DE3851857T2

DE3851857T2 - Bürste und Verfahren zu deren Herstellung.

Info

Publication number: DE3851857T2
Application number: DE3851857T
Authority: DE
Inventors: Jack A Dahlstrom; Edward W Deziel; David W Erismann; John T Rueb; Mark D Sorlien
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1987-05-08
Filing date: 1988-04-29
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2008-04-30
Also published as: JP2597648B2; KR880013500A; ZA883246B; AU1525488A; AU608317B2; CA1325198C; EP0290206A2; KR960001868B1; EP0290206B1; US4821359A; BR8802242A; EP0290206A3; DE3851857D1; JPS63292909A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft die Konstruktion von Bürsten und Verfahren zum Herstellen von Bürsten.

Stand der Technik

Im Stand der Technik sind zahlreiche Ausführungsformen beschrieben, die anstelle der üblichen Ausführungsformen einer Farbbürste verwendet werden können und die zum Teil oder insgesamt so billig sind, daß man sie entsorgen kann, wenn sie einmal oder wenige Male verwendet worden sind. Bürsten dieser Art sind beispielsweise in den US-PSen 2 265 274, 2 514 496, 3 094 729, 3 783 468, 3 874 031 und 4 155 139 beschrieben. Es hat jedoch keine dieser bekannten Konstruktionen eine weite Verbreitung gefunden, und die meisten Verbraucher verwenden weiter die üblichen Farbbürsten mit einer Mehrzahl von Borsten (als "Borsten" werden hier auch aus polymeren Werkstoffen bestehende Fäden bezeichnet, deren untere Endteile entlang der Seiten eines zentralen langgestreckten Abstandhalters aus Filz angeordnet sind und die eine gewöhnlich aus Metall bestehende, rohrförmige Zwinge aufweisen, die in einem Endteil die längs der Seiten des zentralen Abstandhalters angeordneten Teile der Borsten aufnimmt und mit einem Harz, wie einem Epoxidharz, ausgegossen ist, das die Borsten und den zentralen Abstandshalter stoffschlüssig festlegt. Die Zwinge nimmt in ihrem anderen Endteil einen Teil eines gewöhnlich aus Holz oder Kunststoff bestehenden Handgriffs auf, der somit durch die Zwinge mit den Borsten verbunden ist. Das Zusammensetzen derartiger üblicher Farbbürsten erfordert viel Handarbeit, die zu ihren Kosten beträchtlich beiträgt. Auch zahlreiche billigere übliche Bürsten besitzen polymere Borsten (z. B. aus Polyester oder Nylon), die häuflich zum Herabsetzen ihrer Kosten hohl sind und daher leichter knicken als volle Borsten und durch Kapillarwirkung in die Borsten Anstrichstoff oder andere Überzugsstoffe saugen, die beim Reinigen der Bürste nicht entfernt werden. Manche dieser Borsten haben einen unrunden (z. B. allgemein dreieckigen oder kreuzförmigen) Außenumfang, damit ihre Endteile leichter in kleinere Fasern gespalten werden können, so daß sie Anstrichstoff halten. In diesem Fall sind die Borsten in ihren Außenflächen mit Längsvertiefungen ausgebildet, in denen beim Reinigen der Bürste häufig Anstrichstoff zurückbleibt. Infolge von derart in oder auf den Borsten gehaltenen Anstrichstoff sind die Borsten weniger flexibel, so daß die Bürste bei ihrer Wiederverwendung nicht so wirksam ist wie im neuen Zustand.
Andere Arten von Bürsten werden beispielsweise durch Verfahren hergestellt, in denen die zentralen Teile von Borstenbüscheln um die zentralen Teile von Heftklammern gewickelt und diese in einen Rücken am Grund von Vertiefungen eingetrieben werden, die so geformt sind, daß durch die die Vertiefungen begrenzenden Wände die Borsten so festgelegt werden, daß ihre distalen Enden allgemein rechtwinklig zu der Oberfläche vorstehen; oder in denen durch Verfahren, in denen die zentralen Teile von Borsten längs eines Stabes um diesen herumgewickelt werden und um diese zentralen Teile und den Stab ein im Querschnitt allgemein U-förmiges Metallband herumgewürgt wird, so daß die distalen Teile der Borsten allgemein in derselben Richtung vorstehen. Ebenso wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen von Farbbürsten muß aber auch beim Herstellen dieser anderen Arten von Bürsten mit einzelnen Borsten gearbeitet werden und sind dabei Rücken aus formgepreßtem Kunststoff oder aus Holz erforderlich.
Eine Bürste nach dem Oberbegriff des Anspruchs 17 ist in der US-A-2 310 186 angegeben.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung schafft eine Bürste, deren Konstruktion so billig ist, daß sie von zahlreichen Benutzern als nach dem Gebrauch entsorgbar angesehen werden kann, und die in einem weitgehend automatisierten Verfahren herstellbar ist und als eine zum Auftragen von Anstrichstoff oder anderen Überzugsstoffen für architektonische Zwecke geeignete Bürste hergestellt werden kann, die zum Auftragen von hochwertigen Überzugsstoffen besser geeignet ist als aufwendigere, von Hand zusammengesetzte, übliche Farbbürsten mit polymeren Borsten, und die volle Borsten besitzt, entlang deren Außenflächen sich keine Vertiefungen erstrecken und die leicht und wirksam gespalten werden können.
