一种环保可换刷毛的全竹牙刷及其制造方法与流程

本发明是一种环保可换刷毛的全竹牙刷及其制造方法，属木材工业中的竹产品加工技术领域。

背景技术：

随着卫生普及和生活水平的提高，牙刷的需求量也越来越多；且由于生活水平的提高，旅行出差活动也是越来越多，在我国的多数酒店都是提供简易的塑料牙刷，使用一两次就扔掉，废弃的牙刷因其不易腐烂，对填埋和运输带来较大的能耗和环境破坏，寻找环保的可降解的牙刷一直是人们梦寐以求的追求。

我国有竹类植物48个属500余种，现有竹林面积720多万公顷，竹子资源集中分布在长江以南的14个省、市、自治区。竹林是一种再生资源，适宜于荒山丘陵，一经造林成功只要辅以适当的经营管理，既可以年年发笋成竹，永续利用。这些为制作竹牙刷提供可持续和环保的材料，市场上已经有竹牙刷，刷柄也采用竹材，制作方法采用以前的传统制造方法，在竹刷头上钻孔，插进尼龙纤维等，这种牙刷虽好，但制造工艺繁琐，刷毛变形后就不可重复使用，使用成本高。申请人已经通过对新鲜竹材的饱和蒸汽热处理，制得直径0.1-0.4mm的竹维管束长束纤维，该维管束纤维具有一股甜甜可人的清香。且有关报道竹纤维产品具有天然的抗菌、抑菌、杀菌的效果，因为竹子里面具有一种独特物质，该物质被命名为“竹醌”，具有天然的抑菌、防臭、防螨功能。在显微镜下观察，细菌在棉、木等纤维制品中能够大量繁殖，而竹纤维制品上的细菌不但不能长时间生存，而且短时间内还能消失或减少，24小时内细菌死亡率达75%以上。竹维管束纤维与亚麻、苎麻均具有较强的抗菌作用，其抗菌效果是任何人工添加化学物质所无法比拟的，天然、环保、持久、保健等特点与人工加工的抗菌纤维截然不同，且其抗菌效果具有一定的广谱效应。如将竹纤维作为刷毛，以及竹片作为竹柄，不通过钻孔的方式将竹纤维束作为刷毛可以多次简易重复装夹到竹柄上作为刷头，制成一种可以多次更换刷头的新型全竹牙刷，通过这种更简便的处理来制作新型全竹牙刷也是科研工作者一直的追求。

技术实现要素：

本发明提出的是一种环保可换刷毛的全竹牙刷及其制造方法，其目的旨在利用竹材可以制作具有清香和杀菌抑菌竹纤维束刷毛、以及竹材可以制造多次装夹竹维管束刷毛的牙刷柄的优势，提出了一种环保可降解、低成本、可多次利用的全竹牙刷。

本发明的技术解决方案：一种环保可换刷毛的全竹牙刷，其特征是所述全竹牙刷刷毛为新鲜竹材处理后去除薄壁组织后的竹纤维束，刷柄采用端头弯曲夹紧的竹条，将刷毛夹紧在端头弯曲处做为牙刷的刷头，并用不锈钢钢丝环或不锈钢钢片环与刷柄栓紧，得到环保可换刷毛的全竹牙刷；所述全竹牙刷的刷柄的截面为方形，或保持竹青面原状的半圆形或半椭圆形。所述全竹牙刷的刷柄部根据刷牙时的顺手，纵向进行一定弧度的弯曲。

其制备方法，包括如下工艺步骤：（1）新鲜竹材加工成竹条；（2）竹条热处理和弯曲；（3）竹条干燥和后加工；（4）竹维管束刷毛的加工；（5）竹牙刷的组装。

所述步骤（1）新鲜竹材加工成竹条，壁厚大于6mm的新鲜刚砍伐竹筒，截成600～2000mm长，将其剖成7-9mm宽竹片，以竹青面为基准，刨去竹黄后，加工成宽度为5-7mm、厚度3-6mm的竹条，然后将其锯截成长度为200-220mm，牙刷刷头端的竹节距离端部不得少于70mm。

