JP4916652B2

JP4916652B2 - 歯間ブラシ

Info

Publication number: JP4916652B2
Application number: JP2004301841A
Authority: JP
Inventors: 芳昭桂; 成道本田
Original assignee: Sun Medical Co Ltd
Current assignee: Sun Medical Co Ltd
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: JP2006110169A

Description

本発明は、歯と歯の間に挟まった食べ粕や歯垢を清掃するために用いられる歯間ブラシに関するものである。

歯と歯の間に挟まった食物残査や歯と歯の間の歯垢等は、通常の歯ブラシを用いたブラッシングだけでは完全に除去することが難しく、このような歯ブラシによるブラッシングで除去でききれなかった残渣などによって虫歯の発生あるいは歯周病の発生が誘発されることがある。

そこで、上記通常の歯ブラシによるブラッシングの欠点を補うべく、歯間清掃用の歯間用ブラシが種々開発され、上市されるようになった。
従来の歯間用ブラシとしては、ステンレススチール等の細い針金状のものを２本撚り合わせたワイヤーを芯部とし、その撚り合わせの隙間にブラシ毛としてのナイロン繊維等の繊維状物を挟み込むことによって軸部に対して略放射状にブラシ部が植設されているのが一般的である。

しかしながら、従来の歯間用ブラシは、上記の通りワイヤーの撚り合わせの際に繊維状物を順次挟み込みつつブラシ部を形成していくものであるため、製作が面倒である上、ブラシ部の毛密度が不均質になりやすく、さらに繊維状物がワイヤーの撚り合わせの隙間から脱離し易い等の問題を有していた。

また、金属芯材に表面に低融点の熱可塑性樹脂の被覆材層を備えて、前記問題点を解決する試みも見られた(特許文献１)。
さらに、従来の歯間ブラシは、前記のように芯材が金属製であるために、金属材質の特性により変形し難く、細かい箇所あるいは複雑な間隙の清掃が難しかった。また、芯材を形成する金属は硬度が高いので、歯牙あるいは歯肉に損傷を与え易いという問題もある。

これに対して、金属を軸心に用いない歯間ブラシが知られている(特許文献２)。
しかしながら、弾性変形樹脂素材を軸素材に用いた場合、弾性変形樹脂素材は金属素材よりも塑性変形しにくいために、ワイヤーの捻り変形に基づいて植毛を固定しにくく、またコスト高になるなどの事情により、樹脂を主要成分とする軸部に対して略放射状に細い植毛を有する歯間ブラシは知られていない。軸部が樹脂素材よりなる歯間ブラシでは、細かい植毛ではなく、射出成形などで容易に形成可能な太くて短い凹凸あるいは溝等を形成して対応している(以下、これを口腔ラビング用具という)のが現状である。そして、これらの清掃効果や使い心地については、まだ充分満足なものではなく、さらに腰がない等の問題点もあった。

しかしながら、前述の通りの製造加工上の難点等により、樹脂を主要成分とする軸部に対して略放射状に植毛を有する歯間ブラシについては知られておらず、その効果についても何ら解明されていない。
特開平５−３１７３３８号公報特開平１１−１８８０５０号公報

本発明は、樹脂を主要成分とする軸部に対して略放射状に植毛を有する歯間ブラシを提
供することを目的としている。
本発明の他の目的は、前記の通り、金属軸の歯間ブラシ乃至は非金属軸の口腔ラビング用具では、完全には解消されなかった充分な歯垢除去効果や満足のいく使い心地を改善し、より効果的な歯間ブラシを提供することを目的とする。

本発明の歯間ブラシは、プラスチック製把持部と、該プラスチック製把持部に挿入され、多数の植毛が植設された軸部とからなる歯間ブラシであって、
前記軸部は、主要成分である樹脂として、密度が９５０ｋｇ／ｍ ³ 以上、重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）が５〜１５、炭素数３〜６のα−オレフィン含量が２重量％未満であるエチレン単独重合体を５０重量％以上の量で含有し、
前記軸部の太さが、０．２〜１．２mmの範囲内にあり、
前記軸部が、９０度折曲げによる戻り角度が２０度以下の塑性変形性（直線状の軸部材料に負荷を掛けて該軸部材料を９０度に折り曲げてから負荷を解除したときに、その材料が元の状態に復帰しようとする物性）を有し、
前記軸部が、一端を固定端とし、他端を自由端とし、固定端から自由端までのスパン長30ｃｍとし、水平片持ち梁状態にセットした場合に、その自由端の水平位置から、
自由端の下方へ１６０mm以下の撓み量を有する（但し、撓み量測定時の軸部の形状は丸形、軸部の太さは直径：０．６６ｍｍ、撓み量を測定するために軸部に作用させた荷重は無荷重である。）
ことを特徴としている。

従来から歯間ブラシには、歯牙あるいは歯肉を傷つけることなく、歯垢などがたまり易く、その形態も一定していない歯間を綺麗にできるような特性が必要とされていたが、多くの歯間ブラシに用いられている金属ワイヤーとブラッシング繊維とでは、こうした歯間ブラシに要求される特性を満たすことができない。またその形態および構造に関しても改良の余地があった。しかしながら、歯間ブラシに詳細に検討されたことがなく、使用しやすい歯間ブラシに必要な要素、すなわち、歯間ブラシに必要とされる材料力学的なパラメーターなどの解析が解明されていなかった。

