歯ブラシ
【課題】歯ブラシとしての硬さや耐久性、使用感などに優れ、植毛台に植設したフィラメントが抜け難く、しかもステイン除去性能を向上可能な歯ブラシを提供する。
【解決手段】複数の毛束を植毛台に植設してなるブラシ部を有する歯ブラシであって、毛束を構成するフィラメントとして、合成樹脂繊維からなる芯部２と、芯部２に一体に被覆した鞘部３であって、芯部２を構成する合成樹脂と相溶性を有するエラストマーからなる鞘部３とを有し、長さ方向と直交する横断面を４角形状となした芯鞘複合フィラメント１を含む毛束を用いた。植毛台の中央部側に植設される毛束として、芯鞘複合フィラメント１を複数本束ねてなる毛束を用い、植毛台の外周側に植設される毛束として、硬質合成樹脂からなるモノフィラメントを複数本束ねてなる毛束を用いた。
【解決手段】複数の毛束を植毛台に植設してなるブラシ部を有する歯ブラシであって、毛束を構成するフィラメントとして、合成樹脂繊維からなる芯部２と、芯部２に一体に被覆した鞘部３であって、芯部２を構成する合成樹脂と相溶性を有するエラストマーからなる鞘部３とを有し、長さ方向と直交する横断面を４角形状となした芯鞘複合フィラメント１を含む毛束を用いた。植毛台の中央部側に植設される毛束として、芯鞘複合フィラメント１を複数本束ねてなる毛束を用い、植毛台の外周側に植設される毛束として、硬質合成樹脂からなるモノフィラメントを複数本束ねてなる毛束を用いた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯表面のステイン除去（着色除去）に好適に利用可能な歯ブラシに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歯ブラシ用フィラメントとして、単一の合成樹脂材料からなり、長さ方向と直交する横断面形状を長方形状に形成して、フィラメントと歯表面との面接触の接触面積を大きく設定することによって、ステイン除去性能を高めたもの（例えば、特許文献１参照。）や、ポリアミド製の極細繊維からなる毛をゴム層で被覆してなる芯鞘複合フィラメントを用い、歯茎への刺激を少なくしたものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
また、横断面が円形以外の芯鞘複合フィラメントとして、芯部／鞘部の組合せとして、ポリエチレンテレフタレート／ポリブチレンテレフタレート（以下、ＰＢＴと称する。）、ポリエステルエラストマー／ＰＢＴ、ポリプロピレンテレフタレート／ＰＢＴ、ポリエチレンナフタレート／ＰＢＴ、ポリエステルエラストマー／ポリエチレンテレフタレートなどからなり、繊維の長さ方向と直交する芯部の断面形状を星形や八葉形などに形成し、繊維の長さ方向と直交する鞘部の断面形状を三角形や正方形や八葉形に形成したもの（例えば、特許文献３参照。）や、導電性粒子を含有するポリエステルからなる導電性ポリマーを鞘成分とし、ポリエチレンテレフタレートからなる非導電性ポリマーを芯成分とし、繊維の長さ方向と直交する芯部の断面形状を円形や三角形に形成し、繊維の長さ方向と直交する鞘部の断面形状を３角形や４角形としたもの（例えば、特許文献４参照。）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３１３９４６号公報
【特許文献２】特開平５−１２３２２２号公報
【特許文献３】特開２００９−８９９２０号公報
【特許文献４】特開２００４−２２５２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、歯表面のステイン除去のメカニズムは、現時点ではまだ明確ではないが、特許文献１記載のように、フィラメントの長さ方向と直交する横断面形状を長方形状に形成することで、効率的に除去できることが知られている。しかし、特許文献１記載のように、フィラメントとして単一の合成樹脂材料からなるものを用いると、ステイン除去性能は改善できるものの、歯ブラシとしての適度な硬さが得られなかったり、歯ブラシの毛先が広がり易くなって耐久性が低下したり、ブラッシング時における使用感が低下したりするという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、歯ブラシとしての硬さや耐久性、使用感などに優れ、植毛台に植設したフィラメントが抜け難く、しかもステイン除去性能を向上可能な歯ブラシを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る歯ブラシは、複数の毛束を植毛台に植設してなるブラシ部を有する歯ブラシであって、前記毛束を構成するフィラメントとして、合成樹脂繊維からなる芯部と、前記芯部に一体に被覆した鞘部であって、前記芯部を構成する合成樹脂と相溶性を有するエラストマーからなる鞘部とを有し、長さ方向と直交する横断面を４角形状となした芯鞘複合フィラメントを含む毛束を用いたものである。
【０００８】
この歯ブラシでは、ブラシ部を構成するフィラメントとして、長さ方向と直交する横断面が４角形状の芯鞘複合フィラメントを用いているので、ステイン除去性能を十分に確保することができる。ステイン除去のメカニズムは、現時点ではまだ明確ではないが、本発明のように横断面が４角形状の芯鞘複合フィラメントを用いることで、歯表面と芯鞘複合フィラメントとの面接触の接触面積を大きく設定したり、横断面が４角形状の芯鞘複合フィラメントの角部で歯表面が強く擦られたり、ゴム弾性を有するエラストマーを歯表面に擦り付けたりすることで、効率良く除去できるものと推定できる。また、本発明では、芯鞘複合フィラメントの鞘部をエラストマーで構成しているので、歯磨き剤に含まれる微細な研磨粒子が、芯鞘複合フィラメントと歯表面間に挟持されたときに、エラストマーにくい込んで保持されながら、歯表面に擦り付けられることによっても、歯垢やステインを効率良く除去できる。しかも、エラストマーにより、芯鞘複合フィラメント同士の摩擦抵抗及び芯鞘複合フィラメントと植毛台との摩擦抵抗が大きくなるので、植毛台に植設した芯鞘複合フィラメントの引き抜き強度を向上できる。
【０００９】
また、芯部を合成樹脂繊維で構成しているので、この芯部の材質や直径などを適正に調整することで、歯ブラシとして利用可能な適度な硬さの芯鞘複合フィラメントを得ることができる。また、芯鞘複合フィラメントが角張ったものとなるので、その分歯肉や口腔内との接触による刺激が強くなるが、芯鞘複合フィラメントの外周部がエラストマーで被覆されているので、該刺激を抑制して、使用感も向上できる。しかも、合成樹脂製の芯部をエラストマーからなる鞘部で被覆することにより、合成樹脂繊維に対する水の影響を減少させ、ブラシの毛先が広がって耐久性が低下するという問題も改善できる。
【００１０】
（請求項２，３）
ここで、前記芯鞘複合フィラメントにおける、前記芯部がポリエステル系の合成樹脂繊維からなり、前記鞘部がサーモプラスチックエラストマー（ＴＰＥ）からなることが好ましく、特に前記芯鞘複合フィラメントにおける、前記芯部がポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）からなり、前記鞘部がポリエステル系のサーモプラスチックエラストマー（ＴＰＥ）からなることが好ましい実施の形態である。芯部を構成する合成樹脂材料として、ポリブチレンテレフタレートを用いることで、芯鞘複合フィラメントの毛腰を十分に確保でき、この芯鞘複合フィラメントを歯ブラシのフィラメントとして好適に利用できる。また、サーモプラスチックエラストマーは、芯部を構成する合成樹脂材料と同時押出し成形により芯鞘繊維を容易に製作できるので好ましい。
【００１１】
（請求項４）
前記芯鞘複合フィラメントの横断面の一辺が、０．１４〜０．３０ｍｍであることが好ましい実施の形態である。芯鞘複合フィラメントの横断面の一辺が、０．１４ｍｍ未満の場合には、歯ブラシとして適当な硬さが得られず、耐久性にも劣り、十分なステイン除去効果が得られないという問題がり、０．３０ｍｍを超える場合には、歯ブラシとして硬すぎたり、使用感が悪くなるという問題があるので、芯鞘複合フィラメントの横断面の一辺は、０．１４〜０．３０ｍｍに設定することが好ましい。
【００１２】
（請求項５）
前記芯鞘複合フィラメントにおける、前記芯部の長さ方向と直交する断面形状が円形状であることが好ましい。芯部の断面形状は、任意に設定できるが、前述したように、芯部は主に芯鞘複合フィラメントの硬さを確保するものなので、断面円形に構成して、芯鞘複合フィラメントの硬さ、即ち毛腰を全周にわたって一様に設定することが好ましい。
【００１３】
（請求項６）
前記芯部の直径は０．１２〜０．２７ｍｍに設定することが好ましい実施の形態である。前記芯部の直径は、０．１２ｍｍ未満の場合には、耐久性が低下するので、０．１２ｍｍ以上に設定することが好ましい。また、芯部の直径の上限値は、芯鞘複合フィラメントが硬くなりすぎて使用感が低下しないように、０．２７ｍｍ以下に設定することが好ましい。
【００１４】
（請求項７）
前記植毛台において、歯ブラシの長手方向において相隣り合う植毛孔の中心が歯ブラシの長手方向と平行な直線上に配置されていない部分を有することが好ましい実施の形態である。毛束は植毛台に対して整列形態（マトリックス状）に配置させることも可能であるが、バス法やローリング法でブラッシングしたときに、フィラメント密度が低くなる隣接する毛束間が歯表面の同一箇所を摺動することになり、該部分における磨き残し部分が発生したり、ステイン除去能が低下したりするので、前記植毛台に対して毛束を千鳥形態に植設し、歯表面を一様にブラッシングできるように構成することが好ましい実施の形態である。なお、植毛台に対する毛束（植毛孔）の配列形態としては、歯ブラシの長手方向（以下、行方向という）と、それと直交する方向（以下、列方向という）に関して、行方向において相隣り合う植毛孔の中心が、歯ブラシの長手方向と平行な直線上に配置されない千鳥状や、行方向において相隣り合う植毛の中心が、歯ブラシの長手方向と平行な直線上に配置される整列状や、千鳥状と整列状を併用した複合状に配列することができる。本明細書では、整列状と千鳥状とを併用した複合状の配列形態であっても、整列状の植毛孔を連続して３列以上備えている場合には、整列状の配列形態と合わせて整列形態と総称し、整列状の植毛孔が連続して２列以下の場合には千鳥状の配列形態と合わせて千鳥形態と総称するものとする。
【００１５】
前記ブラシ部の植毛密度が１６〜２１（植毛孔個数／ｃｍ2）であることも好ましい実施の形態である。植毛密度は、１６（植毛孔個数／ｃｍ2）よりも小さいと、ステイン除去力が不十分になる恐れがあり、２１（植毛孔個数／ｃｍ2）を超えるとブラシが硬くなって使用感が低下するので、１６〜２１（植毛孔個数／ｃｍ2）に設定することが好ましい。
【００１６】
前記ブラシ部の毛丈が８．５〜１２ｍｍであることも好ましい。毛丈は、８．５ｍｍ未満の場合には毛腰が強くなりすぎて使用感が低下し、１２ｍｍを超えると毛腰が弱くなりすぎて使用感が低下するとともに刷掃効果が低下するので、８．５〜１２ｍｍに設定することが好ましい。
【００１７】
（請求項８）
前記芯鞘複合フィラメントにおける、前記鞘部の外面を緩やかに内側へ窪んだ凹面状に形成することも好ましい実施の形態である。この場合には、鞘部の外面の窪んだ部分に歯磨き剤を保持できるので、歯磨き剤を十分に歯表面に擦りつけながら効率的に歯表面を清掃することができる。
【００１８】
（請求項９）
