(57)【要約】  本発明は、生産効率を向上させる歯ブラシ用毛材のテーパー加工方法に関する。本発明は、歯ブラシ用毛材の毛束を切断し、切断された毛束全体を無方向性に薬品に浸漬して毛材の両側をテーパー加工する。本発明によれば、針状毛の生産効率を約３倍程度向上させることができ、工程の省略により材料の損失も大幅減らすことができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水酸化ナトリウム溶液および硫酸溶液の中から選ばれた１種の化学溶液に歯ブラシ用毛材を浸漬してテーパー加工する歯ブラシ用毛材のテーパー加工方法において、
切断された多量の毛束全体を化学溶液に無方向性に浸漬して毛材の両側を同時にテーパー加工することを特徴とする、歯ブラシ用毛材のテーパー加工方法。
【請求項２】
切断された毛束を、歯ブラシ用毛材と急激に反応しない親水性の液相物質に予備浸漬した後、毛束全体を化学溶液に浸漬して毛材の両側を同時にテーパー加工することを特徴とする、請求項１に記載の歯ブラシ用毛材のテーパー加工方法。
【請求項３】
前記テーパー長さは、液相物質の種類および濃度によって調節されることを特徴とする、請求項１に記載の歯ブラシ用毛材のテーパー加工方法。
【請求項４】
前記液相物質は、水、親水性有機溶媒、界面活性剤、アルカリ、およびエチレングリコールの中から選ばれた１種またはこれらの水溶液であることを特徴とする、請求項１に記載の歯ブラシ用毛材のテーパー加工方法。
【請求項５】
前記テーパー長さは、液相物質の温度によって調節されることを特徴とする、請求項１に記載の歯ブラシ用毛材のテーパー加工方法。
【請求項６】
切断された毛束を２つ積層し、積層部をテープで密封した後、密封された毛束全体を薬品に浸漬して毛材の一側をテーパー加工することを特徴とする、請求項１に記載の歯ブラシ用毛材のテーパー加工方法。
【請求項７】
切断された毛束を歯ブラシ用毛材と急激に反応しない親水性の液相物質に予備浸漬した後、毛束全体を化学溶液に浸漬して毛の一側をテーパー加工することを特徴とする、請求項６に記載の歯ブラシ用毛材のテーパー加工方法。
【請求項８】
密封テープに直径０．５〜１．０ｍｍの小孔を２〜６個穿設して積層部に少量の薬品が浸透されるようにすることにより、毛材の一端はテーパー処理され、他端は鋭い断面が溶解処理されることを特徴とする、請求項６に記載の歯ブラシ用毛材のテーパー加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産効率を向上させる歯ブラシ用毛材のテーパー加工方法に関し、より詳しくは、生産性を３倍以上向上させる歯ブラシ用毛材のテーパー加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル系歯ブラシ用毛材のテーパー加工方法は、ポリエステル系繊維を、加熱された水酸化ナトリウム溶液に浸漬すると、繊維の一部分が加水分解されるという原理を利用したものである。この原理を利用して、東レ社では最初に、ポリエステル系の毛束を所定の長さに切断し、切断された毛束を濃度２０％および温度１００℃以上の水酸化ナトリウム溶液に垂直に５ｍｍ浸漬した後、溶解（加水分解）して先端をテーパー加工する方法を提案した（実公昭５０−４０１９５号公報）。
【０００３】
また、本発明者による大韓民国特許第１０−０１３０９３２号明細書では、濃度８０〜９０％および温度８０〜２００℃の硫酸に毛束を溶解してテーパー状とする歯ブラシ用モノフィラメントのテーパー加工方法を開示した。
【０００４】
東レ社と同じ系列会社である東レフィラメント社では、前述の方法によって、一端にテーパー部を有する毛材を直接植毛し、或いは両端にテーパー部を有する毛材を半折にして植毛することによりブラシ類を作成する技術（実開昭５７−１２９３４号公報）、およびテーパー部は長く、非テーパー部は短くなるように折り曲げて歯ブラシを製造する方法を提案した（実公昭６１−１０４９５号公報）。
【０００５】
また、同会社では、両端をテーパー状にした歯ブラシ用毛材を半折にして歯ブラシヘッド部に植毛する歯ブラシの製造方法も提案したことがある（実開平５−１５８３４号公報）。この方法はこれまで広く用いられている。
【０００６】
すなわち、歯ブラシ用毛材を所定の規格に切断した後、一方の端部を垂直に薬品に浸漬して溶解させ、さらに他方の端部を同一の方法で溶解させた後、冷却、中和、水洗および乾燥を行うことにより、両方の端部がテーパー状とされた歯ブラシ用毛材を製造し、これを半折にして歯ブラシヘッド部に植毛することを紹介した。
