CN101137778B - 用于化妆品和其它刷子的合成丝 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种经化学端化的丝以及使用所述丝的刷子和施用包装产品，其中这种丝包含中度研磨添加剂(例如粘土)，并且是中度卷曲的。这种合成丝改进了将产品刷起以施用于指定表面上的能力。
Description
发明领域
本发明主要涉及合成丝，更具体地，本发明涉及一种卷曲的合成丝，其具有诸如粘土的中度研磨添加剂和经化学端化(tipped)的丝末端。
发明背景
目前的刷子(例如化妆用的刷子)由天然鬃丝或者像尼龙或聚酯这种的合成丝制造。天然鬃丝的问题在于由于供应商和批次的不同，直径、长度和总体质量显出不一致性。为了获得天然鬃丝直径的一致性，成本就会大大地增加。用天然鬃丝的另一个问题是丝里可能含有虱子和虱子卵。因此，必须为了卫生的目的消除天然鬃丝中存在的虱子。更甚至许多人会对天然鬃丝有过敏反应。
众所周知，合成丝可以克服天然鬃丝的许多问题，并且人们已经通过各种尝试用合成丝取代天然鬃丝。但是合成丝的使用也遇到困难。合成丝没有天然鬃丝那样的柔软性、质地和其总体外观。如果合成丝制造成和天然鬃丝一样相同的硬度，丝的末端就不能提供刷子所需要的柔软的感觉。相反的，如果降低丝的硬度来提供柔软感，丝就没有足以刷起和放置产品所需的硬度。而且，因为刷子不是由足够小直径的鬃丝做成的，所以已经发现一些合成鬃丝刷子(尤其是那些用来施用化妆品如睫毛膏)会引起对敏感眼睛的刺激。用小直径鬃丝做的化妆品刷子已经被认为是不可接受的，因为这些鬃丝刷起的化妆品太少，而且只是把化妆品简单地倒(dump)在皮肤上。
以下公开内容与本发明的许多方面有关并且简要概述如下：
Brezler等人的美国专利No.5,976,692公开了合成单丝，其由一种包含硅酸铝的热塑性弹性组合物制成，并将单丝机械卷曲。
希望开发一种鬃丝(bristle)，其能用于化妆品和其它使皮肤感觉像天然鬃丝一样柔软的刷子，其外观令人满意而且也无需在制造前对天然污染物进行消毒。
发明概述
简单地说，本发明的一个方面是提供一种丝，所述丝包括一种含有粘土添加剂的聚合物材料，其中所述丝在丝的长度方向上卷曲而且其有通过化学端化的末端。
本发明的另一个方面是提供一种刷子，所述刷子所具有的丝包括含有粘土添加剂的聚合物材料，其中所述丝在丝的长度方向上卷曲而且具有通过化学端化的末端。
本发明的再一个方面是提供一种施用包装产品，其使用卷曲的、含有中度研磨添加剂(诸如粘土)的经化学端化的丝。所述施用包装产品用于施用化妆品，例如睫毛膏、指甲油和腮红。用于施用产品的丝可以通过在大约丝的中点处弯曲而与刷涂器手柄连接。或者这些丝可以与刷涂器手柄连接，而无需弯曲，且使用无端化的末端与手柄相连。施用包装产品中的丝可以通过钉子、环氧树脂、热定形或任何其它固定纤维的方法连接在手柄上。
附图简述
本发明将可以从以下详细的描述和附图中更充分地理解：
图1a是一种含有中度研磨添加剂的经过化学端化的波状丝示意图。
图1b是一种含有中度研磨添加剂的经过两端化学端化的波状丝示意图。
图2是指甲油刷示意图，其具有含有中度研磨添加剂并经过化学端化的波状丝。
图3是腮红刷示意图，其中在套环刷柄中具有含有中度研磨添加剂的经过化学端化的波状丝。
图4是腮红刷示意图，其具有含有中度研磨添加剂的经过化学端化的波状丝。
图5是睫毛刷示意图，其具有含有中度研磨添加剂的经过化学端化的波状丝。
图6是本发明睫毛刷包装产品的实施方案剖视图，其中显示了擦拭系统和储瓶，其中使用含有中度研磨添加剂并经化学端化的波状丝。
图7是本发明指甲油包装产品的实施方案剖视图，其中使用含有中度研磨添加剂的经化学端化的波状丝。
尽管本发明描述成与其优选实施方案有关，但是应理解并非旨在限于实施方案。相反，本发明包括所有选择、改进和等同方案，其在如所附权利要求书所定义的本发明精神和范围内。
