DE69012545T2

DE69012545T2 - Farbauftraggerät.

Info

Publication number: DE69012545T2
Application number: DE69012545T
Authority: DE
Inventors: Daniel H Bishop; Nathaniel P Langford
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1990-02-20
Filing date: 1990-12-19
Publication date: 1995-04-06
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: ZA911232B; JPH0498468U; US5855715A; KR910019286U; AU637178B2; CA2033226A1; AU6933191A; KR970002742Y1; JP2530824Y2; EP0443261A3; EP0443261A2; EP0443261B1; BR9100244A; DE69012545D1; ES2060072T3; US5146646A

Description

Die Erfindung betrifft Applikatoren für Anstrichfarben, wie Farbwalzen und Farbkissen.
Die Geschichte der Farbwalzen ist von Wahl in "Neuentwicklungen bei Farbrollern", Die Mappe 6/88, S. 23 bis 27 dargestellt. Dort wird gesagt, daß die ersten Farbroller mit Schaffell umhüllt waren, daß aber heute fast dieselbe Qualität mit niedrigeren Kosten mit Geweben und Maschenware aus Polyamid- oder Polyesterfasern erzielt werden kann und daß von diesen ein Plüschgewebe aus gesponnenen Polyamidfasern am besten geeignet ist. Zum Streichen großer Flächen mit Latex-Anstrichfarben muß der Flor eine Höhe von 12 bis 25 mm haben. Der Körper oder Kern des Farbrollers besteht gewöhnlich aus mit Kunststoff imprägnierter Pappe, und es werden Bänder aus dem Florgewebe diagonal auf den Kern gewickelt und an ihm festgeklebt. In der US-A-4 692 975 (Garcia) ist eine Vorrichtung zum wendelförmigen Wickeln einer Hülle aus Textilstoff auf einen rohrförmigen thermoplastischen Kern und zum Anschmelzen des Textilstoffes an den Kern beschrieben.
In der Veröffentlichung von Wahl ist ausgeführt, daß das fasertiefe Reinigen von Farbrollerhüllen eine Voraussetzung für eine genügend lange Gebrauchsdauer und das Erzielen von guten Anstrichen ist. Wahl gibt an, daß dies von Hand durchgeführt werden kann, daß aber eine bessere Reinigung mit einer Vorrichtung erzielt wird, in der der Roller schnell gedreht und dabei ein Wasserstrom gegen den Roller gerichtet wird, so daß die Anstrichfarbe aus der Hülle herausgeschleudert wird.
Bei einigen Farbwalzen besteht die Hülle anstatt aus einem Textilstoff aus einem offenzelligen elastomeren Schaumstoff. Eine derartige Hülle ist in der US-A-2 378 900 (Adams) beschrieben und wird dort als eine "eine Hülse aus elastischem Schwammgummi" oder als eine "Hülle aus saugfähigem Schwammgummi" bezeichnet, aber nur insofern näher beschrieben, als gesagt wird, daß sie wegen der Dauerhaftigkeit und des leichteren Reinigens vorzugsweise aus synthetischem Gummi besteht. Eine ähnliche mit "Schaumgummi oder Schaumkunststoff" versehene Farbwalze ist in der US-A-2 972 158 (Voskresensk) beschrieben.
In der US-A-2 411 842 (Adams) ist für eine Farbwalze eine Hülle beschrieben, die aus einem Verbundstoff aus einem Florgewebe und einer darunterliegenden "Schicht aus einem relativ weichen und nachgiebigen Gummi, vorzugsweise aus Schwammgummi" besteht (Spalte 2, Zeilen 44 bis 46). Der "Schwammgummi bildet unter der Textilstoffschicht eine Polsterung, ... (die) die Anpassung der Walze an Unregelmäßigkeiten in der zu überziehenden Fläche erleichtert. ... Ein Teil der Anstrichfarbe oder des Überzugsstoffes mit dem die Vorrichtung verwendet wird kann durch die Textilstoffschicht 20 in die Zellen der Schwammgummischicht 21 eintreten, so daß die Walze mehr Anstrichfarbe aufnehmen kann" (Spalte 3, Zeilen 12 bis 32).
Eine Farbwalze für die Verwendung in Ecken ist in der US-A-3 159 905 (Baggert, Jr.) dargestellt.
Andersartige Applikatoren für Anstrichfarben sind Bürsten, die gewöhnlich Handgriffe mit einem flexiblen elastischen Fortsatz besitzen, der von einer Hülle aus elastomeren offenzelligem Schaumstoff umgeben ist. Siehe z.B. die US-A-4 155 139 (Corcoran). Eine andere Art ist ein Fausthandschuh, der auf die Hand des Malers paßt und gewöhnlich aus einem Florgewebe besteht, dessen Grundgewebe für Anstrichfarbe undurchlässig gemacht worden ist.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung schafft für Anstrichfarben einen Applikator, der ohne weiteres ein zweckmäßig großes Volumen an Anstrichfarbe aufnehmen kann, die Anstrichfarbe in gleichmäßiger Dosierung abgibt und von Hand schnell und gründlich gereinigt werden kann.
