改进的低密度牙线及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种牙线，它含有密度低于约０．７ｇ／ｃｃ的多孔ＰＴＦＥ纤维。本发明专利技术的牙线耐磨，可抓住，手感柔软，在口腔内触感粗糙。该牙线用挤出方法制成，在随后的膨胀期间，用非接触加热，使无定形区锁定。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
相关申请本申请是1999年8月31日提出的申请№09/387691的继续申请。专利技术的领域本专利技术涉及一种牙线，更具体地说，涉及一种低密度牙线。专利技术的背景使用牙线仍然是预防和控制牙龈疾病最经常推荐使用的一种方法。目前已知和使用的有几种类型的牙线。这些牙线都由尼龙、聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)和膨胀PTFE(ePTFE)之类的材料制成。其中，尤其优选使用ePTFE牙线，尤其是ePTFE单丝牙线，这部分因为它具有内在的低摩擦性能，使它在齿间易于滑动。对于牙线，一般要考虑以下性能。首先，它应当耐磨，使它在使用期间经过使用者齿间时，不会破碎、磨损或断裂。为了使用方便，该牙线也应当可以抓住，即使用者用手抓住或其他装置抓住牙线在齿间进行操作时，牙线不会从手中或其他装置中滑脱。已经进行了几种使PTFE牙线更易于抓住的努力。例如，如授予Dolan等人的美国专利№5518012所述，为了使牙线更易于抓住，在PTFE纤维上涂了蜡状涂层。在授予Curtis等人的美国专利№5911228中，为了使纤维便于抓住，在PTFE纤维结构中加入了固态添加剂，而不需涂层。因此要求的是可以抓住的PTFE牙线，无需在其纤维上使用涂层，也无需在其纤维内使用添加剂来使牙线好抓住。牙线还应当具有主观感觉方面的优点，就是使使用者具有良好的“触感”。该触感包括纤维的总体手感和纤维在使用者口腔内清洁牙齿时的触觉效果。所要求的是PTFE牙线应当柔软并贴合，在使用者齿间舒适地滑动，同时在牙龈下操作时，提供使用者擦洗或清洁的感觉。该牙线还应当具有柔软的手感和口腔内的粗糙感。具有所有这些优点和性能的PTFE牙线应该是人们要求的。专利技术的概述本专利技术提供一种牙线，它含有旦数为100-3500、密度小于约0.8g/cc的纤维，在另一些实施方式中，密度小于约0.7g/cc，小于约0.6g/cc，小于约0.5g/cc，小于约0.4g/cc，小于约0.3g/cc，小于约0.2g/cc等等。该牙线具有适用作牙线的强度，一般大于约1.5lbs，在另一些实施方式中，大于约2lbs，大于约2.5lbs，大于约3lbs，大于约5lbs，大于约7.5lbs，大于约10lbs等等。该牙线可以是具有所要求任何剖面例如基本为椭圆形或矩形的中空纤维。该牙线也耐磨，在各种实施方式中，平均的摩擦断裂强度大于2.8×10-3lbs/den，大于3.0×10-3lbs/den，大于4.0×10-3lbs/den，大于5.0×10-3lbs/den，大于6.0×10-31bs/den等等。本专利技术的牙线具有增大的表面粗糙度，平均粗糙度大于约0.3微米(优选约1.3微米)，均方根粗糙度大于约0.35微米(优选约1.6微米)，峰谷间距大于约1.7微米(优选约6.3微米)。该牙线也可以采用任何适用于牙线的材料，优选是多孔PTFE材料，尤其是泡沫PTFE材料。牙线内可以有许多根纤维，纤维的成分可以相同，也可以不同。牙线还可以含有填料。在另一方面，本专利技术提供一种牙线的制造方法，它包括如下步骤提供PTFE树脂，将所述树脂挤出，形成挤出物，将挤出物膨胀成具有上述性能的纤维。在优选实施方式中，用挤出机内的芯轴进行挤出。在各种实施方式中，挤出机内的压缩比可以大于150∶1，大于200∶1，大于250∶1，大于300∶1，或大于500∶1等等。在膨胀过程中，用非接触加热的方式加热挤出物，即挤出物在该过程中不接触热源。在又一方面，本专利技术提供具有上述性能和成分的长丝。在再一方面，本专利技术提供一种改进的缝纫线，用于织造的纤维以及用于轴承和轴瓦结构中的长丝。