專利名稱：共擠塑單絲的制作方法
技術領域：
本發明要求美國臨時申請No.60/005,542(1995年10月18日提交)的優先權。
技術領域：
本發明涉及本發明涉及可以用作例如牙刷的剛毛的共擠塑單絲。
2．相關領域的描述由尼龍6,12或聚酯制成的剛毛的橫截面一般是圓形的，剛毛的端部是圓潤的。當用于牙刷時，圓潤的端部是優選的，因為使用端部圓潤的剛毛不易損害口腔中的軟組織和硬組織。
發明概要本發明涉及一種共擠塑單絲，它包括由第一樹脂構成的芯材料和由第二樹脂構成的皮材料(所述第二樹脂不同于第一樹脂)和在單絲端部形成的袋(pocket)。
本發明還涉及通過化學或機械手段或其組合在共擠塑單絲端部形成袋的方法。
附圖簡述
圖1是按照本發明方法制造的共擠塑單絲的立視圖的截面視圖。
圖2是圖1的共擠塑單絲的頂視圖；圖3是常規單絲的立視圖；圖4是圖3的常規單絲的頂視圖；圖5是本發明共擠塑單絲的端部形成的袋的放大318x的掃描電子顯微圖。
圖6是本發明共擠塑單絲的端部形成的袋放大50x的的照片。
圖7是本發明共擠塑單絲的端部形成的袋放大242x的掃描電子顯微圖。
圖8是本發明共擠塑單絲的端部形成的袋的放大照片。
圖9是本發明共擠塑單絲的端部形成的袋放大158x的掃描電子顯微圖。
圖10是本發明共擠塑單絲的端部形成的袋放大419x的掃描電子顯微圖。
本發明的詳細描述本發明涉及一種共擠塑單絲，它包括由第一樹脂構成的芯材料和由第二樹脂構成的皮材料(所述第二樹脂不同于第一樹脂)和在單絲端部形成的袋。本發明的目的是保留一種材料(例如清洗材料)，使得比起在常規單絲的圓潤端上的清洗材料來，單絲中的清洗材料與待清洗表面有較長時間的接觸。例如，如果共擠塑單絲被用作牙刷剛毛，該袋將使牙膏與牙齒的接觸時間比起常規的端部圓潤的共擠塑單絲的更長。
在本文中，術語“芯”是指共擠塑單絲從橫截面觀察時的中心部分。在本文中，術語“皮”是指共擠塑單絲芯材料上的外部包覆層。
皮材料與芯材料的組合的例子包括皮材料是尼龍6；尼龍6,6；尼龍6,10；尼龍6,12，尼龍6,9；尼龍11；尼龍12；尼龍6與尼龍6,6的共聚物；尼龍10,10；及其混合物；芯材料是共聚酯醚，例如商標為Hytrel的共聚酯醚(E.I.du Pont de Nemours and Company ofWilmington,Delaware)。
皮材料與芯材料的組合的其它例子包括其中皮材料是尼龍，聚酯、特別是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚氨酯，聚偏二氯乙烯或其混合物，芯材料是聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯共聚物，聚苯乙烯或其混合物。
對于共擠塑單絲的芯或皮的橫截面的形狀沒有限制。它們兩者都可以是圓形、三角形、正方形、五邊形、六邊形、橢圓形、葉形、三眼形、四眼形或任何其它形狀。
共擠塑單絲可以通過本領域已知的常規方法制備，例如美國專利No.5,313,909所述的方法。重要的是，芯和皮是由不同的材料構成的，以獲得本發明的所有利益。
單絲中的袋可以通過機械或化學的手段，或者通過將化學和機械手段結合的方法來制造。
制造單絲端部的袋的一種方法是用例如細不銹鋼刷子磨蝕單絲的端部來形成袋。可以向皮材料中加入耐磨蝕添加劑例如聚乙烯、硅油或無機添加劑例如滑石或二氧化鈦，使得芯材料優先被機械磨蝕。
形成袋的另一方法是使單絲端部與能夠溶解或降解芯材料但不溶解或降解皮材料的溶劑接觸。單絲與溶劑的接觸時間和溶劑的溫度都對袋的深度構成影響。
