TW440615B - Monofilament and method for producing bristles and interdental cleaners and bristles and interdental cleaners made from such monofilaments - Google Patents

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經 濟 部 t 央 標. 準 工 消 費 合 作 社 印 製 44 06.1 5 _____ Η" 五、發明説明（1 ) 發明領域 本發明有關一種單絲，其中至少二共同擠出聚合物降 低其次結合力’以供製造刷毛及齒間淸潔器，因此藉機械 力作用實質可軸向割開。本發明亦有關由單絲製造刷毛及 齒間淸潔器之方法，及利用此刷毛及齒間淸潔器之刷具。 一般刷具之刷毛，如個人衞生刷、家用刷、工業刷及 漆刷等，目前係主要以單絲製成，其中令聚合物融物擠製 成連續單絲，予以拉伸定型。然後切下單絲適當長度製成 刷毛。一般單絲如刷毛具圓柱形截面。特殊刷毛具不同截 面如橢圓或多邊形截面。再以對應輪廓擠製單絲。 有時須使用細纖結構之刷毛，如應用刷具於塗刷介質 至表面’如塗刷。即使面臨羊毛般結構，刷毛必爲細纖結 構近來牙醫界已發現習知牙刷之刷毛不適合淸淨，因其未 透入齒面細縫，僅於其上滑動。齒間淸淨作用亦然。 爲取得高度纖維結構，已有建議爲聚合物混合體擠製 單絲。單絲擠制及後續拉伸時，聚合物分子排列於單絲縱 向。縱向作用之主結备力確保高拉伸強度。所需撓曲彈性 來自單聚合物所謂次結合力，即與分子擠製橫向之力，可 防止單絲或刷毛鬆開或裂縫。若單絲來自二不同混合聚合 物’拉伸時聚合物分子鏈間產生滑動區，其中次結合力降 低。如此製成之單絲刷毛受刀具機械力時會鬆開。.所成毛 尾具不規則形狀，不規則截面及分叉圓周面。此類刷毛大 束時可得羊毛般良好吸收性結構，但毛尾之強度不易控制 ，故易撕開，斷裂或捲曲，即不令人滿意，甚至不能用。 本紙浪尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐> -4- 4 4 06 1 5 λ- __Η' 五、發明説明（2 ) 對於衛生而言，不能用於牙刷。 W Ο 97/14830習知刷毛亦具同樣缺點，其 有一芯及一包絡，以二不同聚合物共擠製而成。芯材經機 械或化學除去刷毛使用端以形成深袋，供承接牙膏或塗料 。此外，所述毛尾係包絡材料鬆開而至突出於芯上。以刀 割開習知產生鬆開。所得刷毛呈同樣不規則結構。 對於牙刷已建議刷毛具多數細纖維，如紡織纖維，及 一包絡包住纖維（DE 94 08 268U1)。包 絡與纖維共擠製成絲。切割成刷毛長度後，以機械加工或 切削於刷毛使用側除去包絡，故纖維短處變鬆。刷毛複雜 製造外，僅可用於有限程度。尤其擠製至包絡之界面彎曲 特性突然改變，爲缺點。使用刷毛時，因硬界面可能傷及 表面。同樣用於牙齒或牙齦亦然。此外，纖維彎曲不良， 不能深入內腔、齒間。若永久受壓，纖維輕易斷於包絡邊 緣。 可用群聚單絲所得表面結構之刷毛狀單絲製成齒間淸 潔器。 經 部 中 央 標 準_ 工 消 費 合 作 社 印 製 本發明目的提供至少二共同擠製聚合物之單絲，適合 製成有隙刷毛或齒間淸潔器，具有再生性強度特性及可根 據數目、形狀及尺寸界定之毛尾或溝隙。本發明亦有關由 單絲製造刷毛或齒間淸潔器之方法。 本發明單絲特徵爲具有至少二聚合物以幾何規則安排 共同擠製，具實質軸向指引之邊界層，其中次結合力降低 -5- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297^& ) 經濟部中央標苹局貝工消f'合作社印裝 五、發明説明（3 ) 擠製測試揭示可擠製至少二不同聚合物’聚合物間形 成平坦界面，大幅降低其中次結合力。藉由邊界層幾何可 預知齒間淸潔器之單絲.或切割長度由單絲製成之刷毛因機 械力作用或分解。溝隙或毛尾隨擠製幾何形狀而精確發生 。隨邊界層延伸於單絲縱向，全長之單一毛尾具同樣形狀 及截面β故毛尾強度相同，尤係相同彎曲特性及拉伸強度 。