歯間ブラシ
【課題】ブラシ毛のナイロン系樹脂に１％以下の配合率で銀系抗菌剤を配合することで、一般細菌のみならず歯周病原因菌の抗菌性に優れ、且つ使用後遅くとも１０時間でブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を防止できるブラシ毛を備えた歯間ブラシを提供する。
【解決手段】ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で含有し、銀系抗菌剤を少なくとも０．２重量％含有するブラシ毛５が、Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛５の生残菌数の対数と同等又はそれ以上の値とする。
【解決手段】ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で含有し、銀系抗菌剤を少なくとも０．２重量％含有するブラシ毛５が、Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛５の生残菌数の対数と同等又はそれ以上の値とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般細菌のみならず歯周病原因菌の抗菌性に優れ、且つ使用後遅くとも１０時間でブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を防止するブラシ毛を有する歯間ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
抗菌性に優れたブラシ毛を備えた歯間ブラシは、以下に示す特許文献が知られている。
特許文献１には、抗菌性のブラシ毛が記載されており、歯間ブラシ細菌やカビ等有害微生物が増殖したりすることのない歯間ブラシを提供することを目的として、歯間ブラシのブラシ毛に関する実施例、例えば、Ｎｏ．１のブラシ毛は、直径７６μmのナイロンフィラメントに平均粒径１．５μmの銀ガラスを１．０重量％含有し、Ｎｏ．３のブラシ毛は、直径６４μmのナイロンフィラメントに平均粒径１．５μmの抗菌性ゼオライトを１．０重量％含有するもので、そのブラシ毛の黄色ブドウ球菌と大腸菌の抗菌性試験の生残菌数からみて、実施例Ｎｏ．１及び実施例Ｎｏ．３が抗菌効果を奏することが記載されている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献２には歯間ブラシと同一のブラシの技術分野である化粧ブラシ用毛材が記載されており、その化粧ブラシ用毛材は、無機粉体である銀系抗菌剤を使用することで化粧ブラシ用毛材に抗菌性を付与することができることが示されており、該銀系抗菌剤としては、銀ゼオライト，銀ガラスや銀ジルコニウムなどが挙げられており、また、「ポリブチレンテレフタレートの１００重量部と、平均粒子径が０．５〜１．０μmである無機粉体の５〜１５重量部とを混合して溶融紡糸し、ついで得られたフィラメントを５〜６倍に延伸する。溶融紡糸されたフィラメントの表面には無機粉体が露出しており、このフィラメントを５〜６倍に延伸することで、無機粉体の埋没した部分が展張され、これによって、同部に凹みが形成される。斯くして、フィラメント表面に露出した無機粉体、及びこの無機粉体によって形成された凹みが、獣毛のキューティクルと同様の働きをなし、これによって、化粧料を掻き取る際の掻き取り性、掻き取った化粧料を保持する保持性や、化粧料を肌に転着させる転着性が、獣毛と同等のものとなる。」（段落［００１７］〜［００１９］）と記載されている（特許文献２参照）。
【０００４】
一方、歯の矯正歯科治療において、銀ゼオライトを用いて歯周病を引き起こす原因菌（以下、「歯周病原因菌」という。）に対する抗菌効果を検証した論文が発表されている。この論文には、矯正装置の装着により口腔内に常在する歯周病を引き起こす歯周病原因菌が増殖して歯周疾患を生ずることがあり、その対策として、グラスアイオノマー系セメント(成分；ガラス粉末とセメント)に配合率１％以上の銀ゼオライトを配合することで、歯周病原因菌(Streptococcus mutans.NCTC10449.及びActinamyces viscosusATCC15987 )の生育が抑制されることが記載されている（非特許文献１）。更に、他の論文には、歯周病原因菌の１４種類に対して銀イオンが抗菌効果を有することが発表されている（非特許文献２）。
【０００５】
ところで、繊維製品の抗菌性試験方法であるＪＩＳ Ｌ１９０２は、指定の試験菌である黄色ブドウ球菌、大腸菌の懸濁液（初発菌数（１０５CFU/ml））を接種し、３７℃で１８時間培養した後に試験菌を洗い出して生残菌数（CFU/ml）を測定することで、抗菌性を施された繊維製品の区別化ができる時間として１８時間を定めている。しかしながら、歯垢等が付着した歯間ブラシのブラシ毛を放置すると、歯垢等の内で細菌が増殖して不衛生であるので、特許文献１の歯間ブラシのブラシ毛のように、ナイロンフィラメントに銀系抗菌剤を１．０重量％含有させることで増殖を防止しているが、歯間ブラシを良く使用するユーザー、例えば、朝、晩の２回使用するユーザーは、朝の使用後１０時間前後経った後で晩に歯間ブラシを使用することになり、朝、昼、晩の３回利用するユーザーは、朝の使用後６時間前後経った後で昼に歯間ブラシを利用し、晩も同様に６時間前後経った後で歯間ブラシを使用することになる。
このようなユーザーの歯間ブラシの利用状況を鑑みると、使用後遅くとも１０時間前後でブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を防止することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０９７３１１号公報
【特許文献２】特開２００８−１０９９９０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】広島大学歯学雑誌．第３1巻、第141、153-157、1999
【非特許文献２】Ｄｅｎｔａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、T16、(2000)452-455
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の歯間ブラシにみられるように、ナイロン樹脂等に配合率１％の銀ガラス又は抗菌性ゼオライトを含有させることで、黄色ブドウ球菌及び大腸菌を殺菌することは知られているが、１％以下の配合率で殺菌効果を奏する歯間ブラシは知られていない。また、上記特許文献２の化粧ブラシ用毛材は、化粧ブラシ用毛材に抗菌性を付与する抗菌剤として銀系の無機抗菌剤が挙げられているだけで、該化粧ブラシ用毛材に配合する具体的な割合と具体的な抗菌効果が記載されていない。そして、上記非特許文献１には、配合率１％以上の銀ゼオライトを配合することで、歯周病原因菌の生育が抑制されることが開示されているが、歯間ブラシに１％以下の配合率で銀ゼオライトを配合することで歯周病原因菌の生育が抑制されることは開示されていない。
【０００９】
上記の文献にみられるように、ブラシ毛は抗菌効果を発揮させるために樹脂に対して１％以上の配合率で抗菌剤を配合することが一般的に行われている。しかし、銀系抗菌剤は重量あたりの価格が高価なこと、配合を増やすことにより着色しやすいことから、銀イオン調整剤を配合する割合を低減したいとの強い要求があるが、１．０重量％以下の割合では充分な抗菌効果が得られ難いので、該銀系抗菌剤の配合割合を１．０重量％以下にすることができない状況にある。
また、上記ユーザーの歯間ブラシの使用状況に応じるために、使用後遅くとも１０時間でブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を防止することが望まれているが、そのような歯間ブラシは知られていないし生産されていない。
【００１０】
それ故に、本発明の課題は、ブラシ毛のナイロン系樹脂に１％以下の配合率で銀系抗菌剤を配合することで、一般細菌のみならず歯周病原因菌の抗菌性に優れ、且つ使用後遅くとも１０時間でブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を防止できるブラシ毛を備えた歯間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】
【００１１】
