(57)【要約】【課題】環境負荷が極めて小さく、ブラシ用の刷毛として十分な弾力、復元力、耐久性、耐熱性を備え、しかも成形性にも優れた生分解性を有するフィラメントと、これを用いたブラシを提供する。【解決手段】フィラメント１として、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートまたはポリトリメチレンテレフタレート系の生分解性樹脂を用いた。また、このフィラメント１の毛先先端側を毛先に近くなるほどその太さが細くなるテーパー形状とした。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートまたはポリトリメチレンテレフタレート系の生分解性樹脂からなることを特徴とするフィラメント。
【請求項２】
毛先に近くなるほどその太さが細くなるテーパー形状とされていることを特徴とする請求項１記載のフィラメント。
【請求項３】
少なくとも刷毛の一部に請求項１または２記載のフィラメントを用いたことを特徴とするブラシ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生分解性を有するフィラメントと、これを用いたブラシに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平８−６４７号公報には、乳酸、グリコール酸、カプロラクトンから選ばれた１種または２種以上からなるポリマーまたはコポリマーよりなる生成物および／またはフィラメントからなる、生分解性を有する熱可塑性合成樹脂から形成された生分解性口腔内清掃具が示されている。この口腔内清掃具の場合、刷毛の弾力、復元力、耐久性が低く、ブラシ用としての実用性が十分でない。また、熱変形温度が６０℃前後であり、耐熱性に乏しい。
【０００３】
特開平９−３１３２５２号公報には、生分解性樹脂ハンドルの植毛穴に、生分解性樹脂製フィラメントを生分解性樹脂平線を用いて打ち込み固定した生分解歯ブラシが示されている。この歯ブラシの場合、ポリ乳酸系の生分解性樹脂を用いているため、刷毛の弾力、復元力、耐久性が低く、ブラシ用としての実用性が十分でない。また、熱変形温度が６０℃前後であり、耐熱性に乏しい。
【０００４】
実用新案登録第３００７１２３号公報には、ハンドル、ヘッド、フィラメントを生分解性プラスチックで構成した歯ブラシが示されている。この歯ブラシの場合、セルロース、キトサンなどの天然高分子を化学合成したものや、プラスチックにコーンスターチを練り込んだものなどを用いているため、歯ブラシの刷毛としては、弾力、復元力、耐久性に乏しく、実用的でないばかりか、プラスチック練り込み型樹脂では、生分解性を有するコーンスターチ以外の部位は半永久的に分解されず、環境負荷を軽減できない。
【０００５】
特開平６−１４１９２３号公報には、両端がテーパー状になり、テーパー先端部から１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、８ｍｍの各部位における刷毛径が、基部の刷毛径に対して、２５〜３５％、５５〜７０％、８０〜９０％、９０〜１００％のフィラメントを用いた歯ブラシが示されている。この歯ブラシの場合、清掃効果、使用感、耐久性、耐熱性などに優れるが、フィラメントが生分解性でないため、環境負荷が大きい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のブラシで用いられているフィラメントの場合、次のような問題があった。
１．通常の合成樹脂フィラメントでは生分解性がなく、環境負荷が大きい。
２．ポリ乳酸系生分解性樹脂など、従来型の生分解性樹脂は環境負荷が小さいが、ブラシ用の刷毛としては弾力、復元力、耐久性が低く、実用性が十分でない。また、熱変形温度が６０℃前後であり、ブラシ用の刷毛としては耐熱性に乏しい。
３．ポリ乳酸系生分解性樹脂など、従来型の生分解性樹脂は環境負荷が小さいが、その合成に専用の生産設備が必要なことが多く、設備投資が大きくなる。
４．モノマー分子量の大きいポリエステル系生分解性樹脂の場合、融点が高くなり、成形性などに問題が生じる。
５．通常、ポリエステル系樹脂フィラメントは吸水性が低く、ごわつくため、フィラメントとしてのしなやかさが不足する。
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、環境負荷が極めて小さく、ブラシ用の刷毛として十分な弾力、復元力、耐久性、耐熱性を備え、しかも成形性にも優れた生分解性を有するフィラメントと、これを用いたブラシを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のフィラメントは、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートまたはポリトリメチレンテレフタレート系の生分解性樹脂によってフィラメントを構成したものである。また、本発明のブラシは、少なくとも刷毛の一部にこの生分解性フィラメントを用いたことを特徴とするものである。
