CN111719191B - 一种制备室内清洁用具的刷丝的方法 - Google Patents

一种制备室内清洁用具的刷丝的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制备室内清洁用具的刷丝的方法，属于合成纤维领域，包括混料，挤出喷丝，过冷水槽冷却定型，经导向件分丝除水，第一次拉伸，过热水槽加热拉伸，风机分丝除水，第二次拉伸，上油，烘干定型，曲丝造型和包装的步骤。本发明的制备室内清洁用具的刷丝的方法，工艺路线短，工艺简单，加工过程容易控制，产品质量稳定，生产效率高，该方法制备得到的刷丝即具有一定的刚性，耐磨，又具备良好的柔性，清洁效率高，清洁效果好，刷丝表面润滑性适度且可调控，适于室内清洁用具。

Description

一种制备室内清洁用具的刷丝的方法
技术领域
本发明属于合成纤维领域，具体说涉及一种制备室内清洁用具的刷丝的方法。
背景技术
刷丝是一种用于制作各种清洁工具所使用的刷毛，通常刷丝一般有铜丝、钢丝、尼龙丝、塑料丝、剑麻、山棕、猪鬃、羊毛等品种。其中塑料丝类的刷丝多用于室内清洁工具，例如马桶刷和室内扫把。马桶刷要求刷丝即具有一定的刚性，又具有良好的韧性，才能有效清除马桶表面的污垢，同时降低马桶釉面的损伤。同样对于家装木地板或高档瓷砖的清理，所用的室内扫把的刷丝除了需要具有良好的柔韧性，不易刮伤地板或者破坏瓷砖的釉面影响美观，同时还需要刷丝具有耐磨，不易开花掉毛的特点。作为清洁工具的刷丝，还要求刷丝表面具有一定的的润滑度，表面太干燥的刷丝容易断裂和开花掉毛，表面太油腻的刷丝之间容易粘黏，减小了刷丝与被清洁表面的接触面积，降低清洁效率，刷丝表面也容易粘附污垢，最后刷丝成了藏污纳垢的地方。
专利申请文件CN108660542A中公开了一种室内扫把专用刷丝及其制备方法，该方法主要从改进刷丝的原料配方着手，再通过切片干燥、混合熔融、喷丝、液体冷却定型、热定型等制作流程制备刷丝。该刷丝提高了传统塑料丝的柔韧性使其不易变形，并且增强了柔软度，具有耐磨、耐用等优点。但是该发明的刷丝原料配方复杂，称量过程繁琐，制备工序多，因此生产效率低，刷丝表面的润滑度也没有控制。
专利申请文件CN110592718A中公开了一种环卫刷刷丝，该环卫刷刷丝主要从改进刷丝的原料配方着手，采用常规的挤出喷丝，拉伸，烘干定型的工艺制备刷丝。该发明提升了刷丝的耐磨性与强度，但是制备工艺是一次拉伸和一次烘干定型，因此制备得到的刷丝的柔软度和刷丝表面的润滑度欠缺。该发明制备的刷丝主要用于清扫街道和公路上的积雪，因此对刷丝的柔软度和表面的润滑度要求也不高。
专利申请文件CN104910619A公开了一种磨料刷丝及其生产方法，该发明对原料刷丝的配方进行了选择，并且通过对模具的选择，刷丝双螺杆挤出机的选择，双螺杆挤出机中进行混炼挤出，冷水箱冷却，牵引机牵伸，二次牵伸，第三次牵伸刷丝，把刷丝由直丝改为曲丝，刷丝烘箱内定型，收卷回收，喷码称重装箱等十五个步骤，该发明的刷丝具有很高的安全性，寿命长，质量稳定，生产过程容易控制，加工精度高。但是该发明的工艺复杂，工艺路线长，因此生产效率低。
