EP0271725A2 - Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren - Google Patents

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EP0271725A2
EP0271725A2 EP87116845A EP87116845A EP0271725A2 EP 0271725 A2 EP0271725 A2 EP 0271725A2 EP 87116845 A EP87116845 A EP 87116845A EP 87116845 A EP87116845 A EP 87116845A EP 0271725 A2 EP0271725 A2 EP 0271725A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bristle
processing station
strands
coils
monofilaments
Prior art date
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Granted
Application number
EP87116845A
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English (en)
French (fr)
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EP0271725A3 (en
EP0271725B1 (de
Inventor
Georg Weihrauch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coronet Werke GmbH
Original Assignee
Coronet Werke GmbH
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Publication date
Application filed by Coronet Werke GmbH filed Critical Coronet Werke GmbH
Priority to AT87116845T priority Critical patent/ATE85192T1/de
Publication of EP0271725A2 publication Critical patent/EP0271725A2/de
Publication of EP0271725A3 publication Critical patent/EP0271725A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0271725B1 publication Critical patent/EP0271725B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D1/00—Bristles; Selection of materials for bristles
    • A46D1/08—Preparing uniform tufts of bristles

Definitions

  • the invention relates to a method for the production of bristle goods, in that multifilament bristle strands of a processing station, on which the bristles are fastened to a bristle carrier - endlessly or cut - are attached as an endless material to coils by means of a holding or pulling force which intermittently acts on them at the processing station can be fed from the coils under settlement.
  • plastic fibers were also used as a replacement for the bristles made of natural materials that had been known until then.
  • the procedure was initially carried out in the usual manner, in that the fibers were brought together to form multifilament strands and then cut into bundles as desired (eg DE-OS 28 49 510).
  • the bristle bundles were also attached to the bristle carrier in an initially conventional manner, e.g. B. on tamping machines (DE-AS 1 049 823), in which the bundles are folded like a hairpin and inserted into prepared holes in the bristle carrier and mechanically fastened by means of cramps or the like were. It was also possible to attach plastic bristles to the bristle carrier by gluing, cementing or the like.
  • the bristles are injected or molded into the carrier material or are attached to the bristle carrier by welding. In these cases, the entire bristle stock must be brought up to the bristle carrier in one work cycle. For example, if it is a scrubber with 100 bundles of bristles, each with 100 individual bristles, this would result in 100,000 monofilaments and thus 100,000 spools. This is neither technically nor economically controllable.
  • the number of strands to be fed and the number of supply spools can be reduced - in the example above it would still be 100 spools - but the processing difficulties do not become less, which is due to the following circumstances: the bristle fibers obtained by spinning are stretched several times the length after the spinning machine in order to align the molecular structure and to give the fiber the necessary elasticity, and then generally stabilized, which happens at a relatively high temperature and which is intended to fix the molecular structure, around none when the bristle is subsequently exposed to heat To experience change. The fibers stretched and stabilized in this way are then brought together and wound up into a multifilament strand. The individual fibers already have different characteristics.
  • each bristle strand has a different transport path, as a result of which the extent of the loop formation is different for each bristle strand.
  • Length differences are also formed during transport, in that the bristle strands often have to be deflected several times. This results in differential speeds between the individual bristle strands and thus differences in length between them, but also on the monofilaments of a multifilament bristle strand, different forces act upon each deflection, so that length differences also form within a single strand during processing.
  • the object of the invention is to avoid the formation of loops or to eliminate existing loops when processing multifilament endless strands into bristle articles.
  • the object of the invention is achieved in that, at least during the holding cycles effective at the processing station, one between the coils and the holding force is counter to the holding force Processing station effective tensile force on all bristle strands to effect and this tensile force is adjusted so that the bristle strands tighten between the coils and the processing station.
  • the transport movement of the bristle strands which is generated, for example, by pulling at the processing station, is countered by a pulling force which is effective over the entire length.
  • This tensile force is measured so that the bristle strands between the coil and the processing station are tightened.
  • differences in length already present on the spool are not transmitted to the transport route and therefore cannot have a negative effect at the processing station.
  • no loops can form under the tension on the transport route itself.
  • Existing differences in length of the monofilaments within the strand are extended to such an extent that the strand occupies the length of the shortest monofilament within the strand.
  • the curvatures of the bristle strand originating from the coil are pulled out.