本発明の発明者は、上記のような歯間ブラシに必要とされる特性などについて検討し、歯間ブラシの軸部に合成樹脂、特に形態保持樹脂を用いることにより、従来の歯間ブラシにおける問題点の殆どが解消されるとの知見を得て、本発明を完成するに至ったのである。

本発明の歯間ブラシは、軸部などの素材が主に樹脂によるために、歯牙、歯肉に損傷を与えにくく、快適かつ安全に口腔清掃を行うことが可能になり、しかも、軸部に対して略放射状に植毛を有することにより清掃効果も極めて高くなる。
また、本発明の通り、軸部素材に形態保持樹脂材を採用することにより、従来の金属軸の歯間ブラシ乃至は非金属軸の口腔ラビング用具では、完全には除去されにくかった歯垢などを完全に除去することができ、大変使い心地がよいとの効果が得られる。

本発明の歯間ブラシは、樹脂を主要成分とする軸部と、この軸部に植設された植毛を有する。
本発明の歯間ブラシにおいては、樹脂を主要成分とする軸部を有するものである。本発明の歯間ブラシの軸部を形成する主要成分は、樹脂であり、この軸部には、樹脂が好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上、さらに好ましくは９５重量％以上含まれている。前記数値範囲を満たさない歯間ブラシは、柔軟性に欠けて歯垢などの汚れの除去が充分に行えないことがあり、また、使い心地が悪くなる虞がある。なお、本発明の歯間ブラシの軸部において樹脂が主要成分であるならば、歯間ブラシの軸部には樹脂以外の素材を含有させてもよい。例えば歯間ブラシの弾性あるいは強度等の力学的特性を改善したり、抗菌性等の物理化学的機能を付与するための成分を配合してもよい。例えば、炭素繊維や金属繊維などの高強度繊維を樹脂中に分散させたり、軸部の芯部に金属細線を通して、形態保持性を高めても良い。あるいは、銀、銅乃至はそれらの化合物を樹脂マトリクスに練り込んだり、ドメインを形成させて、抗菌性を発現させても良い。しかしながら、ミクロンオーダーの金属などの高硬度材料が、軸部表面に露出すると、歯肉や歯牙を傷つける虞がある。

歯間ブラシの軸部に、アルミニウム、鉄、銅、ニッケル、クロム、チタン、白金、パラ
ジウム等の金属、合金乃至は化合物のような高硬度の材料よりなる部材が含まれる場合には、これらの高硬度の材料の直径が好ましくは０．２８mm以下、より好ましくは０．１mm以下、さらに好ましくは０．０２mm以下であり、軸部においては、これらの高硬度の材料は、軸部の表面からの深さは、好ましくは０．１１mm以下、より好ましくは０．２mm以下、さらに好ましくは０．２８mm以上である。なお、直径が小さいほど軸中において存在してもよい表面からの深さは浅くなる傾向がある。例えば、軸中に含まれる高硬度の材料よりなる材料の直径が０．０１５mm以下ならば、表面からの深さは０．００５mm以上であれば問題ない。

本発明の歯間ブラシにおいて、軸部の太さは、好ましくは０．２〜１．２mm、より好ましくは０．３〜０．８mm、さらに好ましくは０．４〜０．６mmである。前記数値範囲下回ると軸部が細すぎて充分な剛性等の力学特性を保持できず、一方、前記数値範囲を上回ると歯間に挿入することが困難となることがあり、いずれも好ましくないことがある。

軸部の長さについては、把持部端から測定した長さで、好ましくは０．５〜３cm、より好ましくは１〜２cmである。また、植毛されている部分の軸部の長さは、好ましくは、０．５〜３cm、より好ましくは１〜２cmである。前記のこれらの数値範囲外では、いずれも、歯間清掃効果が低下する場合がある。

なお、歯間ブラシ軸側の把持部端部付近の太さが、歯間ブラシ軸部の太さに近い場合は、当該ブラシ軸端部付近も歯間ブラシ軸の長さに含めて考慮しても良い。つまりその場合には、前記把持部端から測定した軸部長さ下限値より短くても良い。さらには、把持部の太さは、ブラシ軸部のある方向に向かって細くなるようなテーパーを施しておくのも使いやすくて好ましい。

本発明の歯間ブラシは、ブラシとして機能できる程度の剛性を有することが好ましい。この歯間ブラシの剛性について、図１に示した撓み測定の説明図を参照しながら説明する。歯間ブラシの剛性は、撓み量として表わすことができる。即ち、図１に示すように、スパン長３０cmの水平片持ち梁状態に換算して自由端の下方への撓みが好ましくは１６０mm以下、より好ましくは、８０mm以下、さらに好ましくは４０mm以下である。このような歯間ブラシの撓み量は、歯間ブラシの一端をブラシ長軸が水平になるように固定して、前記固定端からブラシの固定されていない自由端までの長さが３０cmとなるように、水平片持ち梁状態に設定する。この際、スパン全長に亘り、植毛以外に単位長さ当たりの重量が不均一となる要素、例えば歯間ブラシの把持部構成物等のようなものが無いものとする。また、前記換算とは、スパン長を３０cmに調製不可能な際には、異なるスパン長で撓みを測定して、その撓みを、スパン長３０cmではどれぐらいの撓み量になるかを算定することにより求めることができる。通常、スパン長方向に、形状、重量が均質ならば、前記撓みはスパン長の３乗に比例していることが知られており、容易に換算することが可能である。