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意研究に努めた結果、本発明の歯間ブラシを完成したものである。
即ち、上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の歯間ブラシは、ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を含有するブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部と、該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部と、該直線状ワイヤー部の所定長さの末端が埋設されている把持部材からなる歯間ブラシであって、前記ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で含有し、銀系抗菌剤を少なくとも０．２重量％含有するブラシ毛が、該Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等又はそれ以上の値であることを特徴とする。
同様に、請求項２に係る発明の歯間ブラシは、前記Ｅガラス粉末を３．０重量％、前記銀系抗菌剤を０．２重量％含有するブラシ毛が、前記ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等の値であることを特徴とする。
請求項３に係る発明の歯間ブラシは、前記銀系抗菌剤が０．２〜０．９重量％の範囲で含有されていることを特徴とする。
請求項４に係る発明の歯間ブラシは、前記ブラシ毛の生残菌数の対数と同等又はそれ以上の値が歯周病原因菌であるミュータンス菌及びアクチノマイセス菌の生残菌数の対数の値であることを特徴とする。
請求項５に係る発明の歯間ブラシは、前記銀系抗菌剤が銀ガラス又は銀ゼオライトであることを特徴とする。
請求項６に係る発明の歯間ブラシは、前記ナイロン系樹脂がナイロン６１０又はナイロン６１２であることを特徴とする。
請求項７に係る発明の歯間ブラシは、ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を含有するブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部と、該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部と、該直線状ワイヤー部の所定長さの末端が埋設されている把持部材からなる歯間ブラシであって、
前記ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で含有し、銀系抗菌剤を少なくとも０．２重量％含有するブラシ毛が、該Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の抗菌活性値と同等又はそれ以上の値であることを特徴とする。
請求項８に係る発明の歯間ブラシは、前記Ｅガラス粉末を３．０重量％、前記銀系抗菌剤を０．２重量％含有するブラシ毛が、前記ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等であることを特徴とする。
請求項９に係る発明の歯間ブラシは、前記銀系抗菌剤が０．２〜０．９重量％の範囲で含有されていることを特徴とする。
請求項１０に係る発明の歯間ブラシは、前記ブラシ毛の抗菌活性値と同等又はそれ以上の値が一般細菌である黄色ブドウ球菌及び大腸菌の抗菌活性値の値であることを特徴とする。
請求項１１に係る発明の歯間ブラシは、前記銀系抗菌剤が銀ガラス又は銀ゼオライトであることを特徴とする。
請求項１２に係る発明の歯間ブラシは、前記ナイロン系樹脂がナイロン６１０又はナイロン６１２であることを特徴とする。
請求項１３に係る発明の歯間ブラシは、ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を含有するブラシ毛が、金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部と、該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部と、該直線状ワイヤー部の所定長さの末端が埋設されている把持部材からなる歯間ブラシであって、前記ブラシ毛が前記ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末が少なくとも３．０重量％含有され、前記銀系抗菌剤が少なくとも０．２重量％含有されており、前記ブラシ毛の表面に凸状部と平坦な表面部が存在することを特徴とする。
請求項１４に係る発明の歯間ブラシは、前記Ｅガラス粉末を３．０重量％、前記銀系抗菌剤を０．２重量％含有するブラシ毛が、前記ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等であることを特徴とする。
請求項１５に係る発明の歯間ブラシは、前記ブラシ毛の生残菌数の対数と同等又はそれ以上の値が歯周病原因菌であるミュータンス菌及びアクチノマイセス菌の上記生残菌数の対数の値であることを特徴とする。
請求項１６に係る発明の歯間ブラシは、前記ブラシ毛の抗菌活性値と同等又はそれ以上の値が一般細菌である黄色ブドウ球菌及び大腸菌の抗菌活性値の値であることを特徴とする。
請求項１７に係る発明の歯間ブラシは、ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を含有するブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部と、該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部と、該直線状ワイヤー部の所定長さの末端が埋設されている把持部材からなる歯間ブラシであって、
前記ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で含有し、銀系抗菌剤を少なくとも０．５重量％含有するブラシ毛が、使用後遅くとも１０時間で上記Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等の値であることを特徴とする。
請求項１８に係る発明の歯間ブラシは、銀系抗菌剤を０．６〜０．９重量％の範囲で含有するブラシ毛が、使用後６時間で上記Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等の値であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の歯間ブラシは、そのブラシ毛がナイロン系樹脂にＥガラス粉末を含有し、銀系抗菌剤を少なくとも０．２重量％含有することで、銀系抗菌剤１．０重量％含有する従来のブラシ毛、即ち、従来のブラシ毛の１／５の配合量で同等又はそれ以上の値の抗菌効果が得られるから、従来の銀系抗菌剤の１／５の価格で抗菌性のブラシ毛が作製できるので、低廉な価格で生産が可能となった。
そして、本発明の歯間ブラシは、一般細菌である黄色ブドウ球菌及び大腸菌に対してだけでなく、歯周病原因菌であるミュータンス菌及びアクチノマイセス菌に対しても有効であるから、ユーザーが歯周病原因菌の増加を予防したいという強い要求に充分に対応できるものである。
【００１３】
また、本発明の歯間ブラシは、Ｅガラス粉末を６．０重量％以上含有し、銀系抗菌剤を０．５重量％以上含有することで、一般細菌及び歯周病原因菌の生残菌数をゼロとすることができる。
更に、本発明の歯間ブラシは、Ｅガラス粉末及び銀系抗菌剤の含有量に比例して抗菌効果を維持する期間が延びるので、Ｅガラス粉末を最大でも９．０重量％含有させ、銀系抗菌剤を最大でも０．９重量％含有させれば、長期にわたって抗菌効果を維持できるブラシ毛を作製することが期待できる。
ユーザーの歯間ブラシの利用状況に応じるために、使用後遅くとも１０時間又は６時間でブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を防止したい要求に対して、銀系抗菌剤を少なくとも０．５重量％含有することで、遅くとも１０時間前後で細菌の増殖を防止でき、銀系抗菌剤を０．６〜０．９重量％の範囲で含有することで、遅くとも６時間前後で細菌の増殖を防止できるので、ブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を早期に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】歯間ブラシの一例を示す平面図である。