附图的简要说明附图说明图1是本专利技术一示范性实施方式牙线的剖面图；图2是本专利技术另一示范性实施方式牙线的剖面图；图3是用于制造本专利技术纤维的挤出机的侧面剖面图；图3A是图3所示挤出机的一部分的侧面剖面图3B是图3A中一部分的细部图；图3C是用于实施例2的顶端拉伸的细部图；图4是在本专利技术方法一示范性实施方式中使用的设备侧视图；图5是在本专利技术方法的另一示范性实施方式中使用的设备的侧视图；图6是用来测试牙线耐磨性的测试仪透视图；图7是图6所示测试仪的侧视图；图8是本专利技术一示范性实施方式的牙线样品表面放大100倍的扫描电子显微镜照片；图9是现有技术的常规牙线样品表面放大100倍的扫描电子显微镜照片；图10是本专利技术一示范性实施方式的牙线样品表面放大500倍的扫描电子显微镜照片；图11是现有技术的常规牙线样品表面放大500倍的扫描电子显微镜照片；专利技术的详细说明本专利技术提供密度小于0.8g/cc的ePTFE牙线。该牙线耐磨，可以抓住，对使用者具有优良的触感。PTFE牙线一般通过挤出制成，并膨胀成较大的PTFE条，接着，将该条纵切成牙线要求尺寸的纤维。这样的制备方法在例如授予Dolan等人的美国专利№5518012中有描述。根据本专利技术，本专利技术的牙线则用一新方法制成。具体地说，根据本专利技术，PTFE牙线这样制成挤出所要求尺寸的PTFE纤维(与条不同)，接着使纤维膨胀，在纤维内形成结点和原纤维结构，这是膨胀的PTFE的特征。该膨胀的纤维具有所要求的牙线的最终尺寸。这样，就从挤出机直接制成了牙线纤维本身，而不需插入纵切步骤。根据本专利技术，PTFE纤维牙线由下述方式制成。用现有技术中已知的方法制成供挤出的PTFE树脂，例如如授予Gore的美国专利№3953566所述，其内容参考结合于此。挤出机可以是常规的浆料制管挤出机，例如如图3中10所示。该挤出机10包括位于中央部位的芯轴11。芯轴11有个端头12(图3A)，伸入在挤出机10开口中的模具13内。挤出机10具有筒体7和渐变段8。筒体的内径如图所示。图3A示出了芯轴的直径5。图3B示出了所包括的模具模面的直径尺寸2，和端头的截面直径尺寸4。图3C示出了扁平的端头截面。芯轴11(和端头12)可以完全伸入模具13内，使得从挤出机10出来的挤出物是中空的。另外，轴11(和端头12)也可以从模具13内退回挤出机10本身内，减小挤出物内中央孔即内腔的相对尺寸，或者形成非中空剖面的挤出物。本专利技术的一个重要方面是，PTFE在挤出期间进行高很大的加工。对聚合物的加工量受挤出机压缩比的影响。该压缩比由挤出机的简体面积除以模具面积表示。为了获得本专利技术所要求的性能，最好是压缩比大于150∶1，优选大于200∶1，更优选大于250∶1，再优选大于300∶1，最优选大于500∶1。根据本专利技术，无论纤维是制成中空还不是中空的，不受理论的束缚，可以认为在挤出PTFE纤维过程中，使用具有端头12的芯轴11可以对PTFE提供额外的加工量，从而对所述挤出物的有益性能有帮助。可以采用任何适用的挤出机10操作条件制成合适的挤出物。下述一些实施例中将给出一些优选的条件。挤出物离开挤出机10后，在卷筒40(图4)上卷绕。接着，挤出物(图4中的41)离开卷筒40，经过烘箱42，优选采用强制通风的烘箱。优选使用主动滚轮43和44控制挤出物41经过烘箱42的速度。挤出物经过烘箱42时被伸长。可以采用任何所要求的伸长比(或拉伸比)，它由主动滚轮的速度比确定，例如2∶1-120∶1或更大。在另一个实施方式中，可以采用两个分开的烘箱51和52，如图5所示，和相应的两次分开的伸长。在这两种情形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种牙线，它含有聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）纤维，该纤维的旦数为１００－３５００，密度小于约０．７ｇ／ｃｃ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RL贝利，JH查斯顿，JW多兰，WH威利，
申请(专利权)人：戈尔企业控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]