【０００７】
しかし、この方法は、テーパー加工工程にあまり多くの時間がかかり、作業が煩わしいという問題点を持っている。例えば、１１０℃、４０％濃度の水酸化ナトリウム溶液で処理する場合、一方の端部のテーパー加工に８０分程度がかかるうえ、その後、さらに他方の端部をテーパー加工しなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実公昭５０−４０１９５号公報
【特許文献２】大韓民国特許第１０−０１３０９３２号明細書
【特許文献３】実開昭５７−１２９３４号公報
【特許文献４】実公昭６１−１０４９５号公報
【特許文献５】実開平５−１５８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、前述した問題点を解決するためのもので、その目的は、これまでのテーパー加工時間を１／３以内に短縮することが可能なテーパー加工方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、工程が簡便であり、狭い空間でもテーパー加工を行うことが可能な方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上記目的を達成するために研究した結果、切断された毛束全体を薬品に完全に浸漬すると、両端部を同時にテーパー加工することができることを見出した。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、針状毛の生産効率を約３倍程度向上させるうえ、工程の省略により材料の損失も大幅減らすことができる。浸漬工程を１回のみ行うので、２回の浸漬工程を行う従来の方法に比べて２倍の生産効率の向上を得ることができ、毛束の据置による時間も節約することができる。また、浸漬時間も、全体的に浸漬する本発明の方法が、一方の端部のみを浸漬する従来の方法に比べて相対的に短い。その理由は、毛束が全体的に薬品に浸漬されることにより、先端部のみが浸漬される従来の方法に比べて高い温度が維持されるためであると推定される。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１４】
従来の浸漬方法では、毛束を垂直に５ｍｍ程度薬品に浸漬することにより、毛細管現象によって薬品が毛束間の空間部に浸透されるようにしていた。
【００１５】
このような方法で一方の端部を浸漬してテーパー加工した後、さらに他方の端部を垂直に薬品に浸漬してテーパー加工し、冷却および水洗する一連の過程を経る。
【００１６】
一般に、薬品に毛束を垂直に立てれば、毛材の薬品への溶解の際に、溶解された部分が流れ落ちながら毛先が針状になると考えられてきた。このような考えから、これまで歯ブラシ用毛材を非能率的に垂直に立ててテーパー加工してきたのである。
【００１７】
ところが、本発明者は、毛束の間に薬品が浸透する毛細管現象は毛束が薬品に垂直に浸漬されなくても発生することを見出した。
【００１８】
前述したように、個々の歯ブラシ用毛材は、密集して束ねられた状態で毛束をなし、毛束の間には空間部が設けられる。このように空間部が設けられるため、毛束を垂直に薬品に浸漬しなくても、毛束を垂直に浸漬したときと略同一の毛細管現象が発生して毛束間の空間部に薬品が自然浸透する。
【００１９】
このような原理を応用して毛束を全体的かつ無方向性に薬品に浸漬した結果、毛束を垂直に薬品に浸漬したときと略同一に薬品が毛束の空間部を浸透し、これにより歯ブラシ用毛材の両端部が同時にテーパー加工されることを確認した。
【００２０】
毛束を全体的に浸漬する場合には、歯ブラシ用毛材の両端部を同時にテーパー加工することができるという利点の他にも、別の利点がある。毛束を垂直に一部分のみ薬品に浸漬する場合には、浸漬されない部分の温度が低くてテーパー速度が比較的遅いが、これに対し、毛束を全体的に浸漬する場合には、毛束全体が高温の薬品と接触するため、反応速度が速くなってテーパー加工時間も短縮される。
【００２１】
従来の方法で両端部をテーパー加工するには２時間程度がかかるが、本発明の方法を採用すると、僅か３０分以内の時間しかかからない。このような方法で得られた歯ブラシ用毛材は、垂直に部分的に浸漬してテーパー加工した従来のものと比較したとき、テーパーが若干不均一で直径がやや不均一である以外は品質上の大きな問題はない。
