JP4092323B2

JP4092323B2 - 歯ブラシ

Info

Publication number: JP4092323B2
Application number: JP2004313292A
Authority: JP
Inventors: 孝夫加藤; 和俊遠藤
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2024-10-28
Also published as: JP2006122275A

Description

本発明は、刷掃用の刷毛としてポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）樹脂からなるフィラメントを用いた歯ブラシに関するものである。

一般に、従来の歯ブラシでは、ポリアミド樹脂（ナイロン６−１２、ナイロン６−１０）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂などの合成樹脂からなる刷毛を用いていた。

一方、耐久性に優れた歯ブラシとして、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）樹脂からなる刷毛（以下、「ＰＴＴ毛」という）を用いた歯ブラシ（特許文献１参照）が提案されているが、当時は、ＰＴＴ樹脂の原料であるｎ−プロパンジオールが高価であったため、実用化されにくかった。しかしながら、近年、安価な原料が供給されるようになり（特許文献２参照）、ＰＴＴ毛を用いた歯ブラシもコスト的に実用化のレベルまでになって来ている。

ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）樹脂は、ｎ−プロパンジオールとテレフタル酸の重縮合体であり、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とＰＢＴの中間の直鎖炭素鎖を持つポリマーであって、その立体的な分子構造から伸長回復性に優れ、小さな応力で伸びるとともに回復力が高いため、歯ブラシの刷毛として用いた場合、毛の開き耐久性が向上し、歯ブラシとしての高い耐久性が予測されていた。そして、特許文献３には、ＰＴＴ毛の沸水収縮率や極限粘度を規定することにより、耐久性の高い歯ブラシを得ることができることが示されている。

特開平８−１７３２４４号公報（全文、全図）特表２００１−５１１３７９号公報（全文、全図）国際公開ＷＯ０１／７５２００号パンフレット

上記したように、ＰＴＴ毛を用いた歯ブラシの場合、従来から多用されているナイロン毛やＰＢＴ毛を用いた歯ブラシに比べてブラッシングに対する耐久性が格段に高く、長期間使用しても毛先が開きにくいため、清掃力を長期間にわたって維持することができるという利点がある。しかしながら、逆に、毛先が開かないため、長期間の使用によって毛先が摩耗したり、ささくれ立ったり、あるいは毛折れしても、歯ブラシの取り替え時期がわかりにくいという欠点があった。

従来、歯ブラシの取り替え時期を知らせる方法として、刷毛の断面を多層構造とし、この多層構造とした刷毛の各層の色を異ならしめることにより、刷毛の摩耗による色の変化から取り替え時期を知らせる方法（特開平２−１５２４０６号公報参照）などが提案されている。

しかしながら、上記のような多層構造の刷毛を取り替え時期を知らせるためのインジケータ毛として用いた場合、コストが高くなり、また必ずしも毛先の開き具合とインジケータ毛の色の変化とは一致しないといった問題があった。

本発明は、ＰＴＴ毛を用いた歯ブラシにおいて、取り替え時期が来る前にＰＴＴ毛が摩耗したり、ささくれ立ったり、あるいは折れたりすることがないようにするため、歯ブラシの取り替え時期を簡単な構成によって確実に知らせることができるようにした歯ブラシを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明は、ＰＴＴ毛からなる刷毛を用いた歯ブラシにおいて、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂から選択された１つまたは２つ以上の樹脂からなる刷毛（以下、これらを総称して「従来毛」という）
を、歯ブラシ取り替え時期表示用のインジケータ毛として用い、該インジケータ毛の複数本を束ねて毛束とし、該インジケータ毛からなる毛束の３束以上を連続的に並べて植毛するとともに、該連続的に並べて植毛した毛束中の少なくとも両端の２つの毛束についてはヘッド部植毛面の最外周に位置するように配置し、植毛された全刷毛の断面積総和のうち、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂からなる刷毛の断面積総和を９５〜６０％としたものである。なお、用いる従来毛としては、使用感や耐久性の点からポリアミド樹脂（ナイロン６−１０、ナイロン６−１２）またはＰＢＴ樹脂からなる刷毛がより好ましい。

前述したように、ＰＴＴ毛は耐久性に優れるため、長期間の使用によっても毛先がほとんど開かないが、インジケータ毛として植毛した従来毛はＰＴＴ毛に比べて耐久性が低く、歯ブラシの使用が進むに従って毛先が徐々に開いていく。したがって、この従来毛の毛先の広がり具合から歯ブラシの取り替え時期を知ることができ、ＰＴＴ毛に摩耗やささくれ、毛折れなどが発生する前に歯ブラシを取り替えることができる。