また、正確に測定するためには、図２に示す歪んだ試料の撓み測定の説明図に示すように、予め、測定すべき歯間ブラシに残存している曲がりなどを除去して、一旦直線上にしてから計測すべきであるが、それが困難な場合には、一旦撓みを測定してから長軸を中心として１８０度回転させて、もう一度測定し、両者の平均値を撓みとして採用することが奨められる。必要ならば、９０度毎や４５度毎等測定数を増やして撓み量を求めても良い。また、水平片持ち梁状態にしてから撓みを測定するまでの間の緩和時間は１〜３６００秒の範囲で、充分実用的な精度の測定が可能である。

本発明の歯間ブラシは、植毛を有するものである。植毛とは、勿論、文字通り植毛処理(機械的植毛、静電植毛等)により、歯間ブラシ軸に植えられたものであっても良いし、ブラシ軸部となる線材の捻り変形に基づいて固定される捻り植毛であってもよい。捻れ変形
の場合には、本発明の効果を妨げない範囲内にて金属細線などを補助に用いても良い場合もあるが、弾性的復元力が大きく塑性変形で形態形成保持が困難な樹脂を用いる場合は、植毛を巻き込んで軸部樹脂を捻った段階で軸部樹脂乃至はそれに付与された他の樹脂を、植毛形態を実質上、損なわない条件にて、熱、溶媒乃至は化学作用にて軟化、非結晶化或いは変態させることにより応力緩和させ、その後固化させて固定することが好適である。

また、それら以外の方法にて植毛が形成されていても良い。例えば、歯間ブラシの軸部の成形と同時乃至はその後に、溶融樹脂成型法等にて成形されても良いし、歯間ブラシ軸自身乃至はその表面に担持された材料を熱、溶剤又は化学作用により粘性物に変えて、その状態で、表面の多数の点において急速に引張することによって形成してもよい。

勿論、前記植毛方法を適宜組み合わせても良い。
本発明における歯間ブラシの植毛の材質は特に限定されるものではなく、軸部と同一であっても良いし異なっていても良く、例えば、天然繊維、合成繊維、半合成繊維などを適宜選択することができる。合成繊維としては、ナイロン、アクリル、ポリエステル、キュプラ、ビニロン、ポリプロピレン、ポリエチレンなどが挙げられ、天然繊維としては、絹、綿、ヘチマの実、マニラ麻の葉、シュロの葉、亜麻、ラミー、大麻、ジュートなどの茎や幹等から採取される繊維などが挙げられ、半合成繊維としては、レーヨンなどが挙げられる。

前記の植毛として、静電植毛は好適なる態様であり、以下に説明する。
即ち、静電植毛とは、静電気植毛加工より得られるうる植毛であり、静電気植毛加工(
別名、フロッキー加工)とは、基本的には静電塗装等と同様の原理で高圧静電界における
静電吸引力を利用しあらかじめ接着剤を塗布した基材に短繊維、即ちパイルを略垂直に投錨させるもので、その後接着剤層を硬化させることにより投錨したパイルを固定させる加工である。この静電植毛の際には、通常２万Ｖ〜１０万Ｖの直流電圧を印加する。

平板状の電極間に直流高電圧を印加し、片側の極板上に電着処理したパイルをおくとパイルはある電気量に帯電する。パイルはこのような電界中において、クーロンの法則による静電力を受け、電界と平行にパイルは向きを変え飛昇する。異極に到達したパイルは極性を変え逆向きに飛昇する。この往復運動間に加工しようとする基材に接着剤を塗布してセットし、静電吸引力を利用して飛昇しているパイルを接着剤層に投錨する。

なお、前記説明において、基材とパイルの合着手段として接着剤を用いる例を用いたが、何らこれに限定されるものではなく、例えば、基材表面を熱により融解および／または溶媒により溶解され、粘着質な粘性体する例などが挙げられる。或いは、それらを任意に組み合わせた合着手段を採用しても良い。さらに、軸部に予め低融点樹脂層を形成しておき、その上に接着剤を塗布しておき、接着剤により植毛が仮固定された後、軸部や植毛が溶融しない条件にて、低融点樹脂層を一旦熱融解することにより、植毛を本固定する態様も好適である。

パイルの飛昇方向によって４種類の加工方法があり、加工基材の形状や加工される部位等によつて選択される。即ち、
UP-Method ：パイルを下方より上方へ飛昇させる
Down-Method ：パイルを上方より下方へ飛昇させる
Side-Method ：パイルを横方向に飛昇させる
Up-Down-Method：UP-MethodとDown-Methodを組み合わせて同時に行う
等の方法があり、この他、Tunnel-Method等があり、これらは任意に選択可能である。

また植毛加工に使用される接着剤は形態としてはエマルジヨンタイプ接着剤およびソル
ベントタイプ接着剤等が例示できる。また、化学的にはアクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、工ポキシ系接着剤、酢酸ビ二ル系接着剤等の接着剤が例示できる。

接着剤の塗布方法としては、
１：スプレーコート法
２：ロールコート法
３：ナイフコート法、ワイヤーコート法
４：ハケ塗り
５：ディッピング法（浸漬法）
６：スクリーンプロセス（捺染）
等が例示され、自由に選択することが可能である。