【００２２】
テーパーの長さは、毛束を薬品に浸漬する前に、例えば水やアルコール、エチレングリコール、界面活性剤などの親水性液体に予備浸漬する過程によって調節できる。予備浸漬によって親水性溶液が毛束の空間部に先に浸透するので、毛束の空間部への薬品浸透を阻害する。これにより、テーパーの長さも調節される。
【００２３】
使用可能な親水性液体は、歯ブラシ用毛材と急激に反応しない親水性物質またはこれらの水溶液であればいずれも使用可能である。疎水性物質は、薬品処理の後に水で洗浄する過程で洗浄が難しいため、使用が不可能である。最も好ましい親水性液体はテーパー加工に使用される薬品（水酸化ナトリウムまたは硫酸溶液）を低濃度にしたものである。なぜなら、このような液体は薬品と化学的反応をしないうえ、毛の中間部分を微細に溶解することができるためである。
【００２４】
液体に予備浸漬しなくても気相のチャンバーに一定の時間（５〜６０分）放置すると、予備浸漬した場合と同じ効果を示す。したがって、本発明における「予備浸漬」とは、液相に浸けて予備浸漬することは勿論、気相に一定の時間放置することも含む意味である。
【００２５】
予備浸漬に使用される水などの親水性液体は、液体として維持される範囲内で温度が低いほどテーパーの長さを減少させる。その理由は、薬品の温度が高いほど毛材をよく分解するので、低温の液体が、毛束の中心に浸透する薬品の温度を低下させて分解速度を減少させるためである。
【００２６】
予備浸漬に使用される液体の種類によってテーパーの長さが異なるので、液体を適切に選択することによりテーパーの長さを調節することができる。
【００２７】
水のように表面張力の高い液体が使用される場合には、毛束の空間部に浸透する量が相対的に少ないため、薬品浸漬の際に薬品が空間部に浸透することが容易であってテーパーの長さが長くなり、アルコールまたは界面活性剤のように表面張力の比較的低い液体が予備浸漬に使用される場合には、反対の理由によってテーパーの長さが短くなる。
【００２８】
親水性の液相物質に予備浸漬する際に、毛束を全体的に液相物質に浸漬せず、一側のみが液相物質と接触するように予備浸漬を行えば、歯ブラシ用毛材は、その両端部のテーパー長さが互いに異なるようにテーパー加工することもできる。
【００２９】
毛束を薬品の表面に垂直に５ｍｍ程度浸漬する従来の方法では、毛束を固定する装置が別途に必要とされるうえ、毛束が積層されて浸漬されることはできないため、比較的広い場所が要求されていた。これに対し、本発明のように全体的に浸漬すると、毛束固定装置が不要となるうえ、多数の毛束が無作為に積層されて全体的に浸漬されるので狭い空間でも作業が可能になる。
【００３０】
本発明の他の態様として、一端のみをテーパー加工することがある。一端がテーパー状とされた針状毛は、アンカーで固定させる従来の植毛方法と、アンカーなしで植毛する方法を使用することができる。アンカーなしで植毛する方法は、様々なパターンの植毛群を形成することができるという利点があるので、最近多く用いられている。
【００３１】
ところが、アンカーなしで植毛する方法に用いられる歯ブラシ用毛材は、従来の方法であるアンカーで固定させる歯ブラシ用毛材の長さの１／２程度なので、垂直にテーパー加工する際に毛束の長さが短くて溶解させ難いうえ、テーパーの長さが相対的に長くて水洗、乾燥の後にゴム紐で巻き取り難く、また、機械適性が合わなくて歯ブラシの生産がほぼ不可能である。この際、解決方法は、アンカーで固定させることにより植毛する従来の方法で使用された歯ブラシ用毛材を植毛した後、必要な長さだけ切断し、残りは捨てる非効率的な方法しかない。
【００３２】
上述した問題点を本発明の方法によって全て解決することができる。
【００３３】
一端のみをテーパー状とするときには、毛束を２つ積層し、積層部をテープで密封して薬品が浸透しないようにした後、両端をテーパー状にする場合と同様に毛束を全体的に薬品に浸漬する浸漬工程を行えばよい。
【００３４】
従来では薬品処理を２回行ったが、本発明の別の態様では、薬品処理を１回とし、一端はテーパー状にし、他方の鋭い端部は若干溶解させる。刷掃性の向上のために、一端はテーパー状にし、且つ他端はテーパー状にしないが、切断の際に形成された鋭い面を丸く研磨させた後、半折にして植毛してもよい。丸く研磨させることは、通常、機械的方法によるが、薬品浸漬工程をさらに１回行うことにより端部の鋭い切断部を溶解させてもよい。
【００３５】
