WO1999015047A1 - Plastic bristles for brushes of automatic car washing installations - Google Patents

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Steffen Hahl
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    • A46D1/00—Bristles; Selection of materials for bristles

Abstract

Plastic bristles for the brushes of automatic car washing installations with moving brushes are made of PBT polyester or PBT polyester with an admixture of 1 to 25 %, in particular 5 to 10 %, polyurethane or a thermoplastic polyurethane elastomer.

Description

Kunststoffborsten für die Waschbürsten von automatischen Autowaschanlagen Plastic bristles for the washing brushes of automatic car washes
Die Erfindung betrifft Kunststoffborsten für die aεchbürsten automatischer Autowaschanlagen, die mit sich bewegenden, im allgemeinen rotierenden Bürsten arbeiten.The invention relates to plastic bristles for the automatic brushes of automatic car washes which work with moving, generally rotating brushes.
Das Problem bei solchen Borsten besteht darin, daß, vor allen Dingen, wenn diese Borsten wie üblich Kreuzprofil haben, dort, wo die beiden Balken des Kreuzquerschnitts sich überkreuzen, sich Schmutz festsetzte, der beim Lauf der Bürste zu feinen Verkratzungen des Fahrzeuglacks führte. Der ursprünglich für eine bessere Wasserführung eingeführte Kreuzquerschnitt ist heutzutage in den Hintergrund getreten.The problem with such bristles is that, above all, if these bristles have a cross profile as usual, where the two bars of the cross cross section cross, dirt settled, which led to fine scratches of the vehicle paint when the brush ran. The cross-section originally introduced for better water management has now taken a back seat.
Es hat sich gezeigt, daß, bedingt durch die weiche Material- Struktur von LDPE, speziell bei dunklen Karossen, nach dem Waschvorgang Materialablagerungen sich auf dem Lack absetzen, die zu einem leichten "Grauschleier11 führen. Dieser Grauschleier kann zwar durch Polieren wieder entfernt werden, wird aber zunehmend von dem Kunden nicht mehr akzeptiert.It has been shown that, due to the soft material structure of LDPE, especially in the case of dark car bodies, material deposits settle on the paint after the washing process, which leads to a light "gray haze 11. " This gray haze can be removed again by polishing , but is increasingly no longer accepted by the customer.
Beschrieben wurden in der DE-Z "Beschädigung von Autolack beim Waschen mit synthetischen Borsten" (Sonderdruck aus ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 71. Jahrgang, Nr. 10/1969) neben Borsten mit einem Kreuzquerschnitt auch Borsten mit einem runden Querschnitt. Dort steht aber, daß die beschriebenen Versuche ergaben, daß Borsten mit einem Kreuzprofil die Lackoberfläche eines Fahrzeugs weniger stark beanspruchen. Es wurde also zum Kreuzprofil geraten. Dagegen hat die Erfahrung gezeigt, daß speziell bei schlecht gewarteten Autowaschanlagen in den Profilritzen sich Staub und Schmutzteilchen festsetzen können, die zu einer Lackbeschädigung führen. Einen wesentlichen Beitrag für bessere walzenförmige Waschbürsten lieferte die DE-PS 39 36 922, die besondere Querschnitte in einer besonderen Aordnung zur Laufrichtung zum Gegenstand hatte.DE-Z "Damage to car paint when washing with synthetic bristles" (special print from ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 71st year, No. 10/1969) was described in addition to bristles with a cross-section and bristles with a round cross-section. It says, however, that the tests described showed that bristles with a cross profile put less strain on the paint surface of a vehicle. So it was recommended to cross profile. On the other hand, experience has shown that especially in poorly maintained car washes, dust and dirt particles can accumulate in the profile cracks, which can damage the paintwork. DE-PS 39 36 922, which had special cross sections in a special arrangement with respect to the running direction, made an important contribution to better cylindrical washing brushes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kunstborsten vorzuschlagen, die über eine weiche Struktur, um den Lack nicht zu beschädigen, verfügen, auf der anderen Seite aber abriebbeständiger als LDPE sein müssen, damit sich keine Abriebstrukturen, speziell bei dunkeln Karossen, ergeben können. Darüber hinaus sollen die Kunstborsten noch über eine so glatte Oberfläche verfügen, daß sich eine schmutzabweisende Wirkung einstellt.The invention has for its object to propose synthetic bristles that have a soft structure in order not to damage the paint, but on the other hand must be more resistant to abrasion than LDPE, so that no abrasion structures, especially in dark bodies, can result. In addition, the artificial bristles should still have such a smooth surface that a dirt-repellent effect is achieved.