特に、規則的並び方をした非ランダム植毛（螺旋状、並列環状、格子状など）を行う場合は、選択的に接着剤がコーティングされる塗布方法(スクリーンプロセス（捺染）等)を用いればよい。

本発明において、静電植毛に用いられるパイルの素材となる繊維は、以下の条件を満足することが好ましい。
１細かくカットするのに適した硬度であること。
２カットするときにカット面が融着しないこと。
３電着処理が容易で安定していること。
このような素材としては、レーヨンやナイロン等が好ましい。

静電植毛に用いられるパイルは電着処理されていることが好ましい。即ち、薬品(例え
ば、シリカ、塩類、界面活性剤など、より具体的には珪酸アルカリ金属塩、コロイダルシリカ、アルキルホスフェートのアルカリ金属塩、アルミナゾルなど)のよる処理等により
、誘電率を高めたり、漏洩抵抗値(好適には１０⁵〜１０⁸Ω／ｃｍ)や、水分をコントロールして飛昇性を上げることができる。またパイルは一本一本バラバラになって飛ぶことが好ましいので分散処理をして分散性を上げることができる。これも電着処理に含まれるものである。

なお、静電植毛に代えて、パイルを散布、吹き付け、振動などの機械的方法を用いて植毛する方法も挙げられる。
パイルのカット長は、通常、０．３〜４．０ｍｍ程度の範囲で使用されることが多い。同じ種類の繊維であれば、太さが細く、カットの長いパイルのほうが風合いが良い。

しかし、その傾向が極端すぎるとパイルどうしの絡みが発生し均一性の高い加工面を得られない不具合が発生しやすい。従って、一定の太さについて最大のカット長はある程度制限される。

植毛の合着方法としては、例えば、高周波加熱手段等で被覆材層を溶融させて、そこへ静電植毛固着させる方法と、静電植毛させた後で溶融固化させる方法とがあるが、前記接着剤を被覆材層の上に塗布しておき、静電植毛での植毛の付着力を充分向上させた後、被覆材層を溶融させて植毛を充分固着させる方法は後者に入る。なお前者は、まだ溶融状態にある間に植毛を静電植毛させる必要があるために同一装置に静電植毛機能と溶融機能を持たせるなどの配慮をすればよい。

本発明の歯間ブラシの植毛の太さは、好ましくは０．００５〜０．６mm、より好ましくは０．０２〜０．３mm、さらに好ましくは０．０５〜０．２mmである。また、本発明の歯間ブラシの植毛の長さは、好ましくは０．２〜３mm、より好ましくは０．５〜２mm、さら
に好ましくは０．８〜１．４mmである。また、本発明の歯間ブラシの植毛の軸部長さ当たりの密度は、好ましくは３０〜１０００本／cm、より好ましくは５０〜４００本／cm、さらに好ましくは１００〜２００本／cmである。前記のこれらの数値範囲外では、洗浄効果や生産効率が低下することなどがある。

なお、植毛についての前記のこれらのパラメータは、それぞれ、均一であっても良いし、変化を持たせても良い。例えば、植毛の太さについては、テーパーをつけて、植毛の基部から先端にかけて連続的乃至は段階的に細くしても良いし、歯間ブラシの軸部の基部から先端に向かって植毛の長さが短いように配置しても良い。

このような植毛についてのパラメータは、一様でない場合もあるので、平均値で把握するのが妥当である。
本発明の歯間ブラシの植毛は、ブラシ長軸に対して略放射状に配置されていることが好ましい。このように植毛することにより、ブラッシングの際にブラシ軸に不要なモーメントがかからず、効率よく力が伝達される。略放射状に配置する態様としては、各略放射状植毛群が軸部長軸方向に沿って輪切り状に並列していても良いし、単列又は多列の螺旋状であっても良いし、ランダムであっても良い。しかし、配置としては略放射状に限定されるものではなく、例えばブラシ軸表面の接線方向に植毛されていても良いし、ランダムであっても良い。

また、本発明の歯間ブラシの植毛は、ブラシ長軸に対して略直角に配置されていることが好ましい。その方が、歯間ブラシを歯間に挿入した際に歯面や歯肉に植毛先端が略垂直に当たり、洗浄効果が高いからである。しかし、歯面や歯肉は、一般には平面ではなく曲面であるなどを考慮すると、多少は非垂直な植毛を含んでいてもよいことは勿論である。また、軸部先端(非把持部)を一端として計った角度が90度よりもやや大きい方が、歯間に進入し易くて好ましい場合がある。