また、本発明は、植毛された全刷毛の断面積総和のうち、ＰＴＴ毛の断面積総和を９５〜６０％とすることにより、ＰＴＴ毛の清掃力をより長期にわたって維持しつつ、歯ブラシの取り替え時期を確実に知らせることができるようにしたものである。

また、本発明は、ＰＴＴ毛の極限粘度を０．９〜１．３dl/gとすることにより、ＰＴＴ毛の清掃力をより長期にわたって維持しつつ、歯ブラシの取り替え時期を確実に知らせることができるようにしたものである。

さらに、本発明は、ＰＴＴ毛の極限粘度を１．０〜１．２dl/g、かつ、沸水収縮率を０．４％以下とすることにより、ＰＴＴ毛の清掃力をさらに長期にわたって維持しつつ、歯ブラシの取り替え時期を確実に知らせることができるようにしたものである。

ここで、極限粘度ηは、オストワルド粘度管を使用し、３５℃、ｏ−クロロフェノールを用いて、比粘度η_ｓｐと濃度Ｃ（ｇ／１００ミリリットル）の比（η_ｓｐ／Ｃ）を濃度ゼロに外挿し、以下の式で求めるものとする。

また、沸水収縮率は、ＪＩＳＬ１０１３（１９９９）で規定されているフィラメント収縮率（Ｂ法）で測定するものとする。

本発明によれば、インジケータ毛からなる毛束の３束以上を連続的に並べて植毛するとともに、該連続的に並べて植毛した毛束中の少なくとも両端の２つの毛束についてはヘッド部植毛面の最外周に位置するように配置したので、耐久性に優れたＰＴＴ毛に摩耗やささくれ、毛折れなどが発生する前に、従来毛の毛開き状態から歯ブラシの取り替え時期を知ることができ、ＰＴＴ毛からなる歯ブラシを長期にわたって安全に使用することができる。また、植毛された全刷毛の断面積総和のうち、ＰＴＴ毛の断面積総和を９５〜６０％としたので、ＰＴＴ毛の清掃力をより長期にわたって維持しつつ、歯ブラシの取り替え時期を確実に知らせることができる。

以下、本発明に係る歯ブラシの実施の形態について説明する。
極限粘度１．１dl/g、太さ０．２０３ｍｍ（８ｍｉｌ）のＰＴＴ毛と、極限粘度０．８４dl/g、太さ０．２０３ｍｍ（８ｍｉｌ）のＰＴＴ毛をそれぞれ用意し、それぞれの刷毛を平線式植毛機を用いて歯ブラシヘッド部の植毛面に植毛し、極限粘度だけが異なる２種類の歯ブラシを作製した。
（植毛部仕様）
植毛穴径：１．６ｍｍ
植毛穴数：２３穴
植毛本数（２つ折り前）：１８本／穴
毛丈：９．５ｍｍ

この２種類の歯ブラシについて、モデル耐久性試験機を用いてステンレス板の上を刷掃し、耐久性試験を行なった。
（刷掃条件）
荷重：４００ｇ
刷掃幅：４０ｍｍ
刷掃液：市販歯磨剤５０％水溶液

表１に、その試験結果を示す。それぞれの歯ブラシについて６回ずつ試験を繰り返し、一定の刷掃回数毎に折れたＰＴＴ毛の本数を数え、６回の試験の平均値を試験結果とした。

表１の結果から明らかなように、極限粘度１．１dl/gのＰＴＴ毛の場合、刷掃回数が５万回を超えても何ら問題ないが、極限粘度０．８４dl/gのＰＴＴ毛の場合、２万回刷掃時点で毛折れが発生している。一方、従来毛の毛開き耐久性は、１万〜２万回程度であった。したがって、極限粘度0.84dl/gのＰＴＴ毛を用いた歯ブラシにおいて、歯ブラシの取り替え時期を知らせるインジケータ毛として従来毛を用いた場合、インジケータ毛の毛先が開く前にＰＴＴ毛の一部に毛折れが発生するおそれがないとはいえない。

そこで、本発明者は実験と研究を重ねた結果、極限粘度を０．９〜１．３dl/g、より好ましくは１．０〜１．２dl/gの範囲とすれば、従来毛の毛先が開く前にＰＴＴ毛が折損するようなことがなくなり、より確実にＰＴＴ毛の清掃力を維持させることができることを見い出した。したがって、ＰＴＴ毛の極限粘度は０．９〜１．３dl/g、より好ましくは１．０〜１．２dl/gとすることが望ましい。なお、極限粘度が１．３dl/gを超えると、うまく紡糸することができず、刷毛としては好ましくない。したがって、極限粘度の上限は１．３dl/g以下とすることが望ましい。

