JP3947148B2 - 歯ブラシ用毛および歯ブラシの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、歯ブラシのためのテーパを形成された毛および歯ブラシを製造するための方法に関する。

歯ブラシ用毛のために使用される線状体は、一般にナイロンにより製造される。このナイロン製の線状体の利点は、その適当なたわみ性と柔軟性である。

しかしながら、ナイロン製線状体の不利な点は、それが非常に水を吸収しやすく、また、容易に変形しやすいということである。

一般に、歯ブラシ使用中における歯茎の損傷を避けるため、図１に示すように、歯ブラシのナイロン製の毛の先端は、丸くされている。

ポリブチレンテレフタレート（以下ＰＢＴと略称する）のようなポリエステル化合物やポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと略称する）が歯ブラシ用毛としての線状体に使用されることもある。これらはナイロンより安く、丈夫で水を吸収しにくいという点でナイロンより優れている。しかしながら、これらのＰＢＴおよびＰＥＴは、非常に固く曲がらなく、柔軟性に欠けている。このような特性により、ＰＢＴまたはＰＥＴにより製造された歯ブラシ用毛は歯茎に損傷を与えることが明らかなので、コストダウンのためにＰＢＴまたはＰＥＴにより製造された歯ブラシ用毛は使い捨ての歯ブラシに使用されたり、あるいはナイロン製の毛とともに歯ブラシ用毛の房を形成したりしていた。

ＰＢＴまたはＰＥＴにより製造された歯ブラシ用毛の利点を維持し、不利な点を排除するため、ＰＢＴまたはＰＥＴ製の歯ブラシ用毛の先端に針形をなすようにテーパを形成する方法が提案されていた。なお、ここにおけるテーパとは平面的な形状であって、立体的にはほぼ円錐台形あるいは円錐形になるが、本明細書中においては便宜上テーパと称する。そして、このテーパを形成するための代表的な方法としては、ナイフの羽根を有する機械あるいは丸み形成機があり、これらの機械によりＰＢＴまたはＰＥＴ製の歯ブラシ用毛の先端にテーパが機械的に形成されていた。

このような機械的な製造方法によっては、図２に示すように、単に先端の周縁部に面取り部のようなテーパの形成された毛を製造するにすぎない。すなわち、機械的な方法によっては針先のような尖端を有するテーパの形成された毛を生産することは不可能である。

したがって、前述した機械的な方法は、ＰＢＴまたはＰＥＴの前述した不利な点をなくすことはできなかった。

針先のような高度にテーパの形成された先端を有するＰＢＴまたはＰＥＴ製の歯ブラシ用毛を製造するために、硫酸溶液を使用してテーパを形成するための方法は、本発明の発明者により開発され特許されている（特許文献１参照）この技術について説明すると、この技術は下記の工程により構成されている。

まず、（ｉ）所望の長さから１〜４ｍｍ程度長い長さとなるようにＰＢＴまたはＰＥＴ製の線状体を切断し、（ｉｉ）切断された線状体の先端から約８〜９ｍｍを垂直に６０％〜９８％の濃度で８０〜２００℃の硫酸溶液に浸漬し、その後線状体の他端を同様に処理し、（ｉｉｉ）テーパの形成された線状体を冷水に浸漬して冷却し、（ｉｖ）３０〜７０
％の濃度の苛性ソーダまたはカリウム水酸化物溶液にテーパを形成された線状体を浸漬し中和し、（ｖ）線状体を水洗いし、（ｖｉ）線状体を乾燥させる。このようにして形成された線状体は、あたかも切削されたかのように短くされ、両端の直径は０．０３ｍｍ以下となり、図３に示すように、針先のように見える。この針先のように見える形状を「高度にテーパが形成された」と称する。

ＰＢＴまたはＰＥＴのこわさは、高度にテーパが形成された毛を製造する前述した特許の技術によってかなり減少された。また、このことにより、毛は歯ブラシ使用中に歯茎を傷つけなかった。さらに、歯根膜の凹部内の歯苔は、高度にテーパが形成された毛によって歯ブラシ使用中に除去することができた。
大韓民国特許第１３０９３２号