本発明の歯間ブラシにおいて、軸部と植毛を接合する接着剤としては特に限定されるものではなく、酢酸ビニル系エチレン酢酸ビニル共重合体系接着剤、ポリウレタン系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、ＥＶＡホットメルト系接着剤、ポリオレフィンホットメルト系接着剤、それぞれのエマルジョンタイプなどを用いることができる。これらの中でも、被覆材層と同程度の融点を有するアルコール可溶タイプの接着剤、またはホットメルトタイプの低融点共重合ナイロン系の接着剤が適する。さらに、例えば、特開平６−２５６５９１号公報には、（Ａ）官能基（好ましくは、カルボン酸無水基、カルボキシル基、グリシジル基、水酸基、アミド基、アルコキシシリル基および塩素からなる群から選択された少なくとも１種類の官能基、より好ましくは前記官能基を、０．０１重量％〜７０重量％にてポリオレフィン水性エマルジョン中に含有する）を有するポリオレフィンを好ましくは１０〜５０重量％、（Ｂ）ビニル共重合体（アクリル系樹脂、スチレン系樹脂および酢酸ビニル系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一種の樹脂）を好ましくは３〜３０重量％、（Ｃ）2,2,4-トリメチル‐3-ヒドロキシペンチルイソブチレートを含む造膜助剤（好ましくは、さらにジブチルフタレートを含む）を好ましくは０．５〜１０重量％を含有するエマルジョン組成物であり、好ましくは、さらにこれらに乳化剤（好ましくは０．１〜３０重量％）、水（好ましくは１０〜７０重量％）および有機溶剤（好ましくは２〜１５重量％）を含有し、より好ましくは、さらにこれらに低沸点有機溶剤を含む（好ましくは組成物中２〜１５重量％）接着剤が記載されているが、この接着剤は、複雑な表面処理工程を必要とせずにポリオレフィンやナイロンなどの高結晶性樹脂からなる固体状態の成形品を任意の材料と接着させることが可能であり、かつ、組成物中の有機溶剤が２〜１５重量％と少ない範囲にすることができるから衛生、環境汚染の問題なども生じにくい。また、この公報に記載の接着剤は、植毛試験におけるパイルの剥離試験においても、従来のエマルジョン接着剤に比較して、初期接着性において著しく優れており、本発明で使
用される接着剤の中でも特に優れた接着剤である。

本発明の歯間ブラシは、形態保持樹脂材が含まれる軸部を有することが好ましい。形態保持樹脂材とは、形態保持性を有する樹脂材であり、前記形態保持性とは、折曲げたり捻ったりした場合に元の形状に戻らない塑性変形性（塑性変形が可能であること）のことである。なお、後述の通り、本発明において好適である形態保持樹脂材は、単なる化学物質だけの問題ではなく、電子顕微鏡的サイズレベルの構造形態を有することにより、初めてその効果を奏するものがあるので、そのような構造形態も包含する場合もあるという意味で、樹脂ではなく、樹脂材という用語を用いるものである。

本発明の歯間ブラシの軸部に用いられる形態保持樹脂材としては特に限定されるものではないが、軸部を形成した際(標準的には0.66mmφ)に、その塑性変形性が、９０度折曲げによる戻り角度が、好ましくは２０度以下、より好ましくは１５度以下、さらに好ましくは１０度以下である。そして、この形態保持樹脂材を有する本発明の歯間ブラシ軸部もこの程度の物性を有することが好ましい。

前記塑性変形性は、図３に示す折り曲げの戻り角の測定方法に従って測定することができる。具体的には、図３に示すように、材料を９０度に折曲げて５分間保持して解放後、１０分経過後の折曲げ戻り角度θで評価する。１８０度及び９０度折曲げ時の折曲げ戻り角度θのいずれか一方、特に１８０度折曲げ戻り角度θが前記角度を超えると、充分な塑性変形性、従って充分な自在形状保持性が得られない。

前記形態保持樹脂材としては特に限定されるものではないが、図４に示すように、樹脂材料の断面方向における延伸倍率が中心から外側に向かって段階的に大きくなるようにし、その結果断面方向に重なる階層的な剪断面が軸方向に生じているように形成することが好ましい。このような樹脂材料の作成方法とその効果が奏する機構は以下の通りである。即ち、一般に樹脂の延伸性は延伸温度により相違するから、温度勾配があると、延伸の効果に差が生じ、そのため構造に差が出る。そこで、延伸操作の際に、延伸される樹脂材料が有る程度太ければ、樹脂材料の表面層と芯部との温度差は充分大きく、温度勾配が断面方向に生じる。このため、表面層と芯部との間で延伸性に差が生じ、延伸倍率を上げるに従って芯部から表面層に向かって徐々に剪断破壊が進行して、樹脂材料の断面方向に重なる剪断面が階層的に生じると考えられる。そして、このような樹脂材料を曲げた時、剪断面間でずれが生じ、その間での摩擦抵抗で曲げ状態を保持するものと考えられる。前記剪断破壊は、分子間の滑り及び結晶ラメラ間を結ぶタイポリマーの一部切断及びラメラ自体の部分的破壊が進むことによるものと推定される。剪断破壊の進行と共に、白化も進行し、延伸糸に塑性変形性が発現する。この塑性変形性の有無自体は、実際に小角Ｘ線散乱によって確認できる。即ち、分子中に結晶ラメラが存在するＸ線散乱パターンが表示され、塑性変形性を発現させたポリエチレン延伸糸の場合は、分子中に結晶ラメラがないＸ線散乱パターンが表示される。なお、塑性変形性を発現させた延伸糸の場合、結晶ラメラが現れないのは、延伸によって結晶ラメラが破壊されるからである。

このような樹脂材料としては、例えば、極限粘度数［η］が３．５ｄｌ／ｇ未満のポリエチレンの溶融固化物又は前記ポリエチレンと他のポリオレフィンとの混合溶融固化物を延伸して塑性変形性が付与された延伸物が挙げられる。前記延伸物は延伸により結晶化されていて、その断面方向における延伸倍率が中心から外側に行くほど大きく、その結果断面方向に重なる階層的な剪断面が軸方向に生じている。

