JP2008212510A

JP2008212510A - 歯ブラシ用毛材および歯ブラシ

Info

Publication number: JP2008212510A
Application number: JP2007056584A
Authority: JP
Inventors: Isao Tanaka; 庸田中
Original assignee: Toray Monofilament Co Ltd
Current assignee: Toray Monofilament Co Ltd
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2008-09-18

Abstract

【課題】適度な柔軟性および高い耐久性を有すると共に、歯垢除去などの清掃効果に優れた歯ブラシ用毛材および歯ブラシを提供する。
【解決手段】ポリアミド系樹脂９０〜６０重量％およびポリエステル系樹脂１０〜４０重量％との熱可塑性樹脂組成物から形成されるモノフィラメントのカットブリッスルからなる歯ブラシ用毛材であって、前記カットブリッスルの表面全体に、繊維軸方向に延びる微細長孔を複数有することを特徴とする歯ブラシ用毛材。
【選択図】なし

Description

本発明は、合成樹脂製の歯ブラシ用毛材および歯ブラシに関し、従来のナイロン樹脂製またはポリエステル樹脂製の歯ブラシ用毛材に比べて適度な柔軟性および高耐久性を有すると共に、歯垢除去などの清掃効果に優れた歯ブラシ用毛材および歯ブラシに関するものである。

従来、歯ブラシ用毛材としては、容易に加工可能なポリアミドやポリエステルなどの合成樹脂製毛材が多用されてきた。

このような合成樹脂製歯ブラシ用毛材の清掃効果を改良するための手段としては、これまでに様々な手法が検討されており、例えば、先鋭毛状端を有するポリエステル系繊維であって、毛状形成部の先端のみに多数のウォータースポットを有するブラシ用ポリエステル繊維（例えば、特許文献１参照）が知られているが、このポリエステル繊維を歯ブラシに適用した場合には、歯間や歯周ポケットなどの狭いところにまで繊維先端を到達させることはできるものの、この繊維先端には歯垢等を積極的に掻き出す機能がないため、清掃性が劣るという問題があった。

上記の欠点を補うものとしては、合成繊維からなるフィラメントの自由端にテーパー部を設けると共に、このテーパー部のみに１００ミクロン単位の円形痘痕状および／または蛇腹状の凹凸を形成した歯ブラシ用毛材（例えば、特許文献２参照）が知られているが、この歯ブラシ用毛材は、毛材の硬さがポリアミド樹脂やポリエステル樹脂で形成されている歯ブラシ用毛材に匹敵するという利点を有する反面、歯ブラシとして使用する際の耐久性が、前記円形痘痕状および／または蛇腹状の凹凸の影響で著しく阻害されるという問題があった。

また、合成繊維を用いた工業用ブラシの分野においては、ポリブチレンテレフタレートとポリエステルエラストマーとの混合物を素材とするブラシ用毛材（例えば、特許文献３参照）が知られているが、この毛材をそのまま歯ブラシに使用した場合には、耐久性が不十分なばかりか、歯の清掃性が劣り、使用感を十分満足するにはいたらなかった。

つまり、従来技術による合成樹脂製毛材では、歯ブラシ用毛材とした場合に異物を除去することは可能ではあるが、その異物の掻き出し機能、歯ブラシの使用感および耐久性までの性能を十分に発揮していたとはいえず、これらの特性を全て満足する歯ブラシ毛材の実現が強く求められているのが実状であった。
特開昭４９−４７６１８号公報特開平８−４７４２３号公報特開昭６１−９０８７７号公報

本発明は上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものである。

したがって本発明の目的は、従来のポリアミド樹脂またはポリエステル樹脂の歯ブラシ用毛材に比べて適度な柔軟性および高い耐久性を有すると共に、歯垢除去などの清掃効果にも優れた歯ブラシ用毛材および歯ブラシを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明によれば、ポリアミド系樹脂９０〜６０重量％およびポリエステル系樹脂１０〜４０重量％との熱可塑性樹脂組成物から形成されるモノフィラメントのカットブリッスルからなる歯ブラシ用毛材であって、前記カットブリッスルの表面全体に、繊維軸方向に延びる微細長孔を複数有することを特徴とする歯ブラシ用毛材が提供される。

