专利名称：刷子及其制造方法
发明
背景技术：
领域本发明涉及最适合涂刷水性涂料的刷子，以及制造该刷子的方法。
背景技术：
广义上，根据刷毛(bristle)材料，刷子可以分为两类。一类是动物毛发型刷子，其刷毛使用山羊、马、猪等的毛发；另一类是合成纤维型刷子，其刷毛由合成树脂如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)制成。
由于使得刷毛表面相对粗糙的角质层的作用，动物毛发型刷子保留或释放涂料的性能较好，并且随着动物的种类或剪下毛发的动物身体区域，在弹性方面有细微差别。这些特性提供了这样的优点，即通过选择适合每种特定用途的动物毛发类型，可以制造特性变化很大的刷子。
另一方面，合成纤维型刷子具有耐磨性高的优势，目前这种刷子的使用在不断增加。然而，由于与动物毛发的刷毛不同，合成纤维型刷子的刷毛表面没有角质层，因此其表面是光滑的，它们在保留或释放涂料的性能方面效果较差，而且在弹性上难以有细微差别。因此，在某些方面如涂料涂刷的便易性和工作效率方面，它们比动物毛发刷子要差。
同时，涂料也有两大类，油性涂料和水性涂料。用挥发性有机化合物(VOC)溶剂如稀料(thinner)稀释的油性涂料具有优良的涂布性能。但是，由于该油性涂料中所含的VOC对全球环境的破坏作用，以及对人类健康的不利影响，现在逐渐在限制它们的使用。
相反，不用稀料或用其它VOC稀释的水性涂料的优势在于对全球环境的友好性和对人类健康相对很小的不利影响。而且，过去水性涂料在涂布性能方面比油性涂料差，但由于近年来技术的改进，在该方面水性涂料已和油性涂料相当。此外，水性涂料具有比油性涂料干燥快的优势。由于这些优势，水性涂料在许多应用领域越来越倾向于取代油性涂料。
顺便提及，对于涂刷水性涂料，合成纤维型刷子通常比动物毛发型刷子使用得更多，因为动物毛发型刷子一旦用于涂刷水性涂料后就不能再用作刷子了，因此是非常不经济的。这样，由于动物毛发型刷子的表面粗糙度，涂料很容易到达刷子的刷毛之间，而一旦粘附在刷毛上的快速干燥的水性涂料变干，即使用水洗涤也不能轻易将其除去。因此，如图2所示，刷毛1的根部1a发硬，或者刷毛的顶端1b呈扇形散开。
如果刷毛1的根部1a变硬，将不能使刷子以涂刷工作需要的方式(例如回转或其它操作)移动，从而涂刷工作会变得非常困难。或者，如果刷毛1的顶端1b散开，将不能整洁地完成涂布。这样，如果动物毛发型刷子用于涂刷水性涂料，在大多数情况下在仅仅使用一次之后就不得不将刷子丢弃，因此使用动物毛发型刷子涂刷水性涂料在经济上是不合理的，这对于本领域的技术人员是一个常识。
另一方面，合成纤维型刷子由于其刷毛表面没有凹凸，因此使得涂料不容易粘附在刷毛上，即使在用于涂刷水性涂料时，也可以通过用水等洗涤来除去涂料。因此，刷毛的根部不会发硬，刷毛的顶端1b也不会散开。这样，合成纤维型刷子即使用于涂刷水性涂料也可以使用很多次，因此是经济实用的。由于它们的优点，本领域的技术人员认为合成纤维型刷子更适用于涂刷水性涂料。
另外，由于本领域的技术人员普遍认为合成纤维型刷子更适用于涂刷水性涂料，因此在现有技术的文献中没有发现有关动物毛发型刷子可以有效用于该目的的记载。
如上所述，合成纤维型刷子由于其较差的保留或释放涂料的性能，在涂刷工作期间不得不更频繁地浸入涂料中，因此降低了工作效率。此外，由于不能提供动物毛发可以提供的弹性上的细微差异，因此，在涂料涂刷的便易性方面合成纤维刷子也比动物毛发型刷子要差。
发明内容
