CS244048B1

CS244048B1 - Process for preparing polyamide horsehair

Info

Publication number: CS244048B1
Application number: CS847939A
Authority: CS
Inventors: Jiri Budin; Jaroslav Kubicek; Vladimir Lacko; Tatiana Fackova
Original assignee: Jiri Budin; Jaroslav Kubicek; Vladimir Lacko; Tatiana Fackova
Priority date: 1984-10-18
Filing date: 1984-10-18
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CS793984A1

Abstract

Řešení se týká přípravy polyamidových žíní z oolyamidu 6,2, vhodných pro výrobu kartáčů pro použití ve vodě. Na vydloužené monofily se působí proudícím vzduchem o rychlosti 5 až 25 m s”^ a teplotě ,50 až 210 °C po dobu 0,5 až 4s. přičemž monofily mají možnost se smrštit o 5 až 15 96, potom se na monofily působí vodou a teplotě 80 až 100 °C po dobu alespoň 1 minuty, načež se na monofily působí vodním roztokem povrchově aktivní látky.The solution concerns the preparation of polyamide bristles from oolyamide 6.2, suitable for the production of brushes for use in water. The elongated monofilaments are treated with flowing air at a speed of 5 to 25 m s”^ and a temperature of .50 to 210 °C for a period of 0.5 to 4s. whereby the monofilaments have the possibility of shrinking by 5 to 15 96, then the monofilaments are treated with water and a temperature of 80 to 100 °C for at least 1 minute, after which the monofilaments are treated with an aqueous solution of a surfactant.

Description

Vynález se týká přípravy polyamidových žíní z polyamidu 612, vhodných pro použití při výrobě kartáčů pro použití ve vodě.The invention relates to the preparation of polyamide horsehair from polyamide 612, suitable for use in the manufacture of brushes for use in water.

V současné době syntetické žíně stále více nahrazují v kartáčnickém průmyslu tradiční materiály, jako jsou koňské a prasečí žíně. Příkladem může být výroba zubních kartáčků.At present, synthetic horsehair is increasingly replacing the traditional materials such as horsehair and pig horsehair in the brush industry. An example is the production of toothbrushes.

Proti použiti prasečích Štětin v zubních kartáčcích jsou ovšem námitky z hygienického hlediska, proto se při výrobě kartáčků stále více prosazují žíně na bázi vláknotvorných syntetických materiálů.However, there are objections to the use of pig bristles in toothbrushes from a hygienic point of view, and therefore the use of fiber-forming synthetic materials is becoming increasingly prevalent in brush making.

Umělou žíni, tak jak je dodávána zpracovateli, tvoří svazek nonofilů o dálce 50 až 1 200 on, přičemž průměr svazku se pohybuje od 50 do 150 mm. Průměr monofilů pro zubní kartáčky se pohybuje od 0,15 do 0,25 mm. Syntetická žíně mají pro aplikaci do zubních kartáčků řadu předností, jsou hladká, nemají dutiny, tupá konce žíně netraumatizují gingivu a volbou průměru monofilů lze jednoduše regulovat tuhost kartáčku.The artificial horsehair, as supplied to the processors, consists of a bundle of nonophiles with a distance of 50 to 1200 he, the diameter of the bundle being from 50 to 150 mm. The diameter of the monofilaments for toothbrushes ranges from 0.15 to 0.25 mm. Synthetic horsehair has a number of advantages for toothbrush application, is smooth, has no cavities, butt ends of horsehair do not traumatize the gingiva, and by selecting the monofilament diameter, the stiffness of the brush can be easily controlled.

Umělé žíně na bázi polyamidu 6, tj. polykaprolaktamu, jsou pro výrobu kartáčků méně vhodné, a to v důsledku své navlhavosti. Podobně to platí i pro další kartáčnické výrobky, jako jsou kartáčky na ruce a podlahu, které přicházejí pří používání do styku s vodou.The polyamide-based artificial horsehair, i.e. polycaprolactam, is less suitable for making brushes because of their wettability. Similarly, other brush products, such as hand and floor brushes, which come into contact with water when used.

