel, buersten oder besen aus synthetischen borsten - Google Patents

Description

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Schönheide, den. 5· 3·

Erfinder: Erie der ^kihnert Wolf gang Raub. Joachim Döhler Dr. Siegfried Hartig Dr. Wilhelm Render Martin Dun^e Dr. Joachim Orgis

Zastellungsbevollmächtigter: YaB Erzgebirgische Pinselfabri^

9413 Schönheide/Erzgeb.

Titel: Pinsel, Bürsten oder Besen aus synthetischen Borsten

IP*: A 46 D, 1/00

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Titel der Erfindung ·

Pinsel, Bürsten oder Besen aus synthetischen Borsten Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Erzeugnisse der Pinsel-, Bürsten- und π, Besenindustrie, deren Bestec%aterial ganz oder teilweise aus synthetischen Borsten oder Haaren besteht· Eine ■'komponente des Bestec-^materials besteht seiner chemischen Natur nach aus Polyacrylnitril.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Hochwertige Pinsel, Bürsten oder Besen bestehen heute noch aus Naturborsten. Für 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 Naturborsten heute nur noch in begrenztem Umfang zur Verfügung stehen und zur Befriedigung des Bedarf keineswegs mehr ausreichen, werden bereits seit längerer Zeit Borsten durch synthetische Materialien auf Basis thermoplastischer Polymerer substituiert. Die Nachteile gegenüber den Naturborsten sind allerdings erheblich, und es hat nicht an Versuchen gefehlt, die Qualität der synthetischen Borsten durch bestimmte Modifizierungen zu verbessern. Diese Verbesserungen zielen sowohl auf die mechanischen Eigenschaften ab (Geschmeidigkeit, Formstabilität), als auch auf solche üLgenschafton, die mit dem Farbaufnahme- und Farbhaltevermögen und der Streichfähig^it zusammenhängen. Während c!ie Abnutzung der eingesetzten polymeren Materialien gegenüber iiaturborsten im allgemeinen geringer ist, muß eingeschätzt v/erden, daß die für den Gebrauch entscheidenden «,ualitätnmer^nale bisher nicht in befriedigender Weise nachgestellt werd-o-n konnten. Als einen Hauptmangel ernannte man die zu glatten Faserschäfte der künstlichen Borsten (vgl.

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DE-PS 1 205 051). Die wichtigsten vorgenommenen Modifizierungen bestellen daher neben einer Spitzenverfeinerung in bestimmten Gestaltungen des Borstenquerschnittes, wodurch die Schaftoberfläche gegenüber der regulären zylindrischen Form vergrößert wird und aur Flüssig-Keitsspeicherung besser geeignet gemacht werden soll. Außer schon länger bekannten ^reuz- und sternförmigen Querschnitten werden hierfür flügeiförmige Querschnitte vorgeschlagen (DE - OS 2 206 901)· In der DE-PS 1 205 051 wird eine Borste vorgeschlagen, die eine in ihrer Längsrichtung zunehmende Querschnittsabflachung aufweist. Einen anderen Weg beschreitet die DE - PS 906 444, die die Fähigkeit zur Farbhaltung des Bestec-^materials dadurch zu erreichen sucht, daß die Borsten über Teile ihrer Länge miteinander verklebt sind, wodurch Hohlräume geschaffen werden.

Andere Modifizierungen betreffen die Auswahl geeigneter Polymermaterialien, als Ausgangsbasis für die Borstenherstellung. Unter dem Aspekt günstiger mechanischer Eigenschaften (.Spitzenverfeinerung, Steifigkeit) ist hier besonders das Polybutyleni,4-terephthalat bekanntgeworden (DE - AS 1 963 766). Neuerdings wurden auch A^rylnitrilcopolymerisate vorgeschlagen, die an der Polymer^ette hydrophile Gruppen in Form von einpolymerisierten Sulfonsäuren enthalten und hierdurch eine gegenüber den thermoplastischen Polymerisaten wesentlich verbesserte Benetzbarkeit aufweisen (DE - OS 26 26 577). .

