JPWO2017130899A1 - 複合繊維及びそれを用いたブラシ用毛材とブラシ - Google Patents

Abstract

少なくとも２種類の樹脂相で形成された複合繊維であって、繊維横断面において、前記少なくとも２種類の樹脂相で形成された各樹脂相部が、それぞれ、繊維外周面から中央部に向けて渦巻形状に延在された樹脂相部に形成されており、かつ、該渦巻形状が、繊維横断面の中心を通る仮想直線の少なくとも一つが横切る樹脂相部の数が３以上となる形状に形成されていることを特徴とする複合繊維、及びそれを用いたブラシ用毛材とブラシ。横断面において各樹脂相部が渦巻形状に延在するという形態の、新規な機能性や意匠性を有する、各種分野に展開可能な複合繊維を提供でき、とくに、歯ブラシを含むブラシ用に好適な独特な触感や、意匠性、清掃性、汚れの掻き取り性能、泡立ち性能等を有する毛材を構成することが可能になる。

Description

本発明は、新規な機能性や意匠性を有する複合繊維及びそれを用いたブラシ用毛材とブラシに関する。

最近、海島複合繊維に関して、島部の分布状態や島部の横断面形状を種々の形態に形成可能な海島複合繊維の製造技術が提案されている（特許文献１〜３）。この提案技術によれば、海島複合繊維において、海部に対する島部の大きさや配置、断面形状、配置密度等を実質的に自由に設計することが可能になり、各種分野における各種要求に応えることが可能になると、大きな期待を寄せられている。各種分野において、例えば、ブラシ用毛材の分野において、このような提案技術を採用すれば、従来技術では見当たらなかった新規な形態で新規な機能性や意匠性を有する複合繊維の製造が可能になると考えられる。

例えば、ブラシ用毛材の分野においては、従来から、ブラシ用毛材として合成繊維のモノフィラメントを使用する技術が広く知られており、このようなブラシ用毛材を用いたブラシ、例えば歯ブラシにおいては、種々の機能、例えば、毛先による歯の清掃効果と、独特な触感や被清掃物を傷つけないだけのソフトな触感等、さらには見た目(意匠性)等とがバランス良く優れていることが望まれている。

しかし、ブラシ用毛材が毛先まで単一の材質のモノフィラメントで形成されたものでは、このような要求を満たすことが難しいことがある。すなわち、毛先まで単一の材質のモノフィラメントで形成されたものでは、ブラシ用毛材を太くすれば、ブラシの腰も強くなって歯の平坦面に対する清掃効果や歯ぐき等のマッサージ効果は高められるが、逆に、歯間の清掃効果が低下したり、歯ぐき等への触感が強くなりすぎ、歯ぐき等に傷をつけにくくするソフトな触感が得られにくくなるおそれがある。

また、毛先まで単一の材質のモノフィラメントで形成されたものにおいて、ブラシ用毛材を細くすれば、歯間の清掃効果は高められるものの、ブラシ用毛材の腰が全長にわたって弱くなり、歯ぐき等のマッサージ効果が低下したり、毛材そのものの耐久性が低下したりするおそれがある。また、歯間等の清掃効果を高めようとする場合には、通常、毛先を柔軟にすることが要求されるが、そうすると、歯周病などで歯ぐきが弱っている人には良いが、毛先の毛腰が物足りなく感じる人も多くなるおそれがある。さらに、毛先まで単一の材質のモノフィラメントで形成されたものにおいては、色調等についての優れた意匠性は期待できない。

他の分野における清掃用や洗浄用のブラシにおいても、おおむね同様の問題がある。

そこで、優れた清掃効果と被清掃物を傷つけにくいという特性をバランス良く両立させるために、ブラシ用毛材として海島複合繊維を用い、ブラシに用いられる際の毛材の根元部においては海島成分が一体となった複合繊維構造とし、先端部においては多数の島部を露出、分繊させた構造としたブラシ用毛材が提案されている（特許文献４）。このブラシ用毛材を用いることにより、優れた清掃効果と被清掃物を傷つけにくいという特徴をバランス良く両立させることが可能になり、しかも、露出した先端部の細い島部繊維により、ソフトな触感を得ることが可能になっている。しかしながら、この特許文献４に提案されたブラシ用毛材では、歯間等の優れた清掃効果と、毛先の毛腰をあるレベル以上に保つことによる歯ぐき等の優れたマッサージ効果とをバランス良く両立させることは難しい。

前述したような最近提案された、海部に対する島部の大きさや配置、断面形状、配置密度等を実質的に自由に設計することが可能な海島複合繊維の製造技術を採用すれば、上述したような歯ブラシを含む各種ブラシの毛材に関する問題を解消し、かつ、各種要求に応えることが可能な形態の複合繊維を作製できる可能性があるとともに、ブラシ以外の分野においても、各種要求に応えることが可能な新規な機能性や意匠性を有する複合繊維を作製できる可能性がある。

