專利名稱：牙帶及其制造方法
牙帶及其制造方法 本發明涉及包括超高摩爾質量聚乙烯的整體式帶的牙線產品，所述超
高摩爾質量聚乙烯的特性粘度為至少5 dl/g (在135'C下在十氫化萘中測 定)，所述帶的厚度為約0.02-0.1 mm，寬度為約0.25-6 mm。 本發明還涉及制造適用于牙線產品的整體式帶的方法。 作為刷牙的補充，通常建議使用牙線產品作為處理口腔中的牙周和牙 齦區域的工具。使用牙線的方法包括將牙線置于牙齒之間，然后貼著牙齒 表面輕輕地上下移動，以去除齒間牙斑和殘渣，包括牙齦斑。牙斑經常性 地在牙齒表面上形成，如果不定期去除牙斑，則會導致齲洞和牙齦病。在 使用時，牙線產品應使牙斑從牙齒表面松動或破碎，并從牙齒上脫落。因 此，牙線產品的尺寸應當可使其能夠插入齒間并在其間來回摩擦，而且應 當足夠堅固以承受施加在其上的各種力。
最常用的牙線包括多條由聚合物(如聚酰胺或聚烯烴)制成的細絲。 這樣的多絲牙線通常被涂蠟，以使細絲結合在一起并使牙線潤滑。EP 0339935 A3公開了一種牙線的具體實例，該牙線由超高分子量聚乙烯多條 細絲構成，具有良好的機械性能。該牙線通過捆扎多條拉伸取向的細絲制 備，制得的多條細絲的拉伸強度為2.5 GPa，模量為90 GPa,斷裂伸長率 為4.1%。
牙線的另一種形式是牙帶，牙帶也可以可選地被涂蠟和調味。多絲牙 線和帶牙線產品兩者具有特定的優點和缺點，但最佳產品的選擇也呈現出 對使用者個人偏好的高度依賴。
這種包括整體式帶的牙線產品可從EP 0662388 Bl得知。該專利說明 書中描述了一種牙線，這種牙線包括厚度約0.03-0.13 mm、寬度約0.25-6.4 mm的整體式帶，所述帶由摩爾質量為300-6000 kg/mo1的超高摩爾質 量聚乙烯制成，并且所述帶的楊氏模量為0.5-10 GPa，拉伸強度為0.卜1.2 GPa。可以看出，所述帶在使用過程中并未碎裂成細絲，以使牙線的使用 更為方便和容易。該產品的另一個被指出的優點是不必涂覆蠟質固體，原 因是其可以自潤滑。用作牙線的帶通過以下方法制成在石蠟油中將所述 聚乙烯的前驅體帶溶脹成假凝膠態；在受控條件下將假凝膠冷卻至環境、溫 度；輕輕擠壓溶脹的帶以去除石蠟油；在己烷中處理帶并將帶加熱至約70 'C以去除殘余的己垸，從而制成孔隙率大于所述前驅體帶的多孔帶；壓縮 多孔帶；然后在80-130'C下拉伸該帶，得到拉制產品。
已知的牙線帶的缺點是其機械性能并不是在所有情況下都足夠，特別 是例如在插入齒間距很小或事實上在某點彼此接觸的牙齒之間時，或在使 用過程中接觸例如牙套或齒橋的鋒利邊緣時，可能會發生帶的提前撕裂或 斷裂。
因此，本發明的目的是提供一種包括由超高摩爾質量聚乙烯制成的整 體式帶的牙線產品，所述產品不存在上述缺點或至少減輕了上述缺點。
根據本發明，上述目的通過一種牙線產品實現，所述牙線產品中的帶 具有至少l，8GPa的拉伸強度。
本發明的牙線產品具有很高的機械強度(特別是拉伸強度)，抗撕裂 性高且摩擦系數低。所述帶可插入緊密相連的牙齒之間而不斷裂。本發明 的牙帶的另一個優點是，在使用過程中，即使所述帶分裂成細絲，也能基 本保持其初始強度。另一個優點是，即使在纖維化后，所述帶也幾乎不發 生起球，這意味著所述帶在局部增厚后卡在牙齒之間的可能性很小。在使 用過程中，該牙帶還具有髙模量并呈現很小的伸長率，可以使使用牙帶的 動作精確并可控。
