(57)【要約】【課題】  海部にＰＴＴ樹脂を用いた曲げ回復性と耐破損性の高い海島構造の歯ブラシ用毛と、これを用いた歯ブラシを提供すること。【解決手段】  ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）樹脂からなる海部２の中に、ポリアミド樹脂からなる島繊維３を海部外周に沿ってほぼ等間隔に配列した。また、島繊維−用毛表面間最短距離ｍを１０〜３０μｍ、島繊維間最短距離ｎを１０〜５０μｍの範囲とした。さらに、島繊維３の断面形状を円形または楕円形のいずれかとし、楕円形断面の島繊維については、該楕円形断面の長軸方向の向きが用毛軸芯を中心に描かれる同心円の接線方向とほぼ一致するように配置した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）樹脂からなる海部の中に、ポリアミド樹脂からなる島繊維を海部外周に沿ってほぼ等間隔に配列したことを特徴とする歯ブラシ用毛。
【請求項２】
請求項１記載の歯ブラシ用毛において、島繊維−用毛表面間最短距離ｍが１０〜３０μｍであることを特徴とする歯ブラシ用毛。
【請求項３】
請求項２記載の歯ブラシ用毛において、島繊維間最短距離ｎが１０〜５０μｍであることを特徴とする歯ブラシ用毛。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の歯ブラシ用毛において、前記島繊維の断面形状が円形または楕円形のいずれかからなり、楕円形断面の島繊維については、該楕円形断面の長軸方向の向きが用毛軸芯を中心に描かれる同心円の接線方向とほぼ一致するように配置したことを特徴とする歯ブラシ用毛。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の歯ブラシ用毛を植設したことを特徴とする歯ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海部にポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）樹脂を用いた海島構造の歯ブラシ用毛と、これを用いた歯ブラシに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歯ブラシ用毛としては、従来からナイロン、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂などが広く知られている。これらは高い曲げ回復性（刷毛耐久性）を有し、また歯磨剤を用いた連続使用においても、著しい化学変化による脆性破壊（破損）やキズ付きによる裂けなどが発生せず、しかも安価なことから広く歯ブラシ用毛として利用されている。
【０００３】
さらに、刷毛耐久性の高い歯ブラシ用毛として  ＰＴＴ樹脂を用いたものが知られている。しかし、ＰＴＴ樹脂からなる用毛は特許文献４（特開２００４−８１６４７号公報）中にも「フィラメントに微小な傷が付くとそこから折れてしまうことが知られている。」（段落０００９参照）と記されているように、ナイロンやＰＢＴ用毛よりもデリケートで扱いにくいことに問題があった。しかしながら、ＰＴＴ用毛の耐破損性向上についての検討はほとんどなされていないのが現状である。
【０００４】
以下に、従来より用いられている歯ブラシ用毛の例をいくつか挙げる。
ａ．特許文献１（実開昭６０−８３３３８号公報）
フィラメントを複数の異なる素材により形成し、二つ以上の芯材を鞘材中に隔離状態で埋設した海島構造の用毛。用毛素材としては、ポリアミド、ポリエステル、その他の樹脂よりなる一群から任意に選んで組み合わせたことを特徴としている。しかし、この用毛ではＰＴＴは使用されておらず、ＰＴＴ用毛における前記問題を解決するための検討はなされていない。
