JP2008086683A

JP2008086683A - ブラシ用毛材、その製造方法およびブラシ

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Publication number: JP2008086683A
Application number: JP2006273744A
Authority: JP
Inventors: Nobuhisa Hyodo; 修久兵藤
Original assignee: Toray Monofilament Co Ltd
Current assignee: Toray Monofilament Co Ltd
Priority date: 2006-10-05
Filing date: 2006-10-05
Publication date: 2008-04-17

Abstract

【課題】従来のブラシ用毛材に比べて、表面に大きく起伏した表面凹凸を持ち清掃性に優れ、被洗浄物質に付着した汚れを効率よく落とすことができると共に、研磨粒子が含まれていないため磨耗や毛折れが発生しにくく耐久性にも優れるという両機能を兼ね備えたブラシ用毛材およびこの毛材を使用したブラシの提供。
【解決手段】合成樹脂モノフィラメントのカットブリッスルからなるブラシ用毛材であって、その表面に深さの平均値が５〜５０μｍの範囲にある表面凹凸２０を５０〜１００００個／ｍｍ^２有することを特徴とするブラシ用毛材およびこの毛材を使用したブラシ。
【選択図】図１

Description

本発明は、毛材の表面に大きな起伏に富んだ表面凹凸が多数存在し、清掃性および耐久性に優れたブラシ用毛材、その製造方法並びにその毛材を使用したブラシに関するものである。

従来からブラシ用毛材には、安価で容易に加工できることから合成樹脂モノフィラメントが使用されている。

特に近年では、ブラシに様々な機能が要求されてきており、ブラシに使用される毛材にも様々な形態や機能を持つものが提案されている。

例えば、先端部をテーパー加工した歯ブラシ用毛材（例えば、特許文献１参照）は、毛先が歯間に入りやすいために狭い部分の歯垢を落としやすく、また触感性にも優れているために歯茎へのマッサージ効果が得られるなど、従来の歯ブラシ用毛材にはない特異的な機能を発揮するものであった。

しかし、先端部をテーパー加工したブラシ用毛材は、毛先が柔らかいために被洗浄体表面の汚れを掻き落とす力が十分ではなかった。

また、ブラシによる被洗浄体表面の汚れの除去は、毛先だけではなくブラシ毛材の側面と洗浄体表面との接触によってなされていることから、毛先だけでなくブラシ用毛材の側面に特徴を持たせたブラシ用毛材がこれまでにも様々提案されている。

ブラシ用毛材の側面に特徴を持つものとしては、例えば、汚れの除去効果を目的に毛材表面に微粒子を固着したブラシ用繊維体（例えば、特許文献２参照）が知られている。しかし、このブラシ用繊維体は、その表面に微粒子が固着して凹凸状になっているために汚れを除去する能力が高いものの、繰り返し使用していくうちに微粒子が脱落してゆき、汚れを除去する能力が低下してゆくばかりか、脱落した微粒子が被洗浄体表面を傷つけるなどの問題を抱えていた。

また、毛先の一端をテーパー加工した毛材であって、この毛材は２層以上の多層構造を有し、多層構造のいずれかの層に研磨粒子を混練してテーパー部またはストレート部の表面に微細の凸部を形成したテーパー用毛（例えば、特許文献３参照）、研磨材を樹脂に練り込んだブラシ材（例えば、特許文献４参照）や、磨き材を含んだ歯ブラシ用のフィラメント（例えば、特許文献５参照）ついても知られているが、これらの毛材は研磨粒子などが毛材内部に練り込まれているために毛材の強度が低く、ブラシとして使用した場合は、繰り返し摩擦や屈曲を受けて磨耗したり毛折れしたりする場合が多かった。

そのため、研磨粒子などを添加する方法においては、ブラシ毛材の耐久性を維持するために、研磨粒子などの大きさやその添加量に制限があり、耐久性を維持しつつ、清掃性の高いブラシ用毛材を造ることは極めて難しかった。