如果芯材料是共聚酯醚，那么適宜的溶劑是二氯乙烷、antine、四氯化碳、氯代磺酸、乙基氯、二氯乙烯、肼、37％鹽酸、全氯乙烯、苯酚、硝酸、硫酸或110F蒸汽。其中大部分溶劑對尼龍幾乎沒有影響，在暴露時間短時更是如此。
如果芯材料是聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯共聚物、聚苯乙烯或其混合物，則適宜的溶劑是丙酮。
皮聚合物和芯聚合物的其它例子是皮聚合物為尼龍6,10或尼龍6,12，芯聚合物為尼龍6或尼龍6,6。對于這樣的共擠塑單絲，稀鹽酸是用來在共擠塑單絲的端部形成袋的適宜溶劑。
本發明的共擠塑單絲另一例子是皮聚合物為尼龍6,12，芯聚合物為尼龍6,10。90％甲酸溶液是用來在共擠塑單絲的端部形成袋的適宜溶劑。
形成共擠塑單絲中袋的另一種方法是將紫外光抑制劑加到皮聚合物中，但不加到芯聚合物中，將共擠塑單絲暴露在強烈的紫外光下，以有優先解在共擠塑單絲端部的芯材料。然后，必要時可以將共擠塑單絲進行進一步機械處理以形成所需比例的袋。
袋的深度應當為大約0.001-0.250英寸(0.025-6.4毫米)。
共擠塑單絲的直徑應當為大約0.001-0.100英寸(0.025-2.5毫米)，并且芯面積與共擠塑單絲面積之比應當為大約0.1-0.9，優選的比率為大約0.25-0.75。
可以將單絲弄成一簇叢毛，連接到刷子上。可以使用這些單絲的刷子的種類的例子包括牙刷，但本發明不限于任何具體類型的刷子，可以用于任何種類的刷子。
本發明的共擠塑單絲的端部可以用常規方法使其呈現旗狀。“旗狀”是指本發明的在端部具有袋的共擠塑單絲的端部可以用常規方法從單絲端部到袋的底部分裂開，在單絲的底部形成所謂“旗狀”。這些旗子包括袋的下凹部分，并且提供了與未下垂的端部具有袋的共擠塑單絲相同的益處。
實施例實施例1用常規方法制造芯為Hytrel4056共聚酯醚和皮為尼龍612的共擠塑單絲。將單絲返繞通過紡絲線中的調節器而使其于125℃下調節，然后加工成絲束。芯橫截面積為單絲總橫截面的25％。
將這些共擠塑單絲弄成牙刷叢毛簇并將單絲的端部進行常規磨圓。
用0.003英寸不銹鋼毛的細不銹鋼刷磨蝕叢毛形式的共擠塑單絲的端部2-3分鐘，以在單絲的端部形成袋(如圖7所示)。
將3英寸(76.2毫米)直徑的不銹鋼刷以1200轉/分的速率旋轉。不銹鋼刷和剛毛之間采用大約0.5英寸(12.7毫米)的公盈。從而剛毛的端部被磨蝕，但由于芯材料是較軟的樹脂，所以在剛毛的端部形成了0.02英寸深的小袋。實施例2-比較例如實施例1那樣制成芯為PET和皮為尼龍6,12的共擠塑單絲，不同的是調節溫度為175℃。芯橫截面積為50％PET。采用比實施例1較高的調節溫度是因為實施例1的芯的熔點為150℃，而本實施例的PET芯具有255℃的較高熔點，所以采用了標準尼龍6,12調節溫度。
象實施例1那樣將剛毛加工為牙刷，用不銹鋼刷進行類似的機械處理。然而，本實施例沒有形成袋，因為PET芯未被優先磨蝕。因而，剛毛的頂端具有如圖3所示的輪廓。需要將化學和機械處理方法結合起來，以便在本實施例的皮芯組合的共擠塑單絲的端部形成袋。實施例3如實施例2那樣制成芯為PET和皮為尼龍6,12的共擠塑單絲。皮橫截面積為單絲橫截面積的70％。