【０００９】
このように、本発明では、加水分解促進および吸水性構造を付与したモノマー分子量の小さいポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートまたはポリトリメチレンテレフタレート系の生分解性樹脂でフィラメントを構成したので、フィラメントの成形性に優れるとともに、刷毛としての弾力、復元力、耐久性、耐熱性も高く、しかもフィラメント自体は環境負荷が小さく、環境保全を図ることができる。このため、実用性に優れたフィラメントとこれを用いたブラシを提供することができる。
【００１０】
さらに、フィラメントの先端形状を毛先に行くほどその太さが細くなるテーパー形状とすれば、隙間の清掃効果が高く、当たり心地に優れ、またブラッシング時の応力を理想的に分散することができ、刷毛としての耐久性のより高いフィラメントとすることができる。なお、テーパー形状は、毛先に向かって径が連続的に小さくなっていくものだけに限らず、例えば不連続に段階的に径が小さくなっていく階段状のテーパー形状などでもよく、全体的に毛先に向かうに従ってその太さが細くなっていくものであればよい。
【００１１】
本発明のフィラメントは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの改質ポリエステル系の生分解性樹脂によって構成される。例えば、ＰＥＴ系生分解性樹脂の場合、以下のような基本化学構造式となる。
【００１２】
【化１】
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【００１３】
基本的な樹脂物性は、ポリエステル構造を有するため、弾性、耐熱性などはＰＥＴと類似するが、上記構造式中のＭ構造部分の構成を低分子のエステル結合、ペプチド結合、ジスルフィド結合などを主な骨格とすることで、エステル結合ならエステラーゼ、ペプチド結合ならアミダーゼ、ペプチダーゼまたはプロテアーゼなどの酵素の作用により自然界での分解が従来のＰＥＴより遙かに速くなり、生分解性樹脂としての優れた分解性を与えることができる。ただし、ジスルフィド結合を持つ場合、分解時に硫黄臭を発生させることが多いため、あまり好ましくない。生分解速度は、基本的にＭ構造部分の加水分解構造やその分子量（高分子量ほど分解が遅い）などによって容易に制御することができる。
【００１４】
さらに、通常、ポリエステルの吸水率は０〜０．３％と非常に低いが、本発明のフィラメントは前記Ｍ構造部分に吸水性を持たせることで、樹脂の吸水率を０．５〜１０％程度まで制御し、ブラシ使用時における刷毛としてのしなやかさを付与するとともに、更なる加水分解の促進を行えるようにしたものである。構造としては、エステル結合を主とする場合、側鎖にカルボニル基などの親水基を持たせればよく、また分子の高次構造や架橋構造を水分子の配位しやすい構造とすればよい。ペプチド結合を持たせると、容易に吸水性を向上させることができる。また、毛先をテーパー形状に薬品加工する場合、生産効率上、加水分解の反応速度が高い材料ほど好ましい。
【００１５】
フィラメント材質をポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートまたはポリトリメチレンテレフタレート系樹脂とすることで、用毛としての弾力、復元力、耐久性を従来の非生分解性樹脂用毛と遜色のないレベルとすることができ、耐熱性も熱変形温度１８０℃以上とすることができるため、ブラシとして実用上まったく問題ない。
【００１６】
フィラメントの形状は、通常のブラシ用フィラメントのように単純な円柱状でもよいが、特に歯ブラシ用の刷毛とする場合には、毛先を研磨処理などで丸めてある方が、当たり心地上好ましい。また、先端をヘラ状としてもよい。歯間清掃効果を高めるためには、毛先に行くほど太さが細くなるテーパー形状とすることが好ましい。このテーパー形状は、刷毛基部から毛先に至るまで細く鋭く尖ったいわゆるスーパーテーパー形状としてもよく、さらに、このスーパーテーパー形状の先端部分を丸め処理してもよい。このテーパーは、ブラシへの埋め込み態様に応じてフィラメントの両端または片端に形成されるものである。また、フィラメントの毛先先端面に凹状のへこみを入れ、毛先先端面をカップ状としてもよい。フィラメントの断面形状は円形でもよいが、星形、三角形、四角形など、任意の断面形状を採用することができ、特に形状的な制限はない。
