CN108030228A - 一种除垢牙刷丝及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种除垢牙刷丝及其制备方法。本发明所提供的除垢牙刷丝，是将研磨材料颗粒引入到牙刷丝基体上所得到的覆盖有研磨材料颗粒的除垢牙刷丝，在刷牙过程中，所述除垢牙刷丝能够通过表面所覆盖的研磨材料颗粒与牙齿摩擦，以除去牙齿表面、牙缝中，以及牙龈上的菌斑以及色渍等污垢。同时，本发明制备方法具有工艺简便，适于规模化生产等优点。

Description

一种除垢牙刷丝及其制备方法

技术领域

本发明涉及口腔护理用品领域，具体而言，涉及一种除垢牙刷丝及其制备方法。

背景技术

牙刷是人们生活中最常见的个人卫生用品之一，人们每天都要用牙刷对口腔和牙齿进行清洁，以保持口腔和牙齿的卫生。

目前，市面上常见的牙刷大多以尼龙或者聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂为牙刷丝材料，根据牙刷丝硬度的不同，主要分为软、中、硬三种类型，有的牙刷也会对牙刷丝的端部进行磨圆处理，从而起到牙龈保健按摩的功效。

牙刷多配合牙膏使用，从而起到洁牙的功效，然而，由于牙刷丝的强度和硬度较低，因而所能够起到的洁牙效果有限。为了提高洁牙的效果，常常在牙膏中增加研磨颗粒，从而通过牙膏颗粒的摩擦作用，以实现牙齿表面的清洁，但这对于牙菌斑等牙垢则是无法实现有效去除的。

为了进一步提高牙刷的洁牙效果，人们也从牙刷丝材料结构的角度进行了改进和研究，并试图通过在牙刷丝中增加磨料以提高其强度和清洁性能，例如现有技术(CN1849663A)就公开了一种具有抗菌功效的含磨料牙刷丝，其由牙刷丝基质、磨料所组成；同时，现有技术(CN102154730A)也公开了一种由碳竹粉、偶联剂、表面活性剂、分散剂和牙刷丝材料所制成的竹炭牙刷丝。

然而，虽然现有技术中所公开的这些牙刷丝都在原料中增加了一些磨料，但是由于这些磨料硬度较低且多为牙刷丝基质所包围，因而对于牙垢的清除能力仍然有限。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种除垢牙刷丝，所述除垢牙刷丝中，将具有较高硬度的研磨材料颗粒引入到牙刷丝基体上，从而可以在刷牙过程中，通过研磨材料颗粒与牙齿摩擦，以除去牙齿上的菌斑以及色渍等污垢。

本发明的第二目的在于提供一种所述的除垢牙刷丝的制备方法，该方法具有工艺简便，适于规模化生产等优点。

本发明的第三目的在于提供一种包含本发明所述牙刷丝的牙刷。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种除垢牙刷丝，所述除垢牙刷丝包括牙刷丝基体，所述牙刷丝基体的表面覆盖有研磨材料颗粒；

其中，所述研磨材料颗粒是以SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、MgO、CaO、ZnO、K₂O、MgF₂，以及TiO₂为主要原料所制成的玻璃陶瓷粉体；

优选的，所述牙刷丝基体为尼龙材料或者聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂材料；

优选的，所述研磨材料颗粒的硬度为290～300HV。

同时，本发明还提供了所述的除垢牙刷丝的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

在牙刷丝基体的表面涂覆结合剂，然后覆盖研磨材料颗粒，压实、固化，即得到表面覆盖有研磨材料颗粒的除垢牙刷丝。

优选的，本发明所述的制备方法中，所述结合剂为聚丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯，或者不饱和聚酯中的一种或几种的混合物。

优选的，本发明所述的制备方法中，所述牙刷丝基体与研磨材料颗粒的质量比为(70～85)：(15～30)。

优选的，本发明所述的制备方法中，所述研磨材料颗粒的制备方法包括如下步骤：

(a)将研磨材料颗粒的各原料混合后研磨，得到粉体；

(b)将所得粉体筛分后熔融，然后水淬，将所得玻璃渣球磨后过筛干燥，得到玻璃粉体；

(c)将所得玻璃粉体晶化处理后，研磨分散得到玻璃陶瓷粉体，即为研磨材料颗粒。

优选的，本发明所述的制备方法中，按照重量份数计，研磨材料颗粒中各原料的用量如下：SiO₂ 20～40份，Al₂O₃ 10～30份，B₂O₃ 5～20份，MgO 5～15份，CaO 5～15份，ZnO 5～12份，K₂O 2～10份，MgF₂ 5～15份，以及TiO₂ 1～5份；