Das bisher als Hauptmaterial verwendete Hochdruckpolyethylen löst also die genannte Aufgabe nicht.The high-pressure polyethylene previously used as the main material does not solve the stated task.
Bei Kunstborsten aus Polyamid 6 und 6,6, die auch schon bisher in Autowaschanlagen verwendet wurden und werden, zeigt sich erfahrungsgemäß, daß im Zuge der hohen Wasseraufnahme, die bei 8 - 10% liegt, auch kleinste Schmutzbestandteile in den Kunstborsten abgelagert werden, was das Ansehen der gesamten Waschanlage sehr unansehnlich macht, ganz abgesehen von der Gefahr, daß diese Schmutzanteile auch im Zuge der Wagenwäsche die Lackoberfläche beschädigen können.In the case of synthetic bristles made of polyamide 6 and 6,6, which have been and are already used in car washes, experience has shown that in the course of the high water absorption, which is 8-10%, even the smallest dirt particles are deposited in the synthetic bristles, which the reputation of the entire car wash makes it very unsightly, quite apart from the danger that these dirt parts can damage the paint surface even during the car wash.
Die Zugabe von 5% Polyurethan zum Polyester PBT hat die Aufgabe gelöst und im einzelnen zu folgenden Vorteilen geführt: Die Bändchen (Definition siehe den oben genannten Artikel) werden weicher; die Bändchen werden zäher und damit abriebbeständiger; auf den Autokarossen stellt sich ein Abrieb nicht mehr ein; die Oberfläche wird glatter und damit wesentlich schmutzabweisender als bei bisherigen Kunstborsten. Schmutz kann sich deshalb nicht auf den Borsten absetzen. Dagegen führte das bisher verwendete Kreuzprofil zu Lackbeschädigungen, im Gegensatz zu dem, was noch 1970 vorgeschlagen wurde. Vorzugsweise sind die Kunststoffborsten in Form von sogenannten Bändchen (siehe DE-PS 39 36 922) vorgesehen. Allerdings bestand bei PBT Bändchen bisher die Gefahr der Durchspleißung. Das bedeutet, daß sich aus einem Bändchen in Folge der Beanspruchung in der Autowaschanlage und in Folge der dadurch bedingten Durchspleißung mehrere Bändchen bilden. Diese dünnen Spleißbändchen können dann "verfilzen" und führen zu Beschädigungen an den Autokarossen (z.B. Abreißen der Rückspiegel oder der Scheibenwischer). Ursache für das Aufspleißen ist eine durch den Reckvorgang verursachte parallele Ausrichtung der einzelnen Moleküle. Durch Zugabe von Polyurethan zum Polyester PBT kommt es überraschenderweise zu einer Querverfestigung der Bändchen, so daß eine Durchspleißung der Bändchen unter den Bedingungen einer modernen Autowaschanlage nicht mehr erfolgt. Durch diese Zugabe wurde quasi die Verwendung von Polyester PBT als Bändchenmaterial in einer Autowaschanlage erst ermöglicht.The addition of 5% polyurethane to the polyester PBT has solved the problem and has led to the following advantages: The ribbons (for definition see the article mentioned above) become softer; the wristbands become tougher and therefore more resistant to abrasion; abrasion no longer occurs on the car bodies; the surface becomes smoother and therefore much more dirt-repellent than with previous synthetic bristles. Dirt cannot settle on the bristles. In contrast, the cross profile previously used led to paint damage, in contrast to what was still proposed in 1970. The plastic bristles are preferably provided in the form of so-called ribbons (see DE-PS 39 36 922). However, there was previously a risk of bleeding through with PBT tapes. This means that several ribbons form from one ribbon as a result of the stress in the car wash and as a result of the resulting splicing. These thin splicing tapes can then "matt" and lead to damage to the car body (eg tearing off the rear view mirror or the wiper). The splicing is caused by the parallel alignment of the individual molecules caused by the stretching process. The addition of polyurethane to the polyester PBT surprisingly leads to a cross-strengthening of the ribbons, so that the ribbons are no longer spliced under the conditions of a modern car wash. This addition enabled the use of polyester PBT as a ribbon material in a car wash.