本發明的牙線產品包括超高摩爾質量聚乙烯的整體式帶，所述帶可通 過以下方法獲得將超高摩爾質量聚乙烯多條細絲前驅體暴露在聚乙烯熔 點范圍內的溫度下足夠長的時間，以使相鄰的細絲至少部分地熔合，同時 拉伸所述前驅體，將在下文中更詳細地描述。
牙線產品包括超高摩爾質量聚乙烯(UHPE)的整體式帶。本文中的 整體式帶是指，不同于包括多絲紗線的牙線，這里所提供的牙線包含單一 的帶。
UHPE整體式帶是指UHPE是制造帶并提供機械性能的主要聚合材
料。優選地，帶包含至少75% (m/m)的UHPE，更優選至少80%，或至 少85%。帶還可包含至多25% (m/m)的油或蠟或其組合，所述油或i昔可 與UHPE在高于其熔融溫度(即高于150'C或高于160'C)的溫度下相容 或互溶。合適的油或蠟的例子包括礦物油(例如，平均分子量約為250-700的傳熱級礦物油)、植物油(例如，椰子油)，或優選非揮發性的聚 烯烴溶劑，例如石蠟油或石蠟。在一種優選實施方式中，帶包含約1-20、 或2-16、或2.5-12% (m/m)的所述油或蠟。
超高摩爾質量聚乙烯的特性粘度(IV)大于5 dl/g。 IV根據PTC-179 方法(Hercules Inc. Rev. Apr. 29， 1982)在135'C下在十氫化萘中測定，溶 解時間為16小時，具有用量為2 g/1溶液的抗氧化劑DBPC;將不同濃度 下的粘度外推至零濃度的粘度。特性粘度是摩爾質量(也被稱為分子量) 的量度，其可以比如Mn和Mw的實際摩爾質量參數更容易確定。在IV 和Mw之間存在一些經驗關系，例如Mw = 5.37X 104[IV]137 (見KP 0504954 Al)，但這個關系依賴于摩爾質量分布。UHPE帶的IV優選為約 6-40dl/g，更優選7-35dl/g，甚至8-30 dl/g。優選地，UHPE是每100個碳 原子具有一個以下支鏈，優選每300個碳原子具有一個以下支鏈的線性聚 乙烯，支鏈或側鏈通常包含至少10個碳原子。線性聚乙烯還可以包含至 多5 mol。/。的一種或更多種共聚單體，例如烯烴，如丙烯、丁烯、戊烯、4-甲基戊烯或辛烯。
UHPE可以是單一的聚合物等級，但也可以是兩種或更多種不同聚乙 烯等級的混合物，例如，這些聚乙烯的IV或摩爾質量分布不同和/或共聚 單體或側鏈的類型和數量不同。本發明的牙線產品中的UHPE帶還可以包 含少量(通常小于5% (m/m)，優選小于3% (m/m))的常用添加劑， 例如，抗氧化劑、熱穩定劑、著色劑、流動促進劑等。
本發明的牙線產品包括厚度約為0.02-0.1 mm、寬度約為0.25-6 mm的 超髙摩爾質量聚乙烯的整體式帶。帶的厚度與牙齒間的平均距離有關，人 與人之間可能有很大的差別。為了平衡易插性、易操作性以及強度，厚度 優選為約0.03-0.09 mm或0.04-0.08 mm。帶的寬度也可以有很大的不同， 但優選為約0.3-5 mm、 0.4-4 mm或甚至0.5-3 mm，以在易操作性和有效去
除牙斑之間取得平衡。牙線帶的寬厚比不是關鍵的，可以在很大范圍內變
化。以紡織單位表示，帶的線密度或纖度通常為約50-5000 dtex，優選約 100-3000或150-2500 dtex。纖度較低的帶一般更具柔性并且更易于使用。
