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Verfahren, natürliche Borsten gegen Aufnahme von Feuchtigkeit durch
ein hnprägnierungsmittel zu schützen und nach dem Verfahren hergestellte Zahnbürste
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um Bürstenborsten gegen Aufnahme von Feuchtigkeit
durch Imprägnierung zu schützen, und zwar handelt es sich insbesondere um natürliche
Borsten. Es gibt bereits verschiedene Verfahren, die diesen Zweck verfolgen, jedoch
haben die bekannten Verfahren bzw. die verwendeten Imprägnierungsmittel den Nachteil,
daß die behandelten Borsten einen Teil ihrer Nachgiebigkeit einbüßen, eine andere
Farbe annehmen oder sogar Giftstoffe enthalten, so daß die Borsten nicht 'zu Zahnbürsten
oder anderen Toilettenwaren benutzt werden können. So ist es beispielsweise bekannt,
Fischbeinborsten mit einem Lack zu imprägnieren, der .Pininsäureharz, SiNinsäure
und Kolophonium enthält. Hierdurch werden aber die Borsten hart und steif und werden
sehr leicht brüchig. Ferner hat man vorgeschlagen, fertige Borstenwaren mit Leim
und Formaldehyd zu imprägnieren. Bei diesem bekannten Verfahren dringt aber das
Imprägnierungsmittel .nicht in etwaige Hohlräume der Borsten ein, sondern deckt
sie nur von außen ab.
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Erfindungsgemäß wird nun als Imprägnierungsmittel für natürliche Borsten
eine im Wasser unlösliche Seife verwendet, die aus einem Metallsalz gebildet wird
und den Vorteil hat, daß sie selbst in etwaige Hohlräume der Borsten eindringt und
dieselben ausfüllt, ohne daß dabei die Geschmeidigkeit der Borsten verringert wird.
Diese Behandlung hat den weiteren Vorteil, daß man nunmehr statt der besten Sorten
von Borsten für Zahnbürsten u. dgl. auch minderwertige Borsten verwenden kann, d.
h. Borsten, die weniger natürliches Öl enthalten oder die gerade, weil sie Hohlkörper
sind, bis jetzt für den Einsatz in Zahnbürsten nicht benutzt wurden.
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Um die wasserabstoßenden Eigenschaften der Borsten zu erhöhen, können
verschiedene Stoffe zugesetzt werden. Es ist jedoch von Wichtigkeit, aus dieser
Gruppe von Stoffen solche auszuwählen, die die wasserabstoßenden Eigenschaften erhöhen,
ohne dabei die Elastizität oder Steifigkeit, welche diese Borsten von Natur haben,
herabzusetzen und auch ohne den natürlichen Glanz abzs_lschwächen, den solche Borsten
besitzen.
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Für die-Herstellung von Zahnbürsten ist es von Wichtigkeit, zu beachten,
daß solche Bürsten in verschiedenen Härtegraden hergestellt werden, und zwar unterscheidet
man gewöhnlich drei Härtegrade: weich, mittel und hart. Wenn nun aus den behandelten
Borsten Zahnbürsten einer ähnlichen Gradeinteilung zu erzeugen sind, muß auch die
Behandlung, durch welche die Borsten ;#.-asserfest werden; derartig sein, daß die
Weichheit oder die Steifigkeit, die die Borsten im Naturzustand haben, nicht wesentlich
geändert wird.
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Die Stoffe, die zur Behandlung der Horsten für diesen Zweck am besten
geeignet sind, sind Seifen und Wachse, die im Wasser ttnlöslich
sind,
oder Verbindungen oder Mischungen dieser Stoffe. Behandelt man die Borsten mit Mischungen
oder Lösungen solcher Stoffe, so erhöht man die Wasserfestigkeit, ohne das glänzendeAussehen
der Borsten abzudämpfen.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Borsten in ein,,
Lösung eines schweren Metallsalzes eingetaucht, beispielsweise in eine Lösung eines
Aluminiumsalzes, und erst nachher in eine Seifenlösung. Weiden diese beiden Schritte
in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen, so wird den Borsten dadurch ein großer Teil
ihres glänzenden Aussehens genommen.
