JP5276635B2 - 電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントの製造方法及びこれを利用した電動歯ブラシ - Google Patents
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Description
本発明は、電動歯ブラシに使用するための両テーパーフィラメント（double tapered filament）の製造する方法に関する。具体的に本発明は、電動歯ブラシに使用するのに適するように、長さが短いながらも耐久性に優れたフィラメント（微細毛/極細毛）の製造方法に関する。
ナイロンから始まった歯ブラシ用毛は、ＰＢＴを利用した多様な微細毛の開発と共に、重大な変化をもたらした。現在の微細毛は、既存のナイロンが有する毛の撓みや衛生性を解決し、歯周ポケットの接近性に優れ、たくさんの人々の需要変化があった。これと共に、既存の視覚から抜け出た機能性毛と植毛形態を変化させた多様な歯ブラシが登場しているし、電動または超音波を利用した新しい形態の高級型歯ブラシが開発されている。
しかしながら、電動歯ブラシに使用される歯ブラシ毛は、二つの重要な特徴を有する。その一、高速で回転する歯ブラシにおいて、毛の撓みや強度（stiffness）を維持しなければならず、その二、歯ブラシの頭において電動部と連結される部分に一定厚さがあって、これを除いたブラシヘッドの植毛長さが手動歯ブラシ（一般の歯ブラシ）に比べて非常に短い形態を有しなければならない。即ち、電動歯ブラシは、植毛部の厚さが手動歯ブラシ（一般歯ブラシ）に比べて厚いため、全体的な歯ブラシの高さを調節するためには、歯ブラシ毛の長さが相対的に短くなければならない。
特にフィラメントは、歯ブラシの頭に‘Ｖ’字状に植毛後、一定長さに切断して歯ブラシ毛をなす方法とは異なって、両端が細く微細化された微細毛を予め製造した後、歯ブラシの頭に植毛するような特別な植毛方式を利用する。したがって、電動歯ブラシにこのような微細毛を植毛するためには、全体的に短い長さの歯ブラシ毛に、短く微細化されてテーパーが一定な形態を維持することが重要な技術とされている。
したがって、本発明は、電動歯ブラシに植毛が可能で、高速回転時、耐久力に優れたフィラメントの製造方法を提供することに目的がある。
また、本発明は、微細毛の形態を有しながら、所定の植毛範囲を有するように短く製造が可能であって、厚い電動部によってブラシヘッドの全体厚が厚くならないようにできるフィラメントの製造方法を提供することに他の目的がある。
本発明は、電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントの製造方法に関する。特に、本発明は、電動歯ブラシに使用できるように、全体長さが短いながらも、両端に短い長さのテーパー化処理が可能であって、植毛部となる非テーパー部の長さが適宜調節された両テーパーフィラメントの製造方法に関する。
具体的に、本発明によって製造される電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントは、合成樹脂からなり、両端にテーパーが形成されて、非テーパー部（テーパーを除く部分）の中心が電動歯ブラシに植毛(tuft)される両テーパーフィラメントであって、全体長さが１６ｍｍ〜２２ｍｍであり、植毛のための植毛部（tufting part）となる非テーパー部（non-tapered area）の長さが４ｍｍ〜１２ｍｍであって、非テーパー部を除いた残りが両端においてテーパー部をなす電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントに関する。
前記電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントは、先端から０〜１ｍｍまでの径（厚さ）がフィラメントの中央位置での中心直径の０〜４５％であり（フィラメントの全長の半分の位置での厚さ）、先端から１〜３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の３５〜８５％であって、先端から３〜６ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の６０〜９７％である。
前記各部分の直径の長さは、下記式１を利用して計算した。
［式１］
直径の長さ＝各部分の中心直径／フィラメントの中央位置（half position）での中心直径（central diameter）×１００
［式１］
直径の長さ＝各部分の中心直径／フィラメントの中央位置（half position）での中心直径（central diameter）×１００
また、本発明は、電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントの製造方法に関し、
ａ）合成樹脂組成物を溶融押出して紡糸した後、４〜６倍に延伸し、径（太さ）０．１〜０．２５ｍｍのモノフィラメント（monofilament）を製造する段階と、
ｂ）前記モノフィラメントを径（太さ）４０〜５５ｍｍのバンドル(束：bundle)に加工する段階と、
ｃ）前記モノフィラメントを完成品長さの１０５〜１１５％の長さに切断する段階と、
ｄ）前記バンドルの一側端に、前記合成樹脂の溶融温度の熱を加えて、１〜３ｍｍの部分を溶融させる段階と、
ｅ）前記溶融された端の反対側端を、１００〜１４０℃、３０〜６０％濃度のアルカリ溶液が入っている加工槽に浸漬してテーパー化処理する段階と、
ｆ）前記溶融された一側端を、１００〜１４０℃、３０〜６０％濃度のアルカリ溶液が入っている加工槽に浸漬してテーパー化処理する段階と、を含む。