发明详述
本发明是涉及经化学端化的合成单丝，其具有柔性、纹理和不均匀的波状外形，可代替天然鬃丝。本发明不同于现在市场出售的作为天然鬃丝的替代产品，其是一种改进产品，因为它包括以下材料组合：聚合物材料、中度研磨添加剂(例如粘土)、中度卷曲，和具有一端或两端经化学端化的末端。本发明表现出比现在所能获得的刷子用的合成丝更好的“刷起”(pick up)能力。(即一种不含粘土(纹理表面)、合成的、经化学端化的、中度卷曲的丝)。
参照附图详细描述本发明。附图1a公开了一端经化学端化的波状合成丝10的示意图，其含有中度研磨添加剂30。附图1b公开了两端60，61经化学端化的波状合成丝10的示意图，其含有中度研磨添加剂30。
本发明的合成单丝或者鬃丝由聚合物材料构成。聚合物材料可以是聚酯、尼龙、热塑性弹性体和聚烯烃。本发明中用的聚酯包括PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)和PET/PBT共混物和共聚物。本发明中用的尼龙材料包括尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612和尼龙11以及这些材料的任意共混物或共聚物。按照本发明的一个优选实施方案，丝由PBT聚酯制成并且含有中度研磨剂以使表面钝化和改进丝的刷起能力。丝还有中度卷曲以改进刷子的外观和改进刷起能力。丝然后经化学端化以形成非常精细的尖端和使得刷子非常柔软。一端或两端用化学端化的末端60，61不仅提供很好的柔软末端，而且改进了材料的刷起能力。
中度研磨添加剂的一个优选实施方案是使用粘土。本发明的丝可以加入平均粒度为1.5微米的5％重量的水合高岭土。粘土添加剂30在丝上产生微小凸起，帮助改进丝10的“刷起”能力，特别是当用在刷子上时。例如，当本发明的丝用在腮红刷80或90中时能够改进粉被刷起(即a点)，来转移或施用于皮肤上或希望的表面(即b点)上。其它能用于代替水合高岭土的成分包括煅烧高岭土、碳酸钙、硅酸铝和氧化铝。粒度为0.3-5微米。添加量为2-10％，优选2-5％重量，以提供足够的外观影响并且改进刷起能力，而且在挤出期间不会产生加工问题。
本发明刷子的硬度大于190ksi挠曲模量。本发明的丝的挠曲模量与天然鬃丝相当，挠曲模量优选为约400-700ksi。挠曲模量更优选为约500-700ksi。
用标准的或已知的产生卷曲振幅40的卷曲方法使丝10成为波状或卷曲的。卷曲振幅40发生在所需的频率(波长/英寸)。波的频率在附图1a和1b中由参考数字50表示。波状丝定义为振幅为1-2密耳并且频率为每英寸4-8个波。本发明的波状丝或中度卷曲丝可以用标准方法制造。可以应用已知的制造中度卷曲丝或波状丝的方法。如美国专利No.5,976,692所述那样，制造合成单丝的一般方法包括几个步骤，在此引入作为参考。第一步包括挤出由含有上述比例的粘土的上述聚合物材料形成的单丝。为了这个目的，任何用于单丝的普通聚合物挤出方法都可以使用，并且所用的具体挤出方法并不限制本发明方法。这样的挤出方法也包括挤出、骤冷、拉伸和松弛丝等普通步骤。松弛步骤包括调节(conditioning)过程：从大约320
(165℃)到约347(大约175℃)对单丝加热10s到大约20s左右，最有利地是在大约338
(大约170℃)加热大约20s。一旦这些步骤完成，单丝可以进一步后温度调节或卷曲以形成不均匀的波状外观。后调节和卷曲方法使得丝绳和最终的刷子具有非常自然的波状外观。
丝在一端有根部直径20。丝的根部直径为大约0.001″-0.010″。这个直径范围优选应用于化妆品和其它化妆用刷子中。根部直径不沿长度而变化。
丝的化学端化部分的长度为0.04″-0.4″，末端直径小于0.001″。虽然参考化学端化丝，但本发明可以通过各种端化方法进行，如可以获得所需丝的端直径的机械端化方法。