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Zahlenmäßige Beispiele für die Durchführung des Verfahrens sind im
nachstehenden gegeben: Beispiel i Die zu behandelnden Borsten werden auf irgendeine
Weise gebleicht und dann in eine Lösung bis zur Sättigung eingelegt. Diese Lösung
enthält i bis 3 Gewichtsprozent eines Aluminiumsalzes, wie Aluminiumacetat. Nachdein
man die Borsten in dieser Lösung gelassen hat, bis sie vollständig durchtränkt sind,
werden sie in eine Lösung einer passenden Seife eingebracht, beispielsweise in eine
4prozentige Lösung einer kastilianischen Seife (weiße Ölseife). Die Borsten werden
dann entfernt. Man läßt die überschüssige Lösung ablaufen, trocknet die Borsten
in einer Schleuder und nachher durch Erwärmung oder auf andere Weise.
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Die oben angegebenen Stärken der Lösungen zur Behandlung der Borsten
ist durchaus nicht unbedingt maßgebend: So h;#,nnen statt des essigsauren Aluminiums
andere lösliche Metallsalze benutzt werden, die eine unlösliche Seife ergeben. Es
ist zweckmäßig, darauf zu achten, daß das Metallsalz eine weiße unlösliche Seife,
die keine schädlichen Eigenschaften aufweist, bildet. Die nichtgiftigen gewöhnlichen
Metalle der zweiten, dritten und vierten Gruppe in Mendeljeff's Periodischer Tabelle
können zur Erzeugung einer solchen unlöslichen Seife benutzt werden. Man kann auch
Metalle benutzen, die eine farbige unlösliche Seife erzeugen, jedoch werden nicht
gefärbte oder ganz leicht gefärbte Borsten vorgezogen.
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Die Imprägnierung der Borsten mit der unlöslichen Seife kann beschleunigt
werden, und die wasserabstoßenden Eigenschaften der Borsten können erhöht werden,
wenn inan eine elektrolytische Behandlung wählt. Man bildet zu diesem Zweck eine
lose Matte aus diesen Borsten, befeuchtet dann diese Matte gründlich mit einer seifenartigen
V er?i-indring und schickt diese Matte durch Elektrodenwalzen, während man gleichzeitig
eine wässerige Lösung eines schweren Metallsalzes im Sprühzustand auf die Matte
bei ihrem Durchgang durch die Elektrodenwalzen zum Einwirken bringt. Es bildet sich
auf diese Weise ein unlöslicher, wasserabstoßender Niederschlag, da die aufeinander
reagierenden Bestandteile vereinigt werden, während gleichzeitig der elektrische
Strom auf die Matte von Borstenzur Einwirkung gebracht wird.
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Beispiel a Eine vorzugsweise benutzte Behandlung für die Borsten ist
nachstehende: Man löst i6oo Gewichtsteile Aluminiumpalmitat in ungefähr 72oo Gewichtsteilen
Cyclohexanol (Hexahydrophenol) unter leichter Erwärmung. In einem Sonderverfahren
werden 8oo Gewichtsteile weißes Ceresinwachs geschmolzen und auf 54oo Gewichtsteilen
Kohfenstofftetrachlorid zugesetzt. Die Lösung des Aluminiumpalmitats in Cyclohexanol
wird dann der Ceresinwachslösung zugesetzt, wobei gleichzeitig auch 2o ooo Gewichtsteile
Kohlenstofftetrachlorid und 7ooo Gewichtsteile Naphtha zugegeben werden. Die Mischung
dieser Lösungen wird in einem Dampfbad unter beständiger Umrührung erhitzt, bis
man eine verhältnismäßig dünne Lösung erhält. Man läßt diese. dünne Lösung zweckmäßig
eine entsprechende Zeitspanne stehen. Dadurch, daß man diese Lösung stehenläßt,
wird diese in höherem Maße flüssig und eignet sich mehr zur Durchtränkung der Borsten.