  • the tensile force is set such that the monofilaments which are tightened first are stretched when the tensile force acts on the bristle strands.
  • the residual expansion present in the monofilament which remains during its manufacture is used in particular, so that the individual monofilament is not overstressed under the tensile stress, in particular it does not suffer any constrictions.
  • a thread tension is generated between the supply spool and the feed drive connected downstream of it, but this is only used so that the heating acting on the strand between these two positions is used to straighten the strand can.
  • the formation of loops cannot be avoided because the transport to the processing station takes place under thrust and not under tension, so that existing differences in length can again have a detrimental effect there.
  • the bristle strands, or at least their external monofilaments are heated by the coils after they have been unwound and cooled on their way to the processing station.
  • the heating does not serve, but at least not primarily to remove curvatures, as is the case with the known method (DE-OS 2 849 510), but rather to prevent the excess lengths of individual monofilaments that may still exist despite the tensile stress applied Eliminate shrinkage of these monofilaments.
  • This procedure is particularly advantageous in the case of multifilament bristle strands in which the individual fiber has a very small diameter.
  • the heat exerted on the strand acts primarily on the outer or blown-out monofilaments with excess length, while the monofilaments which are close together in the center are little influenced. Due to this targeted heat treatment of the exposed monofilaments and due to the cooling that takes place on the further transport route, which can possibly also be accelerated by additional cooling, the excessively long monofilaments shrink.
  • the fibers are stretched for processing into bristles after spinning and then stabilized and wound up using hot air in a continuous process.
  • the bristles are still shrinkable under heat, but this residual shrinkage can be tolerated in many applications, while high-quality bristles aim to completely or almost completely eliminate the shrinkability, which is done by a longer-lasting heat treatment at an even higher temperature, the Bristles are wound on coils or the like. This fixes the molecular structure and the bristles lose their shrinkability.
  • bristle strands made from monofilaments which are not stabilized or not fully stabilized are used and the bristle strands are heated to the stabilizing temperature after being unwound from the coils.
  • the stabilization is shifted in whole or in part from the bristle production to the bristle processing. Since the monofilaments of the bristle strands on the supply spool are not yet fixed in their molecular structure, they can be influenced more during subsequent processing by correspondingly higher heating, in particular greater shrinkage is possible, which in turn contributes to the build-up of a corresponding tension between the supply spools and the processing station . Corresponding energy is saved on the manufacturing side and this is optimized on the processing side.
  • the required tension between the supply spools and the processing station can be applied in various ways. This happens particularly simply in that the coils constantly or in time with each other the holding force acting on the processing station is braked. As a result, the excess lengths are only pulled out at the crucial point in time during transport.
  • the coils can be rewound in time with the holding force acting at the processing station and / or can be moved away from the processing station. It is possible to store several or all of the supply spools on a common frame and to move the frame away from the processing station and carry it along again according to the work cycle.
  • the method according to the invention gives the possibility of accommodating a plurality of multifile bristle strands on a supply spool and of pulling these together during processing.
  • deflection forces acting transversely to their transport movement can be provided on the individual strands. These deflection forces can be generated by rollers mounted on rockers, spring-loaded rollers or by weighted riders equipped with rollers. Such deflection forces can of course also be used if coils with only one wound bristle strand are used.
  • twisted multifilament bristle strands are preferably used, the number of twists per unit length being selected inversely proportional to the stiffness of the monofilament.
  • the stiffness of the monofilament is largely determined by its cross-section (diameter) on the one hand, and by the plastic used on the other.
  • the bristle strands are twisted the more the lower the stiffness of the monofilament. In practice, the following values have proven to be advantageous, with the number of twists being the minimum number per linear meter:
  • the specified minimum number of twists is to be increased specifically for each material.
  • polyethylene bristles require about twice as many drillings per linear meter than the harder polystyrene bristles.
  • polypropylene bristles with a diameter of 0.20 mm in a multifilament strand show particularly few loops if more than 8 twists per running meter are provided.
  • the monofilaments spring back within the free-standing end of the bristle strand, since they are no longer clamped in at the end on the processing side.
  • Cutting the bristles behind the holder and after loosening the holder can also spring back the exposed bristle ends, so that the bristles of each bundle finally take the desired parallel position.
  • the bristle strands drawn off tangentially from the coils are guided essentially in a straight line to the processing station.