本發明的牙線產品包括拉伸強度至少為1.8 GPa的超高摩爾質量聚乙 烯的整體式帶。盡管如此強度的帶在使用者施加較大的力時不會輕易斷 裂，但是已發現較髙的強度有利于防止在緊密接觸的牙齒之間穿行時破 裂。因此，優選地，帶的拉伸強度(也簡稱為強度)為至少2.0、 2.2、 2.4 或2.6 GPa。帶的最大強度受限于實際的原因，例如作為前驅體的合適紗 線的可獲得性(見下文)，其值約為5 GPa。通過已知方法(如基于 ASTMD885-85或D2256-97的方法)來確定拉伸強度(也簡稱為強度)或 抗斷強度。
在本發明的牙線產品的一種實施方式中，UHPE帶在使用中不纖維 化。有些使用者發現這樣的牙帶可以更方便和更有效地作為牙線使用。不 纖維化的帶可以例如通過以下方法獲得將前驅體多絲UHPE紗線熱熔 合，同時小心地控制溫度和暴露時間已促進熔合，并可選地在熔合過程中 施加壓力。
在本發明的牙線產品的另一種實施方式中，UHPE帶在使用時出現纖 維化，即帶分裂為一條或更多條細絲的束。這樣的纖維化帶的優點是，在 使用過程中，帶展開成細絲或細絲束，這可對牙齒表面提供更有效的清潔 作用。本發明的帶的優點是，所形成的細絲相當柔韌和柔軟，從而損壞牙 齦的可能性很小。這樣的纖維化帶可以例如通過以下方法獲得將前驅體 多絲UHPE紗線熱熔合，同時通過調節條件(如溫度和暴露時間)小心地 控制熔合度，從而得到可初期纖維化的整體式帶。
US 4646766中確實也描述了用作牙線的可初期纖維化的帶，但此文獻 并未公開或建議由UHPE制造高強度的帶，更未公開或建議通過熱熔合多 絲紗線方法來制造這種帶。
在一種優選實施方式中，UHPE帶在使用中可被纖維化，但在纖維化 后保留了至少75%的初始強度。本發明的帶在切碎后并不斷裂，而是纖維 化為也具有高強度的細絲或細絲束。優選地，纖維化或至少部分纖維化的
帶仍具有其初始強度的至少80%或甚至90%的強度。這樣的帶的優點是， 不存在或存在極少的斷裂細絲。通常，斷裂的細絲易于巻起而形成局部增 厚部分，通常稱為起球。起球的牙線可能會卡在牙齒間，當使用者施加較 高的反作用力時，這會增大對牙齦甚至牙齒造成損傷的可能性。
在一種優選實施方式中，本發明的牙線產品包括超高摩爾質量聚乙烯 的整體式帶，所述帶的表面并未絕對光滑，而是具有一定的表面結構或粗 糙度。這種構造的帶可以例如通過由以下方法制造的UHPE帶獲得，該方 法包括熱熔合多絲紗線，可選地捻合，其中原始細絲結構仍被部分地保 持，或在帶的表面一部分細絲未熔合在一起。這樣的帶在其表面具有突起 和/或溝槽(在下文中簡稱為溝槽)，這些溝槽通常主要沿長度方向上取 向，依賴于帶本身的尺寸，這些溝槽的尺寸優選為0.002-0.05 mm。這種牙 帶的優點包括，它可以容易地在牙齒之間和牙齒上滑動，而且其表面上的 小溝槽有助于破碎和去除牙斑，以使清潔更有效。
優選地，為了更有效地破碎牙斑，溝槽的尺寸(即寬度和深度或高 度)為至少約0.003、 0.004或甚至0.005 mm。溝槽的尺寸(特別是深度) 優選至多約0.04 mm，或至多0.03 mm，以得到具有良好強度的帶。如果 帶是通過將多條細絲熱熔合而制造的，則溝槽尺寸通常接近于或小于細絲 的尺寸。