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Zur Behandlung von Borsten mit dieser Lösung, bestehend aus Aluminiumpalmitat
und Ceresinwachs, werden Gruppen oder Bündel der Borsten eingetaucht und ungefähr
3o Minuten in der Lösung liegengelassen. Dann entfernt man sie und läßt die Lösung
ungefähr 5 Minuten lang, keineswegs länger, ablaufen, und für kurze Zeit werden
sie nachher in eine Fliehkraftschleuder eingesetzt. Sie werden dann in eine Trockenvorrichtung
eingebracht, und man trocknet sie 4, oder 5 Stunden lang bei einer Temperatur zwischen
37 und 45°.
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Die so behandelten Borsten haben nicht nur einen Überzug der Mischung
aus Aluminiumpalmitat und Ceresinwachs auf der Außenfläche; diese Mischung ist auch
in die Hohlräume und in die Poren der Borsten selbst eingedrungen. Werden demnach
die billigeren Borstensorten nach diesem Verfahren behandelt, so sind die Markgefüge
im Hohlrauen und die übrigen Höhlungen mit der wasserabstoßenden Mischung aus Aluminiumpalmitat
und Wachs vollständig gefüllt. Da jedoch einer solchen Mischung dieselbe Weichheit
und Nachgiebigkeit eigen ist, wie die Borste im rohen Zustand sie besitzt, so
wird
dadurch diese Eigenschaft der Steifigkeit oder Biegsathkeit der Borste nicht wesentlich
geändert.
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Andere metallische Seifen von wasserabstoßenden unlöslichen Eigenschaften
und andere Wachse können zu demselben Zweck benutzt werden, und zwar gesondert oder
in Mischung. Man kann Borsten dieser Art mit einer Mischung von chinesischem, japanischem
Wachs, Bienenwachs oder ähnlichem Wachs behandeln, wobei die Lösung des Wachses
in Yylen oder einem anderen leichten organischen Lösungsmittel vorgenommen wird
und dieses Lösungsmittel dann zur Verdunstung gebracht wird.
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Das Behandlungsverfahren erhöht die wertvollen Eigenschaften der Borsten
wesentlich. Längere Reihen von Prüfungen haben ergeben, daß Bürsten oder Pinsel
mit Borsten dieser Art ihre Gebrauchsfähigkeit viel länger beibehalten als Bürsten
oder Pinsel mit unbehandelten Borsten. Borsten, die mit chinesischem Wachsund XvIen
behandelt wurden, behielten ihre Gebrauchsfähigkeit selbst nach 5oooo Hüben unter
Wasser bei, während die unbehandelten Borsten ihre Gebrauchsfähigkeit vorher verloren..
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Die so behandelten Borsten, durchtränkt mit einer unlöslichen metallischen
Seife und mit Wachsen, können Wasser nicht absorbieren, da die Seifen und Wachse
wasserabstoßend sind. Diese Eigenschaft des Behandlungsstoffes verhindert oder verzögert
die Benetzungswirkung des Wassers an den Borsten bei Einbringung der Borsten in
Wasser oder ihrer Aussetzung an Wasserdampf oder Wasserdunst. Werden solche Borsten
zu. Zahnbürsten verwendet, so zeigen; diese behandelten Borsten auch einen größeren
Widerstand gegen die im Speichel enthaltenen Salze, und dieser Widerstand macht
sich auch gegen die in den gewöhnlichen Zahnpasten enthaltenen Seifen geltend. Dadurch
verliert jedoch die Borste nicht etwa einen Teil ihrer Elastizität oder Steifigkeit,
wenn sie mit solchen wasserabstoßenden oder wasserfesten Stoffen behandelt worden
ist. Borsten, die ursprünglich schon weich waren, bleiben auch weich nach ihrer
Behandlung mit diesen Stoffen. Es ist dies ebenfalls von großer Wichtigkeit, da
weiche Zahnbürsten in - ausgedehntem Gebrauch sind und da es wünschenswert ist,
auch diese Borsten ebenso zu behandeln wie die Borsten mit größerer Härte.