DE19536775A1 - Bürste zur mechanischen Reinigung insbesondere kratzempfindlicher Oberflächen, Verfahren zur Herstellung der Bürste, Reinigungsverfahren und Verwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem der mechanischen Reinigung empfindlicher Oberflächen, vor allem von kratzempfindlichen lackierten aber auch unlackierten Oberflächen, beispielsweise von lackierten Fahrzeugen in automatischen Waschstraßen oder von nichtlackierten Platten aus Kunstglas wie zum Beispiel Lärmschutzwänden aus Acrylglas. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Bürste zur mechanischen Reinigung insbesondere kratzempfindlicher Oberflächen, aufweisend eine Bürstenschale mit einer Mehrzahl daran befestigter Borsten, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Bürste sowie deren Anwendung.

Einem praktischen Stand der Technik entspricht es, Schmutzpartikel auf Oberflächen mit einem geeigneten Lösemittel meist Wasser an- oder aufzulösen und abzuspülen. Häufig werden Detergentien als grenzflächenaktive Stoffe eingesetzt, um den Arbeitsbedarf beim Reinigungsprozeß zu verringern. Zur Entfernung hartnäckiger Inkrustierungen, die sich nicht auf einfache Weise an- oder auflösen und von Oberflächen abspülen lassen, wird der Reinigungsvorgang in der Regel durch mechanische Behandlung der verschmutzten Oberfläche, beispielsweise mittels hierzu geeigneter Bürsten, unterstützt.

Dieses Prinzip wird unter anderem in automatischen Waschstraßen für Fahrzeuge angewendet. Dabei tritt ein besonderes Problem mit den heutzutage gebräuchlichen Fahrzeuglackierungen auf. Bei häufiger Reinigung von lackierten Fahrzeugen in automatischen Waschstraßen, besonders von Fahrzeugen, deren Lackierung erst wenige Monate alt ist, zeigen die lackierten Oberflächen deutliche Schädigungen.

Dies hängt u. a. mit der Natur des eingesetzten Lackes zusammen. Die den wesentlichen Bestandteil des Lacks ausmachenden Bindemittel werden in Lösungs- oder Verdünnungsmitteln aufgelöst, um den Lack in eine besser applizierbare Form zu bringen. Damit im flüssigen Zustand aufgetragener Lack seine schützende Funktion wahrnehmen kann, muß er aushärten. In der Automobilindustrie werden für Fahrzeugkarroserien aus Umweltgründen heute mehr und mehr mit Wasser verdünnbare Lacksysteme eingesetzt. Diese werden bevorzugt im Elektrotauchlackierverfahren (elektrophoretische Lackierung) auf der Fahrzeugkarosserie abgeschieden. Alternativ dazu wird heute auch eine gänzlich losungsmittelfreie elektrostatische Beschichtung (Pulverbeschichtung) der Karosserien durchgeführt.

Offenbar liegen die endgültigen Härtungszeiten der heutzutage gebräuchlichen Lacke für Fahrzeugkarosserien im Bereich von Wochen und Monaten, teilweise wird die Härte, wie sie mit herkömmlichen nicht-wäßrigen Lacken erreichbar war, überhaupt nicht erreicht. Dies führt nun unweigerlich dazu, daß auf lackierten Fahrzeugoberflächen nach mechanischen Reinigungsprozessen Schleifspuren und Schädigungen in Form von Kratzern oder feinen Rillen zurückbleiben, die teilweise aufgrund ihrer Feinheit erst unter dem Mikroskop, in ihrer Gesamtheit aber deutlich als weißlicher Schleier erkennbar sind. So klein und fein diese Lackschädigungen auch sein mögen, Tatsache ist, daß selbst feinste Lackschädigungen die Funktion des Lackes als Schutz insbesondere vor Korrosion von Oberflächen nachteilig beeinflussen können und ihn optisch matt erscheinen lassen.

Die in automatischen Waschstraßen für Fahrzeuge eingesetzten rotierenden Waschwalzen haben heutzutage häufig Borsten aus Kunststoff. Zum praktischen Stand der Technik gehören unter anderem runde oder profilierte Monofile und Bändchen aus Polypropylen oder Polyamid. Obwohl die runden oder profilierten Monofile eine verhältnismäßig glatte Oberfläche aufweisen, kommt es dennoch durch Berührung oder durch Schleifen feiner Schmutzpartikel beim Reinigungsvorgang, bei dem die monofilen Borsten rotierender Weise über die Oberflächen der Fahrzeuge gezogen werden, zu den genannten Beschädigungen der lackierten Oberflächen. Auch bereits unternommene Versuche mit bändchenartigen Borstenstrukturen oder vliesartigen Streifen, konnten diese Probleme nicht lösen. Insbesondere fransen diese Strukturen bei längerem Gebrauch aus und müssen häufig ersetzt werden. Schließlich hat sich gezeigt, daß auch Streifen oder Bänder als Borsten an rotierenden Bürstenwalzen das Schleifen feiner Schmutzpartikel auf Oberflächen nicht verhindern können. Darüberhinaus können sich durch den Gebrauch lappig gewordener Bändchen oder Streifenstrukturen Fäden um abstehende Teile des Autos (Scheibenwischer etc.) herumwickeln, was zur Folge hat, daß solche Scheibenwischer regelrecht herausgerissen werden und über die gesamte Lackoberfläche unter entsprechender Zerstörung des Lacks gezogen werden.