帶表面上的溝槽主要沿著帶的長度取向，但也可以與長度方向成--個 角度，所述角度優選約0-45°，更優選約0-30。，或甚至0-20°。己發現，具 有這種表面溝槽的帶可以更有效地去除牙齒間的松散顆粒/牙斑。
本發明的牙線產品還可以包含常見的蠟和其它添加劑。例如，帶可以 被著色，優選采用不溶于唾液但溶于非極性試劑(如礦物油或石蠟)的著 色劑。牙線產品還可包含各種涂料，例如蠟(除上文提及的油或蠟以 外)，或其它優選可溶于唾液的添加劑。常用的添加劑包括含氟化合物、 調味劑、芳香劑、小研磨顆粒或藥用材料(例如對抗牙斑中的細菌)。
本發明還涉及由UHPE前驅體材料制造適用于牙線產品的整體式帶的 方法。
這樣的制造整體式帶的方法可從EP 0662388 Bl得知。該專利說明書
中描述了一種牙線，該牙線包括通過以下方法制造的整體式帶在石蠟油 中將UHPE的前驅體帶溶脹成假凝膠態；在受控條件下將假凝膠冷卻至環 境溫度；輕輕擠壓溶脹的帶以去除石蠟油；在己烷中處理帶并將帶加熱至 約70'C以去除殘余的己烷，從而制成孔隙率大于所述前驅體帶的多孔帶； 壓縮多孔帶；然后在80-130'C下拉伸該帶，得到拉制產品。
這種已知方法的缺點是，所得的帶在插在緊密接觸的牙齒之間時容易 折斷。
本發明的目的是提供一種方法，所述方法可由超高摩爾質量聚乙烯前 驅體制造厚度約0.02-0.1 mm，寬度約0.25-6 mm的整體式帶，所述帶不存 在所述缺點。
根據本發明，以上目的通過其中前驅體為多絲線束的方法實現，所述 方法包括將所述前驅體暴露于聚乙烯熔點范圍內的溫度下足夠長的時 間，以使相鄰的細絲至少部分熔合；同時拉伸所述前驅體。
通過本發明的方法，可以制造具有高拉伸強度的特定尺寸的帶。另一 個優點是可以通過熔合條件(例如暴露時間和溫度)來控制帶的纖維化趨 勢以及表面粗糙度。
在升高的溫度下將UHPE細絲至少部分地熔合在一起的方法可從EP 0740002 Bl中得知，但該文獻描述的是制造單絲釣魚線，而非制造具有本 文所述尺寸的帶。
多絲線束被理解為包括多條UHPE細絲的不定長度的制品。前驅體可 以具有各種結構，例如編織或條紋索或繩，或合股、折疊或捻合的紗線， 或空氣纏繞紗線。使用(可選捻合的)多絲紗線的優點是可以容易且成本 低廉地制造前驅體和帶。優選地，多絲線束中的至少80% (m/m)、更優 選至少卯％ (m/m)的細絲是UHPE細絲，最優選地，線束基本上由 UHPE細絲構成，從而得到具有高強度和低耐磨性的帶。
UHPE細絲和多絲紗線可通過以下方法制備將UHPE在合適的溶劑 中的溶液紡成凝膠纖維，然后在部分或完全除去溶劑以前、期間和/或以后 拉伸該纖維，即通過所謂的凝膠紡絲工藝。UHPE溶液的凝膠紡絲是本領 域技術人員所公知的，并在如下各種出版物中有描述EP 0205960 A、 EP
0213208 Al、 US 4413110、 GB 2042414 A、 EP 0200547 Bl、 EP 0472114 Bl 、 WO 01/73173 Al和Advanced Fiber Spinning Technology, Ed. T. Nakajima, Woodhead Publ. Ltd (1994)， ISBN 1-855-73182-7和其中所引用的 參考文獻。