なお、本発明の歯ブラシ用毛材においては、
前記微細長孔が、溶剤処理で溶出したポリエステル系樹脂により形成されたものであること、
前記ポリアミド系樹脂が、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６・１０、ナイロン１１、ナイロン１２およびこれらを主体とする共重合体から選ばれた少なくとも１種であること、
前記ポリエステル系樹脂が、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートおよびポリエステルエラストマーから選ばれた少なくとも１種であること、
前記微細長孔の総面積が、カットブリッスル表面積の４０％以下を占めること、および
前記微細長孔の深さが、カットブリッスル直径の４％以下であること
が、いずれも好ましい条件として挙げられ、これらの件を満たした場合には、さらに優れた性能を発揮する。

また、本発明の歯ブラシは、前記歯ブラシ用毛材を毛材の少なくとも一部に使用したことを特徴とする。

本発明によれば、以下に説明するとおり、従来のポリアミド樹脂またはポリエステル樹脂の歯ブラシ用毛材に比べて適度な柔軟性および高い耐久性を有すると共に、歯垢除去などの清掃効果にも優れた歯ブラシ用毛材および歯ブラシを得ることができる。

以下、本発明の歯ブラシ用毛材について、図面にしたがって詳細に説明する。

図１は本発明の歯ブラシ用毛材の一例を示した側面図および断面図であり、１は歯ブラシ用毛材、２は微細長孔、３は歯ブラシ用毛材１の断面を示している。

本発明の歯ブラシ用毛材１は、図１から明らかなように、特定の熱可塑性樹脂組成物から形成されたモノフィラメントを、所望の長さに切断したカットブリッスルからなるものであって、このカットブリッスルの表面全体には、繊維軸方向に延びる複数の微細長孔２が形成されていることを基本構造とするものである。

上記微細長孔２とは、カットブリッスルの表面全体に点在して、繊維軸方向に延びる細長い溝状を呈したものであり、この微細長孔２の存在によって、歯の表面および歯間や歯周ポケットなどの狭いところに付着した歯垢等を積極的に掻き出す機能が得られるため、歯ブラシとしての清掃性能が著しく向上する。

この微細長孔２の大きさや数については特に制限はないが、カットブリッスルの表面に存在する微細長孔２の総面積がカットブリッスル表面積の４０％以下、特に３５％以下を占めること、および微細長孔２の深さが、カットブリッスル直径の４％以下、特に３％以下であることが望ましい。微細長孔２の総面積および深さが上記の範囲を越える場合には、この微細長孔２に起因して、毛材が折損し易くなり耐久性が阻害されることがある。

また、微細長孔２はその長径（繊維軸方向の長さ）が１ｍｍ程度のものからカットブリッスルと同じ長さのものが好ましく、短径（繊維周方向の幅）が５〜３０μｍ程度であることが好ましい。

なお、この微細長孔２は、後述する溶剤処理で溶出したポリエステル系樹脂により形成されたもの、つまり延伸されたモノフィラメントの表層軸方向に細長く延びて存在するポリエステル系樹脂が溶出した後に残された長孔である。

本発明の歯ブラシ用毛材１を構成するポリアミド系樹脂の具体例としては、ωアミノ酸の重縮合反応で構成されるナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２や、ジアミンとジカルボン酸の共縮重合反応で構成されるナイロン６６、ナイロン６・１０、あるいはこれらを主体とする共重合体、例えばεカプロラクタムとラウリルラクタムとのωアミノ酸同士の共縮重合で構成されるナイロン６・６６、ナイロン６・１２などのナイロン共重合体が挙げられるが、なかでもナイロン６・１０、ナイロン共重合体が好ましく使用される。