しかしながら、高度にテーパが形成された毛を有する歯ブラシには、つぎのような不利な点があった。

（１）高度にテーパが形成された毛の製造には化学薬品を使用するので、化学薬品の濃度、温度、浸漬時間などといった動作条件に依存されがちであり、テーパを一様に形成するのは難しかった。すなわち、一様な尖端を有する高度にテーパが形成された毛を得ることは非常に難しかった。この結果として、約半分の欠陥製品が製造されることになってしまっていた。すなわち、少なくとも５０％の製品は処分されていた。

（２）高度にテーパが形成された毛は、ナイロン製の毛の適当なたわみ性に慣れていた使用者には、あまりに軟かいと感じられた。この結果として、使用感が低く評価されていた。

（３）高度にテーパが形成された毛が、従来の単に丸くされたか、あるいは普通にテーパが形成された毛よりよく歯根膜の凹部内の歯苔を除去することができたにもかかわらず、その歯苔を除去する能力は予想したより大幅に低くしか評価されなかった。

（４）高度にテーパを形成された毛の長さが１１．５ｍｍを超えると、それらは歯ブラシの使用中に容易に変形させられる傾向があった。

このような点に鑑み、改善された柔軟性と耐久性を有し、歯苔をさらに良好に除去できる高度にテーパが形成されたＰＢＴあるいはＰＥＴ製の歯ブラシ用毛を開発することが望まれていた。また、このような毛を有する歯ブラシならびに欠陥製品が少なく、安価に製造できる歯ブラシ用毛および歯ブラシの製造方法も望まれていた。

本発明は、このような歯ブラシ用毛および歯ブラシの製造方法を提供することを目的としている。

前述した目的を達成するため本発明の歯ブラシ用毛の製造方法は、ＰＢＴまたはＰＥＴ製の毛を所望の長さに切断し、切断された毛をその先端から１０ｍｍ以下の長さだけ強いアルカリ性あるいは酸性の溶液に鉛直に浸漬して、毛の先端の直径が０．１０ｍｍから０．１５ｍｍのテーパを形成されるように溶かされた状態にし、テーパが形成された前記毛を水で洗浄し、洗浄された前記毛を乾燥し、テーパが形成された前記毛の先端にこの毛の先端の直径が０．０４〜０．０８ｍｍまでとなるように丸みを形成することを特徴として
いる。

本発明の歯ブラシ用毛の製造方法は、切断された毛を８０〜２００℃の温度において６０〜９８％の濃度の硫酸に浸漬することを特徴としている。

本発明の歯ブラシの製造方法は、毛の先端から１０ｍｍ以下でテーパが始まり、テーパが形成された毛の先端の直径が０．０４〜０．０８ｍｍまでとされている複数本の毛を有する歯ブラシの製造方法において、ＰＢＴまたはＰＥＴ製の毛を所望の長さに切断し、切断された毛をその一端から１０ｍｍ以下の長さだけ強いアルカリ性あるいは酸性の溶液に鉛直に浸漬して、毛の一端をその先端の直径が０．１０ｍｍから０．１５ｍｍのテーパが形成されるように溶かされた状態にし、切断された毛をその他端から１０ｍｍ以下の長さだけ強いアルカリ性あるいは酸性の溶液に鉛直に浸漬して、毛の他端をその先端の直径が０．１０ｍｍから０．１５ｍｍのテーパを形成されるように溶かされた状態にし、テーパが形成された毛を水で洗浄し、洗浄された毛を乾燥し、乾燥した複数本の毛を歯ブラシの柄の先端部に植え、選択的に毛の両端部を刈り整えた後、前記毛の両端部の先端に丸みを形成することを特徴としている。

以上説明したように本発明によれば、改善された柔軟性と耐久性を有し、歯苔をさらに良好に除去できる高度にテーパが形成されたＰＢＴあるいはＰＥＴ製の歯ブラシ用毛および歯ブラシを製造することができる。また、本発明によれば、このような歯ブラシ用毛およびこの毛を有する歯ブラシを欠陥製品が少なく、安価に製造することができる。