本發明的方法包括以下步驟將前驅體暴露于UHPE的熔點范圍內的 溫度足夠長的時間，以使相鄰細絲至少部分地熔合。選擇此熔合步驟的條 件，以使溫度和暴露時間足以軟化特別是細絲的表面層，并使其至少部分 地熔合，以形成整體式帶。UHPE的熔點范圍是從非取向聚合物的最高熔 點到受約束的高度取向的UHPE纖維的最高熔點的溫度范圍(通過DSC 分析在20t7min的掃描速率下測定)。對于UHPE細絲，熔點范圍通常為 138-162'C,暴露溫度優選為約150-157'C。前驅體暴露于熔合溫度的保留 時間可在寬范圍內變化，但通常為約5-1500秒。雖然更髙的溫度易于強化 熔合過程，但應小心避免應用過高的溫度或過長的時間，因為這樣可能會 造成例如細絲核心內的部分熔合或其它分子松弛效應，從而導致產品強度 下降。進行本方法的合適裝置包括本領域技術人員已知的具有精確溫度控 制和拉伸裝置的烘箱，以及進行本發明的方法的可替代性的裝置。
在熔合過程中，依賴于熔合度、前驅體材料種類以及可選的添加劑， 初始的不透明(例如白色)前驅體通常會變為半透明、乳白色或甚至基本 上透明的帶。隨著細絲間的熔合度增加，產品的透光率一般會提高。
為了制造在使用中不纖維化或較少地纖維化的牙帶產品，高熔合度是 優選的，從而得到半透明的帶，其中基本上全部細絲熔合在一起以形成具 有光滑表面的產品。在本發明的方法中，可以通過改變暴露溫度和時間來 調節熔合度。通過在方法進行中對帶的一個或兩個表面施加力，例如通過 在一對輥之間引導前驅體以對其進行壓縮，或通過在一個構件(例如自由 轉動或從動輥或棒)上拉動前驅體，也可以提高熔合度。所述構件優選也 被控制溫度，更優選將其溫度設定為比烘箱氣體的溫度高rc或2'C，特 別是在制造不纖維化的帶的情況下。這使表面更光滑，并改善了單絲類產 品的耐磨性。通過改變線中的張力和/或通過改變前驅體線與構件之間的接 觸表面的長度(例如通過調節柱形輥或棒的直徑)，可以調節施加在前驅
體(或帶)上的壓力。本領域技術人員可以通過一定量的實驗確定期望的 組合。
為了制造光滑的帶，上述構件的表面也為平坦且光滑的。如果所述帶
需要具有特定的表面紋理，則所述te件優選具有表面紋理。
例如，通過對所得產品的表面和/或剖面進行視覺評價(例如用肉眼或 利用光學或電子顯微鏡)，可以確定其熔合度。另一種方法是確定有色液
體的吸收量和吸收速率(例如，通過標識物)，如EP 0740002 Bl所述。 還可以通過一個簡單的試驗來得到熔合度，在該試驗中，在例如金屬棒表 面上反復摩擦該產品，并測定整體式帶產品分解為組成細絲時的摩擦運動 次數。
本發明的方法包括同時拉伸前驅體。拉伸是指對前驅體施加大于1.0 的牽伸比(也稱為拉伸比)，由此將細絲保持在張力下，并防止細絲強度 由于熱分子松弛過程而降低。優選地，施加至少1.5、 2.0或甚至至少2.5 的牽伸比，以進一步改善性能，特別是所得帶的拉伸強度。超過一定的牽 伸比，這種效應不再增加，甚至性能可能會由于細絲的部分損壞或斷裂而 下降。此外，牽伸比越高，則所得產品的纖度越低。因此，最大牽伸比取 決于前驅體及其細絲的種類，并且通常至多約10或至多8或6。
通過諸如前驅體線束的纖度、前驅體細絲的數量和粗度(細絲纖度， 通常以每條細絲的但尼爾數即dpf表示)、紗線的捻合或纏繞水平、熔合 前細絲的散布度以及熔合時的拉伸度之類的因素，可以控制所得帶的尺 寸。