更优选的，按照重量份数计，研磨材料颗粒中各原料的用量如下：SiO₂ 30～40份，Al₂O₃ 10～20份，B₂O₃ 10～20份，MgO 7～10份，CaO 9～12份，ZnO 7～10份，K₂O 5～10份，MgF₂ 5～10份，以及TiO₂ 2～4份。

优选的，本发明所述的制备方法步骤(a)中，研磨的时间为5～8h。

优选的，本发明所述的制备方法步骤(b)中，熔融的温度为1200～1500℃。

优选的，本发明所述的制备方法步骤(c)中，所述晶化处理的温度为600～620℃，晶化处理的时间为60～90min。

进一步的，本发明也提供了包含本发明所述的除垢牙刷丝的牙刷。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明中，通过结合剂粘结复合的方式，将研磨材料颗粒引入到牙刷丝基体之上，因而在刷牙的过程中，研磨材料颗粒可以随着牙刷丝基体与牙齿表面接触，并深入到牙缝以及牙龈处，通过摩擦的方式除去菌斑和色渍等污垢，从而起到牙齿去污清洁的作用；

同时，由于牙刷丝基体与牙齿的接触属于软接触，因而，相较于现有的医院手工洁牙、喷砂洁牙和超声洁牙而言，本发明牙刷对于牙齿表面的损伤更小，而且可以在日常刷牙过程中实现牙齿的清洁，省时省力，也能够节省费用；

(2)本发明牙刷丝的制备工艺便捷，对于设备和操作的要求较低，因而适于工业化规模的生产除垢牙刷丝。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明除垢牙刷丝结构示意图。

其中1-牙刷丝基体，2-结合剂层，3-研磨材料颗粒。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

有鉴于目前市售牙刷存在着对牙齿的深层清洁能力较差，无法实现对于牙垢的有效清洁等问题，本发明特提供了一种新型除垢牙刷丝，并通过在牙刷丝机体表面复合研磨材料颗粒，从而提高牙刷丝的强度，以实现对于牙菌斑、牙渍等牙垢的有效清洁。

具体的，本发明除垢牙刷丝包括牙刷丝基体，所述牙刷丝基体的表面覆盖有研磨材料颗粒；

本发明所提供的除垢牙刷丝中，优选的，所述研磨材料颗粒是通过结合剂的粘结作用，粘合包覆于牙刷丝基体的表面，从而形成的由内至外依次为牙刷丝基体-结合剂层-研磨材料颗粒的复合结构；

其中，所述研磨材料颗粒是由SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、MgO、CaO、ZnO、K₂O、MgF₂，以及TiO₂为原料制成的玻璃陶瓷粉体，同时，还可以通过对于原料配比的调整从而实现研磨材料颗粒硬度的调节；

优选的，所述牙刷丝基体为尼龙材料或者聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂(PBT)材料；

优选的，所述研磨材料颗粒的硬度为290～300HV。

而如上结构的除垢牙刷丝中，由于研磨材料颗粒是通过结合剂粘结在牙刷丝基体的表面，因而在刷牙的过程中，研磨材料颗粒能够随着牙刷丝基体的运动而与牙齿表面摩擦，同时还能够随着牙刷丝基体进入牙缝中，并通过摩擦实现对于牙齿表面以及牙齿内部的深度清洁，以及菌斑、色渍等牙齿污垢的有效去除；

同时，由于研磨材料颗粒的硬度为290～300HV，而牙釉质的硬度为356±13.6HV，因而，本发明除牙垢牙刷丝不会对牙釉质带来损伤，而且高硬度的研磨材料颗粒也有利于有效的将牙齿表面的污垢除去。

本发明除垢牙刷丝的制备方法步骤也较为简便，具体可参考如下：

首先，是以SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、MgO、CaO、ZnO、K₂O、MgF₂，以及TiO₂为原料制备研磨材料颗粒，其制备方法如下：

(a)将SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、MgO、CaO、ZnO、K₂O、MgF₂，以及TiO₂混合后研磨，优选的，研磨的时间控制在5～8h，从而使得各原料能够充分的研磨粉碎以及混合，并得到粉体；

其中，优选的，按照重量份数计，研磨材料颗粒中各原料的用量如下：SiO₂ 20～40份，例如可以为，但不限于25、30，或者35份等；Al₂O₃ 10～30份，例如可以为，但不限于15、20，或者25份等；B₂O₃ 5～20份，例如可以为，但不限于10或者15份等；MgO 5～15份，例如可以为，但不限于7、9、10，或者12份等；CaO 5～15份，例如可以为，但不限于7、9、10，或者12份等；ZnO 5～12份，例如可以为，但不限于7、9，或者10份等；K₂O 2～10份，例如可以为，但不限于5、7，或者9份等；MgF₂ 5～15份，例如可以为，但不限于8、10，或者12份等；以及TiO₂ 1～5份，例如可以为，但不限于2、3，或者4份等；