Als Beispiel für kratzempfindliche nichtlackierte Oberflächen wurden eingangs die Lärmschutzelemente aus Acrylglas genannt. Bei Lärmschutzelementen dieser Art, wie sie beispielsweise aus der EP-A 0 407 852 bekannt sind, ist beim Reinigen der relativ leicht verschmutzenden Oberflächen mittels rotierender Bürsten, wie sie an speziellen Reinigungsfahrzeugen üblich sind, häufig ein Zerkratzen festzustellen, was wiederum die Haltbarkeit der Platten negativ beeinflußt. Werden die Lärmschutzelemente nicht gereinigt, ist aber auf längere Sicht deren Tauglichkeit als transparente Elemente in Frage gestellt. Werden die Platten kratzfest beschichtet, so kann man sie zwar mit Bürsten herkömmlicher Art reinigen, die kratzfeste Beschichtung ist aber verhältnismäßig teuer. Ein geeignetes Werkzeug zur schonenden und effektiven Reinigung der transparenten Lärmschutzelementen aus Acrylglas ohne Kratzfestausrüstung ist daher sehr wünschenswert.

Angesichts des hierin angegebenen und diskutierten Standes des Technik war es mithin Aufgabe der Erfindung eine Bürste der eingangs genannten Art so fortzubilden, daß sie die mechanische Reinigung kratzempfindlicher Oberflächen auf schonendere Weise gestattet, als etwa bekannte Bürsten. Dabei soll die Schleierbildung bei Lacken auf Basis wäßriger Systeme vermieden werden, wobei zugleich die gute reinigende Wirkung von bekannten Bürstenstrukturen aufrecht erhalten bleiben soll. Unter anderem soll die neue Bürste dabei leicht als Reinigungselement in automatischen Waschstraßen oder an Reinigungsfahrzeugen einsetzbar sein.

Insbesondere soll durch die neu zu schaffende Bürste auch die Gefahr der Beschädigung des Lackes reduziert werden, die besteht, wenn abstehende Teile von Borsten umschlungen, gegebenenfalls abgerissen und über den Lack gekratzt werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist in der Bereitstellung eines einfachen Verfahrens zur Herstellung eines solchen Bürstenelementes zu sehen. Schließlich soll auch die Anwendung eines Bürstenelements im Rahmen des Erfindungsgedankens angegeben werden.

Gelöst werden die vorgenannten sowie weitere nicht im einzelnen angegebene Aufgaben durch eine Bürste der eingangs erwähnten Gattung, welche das Merkmal des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 aufweist. Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Bürste sind Gegenstand der von Anspruch 1 abhängigen Unteransprüche.

In verfahrensmäßiger Hinsicht werden die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben durch ein Verfahren gemäß Anspruch 12 gelöst. Bezüglich der Anwendung der Bürste stellen das Reinigungsverfahren gemäß Anspruch 13 sowie die Verwendung gemäß Anspruch 14 Problemlösungen dar.

Dadurch, daß die Borsten der erfindungsgemäßen Bürste aus einem beflockten Garn bestehen, gelingt es auf erstaunlich einfache und nicht ohne weiteres vorhersehbare Weise, die mechanische Reinigung kratzempfindlicher Oberflächen so zu verbessern, daß bei unverminderter Reinigungsleistung (verglichen mit Borsten aus unbeflockten Garnen) ein deutlich geringeres Ausmaß an Schädigung der gereinigten Oberflächen resultiert. Während die herkömmlichen Borsten von Bürsten an Waschwalzen in Waschstraßen Ablagerungen und Schäden am Lack von Automobilen verursachen, die aus dem Garnmaterial selbst zusammen mit Schleifspuren des Schmutzes bestehen, oder zum Umschlingen von Gegenständen neigen, die von den Lackoberflächen abstehen, verursachen erfindungsgemäße Bürsten, deren Borsten aus beflockten Garnen bestehen, diese Ablagerungen und Schleifspuren unter sonst identischen Bedingungen nicht. Außerdem kommt es nicht zur Umschlingung von beim Reinigungsvorgang von Lackoberflächen an Fahrzeugen notwendigerweise mitzureinigenden Scheibenwischer etc. Gleichzeitig ist die Reinigungsleistung der erfindungsgemäßen Bürsten besser als die herkömmlicher Bürstenstrukturen.