Ein erster Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Bürste mit folgenden Schritten:
es wird ein Handgriff hergestellt, der einen Handgriffendteil und einen dem Handgriffendteil entgegengesetzten Kopfendteil mit einer Stirnfläche besitzt;
aus polymerem Material wird eine fibrillierbare orientierte polymere Feinfolie hergestellt;
die fibrillierbare orientierte polymere Feinfolie wird derart an dem Handgriff angebracht, daß ein kleinerer Endteil der Feinfolie über dem Kopfendteil liegt und sich die genannte Stirnfläche quer zur Orientierungsrichtung der Feinfolie erstreckt und ein größerer Endteil der Feinfolie von dem Kopfendteil vorsteht; und
der größere Endteil der Feinfolie wird in einzelne Borsten zerteilt.
Vorteilhafterweise ist der Handgriff eine allgemein laminare Handgrifflage und umfaßt das Verfahren einen Schritt, in dem der Handgriff eine allgemein laminare Handgrifflage ist und in einem weiteren Schritt eine Mehrzahl von Handgrifflagen miteinander fluchtend derart laminiert werden, daß die kleineren Endteile der Feinfolie zwischen den Handgrifflagen laminiert werden.
Der Schritt der Herstellung von Stücken aus Feinfolie umfaßt folgende Schritte: (1) ein polymeres Material mit etwa 25 bis 75% Polyester und 75 bis 25% Polypropylen (vorzugsweise etwa 70% Polyester und 30% Polypropylen) wird geschmolzen; (2) ein Blatt aus dem schmelzflüssigen polymeren Material wird zwischen Flächen gezogen, von denen mindestens eine von einer Formgebungsklinge gebildet wird, die längs eines Seitenteils des Blattes sich in der Längsrichtung erstreckende Rippen ausbildet; (3) zum Orientieren der Feinfolie in einer zu den Rippen parallelen Richtung wird das Blatt (z. B. mit einem Streckverhältnis im Bereich von etwa 2,5 zu 1 bis 4 zu 1) gestreckt; und (4) die Stücke aus polymerer Feinfolie werden von dem Blatt aus polymerem Material abgeschnitten. Die zwischen den Rippen vorhandenen Teile des Blattes bilden Sollbruchstellen, die das Ausbilden von Borsten durch Zerteilen der Stücke aus Feinfolie erleichtern. Die Rippen bilden gerundete Flächen für eine Seite der abgetrennten Borsten. Vorzugsweise werden die Lagen derart laminiert, daß die gerundeten Flächen der Borsten beide Außenflächen der Borstenreihen bilden, so daß die Bürste ein sehr übliches Aussehen hat.
In der wie vorstehend beschrieben hergestellten Feinfolie bildet das Gemisch aus Polypropylen und Polyester eine Polyestermatrix, in der Mikrofasern aus Polypropylen verteilt sind. Infolge der Scherwirkung der zum Ausbilden der Rippen verwendeten Formgebungsklinge sind diese Mikrofasern allgemein in der Richtung der Rippen orientiert. Durch das Strecken der Feinfolie in dem vorstehend angegebenen Verhältnis von 2,5 zu 1 bis 4 zu 1 werden die Mikrofasern ausgerichtet und wird ihre Sprödigkeit herabgesetzt und wird die Feinfolie orientiert. (Z.B. hat es sich gezeigt, daß durch ein Strecken der Feinfolie in einem Verhältnis unter 2,5 zu 1 die erzeugte Feinfolie beim Zerteilen oder beim Spalten der Borstenspitzen in kleinere Fasern leicht bricht und daß es wegen des Vorhandenseins des Polyesters schwierig ist, die Feinfolie im Verhältnis von mehr als 4 zu 1 zu strecken.)
Diese Mikrofasern bilden (1) in der Feinfolie Sollbruchlinien, die beim Zerteilen der Feinfolie ein Reißen derselben zwischen den Rippen ermöglichen, und bilden (2) sehr feine Spitzenfasern, wenn Spitzenteile der Borsten bei Zimmertemperatur durch mit hoher Geschwindigkeit geführte Schläge gespalten werden, weil bei dieser Temperatur der relativ spröde Polyester (der spröde ist, weil seine Temperatur nicht über seiner Einfriertemperatur liegt) gespalten wird, während die Mikrofasern aus dem relativ flexiblen Polypropylen (die flexibler sind, weil ihre Temperatur über ihrer Einfriertemperatur liegt) intakt bleiben. Nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist auch eine mit Rippen ausgebildete Feinfolie aus 100% Polypropylen hergestellt und zum Orientieren in der Richtung der Rippen im Verhältnis von etwa 5 zu 1 gestreckt worden. Beim Zerteilen konnten die Borsten einwandfrei voneinander getrennt werden; sie konnten aber nicht so gut gespalten werden wie die Borsten aus dem Gemisch aus Polypropylen und Polyester. Daher ist dieses Verfahren besser für die Herstellung von Bürsten geeignet, bei denen die Borsten nicht gespalten werden müssen, beispielsweise von Scheuerbürsten. Es ist auch von zahlreichen anderen Polymeren und Gemischen von Polymeren bekannt, daß aus ihnen fibrillierbare Feinfolien hergestellt werden können, die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren zum Herstellen von Borsten für Bürsten verwendet werden können.