Ein erster Gegenstand der Erfindung ist ein Applikator für Anstrichfarben mit einem für Anstrichfarbe undurchlässigen Rücken; einer von dem Rücken getragenen, elastischen netzförmigen Speicherschicht von im wesentlichen einheitlicher Dicke; und einer außen angeordneten, flexiblen netzförmigen Dosierschicht, wobei die Dosierschicht die darunterliegende Speicherschicht dicht passend umgibt oder nur an Kreuzungen der Netzstrukturen mit der darunterliegenden Speicherschicht sotffschlüssig verbunden ist; die Dosierschicht eine im wesentlichen einheitliche Dicke hat, die kleiner ist als die der Speicherschicht, und die Dosierschicht entweder (a) pro Längeneinheit mindestens doppelt so viele Öffnungen besitzt wie die Speicherschicht oder (b) mit der Speicherschicht zu einer einzigen Schicht verbunden ist, in der die Öffnungen von innen nach außen fortschreitend kleiner werden.
Für die Verwendung mit den meisten Anstrichfarben soll die netzförmige Speicherschicht 2 bis 20 Öffnungen/cm und für Anstrichfarben mit einer Viskosität von 3 bis 20 Pa.s vorzugsweise 4 bis 12 Öffnungen/cm haben. Bei einer beträchtlich kleineren Anzahl von Öffnungen/cm ist der Speicher u.U. zu schwach. Bei einer beträchtlich größeren Anzahl von Öffnungen/cm kann der Speicher Anstrichfarbe u.U. zu langsam aufnehmen und abgeben und ist der Applikator für Anstrichfarben schwerer zu reinigen. Für eine Verwendung mit Beizen oder Anstrichfarben mit sehr niedriger Viskosität können die Öffnungen des Speichers kleiner sein als das den vorgenannten Bereichen entspricht, und für Anstrichfarben mit einer ungewöhnlich hohen Viskosität können die Öffnungen größer sein.
Für die Verwendung mit den meisten Anstrichfarben soll die netzförmige Dosierschicht 15 bis 100 Öffnungen/cm und für Anstrichfarben mit einer Viskosität von 3 bis 20 Pa.s vorzugsweise 20 bis 50 Öffnungen/cm haben. Bei einer beträchtlich größeren Anzahl von Löchern/cm kann es vorkommen, daß die Dosierschicht das Fließen der Anstrichfarbe zu stark drosselt, außer wenn deren Viskosität ungewöhnlich niedrig ist. Für die meisten Verwendungen soll die netzförmige Dosierschicht eine Dicke von 0,2 bis 4 mm und vorzugsweise von 0,5 bis 2 mm haben. Bei einer beträchtlich größeren Dicke kann es vorkommen, daß die Dosierschicht das Fließen der Anstrichfarbe zu stark hemmt. Bei beträchlich kleineren Dicken kann eine einheitliche Dicke der Dosierschicht nur schwer gewährleistet werden.
Sowohl in der Speicherschicht als auch in der Dosierschicht sollen die Öffnungen im wesentlichen einheitlich verteilt sein, d.h., sowohl an der Oberfläche als auch in jeder zu der Oberfläche parallelen Ebene eine einheitliche Anzahl von Öffnungen/cm vorhanden sein. Zum Bestimmen der Anzahl der Öffnungen/cm kann man einen vertikalen Schnitt vornehmen und mit einem einen Maßstab aufweisenden Mikroskop eine freiliegende Ecke unter einem Winkel von etwa 45º zu dem Schnitt untersuchen. Da die Öffnungen häufig ungleichmäßig sind und es schwierig ist, ein Zählen von darunterliegenden Öffnungen zu vermeiden, kann das Zählen subjektiv sein.
Sowohl die Speicherschicht als auch die Dosierschicht kann ein Porenvolumen von mindestens 80%, vorzugsweise von mindestens 90% und insbesondere von mindestens 95% haben. Bei beträchtlich kleineren Porenvolumen ist es schwieriger, den neuen Applikator für Anstrichfarben zu reinigen. Ferner kann es dann vorkommen, daß der Speicher zu wenig Anstrichfarbe aufnimmt und daß die Dosierschicht das Fließen der Anstrichfarbe zu stark drosselt, wenn sie nicht sehr dünnflüssig ist.
Elastische netzförmige Speicher können vorzugsweise aus offenzelligen polymeren Schaumstoffen hergestellt werden, z.B. aus einem Polyurethan-Schaumstoff, der so offen ist, daß er faserartig aussieht. Ein bevorzugter offenzelliger Schaumstoff ist ein aus Polyurethanester bestehender Schaumstoff mit etwa 8 Öffnungen/cm, einer Dicke von 9,5 mm und einem Porenvolumen von etwa 97% und ist unter der Handelsbezeichnung "Foamex" F-20 von der Firma Foamex in Eddystone, PA, erhältlich. Dank seiner ausgezeichneten Elastizität ermöglicht er einen Eintritt der Oberfläche der neuen Applikatoren für Anstrichfarben in Vertiefungen der zu streichenden Fläche. Man kann einen geeigneten netzförmigen Speicher auch aus Stapelfasern herstellen.
Die bevorzugte Dicke des netzförmigen Speichers wird teilweise durch die Rauhheit der zu streichenden Oberflächen bestimmt, doch soll ihre Dicke für die meisten Verwendungen 3 bis 25 mm, vorzugsweise 8 bis 12 mm, betragen. Bei beträchtlich kleineren Dicken kann es vorkommen, daß der neue Applikator für Anstrichfarben nicht so viel Anstrichfarbe aufnehmen kann, daß zweckmäßig große Flächen gestrichen werden können, ohne daß nachgefüllt wird. Ferner kann es beim kontinuierlichen Zuführen von Anstrichfarbe zu dem neuen Applikator für Anstrichfarben vorkommen, daß ein netzförmiger Speicher von beträchtlich kleinerer Dicke die Anstrichfarbe nicht gleichmäßig auf der ganzen Arbeitsfläche des Applikators verteilt. Wenn dagegen die Dicke eines netzförmigen Speichers bei einem bevorzugten Porenvolumen beträchtlich größer ist als 20 mm, kann dieser Speicher u.U. so viel Anstrichfarbe aufnehmen, daß der Applikator zu schwer ist und daher der Maler ermüdet.
