TW585753B - Thermoplastic monofilament for bristles - Google Patents

Description

585753 A7 ____B7 五、發明説明（1 ) 本發明係關於毛刷用熱塑性纖絲，其於使用期間內暴 於極度濕氣下。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 毛刷用熱塑性纖絲材料用於許多不同類型的刷、油漆 刷之類。它們因爲用於刷、漆、硏磨、施用媒質之類的功 能性用途及因爲使用條件或使用地點而使得物理和化學載 量差異大。這些條件特別包括使用輔助劑，如：淸潔劑、 潔淨劑、化妝品、水之類。使用地點可能具有常態高濕度 ，藉此防止濕氣輔助劑乾燥。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，刷毛必須具有符合這些高度差異需求的性質。 以牙刷作爲例子，說明這些不同需求，其中，刷毛的直徑 極小，介於約0 · 0 5和0 . 4毫米之間，且彼此之間的 距離小並緊密包裝成束。牙刷刷毛必須具有良好彎曲性質 ，以能夠在純彈性範圍內彎曲及回到初位置而不會變形（ 彎曲回復）。因爲多次不同移動和與使用者有關的個體潔 淨牙齒之不同的施壓情況，刷毛必須在回復彎曲應力的情 況下具有良好疲勞強度及用於適當使用期間內的長期安定 性。塑膠材料結構必須使得刷毛可於機械或熱製造程序加 工，特別是用將刷毛安置於刷毛載體上。最後，刷毛於使 用時必須呈圓形以提供保護效果及在牙齒表面和齒間的足 夠刷洗作用且不會因爲過硬、尖銳之類而損及琺瑯質也不 會損及牙床。 因爲牙刷須要緊密的刷毛束，所用輔助劑（如：牙膏 、水·.等）和使用地點（如：浴室）之空氣中的過度濕 氣會使得刷毛持續暴於濕氣中。因爲密實的刷毛束和常態 585753 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（2 ) 條件而使得乾燥緩慢。 如由先前的天然刷毛已注意到者，過度水氣使得刷毛 變弱。將這樣的失效情況稱爲、濕損壞〃（ U S 2 3 0 9 0 2 1 )。天然刷毛的此失效情況主 要是因爲天然油脂於淸洗和潔淨時消耗，此油脂扮演存活 生物的疏水角色。藉牙齒淸潔劑和刷毛之間的水解交互作 用和藉由牙齒淸潔劑中的磨蝕顆粒進一步強化牙刷的效果 。試圖藉由天然刷毛的表面化學處理而克服此、、濕損壞〃 情況。 因前述因素，在高品質熱塑性材料可資利用時，牙刷 的天然纖維僅能以合成塑膠材料代替。目前，用於牙刷的 刷毛多使用高品質聚醯胺，特別是P A 6 . 1 0或 6 · 1 2。這樣品質的聚醯胺相當昂貴，這些高品質聚醯 胺用於其他應用更爲昂貴。 雖然高品質聚醯胺的強度性質極佳，但它們會吸收大 量濕氣，此會損及有利的強度性質。強度降低導致刷毛失 效，因爲水氣迅速滲入刷毛核心，所以，直徑越小，越快 失效。目前，牙刷的一般特徵在於刷毛硬度，如：軟、中 等或硬，其主要取決於刷毛直徑。使用一段時間之後，因 爲水氣的影響，此特徵和分級損失其有效性。因爲水氣促 進細菌生長，此須更長的乾燥時間，實際上無法達成’所 以，水氣吸收和留滯於刷毛間隙中也會導致明顯的衛生問 題（U.S.News&WorldReport 1 2 . 1 0 . 8 7 ’ 8 8 頁 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 585753 A7 ____ B7 五、發明説明（4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 聚合物混合物（聚合物摻合物）幾乎不變地形成多相 系統，此如自金屬合金已知者。混合時，它們的行爲與許 多低分子量材料不同（後者，如：溶解並形成單相系統） 。其原因在於：在混合相中，類似巨分子中的凡得瓦耳分 子交互作用、偶極和氫交互作用比不同聚合物之間的作用 力來得高。此外，在混合期間內，巨分子的成環（丨◦ 〇 P i ng)成度和熇提高有其重要性，因爲立體效應，巨 分子的成環程度比低分子物質來得小。 