Es wird nicht verkannt, daß, allerdings zu einem anderen Zweck und zur Bildung von Geweben, polyurethanstabilisierte modifizierte Polyester PET bekannt sind (EP 89115192.0). Polyester PET wird hierbei mit Polyurethan modifiziert. Dort geht es allerdings um ein aus Polyester-(PET)-Monofilen hergestelltes Gewebe, also nicht um Kunstborsten und Bändchen aus Polyester PBT.It is not ignored that polyurethane-stabilized modified polyester PET is known, however, for another purpose and for the formation of fabrics (EP 89115192.0). Polyester PET is modified with polyurethane. However, this is about a fabric made from polyester (PET) monofilament, not artificial bristles and ribbons made from polyester PBT.
Günstig ist es, wenn der Polyurethanzusatz 5% beträgt.It is advantageous if the polyurethane additive is 5%.
Erfindungsgemäß wurde also der Rohstoff LDPE durch Polyester PBT ersetzt, durch einen Werkstoff, der von sich aus bereits wesentlich abriebbeständiger ist. Durch die Zugabe von Polyurethan wird die Zähigkeit und damit die Abriebbeständigkeit von Polyester PBT noch weiter erhöht.According to the invention, the raw material LDPE has been replaced by polyester PBT, a material that is inherently much more resistant to abrasion. The addition of polyurethane increases the toughness and thus the abrasion resistance of polyester PBT.
Es ist erstaunlich, daß sich durch die Maßnahme nach der Erfindung ein Abrieb auf dem Autolack nicht mehr feststellen ließ, auch darauf zurückzuführen, daß Polyester PBT den Vorteil gegenüber Polyamid hat, kein Wasser aufzunehmen. Durch diese durch Polyurethanzusatz erhöhte Abriebbeständigkeit von Polyester PBT ist sichergestellt, daß nach der Erfindung ein Abrieb von Polymerresten auf dem Autolack nicht mehr feststellbar ist, wie dies bei Verwendung von Kunststoffborsten aus LDPE der Fall ist.It is surprising that the measure according to the invention could no longer detect abrasion on the car paint, also due to the fact that polyester PBT has the advantage over polyamide that it does not absorb water. This increased abrasion resistance of polyester PBT due to the addition of polyurethane ensures that, according to the invention, abrasion of polymer residues on the car paint is no longer detectable, as is the case when using plastic bristles made of LDPE.
Gegenüber Polyamid hat Polyester PBT den Vorteil, kein Wasser aufzunehmen. Es kann also nicht wie Polyamid über die Wasseraufnahme verschmutzen und unansehnlich werden. Aufgrund seiner glatten Oberfläche hat es im Gegenteil eine schmutzabweisende Wirkung .Compared to polyamide, polyester PBT has the advantage of not absorbing water. So it cannot become dirty and unsightly like polyamide through water absorption. On the contrary, due to its smooth surface, it has a dirt-repellent effect.
Hatten die bisher verwendeten Polyethylenborsten einen Durchmesserbereich zwischen 0,5 mm und 1,2 mm, so haben die erfindungsgemäßen Bändchen eine Stärke von 0,10 mm bis 0,60 mm, vorzugsweise 0,30 mm und eine Breite zwischen 0,50 mm bis 5,00 mm, vorzugsweise 1,00 mm und 1,50 mm.The previously used polyethylene bristles had a diameter range between 0.5 mm and 1.2 mm, the tapes according to the invention have a thickness of 0.10 mm to 0.60 mm, preferably 0.30 mm and a width between 0.50 mm and 5.00 mm, preferably 1.00 mm and 1.50 mm.
Bei oben genannten Polyurethanzusatz handelt es sich um ein thermoplastisches Polyurethan-Elastomer.The above-mentioned polyurethane additive is a thermoplastic polyurethane elastomer.