Wie dargestellt wird, können zum Zerteilen folgende Schritte durchgeführt werden: (1) es wird ein Amboß verwendet, der eine allgemein ebene Auflagerfläche hat, die mindestens über die Länge der zu den Rippen parallelen größeren Endteile der Feinfolienstücke einen geraden Rand aufweist; (2) die an den Lagen befestigten Feinfolienstücke werden in einer zu den Rippen und dem geraden Rand rechtwinkligen Richtung längs der Auflagerfläche zu dem geraden Rand hin und über ihn hinaus bewegt, wobei der auf dem Amboß befindliche Teil des größeren Endteils des Feinfolienstückes auf der Auflagerfläche abgestützt ist; und (3) zum Zerteilen der Feinfolie zwischen den Rippen werden einzelne Rippen beim Verlassen der Auflagerfläche durch eine Schlagwirkung aus der Ebene der Auflagerfläche ausgelenkt und werden dadurch die Borsten gebildet. Vorzugsweise werden die einzelnen Lagen aus Spanplattenmaterial hergestellt und haben sie auf einer Seite einen Klebstoffüberzug, der vor dem Laminieren getrocknet wird und der durch die Einwirkung von Feuchtigkeit oder Wärme aktivierbar ist, und werden zum Laminieren folgende Schritte durchgeführt: (1) die Lagen werden der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt (vorzugsweise einer Luftfeuchtigkeit von mindestens 20% oder mehr bei einer normalen Zimmertemperatur von z. B. 68ºF); (2) die klebstoffüberzogenen Lagen werden zusammengepreßt; und (3) die gepreßten klebstoffüberzogenen Lagen werden derart mit Hochfrequenzenergie bestrahlt, daß Feuchtigkeit in dem Spanplattenmaterial erhitzt und aus der Spanplatte herausgetrieben wird, so daß der Klebstoff erweicht wird und der erweichte Klebstoff die Lagen stoffschlüssig miteinander verbindet.
Ein zweiter Gegenstand der Erfindung ist eine Bürste mit einem Handgriff, der einen Handgriffendteil und einen dem Handgriffendteil entgegengesetzten Kopfendteil mit einer Stirnfläche besitzt, ferner mit einem Borstenwerkstoff, der an dem Handgriff so angebracht ist, daß ein kleinerer Endteil des Borstenwerkstoffs über dem Kopfendteil liegt, ein kleinerer Endteil des Borstenwerkstoffs von dem Kopfendteil vorsteht und der größere Endteil des Borste/nwerkstoffes in einzelne Borsten zerteilt ist, wobei der Borstenwerkstoff eine fibrillierbare orientierte polymere Feinfolie ist, daß die genannte Stirnfläche sich quer zu der Orientierungsrichtung der Feinfolie erstreckt.
Vorzugsweise sind die aus mehreren derartigen Bürsten bestehenden Schichtkörper an längs ihren Rändern in Abständen voneinander angeordneten Stellen miteinander verbunden, so daß sie ein einziges plattenförmiges Gebilde bilden, in dem die Kopfendteile der Schichtkörper in einander entgegengesetzten Richtungen vorstehen, wobei die in jeder Richtung vorstehenden Kopfendteile der Schichtkörper nahe beieinander nebeneinander angeordnet sind, die in jeder Richtung vorstehenden Handgriffendteile der Schichtkörper nahe beieinander nebeneinander angeordnet sind und die in einer der Richtungen vorstehenden Handgriffendteile der Schichtkörper und die in der anderen der Richtungen vorstehenden Handgriffendteile der Schichtkörper fingerartig ineinandergreifen. Die Schichtkörper derartiger Bürsten können zerteilt werden, indem einzelne Bürsten an den in Abständen voneinander angeordneten Stellen abgebrochen werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, in deren verschiedenen Figuren gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen. Dabei zeigt
Fig. 1 schaubildlich eine erfindungsgemäße Bürste,
Fig. 2 in größerem Maßstab in einer Randansicht einen Teil der Bürste nach Fig. 1,
Fig. 3 in Draufsicht fünf zu einem Verbundkörper miteinander verbundene Bürsten nach Fig. 1,
Fig. 4 in einer Seitenansicht den aus fünf miteinander verbundenen Bürsten bestehenden Verbundkörper nach Fig. 3 und
Fig. 5 in kleinerem Maßstab schaubildlich, wie ein Benutzer von dem in Fig. 3 gezeigten Verbundkörper eine Bürste abtrennt.
In den Fig. 6, 7A und 7B sind schematisch in einer Seitenansicht und Draufsichten aufeinanderfolgende Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen der in Fig. 1 gezeigten Bürste in dem in Fig. 3 gezeigten Verbundkörper erläutert.
In den Fig. 8A und 8B sind in schematischen Seitenansichten in den Fig. 7A bzw. 8B dargestellte Teile des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
Fig. 9 zeigt in größerem Maßstab einen Teil längs der Linie 9-9 in Fig. 6 gesehen.
Fig. 10 zeigt in größerem Maßstab einen Teil längs der Linie 10-10 in Fig. 7A gesehen.