Zum Ausbilden der flexiblen netzförmigen Dosierschicht auf der Außenfläche des netzförmigen Speichers kann man gleichzeitig Stapelfasern und schmelzbare Fasern auftragen, wobei die schmelzbaren Fasern bei ihrem Erhitzen auf eine Temperatur unter dem Erweichungspunkt der Stapelfasern erweichen und trachten, zu den Kreuzungen der Stapelfasern und zu den Berührungspunkten zwischen den Stapelfasern und dem netzförmigen Speicher zu fließen, so daß eine hohe Integrität der Dosierschicht und eine gute Adhäsion zwischen der Dosierschicht und dem Speicher erzielt werden. Einige oder alle der Stapelfasern können überzüge aus einem niedrigschmelzenden Harz aufweisen, die die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Speicher und der Dosierschicht an den Kreuzungen ihrer Netzstrukturen unterstützen. Uberzogene Stapelfasern aus Polyester sind unter der Bezeichnung "Melty- Fiber Type 4080" von Unitika Ltd., Osaka, Japan, erhältlich.
Anstelle eines die Dosierschicht mit dem Speicher an den Kreuzungen ihrer Netzstrukturen stoffschlüssig zu verbinden, kann man die Dosierschicht auch satt passend um den Speicher herumlegen. Bei einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen diesen beiden Schichten neigt die Dosierschicht im Gebrauch jedoch weniger zum Kriechen oder Knittern.
Zum Ausbilden einer bevorzugten netzförmigen Dosierschicht auf der Außenfläche des Speichers kann man zunächst aus den schmelzbaren Fasern einen Vliesstoff herstellen und diesen auf den Speicher legen und dabei die Stapelfasern auf den Vliesstoff blasen oder auf ihn fallenlassen. Wenn der für Anstrichfarbe undurchlässige Rücken des neuen Applikators für Anstrichfarben ein zylindrischer Kern ist, kann ein Band aus netzförmigem Speicherwerkstoff wendelförmig um den Kern gewickelt werden und kann der Vliesstoff in einer großen Anzahl von Windungen um den Speicher gewickelt werden, während zwischen einander benachbarten Windungen Stapelfasern im freien Fall oder durch Blasen aufgetragen werden.
Man kann die netzförmige Dosierschicht auch aus einem offenzelligen polymeren Schaumstoff herstellen, z.B. aus Polyurethan-Schaumstoffen, die mit dem netzförmigen Speicher stoffschlüssig verbunden werden können, wenn die Netzstrukturen an den Oberflächen der Speicherschicht und/oder der Dosierschicht so erhitzt werden, daß sie so klebfähig werden, daß sie bei einer Berührung miteinander stoffschlüssig verbunden werden. Dabei muß darauf geachtet werden, daß die stoffschlüssige Verbindung nur an Stellen hergestellt wird, an denen die Netzstrukturen einander an der Berührungsfläche zwischen dem Speicher und der Dosierschicht kreuzen, weil sonst das Fließen von Anstrichstoff in den netzförmigen Speicher und aus ihm heraus gehemmt wird.
Stapelfasern der Dosierschicht oder des Speichers haben vorzugsweise einen Durchmesser von 10 bis 100 Mikrometern, insbesondere von 10 bis 40 Mikrometern. Wenn die Dosierschicht Stapelfasern von beträchtlich größerem Durchmesser enthält, können sie u.U. ein zu freies Fließen der Anstrichfarbe gestatten. Andererseits kann das Fließen der Anstrichfarbe durch Fasern mit beträchtlich kleinerem Durchmesser zu stark gehemmt werden.
In dem neuen Applikator für Anstrichfarben verwendete Stapelfasern sollen eine hohe Chemikalienbeständigkeit und eine hohe Zugfestigkeit haben, wie dies bei Poly(ethylenterephthalat) und Nylon der Fall ist. Stapelfasern aus diesen Werkstoffen können an ihren Kreuzungen ohne weiteres durch schmelzbare Fasern stoffschlüssig miteinander verbunden werden, z.B. durch im Blasverfahren erzeugte Mikrofasern, die dieselbe oder eine andere chemische Zusammensetzung haben können als die Stapelfasern. Geeignete im Blasverfahren erzeugte Mikrofasern sind von Wente in "Superfine Thermoplastic Fibers", Ind. Eng. Chem. Band 48, S. 1342 f, (1956) beschrieben.
Beim Eintauchen in Anstrichfarbe nimmt der neue Applikator für Anstrichfarben sofort ein solches Volumen an Anstrichfarbe auf, daß diese die Poren des Applikators fast vollständig ausfüllt, und der Applikator kann dann etwa 70% dieser Anstrichfarbe abgeben. Dagegen können die derzeit auf dem Markt befindlichen Applikatoren für Anstrichfarben mit Textilstoffhüllen nur etwa 50% abgeben. Dank dieser verbesserten Abgabe können größere Flächen ohne Nachfüllen gestrichen werden und wird auch das Reinigen leichter. Bevorzugte erfindungsgemäße Applikatoren für Anstrichfarben können von Hand in etwa einer Minute gründlich gereinigt werden. Dagegen sind zum Reinigen eines mit einem Florgewebe versehenen Applikators für Anstrichfarben von Hand etwa fünf Minuten erforderlich, und selbst dann bleibt am Boden des Flors und in dem Grundgewebe für die Florfasern noch etwas Anstrichfarbe zurück.