因此，现在急需一种原料配方简单，通过改进生产工艺就可以制备得到质优价廉的室内清洁用具的刷丝。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中刷丝原料配方复杂，不能同时兼顾刷丝的刚度和柔性，刷丝表面润滑性没有刷丝表面润滑性控制，生产效率低等技术问题，提供一种制备室内清洁用具的刷丝的方法，该方法工艺路线短，工艺简单，加工过程容易控制，产品质量稳定，生产效率高，该方法制备得到的刷丝即具有一定的刚性，耐磨，又具备良好的柔性，清洁效率高，清洁效果好，刷丝表面润滑性适度且可调控，适于室内清洁用具。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种制备室内清洁用具的刷丝的方法，包括如下步骤：
(1)混料：将制备室内清洁用具的刷丝所需的原料和辅料在混料机中混匀；
(2)挤出喷丝：经过步骤(1)混匀的原料和辅料进入挤出机，塑化，挤出，喷丝；
(3)第一次拉伸：喷出的丝束进入冷水槽内冷却定型，然后在导向件的作用下分丝除水后进入第一拉伸牵引机，所述导向件为一个外表面包裹有吸水布的滚筒；
(4)第二次拉伸：经过第一拉伸牵引机拉伸后的丝束进入热水槽内加热拉伸，再在风机的作用下分丝除水，进入第二拉伸牵引机，拉伸倍率为4-6倍；
(5)上油：经第二次拉伸之后的丝束与油轮表面摩擦浸油之后进入烘箱定型；
(6)定型包装：经上油之后的丝束进入烘箱热定型后得成品刷丝，整理收卷，包装。
上述制备室内清洁用具的刷丝的方法的步骤(3)中，在导向件外表面包裹的吸水布的作用下将丝束上的水分除去，利用丝束与布的接触摩擦和相互之间的压力作用达到分丝的效果。
上述制备室内清洁用具的刷丝的方法的步骤(4)中，运用风机的大风力将丝束上的水分除去，同时达到分丝的效果，能够避免后续烘干定型过程中单丝间水分过多而造成的黏贴断丝现象，且得到的单丝手感细腻。与传统的烘箱热风除水相比，本发明中制备室内清洁用刷丝采用大功率风机除水节约能源，设备简单容易操作，同时也能达到质量要求，降低生产成本。
上述制备室内清洁用具的刷丝的方法的步骤(5)中，根据刷丝的直径，调节所述油的浓度，使制备得到的具有适宜润滑度的刷丝。
作为本发明的进一步改进措施，制备室内清洁用具的刷丝的方法还包括采用加压力的方式将上述步骤(6)中经烘箱热定型后得到的刷丝由直丝改为曲丝的步骤。
发明人通过研究发现，单丝经过步骤(6)的烘箱加热，在外加压力的作用下，将刷丝由直丝改为曲丝，曲丝能够增加刷丝与被清洁面的有效接触面积，提高清洁效率。因此，步骤(6)中烘箱加热的步骤即可以对刷丝进行烘干定型，又使单丝满足由直丝改为曲丝的条件，一举两得，节约能源，从而降低制造成本。
作为本发明的进一步改进措施，上述步骤(1)中所述制备室内清洁用具的刷丝的原料选自PP或者PET材料中的一种或两种，所述制备室内清洁用具的刷丝的辅料选自色母粒和抗菌母粒中的一种或两种。
作为本发明的进一步改进措施，上述步骤(2)塑化的温度为220-240℃。在此温度下熔融的原料既不太硬也不太软，刷丝挤压成型效率高，效果好，刷丝密度适宜。
作为本发明的进一步改进措施，上述步骤(3)中所述冷水槽中冷水温度为15-20℃。
冷水槽中的温度越低，刷丝表面越光滑，综合考虑生产成本和对室内清洁用具刷丝的质量要求，将冷却水的温度控制在15-20℃。
作为本发明的进一步改进措施，上述步骤(4)中所述热水槽内的水温为95-100℃。
作为本发明的进一步改进措施，上述步骤(5)所述的油为水溶性硅油与水的混合物，其中水溶性硅油与水的体积比为1：6-1：9。
根据刷丝的直径调节水溶性硅油和水的体积比，刷丝直径越大需要水溶性硅油的浓度越小，刷丝直径越小需要水溶性硅油的浓度越大，使制备的刷丝表面具有适宜的润滑度，如果刷丝表面太干燥的刷丝容易断裂和开花掉毛，如果刷丝表面太油腻，刷丝之间容易粘黏，减小了刷丝与被清洁表面的接触面积，降低清洁效率，刷丝表面也容易粘附污垢。
