用于刷子上的含闪光颜料单丝制造技术

一种热塑性聚合物单丝，取向了其原始长度的３．０～６．０倍，有１２５～６００μｍ的直径，且以该单丝的重量为基准含有０．２～５．０％闪光颜料微粒或薄膜微粒，所述微粒在其最长直径上的粒度为５０～４００μｍ、厚度为２～５０μｍ、直径与厚度比为至少２比１，其中，该微粒的最长直径不大于该单丝直径的８０％，并提供了有引人注目外观的单丝。一种皮－芯型单丝也是本发明专利技术的一部分，其中，芯是一种热塑性聚合物单丝，其皮是含有以上所述微粒的相同或不同热塑性聚合物。这些单丝尤其可用于牙刷和化妆刷中。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及含有小片状添加剂的热塑性聚合物单丝，以提供可用于牙刷和化妆刷等刷子上、有引人注目闪光颜料的单丝。聚酰胺单丝已广泛用于化妆刷和牙刷等刷子上的鬃丝。有人把磨料掺入用来作为牙刷中的鬃丝的单丝中，如1998年3月3日授予Masterman等人的美国专利5,722,106中所示。这些磨料通常是小微粒(0.1～10μm)但并非能作为独特微粒而看得见的，而且用量相当高，例如占该单丝的10～40％(重量)。然而，这些微粒不给该单丝提供一种引人注目的闪光，且该单丝的磨蚀性往往比所需要的大得多。相对热稳定的塑料材料微粒也已被掺入用来作为牙刷鬃丝的单丝中，以生产一种有温和磨蚀性结构表面的鬃丝，如1997年3月20日公布的WO 97/09906中所示。这些塑料材料微粒通常以该单丝总重量的5～30％(重量)的水平共混，而且限于该单丝直径的10～50％。这些微粒往往引起加工期间单丝断裂。目前需要那些有引人注目外观、可用于牙刷及其它刷子用途的单丝，所述单丝仅具温和磨蚀性，而且与以前制造的那些相比，含有相对少量的磨料且更结实、更耐磨损。本专利技术的单丝提供这样的优点。专利技术概要一种热塑性聚合物单丝，所述单丝取向了其原始长度的3.0～6.0倍、有125～600μm直径、且以该单丝的重量为基准含有0.2～5.0％(重量)的闪光颜料微粒或薄膜微粒，所述微粒在其最长直径上的粒度为50～400μm、厚度为2～50μm且其直径与厚度比为至少2比1，且其中，该微粒的最长直径不大于该单丝直径的80％，而且能提供有引人注目外观的单丝。一种皮-芯型单丝也是本专利技术的一部分，其中，该芯是一种热塑性聚合物单丝，其皮是含有以上所述微粒的相同或不同热塑性聚合物。这些单丝尤其可用于牙刷和化妆刷。专利技术详细说明该热塑性聚合物单丝取向了其原始长度的3.0～6.0倍，而且有125～600μm的直径。该单丝有均匀、充分分散的闪光颜料微粒，所述微粒呈小薄片形式，其最长尺度上的直径为50～400μm、厚度为2～50μm且直径与厚度比为至少2比1。为实质性减少该单丝制造期间的单丝断裂，该微粒的最大直径不大于该单丝直径的80％。这些微粒给该单丝提供了引人注目外观，而且往往露出该单丝表面或局部地增大该单丝直径，从而给该单丝提供温和磨蚀性能。最长直径在50μm以下的微粒无法由人类眼睛轻易地区别为独具特色的微粒。具有该闪光颜料微粒的对比色的染料或颜料也可以添加到该单丝中，这增进了该单丝的引人注目外观。小铝片微粒由于其光反射率高，因而在该单丝中特别醒目。本专利技术的另一个方面是一种皮-芯型单丝，其中，该芯是一种取向的热塑性聚合物，且其皮是有以上所述磨料微粒的相同或不同热塑性聚合物而且也可以含有染料以提供一种引人注目的单丝。这种皮-芯型单丝通过使小片状微粒全部定域于该皮聚合物的表面上或表面附近来增加该小片状微粒的可见性和磨蚀性，而且由于该单丝的芯依然不受影响，因而在此类单丝的制作工艺的取向步骤期间减少了断股的发生。本专利技术的单丝对于刷子尤其牙刷和化妆刷的鬃丝来说是特别有用的。这些单丝的其它用途如下油漆刷、磨蚀刷、假发用合成发、洋娃娃头发等。种类繁多的热塑性聚合物可以用来形成单丝，例如聚酰胺、聚酯、聚烯烃、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、氟化聚合物、聚氯乙烯、聚氨酯、聚偏二氯乙烯、及其任何可兼容组合。刷子制造上较好的聚酰胺是尼龙-6、尼龙-11、尼龙-6，6、尼龙-6，10、尼龙-10，10、和尼龙-6，12。特别好的是按照ASTM D-2857用间甲酚测定的比浓对数粘度为1.15～1.25的尼龙-6，12(聚十二双酰-1，6-己二胺)。