Generell muß eingeschätzt werden, daß es mit den verschiedenartigen Modifizierungen der thermoplastischen -kunststoff bor st en bis heute nicht gelungen ist, die Eigenschaften in gewünschtem Maße an _#die der natürlichen Borsten anzunähern und den ständig erhöhten -Käuferansprüchen an die Qualität der Pinsel—, Bürsten- und Besensortimente zu genügen. Geschmeidig^it, Formstabilität, Farbflottenaufnahme- und -haltevermögen sov/ie Streichfähig&eit der aus synthetischen Borsten bestehenden Erzeugnisse sind unzureichend. Beim malermäßigen Gebrauch

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&ommt es zum Auseinanderspreizen der Borsten, zu ungenügender Farbdec-^ung und zu Streif ig^it des Anstrichs. Bei einer Substitution von Roßhaar in Besen ^ommt es auf Grund der elastischen Eigenschaften der Thermoplastischen Polymermaterialien zu einem sehr schlechten -^hrerffe-^t, indem die zusammengekehrten Schmutzteüehen durcli das Zurückfedern der Borsten immer wieder auseinander gespritzt werden.

Bezüglich der bereits vorgeschlagenen A^rylnitrilcopolymerfasern ist festzustellen, daß der hydrophile Effekt der enthaltenen Sulfonatgruppen bei gröberen Titern nicht mehr ausreicht, um ein gutes Wasser- bzw· Farbflotteaufnahmevermögen zu gewährleisten. Bei Feinheiten von über 8 tex ist dieser Effekt nicht mehr im erforderlichen MaSe zu bemer^n. Darüber hinaus ^ommt diese Eigenschaf t^ bei Verarbeitung nichtwäßriger Medien, wie z.b, von Ölfarben oder in organischen Lösungsmitteln gelösten Lac^n, ohnehin nicht zur Geltung. Andererseits machen sich gswisse Nachteile der mechanischen Eigenschaften der Polyakrylnitrilfasern bemerkbar, die aus ihrer Sprödig^eit resultieren und die sich insbesondere in ihrer Biegeempfindlich^eit und BruchanfälligSeit äußern. Es ist daher nur möglich, die Polyakrylnitrilfasern in Mischungen mit anderen Materialien, wie anderen künstlichen Borsten oder ITaturborsten einzusetzen, wobei auch dieser Einsatz aus den Gründen der mechanischen Eigenschaften auf Feinheiten bis zu etwa 8 tex beschränkt ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, auf Basis von synthetischen Produkten gefertigte Pinsel, Bürsten und Besen zur Verfügun- stillen, die entsprechenden Naturhaar-Erzeugnissen gleichwertig bzw. überlegen sind. Die für aen jeweiligen Verwendungszweck entwickelten Gebrauchseigenschaften der Erzeugnisse, insbesondere auch das Farbflottehalte-

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vermögen für wäßrige und nichtwäßrige Medien bei malermäßigem lOOGebrauch, sollen höchsten Ansprüchen genügen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Speicherfähigkeit des Bestec^materials für Flüssigkeiten durch eine besondere Modifizierung der Einzelborsten entscheidend zu erhöhen. Hierzu war die Gestaltung der innerhalb des Bestecks parallel nebeneinander angeordneten Borstenschäfte besonders Augenmerk zu wirdmen. Daneben mußten gute mechanische Eigenschaften des Bestec^materials, wie Geschmeidigkeit und Biegest eifIg^it, gewährleistet werden.

Erfindungsgemäß besteht das Bestec-^material eines Pinsels, einer Bürste oder eines Besens aus Borsten, deren Borstenschäfte mit wulstförmigen und/Oder perlenartigen Verdic&ungen versehen sind. Diese Verdic^ungen sind über die Länge der einzelnen Schäfte in regelmäßigen oder unregelmäßigen Ab-.ständen verteilt. Gleichzeitig ist die Oberfläche der Borstenschäfte mit in Längsrichtung verlaufenden Furchen versehen. Diese besondere Gestaltung der einzelnen Borste wird in voller Deutlichkeit bei Betrachtung mit Hilfe eines Mi^ros^ops sichtbar, wobei man den bildlichen Eindruck eines knorrigen Baumstammes erhält.

Die Querschnitte dieser Borsten weisen völlig unregelmäßige Gestalt auf, eine Zuordnung zu einer bewtimmten geometrischen Figur ist nicht möglich. Die Formen reichen von unregelmäßigen Vielecken bis zu gelappten und ausgebuchteten Formen, wobei die Querschnittsbilder der im Bestec-^material enthaltenen Änzelborsten untereinander ungleichartig gestaltet sind. Die Borsten besitzen eine Feinheit von 8 bis JO tex, insbesondere von 8 bis 20 tex. IhEer stofflichen Beschaffenheit nach bestehen sie aus Polymerisaten oder Copolymerisaten des A^rylnitrils, die sich mindestens

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zu 80 Masse-% aus Acrylnitril zusammensetzen· Als Comonomerbestandteile kommen be^^annte mit Acrylnitril copolymerisierbare Verbindungen in Frage, wie beispielsweise Vinylester, Halogenalkene u.dgl.