極限粘度数［η］が３．５ｄｌ／ｇ未満のポリエチレンの溶融固化物又は前記ポリエチレンと他のポリオレフィンとの混合溶融固化物を延伸して塑性変形性が付与された延伸物、特に糸状又は帯状の場合の製造方法としては、以下のような態様が挙げられる。

原料として使用されるポリエチレンは、高密度ポリエチレンのような極限粘度数［η］が３．５ｄｌ／ｇ未満、好ましくは１ｄｌ／ｇ以上３．５ｄｌ／ｇ未満のものである。極限粘度数［η］が３．５ｄｌ／ｇ以上のポリエチレンでは、押出機１台から１本の延伸糸しか得られないか、或は製造工程が増加し、生産性が低下するので、好ましくない。

本発明では極限粘度［η］が３．５ｄｌ／ｇ未満のポリエチレンは、単独で使用しても、或はポリプロピレン等の他のポリオレフィンと混合して使用しても、或は樹脂用として通常使用されている各種無機充填剤を添加して使用してもよい。特に充填剤を添加した場合は、ポリエチレンの剪断破壊を誘発し、塑性変形を容易にすることができる。

このような充填剤としては、ガラス繊維、ガラスビーズ、タルク、シリカ、マイカ、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、シリカアルミナ、酸化チタン、酸化カルシウム、ケイ酸カルシウム、硫化モリブデン、酸化アンチモン、クレー、ケイソウ土、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、アスベスト、酸化鉄、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ドロマイト、モンモリロナイト、ベントナイト、鉄粉、鉛粉、亜鉛粉、アルミニウム粉、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維、炭素繊維、カーボンブラック等が例示できる。

前記ポリエチレン又はこのポリエチレンと他のポリオレフィンとの混合物は、公知の押出機、例えば円周上に複数個のノズルを有するトーピード付円形ダイを備えたスクリュー押出機、Ｔダイ（先端に複数個のノズルを付けていてもよい）を備えたシート押出成形機、インフレーションダイを備えたインフレーションフィルム押出成形機、リップ部分に円形、楕円形、長方形、多角形等、所望の断面形状を持ったダイを備えた異形押出成形機等で溶融後、それぞれのダイから押し出して、最大厚み部の厚さ(断面が略楕円形の場合は
短径)が１ｍｍ以上の原糸又は原帯（原糸又は原帯の本数はノズルの数によって決まる）
とする。なお、押出機の種類によってチューブ、シート等の形状で得られる場合は、ダイに直接、切口や回転刃を付けるなどして、押出時に、所望形状の原糸又は原帯に切断する。また、原糸はモノフィラメントでもよいし、複数本のモノフィラメントが互いに横方向に一体的につながった連糸等でもよい。

次にこの原糸又は原帯を、必要ならば冷却後、通常は６０℃以上ポリエチレンの融点未満の温度、好ましくは６０〜１２０℃に保持した延伸槽中で所望の塑性変形性が生じるまで延伸する。この場合、２つの延伸槽を用いて延伸を２回に分けて行ってもよい。この場合の原糸又は原帯に対する延伸倍率及び伸度（％）は、原糸又は原帯の最大厚み部の厚さ及び得られる延伸製品の最大厚み部の所望厚さによって大幅に変化するが、一般に延伸倍率は７〜１６倍、伸度は５０％未満である。延伸倍率が７倍未満では、伸度が５０％未満でも所望の塑性変形性が得られないことがあり、また延伸倍率が１６倍を超えると、伸度が５０％未満でも延伸物の強度が低下するか切断する虞がある。また、伸度が５０％以上では、延伸倍率が７〜１６倍の範囲でも、所望の塑性変形性が得られないことがある。

さらに、前記樹脂よりも形態保持性が優れた樹脂材料としては、密度が９５０ｋｇ／ｍ³以上、重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）が５〜１５、炭素数３〜６のα
−オレフィン含量が２重量％未満であるエチレン単独重合体又はエチレン・α−オレフィン共重合体からなる繊維状又は帯状の成形体が例示できる。この材料においては、密度は、好ましくは９５５〜９７０ｋｇ／ｍ³、特に好ましくは９６０〜９７０ｋｇ／ｍ³、ゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）に基づく分子量分布（重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ））は、好ましくは６〜１４、炭素数３〜６のα−オレフィン含量は、好ましくは０．０５〜１．５重量％のものである。すなわち原料素材の成形加工性の点から、
エチレン単独重合体よりエチレン・α−オレフィン共重合体の使用が好ましい。このようなエチレン単独重合体又はエチレン・α−オレフィン共重合体としてはまた、１９０℃、２１６０ｇ荷重に基づくメルトフローレートが０．１〜１．０ｇ／１０分、特に０．２〜０．５ｇ／１０分のものであることが好ましい。さらに上記共重合体としては、重合構成成分であるα−オレフィンとしてはプロピレンのものが好ましい。かかる高密度で適当な分子量分布を有するエチレン単独重合体又はエチレン・α−オレフィン共重合体を使用することにより、塑性変形性、寸法安定性、形状保持性が優れた形状保持材料を容易に得ることができ、また結束強度の大きい結束材として使用することができる。このようなエチレン単独重合体又はエチレン・α−オレフィン共重合体は、中低圧法において、触媒、重合温度、分子量調節剤の使用量などの重合条件を適宜選択することによって１段階で製造するか、あるいは条件を異にして各段で分子量の異なる重合体を多段階で製造することによって得ることができる。