所述步骤（2）竹条的热处理和弯曲，将竹条在120～180℃中处理8～120分钟，处理时湿度高于80%；然后将牙刷头距头部40-60mm竹青面朝外180°弯曲，确保弯曲后的竹端正好与竹柄端平行对称。为了确保弯曲成型时方便，竹片加工时将需要弯曲部分厚度变薄至1-2mm（保留竹青）。

所述步骤（3）竹条干燥和后加工，将竹条干燥到含水率12%以下，将作为刷柄的竹材边角打磨光滑，根据需要对其油漆或上油，竹青层无需油漆或上油。

所述步骤（4）竹维管束刷毛的加工和干燥，将新鲜竹材通过170-190℃高温饱和蒸汽20～80min的热处理，然后将其中薄壁组织去除，留下竹纤维束，并将竹纤维束端头磨尖，然后将其干燥到含水率12%以下，得到牙刷刷毛。

所述步骤（5）竹牙刷的组装，将一定量的刷毛夹在弯曲处，并将竹弯曲端头与竹柄栓紧，利用竹片弯曲的弹性将刷毛固定在竹柄上作为刷头，得到全竹牙刷。

所述步骤（5）竹牙刷的组装中，竹弯曲端头与竹柄用不锈钢钢丝环或不锈钢钢片环与刷头部栓紧，组装时刷毛中间夹上3-8根直径为0.7-2.5mm、长度为4-9mm的由竹青部铣削加工而成得竹香芯圆棒。

本发明的有益效果：

1）全竹牙刷具有加工简单、气味清香、抗菌杀菌的优点，刷柄防霉防腐，成本低廉，无任何化学试剂处理，用完后自然分解，也可作为燃料焚烧，对环境无任何影响，刷毛可以多次更换，使用时间长，是一种可持续的循环经济。

2）竹子生长迅速，生长周期短，竹材具有资源的可持续性，不破坏森林资源。可替代常规塑料牙刷的替代品，具有生命周期长的环保优势。

附图说明

附图1是全竹牙刷的结构示意图。

附图2是全竹牙刷的刷柄端的截面示意图。

图中1为竹青面；2为牙刷竹柄；3是锁紧用不锈钢钢丝环；4是刷毛装夹处。

具体实施方式

如附图1/2所示，一种环保可换刷毛的全竹牙刷及其制造方法，包括如下工艺步骤：（1）新鲜竹材加工成竹条；（2）竹条的热处理和弯曲；（3）竹条干燥和后加工；（4）竹维管束刷毛的加工和干燥；（5）竹牙刷的组装。

所述的步骤（1）新鲜竹材加工成竹条，壁厚大于6mm的新鲜竹筒，按要求截成600～2000mm长，将其剖成7-9mm宽竹片，以竹青面为基准，刨去竹黄后，加工成宽度为5-7mm、厚度3-6mm的竹条，然后将其锯裁成长度为200-220mm，准备作为牙刷头的那段中，竹节距离端部不得少于70mm，且该端厚度和加工形状与刷柄不同。

所述的步骤（2）竹条的热处理和弯曲，将竹端经120～180℃饱和蒸汽8～120分钟的处理，然后将牙刷头距头部40-60mm竹青面朝外180°弯曲，确保反向弯曲后的竹端正好与竹柄端平行对称。为了确保弯曲成型时方便，也可在竹片加工时将需要弯曲部分厚度变薄至1-2mm，保留竹青层。

所述的步骤（3）竹条干燥和后加工，将竹条干燥到含水率12%以下，将作为刷柄的竹材边角打磨光滑。根据需要对其油漆或上油。

所述的步骤（4）竹维管束刷毛的加工和干燥，将新鲜竹材通过170-190℃高温饱和蒸汽20～80min的热处理，然后将其中薄壁组织去除，留下竹纤维束，并将竹纤维束端头磨尖，然后将其干燥到含水率12%以下，就得到牙刷的刷毛。

所述的步骤（5）竹牙刷的组装，将一定量的刷毛夹在弯曲处，也可以在刷毛中间夹上3-8根直径为0.7-2.5mm、长度为4-9mm的竹青部加工而成竹香芯圆棒，并将竹弯曲端头与竹柄用不锈钢钢丝环或不锈钢钢片环与刷头部栓紧，利用竹片弯曲的弹性将刷毛固定在竹柄上，就能得到一种环保的新型全竹牙刷。