【０００５】
ｂ．特許文献２（特開平９−３２２８２１号公報）
ポリエステル樹脂の海部にポリアミド樹脂からなる２〜５本の島部を散在させた海島構造からなり、毛先側は島繊維のみを露出させた用毛。歯肉へのあたりが柔らかく、痛みを感じさせないにもかかわらず、歯垢除去能力が高い歯ブラシを提供できるものである。この場合も、ＰＴＴの検討はまったくなされていない。期待効果も異なるものである。また、毛先は島繊維が露出しているために刷毛耐久性が犠牲になるばかりでなく、歯面の歯垢掻き取り能力も劣る。
【０００６】
ｃ．特許文献３（特表２００１−５１１３７９号公報）
ＰＴＴ樹脂を含むフィラメントまたはＰＴＴ樹脂と別のポリマー（ナイロンなど）からなる共押出し物であるフィラメント。このフィラメントは、フィラメントの曲げ剛性および曲げ回復性を適度にコントロールするためのものであり、ＰＴＴの耐破損性を改善するためのものではない。また、共押出し物に関する検討は芯鞘構造の用毛のみである。この芯鞘構造におけるＰＴＴ樹脂とナイロンの組合わせなどでは表層剥離が発生し、歯ブラシ用のフィラメントとして用いることは困難である。
【０００７】
ｄ．特許文献４（特開２００４−８１６４７号公報）
ＰＴＴ樹脂からなる芯材の周囲に複数本の細糸を製紐加工により編みこんだ製紐ブリッスル。この製紐ブリッスルは、ＰＴＴ樹脂の傷つきによる毛折れの改善と紐状の表層による歯垢除去力の向上を狙ったものであるが、表層の編み糸は歯ブラシの使用とともに擦り切れるため、紐構造が破れやすく、毛折れの根本的な対策にはならない。また、ポリアミド樹脂の紐の場合、ＰＴＴ樹脂とは溶着しないため、早期に表層が剥離するという欠点もある。さらに、用毛自体の構造が複雑かつ微細なため、製造が難しく、通常のモノフィラメント製造設備では生産できず、コスト高は免れない。
【０００８】
ｅ．特許文献５（特開２００４−１４１５０４号公報）
ポリプロピレンテレフタレート樹脂（ＰＴＴ樹脂の別称）とポリプロピレンテレフタレート以外のポリエステル樹脂とを混合して溶融紡糸したモノフィラメント。このフィラメントは、毛腰（柔軟性）と耐久性（曲げ回復性）を両立させるべく検討したＰＴＴ混合用毛であるが、本発明が問題としている毛折れを改善するものではない。
【０００９】
【特許文献１】実開昭６０−８３３３８号公報（全頁、全図）
【特許文献２】特開平９−３２２８２１号公報（全頁、全図）
【特許文献３】特表２００１−５１１３７９号公報（全頁、全図）
【特許文献４】特開２００４−８１６４７号公報（全頁、全図）
【特許文献５】特開２００４−１４１５０４号公報（全頁、全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のＰＴＴ樹脂を用いた歯ブラシ用毛の場合、次のような問題があった。
すなわち、ＰＴＴ樹脂は、従来のナイロンやＰＢＴなどの樹脂フィラメントに比べ、キズや過度な薬品浸漬を受けたときの毛折れ性が劣り、歯ブラシとしての使用に耐えない場合がある。また、ＰＴＴ樹脂の毛折れ強度を向上させるために特殊な構造をとる場合、従来の紡糸設備のみで製造することが困難で、新たな設備投資が必要であり、製造効率も低下するため、製造原価（コスト）が増大してしまう。