Wesentliches Kennzeichen der erfindungsgemäßen Bürsten oder Bürstenelemente sind die aus beflockten Garnen bestehenden Borsten. In der Erfindung wird das dem beflockten Garn zugrunde liegende Garn auch als Seele bezeichnet, während die zur Beflockung der Seele in Frage kommenden Fasern auch Flock genannt werden.

Im Rahmen der Erfindung wird dabei der Begriff Garn gemäß der DIN 60 900 im Sinn von "einfaches Garn" als einfädiges textiles Gebilde, bestehend aus Filamenten (Endlosfasern) verstanden. Spinnlasern, die normgemäß gegebenfalls zu Garnen zu zählen sind, sind erfindungsgemäß nicht als Seele einsetzbar, da es bei deren Verwendung zum Zerfasern der Borsten und zur Beschädigung des Lackes sowie abstehender Teile durch Umschlingung und nachfolgendes Abreißen kommen kann. Es kann sich beim erfindungsgemäßen beflockten Garn insbesondere um ein Filamentgarn handeln, das aus einem oder mehreren Filamenten, die ohne oder mit Drehung hergestellt sein können, besteht.

Beflockte Garne sind nun solche textilen Gebilde, bei denen die Oberfläche der Garne Flock aufweist. Bei Flock handelt es sich um auf sehr kurze Länge geschnittene nicht zum Verspinnen vorgesehene, Filamente, die zur Beflockung von textilen Substraten in speziellen Verfahren geeignet sind. Die Beflockung der Borstengarne hat dabei den für die Reinigungsanwendung der beflockten Garne besonders vorteilhaften Effekt, daß das eigentliche Garn, welches häufig auch als Seele des beflockten Garnes bezeichnet wird, in der Regel überhaupt nicht mit der zu reinigenden Oberfläche in Berührung kommt. So werden Materialablagerungen der Garne auf den zu reinigenden Oberflächen von vornherein im wesentlichen vermieden. Falls es doch zum Kontakt der Seele des beflockten Garnes mit der zu reinigenden Oberfläche kommt, wird die vom Garn auf die Oberfläche ausgeübte Kraft durch den Flock deutlich verringert. Ein weiterer beachtlicher Vorteil beflockter Garne als Borsten an Reinigungsbürsten besteht darin, daß die Flockfasern im Vergleich zu den Garnen ohne Beflockung so feintitrig sind, daß sie selbst keine Ablagerungen erzeugen und die Schmutzteilchen ohne Schleifspuren in den Räumen zwischen den einzelnen Fasern des Flock entfernen.

Grundsätzlich lassen sich im Rahmen der Erfindung Bürsten mit beflockten Garnen aus einer Vielzahl dem Fachmann geläufigen Materialkombinationen als Borsten einsetzen. In bevorzugter Ausführungsform kennzeichnet sich die Bürste der Erfindung nun dadurch, daß das beflockte Garn als Seele ein Monofil aus einem thermoplastischen Kunststoff aufweist. Monofile aus thermoplastischen Kunststoffen eignen sich aufgrund ihres Eigenschaftspektrums hervorragend für das erfindungsgemäße Einsatzgebiet. Beim monofilen Garn handelt es sich um ein Filamentgarn, das wie bereits erwähnt, aus einem einzelnen Filament, ohne oder mit Drehung hergestellt besteht. Im allgemeinen wird ein Monofilgarn mit einem Durchmesser von mehr als etwa 0,1 mm nur als Monofil oder auch Draht bezeichnet.