Ausführliche Beschreibung

In den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen ist allgemein mit 10 eine billige erfindungsgemäße Bürste bezeichnet, die besonders zum Auftragen von Anstrichstoffen und anderen architektonischen Überzugsstoffen geeignet ist.
Wie am besten in Fig. 2 erkennbar ist, besitzt die Bürste 10 eine Mehrzahl von ähnlich ausgebildeten Lagen 12 (z. B. aus Spanplattenmaterial), die flächig aneinanderliegend zu einem Schichtkörper 14 laminiert sind, der einen mit der Hand erfaßbaren Handgriffendteil 16 und einen diesem entgegengesetzten Kopfendteil 18 besitzt, sowie eine Mehrzahl von Borstenreihen 20. Jede Reihe 20 besitzt einen Fußendteil 24.
Diese Fußendteile 24 sind in dem Kopfendteil 18 des Schichtkörpers zwischen verschiedenen Paaren von einander benachbarten Lagen 12 eingeklebt. Die Borsten der Reihen haben distale Endteile 26, die von dem Kopfendteil 18 allgemein in derselben Richtung auswärts vorstehen und Spitzenteile 27 aufweisen, die gespalten und so geformt sind, daß sie die Borsten beim Halten und Auftragen von Anstrichstoff oder ähnlichen Überzugsstoffen unterstützen.
Vorzugsweise bestehen die Borsten jeder der Borstenreihen 20 aus einem Gemisch von Polypropylen und Polyester und sind infolge des nachstehend beschriebenen Verfahrens zum Herstellen der Bürste 10 zwar die distalen Endteile 26 der Borsten in jeder der Reihen 20 voneinander getrennt, die nebeneinander angeordneten Borsten aber im Fußendteil 24 jeder Reihe 20 miteinander verbunden, was dazu führt, daß die Borsten der Bürste 10 sehr ordentlich angeordnet sind und einzelne Borsten nur schwer aus dem Schichtkörper 14 herausgezogen werden können.
In den Fig. 3, 4 und 5 ist dargestellt, daß die Bürste 10 vorzugsweise in einem Verbundkörper 28 hergestellt wird, der aus einer Mehrzahl von (z. B. wie dargestellt fünf) miteinander verbundenen Bürsten 10 besteht, die jeweils wie vorstehend erläutert ausgebildet sind und deren Schichtkörper 14 an in Abständen voneinander angeordneten Stellen 32 zu einem einzigen plattenförmigen Gebilde 30 miteinander verbunden und so angeordnet sind, daß die Kopfendteile 18 der Schichtkörper 14 in einander entgegengesetzten Richtungen vorstehen, wobei die in jeder Richtung vorstehenden Kopfendteile 18 der Schichtkörper 14 nahe beieinander nebeneinander angeordnet sind und die in einer der Richtungen vorstehenden Handgriffendteile 16 der Schichtkörper 14 und die in der anderen der Richtungen vorstehenden Handgriffendteile 16 der Schichtkörper 14 fingerartig ineinandergreifen. In der Fig. 5 ist erläutert, daß zu Trennen der Schichtkörper 14 voneinander die Verbindungen an den in Abständen voneinander angeordneten Stellen 32 auf gebrochen werden können, um jeweils eine der Bürsten 10 von dem Verbundkörper 28 zu trennen.
Ein Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Bürste 10 durch Herstellen des Verbundkörpers 28 ist in den Fig. 6 bis 10 schematisch erläutert. Dieses Verfahren umfaßt allgemein folgende Schritte: (1) (z. B. mit einem nicht gezeigten Formschneidwerkzeug) wird ein oder werden mehrere Blätter zu einer Mehrzahl von Lagen 12 (Fig. 7A und 8A) zerschnitten, von denen jede einen Handgriffendteil 36 und ihm entgegengesetzt einen Kopfendteil 38 besitzt, wobei die Lagen 12 an in Abständen voneinander angeordneten Stellen 39 unter Bildung einer einzigen Schicht 40 miteinander verbunden und so angeordnet sind, daß die Kopfendteile 38 der Lagen 12 in einander entgegengesetzten Richtungen vorstehen, die in derselben Richtung vorstehenden Kopfendteile 38 der Lagen nahe beieinander nebeneinanderliegen und allgemein miteinander fluchtende Stirnflächen 42 besitzen und die in einer der Richtungen vorstehenden Handgriffendteile 36 der Lagen 12 und die in der anderen der Richtungen vorstehenden Handgriffendteile 36 der Lagen 12 fingerartig ineinandergreifen; (2) es wird (z. B. mit der nachstehend erläuterten Vorrichtung 43 in Fig. 6) eine Mehrzahl von Stücken aus orientierter polymerer Feinfolie hergestellt, die allgemein in der Richtung ihrer Orientierung gleich lang sind und die einen ersten Satz von Stücken 44 aufweisen, deren Breite quer zu der Orientierungsrichtung allgemein der Gesamtbreite der in einer Richtung vorstehenden Kopfendteile 38 entspricht, und einen zweiten Satz von Stücken 45, deren Breite quer zu der Orientierungsrichtung allgemein der Gesamtbreite der in der anderen Richtung vorstehenden Kopfteile 38 entspricht; (3) es wird (z. B. mit gemäß den Fig. 7A und 8A durch eine Düse 47 aufgetragenem Heißschmelzklebstoff) an jeder von bestimmten der einzelnen Schichten 40 ein Feinfolienstück eines der Sätze 44, 45 derart angeklebt, daß ein kleinerer Endteil 46 eines der Stücke 44, 45 aus orientierter Feinfolie über den in der einen der Richtungen vorstehenden und dem Feinfolienstück in der Breite entsprechenden Kopfendteilen 38 der Lagen 12 liegt und mit diesen verklebt wird und ein kleinerer Endteil 46 des anderen der Feinfolienstücke 44, 45 über den in der anderen der Richtungen vorstehenden und dem Feinfolienstück in der Breite entsprechenden Kopfendteilen 38 der Lagen 12 liegt und mit diesen verklebt wird und die größeren Endteile 48 der Feinfolienstücke 44, 45 in einander entgegengesetzten Richtungen von den Kopfendteilen 38 vorstehen; (4) die größeren Endteile 48 der an den einzelnen Schichten 40 klebenden Feinfolienstücke 44, 45 werden (z. B. mit einem in den Fig. 7A und 8B gezeigten und am besten in der nachstehend beschriebenen Fig. 10 dargestellten Mechanismus 50) derart zerteilt, daß Breiten der Feinfolienstücke 44, 45 die Fußendteile 24 und die distalen Endteile 26 für die Borsten der einzelnen Bürsten 10 gemäß Fig. 2 bilden; und (5) in einer Presse 52 (Fig. 7B und 8B) werden nach dem nachstehend beschriebenen Verfahren die einzelnen Schichten 40 derart laminiert, daß die an einigen der einzelnen Schichten 40 klebenden kleineren Endteile 46 der Feinfolienstücke 44, 45 zwischen die einzelnen Schichten 40 laminiert werden und dabei der Verbundkörper 28 erhalten wird, der eine Mehrzahl der Bürsten 10 aufweist, von denen jede wie vorstehend beschrieben ausgebildet ist und die voneinander trennbar sind, indem einzelne der Bürsten 10 an den in Abständen voneinander angeordneten Stellen 32 abgebrochen werden.