In der möglicherweise am besten geeigneten Ausführungsform ist der Rücken des neuen Applikators für Anstrichfarben ein für Anstrichfarbe undurchlässiger zylindrischer Kern und bilden der netzförmige Speicher und die netzförmige Dosierschicht eine den Kern umgebende Hülse, so daß eine Farbwalze vorliegt. Dieser Kern unterscheidet sich nicht von den zylindrischen Kernen von bekannten Farbwalzen und kann beispielsweise aus einem Hohlzylinder aus Kunststoff oder mit einem Harz imprägnierbarer Pappe bestehen.
Ein zweiter Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Applikators für auf einer Farbrolle montierbaren Applikators für Anstrichfarben, durch Herstellen eines Verbundkörpers, in dem
a) kontinuierlich ein für Anstrichfarben undurchlässiger, zylindrischer Kern hergestellt wird;
b) ein langgestreckter Streifen aus einem elastischen netzförmigen Speichermaterial spiralförmig auf den Kern gewickelt und stoffschlüssig mit ihm verbunden wird und der so erhaltene Verbundkörper in je einer Walze entsprechende Längen zerschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen des Verbundkörpers
auf der Außenfläche der Speicherschicht eine flexible netzförmige Dosierschicht gebildet wird, die mindestens doppelt so viele Öffnungen pro cm besitzt als die Speicherschicht und
die Dosierschicht nur an den Kreuzungen der Netzstrukturen stoffschlüssig mit der darunterliegenden Speicherschicht verbunden wird.
Vorstehend wurde darauf hingewiesen, daß zum stoffschlüssigen Verbinden der Dosierschicht vorzugsweise an der Oberfläche der Speicherschicht und/oder der Dosierschicht vorhandene Fasern durch Erhitzen so klebfähig gemacht werden, daß sie an den Kreuzungen ihrer Netzstrukturen stoffschlüssig miteinander verbunden werden.
Die axialen Ränder des netzförmigen Speichers können an den Enden der einzelnen Walzenlängen so eingekerbt werden, daß die Dosierschicht um die axialen Enden des Speichers herumgelegt wird und daher das Fließen von Anstrichfarbe aus diesen Enden dosiert. Ein gutes Aussehen kann erzielt werden, wenn die axialen Enden des Speichers gleichmäßig verjüngt sind und der Speicher an der Oberfläche des Kerns länger ist als an der Dosierschicht.
Andere Arten von Applikatoren für Anstrichfarben können ähnlich ausgebildet sein und verschieden geformte Walzen aufweisen, deren Kern z.B. aus zwei identischen Kegeln mit einem gemeinsamen Grundkreis besteht; eine derartige Walze ist zum Streichen in Ecken geeignet. In einem anderen Applikator für Anstrichfarben besitzt der Rücken ein breites, dünnes Substrat, an dem ein Handgriff befestigt ist. Der netzförmige Speicher bildet eine das Substrat umgebende Hülle, und die Außenfläche der Farbbürste wird von der Dosierschicht gebildet.
In einem anderen Applikator für Anstrichfarben besteht der Rücken aus einem für Anstrichfarbe undurchlässigen Fausthandschuh, der von einer Hülle aus dem netzförmigen Speicher umgeben ist, der an einer Fläche des Substrats befestigt ist. Die Außenfläche wird von der netzförmigen Dosierschicht gebildet. Die Oberfläche des Substrats kann zum Streichen von ebenen Flächen eben sein oder zum Streichen von Innenecken einen Winkel von z.B. 90º bilden oder sie kann zylindrisch oder kegelförmig sein oder eine von verschiedenen anderen Formen haben.
Der erfindungsgemäße Applikator für Anstrichfarben ist zwar besonders zum Auftragen von Anstrichfarben geeignet, kann aber auch zum Auftragen von aus anderen Flüssigkeiten bestehenden Überzugsstoffen dienen, z.B. von Pasten und anderen Klebstoffen, Porenschließern, Wachsen und Konservierungsstoffen.
Für die Zwecke der Erfindung genügen an sich zwei netzförmig aufgebaute Schichten, doch kann der erfindungsgemäße Applikator für Anstrichfarben auch drei oder mehr netzförmige Schichten mit zur Außenfläche hin fortschreitend kleinerwerdenden Öffnungen aufweisen. Es ist auch möglich, den Speicher und die Dosierschicht zu einer einzigen Schicht zu vereinigen, in der die Öffnungen von innen nach außen kleiner werden. Weitere Abänderungen der Ausbildung des neuen Applikators für Anstrichfarben können vom Fachmann im Rahmen des Schutzumfanges der beigefügten Patentansprüche vorgenommen werden.