可適當定出幾何形製造不同截面之毛尾。單絲或刷毛受 到機械力時，完全精確於邊界層分開，根據輔助淸淨之截 面，相對面邊緣上有毛尾。如此分開之刷毛於圓周面更有 效，與習知刷毛毛尾擴展比較，可再成爲單絲形具密束， 毛尾效果僅源於軸向或徑向壓力。故介質受壓吸收沾於塗 面。 根據一較佳例，單絲之聚合物母體決定刷毛或齒間清 潔器之物化特性，第二聚合物置入母體中成薄層。第二聚 合物形成之邊界層具減低之次結合力。 如此所製刷毛之毛尾具習知刷毛之適當特性，分離時 形成極少細長部，不須再淸淨刷毛。所得清晰毛尾刷毛及 溝隙單絲可用於齒間淸潔器，如此可防止分離進行或溝隙 進行。母體聚合物及薄層可爲共聚物或聚合物混合。 若薄層包含至少部分母體之聚合物，可適當達成以上 優點。若聚合物或刷毛受力斷裂於最弱點，即薄層中央，. 但結果薄層中母體聚合物部分之黏著性，令鄰近毛尾防止 形成細長部。 較佳薄層厚度爲數。實際擠製測試顯示薄層可與 裝 ί 訂 線 (請先閱绩背面之注意寧項界/\5?本I ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公兹） -6- 4406 1 5 ___ Η' 五、發明説明（4 ) 母體聚合物共同擠製。 二聚合物可出現於薄層中大致平等部分。 幾何形狀特別界定係決定於齒間淸潔器或刷毛之所欲 特性《•因此，母體中薄層可延伸至單絲圓周，故單絲以極 有限施力即可分開》 另外，可令薄層終止於母體中距單絲圓周一段距離= 如此需要較大施力，較佳所得毛尾於邊緣區中包含母體材 料，即與刷毛或毛尾之包絡具相同磨耗特性。 單絲母體可選擇具第三聚合物放入母體中，主要用於 影響所成毛尾之強度特性。 一般就刷毛言，單絲可爲圓形或非圓形截面，或爲多 邊形，較圓形更具淸淨作用。 若薄層可走出至多邊截面之角，提供較尖緣、邊緣角 小於9 0 ° 。 代之薄層可走出至多邊截面之表面，可得約90°之 邊緣。 經濟部中央標準局負工消贽合作社印裝 根據一較佳例，母體包含聚醯胺及薄層聚烯烴，尤係 聚丙烯或聚乙烯。此材料配對於界面具適當高的次結合力 ，以防止處理及使用刷毛時撕開或鬆開。但面對強力平面 力作時聚合物聯合會撕開。 本發明以上述單絲製造刷毛之方法具以下步驟：共同 擠製至少二聚合物成一單絲：拉長並選擇穩定單絲，切割 單絲或適當長度之刷毛，對刷毛軸線橫向施加.機械力，使 刷毛於备用端沿著一定長度之邊界層切割。 本紙張尺度適用中國國家標率（CMS ) A4规格（210X297'i>t > 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4406 1 5 λ， ]M _ 五、發明説明（5 ) 另一適合以上述單絲製造刷毛及齒間淸潔器之方法具 以下步驟：共同擠製至少二聚合物成一單絲；對單絲軸線 橫向施加機械力對單絲·分離沿著邊界層一定局部長度以形 成短隙。 因此，單絲包絡中形成裂痕溝隙，用於容納介質。就 牙刷及齒間淸潔器，使用較多牙膏或防菌牙齒配方。利用 溝隙作用，單絲包絡可增加粗度。 同樣措施可自然應用於單絲切成長度之刷毛。溝隙位 置與溝隙分支可匹配至刷毛長度，以防止或平面促成刷毛 端之分開β例如僅刷毛端可分開。包絡上之溝隙可用於毛 尾磨損後令刷毛分開。隨著結合層之數目及性質，對應毛 尾數形成於刷毛之使用端。 就齒間淸潔器，完成之方法可對於單絲橫向施加機械 力之時或之後擾亂單絲軸向。因此長度向溝隙區及限制溝 隙之長條分成鼓起。所得齒間淸潔器之直徑隨長度改變且 平順變化，具有彈性變形鼓起。轉動齒間淸潔器時，長條 邊緣可作用於牙齒。 機械力較佳作用於單絲或刷毛圓周之較大部分，以確 保施力於聚合物所有邊界層。 較佳以衝力令單絲產生溝隙或刷毛分開。代之，可使 用擠力或扭力。此力作用於切割定長之刷毛，同時至刷毛 群’即刷毛束，在於固定至牙刷之刷毛載體前後。 較佳刷毛於使用側端處圓化。此可於分開前後完成。 根據方法另一較佳例，分開後所得數端具有標示以光學指 I I I 1 H II 線 (請先閱讀背面之注意事項^本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（2I0X297公浼） -8 - 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 ___B7 五、發明説明（6 ) 示可用長度。