本发明的目的是提供一种刷子和用于制造该刷子的方法，所述刷子即使在用于涂刷水性涂料之后，刷毛根部不会发硬且刷毛的顶端不会散开，同时保留了动物毛发保留和释放涂料的优良性能。
为了实现上述目的，本发明具有以下特征。
根据本发明的第一个方面，刷子使用pH值保持为中性或碱性的动物毛发作为其刷毛。
根据本发明的第二个方面，根据第一方面的刷子具有刷毛，其中1％～40％的刷毛由合成纤维材料制成。
根据本发明的第三个方面，在将刷毛固定在刷子的杆上之后，用碱性洗液洗涤刷子的刷毛，之后进行干燥。
根据本发明的第四个方面，通过向碱性洗液涂刷高频振动来洗涤根据第三个方面的刷子的刷毛。
图1示出了刷子的整体图(overall view)，该刷子为本发明的一个优选实施方案；和图2示出了常规刷子的整体图。
具体实施方案如图1所示，刷子具有经由支持件3固定在杆2一端的刷毛4。在本发明的本实施方案中，刷毛4由动物毛发制成。还必须注意到，这些刷毛4不仅是已梳理的，而且用碱性洗液洗涤并进行了干燥。
由于碱性洗液在去污方面高度有效，用碱性洗液洗涤动物毛发除去了粘附在其表面上的细小污垢和油脂。结果，表面的光滑性得到改善，光滑程度与合成纤维刷毛相当。该表面光滑性使得水性涂料难以粘附在刷毛上，而这也使得水性涂料在用水等洗涤时更容易被除去。
此外，虽然动物毛发的本性为微酸性，通过用碱性洗液洗涤可以使其变成中性或碱性。因此，在本发明的本实施方案中，刷毛4由处理成中性或碱性的动物毛发制成。对该刷毛4进行中性化的原因将在下面进行解释。通过实验发现水性涂料在与酸性物质接触时会变硬。动物毛发的pH估测值也显示它们是微酸性的。这些发现表明当动物毛发型刷子用于涂刷水性涂料时，由于刷毛4的微酸性，刷毛4容易硬化。
根据这一观点，在体现本发明的刷子中，通过事先用碱性洗液洗涤刷毛4使刷毛4变为中性或碱性。通过以该方式使刷毛4变为中性或碱性，即使刷毛4与水性涂料接触，涂料的硬化也会被延迟。而且，由于刷毛的表面如上所述是光滑的，通过用水等洗涤刷毛可以有效地除去粘附在刷毛上的水性涂料。因此，可以防止刷毛4的根部4a变硬丙防止刷毛4的顶端4b散开。
洗液的碱性可以是弱的或是强的。洗液仅需是碱性的，但是使用强碱性洗液可能对刷毛的弹性有不利影响。因此在本实施方案中，用pH为8～10的弱碱性洗液洗涤刷毛，该洗液进一步用水稀释。
另外，洗涤过的刷毛仅仅需要是非酸性的。它们可以是中性的或碱性的。
此外，如上所述，由于在本实施方案中所述洗涤除去了刷毛表面粘附的细小污垢和油脂，水性涂料不粘附任何污垢。如果水性涂料本身粘附污垢并硬化，则刷毛4会变硬。但是，如果和本实施方案一样，事先完全除去刷毛表面的污垢，则没有水性涂料会粘附在刷毛4上并使其发硬。因此，可以更有效地防止粘附在刷毛4根部4a上的涂料的硬化问题和刷毛4顶端4b的散开问题。
顺便提及，如上所述用碱性洗液洗涤刷毛4对动物毛发的吸水性或刷子的回转或其它操作的便易性没有显著影响(如果有的话)。
接着，在下面描述制作该刷子的方法。
首先，修剪动物毛发至预定的长度，并将其放在一起成束，每束的尺寸满足刷子的要求。将这些刷毛4束的每一束固定至支持件3。在以该方式将刷毛4固定至支持件3后，将支持件3固定在杆2的一端。
通过支持件3将刷毛4固定在杆2的一端之后，将刷毛4浸入碱性洗液并用其洗涤。该碱性洗液可以是弱碱性的或强碱性的。但是，如上所述由于使用强碱性的洗液可能对刷毛的弹性有不利影响，在本实施方案中，用pH为8～10的弱碱性洗液洗涤刷毛，该洗液进一步用水稀释。