ａ）合成樹脂組成物を溶融押出して紡糸した後、４〜６倍に延伸し、径（太さ）０．１〜０．２５ｍｍのモノフィラメント（monofilament）を製造する段階と、
ｂ）前記モノフィラメントを径（太さ）４０〜５５ｍｍのバンドル(束：bundle)に加工する段階と、
ｃ）前記モノフィラメントを完成品長さの１０５〜１１５％の長さに切断する段階と、
ｄ）前記バンドルの一側端に、前記合成樹脂の溶融温度の熱を加えて、１〜３ｍｍの部分を溶融させる段階と、
ｅ）前記溶融された端の反対側端を、１００〜１４０℃、３０〜６０％濃度のアルカリ溶液が入っている加工槽に浸漬してテーパー化処理する段階と、
ｆ）前記溶融された一側端を、１００〜１４０℃、３０〜６０％濃度のアルカリ溶液が入っている加工槽に浸漬してテーパー化処理する段階と、を含む。
以下、本発明についてより具体的に説明する。
本発明によって製造される電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントは、合成樹脂からなり、両端にテーパーが形成されて、植毛部となる非テーパー部の中心が電動歯ブラシに植毛される両テーパーフィラメントであって、全体長さが１６ｍｍ〜２２ｍｍであり、非テーパー部の長さが４ｍｍ〜１２ｍｍであって、非テーパー部の長さを除いた残りが両端でテーパーをなすことを特徴とする。前記条件を満足する場合、電動歯ブラシに植毛された後、歯ブラシの植毛面３０からフィラメント４０の高さＨ１は、５〜８．５ｍｍ程度であるため、使用するのに適している。
また、植毛されたフィラメント４０の長さを含んだブラシヘッド１００の高さＨ２が１４〜１９ｍｍであることが、使用するに適しているため好ましい（図４参照）。
特に、本発明によって製造される電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントは、電動歯ブラシに適用が可能なように、全体長さ１６〜２２ｍｍの短い長さで製造されて、且つ両端にテーパーが形成されることに特徴があり、このようなフィラメントを製造する方法にも特徴がある。普段、電動歯ブラシに植毛をするためには、４〜１２ｍｍ長の非テーパー部が必要であるが、４ｍｍ未満の場合は、非テーパー部の長さが短くて、植毛機からブラシヘッドに植毛される時、離脱する可能性が高く、１２ｍｍを超過する場合、テーパーされた部分が完全に微細化されない可能性があるため、好ましくない。
一般に、電動歯ブラシ用歯ブラシ毛（フィラメント）は、全体長さが１６〜２２ｍｍであって、一般歯ブラシ毛に比べて非常に短い。これは、歯ブラシ毛を植毛するための部分が、歯ブラシの頭部分に電動部が取り付けられて、一般歯ブラシに比べて厚いからである。したがって、モノフィラメントをバンドルに加工して、両端にテーパー部を形成するためにアルカリ溶液に浸漬する場合は、最小限の長さで端部をアルカリ溶液に浸漬しても、毛細管現象により、アルカリ溶液が繊維間を這い上がるため、両端にテーパー部を除いた非テーパー部がほとんど形成されない（図２及び図３参照）。したがって、電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントを製造することは、不可能であった。
本発明者は、電動歯ブラシに植毛が可能な両テーパーフィラメントを製造するために鋭意研究した結果、合成樹脂を溶融紡糸してモノフィラメントを製造した後、モノフィラメントを束にしてバンドル(bundle)に加工し、テーパー化処理が容易になるようにした後、一側端に熱を加えて溶融密閉させ、毛細管現象によりアルカリ溶液がモノフィラメント間を這い上がれないようにすることにより、所望の長さだけのテーパー処理が可能であることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、両テーパーフィラメントを製造する工程に特徴があり、このような製造方法は、合成樹脂組成物を溶融紡糸した後、延伸したモノフィラメントをバンドル(bundle)に加工し、前記バンドルの一側端に、前記合成樹脂の溶融温度に熱を加えて溶融密閉させた後、反対側端を、アルカリ溶液が入っている加工槽に浸漬してテーパー化処理する段階を含む。
より具体的に説明すると、
ａ）合成樹脂組成物を溶融紡糸した後、４〜６倍に延伸して、径（太さ）０．１〜０．２５ｍｍのモノフィラメントを製造する段階と、
ｂ）前記モノフィラメントを径（太さ）４０〜５５ｍｍのバンドル(bundle)に加工する段階と、
ｃ）前記モノフィラメントを完成品長さの１０５〜１１５％の長さに切断する段階と、
ｄ）前記バンドルの一側端に、前記合成樹脂の溶融温度の熱を加えて、完成品長さの５〜１０％を超過する長さ部分を溶融密閉させる段階と、
ｅ）前記溶融された端の反対側端を、１００〜１４０℃、３０〜６０％濃度のアルカリ溶液が入っている加工槽に浸漬してテーパー化処理する段階と、
ｆ）前記溶融された端を、１００〜１４０℃、３０〜６０％濃度のアルカリ溶液が入っている加工槽に浸漬してテーパー化処理する段階と、を含む。
ａ）合成樹脂組成物を溶融紡糸した後、４〜６倍に延伸して、径（太さ）０．１〜０．２５ｍｍのモノフィラメントを製造する段階と、
ｂ）前記モノフィラメントを径（太さ）４０〜５５ｍｍのバンドル(bundle)に加工する段階と、
ｃ）前記モノフィラメントを完成品長さの１０５〜１１５％の長さに切断する段階と、
ｄ）前記バンドルの一側端に、前記合成樹脂の溶融温度の熱を加えて、完成品長さの５〜１０％を超過する長さ部分を溶融密閉させる段階と、
ｅ）前記溶融された端の反対側端を、１００〜１４０℃、３０〜６０％濃度のアルカリ溶液が入っている加工槽に浸漬してテーパー化処理する段階と、
ｆ）前記溶融された端を、１００〜１４０℃、３０〜６０％濃度のアルカリ溶液が入っている加工槽に浸漬してテーパー化処理する段階と、を含む。