Wie es am besten in der Fig. 2 gezeigt ist, wird das Laminieren vorzugsweise so durchgeführt, daß zwei zentrale Schichten 40 oder Lagen 12 so angeordnet sind, daß jene ihrer Flächen, mit denen kleinere Endteile 46 oder Fußendteile 24 verklebt sind, miteinander verklebt werden, mehrere Schichten 40 oder Lagen 12, mit denen kleinere Endteile 46 oder Fußendteile 24 verklebt sind, mit jeder Seite dieser beiden zentralen Schichten 40 oder Lagen 12 verklebt werden (z. B. bei insgesamt zehn Schichten 40 oder Lagen 12 mit denen kleinere Endteile 46 oder Fußendteile 24 verklebt sind, vier Schichten oder Lagen auf jeder Seite der beiden zentralen Schichten oder Lagen), und zwei Schichten 40 oder Lagen 12, an denen vor dem Laminieren keine Borsten kleben, die äußeren Breitseitenflächen des Verbundkörpers 28 oder des Schichtkörpers 14 bilden. Diese äußeren Schichten 40 können auf ihren Außenflächen mit Worten oder Bildern bedruckt und auf diese Weise z. B. mit Information versehen sein, die den Hersteller der Bürsten 10 betreffen oder Anleitungen zum Trennen und für die Verwendung der Bürsten 10 darstellen.
Zum Herstellen der Feinfolienstücke 44, 45 wird vorzugsweise die in den Fig. 6 und 9 dargestellte Vorrichtung 43 verwendet und werden folgende Schritte durchgeführt: (1) ein 75 bis 25% Polyester und 25 bis 75% Polypropylen enthaltendes polymeres Material wird in einem (nicht gezeigten) Extruder geschmolzen, und das schmelzflüssige polymere Material wird durch eine Breitschlitzdüse 55 auf die polierte Fläche einer gekühlten Walze 56 gespritzt; (2) ein Blatt 58 aus dem schmelzflüssigen polymeren Material wird zwischen der Oberfläche der Walze 56 und einer Oberfläche einer gezahnten Formgebungsklinge 60 gezogen, die längs eines Seitenteils des Blattes 58 bogenförmige Längsrippen 62 ausbildet; (3) das Blatt 58 wird (z. B. mit einem Streckverhältnis zwischen etwa 2,5 zu 1 und 4 zu 1) in der Richtung der Rippen 62 gezogen, z. B. indem es längs einer Schlangenlinie zuerst um einen Satz von geheizten Walzen 64 herumgeführt und dadurch wiederaufgeheizt wird und dann um einen Satz von Ziehwalzen 66 herumgeführt wird, die schneller als die geheizten Walzen 64 umlaufen, so daß das Blatt 58 zwischen den Sätzen von Walzen 64 und 66 gezogen und dadurch orientiert wird; und (4) die Stücke 44, 45 aus orientierter polymerer Feinfolie werden z. B. mit einer Schneidvorrichtung 68 von dem Blatt 58 aus polymerem Material abgeschnitten. Zwischen den Rippen 62 vorhandene, dünne Teile des Blattes 58 bilden zwischen den Rippen 62 Sollbruchlinien, die das Zerteilen der Feinfolienstücke 44, 45 zu Borsten erleichtern, wobei die Rippen 62 gerundete Flächen für eine Seite der Borsten bilden. Danach werden die Schichten 40 oder Lagen 12 vorzugsweise derart miteinander laminiert, daß die bogenförmigen oder gerundeten Flächen der Borsten die beiden Außenflächen der Borstenreihen 20 bilden, so daß die Bürste in ihrem Aussehen einer üblichen Bürste mehr ähnelt.
Zum Zerteilen werden vorzugsweise zwei der am besten in der Fig. 10 erkennbaren Mechanismen 50 verwendet und werden vorzugsweise folgende Schritte durchgeführt: (1) es wird ein Amboß 70 verwendet, der eine Auflagerfläche 72 mit einem geraden Rand 74 besitzt, der zu den Rippen 62 parallel und mindestens so lang ist wie die größeren Endteile 48 der orientierten Feinfolienstücke 44, 45; (2) die mit den Schichten 40 verbundenen orientierten Feinfolienstücke 44, 45 werden auf der Auflagerfläche 72 in einer Richtung, die zu den Rippen 62 und zu dem geraden Rand 74 rechtwinklig ist, zu dem geraden Rand 74 hin und über ihn hinaus bewegt, wobei der auf dem Amboß 70 befindliche Teil des größeren Endteils 48 des Feinfolienstückes 44 oder 45 auf der Auflagerfläche 72 abgestützt ist; und (3) zum Zerteilen des größeren Endteils 48 des Stückes 44 oder 45 zwischen den Rippen 62 werden einzelne der Rippen 62 beim Verlassen der Auflagerfläche 72 aus deren Ebene durch eine Schlagwirkung ausgelenkt und dadurch die Borsten gebildet. Diese Schlagwirkung kann wie dargestellt mit einem rotierenden Schlagrad 78 ausgeübt werden, das eine Mehrzahl von in der Umfangsrichtung in gleichen Abständen voneinander angeordneten radialen Schlagarmen 79 besitzt, die in der Achsrichtung des Schlagrades 78 eine genügende Breite (von z. B. 0,32 cm) haben, um das axiale Auslenken zu begrenzen. Dieses Schlagrad 78 wird um eine ungefähr rechtwinklig zu dem geraden Rand 74 orientierte Achse gedreht und ist relativ zu dem geraden Rand 74 so angeordnet, daß die Schlagarme 79 nacheinander eine Stellung durchwandern, in der ihre vorlaufenden Kanten ungefähr mit der Auflagerfläche 72 fluchten, zu dem geraden Rand 74 parallel und von ihm in einem Abstand von weniger als der Breite einer der Borsten (z. B. von 0,010 bis 0,025 cm) angeordnet sind und längs des geraden Randes 74, entlang dem die Schicht bewegt wird, fast bis zu dessen Ende vorstehen. Die Bewegung der größeren Endteile 48 über den geraden Rand 74 und die Umlaufgeschwindigkeit des Flügelrades 78 sind so aufeinander abgestimmt, daß die Schlagarme 79 auf je eine der Rippen 62 schlagen, damit jede der Rippen 62 zuverlässig unter Bildung einer Borste abgetrennt wird.