經濟部智慧財產局8工消費合作杜印製 用於熱塑性聚酯和聚醯胺之摻合物，兩種聚合物的極 性基團對於混合性質都有正面效應。不同鏈段長度是多相 趨勢的基礎，如果要維持混合物含括的組份之技術物理和 化學性質且具有高結合力（對P A / P E而言是如此）， 此爲所欲情況。這是因爲，相對於均勻摻合物，混合相 P A / P E形態大多展現各組份的自然結晶度，使得形成 摻合物的聚合物正面性質得以維持。P A / P E摻合物纖 絲的剛性不及純聚酯，但，緩衝行爲優於尼龍。此混合相 具有類似於分散液的特徵，此解釋了衝擊強度與純混合組 份相仿的情況。 用於熱塑性纖絲壓出之摻合物的聚合物部分可以視刷 毛要求地作最適調整。可視刷毛直徑和長度及刷毛確實使 用類型（牙刷.、按摩刷、手刷、化粧刷、油漆刷..等） 地調整彎曲行爲和彎曲回復。也可以視使用地點、使用介 質（牙齒淸潔劑、潔淨劑、水......等）和常態條件（乾 燥或水氣環境、水氣於刷毛束中之留滯··…··等）地調整 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -7- 585753 A7 ___B7 五、發明説明（5 ) 物理和化學條件。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 可以在大範圍內改變混合比（P A / P E )，不會明 顯損及混合相的安定性。P A / P E混合物可以是，如： 質量比介於1 0 - 9 0和9 0 / 1 〇之間，以質量比介於 2 0/8 0和8 0/2 0之間爲佳。 如果彎曲強度和其於極端濕潤條件下的使用壽命是最 重要的要求，提高P E部分，降低P A部分。適當的P A 構份改善乾燥態的彎曲回復率。反之，在極端濕潤常態條 件下的彎曲回復率會因P A構份高而受損（因爲p A的吸 水性較高）。如果刷毛的滑動品質和淸潔效果（磨蝕行爲 )最爲重要，增加P A構份，降低P E構份，此同時提供 欲潔淨表面和其周圍（如：琺螂質、牙床）保護處理。符 合牙刷要求之最適合的P A / P E混合關係是P A構份介 於1 0和3 0質量％之間，P E構份介於7 0和9 0質量 %之間。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，將使用位置的常態列入考慮，可依刷毛形狀調 整此混合比。混合比中的P E越高，刷毛截面越小，防止 水氣進入窄小的截面中但相對損及彎曲行爲和彎曲回復。 有利情況中，提高P E部分，降低P A部分，此與刷 毛的幾何形狀無關，刷毛使用地點的濕氣影響越強和/或 越持久。但是因爲有些應用希望刷毛吸收水氣以改善液體 應用介質與刷毛的結合力，所以此建議並非絕對。 熱塑性聚酯以聚對苯二甲酸烷二酯（P A T )爲佳， 其中，特別是可以使用聚對苯二甲酸乙二酯（P E T )或 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） - 8- 585753 A7 B7 五、發明説明（6 ) 聚對苯二甲酸丁二酯（p B T )或它們的混合物。 這些熱塑性聚酯因爲它們的技術性質及因爲比聚醯胺 (如：P A 6 · 1 2 ’至今被用來作爲牙刷刷毛）便宜得 多，所以特別適用於刷毛。 高比例P A T使得至少一部分高品質p a得以被較低 品質且較便宜的P A (如：p a 6 )所取代。 可以自較高品質聚醯胺（如：P A 6 . 1〇、 P A 6 · 1 2、P A 1 1、p a 1 2 )和較低品質聚醯胺 (如：P A 6、P A 6 · 6 )選擇混合物的聚醯胺組份， 此處必須將混合相的安定性列入考慮。 本發明亦係關於熱塑性纖絲，其爲至少二層共壓出材 料’其用於使用期間內處於極度濕氣下的刷毛。這樣的共 壓出材料中’至少一層由前述組成之聚合物混合物構成。 共壓出材料的兩層可以同心，即，核心和護套。或者 ’共壓出材料可以包含數種纖絲埋於定義纖絲外截面的第 二層中。