前記植毛台の中央部側に植設される毛束として、前記芯鞘複合フィラメントを複数本束ねてなる毛束を用い、前記植毛台の外周側に植設される毛束として、硬質合成樹脂からなるモノフィラメントを複数本束ねてなる毛束を用いることが好ましい実施の形態である。このように構成することで、芯鞘複合フィラメントによりステイン除去力を向上しつつ、硬質合成樹脂からなるモノフィラメントにより、使用感に影響を与えずブラシ強度を調整でき、利用者の嗜好性に応じた多様な硬さの歯ブラシを設計できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る歯ブラシによれば、ブラシ部を構成するフィラメントとして、長さ方向と直交する横断面が４角形状の芯鞘複合フィラメントを用いているので、ステイン除去性能を十分に確保することができる。また、芯鞘複合フィラメントの鞘部をエラストマーで構成しているので、歯磨き剤に含まれる微細な研磨粒子が、芯鞘複合フィラメントと歯表面間に挟持されたときに、エラストマーにくい込んで保持されながら、歯表面に擦り付けられることによっても、歯垢やステインを効率良く除去できる。更に、芯部を合成樹脂繊維で構成しているので、この芯部の材質や直径などを適正に調整することで、歯ブラシとして利用可能な適度な硬さの芯鞘複合フィラメントを得ることができる。また、芯鞘複合フィラメントが角張ったものとなるので、その分歯肉や口腔内との接触による刺激が強くなるが、芯鞘複合フィラメントの外周部がエラストマーで被覆されているので、該刺激を抑制して、使用感も向上できる。しかも、合成樹脂製の芯部をエラストマーからなる鞘部で被覆することにより、合成樹脂繊維に対する水の影響を減少させ、ブラシの毛先が広がって耐久性が低下するという問題を改善できるとともに、エラストマーにより、芯鞘複合フィラメント同士の摩擦抵抗及び芯鞘複合フィラメントと植毛台との摩擦抵抗が大きくなるので、植毛台に植設した芯鞘複合フィラメントの引き抜き強度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は毛束の配列形態を異にする歯ブラシの植毛台付近の正面図
【図２】（ａ）〜（ｃ）は毛束の配列形態を異にする歯ブラシの植毛台付近の正面図
【図３】（ａ）（ｂ）は毛束の配列形態を異にする歯ブラシの植毛台付近の正面図
【図４】（ａ）は本発明の芯鞘複合フィラメントの横断面図、（ｂ）は他の実施形態の芯鞘複合フィラメントの横断面図
【図５】（ａ）〜（ｅ）は比較例のフィラメントの横断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、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〜図４に示すように、歯ブラシ１０は、先端部に植毛台１１を設けたハンドル１２と、複数の毛束１３を植毛台１１に植設してなるブラシ部１４とを有している。毛束１３を構成するフィラメントとしては、合成樹脂繊維からなる芯部２と、芯部２に一体に被覆した鞘部３であって、芯部２を構成する合成樹脂と相溶性を有するエラストマーからなる鞘部３とを有し、長さ方向と直交する横断面を４角形状となした芯鞘複合フィラメント１を含む毛束１３が用いられている。なお、本実施の形態では、手動タイプの歯ブラシ１０に対して本発明を適用した場合について説明するが、本発明は電動歯ブラシのブラシ部に対しても同様に適用することができる。
【００２２】
ハンドル１２は、手で持ってブラッシング操作するためのグリップ部（図示略）と、グリップ部に連なって延びる首部１５と、首部１５の先端部に設けた植毛台１１とを有し、合成樹脂材料を用いて射出成形などにより一体成形されている。ただし、射出成形により一次成形品を成形し、この一次成形品を別の金型内にセットして、例えばエラストマーからなる滑止部や指当部を二次成形したハンドル１２を採用することもできる。ハンドル１２を構成する合成樹脂材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリトリメチルテレフタレート、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、スチレン・アクリロニトリル樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、セルロースプロピオネート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリアリレート等の硬質の合成樹脂材料を用いることが可能である。
【００２３】
植毛台１１は、口腔内でのブラッシング操作が円滑になされるように角部に丸みを付けた長方形や卵形などの正面形状の平坦な板状に形成され、植毛台１１の正面側には複数の植毛孔１６が所定の配列で形成されている。植毛孔１６の配列形態は任意に設定することができ、例えばハンドル１２の長手方向（以下、行方向という）と、それと直交する方向（以下、列方向という）に関して、行方向において相隣り合う植毛孔１６の中心が、歯ブラシの長手方向と平行な直線上に配置されない千鳥状や、行方向において相隣り合う植毛孔１６の中心が、歯ブラシの長手方向と平行な直線上に配置される整列状や、千鳥状と整列状を併用した複合状に配列することができる。具体的には、図１（ａ）に示す植毛台１１Ａや、図３（ａ）に示す植毛台１１Ｇのように、植毛孔１６を整列状に３列配置したブラシ部１４Ｍと、千鳥状に配置したブラシ部１４Ｔとを併用した整列形態の配列形態を採用したり、図１（ｂ）に示す植毛台１１Ｂのように、植毛孔１６を千鳥状に配置したブラシ部１４Ｔのみからなる千鳥形態の配列形態を採用したり、図１（ｃ）に示す植毛台１１Ｃのように、植毛台１１Ｂにおける植毛孔１６の配設密度を高めた千鳥形態の配列形態を採用したり、図３（ｂ）に示す植毛台１１Ｈのように、植毛孔１６を整列状に配置したブラシ部１４Ｍのみからなる整列形態の配列形態を採用することが可能である。また、図２（ａ）（ｂ）に示す植毛台１１Ｄ、１１Ｅのように、植毛孔１６を整列状に２列配置したブラシ部１４Ｍと、千鳥状に配置したブラシ部１４Ｔを併用した千鳥形態の配列形態を採用したり、図２（ｃ）に示す植毛台１１Ｆのように、植毛孔１６を千鳥状に配置したブラシ部１４Ｔのみからなる千鳥形態の配列形態を採用したりすることもできる。なお、整列状と千鳥状とを併用した複合状の配列形態であっても、図１（ａ）に示す植毛台１１Ａ及び図３（ａ）に示す植毛台１１Ｇは、整列状の植毛孔１６を連続して３列以上備えているので整列形態に分類し、図２（ａ）（ｂ）に示す植毛台１１Ｄ，１１Ｅは、整列状の植毛孔１６が連続して２列以下なので千鳥形態に分類するものとする。
【００２４】
植毛孔１６を千鳥状に配置した場合における行方向の植毛孔１６の列の個数は、磨き残し部分の発生やステイン除去能の低下を防止するため、６列以上設けることが好ましい。例えば、図２（ａ）の植毛台１１Ｄのように６列設けたり、図２（ｂ）の植毛台１１Ｅのように７列設けたり、図２（ｃ）の植毛台１１Ｆのように８列設けたり、図１（ａ）の植毛台１１Ａや図３（ａ）の植毛台１１Ｈのように４列設けたり、図１（ｂ）の植毛台１１Ｂのように１０列設けたり、図１（ｃ）の植毛台１１Ｃのように１５列設けたりすることが好ましい。
【００２５】
植毛台１１に対する毛束１３の植設方法としては、ハンドル１２の成形時に植毛台１１に有底な植毛孔１６を形成し、この植毛孔１６に平線を用いて毛束１３を植設する方法を採用できる。ただし、植毛台１１を前後に分割構成して、前側の植毛台に形成した貫通孔に毛束を挿入した後、加熱手段で毛束の基端部を溶かしてフィラメント同士を融着させ、その後、前側の植毛台に後側の植毛台を重ね合わせて結合して、植毛台１１を形成する方法を採用することも可能である。
【００２６】
毛束１３としては、芯鞘複合フィラメント１のみからなる毛束１３を用いることもできるが、芯鞘複合フィラメント１と硬質合成樹脂からなるモノフィラメント５とを混合してなる毛束を用いることもできる。芯鞘複合フィラメント１とモノフィラメント５とを混合する場合における混合割合は、歯ブラシ１０の強度や耐久性や使用感を考慮して任意に設定でき、植毛台１１への植設部位に応じて、混合割合を変更することもできる。また、各毛束１３の中心部側に芯鞘複合フィラメント１を配置させ、外周部側にモノフィラメント５を配置させるなど、植毛台１１における毛束１３の使用部位に応じて、特性の異なるフィラメントを配置させることもできる。更に、１つの植毛孔１６に植設するフィラメントの本数は任意に設定可能であり、植毛台１１に設けられる全ての植毛孔１６に対してそれぞれ同じ本数だけフィラメントを植設することもできるし、植毛孔１６の配設位置に応じて異なる本数のフィラメントを植設することも可能である。
【００２７】
また、図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）に示すように、芯鞘複合フィラメント１のみからなる毛束１３Ａと、モノフィラメント５のみからなる毛束１３Ｂとを、１つの植毛台１１に対して混合して植設することもできる。混合して植設する場合には、植毛台１１の外周側にモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂを配置させ、その内側である中央部側に芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａを配置させるなど、植毛台１１における植設部位によって、特性の異なるフィラメントからなる毛束を配置させることができる。例えば、図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）に示すように、黒丸部分をモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂで構成し、他の部分を芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａで構成し、植毛台１１の中央部に芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａを配置させ、植毛台１１の外周側に硬質なモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂを配置させることで、芯鞘複合フィラメント１によりステイン除去力を向上しつつ、硬質合成樹脂からなるモノフィラメント５により、利用者の嗜好性に応じた多様な硬さの歯ブラシ１０を設計することができる。また、植毛台１１のうちのハンドル側端部に植設される毛束１３は、図２（ｂ）（ｃ）、図３（ａ）に示すように、モノフィラメント５からなる毛束１３Ｂを植設するのではなく、図２（ａ）に示すように、芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａを植設することが好ましい。つまり、前歯の裏側をブラッシングする際には、歯ブラシを立てて、ブラシ部１４のうちのハンドル側端部でブラッシングする方法が広く採用されているので、植毛台１１のうちのハンドル側端部に植設される毛束１３として、芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａを植設することで、前歯の裏側のステインも効率的に除去できるので好ましい。
【００２８】
モノフィラメント５としては、歯ブラシ１０として使用可能な物理的性質を有していれば、周知の素材からなるものを採用することが可能で、例えばナイロン、ポリエステル、ポリオレフィンなどの樹脂材料を使用できる。モノフィラメント５の断面形状は、例えば円形や楕円形、三角形や四角形などの多角形の断面形状のものを採用できる。また、断面サイズや断面形状の異なる複数種類のモノフィラメント５を混合したものを採用することもできる。モノフィラメント５の先端形状は、球状や半球状や先鋭形状など任意の形状に形成することができる。