Umělá žíně z polyamidu 6 ztrácí ve vodě částečně tuhost a pružnost, čímž se snižuje čisticí účinek kartáče. Vhodnější typy polyamidů pro tento účel jsou polyamidy s vyšším počtem -CHg- skupin v monomerní jednotce, zejména polyamid 612, což je polymer na bázi hexamethylendiaminu a kyseliny dodekandikarbonové.The polyamide 6 artificial horsehair partially loses its stiffness and elasticity in the water, thereby reducing the cleaning effect of the brush. More suitable types of polyamides for this purpose are polyamides with a higher number of -CHg- groups in the monomer unit, particularly polyamide 612, which is a polymer based on hexamethylenediamine and dodecanedioic acid.

Aby umělé žíně mohly úspěšně plnit svoji funkci v kartáčnickém výrobku musí vedle nízké navlhavosti splňovat další požadavky. Zině musí vykazovat vysoký stupeň krystalinity, nejméně 35 %, nízkou hodnotu smrštění ve vodě za varu, nanejvýš 2 %, rovný tvar a paralelní uspořádání jednotlivých monofilů ve svazku a bezproblémové zpracování při výrobě kartáčků.In order to successfully perform their function in the brush product, the artificial horsehair has to meet other requirements in addition to its low wettability. Zines must exhibit a high degree of crystallinity, at least 35%, a low boiling water shrinkage value of at most 2%, a straight shape and parallel alignment of the individual monofilaments in the bundle, and a smooth processing in brush making.

Polyamidové žíně se vyrábějí zvlákňováním taveniny polymeru a následný^' dloužením zvlákněného monofilů. Při výrobě žíni se po vydloužení pramen vyrobených monofilů v počtu 20 až 500 navíjí na kruhové nebo víceramenné navíjecí zařízení, ze kterého se pak navinutá vrstva monofilů seřízne nožem.Polyamide horsehair is produced by spinning the polymer melt and then drawing the fiberized monofilaments. In the manufacture of horsehair, after the elongation of the monofilament strands of 20 to 500 is produced, it is wound onto a circular or multi-arm winding device, from which the wound monofilament layer is then cut with a knife.

Svazek monofilů se pak po případných dalších úpravách obalí ipapířovou nebo polyethylenovou páskou. Tedy svazek žíní tvoří několik set až desítek tisíc více méně paralelně uspořádaných monofilů o délce 50 až 1 500 mm. Takto připravené polyamidové žíně nedosahují požadovaných vlastností a jejich použití v kartáčnickém průmyslu je omezené.The monofilament bundle is then wrapped with a paper or polyethylene tape after further treatment. Thus, the horsehair bundle consists of several hundred to tens of thousands of more or less parallel monofilaments of 50 to 1500 mm in length. The polyamide sacks thus prepared do not achieve the desired properties and their use in the brush industry is limited.

Poalymidové žíně se musí proto v napnutém stavu navinuté na' navíjecím zařízení vystavit působeni horkého vzduchu při teplotě 100 až 130 °C po dobu nejméně jedné hodiny. Na navíjecí zařízení se monofily npvíjí přímo na výrobní lince nebo se na toto zařízení převíjí z cívek. Tento způsob tepelného ustalování polyamidových monofilů je při výrobě žíní poměrně náročný, a to jak z hlediska energetického, tak i z/hlediska produktivity prače.The poalymid horsehair must therefore be exposed to hot air at a temperature of 100 to 130 ° C for at least one hour in the stretched state wound on the winding device. On the winding device, the monofilaments are not recharged directly on the production line or rewound from the reels. This method of thermal stabilization of polyamide monofilaments is relatively demanding in the manufacture of horsehair, both in terms of energy and washing machine productivity.

Protože při tepelném ustalování monofilů na navíjecím zařízení dochází k jejich kontrakci musí být navíjecí zařízení značně masíní, aby odolalo vznikléiau napětí.Since the monofilaments are thermally fixed on the winding device, the winding devices have to contract considerably in order to withstand the stresses generated.