已经发现特别适用于鬃丝的聚酯包括聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中特别好的是第一种。可以用于鬃丝制造的很多聚烯烃中，较好的是聚丙烯。该单丝中使用的闪光颜料微粒是小片状物，其最长直径上的粒度为50～400μm、较好为50～150μm，厚度为2～50μm、较好为8～20μm，且直径与厚度比为至少2/1、较好为5/1～10/1。该微粒的直径与厚度比是重要的，而且如果超出上述范围或者如果该微粒的直径大于该单丝直径的80％，则在制造工艺中单丝取向时单丝断裂发生率有实质性增加。以该单丝重量为基准，该微粒的存在量为0.2～5.0％(重量)、较好为0.5～2.0％(重量)。如果该微粒在以上提到的粒度范围和数量范围以下，则闪光效果将不会在任何可感知程度上引起人们注意。该微粒有这样一种能给该单丝提供耀眼或闪光的材料，这改善了其用于牙刷和化妆刷中的美感，也给该单丝提供温和磨蚀性能，有助于牙刷等刷子的抛光作用。较好的小片状微粒是小铝片和小赛璐玢片。铝有优异的光反射性能，这改善了它在该单丝中的可见性。它是廉价的，其薄膜和小薄片形式是广泛可得的，而且是使用安全的。对于在牙刷中的用途来说，较好的是批准用于食品接触的小铝片。在用来形成该单丝的加工步骤中，铝和赛璐玢都不会熔融或破坏。较好的是，这些小薄片是通过模切铝箔或赛璐玢片材形成的。与该铝箔或片材的研磨(有或无随后过筛)相比，更好的是模切该片材或铝箔，因为模切实质上能产生比研磨更加有规则尺寸的小片状物。窄粒度分布的小铝片或小赛璐玢片是非常好的，因为细小或大的微粒对该单丝都是有害的。铝箔或片材研磨造成大的粒度变异。小的小薄片(50μm以下)不容易被人类眼睛看作独特的微粒，而且会改变或稀释该单丝的颜色。比最佳粒度大的小薄片会在取向步骤期间造成单丝股的额外断裂。较好的是，最长的小薄片直径应当是单丝直径的40～75％。较好的是从厚度12.7μm(0.5密耳)或以下的薄膜生产的小铝片。更好的是使用有涂层的铝材来形成小薄片，因为涂层改善了模切精确度和尺寸均匀性。铝材上的涂层也减少了铝材表面的氧化。该铝材上使用的典型涂层是聚氨酯或丙烯酸树脂，典型地说，涂布水平是该铝材的2～10％(重量)。该涂层可以是透明的，以提供一种银白色，它也可以是加颜料的或着色的，以提供诸如金黄色涂层或其它颜色。也可以用赛璐玢作为闪光颜料微粒。由于赛璐玢不是一种塑料，因而在用于形成该单丝的纺丝过程期间它不会熔融。可以使用着色的赛璐玢，而且通过着色剂的适当选择，可以使用那些获准与食品接触、对于在牙刷中使用高度优选的着色赛璐玢。该赛璐玢的颜色可加以选择来改善该单丝的吸引力和闪光。赛璐玢可以是有涂层的或无涂层的，较好的是无涂层赛璐玢。为了形成赛璐玢的闪光颜料微粒，可以模切赛璐玢小薄片，这对于最佳粒度和均匀性来说是较好的，也可以将赛璐玢研磨并按所规定小薄片尺寸和范围进行分类。较好使用12.7μm(0.5密耳)厚或更薄的赛璐玢，以最大限度减少取向步骤期间的丝股断裂。为了最大可见性、吸引力、和磨蚀性的最佳平衡和提供单丝形成的取向步骤期间丝股断裂的可接受水平，较好的最长赛璐玢小薄片直径是该单丝直径的40～75％。为了改善或增强该单丝的抛光特征，以该单丝重量为基准，添加0.1～10％(重量)的粒度为0.5～40μm的磨料微粒。该磨料使用量必须无损于该单丝的闪光或吸引力。典型地说，有用的磨料微粒如下陶土、碳化硅、氧化铝、铝-锆磨料、二氧化硅、铝硅酸钠、立方氮化硼、石榴子石、浮石、金刚砂、云母、石英、钻石、碳化硼、熔融矾土、烧结矾土、核桃壳及其任何混合物。单丝形成工艺在制作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种取向了其原始长度的３．０～６．０倍、直径为１２５～６００μｍ。且以单丝重量为基准含有０．２～５．０％（重量）闪光颜料微粒的热塑性聚合物单丝，其中，该微粒在其最长直径上的粒度为５０～４００μｍ，厚度为２～５０μｍ，直径与厚度比为至少２比１，且其中，该微粒的最长直径不大于该单丝直径的８０％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MC尼德哈姆，CF内尔森，DJ鲁芬，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]