WO2017111010A1 - ブラシ用毛材及びそれを用いたブラシ - Google Patents

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WO2017111010A1
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brush
bristle material
tapered
composite fiber
tip
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PCT/JP2016/088359
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French (fr)
Inventor
山本健雄
土岐美鈴
田中庸
柴田剛志
増田正人
松浦知彦
Original Assignee
東レ・モノフィラメント株式会社
東レ株式会社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A46BRUSHWARE
    • A46DMANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D1/00Bristles; Selection of materials for bristles

Definitions

  • the present invention relates to a brush bristle material suitable for various brushes including a toothbrush and a brush using the same.
  • the bristle material for the brush is formed of a monofilament made of a single material up to the hair tip, it may be difficult to satisfy such a requirement. That is, in the case where the hair is made of a single material monofilament up to the hair tip, if the brush bristle material is thickened, the brush becomes stronger and the cleaning effect on the flat surface of the tooth is enhanced, There is a possibility that the cleaning effect between the teeth and the like is lowered, or the feeling of touching the gums becomes too strong, and the gums and the like are easily damaged.
  • the brush hair material is made thinner, the cleaning effect between the teeth is enhanced, but the waist of the brush hair material is weakened over the entire length, the massage effect such as gums is reduced, and the durability of the hair material itself May decrease. Furthermore, since it is formed of a monofilament made of a single material, it is difficult to accurately determine the degree of wear of the hair material by visual observation or the like.
  • an object of the present invention is to pay attention to the problems in the brush as described in Patent Document 1 of the prior art, and particularly to have an excellent cleaning property up to a fine part and to determine a stepwise wear degree. It is possible to provide a bristle material for a brush capable of accurately determining the replacement time step by step and a brush using the same.
  • the bristle material for a brush according to the present invention has a multi-core sheath cross-sectional structure in which the number of resin layers formed of two or more kinds of resins having different color tones is in the range of 3 to 6 layers.
  • One end portion or both end portions in the longitudinal direction of the composite fiber is formed in a tapered shape having a smaller diameter toward the tip side.
  • a bristle material for a brush when used in a brush, one end or both ends in the longitudinal direction of the bristle material made of a composite fiber that forms a hair tip (as described later, the bristle material for a brush is When used for brushes, there are both cases where one end of the bristle becomes the tip of the hair and both ends become the tip of the hair.) Is formed in a tapered taper shape with a smaller diameter toward the tip side. The tip of a sharp hair tip will be formed, and when used as a brush, it has excellent cleaning properties up to fine parts.
  • the composite fiber constituting the brush bristle material is formed of two or more kinds of resins having different color tones and has a multi-core sheath cross-sectional structure in which the number of resin layers is in the range of 3 to 6 layers.
  • a plurality of resin layers appear outside in a state in which a plurality of resin layers are arranged along the tapered side surface in a state where the color tone is different between adjacent resin layers.
  • the color tone of the side surface of the hair tip portion is also changed sequentially.
  • This change in color tone corresponds to the degree of progress of wear from the tip side of the bristle material, so it becomes possible to judge the degree of wear in stages by observing the change in color tone, and thereby It becomes possible to accurately determine the replacement time step by step.
  • the bristle material for brushes according to the present invention it is preferable to make at least one layer opaque in order to clarify the difference in color tone between adjacent resin layers.
  • the method of adding an inorganic particle is preferable.
  • the addition amount of the inorganic particles is preferably in the range of 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.3 to 5% by weight in the composite fiber.
  • the inorganic particles to be added include titanium oxide, silicon oxide, calcium carbonate, silicon nitride, clay, talc, kaolin, and zirconium acid. Among these, titanium oxide, silicon oxide, aluminum oxide, zirconium, etc. Representative metal oxides are preferred.
  • titanium oxide and silicon oxide are particularly preferably used from the viewpoint of dispersibility in the resin.
  • the thickness of one resin layer in the cross section of the composite fiber is preferably in the range of 10 to 300 ⁇ m, more preferably in the range of 15 to 150 ⁇ m.
  • the thickness of each resin layer may be the same or different from each other.
  • the diameter of the composite fiber is preferably in the range of 50 to 1,000 ⁇ m, more preferably in the range of 80 to 500 ⁇ m. If the diameter of the composite fiber is less than 50 ⁇ m, the waist of the composite fiber portion itself when used in a brush becomes too weak, and the cleaning effect may be lowered depending on the application. When the diameter of the composite fiber exceeds 1,000 ⁇ m, the waist of the composite fiber part itself when used for a brush becomes too strong, and depending on the length of the tapered tapered part at the tip, the base of the tapered part There is a possibility that the composite fiber part in the part is strongly pressed against the object to be cleaned and the object to be cleaned is easily damaged.
  • the length in the longitudinal direction of the composite fiber formed in the tapered shape is preferably in the range of 0.5 to 10 mm, more preferably The range is 1 to 5 mm.