Vorzugsweise werden die einzelnen Lagen 12 aus Spanplattenmaterial hergestellt und auf einer Seite mit einem durch Wasser erweichbaren Polyvinylalkohol-Klebstoff überzogen, der vor dem Laminieren getrocknet wird. (Dieses Überziehen mit Klebstoff und das Formschneiden der einzelnen Lagen 12 können mit üblichen Geräten durchgeführt werden, wie sie gewöhnlich in Druckereien verwendet werden). Zum Laminieren werden folgende Schritte durchgeführt: (1) die Lagen werden der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt (vorzugsweise einer relativen Luftfeuchtigkeit von mindestens 20% bei normaler Zimmertemperatur, doch kann man auch bei einer niedrigeren Luftfeuchtigkeit arbeiten, wenn länger bestrahlt wird; (2) die klebstoffüberzogenen Lagen werden z. B. mit der Presse 52 zusammengepreßt; und (3) die gepreßten klebstoffüberzogenen Lagen werden mit von einem Hochfrequenzgenerator 80 gelieferter Hochfrequenzenergie (z. B. von 30 MHz) bestrahlt, wodurch Feuchtigkeit in dem Spanplattenmaterial erhitzt und aus dem Spanplattenmaterial (vermutlich durch die überzugsfreie Fläche des Spanplattenmaterials in die diese berührende Klebstofffläche) in den Klebstoff getrieben wird, der dadurch erweicht wird und im erweichten Zustand die Lagen 12 stoffschlüssig miteinander verbindet. Man kann auch die einzelnen Lagen 12 aus Spanplattenmaterial herstellen und auf einer Seite mit einem Heißschmelzklebstoff überziehen, der vor dem Laminieren getrocknet wird, und zum Laminieren folgende Schritte durchführen: (1) die Lagen werden der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt; (2) die klebstoffüberzogenen Lagen werden z. B. mit der Presse 52 zusammengepreßt; und (3) die gepreßten klebstoffüberzogenen Lagen werden mit von einem Hochfrequenzgenerator 80 gelieferter Hochfrequenzenergie (z. B. von 30 MHz) bestrahlt, wodurch Feuchtigkeit in dem Spanplattenmaterial erhitzt und aus dem Spanplattenmaterial (vermutlich durch die überzugsfreie Fläche des Spanplattenmaterials in die diese berührende Klebstofffläche) in den Klebstoff getrieben wird, der dadurch erweicht wird und im erweichten Zustand die Lagen 12 stoffschlüssig miteinander verbindet.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man ferner die distalen Spitzenendteile 27 der Fasern in der bei der Bürstenherstellung bekannten Weise in zahlreiche kleinere Fasern spalten und dadurch die Fähigkeit der Borsten zum sehr glatten und gleichmäßigen Verstreichen von Anstrichstoff und ähnlichen Überzugsstoffen auf einer Fläche verbessern. Dieser Schritt kann (wie dargestellt) mit einer im Handel erhältlichen Spaltvorrichtung 82 durchgeführt werden, die zylindrisch angeordnet, mit vorwärtsgekehrten Haken ausgebildete Messer aufweist, die nach dem Laminieren mit hohen Drehzahlen (von z. B. 7000 U/min) umlaufen und gegen die distalen Endteile 27 der Borsten schlagen, so daß die distalen Spitzenendteile 27 aller Borsten der Bürsten 10 in einem Durchgang gespalten werden. Man kann diesen Schritt auch durchführen, knapp bevor jedes orientierte Feinfolienstück 44 oder 45 unter Bildung der Borsten zerteilt wird, und in diesem Fall entweder die Spaltvorrichtung 82 verwenden oder in dem neuen Verfahren mit den Endteilen von (nicht gezeigten) mit ihren anderen Enden an einer rotierenden Trommel befestigten Monofilamenten auf die distalen Spitzenendteile 27 der Borsten schlagen. Der Erfolg dieses Spaltverfahrens ist stärker von den Prozentsätzen an Polyester und Polypropylen in den Borsten abhängig als das Spalten mit der Vorrichtung 82, und mit Anteilen von je 50% werden sehr befriedigende Ergebnisse erzielt.
Man kann die distalen Spitzenendteile 27 wie dargestellt mit einem solchen Profil ausbilden, daß diese Teile von beiden Seiten zur Mitte der Bürste 10 hin verjüngt sind. Dazu kann man entweder in einem neuen Verfahren die an einzelnen Schichten 40 klebenden größeren Endteile 48 der Feinfolienstücke 44 oder 45 auf verschiedene Längen zuschneiden, die von den benachbarten einzelnen Schichten 40 aus der Außenfläche der Platte zu jenen einzelnen Schichten 40 hin zunehmen, die näher bei der Mitte des plattenförmigen Gebildes 30 angeordnet sind, oder in dem bekannten Verfahren nach dem Herstellen des plattenförmigen Gebildes 30 die distalen Endteile der Borsten der Bürste 10 mit einem Schneidwerkzeug auf eine gewünschte Form zuschneiden, entweder mit Hilfe eines (nicht gezeigten) hin- und herbewegten geformten Schneidwerkzeuges, das dem Trimmwerkzeug eines Friseurs ähnelt, oder mit einem mit hoher Drehzahl rotierenden Messerkopf.
Ferner werden die Borsten vorzugsweise gereinigt, um abgebrochene oder ungebundene Borsten zu entfernen, und zwar entweder nach dem Zerteilen oder nach dem Laminieren. Zum Reinigen der Borsten werden diese mit einer (nicht gezeigten) Metallkratze durchgekämmt und die entfernten Borsten mit einem Absaugsystem 86 abgesaugt. Zum Entfernen von abgebrochenen oder ungebundenen Borsten und/oder von beim Bilden und Spalten der Borsten entstandenen Teilchen kann man zusammen mit dem Absaugsystem 86 auch einen (nicht gezeigten) umlaufenden Schlagarm verwenden.