また、本発明は、必要に応じて、前記ｅ）及びｆ）段階後、テーパー化処理された部分にアルカリ溶液と樹脂が反応して固まった部分を洗浄する段階をさらに含むことができる。
本発明において、前記合成樹脂組成物は、ポリエステル樹脂と添加剤の混合物である。この際、使用可能な添加剤は、炭酸カルシウム、シリカ、銀ナノ粉末、白金ナノ粉末、炭粉末、ＴｉＯ２、ＴｉＯＮ、フッ素、抗菌剤などがある。また、前記ポリエステル樹脂は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）から選択される一つまたは二つ以上を混合して使用できる。より好ましくは、前記合成樹脂は、引張強度が２５０〜２５００ｃＮであり、引張伸度が１５〜３０％であるものを使用することが、高速回転時、耐久性が向上されるため、好ましい。
前記溶融押出する過程は、２２０〜２８０℃に加熱された押出機に０．２〜２ｍｍ直径の孔が多数(４〜１２０個)形成されたノズルを利用して、上記の添加剤と合成樹脂の混合物を押出した後、４〜６倍の延伸比率で延伸し、捲取機に巻き取る。この際、延伸は、４回の延伸をして、それぞれの延伸機の温度は、１５０〜２２０℃の範囲で行うことが、耐久性に優れたフィラメントを生産できるため、好ましい。
前記延伸は、４〜６倍に延伸することが好ましく、４倍未満の場合は、色相の変化があって、強度が弱く、伸度が高くなり、６倍を超過する場合は、柔軟度(Flexibility)が著しく低くて、延伸途中に切糸現象が発生する。
前記延伸後、製造されたモノフィラメントの太さは、０．１〜０．２５ｍｍであることが好ましい。０．１ｍｍ未満の場合は、細すぎてよく撓み、洗浄力が著しく劣り、０．２５ｍｍを超過する場合は、洗浄力はよいが、歯ブラシが強すぎて、復元力に影響を及ぼし、歯感を低下させる恐れがある。
次は、製造されたモノフィラメントを一定長さに切断してバンドルを製造する過程であって、切断時、完成品長さの１０５〜１１５％の長さ(例えば、１６ｍｍの場合、１６．８〜１８．４ｍｍ)に切断することが好ましい。前記範囲で製造することで、アルカリ溶液に浸漬時、微細化されて消失される部分の誤差を減らすことができる。前記バンドルの太さ（径）は、４０〜５５ｍｍであることが、製造後、整毛（微細毛を整列する過程）を容易にし、植毛機で使用するに適しているため、好ましい。
次に、前記バンドルの一側端に、前記合成樹脂の溶融温度に熱を加えて、一側切断面の１〜３ｍｍ部分を溶融させて密閉することにより、毛細管現象が発生することを防止することができる。
以後、前記溶融された部分の反対側端を、１００〜１４０℃、３０〜６０％濃度のアルカリ溶液が入っている加工槽に浸漬してテーパー化処理する。
また、前記アルカリ溶液は、３０〜６０％濃度の苛性ソーダなどを使用することができて、１００〜１４０℃の温度に加熱することが、テーパリング時間を減らし、安定したフィラメントが得られるため、好ましい。この際、加工槽の温度偏差は±２℃であることが好ましい。温度偏差がこの範囲を外れる場合、同一な加工槽で加工されたバンドルでも、長さとテーパー形態に差が生じるため、この誤差範囲を超えてはいけない。この過程でテーパー化処理された部分の樹脂が加水分解されつつ微細化されて、分解された樹脂はアルカリと固まって、溶融された状態の樹脂のように微細化された一側端が密閉される。
前記テーパー化処理時、植毛が可能なように、テーパー部を除いた植毛のための非テーパー部が４〜１２ｍｍに形成されなければならない。このためには、先端から４ｍｍ以下の地点まで浸漬させることが好ましい。４ｍｍ以下の地点まで浸漬する場合は、反対側に溶融密閉された部分の大気圧状態でアルカリ溶液がそれ以上浸透せず、３〜６ｍｍ長のテーパー部を形成することができる。
次に、前記溶融密閉された部分の先端を、１００〜１４０℃、３０〜６０％濃度のアルカリ溶液が入っている加工槽に浸漬して、上記のような工程でテーパー化処理する。この過程でテーパー化処理された部分が加水分解されつつ、固まった部分が一側面にさらに形成される。
前記ｅ）及びｆ）段階で加水分解された部分を洗浄して除去することにより、テーパー部を形成することができる。この際、洗浄は、流れる水で洗浄して、最終的に薄い硫酸を利用してアルカリを中和させて、再び水できれいに洗浄する。
本発明において、前記テーパー部は、先端から０〜１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の０〜４５％であり、先端から１〜３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の３５〜８５％であって、先端から３〜６ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の６０〜９７％になるように製造することが好ましい。この範囲で製造されたフィラメントは、既存の製造方法では生産が不可能な微細化形態、即ち、植毛のための非テーパー部の長さが少なくとも４ｍｍ以上、全体長さ１６〜２２ｍｍの短いフィラメントであって、電動歯ブラシに植毛が可能であり、電動歯ブラシの高速回転力にも安定した強度と優れた歯感を有する両テーパーフィラメントに製造することができる。
前記方法により製造された両テーパーフィラメントは、完成品の全体長さが１６〜２２ｍｍであり、非テーパー部の長さが４〜１２ｍｍであって、非テーパー部を除いた残りの両端がテーパーをなす。
前記製造方法により製造された両テーパーフィラメントを適用した電動歯ブラシも本発明の範囲に含まれる。また、電動歯ブラシに植毛された後、歯ブラシ植毛面からフィラメントの高さが５〜８．５ｍｍである電動歯ブラシも本発明の範囲に含まれる。
以下、図面を参考し、本発明によって製造される電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントを説明する。