【図２】本発明のブラシ毛の素材である熱可塑性樹脂にＥガラス粉末及び銀ガラスを含有したペレットの成形に用いられる一つの押出機の縦断面図である。
【図３】ナイロン系樹脂のブラシ毛をレーザー顕微鏡で撮影した外観形状の写真である。
【図４】ナイロン系樹脂に８重量％Ｅガラス粉末及び０．３重量％銀ガラスを含有のブラシ毛をレーザー顕微鏡で撮影した外観形状の写真である。
【図５】銀ガラスの配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
【図６】銀ガラスの配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
【図７】銀ガラスの配合率とミュータンス菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
【図８】銀ガラスの配合率とアクチノマイセス菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
【図９】銀ゼオライトの配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
【図１０】銀ゼオライトの配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
【図１１】銀ゼオライトの配合率とミュータンス菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
【図１２】銀ゼオライトの配合率とアクチノマイセス菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
【図１３】培養時間を横軸に、生残菌数の対数を縦軸にして、表７に示す値をプロットして得られた点を近似の直線式で表したグラフである。
【図１４】溶融紡糸した後の未延伸フィラメントの断面を推定して示した模式図である。
【図１５】溶融紡糸した後に温度２０〜６０℃で冷却された未延伸フィラメントの断面を推定して示した模式図である。
【図１６】未延伸フィラメントを４〜６倍に引き延ばした延伸フィラメントの断面を推定して示した模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の最良形態を説明する。なお、本発明は以下の実施の最良形態によって限定されるものではない。
図１は本発明の歯間ブラシの一つの実施の最良形態を示す平面図である。
図１に示されるように、歯間ブラシ１は、ブラシ毛５を備えたブラシ部２と歯間ブラシ１を把持する把持部４とからなり、詳細には、該ブラシ部２は、Ｅガラス粉末及び銀系抗菌剤が含有されるブラシ毛５が、ステンレス製の金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部２、及び該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部３からなり、該把持部４は、ワイヤー部３の所定長さの末端が熱可塑性樹脂からなる把持部４に埋設されている。把持部４の円錐状の頭部４ａからは、直線状ワイヤー部３を包み込んだ円筒部６が突設しており、胴部４ｂと尾部４ｃとの間には、指でつまみやすい形状の湾曲形状のつまみ部７が設けられている。胴部４ｂと尾部４ｃの外径は同一となっている。従って、スリーブ（図示なし）にブラシ部２方向から挿入し、胴部４ｂを嵌合することで歯間ブラシ１を保管状態とすることができ、尾部４ｃをスリーブに嵌合させることで、尾部４ｃを延長した状態で歯間ブラシを使用することができるものである。
【００１６】
ブラシ毛に用いる熱可塑性樹脂としては、ナイロン系樹脂のナイロン６１０又はナイロン６１２が使用でき、そのブラシ毛に含有するガラス粉末は、平均粒径が５μmで熱伝導率の大きいＥガラスを３．０〜９．０重量％の割合で含有させることが好ましく、形状が球状の球状ガラスが好ましいが破砕粒子であっても使用することができ、シラン処理を施したものを使用する。その含有率が３．０重量％以下は抗菌性試験による生残菌数が１０３以上になり抗菌性が低くて好ましくなく、９．０重量％以上は延伸工程で糸切れを生ずるので好ましくない。
そして、銀系抗菌剤としては銀ガラス又は銀ゼオライトを０．２〜０．９重量％の割合で含有させることが好ましい。銀系抗菌剤は０．２重量％未満では、生残菌数がLog(CFU/ml)で３以下が得られ難く充分な抗菌効果が発揮できず、また、０．９重量％を超えると銀系抗菌剤は重量あたりの価格が高価なこと、含有量を増やすことにより着色しやすいことから好ましくない。
【００１７】
（ブラシ毛用ペレット）
次に、本発明のブラシ毛の素材である、ナイロン系樹脂にＥガラス粉末及び銀ガラスを含有したペレットの製造方法を説明する。
図２に示す２種類のホッパーを備える押出機を用いて上記ペレットを製造する。
符号２０は押出機、符号２１はモーター、符号２２は減速機、符号２３はスクリュー、符号２４はヒーター・ブロワー、符号２５スクリューねじ山、符号２６はブレーカープレート、符号２７はノズルダイ、符号２８は第１ホッパー、符号２８′はペレット、符号２９は第２ホッパー、符号２９′はＥガラス粉末及び銀ガラスを表している。
前記押出機２０は、供給材料であるナイロン系樹脂のペレット２８′と、Ｅガラス粉末及び銀ガラス２９′を投入する２個のホッパーが備えられている。図２に示す押出機２０のホッパーを左側から順に第１ホッパー２８、第２ホッパー２９と称し、第１ホッパー２８にはナイロン系樹脂のペレット２８′が投入され、押出機の中間部付近に設けられている第２ホッパー２９には、Ｅガラス粉末及び銀ガラス２９′が投入される。第２ホッパー２９を配置する位置は、第１ホッパー２８よりスクリューバレル内に供給されたペレット２８′が、スクリュー２３による混練搬送に伴って溶融状態にある領域に設けてある。
【００１８】
決められたナイロン系樹脂、Ｅガラス粉末及び銀ガラスの配合率にしたがって、供給するペレット２８′の重量を計量して第１ホッパー２８内に投入し、スクリュー２３による混練搬送によって送られたペレット２８′がヒーターにより溶融状態になる位置、即ち、第２ホッパー２９が配置されている位置で、供給する重量が計量されたＥガラス粉末及び銀ガラス２９′を第２ホッパー２９内に投入する。溶融樹脂中に投入されたＥガラス粉末及び銀ガラス２９′が、混練されながら押出されてＥガラス粉末及び銀ガラス２９′を含有した成形物が形成されて、その後に切断されてＥガラス粉末及び銀ガラス２９′を含有したペレットが得られる。前記ヒーターの温度は使用されるナイロン系樹脂の融点に応じて決められる。なお、図２の押出機は、従来の押出機と比べてホッパーの構造を除いて他の構造は同じであるので、図２の押出機の構造を説明することは省略する。
上記ブラシ毛用ペレットの製造方法では、ナイロン系樹脂にＥガラス粉末及び銀ガラスを配合させているが、銀ガラス代えて銀ゼオライトを配合させても良い。
【００１９】
（ブラシ毛の紡糸方法）
次に、ブラシ毛の紡糸方法を説明する。
ブラシ毛の製造方法は、ナイロン系樹脂に、平均粒径５μmの３．０〜９．０重量％の範囲のＥガラス粉末を、そして、粒径２〜５μmの０．２〜０．９重量％の範囲の銀系抗菌剤を配合した上記ブラシ毛用ペレットを用いれば、歯ブラシ等のフィラメントを製造する従来から用いられている製造方法で製造することができる。その製造方法の一例として、例えば、押出機でナイロン系樹脂に、平均粒径５μmの３．０〜９．０重量％の範囲のＥガラス粉末と、粒径２〜５μmの０．２〜０．９重量％の範囲の銀系抗菌剤を配合したペレットを溶融して、口径が１mmで３０個の孔を有する紡糸口金より紡糸して、延伸倍率４〜５倍として直径が６５のフィラメントを作製する。一般的には、歯間ブラシのブラシ毛は６５μmが好ましい。
【００２０】
(巻線ブラシ)
前記フィラメントを直径０．０５mmのステンレス製の金属ワイヤーに２０本程度のブラシ毛５の撚込数を撚り込んで、ブラシ部２の長さを１０mm程度に作成し、そして、金属ワイヤーが撚り込まれた直線状ワイヤー部３の長さを１２mm程度に作成して、その末端の１０mm程度の長さの直線状ワイヤー部３は、把持部４に埋設するために作成される。ブラシ毛の長さを均一に揃え、先端を細くカットする等の調節を行う。