Výše uvedené nedostatky při výrobě polyamidových žíní z polyamidu 612 -jsou odstraněny použitím způsobu na jejich přípravu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že Se na vydloužené monofily s polyamidu 612 působí proudícím vzduchem o rychlosti 5 až 25 m s^-1při teplotě 150 až 210 °C po dobu 0,5 až 4 sekundy, přičemž monofily mají možnost se smrčtit o 5 až 15 % vzhledem k původní délce a pak se na monofily uspořádané ve svazku působí vodou o teplotě 80 až ,00 °C alespoň 1 minutu, přičemž monofily mají neomezenou možnost smrštění, a nakonec se na monofily působí vodním roztokem povrchově aktivní látky o koncentraci 0,5 až 10 hmotnostních %.The above drawbacks in the manufacture of polyamide horsehair from polyamide 612 are eliminated by using the process for their preparation according to the invention, characterized in that the elongated polyamide 612 monofilaments are treated with a flowing air at a speed of 5 to 25 ms ^-1 at a temperature of 150 to 210 ° C for 0.5 to 4 seconds, the monofilaments being allowed to shrink by 5 to 15% relative to the original length, and then the monofilaments arranged in the bundle are treated with water at 80 to 100 ° C for at least 1 minute, the monofilaments have unlimited shrinkage, and finally the monofilaments are treated with an aqueous surfactant solution at a concentration of 0.5 to 10% by weight.

Polyamidové žíně připravené postupem podle vynálezu mají obsah krystalické fáze vyšší než 35 % a hodnota smrštění ve vodě za varu je nižší než 2 %. Monofily jsou ve svazku uspořádány paralelně, čímž se zajistí jejich dobrá zpracovatelnost při kartáčnické výrobě.The polyamide horsehair prepared by the process of the invention has a crystalline phase content of greater than 35% and a boiling water shrinkage value of less than 2%. The monofilaments are arranged in parallel in the bundle, ensuring their good workability during brushing.

Způsob přípravy polyamidových žíní podle vynálezu vhodných pro výrobu kartáěnických výrobků, které při používání přicházejí do styku s vodou, má řadu předností a výhod. Způsob tepelného ustalování žíně, na kterém významně závisejí její užitné vlastnosti, je rozdělen do tří časově krátkých a na sebe navazujících etap.The process for the preparation of polyamide horsehair according to the invention suitable for the manufacture of brushboard articles which come into contact with water in use has a number of advantages and advantages. The method of heat stabilization of horsehair, on which its utility properties significantly depend, is divided into three short and successive stages.

Zkrácení času potřebného k tepelnému ustalování žíně vede k úsporám energie a ke zvýšení produktivity oráče. Současně dochází k odstranění fyzicky namáhavé práce při manipulaci s navíjecím zařízením.Reducing time to heat the horsehair leads to energy savings and increased plow productivity. At the same time, physically strenuous work is eliminated when handling the winding device.

První část ustalovacího procesu lze s výhodou realizovat bezprostředně a kontinuálně po jejich vydloužení na výrobní lince, a to v třetí ohřevné zóně umístěné mezi dvěma odtahovými jednotkami opatřené galetami. Regulací otáček galet odtahových jednotek lze dosáhnout požadovanou úroveň smrštění v této první fázi jejich tepelného ustalování.Advantageously, the first part of the fixing process can be carried out immediately and continuously after their elongation on the production line, in a third heating zone located between two withdrawal units provided with galets. By regulating the speed of the galets of the exhaust units, the desired level of shrinkage can be achieved in this first phase of their heat setting.

Druhá část tepelného ustalování v horké vodě probíhá až na svazku monofilů po jejích seříznutí z navíjecího zařízení. Konečnou fází přípravy je aplikace povrchově aktivních látek z vodního roztoku na monofily.The second part of the heat settling in the hot water takes place up to the monofilament bundle after it has been cut from the winding device. The final stage of preparation is the application of surfactants from the aqueous solution to the monofilaments.