【００２９】
モノフィラメント５の外径は、０．１６ｍｍ未満の場合には十分な毛腰が得られなくなり、０．２６ｍｍを超える場合には、歯間への挿入性及び使用感が低下するので、０．１６〜０．２６ｍｍに設定することが好ましく、特に０．２０〜０．２２ｍｍに設定することが好ましい。
【００３０】
芯鞘複合フィラメント１は、図４に示すように、合成樹脂繊維からなる芯部２と、芯部２に一体に被覆した鞘部３であって、芯部２を構成する合成樹脂と相溶性を有するエラストマーからなる鞘部３とを有している。
【００３１】
芯部２を構成する合成樹脂材料としては、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系などの合成樹脂材料を採用できる。具体的には、ポリアミド系の合成樹脂材料としては、ナイロン６１０、ナイロン６１２などを採用でき、ポリエステル系の合成樹脂材料としては、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などを採用でき、ポリオレフィン系の合成樹脂材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレンなどを採用できる。
【００３２】
鞘部３を構成するエラストマーとしては、例えばポリスチレン系（ＳＢＣ）、ポリオレフィン系（ＴＰＯ）、ポリ塩化ビニル系（ＴＰＶＣ）、ポリウレタン系（ＰＵ）、ポリエステル系（ＴＰＥＥ）、ポリアミド系（ＴＰＡＥ）などのサーモプラスチックエラストマー（ＴＰＥ）を採用できる。その中でも、ポリエステル系、ポリアミド系（ＴＰＡＥ）のサーモプラスチックエラストマーが好ましく、特に取扱性に優れていることから、ポリエステル系のサーモプラスチックエラストマーを用いることが好ましい。
【００３３】
サーモプラスチックエラストマーは、基本的には、ハードセグメント（樹脂成分）とソフトセグメント（ゴム成分）で構成されている。ただし、ポリ塩化ビニル系は除く。具体的には、ポリスチレン系のサーモプラスチックエラストマーでは、ハードセグメントとしてポリスチレンを用い、ソフトセグメントとしてブタジエンを用いることになる。また、ポリオレフィン系のサーモプラスチックエラストマーでは、ハードセグメントとしてポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン系の合成樹脂材料を用い、ソフトセグメントとしてエチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）などのオレフィン系ゴムを用いることになる。ポリウレタン系のサーモプラスチックエラストマーでは、ハードセグメントとしてポリウレタンを用い、ソフトセグメントとしてポリオールやポリエステルなどを用いることになり、ポリエステル系のサーモプラスチックエラストマーでは、ハードセグメントとしてポリエステルを用い、ソフトセグメントとして脂肪族ポリエーテル、ポリエステルなどを用いることになり、ポリアミド系のサーモプラスチックエラストマーでは、ハードセグメントとしてナイロンオリゴマーを用い、ソフトセグメントとしてポリオール、ポリエステルなどを用いることになる。ポリ塩化ビニル系としては、高重合度ポリ塩化ビニルの可塑化物、アクリロニトリルブタンジエンゴム（ＮＢＲ）変性ポリ塩化ビニルなどを用いることができる。
【００３４】
鞘部３を構成するエラストマーのＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定するデュロメータタイプＤ硬さは、２７Ｄより小さいと植毛性が著しく悪くなる可能性があり、９４Ｄより大きいと弾性が小さくなるので、２７Ｄ〜９４Ｄが好ましく、５５Ｄ〜７２Ｄがより好ましく、６０Ｄ〜７２Ｄが更に好ましく、６５Ｄ〜７２Ｄが最も好ましい。
【００３５】
芯鞘複合フィラメント１は、周知の複合溶融紡糸法により製作されている。具体的には、芯部２を構成する合成樹脂材料と鞘部３を構成するエラストマー材料とを、複合押出機から所望の形状にそれぞれ溶融吐出させ、冷却後、延伸、熱セットを加えることで製作されている。また、この芯鞘複合フィラメント１を集束して、所定長さに切断した後、先端形状を球状や半球状や先鋭形状など任意の形状に形成することができる。
【００３６】
芯部２の長さ方向と直交する横断面は、多角形状や楕円形や円形や星形などの任意の形状に形成できるが、芯鞘複合フィラメント１の硬さ、即ち毛腰が全周にわたって一様になるように、断面円形に構成することが好ましい。
【００３７】
鞘部３の長さ方向と直交する横断面は、長方形状や正方形状や菱形状などの４角形状に形成され、歯表面との接触面積を広く設定したり、角部を形成したりすることでステイン除去能が高められている。特に、横断面を正方形状や菱形状に形成した芯鞘複合フィラメント１は、長方形状に形成した芯鞘複合フィラメント１よりも、毛束１３の植設方向によってステイン除去能が変動し難いので好ましい。また、鞘部３の４つの外面は平坦面で構成することもできるが、図４（ｂ）に示す芯鞘複合フィラメント１Ａのように、緩やかに内側（芯鞘複合フィラメント１の中央部側）へ窪んだ凹面４に形成することが好ましい。このように構成すると、鞘部３の凹面４に歯磨き剤を保持できるので、歯磨き剤を十分に歯表面に擦りつけながら効率的に歯表面を清掃することができる。
【００３８】
芯鞘複合フィラメント１の４角形の１辺Ｌ１は、０．３０ｍｍを越えると歯間への挿入性及び使用感が低下する。また、芯部２の直径Ｄ１は、０．１２ｍｍ未満の場合には、歯ブラシ１０の耐久性が十分に確保できなくなり、鞘部３の厚さは０．０１ｍｍ未満の場合には、剥離などの問題が発生する。このため、芯鞘複合フィラメント１の４角形の１辺Ｌ１は、０．１４ｍｍ未満の場合には、芯部２の直径Ｄ１や鞘部３の厚さを十分に確保できなくなり、０．３０ｍｍを越えると歯間への挿入性及び使用感が低下するので、０．１４〜０．３０ｍｍ、好ましくは０．１６〜０．２４ｍｍ、特に好ましくは０．１８〜０．２２ｍｍに設定することになる。また、芯部２の直径Ｄ１は、０．１２ｍｍ未満の場合には、歯ブラシ１０の耐久性が十分に確保できなくなり、また０．２７ｍｍを越えると芯鞘複合フィラメント１の外径が大きくなりすぎて、歯間への挿入性及び使用感が低下するので、０．１２〜０．２７ｍｍ、好ましくは０．１５〜０．２０ｍｍ、特に好ましくは０．１６〜０．１９ｍｍに設定することになる。
【００３９】
以上のことを総合すると、芯鞘複合フィラメント１としては、芯部２をポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で構成し、鞘部３をポリエステル系のサーモプラスチックエラストマーで構成し、芯鞘複合フィラメント１の横断面を正方形状又は菱形状に形成し、その一辺を０．１４〜０．３０ｍｍ、好ましくは０．１６〜０．２４ｍｍ、特に好ましくは０．１８〜０．２２ｍｍに設定し、芯部２の直径を０．１２〜０．２７ｍｍ、好ましくは０．１５〜０．２０ｍｍ、特に好ましくは０．１６〜０．１９ｍｍに設定したものを好適に採用できる。また、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、植毛台１１の中央部側に配置される毛束１３を芯鞘複合フィラメント１で構成し、植毛台１１の外周側に配置される毛束１３を、ナイロンからなるモノフィラメント５で構成すると、歯ブラシ１０としての耐久性や使用感を確保しつつ、ステイン除去能を十分に確保できるので好ましい。
【００４０】
また、ブラシ部１４における植毛密度は、１６（植毛孔個数／ｃｍ2）よりも小さいと、ステイン除去力が不十分になる恐れがあり、２１（植毛孔個数／ｃｍ2）を超えるとブラシが硬くなって使用感が低下するので、１６〜２１（植毛孔個数／ｃｍ2）に設定することが好ましく、１７〜２１（植毛孔個数／ｃｍ2）に設定することがより好ましく、１８〜２０（植毛孔個数／ｃｍ2）に設定すること最も好ましい。
【００４１】
毛丈は、８．５ｍｍ未満の場合には毛腰が強くなりすぎて使用感が低下し、１２ｍｍを超えると毛腰が弱くなりすぎて使用感が低下するとともに刷掃効果が低下するので、８．５〜１２ｍｍに設定することが好ましく、特に９．０〜１０ｍｍに設定することが好ましい。また、芯鞘複合フィラメント１とモノフィラメント５の毛丈は同じに設定することもできるし、異なる毛丈に設定することもできる。
【００４２】
次に、芯鞘複合フィラメントを用いた歯ブラシの評価試験について説明する。
単一の合成樹脂材料からなるモノフィラメント５として、フィラメントの長さ方向に対する横断面形状が、図５（ａ）及び表１に示すように、直径が０．１９ｍｍの円形のナイロン製の第１フィラメントと、図５（ｂ）及び表１に示すように、短い方の対角線Ｌ３が０．２０６ｍｍで長い方の対角線Ｌ４が０．３２ｍｍで、一辺の長さが０．１９ｍｍの菱形のナイロン製の第２フィラメントと、図５（ｃ）及び表１に示すように、高さＴ１が０．２０ｍｍの三角形状のナイロン製の第３フィラメントと、表１に示すように、直径が０．２ｍｍの円形のポリエステル系のサーモプラスチックエラストマーからなる第４フィラメントを製作した。
【００４３】
また、芯鞘複合フィラメント１として、図５（ｄ）及び表１に示すように、芯部２及び鞘部３の横断面形状が円形で、芯部２を構成する素材がポリブチレンテレフタレートからなり、鞘部３を構成する素材がポリエステル系のサーモプラスチックエラストマーからなる芯鞘複合フィラメントであって、芯部２の直径Ｄ２が０．１５ｍｍ、鞘部３の直径Ｄ３が０．２０ｍｍの第５フィラメントと、図５（ｅ）及び表１に示すように、芯部２の横断面形状が円形で、芯部２を構成する素材がポリブチレンテレフタレートからなり、鞘部３の横断面形状が三角形で、鞘部３を構成する素材がポリエステル系のサーモプラスチックエラストマーからなる芯鞘複合フィラメントであって、芯部２の直径Ｄ４が０．１２ｍｍ、鞘部３の高さＴ２が０．２０ｍｍの第６フィラメントと、図４（ａ）及び表１に示すように、芯部２の横断面形状が円形で、芯部２を構成する素材がポリブチレンテレフタレートからなり、鞘部３の横断面形状が正方形状で、鞘部３を構成する素材がポリエステル系のサーモプラスチックエラストマーからなる芯鞘複合フィラメントであって、芯部２の直径Ｄ１が０．１６ｍｍ、鞘部３の一辺Ｌ１が０．１８ｍｍの第７フィラメントと、表１に示すように、芯部２の直径Ｄ１を０．１５ｍｍ、鞘部３の一辺Ｌ１を０．１６ｍｍに設定した以外は第７フィラメントと同様に構成した第８フィラメントとを製作した。
【００４４】
そして、歯ブラシの柄として、円形の植毛孔を有する長方形状の植毛台を端部に形成した歯ブラシの柄を用い、植毛孔に前記フィラメントからなる毛束を植設して、ブラシ面が水平になるように毛先を切り揃え、更に毛先を先丸加工して、毛丈が１０ｍｍの歯ブラシを製作した。具体的には、同一構成のフィラメントからなる毛束を植設した歯ブラシとして、表１に示す毛束配列形態で、第１〜第７フィラメントからなる毛束をそれぞれ植設した第１〜第７歯ブラシを製作した。また、芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａとモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂを混合して植毛した歯ブラシとして、図２（ａ）に示す毛束配列形態で、芯鞘複合フィラメント１としての第８フィラメントからなる毛束１３Ａと、直径が０．２０ｍｍのナイロン製のモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂとを混合して植設した第８歯ブラシと、同じ毛束配列形態で、芯鞘複合フィラメント１としての第７フィラメントからなる毛束１３Ａと、直径が０．２０ｍｍのナイロン製のモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂとを混合して植設した第９歯ブラシとを製作した。更に、図１及び表２に示すように、毛束配列形態を変更した歯ブラシとして、図３（ｂ）に図示の毛束配列形態で第１フィラメントを植設した第１０歯ブラシと、図１（ｂ）に図示の毛束配列形態で第１フィラメントを植設した第１１歯ブラシと、図１（ａ）に図示の毛束配列形態で芯鞘複合フィラメント１からなる第７フィラメントを植設した第１２歯ブラシと、図１（ｂ）に図示の毛束配列形態で芯鞘複合フィラメント１からなる第７フィラメントを植設した第１３歯ブラシと、図３（ａ）に図示の毛束配列形態で芯鞘複合フィラメント１としての第７フィラメントからなる毛束１３Ａと、直径が０．２０ｍｍのナイロン製のモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂとを混合して植設した第１４歯ブラシとを製作した。
