一种马克笔笔头的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种马克笔笔头的制备方法，步骤如下：(1)对笔头用聚酰胺纤维进行洗涤和烘干；(2)采用双组份聚氨酯胶黏剂进行浸胶；(3)对浸胶后的纤维束进行预热和固化发泡；(4)将发泡完全的纤维棒料进行裁剪和磨削；(5)清洗和烘干制得马克笔笔头；笔头用聚酰胺纤维的制备过程为：按FDY工艺，将高/粘度PA6熔体分配后，从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得FDY丝后，进行松弛热处理得到笔头用聚酰胺纤维；喷丝孔的横截面呈

A preparation method of marker tip

【技术实现步骤摘要】
一种马克笔笔头的制备方法
本专利技术属于纤维
，涉及一种马克笔笔头的制备方法。
技术介绍
近年来，合成纤维已在制笔工业中得到了广泛的应用。国际上风行的马克笔就是利用锦纶弹力丝做笔头、涤纶纤维作贮水芯的一种新型书写工具。马克笔因其书写流畅、色彩均匀饱满、墨水颜色类型多、书写时无尘埃、书写时可以随时变换笔迹的宽度、书写后可以擦拭等性能，而被广泛应用于教育、办公、绘画、工业设计等领域。马克笔结构主要有四部分组成，包括笔头、储水芯、墨水以及笔的塑料外壳支撑部分，它们之间搭配合适才能使马克笔发挥作用。马克笔的笔头一般由纤维为主要材料制作而成，制作笔头的纤维种类很多，市场上常见的有聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维等。纤维笔头的制作是先用并股机把多股蓬松纱线合成一股，再经过笔头成型机使其和特定的黏胶剂受热结合，接着用烘箱把黏胶剂的溶剂蒸发掉，再进行黏胶剂的发泡，最后对发泡好的纤维笔头长棒进行切割定长、表面消磨和烘干处理，得到笔头成品。然而，目前马克笔笔头的书写体验仍较差，不能人们对满足高档马克笔类产品的使用需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种书写体验较好的马克笔笔头。为了达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种马克笔笔头的制备方法，步骤如下：对笔头用聚酰胺纤维进行洗涤(采用20～30℃的去离子水洗涤)和烘干(在60～70℃的烘箱中烘干4～5h)；采用双组份聚氨酯胶黏剂(双组份聚氨酯胶黏剂中软段组份与硬段组份的质量比为1:1.2～1.7)进行浸胶(时间为1.5～2min)；对浸胶后的纤维束进行预热(温度为85～90℃，时间为5～10min)和固化发泡(温度为100～120℃，时间为10～15min)；将发泡完全的纤维棒料进行裁剪(裁剪的长度为50mm)和磨削(磨削的台阶为1个)；清洗(采用浓度为0.5wt％的表面活性剂溶液，表面活性剂为TX-10、BYK-1711或BYK-2015)和烘干(温度为60～70℃，时间为10～12h)制得马克笔笔头；笔头用聚酰胺纤维的单丝纤度为1.0～1.5dtex，制备过程如下：按FDY工艺，将高粘度PA6熔体和低粘度PA6熔体分配后，从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得FDY丝后，进行松弛热处理得到笔头用聚酰胺纤维；喷丝孔为形喷丝孔，形由横线以及与其连接的斜线I和斜线II组成；斜线I与横线的夹角为40°～50°，斜线II与横线的夹角为60°～70°；斜线I、斜线II与横线的长度之比为1:1:2，斜线I或斜线II与横线的交点为横线的中点；斜线I、斜线II与横线的宽度之比为1.5～2.0:1:1；横线的长度与宽度之比为2.5～3.5:1；所述分配是指控制高粘度PA6熔体流经横线，同时控制低粘度PA6熔体流经斜线I和斜线II。纤维与水分子的作用力因纤维本身的结构、表面成分不同而产生差异，从而导致不同纤维组成的纤维集合体的吸水量和导水速度存在差别。纤维对液体吸收包括四个过程：(1)润湿，即纤维表面和液体相互接触，这与纤维的本身的性质表面能大小及外表面的粗糙程度有关；(2)芯吸，即液体开始进入纤维的内部空隙，纤维内部都是非实心多孔性的，液体和纤维两者存在界面张力，纤维纺织材料的内部孔隙会对液体产生一个压力，使液体能够自动的从纤维材料的外表面进入到纤维的内部孔隙中；(3)膨胀；(4)饱和，液体充满整个纤维的内部，这主要取决于纤维内部空隙的多少、空隙的尺寸。把一根足够细的管子插入到盛有润湿性液体的容器中，湿润性液体将在无外力作用下从管子的底部爬升到一定高度，并保持在这个高度，这种现象就是毛细芯吸效应。对于马克笔来说，纤维笔头和纤维储水芯内部都存在大量的毛细孔隙，且纤维笔头的孔隙比纤维储水芯的孔隙小，马克笔书写时，笔头和储水芯两者存在一个附加压力差使墨水不断从储水芯流向笔头，最终使墨水均匀分布在被书写材料表面，这就是差动毛细效应。在纤维笔头制造过程中，一旦纤维确定后，纤维间的孔隙率就决定了笔的导墨性能。现用笔头材料主要是聚酯或聚酰胺DTY丝，DTY具有较高的蓬松性，但当两根纤维并在一起时仍多以面接触为主。本专利技术通过合理设计喷丝孔的形状和尺寸，使得纤维发生扭曲，改变了纤维与纤维之间的接触方式，由面接触变为了点接触，点接触相对于面接触更有利于在单丝与单丝之间形成大量的毛细尺寸级别微小孔隙，其毛细引力增加，使笔头与笔芯产生一个附加压力差增加，附加压力差会使液态水自动的从笔芯流向笔头，扭曲机理如下：在合成纤维的纺丝加工中，纤维成型时，纤维内部会发生取向和结晶，使纤维存在内应力，当外界条件发生变化时，如受热或接触水时，已成型的纤维会因环境变化发生变形，即此时纤维中的取向部分或者结晶区会发生相对位置的变化，而纤维内应力则是试图使变形后的纤维恢复其初始状态的附加相互作用力，对于不同的聚合物，纤维内部的取向和结晶存在差异，因此，不同的聚合物产生的内应力不同；本专利技术中，喷丝孔为形喷丝孔，形由横线以及与其连接的斜线I和斜线II组成，斜线I和斜线II分别位于横线相反的两侧，斜线I的宽度大于斜线II的宽度，斜线I的长度等于斜线II的长度，斜线I和斜线II的长度大于横线的宽度，斜线I和斜线II对应的材质为低粘度PA6，横线对应的材质为高粘度PA6；在斜线I或斜线II与横线的接触的位置，同时存在两个相反方向的内应力，一个方向的内应力源自于高粘度PA6，另一个方向的内应力源自于低粘度PA6，两个相反方向的内应力相互抵消成单个方向的内应力；由于斜线I和斜线II的长度大于横线的宽度，且低粘度PA6的内应力大于高粘度PA6，因此在斜线I与横线的接触的位置，内应力的最终方向指向斜线I，在斜线II与横线的接触的位置，内应力的最终方向指向斜线II，又由于斜线I和斜线II位于横线的相反两侧，因此在斜线I与横线的接触的位置的内应力的最终方向与在斜线II与横线的接触的位置的内应力的最终方向相反，纤维的形横截面上同时存在两个方向相反的内应力，导致纤维发生扭转，形成自扭曲结构；此外，由于斜线I的宽度大于斜线II的宽度，斜线I的长度等于斜线II的长度，因此在斜线I与横线的接触的位置的内应力大于在斜线II与横线的接触的位置的内应力，再配合形的尺寸参数，使得纤维的单位长度扭角达到13～180°/10μm，有利于兼顾纤维各方面的性能。作为优选的方案：如上所述的一种马克笔笔头的制备方法，高粘度PA6和低粘度PA6的质量比为40:60～45:55。如上所述的一种马克笔笔头的制备方法，FDY工艺的参数为：纺丝温度276～279℃，冷却温度20～25℃，一辊速度2400～2500m/min，一辊温度70～80℃，二辊速度3200～3300m/min，二辊温度135～140℃，三辊速度4100～4300m/min，三辊温度150～155℃，卷绕速度4030～4200m/min。如上所述的一种马克笔笔头的制备方法，采用复合纺丝组件，复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种马克笔笔头的制备方法，其特征是，步骤如下：/n(1)对笔头用聚酰胺纤维进行洗涤和烘干；/n(2)采用双组份聚氨酯胶黏剂进行浸胶；/n(3)对浸胶后的纤维束进行预热和固化发泡；/n(4)将发泡完全的纤维棒料进行裁剪和磨削；/n(5)清洗和烘干制得马克笔笔头；/n笔头用聚酰胺纤维的单丝纤度为1.0～1.5dtex，制备过程如下：/n按FDY工艺，将高粘度PA6熔体和低粘度PA6熔体分配后，从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得FDY丝后，进行松弛热处理得到笔头用聚酰胺纤维；/n喷丝孔为