Die Zeichnungen

Zum besseren Verständnis der Erfindung dienen die Zeichnungen, in denen alle Figuren schematisch sind. Dabei zeigt
Figur 1 in Draufsicht eine Vorrichtung zum Herstellen eines bevorzugten erfindungsgemäßen Applikators für Anstrichfarben in Form einer Walze,
Figur 2 im Längsschnitt eine gemäß der Figur 1 hergestellte Farbwalze,
Figur 3 in einem Mittelschnitt eine erfindungsgemäße Farbbürste und
Figur 4 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Farbkissen.

Ausführliche Darstellung der Erfindung

Gemäß der Figur 1 wird ein für Anstrichstoff undurchlässiger, hohler Kern 10 (der von einer nicht gezeigten Vorrichtung kontinuierlich hergestellt wird) kontinuierlich an einer Heißschmelzklebstoff-Auftragmaschine 12 vorbeibewegt, die eine Klebstoffschicht 13 aufträgt. Nach dem wendelförmigen Aufwickeln eines Bandes aus einem netzförmigen elastischen Material 14 über dem Klebstoff wird zum Abdecken des so gebildeten Speichers eine Bahn 15 aus Mikrofasern abgewickelt und werden gleichzeitig Stapelfasern aus einem Trichter 16 in einen von einem Gebläse 17 kommenden Heißluftstrom fallengelassen. Dann werden die Mikrofasern mit einem Infrarot-Heizgerät 18 erweicht und geschmolzen, so daß das Material der Mikrofasern zu Kreuzungen der Stapelfasern und an Stellen fließt, an denen die Stapelfasern die darunter befindlichen Netzstrukturen des Speichers 24 berühren. Auf diese Weise wird eine flexible netzförmige Dosierschicht 20 gebildet und stoffschlüssig mit dem Speicher verbunden. Der so erhaltene Verbundstoff wird dann an einem Siegelungsmechanismus 21 vorbeibewegt, mit dem an Stellen 19, an denen der Verbundkörper mit einer Schneidvorrichtung 22 in einzelne Farbwalzen 23 zerschnitten wird, die Dosierschicht mit dem auf dem Kern befindlichen Klebstoff 13 verschmolzen wird.
In der in der Figur 2 gezeigten, nach dem in der Figur 1 erläuterten Verfahren hergestellten Farbwalze 23 hat die Dosierschicht 20 keine Naht, so daß die Probleme vermieden werden, die in den bekannten, mit Bändern aus Florgewebe hergestellten Farbwalzen auftreten, die manchmal infolge einer Trennung zwischen einander benachbarten Windungen des Florgewebes ausfallen. Wenn man die Enden der Dosierschicht 20 an den Stellen 19 gegen den Klebstoff drückt und dort anschmilzt, sind die axialen Enden des Speichers 24 mit der Dosierschicht abgedeckt.
Zum Herstellen der in Figur 3 gezeigten Farbbürste 30 wird ein Band aus elastischem netzförmigem Speichermaterial 32 mit einer netzförmigen Dosierschicht 34 abgedeckt und wird aus den beiden Schichten eine Hülse gebildet, die einen breiten, dünnen Rücken oder ein solches Substrat 35 umgibt und durch eine Klebstoffschicht mit ihm verbunden wird. An dem Substrat sind ein Handgriff 37 und eine Zwinge 38 befestigt.
Zum Herstellen des in der Figur 4 dargestellten Farbkissens 40 wird ein Band aus elastischem netzförmigem Speichermaterial 42 mit einer netzförmigen Dosierschicht 44 abgedeckt. Ein Stück des so erhaltenen Verbundstoffes wird durch eine Klebstoffschicht 46 mit einem breiten, dünnen, für Anstrichfarbe undurchlässigen Rücken oder Substrat 45 stoffschlüssig verbunden. Zum Abdecken der Ränder des Speichers 42 werden die Enden der Dosierschicht 44 bei 49 an die Klebstoffschicht 46 angeschmolzen. Von der Rückseite des Substrats 45 steht ein Handgriff 47 vor.

Test auf den Durchfluß von Flüssigkeit

Zum Bewerten von netzförmigen Materialien für die Verwendung in Applikator erfindungsgemäßen Applikatoren für Anstrichfarben kann man zum Testen des Durchflusses von eine 2 Liter fassende bodenlose Polyethylenflasche verwenden, die einen Durchmesser von 10,8 cm und einen 3,8 cm langen Hals mit einem Durchmesser von 2,5 cm hat. In eine Kappe wird ein zentrales Loch mit einem Durchmesser von 1,3 cm gebohrt. Das zu testende netzförmige Material wird so zugeschnitten, daß es zwischen der Kappe und dem Hals passend eingesetzt werden kann.
Die in dem Test verwendete Flüssigkeit ist ein Gemisch von Wasser und 0,5 Gew.-% Hydroxypropylmethylcellulose ("Methocel", J20MS von Dow Chemical). Nach einstündigem Mischen und Stehenlassen über Nacht beträgt ihre Viskosität etwa 75 mPa.s (LV-Spindel Nr. 1 bei 30 U/min).
Wenn die Kappe fest gegen die Probe geschraubt worden und abwärtsgekehrt ist, wird die Flasche bis zu einer Höhe von etwa 9,5 cm mit 630 g Flüssigkeit gefüllt und wird dann die Zeit gemessen, in der der Flüssigkeitsstand auf 5,1 cm sinkt, d.h. 500 g durch die Probe fließen. Bei dickeren Proben aus demselben Material ist die "Durchflußzeit" länger. Daher müssen bei der Auswahl von Materialien für den Speicher und die Dosierschicht sowohl die Durchflußzeit als auch die gewünschte Dicke berücksichtigt werden.
Wenn der Speicher eines neuen Applikators für Anstrichfarben eine bevorzugte Dicke von etwa 9,5 mm hat, beträgt seine Durchflußzeit vorzugsweise weniger als 50 Sekunden. Bei einer beträchtlich längeren Durchflußzeit kann der Applikator u.U. keine genügende Menge von Anstrichfarbe abgeben und ist es u.U. nicht möglich, den Applikator in kurzer Zeit vollständig zu reinigen. Wenn die Dosierschicht eines neuen Applikators für Anstrichfarben eine bevorzugte Dicke von etwa 1,0 mm hat, liegt die Durchflußzeit bei ihm vorzugsweise im Bereich von 15 bis 50 Sekunden. Bei einer beträchtlich längeren Durchflußzeit würde die Dosierschicht das Fließen von Anstrichfarbe zu stark drosseln, und bei einer beträchtlich kürzeren Durchflußzeit könnte die Anstrichfarbe zu frei herausfließen.