図１は、本発明によって製造される両テーパーフィラメントを描いたものであって、フィラメントの中央位置ＣLの左右両側に十分なスペースが確保されているので、同じ長さのテーパー部２０ａ、２０ｂがフィラメントの両端に形成されること、及び、ブラシヘッドの植毛面に植毛されるフィラメントの中央位置ＣLが植毛部１０の中心にあることによって安定した植毛を可能としている。
図２は、モノフィラメントをバンドルに製造した後、溶融密閉（melt close）せず、アルカリ溶液で処理した一例を示したもので、このように製造された両テーパーフィラメントは、非植毛領域Ｌsが植毛部１０の外にあるために、植毛部１０の長さが短くて又は植毛したとしてもフィラメントが容易に分解して、電動歯ブラシの歯ブラシ毛として植毛が不可能である。
図３は、モノフィラメントをバンドルに製造した後、溶融密閉（melt close）せず、アルカリ溶液で処理した別の一例を示したもので、非植毛領域Ｌsがないために植毛が不可能である。
前記電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントは、先端から０〜１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の０〜４５％であり、先端から１〜３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の３５〜８５％であって、先端から３〜６ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の６０〜９７％に製造できる。
前記電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントは、径（太さ）が０．１〜０．２５ｍｍであることが、容易に撓むことを防ぎ、安定した歯感を形成するため、好ましい。
本発明において、前記合成樹脂は、ポリエステルであり、より具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）から選択される一つまたは二つ以上を混合して使用できる。より好ましくは、前記合成樹脂は、引張強度が２５０〜２５００ｃＮであり、引張伸度が１５〜３０％であるものを使用することが好ましい。
また、前記合成樹脂の他に、必要に応じて、該当分野で使用する通常の添加剤をさらに追加することができる。この他に使用可能な添加剤は、炭酸カルシウム、シリカ、銀ナノ粉末、白金ナノ粉末、炭粉末、ＴｉＯ２、ＴｉＯＮ、フッ素、抗菌剤などを含み、この他に、必要に応じて、通常の添加剤をさらに追加することができる。
本発明による製造方法で製造する場合、電動歯ブラシに適用が可能なように、全体長さが短いながらも、最小の非テーパー部を確保し、且つ両端にテーパー部が形成された高強度フィラメントを製造することができる。
以下、本発明をより具体的に説明するために、実施例を挙げて説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ １１００製品）を押出機に入れて２５０℃で溶融押出した後、０．８ｍｍ大きさのノズルを利用して紡糸した。紡糸される原糸を水に冷却した後、４倍に延伸して、径（太さ）０．２ｍｍのモノフィラメントを製造した。
ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ １１００製品）を押出機に入れて２５０℃で溶融押出した後、０．８ｍｍ大きさのノズルを利用して紡糸した。紡糸される原糸を水に冷却した後、４倍に延伸して、径（太さ）０．２ｍｍのモノフィラメントを製造した。
延伸されたモノフィラメント束を直径４０ｍｍ、高さ１８．４ｍｍ(完製品の長さの１１５％に該当)に切断したバンドルを製造した。
製造されたバンドルの一側に２３０℃の熱を加えて、先端から１ｍｍ部分を溶融密閉した。
溶融密閉された反対側を３５％、１１０℃苛性ソーダ水溶液に１８０分間浸漬後、取り出した。この際、浸漬は、先端から４ｍｍ地点までのみ浸漬した。浸漬された部分に、樹脂が加水分解された白色塊が生成された。
次に、前記溶融密閉された部分を３５％、１１０℃苛性ソーダ水溶液に２００分間浸漬後、取り出した。この際、浸漬は、先端から４ｍｍ地点までのみ浸漬した。浸漬された部分に、樹脂が加水分解された白色塊が生成された。
前記両端に形成された白色塊を水で２回洗浄して、薄い硫酸で中和した後、洗浄した。
その結果、全体長さが１６ｍｍであり、５ｍｍ長の非テーパー部と、両端に５．５ｍｍ長のテーパー部が形成されたことを確認した。
また、前記テーパー部を工具顕微鏡（オリンパス）を利用して確認した結果、先端から１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の４２％であり、先端から３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の７２％であって、先端から５．５ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の９３％であることを確認した。
（実施例２）
ポリエチレンテレフタレート樹脂（三養社Ｔｒｉｌｏｙ製品）とポリブチレンテレフタレート（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ１１００製品）を１：１重量比で混合して原料として使用したことを除いては、前記実施例１と同様な方法で両テーパーフィラメントを製造した。
ポリエチレンテレフタレート樹脂（三養社Ｔｒｉｌｏｙ製品）とポリブチレンテレフタレート（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ１１００製品）を１：１重量比で混合して原料として使用したことを除いては、前記実施例１と同様な方法で両テーパーフィラメントを製造した。