特開２０１１−１７４２１５号公報 特開２０１２−１２７０２２号公報 特開２０１３−１４８７２号公報 特開平３−９９６０４号公報

そこで本発明の課題は、最近提案された横断面形態を実質的に自由に設計可能な海島複合繊維の製造技術に着目し、従来技術では見当たらない新規な機能性や意匠性を有し、各種分野に展開可能な新規な形態の複合繊維を提供することにあり、加えて、その新規な形態の複合繊維を用いることにより、とくにブラシ用として好適な毛材、その毛材を用いたブラシを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る複合繊維は、少なくとも２種類の樹脂相で形成された複合繊維であって、繊維横断面において、前記少なくとも２種類の樹脂相で形成された各樹脂相部が、それぞれ、繊維外周面から中央部に向けて渦巻形状に延在された樹脂相部に形成されており、かつ、該渦巻形状が、繊維横断面の中心を通る仮想直線の少なくとも一つが横切る樹脂相部の数が３以上となる形状に形成されていることを特徴とするものからなる。ここで、渦巻形状の延在形態としては、各樹脂相部が全体として渦巻形状に延びていればよく、樹脂相部が滑らかな曲線状に延びる形態に加え、波状に延びる曲線形状で渦巻形状に延びる形態や、多重渦状に延びる形態まで含まれる。

このような本発明に係る複合繊維においては、複合繊維が少なくとも２種類の樹脂相で形成されているので、混紡せずとも少なくとも２種類の摩擦係数を発現する複合繊維を構成することが可能になり、独特な触感を有する複合繊維を構成することが可能になるとともに、異種の樹脂相(例えば色違いの樹脂相)で形成されていることにより見た目(意匠性)にも優れた複合繊維を構成することが可能になる。また、熱的な特性が異なる少なくとも２種類の樹脂相で複合繊維を形成することにより、加熱による自己捲縮性を持たせることも可能になり、捲縮させることにより、嵩高さを増したり、液体や紛体の含み性能(保持性能)や泡立ち性能等を向上させた複合繊維の実現も可能になる。そして、少なくとも２種類の樹脂相が、繊維横断面において、それぞれ、繊維外周面から中央部に向けて渦巻形状に延在されていることにより、各樹脂相がすべて繊維外周面に現れることになり、各樹脂相が有する特性（摩擦係数、色調、触感等）が繊維外周面で確実に発現されるとともに、この渦巻形状が、所定以上の巻き回数を有する形状、とくに、繊維横断面の中心を通る仮想直線の少なくとも一つが横切る樹脂相部の数が３以上となる形状に形成されていることにより、より確実に渦巻形状を採用したことによる特徴が発揮され、従来にない新規な樹脂相配置形態の複合繊維を構成することが可能になって、新規な機能性や意匠性を発現することが可能になり、本複合繊維の各種分野への新しい展開が可能になる。特にブラシ用毛材の分野に展開すれば、従来にない新規な機能性や意匠性を発現可能なブラシが実現される。

上記本発明に係る複合繊維においては、複合繊維の直径が０．５〜１５，０００μｍの範囲にあることが好ましく、より好ましくは５〜５，０００μｍの範囲、さらに好ましくは５０〜１，０００μｍの範囲、特に好ましくは８０〜５００μｍの範囲である。複合繊維の適用分野にもよるが、複合繊維の直径が０．５μｍよりも小さいと、各樹脂相部の渦巻形状の延在形態による特徴的な特性が発現されにくくなり、１５，０００μｍよりも大きくなると、繊維というよりはロッドに近い形態となり、用途が極めて限定される可能性がある。

また、上記本発明に係る複合繊維においては、繊維横断面における渦巻形状に延在される上記各樹脂相部の幅は特に限定されないが、各樹脂相部の最狭部幅が０．１〜３，０００μｍの範囲にあることが好ましく、より好ましくは１〜１，０００μｍの範囲、さらに好ましくは１０〜３００μｍの範囲、特に好ましくは１５〜１５０μｍの範囲である。本発明に係る複合繊維は各樹脂相部が前述の如く渦巻形状に延在されていることを特徴とするので、複合繊維の直径にもよるが、各樹脂相部の最狭部幅が０．１μｍよりも小さいと、渦巻形状の延在形態が明瞭に現れにくくなり、それによってこの形態による特徴的な特性が発現されにくくなる。各樹脂相部の最狭部幅が３，０００μｍよりも大きくなると、渦巻形状の延在形態を採り難くなるか、採れても渦巻の巻き回数が極端に少なくなり、やはりこの形態による特徴的な特性が発現されにくくなる。