在一種優選實施方式中，本發明的方法還包括在熔合前將前驅體的細 絲散布。細絲的散布度是控制帶厚度和寬度的方式。通過已知方法(例如 通過在所謂的散布棒上引導紗線)可以完成例如多絲紗線的散布。總體 上，最小的帶厚度對應于彼此接觸的至少兩層細絲，否則熔合無法有效地 進行。優選地，為了更好地熔合并控制熔合度，在散布之后的前驅體包含 至少3層細絲。由于同樣的原因，前驅體優選包含輕度捻合的至少一條多 絲紗線，更具體地，該紗線具有0-0.5、更優選0.01-0.4的由捻合因子(也 稱為捻合倍數)所定義的捻合水平。這樣的捻合水平有利于控制散布后的
細絲層數，并由于細絲接觸更好而促進熔合，從而能夠制造較薄的整體式 帶。這種捻合水平還使得至少部分細絲在與帶的長度方向成一定角度的方 向上取向。越高的捻合水平導致越厚的帶，并導致越大的取向角度。
在方法中通過在散布棒上和/或隨后的引導輥和棒上提供溝槽或突起， 可以進一步限制和控制散布度，進而限制和控制帶的寬度，突起之間的距 離或溝槽的寬度限定了可得到的最大帶寬度。突起或溝槽內部與所有其它 引導構件之間的表面可影響帶的形制，因此優選是平的。
用于本發明的方法的前驅體所含的UHPE細絲的直徑或纖度可以在寬 范圍內變化。通常，本發明所用的較粗細絲的牽伸比較高，例如大于2或 2.5。合適的細絲粗度為0.2-15 dpf，優選地，前驅體包含的細絲的粗度為 約0.3-12、或0.5-10 dpf，以得到高強度的帶。
在本發明的方法中，細絲被拉伸并熔合在一起，然后制得具有特定強 度的帶。優選地，帶的強度為至少1.8 GPa。優選地，前驅體的初始強度 為至少1.0 GPa，更優選至少1.5、 1.8或甚至2.0 GPa。前驅體的強度越 高，為了制造高強度帶而在熔合過程中所需的拉伸程度越小。
本發明的方法還包括在熔合和拉伸細絲之后將帶冷卻。優選地，在將 由本發明的方法所得的帶保持在張力下的同時將其冷卻。這樣做的優點 是，無論是在細絲水平還是分子水平上，可使熔合和拉伸后所得的產品中 的取向保持更好。這樣的張力可以例如通過在進行完方法的前面步驟之后 將帶產品巻繞成包，然后將該包冷卻。
本發明的方法還可包括對前驅體或其中的一條或更多條紗線進行預處 理的在前步驟，從而增強熔合步驟中的細絲間的結合。這樣的預處理步驟 可以包括用組分或組合物涂覆前驅體；沖刷前驅體，即洗掉表面組分， 如紡絲涂飾劑；或采用高電壓等離子體或電暈處理，或上述的任意組合。 優選地，前驅體包含基本不含紡絲涂飾劑的細絲，即在其制造過程中不使 用紡絲涂飾劑，或者存在的紡絲涂飾劑在預處理步驟中被基本上去除。如 此帶來的優點是改善了熔合效率，并進一步提高了帶產品的耐磨性。
在另一種優選實施方式中，通過以下方法將前驅體預處理例如通過
浸漬或潤濕涂覆有效量的油或蠟，例如礦物油、植物油或優選非揮發性的
聚烯烴溶劑，如石蠟油或石蠟。此預處理步驟可在環境條件下進行，或在 低于聚烯烴纖維的熔融溫度范圍的高溫下進行，并且甚至可以與拉伸和熔 合同步進行。此實施方式的優點是，熔合過程的效率被進一步提高，即在 相同條件下可得到較髙的熔合度，或在略低的溫度、稍短的時間或略小的 壓力下可以得到相似的熔合度。
在一種具體實施方式