  • clamps, deflections, etc. between the supply spools and the processing station should be avoided, since these lead to the formation of loops due to different peripheral speeds of the monofilaments within a multifilament strand and due to different frictional forces.
  • the bristle strands of supply spools used for the manufacture are wound under high tensile stress on the spools used for processing while simultaneously stretching the shortest monofilaments in the bristle strand and the monofilaments which have been blown out are shrunk with excess length under the action of heat .
  • the largest excess lengths resulting from the production are thus already eliminated during the winding onto the processing spools, so that the thermal treatment mentioned above can generally be dispensed with during processing.

Landscapes

  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Brushes (AREA)
  • Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Cleaning Implements For Floors, Carpets, Furniture, Walls, And The Like (AREA)

Abstract

Bei der Herstellung von Borstenwaren werden multifile Borstenstränge, die als Endlosmaterial auf Spulen aufgewickelt sind, verwendet. Die Borstenstränge werden durch Abspulen einer Verarbeitungsstation zugeführt, an der sie - endlos oder zugeschnitten - an einem Borstenträger befestigt werden. Das Abziehen von den Spulen erfolgt durch eine an der Verarbeitungsstation taktweise auf die Borstenstränge einwirkende Halte- oder Zugkraft. Um die durch die Herstellung oder die Verarbeitung vorhandenen ungleichmäßigen Längen der einzelnen Monofile, die bei der Verarbeitung zur Schlaufenbildung führen, zu vermeiden, wird zumindest während der an der Verarbeitungsstation wirksamen Haltetakte eine der Haltekraft entgegengerichtete Zugkraft auf sämtliche Borstenstränge zur Wirkung gebracht. Diese Zugkraft wird so eingestellt, daß sich die Borstenstränge, vorzugsweise auch alle innerhalb eines Borstenstrangs befindlichen Monofile, zwischen den Spulen ud der Verarbeitungsstation straffen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren, indem als Endlosmaterial auf Spulen aufgewickelte, multifile Borstenstränge einer Verarbeitungsstation, an der die Borsten - endlos oder zugeschnitten - an einem Borstenträger befestigt werden, mittels einer an der Verarbeitungsstation taktweise auf sie einwirkenden Halte- oder Zugkraft unter Abwicklung von den Spulen zugeführt werden.
  • Bald nach dem Aufkommen von Kunststoffen, die sich zu Fasern verarbeiten ließen, sind solche Kunststoffasern auch als Ersatz für die bis dahin bekannten Borsten aus Naturstoffen eingesetzt worden. Dabei ging man zunächst in der üblichen Weise vor, indem die Fasern zu multifilen Strängen zusammengetragen und dann auf Wunschmaß zu Bündeln geschnitten wurden (z. B. DE-OS 28 49 510). Die Befestigung der Borstenbündel am Borstenträger erfolgte gleichfalls in zunächst herkömmlicher Weise, z. B. auf Stopfmaschinen (DE-AS 1 049 823), bei denen die Bündel haarnadelartig gefaltet in vorbereitete Löcher des Borstenträgers einge­führt und mechanisch mittels Krampen od. dgl. befestigt wurden. Es war ferner möglich, auch Kunststoffborsten durch Verleimen, Verkitten od. dgl. am Borstenträger zu befestigen.
  • Mit dem Fortschreiten der Kunststofformtechnik, z. B. durch Spritzgießen, Ausschäumen von Formen etc. wurde es dann möglich, auch die Borstenträger kostengünstig mittels dieser Formverfahren herzustellen, was wiederum für die Befestigung der Borsten am Borstenträger neue Möglichkeiten eröffnete, indem die Borsten mit ihrem verarbeitungsseitigen Ende in die Form des Borstenträgers eingebracht und durch Umgießen befestigt wurden (z. B. DE-PS 845 933, US-PS 2 643 158, 3 408 112). Schließlich hat es auch nicht an Versuchen gefehlt, die Kunststoff­borsten am Borstenträger durch beidseitiges Plastifizieren und Anformen miteinander zu verbinden, wie auch die Kunst­stoffborsten unmittelbar auf den Borstenträger aufzu­schweißen.