更优选的，按照重量份数计，研磨材料颗粒中各原料的用量如下：SiO₂ 30～40份，Al₂O₃ 10～20份，B₂O₃ 10～20份，MgO 7～10份，CaO 9～12份，ZnO 7～10份，K₂O 5～10份，MgF₂ 5～10份，以及TiO₂ 2～4份；

进一步优选的，按照重量份数计，研磨材料颗粒中各原料的用量如下：SiO₂ 30份，Al₂O₃ 20份，B₂O₃ 10份，MgO 7份，CaO 9份，ZnO 7份，K₂O 5份，MgF₂ 10份，以及TiO₂ 2份；

而通过对于各组分用量的调整，也可以实现对于研磨材料颗粒硬度的调节，进而得到具有不同硬度的除垢牙刷丝。

(b)将所得粉体筛分，并优选的以孔径为325目的筛网进行筛分；

然后，优选的，将筛分后所得粉体装入高纯度氧化铝陶瓷坩埚中，并置于温度为1200～1500℃的高温电阻炉中熔融，更优选的，熔融的温度控制在1350℃左右；

接着，将熔融后所得高温液态玻璃直接倒入水中(优选的是倒入去离子水中)，淬成玻璃渣；

然后，将所得玻璃渣球磨，并优选的采用湿法球磨，球磨的时间优选的控制在24h左右，然后过筛，并优选的以孔径为600目的筛网进行筛分，然后干燥，并优选的采用干燥箱干燥的方式进行，得到玻璃粉体；

(c)将所得玻璃粉体晶化处理，优选的，是将玻璃粉体在600～620℃保温的条件下进行净化处理，晶化处理的时间控制在60～90min；

晶化处理后产物冷却后，经研磨分散得到玻璃陶瓷粉体，即为研磨材料颗粒。

然后，就是除垢牙刷丝的制备，其步骤可参考如下：

在牙刷丝基体的表面涂覆结合剂，然后覆盖研磨材料颗粒，并优选的使得研磨材料颗粒在牙刷丝基体表面均匀的覆盖；

然后，压实、固化，即得到表面覆盖有研磨材料颗粒的除垢牙刷丝；

通过结合剂的粘合作用，能够将研磨材料很好的黏附于牙刷丝基体的表面，从而提高所制备的牙刷丝的使用性能；

优选的，其中，优选的，所述牙刷丝基体的材料为尼龙或者聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂；

优选的，所用结合剂为聚丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯，或者不饱和聚酯中的一种或几种的混合物；

结合剂具有良好的黏附作用，能够使得研磨材料黏附于牙刷丝基体的表面；

优选的，所述牙刷丝基体与研磨材料颗粒的质量比为(70～85)：(15～30)。

而由上述方法所制备的除垢牙刷丝可以进一步用于制备对应的除垢牙刷，而所述除垢牙刷可以为普通的手动式牙刷，也可以为电动牙刷；

同时，还可以将所制备的除垢牙刷与漱口水、口腔清洁剂、口腔清洁护理液等口腔护理制品共同使用，从而实现对于口腔的全面清洁和护理。

实施例1

按照质量份数，30份SiO₂、20份Al₂O₃、10份B₂O₃、7份MgO、9份CaO、7份ZnO、5份K₂O、10份MgF₂，以及2份TiO₂，分别称取适量各原料；

然后按照如下方法制备研磨材料颗粒：

(a)将如上各组分混合，然后进行研磨，研磨时间为6小时；

(b)将研磨后所得粉体过325目筛，然后装入高纯氧化铝陶瓷坩埚中，置于1350℃高温电阻炉中熔融；

将熔化的高温液态玻璃直接倒入去离子水中，淬成玻璃渣，再将玻璃渣湿法球磨24h，过600目标准筛，置干燥箱中干燥，得到玻璃粉体；

(c)将玻璃粉体置于晶化炉中，并在620℃保温条件下晶化处理，晶化处理的时间为90min，取出冷却后研磨分散得到玻璃陶瓷粉体，即为研磨材料颗粒，其硬度在300HV左右。