歯ブラシ用毛の準備段階において使用された適当な線状体が、０．１９ｍｍと０．２０ｍｍとの間の直径にあることはよく知られている。本発明は、この種の常識に基づいて以下に詳述される。しかしながら、多様な変更が本発明の精神の範囲内において行われうることは、当業者により認識される。

図３に示されたようにＰＢＴまたはＰＥＴ製の毛の先端の針形状は、強いアルカリ性あるいは酸性の溶液内において徐々に溶かされることにより形成され、前述した特許における化学的方法により形成されたＰＢＴまたはＰＥＴ製の高度にテーパが形成された毛は、直径が０．０３ｍｍ未満とされている。このように、毛の尖端を形成することは非常に難しく、また、高度にテーパが形成された毛の尖端は即座にしかも不均一に溶かされるので、毛の長さは不均一で、毛の尖端の直径は不規則である。さらに、毛の先端の直径が０．０３ｍｍ以下になる前に毛は溶液から引き上げられるので、所望の長さより長い長さとなってしまい、このように形成された毛は使用できない。さらに、直径約５０ｍｍの歯ブラシ用毛の束が化学薬品の溶液に浸漬されるときに、中心部に位置する毛のテーパの状態は、外側に位置する毛のそれとはかなり異なる。これは、さらに高度にテーパが形成された毛の生産率を減少させることになる。この結果、高度にテーパが形成された毛の製造コストは、先端を丸められた毛の５倍となる。

本発明によれば、所望の長さに切断された毛は、すなわち、毛が溶液から取り出されるときに、毛の長さは変化しないままであるかまたはわずかに伸びた状態であり、毛の先端の直径は０．１０ｍｍと０．１５ｍｍとの間にある。したがって、テーパを具備した毛の先端が形成されるいかなるときにも溶液から毛を取り出すことが可能である。このことは、使用される化学薬品の種類や濃度、温度、浸漬時間などといった動作条件を種々選択することができる。

本発明によれば、テーパの形成をより短い周期で行うことができる。毛が束として扱わ
れる場合、本発明によれば外側の毛および中心部の毛が強いアルカリ性あるいは酸性の溶液中において不均一に溶かされること、すなわち、中心部の毛の長さより外側の毛の長さが短くされることを防ぐことができる。このようにして形成される浸漬された後の毛の束は、比較的一様である。

無機溶剤が、ＰＢＴまたはＰＥＴ製の毛にテーパを形成するのに使用される。無機溶剤の例としては、苛性ソーダ、水酸化カリウム、硫酸などがある。特に、苛性ソーダまたは硫酸が好ましい。さらに、有機溶剤も、ＰＢＴまたはＰＥＴ製の毛にテーパを形成するのに使用される。有機溶剤の例としては、ｍ−クレゾール、トリフルオル酢酸、ｏ−クロロフェノール、トリクロロフェノール、フェノール、フェノールとテトラクロロエタンの混合物などがある。

ＰＢＴまたはＰＥＴ製の毛にテーパを形成することの溶液の温度は、溶媒の種類に依存し、その温度は変化されることが可能である。代表的な例としては、いかなる溶液も、毛が浸漬される前に８０〜２００℃の温度に加熱される。

溶液の濃度は、温度、反応度、浸漬時間などに従い調整される。例えば、硫酸は、８０〜２００℃の温度において６０〜９８％の濃度で使用される。

もし望むならば、アルカリ性または酸性の溶液において溶かされた後の毛の先端は、丸くすることの前に整えられてもよい。毛の先端を整えるか否かは、毛を溶液から取り出した後にルーペにより毛の先端の状況を観察することによって容易に判断される。

本発明によれば、アルカリ性または酸性の溶液により溶かされた後に毛の先端を丸くすることが必要である。この丸みの形成は、従来から既知の方法、すなわち、例えば２４０メッシュ紙を使用するなどにより実行することができる。本発明による丸みの形成は、テーパが形成された毛の先端の直径が０．０４ｍｍから０．０８ｍｍの間、好ましくは０．０６ｍｍになるまで行われる。