Das als Seele fungierende Monofil besteht zweckmäßig aus einem thermoplastischen Kunststoff. Thermoplastische Kunststoffe, die auch als Thermoplaste bezeichnet werden, sind aus linearen oder schwach verzweigten Polymeren aufgebaut. Ihre Gebrauchstemperatur liegt bei kristallinen Polymeren unterhalb der Schmelztemperatur, bei amorphen Polymeren unterhalb der Glasübergangstemperatur. Beim Erwärmen über diese charakteristischen Temperaturen gehen sie in einen leicht verformbaren "plastischen" Zustand über. Dieser "plastischer" Zustand ist von der Ordnung der Moleküle her als flüssig, vom rheologischen Verhalten her dagegen als viskoelastisch zu bezeichnen. Beim Abkühlen unter die charakteristischen Temperaturen nehmen die geformten Gebilde den typischen Charakter der Thermoplaste an: recht hohe Formstabilität bei kurzzeitigen Beanspruchungen und mehr oder weniger ausgeprägtes Kriechen bei langzeitigen Belastungen. Beim erneuten Erhitzen werden sie wieder plastisch. Zu den als Material für die Seele brauchbaren thermoplastischen Kunststoffen gehören beispielsweise Polyvinylester, Polyvinylether, Polyvinylhalogenide, Polystyrole, Polyvinylenoxide, Polyvirylensulfide, Polycarbonate, Polysulfone, Polyamide, Polyetherketone, Polyetheretherketone, Polyethersulfone, Polyimide, Polyetherimide, Polyfluoralkene, Polyestercarbonate, Poply(meth)acrylate, Polyolefine, wie beispielsweise HDPE (Polyethylene hoher Dichte), LDPE (Polyethylene niederer Dichte), PP (Polypropylene), Polyester, Polyoxymethylene, flüssig kristalline Polymere mit mesogenen Gruppen in Haupt und/oder Seitenkette und ähnliche Polymere, so wie Polymer Blends, d. H. Mischungen aus den vorgenannten thermoplastischen Polymeren, wie beispielsweise ein Blend aus Polystyrol mit Polyparaphenyloxid sowie Copolymere, die auf den vorgenannten Polymermaterialien basieren. Bevorzugte Materialien sind oder basieren auf Polyolefinen, Polyestern und Polyamiden.

Die Seele der beflockten Garne, welche für die Borsten der erfindungsgemäßen Bürste eingesetzt werden können, wird nach dem Fachmann geläufigen Verfahren hergestellt. Für den Fall des Einsatzes von Monofilamenten bzw. eines Monofils als Seele, welches aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht, ist ein Schmelzspinnverfahren bevorzugt. Häufig werden bei der Monofilamentherstellung das Spinnen, Ziehen, die Nachbehandlung und das Spulen in einem kontinuierlichen Prozeß durchgeführt.

Im Hinblick auf den Durchmesser der Seele ist festzustellen, daß dieser über einen weiten Bereich von zwischen 0,1 und ca. 2 mm variieren kann. Bevorzugt beträgt der Durchmesser der Seele zwischen 0,5 und 1,5 mm, besonders bevorzugt sind Durchmesser im Bereich von etwa 0,8 mm. Allerdings sind je nach Einsatzzweck auch andere Durchmesser der Seele, die auch als Innenfaden bezeichnet werden kann, möglich.

Die Seele der Borste der erfindungsgemäßen Bürste weist als wesentliches Element eine Beflockung auf. Das Material des Flock ist an sich nicht besonders kritisch. Besonders vorteilig ist es, wenn die Oberfläche der Seele zur Erzielung einer plüsch-, samt- oder velourartigen Beschaffenheit des beflockten Garnes mit Fasern aus einem Kunststoffmaterial beflockt ist. Hierbei ist das Kunststoffmaterial so zu wählen, daß es unter den angestrebten Reinigungsbedingungen einsetzbar ist. Grundsätzlich eignen sich u. a. auch in Abhängigkeit vom speziellen Beflockungsverfahren eine ganze Reihe von Faserrohstoffen für den Flock. Hierzu gehören unter anderem Viskose, Polyamide, Polyester, Polyacrylfasern, Polypropylene. Insbesondere auch diejenigen thermoplastischen Kunststoffe, die bevorzugt zur Fertigung der Seele verwendet werden, sind als Materialien für den Flock bestens geeignet.

Grundsätzlich bildet der Flock auf der Oberfläche der Seele eine entweder unorientierte oder orientierte Faserschicht aus. Im letzteren Fall kommt es dabei je nach Faserlänge und Faserfeinheit des Flock zu einer plüsch-, samt- oder velourartigen Oberfläche.

In einer günstigen erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht der Flock aus geschnittenen Fasern, deren Länge etwa im Bereich zwischen 0,1 und 3 mm liegt. Bevorzugte Längenbereiche zur Verwendung mit den erfindungsgemäßen Bürsten sind Faserlängen von zwischen 0,5 und 2 mm, wobei ganz besonders bevorzugt ein Flock aus Fasern mit einer Länge von etwa 1 mm verwendet wird. Der Titerbereich der Fasern für den Flock liegt etwa im Bereich zwischen 1 und 10 dtex. Bevorzugt ist ein Titerbereich von etwa 1,5-4 dtex. Besonders zweckmäßig kann der Flock aus einem Titer von etwa 1,7-2,2 dtex und einer Länge von 1-3 mm bestehen.