Besondere Vorteile bieten die Kunststoffborsten aus Polyester PBT mit dem genannten Polyurethanzusatz, wenn die Borsten einen an sich bekannten unsymmetrischen Querschnitt haben und die waschaktiven Seiten der Borsten eine ebene oder konvexe Oberfläche aufweisen und mit den längeren Querschnittsseiten quer bzw. senkrecht zur Rotationsrichtung der Walzen eingesetzt sind.The plastic bristles made of polyester PBT with the mentioned polyurethane additive offer special advantages if the bristles have a known asymmetrical cross-section and the wash-active sides of the bristles have a flat or convex surface and are used with the longer cross-sectional sides transverse or perpendicular to the direction of rotation of the rollers .
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in der Figur 1 bis 7 mögliche Querschnitte.For example, embodiments of the invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. These show possible cross sections in FIGS. 1 to 7.
Gemeinsam sämtlichen Querschnitten ist, daß die Längserstreckung 1 der Borste größer als ihre Breite b ist. Mit R ist die Rotationsrichtung der Walze, in der diese Borsten in Form von Büscheln fest verankert sitzen, angedeutet, d.h. die lange Querschnittserstreckung 1 liegt immer quer zur Bewegungsrichtung der Bürstenwalze bzw. deren Vektor R' an dieser Stelle. Figur 1 zeigt Rechteckquerschnitte der Borsten; Figur 2 zeigt einen symmetrischen Linsenquerschnitt. Es handelt sich um einen ovalen oder symmetrischen Querschnitt, der als bevorzugt anzusehen ist.Common to all cross sections is that the longitudinal extent 1 of the bristle is greater than its width b. R indicates the direction of rotation of the roller, in which these bristles are firmly anchored in the form of tufts, ie the long cross-sectional extent 1 is always transverse to the direction of movement of the brush roller or its vector R 'at this point. Figure 1 shows rectangular cross sections of the bristles; Figure 2 shows a symmetrical lens cross section. It is an oval or symmetrical cross section, which is to be regarded as preferred.
Nach Figur 3 sind elliptische Querschnitte möglich, d.h. Querschnitte, die nicht symmetrisch sind, bei denen aber deutlich eine kleine und eine große Achse ausgebildet sind. Figur 4 zeigt einen Rechteckquerschnitt mit abgerundeten Ecken; Figur 5 zeigt einen Brotlaibquerschnitt, der eine gerade Grundfläche aber eine gewölbte Haubenfläche hat.According to Figure 3, elliptical cross sections are possible, i.e. Cross sections that are not symmetrical, but in which a small and a large axis are clearly formed. Figure 4 shows a rectangular cross section with rounded corners; Figure 5 shows a loaf of bread cross section, which has a straight base but a curved hood surface.
Figur 6 zeigt Rautenquerschnitte, wo wieder die LängserStreckung quer zum Vektor der Umfangsgeschwindigkeit R' liegt; und Figur 7 schließlich zeigt eineng gewellten Querschnitt, bei dem die Querschnittsunterseite gerade ausgebildet sein kann. Ein symmetrisch zu beiden Seiten gewellter Querschnitt ist aber ebenfalls möglich. FIG. 6 shows diamond cross-sections where the longitudinal extension is again transverse to the vector of the peripheral speed R '; and FIG. 7 finally shows a corrugated cross section in which the underside of the cross section can be straight. A cross section which is corrugated symmetrically on both sides is also possible, however.

Claims

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS
1. Kunststoffborsten für die Waschbürsten von automatischen Autowaschanlagen, die mit sich bewegenden Bürsten arbeiten, bestehend aus Polyester PBT oder Polyester PBT mit einem Zusatz von 1 bis 25%, insbesondere 5 bis 10% Polyurethan oder thermoplastischem Polyurethan-Elastomer.1. Plastic bristles for the washing brushes of automatic car washes that work with moving brushes, consisting of polyester PBT or polyester PBT with an addition of 1 to 25%, in particular 5 to 10% polyurethane or thermoplastic polyurethane elastomer.
2. Kunststof borsten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyurethanzusatz 5% beträgt.2. Plastic bristles according to claim 1, characterized in that the polyurethane additive is 5%.