本发明中采用先上油再烘箱热定型的工艺，能够很好的将硅油嵌合在刷丝表面，使刷丝表面润滑，不走油。
作为本发明的进一步改进措施，上述步骤(6)所述的烘箱温度为180-200℃。
在该烘干定型温度下，定型效果好，如果温度太低烘干定型效果不好，温度太高，刷丝容易熔融变形。
通过上述方法制备得到的刷丝可用于马桶刷、地板刷和扫把等室内清洁用具。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、本发明的刷丝原辅料配方简单，容易混匀，抗菌成分均匀分布到整个刷丝中，制备得到的刷丝质量均匀，易控制；2、本发明的制备室内清洁用具的刷丝的方法是经过两次拉伸，两次分丝除水，上油和烘干定型的步骤，使制备得到的刷丝即具有一定的刚性，耐磨，又具备良好的柔性，清洁效率高，清洁效果好，适于室内清洁用具；3、本发明的方法制备得到的刷丝表面润滑性适度，且可通过调节可溶性硅油的浓度调控刷丝表面的润滑性，操作简单，使制备得到的刷丝能有效刷除污垢且自身不易粘附污垢；4、本发明的制备方法工艺简单，设备操控简单，加工过程容易控制，产品质量稳定，生产效率高，从而大大降低生产成本。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过以下具体实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
丙烯(Polypropylene，简称PP)是一种半结晶的热塑性塑料。具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。丙纶的强度高，伸长大，初始模量高，弹性优良，耐磨性性好。
聚对苯二甲酸乙二醇酯是热塑性聚酯中最主要的品种，英文名为Polyethyleneterephthalate简称PET或PEIT，俗称涤纶树脂，耐蠕变、耐抗疲劳性、耐磨擦和尺寸稳定性好，磨耗小而硬度高，具有热塑性塑料中最大的韧性。
本发明中的抗菌母粒为市面上可购买到的通用的抗菌母粒即可。
本发明中的色母粒根据所需制备的刷丝的颜色选择。
实施例一
(1)混料：将96％w/w的PP母粒、2％w/w的色母粒和2％w/w的抗菌母粒在混料机中混匀。
(2)挤出喷丝：先将挤出机预热到220-240℃，再将经过步骤(1)混匀的物料加入挤出机，塑化，挤出，喷丝。
(3)第一次拉伸：喷出的丝束进入水温为15-20℃冷水槽内冷却定型，然后在导向件的作用下分丝除水后进入第一拉伸牵引机，其中导向件为一个外表面包裹有吸水布的滚筒。
(4)第二次拉伸：经过第一拉伸牵引机拉伸后的丝束进入水温为95-100℃的热水槽内加热拉伸，再在风机的作用下分丝除水，进入第二拉伸牵引机，拉伸倍率为6倍。
(5)上油：经第二次拉伸之后的丝束与油轮表面摩擦浸油之后进入烘箱定型，其中水溶性硅油与水的体积比为1：6。
(6)定型包装：经上油之后的丝束进入烘箱热定型后得成品刷丝，整理收卷，包装，其中烘箱温度为180-200℃。
实施例二
(1)混料：将94％w/w的PP母粒、2％w/w的色母粒和4％w/w的抗菌母粒在混料机中混匀。
(2)挤出喷丝：先将挤出机预热到220-240℃，再将经过步骤(1)混匀的物料加入挤出机，塑化，挤出，喷丝。
(3)第一次拉伸：喷出的丝束进入水温为15-20℃冷水槽内冷却定型，然后在导向件的作用下分丝除水后进入第一拉伸牵引机，其中导向件为一个外表面包裹有吸水布的滚筒。
