(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブリッスルが複数植毛されたブラシ部を備える歯ブラシであって、
前記ブリッスルは、棒状の芯部と、該芯部の少なくとも側面全体を鞘状に覆う発泡体とを有し、
前記芯部は、平均厚みが０．２〜０．６ｍｍの合成樹脂からなり、
前記発泡体は、気泡の平均セル面積が１５０〜１００００μｍ２であり、スキン層の平均厚みが１００μｍ以下であり、
前記発泡体は、前記芯部の先端を覆っている歯ブラシ。
【請求項２】
前記ブリッスルは、融着植毛法により植毛されている請求項１に記載の歯ブラシ。
【請求項３】
前記発泡体の平均厚みが０．１〜１ｍｍである請求項１又は２に記載の歯ブラシ。
【請求項４】
前記芯部の構成材料がナイロン６１２又はナイロン６１０であり、前記発泡体の構成樹脂がナイロンエラストマーである、又は前記芯部の構成材料がポリエステルであり、前記発泡体の構成樹脂がポリウレタンエラストマーである、請求項１〜３の何れか1項に記載の歯ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブリッスルが複数植毛されたブラシ部を備える歯ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、歯ブラシは、複数のブリッスルからなる毛束を、平線植毛や融着植毛等によって植毛台に形成された植毛穴に複数植毛し固定することにより形成される。そして、歯ブラシは、歯の汚れを落とす高い刷掃力と良好な感触が求められ、種々のブリッスルが開発されている。例えば、特許文献１及び特許文献２には、ブリッスルの腰を強くしながら歯茎当たりのソフトな感触を得ることを目的として、芯部と芯部を被覆する鞘部の２層複合構造からなる芯鞘型複合モノフィラメントからなるブリッスルであって、少なくとも一端側の端部から所定の範囲の芯部が露出しているブリッスルを植設した歯ブラシが記載されている。
【０００３】
また、特許文献３には、歯ブラシ用毛の曲げ回復性、耐破損性、耐久性を高めることを目的として、芯部と芯部を被覆する少なくとも２層以上の樹脂層を備え、芯部と最外層との間に中間層を備えた歯ブラシ用毛が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２５３７１２号公報
【特許文献２】特開２００６−１４９４１９号公報
【特許文献３】特開２００７−０００５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２には、ブリッスルの先端は芯部のみで構成され、先端部が細いことが記載されている。しかし、先端部が細いために歯面の清掃力は弱い一方、ブリッスル先端に露出している芯部を太くした場合は、特許文献１、２に記載のように、使用者の歯茎を傷つけてしまう可能性が高くなる。また、特許文献３に記載の多層樹脂からなるブラシ毛も、太くすれば腰が強くなりすぎて歯茎を傷つける虞がある。
従って、本発明の課題は、ブリッスルを太くして歯面の刷掃力を高くしながらソフトな感触を併せもち良好な清掃性が得られる歯ブラシを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ブリッスルが複数植毛されたブラシ部を備える歯ブラシであって、ブリッスルは、棒状の芯部と、芯部の少なくとも側面全体を鞘状に覆う発泡体とを有し、芯部は、平均厚みが０．２〜０．６ｍｍの合成樹脂からなり、発泡体は、気泡の平均セル面積が１５０〜１００００μｍ2であり、スキン層の平均厚みが１００μｍ以下である歯ブラシを提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の歯ブラシによれば、ブリッスルの芯部が太くて歯面の刷掃力が高く、しかもソフトな感触を併せ持ち、良好な清掃性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である歯ブラシの斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す歯ブラシの備えるブラシ部を拡大した要部拡大斜視図である。
【図３】図３は、図１に示す歯ブラシの備えるブリッスルを拡大した要部拡大斜視図である。
【図４】図４は、図３に示すＸ１−Ｘ１線断面図である。
【図５】図５（ａ）は、ブリッスルの断面の走査型電子顕微鏡像であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるブリッスルの発泡体部分の走査型電子顕微鏡像の拡大写真である。
【図６】図６は、本発明の歯ブラシの備えるブリッスルを製造する好適な装置を示す概略図である。
【図７】図７は、図６に示す圧力室の内部にセットする金属製容器の概略図である。
【図８】図８は、芯鞘構造の発泡前のフィラメント(ブリッスル)の製造を説明する図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｅ）は、歯ブラシのブラシ部を形成する製造工程を例示する要部略示断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の歯ブラシを、その好ましい実施形態に基づき、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
本実施形態の歯ブラシ１は、図１，図２に示すように、ブリッスル２が複数植毛されたブラシ部１１を備えている。ここで、各図中のＹ方向は、歯ブラシ１の長手方向を示し、各図中のＸ方向は、Ｙ方向に直交する方向であり、歯ブラシ１の幅方向を示し、各図中のＺ方向は、Ｙ方向及びＸ方向に直交する方向であり、歯ブラシ１の上下方向を示している。以下、具体的に、歯ブラシ１について説明する。
【００１１】