附图2-5示意用化学端化的并含有中度研磨添加剂的卷曲合成丝所制成的刷子产品实例。这些刷子包括指甲油刷、腮红刷和睫毛刷。在这些类型刷子和其它类型的刷子中，本发明产品改进了刷子丝从容器或储瓶(即a点)上刷起如指甲油、粉和睫毛膏等材料，并将这些材料转移到表面如指甲、脸部和睫毛上(即b点)的能力。
附图2是经化学端化的并含有粘土添加剂的合成波状丝制成的指甲油刷示意图。指甲油刷70由帽或手柄72和与其相连的杆74所组成。杆74通常用压力和帽72固定在一起或者在适当地方可以用胶合。丝76通过在丝的中间截面(丝长度的40％-60％)将一组丝折叠并将弯曲的丝嵌入杆74的端部而与杆相连。丝用钉固定在位。
附图3是腮红刷80的示意图，其中在套环刷柄中具有含有粘土添加剂和化学端化末端88的波状丝86。所述刷子由刷柄82(木头的或合成的)和与其相连的套环84(金属的或聚合物的)所组成。套环84通过机械扣件(钉子)或者环氧树脂与刷柄82相固定。套环将本发明的丝包束在一起，这些丝用环氧树脂、热定形或其它所知的固定丝的方法与套环84连接固定。
附图4是具有经化学端化并含有粘土添加剂的波状丝94的替换腮红刷90的示意图。丝通过环氧树脂或热定形固定在刷柄92上。
附图5是具有经化学端化并含有粘土添加剂的波状丝的睫毛刷100的示意图。所述刷子嵌入塑料杆104。塑料杆用压力与帽102连接。刷子通过扭转两条金属线而形成，两条金属线使得丝108牢牢固定在扭转的线上。丝的自由端从扭转的金属线中心106径向向外延伸。
附图6-7显示了刷包装产品，其中使用经化学端化的、含有中度研磨剂的卷曲合成丝。本发明的这些刷包装产品包括如附图6所示的睫毛刷产品和如附图7所示的指甲油刷产品。
参照附图6，其是睫毛刷包装或应用产品的实施方案剖视图。睫毛膏刷包装产品包括具有经化学端化并含有中度研磨剂的卷曲合成丝的刷子；储瓶103和擦拭装置118，用来在施用前将多余的睫毛膏从睫毛刷上除去。
睫毛膏刷包装产品110或者附图1的施用产品包括放置于储瓶103中的睫毛膏施用装置100。施用装置如附图5所示。施用装置100可以例如用螺纹将帽102旋紧在储瓶103上的颈部105。颈部的外螺纹107能与在帽102内表面的低部上形成的互补螺纹109连接。颈部105有一个自由环形边缘113，形成一个空隙111。空隙上安装了由可弹性变形的材料形成的擦拭装置118。擦拭装置或者扭出构件118是活动套管的形式，其末端面对管形储瓶103。末端是敞开的，以便形成环形擦拭凸缘，当施用装置100从储瓶中拔出时，所述凸缘能从杆104和刷丝108上除去多余产品101(例如睫毛膏)。在储存位置时，擦拭装置118具有通过它的杆104。指甲油包装产品实施方案的详细描述可以参照美国专利No.6,280,113，在此引入作为参考。
附图7显示指甲油包装或施用系统120的实施方案的剖视图。指甲油施用系统120包括储瓶124和装有执握器或者手柄72的指甲油刷70。储瓶124优选用玻璃制造，其中容纳要施用于表面区域上的液体或粘性产品125(例如指甲油)。储瓶124有瓶颈121，形成空隙126。瓶颈121有螺纹122，其能与执握器72内部的互补螺纹连接。执握器72的外部可作为手柄抓住。
继续参考附图7，执握器72与杆74的一端相接，杆74的另一端连接有具有本发明丝的的应用部件76。当施用系统120通过用执握器72与储瓶124旋紧而闭合时，丝76的毛簇就会浸泡在产品125中。当使用者想把一些产品125涂于表面区域时，她可以旋开帽72然后将施用装置70从储瓶中拔出。当施用装置蘸有多余的产品125时，使用者可以对着瓶颈121的自由边缘抹去多余产品。应当指出，所述施用装置优选地装的很满，而且有很好的吸附指甲油的能力，即使在许多遍的扭挤后也不会形成液滴。指甲油包装产品实施方案的详细描述可以参照美国专利No.6,280,113，在此引入作为参考。
实施例