(4)第二次拉伸：经过第一拉伸牵引机拉伸后的丝束进入水温为95-100℃的热水槽内加热拉伸，再在风机的作用下分丝除水，进入第二拉伸牵引机，拉伸倍率为4倍。
(5)上油：经第二次拉伸之后的丝束与油轮表面摩擦浸油之后进入烘箱定型，其中水溶性硅油与水的体积比为1：9。
(6)定型：经上油之后的丝束进入烘箱热定型后得刷丝，其中烘箱温度为180-200℃。
(7)制作曲丝：经过步骤6的烘箱热定型后得到的刷丝采用压曲齿轮制作成曲丝。
(8)整理收卷，包装。
实施例三
对比实施例：按照背景技术中专利申请文件CN104910619A第[0058]至[0080]段所述方法制备得到刷丝。
表一：实施例二和实施例三生产刷丝的生产效率比较
生产工艺 生产效率 产量比例
实施例二 138kg/h 138
实施例三 60kg/h 60
将实施例二和实施例三的生产效率进行对比，结论是采用本发明所述的方法制备室内清洁用具的刷丝的生产效率比专利申请文件CN104910619A公开的方法提高至少一倍。
上面对本发明实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，对于本领域普通技术人员来说，还可以在不脱离本发明的前提下作若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种制备室内清洁用具的刷丝的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）混料：将制备室内清洁用具的刷丝所需的原料和辅料在混料机中混匀；
（2）挤出喷丝：经过步骤（1）混匀的原料和辅料进入挤出机，塑化，挤出，喷丝；
（3）第一次拉伸：喷出的丝束进入冷水槽内冷却定型，然后在导向件的作用下分丝除水后进入第一拉伸牵引机，所述导向件为一个外表面包裹有吸水布的滚筒；
（4）第二次拉伸：经过第一拉伸牵引机拉伸后的丝束进入热水槽内加热拉伸，再在风机的作用下分丝除水，进入第二拉伸牵引机，拉伸倍率为4-6倍；
（5）上油：经第二次拉伸之后的丝束与油轮表面摩擦浸油之后进入烘箱定型；
（6） 定型包装：经上油之后的丝束进入烘箱热定型后得成品刷丝，整理收卷，包装；
步骤（5）所述的油为水溶性硅油与水的混合物，其中水溶性硅油与水的体积比为1：6-1：9。
2.根据权利要求1所述的制备室内清洁用具的刷丝的方法，其特征在于，还包括采用加压力的方式将步骤（6）中经烘箱热定型后得到的刷丝由直丝改为曲丝的步骤。
3.根据权利要求1所述的制备室内清洁用具的刷丝的方法，其特征在于，步骤（1）中所述制备室内清洁用具的刷丝的原料选自PP或者PET材料中的一种或两种，所述制备室内清洁用具的刷丝的辅料选自色母粒和抗菌母粒中的一种或两种。
4.根据权利要求3所述的制备室内清洁用具的刷丝的方法，其特征在于，所述色母粒的用量为2%-4%w/w，所述抗菌母粒的用量为2%-4%w/w。
5.根据权利要求1所述的制备室内清洁用具的刷丝的方法，其特征在于，步骤（2）塑化的温度为220-240℃。
6.根据权利要求1所述的制备室内清洁用具的刷丝的方法，其特征在于，步骤（3）中所述冷水槽中冷水温度为15-20℃。
7.根据权利要求1所述的制备室内清洁用具的刷丝的方法，其特征在于，步骤（4）中所述热水槽内的水温为95-100℃。
8.根据权利要求1所述的制备室内清洁用具的刷丝的方法，其特征在于，步骤（6）所述的烘箱温度为180-200℃。
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