歯ブラシ１は、図１に示すように、ブラシ部１１を備えるとともに、把持部１２、これらを連結する首部１３を備える。把持部１２は、歯ブラシ１の使用時に手で把持する部分である。ブラシ部１１は、図２に示すように、複数のブリッスル２を植毛台１４に設けられた複数の植毛穴１５の各々に植毛して形成されている。図２において、植毛されたブリッスル２の長軸方向はＺ方向に一致している。尚、１個の植毛穴１５に複数本のブリッスル２を植毛してブラシ部１１を形成しても良いが、図２に示すように、植毛台１４の少なくとも１部において、一本のブリッスル２を、植毛台１４に設けられた１個の植毛穴に植毛するものが好ましく、さらに、全ての植毛孔１５の各々に１本ずつブリッスル２を植毛したブラシ部１１を形成するものが好ましい。
【００１２】
把持部１２、首部１３、及び植毛台１４は、例えば、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ＰＥＴ(ポリエチ レンテレフタレート)やＰＣＴＡ（ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート・イソフタレート）等のポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）等の合成樹脂により形成される。歯ブラシ１は、植毛台１４に、図２に一方の面を示すように、各ブリッスル２を配設する位置に対応させて、複数の植毛穴１５がＸ方向及びＹ方向に分散して開口形成されている。植毛穴１５の直径は好ましくは０．５〜３ｍｍであり、植毛穴１５の断面形状は円形が好ましい。また、最外周に配置される植毛穴１５の外側縁部を連ねた環状線によって囲まれる植毛領域の面積に対して、植毛穴１５の面積の総和の占める割合（植毛密度）は、１０〜５０％であるものが好ましい。各植毛穴１５には、ブリッスル２の毛丈（ブリッスル２の植毛台１１と隣接する一方の面からのＺ方向の長さ）が、好ましくは４〜１５ｍｍとなるように各々植設される。
【００１３】
ブリッスル２は、図３に示すように、棒状の芯部２１と、芯部２１の少なくとも側面全体を鞘状に覆う発泡体２２とを有している。各ブリッスル２は、図４に示すように、Ｚ方向に垂直な断面の形状が円又は矩形であることが好ましく、ブリッスル２の全体形状はＺ方向に一直線状に延びる円柱又は四角柱に形成されることが好ましい。尚、ブリッスル２の断面の形状は、前記形状に特に限定されず、Ｚ方向に延びていれば、断面の形状が、楕円、十字、長方形等の矩形、６角形等の多角形等でもよい。
【００１４】
また、ブリッスル２を形成する芯部２１は、図４に示すように、断面の形状が円形であることが好ましく、全体形状はＺ方向に一直線状に延びる円柱形に形成されていることが好ましい。尚、芯部２１の形状も、前記形状に特に限定されず、Ｚ方向に延びていれば、断面の形状が、楕円形、十字形、長方形等の多角形等でもよい。芯部２１のＺ方向の長さ（ブリッスル２が植毛台１１と隣接する一方の面からのＺ方向の長さ）は、４〜１５ｍｍであることが好ましく、上述したブリッスル２のＺ方向の長さに対する芯部２１のＺ方向の長さの割合は、０．７５〜１であることが好ましく、０．８以上１未満であることが好ましい。
【００１５】
ブリッスル２を形成する発泡体２２は、図３，図４に示す歯ブラシ１のように、芯部２１の少なくとも側面全体を覆っており、好ましくは芯部２１の先端も含めた外周面全体を覆っている。このように、各ブリッスル２は、芯鞘の構造に形成されている。尚、歯ブラシ１の発泡体２２は、芯部２１をブリッスル２の軸方向において略均一に覆うことが好ましい。
【００１６】
ブリッスル２の芯部２１の平均厚みｄは、強度と柔軟性（弾力性）を両立させる観点から０．２〜０．６ｍｍであり、さらに０．３〜０．５ｍｍであることが好ましい。ブリッスル２の芯部２１の平均厚みは、芯部２１のＺ方向に直交する断面の形状が円形の場合は断面の平均直径が（図４参照）相当する。
【００１７】
ブリッスル２の発泡体２２の厚みｔ（図４参照）は、太いブリッスルであっても使用時に痛みを感じることなく、使用感を良好にする観点から、平均厚みが０．１〜１ｍｍであることが好ましく、０．２〜０．８ｍｍであることが更に好ましい。ブリッスル２のＺ方向に垂直な断面が矩形である等により発泡体２２の厚みが断面の各位置によって異なる場合には、発泡体２２の厚みが薄い位置での平均厚みが、０．１〜０．８ｍｍであることが好ましく、断面形状の角部等の発泡体２２の厚みが厚い位置での平均厚みが、０．２〜１ｍｍであることが好ましく、さらに０．３〜１ｍｍであることが好ましい。なお、ブリッスル２の断面形状が矩形である場合の、角部の発泡体２２の厚みは、芯部２１の中心と角とを結んだ線上における発泡体の厚みとしている。
【００１８】
ブリッスル２の平均厚み、又はＺ方向に直交する断面の形状が円形である場合の平均直径（図４参照）（ｄ＋ｔ×２）は、使用時の使い心地の観点から、０．５〜１．７ｍｍであることが好ましく、０．７〜１．５ｍｍであることが更に好ましい。なお、ブリッスル２の平均厚みは、ブリッスル２の軸方向において異なる複数個所の厚みの平均値である。ブリッスル２の断面形状が矩形等の多角形である場合、芯部２１の中心からブリッスル２の断面形状における角までの平均厚みは、同じ観点から０．３〜０．８ｍｍであることが好ましく０．４〜０．７ｍｍであることが更に好ましく、角と角を結ぶ対角線の厚みは０．６〜１．６ｍｍであることが好ましく、０．８〜１．４であることが好ましい。
【００１９】