  • the length of the tapered portion is shorter than 0.5 mm, it may be difficult to observe the change in color of the side surface of the hair tip accompanying the progress of wear of the above-mentioned hair tip portion, and the formed sharp edge It is difficult to obtain excellent cleaning properties for fine parts such as the teeth between the tips, and it is difficult to obtain a good soft touch.
  • the taper taper shape portion that is weaker at the tip side may become too long, and the taper taper shape portion is deformed too much, and the cleaning effect (for example, entangles dirt). Effect) and massage effects such as gums may be insufficient.
  • the composite fiber having a multi-core sheath cross-sectional structure formed of resin layers of two or more kinds of resins having different color tones is distal at one end or both ends in the longitudinal direction.
  • the tapered portion of the tip is formed by sequentially dissolving a predetermined length range of the tip by, for example, dissolution treatment with a dissolving agent (e.g., alkali treatment). It can be formed.
  • a dissolving agent e.g., alkali treatment
  • each resin layer may be made of the same type of resin, and the color tone of the adjacent resin layer may be set to a different color tone.
  • each resin layer For example, a mode in which two or more types of resins having different color tones constituting each resin layer are made of polyester resins (for example, polybutylene terephthalate) having different color tones can be exemplified.
  • the tapered shape of the tip can be formed by mechanical polishing. In this case, since it is not necessary to consider the sequential dissolution by the dissolution treatment, each resin layer does not need to be made of the same kind of resin.
  • the end portions in the longitudinal direction one end portion or both end portions of the composite fiber having a multi-core sheath cross-sectional structure formed by resin layers of two or more kinds of resins having different colors are provided. It is formed in a tapered shape, and the color tone of the adjacent resin layer is different from each other on the side surface of the tapered portion, but as described above, the color tone of the side surface of the hair tip portion accompanying the progress of wear of the tapered hair tip portion. In order to be able to easily observe the change in the color and to determine the replacement time of the brush more accurately in stages, it is preferable that the resin layers having different color tones appear clearly on the side surface of the tapered portion.
  • the plurality of resin layers are provided concentrically, and in the cross section of the composite fiber, the cross-sectional shape of at least two resin layers is circular (for example, concentric). (Arranged form), or a non-circular square (e.g., a triangle, a quadrangle, or more polygonal) or a closed-loop waveform (as shown in the examples below) It is preferable that the resin layer is formed so as to form a closed loop shape.
  • the present invention also provides a brush in which the brush hair material according to the present invention as described above is used at least in part.
  • the brush according to the present invention determines the progress of wear from the tip side of the hair material formed in a tapered shape as described above in a stepwise manner by observing the change in the color tone of the side surface of the tapered portion. Since the bristle material made possible is used, it becomes possible to accurately determine the brush replacement timing step by step.
  • the tip of the brush is formed in a tapered shape, it has excellent cleaning properties even for fine parts, and it is also possible to obtain a soft tactile sensation due to the tip.
  • it is also suitable as a toothbrush, precision cleaning brush, face washing brush, makeup brush, and the like.
  • a range of 1 to 50 mm is exemplified as a preferable range of bristle length (length from the brush root to the bristles), more preferably The range is 5 to 35 mm.
  • brushes suitable as toothbrushes, precision cleaning brushes, face washing brushes, makeup brushes, etc. are provided. can do.
  • FIG. 1 shows a bristle material for a brush according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 (A) is a schematic side view of one end of the bristle material
  • FIG. 1 (B) is a BB line in FIG. 1 (A).
  • FIG. It is a schematic block diagram which shows the flocking method at the time of using the bristle material for brushes for a toothbrush.
  • It is a schematic side view which shows the progress example of abrasion of the bristle material for brushes of FIG. 1 (A).
  • FIG. 1 (A) shows the progress example of abrasion of the bristle material for brushes of FIG. 1 (A).
  • It is the schematic side view and schematic cross-sectional view which show the various forms of the bristle material for brushes concerning this invention.
  • It is the schematic side view and schematic cross-sectional view which show another various form example of the bristle material for brushes concerning this invention.
  • FIG. 1 shows a bristle material 1 for a brush according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 (A) shows one end of the bristle material 1.
  • the brush bristle material 1 has 3 to 3 resin layers 2a, 2b, and 2c formed of two or more types (two types in this embodiment) of resins having different color tones. It is formed from a composite fiber 3 having a multi-core sheath cross-sectional structure in the range of 6 layers (3 layers in the illustrated example).
  • the resin layers 2a, 2b, and 2c are arranged concentrically, in particular, concentrically as shown in FIG.
  • One end portion or both end portions in the longitudinal direction of the composite fiber 3 (FIG. 1 (A) shows only one end portion of the bristle material 1) is formed in a tapered shape with a smaller diameter toward the tip side ( Tapered tapered part 4).
  • the tapered shape of the tapered portion 4 can be formed by, for example, sequentially dissolving a predetermined length of one end of the bristle material 1 by alkali treatment or by mechanical polishing.