3. Kunststoffborsten nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffborsten in Form sog. "Bändchen" vorgesehen sind.3. Plastic bristles according to claim 1 or 2, characterized in that the plastic bristles are provided in the form of so-called "tapes".
4. Kunststoffborsten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der Borstenbestük- kung bzw. des Borstensatzes quer zu einer Rotationsrichtung der Bürsten gewählt ist.4. Plastic bristles according to one of the preceding claims, characterized in that the orientation of the bristle stocking or the bristle set is selected transversely to a direction of rotation of the brushes.
5. Kunststoffborsten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten endseitig von einem Borstenband abstehen bzw. die Borsten in der Mitte zu einem bandartigen Gebilde zusammengefaßt sind.5. Plastic bristles according to one of the preceding claims, characterized in that the bristles protrude at the end from a bristle band or the bristles are combined in the middle to form a band-like structure.
6. Kunststoffborsten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bändchen eine Stärke von 0,10 - 0,60 mm, vorzugsweise 0,30 mm und eine Breite zwischen 0,50 - 5,00 mm, vorzugsweise 1,00 mm und 1,50 mm aufweisen.6. Plastic bristles according to claim 3, characterized in that the tapes have a thickness of 0.10 - 0.60 mm, preferably 0.30 mm and a width between 0.50 - 5.00 mm, preferably 1.00 mm and 1 , 50 mm.
7. Kunststoffborsten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Polyurethans dem Polyester PBT (Polybuthylenterephtalat) (spezielle) Weichmacher zugesetzt sind. 7. Plastic bristles according to claim 1, characterized in that (special) plasticizers are added to the polyester PBT (polybutylene terephthalate) instead of the polyurethane.
8. Kunststoffborsten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten einen unsymmetrischen Querschnitt haben und die waschaktiven Seiten der Borsten eine ebene oder konvexe Oberfläche aufweisen und mit den längeren Querschnittsseiten quer bzw. senkrecht zur Rotationsrichtung der Walzen eingesetzt sind.8. Plastic bristles according to one of the preceding claims, characterized in that the bristles have an asymmetrical cross section and the wash-active sides of the bristles have a flat or convex surface and are used with the longer cross-sectional sides transverse or perpendicular to the direction of rotation of the rollers.
9. Kunststoffborsten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten rechteckigen, symmetrisch-linsenförmigen, elliptischen oder sog. Brotlaibquerschnitt haben.9. Plastic bristles according to one of the preceding claims, characterized in that the bristles have a rectangular, symmetrical-lenticular, elliptical or so-called loaf cross-section.
10. Kunststoffborsten nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten einen Rechteckquerschnitt mit abgerundeten Ecken haben.10. Plastic bristles according to one of claims 7 or 8, characterized in that the bristles have a rectangular cross section with rounded corners.
11. Kunststoffborsten nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenbesatz auf der Bürstenwalze durch Stanzen hergestellt ist.11. Plastic bristles according to one of claims 7 to 10, characterized in that the bristle trim on the brush roller is made by stamping.
12. Kunststoffborsten nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenbesatz nach der Streifenbürstentechnik, d.h. aufgrund einer Klemmung, in Metallschienen hergestellt ist.12. Plastic bristles according to one of claims 7 to 11, characterized in that the bristle trim according to the strip brush technique, i.e. due to clamping, is made in metal rails.
13. Kunststoffborsten nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten in einem Kunststoffkörper gleicher oder ähnlicher Zusammensetzung eingeschweißt sind.13. Plastic bristles according to one of claims 7 to 12, characterized in that the bristles are welded into a plastic body of the same or similar composition.
14. Kunststoffborsten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten im Schmelzspinnverfahren mit runder Düse und Düsenöffnungsquerschnitten gemäß Anspruch 9 oder 10 hergestellt sind. 14. Plastic bristles according to one of the preceding claims, characterized in that the bristles are produced by melt spinning with a round nozzle and nozzle opening cross sections according to claim 9 or 10.
15. Kunststoffborsten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spinnmaterial unorientiert ist und im Verhältnis 1:4 bis 1:5 unmittelbar kontinuierlich verstreckt ist. 15. Plastic bristles according to one of the preceding claims, characterized in that the spinning material is unoriented and is immediately continuously stretched in a ratio of 1: 4 to 1: 5.
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