芯部２１は合成樹脂からなる。芯部２１は、しなりがある点、清掃性の観点からＪＩＳ  Ｋ  ７１７１による曲げ弾性率が、０．５〜５ＧＰaであることが好ましい。合成樹脂としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２等のナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレングリコールテレフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン等を使用することができる。また、芯部２１と発泡体２２との接着性をより強固なものにするために、例えば、芯部２１の表面を粗面にすることが好ましい。粗面にする手段としては、サンドブラスト処理や、やすりによる処理、コロナ放電処理やフレーム処理が挙げられる。同様の観点から、芯部２１を構成する樹脂に、発泡体２２を構成する樹脂を混合させてもよい。発泡体２２を構成する樹脂を混合する際の樹脂の含有量としては２〜３０％の範囲が好ましい。
【００２０】
発泡体２２の気泡タイプとしては、独立気泡タイプ及び連続気泡タイプのいずれであっても良い。ここで、独立気泡タイプとは、各々の気泡が独立した気泡壁を有するタイプを意味し、連続気泡タイプとは、各々の気泡が連通しているタイプを意味する。より柔らかな感触にできるとともに薬剤を含浸することができる観点から、連続気泡タイプであることが好ましい。
【００２１】
発泡体２２を構成する樹脂としては、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、極性基を導入したポリエチレン等のオレフィン樹脂、アクリル酸エチル等のポリアクリル酸又はポリメタクリル酸系樹脂、ポリオレフィンエラストマー、ポリウレタンエラストマー、ナイロンエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリスチレン系エラストマー等のエラストマー等を使用することができ、使用時の引張り破断強度や耐摩耗性と耐久性の観点から、ポリウレタンエラストマー、ナイロンエラストマーを使用することが好ましい。芯部２１の構成材料として、ナイロン６１２、ナイロン６１０を使用する場合には、芯部と鞘部の接着性の観点から、鞘部である発泡体２２を構成する樹脂として、ナイロンエラストマーを使用する組み合わせが好ましいく、芯部２１の構成材料としてポリエステルを使用する場合には、鞘部はポリウレタンエラストマーであることが好ましい。また、発泡体２２の気泡タイプが連続気泡タイプである場合には、連続気泡タイプ用の樹脂としては、引張り破断強度に優れるエラストマーが好ましく、引張り破断強度が５ＭＰａ以上のエラストマーが好ましく使用され、１０ＭＰａ以上のエラストマーが特に好ましく使用される。なお、引張り破断強度はＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に基づき測定する。
【００２２】
芯部２１を被覆する発泡体２２は、柔らかさと耐久性を両立する観点から、芯部２１の材質より低い温度で溶融する樹脂で形成されていることが好ましい。従って、発泡体２２に使用する樹脂が、ポリエチレンのような結晶性樹脂、又はＥＶＡやナイロンエラストマーのような結晶部を有する樹脂である場合には、樹脂の融点又は結晶部の樹脂融点を、芯部２１の材質の融点より低いものとする。又、発泡体２２に使用する樹脂が、アクリル酸エチルやポリスチレン系エラストマーのような非晶性樹脂である場合には、樹脂の軟化温度を、芯部２１の材質の融点より低いものとする。
【００２３】
発泡体２２を構成する樹脂は、柔らかくて使い心地の良い発泡体とする観点及び発泡体表面のべたつき防止の観点から、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に準ずるＪＩＳ−Ａ硬度の測定値が４０〜１００であることが好ましく、ＪＩＳ−Ａ硬度の測定値が５０〜９０であることが特に好ましい。
【００２４】
本発明においては、発泡体２２は、気泡の平均セル面積が１５０〜１００００μｍ2であり、さらに発泡体の強度と柔らくて使いごこちの良い感触との両立、発泡体の成形性の観点から、２００〜８０００μｍ2であることが好ましく、３００〜２０００μｍ2であることが更に好ましい。発泡体２２は、未発泡部分が少ないことが好ましく、発泡体２２の平均セル密度は、１００００〜１４０００００個／ｃｍ2の範囲が好ましく、さらに１０００００〜８０００００個／ｃｍ2の範囲が好ましく、さらに１０００００〜５０００００個／ｃｍ2の範囲が好ましい。尚、平均セル面積、平均セル密度は、以下の方法により測定する。
【００２５】
＜平均セル面積の測定法＞
セル面積の測定は、走査型電子顕微鏡（リアルサーフェイス顕微鏡  商品名ＶＥ７８００；（株）キーエンス製）を用いて測定する。図３に示す１本のブリッスル２を、Ｘ方向にカッターで切断し、走査型電子顕微鏡を用いて、図５（ａ）に示すブリッスル２の切断面の中で、図５（ｂ）に示すように、発泡体２２の部分の拡大写真を撮影する。そして、この拡大写真から、１０個の気泡（セル）を選択し、画像処理ソフト（商品名ウィンルーフ  バージョン５．６．２  三谷商事製）を用いて、それぞれの気泡の面積（セル面積）を測定する。それらの結果から気泡の平均面積を算出し、平均セル面積とする。
【００２６】
＜平均セル密度の測定法＞
平均セル密度も、上記の走査型電子顕微鏡を用いて測定する。ブリッスル２の発泡体２２の切断面２５００μｍ2当たりに、気泡が何個含まれているのかを１０箇所、目視にて測定し、平均値を求める。この平均値を１ｃｍ2当たりに換算した値を平均セル密度とする。
【００２７】
本発明においては、発泡体２２は、スキン層の平均厚みが１００μｍ以下である。歯面の汚れ除去性能（刷掃力）が高く、柔らかくて使い心地の良いブリッスル２を得る観点から、スキン層の厚みを薄くすることが好ましい。ここで、スキン層とは、実質的に気泡を含まない部分を意味し、気泡があったとしても、そのセル面積が４００μｍ2よりも小さい気泡を含む領域のことを意味する。言い換えれば、表面から、セル面積が４００μｍ2以上の気泡が現れるまでの厚みを意味する。スキン層の平均厚みは、上記観点から、０〜１００μｍであることが好ましく、０〜７０μｍであることが特に好ましい。また、発泡体２２における切断面を除く表面のスキン層の平均厚みは、０〜１００μｍであることが好ましく、さらに５〜３０μｍであることが好ましく、特に１０〜３０μｍであることが好ましい。尚、スキン層の平均厚みは、以下の方法により測定する。