また、上記本発明に係る複合繊維においては、複合繊維の長手方向の少なくとも一端部が先細りテーパー形状に形成されている形態とすることができる。このように構成すれば、とくに複合繊維の長手方向端部により優れた機能性を持たせたい場合、例えば、複合繊維をブラシ用毛材に適用しその毛材端部(毛先部)により優れた機能性(例えば、細かい部位に対するより優れた清掃性)を持たせたい場合、その要求をより容易にかつ確実に満たすことが可能となる。ただし、複合繊維の長手方向先端まで実質的に同一径に維持させた形状に形成することもでき、このように構成すれば、例えば、複合繊維をブラシ用毛材に適用した場合、毛先部に汚れの掻き取り用や捕捉用の空間や溝をより形成しやすくなる。

また、上記本発明に係る複合繊維をブラシ用毛材に適用する場合、後述の如く毛材の繊維長手方向一端部または両端部に各種の特定形態の毛先部が形成されるが、この毛先部の繊維長手方向の長さとしては、０．５〜１０ｍｍの範囲にあることが好ましく、より好ましくは、１〜５ｍｍの範囲である。毛先部の長さが０．５ｍｍよりも短いと、毛先部による歯間等の細かい部位に対する優れた清掃性が得られにくく、また、良好なソフトな触感も得られにくい。毛先部の長さが１０ｍｍよりも長いと、腰が弱くなる傾向にある毛先部が長くなりすぎるおそれがあり、毛先部が変形しすぎて毛先部による清掃効果(例えば、汚れを絡め取る効果)や、歯ぐき等のマッサージ効果が不足するおそれが生じる。

また、上記本発明に係る複合繊維において、上記少なくとも２種類の樹脂相としては、各種の特性の異なる樹脂相を採用できる。例えば、上記少なくとも２種類の樹脂相が互いに摩擦係数の異なる樹脂相からなる形態、上記少なくとも２種類の樹脂相が互いに色調の異なる樹脂相からなる形態、上記少なくとも２種類の樹脂相が互いに薬剤溶解速度の異なる樹脂相からなる形態などを採用できる。

上記互いに薬剤溶解速度の異なる少なくとも２種類の樹脂相の場合には、そのうち少なくとも１種の樹脂相からなる樹脂相部が、繊維長手方向の少なくとも一端部で繊維長手方向に突き出している形態とすることが可能である。各種形態の例示については後述する。また、この場合、上記繊維長手方向に突き出している樹脂相部が、ドリル形状に突き出している形態とすることが可能である。さらに、上記繊維長手方向に突き出している樹脂相部における渦巻形状の隣接層間が、繊維長手方向に凹んだ溝に形成されている形態とすることが可能である。このような溝は、好ましくは深さ０．１ｍｍ以上の溝に、より好ましくは深さ０．５ｍｍ以上の溝に、さらに好ましくは深さ１ｍｍ以上の溝に形成されていることが望ましい。また、この溝の幅としては、１０〜３００μｍの範囲にあることが好ましく、より好ましくは１５〜１５０μｍの範囲である。このような溝が形成されていると、本発明に係る複合繊維を例えばブラシ用毛材に適用する場合、毛先部による汚れの掻き取り性能や、掻き取った汚れの捕捉性能の向上が可能になる。

また、上記少なくとも２種類の樹脂相が薬剤溶解速度の異なる２種類以上の樹脂相からなる形態において、その樹脂の種類としては特に限定されず、例えば、薬剤溶解速度の異なる２種類の樹脂相からなる複合繊維とする場合、一方の樹脂相がポリエステル系樹脂からなり、他方の樹脂相が該ポリエステル系樹脂よりも薬剤溶解速度が遅い樹脂からなる形態を例示できる。より具体的には、上記一方の樹脂相がポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、他方の樹脂相がナイロン(登録商標)（Ｎｙ）からなる形態や、上記一方の樹脂相がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、他方の樹脂相がポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）からなる形態を例示できる。

また、本発明に係る複合繊維においては、複合繊維の横断面外形形状は、後述の例示に示すように、実質的に円形に形成されていることが好ましいが、円形以外の任意の形状に設定することも可能である。この横断面外形形状は、用途や使用目的に応じて任意に設定可能である。

本発明は、上記のような複合繊維から構成され、該複合繊維の長手方向一端部または両端部が毛先部として用いられるブラシ用毛材、およびそのブラシ用毛材が少なくとも一部に使用されているブラシについても提供する。とくに、本発明に係るブラシは、被清掃物の隙間部位の優れた清掃性、被清掃物に対する独特な触感やソフトな触感、優れた泡立ち性能等をバランス良く発揮することが可能な毛材が使用されるので、特に歯ブラシ、化粧ブラシ、精密洗浄用のブラシ等の各種ブラシとして好適である。