  • Nachdem Kunststoffborsten endlos hergestellt und als Endlosstrang auf Spulen aufgewickelt werden, bot es sich an, auch die Verarbeitung zu Borstenwaren vom Endlosstrang vorzunehmen. Dabei wurden entweder die Borstenfasern schon anläßlich der Herstellung zu multifilen Strängen zusammengeführt, auf Vorratsspulen aufgewickelt und als multifiler Strang der Verarbeitungsstation zugeführt (alle vorgenannten Druckschriften) oder es wurden anläßlich der Herstellung Einzelfasern aufgespult, diese an der Verarbeitungsmaschine von den Vorratsspulen abgezogen, zu Bündeln zusammengeführt und diese dann mit dem Borstenträ­ger verbunden (US-PS 2 710 774, 2 035 709).
  • Alle bisher für die Endlosverarbeitung von Borstenmaterial gemachten Vorschläge konnten sich in der Praxis nicht durchsetzen. Ausgangspunkt aller Schwierigkeiten dürfte die Tatsache sein, daß auf dem Borstenträger mit seiner kleinen Fläche eine Vielzahl von Borsten befestigt werden muß, was bei der Verarbeitung vom Endlosmaterial dazu führt, daß eine entsprechende Vielzahl von Monofilen von einer entsprechenden Zahl von Vorratsspulen abgezogen und auf engstem Raum zusammengeführt werden muß, mittels Klemm- und Spanneinrichtungen festgehalten und taktweise an den Borstenträgern befestigt werden muß. Die Probleme sind noch einigermaßen lösbar, wenn die Borstenbündel einzeln gestopft werden, da dann die Bündel nacheinander befestigt werden können. Dieses Verfahren ist jedoch unwirtschaftlich. Es läßt sich vor allem auch dann nicht anwenden, wenn die Borsten in das Trägermaterial einge­spritzt oder eingeformt oder durch Schweißen auf dem Borstenträger befestigt werden. In diesen Fällen muß der gesamte Borstenbesatz in einem Arbeitstakt an den Borstenträger herangebracht werden. Handelt es sich bei­spielsweise um einen Schrubber mit 100 Borstenbündeln zu je 100 Einzelborsten, so würde dies also 100.000 Monofile und somit 100.000 Spulen ergeben. Dies ist weder technisch noch wirtschaftlich beherrschbar.
  • Werden statt dessen multifile Borstenstränge verarbeitet, so kann zwar die Anzahl der zuzuführenden Stränge und die Anzahl der Vorratsspulen reduziert werden - bei obigem Beispiel wären es noch immer 100 Spulen -, doch werden die Verarbeitungsschwierigkeiten damit nicht geringer, was seine Ursache in folgenden Umständen hat: die durch Verspinnen gewonnenen Borstenfasern werden nach der Spinn­maschine auf ein Mehrfaches der Länge verstreckt, um das Molekulargefüge auszurichten und der Faser die not­wendige Elastizität zu geben, und anschließend in der Regel stabilisiert, was bei relativ hoher Temperatur geschieht und wodurch das Molekulargefüge fixiert werden soll, um bei späterer Wärmebeanspruchung der Borste keine Änderung zu erfahren. Die solchermaßen verstreckten und stabilisierten Fasern werden dann zu einem multifilen Strang zusammengeführt und aufgewickelt. Schon dabei weisen die einzelnen Fasern unterschiedliche. Länge auf, so daß nicht alle Fasern innerhalb des Borstenstrangs gleiche Länge besitzen. Auch die aufgewickelte Faser ändert durch Kaltfluß noch ihr Verhalten, indem sie in der Regel schrumpft. Dieser Kaltfluß wiederum geht nicht bei allen Fasern eines multifilen Strangs gleichmäßig vor sich, so daß sich selbst auf der Spule noch Längen­differenzen ausbilden. Wird nun ein solcher multifiler Borstenstrang von der Vorratsspule abgezogen, so erfolgt die Zugübertragung nur über die kürzesten Fasern, andere Fasern hingegen bilden Schlaufen oder hängen schlaff durch und verwickeln sich, was gleichfalls zu ständigen Stockungen an der Verarbeitungsmaschine führt. Hinzu kommt, daß die Vielzahl von Spulen - im obigen Beispiel 100 Spulen - unterschiedliche Abstände von der Verarbei­tungsstation aufweisen, somit jeder Borstenstrang einen anderen Transportweg hat, wodurch das Ausmaß der Schlaufen­bildung bei jedem Borstenstrang anders ist. Längendifferen­zen bilden sich ferner beim Transport selbst aus, indem die Borstenstränge oft mehrmals umgelenkt werden müssen. Dadurch ergeben sich Differenzgeschwindigkeiten zwischen den einzelnen Borstensträngen und damit Längenunterschiede zwischen diesen, aber auch auf die Monofile eines multifilen Borstenstrangs wirken bei jeder Umlenkung unterschiedliche Kräfte ein, so daß sich auch innerhalb eines einzelnen Strangs bei der Verarbeitung Längendifferenzen ausbilden.