中，油或溶劑還可包含其它添加劑，如著色劑、 芳香劑或調味劑。當然，這些添加劑應當足夠穩定，從而能夠經受隨后的 熔合和拉伸過程。此實施方式的優點是，可以通過一步法得到被著色或調 味的帶。根據是否需要在使用過程中將這些添加劑溶浸到口腔中，這些添 加劑可以溶于油或溶于唾液。
本發明的方法還可包括在熔合和拉伸之后將涂料組合物涂覆于帶以形 成涂層的步驟。這樣的涂料組合物可包含另一種蠟和其它常用于牙線的添 加劑，優選可溶于唾液的添加劑。
牙線產品可以是包括牙帶并適合清理牙齒的任何已知的產品。典型實 例包括內含一定長度的帶的手持式容器或配送器，從其中可以取出所需
長度的帶；或者，在兩個突起部分之間具有一段帶的手持式器具。
本發明還涉及處理口腔中的牙周和牙齦區域的方法，所述方法包括將 本發明的牙線產品用于所述區域。 現在通過以下實施例進一步闡述本發明。
實施例l
使用未捻合的凝膠紡絲UHPE紗線作為前驅體(原料)材料，所述紗 線包括100條細絲，紗線纖度為243 dtex，拉伸強度為35.1 cN/dtex，拉伸 模量為1242 cN/dtex，斷裂伸長率為3.3%。
作為預處理步驟，將前驅體穿過液體石蠟浴，然后通過在無紡織物之 間穿過以擦去過量的油。通過測定此步驟后的質量增加來計算石蠟含量， 約為11質量％。在4.0 m/min的恒定速度下，在第一組從動輥上引導前驅 體，然后在散布棒上引導前驅體，進入保持在153.6'C的恒定溫度下的烘 箱。在烘箱內，在一些具有光滑表面的柱形棒上引導前驅體，使烘箱中的 長度達到8.4 m。在烘箱的出口，在第二組從動輥上引導前驅體線。第二 組輥的速度為7.2m/min，得到1.8的牽伸比，烘箱中的牽伸速率約為0.4 miiT1。
所得的帶在某種程度上是半透明的，并且在手指間摩擦時具有完整性。
按照ASTM D885M的規定，使用Zwick 1435測試機(用名義標定長 度為500 mm的纖維、50%/min的十字頭速度和Instron 2714夾具)來定義 和測定多絲紗線以及帶的拉伸強度(或強度)、拉伸模量(也稱為模量) 和斷裂伸長率(eab)。為了計算強度，將所測量的拉伸力除以纖度，該纖 度通過稱重10米長(或其它的長度)的纖維來確定。斷裂伸長率為在斷 裂時所測得的伸長率，以樣品被夾持后的長度占初始長度的百分比表示。
所得的帶的纖度為146 dtex，拉伸強度為36.7 cN/dtex，模量為1447 cN/dtex,斷裂伸長率為3.2%。
該帶的寬度約為0.5 mm，厚度約為30pm。在光學顯微鏡下，主要在 長度方向上，特別是在一個表面上，可以看到小的溝槽。
用電子顯微鏡進一步檢驗該帶。首先，通過正己烷用數分鐘將石蠟油 從帶中萃取出來。干燥后，將該帶埋封在環氧樹脂中。通過低溫切片機使
用金剛石刀來制備帶的橫截面切片。切片之后，將樣品的封閉端固定在樣 品夾持器中，并在切片上涂覆導電碳層。為了成像，使用加速電壓為15 kV的Philips CP SEM XL30以及Robinson反向散射檢測器。
圖1示出了剖 面的一部分，其中較暗的區域是細絲，而較亮的部分是埋封樹脂。可以看 出，在一側，所有細絲看起來已被熔合在一起，并且表面看起來相當光 滑。在另一側，在細絲之間存在一些明顯的開口，可以看到這些開口主要 是表面上沿長度方向的溝槽。填充有樹脂的區域表明細絲部分熔合。