  • the formation resin layer may be formed of the same kind of polyester resin having different color tones, for example, polybutylene terephthalate (PBT) having different color tones.
  • each resin layer 2a, 2b, and 2c is arranged on the side surface of the tapered portion 4 as shown in FIG.
  • the layers 2a, 2b, and 2c appear in a layered manner (as a layer extending in a horizontal stripe pattern) with the color tone of the adjacent resin layers different from each other.
  • the thickness of each layer in the cross section of the composite fiber 3 is set to an appropriate range as described above, such as 10 to 300 ⁇ m, so that it clearly appears on the side surface of the tapered portion 4.
  • the length of the taper tapered portion 4 in the fiber longitudinal direction is also set to an appropriate range as described above, that is, a range of 0.5 to 10 mm.
  • the brush bristle material 1 configured as described above is used at least in part for the production of various brushes.
  • a method for flocking a brush bristle material on a brush component two types of methods are typically known, but these two types of methods are illustrated with reference to the case of use in a toothbrush as an example. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 2 (A) shows a toothbrush 13 in which the brush bristle material 11 is planted on the head part of the toothbrush constituting member 12.
  • FIG. 2 (A) a- There are two types of methods as shown in FIGS. 2B and 2C which are enlarged cross-sectional views along the a line.
  • FIGS. 2B and 2C are two types of methods as shown in FIGS. 2B and 2C which are enlarged cross-sectional views along the a line.
  • the brush bristle material 11 folded in half is inserted into the flock hole 14 and the brush bristle material 11 is fixed to the toothbrush component 12 with a fixture called a flat wire 15. .
  • the completed toothbrush is usually called a flat wire toothbrush.
  • both ends of the brush bristle material 11 prepared in advance are the bristles of the brush.
  • one end portion of the brush bristle material 11 is inserted into the through hole 16 of the head surface side member 12a of the toothbrush constituting member 12, and the end portion of the brush bristle material 11 thus inserted is inserted.
  • a heating device (not shown) is applied to form a lump for preventing or fixing called a roasted ball 17, and after that, the head portion back side member 12b is joined to conceal the roasted ball 17 to complete a toothbrush product.
  • the completed toothbrush is usually called a flat wire toothbrush.
  • one end of the brush bristle material 11 prepared in advance serves as a brush tip.
  • the bristle material 1 for brushes according to the present invention is used for a flat wire toothbrush
  • the above-described tapered taper-shaped portions 4 are formed at both ends of the bristle material 1 for brushes.
  • the tapered portion 4 is formed at one end of the brush bristle material 1.
  • Table 1 summarizes typical characteristics of the above embodiment when applied to a toothbrush.
  • the composite fiber 3 having a multi-core-sheath cross-sectional structure is formed of two or more types of polybutylene terephthalate (PBT) that differ only in color tone, and the tapered end portion of the hair material having a predetermined length is tapered by alkali treatment. 4 was formed.
  • the characteristics of the brush bristle in Table 1 are shown as contrast characteristics with the brush bristle made of nylon (registered trademark) monofilament which is usually a common single material.
  • the stepwise judgment performance is shown as a contrast characteristic with the hair material described in Patent Document 1 described above.
  • a circle in Table 1 indicates that the characteristic is equal to or higher than that of the object to be compared, and an ⁇ indicates that it is significantly superior to the object to be compared.
  • the tapered tapered portion can take various forms. Various forms are illustrated in FIGS. 4 and 5.
  • the brush bristle material 21 shown in FIG. 4 (A) is substantially the same as the form shown in FIG. 1, and has three resin layers 22a, 22b, 22c formed of two types of resins having different color tones.
  • the one end part or both end parts of the composite fiber 23 in the longitudinal direction are formed in a tapered tapered shape part 24 having a smaller diameter toward the front end side.
  • the thickness of the intermediate resin layer 22b is formed slightly larger than that in the form shown in FIG.
  • the brush bristle material 41 shown in FIG. 4C is formed from a composite fiber 43 having a multi-core sheath cross-sectional structure of three resin layers 42a, 42b, and 42c formed of two types of resins having different color tones.
  • one end portion or both end portions in the longitudinal direction of the composite fiber 43 are formed in a tapered tapered portion 44 having a smaller diameter toward the distal end side.
  • the inclination angle of the tapered tapered portion 44 is changed as compared to the forms shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B).
  • a composite fiber 53 having a core-sheath cross-sectional structure of four resin layers 52a, 52b, 52c, and 52d formed of three kinds of resins having different color tones.
  • One end portion or both end portions in the longitudinal direction of the composite fiber 53 are formed in a tapered tapered shape portion 54 having a smaller diameter toward the tip end side.
  • the brush bristle material 61 shown in FIG. 5B is formed from a composite fiber 63 having a multi-core sheath cross-sectional structure of three resin layers 62a, 62b, and 62c formed of two types of resins having different color tones.