さらに、研磨粒子を添加せずに毛材の表面に表面凹凸を形成する方法としては、常温水溶性の熱可塑性ポリビニルアルコール系ポリマーを芯成分、その他熱可塑性ポリマーを鞘成分とする複合繊維を常温水に浸漬し、水溶性熱可塑性ポリビニルアルコール系ポリマーを溶解・除去して得られた中空繊維や、多孔性または表面凹凸を有する複合繊維（例えば、特許文献６参照）、テトラフルオロエチレン系重合体からなり、溶融紡糸時に意図的にメルトフラクチャーを発生させて表面に微小な表面凹凸を形成させたブラシ用毛材（例えば、特許文献７参照）が知られている。

しかし、これらの毛材は研磨粒子を含んでいないために磨耗や毛折れなどの問題が起こりにくいものの、表面に形成される表面凹凸の大きさが精々数μｍと極めて小さいため、清掃性能にはそれほどの改善効果が認められないものであった。

このように、表面に大きく起伏した表面凹凸を持ち清掃性に優れると共に、磨耗や毛折れが発生しにくく耐久性にも優れるという両機能を兼ね備えたブラシ用毛材を製造することは、これまでの技術では困難であったため、その実現が求められていた。
特許第３１４５２１３号公報特開２００２−１２９４７７号公報特開２００５−３１０号公報特開平１１−２１６０１６号公報特表平１０−５１３０８３号公報特開２００６−２３３７号公報特開２００６−１１２００８号公報

本発明は、上記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ある。すなわち、本発明は、ブラシに使用した場合に、従来のブラシ用毛材に比べて、毛材の表面に大きな起伏に富んだ表面凹凸が多数存在しているために清掃性に優れると共に、研磨粒子が含まれていないために磨耗や毛折れが発生しにくく、耐久性にも優れたブラシ用毛材およびこの毛材を使用したブラシの提供を目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明によれば、合成樹脂モノフィラメントのカットブリッスルからなるブラシ用毛材であって、その表面に深さの平均値が５〜５０μｍの範囲にある表面凹凸を５０〜１００００個／ｍｍ^２有することを特徴とするブラシ用毛材が提供される。

なお、本発明のブラシ用毛材においては、合成樹脂がポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂およびフッ素系樹脂から選ばれた少なくとも一種であること、およびカットブリッスルの片端または両端にテーパーが形成されていることが、いずれも好ましい条件として挙げられ、これらの条件を満たすことによりさらに優れた効果を取得することができる。

また、本発明のブラシ用毛材の製造方法は、水溶性ポリマーおよび／またはアルカリ易溶性ポリマーからなる合成樹脂と有機化合物および／または無機化合物からなる硬質粒子との混合物を鞘成分とし、且つ鞘成分とは異なる合成樹脂を芯成分として、これらを複合型溶融紡糸機に供給し、鞘部の厚さが前記硬質粒子の平均粒径の１．０倍〜３．０倍になるように複合口金から共押出し、その後冷却固化および加熱延伸することにより芯鞘複合モノフィラメントを製糸し、次いでこの芯鞘複合モノフィラメントを水、温水またはアルカリ溶液に接触させて鞘部を除去した後、残りの芯部を合成樹脂モノフィラメントとしてカットブリッスルに加工することを特徴とし、この場合には、鞘成分中に硬質粒子が１０〜７０重量％含有されていること、および鞘成分中の硬質粒子の平均粒径が１０〜１２０μｍであることが、いずれも好ましい条件として挙げられる。

さらに、本発明のブラシは、上記の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し、特に上記毛材を歯ブラシに使用した場合は、清掃性と耐久性に優れた歯ブラシが得られる。

本発明によれば下記に説明するとおり、従来のものに比べて、表面に大きく起伏した表面凹凸を持ち清掃性に優れ、被洗浄物質に付着した汚れを効率よく落とすことができると共に、研磨粒子が含まれていないため磨耗や毛折れが発生しにくく耐久性にも優れるという両機能を兼ね備えたブラシ用毛材およびブラシを得ることができる。

以下、本発明について図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１は本発明のブラシ用毛材の一例を示した拡大模式図であり、１０はブラシ用毛材、２０はブラシ毛材１０の表面に形成された表面凹凸をそれぞれ示している。