在環境溫度和干燥狀態下，使用約1 Hz的頻率和約為帶拉伸強度的 4%的張力，將長度約為25 cm的帶在直徑為3 mm的金屬棒上來回移動， 由此確定該帶的纖維化傾向。15個周期之后，已有數條細絲從帶上分離， 其中很少斷裂。在35個周期之后，分離的細絲的數量有所增加，但是帶 依然存在。實驗在100個周期后停止，這時帶已經完全纖維化。
實施例2
以與實施例1相同的方式由所述前驅體紗線制造帶，但這時以0.2的 捻合因子將紗線捻合。拉伸性能基本上相同，只是本實施例的帶呈現出更 高的熔合度，而且纖維化傾向明顯更低在30個周期之后才出現第一條 細絲，并且在100個周期之后，帶仍未完全纖維化。
權利要求
1.包括超高摩爾質量聚乙烯的整體式帶的牙線產品，所述超高摩爾質量聚乙烯在135℃下在十氫化萘中測定的特性粘度為至少5dl/g，所述帶的厚度為約0.02-0.1mm，寬度為約0.25-6mm，其特征在于，所述帶的拉伸強度至少為1.8GPa。
2. 如權利要求1的牙線產品，其中所述聚乙烯是線性的，且其特性粘 度為7畫35 dl/g。
3. 如權利要求1或2的牙線產品，其中，帶的拉伸強度至少為2.0 GPa。
4. 如權利要求1-3中任何一項的牙線產品，其中所述帶在使用中不纖 維化。
5. 如權利要求1-3中任何一項的牙線產品，其中所述帶在使用中呈現 纖維化。
6. 如權利要求5的牙線產品，其中所述帶在纖維化之后至少保持其初 始強度的75%。
7. 如權利要求1-6中任何一項的牙線產品，其中所述帶在其表面上具 有溝槽。
8. 由超高摩爾質量聚乙烯前驅體制造厚度為約0.02-0.1 mm，寬度為約 0.25-6 mm的整體式帶的方法，其特征在于，所述前驅體為多絲線束，并 且所述方法包括在拉伸所述前驅體的同時，將所述前驅體暴露于所述聚 乙烯的熔點范圍內的溫度足夠長的時間，以使相鄰細絲至少部分地熔合。
9. 如權利要求8的方法，其中所述溫度為約150-157'C 。
10. 如權利要求8或9的方法，其中所述前驅體包含至少一條捻合因 子為0.01-0.4的經捻合的多絲紗線。
11. 如權利要求8或9的方法，其中所述前驅體包含基本不含紡絲涂 飾劑的細絲。
12. 如權利要求8或9的方法，還包括通過施加油或蠟來預處理所述 前驅體。
13. 如權利要求12的方法，其中所述油或蠟包含添加劑。
全文摘要
本發明涉及包括超高摩爾質量聚乙烯的整體式帶的牙線產品，所述超高摩爾質量聚乙烯在135℃下在十氫化萘中測定的特性粘度為至少5dl/g，所述帶的厚度為約0.02-0.1mm，寬度為約0.25-6mm，拉伸模量至少為1.8GPa。所述牙線產品具有極高的機械強度(特別是拉伸強度)，抗撕裂性高且摩擦系數低。所述帶可插入緊密相連的牙齒之間而不斷裂。本發明的牙帶的另一個優點是，在使用過程中，即使所述帶分裂成細絲，也能基本保持其初始強度。本發明還涉及制造用于牙線產品的整體式帶的方法。
文檔編號B29C55/00GK101098663SQ200580046406
公開日2008年1月2日 申請日期2005年12月27日 優先權日2005年1月11日
發明者倫納德·約瑟夫·阿諾德·尼蘭貝, 克里斯琴·亨利·彼得·德爾克斯, 卡里娜·薩哈·斯杰德爾 申請人:帝斯曼知識產權資產管理有限公司