本発明により歯ブラシが製造されるとき、歯ブラシの柄に毛を植える前あるいは後に毛の先端に丸みが形成される。丸み形成工程と毛の植設工程との順序は製造率に影響を及ぼさないので重要でない。

そして、本発明による歯ブラシ用毛の実施の形態が図４に示されており、この図４の毛は、毛の直径０．２ｍｍの先端部からテーパが始まり、テーパが形成された毛の先端の直径は、０．０６ｍｍとされ、毛の先端部はほぼ円錐台形状をなしている。

以下の実施例は単に本発明を例示するとともに好適な実施例を示すものであり、発明の範囲を何ら制限するものではない。

実施例１
濃度が８０％の硫酸溶液が、１０００ｍｌのビーカ内に底から１ｃｍの高さになるまでサンドバス（sandbath）とともに入れられ、１２０℃まで加熱されている。東レ株式会社（日本）により製造された直径が０．２ｍｍのＰＢＴ（５２０）製の毛の束は長さを３０ｍｍに切断される。前記束の一端部の６ｍｍが前記硫酸溶液中に鉛直に浸漬させられる。前記浸漬してから１０分経過すると、２分ごとに毛はピンセットに引き上げられて溶かされた端部が拡大視される。前記溶液の温度は１２０℃に維持される。浸漬から１７分経過すると、テーパが形成された束は前記溶液中より取り出される。その後、束ねられた毛の反対側の６ｍｍ部分に前記と同様にしてテーパが形成される。両端部にテーパが形成された毛は水によって完全に洗浄され、輪ゴムによって結ばれて乾燥される。乾燥された毛は
中心で折り畳まれ、端部は刈り整えられるとともに「辻村社（日本）」製のＴＲ８９毛球形形成機によって、２４０メッシュ紙を用いて球形に形成（丸みが形成）され、長さが１４．５ｍｍで先端直径が０．０５ｍｍのテーパが形成された毛が製造される。

実施例２
濃度が５０％の水酸化ナトリウム溶液が、１０００ｍｌのビーカ内に底から１ｃｍの高さになるまでサンドバス（sandbath）とともに入れられ、温度を１２０℃に維持されている。東レ株式会社（日本）により製造された直径が０．２ｍｍのＰＢＴ（５２０）製の毛の束は長さを３０ｍｍに切断される。前記束の一端部の４ｍｍが前記水酸化ナトリウム溶液中に鉛直に浸漬させられる。前記浸漬してから１０分経過すると、２分ごとに毛はピンセットに引き上げられて溶かされた端部が拡大視される。浸漬から１８分経過すると、各毛の端部は長さを短くするために溶かされる。その時、束にされた毛は前記溶液中より取り出される。その後、束ねられた毛の反対側の４ｍｍ部分に前記と同様の加工が施される。両端部にテーパが形成された毛は水によって完全に洗浄され、輪ゴムによって結ばれて乾燥される。乾燥された毛は「辻村社（日本）」製のＬＰＢ房付け機を用いることにより歯ブラシのヘッドに房付けされる。毛の両端部は刈り整えられるとともにのＴＲ８９毛球形形成機によって、２４０メッシュ紙を用いて球形に形成され、長さが１１ｍｍで先端直径が０．０６ｍｍのテーパが形成された毛が製造される。

実施例３
鐘紡株式会社（日本）により製造された直径が０．２ｍｍの抗菌性の毛の束は長さを３０ｍｍに切断される。濃度が９８％の硫酸溶液が、１０００ｍｌのビーカ内に底から１ｃｍの高さになるまでサンドバス（sandbath）とともに入れられ、温度を１２０℃に調整される。前記束の一端部の６ｍｍが前記硫酸溶液中に鉛直に浸漬させられる。前記浸漬してから１０分経過すると、２分ごとに毛はピンセットに引き上げられて溶かされた端部が拡大視される。浸漬から１６分経過すると、束根られた毛は前記溶液中より取り出される。その後、束ねられた毛の反対側の６ｍｍ部分に前記と同様の加工が施される。テーパが形成された毛は濃度２０％の水酸化ナトリウム溶液内に２時間浸漬させられ、その後水によって十分に洗浄される。その後、前記実施例２と同様にして乾燥、房付け、刈り整えおよび球形付与作業が施され、長さが１１ｍｍで先端直径が約０．０５ｍｍのテーパが形成された毛を有する歯ブラシが製造される。