此外’共壓出材料可含括核心（其僅定義一部分 周圍，第二層構成使周圍完整的部分，即，截面實質上可 爲矩形’其主要由一層構成），另一層僅形成角落。 無論共壓出材料的確實形狀爲何，其一層製自本發明 類型的聚合物混合物，第二層可以由單一聚醯胺或聚醯胺 混合物構成，或者反之。第二層亦可由熱塑性聚酯或這樣 的聚酯之混合物形成。 如果共壓出材料含括核心和護套，核心以由P A T或 聚伸烷酯混合物構成爲佳，而護套由聚醯胺或聚醯胺混合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、\u 口 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9 - 585753 A7 ———----B7 _ 五、發明説明（7 ) 物形成。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以牙刷刷毛爲例，核心實質上決定了彎曲行爲和彎曲 回復率，護套實質上提供施用分佈或潔淨介質的刷洗效果 。雖然追樣的刷毛護套吸收較多量的水，但是因爲濕氣影 響主要由核心決定（其大幅降低水氣吸收量），所以前者 受濕氣影響極小。 因爲核心與刷洗作用無直接關係，所以此核心亦可製 自一種熱塑性聚酯或聚酯混合物，護套具本發明之聚合物 混合物。本發明之聚合物混合物可以存在核心和護套中， 其中，可以增加核心中的p E或P A T部分和護套中的 P A部分。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之聚合物混合物的極佳剛性使得結構中之由此 混合物構成核心被製自任何聚合物（特別是P A或P A混 合物）的護套包覆。此使得護套有不同顏色，顏色原受限 於P E和P E混合物，此聚醯胺特別容易著色。材料組合 亦使得護套極薄。視應用而定，刷毛直徑可介於5 · 〇毫 米（用於粗刷，如：街道刷）和〇 . 1毫米（用於牙刷、 化粧刷· ·等）之間。刷毛直徑介於〇 . 5和5 . 0毫米 之間時，此護套厚度可介於0 · 〇 1和〇 . 5毫米之間。 用於直徑範圍0 . 1至0 . 3毫米的牙刷刷毛時，護套厚 介於1 0和5 0微米之間。此得以製成磨損顯示，其中， 隨著使用時間的增加，有色護套被移除，非彩色或不同顏 色的核心外露以告知使用者磨損程度。 決定安定性之本發明之聚合物混合物的性質使得三層 本紙張尺度適用中周國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10、 585753 A7 ---___ B7 五、發明説明（8 ) 共壓出材料結構得以被製造，其包含如：核心（含有 P A T或p A T混合物）、中間層（本發明之聚合物混合 物）及外層（彈料或彈料摻合物）。此處，特別建議共聚 醚酯，因其與中央層聚_部分的親和性。同樣在此情況中 ，外在可資利用的層提供符合刷、淸潔、按摩或施用介質 要求的最適條件。 最後’核心可以是中空核心以吸收介質及於刷毛的自 由端釋出介質。 由本發明之聚合物混合物或p A或P A混合物構成護 套時，含括核心和護套的刷毛之刷毛末端可經機械處理以 改善品質，特別是使其呈圓形而不尖銳。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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Claims (1)

1. 585753 A8 B8 C8 D8 9年3月/ 2日