本発明の歯ブラシ用毛材１を構成するポリエステル系樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエステルエラストマーなどが挙げられるが、アルカリ溶液によって溶解し、微細長孔２の形成が容易に可能である点では、なかでもポリブチレンテレフタレートおよびポリトリメチレンテレフタレートの使用が好適である。

本発明のモノフィラメントを構成する樹脂組成物における樹脂成分の配合組成は、ナイロン樹脂９０〜６０重量％、好ましくは８０〜６５重量％と、ポリエステル系樹脂１０〜４５重量％、好ましくは２０〜３５重量％との合計が１００重量％となる割合である。ここで、ナイロン樹脂の割合が上記の範囲未満では、毛材の硬度が著しく低下し、歯茎への触感の物足りなさが生じてくるばかりか、微細長孔２の総面積および深さが増大しすぎて、毛材の耐久性が低下し、逆に上記の範囲を越えると、毛腰が硬くなり歯茎への触感に不快感が生じてくるため好ましくない。

本発明の歯ブラシ用毛材１の表面に存在する微細長孔２は、公知の方法を用いて毛材表面をアルカリにて溶解させることにより形成することができる。つまり、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ溶液にブリッスルを浸漬して、ブリッスルを構成するモノフィラメントが含有するポリエステル系樹脂を溶出させることにより、微細長孔２を形成するのである。この場合のアルカリ溶液の濃度、浸漬時間および浸漬温度などを適宜選択することにより、所望の大きさや深さからなる微細長孔２を容易に形成することができる。

本発明の歯ブラシ用毛材１を構成するモノフィラメントの断面３については、特に制限するものではなく、円形、または四角形、六角形などの多角形、さらは四葉形、六葉形、八葉形などの多葉形などが挙げられるが、各種性能のバランスに優れる点では、中でも円形断面形状であることが好ましい。

なお、本発明の目的を阻害しない範囲であれば、上記の熱可塑性樹脂組成物には、耐熱剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、酸化防止剤、抗菌剤、蛍光増白剤、染料および顔料などの慣用の各種添加剤を任意に含有することができる。

また、上記添加剤と共に研磨剤または磨き剤、具体的には、クレー、シリカ、炭酸カルシウムまたはアパタイトおよびそれらの混合物を含むことができる。

次に、本発明の歯ブラシ用毛材１の製造方法について、その一例を説明する。

まず、本発明の歯ブラシ用毛材１を構成する熱可塑性樹脂組成物からなるモノフィラメントは、例えば、ポリアミド系樹脂とポリエステル系樹脂とに、必要に応じて各種添加剤を所定量分散混合した後、公知の溶融紡糸機に供給し、糸の断面形状に対応するノズルから溶融押出した後、冷却および延伸工程を経て、熱セット条件での熱処理を行った後巻き取ることにより製造される。次いで、モノフィラメントを集束してこれを所望の長さに切断することにより、束状の集束体（ブリッスル束）を作製する。さらに、テープ等でブリッスル束の周囲を保護し、この束を歯ブラシの種類や用途に応じた長さに切断することにより、歯ブラシ用毛材としてのカットブリッスルが得られる。

次に、公知の方法を用いてブリッスルの表層軸方向に細長く延びて存在するポリエステル系樹脂をアルカリ溶液にて溶解させ、微細長孔２を形成することによって、本発明の歯ブラシ用毛材を得ることができる。

上記の製造方法により得られた歯ブラシ用毛材１を毛材の少なくとも一部に使用した本発明の歯ブラシは、公知の方法にて製造することができ、歯ブラシ自体の製造方法については特に限定されない。

以上、説明したとおり、本発明の歯ブラシ用毛材は、適度な柔軟性および高い耐久性を有し、歯に付着した歯垢、異物を微細長孔により満遍なく掻き出し除去可能な優れた清掃性をも兼ね備えたものである。

