(57)【要約】【課題】  植毛時に毛丈の不揃いなどの植毛不良が発生することのない、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）からなる用毛を用いた歯ブラシを提供する。【解決手段】  歯ブラシヘッド部に植毛される用毛がポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）からなり、該ＰＴＴ毛を平線式植毛法によって歯ブラシヘッド部に植毛した歯ブラシにおいて、ＰＴＴ毛の表面の動摩擦係数を０．５０〜０．７０の範囲に設定した。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯ブラシヘッド部に植毛される用毛がポリトリメチレンテレフタレートからなり、該ポリトリメチレンテレフタレートからなる用毛を平線式植毛法によって歯ブラシヘッド部に植毛した歯ブラシにおいて、
前記ポリトリメチレンテレフタレートからなる用毛表面の動摩擦係数を０．５０〜０．７０の範囲に設定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、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）からなる用毛（フィラメント）を用いた歯ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、歯ブラシの用毛材料としては、ポリアミド（ナイロン６−１０、ナイロン６−１２）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が用いられている。また、一部には豚毛などの天然毛も依然として利用されている。
【０００３】
これに対し、近年、耐久性に優れるポリエステル樹脂として、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）からなる用毛（以下、ＰＴＴ毛という）を用いた歯ブラシが提案されている（特許文献１〜３参照）。ＰＴＴは、ｎ−プロパンジオールとテレフタル酸の重縮合体であって、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）の中間の直鎖炭素鎖を持つポリマーであり、別名ポリプロピレンテレフタレート（ＰＰＴ）と呼ぶこともある。このＰＴＴは、その立体的な分子構造から伸長回復性に優れ、低い応力で伸長するとともに、その回復力も高いため、歯ブラシの用毛として用いた場合、高い耐久性が予測されていたが、原料であるｎ−プロパンジオールが高価であるため、現在までのところＰＴＴ毛を用いた歯ブラシは市販されていなかった。しかし、特許文献２中でも言及されているように、近年安価な原料が供給されるようになり、ＰＴＴ毛を用いた歯ブラシもコスト的には実用化のレベルにまでなって来ている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１７３２４４号公報公報（全文）
【特許文献２】特表２００１−５１１３７９号公報（全文、図１）
【特許文献３】国際公開０１／７５２００号パンフレット（全文）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、歯ブラシヘッド部に用毛を植毛する方法としては、平線式植毛法、インモールド法（特開昭６１−２６８２０８号公報、特表平９−５１２７２４号公報参照）、熱融着法（特開昭６０−２４１４０４号公報参照）などが知られている。
【０００６】
上記植毛法のうち、平線式植毛法は、予め射出成形によって成形した熱可塑性樹脂からなる歯ブラシハンドルを用意しておき、この歯ブラシハンドルのヘッド部植毛面に形成された植毛穴に、複数本の用毛を束ねた毛束を金属片（平線）によって二つ折りにして打ち込むことにより、植毛固定するものである。
【０００７】
この平線式植毛法による場合、複数本の用毛を束ねた毛束を二つ折りにして打ち込む際に、用毛表面のスベリ性により、植毛された用毛の毛丈（ヘッド部植毛面からの毛先の高さ）に不揃いなどの植毛不良が発生することがあった。
【０００８】
すなわち、手動式の植毛機を用いて毛束を１束づつ植毛するような場合には、前記植毛不良が発生することはほとんどないが、実際の工業的な歯ブラシ製造においては、極めて高速な自動植毛機を用いて植毛しており、特に１分間に１００〜８００ショットという高速で植毛するような場合、植毛された毛束中の用毛の高さが一定せず、数本〜数十本の用毛が中央二つ折りの平均毛丈よりも数ｍｍ〜十数ｍｍ程度飛び出たり、凹んだりする現象が生じることがあった。