Obwohl auch eine Beflockung mit unorientierten Fasern in Frage kommt, ist es erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugt, wenn der Flock auf der Oberfläche der Seele eine Orientierung einnimmt, bei welcher die Fasern des Flock in etwa radial bezüglich des Seelendurchmessers von der Oberfläche der Seele abstehen. In diesem Fall kommt es besonders vorteilhaft zur Ausbildung von Zwischenräumen zwischen den einzelnen Flockfasern, wobei diese Zwischenräume dazu dienen, Schmutzpartikel aufzunehmen und von der zu reinigenden Oberfläche abzutragen. Da die Schmutzpartikel beim Reinigungsvorgang in den Zwischenräumen zwischen den Fasern des Flock eingehüllt sind wird auf diese Weise ein Schleifen von Schmutzpartikeln auf der zu reinigenden Oberfläche vermieden.

Die erfindungsgemäß als Borsten einzusetzenden beflockten Garne können vollständig oder auch nur teilweise beflockt sein. So ist es möglich, eine Beflockung nur in den Bereichen vorzusehen, die tatsächlich in Kontakt mit der zu reinigenden Oberfläche treten. Abhängig vom angestrebten Verwendungszweck kann es bevorzugt sein, daß die Seele ganzflächig rundum beflockt ist. Alternativ dazu kann es auch bevorzugt sein, daß die Seele nur teilweise, quasi ornamental, beflockt ist.

In jedem Fall ist im Rahmen der Erfindung jedoch gewährleistet, daß das Gewichtsverhältnis von Flock zu Seele (w/w) zwischen ca. 0,1 und 10 liegt. Falls eine zu große Zahl von Flockfasern auf der Oberfläche der Seele verankert ist, kann es sein, daß die Zwischenräume zwischen den Fasern zu klein werden, so daß größere Schmutzpartikel nicht mehr schonend weggetragen werden können. Ist die Zahl der Flockfasern auf der Seelenoberfläche zu gering, so besteht die Gefahr, daß die Schläge, die beispielsweise beim Retieren von Bürsten auf zu reinigenden Oberflächen ausgeübt werden, nicht mehr vermieden werden können. Zweckmäßig beträgt das Gewichtsverhältnis von Flock zu Seele (w/w) etwa 0,3 bis 1.

Von großer Bedeutung für die Erfindung ist weiterhin die Steifheit des eingesetzten Garnes. Hierbei wird unter Steifheit eine Materialeigenschaft des beflockten Garnes verstanden, in die im Gegensatz zur Steifigkeit die Querschnittsabmessungen des beflockten Garnes nicht eingehen. Die Steifheit des verwendbaren beflockten Garnes wird dabei überwiegend durch die Steifheit des Innenladens, also der Seele des beflockten Garnes, verursacht. Diese soll ausreichend groß sein, um so die Ausübung einer zur Partikelentfernung ausreichenden Kraft auf verschmutzte Oberflächen zu ermöglichen. Insbesondere ist für den Fall, daß die Steifheit des beflockten Garnes einen zu geringen Wert annimmt, daß also die Borsten der erfindungsgemäßen Bürste insgesamt zu lappig sind, eine schlechtere Reinigungsleistung als mit entsprechend steiferen Borsten zu erwarten.

Ferner besteht bei zu geringer Steifheit des beflockten Garnes die Gefahr zu Kringelbildung, wie bei Einsatz eines Garnes aus gesponnenen gezwirnten Fäden. Schließlich neigen lappige Borsten wiederum vermehrt zur Umschlingung von Oberflächenunregelmäßigkeiten. Im Bereich der genannten SU-Werte kann eine Kringelbildung oder Umschlingung von Gegenständen oder Unebenheiten, die von den zu reinigenden Oberflächen abstehen, wirksam vermieden werden. Die zur Charakterisierung der Steifheit der Borsten verwendete Einheit [SU] steht für "stiffness units".