また、図２の（ａ）〜（ｃ）は、本発明のブラシ用毛材１０となる合成樹脂モノフィラメント１５が形成されていく過程を示した概略図である。

さらに詳しく説明すると、図２（ａ）は、本発明のブラシ用毛材１０となる合成樹脂モノフィラメントを溶融紡糸するに際し、溶融紡糸機から共押出しされた合成樹脂および混合物の状態を示した模式図であり、１１は樹脂溶融物、１２は硬質粒子、１３は鞘成分、１４は芯成分、３０は複合口金、３１は複合口金３０の口金孔をそれぞれ示している。

また、図２（ｂ）は、図２（ａ）で共押出しされた樹脂溶融物１１をさらに冷却固化および加熱延伸して製糸された芯鞘複合モノフィラメントの模式図であり、１２は硬質粒子、１５は芯鞘複合モノフィラメント、１６は芯部、１７は鞘部をそれぞれ示している。

さらに、図２（ｃ）は、図２（ｂ）で得られた芯鞘複合モノフィラメント１５の硬質粒子１２および鞘部１７を除去した後の状態を示した模式図であり、１６は芯部、１８は合成樹脂モノフィラメント、２０は表面凹凸をそれぞれ示している。

本発明のブラシ用毛材１０は、図１に示すように、合成樹脂モノフィラメント１８のカットブリッスルからなり、この合成樹脂モノフィラメント１８には研磨粒子が含まれておらず、その表面に深さの平均値が５〜５０μｍの範囲にある表面凹凸２０を５０〜１００００個／ｍｍ^２有することを特徴とするものである。

すなわち、本発明のブラシ用毛材１０は、その表面に大きな起伏に富んだ表面凹凸２０が多数存在し、この表面凹凸２０は従来のように研磨粒子を添加することによって形成される表面凹凸とは全く異なるものである。

これは、研磨粒子を添加することによる摩耗や毛折れなどの耐久性の低下を防ぐために必要な条件である。

上述した通り、従来のように研磨粒子を添加する方法は、ブラシ用毛材の耐久性低下の原因となるために、添加する研磨粒子の大きさには制限があった。つまり、研磨粒子の粒径を大きくすると、ブラシ用毛材の表面凹凸が大きくなり清掃性効果が高くなるが、ブラシ用毛材中に占める研磨粒子の体積が大きくなるため、摩耗や毛折れが発生しやすくなっていたのである。

しかし、逆に研磨粒子の大きさを小さくすると、摩耗や毛折れの発生を抑えることができるが、ブラシ毛材の表面凹凸が小さくなるために清掃性効果が低くなる。

この様に、研磨粒子を添加してブラシ用毛材に表面凹凸を形成させる方法は、耐久性と清掃性との間で二律背反の問題が生じるため、従来の技術では、２つの特性を満足する高性能のブラシ用毛材を得ることが難しかったのである。

また、本発明のブラシ用毛材１０の表面に存在する表面凹凸２０は、深さの平均値が５〜５０μｍ、さらに好ましくは１０〜３０μｍの範囲にあり、これら表面凹凸２０の個数が５０〜１００００個／ｍｍ^２、さらに好ましくは１００〜８０００個／ｍｍ^２の範囲にあることが必要である。

この理由は、表面凹凸２０の深さの平均値が上記範囲を下まわったり、その個数が上記範囲を下まわったりする場合は、清掃性に欠けたブラシ用毛材が得られやすく、逆に、表面凹凸２０の深さの平均値が上記範囲を上まわったり、その個数が上記範囲を上まわったりする場合は、耐久性に欠けたブラシ用毛材が得られやすくなるからである。