在尼龙牙刷丝基体的表面涂覆环氧树脂结合剂，然后将研磨材料颗粒均匀覆盖于尼龙牙刷丝表面，压紧、固化后，即得到表面覆盖有研磨颗粒的除垢牙刷丝；

其中，研磨材料颗粒与尼龙牙刷丝基体的质量比为30:70。

实施例1方法所制备的除垢牙刷丝的结构可参考图1，即实施例方法所制备的除垢牙刷丝是一种研磨材料颗粒3通过结合剂层2黏附于牙刷丝基体1所形成的、表面覆盖有研磨材料颗粒的除垢牙刷丝。

而由实施例1方法所制备的除垢牙刷丝可以用于制备除垢牙刷，还可以进一步配合口腔护理制品使用，从而实现口腔卫生的全面保护。

实施例2

按照质量份数，20份SiO₂、10份Al₂O₃、20份B₂O₃、15份MgO、5份CaO、12份ZnO、10份K₂O、5份MgF₂，以及1份TiO₂，分别称取适量各原料；

然后按照如下方法制备研磨材料颗粒：

(a)将如上各组分混合，然后进行研磨，研磨时间为8小时；

(b)将研磨后所得粉体过325目筛，然后装入高纯氧化铝陶瓷坩埚中，置于1350℃高温电阻炉中熔融；

将熔化的高温液态玻璃直接倒入去离子水中，淬成玻璃渣，再将玻璃渣湿法球磨24h，过600目标准筛，置干燥箱中干燥，得到玻璃粉体；

(c)将玻璃粉体置于晶化炉中，并在600℃保温条件下晶化处理，晶化处理的时间为80min，取出冷却后研磨分散得到玻璃陶瓷粉体，即为研磨材料颗粒，其硬度在290HV左右。

在尼龙牙刷丝基体的表面涂覆聚丙烯酸树脂结合剂，然后将研磨材料颗粒均匀覆盖于尼龙牙刷丝表面，压紧、固化后，即得到表面覆盖有研磨颗粒的除垢牙刷丝；

其中，研磨颗粒与尼龙牙刷丝基体的质量比为15:85。

实施例3

按照质量份数，40份SiO₂，30份Al₂O₃，5份B₂O₃，5份MgO，15份CaO，5份ZnO，2份K₂O，15份MgF₂，以及5份TiO₂，分别称取适量各原料；

然后按照如下方法制备研磨材料颗粒：

(a)将如上各组分混合，然后进行研磨，研磨时间为5～8小时；

(b)将研磨后所得粉体过325目筛，然后装入高纯氧化铝陶瓷坩埚中，置于1350℃高温电阻炉中熔融；

将熔化的高温液态玻璃直接倒入去离子水中，淬成玻璃渣，再将玻璃渣湿法球磨24h，过600目标准筛，置干燥箱中干燥，得到玻璃粉体；

(c)将玻璃粉体置于晶化炉中，并在610℃保温条件下晶化处理，晶化处理的时间为60min，取出冷却后研磨分散得到硬度为293HV的玻璃陶瓷粉体，即为研磨材料颗粒，其硬度在293HV左右。

在尼龙牙刷丝基体的表面涂覆聚氨酯结合剂，然后将研磨材料颗粒均匀覆盖于尼龙牙刷丝表面，压紧、固化后，即得到表面覆盖有研磨颗粒的除垢牙刷丝；

其中，研磨颗粒与尼龙牙刷丝基体的质量比为20:80。

实施例4

按照质量份数，30份SiO₂、15份Al₂O₃、15份B₂O₃、7份MgO、10份CaO、10份ZnO、7份K₂O、10份MgF₂，以及4份TiO₂，分别称取适量各原料；

然后按照如下方法制备研磨材料颗粒：

(a)将如上各组分混合，然后进行研磨，研磨时间为8小时；

(b)将研磨后所得粉体过325目筛，然后装入高纯氧化铝陶瓷坩埚中，置于1350℃高温电阻炉中熔融；

将熔化的高温液态玻璃直接倒入去离子水中，淬成玻璃渣，再将玻璃渣湿法球磨24h，过600目标准筛，置干燥箱中干燥，得到玻璃粉体；

(c)将玻璃粉体置于晶化炉中，并在600℃保温条件下晶化处理，晶化处理的时间为60min，取出冷却后研磨分散得到玻璃陶瓷粉体，即为研磨材料颗粒，其硬度在290HV左右。

在聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂牙刷丝基体的表面涂覆不饱和聚酯结合剂，然后将研磨材料颗粒均匀覆盖于聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂牙刷丝表面，压紧、固化后，即得到表面覆盖有研磨颗粒的除垢牙刷丝；