【００１１】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、海部にＰＴＴ樹脂を用いた曲げ回復性と耐破損性の高い海島構造の歯ブラシ用毛と、これを用いた歯ブラシを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の歯ブラシ用毛１は、図１，図２に例示するように、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）樹脂からなる海部２の中に、ポリアミド樹脂からなる島繊維３を海部２の外周に沿ってほぼ等間隔に配列したものである。また、本発明の歯ブラシは、前記構造になる本発明の歯ブラシ用毛１を植設したことを特徴とするものである。
【００１３】
なお、歯ブラシ使用中における島繊維３の表層露出や剥離が発生しないように、また海部２を構成するＰＴＴ樹脂の表層に亀裂などが発生した場合でも亀裂が用毛内部まで延長しないように、島繊維−用毛表面間最短距離（島繊維３と歯ブラシ用毛１の表面との近接部最短距離）ｍは１０〜３０μｍの範囲とすることが望ましい。また、島繊維間最短距離(隣り合う島繊維３，３間の外周近接部最短距離)ｎは１０〜５０μｍの範囲とすることが望ましい。
【００１４】
さらに、島繊維３の断面形状を円形または楕円形のいずれかとし、楕円形断面の島繊維については、図３（ｄ）（ｅ）に示すように、該楕円形断面の長軸方向の向きが用毛軸芯を中心に描かれる同心円ｃの接線方向とほぼ一致するように配置することが望ましい。
【００１５】
島繊維３を構成するポリアミド樹脂はＰＴＴ樹脂との相溶性が低いため、島繊維３はＰＴＴ樹脂からなる海部２内に完全に埋め込んだ配置とし、海部２の外周面から島繊維３が露出することがないようにする。
【００１６】
１．用毛の材質と断面形状
用毛基体部を構成する海部２は、刷毛耐久性（曲げ回復性）の高いフィラメントとするために、ＰＴＴ樹脂とする。ＰＴＴ樹脂は、基本的な耐破損・薬品性を確保するために、限界粘度１．０以上のものを用いる。海部２内に埋め込まれる島繊維３は、曲げ回復性および耐薬品性の優れたポリアミド樹脂とする。好ましくはナイロン612、ナイロン610を用いる。この海部２と島繊維３の海島構造からなる歯ブラシ用毛１の断面形状は、局所に応力が集中することなく均一な屈曲バランスを持たせるため、円形断面が最も好ましい。ただし、本発明用毛の利点を活かした上であれば、目的によっては円形以外の任意の形状でも構わない。
【００１７】
２．用毛径
海島構造になる歯ブラシ用毛１の直径Ｄは、通常の歯ブラシ用毛と同等でよく、１５０〜３００μｍ程度が好ましい。島繊維３の直径ｄは２０〜５０μｍ程度とする。２０μｍ未満では細すぎるため、刷掃時のストレスによって島繊維が切れてしまう恐れがある。また、多数の繊維を配列しなければならず、共押出し成形機の口金の製作や製造の難易度が高くなる。一方、直径５０μｍより太い場合は、複数本の配置により海部２に占める島繊維３の断面積の割合が大きくなりすぎるため、刷毛耐久性が低下し、ＰＴＴ用毛の長所を発揮できなくなる恐れがある。
【００１８】
３．用毛断面における島繊維の配置と形状
島繊維３は海部２中に複数本配列するが、好ましくは３本以上、より好ましくは４〜２０本程度の範囲とする。島繊維−用毛表面間最短距離ｍは１０〜３０μｍ、好ましくは１０〜２０μｍを保って埋設する。１０μｍよりも浅い場合は、使用中の表層摩滅によって島繊維３が露出してしまう恐れがあるほか、紡糸工程での製造バラツキによっても配置が若干変動するため、島繊維３の露出リスクが高くなる。３０μｍより深い場合は、表層にキズ・裂けが発生した場合に、これが用毛中心部まで容易に延長してしまう恐れがある。
【００１９】
複数本の島繊維３は、均等に亀裂延長を防ぐとともに用毛自体の均等な屈曲性を保つために、同心円状かつ等間隔に配列することが望ましい。島繊維間最短距離ｎは、島繊維３の直径ｄと歯ブラシ用毛１の直径Ｄにもよるが、１０〜５０μｍの範囲が好ましい。この島繊維間最短距離ｎは、狭すぎると島繊維３より外周側が剥離しやすくなり、広すぎると目的の機能を果たしにくくなる傾向となる。