上記把持部に用いる熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂又はポリアミド樹脂が使用できる。
【００２１】
（ブラシ毛の外観形状）
図３及び図４は、上記製造方法で作製したブランク、Ｅガラス粉末及び銀ガラス含有のブラシ毛をカラー３Ｄレーザー顕微鏡（GenerationIIＶＫ−８７００（株式会社キーエンス社製））を使用して２０００倍で撮影した写真である。具体的には、図３はブランクのナイロン６１２のブラシ毛の外観形状の写真で、図４はナイロン６１２に８重量％Ｅガラス粉末及び０．３重量％銀ガラスを含有したブラシ毛の外観形状の写真である。
【００２２】
図３のブランクのブラシ毛材の表面は、平坦ではあるが流出方向に紡糸口金の接触で生じた線上の痕跡をわずかに示している。図４のＥガラス粉末及び銀ガラス含有のブラシ毛の表面は、Ｅガラス粉末が突出した凸状部と平坦な表面部が形成され、流出方向に紡糸口金に該Ｅガラス粉末及び／又は銀ガラスが接触して生じた線上の痕跡を示している。
【００２３】
（一般細菌の抗菌性試験）
一般細菌の抗菌性試験は、ＪＩＳ Ｌ１９０２（繊維製品の抗菌性試験方法・抗菌効果(定量試験)）に基づきフィラメントの抗菌試験を行って測定した。試料はフィラメントの異なる３箇所から０．４ｇのフィラメントを採取して試料とし、指定の試験菌である黄色ブドウ球菌、大腸菌の液（初発菌数（CFU/ml））を接種し、３７℃で１８時間培養した後に試験菌を洗い出して生残菌数（CFU/ml）を測定して、その平均値を算出した。測定した無加工試料の１８時間後の生残菌数（CFU/ml）及び抗菌加工した実施例の１８時間後の生残菌数（CFU/ml）を、次式に代入して抗菌活性値（log（CFU/ml））を求めた。抗菌活性値が２．０以上であれば抗菌性が有効であるとされている。なお、CFU（colony forming unit）はコロニー形成単位を表している。
Ｒ＝log（Ｂ／Ｃ） （１）
上記式（１）のＲは抗菌活性値で、Ｂは無加工試験片の１８時間後の生残菌数で、Ｃは実施例試験片の１８時間後の生残菌数である。
その測定して得られた一般細菌の抗菌性の測定結果を表１及び表３に示す。なお、黄色ブドウ球菌の初発菌数は１．３Ｅ＋５（ＣＦＵ／ｍｌ）で、大腸菌の発菌数は２．８Ｅ＋５（ＣＦＵ／ｍｌ）である。
【００２４】
（歯周病原因菌の抗菌性）
歯周病原因菌として、Streptococcus mutans(S.lutans)(NCTC 10449)（以下、「ミュータンス菌」という。）及びActinomyces viscosus(A.viscosus)(ATCC15987)（以下、「アクチノマイセス菌」という。）を用いた。ＪＩＳ Ｌ１９０２ に準拠して抗菌試験を行い、培養時間は４８時問とした。０．４ｇのフィラメントを採取して試料とした。
歯周病原因菌の培地はＢＨＩ培地（ブレンハートィンフュージョン；DifcoCo．製品）の液体培地を用い、Ｎ２８０％、Ｈ２ １０％．ＣＯ２ １ ０ ％。の嫌気雰囲気で３５±１°Ｃで４８時問培養した。試験菌を洗い出して生残菌数を測定し、その測定結果を対数Log(CFU/ml)で示して、比較例１又は比較例２と比べて抗菌性の有効性を判断した。
その測定して得られた歯周病原因菌の抗菌性の測定結果を表２及び表４に示す。
【実施例】
【００２５】
実施例としてＮｙ６１２にＥガラス粉末と銀ガラスからなるフィラメントの実施例１を、そして、Ｎｙ６１２にＥガラス粉末と銀ゼオライトからなるフィラメントの実施例２を作製した。以下に実施例１及び２のフィラメントの製造方法を説明する。
（実施例１）
ペレタイザーにＮｙ６１２（ザイテル１５８Ｌ；デュポン株式会社製品）を第１ホッパーに投入して２５０℃で溶融し、第２ホッパーから平均粒径５μmのＥガラス粉末（アミノシラン処理品）と、２〜５μmの銀ガラス（ミリオンガード７２１−ＳＴ；興亜硝子株式会社製品）を投入して、均一に混練し押出してガラス・抗菌剤含有のペレットを作製し、そのペレットを紡糸機のホッパーに投入して直径６５μｍのフィラメントを紡糸した。表１に示すように、実施例は、上記Ｅガラス粉末が３、６、８重量％の３水準のフィラメント、上記銀ガラスが０．２、０．３、０．５重量％の３水準のフィラメントを調整した。即ち、実施例は、Ｅガラス粉末が３、６、８重量％で銀ガラスが０．２重量％のフィラメントを実施例１−１として３種類を、Ｅガラス粉末が３、６、８重量％で銀ガラスが０．３重量％のフィラメントを実施例１−２として３種類を、Ｅガラス粉末が３、６、８重量％で銀ガラスが０．５重量％のフィラメントを実施例１−３として３種類を調整した。そして、比較例は、Ｅガラス粉末が０、３、６、８重量％で銀ガラスが０％のフィラメントを比較例１として４種類、Ｅガラス粉末が０で銀ガラスが０．２重量％のフィラメントを比較例１−１として１種類、Ｅガラス粉末が０で銀ガラスが０．３重量％のフィラメントを比較例１−２として１種類、Ｅガラス粉末が０で銀ガラスが０．５重量％のフィラメントを比較例１−３として１種類、Ｅガラス粉末が０で銀ガラスが１．０重量％のフィラメントを比較例１’として１種類のフィラメントを調整した。
実施例１−１、１−２及び１−３、比較例１、比較例１−１、１−２、１−３及び比較例１’のＥガラス粉末と銀ガラスの配合割合を以下の一般細菌に関する表１、及び歯周病原因菌に関する表２に示す。なお、ミュータンス菌の初発菌数は１．３Ｅ＋５（ＣＦＵ／ｍｌ）で、アクチノマイセス菌の発菌数は２．８Ｅ＋５（ＣＦＵ／ｍｌ）である。
【００２６】
【表１】
【表２】
【００２７】
一般細菌に関する表１の第１行目の欄は、左から１番目がＮｙ６１２の実施例と比較例の上記した水準の種類を示し、２番目が各種類のＥガラス粉末の配合率（重量％）を示し、３番目が各種類の銀ガラスの配合率（重量％）を示したものである。４番目が黄色ブドウ球菌の生残菌数を示すもので、例えば、「８．２Ｅ＋０５」は８．２×１０５個／ｍｌを意味している。５番目が黄色ブドウ球菌の生残菌数を対数で示したものである。６番目は黄色ブドウ球菌の抗菌活性値を示し、７番目は大腸菌の生残菌数を示し、８番目は大腸菌の生残菌数を対数で示し、９番目は大腸菌の抗菌活性値を示したものである。歯周病原因菌に関する表２は、上記一般細菌に関する表１の６番目と９番目の抗菌活性値が除かれている以外は、同じ内容を示しているので説明を省略する。
【００２８】
（実施例２）
ペレタイザーにＮｙ６１２（ザイテル１５８Ｌ；デュポン株式会社製品）のペレットを第１ホッパーに投入して２５０℃で溶融し、この溶融樹脂中に第２ホッパーから平均粒径５μmのＥガラス粉末（アミノシラン処理品）と、２〜５μmの銀ゼオライト（ゼオミックスＡＪ１０Ｄ；シナネンゼオミックス株式会社製品）を投入して、均一に混練し押出してガラス・抗菌剤含有のペレットを作製し、そのペレットを紡糸機のホッパーに投入して直径６５μｍのフィラメントを紡糸した。表３に示すように、実施例は、上記Ｅガラス粉末が３、６、８重量％の３水準のフィラメント、上記銀ゼオライトが０．２、０．３、０．５重量％の３水準のフィラメントを調整した。即ち、実施例は、Ｅガラス粉末が３、６、８重量％で銀ガラスが０．２重量％のフィラメントを実施例２−１として３種類を、Ｅガラス粉末が３、６、８重量％で銀ゼオライトが０．３重量％のフィラメントを実施例２−２として３種類を、Ｅガラス粉末が３、６、８重量％で銀ゼオライトが０．５重量％のフィラメントを実施例２−３として３種類を調整した。そして、比較例は、Ｅガラス粉末が０、３、６、８重量％で銀ゼオライトが０％のフィラメントを比較例２として４種類、Ｅガラス粉末が０で銀ゼオライトが０．２重量％のフィラメントを比較例２−１として１種類、Ｅガラス粉末が０で銀ゼオライトが０．３重量％のフィラメントを比較例２−２として１種類、Ｅガラス粉末が０で銀ゼオライトが０．５重量％のフィラメントを比較例２−３として１種類、Ｅガラス粉末が０で銀ゼオライトが１．０重量％のフィラメントを比較例２′として１種類を調整した。
実施例２−１、２−２及び２−３、比較例１、比較例２−１、２−２、２−３及び比較例２′のＥガラス粉末と銀ゼオライトの配合割合を以下の一般細菌の表３及び歯周病原因菌の表４に示す。
【００２９】
【表３】
【表４】
【００３０】
図５は、一般細菌の表１に示されたＮｙ６１２に配合された銀ガラスの配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフであり、図６は、一般細菌の表１に示されたＮｙ６１２に配合された銀ガラスの配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