Netzförmige Materialien

In der nachstehenden Tabelle I sind die folgenden netzförmigen Schaumstoffe als netzförmige Materialien angegeben, die auf ihre Durchflußzeit getestet und in neuen Applikatoren für Anstrichfarben als Speicher und als Dosierschicht verwendet worden sind. Bezeichnung Handelsbezeichnung Bezugsquelle Material Foamex General General Foam Polyurethanester Polyurethanether
In jeder der vorstehenden Handelsbezeichnungen gibt die Zahl nach "P-" die Anzahl von Öffnungen pro Zoll an. So bedeutet die Angabe P-20 20 Öffnungen/Zoll oder 51 Öffnungen/cm.
In der Tabelle I sind ferner die Durchflußzeiten für die nachstehenden netzförmigen Vliesstoffe angegeben. In jedem Vliesstoff wurde als Polyurethan das von Morton Thiokol erhältliche PS 455-200 verwendet. Es wurden folgende überzugsfreie Stapelfasern aus Polyester verwendet: Bezeichnung Beschreibung Gemisch von 73 Teilen Polyurethan-Mikrofasern von 8 Mikrometern und 27 Teilen 3,8 cm langen Stapelfasern aus Polyester: 45% 11 Mikrometer (T 121 von Hoechst Celanese Corp.) 45% 25 Mikrometer (T 294 von Hoechst Celanese Corp.) 10% 40 Mikrometer (mit niedrigschmelzendem Überzug) Gemisch von 73 Teilen Polyurethan-Mikrofasern von 8 Mikrometern und 27 Teilen 3,8 cm langen Stapelfasern aus Polyester: 40% 11 Mikrometer 40% 25 Mikrometer 20% 40 Mikrometer (mit niedrigschmelzendem Überzug) Gemisch von 73 Teilen Polyurethan-Mikrofasern von 8 Mikrometern und 27 Teilen 3,8 cm langen Stapelfasern aus Polyester: 60% 22 Mikrometer 20% 18 Mikrometer 20% 12 Mikrometer (mit niedrigschmelzendem Überzug) Gemisch wie 73:27, aber mit den Polyurethan-Mikrofasern und den nachstehenden Stapelfasern aus Polyester im Verhältnis von 62:38: 70% 11 Mikrometer 30% 18 Mikrometer Gemisch wie 73:27, aber mit den Polyurethan-Mikrofasern und den nachstehenden Stapelfasern aus Polyester von 3,8 cm im Verhältnis von 74:26: 25% 11 Mikrometer 45% 25 Mikrometer 30% 40 Mikrometer (mit niedrigschmelzendem Überzug) Gemisch wie 73:27, aber mit den Polyurethan-Mikrofasern und den nachstehenden Stapelfasern aus Polyester von 3,8 cm im Verhältnis von 68:32: 25% 11 Mikrometer 45% 25 Mikrometer 30% 86 Mikrometer (mit niedrigschmelzendem Überzug) Gemisch wie 73:27, aber mit den Polyurethan-Mikrofasern und den folgenden Stapelfasern aus Polyester von 3,8 cm im Verhältnis von 70:30: 25% 11 Mikrometer 45% 25 Mikrometer 30% 65 Mikrometer (mit niedrigschmelzendem Überzug) TABELLE I Netzförmiges Material Dicke (mm) Durchflußzeit (Sekunden)

Beispiel 1

Eine 23 cm lange Farbwalze gemäß der Figur 2 war wie folgt ausgebildet:
Hohler Kern 10 mit Phenolharz imprägnierte Pappe
Außendurchmesser 4,0 cm
Speicher 16 F P-20 ("Foamex" P-20)
Öffnungen/cm etwa 8
Porenvolumen etwa 97%
Dosierschicht 20
Dicke 0,5 mm
Öffnungen/cm etwa 35
Porenvolumen etwa 97%
Fasern vorstehend angegebenes Gemisch /3:27

Beispiel 2

Es wurde eine Farbwalze wie im Beispiel 1 hergestellt, doch bestand ihre Dosierschicht aus F P-80 ("Foamex" P-80) in einer Dicke von 1,6 mm. Zum stoffschlüssigen Verbinden der Materialien des netzförmigen Speichers und der netzförmigen Dosierschicht wurden ihre Oberflächen durch Erhitzen klebfähig gemacht und unmittelbar danach aneinandergelegt. Ein 7,6 cm breites Band aus dem so gebildeten Verbundstoff wurde wendelförmig um einen aus Pappe bestehenden zylindrischen Kern der im Beispiel 1 verwendeten Art gewickelt, der mit einem Heißschmelzklebstoff überzogen worden war, der noch klebfähig war. Dann wurden die Ränder der Dosierschicht durch Heißsiegeln mit dem auf dem Kern befindlichen Heißschmelzklebstoff verbunden, so daß die Dosierschicht die axialen Enden des Speichers bedeckte.