【０００９】
これは、次のような理由によるものである。自動植毛機は、毛束に取り分ける前の大量の用毛を載置保持しておくための毛皿と呼ばれる部材を備えており、この毛皿の一部に形成したスリットを通してピッカーと呼ばれる部材によって用毛を１つの毛束を構成する本数分づつ取り出し、この取り出した複数本の用毛を平線によって二つ折りにしてヘッド部植毛面の植毛穴に打ち込むようにしている。この植毛の際、自動植毛機ではピッカーによって毛皿から用毛が高速で取り出されるため、用毛のスベリ性が問題となり、用毛がスベリにくいと毛皿から取り出しにくく、逆に、スベリすぎると毛皿の中で多数保持されている用毛が植毛機の振動で上下方向にすべって動きやすくなり、取り出した用毛の毛先の高さが不揃いになりやすい。
【００１０】
毛丈の不揃いなどの植毛不良が発生すると、用毛を歯ブラシヘッド部の植毛穴に植毛した後、植毛された用毛の形を整えるために、例えば所定の毛丈に平切りした場合、飛び出た用毛はカットされるために問題ないが、二つ折りで植毛された反対側の用毛先端は毛丈が低くなり、規定の高さに達しない用毛が生じることがあった。このような毛丈の不揃いが発生すると、外観不良となるだけでなく、不揃いの毛が多い場合には、歯ブラシとしての使用感や刷掃機能にも影響を及ぼすといった問題を生じる。
【００１１】
上記毛丈の不揃いといった不良発生の原因としては、使用する用毛表面のスベリ性が大きく影響すると考えられ、従来より用毛表面にシリコーン化合物（シリコーン、変性シリコーンなど）などを乳化した溶液を塗布するなどしてスベリ性を調整していたが、用毛表面のスベリ特性と植毛適性との関係を詳しく研究した例は見あたらないのが現状である。
【００１２】
特に、耐久性に優れるＰＴＴ毛の場合、従来から多用されているＰＢＴ毛やポリアミド毛（ナイロン６−１０、ナイロン６−１２）などに比べて毛腰強度がやや低いため、従来採用されているスベリ性では植毛不良をなくすことが難しく、スベリによる不良発生を低減することが課題となっていた。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、植毛時に毛丈の不揃いなどの植毛不良が発生することのない、ＰＴＴ毛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】
【００１４】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、歯ブラシに用いられる用毛（フィラメント）のスベリ性と植毛状態との関係について種々実験・研究を行なった。その結果、ＰＴＴ毛の場合、従来のナイロン毛やＰＢＴ毛と同様なスベリ性では植毛適性が低下することを見出した。そこで、ＰＴＴ毛としての最適なスベリ性を追求した結果、ＰＴＴ毛表面の動摩擦係数を０．５０〜０．７０の範囲に設定すれば、植毛時における毛丈の不揃いなどの植毛不良の発生を抑えることができることを見出したものである。
【００１５】
すなわち、本発明は、歯ブラシヘッド部に植毛される用毛がＰＴＴからなり、該ＰＴＴ毛を平線式植毛法によって歯ブラシヘッド部に植毛した歯ブラシにおいて、前記ＰＴＴ毛の表面の動摩擦係数を０．５０〜０．７０の範囲に設定したことを特徴とするものである。なお、本発明における動摩擦係数は、摩擦子としてシリコーン樹脂を用い、この摩擦子にＰＴＴ毛を寝かせた状態で接触させ、垂直荷重５０ｇｆ（０．４９Ｎ）、相対速度１ｍｍ／秒で移動させたときに得られるスベリ摩擦係数の値である。
【発明の効果】
【００１６】
ＰＴＴ毛は、従来から一般に使用されているナイロン毛やＰＢＴ毛に比べて毛腰強度が低いといった物理特性を有するため、植毛時にナイロン毛やＰＢＴ毛よりも植毛不良が発生しやすかったが、ＰＴＴ毛の表面の動摩擦係数を０．５０〜０．７０の範囲としたことにより、１分間に１００から８００ショットといった高速な植毛スピードにおいても、毛丈の不揃いなどの植毛不良が発生するようなことがなく、良好な植毛を実現することができた。このため、優れた外観を実現できるだけでなく、毛丈の不揃いによる歯ブラシとしての使用感や刷掃機能の低下なども防止することができ、高品質な歯ブラシを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の歯ブラシは、ＰＴＴ毛を平線式植毛法によって歯ブラシヘッド部に植毛した歯ブラシにおいて、ＰＴＴ毛の表面の動摩擦係数を０．５０〜０．７０の範囲に設定する。なお、ＰＴＴ毛の表面の動摩擦係数を変えるには、ＰＴＴ毛表面に塗布するシリコーン化合物（シリコーン、変性シリコーンなど）などを乳化した溶液の濃度や塗布量を変えることによって行なうことができる。