  • one end portion or both end portions in the longitudinal direction of the composite fiber 63 are formed in a tapered tapered shape portion 64 having a smaller diameter toward the distal end side.
  • the intermediate resin layer 62b is formed in a triangular resin layer in a cross-sectional shape, and on the side surface, that is, in the tapered tapered portion 64, a shape layer as illustrated with respect to the outside. Appears as The brush bristle material 71 shown in FIG. 5C is formed from a composite fiber 73 having a multi-core sheath cross-sectional structure of three resin layers 72a, 72b, 72c formed of two types of resins having different color tones.
  • one end portion or both end portions in the longitudinal direction of the composite fiber 73 are formed in a tapered tapered shape portion 74 having a smaller diameter toward the distal end side.
  • the intermediate resin layer 72b is formed in a closed loop-shaped resin layer that is wavy and extends in a substantially circular shape. On the side surface, that is, in the tapered tapered portion 74, as shown in FIG. Appears as a shape layer.
  • the composite fiber having the multi-core sheath cross-sectional structure and the tapered tapered portion in the present invention can take various forms, and can be optimally designed according to the application and purpose of use.
  • Examples of the present invention will be described below. Examples 1 to 3, Comparative Example 1 [Production of brush hair] As raw materials, polybutylene terephthalate (PBT, “Toraycon” (registered trademark) 1100SW manufactured by Toray Industries, Inc.), nylon 610 (Ny610, “Amilan” (registered trademark) CM2001 manufactured by Toray Industries, Inc.), thermoplastic polyester elastomer (Toray Industries, Inc.) ⁇ DuPont "Hytrel” (registered trademark) 7247) was prepared by drying under recommended conditions. Table 2 shows the composition, color tone, thickness of the resin layer, and the number of resin layers of each resin layer (a layer, b layer, c layer,...
  • the composite fiber having a multi-core sheath cross-sectional structure was melt spun. After the eluted fiber was cooled and solidified in water, it was stretched 4.5 times in 60 ° C warm water as the first step and 120 ° C in a dry atmosphere as the second step, and then relaxed heat set in a dry heat atmosphere To obtain a composite fiber. Table 2 shows the structure of the obtained composite fiber.
  • the above composite fibers were bundled in a straight line with a bundle diameter of 45 mm and packaged, and then cut into an arbitrary length.
  • the tip was tapered to form a taper shape.
  • the bundle of the composite fibers was immersed in a heated caustic soda solution in a state where both the cut end faces were exposed, and the both ends were dissolved. Both ends were tapered and formed into a tapered shape.
  • Examples (Examples 2 and 3) in which a taper taper shape was formed by mechanical polishing the composite fiber cut by the method described later was implanted in a toothbrush, and then the finishing process was performed in Z.
  • SWORD 116 manufactured by Zahoranski Co., Ltd.
  • Table 2 shows the characteristics of the obtained brush hair material.
  • a PBT fiber was dipped in a caustic soda solution in the same manner as described above, and a bristle material for a brush having both ends tapered and tapered by alkali treatment was produced.
  • the brush bristle material obtained by the above method was set in a flat wire type flocking machine, a predetermined number (about 15 to 40) was picked, and folded into the flock hole of the toothbrush head along with the flat wire and driven. .
  • a predetermined number about 15 to 40
  • As the toothbrush head one having a flocked portion with a diameter of 1.5 mm and 8 rows and 4 columns was used.
  • Table 2 shows the bristle length (mm) and the number of flocks (lines / hole) of the toothbrushes produced in Examples and Comparative Examples.
  • the present invention can be applied to all brushes, and is particularly suitable for toothbrushes, precision cleaning brushes, face washing brushes, makeup brushes, and the like.

