CN107898126A - 一种复合型除垢牙刷丝及其制备方法 - Google Patents
一种复合型除垢牙刷丝及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种复合型除垢牙刷丝及其制备方法。本发明所提供的复合型除垢牙刷丝是一种通过共混熔融以及纺丝得到的、在树脂材料基材表面含有研磨材料颗粒的复合型牙刷丝。在刷牙过程中,所述复合型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,从而除去牙齿表面、牙缝中,以及牙龈上的菌斑以及色渍等污垢,以实现牙齿的清洁。同时,本发明复合型除垢牙刷丝的制备方法工艺简便,适于规模化生产。
Description
技术领域
本发明涉及口腔护理用品领域,具体而言,涉及一种复合型除垢牙刷丝及其制备方法。
背景技术
自古以来,人们对于牙齿的清洁和健康就非常关注,世界上不少古老文明都有以嫩枝或者小木片揉搓牙齿进行清洁的做法,另一种常见的清洁方法则是以小苏打揉搓牙齿。
根据美国牙医学会的资料显示,世界上第一把牙刷是由明孝宗于1498年发明,是将短硬的猪鬃毛插进一把骨制把手上所形成的简易结构牙刷。西方清洁牙齿的传统做法则是使用碎布揉搓牙齿,这种方法至少自古罗马时代已经出现。现代牙刷的雏形在17世纪才出现,在19实际才广泛流行。1938年杜邦化工推出以合成纤维替代动物鬃毛的牙刷,第一支以尼龙纱线做刷毛的牙刷也同年上市。
目前,常用的牙刷丝主要由尼龙或者聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂制备,主要分为软、中、硬三种类型,也有一些牙刷对于牙刷丝的端部进行磨圆处理,从而在刷牙的过程中对牙龈进行按摩。牙刷常配合牙膏使用,而为了提高洁牙效果,往往会在牙膏中添加研磨颗粒,然而,这对于牙菌斑等牙垢仍然无法起到有效的清洁作用。
为了提高洁牙效果,现有技术中也做出了一定的探索和努力,例如在牙刷丝中增加其他成分以提高其硬度,然而,一方面,所增加的填充物质多为基体所覆盖,难以起到应有效果,另一方面,填充物质的硬度较低,对于牙垢,特别是牙菌斑、色渍等污垢难以去除。
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复合型除垢牙刷丝,所述的复合型除垢牙刷丝中,通过引入研磨材料颗粒,从而能够通过研磨颗粒与牙齿的摩擦以去除菌斑和色渍等污垢,起到有效的牙齿清洁效果。
本发明的第二目的在于提供一种所述的复合型除垢牙刷丝的制备方法,该方法制备方法工艺简便,适于工业化生产等优点。
本发明的第三目的在于提供一种包含本发明所述的牙刷丝的牙刷。
为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
一种复合型除垢牙刷丝,所述复合型牙刷丝的表面含有研磨材料颗粒;
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,所述研磨材料颗粒的硬度为290~300HV。
同时,本发明还提供了所述的复合型除垢牙刷丝的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
将树脂颗粒与研磨材料颗粒共混熔融、纺丝,得到复合型除垢牙刷丝。
优选的,本发明所述的复合型除垢牙刷丝的制备方法中,树脂颗粒与研磨材料颗粒的质量比为(70~85):(15~30)。
优选的,本发明所述的复合型除垢牙刷丝的制备方法中,所述树脂颗粒为尼龙或者聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂颗粒。
优选的,本发明所述的复合型除垢牙刷丝的制备方法中,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,本发明所述的复合型除垢牙刷丝的制备方法中,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 5~25份,MgO 3~15份,CaO 3~15份,ZnO 3~12份,K2O 1~10份,MgF2 3~15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:SiO225~35份,Al2O3 15~25份,B2O3 10~20份,MgO 5~10份,CaO 5~12份,ZnO 5~10份,K2O 3~10份,MgF2 5~12份,以及TiO2 2~4份。
优选的,本发明所述的复合型除垢牙刷丝的制备方法步骤(a)中,研磨的时间为5~8h。
优选的,本发明所述的复合型除垢牙刷丝的制备方法步骤(b)中,熔融的温度为1200~1500℃。