從實施例1和2的共擠塑單絲制得牙刷。用不銹鋼刷將單絲端部磨蝕大約2-3分鐘。從圖5可以看出，雖然形成的袋不象實施例1的那么深，但該單絲的外觀與實施例1的類似。70％芯產生的袋的確比實施例1的寬。實施例4如實施例1那樣制成共擠塑單絲并捆成直徑大約2英寸的束。用與實施例1相同的不銹鋼刷磨蝕單絲束中共擠塑單絲的端部，不同的是磨蝕進行大約15分鐘。共擠塑單絲的中心截面象實施例1那樣縮入而形成袋，它表明本發明的共擠塑單絲既可以絲束也可以牙刷的形成進行加工。實施例5如實施例1那樣制成具有共擠塑單絲的牙刷，但進行化學處理而不是進行機械處理。將牙刷的共擠塑單絲的端部暴露在二氯甲烷中大約12分鐘，它是Hytrel共聚酯醚的強溶劑，但不是尼龍612的溶劑。將共擠塑單絲端部的芯溶解形成袋，并將共擠塑單絲進行機械磨蝕大約1-3分鐘，以使單絲的端部平滑。剛毛的照片示于圖6和圖8中。實施例6如實施例4那樣制成共擠塑單絲的絲束，通過將端部浸入淺二氯甲烷浴大約10分鐘來處理共擠塑單絲的端部，以在單絲端部形成袋。用實施例1的不銹鋼刷對共擠塑單絲端部進行機械處理，以使單絲端部圓滑。圖9示出了這些剛毛放大158倍的照片，圖10示出了放大419倍的照片。對袋深度與寬度進行比較，估計本實施例形成的袋大約0.004英寸(0.1毫米)深。實施例7-比較例制成具有尼龍6,12皮和尼龍6,12芯的共擠塑單絲，皮和芯的橫截面積都是單絲橫截面積的50％。擠出單絲并象實施例3那樣調節，加工成刷子。象實施例3那樣用不銹鋼刷磨蝕單絲的端部。在單絲的端部未形成袋，端部具有如圖3所示的通常的圓形外觀。
權利要求
1．一種共擠塑單絲，它包括第一樹脂的芯材料，第二樹脂的皮材料，所述第二樹脂不同于第一樹脂，和在單絲端部形成的袋。
2．權利要求1的共擠塑單絲，其中皮材料是尼龍6；尼龍6,6；尼龍6,10；尼龍6,12，尼龍6,9；尼龍11；尼龍12；尼龍6與尼龍6,6的共聚物；尼龍10,10；及其混合物，并且芯材料是共聚酯醚。
3．權利要求1的共擠塑單絲，其中皮材料是尼龍、聚酯、聚氨酯、聚偏二氯乙烯或其混合物，芯材料是聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯共聚物，聚苯乙烯或其混合物。
4．權利要求1的共擠塑單絲，其中皮材料是尼龍6,10或尼龍6,12芯材料是尼龍6，尼龍6,10或聚對苯二甲酸丁二醇酯。
5．權利要求1的共擠塑單絲，其中芯材料的橫截面積占單絲橫截面積的大約10-90％(重量)。
6．權利要求1的共擠塑單絲，其中芯材料的橫截面積占單絲橫截面積的大約25-75％(重量)。
7．權利要求1的共擠塑單絲，其中袋的深度從單絲端部算起為大約0.001-0.250英寸。
8．權利要求1的共擠塑單絲，其中皮橫截面的形狀是圓形、三角形、正方形、五邊形、六邊形、橢圓形、葉形、三眼形或四眼形。
9．權利要求1的共擠塑單絲，其中皮橫截面的形狀是圓形、三角形、正方形、五邊形、六邊形、橢圓形、葉形、三眼形或四眼形。
10．權利要求1的共擠塑單絲，其中使共擠塑單絲的端部呈旗狀。
11．包括許多權利要求1的共擠塑單絲的絲束。
12．包括一個把手和具有至少一個連接有叢毛的頭部的刷子，所述叢毛包括許多權利要求1的單絲。
13．在共擠塑單體端部形成袋的方法，包括提供具有第一樹脂芯材料和第二樹脂皮材料的單絲，所述第二樹脂與所述第一樹脂不同，和磨蝕單絲的芯，以在單絲的端部形成袋。
14．在共擠塑單體端部形成袋的方法，包括提供具有第一樹脂芯材料和第二樹脂皮材料的單絲，所述第二樹脂與所述第一樹脂不同，和使單絲的端部與能夠溶解芯材料但不能溶解皮材料的溶劑接觸，以在單絲的端部形成袋。
全文摘要
本發明涉及一種共擠塑單絲,它包括由第一樹脂形成的芯材料和由第二樹脂形成的皮材料(所述第二樹脂不同于第一樹脂)和在單絲端部形成的袋。本發明還涉及通過化學或機械手段在共擠塑單絲端部形成袋的方法。
文檔編號D01D5/253GK1215440SQ96197619
公開日1999年4月28日 申請日期1996年10月11日 優先權日1995年10月18日
發明者R·L·雷克萊, C·F·內爾森 申請人:納幕爾杜邦公司