Die Einheit [SU] legt die "Biegesteifigkeit" eindeutig fest. 1 [SU] ist das Biegemoment (in p·cm), das ein flächiger Prüfkörper der Breite 1,5′′ bei einer Einspannlänge von 5 cm aufweist, wenn er um 15° ausgelenkt ist. Im Rahmen der Erfindung wird die Steifheit nach Taber mit einem Teledyne Taber Stiffness Tester, Modell 150-6, 115V-50/60 HZ bestimmt und entspricht dem Wert nach der dort mit "Biegesteifigkeit" bezeichneten Größe [SU]. Bei nicht flächigen Proben, wie es etwa die erfindungsgemäßen beflockten Filamentgarne sind, liegt eine Biegesteifigkeit von 1 SU vor, wenn bei einer Einspannlänge von 5 mm und einem Auslenkwinkel von 15° ein Biegemoment von 1 p·cm gemessen wird. Ist das Biegemoment einer Probe bei einer von 5 cm abweichenden Einspannlänge bestimmt worden, so braucht man diesen Wert (Dimension p·cm) nur mit einem festen Faktor zu multiplizieren, um die Biegesteifigkeit in Stiffnesseinheiten (SU) zu erhalten. Hiervon wird auch bei Messungen mit dem Stiffness Tester Gebrauch gemacht, und zwar dann, wenn die Biegesteifigkeit der Probe unter 10 SU liegt. Man hat dann die Möglichkeit, mit einer Einspannlänge von 1 cm (0-10 SU Bereich) oder auch von 0,2 cm (0-1 SU Bereich) zu arbeiten.

Materialien, die eine Biegesteifigkeit unter 10 SU besitzen, werden bei 1 cm Einspannlänge gemessen.

In bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsform weist das beflockte Garn eine Steifheit zwischen 2 und 8 SU auf. Zweckmäßig liegt die Steifheit des beflockten Garnes im Bereich zwischen 4 und 6 SU.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer Bürste zur mechanischen Reinigung insbesondere kratzempfindlicher Oberflächen, wobei sich das Verfahren dadurch kennzeichnet, daß man eine Seele aus einem thermoplastischen Kunststoff bereitstellt, die Seelenoberfläche mit einem Haftvermittler beschichtet, die beschichtete Seele einem elektrostatischen Feld aussetzt, den Flock im elektrostatischen Feld in der Beschichtung der Seele unter Erhalt eines beflockten Garnes verankert, und eine Mehrzahl beflockter Garne als Borsten in einem Bürstenkörper befestigt.

Je nachdem, ob eine unorientierte oder orientierte Oberfläche des beflockten Garnes gewünscht ist, kommen verschiedene Verfahren zum Einsatz. Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem eine Orientierung des Flock auf der Seele erreicht wird. So werden die Kurzfasern des Flock, sofern sie nicht von sich aus bereits eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufweisen, zunächst mit einer entsprechenden Präparation versehen. Hierfür eignen sich unter anderem Zirkoniumsalze in Verbindung mit weichmachenden Antistatika. In einem Flockstrahler werden die Fasern des Flock dann elektrisch aufgeladen und fliegen längs der Feldlinien eines stark elektrostatischen Feldes in Richtung auf das mit einem Haftvermittler (Kleber) präparierte Substrat und bohren sich dort senkrecht in die Kleberschicht ein, wodurch sie dem Substrat die erwünschte Oberfläche verleihen. Insbesondere stehen die Flockfäsern radial ausgerichtet von der Seele (Innenfaden) in samtartiger Struktur ab wenn die Seele bei der Beflockung um die eigene Quer-Achse rotiert.

Die bei diesem Verfahren zum Einsatz kommende Haftvermittlerschicht variiert mit der Natur des Materials des Innenfadens bzw. mit der Natur des Materials des Flock. Zu den einsetzbaren Haftvermittlern gehören ähnliche Substanzen wie sie beispielsweise beim Kaschieren von Kunststoffen verwendet werden. In Frage kommen unter anderem Haftvermittler auf Basis von Polyurethanen, beispielsweise Polyurethan-Zweikomponenten-Kleber, Acrylate, Polyvinylchlorid-Plastisole, EVA, Epoxide und alle weiteren Arten wäßriger Dispersionskleber, von denen die thermoreaktiven oder über Vorkondensate vernetzbaren, die höchsten Echtheiten geben. Bevorzugt sind wäßrige Kleber, die den Vorteil haben, den Aufbau des elektrischen Feldes beim geschilderten Verfahren zu unterstützen. Außerdem sind diese wäßrigen Haftvermittler relativ feststoffreich und in ihrer Viskosität sehr variabel einstellbar, so daß sie einerseits dem Flock beim Auftreffen keinen zu großen Widerstand entgegensetzen, andererseits aber so steif, d. h. kurzviskos, daß sie die eingedrungenen Fasern senkrecht festhalten und nicht umkippen lassen.

