[发明专利]生物降解尖细丝牙刷毛的制备方法

说明书

本发明公开了一种生物降解尖细丝牙刷毛的制备方法，包括原料优化组合共混、牙刷丝的制备、牙刷丝的结晶热处理和牙刷丝头部锥体等四个步骤。本发明使用生物降解材料制备牙刷丝，能够实现牙刷包括牙刷柄和刷丝全生物降解；利用组合的生物降解树脂能够实现刷丝回弹性和耐温性的综合突破，采用生物酶降解腐蚀牙刷丝尖部，相比现有的采用强酸强碱化学腐蚀的技术更加环保，对环境更加友好。

技术领域

本发明涉及生物降解刷丝技术领域，尤其涉及一种生物降解尖细丝牙刷毛的制备方法。

背景技术

牙刷是人类生活不可缺少的日常消耗用品，使用量极其庞大。目前人们常用的牙刷丝多采用尼龙(PA)、聚丁二醇对苯二甲酸酯(PBT)、聚丙烯(PP)等高分子材料，牙刷柄也多采用AS、PS、PP以及TPU等高分子材料。这类材料都是不可降解的材料，能在自然界存在几百上千年。这类材料在方便人们的生活的同时，也对自然界形成很大的污染。随着环境保护的要求原来越高，生物降解材料逐步走入人们的日常生活。

生物降解材料是一类能够在堆肥和自然常态环境中能够经过一系列物理化学变化，最终变化成二氧化碳和水，最终对自然界无毒无害。目前已经规模化生产的生物降解材料有PBS、PLA、PBAT、PHA等，这些材料具有生物降解性能的同时，也具有高分子材料的一些不同特性，如可熔融加工性，不同材料具有不同的柔韧性、刚性等机械性能，通过不同的共混组合，可以制备不同的产品。

由于牙刷丝的生产工艺复杂，刷丝有耐温、弹性、磨尖等要求，采用生物降解材料来制备，一直没有突破，不能成为真正意义上的全生物降解。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种生物降解尖细丝牙刷毛的制备方法，使用全新的生产工艺技术，同时又利用现有的牙刷丝生产设备，实现完全意义上的生物降解，缓解环境压力。

根据本发明实施例的一种生物降解尖细丝牙刷毛的制备方法，包括以下步骤：

S1：原料优化组合共混：采用生物降解树脂优化组合熔融共混，并加入滑石粉、抗氧剂、润滑剂和成核剂来调节刷丝的回弹性、刚性，以及耐温性能，保持牙刷丝的耐温性能在70～100℃之间；

S2：牙刷丝的制备：使用共混后的原料，加入单螺杆挤出机后，经过塑化挤出、喷丝、冷却、一级拉伸、二级拉伸、定型、卷绕工序，制备不同粗细的牙刷丝；

S3：牙刷丝的结晶热处理：将制备好的牙刷丝，放入烘箱中，升温结晶处理，冷却后，切断、梳直、包装；

S4：牙刷丝头部锥体：将制备好的刷丝切成单丝，末端部分垂直浸泡在生物酶溶液中，在一定的pH值、浓度、温度、时间充分降解腐蚀，至规定尺寸，并经过中和、清洗、干燥、整理包装，牙刷植入刷丝后再经过磨毛机械进行研磨,使表面光滑。

优选的，所述步骤S1中的生物降解树脂为可降解的脂肪族聚酯，所述脂肪族聚酯为PBAT(聚丁二醇己二酸对苯二甲酸酯)、PBS(聚丁二醇丁二酸酯)、PBST(聚丁二醇丁二酸对苯二甲酸酯)、PLA(聚乳酸)、PHA(聚羟基脂肪酸酯)、淀粉中一种或者多种。

优选的，所述生物降解树脂为PBS和PLA组合物，其质量比为20:80，所述PLA为高结晶度聚乳酸。

优选的，所述可生物降解树脂熔融指数(190℃，2.16kg)小于20g/10min。

优选的，所述步骤S2中的的制备生产线一级拉伸和二级拉伸采用热风或者水槽控温的方法。

优选的，所述步骤S3中的升温结晶处理，采用逐级升温处理的方法，分别在50℃、70℃、90℃、100℃各处理2小时，保证结晶处理的完全度和控制刷丝最小的变形程度。