図７は、歯周病原因菌の表２に示されたＮｙ６１２に配合された銀ガラスの配合率とミュータンス菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフであり、図８は、歯周病原因菌の表２に示されたＮｙ６１２に配合された銀ガラスの配合率とアクチノマイセス菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。以下、図９〜図１２は、同様に、一般細菌の表３と歯周病原因菌の表４に示された上記の関係を示すグラフである。
【００３１】
（抗菌効果）
図５〜図１２のグラフの実施例１−１及び２−１、即ち、Ｎｙ６１２にＥガラス粉末を３．０、６．０、８．０重量％の配合率で配合し、銀系抗菌剤を０．２重量％の配合率で配合するフィラメントは、Ｅガラス粉末の配合率が増加するのに伴い、上記黄色ブドウ球菌、大腸菌、ミュータンス菌及びアクチノマイセス菌の生残菌数Log(CFU/ml)が漸減している。そして、一般細菌である黄色ブドウ球菌、大腸菌の抗菌活性値は２．２又はそれ以上の値を示している。このことは、ナイロン系樹脂にＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で配合し、銀系抗菌剤を少なくとも０．２重量％を配合することで、ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１重量％で配合（Ｅガラス粉末の配合なし）する、従来のブラシ毛が有する抗菌効果の値と同等又はそれ以上の値のものであることを示している。
【００３２】
図５及び図９の黄色ブドウ球菌のグラフ、そして、図６及び図１０の大腸菌のグラフから、黄色ブドウ球菌及び大腸菌の各実施例は、Ｅガラス粉末の含有率の増加に伴って、また、銀ガラス又は銀ゼオライトの含有率の増加に伴ってLog(CFU/ml)が漸減していること、そして、表１及び表３の何れの各実施例の抗菌活性値も２．２以上の値であることから、抗菌効果を発揮していることは明らかであり、特に、実施例１−１及び実施例２−１のＥガラス粉末が３．０重量％含有され、銀系抗菌剤が０．２重量％含有されたフィラメントは、黄色ブドウ球菌の菌活性値が２．２で、大腸菌の抗菌活性値が４．１又は４．３の値であるから、ナイロン６１２にＥガラス粉末が少なくとも３．０重量％含有され、銀系抗菌剤が少なくとも０．２重量％含有されたフィラメントであれば、抗菌効果が得られることが判った。
【００３３】
そして、ナイロン６１２にＥガラス粉末が０％、銀系抗菌剤が１．０重量％含有された比較例(実施例１及び２の比較例)は、黄色ブドウ球菌の抗菌活性値が２．２で、大腸菌の抗菌活性値が４．０であるのに対して、実施例１−１及び実施例２−１は、その黄色ブドウ球菌の菌活性値が２．２で、大腸菌の抗菌活性値が４．１又は４．３の値であるから、同等の抗菌効果を示していることから、ナイロン６１２にＥガラス粉末を少なくとも３．０重量％含有させ、銀系抗菌剤１．０重量％の１／５である０．２重量％を少なくとも含有させれば、同等又は同等以上の抗菌効果が得られることが判った。
【００３４】
歯周病原因菌に関する表２及び４、そして、歯周病原因菌に関する図７及び８、図１１及び１２からみて、ナイロン６１２にＥガラス粉末が６．０重量％以上含有され、銀系抗菌剤が０．５重量％以上含有された実施例１−３及び２−３は、一般細菌及び歯周病原因菌の生残菌数をゼロとする優れた抗菌効果を有することを示している。
【００３５】
ところで、上述したように、試料はフィラメントの異なる３箇所から０．４ｇのフィラメントを採取し、指定の試験菌である黄色ブドウ球菌、大腸菌を１８時間培養した後に試験菌を洗い出して生残菌数（CFU/ml）を測定して、その平均値を算出して生残菌数（CFU/ml）として抗菌結果を得た旨記載したが、実施例の生残菌数の３箇所の各値は、比較例の生残菌数の３箇所の各値と比較して、バラツキが小さいことに気づき、そこで上記実施例１−１、比較例１′と上記実施例２−１、比較例２′の抗菌フィラメントの異なる５箇所から試料を採取し、実施例と比較例の５箇所の生残菌数を測定して得られた各値の標準偏差値を求めた。なお、標準偏差値はσ＝√（（ｎΣｘ２−（Σｘ）２／ｎ（ｎー１）））（ｎ＝試料数、ｘ＝生残菌数）の式に得られた生残菌数を代入して計算した。その計算結果を表５及び表６に示す。なお、黄色ブドウ球菌の初発菌数は１．３Ｅ＋５（ＣＦＵ／ｍｌ）で、大腸菌の発菌数は２．８Ｅ＋５（ＣＦＵ／ｍｌ）である。
【００３６】
【表５】
【００３７】
【表６】
【００３８】
表５及び表６からみて、Ｅガラス粉末を添加した実施例１−１の黄色ブドウ球菌及び大腸菌の標準偏差値が０．２、０．１であるのに対して、比較例１′のそれらの標準偏差値が１．１、１．０であり、実施例２−１の黄色ブドウ球菌及び大腸菌の標準偏差値が０．１、０．１であるのに対して、比較例２′のそれらの標準偏差値が１．０、１．０であることから、実施例の標準偏差値のほうが比較例の標準偏差値よりはるかに小さいことは明らかである。実施例の標準偏差値が小さい、即ちバラツキがないことは、ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤と一緒にＥガラス粉末を配合して紡糸したフィラメントは、その表面に常に抗菌効果を発揮できる状態で銀系抗菌剤が存在することを意味している。
【００３９】
（ブラシ毛の抗菌効果の時間特性）
銀系抗菌剤が１．０重量％含有された上記比較例１を比較例とし、培養時間０、１、８、１２及び１８時間の各時間における大腸菌の生残菌数の測定を行った。Ｅガラス粉末が３．０重量％含有され、銀ガラスが０．２重量％含有された上記実施例１−１を実施例３とし、Ｅガラス粉末が６．０重量％含有され、銀ガラスが０．２重量％含有された上記実施例１−１を実施例４とし、Ｅガラス粉末が３．０重量％含有され、銀ガラスが０．５重量％含有された上記実施例１−３を実施例５とし、Ｅガラス粉末が８．０重量％含有され、銀ガラスが０．５重量％含有された上記実施例１−３を実施例６として、培養時間０、１、８、１２及び１８時間の各時間における大腸菌の生残菌数の測定を行った。その測定結果を表７に示す。
【００４０】
図１３は、表７の培養時間を横軸に、生残菌数の対数を縦軸にして、表７に示す値をプロットして得られた点を近似の直線式で表したグラフである。図１３の上から比較例、実施例３、４，５，６の５種類のグラフを一次方程式で示して表してある。比較例の１８時間後の大腸菌の生残菌数の対数は３．７であるから、実施例４のy = -0.1708x + 5.619、実施例５のy = -0.2467x + 5.6233、実施例６のy = -0.2552x + 5.4512の各式のｙに３．７を代入してxを求めると、実施例４のxは１１．２４で約１１時間、実施例５のxは７．８０で約８時間、実施例６のxは６．８６で約７時間である。この計算結果から、使用後遅くとも１０時間でブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を防止するには、銀系抗菌剤を少なくとも０．５重量％含有させれば可能であり、使用後遅くとも６時間で細菌の増殖を防止するには、銀系抗菌剤を０．６重量％含有させれば可能である。
【表７】
【００４１】
次に、表１〜表４の一般細菌及び歯周病原因菌の抗菌性の測定結果は、比較例１又は２の１００％Ｎｙ６１２に銀ガラス又は銀ゼオライトを配合する割合、１．０重量％に対して、実施例１−１又は２−１の銀ガラスを配合する割合、０．２重量％は、上記１．０重量％の１／５の割合で同等の抗菌効果を奏することを示していることは既述した通りである。また、図４のナイロン６１２に８重量％のＥガラス及び０．３重量％の銀ガラスが含有されている延伸フィラメントの外観形状の写真は、その表面に凸状部が形成されていることを示している。このように、上記延伸フィラメントに含有されている銀ガラスが、従来の１／５の配合割合で同等の抗菌作用が発揮できる要因、そして、上記延伸フィラメントの表面に窪みではなく凸状部が形成できる要因を以下に詳細に検討する。
【００４２】