ここで、本発明のブラシ用毛材１０の構成素材、すなわち芯成分１４は、溶融紡糸可能な合成樹脂であれば特に限定はされないが、例えば、ポリカプラミド、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリヘキサメチレンセバカミド（以下、ナイロン６１０と言う）、ポリヘキサメチレンドデカミド、ナイロン４６、ナイロンＭＤＸ６、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリ（カプラミド／ヘキサメチレンアジパミド）共重合体およびポリ（カプラミド／ラウラミド）共重合体などのポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと言う）、ポリブチレンテレフタレート（以下、ＰＢＴと言う）、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート（以下、ＰＴＴと言う）、ポリメチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリプロピレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳと言う）ポリフッ化ビニリデン、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以下、ＰＦＡと言う）、テトラフルオロエチレン・フッ化ビニリデン共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・フッ化ビニリデン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、エチレンクロライド・テトラフルオロエチレン共重合体、フルオロビニルエーテルなどのフッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などから１種類または２種類以上を適宜選択して使用することができる。

中でも強伸度、収縮率および屈曲回復性などの各種物性を均衡に兼ね備えたブラシ用毛材が得られやすいことから、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂およびフッ素系樹脂から選ばれた少なくとも一種、特に、ナイロン６１０、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＴＴ、ＰＰＳおよびＰＦＡから選ばれた少なくとも一種の使用が好ましい。

また、後に説明するアルカリ溶液を使用した減量加工法を利用することにより、ブラシ用毛材１０の片端または両端にテーパーを容易に形成させることができることから、本発明のブラシ用毛材１０の構成素材にはポリエステル系樹脂、特にＰＢＴが好ましい。

なお、本発明のブラシ用毛材１０の構成素材にポリエステル系樹脂を使用する場合には、そのポリエステル系樹脂に、本発明の目的を阻害しない範囲であれば、他のジカルボン酸成分およびジオール成分を共重合成分として含有させることもできる。

また、本発明のブラシ用毛材１０を構成する芯成分には、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、その目的に応じて、各種無機微粒子、各種金属微粒子および架橋高分子粒子などの粒子類のほか、公知の抗酸化剤、耐光剤、耐侯剤、イオン交換剤、着色防止剤、耐電防止剤、各種着色剤、ワックス類、シリコーンオイル、各種界面活性剤および各種強化繊維類などを適宜任意に添加することも可能である。

一方、本発明のブラシ用毛材１０の構成素材、すなわち鞘成分１３の構成素材は、後に説明するように、水、温水またはアルカリ溶液などを使用して鞘成分１３を硬質粒子１２とともに容易に除去することができる素材であることが必要であり、例えば、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリイタコン酸、ポリリンゴ酸、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと言う）、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチレエーテル、ポリエーテルなどと言った水溶性ポリマー、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＴＴなどのポリエステル系樹脂またはポリエステル成分にイソフタル酸、ナフタリンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、β−２−オキシエトキシ安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸、セバチン酸、アジピン酸、修酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ポリアルキレングリコールなどの成分を共重合させたポリエステル系共重合体、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート−アジペート、ポリカプロラクトン、ポリ−Ｌ−乳酸（以下、ＰＬＬＡと言う）、ポリ−Ｄ−乳酸などと言ったアルカリ易溶性のポリマーを挙げることができる。

さらに、芯鞘複合モノフィラメント１５の鞘部１７に含まれる硬質粒子１２は、溶融紡糸するに際して溶融したり、分解または粉砕したりしない有機化合物または無機化合物の粒状物であれば特に限定はされず、例えば、メラミン樹脂粒子、シリカ粒子、セラミック粒子、鉄、銅、銀、アルミニウム、ニッケルなどの金属粒子、ガラス粒子、磁鉄鉱粒子、石英粒子、白雲母粒子、黄鉄鉱粒子、岩塩粒子、方解石粒子、酸化アルミナ粒子、炭化ケイ素粒子、ダイヤモンド粒子などを挙げることができる。

なお、使用する硬質粒子１２の大きさは、芯部１６の表面に形成する表面凹凸２０の大きさに応じて適宜選ぶことができるため、特に限定はされないが、溶融紡糸する際の鞘成分１３の流動性等を考慮し、１０〜１２０μｍが好ましく、さらには１０〜８０μｍがより好ましい。