その結果、全体長さが１６ｍｍであり、５ｍｍ長の非テーパー部と、両端に５．５ｍｍ長のテーパー部が形成されたことを確認した。
また、前記テーパー部を工具顕微鏡（オリンパス）を利用して確認した結果、先端から１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の４１％であり、先端から３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の７８％であって、先端から５．５ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の９１％であることを確認した。
（実施例３）
ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ １１００製品）１００重量部に対して、炭酸カルシウム（平均粒径５μｍ、シンウォン貿易）５重量部を混合して原料として使用したことを除いては、前記実施例１と同様な方法で両テーパーフィラメントを製造した。
ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ １１００製品）１００重量部に対して、炭酸カルシウム（平均粒径５μｍ、シンウォン貿易）５重量部を混合して原料として使用したことを除いては、前記実施例１と同様な方法で両テーパーフィラメントを製造した。
その結果、全体長さが１６ｍｍであり、５ｍｍ長の非テーパー部と、両端に５．５ｍｍ長のテーパー部が形成されたことを確認した。
また、前記テーパー部を工具顕微鏡（オリンパス）を利用して確認した結果、先端から１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の４４％であり、先端から３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の７９％であって、先端から５．５ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の９２％であることを確認した。
（実施例４）
ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ １１００製品）１００重量部に対して、シリカ（平均粒径２０μｍ、ソンジンケミカル）５重量部を混合して原料として使用したことを除いては、前記実施例１と同一な方法で両テーパーフィラメントを製造した。
ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ １１００製品）１００重量部に対して、シリカ（平均粒径２０μｍ、ソンジンケミカル）５重量部を混合して原料として使用したことを除いては、前記実施例１と同一な方法で両テーパーフィラメントを製造した。
その結果、全体長さが１６ｍｍであり、５ｍｍ長の非テーパー部と、両端に５．５ｍｍ長のテーパー部が形成されたことを確認した。
また、前記テーパー部を工具顕微鏡（オリンパス）を利用して確認した結果、先端から１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の３９％であり、先端から３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の７９％であって、先端から５．５ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の９０％であることを確認した。
（実施例５）
ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ １１００製品）１００重量部に対して、ナノシルバー粉末（平均粒径５０ｎｍ、ＡＢＣナノテック）０．１重量部を混合して原料として使用したことを除いては、前記実施例１と同一な方法で両テーパーフィラメントを製造した。
ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ １１００製品）１００重量部に対して、ナノシルバー粉末（平均粒径５０ｎｍ、ＡＢＣナノテック）０．１重量部を混合して原料として使用したことを除いては、前記実施例１と同一な方法で両テーパーフィラメントを製造した。
その結果、全体長さが１６ｍｍであり、５ｍｍ長の非テーパー部と、両端に５．５ｍｍ長のテーパー部が形成されたことを確認した。
また、前記テーパー部を工具顕微鏡(オリンパス)を利用して確認した結果、先端から１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の４０％であり、先端から３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の８１％であって、先端から５．５ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の９４％であることを確認した。
（実施例６）
ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ １１００製品）１００重量部に対して、白金ナノ粉末（平均粒径６０ｎｍ、ＡＢＣナノテック）０．２重量部を混合して原料として使用したことを除いては、前記実施例１と同一な方法で両テーパーフィラメントを製造した。
ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ １１００製品）１００重量部に対して、白金ナノ粉末（平均粒径６０ｎｍ、ＡＢＣナノテック）０．２重量部を混合して原料として使用したことを除いては、前記実施例１と同一な方法で両テーパーフィラメントを製造した。