また、植毛された全刷毛の断面積総和のうち、ＰＴＴ毛の断面積総和を９５〜６０％、より好ましくは９０〜７０％とすれば、ＰＴＴ毛の清掃力をより長期にわたって維持することが可能である。６０％未満の場合、ブラッシングによって従来毛の毛先が徐々に開いてくるため、歯ブラシ全体としての清掃力も低下してしまい、好ましくない。９５％よりも多い場合、従来毛が５％未満となり、インジケータ毛としての毛先の開き具合が分かりにくくなり、好ましくない。

ＰＴＴ毛と従来毛は、同じ毛束の中に混在していてもよいが、各々独立した毛束とする方がインジケータ毛としての毛先開き具合が分かりやすく、好ましい。

ＰＴＴ毛と従来毛のどちらか一方を着色するか、両方を着色する場合、それぞれ異なる色とする方がインジケータ毛としての機能が分かりやすい。

また、インジケータ毛としての従来毛を、上記のような単純な着色毛ではなく、前述した特開平２−１５２４０６号公報に記載されている刷毛のように、刷毛断面を多層構造とするとともに、各層の色を異ならせ、ブラッシングによって刷毛が摩耗した際の外側の第１有色層の色または色の濃さの変化から刷毛の摩滅状況を知らせるようにしてもよい。この場合、毛開きとともに色の変化も生じるので、より分かりやすい。

刷毛の断面形状は、ほぼ均一な断面形状であることが好ましいが、断面形状に特に制限はなく、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される。物理的強度の点から、円形がより好ましい。

また、刷毛の外形状は、真っ直ぐな柱状の他、長さ方向にねじったいわゆるツイスト状や、波のように凸凹したクリンプ状でもよい。

刷毛の太さは、例えば断面が円形をしたストレートな柱状毛の場合、刷毛直径０．１０２〜０．３０５ｍｍ（４〜１２ｍｉｌ）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が、すべての刷毛が同太さである必要はなく、この範囲内であれば、例えば０．１５２ｍｍ（６ｍｉｌ）と０．１７８ｍｍ（７ｍｉｌ）、０．１７８ｍｉｌ（７ｍｉｌ）と０．２０３ｍｍ（８ｍｉｌ）といったように、使用性、使用感、清掃効果などを考慮して適宜組み合わせることができる。

また、ＰＴＴ毛と従来毛は同じ太さでもよいし、異なってもよく、歯ブラシ植毛部の大きさや刷毛の植毛パターン、植毛量、毛束太さなどに応じて適宜選択される。

さらに、刷毛を歯ブラシヘッドの植毛面に固定する場合、パッキングファクターが６０〜１００％となるように植毛すれば、毛立ちのよ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なる。

また、歯ブラシヘッド部の一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歯ブラシの場合は、パッキングファクターが６０〜１２０％となるように植毛すれば、軟質樹脂を用いていても毛立ちのよ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。

なお、パッキングファクターとは、植毛穴に植毛された刷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、パーセント表示したものである。ただし、平線式植毛の場合、植毛穴の面積は、植毛穴に打ち込まれる平線の面積を植毛穴の面積から引いた値を用いる。

植毛した刷毛の毛丈（ヘッド部植毛面から毛先までの高さ）は、刷毛先端部が平らな場合、大人用としては９〜１２ｍｍ、子供用としては６〜９ｍｍが好ましい。また、毛先を丸めたり、ヘラ状に加工してもよいし、毛先を熱で溶融して球状としてもよい。

用毛の角度（ヘッド部植毛面に植設された刷毛と植毛面とのなす角度）は、必ずしも植毛面に垂直でなくてもよく、特定の方向の歯垢掻き取り効果を高める目的で、所定の角度に傾斜して植毛してもよい。

刷毛先端の毛切り形状は、特に限定はないが、一般的には平切り、山切り、船底形など、適宜選択される。

植毛穴の断面形状は、通常は円形であるが、必ずしも円形である必要はなく、植毛部の仕様に合わせて、三角形や四角形などの多角形、直線もしくは曲線を組み合わせた不定形としてもよい。

歯ブラシヘッド部を含む歯ブラシハンドルの素材としては、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などが用いられるが、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、ポリプロピレン樹脂は不透明であるため、透明感の高い歯ブラシハンドルにしたい場合は、透明性の高い樹脂として、米国イーストマン社のポリエステル樹脂の一種であるＰＣＴＡ樹脂がコストや耐歯磨剤性の点から好ましい。