此告知使用者刷毛已磨損至標示，即分開端 磨損後使用特性突然改變，致整個刷毛更硬之截面開始作 用。分開端亦變更短，-更具機械侵略性。此指示尤適合於 牙刷、個人保健刷具等。 圖式簡要說明 圖1至5爲單絲不同截面。 圖6爲刷毛具分開之使用側端。 圖7爲刷毛或齒間淸潔器具溝隙包絡。 圖8爲單絲截面另一形式。 圖9爲齒間淸潔器另一型式。 主要元件對照表 ----------^-----：--11----- (請先閱讀背面之注意事項^-，纟巧本頁) 1 單絲 2 母體 3 薄層 4 圓周面 5 線狀結構 6 刷毛 7 毛尾 8 溝隙 9 溝隙 10 長條 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- r 經濟部中央標隼局貝工消f·合作社印聚 44 06 1 5 Λ7 ____ ΒΊ —______ 五、發明説明（7 ) 較佳實施例說明 圖1單絲爲圓形截面，係擠製至少二聚合物製成。其 包含聚合物母體2決定、刷毛特性。及薄層3以幾何形狀放 入，此例形狀爲十字，並包含不同聚合物或與母體2聚合 物之混合體。在單絲縱向延伸之正交處結合力降低。所示 例中，薄層3走出至單絲圓周面4，但可終止於一短距離 刖0 母體2聚合物可爲聚醯胺（PA)，而薄層3如具 PA/P P之PA/P E聚合物混合體。 圖2例中薄層3以三叉呈形式放入母體2，圖3爲多 邊形單絲，即之角截面。本例中，所結合之薄層由中心向 外延伸，走出於多角形之角。如此自然終止於角落間表面 〇 圖4例中擠製具母體2之單絲1，具數可能聚合物之 中另一聚合物完全放入母體。例如可爲線狀結構5，在製 成刷毛或其分開或分隙後，影響所成毛尾之彎曲特性或強 度。圖8顯示母體2截面具有四等圓扇形及一不同中央芯 〇 圖5顯示扁平矩形單絲1，其中薄層3爲格柵狀，故 由單絲可製造多數矩形毛尾。 圖6所示刷毛6中，施加機械力使刷毛6使用側端分 開，故得個別毛尾7，其形狀對應形成母體2之單絲區。 隨母體2爲薄層3分割，形成同數毛尾。.可用圖6橫線光 學標示毛尾之可用長度。 I I I 裝 I I I i 訂 I ί I 腺 {請先閲讀背而之注意事項再.4ΐ>:···ϊ本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 4Τ406 1 5 五、發明説明（8 ) 圖7例中，機械力加至具相同間隙之單絲圓周面’或 至刷毛距使用側端一距離。經由層厚及力大小及/或施加 頻率可確保單絲包絡或·刷毛6僅於局部有限長度撕開，形 成溝隙8、9及1 0。溝隙大致成列，即薄層3所形成區_ 域中。此變化例中溝隙撕裂於刷毛端，伴隨形成毛尾。毛 尾隨刷毛磨損增加而經常改型。 圖7單絲可用任意長度爲齒間淸潔器。溝隙可容納牙 膏或抗菌劑。若爲齒間淸潔器，建議軸向擾亂單絲如圖9 示，故界定溝隙9之母體長條1 0向外鼓起。 所有母體聚合物例可於薄層3界定各式截面部2中染 上不同色。 ----------裝— \—/ (請先閱讀背面之注意事項具&寫本頁) 線 經濟部中央標率局Μ工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格< 210Χ297公趄） -11 -

Claims (1)

1. 經濟部中央樣準局貝工消費合作杜印製 ir 4406 1 5 A8 8T1 1828S ?8 D8 六、申請專利範圍 ，1 \ 一種，單絲」，具降低次結合力，來自至少二共同擠 製聚合物，供製造刷毛或齒間淸潔器，受機械力可軸向分 隙，特徵在於1|絲具至-少二聚合物共同擠製成幾何規則安 排，令平面邊界層延伸於軸向，其中降低次結合力。 2 .如‘审請專利範圍第1項之單絲，特徵在於單絲具 聚合物母體決定刷毛及齒間淸潔器之物化特性，第二聚合 物以薄層形式放入母體中。 3 .如申請專利範圍第2項之單絲，特徵在於母體具 共聚物或聚合物混合物 4 .如申請專利範圍第2或3項之單絲，特徵在於母 體中薄層具共聚物或聚合物混合物。 