Beispiel

In einem bevorzugten nichteinschränkenden Ausführungsbeispiel wurde zum Herstellen der Bürste 10 ein Gemisch von etwa 30 Gew.-% Polypropylen mit einem Schmelzflußindex von etwa 12 und etwa 70 Gew.-% Polyester mit einer Grenzviskosität von 0,6 und als Tensid etwa 0,1 Gew.-% Natrium eine Feinfolie erzeugt. Wie vorstehend beschrieben wurde das Gemisch im Extruder geschmolzen und das aus dem Extruder gespritzte schmelzflüssige polymere Material in Form eines Blattes 58 zwischen Flächen gezogen, die von der gekühlten polierten Fläche der Walze 56 und der gezahnten Formgebungsklinge 60 gebildet wurden, die zwischen ihren Zähnen mit bogenförmigen Rillen ausgebildet war, die auf dem Blatt 58 Rippen 62 ausbildeten. Das Blatt 58 hatte am Grund der Rillen zwischen den Rippen 62 eine Dicke von etwa 0,013 bis 0,018 cm; der Abstand zwischen den Scheiteln der Rippen 62 betrug etwa 0,048 cm; und die Dicke des Blattes an den Scheiteln der Rippen 62 betrug etwa 0,061 bis 0,069 cm. Das auf diese Weise hergestellte Blatt 58 wurde in der Richtung der Rippen 62 im Verhältnis von etwa 3 1/2 zu 1 gestreckt und dadurch derart verändert, daß seine Dicke am Grund der Rillen zwischen den Rippen 62 etwa 0,003 bis 0,005 cm, der Abstand zwischen den Scheiteln der Rippen 62 etwa 0,038 bis 0,046 cm und seine Dicke an den Scheiteln der Rippen 62 etwa 0,030 bis 0,038 cm betrugen. Zum Herstellen der Lagen 12 wurden 0,51 mm dicke Blätter aus Spanplattenmaterial (50% neuem Kraftpapier und 50% wiederaufgearbeitetes Rotationsdruckpapier) mit einem Polyvinylalkohol-Klebstoff (z. B. dem von H.B. Fuller Company, St. Paul, Minn., unter der Handelsbezeichnung WBV-3450 erhältlichen Klebstoff) mit einem Flächengewicht von 18,3 g/m² überzogen und nach dem Trocknen formgeschnitten. Aus diesen Werkstoffen wurde der aus Bürsten 10 bestehende Verbundkörper 28 in der vorstehend beschriebenen bevorzugten Weise, mit zwölf Lagen 12 und gemäß der Fig. 2 angeordneten Borstenreihen 20 für jede Bürste 10 hergestellt (wobei an den äußeren Lagen 12 vor dem Laminieren keine Borstenreihen 20 angeklebt waren). Diese Materialien wurden unter einem Druck von etwa 41,3 bar zusammengepreßt und zum vollständigen Durchführen des Laminierens mit einem Strahler mit einer geschätzten Leistung von 4 kW etwa 30 Sekunden mit Hochfrequenzstrahlung von 30 MHz bestrahlt. Dann wurde jede Bürste 10 zum Spalten ihrer Borsten behandelt, geformt und gereinigt. Es zeigte, daß die Bürsten beim Eintauchen in einen Anstrichstoff diesen in angemessener Menge aufnahmen und eine angemessene Menge des aufgenommenen Anstrichstoffes auf eine zu streichende Fläche unter Bildung eines ziemlich dicken, einheitlichen Anstriches abgaben. In diesen Eigenschaften waren die mit zahlreichen synthetischen Borsten versehenen Bürsten, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind und etwa ein bis zwei US-Dollar kosten, mindestens gleichwertig.
Vorstehend wurden die erfindungsgemäße Bürste 10 und das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen der Bürste anhand je einer Ausführungsform beschrieben. Für den Fachmann versteht es sich, daß an den beschriebenen Ausführungsbeispielen im Rahmen der Erfindung zahlreiche Änderungen vorgenommen werden können. Beispielsweise können die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten, neuartigen Borsten auch in anderen Bürsten mit gutem Erfolg verwendet werden, deren Handgriffanordnungen anders ausgebildet sind als der beschriebene Schichtkörper 14. Daher ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die in dieser Anmeldung beschriebene Konstruktion und das in dieser Anmeldung beschriebene Verfahren, sondern nur auf in den Ansprüchen unter Schutz gestellte Konstruktionen und deren Äquivalente eingeschränkt.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Bürste mit folgenden Schritten:

es wird ein Handgriff hergestellt, der einen Handgriffendteil (36) und einen dem Handgriffendteil entgegengesetzten Kopfendteil (38) mit einer Stirnfläche (42) besitzt;

aus polymerem Material wird eine fibrillierbare orientierte polymere Feinfolie (43, 45) hergestellt;

die fibrillierbare orientierte polymere Feinfolie wird derart an dem Handgriff angebracht, daß ein kleinerer Endteil der Feinfolie über dem Kopfendteil (38) liegt und sich die genannte Stirnfläche (42) quer zur Orientierungsrichtung der Feinfolie (43, 45) erstreckt und ein größerer Endteil der Feinfolie von dem Kopfendteil (38) vorsteht; und der größere Endteil der Feinfolie wird in einzelne Borsten zerteilt.

2. Verfahren zum Herstellen einer Bürste nach Anspruch 1, in dem der Handgriff eine allgemein laminare Handgrifflage ist und in einem weiteren Schritt eine Mehrzahl von Handgrifflagen miteinander fluchtend derart laminiert werden, daß die kleineren Endteile der Feinfolie zwischen den Handgrifflagen laminiert werden.

3. Verfahren zum Herstellen einer Bürste nach Anspruch 2, in dem die Handgrifflagen aus Spanplattenmaterial bestehen und mit einem Klebstoff überzogen werden, der unter der Einwirkung von Feuchtigkeit oder Wärme erweichbar ist und der vor dem Laminieren getrocknet wird, und in dem zum Laminieren:

die Handgrifflagen der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt werden;

die klebstoffüberzogenen Handgrifflager zusammengepreßt und die zusammengepreßten klebstoffüberzogenen Handgrifflagen mit Hochfrequenzenergie bestrahlt werden:

so daß in dem Spanplattenmaterial enthaltene Feuchtigkeit erwärmt und aus dem Spanplattenmaterial herausgetrieben wird und dadurch der Klebstoff zum stoffschlüssigen Verbinden der Handgrifflagen miteinander erweicht wird.