【００１８】
植毛するＰＴＴ毛は、ほぼ均一な円形断面を有するモノフィラメントであることが好ましいが、断面形状に特に限定はなく、円形の他、楕円形、三角形、四角形、五角形、六角形、星形、三つ葉のクローバー形、四つ葉のクローバー形など、必要に応じて任意の形状が選択することができる。物理的強度の点から、円形がより好ましい。
【００１９】
また、ＰＴＴ毛の用毛径は、通常使用されている断面円形になる円柱状毛の場合、直径０.１２ｍｍ〜０.３０ｍｍが生産性、使用感、歯茎への当たり心地、耐久性の点から好ましい。もちろんすべての用毛が同一径である必要はなく、この範囲であれば、例えば０．１５２ｍｍと０．１７８ｍｍ、０．１７８ｍｍと０．２０３ｍｍといったように、使用性、使用感、清掃効果等を考慮して適宜選択できるものである。
【００２０】
ＰＴＴ毛を歯ブラシヘッド部の植毛面に固定する場合、パッキングファクターが６０％〜１００％となるようにすることにより、毛立ちの良い歯ブラシを得ることができ、歯牙表面の清掃性に優れ、かつ、耐久性にも優れた歯ブラシとすることができる。歯ブラシヘッド部の一部または全部が熱可塑性樹脂もしくはシリコーン樹脂のような軟質樹脂からなる場合には、パッキングファクターが６０％〜１２０％となるように植毛することにより、毛立ちの良い歯ブラシを得ることができ、歯牙表面の清掃性に優れ、かつ、耐久性に優れた歯ブラシをとすることができる。
【００２１】
なお、パッキングファクターとは、毛束を構成する複数本の用毛の断面積の総和を植毛穴の断面積で除した値を１００倍して％で表したものである。ただし、植毛穴の断面積は、植毛穴に打ち込まれる平線の面積を植毛穴面積から引いた値を用いる。
【００２２】
ＰＴＴ毛からなる毛束は、ヘッド部植毛面の全面に植毛してもよいが、従来のナイロン毛あるいはＰＢＴ毛の毛束と組み合わせ、ヘッド部植毛面の一部に植毛することもできる。どのような組み合わせ形態で植毛するかは、歯ブラシの使用目的に応じて決定すればよく、少なくともＰＴＴ毛についてはその動摩擦係数を０．５０〜０．７０の範囲とすればよい。ナイロン毛やＰＢＴ毛については、従来と同じく動摩擦係数０．３５前後とすればよい。
【００２３】
これらの用毛をヘッド部の植毛面に固定した時の毛丈は、毛束先端を平切りする場合、大人用としては９ｍｍ〜１２ｍｍ、子ども用としては６ｍｍ〜９ｍｍが好ましい。各用毛は毛先を丸めたり、ヘラ状に加工したり、あるいは用毛先端を熱で溶融して球状にしてもよい。植毛された毛束の先端部の毛切り形状は特に限定はないが、設計仕様に合わせて平切り、山切りカット、船底形カットなど、適宜の形状が選択される。
【００２４】
用毛の植毛角度（ヘッド部植毛面と用毛とのなす角度）は、必ずしも植毛面に対して垂直でなくてもよく、特定方向の歯垢掻き取り効果を高める目的で任意の角度に傾斜して植毛してもよい。
【００２５】
植毛穴の穴形状は、通常は円形が一般的であり、この円形穴をヘッド部植毛面に格子状や千鳥状に配列されるが、必ずしも円形である必要はなく、設計仕様に合わせて、三角形、四角形などの多角形、直線や曲線を組み合わせた不定形としてもよい。
【００２６】
植毛穴に用毛を二つ折りに打ち込むための平線の素材としては、通常真鍮が使用されるが、ステンレス、アルミニウム、硬質プラスチック、生分解性プラスチックなども用いることができる。また、平線の形状も凹凸のない平らな平板状だけでなく、波形断面や矩形波断面などの凹凸断面形状としてもよい。平線の寸法は、植毛穴の大きさ、ヘッド部の厚さ、毛束を構成する用毛の本数などに応じて適宜設定される。
【００２７】
歯ブラシハンドルの素材も特に限定はないが、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、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、ポリメタクリル酸メチル、プロピオン酸セルロース、ポリウレタン、ポリアミド、ＡＢＳなどが用いられる。コストや耐歯磨剤性の点で、ポリプロピレンがより好ましい。ただし、ポリプロピレンは不透明な樹脂であるため、透明感の高い歯ブラシハンドルにしたい場合には、透明性の高い樹脂として、例えば米国イーストマンケミカル社製のポリエステル樹脂の一種であるＰＣＴＡ樹脂を用いれば、コストおよび耐歯磨剤性の点から好ましい。
【実施例１】
【００２８】