また、生産性や樹脂材料のコストの面にて、難点があるが、以下のような材料を用いることもできる。即ち、特開昭６１−２８２４１６号に記載されている、超高分子量の塑性変形性ポリエチレンワイヤーがあり、その製造方法として、極限粘度数［η］が４ｄｌ／ｇ以上の超高分子量ポリエチレンを特殊なスクリュー押出機で溶融し、特定Ｌ／Ｄ比の円筒ダイ（押出ノズルは１つ）から押し出し、徐冷して１本の原糸とし、これを特定の延伸比で延伸するものである。また、特開平２−２９３４０７号に記載されている、極限粘度数［η］が３．５ｄｌ／ｇ以上の超高分子量ポリオレフィンを用いた偏平状の塑性変形性ポリオレフィンワイヤーがあり、このポリオレフィンワイヤーの製造方法は前記ポリオレフィンを特殊なスクリュー押出機で溶融し、特定Ｌ／Ｄ比のチューブダイ（押出ノズルは１つ）から押し出し、徐冷して１本のチューブに成形した後、これを圧縮ロールで圧縮しながら、特定延伸比で延伸するか、或は長尺方向に沿って複数本に切断、分割して原糸としてから同様に延伸するものである。

本発明の歯間ブラシ軸部が、前記形態保持樹脂材と同等の形態保持性を発揮できるならば、当該軸部における形態保持樹脂材の配合形態については何ら限定されるものではなく、前記形態保持樹脂材の繊維自体が軸部全スパンに亘って連続したものであっても良いし、その表面に適当な被覆（植毛を接合するための接着剤、抗菌コーティング、防汚層、防臭剤層、フッ素徐放剤層、着色材、易滑層、耐劣化層など）を有していても良いし、又、形態保持樹脂材乃至はその他の樹脂の繊維や線材の複数本が平行して結束、接合、若しくは配向していても良い。

本発明の歯間ブラシにおいて、形態保持樹脂材の繊維が、その物性を効果的に発揮するためには、ブラシ軸部の長軸方向に略平行に配向していることが好ましい。あるいは、形態保持樹脂材の階層的剪断面がブラシ軸部の長軸方向に略平行に配向している等、形態保持樹脂材の形態保持性がより効果的にブラシ軸において発現されるように配置されていることが好ましい。さらに形態保持樹脂材は、当該軸部の長軸方向に連続している樹脂繊維であることが好ましい。例えば、軸部の一端から他端にかけて当該樹脂繊維が切れ目無く連続していることが好ましい。

勿論、本発明の形態保持樹脂材が含まれる軸部を有する歯間ブラシは、本発明の第一の形態である樹脂を主要成分とする軸部に植毛を有する歯間ブラシに関して説明した種々の態様(樹脂含有量、軸部や植毛の形状・形態など)を任意に選択することができる。

次に本発明の実施例を示して、本発明の歯間ブラシについて具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
本発明の歯間ブラシの実施形態を以下に説明する。
（軸部材料の調製）
プロピレン含有量0.15重量％の低圧法エチレン・プロピレン共重合体（MFR＝０．３５
ｇ／10分、Mw／Mn＝９、密度964kg／m³）を用い、下記条件にて溶融紡糸して得られた繊
維状物の延伸を行った。
押出機：３０ｍｍφ（Ｌ／Ｄ＝２８、圧縮比２．３）
ダイ開口：６ｍｍφ×１０穴成形温度：２９０℃
冷却槽：１４００ｍｍ引取り速度：２．６ｍ／分
延伸槽：９５℃水槽巻取り速度：３９ｍ／分
延伸倍率：１５倍
延伸倍率15倍にて繊維状形状保持材料（直径：０．７〜０．７５φ）を得た。９０度折り曲げ後、５分間保持してから10分間静置後の戻り角度θを測定したところ、9度であっ
た。
（パイル繊維の調製）
ポリプロピレン製パイル(太さ２デニール、長さ1.8mm)に、珪酸ソーダ、コロイダルシ
リカ、アルキルホスフェートのカリウム塩により通常の方法にて電着処理をし、脱水乾燥して、静電植毛用パイル繊維を調製した。
形態保持樹脂材：テクノロートW1000NR
（接着剤の調製方法）
（１）固形粘度［η］が３．０dl／ｇのアイソタクチックポリプロプレン（ＩＰＰと略す）を１１０℃のクロルベンゼンに溶解後、同室温にて塩素ガスを供給して塩素化反応を行った。反応終了後、メタノールを加えポリマーを析出させた。続いて濾別、メタノール洗浄を２回繰り返した後減圧乾燥し、塩素含有量２０．５重量％塩素化ポリプロピレンを得た。
（２）該塩素化ポリプロピレン６０ｇにトルエン２０ｇを加えて温度６０℃にて均一に溶解した後、界面活性剤としてアニオン系界面活性剤芳香族リン酸エステル（旭電化社製商品名“ＥＣ‐１３６１Ｅ”）１２ｇ、モノアルキルスルホコハク酸エステル塩（旭電化社製商品名“ＥＣ‐４３００”）‐５ｇを添加し溶解した。
（３）次に造膜助剤として２，２，４‐トリメチル‐３‐ヒドロキシペンチルイソブチレート（チッソ（株）社製商品名“ＣＳ‐１２”）２ｇ及びジブチル‐フタレート（ＤＢＰと略す）２ｇを添加混合した。
（４）あらかじめ、水５０ｇを温度６０℃に保温された中に上記混合物を加えて撹拌し塩素化ポリオレフィンのエマルジョンを得た。