【００２０】
島繊維３の断面形状は基本的に円形が好ましいが、楕円形などの長短軸を有する扁平断面形状としてもよい。断面形状に長短軸を有する島繊維の場合、図３（ｄ）（ｅ）に示すように、該扁平断面の長軸方向の向きが用毛軸芯を中心に描かれる同心円ｃの接線方向とほぼ一致するように配置することが望ましい。この場合でも、島繊維間最短距離ｎは上記と同じく１０〜５０μｍの範囲とする。扁平断面の島繊維を表層付近に配列することは、外周側のＰＴＴ表層の耐剥離性を保ちつつ、最小限のポリアミド樹脂容積で耐毛折れ性を向上させられるため、そのメリットは大きい。
【００２１】
島繊維３の占有度（歯ブラシ用毛１の断面積に対する島繊維３の総断面積の割合。占有度＝｛島繊維の総断面積／歯ブラシ用毛の断面積｝×１００(％)）は、１０〜４５％程度の範囲が好ましい。島繊維３の総断面積が小さすぎると海島構造用毛の補強としての役割が果たしにくく、大きすぎるとポリアミド樹脂の特性が強くなり、ＰＴＴ用毛としての曲げ回復性の高さが発揮しにくくなる。
【００２２】
４．歯ブラシへの植毛
平線式歯ブラシの場合、前記歯ブラシ用毛１を複数本束ねて用毛束とし、３０ｍｍ程度のカットピースにする。このカットピースを平線式植毛機にセットし、任意の本数（１５〜４０本程度）をピッキングし、平線とともに歯ブラシヘッドの植毛穴に二つ折りして打ち込む。その後、刷毛を任意形状にトリミングし、次いで毛先丸め仕上げをすることで歯ブラシを得る。インモールド式歯ブラシや熱融着式歯ブラシなどの平線レス式歯ブラシにおいても、従来の製造方法と同様の方法で植毛することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、以下のような優れた効果を奏することができる。
（１）ＰＴＴ樹脂を海部とすることで刷毛耐久性の高い歯ブラシ用毛と歯ブラシとすることができる。
（２）ポリアミド樹脂製の島繊維をＰＴＴ樹脂からなる海部の表層付近に同心円状かつ等間隔に配列することで、従来の問題点であったＰＴＴ用毛の裂けやすさや耐薬品性の低さが大幅に改善される。
（３）ポリアミド樹脂の島繊維の効果的な配列によって、芯鞘用毛にみられるような表層の剥離がなく、長期使用に対しても安定的な品質の維持を図ることができる。
（４）通常の共押出し成形機のみで製造可能であるため、容易かつ安いコストで本発明用毛を得ることができる。また、植毛に関しても平線式・平線レス式にかかわらず従来公知の方法で植毛することができるので、汎用性が非常に高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１に、本発明に係る歯ブラシ用毛の第１の実施の形態を示す。
この第１の実施の形態に係る歯ブラシ用毛１は、海部２として限界粘度１．３のＰＴＴ樹脂を用いるとともに、島繊維３としてナイロン６１０を用い、この島繊維３を同心円状に６本配列して島部としたものである。
【００２５】
上記歯ブラシ用毛１を得るには、共押出し成形機によって図示の海島構造からなる繊維を溶融紡糸し、水中に押出して冷却固化させた後、一段目６０℃の温水中で、二段目１２０℃の乾燥雰囲気中で４．５倍に延伸し、次いで乾熱雰囲気中で弛緩熱セットを実施の上、ボビンに巻き取る。これによって、用毛直径Ｄ＝２００μｍ、島繊維３の直径ｄ＝５０μｍ、島繊維−用毛表面間最短距離ｍ＝１０μｍ、島繊維間最短距離ｎ＝約２０μｍの歯ブラシ用毛１を得ることができる。
【００２６】
