[发明专利]制造硬毛的方法和装置

说明书

本发明涉及一种通过挤出和拉伸的途径制造硬毛的方法，其中硬毛由一至少单芯的芯部和一由热塑性塑料组成的外壳组成，并且芯部和外壳的材料具有不同的技术物理特性。

塑料硬毛通常通过挤出或纺丝制造成无端单丝的形式，并通过单丝或合并成股的单丝的切断得到，其次已知由一芯部和一外壳组成的塑料硬毛，以利用不同的材料特性或在透明外壳时利用不同的光学特性，例如用于消耗显示(DE 3400941 A1，US 3258805 A1，EP 0303202)。

如果外壳和芯部由热塑性塑料组成，那么它可以通过这两种材料的挤出制造(GB 2050156，WO 94/10539)。这样得到的无端材料必须在挤出时在仍处于软塑性状态下立即拉伸并在进行充分的冷却以后再次拉伸，以便通过分子的取向给材料赋予必要的弯曲刚性，同时又具有足够的弹性。因为像所希望的那样两种塑料具有不同的特性，在拉伸时它们的表现也不一样，因此在成品材料性能方面必须采取折衷方案。

此外已知(GB 2050156 A)，在塑料挤出时对于芯部断续地、对于外壳连续地输入，使得形成一种无端材料，在它里面埋着相互分开的芯部段。在芯部段之间外壳分别收缩。然后在收缩区域内可以将无端材料切断，以便得到分别带有一个芯部的单根硬毛。该芯部在其两端被外壳的材料覆盖。这种方法对于硬毛的制造可能是很有意义的，但是在可实施性方面却遇到困难。在挤出后强制性地必须进行的拉伸，在两个拉伸阶段的每一个内拉长1.5至10倍，这不能不导致在收缩处外壳材料的早期断裂。因为拉伸力不能传递到芯部材料上，这不得不造成分子不定向，最终使硬毛完全不能用。

本发明的目的是，推荐一种制造硬毛材料的方法，其中外壳提供在硬毛上应该具备的物理技术特性，而芯部应该具有各种任意的特性曲线。其次应该推荐一种实施这一方法的装置。

按照本发明这个目的通过这样的方法实现，使得芯部作为预制好的具有拉伸贮备量的无端材料输入，外壳挤出在行进中的芯部上。并在接着拉伸外壳时芯部拉伸贮备量的至少一部分被耗尽。

通过预制芯部的无端材料和其输入，以便接着挤出上外壳塑料，可以通过相应的材料选择或通过无端材料的种类和结构可以给芯部赋予几乎任意的特性。在对外壳挤出后立即热拉伸以及接着进行冷或热拉伸时给外壳赋予对于硬毛必要的在弯曲能力和重新立起能力方面的特性，而芯部的无端材料通过拉伸贮备量的耗尽可以跟随拉伸过程，并在某些情况下只有在这时才得到其最终的和希望的特性。与两种材料必须在熔化状态进行加工的复合挤出不同，在按本发明的方法中对于芯部也可以采用在熔化状态完全不能或至少不能和外壳材料结合在一起加工的材料。其中也可以是本身是对温度敏感的或含有对温度敏感的添加剂的材料，因为与外壳的聚合物熔液只是短时间接触，并且由于相对于单丝而言外壳的横截面较小，所以能较快地冷却。

用于芯部的无端材料的长度贮备可以用不同的方法实现，例如芯部以具有高延伸能力的无端材料的形式输入。为此特别是考虑具有橡胶形特性的材料，它在拉伸和冷却后在硬毛内产生一种预应力。由此具有与其芯部相比刚性好的材料的硬毛得到特别好的弯曲性能。

除此之外，芯部的无端材料也可以以非直线单丝的形式输入，其中拉伸贮备量通过单丝拉伸成几乎直线的形状部分或完全耗尽。

其次芯部的无端材料也可以以有波纹的、镦粗的或螺旋形的形状输入，并且拉伸贮备量由波纹、镦锻压缩比或螺旋线得到。如果拉伸贮备量只是部分耗尽，残留的波纹、镦锻压缩比或螺旋线便在外壳上复现出来，如果外壳与芯部无端材料紧密接触地挤出的话。这造成带有凹凸表面的硬毛，它具有很强的清理效果。

其次芯部的无端材料可以以编织过的、针织过的或并条的形式输入，其中外壳拉伸时芯部的无端材料也相应地拉伸。最后芯部可以以至少一根没有或仅仅部分拉伸过的塑料单丝输入，也就是说在外壳拉伸时具有足够的拉伸贮备量，以便跟着一起拉伸。

在外壳拉伸时整个拉伸贮备量可以都耗尽，为此无端材料在其结构和材料选择方面必须和外壳的塑料和需要的拉伸相应地匹配。

芯部也可以作为具有横截面削弱部位的无端材料输入，其中这些横截面削弱部位最好等距设置。在外壳拉伸时在拉伸贮备量耗尽后芯部的无端材料可能过度伸长直至多处断裂，因此在完工的硬毛材料中芯部以断续的段存在，而不是像在开头所述的现有技术中那样在拉伸时外壳断裂。如果横截面削弱部位等距地设置在芯部的无端材料上，其间距可以特别地与硬毛长度相吻合，使得每根硬毛具有至少一段芯部并且芯部材料在两端通过外壳材料覆盖。

在优先的结构中在芯部的无端材料上挤出由透明的或半透明的塑料，其中输入有利地带有与外壳不同颜色的芯部无端材料。