【００４５】
次に、前記第１〜第９歯ブラシにおける、ブラシ強度と、広がり指数と、耐久性と、ステイン除去能と、使用感とをそれぞれ測定するとともに、第１０〜第１４歯ブラシにおける、ブラシ強度と、広がり指数と、ステイン除去能とをそれぞれ測定した。その結果を表１、表２に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】
（ブラシ強度）
旧ＪＩＳ Ｂ ７７３３に規定する圧縮試験機に相当する株式会社島津製作所製のオートグラフＡＧＳに前記歯ブラシを固定し、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度でブラシに圧縮荷重を加え、その最大値を測定した。測定後、ＪＩＳ Ｓ ３０１６に記載の植毛面積を算出し、圧縮試験による最大値を植毛面積で除して、単位面積当りの圧縮荷重をブラシ強度として求めた。
【００４９】
（広がり指数、耐久性）
サンスター株式会社製のブラッシングマシーンを用いて、３７℃の水中で荷重３００ｇをかけた状態でエポキシ板の表面に対して１００００ストロークのブラッシングを行い、刷掃面の広がり指数を測定することで、耐久性を評価した。ここで広がり指数とは、初期状態における刷掃面の横幅をＡｍｍとなし、ブラッシング終了後の刷掃面の横幅をＢｍｍとなしたときに（Ｂ／Ａ）×１００で表される数値を意味している。なお、表１中、「◎」は、耐久性の数値が１７０以下で、耐久性に優れていることを示し、「○」は、耐久性の数値が１７０よりも大きく２００以下であり、通常の耐久性であることを示し、「×」は、耐久性の数値が２００よりも大きく、耐久性に劣ることを示すものとする。
【００５０】
（ステイン除去能）
ステイン除去力は、ストゥキーらの論文（Stooky et al., Journal of Dental Research, 61, 1236-39, 1982）に記載されている方法を改良した方法で測定した。以下、その方法について説明すると、先ず牛永久歯（門歯）のエナメル試片を４ｍｍ平方切り取り、透明ポリエステルレジンにはめ込み、試片表面を平滑化し、鏡面研磨した。試片表面を希塩酸に６０秒浸漬し、次に飽和炭酸ナトリウム水溶液に浸漬、つづいて１％フィチン酸水溶液に浸漬した後、イオン交換水で洗浄した。
【００５１】
ステイン培地は１．０２ｇのインスタントコーヒー、１．０２ｇのインスタントティー、０．７５ｇの豚胃ムチン、色素生産菌（Micrococcus luteus）培養液を滅菌トリプチケースソイ培地に添加し調製した。試片とステイン培地を３７℃の恒温槽に１０日間セットした。１１日目に０．０３ｇ塩化鉄（III）六水和物を添加し、ＪＩＳ Ｚ ８７２９のL*a*b*表色系で規定されるL*が３２〜３５になるまで続けた。その後試片を取り出し、イオン交換水で洗浄し、これを測定用試料とし、ベースラインとして、分光光度計（Minolta社）により、L*1、a*1、b*1を測定した。
【００５２】
次に、第１〜第７の歯ブラシ１０をサンスター株式会社製のブラッシングマシーンに順次セットするとともに、前述のようにして製作した測定用試料をセットし、市販の歯磨き剤を用い一定圧力で１５００回往復させた後、乾燥させてから、該測定用試料におけるL*2、a*2、b*2を分光光度計（Minolta社）により測定した。さらに残存したステインを歯科用ハンドピースで除去した試料について、L*3、a*3、b*3を測定し、ステイン除去（％）を以下の式を用いて算出した。
【００５３】
・ステイン除去力＝[(Ｌ*２−Ｌ*１)2＋(Ｌ*２−Ｌ*１)2＋(Ｌ*２−Ｌ*１)2]1/2
・トータルステイン＝[(Ｌ*３−Ｌ*１)2＋(Ｌ*３−Ｌ*１)2＋(Ｌ*３−Ｌ*１)2]1/2
・ステイン除去（％）＝（ステイン除去力）／（トータルステイン）
【００５４】
そして、一般的な構成の第１歯ブラシのステイン除去能（％）を１００とした場合における、第２〜第１４歯ブラシのステイン除去能（％）を、次式を用いて求めた。
・ステイン除去能(%)＝試験ブラシのステイン除去(%)／第１歯ブラシのステイン除去(%)
【００５５】
（使用感）
５人の被験者が第１〜第９歯ブラシを用いて実際に歯をブラッシングして、その使用感を評価した。使用感の評価は、表３に示すように、硬さに関する５段階の指標を用い、各指標に対応させて点数を設定し、第１〜第９歯ブラシに対する５人の被験者による使用感の指標及び点数と、点数の平均値を求めた。その結果を表４に示す。
【００５６】
【表３】
【００５７】
【表４】
【００５８】
表１から、ステイン除去能は、フィラメントの横断面形状が、円形や三角形よりも菱形や正方形などの四角形状の方が優れていることが判る。このように、フィラメントの横断面形状を四角形に形成すると、フィラメントと歯表面との接触面積が増大し、またフィラメントの角部が歯表面に強く擦り付けられることで、ステインを効率的に除去できる。
【００５９】
また、第１１歯ブラシと第５歯ブラシとの対比から、フィラメントの横断面形状が同じ円形であっても、エラストマーからなる鞘部を設けた芯鞘複合フィラメント１を用いる方が、ナイロン製のモノフィラメント５を用いる場合と比較して、ステイン除去能が高くなっていることが判る。このようにフィラメントの外周部にエラストマーからなる鞘部を設けることで、フィラメントと歯表面との摩擦抵抗を増やして、ステインを効率的に除去できる。ただし、エラストマーのみからなるフィラメントを用いた第４歯ブラシでは、柔らかすぎて使用感が悪く、歯ブラシとして実用に耐えないものとなる。
【００６０】
更に、第８、第９歯ブラシのように、外周部にナイロン製のモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂを配置し、中央部に芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａを配置すると、第７歯ブラシのように、芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３のみからなるものと比較して、ステイン除去能を十分に確保しつつ、ブラシ強度を向上できることが判る。このことは、第１２、第１４歯ブラシのように同じ配置で毛束を配置する場合であっても、外周部にナイロン製のモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂを配置し、中央部に芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａを配置した第１４歯ブラシは、芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３のみからなる第１２歯ブラシと比較してステイン除去能が高くなっていることから明確である。
【００６１】
一方、表２から、ナイロン製のモノフィラメント５のみで毛束を構成する場合には、図１（ａ）、図３（ｂ）に示すように、毛束を整列状に配置させたブラシ部１４Ｍを有する整列形態の第１、第１０歯ブラシのステイン除去率が、毛束を千鳥状に配置させたブラシ部１４Ｔのみからなる千鳥形態の図１（ｂ）に示す第１１歯ブラシと同等或いはよりもそれよりも劣っているのに対して、芯鞘複合フィラメント１を用いた場合には、ナイロン製のモノフィラメント５を用いる場合とは反対に、図１（ａ）に示すように、毛束１３を整列状に配置させたブラシ部１４Ｍを有する整列形態の第１２歯ブラシの方が、図１（ｂ）に示すように、毛束１３を千鳥状に配置させたブラシ部１４Ｔのみからなる千鳥形態の第１３歯ブラシよりもステイン除去能が優れている。つまり、芯鞘複合フィラメント１では、毛束を千鳥形態に配置することで、ステイン除去能を向上できることが判る。
【００６２】
また、芯鞘複合フィラメント１からなる毛束を植設した第１２歯ブラシや第１３歯ブラシは、ナイロン製のモノフィラメント５からなる毛束を植設した第１０歯ブラシや第１１歯ブラシと比較して、ステイン除去能に関しては優れているが、ブラシ強度が低くなって使用感が低下する。それに対して、図２（ａ）に示すように、外周部にナイロン製のモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂを配置し、中央部に芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａを配置した第８歯ブラシ及び第９歯ブラシでは、ステイン除去能を十分に確保しつつ、ブラシ強度を向上できることが判る。
【符号の説明】
【００６３】
１ 芯鞘複合フィラメント １Ａ 芯鞘複合フィラメント
２ 芯部 ３ 鞘部
４ 凹面 ５ モノフィラメント
１０ 歯ブラシ １１ 植毛台
１１Ａ〜１１Ｈ 植毛台
１２ ハンドル １３ 毛束
１３Ａ 毛束 １３Ｂ 毛束
１４ ブラシ部 １４Ｍ ブラシ部
１４Ｔ ブラシ部 １５ 首部
１６ 植毛孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯表面のステイン除去（着色除去）に好適に利用可能な歯ブラシに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歯ブラシ用フィラメントとして、単一の合成樹脂材料からなり、長さ方向と直交する横断面形状を長方形状に形成して、フィラメントと歯表面との面接触の接触面積を大きく設定することによって、ステイン除去性能を高めたもの（例えば、特許文献１参照。）や、ポリアミド製の極細繊維からなる毛をゴム層で被覆してなる芯鞘複合フィラメントを用い、歯茎への刺激を少なくしたものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
また、横断面が円形以外の芯鞘複合フィラメントとして、芯部／鞘部の組合せとして、ポリエチレンテレフタレート／ポリブチレンテレフタレート（以下、ＰＢＴと称する。）、ポリエステルエラストマー／ＰＢＴ、ポリプロピレンテレフタレート／ＰＢＴ、ポリエチレンナフタレート／ＰＢＴ、ポリエステルエラストマー／ポリエチレンテレフタレートなどからなり、繊維の長さ方向と直交する芯部の断面形状を星形や八葉形などに形成し、繊維の長さ方向と直交する鞘部の断面形状を三角形や正方形や八葉形に形成したもの（例えば、特許文献３参照。）や、導電性粒子を含有するポリエステルからなる導電性ポリマーを鞘成分とし、ポリエチレンテレフタレートからなる非導電性ポリマーを芯成分とし、繊維の長さ方向と直交する芯部の断面形状を円形や三角形に形成し、繊維の長さ方向と直交する鞘部の断面形状を３角形や４角形としたもの（例えば、特許文献４参照。）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３１３９４６号公報