4. Verfahren zum Herstellen einer Bürste nach Anspruch 3, in dem der Klebstoff ein mit Wasser aktivierbarer Klebstoff auf der Basis von Polyvinylalkohol ist.

5. Verfahren zum Herstellen einer Bürste nach Anspruch 1, in dem der Klebstoff ein Heißschmelzklebstoff ist.

6. Verfahren zum Herstellen einer Bürste nach Anspruch 1, in dem zum Herstellen des Handgriffs durch Zerschneiden eines Blattes aus einem Werkstoff für den Handgriff eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Handgriffen hergestellt wird, von denen jeder mit einem benachbarten Handgriff an längs der Handgriffe in Abständen voneinander angeordneten Stellen verbunden ist.

7. Verfahren zum Herstellen einer Bürste nach Anspruch 6, in dem einander benachbarte Handgriffe der Mehrzahl derselben so angeordnet werden, daß ihre Kopfendteile in einander entgegengesetzten Richtungen vorstehen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, in dem jeder dieser Handgriffe eine allgemein laminare Handgrifflage ist und in dem in einem Schritt eine Mehrzahl von Handgrifflagen miteinander fluchtend derart laminiert werden, daß die kleineren Endteile der Feinfolie zwischen den Handgrifflagen laminiert werden.

9. Verfahren zum Herstellen einer Bürste nach Anspruch 8, in dem die Handgrifflagen aus Spanplattenmaterial bestehen und mit einem Klebstoff überzogen werden, der unter der Einwirkung von Feuchtigkeit oder Wärme erweichbar ist und der vor dem Laminieren getrocknet wird, und in dem zum Laminieren:

die Handgrifflagen der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt werden;

10. Verfahren zum Herstellen einer Bürste nach Anspruch 9, in dem der Klebstoff ein mit Wasser aktivierbarer Klebstoff auf der Basis von Polyvinylalkohol ist.

11. Verfahren zum Herstellen einer Bürste nach Anspruch 9, in dem der Klebstoff ein Heißschmelzklebstoff ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, in dem von einer Mehrzahl von miteinander verbundenen Bürsten eine einzelne Bürste entfernt wird, indem die Verbindungen zwischen der einzelnen Bürste und ihr benachbarten Bürsten an den in Abständen voneinander angeordneten Verbindungsstellen gebrochen werden.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die zerfaserbare orientierte polymere Feinfolie aus einem Gemisch aus Polyester und Polypropylen besteht.

14. Verfahren nach Anspruch 13, in dem das Gemisch 75 bis 25% Polyester und 25 bis 75% Polypropylen enthält.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem zum Herstellen der fibrillierbaren orientierten polymeren Feinfolie:

durch Schmelzen des polymeren Materials ein blattförmiger Körper aus schmelzflüssigem Material hergestellt wird;

der blattförmige Körper aus schmelzflüssigem Material zwischen Oberflächen gezogen wird, von denen mindestens eine von einer Formgebungsklinge (60) gebildet wird, die längs eines Seitenteils des blattförmigen Körpers (58) eine Ausbildung von Längsrippen (62) bewirkt;

zum Orientieren des blattförmigen Körpers (58) dieser in der Richtung der Rippen (62) gestreckt wird, so daß

zwischen den Rippen (58) befindliche, dünne Teile des blattförmigen Körpers zwischen den Rippen Sollbruchstellen bilden, die das Zerteilen der polymeren Feinfolie in Borsten erleichtern, wobei die Rippen (58) gerundete Flächen für eine Seite der Borsten bilden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, in dem zum Zerteilen des größeren Endteils der Feinfolie in einzelne Borsten:

ein Amboß (70) verwendet wird, der eine Auflagerfläche (72) mit einem geraden Rand (74) besitzt, der zu den Rippen (58) parallel und mindestens so lang ist wie die längeren Endteile der Feinfolie;

die Feinfolie rechtwinklig zu den Rippen (58) und zu dem geraden Rand (74) längs der Auflagerfläche (72) und über den geraden Rand (74) derart bewegt wird, daß der auf dem Amboß (70) befindliche Teil des distalen Endteils der Feinfolie auf der Auflagerfläche (72) abgestützt ist; und

zum Zerteilen der Feinfolie zwischen den Rippen (62) einzelne Rippen (62) beim Verlassen der Auflagerfläche (72) durch Schlagwirkung aus deren Ebene ausgelenkt und dadurch die Borsten gebildet werden.

17. Bürste mit einem Handgriff, der einen Handgriffendteil (36) und einen dem Handgriffendteil entgegengesetzten Kopfendteil (38) mit einer Stirnfläche (42) besitzt, ferner mit einem Borstenwerkstoff, der an dem Handgriff so angebracht ist, daß ein kleinerer Endteil des Borstenwerkstoffs über dem Kopfendteil (38) liegt und ein kleinerer Endteil des Borstenwerkstoffs von dem Kopfendteil vorsteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenwerkstoff eine fibrillierbare orientierte polymere Feinfolie ist, daß die genannte Stirnfläche sich quer zu der Orientierungsrichtung der Feinfolie (43, 45) erstreckt und daß der größere Endteil des Borstenwerkstoffes in einzelne Borsten zerteilt ist.

18. Bürste nach Anspruch 17, in dem der Handgriff aus Spanplattenwerkstoff und der Borstenwerkstoff aus einem Gemisch von Polypropylen und Polyester besteht.

19. Bürstenverbundkörper (28) mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Bürsten, von denen jede eine Bürste nach Anspruch 17 oder 18 ist, wobei der Handgriff jeder Bürste an längs des Handgriffs in Abständen voneinander angeordneten Stellen mit einem benachbarten Handgriff verbunden ist.

20. Bürstenverbundkörper (28) nach Anspruch 19, in dem einander benachbarte Handgriffe der genannten Mehrzahl desselben so angeordnet sind, daß die Kopfendteile in einander entgegengesetzten Richtungen vorstehen.