Besonders bevorzugt für die erfindungsgemäß beflockten Garne ebenso wie für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Bürsten sind Haftvermittler auf Basis von (Meth)acrylaten. Die Haftschicht, die den Innenladen dabei umgibt, hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 100 bis 200 µm. Weiterhin bevorzugt wird das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bürste m seinem Beflockungsschritt so geführt, daß die Flockfasern ca. 80 µm tief in die Haftvermittlerschicht, bevorzugt auf Basis eines Acrylats, eindringen und dort verankert werden.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur mechanischen Reinigung kratzempfindlicher Oberflächen, daß sich dadurch auszeichnet, daß man die Oberflächen, welche es zu reinigen gilt, mit einer Bürste mechanisch behandelt, wobei die Seele oder der Innenfaden der Borsten die Oberflächen selbst nicht berührt. Wie vorher geschildert wird auf diese Weise besonders vorteilhaft ein Kratzen auf empfindlichen Oberflächen vermieden.

Die erfindungsgemäße Bürste läßt sich in vielen Abwandlungen herstellen. So kann der Bürstenkörper aus jedem beliebigen Material gefertigt sein und an alle vorgegebenen Erfordernisse angepaßt werden. Auch die Verankerung von Fäden bzw. im erfindungsgemäßen Fall von beflockten Garnen im Bürstenkörper selbst gehört zum Stand der Technik. Insbesondere lassen sich mit den beflockten Garnen der Erfindung auch halbschalenförmige Module fertigen, die nach Zusammenfügen zweier Halbschalen als Waschwalzen in Autowaschstraßen verwendbar sind. Die Befestigung der erfindungsgemäßen beflockten Garne in den Halbschalen erfolgt dabei auf bekannte Weise. Ein Faden (beflocktes Garn) von geeigneter Länge wird geknickt, durch zwei Löcher der Halbschale gesteckt und anschließend an der Halbschale befestigt. Auf der Rückseite der Halbschale stehen dann die beiden Fadenhälften als Borsten hervor.

Eine weitere Verwendung der erfindungsgemäßen Bürsten ist beispielsweise mit Reinigungsfahrzeugen gegeben, die ebenfalls mit rotierenden Bürsten ausgerüstet sind, und zur Reinigung von Lärmschutzwänden und dergleichen dienen können.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren eingehender erläutert.

In den Figuren zeigen

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein halbschalenförmiges Bürstenelement mit einer Vielzahl Borsten gemäß der Erfindung;

Fig. 2 die Einzelheit "X" aus Fig. 1 im Maßstab 1 : 1;

Fig. 3 eine Vergrößerung einer fotografischen Aufnahme einer lackierten Oberfläche nach einem Reinigungsvorgang mit einer herkömmlichen Bürste; und

Fig. 4 wie Fig. 3, allerdings nach einem Waschvorgang mit einer erfindungsgemäßen Bürste, ebenfalls einer lackierten Oberfläche.

In der Fig. 1 ist eine mögliche Ausgestaltung für ein erfindungsgemäßes Bürstenelement 1 im Querschnitt dargestellt, wobei aus Vereinfachungsgründen einige Borsten 2 nur angedeutet oder weggelassen sind. Die gezeigte Bürste 1 besteht aus einem halbschalenförmigen Korpus oder Sockel 3, in dem eine Vielzahl Borsten 2 befestigt sind. Zur Befestigung der Borsten 2 sind im Sockel 3 an vorbestimmten Stellen Löcher vorgegeben, die nicht näher dargestellt sind. Jedes Loch kann zur Befestigung einer Mehrzahl, zum Beispiel bis zu zehn Borsten 2 dienen. Die Länge der Borsten 2 ist im Beispiel so bemessen, daß der Abstand vom Mittelpunkt des Radius der Bürstenschale 3 bis zum freien Ende 2a der Borsten 2 etwa 490 bis 510 mm beträgt.

Die Borsten sind nun beispielsweise so in der Bürstenschale befestigt, wie es die Einzelheit "X" näher zeigt (vgl. Fig. 2). Bei der Befestigung handelt es sich insbesondere um eine rückseitige Verdrahtung mit nichtoxydierenden Metalldrähten. Wenn zwei der halbschalenförmigen Elemente 1 zu einer Walze zusammengefügt werden, wird eine in Rotation versetzbare Walze erhalten, wie sie beispielsweise in Autowaschstraßen zur Reinigung von lackierten Fahrzeugen verwendet wird.

Beispiel 1 Herstellung erfindungsgemäßer Borsten

Die in der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Bürstenschale 3 befestigten Borsten werden beispielsweise folgendermaßen hergestellt: Der erste Herstellungsschritt umfaßt das Ummanteln eines Polyestermonofils aus einer wäßrigen Disperson eines Methylacrylates in ca 80 µm Schichtdicke.

Anschließend kommt es zur Beflockung mit einem Polyamidflock 1,5 mm und Kondensation des beflockten Monofils bei 200°C über 30 sec.