【００１７】
フィラメントの太さは、歯ブラシの場合を例にとると、通常の歯ブラシ同様に基部直径０．１〜０．５ｍｍ程度が好ましく、毛先直径は目的とする加工形状に応じて任意に設定すればよい。
【００１８】
本発明のフィラメントを用いてブラシを製造するには、まず、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートまたはポリトリメチレンテレフタレート系の生分解性樹脂からなる原糸を製糸し、これを用途に応じて複数本束ねた後あるいは１本ずつ、定寸にカットする。そして、このカットピースをブラシヘッドに植毛した後、溶解薬品（アルカリや酸などの加水分解薬品など）で処理し、毛先をテーパー形状に形成した後、中和、洗浄後に乾燥し、さらに必要に応じて研磨や切削処理を施し、完成品とする。また、前記カットピースをブラシヘッドに植毛する前に溶解薬品で処理し、毛先をテーパー形状に形成した後、ブラシヘッドに植毛してもよい。なお、ブラシヘッドへの植毛は通常の植毛機を用いて行うことが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１（ａ）〜（ｇ）に、本発明に係るフィラメントの実施の形態を示す。
これらのフィラメント１は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートまたはポリトリメチレンテレフタレート系の生分解性樹脂から作られており、（ａ）は柱状のフィラメントとした場合の例、（ｂ）は先端を丸め加工したフィラメントとした場合の例、（ｃ）は毛先を通常のテーパー状としたフィラメントの場合の例、（ｄ）は毛先をヘラ状としたフィラメントの場合の例、（ｅ）は毛先先端面にカップ状の凹部を形成したフィラメントとした場合の例、（ｆ）は（ｃ）の通常テーパー毛よりもさらに鋭く尖ったいわゆるスーパーテーパード毛としたフィラメントの場合の例、（ｇ）は（ｆ）と同じくスーパーテーパー形状とするとともに、その先端部分を丸め加工したフィラメントの場合の例をそれぞれ示すものである。なお、これらフィラメント１の断面形状は、円形に限らず、三角形、四角形、星形など、ブラシの設計仕様に応じて任意の断面形状を採用することができる。
【００２０】
上記フィラメント１を用いたブラシの製造方法の一例を示すと、まず、上記本発明になるフィラメント１を複数本束ねて毛束とした後、定寸にカットし、このカットピースを、平線を用いて二つ折りにしてブラシヘッドの植毛穴に打ち込み、固定すればよい。この際、植毛されるすべてのフィラメントを本発明のフィラメントとしてもよいし、その一部に本発明のフィラメントを用いてもよい。また、毛束単位で本発明のフィラメントと従来のフィラメントを別々に束ねてもよいし、１つの毛束中で本発明のフィラメントと従来のフィラメントを混在させてもよいものである。
【００２１】
なお、本発明のフィラメントは、歯ブラシはもちろんのこと、それ以外のブラシ、例えば、歯間ブラシ、化粧用ブラシ、ヘアーブラシなど、刷毛としてフィラメントを用いる形式のブラシであれば、その仕様を満たす限りどのようなブラシでも適用可能である。
【００２２】
【発明の効果】
上記構成になる本発明のフィラメントとブラシによれば、以下に挙げるような優れた効果を奏することができる。
１．環境負荷の極めて小さい製品を提供できる。
２．ブラシの刷毛として十分な弾力、復元力、耐久性を備えた製品を製造できる。
３．ブラシの刷毛として十分な耐熱性を有する製品を得ることができる。
４．フィラメントなどへの成形性の良好な生分解樹脂を提供できる。
５．フィラメントの化学的・機械的なテーパー形状加工が容易であり、毛先をテーパー化することにより、生分解性を有する高機能なブラシ刷毛を作ることができる。
６．実用的な生分解性フィラメントを従来の生産設備で製造可能なため、設備投資を大幅に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフィラメントの実施の形態を示すもので、（ａ）は柱状のフィラメントの略示拡大側面図、（ｂ）は先端を丸め加工したフィラメントの略示側面図、（ｃ）はテーパー形状になるフィラメントの略示拡大側面図、（ｄ）は先端がヘラ状になるフィラメントの略示拡大側面図、（ｅ）は先端面にカップ状の凹部を形成したフィラメントの一部切欠略示拡大側面図、（ｆ）は通常のテーパー毛よりもさらに鋭く尖ったスーパーテーパー形状のフィラメントの略示拡大側面図、（ｇ）は先端を丸め処理したスーパーテーパー形状のフィラメントの略示拡大側面図である。
【符号の説明】
１　　フィラメント
【図１】
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