【特許文献２】特開平５−１２３２２２号公報
【特許文献３】特開２００９−８９９２０号公報
【特許文献４】特開２００４−２２５２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、歯表面のステイン除去のメカニズムは、現時点ではまだ明確ではないが、特許文献１記載のように、フィラメントの長さ方向と直交する横断面形状を長方形状に形成することで、効率的に除去できることが知られている。しかし、特許文献１記載のように、フィラメントとして単一の合成樹脂材料からなるものを用いると、ステイン除去性能は改善できるものの、歯ブラシとしての適度な硬さが得られなかったり、歯ブラシの毛先が広がり易くなって耐久性が低下したり、ブラッシング時における使用感が低下したりするという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、歯ブラシとしての硬さや耐久性、使用感などに優れ、植毛台に植設したフィラメントが抜け難く、しかもステイン除去性能を向上可能な歯ブラシを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る歯ブラシは、複数の毛束を植毛台に植設してなるブラシ部を有する歯ブラシであって、前記毛束を構成するフィラメントとして、合成樹脂繊維からなる芯部と、前記芯部に一体に被覆した鞘部であって、前記芯部を構成する合成樹脂と相溶性を有するエラストマーからなる鞘部とを有し、長さ方向と直交する横断面を４角形状となした芯鞘複合フィラメントを含む毛束を用いたものである。
【０００８】
この歯ブラシでは、ブラシ部を構成するフィラメントとして、長さ方向と直交する横断面が４角形状の芯鞘複合フィラメントを用いているので、ステイン除去性能を十分に確保することができる。ステイン除去のメカニズムは、現時点ではまだ明確ではないが、本発明のように横断面が４角形状の芯鞘複合フィラメントを用いることで、歯表面と芯鞘複合フィラメントとの面接触の接触面積を大きく設定したり、横断面が４角形状の芯鞘複合フィラメントの角部で歯表面が強く擦られたり、ゴム弾性を有するエラストマーを歯表面に擦り付けたりすることで、効率良く除去できるものと推定できる。また、本発明では、芯鞘複合フィラメントの鞘部をエラストマーで構成しているので、歯磨き剤に含まれる微細な研磨粒子が、芯鞘複合フィラメントと歯表面間に挟持されたときに、エラストマーにくい込んで保持されながら、歯表面に擦り付けられることによっても、歯垢やステインを効率良く除去できる。しかも、エラストマーにより、芯鞘複合フィラメント同士の摩擦抵抗及び芯鞘複合フィラメントと植毛台との摩擦抵抗が大きくなるので、植毛台に植設した芯鞘複合フィラメントの引き抜き強度を向上できる。
【０００９】
また、芯部を合成樹脂繊維で構成しているので、この芯部の材質や直径などを適正に調整することで、歯ブラシとして利用可能な適度な硬さの芯鞘複合フィラメントを得ることができる。また、芯鞘複合フィラメントが角張ったものとなるので、その分歯肉や口腔内との接触による刺激が強くなるが、芯鞘複合フィラメントの外周部がエラストマーで被覆されているので、該刺激を抑制して、使用感も向上できる。しかも、合成樹脂製の芯部をエラストマーからなる鞘部で被覆することにより、合成樹脂繊維に対する水の影響を減少させ、ブラシの毛先が広がって耐久性が低下するという問題も改善できる。
【００１０】
（請求項２，３）
ここで、前記芯鞘複合フィラメントにおける、前記芯部がポリエステル系の合成樹脂繊維からなり、前記鞘部がサーモプラスチックエラストマー（ＴＰＥ）からなることが好ましく、特に前記芯鞘複合フィラメントにおける、前記芯部がポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）からなり、前記鞘部がポリエステル系のサーモプラスチックエラストマー（ＴＰＥ）からなることが好ましい実施の形態である。芯部を構成する合成樹脂材料として、ポリブチレンテレフタレートを用いることで、芯鞘複合フィラメントの毛腰を十分に確保でき、この芯鞘複合フィラメントを歯ブラシのフィラメントとして好適に利用できる。また、サーモプラスチックエラストマーは、芯部を構成する合成樹脂材料と同時押出し成形により芯鞘繊維を容易に製作できるので好ましい。
【００１１】
（請求項４）
前記芯鞘複合フィラメントの横断面の一辺が、０．１４〜０．３０ｍｍであることが好ましい実施の形態である。芯鞘複合フィラメントの横断面の一辺が、０．１４ｍｍ未満の場合には、歯ブラシとして適当な硬さが得られず、耐久性にも劣り、十分なステイン除去効果が得られないという問題がり、０．３０ｍｍを超える場合には、歯ブラシとして硬すぎたり、使用感が悪くなるという問題があるので、芯鞘複合フィラメントの横断面の一辺は、０．１４〜０．３０ｍｍに設定することが好ましい。
【００１２】
（請求項５）
前記芯鞘複合フィラメントにおける、前記芯部の長さ方向と直交する断面形状が円形状であることが好ましい。芯部の断面形状は、任意に設定できるが、前述したように、芯部は主に芯鞘複合フィラメントの硬さを確保するものなので、断面円形に構成して、芯鞘複合フィラメントの硬さ、即ち毛腰を全周にわたって一様に設定することが好ましい。
【００１３】
（請求項６）
前記芯部の直径は０．１２〜０．２７ｍｍに設定することが好ましい実施の形態である。前記芯部の直径は、０．１２ｍｍ未満の場合には、耐久性が低下するので、０．１２ｍｍ以上に設定することが好ましい。また、芯部の直径の上限値は、芯鞘複合フィラメントが硬くなりすぎて使用感が低下しないように、０．２７ｍｍ以下に設定することが好ましい。
【００１４】
（請求項７）
前記植毛台において、歯ブラシの長手方向において相隣り合う植毛孔の中心が歯ブラシの長手方向と平行な直線上に配置されていない部分を有することが好ましい実施の形態である。毛束は植毛台に対して整列形態（マトリックス状）に配置させることも可能であるが、バス法やローリング法でブラッシングしたときに、フィラメント密度が低くなる隣接する毛束間が歯表面の同一箇所を摺動することになり、該部分における磨き残し部分が発生したり、ステイン除去能が低下したりするので、前記植毛台に対して毛束を千鳥形態に植設し、歯表面を一様にブラッシングできるように構成することが好ましい実施の形態である。なお、植毛台に対する毛束（植毛孔）の配列形態としては、歯ブラシの長手方向（以下、行方向という）と、それと直交する方向（以下、列方向という）に関して、行方向において相隣り合う植毛孔の中心が、歯ブラシの長手方向と平行な直線上に配置されない千鳥状や、行方向において相隣り合う植毛の中心が、歯ブラシの長手方向と平行な直線上に配置される整列状や、千鳥状と整列状を併用した複合状に配列することができる。本明細書では、整列状と千鳥状とを併用した複合状の配列形態であっても、整列状の植毛孔を連続して３列以上備えている場合には、整列状の配列形態と合わせて整列形態と総称し、整列状の植毛孔が連続して２列以下の場合には千鳥状の配列形態と合わせて千鳥形態と総称するものとする。
【００１５】
前記ブラシ部の植毛密度が１６〜２１（植毛孔個数／ｃｍ2）であることも好ましい実施の形態である。植毛密度は、１６（植毛孔個数／ｃｍ2）よりも小さいと、ステイン除去力が不十分になる恐れがあり、２１（植毛孔個数／ｃｍ2）を超えるとブラシが硬くなって使用感が低下するので、１６〜２１（植毛孔個数／ｃｍ2）に設定することが好ましい。
【００１６】
前記ブラシ部の毛丈が８．５〜１２ｍｍであることも好ましい。毛丈は、８．５ｍｍ未満の場合には毛腰が強くなりすぎて使用感が低下し、１２ｍｍを超えると毛腰が弱くなりすぎて使用感が低下するとともに刷掃効果が低下するので、８．５〜１２ｍｍに設定することが好ましい。
【００１７】
（請求項８）
前記芯鞘複合フィラメントにおける、前記鞘部の外面を緩やかに内側へ窪んだ凹面状に形成することも好ましい実施の形態である。この場合には、鞘部の外面の窪んだ部分に歯磨き剤を保持できるので、歯磨き剤を十分に歯表面に擦りつけながら効率的に歯表面を清掃することができる。
【００１８】
（請求項９）
前記植毛台の中央部側に植設される毛束として、前記芯鞘複合フィラメントを複数本束ねてなる毛束を用い、前記植毛台の外周側に植設される毛束として、硬質合成樹脂からなるモノフィラメントを複数本束ねてなる毛束を用いることが好ましい実施の形態である。このように構成することで、芯鞘複合フィラメントによりステイン除去力を向上しつつ、硬質合成樹脂からなるモノフィラメントにより、使用感に影響を与えずブラシ強度を調整でき、利用者の嗜好性に応じた多様な硬さの歯ブラシを設計できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る歯ブラシによれば、ブラシ部を構成するフィラメントとして、長さ方向と直交する横断面が４角形状の芯鞘複合フィラメントを用いているので、ステイン除去性能を十分に確保することができる。また、芯鞘複合フィラメントの鞘部をエラストマーで構成しているので、歯磨き剤に含まれる微細な研磨粒子が、芯鞘複合フィラメントと歯表面間に挟持されたときに、エラストマーにくい込んで保持されながら、歯表面に擦り付けられることによっても、歯垢やステインを効率良く除去できる。更に、芯部を合成樹脂繊維で構成しているので、この芯部の材質や直径などを適正に調整することで、歯ブラシとして利用可能な適度な硬さの芯鞘複合フィラメントを得ることができる。また、芯鞘複合フィラメントが角張ったものとなるので、その分歯肉や口腔内との接触による刺激が強くなるが、芯鞘複合フィラメントの外周部がエラストマーで被覆されているので、該刺激を抑制して、使用感も向上できる。しかも、合成樹脂製の芯部をエラストマーからなる鞘部で被覆することにより、合成樹脂繊維に対する水の影響を減少させ、ブラシの毛先が広がって耐久性が低下するという問題を改善できるとともに、エラストマーにより、芯鞘複合フィラメント同士の摩擦抵抗及び芯鞘複合フィラメントと植毛台との摩擦抵抗が大きくなるので、植毛台に植設した芯鞘複合フィラメントの引き抜き強度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は毛束の配列形態を異にする歯ブラシの植毛台付近の正面図
【図２】（ａ）〜（ｃ）は毛束の配列形態を異にする歯ブラシの植毛台付近の正面図
【図３】（ａ）（ｂ）は毛束の配列形態を異にする歯ブラシの植毛台付近の正面図
【図４】（ａ）は本発明の芯鞘複合フィラメントの横断面図、（ｂ）は他の実施形態の芯鞘複合フィラメントの横断面図
【図５】（ａ）〜（ｅ）は比較例のフィラメントの横断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、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〜図４に示すように、歯ブラシ１０は、先端部に植毛台１１を設けたハンドル１２と、複数の毛束１３を植毛台１１に植設してなるブラシ部１４とを有している。毛束１３を構成するフィラメントとしては、合成樹脂繊維からなる芯部２と、芯部２に一体に被覆した鞘部３であって、芯部２を構成する合成樹脂と相溶性を有するエラストマーからなる鞘部３とを有し、長さ方向と直交する横断面を４角形状となした芯鞘複合フィラメント１を含む毛束１３が用いられている。なお、本実施の形態では、手動タイプの歯ブラシ１０に対して本発明を適用した場合について説明するが、本発明は電動歯ブラシのブラシ部に対しても同様に適用することができる。