   填請委員明示，本案修正後是否變更原實質内容 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ~、申請專利範圍 附件6a第9 1 105 194號專利申請案（修正後無劃線） 中文申請專利範圍修正本 民國92年3月12日修正 1 . 一種用於刷毛的熱塑性纖絲，其使用期間內處於 極度濕氣環境下，其中該纖絲包含至少一種聚醯胺（P A )和至少一種熱塑性聚酯（P E )之聚合物混合物，其特 徵在於混合比PA/PE中之PA部分爲10至30質量％及PE 部分爲70至90質量％。 2 .如申請專利範圍第1項之纖絲，其中，視使用刷 毛的技術功能性質以及使用刷毛功能的地點的常態條件而 選擇P A / P E混合比。 ’ 3 .如申請專利範圍第1或2項之纖絲，其中， P A / P E混合比中的P E部分越高，刷毛截面越小。 4 ·如申請專利範圍第1項之纖絲，其中，p A / P E混合比中的P E部分越高，刷毛使用地點的濕氣影響 越強和/或越持久。 5 ·如申請專利範圍第1項之纖絲，其中，熱塑性聚 酯是聚對苯二甲酸烷二酯（PAT)。 6 _如申請專利範圍第1項之纖絲，其中，熱塑性聚 酯是聚對苯二甲酸乙二酯（P ET)或聚對苯二甲酸丁二 酯（P B T )或它們的混合物。 7 ·如申g靑專利範圍第1項之纖絲，其中，聚醯胺（ P A )是高品質聚醯胺和低品質聚醯胺之混合物。 8 ·如申請專利範圍第1項之纖絲，其中，混合物的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羡） — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、!!· .dl 585753 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 聚醯胺組份選自P A 6 · 1 0、P A 6 · 1 2、 PA1 1、PA12 系列和 PA6、PA6 · 6 系列。 9 · 一種熱塑性纖絲，其爲至少兩層共壓出材料，用 於在極度濕氣環境下使用的刷毛，其中共壓出材料由彳亥心、 和護套所組成，及其中至少護套是由至少一種聚醯胺（ P A )和至少一種熱塑性聚脂（P E )之聚合物混合物所 組成，其特徵在於混合比PA/PE中之PA部分爲1〇至3〇 質量％及PE部分爲70至90質量％。 1 〇 ·如申請專利範圍第9項之纖絲，其中，核心係 由聚醯胺或高品質聚醯胺和低品質聚醯胺之混合物所組成 〇 \ 1 1 .如申請專利範圍第9項之纖絲，其中混合物的 聚醯胺組份選自P A 6 . 1 0、P A 6 . 1 2、 P A 1 1、P A 1 2 系列和 P A 6、P A 6 · 6 系列。 1 2 ·如申請專利範圍第9項之纖絲，其中，核心係 由如申請專利範圍第5或6項之熱塑性聚酯或該聚酯之混 合物所構成。 1 3 ·如申請專利範圍第9項之纖絲，其中，共壓出 材料由核心和護套所組成，其中核心由純P A T或聚伸烷 酯之混合物所構成。 1 4 ·如申請專利範圍第9項之纖絲，其中，核心亦 由聚酯混合物所構成，其中混合比PA/PE中之PA部分爲 10至30質量％及PE部分爲70至90質量％。 1 5 ·如申請專利範圍第9項之纖絲，其中，兩層共 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ：Ζ97公釐） -2 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨裝------1Τ--*---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 585753 A8 B8 C8 _P8 _____ 六、申請專利範圍 壓出材料中的至少一層有顏色，使得與其他層有光學差別 〇 1 6 ·如申請專利範圍第9項之纖絲’其中，核心直 徑介於0 · 1和5 · 〇毫米之間，護套厚度介於 〇 · 0 0 1和〇 · 5毫米之間。 1 7 ·如申請專利範圍第9項之纖絲’其中，牙刷或 化粧刷刷毛的核心徑介於〇 · 1和〇 · 3晕米之間，護套 厚度介於0 · 〇〇;[和〇 · 005毫米之間。 1 8 ·如申請專利範圍第9項之纖絲，其中，其係由 具核心、護套和彈料外層的三層共壓出材料所構成。 1 9 .如申請專利範圍第9項之纖絲，其中，核心·是 中空核心。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 本紙張尺度適用中國國家摞準（CNS)A4規格（210x297公釐）