Testen auf Streicheigenschaften

Jede der Farbwalzen nach Beispiel 1 und 2 wurde zum Auftragen von einer matten Latex-Wandanstrichfarbe auf einer Gipskartonplatte verwendet. Jede Walze wurde in die Anstrichfarbe getaucht und (ohne nachzufüllen) zum Streichen einer möglichst großen Fläche der Gipskartonplatte verwendet, bis der Anstrich nicht mehr opak war. Die Walze wurde vor und nach dem Auftragen der Anstrichfarbe gewogen, und es wurde die Fläche gemessen, die einen opaken Überzug erhalten hatte. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I im Vergleich mit den nachstehenden im Handel erhältlichen farbwalzen angegeben, von denen jede mit einem 9,5 mm dicken Florgewebe versehen war, mit Ausnahme der "Lamp Fab"-Walze, die ein 12,7 mm dickes Florgewebe besaß. Kontrollwalze Dicke des Florgewebes (mm) "General Purpose" von The Newell Group, Milwaukee, WI "Lamb Fab" von The Newell Group "Pronel" von The Newell Group "One Coater" von The Newell Group "True-Test" von True Value Hardware Stores, Chicago, IL TABELLE II Walze Farbaufnahme (g) Farbabgabe (g) Farbabgabe (%) Bedeckte Fläche (m²) nasse Farbe/m² (g)
Aus den Angaben in der Tabelle II geht hervor, daß im Vergleich mit im Handel erhältlichen Farbwalzen mit einem Florgewebe die erfindungsgemäßen Farbwalzen z.B. gemäß Beispiel 1 und 2 die Anstrichfarbe besser abgeben und vor dem Nachfüllen eine größere Fläche streichen können.

Testen auf Reinigungseigenschaften

Am Ende der Prüfung, deren Ergebnisse in der Tabelle II angegeben sind, wurde jede Farbwalze unter fließendem Wasser aus einem Wasserhahn von Hand gereinigt. Bei jeder der Farbwalzen nach Beispiel 1 und 2 wurde nach einer Minute angenommen, daß die Farbwalze sauber war. Nach dem Herausschütteln von Wasser wurde jede Farbwalze auf einem Ende stehengelassen, bis sie trocken war. Durch visuelle Kontrolle nach dem Trocknen wurde festgestellt, daß jede Walze praktisch frei war von Anstrichfarbe.
Jede der Kontroll-Farbwalzen wurde fünf Minuten lang in derselben Weise gereinigt. Nachdem jede Walze trocknen gelassen worden war, fühlte sich jeder dieser Walzen an ihrem unteren Ende verkrustet an, was auf zurückgehaltene Anstrichfarbe schließen ließ. Dagegen fühlte sich jede der Farbwalzen gemäß dem Beispiel 1 und 2 (die nur weniger als eine Minute lang gereinigt worden war), nicht verkrustet, sondern wie eine neue Walze an. Ferner war bei jeder Kontrollwalze Anstrichfarbe am Boden des Flors sichtbar. Dagegen war an den Kernen der Farbwalzen gemäß den Beispielen 1 und 2 nur eine Spur von Anstrichfarbe erkennbar, deren Menge viel kleiner war als auf jeder der Kontrollwalzen.

Claims

1. Applikator für Anstrichfarben mit

einem für Anstrichfarbe undurchlässigen Rücken (10; 35; 45);

einer von dem Rücken getragenen, elastischen netzförmigen Speicherschicht (14; 24; 32; 42) von im wesentlichen einheitlicher Dicke; und

einer außen angeordneten, flexiblen netzförmigen Dosierschicht (20; 34; 44), dadurch gekennzeichnet, daß

die Dosierschicht (20; 34; 44) die darunterliegende Speicherschicht (14; 26; 32; 42) dicht passend umgibt oder nur an Kreuzungen der Netzstrukturen mit der darunterliegenden Speicherschicht (14; 26; 32; 42) stoffschlüssig verbunden ist;

die Dosierschicht eine im wesentlichen einheitliche Dicke hat, die kleiner ist als die der Speicherschicht (14; 26; 32; 42), und die Dosierschicht (20; 34; 44) entweder

(a) pro Längeneinheit mindestens doppelt so viele Öffnungen besitzt wie die Speicherschicht (14; 26; 32; 42) oder

(b) mit der Speicherschicht (14; 26; 32; 44) zu einer einzigen Schicht verbunden ist, in der die Öffnungen von innen nach außen fortschreitend kleiner werden.

2. Applikator für Anstrichfarben nach Anspruch 1, in dem die netzförmige Speicherschicht (14; 24; 32; 42) 2 bis 20 Öffnungen/cm und die netzförmige Dosierschicht (20; 34; 44) 15 bis 100 Öffnungen/cm besitzt.