  • Die Schlaufenbildung hat man dadurch zu beseitigen ver­sucht (DE-PS 32 05 641), daß der Borstenstrang verdrillt wird, so daß die Monofile in einer Art Schraubenform innerhalb des Strangs vorliegen. Dabei hat man bis zu einer Drillung pro Laufmeter vorgesehen. Es konnte damit zwar die Schlaufenbildung reduziert, nicht aber beseitigt werden. Ein weiterer nachteiliger Effekt ergibt sich durch die Vorratshaltung der Borstenstränge auf den Spulen. Aufgrund der bereits geschilderten Kaltfluß-Eigenschaften von Kunststoffen und der mangelnden Kriechfestigkeit erfährt die einzelne Faser eine Verformung entsprechend dem Wickelradius auf der Spule. In der Regel müssen aber die Borsten absolut geradlinig sein, um ihren Gebrauchszweck zu erfüllen. Durch das Kreuzspulen der Stränge (DE-PS 32 05 641) ist es gelungen, den Krümmungsradius so gering als möglich zu halten. Ferner ist es bekannt, die Krümmung nach dem Abziehen von der Vorratsspule dadurch zu beseiti­gen, daß der Strang erwärmt wird (DE-OS 2 849 510) oder aber die Borstenstränge durch Richtrollen hindurchgeführt werden (US-PS 2 643 158). Mit keiner der bekannten Maßnahmen ist es jedoch gelungen, die für eine kontinuierliche Verarbeitung in erster Linie hinderliche Schlaufenbildung auszuschließen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Verarbei­tung von multifilen Endlossträngen zu Borstenwaren die Entstehung von Schlaufen zu vermeiden bzw. vorhandene Schlaufen zu beseitigen.
  • Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren, bei dem die Borstenstränge unter Einwirkung einer Haltekraft an der Verarbeitungsstation taktweise an den Borstenträger herangezogen werden, wird die Erfindungsaufgabe dadurch gelöst, daß zumindest während der an der Verarbeitungs­station wirksamen Haltetakte eine der Haltekraft entgegen­gerichtete, zwischen den Spulen und der Verarbeitungsstation wirksame Zugkraft auf sämtliche Borstenstränge zur Wirkung gebracht und diese Zugkraft so eingestellt wird, daß sich die Borstenstränge zwischen den Spulen und der Ver­arbeitungsstation straffen.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Transport­bewegung der Borstenstränge, die beispielsweise durch Zug an der Verarbeitungsstation erzeugt wird, eine über die gesamte Länge wirksame Zugkraft entgegengesetzt. Diese Zugkraft wird so bemessen, daß die Borstenstränge zwischen der Spule und der Verarbeitungsstation gestrafft sind. Dadurch werden auf der Spule bereits vorhandene Längendifferenzen nicht auf die Transportstrecke übertragen und können sich somit auch an der Verarbeitungsstation nicht negativ auswirken. Auch könnnen sich unter der Zugspannung auf der Transportstrecke selbst keine Schlaufen bilden. Vorhandene Längendifferenzen der Monofile innerhalb des Strangs werden soweit ausgezogen, daß der Strang die Länge des kürzesten Monofils innerhalb des Strangs einnimmt. Ferner werden die von der Spule herrührenden Krümmungen des Borstenstrangs ausgezogen.
  • In bevorzugter Ausführung der Erfindung wird die Zugkraft so eingestellt, daß bei Einwirken der Zugkraft auf die Borstenstränge die zuerst gestrafften Monofile gedehnt werden.