歯ブラシヘッド部への刷毛の植毛方法にも制限はない。平線式植毛の場合、平線式植毛で使用される金属片（平線）の素材としては真鍮が使用されるが、洋泊やステンレスでもよい。平線の寸法は、植毛穴の大きさにより適宜選択される。

また、平線を用いない植毛方法として、毛束の下端を加熱して溶融塊を形成した後、溶融した樹脂を金型内に注入して歯ブラシを製造するインモールド方式（特開昭６１−２６８２０８号公報、特表平９−５１２７２４号公報参照）や、毛束溶融部を溶融している歯ブラシヘッド部中へ圧入して固定する熱融着方式（特開昭６０−２４１４０４号公報参照）を利用することもできる。

実施例１として、極限粘度１．２８dl/gのＰＴＴ樹脂ペレットを用いて紡糸した太さ０．２０３ｍｍ（８ｍｉｌ）のＰＴＴ毛（極限粘度１．１２dl/g、沸水収縮率０．０４）と、太さ０．２０３ｍｍ（８ｍｉｌ）のナイロン毛（ナイロン６−１２）を用い、平線式植毛機を用いて図１に示すような毛束配置からなる本発明仕様の歯ブラシを作製した。なお、図１中、白丸で示した毛束１がＰＴＴ毛、黒丸で示した毛束２がナイロン毛である。
（植毛部仕様）
植毛穴径：１．６ｍｍ
植毛穴数：２３穴
植毛本数（２つ折り前）：１８本／穴
毛丈：９．０ｍｍ

上記実施例１の歯ブラシについて、成人男性３０人による使用テストを行なった。パネルにより使用する歯磨剤、ブラッシング圧、ブラッシング方法が異なるため、ナイロン毛の毛先が開くまでの期間は１ヶ月〜３ヶ月とバラバラであったが、実施例１の歯ブラシは、ナイロン毛の毛先が開いて取り替え時期を知らせるまでＰＴＴ毛は毛先がほとんで開かず、良好な清掃力を維持した。

上記のように、本発明仕様になる実施例１の歯ブラシは、歯ブラシの取り替え時期に達しても毛先はほとんど開かず、初期の清掃力を維持するとともに、毛折れなども発生することがなく、長期間にわたって安全に使用することができた。

図２に、本発明に係る歯ブラシの他の実施例を示す。
（ａ）は第２実施例を示すもので、ナイロン毛からなる毛束２をヘッド部横切るように円弧状に配置した例、（ｂ）は第３実施例を示すもので、ナイロン毛からなる毛束２をヘッド部の両サイドに配置した例、（ｃ）は第４実施例を示すもので、ナイロン毛からなる毛束２をヘッド部を横切るように前後２列配置した例である。これら各実施例についても第１実施例と同様の結果が得られた。

本発明に係る歯ブラシの第１の実施例を示すもので、ヘッド部の略示平面図である。本発明に係る歯ブラシの他の実施例を示すもので、（ａ）は第２実施例のヘッド部の略示平面図、（ｂ）は第３実施例のヘッド部の略示平面図、（ｃ）は第４実施例のヘッド部の略示平面図である。

符号の説明

１ＰＴＴ毛からなる毛束
２ナイロン毛からなる毛束（インジケータ毛）

Claims

ポリトリメチレンテレフタレート樹脂からなる刷毛を用いた歯ブラシにおいて、
ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂から選択された１つまたは２つ以上の樹脂からなる刷毛を、歯ブラシ取り替え時期表示用のインジケータ毛として用い、
該インジケータ毛の複数本を束ねて毛束とし、該インジケータ毛からなる毛束の３束以上を連続的に並べて植毛するとともに、該連続的に並べて植毛した毛束中の少なくとも両端の２つの毛束についてはヘッド部植毛面の最外周に位置するように配置し、
植毛された全刷毛の断面積総和のうち、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂からなる刷毛の断面積総和が９５〜６０％であることを特徴とする歯ブラシ。
ポリトリメチレンテレフタレート樹脂からなる刷毛の極限粘度が０．９〜１．３dl/gであることを特徴とする請求項１記載の歯ブラシ。
ポリトリメチレンテレフタレート樹脂からなる刷毛の極限粘度が１．０〜１．２dl/gで、かつ、沸水収縮率が０．４％以下であることを特徴とする請求項１記載の歯ブラシ。