比較例１
濃度が９８％の硫酸溶液が、１０００ｍｌのビーカ内に底から１ｃｍの高さになるまでサンドバス（sandbath）とともに入れられる。溶液の温度は１２０℃に維持される。東レ株式会社（日本）により製造された直径が０．２ｍｍのＰＢＴ（５２０）製毛の束は長さを３０ｍｍに切断される。前記束の一端部の８ｍｍが前記硫酸溶液中に鉛直に浸漬させられる。前記浸漬してから１０分経過すると、２分毎に毛はピンセットに引き上げられて溶かされた端部が拡大視される。浸漬から約２１分経過すると、各毛の端部は長さを短くするために溶かされる。そのとき、高度にテーパが形成された毛は前記溶液中より取り出される。毛は冷水によって３０分間冷却される。その後、テーパが形成された毛の反対側の８ｍｍ部分に前記と同様の加工が施される。その後、高度にテーパが形成された端部は３０％水酸化ナトリウム溶液と０．５％アセトンとの混合溶液内に２時間浸漬させられる。両端部に高度にテーパが形成された毛はその後冷水中において冷却され、かつ、水によって完全に洗浄される。その後、毛は輪ゴムによって結ばれて乾燥される。乾燥された毛は「辻村社（日本）」製のＬＰＢ房付け機を用いることにより歯ブラシのヘッドに房付けされ、毛の根からの長さが８から９ｍｍで、先端直径が約０．０１から０．０３ｍｍの高度のテーパが形成された毛を有する歯ブラシが製造される。

比較例２
濃度が９８％の硫酸溶液が、１０００ｍｌのビーカ内に底から１ｃｍの高さになるまでサンドバス（sandbath）とともに入れられる。溶液の温度は１２０℃に維持される。東レ株式会社（日本）により製造された直径が０．２ｍｍのＰＢＴ（５２０）製毛の束は長さを３５ｍｍに切断される。前記束の一端部の８ｍｍが前記硫酸溶液中に鉛直に浸漬させられる。前記浸漬してから１０分経過すると、２分毎に毛はピンセットに引き上げられて溶かされた端部が拡大視される。浸漬から約２１分経過すると、各毛の端部は長さを短くするために溶かされる。そのとき、高度にテーパが形成された毛は前記溶液中より取り出される。毛は冷水によって３０分間冷却される。その後、テーパが形成された毛の反対側の８ｍｍ部分に前記と同様の加工が施される。その後、高度にテーパが形成された端部は３０％水酸化ナトリウム溶液と０．５％アセトンとの混合溶液内に２時間浸漬させられる。両端部に高度にテーパが形成された毛はその後冷水中において冷却され、かつ、数回水によって洗浄される。その後、毛は輪ゴムによって結ばれて乾燥される。乾燥された毛は「辻村社（日本）」製のＬＰＢ房付け機を用いることにより歯ブラシのヘッドに房付けされ、毛の根からの長さが１１から１２ｍｍで、先端直径が約０．０１から０．０３ｍｍの高度のテーパが形成された毛を有する歯ブラシが製造される。

評価
１．製品内の欠陥
前記実施例１、２、３に基づいてテーパが形成された毛を有する５０本の歯ブラシ（ＣＪ）と、前記比較例１、２に基づいて高度のテーパが形成された毛を有する５０本の歯ブラシ（ＣＴ）とは、歯ブラシ製造方法に関する２人の専門家によって、繰り返して調べられた。少なくとも９０％のＣＴ歯ブラシが、高度にテーパが形成された毛が一様でないという理由によって役に立たないと技術評価請求された。従来の化学的テーパ形成方法によって製造した高度にテーパを形成された毛の約６０％には欠陥がある。したがって、歯ブラシ（ＣＴ）に房付けする前に必ず高度にテーパの形成された毛の劣悪品を分別する必要がある。しかしながら、本発明の歯ブラシ（ＣＪ）はほんの２本のみが欠陥があると認定されたにすぎない。したがって、従来の化学的テーパ形成方法によって引き起こされる欠陥を本発明が完全に解消することは明らかである。