最初に、上記特許文献２の化粧ブラシ用毛材には、フィラメントを５〜６倍に延伸することで、無機粉体の埋没した部分が展張されることによって、同部に窪みが形成されることが示されていることを述べたが、この窪みを形成することができる要因は、無機粉体であるＳｉＯ２、タルクや抗菌剤は熱伝導率が小さいことがその要因と仮定して検討し、その後に、上記延伸フィラメントの銀ガラスが１／５の配合割合で抗菌作用が発揮でき、そして、その表面に凸状部が形成できる要因を検討する。
【００４３】
例えば、特許文献１の歯間ブラシ毛は、その実施例３が直径６４μmのナイロンフィラメントに平均粒径１．５μmの抗菌性ゼオライトを１．０重量％含有することで、黄色ブドウ球菌と大腸菌の抗菌性試験の生残菌数は、２．３×１０２個／ｍｌ、４．６×１０個／ｍｌであり、抗菌効果を奏することが述べられているが、従来から抗菌性ゼオライトはブラシ毛を抗菌化するのに最もよく用いられるもので、この歯間ブラシ毛の例を用いて上記仮定が正しいことを説明する。
なお、ブラシ毛の抗菌化に上記抗菌性ゼオライトが最もよく用いられるもので、その熱伝導率は０．５８Ｗ／ｍ・Ｋであり、ナイロンの熱伝導率は０．２４Ｗ／ｍ・Ｋである。そして、上記歯間ブラシ毛の製造方法は上記フィラメントのそれと同じ方法で製造するものとする。
【００４４】
１００％樹脂に微少な不純物が存在する状態で、溶融紡糸した後の未延伸フィラメントの表面が冷却されると、その表面樹脂の固化に伴って不純物を排除する作用が働き、該不純物は流動性の大きい内部に移動するといわれている。そこで、上記１．０重量％の抗菌性ゼオライトは上記不純物に相当する。このことを、上記歯間ブラシ毛の例に当てはめてみると、溶融紡糸した後の未延伸フィラメントは、直径が１mm（１０００μm）で、その未延伸フィラメントには配合率が１．０重量％、平均粒径が１．５μmの抗菌性ゼオライトが均一に分散されており、該未延伸フィラメント１の表面にも抗菌性ゼオライトが存在するが、該抗菌性ゼオライトは、熱伝導率が０．５８Ｗ／ｍ・Ｋと小さく、且つ平均粒径が１．５μmと微少なものなので、上記溶融紡糸した後の未延伸フィラメントの表面が冷却されると、冷却された表面から内部に向かって徐々に固化されるにつれて、上記抗菌性ゼオライトは流動性の大きい内部に移動する。
【００４５】
上記不純物に相当する抗菌性ゼオライトは、固化する樹脂が上記不純物を排除しようとする作用を働かせることで、表面から流動性の大きい内部に移動する。該抗菌性ゼオライトが内部に移動することにより埋没して埋没部分を形成し、次に、該未延伸フィラメントを４〜６倍に引き延ばすと、上記埋没部分が展張されて窪みを形成することとなり、その窪みには抗菌性ゼオライトが存在することで抗菌効果を奏するものと考えられる。しかし、表面付近の位置及び表面から離れた位置に存在する抗菌性ゼオライト、即ち、その位置に存在する１．０重量％の多くの抗菌性ゼオライトは、埋没した部分を形成するものではないので、延伸フィラメントである化粧ブラシ用毛材は、主に窪みに存在する抗菌性ゼオライトが抗菌作用を発揮するだけで、窪みを形成しない多くの抗菌性ゼオライトは、抗菌作用に関与できない状態におかれている。
このように、抗菌性ゼオライトは熱伝導率が小さいことが窪み形成の要因と仮定することで、延伸フィラメントの表面に窪みが形成される現象が説明できたので、この仮定は正しいものと思量する。
【００４６】
ところで、図４のナイロン６１２に８重量％のＥガラス及び０．３重量％の銀ガラスが含有されている延伸フィラメントの外観形状の写真は、その表面に凸状部が形成されていることを示している。このように、上記延伸フィラメントに含有されている銀ガラスが、上記した比較例の１００％Ｎｙ６１２に配合する銀ガラス１．０重量％の割合に対して、１／５の０．２重量％の割合であっても同等の抗菌作用が発揮できる要因、上記延伸フィラメントの表面に窪みではなく凸状部が形成される要因を以下に詳細に検討する。
【００４７】
最初に、上記特許文献２の化粧ブラシ用毛材には、フィラメントを５〜６倍に延伸することで、無機粉体である銀系抗菌剤の埋没した部分が展張されることによって、同部に窪みが形成されることが示されていることを述べたが、この窪みが形成される要因は、銀系抗菌剤は熱伝導率が小さいことがその要因と仮定して検討し、その後に、１００％樹脂に銀系抗菌剤を配合する割合に対して、上記延伸フィラメントに銀系抗菌剤を配合する割合が１／５で抗菌作用が発揮でき、そのフィラメントの表面に凸状部が形成される要因を検討する。
【００４８】
例えば、特許文献１の歯間ブラシ毛は、その実施例３が直径６４μmのナイロンフィラメントに平均粒径１．５μmの銀ガラス、抗菌性ゼオライトの銀系抗菌剤を１．０重量％含有することで、黄色ブドウ球菌と大腸菌の抗菌性試験の生残菌数は、２．３×１０２個／ｍｌ、４．６×１０個／ｍｌであり、抗菌効果を奏することが述べられているが、従来から銀系抗菌剤はブラシ毛材を抗菌化するのに最もよく用いられるもので、この歯間ブラシ毛の例を用いて上記仮定が正しいことを説明する。
なお、ブラシ毛材の抗菌化に上記銀系抗菌剤が最もよく用いられるもので、その熱伝導率は０．５８Ｗ／ｍ・Ｋであり、ナイロンの熱伝導率は０．２４Ｗ／ｍ・Ｋである。そして、上記歯間ブラシ毛の製造方法は上記フィラメントのそれと同じ方法で製造するものとする。
【００４９】
１００％樹脂に微小な不純物が存在する状態で、溶融紡糸した後の未延伸フィラメントの表面が冷却されると、その表面樹脂の結晶化に伴って微小な不純物を排除する作用が働き、該不純物は流動性の大きい内部に移動するといわれている。そこで、上記微小な銀系抗菌剤（平均粒径１．５μm）は上記不純物に相当するので、このことを上記歯間ブラシ毛の例に当てはめてみると、溶融紡糸した後の未延伸フィラメントは、直径が１mm（１０００μm）で、その未延伸フィラメントには平均粒径１．５μmの銀系抗菌剤の１．０重量％が均一に分散されており、該未延伸フィラメント１の表面にも銀系抗菌剤が存在するが、該銀系抗菌剤は、熱伝導率が０．５８Ｗ／ｍ・Ｋと小さく、且つ平均粒径が１．５μmと微小なものなので、上記溶融紡糸した後の未延伸フィラメントの表面が冷却されると、冷却された表面から内部に向かって徐々に固化されるにつれて、上記銀系抗菌剤は流動性の大きい内部に移動する。
【００５０】
内部に移動した銀系抗菌剤は、その移動により埋没することで埋没部分を形成し、次に、該未延伸フィラメントを４〜６倍に引き延ばすと、上記埋没部分が展張されて窪みを形成することとなり、その窪みには銀系抗菌剤が存在することで抗菌効果を奏するものと考えられる。しかし、１．０重量％の多くの銀系抗菌剤は、表面付近に存在しておらず延伸フィラメントの表面の埋没部分を形成するものではないので、延伸フィラメントである化粧ブラシ用毛材は、主に窪みに存在する銀系抗菌剤が抗菌作用を発揮するだけで、窪みを形成しない多くの銀系抗菌剤は、抗菌作用に関与できない状態におかれている。それ故に、未延伸フィラメントに均一に分散されていた銀系抗菌剤は、該未延伸フィラメントの表面が冷却されることでそのフィラメントの内部に移動するので、延伸フィラメントに不均一に分散されている。
このように、銀系抗菌剤は熱伝導率が小さいことが窪み形成の要因と仮定することで、延伸フィラメントの表面に窪みが形成される現象を説明することができたので、この仮定は正しいものと思慮する。
【００５１】
ところで、本発明の歯間ブラシのブラシ毛であるフィラメントの表面には、上記銀系抗菌剤の窪み形状と異なる、球状に突起した形状である凸状部が形成されている（図４参照）。Ｅガラス粉末の熱伝導率は１．５０Ｗ／ｍ・Ｋであり、その平均粒径は５μmであるから、上記歯間ブラシ毛の銀系抗菌剤に比べて熱伝導率及び平均粒径が共に大きい値であることが分かる。ところで、ナイロンの熱伝導率は０．２６４Ｗ／ｍ・Ｋで、ポリエステルの熱伝導率は０．２１７Ｗ／ｍ・Ｋであるから、上記Ｅガラス粉末の熱伝導率は、上記両樹脂のそれの約６倍の値である。
そこで、上記実施例のＥガラス粉末の熱伝導率が大きいことが、上述したフィラメントの表面に凸状部を形成する要因であり、１／５の銀系抗菌剤の配合割合であっても同等の抗菌効果を奏する要因であると仮定して、どの様にして上記凸状部が形成され、１／５の銀系抗菌剤の配合割合で同等の抗菌効果を奏するのかを検討する。そのために以下に示す図１４、図１５及び図１６に基づいて詳細に検討する。
【００５２】
そのために、直径１mm（１０００μm）の紡糸口より紡糸して延伸することで６５μmの太さの延伸糸を製造する工程における、フィラメントの断面を推定した模式図である図１４、図１５及び図１６を用いて、上記仮定が正しいか否かを検討する。
図１４は、紡糸直後のフィラメントの断面を推定して示した模式図である。