このような本発明に係るブラシにおいては、その用途にもよるが、好ましいブラシの毛丈(ブラシ根元から毛先までの長さ) の範囲として、１〜５０ｍｍの範囲が例示され、より好ましくは、５〜３５ｍｍの範囲である。

このように、本発明によれば、従来技術では見当たらない、横断面において各樹脂相部が渦巻形状に延在するという形態の、新規な機能性や意匠性を有する、各種分野に展開可能な複合繊維を提供することができる。

また、本発明によれば、上記のような複合繊維を用いて形成された、ブラシ用に好適な独特な触感や、意匠性、清掃性、汚れの掻き取り性能、泡立ち性能等を有する毛材を構成することが可能になる。

また、本発明によれば、上記のようなブラシ用毛材を少なくとも一部に使用した各種ブラシを提供でき、特に歯ブラシ、化粧ブラシ、洗浄用のブラシ等として好適なブラシを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る複合繊維を示しており、図１（Ａ）は複合繊維の概略横断面図，図１（Ｂ）は複合繊維の一端部の概略側面図である。 本発明に係る複合繊維の各種形態例を示す概略横断面図である。 本発明の別の各種形態例に係る複合繊維の一端部を示しており、ブラシ用毛材として好適な各種形態例を示す概略側面図（図３（Ａ））および概略斜視図（図３（Ｂ）、（Ｃ））である。 ブラシ用毛材を歯ブラシに使用する際の植毛方法を示す概略構成図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る複合繊維１を示しており、図１（Ｂ）は該複合繊維１の一端部を示している。複合繊維１は、図１（Ａ）に示すように、２種類の樹脂相２、３（本実施形態では、互いに色調または／および摩擦係数の異なる２種類の樹脂相）で形成され、繊維横断面において、２種類の樹脂相２、３で形成された各樹脂相部が、それぞれ、繊維外周面４から中央部に向けて渦巻形状に延在された樹脂相部に形成されており、かつ、該渦巻形状が、繊維横断面の中心５を通る仮想直線の少なくとも一つ（例えば、中心線６ａ、６ｂのいずれか）が横切る樹脂相２、３部の数が３以上となる形状に（つまり、渦巻形状の巻き数が所定以上の数となるように）形成されている。各樹脂相２、３部の渦巻形状は繊維横断面における繊維外周面４から延在されているので、各樹脂相２、３はそれぞれ繊維外周面４に現れており、図示例では、繊維外周面４の大部分が樹脂相３で形成されているとともに、樹脂相２が繊維長手方向に帯状に現れている。例えば、樹脂相２、３は、ともにポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で形成され、色調または／および摩擦係数が互いに異なっている。このような形態の渦巻型断面複合繊維１は、とくに、前述した特許文献１〜３に記載の、海部に対する島部の大きさや配置、断面形状、配置密度等を実質的に自由に設計することが可能な技術を用いて、意図的に作製することができる。

このような本実施形態に係る複合繊維１は、前述したように、２種類の樹脂相２、３で形成されているので、混紡せずとも２種類の摩擦係数を発現する複合繊維を構成することが可能になり、独特な触感を有する複合繊維１を構成することが可能になるとともに、異種の樹脂相２、３(例えば色調が互いに異なる樹脂相)で形成されていることにより見た目(意匠性)にも優れた複合繊維１を構成することが可能になる。また、熱的な特性（例えば熱膨張特性や熱収縮特性）が互いに異なる２種類の樹脂相２、３で複合繊維１を形成することにより、加熱による自己捲縮性を持たせることも可能になり、捲縮させることにより、嵩高さを増したり、液体や紛体の含み性能(保持性能)や泡立ち性能等を向上させた複合繊維１の実現も可能になる。また、渦巻形状に延在されている２種類の樹脂相２、３が、それぞれ、繊維外周面に現れるため、各樹脂相２、３が有する特性（摩擦係数、色調、触感等）が繊維外周面で確実に発現される。さらに樹脂相２、３の渦巻形状が、所定以上の巻き回数を有する形状、とくに、繊維横断面の中心を通る仮想直線の少なくとも一つが横切る樹脂相部の数が３以上となる形状に形成されていることにより、より確実に渦巻形状を採用したことによる特徴が発揮され、従来にない新規な樹脂相配置形態の複合繊維１を構成することが可能になって、新規な機能性や意匠性を発現することが可能になり、本複合繊維１の各種分野への新しい展開が可能になる。特にブラシ用毛材の分野に展開すれば、従来にない新規な機能性や意匠性を発現可能なブラシが実現される。