Vhodné látky pro tento účel jsou textilní preoarační prostředky obsahující látky s emul gačním a smáčecím účinkem, jako je např. ethoxylovaná kyselina olejová. Povrchově aktivní látky lze již aplikovat při tepelném ustalování v horké vodě.Suitable materials for this purpose are textile pre-agents comprising emulsifying and wetting agents, such as ethoxylated oleic acid. Surfactants can already be applied when heat is fixed in hot water.

Způsob přípravy polyamidových žíní podle vynálezu je objasněn na následujícím příkladu:The process for preparing the polyamide horsehair according to the invention is illustrated by the following example:

PříkladExample

Bezprostředně po vydloužení bylo na pramen 150 monofilů z polyamidu 612 vydloužených na dloužící poměr 1 : 4,4 působeno proudicím vzduchem o rychlosti 10 m-s^-^ a o teplotě 168 °C po dobu 2 sekund, přičemž monofily měly možnost se smrštit o 6 %.Immediately after elongation, the strand of 150 polyamide 612 monofilaments elongated to a draw ratio of 1: 4.4 was treated with flowing air at a rate of 10 ms ^- 2 and a temperature of 168 ° C for 2 seconds, with monofilaments able to shrink by 6%.

Pramen monofilů byl pak navíjen na kruhové navíjecí zařízení. Po navinutí 450 g monofilů byl jejich návin seříznut nožem a svazek monofilů ponořen do vody o teplotě 95 °C na dobu 3 minut. Pak byl svazek monofilů ponořen do 5 % roztoku preparačního pretředku, jehož účinnou složkou byla ethoxylovaná kyselina olejová, a teplota rottoku byla 25 °C.The monofilament strand was then wound onto a circular winding device. After winding 450 g of monofilaments, their coil was cut with a knife and the monofilament bundle was immersed in 95 ° C water for 3 minutes. Then, the monofilament bundle was immersed in a 5% preparation solution, the active ingredient of which was ethoxylated oleic acid, and the reflux temperature was 25 ° C.

Polyamidová žíně vyrobená tímto postupem vykazovala následující hodnoty fyzikálně mechanických vlastností: průměr 0,25 mm, pevnost 23 N, tažnost 29 %, smrštění ve vodě za varu 1,6%, obsah krystalické fáze 42 %. Jednotlivé monofily ve svazku měly rovný tvar a jejich uspořádání bylo paralelní s minimálním výskytem smyček. Při výrobě zubních kartáčků z takto vyrobených žíní nedocházelo k závažnějším poruchám.The polyamide horsehair produced by this process exhibited the following physical-mechanical properties: diameter 0.25 mm, strength 23 N, elongation at break 29%, boiling shrinkage in water at boiling 1.6%, crystalline phase content 42%. The individual monofilaments in the bundle had a straight shape and their arrangement was parallel to the minimum occurrence of loops. There were no major disturbances in the production of toothbrushes from the horse hair.

Způsob přípravy polyamidových žíní podle vynálezu je možné použít k výrobě žíni z polyamidu 612 nebo ze směsi polyamidu 612 s polyamidem 6, přičemž obsah polyamidu 6,2 ve směsi je alespoň 80 %.The process for preparing the polyamide horsehair of the present invention can be used to make horsehair from polyamide 612 or from a mixture of polyamide 612 with polyamide 6, wherein the polyamide 6,2 content in the mixture is at least 80%.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Process for preparing polyamide horsehair polyamides 612 suitable for brushes, particularly for use in water, characterized in that the resulting monofilaments are treated with flowing air at a velocity of 5 to 25 msec and a temperature of 150 to 210 ° C for a period of time. For 5 to 4 s, the monofilaments having a shrinkage of 5 to 15% relative to the original length, then the monofilaments arranged in the bundle are treated with water at a temperature of 80 to 100 ° C for at least 1 minute, the monofilaments having an unlimited shrinkage followed by treatment of the monofilament bundle with an aqueous solution of a surfactant at a concentration of 0.5 to 10