なお、上記鞘成分１３は、いずれにしても溶解除去される成分であるから、水溶性ポリマーおよび／またはアルカリ易溶性ポリマー、および硬質粒子としてはなるべく安価でかつ入手し易いものを使用することが経済的に有利であり、この点からは特に、水溶性ポリマーおよび／またはアルカリ易溶性ポリマーとしてＰＶＡを、また硬質粒子としてセラミック粒子、ガラス粒子を使用するのが好ましい。

ここで、本発明のブラシ用毛材１０は、上記合成樹脂モノフィラメント１８のカットブリッスルからなるものであるが、さらにこのカットブリッスルの片端または両端にテーパーを形成させると、毛先が狭い隙間や微小な窪みに入り易く、より一層清掃効果の高いブラシ用毛材が得られることから特に好ましい。

また、合成樹脂モノフィラメント１８の断面形状については特に限定はなく、使用するブラシの種類に応じて適宜選ぶことができ、例えば、丸形、三角形、四角形、五角形などといった多角形、三葉形、五葉形、八葉形などといった多葉形、楕円形、トラック形などといった扁平形、星形、鉄アレー形、単位形状を複数連結した形状などを挙げることができる。

次に、本発明のブラシ用毛材１０の製造方法について説明する。

本発明のブラシ用毛材１０は、上述した通り、まず芯鞘複合モノフィラメント１５を溶融紡糸および製糸した後、鞘部１７を硬質粒子１２と共に除去し、残りの芯部１６を合成樹脂モノフィラメント１８としてカットブリッスルに加工することを特徴とする。その詳細については次の通りである。

まず、水溶性ポリマーおよび／またはアルカリ易溶性ポリマーからなる合成樹脂と有機化合物および／または無機化合物からなる硬質粒子１２との混合物を鞘成分１３とし、且つ鞘成分とは異なる合成樹脂を芯成分１４として、これらを複合型溶融紡糸機に供給し、図２の（ａ）に示すように、鞘成分１３と芯成分１４とからなる樹脂溶融物１１を複合口金３０の口金孔３１から押し出す。

この際には、製糸後の芯鞘複合モノフィラメント１５の鞘部１７の厚さが硬質粒子１２の平均粒径の１．０〜３．０倍となるように鞘成分１３を押出すことが重要であり、もし鞘部１７の厚さが上記範囲を下まわる場合は、鞘成分１３の流動性が悪くなって鞘部１７が芯部１６の周りに上手く形成されにくくなり、逆に上記範囲を上まわる場合は、硬質粒子１２が芯部１６に上手く減り込むことが難しくなって、芯部１６の表面に適度な大きさと数の表面凹凸２０を形成することが困難となる。

また、芯成分１３中の硬質粒子１２の含有量は１０〜７０重量％であることが好ましく、さらには１５〜５０重量％であることが好ましい。この理由は、硬質粒子１２の含有量が上記範囲を下まわる場合は、芯部１６の表面に適度な大きさと数の表面凹凸２０を形成することが困難となり、逆に上記範囲を上まわる場合は、鞘成分１３の流動性が悪くなり、芯部１６の周りに鞘部１７が上手く形成されにくくなるからである。

次に、押し出された樹脂溶融物１１は冷却槽で冷却固化された後、さらに加熱延伸されて芯鞘複合モノフィラメント１５となる。

その後、得られた芯鞘複合モノフィラメント１５は、水、温水またはアルカリ溶液と接触させて鞘部１７を硬質粒子１２とともに除去し、芯部１６のみを残す。

なお、鞘成分１３に水溶性ポリマーを使用した場合は、冷却固化および加熱延伸において、冷却媒体および加熱媒体に水または温水を使用することにより、冷却固化および加熱延伸しながら予め鞘部１７の一部または全てを除去することも可能である。

そして残った芯部１６は合成樹脂モノフィラメント１８として使用され、さらにカットブリッスルに加工される。

さらに、このカットブリッスルをアルカリ溶液などの溶液に浸漬して先端部分を化学的に処理することにより、カットブリッスルの片端または両端にテーパーを形成させることも可能である。