其中，研磨颗粒与聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂牙刷丝基体的质量比为25:75。

实施例5

按照质量份数，40份SiO₂、20份Al₂O₃、20份B₂O₃、10份MgO、12份CaO、10份ZnO、10份K₂O、5份MgF₂，以及3份TiO₂，分别称取适量各原料；

然后按照如下方法制备研磨材料颗粒：

(a)将如上各组分混合，然后进行研磨，研磨时间为8小时；

(b)将研磨后所得粉体过325目筛，然后装入高纯氧化铝陶瓷坩埚中，置于1350℃高温电阻炉中熔融；

将熔化的高温液态玻璃直接倒入去离子水中，淬成玻璃渣，再将玻璃渣湿法球磨24h，过600目标准筛，置干燥箱中干燥，得到玻璃粉体；

(c)将玻璃粉体置于晶化炉中，并在620℃保温条件下晶化处理，晶化处理的时间为90min，取出冷却后研磨分散得到玻璃陶瓷粉体，即为研磨材料颗粒，其硬度在300HV左右。

在聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂牙刷丝基体的表面涂覆不饱和聚酯结合剂，然后将研磨材料颗粒均匀覆盖于聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂牙刷丝表面，压紧、固化后，即得到表面覆盖有研磨颗粒的除垢牙刷丝；

其中，研磨颗粒与聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂牙刷丝基体的质量比为22:78。

实验例1

分别将实施例1-5所制备的除垢牙刷丝装配在牙刷头上，并得到对应的5种除垢牙刷；

选择因抽烟所导致牙渍的患者为志愿者，将志愿者分组后，分别使用由实施例1-5所述的除垢牙刷丝所制备的除垢牙刷进行刷牙，为实验组；同时，剩余志愿者使用普通牙刷进行刷牙，为对照组；

试验期间，志愿者每日早晚刷牙，每次刷牙的时间控制在5min左右，且期间不使用其他洁牙产品；

试验1月后，实验组志愿者牙齿表面的牙渍明显减少，而对照组志愿者牙渍情况并未改善；

试验3月后，实验组志愿者牙齿表面的牙渍基本消失，而对照组志愿者牙渍情况并未改善或者稍有加重。

同时，对试验人员进行回访并进行复诊，实验组志愿者均表示使用除垢牙刷的试验过程中，并未出现牙齿不适的情况，同时，医院复诊的结果同样表明实验组志愿者在试验期间并未发生牙齿急性或慢性损伤。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种除垢牙刷丝，其特征在于，所述除垢牙刷丝包括牙刷丝基体，所述牙刷丝基体的表面覆盖有研磨材料颗粒；

其中，所述研磨材料颗粒是以SiO₂、Al₂O₃、B₂O₃、MgO、CaO、ZnO、K₂O、MgF₂，以及TiO₂为主要原料所制成的玻璃陶瓷粉体；

优选的，所述牙刷丝基体为尼龙材料或者聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂材料；

优选的，所述研磨材料颗粒的硬度为290～300HV。

2.权利要求1所述的除垢牙刷丝的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

在牙刷丝基体的表面涂覆结合剂，然后覆盖研磨材料颗粒，压实、固化，即得到表面覆盖有研磨材料颗粒的除垢牙刷丝。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述结合剂为聚丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯，或者不饱和聚酯中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述牙刷丝基体与研磨材料颗粒的质量比为(70～85)：(15～30)。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述研磨材料颗粒的制备方法包括如下步骤：

(a)将研磨材料颗粒的各原料混合后研磨，得到粉体；

(b)将所得粉体筛分后熔融，然后水淬，将所得玻璃渣球磨后过筛干燥，得到玻璃粉体；

(c)将所得玻璃粉体晶化处理后，研磨分散得到玻璃陶瓷粉体，即为研磨材料颗粒。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，按照重量份数计，研磨材料颗粒中各原料的用量如下：

SiO₂ 20～40份，Al₂O₃ 10～30份，B₂O₃ 5～20份，MgO 5～15份，CaO 5～15份，ZnO 5～12份，K₂O 2～10份，MgF₂ 5～15份，以及TiO₂ 1～5份；

优选的，按照重量份数计，研磨材料颗粒中各原料的用量如下：

SiO₂ 30～40份，Al₂O₃ 10～20份，B₂O₃ 10～20份，MgO 7～10份，CaO 9～12份，ZnO 7～10份，K₂O 5～10份，MgF₂ 5～10份，以及TiO₂ 2～4份。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，研磨的时间为5～8h。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)中，熔融的温度为1200～1500℃。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)中，所述晶化处理的温度为600～620℃，晶化处理的时间为60～90min。

10.包含权利要求1所述的除垢牙刷丝的牙刷。