  • Bei dieser Ausführungsform wird vor allem die im Monofil vorhandene, anläßlich seiner Herstellung verbliebene Restdehnung ausgenutzt, so daß das einzelne Monofil unter der Zugspannung nicht überbeansprucht wird, insbesondere keine Einschnürungen erleidet. Bei einem der bekannten Verfahren (DE-OS 2 849 510) wird zwar zwischen der Vorrats­spule und dem diesen nachgeschalteten Vorschubantrieb ein Fadenzug erzeugt, jedoch dient dieser nur dazu, daß die zwischen diesen beiden Positionen auf den Strang einwirkende Erwärmung zur Geradrichtung des Strangs ausge­nutzt werden kann. Die Schlaufenbildung kann deshalb nicht vermieden werden, weil der Transport zur Verarbei­tungsstation unter Schub und nicht unter Zug erfolgt, so daß sich vorhandene Längendifferenzen dort wieder in vollem Umfang nachteilig auswirken können. Hinzukommen Längendifferenzen der einzelnen Monofile im Strang durch Schlupf- und Differenzgeschwindigkeiten an Umlenkungen.
  • In weiterer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, daß die Borstenstränge, zumindest aber deren außenliegende Monofile, nach dem Abwickeln von den Spulen erwärmt und auf ihrem weiteren Weg zur Verarbeitungsstation abgekühlt werden.
  • Hierbei dient das Erwärmen nicht, zumindest aber nicht in erster Linie zum Beseitigen von Krümmungen, wie dies bei dem bekannten Verfahren der Fall ist (DE-OS 2 849 510), sondern dazu, die trotz der aufgebrachten Zugspannung eventuell noch vorhandenen Überlängen einzelner Monofile durch Schrumpfen dieser Monofile zu beseitigen. Diese Verfahrensweise ist insbesondere bei multifilen Borsten­strängen, bei denen die einzelne Faser einen sehr kleinen Durchmesser aufweist, von Vorteil. Bei solchen dünnen Monofilen, wie sie beispielsweise für die Herstellung von Zahnbürsten verwendet werden, geschieht beim Aufbringen der Zugspannung zwischen der Vorratsspule und der Ver­arbeitungsstation folgendes: die zuerst gestrafften Mono­file ziehen sich in das Zentrum des Strangs, während die überlangen Monofile nach außen springen. Die auf den Strang zur Einwirkung gebrachte Wärme wird infolgedessen in erster Linie an den außenliegenden oder ausgesprengten Monofilen mit Überlänge wirksam, während die im Zentrum eng beianderliegenden Monofile wenig beeinflußt werden. Durch diese gezielte Wärmebehandlung der freiliegenden Monofile und aufgrund der auf der weiteren Transportstrecke erfolgenden Abkühlung, die gegebenenfalls auch noch durch zusätzliche Kühlung beschleunigt werden kann, schrumpfen die überlangen Monofile.
  • Wie oben bereits angedeutet, werden die Fasern für die Verarbeitung zu Borsten nach dem Ausspinnen verstreckt und anschließend mittels Heißluft im Durchlaufverfahren stabilisiert und aufgespult. In diesem Zustand sind die Borsten noch unter Wärme schrumpffähig, doch kann dieser Restschrumpf in vielen Anwendungsfällen hingenommen werden, während bei hochwertigen Borsten eine völlige oder annähernd vollständige Beseitigung der Schrumpffähigkeit angestrebt wird, was durch eine länger andauernde Wärmebehandlung bei noch höherer Temperatur geschieht, wobei die Borsten auf Spulen od. dgl. aufgewickelt sind. Dadurch wird das Molekulargefüge fixiert und die Borsten verlieren ihre Schrumpffähigkeit. Gemäß einer vorteilhaften Verfahrens­variante der Erfindung werden Borstenstränge aus nicht oder nicht vollständig stabilisierten Monofilen verwendet und die Borstenstränge nach dem Abwickeln von den Spulen auf die Stabilisierungstemperatur erwärmt.
  • Mit dieser Maßnahme wird die Stabilisierung ganz oder teilweise von der Borstenherstellung in die Borstenver­arbeitung verlagert. Da die Monofile der auf der Vorrats­spule befindlichen Borstenstränge in ihrer Molekülstruktur noch nicht fixiert sind, lassen sie sich bei der späteren Verarbeitung durch entsprechend höhere Erwärmung stärker beeinflussen, insbesondere ist eine stärkere Schrumpfung möglich, die ihrerseits zum Aufbau einer entsprechenden Zugspannung zwischen Vorratsspulen und Verarbeitungsstation beiträgt. Auf der herstellungstechnischen Seite wird entsprechende Energie eingespart und diese optimiert auf der verarbeitungstechnischen Seite eingesetzt.