さらにまた、本発明のブラシ用毛材１０には、例えば、銀イオンを担持させたリン酸塩系、ゼオライト系、ヒドロキシアパタイト系抗菌剤のほか、酸化亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、リン酸亜鉛、硝酸亜鉛、炭酸亜鉛、酢酸亜鉛、シュウ酸亜鉛、クエン酸亜鉛、フマル産亜鉛、ギ酸亜鉛などの亜鉛化合物、ベンゼトニウム、ベンザルコニウム、セチルピリジウム、クロルヘキシジンなどのカチオン系抗菌剤、エピガロカテキン、エピガロカテキンガレート、エピカテキン、エピカテキンガレートなどの茶カテキン、アナターゼ型またはルチル型二酸化チタンなどの光触媒を付着および／または含有せしめて抗菌効果を付与することもできる。

こうして得られたカットブリッスルは、ブラシ用毛材１０として基材の少なくとも一部に植毛される。そして、本発明のブラシ用毛材１０は、研磨粒子が含まれておらず、且つ毛材の表面が粗くて起伏に富んでいるために、従来の研磨粒子を含むブラシ用毛材に比べて耐久性が高く、清掃性に優れたブラシを得ることができる。

特に本発明のブラシ用毛材１０を歯ブラシとして使用した場合には、耐久性および清掃性に優れた歯ブラシを得ることができ、さらにはボディブラシ、クリーニングブラシ、その他に洗浄工程で使用される各種工業用ブラシとして使用した場合にも同様の効果を遺憾なく発揮することができる。

また、本発明のブラシ用毛材１０の表面にある表面凹凸２０は、清掃性効果だけではなく、粉体化粧料や液体化粧料を保持する機能も有することから、各種化粧ブラシとして使用することも可能である。

以下、本発明のブラシ用毛材について、実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明のブラシ用毛材はその要旨を超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、実施例および比較例におけるブラシ用毛材の各物性およびブラシの実用評価については以下の通り行った。

また、ブラシの実用評価では、植毛域９ｍｍ×２２ｍｍのＡＢＳ製の基台に３４箇所の植毛孔を開け、１穴に２０本のブラシ用毛材を毛丈が１０ｍｍとなるように植毛したブラシを使用した。

［表面凹凸の個数および深さの測定］
長さ１ｃｍの合成樹脂モノフィラメントの全側面を、（株）ＫＥＹＥＮＣＥ社製表面形状測定顕微鏡ＶＦ−７５００を使用してスキャニングし、表面凹凸の個数とその深さ（μｍ）を測定した。なお、表面個数は合成樹脂モノフィラメントの単位表面積当たりの個数（個／ｍｍ^２）に換算し、表面凹凸の深さの平均値は算出平均して求めた。

［耐摩耗性］
表面に高さ２ｍｍ、波長３ｍｍの波形を有するステンレス板にブラシを押し当て、３７℃の温水を滴下しながらブラシを摺動運動させ、摺動運動後のブラシ用毛材の長さ（ｍｍ）を測定し、摺動運動前のブラシ用毛材の長さに対する摩耗残存率（％）で耐摩耗性を評価した。

なお、ブラシのステンレス板への押し当て荷重は５００ｇ、ブラシの摺動回数は２００００回で行い、摩耗残存率（％）は摺動運動前のブラシ用毛材の長さをＡ（ｍｍ）、摺動運動後のブラシ用毛材の長さをＢ（ｍｍ）とした場合の式Ｂ／Ａ×１００で表した。

［耐毛折れ性］
上記の耐摩耗性評価において、摺動運動後のブラシ用毛材の状態を次の基準に従って評価した。
Ａ：毛折れ本数０〜５本
Ｂ：毛折れ本数６〜１５本
Ｃ：毛折れ本数１６本以上

［清掃性］
１０ｍｍ立方のアクリル板の表面に歯垢染色液（プラークチェック液）を均一に付着させた後、ブラシでアクリル板表面をブラッシングし、歯垢染色液が完全に取り除かれるまでの時間を測定した。