その結果、全体長さが１６ｍｍであり、５ｍｍ長の非テーパー部と、両端に５．５ｍｍ長のテーパー部が形成されたことを確認した。
また、前記テーパー部を工具顕微鏡（オリンパス）を利用して確認した結果、先端から１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の４１％であり、先端から３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の７７％であって、先端から５．５ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の９１％であることを確認した。
（実施例７）
ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ １１００製品）１００重量部に対して、ＴｉＯＮ（チタニウムオキシニトライド、Ｅｎｖｉｏ）０．１重量部を混合して原料として使用したことを除いては、前記実施例１と同一な方法で両テーパーフィラメントを製造した。
ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ １１００製品）１００重量部に対して、ＴｉＯＮ（チタニウムオキシニトライド、Ｅｎｖｉｏ）０．１重量部を混合して原料として使用したことを除いては、前記実施例１と同一な方法で両テーパーフィラメントを製造した。
その結果、全体長さが１６ｍｍであり、５ｍｍ長の非テーパー部と、両端に５．５ｍｍ長のテーパー部が形成されたことを確認した。
また、前記テーパー部を工具顕微鏡（オリンパス）を利用して確認した結果、先端から１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の４２％であり、先端から３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の８４％であって、先端から５．５ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の９３％であることを確認した。
（実施例８）
ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ １１００製品）１００重量部に対して、フッ素（ＮａＦ、Ｍｅｒｋ社）０．５重量部を混合して原料として使用したことを除いては、前記実施例１と同一な方法で両テーパーフィラメントを製造した。
ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ １１００製品）１００重量部に対して、フッ素（ＮａＦ、Ｍｅｒｋ社）０．５重量部を混合して原料として使用したことを除いては、前記実施例１と同一な方法で両テーパーフィラメントを製造した。
その結果、全体長さが１６ｍｍであり、５ｍｍ長の非テーパー部と、両端に５．５ｍｍ長のテーパー部が形成されたことを確認した。
また、前記テーパー部を工具顕微鏡（オリンパス）を利用して確認した結果、先端から１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の４２％であり、先端から３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の７８％であって、先端から５．５ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の９０％であることを確認した。
（実施例９）
ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ社１１００製品）１００重量部に対して、抗菌剤（トリクロサン、Ｃｉｂａ）０．１重量部を混合して原料として使用したことを除いては、前記実施例１と同一な方法で両テーパーフィラメントを製造した。
ポリブチレンテレフタレート樹脂（東レ社１１００製品）１００重量部に対して、抗菌剤（トリクロサン、Ｃｉｂａ）０．１重量部を混合して原料として使用したことを除いては、前記実施例１と同一な方法で両テーパーフィラメントを製造した。
その結果、全体長さが１６ｍｍであり、５ｍｍ長の非テーパー部と、両端に５．５ｍｍ長のテーパー部が形成されたことを確認した。
また、前記テーパー部を工具顕微鏡（オリンパス）を利用して確認した結果、先端から１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の４１％であり、先端から３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の７９％であって、先端から５．５ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の９２％であることを確認した。
（実施例１０）
延伸比率を６倍として延伸し、太さが０．１５ｍｍであるモノフィラメントを製造して、バンドル製造時、２３．１ｍｍ（２２ｍｍ完製品の長さの１０５％に該当）に製造したことを除いては、前記実施例１と同一な方法で製造した。
延伸比率を６倍として延伸し、太さが０．１５ｍｍであるモノフィラメントを製造して、バンドル製造時、２３．１ｍｍ（２２ｍｍ完製品の長さの１０５％に該当）に製造したことを除いては、前記実施例１と同一な方法で製造した。
その結果、全体長さが２２ｍｍであり、非テーパー部が１１ｍｍであって、両端に５．５ｍｍ長のテーパー部が形成されたことを確認した。
また、前記テーパー部を工具顕微鏡（オリンパス）を利用して確認した結果、先端から１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の３９％であり、先端から３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の７７％であって、先端から５．５ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の９２％であることを確認した。