【００２２】
ハンドル１２は、手で持ってブラッシング操作するためのグリップ部（図示略）と、グリップ部に連なって延びる首部１５と、首部１５の先端部に設けた植毛台１１とを有し、合成樹脂材料を用いて射出成形などにより一体成形されている。ただし、射出成形により一次成形品を成形し、この一次成形品を別の金型内にセットして、例えばエラストマーからなる滑止部や指当部を二次成形したハンドル１２を採用することもできる。ハンドル１２を構成する合成樹脂材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリトリメチルテレフタレート、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、スチレン・アクリロニトリル樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、セルロースプロピオネート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリアリレート等の硬質の合成樹脂材料を用いることが可能である。
【００２３】
植毛台１１は、口腔内でのブラッシング操作が円滑になされるように角部に丸みを付けた長方形や卵形などの正面形状の平坦な板状に形成され、植毛台１１の正面側には複数の植毛孔１６が所定の配列で形成されている。植毛孔１６の配列形態は任意に設定することができ、例えばハンドル１２の長手方向（以下、行方向という）と、それと直交する方向（以下、列方向という）に関して、行方向において相隣り合う植毛孔１６の中心が、歯ブラシの長手方向と平行な直線上に配置されない千鳥状や、行方向において相隣り合う植毛孔１６の中心が、歯ブラシの長手方向と平行な直線上に配置される整列状や、千鳥状と整列状を併用した複合状に配列することができる。具体的には、図１（ａ）に示す植毛台１１Ａや、図３（ａ）に示す植毛台１１Ｇのように、植毛孔１６を整列状に３列配置したブラシ部１４Ｍと、千鳥状に配置したブラシ部１４Ｔとを併用した整列形態の配列形態を採用したり、図１（ｂ）に示す植毛台１１Ｂのように、植毛孔１６を千鳥状に配置したブラシ部１４Ｔのみからなる千鳥形態の配列形態を採用したり、図１（ｃ）に示す植毛台１１Ｃのように、植毛台１１Ｂにおける植毛孔１６の配設密度を高めた千鳥形態の配列形態を採用したり、図３（ｂ）に示す植毛台１１Ｈのように、植毛孔１６を整列状に配置したブラシ部１４Ｍのみからなる整列形態の配列形態を採用することが可能である。また、図２（ａ）（ｂ）に示す植毛台１１Ｄ、１１Ｅのように、植毛孔１６を整列状に２列配置したブラシ部１４Ｍと、千鳥状に配置したブラシ部１４Ｔを併用した千鳥形態の配列形態を採用したり、図２（ｃ）に示す植毛台１１Ｆのように、植毛孔１６を千鳥状に配置したブラシ部１４Ｔのみからなる千鳥形態の配列形態を採用したりすることもできる。なお、整列状と千鳥状とを併用した複合状の配列形態であっても、図１（ａ）に示す植毛台１１Ａ及び図３（ａ）に示す植毛台１１Ｇは、整列状の植毛孔１６を連続して３列以上備えているので整列形態に分類し、図２（ａ）（ｂ）に示す植毛台１１Ｄ，１１Ｅは、整列状の植毛孔１６が連続して２列以下なので千鳥形態に分類するものとする。
【００２４】
植毛孔１６を千鳥状に配置した場合における行方向の植毛孔１６の列の個数は、磨き残し部分の発生やステイン除去能の低下を防止するため、６列以上設けることが好ましい。例えば、図２（ａ）の植毛台１１Ｄのように６列設けたり、図２（ｂ）の植毛台１１Ｅのように７列設けたり、図２（ｃ）の植毛台１１Ｆのように８列設けたり、図１（ａ）の植毛台１１Ａや図３（ａ）の植毛台１１Ｈのように４列設けたり、図１（ｂ）の植毛台１１Ｂのように１０列設けたり、図１（ｃ）の植毛台１１Ｃのように１５列設けたりすることが好ましい。
【００２５】
植毛台１１に対する毛束１３の植設方法としては、ハンドル１２の成形時に植毛台１１に有底な植毛孔１６を形成し、この植毛孔１６に平線を用いて毛束１３を植設する方法を採用できる。ただし、植毛台１１を前後に分割構成して、前側の植毛台に形成した貫通孔に毛束を挿入した後、加熱手段で毛束の基端部を溶かしてフィラメント同士を融着させ、その後、前側の植毛台に後側の植毛台を重ね合わせて結合して、植毛台１１を形成する方法を採用することも可能である。
【００２６】
毛束１３としては、芯鞘複合フィラメント１のみからなる毛束１３を用いることもできるが、芯鞘複合フィラメント１と硬質合成樹脂からなるモノフィラメント５とを混合してなる毛束を用いることもできる。芯鞘複合フィラメント１とモノフィラメント５とを混合する場合における混合割合は、歯ブラシ１０の強度や耐久性や使用感を考慮して任意に設定でき、植毛台１１への植設部位に応じて、混合割合を変更することもできる。また、各毛束１３の中心部側に芯鞘複合フィラメント１を配置させ、外周部側にモノフィラメント５を配置させるなど、植毛台１１における毛束１３の使用部位に応じて、特性の異なるフィラメントを配置させることもできる。更に、１つの植毛孔１６に植設するフィラメントの本数は任意に設定可能であり、植毛台１１に設けられる全ての植毛孔１６に対してそれぞれ同じ本数だけフィラメントを植設することもできるし、植毛孔１６の配設位置に応じて異なる本数のフィラメントを植設することも可能である。
【００２７】
また、図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）に示すように、芯鞘複合フィラメント１のみからなる毛束１３Ａと、モノフィラメント５のみからなる毛束１３Ｂとを、１つの植毛台１１に対して混合して植設することもできる。混合して植設する場合には、植毛台１１の外周側にモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂを配置させ、その内側である中央部側に芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａを配置させるなど、植毛台１１における植設部位によって、特性の異なるフィラメントからなる毛束を配置させることができる。例えば、図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）に示すように、黒丸部分をモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂで構成し、他の部分を芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａで構成し、植毛台１１の中央部に芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａを配置させ、植毛台１１の外周側に硬質なモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂを配置させることで、芯鞘複合フィラメント１によりステイン除去力を向上しつつ、硬質合成樹脂からなるモノフィラメント５により、利用者の嗜好性に応じた多様な硬さの歯ブラシ１０を設計することができる。また、植毛台１１のうちのハンドル側端部に植設される毛束１３は、図２（ｂ）（ｃ）、図３（ａ）に示すように、モノフィラメント５からなる毛束１３Ｂを植設するのではなく、図２（ａ）に示すように、芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａを植設することが好ましい。つまり、前歯の裏側をブラッシングする際には、歯ブラシを立てて、ブラシ部１４のうちのハンドル側端部でブラッシングする方法が広く採用されているので、植毛台１１のうちのハンドル側端部に植設される毛束１３として、芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａを植設することで、前歯の裏側のステインも効率的に除去できるので好ましい。
【００２８】
モノフィラメント５としては、歯ブラシ１０として使用可能な物理的性質を有していれば、周知の素材からなるものを採用することが可能で、例えばナイロン、ポリエステル、ポリオレフィンなどの樹脂材料を使用できる。モノフィラメント５の断面形状は、例えば円形や楕円形、三角形や四角形などの多角形の断面形状のものを採用できる。また、断面サイズや断面形状の異なる複数種類のモノフィラメント５を混合したものを採用することもできる。モノフィラメント５の先端形状は、球状や半球状や先鋭形状など任意の形状に形成することができる。
【００２９】
モノフィラメント５の外径は、０．１６ｍｍ未満の場合には十分な毛腰が得られなくなり、０．２６ｍｍを超える場合には、歯間への挿入性及び使用感が低下するので、０．１６〜０．２６ｍｍに設定することが好ましく、特に０．２０〜０．２２ｍｍに設定することが好ましい。
【００３０】
芯鞘複合フィラメント１は、図４に示すように、合成樹脂繊維からなる芯部２と、芯部２に一体に被覆した鞘部３であって、芯部２を構成する合成樹脂と相溶性を有するエラストマーからなる鞘部３とを有している。
【００３１】
芯部２を構成する合成樹脂材料としては、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系などの合成樹脂材料を採用できる。具体的には、ポリアミド系の合成樹脂材料としては、ナイロン６１０、ナイロン６１２などを採用でき、ポリエステル系の合成樹脂材料としては、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などを採用でき、ポリオレフィン系の合成樹脂材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレンなどを採用できる。
【００３２】
鞘部３を構成するエラストマーとしては、例えばポリスチレン系（ＳＢＣ）、ポリオレフィン系（ＴＰＯ）、ポリ塩化ビニル系（ＴＰＶＣ）、ポリウレタン系（ＰＵ）、ポリエステル系（ＴＰＥＥ）、ポリアミド系（ＴＰＡＥ）などのサーモプラスチックエラストマー（ＴＰＥ）を採用できる。その中でも、ポリエステル系、ポリアミド系（ＴＰＡＥ）のサーモプラスチックエラストマーが好ましく、特に取扱性に優れていることから、ポリエステル系のサーモプラスチックエラストマーを用いることが好ましい。
【００３３】
サーモプラスチックエラストマーは、基本的には、ハードセグメント（樹脂成分）とソフトセグメント（ゴム成分）で構成されている。ただし、ポリ塩化ビニル系は除く。具体的には、ポリスチレン系のサーモプラスチックエラストマーでは、ハードセグメントとしてポリスチレンを用い、ソフトセグメントとしてブタジエンを用いることになる。また、ポリオレフィン系のサーモプラスチックエラストマーでは、ハードセグメントとしてポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン系の合成樹脂材料を用い、ソフトセグメントとしてエチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）などのオレフィン系ゴムを用いることになる。ポリウレタン系のサーモプラスチックエラストマーでは、ハードセグメントとしてポリウレタンを用い、ソフトセグメントとしてポリオールやポリエステルなどを用いることになり、ポリエステル系のサーモプラスチックエラストマーでは、ハードセグメントとしてポリエステルを用い、ソフトセグメントとして脂肪族ポリエーテル、ポリエステルなどを用いることになり、ポリアミド系のサーモプラスチックエラストマーでは、ハードセグメントとしてナイロンオリゴマーを用い、ソフトセグメントとしてポリオール、ポリエステルなどを用いることになる。ポリ塩化ビニル系としては、高重合度ポリ塩化ビニルの可塑化物、アクリロニトリルブタンジエンゴム（ＮＢＲ）変性ポリ塩化ビニルなどを用いることができる。