なお、ブラシのアクリル板への押し当て荷重は３５０ｇ、ブラッシングの振幅長は３０ｍｍ、振幅速度は１８０往復／分で行った。

〔実施例１〕
芯成分にＰＢＴ樹脂（東レ（株）製１２００Ｓ）を、鞘成分に平均粒径４０μｍのガラス粒子３０重量％とＰＶＡ樹脂（クラレ（株）製エクセバールＣＰ７０００）７０重量％との混合物を使用し、これらを複合紡糸機に供給して溶融混連した後、複合口金から共押し出した。

その後、押し出された樹脂溶融物を冷却固化した後、引き続き温水浴中および乾熱浴中で加熱延伸し、さらに加熱弛緩処理を施して芯鞘複合モノフィラメント製糸した。なお、このとき得られた芯鞘複合モノフィラメントの芯部の直径は２０３μｍ、鞘部の厚さは４５μｍであった。

そして製糸した芯鞘複合モノフィラメントを、引き続き温水浴中に導いて鞘部をガラス粒子と共に除去し、残った芯部を合成樹脂モノフィラメントとして巻き取った。

そして、巻き取られた合成樹脂モノフィラメントを必要な長さにカットし、得られたカットブリッスルを植毛してブラシを作成した。

芯鞘複合モノフィラメントと最終的に得られた合成樹脂モノフィラメントの構成を表１に、また合成樹脂モノフィラメントの評価結果を表４に示す。

〔実施例２〜４、比較例１〜２〕
ガラス粒子の平均粒径、含有量および鞘部の厚さを表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同じ条件で合成樹脂モノフィラメントを得た。

〔実施例５〜８〕
芯成分をＰＢＴ樹脂からナイロン６１０樹脂（東レ（株）製Ｍ２００１）、ＰＥＴ樹脂（東レ（株）製Ｔ７０１Ｔ）、ＰＴＴ樹脂（ＳｈｅｌｌＣｈｅｍｉｃａｌｓ社製ＣＯＲＴＥＲＲＡＣＰ５１３０００）およびＰＦＡ樹脂（旭硝子（株）社製Ｐ−６２ＸＰ）に変更したこと以外は、実施例１と同じ条件で合成樹脂モノフィラメントを得た。

〔実施例９〕
鞘成分をＰＶＡ樹脂からＰＬＬＡ樹脂（三井化学（株）製レイシア）に変更したこと以外は、実施例５と同じ条件で芯鞘複合モノフィラメントを得た。

その後得られた芯鞘複合モノフィラメントを水酸化ナトリウム水溶液浴中に導いて鞘部をガラス粒子と共に除去し、さらに更に水で洗浄後、残った芯部を合成樹脂モノフィラメントとして巻き取った。

〔実施例１０〕
実施例１で得られた合成樹脂モノフィラメントをカットした後、その一端を水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、カットブリッスルの先端部分にテーパーを形成させた。そして得られたテーパードブリッスルを洗浄し、植毛してブラシを作成した。

〔比較例３〕
ＰＢＴ樹脂（東レ（株）製１２００Ｓ）８０重量％と平均粒径５μｍのガラス粒子２０重量％との混合物を溶融紡糸機に供給して溶融混連した後、紡糸口金から押し出した。

押し出された混合物を冷却浴中で冷却固化した後、引き続き温水浴中および乾熱熱風浴中で加熱延伸し、さらに加熱弛緩処理を施してガラス粒子を含有する合成樹脂モノフィラメント製糸した。

得られた合成樹脂モノフィラメントの構成を表２に、また合成樹脂モノフィラメントの評価結果を表４に示す。

〔比較例４〕
ガラス粒子の平均粒径を１０μｍに変更したこと以外は比較例３と同じ条件で合成樹脂モノフィラメントを製糸した。

〔比較例５〕
ナイロン６１０樹脂（東レ（株）製Ｍ２００１）８５重量％とＰＶＡ樹脂（クラレ（株）製エクセバールＣＰ７０００）１５重量％との混合物を溶融紡糸機に供給し、溶融紡糸機内で溶融混練した後、口金から混合物を押し出した。

その後、押し出された混合物を冷却固化した後、引き続き温水浴中および乾熱浴中で加熱延伸し、さらに加熱弛緩処理を施して、海成分をナイロン６１０、且つ島成分をＰＶＡ樹脂とする海島型複合モノフィラメントを製糸した。