２．ブラッシング中の丈夫さと感触
１０人の被検者は、前記実施例２に基づいて製造された歯ブラシ（ＣＪ）を２週間使用することと、前記比較例２に基づいて製造された１１ｍｍの長さの高度にテーパを形成された毛を有する歯ブラシ（ＣＴ）を２週間使用することを認められていた。使用に先立って、被検者等は３分間の歯磨きを１日３回すること要請された。ＬＧ化学社（大韓民国）製のペリオ歯磨きペースト１ｇが毎回の歯磨きに使用された。全ての被検者は、歯磨きごとにやわらかさと感触について質問された。この結果、本発明の歯ブラシ（ＣＪ）の方が、従来の歯ブラシ（ＣＴ）に比較して、より丈夫であるとともに、よりよい感触を有していると評価された。

３．耐久性
全ての歯ブラシが前記被検者から集められた、その毛について観測がなされた結果として、本発明の歯ブラシ（ＣＪ）の毛は、従来の歯ブラシ（ＣＴ）の毛より変形していなかった。このことより本発明の高度にテーパが形成された毛の方が、従来の化学的テーパ形成方法によって製造された高度にテーパが形成された毛に比較して耐久性に優れていることが明白である。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

先行技術によりナイロン製の歯ブラシ用毛の先端を丸く形成した状態を示す断面図 先行技術によりＰＢＴまたはＰＥＴ製の歯ブラシ用毛の先端に機械的にテーパを形成した状態を示す断面図 先行技術によりＰＢＴまたはＰＥＴ製の歯ブラシ用毛の先端に化学的に高度にテーパを形成した状態を示す断面図 本発明によりＰＢＴまたはＰＥＴ製の歯ブラシ用毛の先端に化学的および機械的に高度にテーパ形成した状態を示す断面図

Claims (3)

1. ＰＢＴまたはＰＥＴ製の毛を所望の長さに切断し、
   切断された毛をその先端から１０ｍｍ以下の長さだけ強いアルカリ性あるいは酸性の溶液に鉛直に浸漬して、毛の先端の直径が０．１０ｍｍから０．１５ｍｍのテーパが形成されるように溶かされた状態にし、
   テーパが形成された毛を水で洗浄し、
   洗浄された毛を乾燥し、
   テーパが形成された毛の先端にその直径が０．０４〜０．０８ｍｍとなるように丸みを形成する
   ことを特徴とする歯ブラシ用毛の製造方法。
2. 切断された毛を８０〜２００℃の温度において６０〜９８％の濃度の硫酸に浸漬する
   ことを特徴とする請求項１に記載の歯ブラシ用毛の製造方法。
3. ＰＢＴまたはＰＥＴ製の毛を所望の長さに切断し、
   切断された毛をその一端から１０ｍｍ以下の長さだけ強いアルカリ性あるいは酸性の溶液に鉛直に浸漬して、毛の一端側をその先端の直径が０．１０ｍｍから０．１５ｍｍのテーパが形成されるように溶かされた状態にし、
   前記切断された毛をその他端から１０ｍｍ以下の長さだけ強いアルカリ性あるいは酸性の溶液に鉛直に浸漬して、毛の他端側をその先端の直径が０．１０ｍｍから０．１５ｍｍのテーパが形成されるように溶かされた状態にし、
   両端部にテーパが形成された毛を水で洗浄し、
   洗浄された毛を乾燥し、
   乾燥した複数本の前記毛を歯ブラシの柄の先端部に植え、
   選択的に前記毛の両端部を刈り整えた後、
   前記毛の両端部の先端にその直径が０．０４〜０．０８ｍｍとなるように丸みを形成する
   ことを特徴とする歯ブラシの製造方法。

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