实施例1

一种环保可换刷毛的全竹牙刷及其制造方法，包括如下工艺步骤：（1）新鲜竹材加工成竹条；（2）竹条的热处理和弯曲；（3）竹条干燥和后加工；（4）竹维管束刷毛的加工和干燥；（5）竹牙刷的组装。

所述的步骤（1）新鲜竹材加工成竹条，壁厚大于6mm的新鲜竹筒，截成750mm长，将其剖成7.5mm宽竹片，以竹青面为基准，刨去竹黄后，加工成宽度为6mm、厚度4.5mm的竹条，然后将其锯裁成长度为215mm，准备作为牙刷头的那段中，竹节距离端部不得少于70mm，且该端厚度和加工形状与刷柄不同。

所述的步骤（2）竹条的热处理和弯曲，将竹端经145℃饱和蒸汽75分钟的处理，然后将牙刷头距头部50mm竹青面朝外180°弯曲，确保反向弯曲后的竹端正好与竹柄端平行对称。为了确保弯曲成型时方便，需在步骤（1）竹片加工时将需要弯曲部分厚度变薄至1.5mm，保留竹青，去掉竹黄和靠近竹黄的竹壁部分。

所述的步骤（3）竹条干燥和后加工，将竹条干燥到含水率9%，将作为刷柄的竹材边角打磨光滑。

所述的步骤（4）竹维管束刷毛的加工和干燥，将新鲜竹材通过185℃高温饱和蒸汽35min的热处理，然后将其中薄壁组织去除，留下竹纤维束，并将竹纤维束端头磨尖，然后将其干燥到含水率12%以下，就得到牙刷的刷毛。

所述的步骤（5）竹牙刷的组装，将一定量的刷毛夹在弯曲处，并将竹弯曲端头与竹柄用不锈钢钢丝环与刷头部栓紧，利用竹片弯曲的弹性将刷毛固定在竹柄上，得到环保的新型全竹牙刷。

实施例2

一种环保可换刷毛的全竹牙刷及其制造方法，包括如下工艺步骤：（1）新鲜竹材加工成竹条；（2）竹条的热处理和弯曲；（3）竹条干燥和后加工；（4）竹维管束刷毛的加工和干燥；（5）竹牙刷的组装。

所述的步骤（1）新鲜竹材加工成竹条，壁厚大于6mm的新鲜竹筒，按要求截成1500mm长，将其剖成8.5mm宽竹片，以竹青面为基准，刨去竹黄后，加工成宽度为6.5mm、厚度5mm的竹条，然后将其锯裁成长度为205mm，准备作为牙刷头的那段中，竹节距离端部不得少于70mm，且该端厚度和加工形状与刷柄不同。

所述的步骤（2）竹条的热处理和弯曲，将竹端经165℃饱和蒸汽35分钟的处理，然后将牙刷头距头部55mm竹青面朝外180°弯曲，确保反向弯曲后的竹端正好与竹柄端平行对称。为了确保弯曲成型时方便，也可在竹片加工时将需要弯曲部分厚度变薄至1.75mm。

所述的步骤（3）竹条干燥和后加工，将竹条干燥到含水率12%以下，将作为刷柄的竹材边角打磨光滑。

所述的步骤（4）竹维管束刷毛的加工和干燥，将新鲜竹材通过175℃高温饱和蒸汽70min的热处理，然后将其中薄壁组织去除，留下竹纤维束，并将竹纤维束端头磨尖，然后将其干燥到含水率12%以下，就得到牙刷的刷毛。

所述的步骤（5）竹牙刷的组装，将一定量的刷毛夹在弯曲处，刷毛中间夹上6根直径为1.5mm、长度为6mm的竹青部加工而成竹香芯棒，并将竹弯曲端头与竹柄用不锈钢钢片环与刷头部栓紧，利用竹片弯曲的弹性将刷毛固定在竹柄上，得到环保的新型全竹牙刷。

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