本発明に係る複合繊維、特にその横断面形態は、例えば図２に示すように各種の形態と採り得る。図２（Ａ）に示す複合繊維１１は、実質的に図１（Ａ）に示したのと同等の形態を有し、繊維横断面において、２種類の樹脂相１２、１３で形成された各樹脂相部が、それぞれ、繊維外周面１４から中央部に向けて渦巻形状に延在された樹脂相部に形成されている。図２（Ｂ）に示す複合繊維２１では、繊維横断面において、２種類の樹脂相２２、２３で形成された各樹脂相部が、それぞれ、繊維外周面２４から中央部に向けて渦巻形状に延在された樹脂相部に形成されているが、本実施形態では、特に樹脂相２２部が、滑らかな曲線魚状ではなく波状に延在されている。このような波状の延在形態とすれば、渦巻形状に独特な風合いを付与できるとともに、樹脂相２２、２３の熱的特性の差を利用して加熱により複合繊維２１を捲縮させる場合に、より複雑な形態に捲縮させることが可能になり、例えば複合繊維２１をブラシ用毛材に適用した場合に、泡立ち性能や掻き取った汚れの保持性能の向上をはかることが可能になる。図２（Ｃ）に示す複合繊維３１では、繊維横断面において、２種類の樹脂相３２、３３で形成された各樹脂相部が、それぞれ、繊維外周面３４から中央部に向けて渦巻形状に延在された樹脂相部に形成されているが、本実施形態では、特に樹脂相３２部が、滑らかな曲線形状ではなく折れ線状に屈曲した形状に延在されている。このような屈曲形状の延在形態とすれば、渦巻形状に独特な別の風合いを付与できるとともに、図２（Ｂ）に示した形態と同様に樹脂相３２、３３の熱的特性の差を利用して加熱により複合繊維３１を捲縮させる場合に、図２（Ｂ）に示した形態とは別の複雑な形態に捲縮させることが可能になり、例えば複合繊維３１をブラシ用毛材に適用した場合に、やはり、泡立ち性能や掻き取った汚れの保持性能の向上をはかることが可能になる。図２（Ｄ）に示す複合繊維４１では、繊維横断面において、３つの樹脂相４２、４３、４４で形成された各樹脂相部が、それぞれ、繊維外周面４５から中央部に向けて渦巻形状に延在された樹脂相部に形成されている。本実施形態では、３つの樹脂相４２、４３、４４部のうち、２つの樹脂相４２、４３部が同一のあるいは同種の樹脂相で構成され、繊維外周面４５の互いに異なる位置から渦巻形状に延在されている。このように、実質的に２種類の樹脂相で構成される場合にあっても、渦巻形状に延在される樹脂相部の数は３以上とすることができる。図２（Ｅ）に示す複合繊維５１では、繊維横断面において、３種類の樹脂相５２、５３、５４で形成された各樹脂相部が、それぞれ、繊維外周面５５から中央部に向けて渦巻形状に延在された樹脂相部に形成されている。本実施形態では、３種類の樹脂相５２、５３、５４部のうち、樹脂相５２部が樹脂相５３部によって両側から包まれるような形態で樹脂相５２、５３部がともに実質的に同じ渦巻形状にて延在されている。図２（Ｆ）に示す複合繊維６１では、繊維横断面において、３種類の樹脂相６２、６３、６４で形成された各樹脂相部が、それぞれ、繊維外周面６５から中央部に向けて渦巻形状に延在された樹脂相部に形成されている。本実施形態では、３つの樹脂相６２、６３、６４部のうち、樹脂相６２部と樹脂相６３部が、並行して延びるように、ともに実質的に同じ渦巻形状にて延在されている。図２（Ｇ）に示す複合繊維７１では、繊維横断面において、３種類の樹脂相７２、７３、７４で形成された各樹脂相部が、それぞれ、繊維外周面７５から中央部に向けて渦巻形状に延在された樹脂相部に形成されている。本実施形態では、３種類の樹脂相７２、７３、７４部のうち、樹脂相７２部が樹脂相７３部によって両側から包まれるような形態で樹脂相７２、７３部がともに実質的に同じ渦巻形状にて延在されているとともに、樹脂相７４部が樹脂相７３部によって両側から包まれるような形態で樹脂相７４、７３部がともに実質的に同じ渦巻形状にて延在されている。このように、各樹脂相部が互いに関連した複雑な形態にて渦巻形状にて延在されることが可能であり、本発明で規定した要件を満たす限り、実質的に任意の形態に設計可能である。

本発明に係る複合繊維は、前述したように、各種ブラシを構成するための毛材として好適に適用可能である。ブラシ用毛材に適用する場合には、適用される複合繊維の長手方向一端部または両端部が毛先部として用いられる。このブラシ用毛材の毛先部は、各種形態に形成できる。

