专利名称：蚕丝刷毛及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种刷毛及其制备方法，特别涉及一种以天然纤维——蚕丝为主要原料的刷毛及其制备方法。
背景技术：
目前，市场上用于制作牙刷，不论是一次性，还是耐久性的，不论是儿童牙刷，还是成人牙刷，其刷毛大部分是用尼龙等合成材料为原料制备而成。因而，存在着下列几方面的问题一是用人工合成材料做成的刷毛在人们刷牙过程中，磨损下来的部分会或多或少残留于口腔并进入人体；二是儿童牙刷的刷毛材料及硬度和成人牙刷的一样，有可能对儿童的牙齿造成伤害；三是过多使用人工合成材料对环境会造成污染。因此，用天然纤维为原材料来制成刷毛，以代替目前普遍使用的合成材料制成的刷毛，是十分必要的。
众所周知，蚕丝是一种天然的高分子材料，蚕丝蛋白对人体无毒性，无刺激作用，具有良好的生物相容性，因此，它是一种用来制备成与人体直接接触或有特殊要求的刷类制品刷毛的理想天然纤维材料之一。然而，由于普通的蚕丝比较柔软，经传统方法处理后主要用于作为纺织面料，不适合直接用来制造牙刷或其他刷类物品的刷毛，因此，如何赋予蚕丝一定的硬度，用以作为刷类制品的刷毛，在本发明作出之前，未见有此类产品面世，也未见有相关的文献报道。
发明内容
本发明目的在于克服人工合成材料做成的刷毛对人体和环境带来不利影响的不足，提供一种用蚕丝纤维和蚕丝蛋白(包括丝素蛋白和丝胶蛋白)为原料的刷毛及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种刷毛，它以多根蚕丝粘并在一起为芯线纤维，外围以蚕丝蛋白为包覆层。
本发明所述刷毛的制备方法，其加工步骤如下A.将多根经完全脱胶处理后的蚕丝用蚕丝蛋白含固率为30～85％的蚕丝蛋白溶液粘并，在40～70℃的温度条件下烘干成芯线纤维；B.用蚕丝蛋白含固率为30～85％的蚕丝蛋白溶液涂覆于芯线纤维外围，在温度为40～70℃的条件下烘干，重复本步骤，至蚕丝蛋白在芯线纤维外围形成包覆层；C.用温度为120±15℃的水蒸汽汽蒸处理30分钟以上，或在浓度为≥70％的酒精中浸泡30分钟以上，制得蚕丝刷毛。后处理的作用是使获得的刷毛硬化及不溶化。
本发明的有益效果在于由于采用了与人体具有良好相容性的蚕丝纤维和蚕丝蛋白为刷毛的主要原料，因此，避免了其它人工合成材料在使用过程中与人体直接接触所带来的不利因素，如克服了牙刷刷毛与牙齿发生接触和摩擦，磨损的残料进入人体的问题。
蚕丝刷毛的原料来源丰富，制备工艺简单，因此，产品成本低廉，便于推广应用，并可在一定程度上减少人工合成材料在制备过程中对环境的污染。
刷毛的理想硬度、粗细度可以通过改变蚕丝芯线的数量及蚕丝蛋白的粘度和涂布处理次数来实现，十分方便有效，因此，能满足特殊场合使用，如制成适合儿童使用的牙刷的刷毛、化妆刷等。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述实施例一一种刷毛，包括由多根蚕丝粘并在一起形成的芯线纤维，以及覆盖于芯线纤维外围的由蚕丝蛋白构成的包覆层。具体加工步骤为1.蚕丝脱胶用浓度为0.05％的Na2CO3溶液将蚕丝纤维脱胶三次，确保蚕丝上的丝胶被完全脱除。