【００２８】
＜スキン層の平均厚みの測定法＞
スキン層の平均厚みも、上述した走査型電子顕微鏡を用いて測定する。ブリッスル２の切断面における発泡体２２の部分の切断面の拡大写真を撮影し、この拡大写真から、スキン層の厚みを１０箇所測定し、測定値の平均をスキン層の平均厚みとする。
【００２９】
歯ブラシ１は、図１に示すように、ブリッスル２が複数植毛されたブラシ部１１を備えており、各ブリッスル２は、図３に示すように、棒状の芯部２１と、芯部２１の少なくとも側面全体を鞘状に覆う発泡体２２とを有している。このように、芯部２１を発泡体２２で覆っているので、芯部２１の平均厚み（平均直径）を大きくしても、使用者に痛みを与え難く、使用感が向上する。また、芯部２１の平均厚み（平均直径）を太くすることにより、ブリッスル２が歯面に当たる力を強くでき、良好な清掃性（刷掃性）が得られる。歯ブラシ１のブリッスル２の芯部２１は合成樹脂からなり、ブリッスル２の発泡体２２は、図５（ａ），図５（ｂ）に示すように、気泡の平均セル面積が１５０〜１００００μｍ2であり、スキン層が１００μｍ以下である。その為、歯ブラシ１は、歯面の汚れ除去性能（刷掃力）が更に高く、柔らかくて使い心地が良い。
【００３０】
また、ブリッスル２の発泡体２２は、歯ブラシ１においては、図３に示すように、芯部２１の側面全体のみならず、芯部２１の先端も覆い、芯部２１の外周面全体を覆っている。その為、芯部２１の先端を含めて、使用中に芯部２１が直接歯に当たることがなく、更に使用者に痛みを与え難く、使用感が更に向上する。
【００３１】
本発明の歯ブラシは、上述の実施形態の歯ブラシ１に何ら制限されるものではなく、適宜変更可能である。
【００３２】
例えば、上述の実施形態の歯ブラシ１においては、図１に示すように、各ブリッスル２の毛丈（植毛台１１の一面からのＺ方向の長さ）が略同じであるが、同じでなくてもよい。また、上述の実施形態の歯ブラシ１においては、図３に示すように、ブリッスル２の発泡体２２が、芯部２１の側面のみならず、芯部２１の先端を含めた外周面全体を覆っているが、芯部２１の先端を覆っていなくてもよい。
【００３３】
以下、本発明の歯ブラシを製造する方法について説明する。
先ず、歯ブラシのブリッスル２を製造する方法について説明する。ブリッスル２の発泡体２２は、化学発泡法及び物理発泡法により製造することができる。
化学発泡法としては、樹脂中に加熱分解とともにガスを発生させる化合物を用いて発泡体２２を得る方法を用いることができる。使用する化合物としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、アゾ化合物等を用いることができる。これ以外の化学発泡法としては、樹脂中に水や酸と反応することによりガスを発生させる化合物を用いて発泡体２２を得る方法も用いることができる。使用する化合物としては、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、イソシアネート等を用いることができる。
【００３４】
物理発泡法としては、ペンタン、二酸化炭素や窒素の超臨界流体を樹脂中に溶解させた後に加熱ガス化又は減圧ガス化することにより発泡体２２を得る方法を用いることができる。化学発泡法及び物理発泡法の中でも超臨界流体を用いた物理発泡法は、歯ブラシのブリッスル２に適した微細な気泡を得ることができるとともに、人体に対して安全である窒素や二酸化炭素を発泡剤として使用できるので好ましい。超臨界流体を用いた物理発泡法には、バッチ法と連続法とがある。バッチ法とは、圧力容器内に樹脂を仕込んだ後、二酸化炭素や窒素を密閉状態の圧力容器に導入し、二酸化炭素や窒素を臨界点以上の超臨界流体とし、所定時間の間この超臨界流体を樹脂に溶解させた後、常圧まで減圧させて超臨界流体がガスになる際の体積膨張を利用して発泡体を得る方法である。連続法とは、射出成形機や押出機のシリンダー部において、溶融混錬されている樹脂中に二酸化炭素や窒素の超臨界流体を導入した後、金型内に射出成形又はダイを通して大気中に押出すことにより発泡体を得る方法である。
本発明の歯ブラシのブリッスル２は、以上に述べた何れの方法を用いても製造することができるが、以下に、臨界流体用原料として二酸化炭素を用いた物理発泡法であるバッチ法によってブリッスル２を製造する方法を、図面を参照しながら説明する。
【００３５】
図６は、ブリッスル２の製造に用いられている装置の一例の概略図を示す。装置は、減圧バルブを備えた圧力室１０と、圧力室１０に超臨界流体用原料である二酸化炭素を供給する、又はこの二酸化炭素の超臨界流体である超臨界二酸化炭素を供給する超臨界流体供給部２０とを備えている。以下、図６に示す装置を用いたブリッスル２の製造方法について具体的に説明する。
【００３６】
ブリッスル２の製造方法は、芯部２１の少なくとも側面、好ましくは外周全体が鞘状に発泡体２２で覆われているブリッスル２を形成する。従って、芯部２１が未発泡の樹脂により鞘状に覆われた芯鞘構造の発泡前のフィラメント２３を、鞘部を発泡させて発泡体２２を形成する発泡工程を備える。フィラメント２３の発泡工程では、フィラメント２３を予め図７に示す底面と側面を有し天面が開口している金属製容器３０に収容し、その金属製容器３０を、図６に示す圧力室１０内にセットし、超臨界流体用原料と接触させて発泡させる。芯部２１の構成材料（芯材）、及び発泡体２２となる鞘部を構成する樹脂は上述した芯部２１、発泡体２２の構成樹脂を用いることができる。また、ブリッスル２の製造方法は、発泡工程の前に、未発泡の芯鞘構造のフィラメント２３の製造工程を備えることができる。未発泡の芯鞘構造のフィラメント２３の製造工程は、芯材を用いた押し出し成形による製造工程、または、芯部２１となる芯材の複数本を略等間隔空けて並列に配置し、これらを発泡体２２となる鞘部の構成樹脂からなる２枚のシート状の樹脂の間に挟み込んだ状態で加熱プレスし、隣り合う芯材の間毎にカットする製造工程が挙げられ、後者の製造工程が好ましい（図８参照）。