5 .如申請專利範圍第2項之單絲，特徵在於薄層之 聚合物降低次結合力。 6 _如申請專利範圍第1或2項之單絲，特徵在於薄 層包含母體之聚合物一部分。 ’ 7 如申請專利範圍第6項之單絲，特徵在於二聚合 物出現於層中大致相等部分。 8 .如申請專利範圍第2項之單絲，特徵在於薄層厚 度爲數A m。 9 ·如申請專利範圍第1或2項之單絲，特徵在於母 體中薄層延伸至單絲圓周。 I 0 .如申請專利範圍第1或2項之單絲，特徵在於 母體中薄層終止於距單絲圓周一距離處。 II ‘如申請專利範圍第1或2項之單絲，特徵在於 本紙張尺度逍用t國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 12 ' 裝 訂 線 (請先聞讀背面之注意事項一本頁) 經濟部中央棵準局貴工消费合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 單絲母體具第三聚合物放入母體中。 1 2 .如申請專利範圍第2項之單絲’特徵在於母體 之聚合物與薄層之聚合_物爲不同顏色。 1 3 ·如申請專利範圍第1項之單絲，特徵在於單絲 之截面與圓形有別。 1 4 ..如申請專利範圍第1 3項之單絲，特徵在於單 絲爲多邊形截面。 1 5 ·如申請專利範圍第2或1 4項之單絲，特徵在 於薄層走出至多邊形截面之角落。 1 6 .如申請專利範圍第2或1 4項之單絲，特徵在 於薄層走出至多邊形截面之表面。 1 7 .如申請專利範圍第1或2項之單絲，特徵在於 母體包含聚醯胺，薄層爲聚烯烴。 1 8 . —種製造刷毛之方法，利用申請專利範圍第1 項之單絲，特徵在於至少二聚合物共同擠製成單絲，並切 割成適當長度之刷毛，刷毛於使用端沿邊界層有限長度分 開，係以機械力橫向作用於刷毛軸線》+ 1 9 . 一種製造刷毛之方法，利用申請專利範圍第1 項之單絲，特徵在於至少二聚合物共同擠製成單絲，單絲 拉伸並選擇地穩定，洽邊界層局部有限長度上分隙以形成 短溝隙，係以機械力橫向作用於單絲軸線。 2 0 .如申請專利範圍第1 9項之方法，特徵在於橫 向於軸線施加機械力名時或之後於單絲軸向擾亂單絲。 21 .如申請專利範圍第18或19項之方法，特徵 本紙張尺度適用中國國家輮準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13 - ^ — -1/ (請先閎讀背面之注意事項"-L寫本頁) 訂 線 ^4 06 1 5 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 在於機械力作用之單絲或刷毛圓周之較大部分。 2 2 ,如申請專利範圍第1 8或1 9項之方法，特徵 在於以衝力令單絲或亂毛分開或分隙。 2 3 ·如申請專利範圍第1 8或1 9項之方法，特徵 在於以擠力令單絲或刷毛分開或分隙。

   (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 2 4 .如申請專利範圍第1 8或19項之方法，特徵 在於以扭力令單絲或刷毛分開 2 5 .如申請專利範圍第 在於在分開前令刷毛使用側端_〜- 2 6 .如申請專利範圍第1 8項之方法，特徵在於在 分開後令刷毛使用側端圓化。 2 7 .如申請專利範圍第18項之方法，特徵在於因 分開而生刷毛數毛尾距其端處一定距離，以標示光學指示 可用長度。 2 8 . —種刷具，包含一刷毛載體及固定其上之刷毛 ，其中至少一部分刷毛由申請專利範圍第1或2項之單絲 製成，根據第18或19之方法。 經濟部中央揉準局男工消费合作社印策 2 9 .如申請專利範圍第2 7項之刷具，特徵在於分 開刷毛之數端具標示指示其可用長度。 3 —種齒間淸潔器，由申請專利範圍第1或2項 之單絲製成，根據第1 8或2 0項之方法，特徵在於齒間 淸潔器於其圓周上等距處分隙。 3 1 .如申請專利範圍第3 0項之齒間淸潔器，特徵 在於齒間淸潔器於溝隙區鼓起。 本紙張尺度逋用中画國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） '14 -