优选的,本发明所述的复合型除垢牙刷丝的制备方法步骤(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,本发明还提供了包含本发明所述的复合型除垢牙刷丝的牙刷。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明中,通过熔融复合的方式将研磨材料颗粒引入牙刷丝的表面,从而在刷牙的过程中,研磨材料颗粒能够随着牙刷丝的运动与牙齿表面和牙缝以及牙龈接触,并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,通过熔融复合,不仅能够提高研磨材料颗粒与牙刷丝基体的结合强度,同时也能够避免常规的粘合剂的使用,不仅能够降低成本,同时还能够减少污染,并避免可能存在的生物毒性;
进一步的,由于牙刷丝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,以本发明牙刷进行刷牙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。
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为本发明复合型除垢牙刷丝的结构示意图。
其中,图1中,1-牙刷丝树脂材料基体,2-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牙齿清洁的效果不理想,且对于菌斑、色渍等污垢难以去除等问题,本发明特提供了一种新型的复合型除垢牙刷丝,并通过在牙刷丝基体上引入研磨材料颗粒的方法,提高牙刷丝的强度和硬度,从而起到牙齿清洁的作用效果。
具体的,本发明所提供的复合型牙刷丝,是一种通过将牙刷丝基材树脂颗粒与研磨材料颗粒混合熔融,然后采用纺丝工艺所制备的表面含有研磨材料颗粒的复合型牙刷丝;
其中,所述研磨材料颗粒是以SiO2、Al2O3、B2O3、MgO、CaO、ZnO、K2O、MgF2,以及TiO2为原料所制成的玻璃陶瓷粉体;
优选的,所述牙刷丝基材树脂颗粒为尼龙或者聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂(PBT);
优选的,所述研磨材料颗粒的硬度为290~300HV。
如上所述的复合型牙刷丝中,通过与牙刷丝基材树脂颗粒共混熔融以及进一步的纺丝挤出,可以使得研磨颗粒嵌入牙刷丝的表面(也有部分研磨材料颗粒会被牙刷丝的树脂材料基材所包覆,而这也能够增强牙刷丝的强度),因而,在刷牙的过程中,研磨材料颗粒(更具体的,是嵌入牙刷丝树脂基体表面的研磨材料颗粒露出的部分)能够随着牙刷丝与牙齿表面摩擦,也能够随着牙刷丝进入牙缝中,进行深度清洁,并去除牙齿和牙缝中的菌斑、色渍等污垢。
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;MgF25~15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:SiO230~40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,K2O5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,就是以树脂颗粒和研磨材料为原料制备复合型除垢牙刷丝,主要采用工艺为熔体纺丝,即将树脂颗粒与研磨材料颗粒共混熔融、纺丝;
优选的,此步骤中,是将树脂颗粒与研磨材料颗粒混合均匀后,放入坩埚等容器中,并置于200~300℃的电阻炉中,使得树脂颗粒熔融,并优选的在熔融过程中进行搅拌混合,使得熔体与研磨材料颗粒混合均匀,然后,将熔体通过喷丝孔挤出,形成熔体细流;熔体细流冷却固化,即得到复合型除垢牙刷丝;
在挤出过程中,与树脂颗粒熔体混合的研磨材料颗粒会嵌入所挤出熔体细流的表面,并在固化后形成表面含有研磨材料颗粒的牙刷丝;
同时,部分研磨材料颗粒也会嵌入熔体细流的内部,并在固化后被树脂所包覆,可以起到增强牙刷丝树脂基体强度的作用;
优选的,所述树脂颗粒为尼龙或者聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂颗粒;
优选的,树脂颗粒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复合型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。
将研磨材料颗粒与尼龙66树脂颗粒混合,然后装入坩埚中,置于300℃高温电阻炉中熔融,并在熔融过程中搅拌;然后,将熔体通过喷丝孔挤出,形成熔体细流;熔体细流冷却固化,即得到复合型除垢牙刷丝;
其中,研磨材料颗粒与尼龙66树脂颗粒的质量比为30:70。
实施例1方法所制备的复合型除垢牙刷丝的结构可参考图1,即本发明所提供的牙刷丝为牙刷丝树脂材料基体1表面含有(嵌入有)研磨材料颗粒2的复合型除垢牙刷丝;同时,牙刷丝树脂材料基体1内同样包覆有研磨材料颗粒2。
实施例2
按照质量份数,20份SiO2、30份Al2O3、25份B2O3、3份MgO、15份CaO、3份ZnO、10份K2O、3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。
将研磨材料颗粒与尼龙612树脂颗粒混合,然后装入坩埚中,置于280℃高温电阻炉中熔融,并在熔融过程中搅拌;然后,将熔体通过喷丝孔挤出,形成熔体细流;熔体细流冷却固化,即得到复合型除垢牙刷丝;