【００３７】
芯鞘構造のフィラメント２３の発泡工程に用いる金属製容器３０は、図７に示すように、底面と側面を有し天面が開口した容器であって側面が円筒状であるものが好ましい。金属製容器３０の内部には、両端が開口している円筒状の複数のチューブ３１が、図７に示すように、隙間なく配されており、各チューブ３１の中にフィラメント２３が収容される。チューブ３１としては、金属製のチューブ又はテフロン（登録商標）製のチューブを用いることが可能であり、好ましくはテフロン（登録商標）製チューブを用いる。各チューブ３１の内径、長さ、形状は、図３に示すブリッスル２の大きさ、形状に応じて形成される。チューブ３１は、金属製容器３０の内部に、２００〜３００個配されている。各チューブ３１の中にフィラメント２３を収容し、フィラメント２３の収容されたチューブ３１を金属製容器３０の内部に隙間なく配し、チューブ３１の配された金属製容器３０を、圧力室１０の内部にセットする。
【００３８】
フィラメント２３の発泡工程は、フィラメント２３を収容した圧力室１０に超臨界流体を供給しフィラメント２３に接触させる工程と、その後に圧力室１０内を減圧させる工程とを備え、圧力室１０内を減圧させる工程は、第１減圧工程及び第１減圧工程より後の第２減圧工程とを有し、第２減圧工程の減圧スピードが第１減圧工程の減圧スピードよりも遅い工程となっていることが好ましい。
圧力室１０に超臨界流体を供給しフィラメント２３に接触させる工程は、発泡前のフィラメント２３を収容した金属製容器３０をセットした圧力室１０を、図６に示すように、圧力室１０の外周に設けられたヒーター１１０によって加熱しながら、圧力室１０の内部に、二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素を流体供給部２０から供給する手順からなる。
【００３９】
超臨界流体用原料である二酸化炭素は、図６に示すように、ボンベ２１０に収容されており、ボンベ２１０の供給バルブを開いて、冷却器２２に供給される。冷却器２２０により冷却され液化した二酸化炭素を、図６に示すように、プランジャーポンプ２３０を用いて圧力室１０内に供給する。液化された二酸化炭素は、圧力室１０内に供給される前に、図６に示す加熱器２４０により加熱されながら圧力室１０内に供給される。
【００４０】
超臨界流体用原料として二酸化炭素を用いた場合の冷却器２２０の冷却温度としては、−１０℃〜３０℃であることが好ましく、−５℃〜５℃であることが更に好ましい。
【００４１】
二酸化炭素を冷却器２２０によって冷却する場合は、プランジャーポンプ２３０と圧力室１０との間に加熱器２４０を設けることが好ましい。超臨界流体用原料として二酸化炭素を用いた場合の加熱器２４０の加熱温度としては、臨界温度Ｔｃ以上であることが好ましく、成形用樹脂が結晶性の場合には、融点近傍がさらに好ましく（例えば融点±２０℃、好ましくは±１０℃）、非晶性の場合には、ガラス転移温度以上であることがさらに好ましい。
【００４２】
フィラメント２３及び二酸化炭素、又はフィラメント２３及び超臨界二酸化炭素が供給された圧力室１０の内部を、ヒーター１１０によって加熱しながら、プランジャーポンプ２３０によって、二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素を圧力室１０内に供給し続け、圧力室１０内の圧力を上げ、圧力室１０の内部を超臨界二酸化炭素の臨界温度Ｔｃ以上とし、さらに超臨界二酸化炭素の臨界圧力Ｐｃ以上とする。
【００４３】
圧力室１０の内部温度としては、超臨界二酸化炭素の臨界温度Ｔｃ以上であって、さらに、上記フィラメント２３の鞘部を形成する発泡体２２の構成樹脂に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、ナイロンエラストマー等の結晶性樹脂を使用する場合には、その樹脂の融点近傍の温度が好ましく、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ポリメタクリル酸、ポリウレタンエラストマー等の非結晶性樹脂を使用する場合には、その樹脂のガラス転移温度以上の温度が好ましい。また、ＥＶＡのように結晶性樹脂の部分（ポリエチレンの部分）と非結晶性樹脂の部分（ポリ酢酸ビニルの部分）とを持つ共重合体を使用する場合には、非結晶性樹脂のガラス転移温度から結晶性樹脂の融点付近までの温度範囲が好ましい。このように圧力室１０の内部温度を設定することにより、フィラメント２３の鞘部を発泡させることにより形成される発泡体２２に未発泡の部分が発生し難く、発泡体が硬くなり難い。
【００４４】
圧力室１０の内部圧力としては、超臨界二酸化炭素の臨界圧力Ｐｃ以上であって、さらに、気泡サイズの適正化の観点から、１２ＭＰａより高圧が好ましく、１９ＭＰａより高圧がさらに好ましく、２０ＭＰａ以上が特に好ましい。内部圧力の上限は、設備製造の容易さの観点から、５０ＭＰａ以下であることが好ましい。
【００４５】
圧力室１０内の圧力が臨界圧力Ｐｃを超えて十分に上昇したら、流体供給部２０の供給バルブを閉めて、プランジャーポンプ２３０からの二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素の供給を停止し、圧力室１０内を一定の圧力と温度に保つことにより、フィラメント２３を超臨界二酸化炭素に接触させて、超臨界流体をフィラメント２３の鞘部を構成樹脂に拡散浸透（含浸）させる。
【００４６】