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Abstract

色調の異なる2種類以上の樹脂で形成された樹脂層の数が3~6層の範囲にある多重芯鞘横断面構造を有する複合繊維の長手方向一端部または両端部が、先端側ほど小径となる先細りテーパー形状に形成されていることを特徴とするブラシ用毛材、およびそれを用いたブラシ。細かい部位までの優れた清掃性を有するとともに、段階的な磨耗度合の判断を行うことが可能で、ブラシの交換時期を段階的に的確に判断することが可能なブラシ用毛材と、それを用いたブラシを提供できる。

Description

ブラシ用毛材及びそれを用いたブラシ
 本発明は、歯ブラシを含む各種ブラシに好適なブラシ用毛材及びそれを用いたブラシに関する。
 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いる。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、歯間のような細かい箇所まで良好に清掃可能な毛先による優れた清掃効果を有することが望まれるとともに、消費者において、毛材の磨耗によるブラシの交換時期が判断できると非常に便利である。
 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等に対する清掃効果は高められるが、逆に、歯間等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やすくなるおそれがある。また、ブラシ用毛材を細くすれば、歯間等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。さらに、単一の材質のモノフィラメントで形成されているため、毛材の磨耗の度合を目視等により的確に判断することは難しい。
 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。
 毛材の磨耗の度合を目視等により判断することが可能な歯ブラシとして、例えば特許文献1に記載されているように、毛材表面を染色し、染色部分が磨滅することにより、毛先の色が変化し交換時期を知らせるようにした歯ブラシが知られている。しかし、この特許文献1に記載されている歯ブラシにおいては、毛材の先端から毛材長手方向に磨滅が進行した場合、必ずしも予定した色の変化が得られるとは限らない。毛材の径方向に磨滅が進行した場合には、毛材表面の染色層が消滅した時に色の変化は得られるが、色の変化が得られたとしても、段階的な磨耗度合の判断はできないので、交換時期を的確にかつ段階的に判断することは困難である。さらに、特許文献1に記載されている歯ブラシでは、毛材が毛先まで実質的に同じ太さであるので、毛先による細かい部位までの優れた清掃性は期待できない。
特開平2-152406号公報
 そこで本発明の課題は、従来の特許文献1に記載されているようなブラシにおける問題点に着目し、とくに細かい部位までの優れた清掃性を有するとともに、段階的な磨耗度合の判断を行うことが可能で交換時期を段階的に的確に判断することが可能なブラシ用毛材と、それ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、本発明に係るブラシ用毛材は、色調の異なる2種類以上の樹脂で形成された樹脂層の数が3~6層の範囲にある多重芯鞘横断面構造を有する複合繊維の長手方向一端部または両端部が、先端側ほど小径となる先細りテーパー形状に形成されていることを特徴とするものからなる。
 このような本発明に係るブラシ用毛材においては、ブラシに使用された場合に毛先を形成する複合繊維からなる毛材の長手方向一端部または両端部(後述の如く、ブラシ用毛材がブラシに使用される際、毛材の一端部が毛先になる場合と両端部が毛先になる場合の両方がある。)が、先端側ほど小径となる先細りテーパー形状に形成されているので、尖鋭な毛先の先端が形成されることになり、ブラシとして使用された場合に細かい部位までの優れた清掃性を有する。そして、このブラシ用毛材を構成する複合繊維が、色調の異なる2種類以上の樹脂で形成され、樹脂層の数が3~6層の範囲にある多重芯鞘横断面構造を有するので、上記先細りテーパー形状の毛先部においては、隣接樹脂層間で色調が異なった状態にて複数の樹脂層がテーパー形状の側面に沿って複数配列された状態で外部に現れることになる。ブラシの使用期間に応じて、このような毛材の先端側から毛材長手方向に磨耗が進行した場合、側面から見たときの毛材先端に位置する樹脂層は、上記樹脂層の配列に基づいて順次変化していき、この樹脂層の変化によって毛先部の側面の色調も順次変化する。この色調の変化は、毛材の先端側からの磨耗の進行度合に対応したものであるから、該色調の変化の観察によって磨耗度合を段階的に判断することが可能になり、それによってブラシの交換時期を段階的に的確に判断することが可能になる。
 上記本発明に係るブラシ用毛材においては、隣接樹脂層の色調の差をより明確にするために、少なくとも1層を不透明にすることが好ましい。不透明にする方法としては特に限定されないが、無機粒子を添加する方法によることが好ましい。無機粒子の添加量としては、複合繊維中0.1~10重量%、さらには0.3~5重量%の範囲が好ましい。添加する無機粒子の種類としては、酸化チタン、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、チッ化ケイ素、クレー、タルク、カオリン、ジルコニウム酸等が例示でき、これらの中でも酸化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、ジルコニウムなどに代表される金属酸化物が好ましい。さらに、樹脂中への分散性の点からは、酸化チタン、酸化ケイ素が特に好ましく用いられる。
 上記本発明に係るブラシ用毛材においては、上記複合繊維の横断面における一つの樹脂層の厚みは、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。各樹脂層の厚みは同一でも、互いに異なっていてもよい。一つの樹脂層の厚みが上記のような適切な範囲にあることにより、上述のテーパー形状の毛先部の磨耗の進行に伴う毛先部側面の色調の変化を容易に観察できるようになり、ブラシの交換時期を段階的により的確に判断することが可能になる。