2.蚕丝蛋白溶液的制备用浓度为0.05％的Na2CO3溶液对下脚蚕丝进行完全脱胶处理；按摩尔比为CaCl2∶H2O∶C2H5OH＝1∶8∶2配置溶液。把经脱胶处理后的蚕丝放入上述溶液中，加热到80±5℃，并在该温度条件下搅拌，直至蚕丝完全溶解。再把得到的丝素蛋白溶液过滤、透析和浓缩，得到含固率为65％的丝素蛋白溶液。
3.蚕丝纤维的粘并取7根经完全脱胶处理后的蚕丝，用含固率为65％的丝素蛋白溶液将它们粘并成一根粗蚕丝，在60±5℃下烘干，制成蚕丝芯线纤维。
4.丝素蛋白包覆处理将经步骤3加工得到的蚕丝芯线纤维在含固率为65％的丝素蛋白溶液中缓慢穿过，然后在60±5℃下烘干，根据实际要求，重复本步骤3次。
5.硬化、不溶化处理将经步骤4加工得到的芯线纤维放入浓度为75％的乙醇溶液中浸泡60分钟，所得纤维按长度要求截断，即得到本发明所述的以多根蚕丝粘并在一起为芯线纤维，外围以蚕丝蛋白为包覆层的蚕丝刷毛。
实施例二按实施例一中步骤1所述的方法，得到完全脱胶后的蚕丝；按步骤2所述的方法，得到丝素蛋白溶液，并将丝素蛋白的含固率控制在40％。
取20根完全脱胶的蚕丝，用上述蚕丝蛋白溶液将它们粘并在一起，在50±5℃的温度条件下烘干，制成蚕丝芯线纤维。
用涂布法在制成的蚕丝芯线纤维表面涂抹蚕丝蛋白溶液，然后烘干。根据实际需要，重复本步骤5次。
用温度为120±15℃的水蒸汽对上述蚕丝纤维汽蒸30分钟以上，用高压汽蒸法进行硬化、不溶化处理，所得纤维按长度要求截断，即得到本发明所述的以多根蚕丝粘并在一起为芯线纤维，外围以蚕丝蛋白为包覆层的蚕丝刷毛。
本发明所述的蚕丝刷毛，其粗细度和硬度可通过控制蚕丝芯线纤维内蚕丝的根数及蚕丝蛋白溶液的粘度和涂覆次数来达到所需的要求，十分方便灵活，特别适合于作为儿童牙刷、化妆刷等与人体直接接触的刷类制品的刷毛，具有广阔的应用前景。
权利要求
1.一种刷毛，其特征在于它包括由多根蚕丝粘并在一起形成的芯线纤维，以及覆盖于芯线纤维外围的由蚕丝蛋白构成的包覆层。
2.一种刷毛的制备方法，其特征在于加工步骤如下A.将多根经完全脱胶处理后的蚕丝用蚕丝蛋白含固率为30～85％的蚕丝蛋白溶液粘并，在40～70℃的温度条件下烘干成芯线纤维；B.用蚕丝蛋白含固率为30～85％的蚕丝蛋白溶液涂覆于芯线纤维外围，在40～70℃的温度条件下烘干，重复本步骤，至蚕丝蛋白在芯线纤维外围形成包覆层；C.进行后处理，获得蚕丝刷毛。
3.如权利要求2所述的刷毛的制备方法，其特征在于所述后处理为用温度为120±15℃的水蒸汽汽蒸处理30分钟以上。
4.如权利要求2所述的刷毛的制备方法，其特征在于所述后处理为在浓度为≥70％的酒精中浸泡30分钟以上。
全文摘要
一种以天然高分子材料蚕丝作为主要原料制备而成的刷毛，它以脱胶后的蚕丝粘并在一起为芯线，外围以蚕丝蛋白为包覆层，经烘干、高压汽蒸法或酒精浸泡法硬化和不溶化处理后，使蚕丝纤维具有一定的硬度。由于蚕丝蛋白对人体无毒性，无刺激作用，具有良好的生物相容性，因此，本发明所提供的蚕丝刷毛特别适合于作为牙刷、化妆刷等与人体直接接触的刷类制品的刷毛，具有广阔的应用前景。
文档编号A46D1/04GK1443500SQ0311325
公开日2003年9月24日 申请日期2003年4月17日 优先权日2003年4月17日
发明者田保中, 左葆齐 申请人:苏州大学