【００３４】
鞘部３を構成するエラストマーのＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定するデュロメータタイプＤ硬さは、２７Ｄより小さいと植毛性が著しく悪くなる可能性があり、９４Ｄより大きいと弾性が小さくなるので、２７Ｄ〜９４Ｄが好ましく、５５Ｄ〜７２Ｄがより好ましく、６０Ｄ〜７２Ｄが更に好ましく、６５Ｄ〜７２Ｄが最も好ましい。
【００３５】
芯鞘複合フィラメント１は、周知の複合溶融紡糸法により製作されている。具体的には、芯部２を構成する合成樹脂材料と鞘部３を構成するエラストマー材料とを、複合押出機から所望の形状にそれぞれ溶融吐出させ、冷却後、延伸、熱セットを加えることで製作されている。また、この芯鞘複合フィラメント１を集束して、所定長さに切断した後、先端形状を球状や半球状や先鋭形状など任意の形状に形成することができる。
【００３６】
芯部２の長さ方向と直交する横断面は、多角形状や楕円形や円形や星形などの任意の形状に形成できるが、芯鞘複合フィラメント１の硬さ、即ち毛腰が全周にわたって一様になるように、断面円形に構成することが好ましい。
【００３７】
鞘部３の長さ方向と直交する横断面は、長方形状や正方形状や菱形状などの４角形状に形成され、歯表面との接触面積を広く設定したり、角部を形成したりすることでステイン除去能が高められている。特に、横断面を正方形状や菱形状に形成した芯鞘複合フィラメント１は、長方形状に形成した芯鞘複合フィラメント１よりも、毛束１３の植設方向によってステイン除去能が変動し難いので好ましい。また、鞘部３の４つの外面は平坦面で構成することもできるが、図４（ｂ）に示す芯鞘複合フィラメント１Ａのように、緩やかに内側（芯鞘複合フィラメント１の中央部側）へ窪んだ凹面４に形成することが好ましい。このように構成すると、鞘部３の凹面４に歯磨き剤を保持できるので、歯磨き剤を十分に歯表面に擦りつけながら効率的に歯表面を清掃することができる。
【００３８】
芯鞘複合フィラメント１の４角形の１辺Ｌ１は、０．３０ｍｍを越えると歯間への挿入性及び使用感が低下する。また、芯部２の直径Ｄ１は、０．１２ｍｍ未満の場合には、歯ブラシ１０の耐久性が十分に確保できなくなり、鞘部３の厚さは０．０１ｍｍ未満の場合には、剥離などの問題が発生する。このため、芯鞘複合フィラメント１の４角形の１辺Ｌ１は、０．１４ｍｍ未満の場合には、芯部２の直径Ｄ１や鞘部３の厚さを十分に確保できなくなり、０．３０ｍｍを越えると歯間への挿入性及び使用感が低下するので、０．１４〜０．３０ｍｍ、好ましくは０．１６〜０．２４ｍｍ、特に好ましくは０．１８〜０．２２ｍｍに設定することになる。また、芯部２の直径Ｄ１は、０．１２ｍｍ未満の場合には、歯ブラシ１０の耐久性が十分に確保できなくなり、また０．２７ｍｍを越えると芯鞘複合フィラメント１の外径が大きくなりすぎて、歯間への挿入性及び使用感が低下するので、０．１２〜０．２７ｍｍ、好ましくは０．１５〜０．２０ｍｍ、特に好ましくは０．１６〜０．１９ｍｍに設定することになる。
【００３９】
以上のことを総合すると、芯鞘複合フィラメント１としては、芯部２をポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で構成し、鞘部３をポリエステル系のサーモプラスチックエラストマーで構成し、芯鞘複合フィラメント１の横断面を正方形状又は菱形状に形成し、その一辺を０．１４〜０．３０ｍｍ、好ましくは０．１６〜０．２４ｍｍ、特に好ましくは０．１８〜０．２２ｍｍに設定し、芯部２の直径を０．１２〜０．２７ｍｍ、好ましくは０．１５〜０．２０ｍｍ、特に好ましくは０．１６〜０．１９ｍｍに設定したものを好適に採用できる。また、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、植毛台１１の中央部側に配置される毛束１３を芯鞘複合フィラメント１で構成し、植毛台１１の外周側に配置される毛束１３を、ナイロンからなるモノフィラメント５で構成すると、歯ブラシ１０としての耐久性や使用感を確保しつつ、ステイン除去能を十分に確保できるので好ましい。
【００４０】
また、ブラシ部１４における植毛密度は、１６（植毛孔個数／ｃｍ2）よりも小さいと、ステイン除去力が不十分になる恐れがあり、２１（植毛孔個数／ｃｍ2）を超えるとブラシが硬くなって使用感が低下するので、１６〜２１（植毛孔個数／ｃｍ2）に設定することが好ましく、１７〜２１（植毛孔個数／ｃｍ2）に設定することがより好ましく、１８〜２０（植毛孔個数／ｃｍ2）に設定すること最も好ましい。
【００４１】
毛丈は、８．５ｍｍ未満の場合には毛腰が強くなりすぎて使用感が低下し、１２ｍｍを超えると毛腰が弱くなりすぎて使用感が低下するとともに刷掃効果が低下するので、８．５〜１２ｍｍに設定することが好ましく、特に９．０〜１０ｍｍに設定することが好ましい。また、芯鞘複合フィラメント１とモノフィラメント５の毛丈は同じに設定することもできるし、異なる毛丈に設定することもできる。
【００４２】
次に、芯鞘複合フィラメントを用いた歯ブラシの評価試験について説明する。
単一の合成樹脂材料からなるモノフィラメント５として、フィラメントの長さ方向に対する横断面形状が、図５（ａ）及び表１に示すように、直径が０．１９ｍｍの円形のナイロン製の第１フィラメントと、図５（ｂ）及び表１に示すように、短い方の対角線Ｌ３が０．２０６ｍｍで長い方の対角線Ｌ４が０．３２ｍｍで、一辺の長さが０．１９ｍｍの菱形のナイロン製の第２フィラメントと、図５（ｃ）及び表１に示すように、高さＴ１が０．２０ｍｍの三角形状のナイロン製の第３フィラメントと、表１に示すように、直径が０．２ｍｍの円形のポリエステル系のサーモプラスチックエラストマーからなる第４フィラメントを製作した。
【００４３】
また、芯鞘複合フィラメント１として、図５（ｄ）及び表１に示すように、芯部２及び鞘部３の横断面形状が円形で、芯部２を構成する素材がポリブチレンテレフタレートからなり、鞘部３を構成する素材がポリエステル系のサーモプラスチックエラストマーからなる芯鞘複合フィラメントであって、芯部２の直径Ｄ２が０．１５ｍｍ、鞘部３の直径Ｄ３が０．２０ｍｍの第５フィラメントと、図５（ｅ）及び表１に示すように、芯部２の横断面形状が円形で、芯部２を構成する素材がポリブチレンテレフタレートからなり、鞘部３の横断面形状が三角形で、鞘部３を構成する素材がポリエステル系のサーモプラスチックエラストマーからなる芯鞘複合フィラメントであって、芯部２の直径Ｄ４が０．１２ｍｍ、鞘部３の高さＴ２が０．２０ｍｍの第６フィラメントと、図４（ａ）及び表１に示すように、芯部２の横断面形状が円形で、芯部２を構成する素材がポリブチレンテレフタレートからなり、鞘部３の横断面形状が正方形状で、鞘部３を構成する素材がポリエステル系のサーモプラスチックエラストマーからなる芯鞘複合フィラメントであって、芯部２の直径Ｄ１が０．１６ｍｍ、鞘部３の一辺Ｌ１が０．１８ｍｍの第７フィラメントと、表１に示すように、芯部２の直径Ｄ１を０．１５ｍｍ、鞘部３の一辺Ｌ１を０．１６ｍｍに設定した以外は第７フィラメントと同様に構成した第８フィラメントとを製作した。
【００４４】
そして、歯ブラシの柄として、円形の植毛孔を有する長方形状の植毛台を端部に形成した歯ブラシの柄を用い、植毛孔に前記フィラメントからなる毛束を植設して、ブラシ面が水平になるように毛先を切り揃え、更に毛先を先丸加工して、毛丈が１０ｍｍの歯ブラシを製作した。具体的には、同一構成のフィラメントからなる毛束を植設した歯ブラシとして、表１に示す毛束配列形態で、第１〜第７フィラメントからなる毛束をそれぞれ植設した第１〜第７歯ブラシを製作した。また、芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａとモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂを混合して植毛した歯ブラシとして、図２（ａ）に示す毛束配列形態で、芯鞘複合フィラメント１としての第８フィラメントからなる毛束１３Ａと、直径が０．２０ｍｍのナイロン製のモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂとを混合して植設した第８歯ブラシと、同じ毛束配列形態で、芯鞘複合フィラメント１としての第７フィラメントからなる毛束１３Ａと、直径が０．２０ｍｍのナイロン製のモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂとを混合して植設した第９歯ブラシとを製作した。更に、図１及び表２に示すように、毛束配列形態を変更した歯ブラシとして、図３（ｂ）に図示の毛束配列形態で第１フィラメントを植設した第１０歯ブラシと、図１（ｂ）に図示の毛束配列形態で第１フィラメントを植設した第１１歯ブラシと、図１（ａ）に図示の毛束配列形態で芯鞘複合フィラメント１からなる第７フィラメントを植設した第１２歯ブラシと、図１（ｂ）に図示の毛束配列形態で芯鞘複合フィラメント１からなる第７フィラメントを植設した第１３歯ブラシと、図３（ａ）に図示の毛束配列形態で芯鞘複合フィラメント１としての第７フィラメントからなる毛束１３Ａと、直径が０．２０ｍｍのナイロン製のモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂとを混合して植設した第１４歯ブラシとを製作した。
【００４５】
次に、前記第１〜第９歯ブラシにおける、ブラシ強度と、広がり指数と、耐久性と、ステイン除去能と、使用感とをそれぞれ測定するとともに、第１０〜第１４歯ブラシにおける、ブラシ強度と、広がり指数と、ステイン除去能とをそれぞれ測定した。その結果を表１、表２に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】
（ブラシ強度）
旧ＪＩＳ Ｂ ７７３３に規定する圧縮試験機に相当する株式会社島津製作所製のオートグラフＡＧＳに前記歯ブラシを固定し、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度でブラシに圧縮荷重を加え、その最大値を測定した。測定後、ＪＩＳ Ｓ ３０１６に記載の植毛面積を算出し、圧縮試験による最大値を植毛面積で除して、単位面積当りの圧縮荷重をブラシ強度として求めた。
【００４９】
（広がり指数、耐久性）
サンスター株式会社製のブラッシングマシーンを用いて、３７℃の水中で荷重３００ｇをかけた状態でエポキシ板の表面に対して１００００ストロークのブラッシングを行い、刷掃面の広がり指数を測定することで、耐久性を評価した。ここで広がり指数とは、初期状態における刷掃面の横幅をＡｍｍとなし、ブラッシング終了後の刷掃面の横幅をＢｍｍとなしたときに（Ｂ／Ａ）×１００で表される数値を意味している。なお、表１中、「◎」は、耐久性の数値が１７０以下で、耐久性に優れていることを示し、「○」は、耐久性の数値が１７０よりも大きく２００以下であり、通常の耐久性であることを示し、「×」は、耐久性の数値が２００よりも大きく、耐久性に劣ることを示すものとする。
【００５０】
（ステイン除去能）
ステイン除去力は、ストゥキーらの論文（Stooky et al., Journal of Dental Research, 61, 1236-39, 1982）に記載されている方法を改良した方法で測定した。以下、その方法について説明すると、先ず牛永久歯（門歯）のエナメル試片を４ｍｍ平方切り取り、透明ポリエステルレジンにはめ込み、試片表面を平滑化し、鏡面研磨した。試片表面を希塩酸に６０秒浸漬し、次に飽和炭酸ナトリウム水溶液に浸漬、つづいて１％フィチン酸水溶液に浸漬した後、イオン交換水で洗浄した。