超臨界二酸化炭素を接触させる時間としては、発泡に必要な量の超臨界二酸化炭素がフィラメント２３の鞘部（発泡体２２）の構成樹脂に拡散浸透する時間であれば良く、０．５時間（ｈｒ）〜３時間（ｈｒ）であることが好ましい。超臨界二酸化炭素は、気体のような高い拡散浸透性と低い粘度を有し、特に、液体に近い密度を持つ。このような性質によって、圧力室１０内においては、超臨界二酸化炭素がフィラメント２３の鞘部（発泡体２２）の構成樹脂に拡散浸透し、内部に分散する。
【００４７】
超臨界二酸化炭素を十分に鞘部（発泡体２２）の構成樹脂に接触させた後の圧力室１を減圧させる工程は、圧力室１０に設けられた減圧バルブ１２０を開いて減圧することにより行う。圧力室１を減圧させる工程は、第１減圧工程と、第１減圧工程の後に減圧する第２減圧工程とを有することが好ましい。
【００４８】
先ず、第１減圧工程について詳述する。
第１減圧工程の減圧スピードは、５０〜１０００ＭＰａ／分であることが好ましく、１００〜８００ＭＰａ／分であることがさらに好ましい。減圧スピードが５０ＭＰａ／分より速ければ、発泡体の気泡サイズが小さく、セル密度が大きくなるので好ましく、減圧スピードが１０００ＭＰａ／分より遅ければ、他の吸引装置が必要とならず、圧力室１０の減圧バルブ１２０を開放するだけで対応できるので、設備費が低く抑えられるので好ましい。
【００４９】
第１減圧工程は、超臨界二酸化炭素の臨界点以上の圧力及び温度の領域にあることが好ましい。即ち、第１減圧工程は、セル密度を大きくするという観点から、第１減圧工程終了時も、圧力室１０内の圧力が超臨界二酸化炭素の臨界圧力Ｐｃ以上であって、圧力室１０内の温度が超臨界二酸化炭素の臨界温度Ｔｃ以上であることが好ましい。
【００５０】
第１減圧工程終了時の圧力室１０の内部の圧力は、超臨界二酸化炭素の臨界圧力Ｐｃ以上であることが好ましく、さらに、発泡体内部に大きな気泡のかたまりが発生し難く、セル密度が高くなりやすい大きくなり難いとの観点から、１９ＭＰａ〜１１ＭＰａであることが好ましく、１８ＭＰａ〜１２ＭＰａであることがさらに好ましい。また、第１減圧工程は、減圧前後の圧力差が５〜１５ＭＰaであることが好ましい。
【００５１】
第１減圧工程による圧力室１０の減圧後、第２減圧工程により圧力室１０の内部の圧力をさらに減圧する。第１減圧工程終了時から、減圧開始までの時間は、０秒（ｓｅｃ）〜２秒（ｓｅｃ）であることが好ましい。中断を２秒以内とすることにより大きな気泡たまりを抑制するので好ましい。
【００５２】
次に、第２減圧工程について詳述する。
第２減圧工程の減圧スピードは、０．１〜１０ＭＰａ／分であることが好ましく、３〜７ＭＰａ／分であることがさらに好ましい。減圧スピードが０．１ＭＰａ／分より速ければ、生産性が低下することがなく、１０ＭＰａ／分より遅ければ、圧力室１０の内部表面にドライアイスが発生し難いので好ましい。
【００５３】
第２減圧工程は、超臨界二酸化炭素の臨界圧力Ｐｃより低い圧力まで減圧することが好ましい。即ち、気泡成長は臨界圧力より低い圧力において行われる。この時の減圧速度を遅くすることにより気泡サイズが小さくなりすぎることなく柔らかな発泡体となるという観点から、第２減圧工程終了時に、圧力室１０内の圧力が、臨界圧力Ｐｃより低いことが好ましい。
【００５４】
第２減圧工程終了時の圧力室１０の内部の圧力は、超臨界二酸化炭素の臨界圧力Ｐｃ（７．１３ＭＰａ）より低いことが好ましく、超臨界二酸化炭素では７ＭＰａ以下であることが好ましく、さらに、製造工程の簡素化の観点から、常圧であることが好ましい。圧力室１０内の圧力が３ＭＰａ以下であれば第２減圧工程の後に１０ＭＰａ／分より早い速度で減圧を行っても良い。
【００５５】
第２減圧工程終了時の圧力室１０の内部の温度は、超臨界二酸化炭素の臨界温度Ｔｃ（３２℃）以上であることが好ましく、さらに、気泡成長を促進するという観点から、超臨界二酸化炭素を発泡体２２の構成樹脂に含浸させる温度より３０℃以内の範囲で低いことが好ましい。
【００５６】
第２減圧工程による減圧後に、圧力室１０内の圧力を常圧とした後、圧力室１０から金属製容器３０を取り出し、各チューブ３１から発泡した発泡体２２を備える発泡後のフィラメント２３を金属製容器３０及びチューブ３１から取り出し、本発明のブリッスル２を得ることができる。即ち、発泡後のフィラメント２３がブリッスル２として歯ブラシ１の製造に用いられる。
【００５７】
次に、上述のようにして製造された複数のブリッスル２を有する歯ブラシ１を製造する方法について説明する。歯ブラシ１は、図１に示すように、ブリッスル２が複数植毛されたブラシ部１１、把持部１２、これらを連結する首部１３とを備える。このような構成を備える歯ブラシ１のブラシ部１１は、融着植毛法により製造することが好ましい。融着植毛法は、植毛台１４の植毛穴１５にブリッスル２を挿入後、植毛台１４の背面側においてブリッスル２を溶融して固定し、固定した植毛台１４を、ブラシ部１１の一部として形成するか、又は植毛台１４をブラシ部１１に嵌合、接着することによる歯ブラシ１を形成する方法が可能である。例えば、図９（ａ）〜（ｄ）に示す製造工程に従って、形成することが好ましい。図９（ａ）〜（ｄ）に示す製造工程は、ブラシ部１１を形成する植毛台１４を保持治具４上にセットするセット工程（図９（ａ）参照）と、各ブリッスル２の一端部を植毛台１４の背面側から植毛穴１５に挿入配置する植毛工程（図９（ｂ）参照）と、植毛台１４の背面側から突出するブリッスル２の他端部を溶融して固定する溶融工程（図９（ｃ）参照）と、植毛台１４の背面側に背面成形用の樹脂を充填することにより背面を形成する背面成形工程（図９（ｄ）参照）とを含んでいる。以下、具体的に説明する。
【００５８】
先ず、セット工程において、図９（ａ）に示すように、植毛台１４の植毛穴１５に植設されるブリッスル２の外周形状と同様の内周形状を有するブリッスル整形穴４１が形成された保持治具４に、植毛台１４を、ブリッスル整形穴４１と植毛穴１５とを合致させた状態でセットする。
