一种纳米碳晶牙刷及制作方法

文档序号:9734809
一种纳米碳晶牙刷及制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于牙刷技术领域,特别设及一种纳米碳晶牙刷及制作方法。
【背景技术】
[0002] 牙刷是人们日常必备的牙齿清理和护理工具,与口腔接触最为密切。牙刷部位中 最为重要的是牙刷丝,牙刷丝的材质和排列方式对牙齿的美白和牙銀按摩刺激有着重要的 作用。目前牙刷丝都是由高分子材料制备而成,虽然具有一定的疏水和硬度,但是容易卷曲 且无法恢复直立状,另外普通牙刷丝W及牙刷整体没有抗菌和抑菌效果。为了解决传统牙 刷使用寿命较短且容易滋生有害细菌的问题,人们对牙刷的材料和制造工艺进行了多种改 进。有的对牙刷丝进行了抗菌处理,在制造牙刷丝的材料中加入了抗菌抑菌的药物成分。有 的在牙刷丝中加入其它固体颗粒来提高其硬度W达到延长使用寿命的目的。有的对牙刷整 体进行了改进W方便清洗清洁来达到抗菌等目的。运些改进都有局限性,运些改进仅仅是 对其中的一个方面进行了改进,但是效果不明显且制造成本较高。

【发明内容】

[0003] 本发明的目的是提供一种结构简单、效果好且成本低的纳米碳晶牙刷及制作方 法。
[0004] 为实现上述目的,本发明采用W下技术方案:一种纳米碳晶牙刷,由牙刷本体和牙 刷丝组成,其中牙刷本体包括牙刷头和与牙刷头连接的手柄,牙刷头上均布有牙刷丝,牙刷 丝是截面为正六边形的柱体结构;牙刷本体中设有表面功能化处理的纳米碳晶;牙刷丝外 表面均布有表面功能化处理的纳米碳晶;手柄中部倾斜设置有四个环形凹槽,环形凹槽靠 近牙刷头的一侧设有一个拇指凹槽;牙刷丝纵向分布呈波浪形,牙刷丝横向分布呈银齿形; 纳米碳晶为类球形形貌,碳晶表面的C原子与内层金刚石相的C原子构成C原子的二聚体结 构,C原子的二聚体结构中的两个碳原子为非对称分布;纳米碳晶的平均粒径为R,Inm < R ^Onm;纳米碳晶的C含量为99~100〇/〇。
[0005] 进一步地,表面功能化处理的纳米碳晶通过W下步骤制得:将纳米碳晶置于质量 比1: (3~5)的浓HN化/浓也S化的混合液中,加热回流后进行离屯、沉淀,取沉淀物先用蒸馈水 洗涂至抑5.0~6.0,再用0.2~0.6mo化-1化細溶液洗涂的同时进行超声分散,然后用0.2~ 0.6mol[iHCl洗涂的同时进行超声分散,最后用去离子水洗涂后烘干得到表面功能化处理 的纳米碳晶。
[0006] 进一步地,牙刷头的顶面为拱形。
[0007] 进一步地,牙刷头通过倾斜设置的连接部与手柄相连接;连接部与牙刷头形成的 角度范围为120°~155°。
[000引进一步地,牙刷丝顶端的边缘处设有坡面。
[0009] -种纳米碳晶牙刷的制作方法,其特征在于:包括W下方法:(1)制备牙刷本体:1) 将表面功能化处理的纳米碳晶加入到尼龙原料中得到混合原料,其中纳米碳晶占混合原料 总重的0.5%~2.5%;2)将步骤I)得到的混合原料在110°C±2°C溫度下揽拌混匀,再将混匀 的混合原料加入造粒机中进行造粒制成牙刷本体;(2)制备牙刷丝:1)将牙刷丝原料接入喷 丝机,将喷丝口的内径设定为正六边形,进行喷丝;2)在喷丝机喷丝口处接入微粉压力喷涂 器,将表面功能化处理的纳米碳晶喷涂在步骤1)喷出的处于烙融状态的牙刷丝表面;3)步 骤2)中得到的牙刷丝制型得到牙刷丝成品;(3)将步骤(2)制备的牙刷丝安装到步骤(1)审。 备的牙刷本体上,得到纳米碳晶牙刷。
[0010] 进一步地,纳米碳晶的表面功能化处理方法如下:将纳米碳晶置于质量比1: (3~ 5)的浓HN03/浓此S〇4的混合液中,加热回流后进行离屯、沉淀,取沉淀物先用蒸馈水洗涂至 pH5.0~6.0,再用0.2~0.6mo 1L-I化OH溶液洗涂的同时进行超声分散,然后用0.2~ 0.6mol[iHCl洗涂的同时进行超声分散,最后用去离子水洗涂后烘干得到表面功能化处理 的纳米碳晶。