Beispiel 2 u. Vergleichsbeispiel Reinigungswirkung

Die Reinigungswirkung und der vorteilhafte lackschonende Effekt der erfindungsgemäßen Bürste im Vergleich zu einer herkömmlichen Bürste wird anhand der Fig. 3 und 4 verdeutlicht.

In einem Beispiel sowie einem Vergleichsbeispiel wurde eine frischlackierte Oberfläche zu Vergleichszwecken einmal einem Reinigungsvorgang mit einer Bürste ausgesetzt, welche erfindungsgemäß Borsten aus beflockten Monofilen aufwies. Zum anderen wurde parallel dazu die gleiche lackierte Oberfläche einem Reinigungsvorgang ausgesetzt, in welchem eine Bürste eingesetzt wurde, die herkömmliche Borsten aufwies.

Die Art des getesteten Lackes, die Bedingungen des Reinigungsvorganges sowie die Merkmale der eingesetzten Materialien werden im folgenden angegeben.

Getestet wurde Hochglanzlack (grau) eines PKW, gewaschen im Standardprogram einer Kleindienst Portalanlage unter Zugabe eines Dispergiermittels auf Polyethylenbasis. Waschdauer 5 Minuten.

In Beispiel 2 (Fig. 4) wurden erfindungsgemäße Borsten aus Beispiel 1 eingesetzt. Im Vergleichsbeispiel (Fig. 3) wurden als Borsten Polypropylenmonofile (Durchmesser 0,6 mm) verwendet.

Die Fig. 3 und 4 stellen die Ergebnisse dar. Es ist eindeutig erkennbar, daß nach einem Reinigungsvorgang mit einer herkömmlichen Bürste der Lack wie in Fig. 3 gezeigt wird, eine Vielzahl feiner als auch tieferer Kratzer und aufweist. Diese sind in der Fig. 3 als helle strichförmige Spuren zu erkennen. Im Vergleich-dazu wird aus der Fig. 4 ersichtlich, daß sowohl Quantität als auch Qualität der Kratzer und Risse (weiße Spuren auf dunklem Hintergrund) deutlich geringer ist als bei der Darstellung in Fig. 3. Beide Abbildungen zeigen im übrigen einen gleichgroßen Ausschnitt aus einer lackierten Oberfläche.

Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Patentansprüchen ersichtlich.

Claims (14)

1. Bürste, insbesondere zur mechanischen Reinigung kratzempfindlicher Oberflächen, aufweisend eine Bürstenschale mit einer Mehrzahl daran befestigter Borsten, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten aus einem beflockten Garn bestehen.

2. Bürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das beflockte Garn als Seele ein Monofil aus einem thermoplastischen Kunststoff aufweist.

3. Bürste nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberfläche der Seele zur Erzielung einer plüsch-, samt- oder veloursartigen Beschaffenheit mit Fasern aus Kunststoff beflockt ist.

4. Bürste nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Fasern zwischen 0,1 und 3 mm, bevorzugt zwischen 0,5 und 2 mm beträgt.

5. Bürste nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flock des Garns aus einem Titer zwischen 1 und 10 dtex, bevorzugt zwischen 1,5 und 4 dtex, besteht.

6. Bürste nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Flock zu Seele (w/w) zwischen ca. 0, 1 und 10 liegt.

7. Bürste nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Flock zu Seele (w/w) zwischen ca. 0,3 und 1 liegt.

8. Bürste nach einem oder mehreren der vorgehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Garn eine Steifheit zwischen ca. 2 und 8 SU aufweist.

9. Bürste nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifheit im Bereich zwischen ca. 4 und 6 SU liegt.

10. Bürste nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele ganzflächig rundum beflockt ist.

11. Bürste nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele ornamentartig beflockt ist.

12. Verfahren zur Herstellung einer Bürste nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß
man eine Seele aus einem thermoplastischen Kunststoff bereitstellt;
die Seelenoberfläche mit einem Haftvermittler beschichtet;
die beschichtete Seele einem elektrostatischen Feld aussetzt;
die Flocke im elektrostatischen Feld in der Beschichtung der Seele unter Erhalt eines beflockten Garnes verankert; und
eine Mehrzahl beflockter Garne als Borsten in einem Bürstenkörper befestigt.

13. Verfahren zur mechanischen Reinigung kratzempfindlicher Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oberflächen mit einer Bürste gemäß den Ansprüchen 1 bis 9 bürstet, wobei die Seele der als Borsten dienenden beflockten Garne die zu reinigende Oberfläche im wesentlichen nicht berührt.

14. Verwendung einer Bürste gemäß den Ansprüchen 1 bis 11 als Bürstenelement an einer rotierenden Waschwalze in Autowaschstraßen.