  • Die erforderliche Zugspannung zwischen Vorratsspulen und Verarbeitungsstation kann auf verschiedene Art und Weise aufgebracht werden. Besonders einfach geschieht dies dadurch, daß die Spulen ständig oder im Takt gegen die an der Verarbeitungsstation wirkende Haltekraft gebremst werden. Dadurch werden die Überlängen immer nur im entschei­denden Zeitpunkt des Transportes ausgezogen.
  • Gemäß einer weiteren Verfahrensvariante können die Spulen im Takt der an der Verarbeitungsstation wirkenden Haltekraft zurückgespult und/oder gegenüber der Verarbeitungsstation abgerückt werden. Dabei ist es möglich, mehrere oder alle Vorratsspulen auf einem gemeinsamen Gestell zu lagern und das Gestell gegenüber der Verarbeitungsstation abzu­rücken und entsprechend dem Arbeitstakt wieder mitzuführen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren gibt erstmals die Möglichkeit auf einer Vorratsspule mehrere multifile Borstenstränge unterzubringen und diese bei der Verarbeitung gemeinsam abzuziehen. Um hierbei für jeden Borstenstrang eine straffe Spannung sicherzustellen, können auf die einzelnen Stränge quer zu deren Transportbewegung wirkende Auslenkkräfte vorgesehen sein. Diese Auslenkkräfte können durch auf Wippen gelagerte Rollen, federbelastete Rollen oder durch beschwerte, mit Rollen ausgerüstete Reiter erzeugt werden. Die Anwendung solcher Auslenkkräfte ist natürlich auch möglich, wenn Spulen mit nur einem aufge­wickelten Borstenstrang verwendet werden.
  • Erfindungsgemäß werden vorzugsweise gedrillte multifile Borstenstränge verwendet, wobei die Anzahl der Drillungen pro Längeneinheit umgekehrt proportional der Steifigkeit des Monofils gewählt wird. Die Steifigkeit des Monofils wird maßgeblich einerseits durch deren Querschnitt (Durchmesser), andererseits durch den verwendeten Kunststoff bestimmt. Erfindungsgemäß werden nun die Borstenstränge um so stärker verdrillt, je geringer die Steifigkeit des Monofils ist. In der Praxis haben sich die nachfolgend angegebenen Werte als vorteilhaft erwiesen, wobei die angegebene Anzahl der Drillungen die Mindestanzahl je Laufmeter ist:
    Figure imgb0001
  • Die angegebene Mindestzahl an Drillungen ist insbesondere werkstoffspezifisch zu erhöhen. Beispielsweise benötigen Polyäthylenborsten etwa doppelt so viele Drillungen pro Laufmeter als die demgegenüber härteren Polystyrolborsten. Beispielhaft sei darauf verwiesen, daß Polypropylenborsten mit einem Durchmesser von 0,20 mm in einem multifilen Strang besonders wenig Schlaufen zeigen, wenn mehr als 8 Drillungen pro Laufmeter vorgesehen werden.
  • Die solchermaßen und gegebenenfalls sehr stark verdrillten Borstenstränge weisen diese Verdrillung naturgemäß auch an der Verarbeitungsstation auf mit der Folge, daß die Borsten beim Befestigen am Borstenträger und nach dem Abschneiden auf Wunschlänge diese Verdrillung teilweise beibehalten. Bei vielen Bürstenwaren hat diese Verdrillung der Borsten innerhalb des einzelnen Bündels durchaus positive Effekte, insbesondere wenn es sich um Reinigungs­bürsten handelt. Soweit eine solche Verdrillung nicht erwünscht ist, z. B. bei Zahnbürsten od. dgl., läßt sie sich erfindungsgemäß dadurch eliminieren, daß die Borsten­stränge an der Verarbeitungsstation in einem etwa der gewünschten endgültigen Borstenlänge entsprechenden Abstand von ihrem verarbeitungsseitigen Ende gehalten werden. Durch diese Maßnahme springen die Monofile innerhalb des freistehenden Endes des Borstenstrangs zurück, da sie am verarbeitungsseitigen Ende nicht mehr eingespannt sind. Nach dem Befestigen am Borstenträger, gegebenenfalls Zuschneiden der Borsten hinter der Halterung und nach dem Lösen der Halterung können auch die freigewordenen Borstenenden zurückspringen, so daß die Borsten jedes Bündels schließlich die erwünschte Parallellage einnehmen.