本発明では、２つの毛束を積層し、密封テープで密封することにより、一端がテーパー状にされた針状毛を製造するにおいて、密封テープに直径０．５〜１．０ｍｍの小孔を２〜６個穿設して薬品が少しだけ浸透するようにすることにより、テーパー状にされない端部は部分的に溶解され、これにより切断の際に形成された鋭い部分が溶解されるようにする。
【実施例】
【００３６】
本発明の実施例は下記のとおりである。
【００３７】
（実施例１）
東レ社で製造した直径０．２ｍｍのポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）５２０束を、３１ｍｍの長さに切断した後、温度１３０℃および濃度３０％の水酸化ナトリウム溶液に完全に浸漬した。３５分間維持させた後、取り出して冷たい水に浸漬して冷却させた後、弱酸で中和させ、水で洗浄した後、乾燥させた。
【００３８】
得られた毛は、両方の毛先直径が０．０１〜０．０２ｍｍであり、テーパーの長さが７〜９ｍｍであった。
【００３９】
両側のテーパー加工にかかった時間は２５分であった。
【００４０】
（実施例２）
実施例１と同様にして行ったが、毛束を切断し、水に完全に浸漬した後、水が流れないときまで放置し、その後に、水酸化ナトリウム溶液に完全に浸漬した。得られた毛は、両方の毛先直径が０．０１〜０．０２ｍｍであり、テーパーの長さが６〜８ｍｍの範囲であって比較的均一であった。
【００４１】
（実施例３）
実施例２と同様にして行ったが、予備浸漬の際に使用される液体を２０％エチルアルコールに変更した。
【００４２】
得られた毛は、実施例２と同様に両方の毛先直径が０．０１〜０．０２ｍｍであったが、テーパーの長さは５〜８ｍｍであって実施例２に比べて若干減少した。
【００４３】
（実施例４）
実施例２と同様にして行ったが、予備浸漬の際に使用される液体を２％陽イオン性界面活性剤溶液に変更した。
【００４４】
得られた毛は、実施例２と同様に毛先直径が０．０１〜０．０２ｍｍであったが、テーパーの長さは５〜７ｍｍであって実施例２に比べて相当減少した。
【００４５】
（実施例５）
実施例２と同様にして行ったが、予備浸漬の際に使用される液体をエチレングリコールに変更した。
【００４６】
得られた毛は、実施例２と同様に毛先直径が０．０１〜０．０２ｍｍであったが、テーパーの長さは４〜６ｍｍであった。
【００４７】
（実施例６）
実施例２と同様にして行ったが、予備浸漬の際に使用される液体を５％ＮａＯＨ溶液に変更した。
【００４８】
得られた毛は、実施例２と同様に毛先直径が０．０１〜０．０２ｍｍであったが、テーパーの長さは４〜５ｍｍであった。
【００４９】
（実施例７）
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）とポリエステル系のエラストマーとを混合紡糸した直径０．１８ｍｍの毛束を２０．５ｍｍの長さに切断した後、その２つの毛束を断面同士で突き合わせた後、幅２０ｍｍの耐熱性マスキングテープで接着した面に薬品が浸透しないようにテーピングし、５％の界面活性剤溶液に浸漬した後、温度１３０℃および濃度３０％の水酸化ナトリウム溶液に完全に浸漬した。２０分間維持させた後、取り出して冷水に浸漬して冷却させ、その後に、弱酸で中和させ、水で洗浄し、乾燥させた。
【００５０】
得られた毛は、毛先直径が０．０１〜０．０２ｍｍであり、テーパーの長さは４〜７ｍｍで比較的均一であった。
【００５１】
（実施例８）
実施例７と同様にして行ったが、耐熱性マスキングテープの周囲に直径０．７ｍｍの小孔を一定の間隔で４つ穿設して少量の薬品が浸透するようにした。その結果、マスキングテープを接着した面（テーパーされない面）も若干溶解され、切断の際に形成された鋭い部分が無くなって歯肉の損傷を防止することができる、一端がテーパー状にされた歯ブラシ用毛材を得た。
【００５２】
（比較例）
実施例１で使用した毛束を、実施例１で使用された薬品に垂直に５ｍｍが浸漬されるようにした状態で４０分間維持させた後、取り出して実施例１と同様に冷却、中和および洗浄工程を経た後、さらに反対側を薬品に浸漬し、同一の工程を経て、両端がテーパー状にされた歯ブラシ用毛材を得た。
【００５３】
得られた毛の毛先直径およびテーパー長さは実施例１で得られた毛と同様であり、両側のテーパー加工にかかる時間は１８０分であった。
【国際調査報告】
2010519010.tif 000002
2010519010.tif 000003