 また、本発明に係るブラシ用毛材においては、上記複合繊維の直径としては、50~1,000μmの範囲にあることが好ましく、より好ましくは、80~500μmの範囲である。複合繊維の径が50μm未満であると、ブラシに使用される際の複合繊維部自身の腰が弱くなりすぎ、用途によっては清掃効果が低下するおそれがある。複合繊維の径が1,000μmを超えると、ブラシに使用される際の複合繊維部自身の腰が強くなりすぎ、先端部の先細りテーパー形状部の長さにもよるが、テーパー形状部の根元部における複合繊維部が被清掃物側に強く押し付けられて被清掃物を傷つけやすくなるおそれがある。
 また、本発明に係るブラシ用毛材においては、上記先細りテーパー形状に形成されている上記複合繊維の長手方向長さとしては、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。先細りテーパー形状部の長さが0.5mmよりも短いと、上述の毛先部の磨耗の進行に伴う毛先部側面の色調の変化の観察が難しくなることがあるとともに、形成された尖鋭な先端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。先細りテーパー形状部の長さが10mmよりも長いと、先端側程腰の弱い先細りテーパー形状部が長くなりすぎるおそれがあり、先細りテーパー形状部が変形しすぎて清掃効果(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、本発明に係るブラシ用毛材においては、色調の異なる2種類以上の樹脂の樹脂層で形成された多重芯鞘横断面構造を有する複合繊維は、その長手方向一端部または両端部において先端部が先細りテーパー形状に形成されるが、この先端部の先細りテーパー形状は、例えば、先端部の所定長さ範囲を溶解用薬剤による溶解処理(例えば、アルカリ処理)によって順次溶解していくことで形成可能である。この場合、例えば、各樹脂層は同種の樹脂で構成し、隣接樹脂層の色調を互いに異なる色調に設定すればよい。例えば、各樹脂層を構成する色調が互いに異なる2種類以上の樹脂が色調の異なるポリエステル系樹脂(例えば、ポリブチレンテレフタレート)からなる形態を例示できる。ただし、先端部の先細りテーパー形状の形成は、機械的な研磨によっても可能である。この場合には、溶解処理により順次溶解させることは考慮しなくてもよいので、各樹脂層が同種の樹脂で構成される必要はない。
 また、本発明に係るブラシ用毛材においては、色調の異なる2種類以上の樹脂の樹脂層で形成された多重芯鞘横断面構造を有する複合繊維の長手方向一端部または両端部における先端部が先細りテーパー形状に形成され、テーパー形状部の側面において、隣接樹脂層の色調が互いに異なる色調とされるが、前述の如く、テーパー形状の毛先部の磨耗の進行に伴う毛先部側面の色調の変化を容易に観察でき、ブラシの交換時期を段階的により的確に判断することを可能にするためには、色調が互いに異なる樹脂層がテーパー形状部の側面に明瞭に現れることが好ましく、また、ブラシの交換時期の段階的な判断をより用意に行うためには、テーパー形状部の側面に適切な層状の形状で現れることが好ましい。これを達成するためには、上記複数の樹脂層が同心状に設けられており、かつ、上記複合繊維の横断面において、少なくとも2つの樹脂層の横断面形状が円状(例えば、同心円状に配置された形態)、あるいは円状以外の角形(例えば、三角形や四角形、さらにはそれ以上の多角形)または閉ループ状波形(後述の例に示すように、横断面において波打ちながら円状やその他の閉ループ形状を形成するように樹脂層を延在させた形態)に形成されていることが好ましい。
 本発明は、上記のような本発明に係る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、上述したようにテーパー形状に形成された毛材の先端側からの磨耗の進行度合をテーパー形状部の側面の色調の変化の観察によって段階的に判断することを可能にした毛材が使用されるので、それによってブラシの交換時期を段階的に的確に判断することが可能になる。また、ブラシの毛先部が先細りテーパー形状に形成されることになるので、細かい部位に対しても優れた清掃性を兼ね備え、しかもその毛先部によるソフトな触感を得ることも可能であるので、特に歯ブラシ、精密洗浄用のブラシ、洗顔ブラシ、化粧ブラシ等としても好適である。
 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、特に、ブラシの交換時期を段階的に的確に判断することが可能なブラシ用毛材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、精密洗浄用のブラシ、洗顔ブラシ、化粧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ブラシ用毛材を示しており、図1(A)は毛材の一端部の概略側面図、図1(B)は図1(A)のB-B線に沿う概略横断面図である。 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。 図1(A)のブラシ用毛材の磨耗の進行例を示す概略側面図である。 本発明に係るブラシ用毛材の各種形態例を示す概略側面図および概略横断面図である。 本発明に係るブラシ用毛材のさらに別の各種形態例を示す概略側面図および概略横断面図である。