3. Applikator für Anstrichfarben nach Anspruch 2, in dem die netzförmige Speicherschicht (14; 24; 32; 42) 4 bis 12 Öffnungen/cm und die netzförmige Dosierschicht (20; 34; 44) 20 bis 55 Öffnungen/cm besitzt.

4. Applikator für Anstrichfarben nach Anspruch 1, in dem die netzförmige Speicherschicht (14; 24; 32; 42) eine Dicke von 3 bis 25 mm und die netzförmige Dosierschicht (20; 34: 44) eine Dicke von 0,2 bis 4 mm besitzt.

5. Applikator für Anstrichfarben nach Anspruch 4, in dem die netzförmige Speicherschicht (14; 24; 32; 42) eine Dicke von 8 bis 12 mm und die netzförmige Dosierschicht (20; 34; 44) eine Dicke von 0,5 bis 2 mm besitzt.

6. Applikator für Anstrichfarben nach Anspruch 1, in dem die netzförmige Speicherschicht (14; 24; 32; 42) ein Porenvolumen von mindestens 90% hat.

7. Applikator für Anstrichfarben nach Anspruch 1, in dem die netzförmige Dosierschicht (20; 34; 44) wenigstens teilweise aus Stapelfasern mit einem Durchmesser von 10 bis 100 nm Mikrometern besteht.

8. Applikator für Anstrichfarben nach Anspruch 1, in dem der Rücken (10) wenigstens teilweise aus einem ringförmigen Kern besteht und die Speicherschicht (24) und die Dosierschicht (20) eine den Kern umgebende Hülse bilden.

9. Applikator für Anstrichfarben nach Anspruch 8, in dem der Kern (10) ein hohler Zylinder ist, der auf einer Farbwalze montierbar ist.

10. Applikator für Anstrichfarben, nach Anspruch 9, in dem die netzförmige Dosierschicht die axialen Enden (19) der netzförmigen Speicherschicht (24) abdeckt.

11. Applikator für Anstrichfarben nach Anspruch 10, in dem die Speicherschicht (24) an ihren axialen Enden (19) einheitlich verjüngt ist und die Speicherschicht (24) an der Oberfläche des Kerns länger ist als an der Dosierschicht.

12. Applikator für Anstrichfarben nach Anspruch 1, in dem der Rücken wenigstens teilweise aus einem breiten, dünnen Substrat (35) besteht, an dem ein Handgriff (37) befestigt ist, die netzförmige Speicherschicht (32) eine das Substrat umgebende Hülle bildet, und die netzförmige Dosierschicht (34) die Außenfläche der Anstrichbürste (30) bildet.

13. Applikator für Anstrichfarben nach Anspruch 1, in dem der Rücken wenigstens teilweise aus einem breiten, dünnen Substrat (45) besteht, an dem ein Handgriff (47) befestigt ist, die Speicherschicht (42) an einer Breitseitenfläche des Substrats (45) befestigt ist, und die Dosierschicht (44) die Außenfläche des Farbkissens (40) bildet.

14. Farbkissen (40) nach Anspruch 1, in dem die genannte Breitseitenfläche eben ist.

15. Applikator für Anstrichfarben nach Anspruch 1, in dem die netzförmige Speicherschicht (14; 24; 32; 34) ein offenzelliger Schaumstoff ist.

16. Applikator für Anstrichfarben nach Anspruch 15, in dem der offenzellige Schaumstoff ein Polyurethanschaumstoff ist.

17. Verfahren zum Herstellen eines Applikators für auf einer Farbrolle montierbaren Applikators für Anstrichfarben, durch Herstellen eines Verbundkörpers, in dem

a) kontinuierlich ein für Anstrichfarben undurchlässiger, zylindrischer Kern (10) hergestellt wird;

b) ein langgestreckter Streifen aus einem elastischen netzförmigen Speichermaterial (14) spiralförmig auf den Kern gewickelt und stoffschlüssig mit ihm verbunden wird und der so erhaltene Verbundkörper in je einer Walze entsprechende Längen zerschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen des Verbundkörpers

auf der Außenfläche der Speicherschicht (14) eine flexible netzförmige Dosierschicht (20) gebildet wird, die mindestens doppelt so viele Öffnungen pro cm besitzt als die Speicherschicht und die weniger als halb so dick ist wie die Speicherschicht (14) und

die Dosierschicht (20) nur an den Kreuzungen der Netzstrukturen stoffschlüssig mit der darunterliegenden Speicherschicht verbunden wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, in dem zum stoffschlüssigen Verbinden der Dosierschicht Fasern an Berührungsflächen der Speicherschicht (14) und der Dosierschicht (20) durch Erhitzen (18) so klebfähig gemacht werden, daß sie in Berührung miteinander stoffschlüssig miteinander verbunden werden.

19. Verfahren nach Anspruch 17, in dem in einem zusätzlichen Schritt an den Enden jeder Walzenlänge die Enden der Dosierschicht an den Kern angeschmolzen und dadurch die axialen Ränder der Speicherschicht abgedeckt werden.

20. Verfahren nach Anspruch 19, in dem in einem zusätzlichen Schritt die axialen Enden der Speicherschicht (24) an den Stellen eingekerbt werden, an denen sie beim Zerschneiden geschnitten wird.