[发明专利]具有粘土或二氧化硅添加剂的锥形刷鬃丝及用它制造的刷子

说明书

发明领域

本发明涉及变形锥形长丝。具体地说，本发明涉及热塑性聚合物的锥形长丝，其具有粘土或二氧化硅添加剂以增加长丝表面并改善当用于刷子应用时涂料的沾取(pickup)和释放(release)性能。

发明背景

由热塑性聚合物生产的合成长丝长期以来在漆刷制造中被用作诸如猪鬃之类天然鬃丝的代用品。这些热塑性聚合物与天然鬃丝相比具有在成本、质量均一和性能方面的优点，尤其在现代漆刷中，随着油漆从溶剂型向水性的转变，情况更是如此。热塑性长丝常常做成锥形的，从而提供一个大直径端(粗端)，它被夹裹在刷子的套圈内，同时提供一个位于漆刷顶端的较小直径端(尖端)。

合成长丝可由各种各样热塑性聚合物生产，包括聚酰胺、聚酯(美国专利3,706,111)以及聚烯烃，做成各种各样构型，包括实心和空心，以及各种各样断面，包括圆形、椭圆、三腔、四腔、叶状(美国专利4,279,053和4,376,746，加拿大专利1,007,032)，或者可含有大量孔隙。通过对不同的聚合物种类、构型和断面的组合进行实验，该领域已做了大量工作以期改善漆刷的沾取和释放性能。然而，尽管有过去在本行业中引入的所有有关这方面的发明，但是目前质量最高、性能最好的专业刷子依然要算由尼龙6，12的锥形实心圆形长丝(特别是由杜邦公司按商品名TYNEX^长丝销售的长丝)与聚对苯二甲酸丁二醇酯锥形实心圆形长丝(特别是由杜邦公司按商品名OREL^长丝销售的长丝)共混所生产的。

美国专利5,032,456公开一种微孔长丝，旨在更好地模拟涂漆用天然猪鬃的表面。该长丝具有多孔表面，以改善沾漆和蘸漆性能，但是未显示任何在释漆性能方面的改善。正是由于表面上有这些孔隙，用这种长丝制造的刷子难以清理，致使这样的长丝未能在当前上等专业刷子中获得应用。在美国专利5,128,208中，利用一种容易分劈(flagged)的长丝来改善在油性漆中的沾漆性能。然而，这样的长丝是不受青睐的，因为很难做到成尖(tip)而不分劈，而且不能提供在释漆性能上的改善，特别是对水性漆的释漆性能。美国专利4,279,053公开一种三腔和四腔长丝，以提供改善的分劈并降低长丝的密度。虽然这些长丝改善了分劈问题，从而可以改善刷子的沾漆性能，但是三腔长丝不具备用于上等专业刷子所要求的硬挺度和弯曲回复。

过去，在将各种不同粒度、各种不同量的粘土或二氧化硅加入到尼龙和聚酯长丝和纤维中以改善诸如强度、断裂韧性或磨耗性之类的物理性能方面做了有意义的工作。杜邦公司销售一种磨蚀长丝，商品名为TYNEX^A，它含有硅酸铝，但它不是制成锥形，而且未用于或建议用于漆刷。美国专利5,727,106公开了，将粘土作为抛光剂加入到尼龙和聚酯均匀(非锥形)长丝中，以制造牙刷。但是，该公开物并未考虑沾取和释放性能或粘土添加剂在涂布用锥形长丝中的应用。粘土或二氧化硅也曾被加入到长丝和纤维中以更好地模拟天然鬃丝的表面外观和感觉，然而尚未见到有关将粘土加入到漆刷用的或其他涂布用途用的锥形长丝中的工作。再有，尚没有任何一种锥形长丝显示过在沾漆和释放和漆条长度方面有像本发明这样程度的改进。

发明概述

本发明提供一种采用按组合物总重量计0.1％～10wt％粘土或二氧化硅添加剂生产的改进的聚合物锥形刷鬃丝。粘土添加剂改变了长丝表面，并改善当用于例如漆刷、睫毛刷、指甲抛光刷或化妆刷等的涂布领域时涂料在鬃丝上的沾取和释放性能。

附图简述

图1是一根现有技术的刷鬃丝。

图2是一根本发明的刷鬃丝。

发明详述

本发明长丝是采用在实心锥形热塑性鬃丝的制造中通常用于长丝的挤出、拉伸和成锥形的设备制备的。为生产锥形长丝，长丝的拉伸可按照，例如美国专利2,418,492中所描述的方法实施，在此引入作为参考。

热塑性聚合物树脂粒料与粘土或二氧化硅添加剂进行共混。共混的树脂随后进料到挤出机中，它将热塑性树脂熔融并传送熔融的聚合物。粘土按照组合物总重量的0.1％～10wt％的装填比例加入。装填比例若低于组合物总重量的0.1wt％，则达不到所要求的性能特征。装填比例超过10％，可能导致挤出过程偏离最佳状态，例如出现断丝或长丝拉伸困难。本发明长丝的尤其优选实施方案含有占组合物总重量的约5wt％粘土或二氧化硅添加剂。