此外，本实施方案可使用超声波清洗机洗涤刷毛4。该超声波清洗机是公知的装置，其配置有保存洗液的容器和以每秒几万次的频率振动容器中的洗液的振动装置。由于用该超声波清洗机(起着的作用)洗涤刷毛4能够经由洗液将振动传送至刷毛，因此充分除去粘附在每根刷毛上的细小污垢和油脂。而且，由于振动使得每根刷毛都与碱性洗液接触，因此刷毛的pH值可以有效地从微酸性变为中性或碱性。
另外，尽管在本实施方案中超声波清洗机用于洗涤刷毛，使用不同于超声波清洗机的其它任何装置毫无疑问是与本发明是一致的。
如上所述，将刷毛4浸入碱性洗液一段时间并用洗液洗涤后，从洗液中取出刷毛并干燥。当刷毛完全干燥时，刷子制作完成。
顺便提及，也可以设想在将刷毛4固定至杆2之前，将动物毛发浸入碱性洗液中。然而，在将其固定至杆2之前用碱性洗液洗涤刷毛4可能会引起毛发特性上的某些变化，这些变化将使得难以将毛发整齐地保持在一起从而使制作刷子变得较为困难。但是，事先将成束的刷毛固定在杆上之后再洗涤它们，能够消除使刷毛变得无序并较难制作成刷子的可能性。
此外，尽管在本实施方案中的刷毛假设由100％的动物毛发组成，但100％的动物毛发制成的刷毛4被证明弹性不足。例如，实验实际上表明，当增加洗液的浓度以增强其洗涤效果时，刷毛4的弹性有所损失。根据这一发现，将由合成纤维(如聚对苯二甲酸丁二醇酯)组成的刷毛以大约30％的比例与动物毛发混合。即使用碱性洗液洗涤，合成纤维刷毛的弹性也不会受影响。因此，将具有一定弹性的合成纤维与动物毛发混合形成刷毛4，将保持刷毛的整体弹性高于100％动物毛发制成的刷子的弹性。而且，由于合成纤维刷毛本质上是中性的，因此它们与动物毛发的混合物不会引起水性涂料的硬化。
然而，如果合成纤维刷毛的比例超过30％，动物毛发在涂刷性能方面独有的细微差别将会或多或少地丧失。因此，合成纤维与动物毛发的混合比例为1～30％是可取的，决不能超过40％。
根据本发明的第一个方面，即使使用刷子涂刷水性涂料，也可以防止其刷毛的根部变硬及顶端散开。同时还保持了动物毛发在保留或释放涂料方面的优异性能。因此，在保留动物毛发独特优势的同时，所述刷子可以反复用于水性涂料的涂刷。
根据本发明的第二个方面，可以保持刷毛的弹性。
根据本发明的第三个方面，刷毛可以整齐地保持在一起。
根据本发明的第四个方面，可以有效地除去粘附在刷毛表面的细小污垢和油脂。此外，由于振动使得每根刷毛都与碱性洗液接触，因此动物毛发的pH值可以有效地从微酸性变为中性或碱性。
(附图标记描述)
2杆3支持件4刷毛4a根部4b顶端
权利要求
1.一种在涂刷水性涂料中使用的刷子，其使用pH值保持为中性或碱性的动物毛发作为其刷毛(4)。
2.权利要求1所述的在涂刷水性涂料中使用的刷子，其中1％～40％的刷毛(4)由合成纤维材料制成。
3.一种制造在涂刷水性涂料中使用的刷子的方法，其中在将刷毛(4)固定至刷子的杆(2)后，用碱性洗液洗涤每个刷子的刷毛(4)，之后进行干燥。
4.权利要求3所述的制造在涂刷水性涂料中使用的刷子的方法，其中通过向碱性洗液涂刷高频振动来洗涤刷毛(4)。
全文摘要
本发明改造了一种使用动物毛发的刷子，以便使其毛发部分(4)具有中性或酸性pH性质；以及制造该刷子的方法。在涂刷(甚至在用于涂刷水性涂料时)之后通过洗涤，可以防止所述刷子毛发部分(4)的根部硬化及其顶端散开，同时保持了动物毛发固有的有利性质，如高的保留和释放涂料的性能。
文档编号A46D9/06GK1756495SQ200480005948
公开日2006年4月5日 申请日期2004年3月1日 优先权日2003年3月6日
发明者法木达成 申请人:马鲁-T·大塚株式会社