2as Bestec%iaterial besteht dabei entweder vollkommen aus Borsten der beschriebenen Gestaltung, oder aber es enthält sie zumindest in einer Menge von 25 %, wobei die Differenz dann von Borsten bekannter Art, sowohl natürlichen als auch künstlichen, gebildet werden &ann. Bei der dichtgefügten Anordnung der Borsten im Pinsel^opf oder in den Haarbüscheln einer erfindungsgemäßen Bürste Commt es infolge der besonderen Gestaltung der Borsteneleaente bei Gebrauch zur Ausbildung winziger •'sammerartiger Hohlräume, die eine überraschend große Menge von Flüssigkeit beliebiger Art aufnehmen und

1^5 speichern. Beim Verstreichen erfolgt eine kontinuierliche Abgabe der gespeicherten Flüssigkeit, wobei bis zur Erschöpfung ein satter und gleichmäßiger Strich gewährleistet ist. Diese V/ir^ung ist, graduell abgestuft, auch bei solchen Pinsel- und Eürstonarti-^ln zu verzeichnen, die nur zu einem Teil aus entsprechend gestalteten Polya^rylnitrilborsten bestehen. Die Speicherüig^nschaften teilen sich auch noch bei einem Anteil von etwa 1/4- der Bestec^mischung dem arbeitenden linsel- ^Krpf mit.Erfindungsgemäß geformte BestecCmaterialien besitzen daneben hervorragende Geschmeidig^eits- und Elastitzitatseigenschaften, die auch bei Dauergebrauch erhalten bleiben. Die Pinsel besitzen einen hervorragenden Schluß, so daß bei kontinuierlich ex^höhtem Auflagedruc^iv: nicht in die Breite ausbrechen. Letztere Aspekte wir^n sich insbesondere auch bei Artikeln vom Haartyp, beispielsweise bei Besen, günstig aus.

Das zur Fertigung erfindungsgemäßer Erzeugnisse geeignete Material ^ann nach einem Spinnverfahren gewonnen werden, bei dem eine Lösung eines A^rylnitrilprolymeren in einem organi-

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sehen Lösungsmittel durch. Spinndüsenplatten mit runden Düsen-Öffnungen in ein wäßriges, Polymerlösungsmittel enthaltendes &o ag ul at ions bad ausgesponnen wird. Dabei wird durch. Begrenzung der ^agulationsbadtemperatur auf Werte von unterhalte 20 ⁰C, vorzugsweise von 10 bis 18 ⁰G, und/oder durch Einstellen relativ hoher Lösungsmittel^onzentrationen etwa 50 bis 60·% in der Badflüssig-^eit für die Einstellung milder ^oagulationsbedingungen gesorgt. Der Spinnverzug - als das Verhältnis der DüsenabzugsguschwindigJ^eit in m/min zur linearen Ausspritzgeschwindig^it der Lösung in m/min - wird auf Werte von kleiner als 0,4-, vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,4 eingestellt.

Von entscheidender Bedeutung ist hierbei weiterhin, daß das ersponnene Fadenkabel vor seiner endgültigen Verstrebung einem Waschprozeß unterworfen wird. Hierzu wird es entweder im völlig ungerechten, zumindest aber im nur teilweise gerechten Zustand weitgehend lösungsmittelfrei gewaschen. Das teilweise gerechte %bel soll beim Waschen höchstens 60 % seiner entgültig vorgesehenen Verstrebung erreicht haben. Im gewaschenen Zustand werden die Fäden dann endgültig gerecht, präpariert und getrocknet. Das erhaltene Borstenmaferial wird in der Zurichterei konfektioniert und geschnitten, gegebenenfalls mit anderen Borsten gemischt.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Pinsel, Bürsten und Besen erfolgt ohne besondere zusätzliche Aufwendungen oder Hilfsmittel in bekannter Weise.

Ausführungsbeispiel

Das Bestec&material eines Pinsels besteht aus Einzelborsten, die in der zugehörigen Zeichnung in mikroskopischer Vergrößerung dargestellt sind. Figur 1 zeigt die Umrisse einiger Querschnitte, die völlig regellose Formen aufweisen. Figur 2 zeigt die Borsten in der Längsansicht· Die Schaf tverdic-^ungen umfassen zum Teil den ganzen Umfang des Schaftes (sogenannter "Wulst"), was' daran sichtbar wird, daß bei einer Drehbewegung

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der .Borste um ihre Achse die betrachtete Verdi c-^ung beidseitig sichtbar bleibt. Zum Teil befinden sich die Verdichtungen auch nur an einer Seite des Schaftes (sogenannte "Perle"), daran erkennbar, daß die betrachtete Verdic^ung bei axialer Drehbewegung verschwindet bzw. an der Gegenseite auftaucht. Tn Verbindung rait der sichtbaren oberflächenfurchung wird der "Baums tainjnchara^ter des Borstenschaftes deutlich.