本发明中的合成丝用PBT聚酯(CrastinE.I.Dupont公司提供)制成并且用典型的单丝挤出方法挤出。PBT树脂与平均粒度为1.2微米的5％高岭土共混，共混物用双螺杆挤出机(由Werner&Pfleiderer公司制造的43mm双螺杆挤出机)熔融。所述丝用熔融泵(Zenith pumps制造)在235℃通过有直径0.018″的喷丝头的夹板挤出。生成的单丝骤冷，然后拉成最终直径为0.003″(3密耳)或0.004(4密耳)的丝。生成的丝经过温度调节、卷曲，然后聚集成直径为约2″和长度为约96″的丝绞。卷曲方法包括在两个卷曲齿轮间传送丝，生产中度波状外观的丝。卷曲方法更详细的说明参考美国专利No.5,976,692，在此引入作为参考。然后将丝绞包装并切成大约92″长。再将92″长的丝绞切成大约2.5″的切段。切段再经以下方法进行化学端化：用浓度为40％的NaOH碱性溶液在120℃化学端化15分钟。丝束周围的纸被除去，用橡皮圈在未端化的末端或中间部分固定丝束。丝束末端浸没入溶液中达所需末端长度的深度。在15分钟结束时，将丝束从溶液中取出并用清水冲洗5分钟至表面PH值达到7。冲洗完后，丝束用离心分离机干燥3分钟。然后丝用纸和橡皮圈再缠绕并包装以便运输。(在丝的两端用化学端化的情况下可以将以上方法重复用于丝的另一端。)化学端化的方法制成了最终末端直径＜0.001″。
尽管本实施例用的是PBT聚酯，但其它聚酯、聚酯共混物和共聚物是也可以满足要求的，又如尼龙、尼龙共混物、尼龙共聚物、热塑性弹性体和聚烯烃也是可以的。另外，可以使用其它化学端化方法，如美国专利No.5,976,692所述方法，在此引入作为参考。
因此很明显根据本发明提供的经化学端化并含有粘土添加剂的卷曲合成丝完全满足以上所阐述目的和优点。尽管已描述了本发明及其具体实施方案，但许多选择、改进和变化对于本领域的那些技术人员而言是显然的。因此，确定包含在附加权利要求的精神和范围内的所有选择、改进和变化。
Claims (18)
1.一种改进的丝，其包括包含粘土添加剂的聚合物材料，其中所述丝沿着丝长度方向卷曲，所述改进包括使所述丝具有一端或两端经化学端化的末端，所述化学端化是在120℃时将所述丝的末端浸没入浓度为40％的NaOH碱性溶液中15分钟。
2.根据权利要求1的丝，其中所述丝的两端都经过化学端化。
3.根据权利要求1的丝，其中所述丝聚合物选自聚酯、尼龙、热塑性弹性体和聚烯烃。
4.根据权利要求3的丝，其中所述丝聚合物是PBT。
5.根据权利要求3的丝，其中所述丝聚合物是PET。
6.根据权利要求3的丝，其中尼龙选自尼龙6，尼龙66，尼龙610，尼龙612和尼龙11。
7.根据权利要求1的丝，其中所述丝的根部直径是0.001-0.010英寸。
8.一种包含根据权利要求1-7任一项的丝的刷子。
9.根据权利要求8的刷子，其中所述刷子用于施用化妆品。
10.根据权利要求9的刷子，包括套环和手柄，其中所述丝固定在套环中，且所述套环和手柄连接。
11.根据权利要求10的刷子，其用于施用腮红。
12.根据权利要求10的刷子，其中通过使大量所述丝在其中点处弯曲并将所述中点与手柄固定而由所述丝形成刷子。
13.根据权利要求12的刷子，其中丝用钉子与手柄固定。
14.根据权利要求8的刷子，包括有大量具有与化学端化末端相对的自由末端的丝，其中自由末端嵌入所述刷子的手柄中并通过热定形或环氧树脂固定。
15.根据权利要求12-14任一项的刷子，所述刷子用于施用指甲油。
16.根据权利要求9的刷子，所述刷子有双绞合线形成核心来固定所述丝，并且这些丝从双绞合线核心向外呈径向延伸。
17.根据权利要求16的刷子，所述刷子用于施用睫毛膏。
18.一种化妆品包装产品，包括根据权利要求17的刷子，还包括化妆品储瓶，和用于从形成睫毛膏刷包装产品的刷子上去除多余睫毛膏的装置。
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