【技术特征摘要】
1.一种马克笔笔头的制备方法，其特征是，步骤如下：
(1)对笔头用聚酰胺纤维进行洗涤和烘干；
(2)采用双组份聚氨酯胶黏剂进行浸胶；
(3)对浸胶后的纤维束进行预热和固化发泡；
(4)将发泡完全的纤维棒料进行裁剪和磨削；
(5)清洗和烘干制得马克笔笔头；
笔头用聚酰胺纤维的单丝纤度为1.0～1.5dtex，制备过程如下：
按FDY工艺，将高粘度PA6熔体和低粘度PA6熔体分配后，从同一喷丝板上的喷丝孔挤出制得FDY丝后，进行松弛热处理得到笔头用聚酰胺纤维；
喷丝孔为形喷丝孔，形由横线以及与其连接的斜线I和斜线II组成；
斜线I与横线的夹角为40°～50°，斜线II与横线的夹角为60°～70°；斜线I、斜线II与横线的长度之比为1:1:2，斜线I或斜线II与横线的交点为横线的中点；斜线I、斜线II与横线的宽度之比为1.5～2.0:1:1；横线的长度与宽度之比为2.5～3.5:1；
所述分配是指控制高粘度PA6熔体流经横线，同时控制低粘度PA6熔体流经斜线I和斜线II。


2.根据权利要求1所述的一种马克笔笔头的制备方法，其特征在于，高粘度PA6和低粘度PA6的质量比为40:60～45:55。


3.根据权利要求2所述的一种马克笔笔头的制备方法，其特征在于，FDY工艺的参数为：冷却温度20～25℃，一辊速度2400～2500m/min，一辊温度70～70℃，二辊速度3200～3300m/min，二辊温度135～140℃，三辊速度4100～4300m/min，三辊温度150～155℃，卷绕速度4030～4200m/min。


4.根据权利要求3所述的一种马克笔笔头的制备方法，其特征在于，采用复合纺丝组件，复合纺丝组件包括自上而下紧密贴合的第一分配板、第二分配板、第三分配板和喷丝板；
第一分配板上设有供低粘度PA6熔体流过的流道A1和供高粘度PA6熔体流过的流道B1；
第二分配板上设有呈同心圆分布的外圈凹槽O2、中圈凹槽M2和内圈凹槽I2；O2和I2为圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：王显峰，
申请(专利权)人：深圳市宏翔新材料发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44