そして製糸した海島型複合モノフィラメントを引き続き温水浴中に導いて島成分を除去し、残りを合成樹脂モノフィラメントとして巻き取った。

当初の海島複合モノフィラメントと最終的に得られた海島複合モノフィラメントの構成を表３に、また最終的に得られた海島複合モノフィラメントの評価結果を表４に示す。

〔比較例６〕
ナイロン６１０樹脂をＰＢＴ樹脂（東レ（株）製１２００Ｓ）に変更したこと以外は比較例５と同じ条件で合成樹脂モノフィラメントを得た。

表１〜４の結果から明らかなように、本発明のブラシ用毛材（実施例１〜９）は、これとは形態の異なるブラシ用毛材（比較例１〜５）に比べて、清掃性に優れ、摩耗や毛折れが発生しにくく耐久性に優れたものであることが分かる。

本発明のブラシ用毛材は、表面に大きく起伏した表面凹凸を持ち清掃性に優れ、被洗浄物質に付着した汚れを効率よく落とすことができると共に、研磨粒子が含まれていないため磨耗や毛折れが発生しにくく耐久性にも優れるという両機能を兼ね備えているため、このブラシ用毛材をブラシに使用した場合には、磨耗や毛折れ等の発生が極めて少なく、且つ清掃性能の高いブラシが得られる。

よって、本発明のブラシ用毛材を歯ブラシの少なくとも一部に使用した場合は、これらの機能を遺憾なく発揮することができるばかりか、これらの機能をさらに応用して、ボディブラシ、クリーニングブラシ、その他に洗浄工程で使用される各種工業用ブラシとして使用することもできる。

また、本発明のブラシ用毛材の表面にある表面凹凸は、清掃性効果だけではなく、粉体化粧料や液体化粧料を保持する機能も有することから、各種化粧ブラシとして使用することも可能である。

図１は本発明のブラシ用毛材の一例を示した拡大模式図である。図２の（ａ）〜（ｃ）は、本発明のブラシ用毛材に使用される合成樹脂モノフィラメントの形成過程を示した概略図である。

符号の説明

１０ブラシ用毛材
１１芯鞘複合モノフィラメント
１２硬質粒子
１３鞘成分
１４芯成分
１５芯部
１６鞘部
１７合成樹脂モノフィラメント
２０表面凹凸
３０複合口金
３１口金孔

Claims

合成樹脂モノフィラメントのカットブリッスルからなるブラシ用毛材であって、その表面に深さの平均値が５〜５０μｍの範囲にある表面凹凸を５０〜１００００個／ｍｍ^２有することを特徴とするブラシ用毛材。
前記合成樹脂がポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂およびフッ素系樹脂から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載のブラシ用毛材。
前記カットブリッスルの片端または両端にテーパーが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のブラシ用毛材。
水溶性ポリマーおよび／またはアルカリ易溶性ポリマーからなる合成樹脂と有機化合物および／または無機化合物からなる硬質粒子との混合物を鞘成分とし、且つ鞘成分とは異なる合成樹脂を芯成分として、これらを複合型溶融紡糸機に供給し、鞘部の厚さが前記硬質粒子の平均粒径の１．０倍〜３．０倍になるように複合口金から共押出し、その後冷却固化および加熱延伸することにより芯鞘複合モノフィラメントを製糸し、次いでこの芯鞘複合モノフィラメントを水、温水またはアルカリ溶液に接触させて鞘部を除去した後、残りの芯部を合成樹脂モノフィラメントとしてカットブリッスルに加工することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のブラシ用毛材の製造方法。
前記鞘成分中に硬質粒子が１０〜７０重量％含有されていることを特徴とする請求項４に記載のブラシ用毛材の製造方法。
前記鞘成分中の硬質粒子の平均粒径が１０〜１２０μｍであることを特徴とする請求項４または５に記載のブラシ用毛材の製造方法。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の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ブラシ。
歯ブラシであることを特徴とする請求項７に記載のブラシ。