【００５９】
次の植毛工程において、図９（ｂ）に示すように、公知の毛束植設装置（不図示）を用いて、各ブリッスル２の一端部を、合致した植毛穴１５及びブリッスル整形穴４１に植毛穴１４の背面側から（図の上方から）各々挿入し、ブリッスル２の他端部を植毛台１４の背面側から上方に突出させた状態で配設する。
【００６０】
植毛工程の後の溶融工程において、図９（ｃ）に示すように、好ましくはレーザーを用いて、植毛台１４の背面側から突出するブリッスル２の他端部を溶融することにより、ブリッスル２を植毛台１４の背面側に固定する。このように、歯ブラシ１にブリッスル２を融着植毛により植毛することができる。ブリッスル２を融着植毛により植毛することにより、ブリッスル２を折り曲げることなく歯ブラシ１本体に植毛できるとともに、ブリッスル２と植毛台１４とがなす角度の変更や、ブリッスル２の高さの調整が可能になる。
【００６１】
溶融工程の後の背面形成工程において、図９（ｄ）に示すように、各ブリッスル２が固定された植毛台１４を、保持治具４にセットした状態のまま、公知の背面成形装置の金型４２の所定の位置に位置決めする。しかる後に、金型４２の注入口から背面成形用の樹脂を吐出して、植毛台１４の背面と金型４２との間の空間に注入充填する。所定の時間経過後、注入充填した樹脂が固化することにより背面を形成する。このように、背面が形成されることによりブラシ部１１を形成する。ブラシ部１１が形成されたら、金型４２を取り外し、保持治具４にセットされたブラシ部１１を取り出す（図９（ｅ）参照）。これによって、ブリッスル２が複数植毛されたブラシ部１１を備える本実施形態の歯ブラシ１が製造されることになる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲はかかる実施例に制限されない。
【００６３】
〔芯鞘構造の発泡前のフィラメントの作製〕
芯部２１となる棒状の芯材としては、直径０．３ｍｍのデュポン社製の商品名タイネックスフィラメント（ナイロン６１２）を用い、発泡体２２となる鞘部の構成樹脂としては、厚み０．５ｍｍのアルケマ社製の商品名ペバックス２５３３ＳＡ（ナイロンエラストマー樹脂）のシート状樹脂を用いた。図８に示すように、２枚のシート状樹脂の間に、芯材を隣り合う芯材の間が３ｍｍになるように並列配置し、挟み込んだ状態で加熱プレスし、厚み０．６ｍｍのシートとしたものを、隣り合う芯材どうしの間毎にカットし、未発泡の芯鞘構造のフィラメント２３を作製した。作製された未発泡の芯鞘構造のフィラメント２３は、長さが２０ｍｍ、幅が０．６ｍｍ、厚みが０．６ｍｍであった。
発泡体２２となる鞘部の構成樹脂であるアルケマ社製の商品名ペバックス２５３３ＳＡは、引張り破断強度が３０ＭＰａ、ＪＩＳ−Ａ硬度の測定値が７０、融点は１３３℃のエラストマーである。芯部２１となる芯材のデュポン社製の商品名タイネックスフィラメントは、融点２２５℃、曲げ弾性率２．０ＧＰａの結晶性樹脂である。
【００６４】
〔実施例１〕
図７に示すように、発泡前の芯鞘構造の各フィラメント２３を、長さ２５ｍｍのテフロン（登録商標）製チューブ３１（内径１ｍｍ）内にセットし、フィラメント２３のセットされたチューブ３１を円筒形の金属製容器３０内に隙間がないように配置した。
続いて、フィラメント２３のセットされた金属製容器３０を、図６に示す発泡処理装置の圧力室１０（内容積１Ｌ）内にセットした。次に、ボンベ２１０から超臨界二酸化炭素を冷却器２２０、プランジャーポンプ２３０、加熱器２４０を通して密閉状態の圧力室１０に注入した。冷却器２２０の設定温度は、−５℃とし、ガス状の二酸化炭素を一旦液化させたものをプランジャーポンプ２３０で送り、設定温度１３０℃で加熱された加熱器２４０を通して二酸化炭素を圧力室１０に供給し続け、圧力室１０内の圧力２５ＭＰａになるまでプランジャーポンプ２３０で二酸化炭素を供給し圧力室１０の圧力を上げた。この時圧力室１０内の温度が１３０℃となるようにした。圧力室１０内の温度１３０℃、圧力室１０内の圧力２５ＭＰａになった後、超臨界流体供給部２０の供給バルブを閉めて、その温度及び圧力の状態を１時間保持し、超臨界状態の二酸化炭素を、フィラメント２３の鞘部に接触させた。続いて、圧力室１０の減圧バルブ１２０を開いて減圧スピード６００ＭＰａ／分にて減圧し、圧力室１０内の圧力を２５ＭＰａから１５ＭＰａに減圧した（第１減圧工程）。次に、すばやく（２秒以内）再度、圧力室１０の減圧バルブ１２０を開いて減圧スピード４ＭＰａ／分にて減圧し、圧力室１０内の圧力を１５ＭＰａから常圧まで減圧し（第２減圧工程）、フィラメント２３の鞘部の構成樹脂を発泡させて発泡体２２を形成した。続いて圧力室１０から金属製容器３０を取り出し、冷却後に金属製容器３０からチューブ３１を取り出し、チューブ３１から鞘部を発泡させた発泡体２２を備えるフィラメント２３からなるブリッスル２を取り出した。ブリッスル２は、チューブ３１から取り出し後に膨張し、断面が矩形であり、発泡体２２の角部の平均厚みは０．５３ｍｍ、芯部２１の表面から発泡体表面の矩形の各辺までの厚み（厚みの薄い部分の厚み）の平均は０．４４ｍｍであった。
上述のように形成したブリッスル２を用い、図９（ａ）〜（ｅ）に示す製造工程に従って、ブリッスル２が複数植毛されたブラシ部１１を有する実施例１の歯ブラシを作製した。ブリッスル２の毛丈は、１０ｍｍとなるように植設した。植毛穴の径は１ｍｍであり、植毛密度は３５％であった。
尚、図９（ｃ）に示す溶融工程においては、３０Ｗの炭酸ガスレーザーを用いて、ブリッスル２を植毛台１４の背面側に固定した。
【００６５】
〔実施例２〕
ブリッスル２の毛丈を７ｍｍとなるように植設したこと以外は、実施例１と同様の方法にて実施例２の歯ブラシを作製した。植毛穴の径は１ｍｍであり、植毛密度は３５％である。
【００６６】
〔実施例３〕