図１５は、紡糸口より吐出後２０〜６０℃で冷却されて引き伸ばされる途中のフィラメントの断面を推定して示した模式図である。
図１６は、延伸工程を経て最終的な太さにされたフィラメントの断面を推定して示した模式図である。
図１４、図１５及び図１６の○印は、フィラメントの断面におけるＥガラス粉末の粒子が、そのフィラメントの中心Ｃから半径５００μmの範囲に存在する位置を表すものである。
【００５３】
図１４は、直径１０００μmの紡糸ロより紡糸された状態のＥガラス粉末の粒子が、上記中心Ｃから半径５００μmの範囲に存在する位置を表すものであり、中心Ｃから半径５００μmの範囲の位置を三つに分け、各三つの範囲の位置に存在する粒子の代表として一個の粒子だけを表示して符号ａ、ｂ、ｃで表した。表面又は表面付近の範囲に存在する位置の粒子を粒子ａで表し、表面付近から半径５００μmの半分である２５０μm付近の範囲に存在する位置の粒子を粒子ｂで表し、該２５０μm付近から中心Ｃの範囲に存在する位置の粒子を粒子ｃで表した。実際のＥガラス粉末の粒子は上記断面に均一に分散した状態で存在する。符号Ｈは半径５００μmの半分である２５０μmの位置を示している。なお、フィラメント中の銀系抗菌剤はその配合率が０．３重量％と少量であるので、図１４、１５及び１６に銀系抗菌剤を示していない。
【００５４】
ブラシ毛であるフィラメントの製造工程において、粒子ａ、粒子ｂ及び粒子ｃの位置が変化する様子を考察する。
図１５は、冷却されて引き伸ばされる途中のフィラメントの断面図である。紡糸口より紡糸され引き伸ばされながら２０〜６０°Ｃに冷却されると、上記粒子ａのＥガラス粉末の熱伝導率（熱伝導率１．５０Ｗ／ｍ・Ｋ）が、ナイロン系樹脂の熱伝導率（熱伝導率０．２４Ｗ／ｍ・Ｋ）の約６倍の値であることから、粒子ａは溶融ナイロンより速く冷却される。その結果、該粒子ａの周囲を包囲している溶融ナイロン系樹脂が固化して、粒子ａを固化したナイロン系樹脂で包んだ状態の固化部を形成し、その固化部を含有する溶融ナイロン系樹脂の流動部が引き伸ばされると、固化部は表面に現れて凸状部を形成する。このようにして、図１４の粒子ａは、図１５の粒子ａ′の位置に移行して凸状部を形成するが、図１４の粒子ｂ及び粒子ｃは、粒子ａと同様に粒子ｂ及び粒子ｃの周囲を包囲している溶融ナイロン系樹脂が固化して、粒子ｂ及び粒子ｃを固化したナイロン系樹脂で包んだ状態の固化部を形成し、その固化部を含有する溶融ナイロン系樹脂の流動部が引き伸ばされると、図１５の粒子ｂ′及び粒子ｃ′の位置に移行する。
【００５５】
図１６は、溶融ナイロン系樹脂が固化して結晶化した後に、その結晶化の配行性を高めるために延伸工程を経て最終的な太さ６５μmに形成されたフィラメントを表す図である。図１５の粒子ａ′は延伸によって粒子ａ″の位置に移行して凸状部が顕著に突出した状態になり、図１５の粒子ｂ′は延伸によって粒子ｂ″の位置に移行してフィラメントの表面又は表面付近の位置に移行し、図１５の粒子ｃ′は延伸によって粒子ｃ″の中心Ｃの位置に移行する。
上記の如く、紡糸口より紡糸された直後の粒子ａ、粒子ｂ及び粒子ｃの位置は、Ｅガラス粉末の速冷え効果により、各粒子の周囲を包囲している溶融ナイロン系樹脂が固化して粒子ａ′、粒子ｂ′及び粒子ｃ′の固化部を形成し、溶融ナイロン系樹脂の流動部が引き伸ばされることで、粒子ａ′は延伸によって粒子ａ″の位置に移行して凸状部が顕著に突出した状態になり、粒子ｂ′は延伸によって粒子ｂ″の位置に移行してフィラメントの表面又は表面付近の位置に移行し、粒子ｃ′は延伸によって粒子ｃ″の中心Ｃの位置に移行することになる。
このように図１６が示す粒子ａ″の凸状部、粒子ｂ″の表面又は表面付近の位置に存在する粒子は、直径１０００μmの紡糸ロより紡糸されたものが太さ６５μmに引き伸ばされることにより、表面又は表面付近の範囲に存在する位置の粒子ａが、凸状部が顕著に突出した状態の粒子ａ″に、表面付近から２５０μm付近の範囲に存在する位置の粒子ｂが、フィラメントの表面又は表面付近の位置に移行した状態の粒子ｂ″になる。
【００５６】
上記の考察に基づいて、抗菌効果について検討する。
紡糸直後のフィラメント中のＥガラス粉末は、ガラス配合率８重量％の状態で均一に分散されていて、その比重が２．５ｇ／cm３であるから、８重量％を容積率に換算すれば３．２容積％（８／２．５＝３．２）となる。この３．２容積％を容積ｘ３としてｘを求めるとｘ＝１．４７４となり、ｘ２により面積率を求めると２．１７面積％となる。この計算によって求めた面積率を「計算値の面積率」という。図４に示したフィラメント表面の凸状部の面積を実測して面積率を求めたところ、５〜６面積％であった。この実測によって求めた面積率を「実測値の面積率」という。
計算値の面積率である２．１７面積％に対して、実測値の面積率である５〜６面積％は、５／２．１７〜６／２．１７＝２．３０〜２．７６倍、即ち、Ｅガラス粉末が表面に存在する表面濃度が２．３０〜２．７６倍に増加していることを示している。換言すれば、紡糸直後のフィラメント中のＥガラス粉末は、その表面濃度が２．１７面積％であったのが、延伸により最終的な太さのフィラメント中のＥガラス粉末は、その表面濃度が上記表面濃度の２．３０〜２．７６倍に増加している。
【００５７】
ところで、フィラメント中の銀系抗菌剤はその配合率が０．３重量％と少量であるので、図１４、１５及び１６には銀系抗菌剤を示していないが、樹脂にＥガラス粉末が８重量％配合されることで、上記したＥガラス粉末の速冷え効果により、Ｅガラス粉末の各粒子の周囲を包囲している溶融樹脂に存在する銀系抗菌剤が樹脂と共に固化されるので、上述した不純物として内部に移動することがない。それ故に、未延伸フィラメントに均一に分散されていた銀系抗菌剤は、該未延伸フィラメントの表面が冷却されることでそのフィラメントの内部に移動することがないので、延伸フィラメントに均一に分散されている。従って、延伸フィラメントをブリッスルしたとしても、同一の抗菌効果が発揮できる。
【００５８】
そして、図４に示した表面写真に基づいて銀系抗菌剤の凸状部の面積を実測することは、０．３重量％と少量であるので困難であるが、Ｅガラス粉末と同様に面積率が５〜６面積％に増加を示すものと考えられるので、銀系抗菌剤がフィラメント表面に存在する表面濃度も２．３０〜２．７６倍になる。そして、樹脂にＥガラス粉末が８重量％配合されることで、１００％樹脂に配合された銀系抗菌剤がＥガラス粉末の速冷え効果により、各粒子の周囲を包囲している溶融樹脂に存在する銀系抗菌剤が樹脂と共に固化されるので、上記した不純物として内部に移動することがない。
ところで、銀系抗菌剤の抗菌効果は、表面に存在する銀系抗菌剤の濃度の２乗の効果が得られることが知られている。銀系抗菌剤の表面濃度が２．３０〜２．７６倍になれば抗菌効果はその２乗の５．２９〜７．６２倍になる。
上記の検討結果によれば、銀系抗菌剤の表面濃度の増加により、抗菌効果が５．２９〜７．６２倍を示すことは実施例の抗菌性の測定結果と一致している。
【００５９】
次に、銀系抗菌剤の抗菌作用は湿度による銀イオンの生成によるもので、銀系抗菌剤が樹脂被膜で覆われていたとしても、その樹脂が透湿性を有し、皮膜の厚さが薄ければ抗菌作用が働くことはよく知られている。樹脂の種類、皮膜の厚さと透湿性の度合いを示す透湿度の関係は次の通りである。Ｎｙ６のフィルムは厚さ１５μmで透湿度が１２０ｇ／ｍ２・２４ｈｒであり、ＰＥＴのフィルムは厚さ１２μmで透湿度が２０〜５５ｇ／ｍ２・２４ｈｒである。従って、銀系抗菌剤は数μm以下の厚さの樹脂皮膜で覆われていても、充分な抗菌作用を発揮できるものであり、図１６の粒子ｂ″のＥガラス粉末は、上記透湿度が示す厚さの位置に存在すれば抗菌作用を発揮できることを意味している。
そうであれば、上記窪みに存在する歯間ブラシ毛の銀系抗菌剤が主に抗菌作用に寄与するのに対して、上記本発明の歯間ブラシのブラシ毛は、そのブラシ毛の凸状部と平坦な表面部、即ち、図１６の粒子ａ″と粒子ｂ″に存在する銀ゼオライトが抗菌作用に寄与しているので、従来の銀ゼオライトの１／５の割合であっても同等の抗菌効果を奏することができる。
【００６０】
上記の模式図に基づいて検討した内容から分かるように、Ｅガラス粉末の熱伝導率が、ナイロン系樹脂又はポリエステル系樹脂の熱伝導率と比べて約６倍の大きい値であることで、上記未延伸フィラメントの冷却により、Ｅガラス粉末が急冷されその周囲の樹脂が冷やされることが起因となっており、その起因が上記未延伸フィラメントの表面又は表面付近にＥガラス粉末が存在すれば凸状部を形成することになり、また、表面から離れた位置に存在するＥガラス粉末が、延伸されることにより表面に存在することになる。