（比較例１）
前記実施例１で溶融密閉する過程を行わなかったことを除いては、実施例１と同一な方法で製造した。
前記実施例１で溶融密閉する過程を行わなかったことを除いては、実施例１と同一な方法で製造した。
即ち、ポリブチレン・テレフタレート樹脂（東レ社Ｔｏｒａｙｃｏｎ １１００製品）を押出機に入れて２５０℃で溶融押出した後、０．８ｍｍ大きさのノズルを利用して紡糸した。紡糸される原糸を水に冷却した後、径（太さ）０．２ｍｍのモノフィラメントを製造した。
延伸されたモノフィラメント束を直径４０ｍｍ、高さ１８．４ｍｍ(完製品の長さの１１５％に該当)に切断したバンドルを製造した。
製造されたバンドルの一側端部を３５％、１１０℃苛性ソーダ水溶液に１８０分間浸漬後、取り出した。この際、浸漬は、先端から４ｍｍ地点までのみ浸漬した。ところが、浸漬させた部分の外に、毛細管現象により８ｍｍ部分まで、樹脂が加水分解された白色塊が生成された。
次に、反対側端部を３５％、１１０℃苛性ソーダ水溶液に２００分間浸漬後、取り出した。この際、浸漬は、先端から４ｍｍ地点までのみ浸漬した。ところが、浸漬させた部分の外に、毛細管現象により６ｍｍ部分まで、樹脂が加水分解された白色塊が生成された。
前記両端に形成された白色塊を水で２回洗浄して、硫酸で中和した結果、全体的にフィラメントの厚さが薄くなり、左右のテーパー長が非対称的に異なって、非テーパー部がほとんど形成されず、植毛が不可能であった。
（比較例２）
前記実施例１と同一な方法により製造するが、吐出し量を調節しながら延伸倍率を６．５倍として製造し、太さ０．１５ｍｍの両テーパーフィラメントを製造した。
前記実施例１と同一な方法により製造するが、吐出し量を調節しながら延伸倍率を６．５倍として製造し、太さ０．１５ｍｍの両テーパーフィラメントを製造した。
その結果、全体長さが１６ｍｍであって、５ｍｍ長の非テーパー部と、両端に５．５ｍｍ長のテーパー部が形成されたことを確認した。
また、前記テーパー部を工具顕微鏡（オリンパス）を利用して確認した結果、先端から１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の３３％であり、先端から３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の６５％であって、先端から５．５ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の７７％であることを確認した。
前記比較例２は、吐出し量を調節して、太さを本発明の範囲に調節したが、延伸比率が高くて白濁現象が発生し、耐久性が低下して、歯ブラシ毛の強度が高くて使用感が劣ることを確認した。
（比較例３）
前記実施例１と同一な方法により製造するが、吐出し量を調節しながら延伸倍率を３．５倍として製造し、太さ０．２５ｍｍの両テーパーフィラメントを製造した。
前記実施例１と同一な方法により製造するが、吐出し量を調節しながら延伸倍率を３．５倍として製造し、太さ０．２５ｍｍの両テーパーフィラメントを製造した。
その結果、全体長さが１６ｍｍであって、５ｍｍ長の非テーパー部と、両端に５．５ｍｍ長のテーパー部が形成されたことを確認した。
また、前記テーパー部を工具顕微鏡（オリンパス）を利用して確認した結果、先端から１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の５２％であり、先端から３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の９１％であって、先端から５．５ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の９８％であることを確認した。
前記比較例３は、吐出し量を調節して、太さを本発明の範囲に調節したが、延伸比率が低く、歯ブラシ毛の強度が低くて使用感が非常に劣ることを確認した。
（比較例４）
前記実施例１と同様な方法により製造するが、全体長さが２４ｍｍであり、非テーパー部の長さが１４ｍｍであって、両端のテーパー部の長さが５ｍｍである両テーパーフィラメントを製造した。
前記実施例１と同様な方法により製造するが、全体長さが２４ｍｍであり、非テーパー部の長さが１４ｍｍであって、両端のテーパー部の長さが５ｍｍである両テーパーフィラメントを製造した。
また、前記テーパー部を工具顕微鏡（オリンパス）を利用して確認した結果、先端から１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の２１％であり、先端から３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の３２％であって、先端から５．５ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の４９％であることを確認した。
（比較例５）
前記実施例１と同様な方法により製造するが、苛性ソーダの濃度を２５％、温度を１１０℃にして１８０分間加工し、全体長さが１８ｍｍであり、非テーパー部の長さが２ｍｍであって、両端のテーパー部の長さが８ｍｍである両テーパーフィラメントを製造した。
前記実施例１と同様な方法により製造するが、苛性ソーダの濃度を２５％、温度を１１０℃にして１８０分間加工し、全体長さが１８ｍｍであり、非テーパー部の長さが２ｍｍであって、両端のテーパー部の長さが８ｍｍである両テーパーフィラメントを製造した。