[0011] 纳米碳晶采用W下方法制备,步骤为: (1) 初步破碎:将金刚石原料机械破碎后,筛分出500目W上的细料,将该细料重复过筛 一次W上,W保证分选粒度的准确性; (2) 再次破碎:将筛分出500目W上细料输送至气流破碎机内,利用高压气流对细料粉 碎后筛分出10000目W上的细粉,筛余物返回气流破碎机进行重新破碎; (3) 酸洗:将10000目W上的细粉依次采用浓硫酸与浓硝酸混合液、稀盐酸、氨氣酸对该 细粉酸洗,然后使用去离子水清洗至清洗液pH接近于7;,使用去离子水清洗至清洗液pH接 近于7;所述浓硫酸与浓硝酸混合液由质量分数为98%浓硫酸和质量分数为10%浓硝酸按照 质量比为5:1混合而成; (4) 分选:将清洗后的物料进行离屯、分离,取上层液体进行4-7天沉淀分选,去除上层清 液,将下层沉淀物干燥后即得成品纳米碳晶;离屯、分离步骤中,离屯、时间为30min-化,转速 为8000巧m-20000巧m。
[0012] 与现有技术相比,本发明才有益效果如下: 1、 牙刷丝是截面为正六边形的柱体结构,可W在牙刷头上分布较多的牙刷丝,同时可 利用正六边形柱体的棱边对口腔进行清除,清洁效果更好; 2、 牙刷本体中设有表面功能化处理的纳米碳晶,牙刷丝外表面均布有表面功能化处理 的纳米碳晶,纳米碳晶具有疏水、防滑性能,具有抗菌、抑菌功能,提高牙刷的清洁抗菌效 果,同时可提高牙刷丝的耐磨性能,延长牙刷的使用寿命; 3、 纳米碳晶表面具有非对称分布的C原子的二聚体结构,具有很高的表面活性,容易被 表面功能化处理,同时纳米碳晶具有耐磨性强的特点,经充分混合之后的PP和PBT材料不仅 兼具其本身的初性,增加了材料的强度,可提高牙刷本体和牙刷丝的耐磨性,在对口腔、牙 齿进行清洁时,不仅能有效消除牙齿表面的顽固污溃和有效清除口腔内部食物残渣,而且 可W对牙齿进行抛光处理使得污溃不易再次附着在牙齿表面; 4、 纳米碳晶为类球形形貌,其平均粒径不大于10纳米,粒径小于高分子碳链之间的空 隙,纳米碳晶可W均匀混合在原有的牙刷本体和牙刷丝材料中,提高牙刷丝的耐磨性和硬 度,同时产品结晶性较强,表面活性强,吸附能力强,附在牙刷丝表面上可增强牙刷丝的清 洁性能; 5、 纳米碳晶的C含量在99~100%之间,纯度很高,具有很高的生物相容性,它和人体组 织细胞不会产生任何的生物排他性反应,用在口腔清洁材料中非常合适; 6、 手柄中部倾斜设置有四个环形凹槽,环形凹槽靠近牙刷头的一侧设有一个拇指凹 槽,四个环形凹槽和拇指凹槽相配合使得使用者可W握紧牙刷,防止牙刷滑落; 7、 牙刷丝纵向分布呈波浪形,牙刷丝横向分布呈银齿形,牙刷毛可吻合牙齿的形态,同 时牙刷丝可对牙缝进行清洁; 8、 牙刷头的顶面为拱形,水流可W顺杨地从牙刷头上流出,避免牙刷头上存留水分导 致细菌滋生; 9、 牙刷头通过倾斜设置的连接部与手柄相连接且连接部与牙刷头形成的角度范围为 120° -155°,牙刷头可深入到口腔内部进行清洁,使用方便; 10、 牙刷丝顶端的边缘处设有坡面,避免牙刷丝对人体口腔造成损伤。
【附图说明】
[0013] 图1是本发明实施例1的结构示意图; 图2是实施例1中牙刷头的左视图; 图3是实施例1中牙刷头的俯视图; 图4是实施例1中牙刷丝的结构示意图; 图5是制备纳米碳晶的工艺流程框图; 图6是纳米碳晶的TEM分析图; 图7是纳米碳晶的XRD谱图; 图8是纳米碳晶的EDS谱图; 图9是纳米碳晶的Raman光谱图; 图10是纳米碳晶的MS NM时普图; 图11是抗菌效果对比试验中琼脂块菌落数量变化图; 图12是抗菌效果对比试验中样片菌落数量变化图。
【具体实施方式】
[0014] 实施例1 一种纳米碳晶牙刷,如图1-4所示,由牙刷本体和牙刷丝2组成,其中牙刷本体包括牙刷 头1和与牙刷头1连接的手柄5,牙刷头1上均布有牙刷丝2,牙刷丝2是截面为正六边形的柱 体结构;牙刷本体中设有表面功能化处理的纳米碳晶;牙刷丝2外表面均布有纳米碳晶7,可 提高牙刷丝2的摩擦能力W提高牙刷对口腔的清洁能力;牙刷丝2内部也可均布有纳米碳晶 7W提高牙刷丝2的初性和耐磨性能,延长牙刷丝2的使用时间;手柄5中部倾斜设置有四个 环形凹槽4,环形凹槽4靠近牙刷头1的一侧设有一个拇指凹槽3;牙刷丝2纵向分布呈波浪 形,牙刷丝2横向分布呈银齿形;纳米碳晶7为类球形形貌,纳米碳晶7表面的C原子与内层金 刚石相的C原子构成C原子的二聚体结构,C原子的二聚体结构中的两个碳原子为非对称分 布;纳米碳晶7的平均粒径为IOnm;纳米碳晶7的C含量为99~100%。牙刷头1的顶面为拱形。 牙刷头1通过倾斜设置的连接部6与手柄5相连接;连接部6与牙刷头1形成的角度范围为
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