そして、本発明の歯ブラシ用毛材を少なくとも一部に使用した歯ブラシは、これらの特性を十分発揮し、その実用性が極めて高いものである。

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に何ら限定されるものではない。なお、本発明の歯ブラシ用毛材の評価方法については、次の通り行った。すなわち、実施例に示す歯ブラシ用毛材を３０穴の歯ブラシハンドルに毛丈１２ｍｍになるよう植毛して歯ブラシを作成し、この歯ブラシについて以下の評価を実施した。

〔清掃性評価〕
上記の歯ブラシを使用し、この歯ブラシに対して摺動面裏側から垂直に１５０ｇの荷重をかけて、仮想汚れを塗布したステンレス製波板に対して、振幅１３ｍｍ、スピード１５０ｒｐｍで３０００回摺動させ、仮想汚れの除去率を測定した。汚れ除去率は波板凸部表面について算出した。

〔使用感調査〕
清掃性評価と同じ仕様の歯ブラシを作成し、成人２０名に１種類あたり１０日間使用してもらい、使用感、特に歯茎への刺激について回答を得た。評価基準は次の通りである。
◎・・非常に良い、
○・・良い、
△・・普通、
×・・悪い。

〔耐久性評価〕
清掃性評価と同じ仕様の歯ブラシを作成し、この歯ブラシに対して摺動面裏側から垂直に５００ｇの荷重をかけ、３７℃の温水を滴下させた状態で、ステンレス製の波板に対して歯ブラシの長手方向に２万回摺動運動させ、ブラシ部の毛開き率（Ｋ）を測定した。毛開き率の算出方法は、初期状態におけるブラシ部摺動面の横幅Ａｍｍ、摺動後の横幅Ｂｍｍとしたとき、Ｋ＝（Ｂ−Ａ）／Ａ×１００（％）とした。

〔実施例１〕
十分に予備脱湿乾燥したナイロン６・１０樹脂（東レ（株）製アミランＣＭ２００１、以下ナイロン６・１０という）８０重量％とポリブチレンテレフタレート（東レ（株）製トレコン１１００Ｓ、以下ＰＢＴという）を２０重量％とを撹拌混合した後、押出型紡糸機へ供給し、加熱溶融された樹脂組成物を糸断面形状に対応する円形断面形状のノズルから押出し、直ちに３０℃の水中で冷却し、続いて５５℃の温水、さらに１００℃乾熱下で４．１倍に延伸した後、乾熱雰囲気中で弛緩熱処理を行った。このようにして得られた外接円直径０．１８０ｍｍの円形モノフィラメントを束状に巻き取った。

次に、巻き取られた束状のモノフィラメントの周囲に紙テープを巻いて直径４５ｍｍ毛束とし、さらに３０ｍｍの長さに切断し、カットブリッスルを得た。

得られた、カットブリッスルを水酸化ナトリウム溶液に浸漬して、毛材表面を溶解加工し、水洗、乾燥することにより、毛材表面の繊維軸長手方向に微細長孔（総面積：カットブリッスル表面積の約３２％、深さ：カットブリッスル直径の約２％）を形成した歯ブラシ用毛材を得た。

得られた歯ブラシ用毛材を使用して歯ブラシを作製し、特性を評価した結果を表１に示した。

〔実施例２〕
実施例１において、ナイロン６・１０を６５重量％とＰＢＴを３５重量％の配合割合に変更した以外は、同様の方法で歯ブラシ用毛材を作製した。

〔実施例３〕
実施例１において、ナイロン６・１０を、ナイロン共重合体（Ｄｅｇｕｓｓａ社製Ｄ２２ナイロン６・１２共重合体、以下ナイロン６・１２という）に変更したこと以外は、同様の方法で歯ブラシ用毛材を作製した。

〔実施例４〕
実施例１において、ＰＢＴをポリトリメチレンテレフタレート（ＳｈｅｌｌＣｈｅｍｉｃａｌｓ製“ＣＯＲＴＥＲＲＡＣＰ５１３０００”、以下ＰＴＴという）に変更した以外は、同様の方法で歯ブラシ用毛材を作製した。