続いて市販のアクリルスチレン共重合体樹脂系水性エマルジョン型接着剤〔カネボウ・エヌ・エスシー社製商品名“ヨドゾールＡＡ‐５７”（樹脂成分４０重量％）〕６５ｇ、また市販の消泡剤（BYK Chemie社製“ＢＹＫ‐０２０”）１ｇを添加混合し本発明のエマルジョン組成物を得た。得られた組成物中の有機溶剤は、９．２重量％であった。
（静電植毛工程）
静電植毛装置として、その内部において、上部に板状のプラス静電極下部に網状のマイナス静電極を備えているものを用いた。しかして、これら板状のプラス静電極と網状のマイナス静電極との間に軸部材料（接着剤塗布長さ１ｃｍ、非塗布長さ１ｃｍ）を固定するとともに、この装置の底部（網状のマイナス静電極よりさらに下部）にパイル繊維を配置し、両静電極間に約６万ボルトの直流電圧をかけることにより、パイル繊維がマイナスに帯電してマイナス静電極の網目を通過し、軸部材料に接着させた。そして、その後８０℃で３０分間熱処理したのち、24時間室温放置して、静電植毛(軸材料長さ当たりの植毛密
度：150本／cm)を完了させた。
（歯間ブラシ）
上記の通り得られた植毛された軸部は接着剤非塗布部の植毛されていない一端を７mmの深さにプラスチック製把持部に挿入し、ブラシ部先端の植毛長さが0.8mmとなるようにテ
ーパーカットを施し、歯間ブラシを完成させた。
（使用感試験）
前記歯間ブラシにつき、男5名、女3名にて、完成した歯間ブラシを試用したところ、いずれも良好に歯間の汚れが除去でき、使い心地も快適であったとの回答を得られた。

本発明の歯間ブラシは、軸部などの素材が主に樹脂によるために、歯牙、歯肉に損傷を与えにくく、快適かつ安全に口腔清掃を行うことが可能になり、しかも、軸部に対して略放射状に植毛を有することにより清掃効果も極めて高くなる。
また、軸部素材に形態保持樹脂材を採用することにより、従来の金属軸の歯間ブラシ乃至は非金属軸の口腔ラビング用具では、完全には除去されにくかった歯垢などを完全に除去することができ、大変使い心地がよいとの効果が得られる。

図１は歯間ブラシの撓み測定の説明図である。図２は歪んだ試料の撓み測定の説明図である。図３は折り曲げ戻り角の測定方法の説明図である。図４は形態保持樹脂材料の構造を模式的に示す図である。

Claims

プラスチック製把持部と、該プラスチック製把持部に挿入され、多数の植毛が植設された軸部とからなる歯間ブラシであって、
前記軸部は、主要成分である樹脂として、密度が９５０ｋｇ／ｍ ³ 以上、重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）が５〜１５、炭素数３〜６のα−オレフィン含量が２重量％未満であるエチレン単独重合体を５０重量％以上の量で含有し、
前記軸部の太さが、０．２〜１．２mmの範囲内にあり、
前記軸部が、９０度折曲げによる戻り角度が２０度以下の塑性変形性（直線状の軸部材料に負荷を掛けて該軸部材料を９０度に折り曲げてから負荷を解除したときに、その材料が元の状態に復帰しようとする物性）を有し、
前記軸部が、一端を固定端とし、他端を自由端とし、固定端から自由端までのスパン長30ｃｍとし、水平片持ち梁状態にセットした場合に、その自由端の水平位置から、
自由端の下方へ１６０mm以下の撓み量を有する（但し、撓み量測定時の軸部の形状は丸形、軸部の太さは直径：０．６６mm、撓み量を測定するために軸部に作用させた荷重は無荷重である。）
ことを特徴とする歯間ブラシ。
上記樹脂材を主要成分とする軸部は、溶融紡糸して得られた線状部材を軸芯方向に延出することにより形成され、これら表面層と芯部との間で延伸性に差が生じていることを特徴とする請求項１に記載の歯間ブラシ。
上記植毛が、軸部に静電植毛されてなることを特徴とする請求項１に記載の歯間ブラシ。
上記植毛の太さが０．００５〜０．６mmの範囲内にあること、及び／又は上記植毛の長さが０．２〜３mmの範囲内にあることを特徴とする請求項１又は３に記載の歯間ブラシ。
上記樹脂材を主要成分とする軸部は、極限粘度数［η］が３．５ｄｌ／ｇ未満のポリエチレンの溶融固化物又は前記ポリエチレンと他のポリオレフィンとの混合溶融固化物を延伸して塑性変形性が付与された延伸物であることを特徴とする請求項１または２に記載の歯間ブラシ。
上記樹脂材を主要成分とする軸部は、該軸部の長軸方向に沿って略平行に配向している樹脂繊維からなることを特徴とする請求項１，２，５のいずれかに記載の歯間ブラシ。
上記樹脂材を主要成分とする軸部が、軸部の長軸方向に連続している樹脂繊維であることを特徴とする請求項１，２，５，６のいずれかに記載の歯間ブラシ。