Beim Eintauchen des Pinsels in eine Farbflüsaig^eit schmiegen sich die Borstenschafte des Bestec&Biaterials eng zusammen« Durch die Schaftv^rdic^un en werden mikroskopische "-^anKern" gewahrt, die durch -kapillar^räfte eine Spaicherwir^ung für die Earbflüssig-^eit' entfalten. Zum nachweis der hierdurch bedingten Qualität wird im Vergleich mit anderen Pinseln ein Farbabgabetest durchgeführt. J> Iualer-Rin^pinsel gleicher Dimensionierung aus verschiedenen Bestec-^materialien werden miteinander verglichen. Die Pinsel werden für jeweils 10 s bis zur gleichen Tiefe in Ölfarbe getaucht und jeweils von der gleichen Testperson abgestreift. Bei der Ausführung eines linearen Striches v/erden folgende Durchschnittswerte vermessen, bis su den,;n ein einwandfreier, gleichmäßig deckender Farbauftrag erfolgt:

Schweineborste: 85 cm

P^O-Eurste: 55 cm

erfindungsgemäße PAN-Borste: 1-4-5 cm

Die Herstellung des Pinsels erfolgt in der üblichen Weise: Das von der Zurichterei angelieferte zugeschnittene Material wird portioniert und in Ringe, Bleche, oder Zwingen eingebracht.

Der entstanden^ Pinsel^opf wird verklebt, mit Füllmaterial versehen und der Stiel angebracht. Der Pinsel wird angeputzt und beim Ringpinsel ein Vorband angelegt.

Das zur Herstellung verwendete 9,7 tex-Borstenmaterial wurde

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erhalten durch Verspinnen einer 23,2%igen Lösung eines C op ο Iy-^

meren aus 92,9 Masse % Acrylnitril, 6,2 Masse% Methyla-^rylat • und θ,9 Masse/o Natriumallylsulfonat in Dimethylformamid» Die Lösung wird mit einer Spritzgeschwindigkeit von 27,6 m/min aus einer Düse rait 3000 runden Löchern mit einem Lochdurchmesser von 0,24- mm in eine aus 55 % Dimethylformamid und 45 %-Wasser bestehendes, auf 11⁰C temperiertes -"^oagulationsbad gesponnen. Das Fadenkabel wird von einem Walzentrio mit einer Geschwindigkeit von 6,2 m/min abgezogen, was einem Spinnverzug von 0,225 entspricht. Das -^abel wird in einem aus 50 % Dimeatylformamid und 50 % Wasser bestehenden Bad bei 80 ⁰C zunächst um 300 % gerecht und in nachfolgenden Badern mit Wasser gewaschen. Nach einer Vorwärmung wird das einer zweiten Verstrec^stufe zugeführt, wo in ein^m

aus Wasser bestehenden Bad bei 100 ⁰G Badtemperatur eine weitere Jäec&ung um 267 % erfolgt· Das -^abel wird an schließend präpariert und bei einer Temperatur von 155 bis 160 C im Siebtrommeltrockner getrocknet.

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Claims (2)

1. Pinsel, Bürsten oder Besen aus synthetischen Borsten

   Patentanspruchs /

   · Pinsel, Bürste oder Besen aus synthetischen Borsten, deren Bestec^material ganz oder teilweise aus synthetischen Borsten auf Basis von Polyacrylnitril mit einer Elementarfadenfeinheit von 8 bis 30 tex aufgebaut ist, wobei gegebenenfalls daneben bis zu 75 % Borsten anderer Art enthalten sein können, gekennzeichnet dadurch, daß die Borstenschäfte der Polya&rylnitrilborsten mit wulstförmigen und/oder perlenartigen Verdichtungen versehen sind, die über die Länge der Borstenschi/fte verteilt sind.
2. 2. Pinsel, Bürste oder Besen aus synthetischen Borsten nach Pun^t 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Oberfläche der

   Borstenschäfte der im Bestec%iaterial enthaltenen PoIya^rylnitrilborsten mit in Längsrichtung verlaufenden Furchen versehen ist, wobei der Querschnitt dieser Borsten völlig unregelmäßige, -deiner bestimmten geometrischen Form zuordenbare Gestalt besitzto

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