其中,研磨材料颗粒与尼龙66树脂颗粒的质量比为15:85。
实施例3
按照质量份数,40份SiO2、10份Al2O3、5份B2O3、15份MgO、3份CaO、12份ZnO、1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。
将研磨材料颗粒与聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂颗粒混合,然后装入坩埚中,置于250℃高温电阻炉中熔融,并在熔融过程中搅拌;然后,将熔体通过喷丝孔挤出,形成熔体细流;熔体细流冷却固化,即得到复合型除垢牙刷丝;
其中,研磨材料颗粒与聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂颗粒的质量比为20:80。
实施例4
按照质量份数:25份SiO2,25份Al2O3,20份B2O3,10份MgO,12份CaO,5份ZnO,3份K2O,12份MgF2,以及4份TiO2,分别称量适量各原料;
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。
将研磨材料颗粒与聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂颗粒混合,然后装入坩埚中,置于270℃高温电阻炉中熔融,并在熔融过程中搅拌;然后,将熔体通过喷丝孔挤出,形成熔体细流;熔体细流冷却固化,即得到复合型除垢牙刷丝;
其中,研磨材料颗粒与聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂颗粒的质量比为25:75。
实施例5
按照质量份数:35份SiO2,15份Al2O3,10份B2O3,5份MgO,5份CaO,10份ZnO,10份K2O,5份MgF2,以及2份TiO2,分别称量适量各原料;
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。
将研磨材料颗粒与聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂颗粒混合,然后装入坩埚中,置于260℃高温电阻炉中熔融,并在熔融过程中搅拌;然后,将熔体通过喷丝孔挤出,形成熔体细流;熔体细流冷却固化,即得到复合型除垢牙刷丝;
其中,研磨材料颗粒与聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂颗粒的质量比为25:75。
实验例1
分别将实施例1-5所制备的复合型除垢牙刷丝装配在牙刷头上,并得到对应的5种牙刷;
选择因长期吸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)
1.一种复合型除垢牙刷丝,其特征在于,所述复合型除垢牙刷丝的表面含有研磨材料颗粒;
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,所述研磨材料颗粒的硬度为290~300HV。
2.权利要求1所述的复合型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:
将树脂颗粒与研磨材料颗粒共混熔融、纺丝,得到复合型除垢牙刷丝。
3.根据权利要求2所述的复合型除垢牙刷丝的制备方法,其特征在于,树脂颗粒与研磨材料颗粒的质量比为(70~85):(15~30)。
4.根据权利要求2所述的复合型除垢牙刷丝的制备方法,其特征在于,所述树脂颗粒为尼龙或者聚对苯二甲酸四次甲基酯树脂颗粒。
5.根据权利要求2所述的复合型除垢牙刷丝的制备方法,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所述的复合型除垢牙刷丝的制备方法,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 5~25份,MgO 3~15份,CaO 3~15份,ZnO 3~12份,K2O 1~10份,MgF2 3~15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 25~35份,Al2O3 15~25份,B2O3 10~20份,MgO 5~10份,CaO 5~12份,ZnO 5~10份,K2O 3~10份,MgF2 5~12份,以及TiO2 2~4份。
7.根据权利要求5所述的复合型除垢牙刷丝的制备方法,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所述的复合型除垢牙刷丝的制备方法,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所述的复合型除垢牙刷丝的制备方法,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所述的复合型除垢牙刷丝的牙刷。
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