例えば、前述の図１（Ａ）、（Ｂ）に示したように、複合繊維１の横断面形態をそのまま繊維長手方向端部まで保持させ、繊維長手方向端部をブラシ用毛材の毛先部としてそのまま使用する形態を採用できる（実施形態１）。また、図３（Ａ）に示すように、ブラシ用毛材８１として、２種類の樹脂相８２、８３からなる複合繊維８４を用いて毛材８１を構成し、複合繊維８４の繊維長手方向の少なくとも一端部（毛先部）を先細りテーパー形状部８５に形成することができる（実施形態２）。先細りテーパー形状部８５の外周面には、２種類の樹脂相８２、８３らせん状に現れて優れた意匠性が発現されるとともに、先細りテーパー形状部８５により、細かい部位、例えば歯間等に対する優れた清掃性が得られる。このような先細りテーパー部８５の形成は、例えば、アルカリ処理により毛材８１の一端部の所定長部分を順次溶解することにより、あるいは機械的な研磨により、形成することができる。先細りテーパー部５をアルカリ処理による溶解あるいは機械的な研磨で形成する場合には、各樹脂相８２、８３を、例えば色調または／および摩擦係数が互いに異なる同種のポリエステル系樹脂、例えば、色調または／および摩擦係数が異なるポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で形成しておけばよい。

また、図３（Ｂ）に示すように、ブラシ用毛材９１は、薬剤、例えばアルカリによっては溶解されない樹脂相９２（例えば、ナイロン（登録商標）Ｎｙからなる樹脂相）と、アルカリによって溶解される他の樹脂相９３（例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）からなる樹脂相）との２種類の樹脂相からなる渦巻型断面複合繊維９４を用いて構成されている。毛材９１の先端部において、繊維長手方向の所定長部位に対してアルカリ処理を施すことにより、樹脂相９３のみを溶解し、樹脂相９２を溶解しないで残すことによって、毛先部で渦巻型の樹脂相９２が繊維長手方向に突き出し（突き出し部９５）、渦巻形状の隣接層間が繊維長手方向に凹んだ溝９６に形成された図示の形態を構成できる（実施形態３）。図３（Ｃ）に示すブラシ用毛材１０１では、２種類の樹脂相１０２、１０３が互いに薬剤溶解速度の異なる渦巻形状に延在された樹脂相からなり、例えば、アルカリ溶解速度のより遅い樹脂相１０２（例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）からなる樹脂相）と、アルカリ溶解速度のより速い他の樹脂相１０３（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる樹脂相）とからなる渦巻型断面複合繊維１０４を用いて構成されている。毛材１０１の先端部において、繊維長手方向の所定長部位に対してアルカリ処理を徐々に施すことにより、溶解速度のより速い他の樹脂相１０３部分を所定長分完全に溶解し、溶解速度のより遅い渦巻型の樹脂相１０２部分を先端側ほど溶解が進むように溶解させつつ全体として先細りのドリル形状に突き出したドリル形状部１０５として残すことにより、図示の毛先部を構成できる（実施形態４）。

例えば上記実施形態１〜４のように構成されたブラシ用毛材が、各種ブラシの作製のために少なくとも一部に使用される。一般に、ブラシ用毛材をブラシ構成部材に植毛する際の方法として、代表的に二種の方法が知られているが、これら二種の方法を、歯ブラシへの使用の場合を例にとって、図４を参照しながら説明する。

図４（Ａ）は、ブラシ用毛材１１１が歯ブラシ構成部材１１２のヘッド部に植毛された歯ブラシ１１３を示しており、このブラシ用毛材１１１の植毛方法として、図４（Ａ）のａ−ａ線に沿う拡大断面図である図４（Ｂ）、（Ｃ）に示すような二種の方法がある。図４（Ｂ）に示す方法では、植毛穴１１４に二つ折りにしたブラシ用毛材１１１を差し込み、平線１１５と称されている固定具でブラシ用毛材１１１を歯ブラシ構成部材１１２に固定する。完成された歯ブラシは、通常、平線歯ブラシと呼ばれている。このような平線歯ブラシでは、予め作製されたブラシ用毛材１１１の両端部がブラシの毛先となる。図４（Ｃ）に示す方法では、歯ブラシ構成部材１１２のヘッド部表面側部材１１２ａの貫通穴１１６にブラシ用毛材１１１の一端部を挿通させ、挿通されたブラシ用毛材１１１の端部に加熱装置(図示略)を当てて焼玉１１７と称されている抜け防止あるいは固定用の塊を形成し、しかる後に、ヘッド部裏面側部材１１２ｂを接合し焼玉１１７を隠して歯ブラシ商品を完成させる。完成された歯ブラシは、通常、無平線歯ブラシと呼ばれている。このような無平線歯ブラシでは、予め作製されたブラシ用毛材１１１の一端部がブラシの毛先となる。したがって、本発明に係るブラシ用毛材が平線歯ブラシに使用される場合には、前述したような毛先部がブラシ用毛材の両端部に形成されることになり、無平線歯ブラシに使用される場合には、前述したような毛先部がブラシ用毛材の一端部に形成されることになる。