〔比較例１〕
実施例１において、ナイロン６・１０を２０重量％とＰＢＴを８０重量％の配合割合に変更した以外は、同様の方法で歯ブラシ用毛材を作製した。

〔比較例２〕
実施例３において、ナイロン６・１２を２０重量％とＰＢＴを８０重量％の配合割合に変更した以外は、同様の方法で歯ブラシ用毛材を作製した。

〔比較例３〕
実施例４において、ナイロン６・１０を２０重量％とＰＴＴを８０重量％の配合割合に変更した以外は、同様の方法で歯ブラシ用毛材を作製した。

〔比較例４〕
実施例１において、ＰＢＴ１００重量％に変更し、アルカリ処理を省略した以外は、同様の方法で歯ブラシ用毛材を作製した。

〔比較例５〕
実施例１において、アルカリ処理を省略し、微細長孔を形成しなかった以外は、同様の方法で歯ブラシ用毛材を作製した。

〔比較例６〕
比較例４において、カットブリッスルの両端に、先鋭なテーパー形状を形成した以外は、同様の方法で歯ブラシ用毛材を作製した。

表１の結果から明らかなように、本発明の歯ブラシ用毛材を使用した歯ブラシ（実施例１〜４）は、仮想汚れが付着したステンレス波板の汚れは微小裂溝凹部により等しく除去されていると共に、使用感調査、耐久性評価についても、実用性の高いものであることが分かる。

これに対して、本発明の条件を満足しない歯ブラシ用毛材を使用した歯ブラシは、清掃性能に欠けたものとなり、例えば、ポリアミド系樹脂の含有量が規定値より少ない値の歯ブラシ用毛材（比較例１、２、３）は、ポリエステル系樹脂の含有量が多く、アルカリ溶液により微細長孔が過剰に形成されるばかりか、毛材に含有されているポリアミド系樹脂が溶解と同時に毛材から脱落して粗くなるために毛腰も低下し、歯茎への触感に不快感が生じる。また、毛材先端に先鋭なテーパー部のみを形成した歯ブラシ用毛材（比較例６）は、歯間などの隙間を清掃する上では効果はあるが、ブラシを押し当てた際の接触面積が少ないために清掃効果が少なく、毛腰が弱くなるため耐久性にも劣る。

さらに、微細長孔を有しない歯ブラシ用毛材（比較例４、５）では、歯表面への接触面積は増えるものの、毛材表面の平滑性が高く清掃性が低下するため、実用性の低いものであることが分かる。

本発明の歯ブラシ用毛材は、適度な柔軟性および高い耐久性を有すると共に、歯垢除去などの清掃効果などの使用感に優れるものであり、歯茎に違和感を与えることもないことから、特に大人用の歯ブラシとして寄与するところが大きい。

本発明の歯ブラシ用毛材の一例を示した側面図および断面図である。

符号の説明

１歯ブラシ用毛材
２微細長孔
３断面

Claims

ポリアミド系樹脂９０〜６０重量％およびポリエステル系樹脂１０〜４０重量％との熱可塑性樹脂組成物から形成されるモノフィラメントのカットブリッスルからなる歯ブラシ用毛材であって、前記カットブリッスルの表面全体に、繊維軸方向に延びる微細長孔を複数有することを特徴とする歯ブラシ用毛材。
前記微細長孔が、溶剤処理で溶出したポリエステル系樹脂により形成されたもの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。
前記ポリアミド系樹脂が、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６・１０、ナイロン１１、ナイロン１２およびこれらを主体とする共重合体から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１または２に記載の歯ブラシ用毛材。
前記ポリエステル系樹脂が、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートおよびポリエステルエラストマーから選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯ブラシ用毛材。
前記微細長孔の総面積が、カットブリッスル表面積の４０％以下を占めることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯ブラシ用毛材。
前記微細長孔の深さが、カットブリッスル直径の４％以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の歯ブラシ用毛材。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の歯ブラシ用毛材を毛材の少なくとも一部に使用したことを特徴とする歯ブラシ。