【００５１】
ステイン培地は１．０２ｇのインスタントコーヒー、１．０２ｇのインスタントティー、０．７５ｇの豚胃ムチン、色素生産菌（Micrococcus luteus）培養液を滅菌トリプチケースソイ培地に添加し調製した。試片とステイン培地を３７℃の恒温槽に１０日間セットした。１１日目に０．０３ｇ塩化鉄（III）六水和物を添加し、ＪＩＳ Ｚ ８７２９のL*a*b*表色系で規定されるL*が３２〜３５になるまで続けた。その後試片を取り出し、イオン交換水で洗浄し、これを測定用試料とし、ベースラインとして、分光光度計（Minolta社）により、L*1、a*1、b*1を測定した。
【００５２】
次に、第１〜第７の歯ブラシ１０をサンスター株式会社製のブラッシングマシーンに順次セットするとともに、前述のようにして製作した測定用試料をセットし、市販の歯磨き剤を用い一定圧力で１５００回往復させた後、乾燥させてから、該測定用試料におけるL*2、a*2、b*2を分光光度計（Minolta社）により測定した。さらに残存したステインを歯科用ハンドピースで除去した試料について、L*3、a*3、b*3を測定し、ステイン除去（％）を以下の式を用いて算出した。
【００５３】
・ステイン除去力＝[(Ｌ*２−Ｌ*１)2＋(Ｌ*２−Ｌ*１)2＋(Ｌ*２−Ｌ*１)2]1/2
・トータルステイン＝[(Ｌ*３−Ｌ*１)2＋(Ｌ*３−Ｌ*１)2＋(Ｌ*３−Ｌ*１)2]1/2
・ステイン除去（％）＝（ステイン除去力）／（トータルステイン）
【００５４】
そして、一般的な構成の第１歯ブラシのステイン除去能（％）を１００とした場合における、第２〜第１４歯ブラシのステイン除去能（％）を、次式を用いて求めた。
・ステイン除去能(%)＝試験ブラシのステイン除去(%)／第１歯ブラシのステイン除去(%)
【００５５】
（使用感）
５人の被験者が第１〜第９歯ブラシを用いて実際に歯をブラッシングして、その使用感を評価した。使用感の評価は、表３に示すように、硬さに関する５段階の指標を用い、各指標に対応させて点数を設定し、第１〜第９歯ブラシに対する５人の被験者による使用感の指標及び点数と、点数の平均値を求めた。その結果を表４に示す。
【００５６】
【表３】
【００５７】
【表４】
【００５８】
表１から、ステイン除去能は、フィラメントの横断面形状が、円形や三角形よりも菱形や正方形などの四角形状の方が優れていることが判る。このように、フィラメントの横断面形状を四角形に形成すると、フィラメントと歯表面との接触面積が増大し、またフィラメントの角部が歯表面に強く擦り付けられることで、ステインを効率的に除去できる。
【００５９】
また、第１１歯ブラシと第５歯ブラシとの対比から、フィラメントの横断面形状が同じ円形であっても、エラストマーからなる鞘部を設けた芯鞘複合フィラメント１を用いる方が、ナイロン製のモノフィラメント５を用いる場合と比較して、ステイン除去能が高くなっていることが判る。このようにフィラメントの外周部にエラストマーからなる鞘部を設けることで、フィラメントと歯表面との摩擦抵抗を増やして、ステインを効率的に除去できる。ただし、エラストマーのみからなるフィラメントを用いた第４歯ブラシでは、柔らかすぎて使用感が悪く、歯ブラシとして実用に耐えないものとなる。
【００６０】
更に、第８、第９歯ブラシのように、外周部にナイロン製のモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂを配置し、中央部に芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａを配置すると、第７歯ブラシのように、芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３のみからなるものと比較して、ステイン除去能を十分に確保しつつ、ブラシ強度を向上できることが判る。このことは、第１２、第１４歯ブラシのように同じ配置で毛束を配置する場合であっても、外周部にナイロン製のモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂを配置し、中央部に芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａを配置した第１４歯ブラシは、芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３のみからなる第１２歯ブラシと比較してステイン除去能が高くなっていることから明確である。
【００６１】
一方、表２から、ナイロン製のモノフィラメント５のみで毛束を構成する場合には、図１（ａ）、図３（ｂ）に示すように、毛束を整列状に配置させたブラシ部１４Ｍを有する整列形態の第１、第１０歯ブラシのステイン除去率が、毛束を千鳥状に配置させたブラシ部１４Ｔのみからなる千鳥形態の図１（ｂ）に示す第１１歯ブラシと同等或いはよりもそれよりも劣っているのに対して、芯鞘複合フィラメント１を用いた場合には、ナイロン製のモノフィラメント５を用いる場合とは反対に、図１（ａ）に示すように、毛束１３を整列状に配置させたブラシ部１４Ｍを有する整列形態の第１２歯ブラシの方が、図１（ｂ）に示すように、毛束１３を千鳥状に配置させたブラシ部１４Ｔのみからなる千鳥形態の第１３歯ブラシよりもステイン除去能が優れている。つまり、芯鞘複合フィラメント１では、毛束を千鳥形態に配置することで、ステイン除去能を向上できることが判る。
【００６２】
また、芯鞘複合フィラメント１からなる毛束を植設した第１２歯ブラシや第１３歯ブラシは、ナイロン製のモノフィラメント５からなる毛束を植設した第１０歯ブラシや第１１歯ブラシと比較して、ステイン除去能に関しては優れているが、ブラシ強度が低くなって使用感が低下する。それに対して、図２（ａ）に示すように、外周部にナイロン製のモノフィラメント５からなる毛束１３Ｂを配置し、中央部に芯鞘複合フィラメント１からなる毛束１３Ａを配置した第８歯ブラシ及び第９歯ブラシでは、ステイン除去能を十分に確保しつつ、ブラシ強度を向上できることが判る。
【符号の説明】
【００６３】
１ 芯鞘複合フィラメント １Ａ 芯鞘複合フィラメント
２ 芯部 ３ 鞘部
４ 凹面 ５ モノフィラメント
１０ 歯ブラシ １１ 植毛台
１１Ａ〜１１Ｈ 植毛台
１２ ハンドル １３ 毛束
１３Ａ 毛束 １３Ｂ 毛束
１４ ブラシ部 １４Ｍ ブラシ部
１４Ｔ ブラシ部 １５ 首部
１６ 植毛孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の毛束を植毛台に植設してなるブラシ部を有する歯ブラシであって、
前記毛束を構成するフィラメントとして、合成樹脂繊維からなる芯部と、前記芯部に一体に被覆した鞘部であって、前記芯部を構成する合成樹脂と相溶性を有するエラストマーからなる鞘部とを有し、長さ方向と直交する横断面を４角形状となした芯鞘複合フィラメントを含む毛束を用いた、
ことを特徴とする歯ブラシ。
【請求項２】
前記芯鞘複合フィラメントにおける、前記芯部がポリエステル系の合成樹脂繊維からなり、前記鞘部がサーモプラスチックエラストマー（ＴＰＥ）からなる請求項１記載の歯ブラシ。
【請求項３】
前記芯鞘複合フィラメントにおける、前記芯部がポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）からなり、前記鞘部がポリエステル系のサーモプラスチックエラストマー（ＴＰＥ）からなる請求項１又は２記載の歯ブラシ。
【請求項４】
前記芯鞘複合フィラメントの横断面の一辺が、０．１４〜０．３０ｍｍである請求項１〜３のいずれか１項記載の歯ブラシ。
【請求項５】
前記芯鞘複合フィラメントにおける、前記芯部の長さ方向と直交する断面形状が円形状である請求項１〜４のいずれか１項記載の歯ブラシ。
【請求項６】
前記芯部の直径が０．１２〜０．２７ｍｍである請求項５記載の歯ブラシ。
【請求項７】
前記植毛台において、歯ブラシの長手方向において相隣り合う植毛孔の中心が歯ブラシの長手方向と平行な直線上に配置されていない部分を有する請求項１〜６のいずれか１項記載の歯ブラシ。
【請求項８】
前記芯鞘複合フィラメントにおける、前記鞘部の外面を緩やかに内側へ窪んだ凹面状に形成した請求項１〜７のいずれか１項記載の歯ブラシ。
【請求項９】
前記植毛台の中央部側に植設される毛束として、前記芯鞘複合フィラメントを複数本束ねてなる毛束を用い、前記植毛台の外周側に植設される毛束として、硬質合成樹脂からなるモノフィラメントを複数本束ねてなる毛束を用いた請求項１〜８のいずれか１項記載の歯ブラシ。
【請求項１】
複数の毛束を植毛台に植設してなるブラシ部を有する歯ブラシであって、
前記毛束を構成するフィラメントとして、合成樹脂繊維からなる芯部と、前記芯部に一体に被覆した鞘部であって、前記芯部を構成する合成樹脂と相溶性を有するエラストマーからなる鞘部とを有し、長さ方向と直交する横断面を４角形状となした芯鞘複合フィラメントを含む毛束を用いた、
ことを特徴とする歯ブラシ。
【請求項２】
前記芯鞘複合フィラメントにおける、前記芯部がポリエステル系の合成樹脂繊維からなり、前記鞘部がサーモプラスチックエラストマー（ＴＰＥ）からなる請求項１記載の歯ブラシ。
【請求項３】
前記芯鞘複合フィラメントにおける、前記芯部がポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）からなり、前記鞘部がポリエステル系のサーモプラスチックエラストマー（ＴＰＥ）からなる請求項１又は２記載の歯ブラシ。
【請求項４】
前記芯鞘複合フィラメントの横断面の一辺が、０．１４〜０．３０ｍｍである請求項１〜３のいずれか１項記載の歯ブラシ。
【請求項５】
前記芯鞘複合フィラメントにおける、前記芯部の長さ方向と直交する断面形状が円形状である請求項１〜４のいずれか１項記載の歯ブラシ。
【請求項６】
前記芯部の直径が０．１２〜０．２７ｍｍである請求項５記載の歯ブラシ。
【請求項７】
前記植毛台において、歯ブラシの長手方向において相隣り合う植毛孔の中心が歯ブラシの長手方向と平行な直線上に配置されていない部分を有する請求項１〜６のいずれか１項記載の歯ブラシ。
【請求項８】
前記芯鞘複合フィラメントにおける、前記鞘部の外面を緩やかに内側へ窪んだ凹面状に形成した請求項１〜７のいずれか１項記載の歯ブラシ。
【請求項９】
前記植毛台の中央部側に植設される毛束として、前記芯鞘複合フィラメントを複数本束ねてなる毛束を用い、前記植毛台の外周側に植設される毛束として、硬質合成樹脂からなるモノフィラメントを複数本束ねてなる毛束を用いた請求項１〜８のいずれか１項記載の歯ブラシ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１２０８８８（Ｐ２０１１−１２０８８８Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４８０１３（Ｐ２０１０−２４８０１３）
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００１０６３２４）サンスター株式会社 (200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００１０６３２４）サンスター株式会社 (200)
【Ｆターム（参考）】
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