上述したような各種の形態例、特に実施形態１〜４について、本発明に係る複合繊維を、ブラシ用毛材、特に歯ブラシ用の毛材に適用した場合の代表的な特徴を表１にまとめた。実施形態１では、実施形態１では、２種類の色調または／および摩擦係数を有する毛先部が得られ、毛先外周面における独特な触感、ストライプ調の優れた見た目（意匠性）が得られる。実施形態２では、実施形態１における優れた意匠性に加えて、歯間等の細かい部位に対する清掃性をより向上できる。実施形態３では、優れたマッサージ効果が得られるとともに、歯表面等に対しても清掃性をより向上でき、エッジ効果(汚れの掻き取り、捕捉)に優れた毛先部が得られる。実施形態４では、歯間や歯表面に対する優れた清掃性とともに、汚れの掻き出し、捕捉効果に特に優れた毛先部となる。また、実施形態３、４のような溝形成タイプでは、例えば、摩擦物が高温になるのを防ぐために冷却を行う場合、高い冷却効果が得られる。なお、表１における○は、対比対象と同等以上の特性を有することを示しており、◎は、対比対象に比べ顕著に優れていることを示している。さらに、表１にはとくに示していないが、前述したように２種の樹脂相の熱的特性差を利用して、加熱により捲縮させれば、実施形態１〜４のいずれの場合にあっても、優れた泡立ち性能が得られた。

以下に、本発明の実施例について説明する。
実施例１〜５、比較例１
［ブラシ用毛材の作製］
原料として、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ、東レ（株）製、“トレコン”（登録商標）１１００ＳＷ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、東レ（株）製、Ｔ７５５Ｍ）、ナイロン６１０（Ｎｙ６１０、東レ（株）製、“アミラン” （登録商標）ＣＭ２００１）、熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ｎｙ１１−ＰＴＭＧ（ポリテトラメチレングリコール）、アルケマ社製“ペバックス”（登録商標）７２Ｒ５３）を推奨される条件にて乾燥し準備した。各樹脂層の組成、色調、樹脂層部の最狭部幅、樹脂層部の数を表２の通りとし、繊維横断面に渦巻形状を有する複合繊維を溶融紡糸した。ここで、樹脂層は溶解速度に差がある場合、溶解速度の速い樹脂層から順にａ層、ｂ層とした。また、樹脂層部の数は、繊維横断面の中心を通る仮想直線が横切る樹脂層部の数の最大値とした。

溶出された繊維を水中で冷却固化させた後、一段目として６０℃の温水中で、二段目として１２０℃乾燥雰囲気中で４．５倍に延伸し、次いで乾熱雰囲気中で弛緩熱セットを実施して複合繊維を得た。この繊維を束径４５ｍｍの直線状に束ねて包装した後、任意の長さにカットした。

次いで先端を先細りテーパー形状に形成した。アルカリ処理にて毛先部を形成した実施例１，２では、カットされた両端面を露出した状態で複合繊維の束を加温した苛性ソーダ溶液に浸漬して、両端部を溶解した。また、機械研磨にて先細りテーパー形状を形成した実施例３，４では、後述の方法にてカットされた複合繊維を歯ブラシに植毛した後、仕上げ加工をＺ．ＳＷＯＲＤ １１６（ザホランスキー社製）を用いて行い、歯ブラシの毛先を先細りテーパー形状に形成した。また、実施例５では、後述の方法にてカットされた複合繊維を植毛した後、毛丈が１３ｍｍとなるように毛先をカットし、バリ取りを行い、続いて歯ブラシを６０℃の乾熱乾燥機中で２時間加熱することにより自己捲縮させた。得られたブラシ用毛材の特徴を表２に示す。

比較例１として、ＰＢＴ繊維を上記同様に苛性ソーダ溶液に浸漬して、両端部を先細りテーパー形状に加工したブラシ用毛材を作製した。

［歯ブラシの作製］
上記の方法で得られたブラシ用毛材を平線式植毛機にセットし、所定の本数（１５〜４０本程度）をピッキングし、平線と共に歯ブラシヘッドの植毛穴に二つ折りにして打ち込んだ。歯ブラシヘッドとしては、植毛穴の直径が１．５ｍｍ、８行４列の植毛部を有するものを用いた。実施例、比較例で作製した歯ブラシの毛丈（ｍｍ）と植毛本数（本／穴）を表２に示す。