表面の動摩擦係数の異なるＰＴＴ毛を試作し、このＰＴＴ毛の動摩擦係数を測定した後、平線式植毛機を用いて歯ブラシヘッド部に植毛し、その時の植毛状態を観察した。なお、比較用として、従来の歯ブラシで用いられているナイロン毛（６−１２ナイロン）とＰＢＴ毛を用意し、同様にその植毛状態を観察した。
【００２９】
用毛表面の動摩擦係数の測定は次の方法によった。
まず、測定に用いる用毛１０本を約７６ｍｍの長さにカットし、図１に示すように、幅２６ｍｍ×長さ７６ｍｍ（厚さ約１ｍｍ）のスライドガラス１１の上に、幅方向の中心から左右に約４ｍｍ、全体で約８ｍｍ幅になるように平行に並べ、その両端部を両面テープ１３でスライドガラス１１に貼り付けて固定した。
【００３０】
次いで、上記スライドガラス１１を図２に示すカトーテック社製の動摩擦係数測定装置２０にセットし、動摩擦係数を測定した。すなわち、測定環境２３℃、湿度５０％の雰囲気中で、上記１０本の用毛１２を平行に並べて貼り付けたスライドガラス１１を試料台２２上に試料固定用チャック２９によって固定し、この状態で、シリコーン樹脂からなる摩擦子２８をスライドガラス１１上の用毛１２に接触させ、分銅２７によって５０ｇｆ（０．４９Ｎ）の荷重をかけながら、移動速度１ｍｍ／秒でＸ方向（用毛の長手方向）に滑らせていき、このときの用毛表面の動摩擦係数を摩擦子取り付けアーム２６の端部に取り付けた力計５によって測定する。
【００３１】
なお、用毛１２の両端を固定した両面テープ１３の影響をなくすため、摩擦子２８が両面テープ１３にかからないようにしながら摩擦子移動距離３０ｍｍの測定を行ない、用毛１２の中央３０ｍｍ部分の平均動摩擦係数を求めることが望ましい。したがって、用毛１２の長さおよびスライドガラス１１のＸ方向の長さは、摩擦子移動距離の２倍以上、すなわち６０ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００３２】
上記のようにして動摩擦係数を測定された用毛を用い、平線式植毛機によって歯ブラシハンドルのヘッド部植毛面に植毛し、その時の植毛状態を観察した。なお、平線式植毛機としては、ザホランスキー社製の自動植毛機を用い、１分間に約６６０ショットの植毛スピードで植毛した。
【００３３】
表１に、用毛径（直径）が８ｍｉｌ（０．２０３ｍｍ）のＰＴＴ毛、ナイロン毛（６−１２ナイロン）、ＰＢＴ毛を用いて植毛したときの植毛結果を示す。なお、良否の判定は、毛束の乱れや用毛の飛び出し状態を目視で観察した。表中、植毛後の毛先の状態が◎は良好、○はほぼ良好、△はやや良い、×は良くない、ことを示すものである。
【００３４】
【表１】
2005080958.tif 000002
【００３５】
この表１の結果から、ＰＴＴ毛の表面の動摩擦係数はほぼ０．５０（○と△の中間値）以上が好ましく、従来用いられているナイロン毛の動摩擦係数０．３８６やＰＢＴ毛の動摩擦係数０．４５５とは異なることが分かる。これは、同じ太さの場合、ＰＴＴ毛はナイロン毛やＰＢＴ毛よりも毛腰強度がやや低いなどの物理特性が異なるためと考えられ、ＰＴＴ毛特有の特性である。
【００３６】
なお、本発明においては、ＰＴＴ毛の動摩擦係数を０．５０〜０．７０とし、動摩擦係数の上限値を０．７０としているが、この上限値は用毛の製造条件から規定される制限であって、ＰＴＴ毛の場合、動摩擦係数が０．７０を超えると、フィラメント生産工程で用毛（フィラメント）が絡まるなどの不具合が発生し、品質不良になることから来る制限である。
【００３７】
次に、用毛径の異なるＰＴＴ毛とナイロン毛（６−１２ナイロン）を用いて植毛したときの植毛結果を表２に示す。
【００３８】
【表２】
2005080958.tif 000003
【００３９】
この表２の結果から分かるように、ＰＴＴ毛の用毛径が７ｍｉｌ（０．１７８ｍｍ）と６ｍｉｌ（０．１５２ｍｍ）の場合も、その動摩擦係数は０．５０以上で良好な植毛適性を示すことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】動摩擦係数の測定方法の説明図である。
【図２】動摩擦係数測定装置の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１  スライドガラス
１２  用毛
１３  両面テープ
２０  動摩擦係数測定装置
２１  センサー掛軸
２２  試料台
２３  センサー上下動固定ネジ
２４  力計バランス調節ネジ
２５  力計
２６  摩擦子取り付けアーム
２７  分銅
２８  摩擦子
２９  試料固定用チャック
【図１】
2005080958.tif 000004
【図２】
2005080958.tif 000005