さらに、この歯ブラシ用毛１を巻紙にて束径４５ｍｍに収束し、３０ｍｍのカットピースに切り分ける。カットピースの巻紙をはずした後、平線式植毛機（ザホランスキーZT-1TC）の毛皿にセットし、ピッカーによって毛皿上から歯ブラシ用毛１の１８本を束ね取り、略中央部を二つ折りにした後に平線とともに歯ブラシヘッド（植毛穴φ１．５ｍｍ、８行×３列）に植毛する。次いで、刷毛を毛丈＝１０ｍｍにトリミングし、毛先丸め仕上げ加工を施し、本発明の歯ブラシを得た。
【００２７】
（図１の歯ブラシ用毛の断面形状）
歯ブラシ用毛１の直径Ｄ      ：２００μｍ
島繊維３の直径ｄ            ：５０μｍ
島繊維−用毛表面間最短距離ｍ：１０μｍ
島繊維間最短距離ｎ          ：２０μｍ
島繊維３の本数              ：６本
島繊維３の占有度            ：３８％
【００２８】
＜第２の実施の形態＞
図２に、本発明に係る歯ブラシ用毛の第２の実施の形態を示す。
この第２の実施の形態に係る歯ブラシ用毛１は、海部２として限界粘度１．３のＰＴＴを用いるとともに、島繊維３としてナイロン612を用いたもので、この島繊維３を同心円状に８本配列して島部としたものである。
【００２９】
上記歯ブラシ用毛１を得るには、共押出し成形機によって図示の海島構造からなる繊維を溶融紡糸し、水中に押出して冷却固化させた後、一段目６０℃の温水中で、二段目１２０℃の乾燥雰囲気中で４．５倍に延伸し、次いで乾熱雰囲気中で弛緩熱セットを実施の上、ボビンに巻き取る。これにより、用毛直径Ｄ＝２００μｍ、島繊維３の直径ｄ＝３０μｍ、島繊維−用毛表面間最短距離ｍ＝１０μｍ、島繊維間最短距離ｎ＝３０μｍの歯ブラシ用毛１を得ることができた。
【００３０】
さらに、この歯ブラシ用毛１を巻紙にて束径４５ｍｍに収束し、３０ｍｍのカットピースに切り分ける。カットピースの巻紙をはずした後、平線式植毛機（ザホランスキーZT-1TC）の毛皿にセットし、ピッカーによって毛皿上から歯ブラシ用毛の１８本を束ね取り、略中央部を二つ折りにした後に平線とともに歯ブラシヘッド（植毛穴φ１．５ｍｍ、８行×３列）に植毛する。次いで、刷毛を毛丈＝１０ｍｍにトリミングし、毛先丸め仕上げ加工を施し、本発明の歯ブラシを得た。
【００３１】
（図２の歯ブラシ用毛の断面形状）
歯ブラシ用毛１の直径Ｄ      ：２００μｍ
島繊維３の直径ｄ            ：３０μｍ
島繊維−用毛表面間最短距離ｍ：３０μｍ
島繊維間最短距離ｎ          ：１０μｍ
島繊維３の本数              ：８本
島繊維３の占有度            ：１８％
【００３２】
図３に、本発明に係る歯ブラシ用毛の他の断面形状例を示す。
（ａ）はＰＴＴ樹脂からなる海部２内にポリアミド樹脂製になる断面円形状の島繊維３を同心円状に４本配列した場合の例、（ｂ）はＰＴＴ樹脂からなる海部２内にポリアミド樹脂製になる断面円形状の島繊維３を同心状に１２本配列した場合の例、（ｃ）はＰＴＴ樹脂からなる海部２内にポリアミド樹脂製の直径の異なる断面円形状の２種類の島繊維３を同心円状に交互に８本配列した場合の例、（ｄ）はＰＴＴ樹脂からなる海部２内にポリアミド樹脂製になる断面楕円形状の島繊維３を同心円状に６本配列した場合の例、（ｅ）はＰＴＴ樹脂からなる海部２内にポリアミド樹脂製になる断面楕円形状の島繊維３と断面楕円形状の島繊維３を同心円状に交互に８本配列した場合の例である。なお、断面楕円形状の島繊維３を用いた歯ブラシ用毛（図３（ｄ）（ｅ））の場合には、楕円断面の長軸方向の向きが用毛軸芯を中心に描かれる同心円ｃの接線方向とほぼ一致するように配置することが望ましい。
【００３３】