 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ブラシ用毛材1を示しており、図1(A)は該毛材1の一端部を示している。ブラシ用毛材1は、図1(B)に示すように、色調の異なる2種類以上の(本実施形態では2種類の)樹脂で形成された樹脂層2a、2b、2cの数が3~6層の範囲にある(図示例では3層の)多重芯鞘横断面構造を有する複合繊維3から形成されている。本実施形態では、各樹脂層2a、2b、2cは、同心状に、特に図1(B)に示すように同心円状に、配置されている。この複合繊維3の長手方向一端部または両端部が(図1(A)は該毛材1の一端部のみを示している。)、先端側ほど小径となる先細りテーパー形状に形成されている(先細りテーパー形状部4)。この先細りテーパー形状部4のテーパー形状は、例えば、アルカリ処理により毛材1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。アルカリ処理による溶解で形成する場合には、色調が互いに異なる同種のポリエステル系樹脂、例えば、色調の異なるポリブチレンテレフタレート(PBT)で形成樹脂層を形成しておけばよい。上記の如く各樹脂層2a、2b、2cは複合繊維3の横断面において同心円状に配置されているので、先細りテーパー形状部4の側面には、図1(A)に示すように、各樹脂層2a、2b、2cが、隣接樹脂層の色調が互いに異なる状態で、外部に対して層状に(横方向に縞状に延びる層として)現れる。複合繊維3の横断面における各層の厚みは、テーパー形状部4の側面に明確に現れるように、前述の如き適切な範囲、10~300μmの範囲に設定されている。また、この先細りテーパー形状部4の繊維長手方向の長さも、前述の如き適切な範囲、0.5~10mmの範囲に設定されている。
 上記のように構成されたブラシ用毛材1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2を参照しながら説明する。
 図2(A)は、ブラシ用毛材11が歯ブラシ構成部材12のヘッド部に植毛された歯ブラシ13を示しており、このブラシ用毛材11の植毛方法として、図2(A)のa-a線に沿う拡大断面図である図2(B)、(C)に示すような二種の方法がある。図2(B)に示す方法では、植毛穴14に二つ折りにしたブラシ用毛材11を差し込み、平線15と称されている固定具でブラシ用毛材11を歯ブラシ構成部材12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11の両端部がブラシの毛先となる。図2(C)に示す方法では、歯ブラシ構成部材12のヘッド部表面側部材12aの貫通穴16にブラシ用毛材11の一端部を挿通させ、挿通されたブラシ用毛材11の端部に加熱装置(図示略)を当てて焼玉17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12bを接合し焼玉17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11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1が平線歯ブラシに使用される場合には、上述した先細りテーパー形状部4はブラシ用毛材1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、テーパー形状部4はブラシ用毛材1の一端部に形成されることになる。
 上記実施形態に係るブラシ用毛材1を使用したブラシにおいては、前述したように、ブラシに使用された場合に毛先を形成する複合繊維3からなる毛材1の長手方向一端部または両端部が、先細りテーパー形状部4に形成されているので、尖鋭な毛先の先端が形成されることになり、ブラシとして使用された場合に細かい部位までの優れた清掃性を有する。そして、先細りテーパー形状部4には、隣接層間で互いに色調の異なる樹脂層2a、2b、2cが層状に現れているので、例えば図3(A)から(C)に示すように、ブラシの使用期間に応じて、毛材1の先端側から毛材長手方向に磨耗が進行した場合、側面から見たとき、つまり、先細りテーパー形状部4を側面から見たとき、そこに現れていた樹脂層2a、2b、2cが毛材先端側から順次磨耗、消滅していくことになり、その磨滅に伴う毛材先端部の変化により、毛材先端側における色調も順次変化する。この色調の変化は、毛材の先端側からの磨耗の進行度合に対応したものであるから、該色調の変化の観察によって磨耗度合を段階的に判断することが可能になり、それによってブラシの交換時期を段階的に的確に判断することが可能になる。
 上記実施形態について、歯ブラシに適用した場合の代表的な特徴を表1にまとめた。上記実施形態では、多重芯鞘横断面構造を有する複合繊維3を色調のみが異なる2種類以上のポリブチレンテレフタレート(PBT)で形成し、所定長の毛材先端部にアルカリ処理で先細りテーパー形状部4を形成した。表1におけるブラシ用毛材の特性は、通常一般の単一の材質のナイロン(登録商標)のモノフィラメントで形成されたブラシ用毛材との対比特性として示してあり、毛材磨耗によるブラシの交換時期に段階的な判断性能に関しては、前述の特許文献1に記載の毛材との対比特性として示してある。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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 本発明に係るブラシ用毛材においては、とくに上記先細りテーパー形状部は各種形態を採り得る。図4、図5に各種形態を例示する。
 図4(A)に示すブラシ用毛材21は、実質的に図1に示した形態と同じものであり、色調の異なる2種類の樹脂で形成された3層の樹脂層22a、22b、22cの多重芯鞘横断面構造を有する複合繊維23から形成されており、複合繊維23の長手方向一端部または両端部が、先端側ほど小径となる先細りテーパー形状部24に形成されている。本実施形態では、中間の樹脂層22bの厚みが、図1(B)に示した形態に比べ若干大きく形成されている。図4(B)に示すブラシ用毛材31では、色調の異なる2種類の樹脂で形成された5層の樹脂層32a、32b、32c、32d、32eの芯鞘横断面構造を有する複合繊維33から形成されており、複合繊維33の長手方向一端部または両端部が、先端側ほど小径となる先細りテーパー形状部34に形成されている。図4(C)に示すブラシ用毛材41では、色調の異なる2種類の樹脂で形成された3層の樹脂層42a、42b、42cの多重芯鞘横断面構造を有する複合繊維43から形成されており、複合繊維43の長手方向一端部または両端部が、先端側ほど小径となる先細りテーパー形状部44に形成されている。本実施形態では、先細りテーパー形状部44の傾斜角が、図4(A)、図4(B)に示した形態に比べ変更されている。