得られた各歯ブラシについて、以下の評価を行い、表２に示す結果を得た。
［清掃性評価］
歯列模型にニッシン社製人工プラークを塗布し、５分以上乾燥させた。歯列模型の上面から荷重２３０ｇの力で水を含ませた歯ブラシを押し当て、歯列に沿う方向にストローク幅７０ｍｍ、ストローク速度１８０ｍｍ／ｓｅｃでブラッシングを行った。歯面の評価には歯列模型の奥歯部分上側を、歯間の評価には前歯部分外側を使用した。ナイロン毛歯ブラシにて２０回ブラッシングした時の汚れの残り具合を基準とし、基準に至るまでのブラッシング回数から清掃性を次の式にて算出した。
清掃性＝２０÷（基準に至るまでのブラッシング回数）

［毛開き耐久性評価］
歯ブラシに対して摺動面裏側から垂直に５００ｇの荷重を掛け、３７℃の温水を滴下させた状態でステンレス製の波板に対して歯ブラシの長手方向にストローク幅７０ｍｍ、ストローク速度１８０ｍｍ／ｓｅｃで１０００回摺動運動をさせ、ブラシ部の毛開き率（％）を測定した。毛開き率の算出方法は、初期状態におけるブラシ部の横幅をＡｍｍ、摺動後の横幅をＢｍｍとしたとき、（Ｂ−Ａ）／Ａ×１００％とした。

［触感・泡立ち評価］
成人２０名に３０日間歯ブラシを使用してもらい、次の基準にて回答を求め、平均の点数を評価値とした。
点数 触感 泡立ち
５ 非常に柔らかい 非常に泡立ちが良い
４ 柔らかい 泡立ちが良い
３ ふつう どちらともいえない
２ 硬い 泡立ちが悪い
１ 非常に硬い 非常に泡立ちが悪い

本発明に係る複合繊維は、あらゆる分野に適用でき、とくにブラシに、中でも、歯ブラシ、化粧ブラシ、各種洗浄用ブラシ等に好適なものである。

１ 複合繊維
２、３ 樹脂相
４ 繊維外周面
５ 繊維横断面の中心
６ａ、６ｂ 中心線
１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１ 複合繊維
１２、１３、２２、２３、３２、３３、４２、４３、４４、５２、５３、５４、６２、６３、６４、７２、７３、７４ 樹脂相
１４，２４，３４，４５，５５，６５，７５ 繊維外周面
８１，９１，１０１ ブラシ用毛材
８２、８３，９２，９３，１０２，１０３ 樹脂相
８４，９４，１０４ 複合繊維
８５ 先細りテーパー形状部
９５ 突き出し部
９６ 溝
１０５ ドリル形状部
１１１ ブラシ用毛材
１１２ 歯ブラシ構成部材
１１２ａ ヘッド部表面側部材
１１２ｂ ヘッド部裏面側部材
１１３ 歯ブラシ
１１４ 植毛穴
１１５ 平線
１１６ 貫通穴
１１７ 焼玉

Claims (12)

1. 少なくとも２種類の樹脂相で形成された複合繊維であって、繊維横断面において、前記少なくとも２種類の樹脂相で形成された各樹脂相部が、それぞれ、繊維外周面から中央部に向けて渦巻形状に延在された樹脂相部に形成されており、かつ、該渦巻形状が、繊維横断面の中心を通る仮想直線の少なくとも一つが横切る樹脂相部の数が３以上となる形状に形成されていることを特徴とする複合繊維。
2. 前記複合繊維の直径が０．５〜１５，０００μｍの範囲にある、請求項１に記載の複合繊維。
3. 前記複合繊維の長手方向の少なくとも一端部が先細りテーパー形状に形成されている、請求項１または２に記載の複合繊維。
4. 前記少なくとも２種類の樹脂相が互いに摩擦係数の異なる樹脂相からなる、請求項１〜３のいずれかに記載の複合繊維。
5. 前記少なくとも２種類の樹脂相が互いに色調の異なる樹脂相からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の複合繊維。
6. 前記少なくとも２種類の樹脂相が互いに薬剤溶解速度の異なる樹脂相からなる、請求項１〜５のいずれかに記載の複合繊維。
7. 前記互いに薬剤溶解速度の異なる少なくとも２種類の樹脂相からなる樹脂相部の少なくとも一つが、複合繊維の長手方向の少なくとも一端部で繊維長手方向に突き出している、請求項６に記載の複合繊維。
8. 前記繊維長手方向に突き出している樹脂相部が、ドリル形状に突き出している、請求項７に記載の複合繊維。
9. 前記複合繊維の長手方向の少なくとも一端部で繊維長手方向に突き出している樹脂相部における渦巻形状の隣接層間が、繊維長手方向に凹んだ深さ０．１ｍｍ以上の溝に形成されている、請求項７または８に記載の複合繊維。
10. 前記溝の幅が１０〜３００μｍの範囲にある、請求項９に記載の複合繊維。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の複合繊維から構成され、該複合繊維の長手方向一端部または両端部が毛先部として用いられるブラシ用毛材。
12. 請求項１１に記載のブラシ用毛材が少なくとも一部に使用されているブラシ。

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