芯部２１となる芯材として東レ社製ナイロン６１０（商品名アミランＣＭ２００１）を用い、発泡体２２となる鞘部の構成樹脂としてアルケマ社製の商品名ペバックス２５３３ＳＡを構成樹脂として、押出し成形にて芯鞘構造の発泡前のフィラメント２３を作製した。芯材の東レ社製の商品名アミランＣＭ２００１は、融点２２５℃、曲げ弾性率２．０ＧＰａの結晶性樹脂である。その後は、実施例１と同様の方法にて、ブリッスル２を作製した。ブリッスル２を断面視した際の平均厚み（平均直径）は１．０ｍｍであった。また、芯部２１の平均厚み（平均直径）は０．５ｍｍ、発泡体２２の平均厚みは０．２５ｍｍであった。また、実施例１と同様の方法にて、ブリッスル２が複数植毛されたブラシ部１１を有する実施例３の歯ブラシを作製した。ブリッスル２の毛丈は、１３ｍｍとなるように植設した。なお、植毛穴の径は１ｍｍであり、植毛密度は３５％である。
【００６７】
〔比較例１〕
実施例１と同じ未発泡のフィラメント２３のセットされたチューブ３１を円筒形の金属製容器３０に隙間がないように配置した。実施例１と同じく超臨界二酸化炭素を用いて発泡させたが、加熱器２４０の設定温度は、実施例１が１３０℃であるのに対して比較例は１２５℃とし、圧力室１０内の温度も１２５℃となるように調整した。圧力室１０内の温度が１２５℃、圧力が２５ＭＰａになった後、超臨界流体供給部２０の供給バルブを閉めて、その温度及び圧力の状態を１時間保持し、超臨界状態の二酸化炭素をフィラメント２３に接触させた。第１減圧工程における減圧速度は実施例１と同じであるが、比較例１では第２減圧工程を備えず、圧力室１０内の圧力を２５ＭＰａから常圧まで一気に減圧し、フィラメント２３の鞘部を発泡させて発泡体２２を形成した。冷却後に実施例と同様にチューブ３１から鞘部が発泡したフィラメント２３からなるブリッスル２を取り出した。ブリッスル２は断面が４角形状であり、発泡体２２の角部の平均厚みは０．５１ｍｍ、芯部２１の表面から発泡体表面の矩形の各辺までの厚み（厚みの薄い部分の厚み）の平均は０．４１ｍｍであった。
上述のように形成したブリッスル２を用い、図９（ａ）〜（ｅ）に示す製造工程に従って、ブリッスル２が複数植毛されたブラシ部１１を有する比較例１の歯ブラシを作製した。ブリッスル２の毛丈は、１０ｍｍとなるように植設した。植毛穴の径は１ｍｍであり、植毛密度は３５％であった。
尚、図９（ｃ）に示す溶融工程においては、３０Ｗの炭酸ガスレーザーを用いて、ブリッスル２を植毛台１４の背面側に固定した。
【００６８】
〔比較例２〕
直径０．５ｍｍのデュポン社製の商品名タイネックスフィラメント（ナイロン６１２）をブリッスルとして用い、図９（ａ）〜（ｄ）に示す製造工程に従って、ブリッスルが複数植毛されたブラシ部を有する比較例２の歯ブラシを作製した。尚、植毛穴径は、０．６ｍｍであり、植毛密度は１３％であった。ブリッスルの毛丈は、１３ｍｍとなるように植設した。
【００６９】
〔比較例３〕
市販の歯ブラシ（商品名「クリアクリーンプラス  マルチケア  ハブラシ  コンパクト」、毛のかたさ：ふつう、花王（株）製）を比較例３の歯ブラシとした。植毛穴密度は３２％であった。
【００７０】
〔ブリッスルの気泡状態の評価〕
実施例１、２及び３並びに比較例１の歯ブラシの有するブリッスルについて、スキン層の平均厚み、平均セル面積及び平均セル密度を、上述した方法により測定した。その結果を、表１に示す。
【００７１】
〔歯ブラシの除去性（刷掃性）の評価〕
実施例１、２及び３並びに比較例１、２及び３の歯ブラシを用いて、人工プラークの除去性（刷掃性）を測定した。具体的には、株式会社ニッシン製の人工プラーク（模型専用人工歯垢）をペンタックス株式会社製のアパタイトペレット（品番「ＡＰＰ−１００」）の表面に均一に塗布し、実施例１、２及び３並びに比較例１、２及び３の各歯ブラシのブラシ部の背面上に荷重２００ｇを負荷した状態で、アパタイトペレット上を１０往復させ、使用前後での人工プラークの除去性（刷掃性）を測定した。尚、比較例３の歯ブラシの除去性を１００として、比較例３の歯ブラシに対する実施例１、２及び３並びに比較例１及び２の歯ブラシの除去性（刷掃性）を測定した。その結果を、表１に示す。
【００７２】
〔歯ブラシの使用感の評価〕
６名の成人男性に、実施例１、２及び３並びに比較例１、２及び３の各歯ブラシを順次交換しながら使用してもらい、使用感（使用時の痛み）について聞き取り調査を行い、使用時の痛みを感じた被験者の割合を求めた。その結果を、表１に示す。
【００７３】
【表１】
0005689647.tif 000002
【００７４】
表１に示す結果から明らかなように、実施例１、２及び３の歯ブラシは、比較例３の歯ブラシに比べて、歯ブラシの除去性（刷掃性）が向上するとともに、使用時の痛みを感じた被験者もなく、使用感が向上し、清掃性が良好であった。表１に示すように、比較例１の歯ブラシのブリッスルを構成する鞘状の発泡体は、平均セル面積が小さく、平均セル密度が非常に高いものであった。表１に示す結果から明らかなように、比較例１及び２の各歯ブラシは、比較例３の歯ブラシに比べて、歯ブラシの除去性（刷掃性）が向上したが、使用時の痛みを感じた被験者が多く、使用感が低いことが確認された。
【符号の説明】
【００７５】
１  歯ブラシ
１１  ブラシ部
１２  把持部
１３  首部
１４  植毛台
１５  植毛穴
２  ブリッスル
２１  芯部
２２  発泡体
２３  芯鞘構造の発泡前のフィラメント
４  保持治具
４１  ブリッスル整形穴
４２  金型
１０  圧力室
１１０  ヒーター
１２０  減圧バルブ
２０  超臨界流体供給部
２１０  ボンベ
２２０  冷却器
２３０  プランジャーポンプ
２４０  加熱器
３０  金属製容器
３１  チューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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