また、前記テーパー部を工具顕微鏡（オリンパス）を利用して確認した結果、先端から１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の２０％であり、先端から３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の３３％であって、先端から５．５ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の４８％であることを確認した。
（比較例６）
前記実施例１と同様な方法により製造するが、苛性ソーダの濃度を３５％、温度を１５０℃にして１８０分間加工し、全体長さが１８ｍｍであり、非テーパー部の長さが３ｍｍであって、両端のテーパー部の長さが７．５ｍｍである両テーパーフィラメントを製造した。
前記実施例１と同様な方法により製造するが、苛性ソーダの濃度を３５％、温度を１５０℃にして１８０分間加工し、全体長さが１８ｍｍであり、非テーパー部の長さが３ｍｍであって、両端のテーパー部の長さが７．５ｍｍである両テーパーフィラメントを製造した。
また、前記テーパー部を工具顕微鏡（オリンパス）を利用して確認した結果、先端から１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の２２％であり、先端から３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の４６％であって、先端から５．５ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の７２％であることを確認した。
前記実施例及び比較例で製造された両テーパーフィラメントを電動歯ブラシに植毛した後、耐久性及び使用感を、官能検査を通じて測定した。
使用者１００人を対象に、５点として評価し、平均値を記載した。
耐久性は、２０回使用後、歯ブラシ毛の撓みが発生したかどうかを確認して、使用感は、歯磨き時の柔らかさ、回転時の摩擦感、洗浄感、歯茎状態などを総合的に評価した。
その結果は、下記表１に示した。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更を上述の実施の形態に施すことが可能である。
Ｌ 全体長さ
Ls 非テーパー部
ＣL フィラメントの中央位置
１０ 植毛部
２０ａ、２０ｂ テーパー部
Ｈ１ テーパーを有するフィラメントの高さ
Ｈ２ ブラシヘッドの全高
Ls 非テーパー部
ＣL フィラメントの中央位置
１０ 植毛部
２０ａ、２０ｂ テーパー部
Ｈ１ テーパーを有するフィラメントの高さ
Ｈ２ ブラシヘッドの全高
Claims (8)
- ａ）合成樹脂組成物を溶融紡糸した後、４〜６倍に延伸して、径０．１〜０．２５ｍｍのモノフィラメントを製造する段階と、
ｂ）前記モノフィラメントを太さ４０〜５５ｍｍのバンドル(bundle)に加工する段階と、
ｃ）前記モノフィラメントを完成品長さの１０５〜１１５％の長さに切断する段階と、
ｄ）前記バンドルの一側端に、前記合成樹脂の溶融温度に熱を加えて、１〜３ｍｍ部分を溶融密閉させる段階と、
ｅ）前記溶融された一側端の反対側端を、１００〜１４０℃、３０〜６０％濃度のアルカリ溶液が入っている加工槽に浸漬してテーパー化処理する段階と、
ｆ）前記溶融された一側端を、１００〜１４０℃、３０〜６０％濃度のアルカリ溶液が入っている加工槽に浸漬してテーパー化処理する段階と、
を含む電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントの製造方法。 - 前記合成樹脂組成物は、ポリエステル樹脂と添加剤の混合物であることを特徴とする、請求項１に記載の電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントの製造方法。
- 前記ポリエステル樹脂は、引張強度が２５０〜２５００ｃＮであり、引張伸度が１５〜３０％であることを特徴とする、請求項２に記載の電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントの製造方法。
- 浸漬時、先端から４ｍｍ以内の部分のみを浸漬してテーパー部を形成することを特徴とする、請求項１に記載の電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントの製造方法。
- 前記両テーパーフィラメントは、
径（Ｄ）が０．１ｍｍ≦Ｄ≦０．２５ｍｍであり、
全体長さ（Ｌ）が１６ｍｍ≦Ｌ≦２２ｍｍであり、
植毛部となる非テーパー部（Ｌｓ）の長さが４ｍｍ≦Ｌｓ≦１２ｍｍであって、
非テーパー部を除いた残りが両端でテーパー部をなすことを特徴とする、請求項１に記載の電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントの製造方法。 - 前記ｅ）段階及びｆ）段階でテーパー化処理時、
先端から０〜１ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の０〜４５％であり、
先端から１〜３ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の３５〜８５％であって、
先端から３〜６ｍｍまでの直径がフィラメントの中央位置での中心直径の６０〜９７％になるように製造することをことを特徴とする、請求項１に記載の電動歯ブラシ用両テーパーフィラメントの製造方法。 - 請求項１乃至６のいずれかに記載の製造方法により製造された両テーパーフィラメントを用いた電動歯ブラシ。
- 前記電動歯ブラシに植毛された後、歯ブラシの植毛面からのフィラメントの高さが５〜８．５ｍｍであり、ブラシヘッド全体の高さが１４〜１９ｍｍであることを特徴とする、請求項７に記載の電動歯ブラシ。
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