次に、本発明に係る歯ブラシ用毛の実験結果を示す。
１．歯ブラシ用毛としての適正評価
比較品１(PTT毛)：全体が限界粘度０．８のＰＴＴ樹脂からなる歯ブラシ用毛
比較品２(PTT毛)：全体が限界粘度１．３のＰＴＴ樹脂からなる歯ブラシ用毛
比較品３(ナイロン毛)：全体がナイロン612からなる歯ブラシ用毛
本発明品１     ：海部＝ＰＴＴ樹脂（限界粘度＝１．３）
島繊維＝ナイロン610（直径ｄ＝５０μｍ、６本）
島繊維−用毛表面間最短距離ｍ＝１０μｍ
島繊維間最短距離ｎ＝２０μｍ
本発明品２     ：海部＝ＰＴＴ樹脂（限界粘度＝１．３）
島繊維＝ナイロン612（直径ｄ＝３０μｍ、８本）
島繊維−用毛表面間最短距離ｍ＝１０μｍ
島繊維間最短距離ｎ＝３０μｍ
なお、上記比較品１〜３、本発明品１，２のいずれも、歯ブラシ用毛の直径Ｄ＝２００μｍである。
【００３４】
実験方法  ：上記比較品１〜３、本発明品１，２の各歯ブラシ用毛を用いてそれ            ぞれ歯ブラシを作成し、モデル刷掃試験機にて往復刷掃
荷重      ：５００ｇ
ストローク：２０ｍｍ
スピード  ：１５０ｒｐｍ／ｍｉｎ
刷掃回数  ：２０万回
繰返し    ：ｎ＝６
評価方法  ：刷掃試験後に歯ブラシ用毛の状態を目視観察して評価
【００３５】
【表１】
2006340748.tif 000003
【００３６】
表１の評価結果から明らかなように、ＰＴＴ毛からなる比較品１，２ではＰＴＴ樹脂の限界粘度によって毛折れのしにくさが変化し、特性が不安定となる。また、ナイロン毛からなる比較品３では曲げ回復性に問題がある。これに対し、本発明品１，２は毛折れのしにくさ・曲げ回復性の両立を図ることができた。
【００３７】
２．島繊維の配列の違いによる特性変化
・サンプル用毛：用毛の直径Ｄ＝２００μｍ
海部＝ＰＴＴ樹脂（限界粘度＝１．３）
島繊維＝ナイロン612（直径ｄ＝２０μｍ）
【００３８】
【表２】
2006340748.tif 000004
【００３９】
表２の試験結果から明らかなように、島繊維−用毛表面間最短距離ｍは２０μｍ前後が好ましい。また、島繊維間最短距離ｎは３０μｍ前後が好ましい。
【００４０】
３．島繊維の占有度の違いによる特性変化
サンプル用毛：直径Ｄ＝２００μｍ
海部＝ＰＴＴ樹脂（限界粘度＝１．３）
島繊維＝ナイロン612
島繊維−用毛表面間最短距離ｍ＝１０μｍ
【００４１】
【表３】
2006340748.tif 000005
【００４２】
表３の試験結果から明らかなように、島繊維の占有度が５％程度以下では毛折れの改善効果が十分でなく、また５０％程度以上ではＰＴＴ樹脂の特長を十分に発揮できないために好ましくない。したがって、島繊維の占有度は１０〜４５％程度の範囲とすることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る歯ブラシ用毛の第１の実施の形態を示すもので、（ａ）は拡大断面図、（ｂ）は一部切欠き斜視図である。
【図２】本発明に係る歯ブラシ用毛の第１の実施の形態を示す拡大断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は本発明に係る歯ブラシ用毛の他の断面形状例を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    歯ブラシ用毛
２    海部
３    島繊維
ｍ    島繊維−用毛表面間最短距離
ｎ    島繊維間最短距離
【図１】
2006340748.tif 000006
【図２】
2006340748.tif 000007
【図３】
2006340748.tif 000008