 また、図5(A)に示すブラシ用毛材51では、色調の異なる3種類の樹脂で形成された4層の樹脂層52a、52b、52c、52dの芯鞘横断面構造を有する複合繊維53から形成されており、複合繊維53の長手方向一端部または両端部が、先端側ほど小径となる先細りテーパー形状部54に形成されている。図5(B)に示すブラシ用毛材61では、色調の異なる2種類の樹脂で形成された3層の樹脂層62a、62b、62cの多重芯鞘横断面構造を有する複合繊維63から形成されており、複合繊維63の長手方向一端部または両端部が、先端側ほど小径となる先細りテーパー形状部64に形成されている。本実施形態では、中間の樹脂層62bが横断面形状にて三角形の樹脂層に形成されており、側面においては、つまり、先細りテーパー形状部64においては、外部に対して図示のような形状層として現れる。図5(C)に示すブラシ用毛材71では、色調の異なる2種類の樹脂で形成された3層の樹脂層72a、72b、72cの多重芯鞘横断面構造を有する複合繊維73から形成されており、複合繊維73の長手方向一端部または両端部が、先端側ほど小径となる先細りテーパー形状部74に形成されている。本実施形態では、中間の樹脂層72bが波状で略円形に延びる閉ループ形状の樹脂層に形成されており、側面においては、つまり、先細りテーパー形状部74においては、外部に対して図示のような形状層として現れる。
 このように、本発明における多重芯鞘横断面構造を有する複合繊維および先細りテーパー形状部としては種々の形態を採り得、用途や使用目的に応じて、最適な設計をすることが可能である。
 以下に、本発明の実施例について説明する。
実施例1~3、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)、ナイロン610(Ny610、東レ(株)製“アミラン” (登録商標)CM2001)、熱可塑性ポリエステルエラストマー(東レ・デュポン社製“ハイトレル”(登録商標)7247)を推奨される条件にて乾燥し準備した。各樹脂層(横断面中心部から順にa層、b層、c層、・・・と表す。a層は円形中心部)の組成、色調、樹脂層の厚み、樹脂層の数を表2の通りとし、多重芯鞘横断面構造を有する複合繊維を溶融紡糸した。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。得られた複合繊維の構成を表2に示す。
 上記複合繊維を束径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。アルカリ処理にて先細りテーパー形状を形成した実施例(実施例1)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、両端を先細りテーパー形状に形成した。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(実施例2、3)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。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、アルカリ処理にて両端部を先細りテーパー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。
[交換時期判断性能評価]
 上記毛開き耐久性の評価と同様の条件で、ストローク回数1000回ごとに歯ブラシ側面の毛先を肉眼で観察し、先端の色調が変化するまでのストローク回数を記録した。また、色調が2回変化するまでを観察した。
[使用感評価]
 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
   5    非常に柔らかい
   4    柔らかい
   3    ふつう
   2    硬い
   1    非常に硬い
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 本発明は、あらゆるブラシに適用でき、特に、歯ブラシ、精密洗浄用ブラシ、洗顔ブラシ、化粧ブラシ等に好適なものである。
1、21 ブラシ用毛材
2a、2b、2c 樹脂層
3 複合繊維
4 先細りテーパー形状部
11 ブラシ用毛材
12 歯ブラシ構成部材
12a ヘッド部表面側部材
12b ヘッド部裏面側部材
13 歯ブラシ
14 植毛穴
15 平線
16 貫通穴
17 焼玉
21、31、41、51、61、71 ブラシ用毛材
22a、22b、22c、32a、32b、32c、32d、32e、42a、42b、42c、52a、52b、52c、52d、62a、62b、62c、72a、72b、72c 樹脂層
23、33、43、53、63、73 複合繊維
24、34、44、54、64、74 先細りテーパー形状部

Claims (6)

  1.  色調の異なる2種類以上の樹脂で形成された樹脂層の数が3~6層の範囲にある多重芯鞘横断面構造を有する複合繊維の長手方向一端部または両端部が、先端側ほど小径となる先細りテーパー形状に形成されていることを特徴とするブラシ用毛材。
  2.  前記複合繊維の横断面における一つの樹脂層の厚みが10~300μmの範囲にある、請求項1に記載のブラシ用毛材。
  3.  前記先細りテーパー形状に形成されている前記複合繊維の長手方向長さが0.5~10mmの範囲にある、請求項1または2に記載のブラシ用毛材。
  4.  前記2種類以上の樹脂が色調の異なるポリエステル系樹脂からなる、請求項1~3のいずれかに記載のブラシ用毛材。
  5.  前記複数の樹脂層が同心状に設けられており、かつ、前記複合繊維の横断面において、少なくとも2つの樹脂層の横断面形状が円状、あるいは円状以外の角形または閉ループ状波形に形成されている、請求項1~4のいずれかに記載のブラシ用毛材。
  6.  請求項1~5のいずれか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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