  • Schließlich ist es von Vorteil, wenn die tangential von den Spulen abgezogenen Borstenstränge im wesentlichen geradlinig zur Verarbeitungsstation geführt werden. Es sollten insbesondere Einspannungen, Umlenkungen etc. zwischen den Vorratsspulen und der Verarbeitungsstation vermieden werden, da diese aufgrund unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeiten der Monofile innerhalb eines multifilen Strangs sowie aufgrund unterschiedlicher Rei­bungskräfte zur Schlaufenbildung führen.
  • Gemäß einer weiteren Variante des Verfahrens kann vorgesehen sein, daß die Borstenstränge von anläßlich der Herstellung verwendeten Vorratsspulen unter hoher Zugspannung auf die für die Verarbeitung dienenden Spulen unter gleichzeiti­gem Dehnen der kürzesten Monofile im Borstenstrang aufge­wickelt werden und die dabei ausgesprengten Monofile mit Überlänge unter Wärmeeinwirkung geschrumpft werden.
  • Bei dieser Variante werden also die aus der Herstellung resultierenden größten Überlängen schon anläßlich des Aufwickelns auf die Bearbeitungsspulen eliminiert, so daß im allgemeinen die oben erwähnte thermische Behandlung während der Verarbeitung entfallen kann.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren, indem als Endlosmaterial auf Spulen aufgewickelte, multifile Borstenstränge einer Verarbeitungsstation, an der die Borsten - endlos oder zugeschnitten - an einem Borstenträger befestigt werden, mittels einer an der Verarbeitungsstation taktweise auf sie einwirkenden Halte- oder Zugkraft unter Abwickeln von den Spulen zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während der an der Verarbeitungsstation wirksamen Haltetakte eine der Haltekraft entgegengerichtete, zwischen den Spulen und der Verarbeitungsstation wirksame Zugkraft auf sämtliche Borstenstränge zur Wirkung gebracht und diese Zugkraft so eingestellt wird, daß sich die Borstenstränge zwischen den Spulen und der Verarbeitungsstation straffen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Haltekraft entgegengerichtete Zugkraft so eingestellt wird, daß sich alle innerhalb eines Borstenstrangs befindlichen Monofile zwischen den Spulen und der Verarbeitungsstation straffen.
3. Verfahrern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Zugkraft so eingestellt wird, daß bei Einwirken der einander entgegengerichteten Zugkräfte auf die Borstenstränge die zuerst gestrafften Monofile gedehnt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenstränge, zumindest aber deren außenliegende Monofile nach dem Abwickeln von den Spulen erwärmt und auf ihrem weiteren Weg zur Verarbeitungsstation abgekühult werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Borstenstränge aus nicht oder nicht vollständig stabilisierten Monofilen verwendet und nach dem Ab­wickeln von den Spulen auf die Stabilisierungstemperatur erwärmt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen ständig oder im Takt gegen die an der Verarbeitungsstation wirkende Halte­kraft gebremst werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen gegen die an der Ver­arbeitungsstation wirkende Haltekraft zurückgespult oder gegenüber der Verarbeitungsstation abgerückt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,daß Spulen mit jeweils mehreren multi­filen Borstensträngen verwendet werden und jeder Borstenstrang unter einer ihm straffenden quer zum Strang wirkenden Auslenkkraft steht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß gedrillte multifile Borstenstränge verwendet werden und daß die Anzahl der Drillungen pro Längeneinheit umgekehrt proportional der Steifigkeit des Monofils gewählt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Drillungen umgekehrt proportional dem Querschnitt des Monofils gewählt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenstränge an der Ver­arbeitungsstation in einem etwa der gewünschten end­gültigen Borstenlänge entsprechenden Abstand von ihrem verarbeitungsseitigen Ende gehalten werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die tangential von den Spulen abgezogenen Borstenstränge im wesentlichen geradlinig zur Verarbeitungsstation geführt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenstränge von anläßlich der Herstellung verwendeten Vorratsspulen unter hoher Zugspannung auf die für die Verarbeitung dienenden Spulenunter gleichzeitigem Dehnen der kürzesten Monofile im Borstenstrang aufgewickelt werden und die dabei ausgesprengten Monofile mit Überlänge unter Wärme­einwirkung geschrumpft werden.
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