【００６１】
このように、Ｅガラス粉末の熱伝導率が大きいことで速冷え効果が生じることにより、各粒子の周囲を包囲している溶融ナイロン系樹脂が固化し、同時にその樹脂中に存在する銀ゼオライト（粒子ａ′と粒子ｂ′）も同時に固化して、延伸されることで延伸フィラメントの凸状部と平坦な表面部に銀ゼオライト（粒子ａ″と粒子ｂ″）が存在するので、従来の銀ゼオライトの１／５の配合割合であっても同等の抗菌効果を奏することとなる。
上記図４の延伸フィラメントであるブラシ毛の外観形状の写真が示す凸状部の形成の現象、そして、上記抗菌性の測定結果が示す従来の銀ゼオライトの配合割合の１／５の配合割合であっても同等の抗菌効果を奏する現象を説明することができたので、この仮定は正しいものと思慮する。
【００６２】
（まとめ）
上述した実施例１及び２の抗菌性の測定結果は、本発明の歯間ブラシが以下に述べる特徴を有していることを示している。
実施例１及び実施例２のＥガラス粉末が３．０重量％又はそれ以上含有され、銀系抗菌剤が少なくとも０．２重量％含有されたフィラメントは、一般細菌である黄色ブドウ球菌及び大腸菌の抗菌活性値が２．２又はそれ以上の値を示すことから、本発明の歯間ブラシのブラシ毛は、ナイロン系樹脂にＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で配合し、銀系抗菌剤を少なくとも０．２重量％を配合することで、ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％配合する従来のブラシ毛の抗菌効果の値と同等又はそれ以上の値の抗菌効果が得られることを示している。このことは、本発明の歯間ブラシは、ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を従来の１／５の配合量である０．２重量％含有することで、同等又はそれ以上の値の抗菌効果が得られるから、従来の銀系抗菌剤の１／５の価格で抗菌性のブラシ毛が作製できるので、低廉な価格で生産が可能となった。
【００６３】
また、本発明の歯間ブラシは、上記抗菌効果が一般細菌である黄色ブドウ球菌及び大腸菌に対してだけでなく、歯周病原因菌であるミュータンス菌及びアクチノマイセス菌に対しても有効であることから、ユーザーが歯周病原因菌を予防したいという強い要求に充分に対応できるものである。
そして、実施例１−３及び２−３のＥガラス粉末が６．０重量％以上含有され、銀系抗菌剤が０．５重量％以上を含有されたフィラメントは、一般細菌及び歯周病原因菌の生残菌数がゼロであることから、本発明の歯間ブラシのブラシ毛は、ナイロン系樹脂にＥガラス粉末が６．０重量％以上含有され、銀系抗菌剤が０．５重量％以上を含有されることで、一般細菌及び歯周病原因菌の生残菌数がゼロであることから、本発明の歯間ブラシは、Ｅガラス粉末を６．０重量％以上含有し、銀系抗菌剤を０．５重量％以上含有することで、一般細菌及び歯周病原因菌の生残菌数をゼロとすることができる。
【００６４】
一方、抗菌剤含有のブラシ毛の銀イオンは、時間と共に減少していくことは良く知られており、そのために、長期にわたって一般細菌及び歯周病原因菌の抗菌効果を維持するブラシ毛が必要な場合には、Ｅガラス粉末及び銀系抗菌剤の含有量に比例して抗菌効果を維持する期間が延びるので、Ｅガラス粉末を最大でも９．０重量％含有させ、銀系抗菌剤を最大でも０．９重量％含有させれば、長期にわたって抗菌効果を維持できるブラシ毛を作製することが期待できる。
更に、ユーザーの歯間ブラシの利用状況に応じるために、使用後遅くとも１０時間でブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を防止したい要求に対して、銀系抗菌剤を少なくとも０．５重量％含有するブラシ毛は、使用後遅くとも１０時間で細菌の増殖を防止でき、また、銀系抗菌剤を０．６〜０．９重量％の範囲で含有することで、使用後遅くとも６時間で細菌の増殖を防止できる。このことは、銀系抗菌剤０．５重量％含有するブラシ毛が、使用後遅くとも１０時間でＥガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等の値を示し、また、銀系抗菌剤０．６〜０．９重量％の範囲で含有するブラシ毛が、使用後遅くとも６時間で上記銀系抗菌剤１．０重量％含有するブラシ毛生残菌数の対数と同等の値を示す実験結果から明らかである。
【符号の説明】
【００６５】
１ 歯間ブラシ
２ ブラシ部
３ 直線状ワイヤー部
４ 把持部
５ ブラシ毛
２０ 押出機
２８ 第１ホッパー
２９ 第２ホッパー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般細菌のみならず歯周病原因菌の抗菌性に優れ、且つ使用後遅くとも１０時間でブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を防止するブラシ毛を有する歯間ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
抗菌性に優れたブラシ毛を備えた歯間ブラシは、以下に示す特許文献が知られている。
特許文献１には、抗菌性のブラシ毛が記載されており、歯間ブラシ細菌やカビ等有害微生物が増殖したりすることのない歯間ブラシを提供することを目的として、歯間ブラシのブラシ毛に関する実施例、例えば、Ｎｏ．１のブラシ毛は、直径７６μmのナイロンフィラメントに平均粒径１．５μmの銀ガラスを１．０重量％含有し、Ｎｏ．３のブラシ毛は、直径６４μmのナイロンフィラメントに平均粒径１．５μmの抗菌性ゼオライトを１．０重量％含有するもので、そのブラシ毛の黄色ブドウ球菌と大腸菌の抗菌性試験の生残菌数からみて、実施例Ｎｏ．１及び実施例Ｎｏ．３が抗菌効果を奏することが記載されている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献２には歯間ブラシと同一のブラシの技術分野である化粧ブラシ用毛材が記載されており、その化粧ブラシ用毛材は、無機粉体である銀系抗菌剤を使用することで化粧ブラシ用毛材に抗菌性を付与することができることが示されており、該銀系抗菌剤としては、銀ゼオライト，銀ガラスや銀ジルコニウムなどが挙げられており、また、「ポリブチレンテレフタレートの１００重量部と、平均粒子径が０．５〜１．０μmである無機粉体の５〜１５重量部とを混合して溶融紡糸し、ついで得られたフィラメントを５〜６倍に延伸する。溶融紡糸されたフィラメントの表面には無機粉体が露出しており、このフィラメントを５〜６倍に延伸することで、無機粉体の埋没した部分が展張され、これによって、同部に凹みが形成される。斯くして、フィラメント表面に露出した無機粉体、及びこの無機粉体によって形成された凹みが、獣毛のキューティクルと同様の働きをなし、これによって、化粧料を掻き取る際の掻き取り性、掻き取った化粧料を保持する保持性や、化粧料を肌に転着させる転着性が、獣毛と同等のものとなる。」（段落［００１７］〜［００１９］）と記載されている（特許文献２参照）。
【０００４】
一方、歯の矯正歯科治療において、銀ゼオライトを用いて歯周病を引き起こす原因菌（以下、「歯周病原因菌」という。）に対する抗菌効果を検証した論文が発表されている。この論文には、矯正装置の装着により口腔内に常在する歯周病を引き起こす歯周病原因菌が増殖して歯周疾患を生ずることがあり、その対策として、グラスアイオノマー系セメント(成分；ガラス粉末とセメント)に配合率１％以上の銀ゼオライトを配合することで、歯周病原因菌(Streptococcus mutans.NCTC10449.及びActinamyces viscosusATCC15987 )の生育が抑制されることが記載されている（非特許文献１）。更に、他の論文には、歯周病原因菌の１４種類に対して銀イオンが抗菌効果を有することが発表されている（非特許文献２）。
【０００５】
ところで、繊維製品の抗菌性試験方法であるＪＩＳ Ｌ１９０２は、指定の試験菌である黄色ブドウ球菌、大腸菌の懸濁液（初発菌数（１０５CFU/ml））を接種し、３７℃で１８時間培養した後に試験菌を洗い出して生残菌数（CFU/ml）を測定することで、抗菌性を施された繊維製品の区別化ができる時間として１８時間を定めている。しかしながら、歯垢等が付着した歯間ブラシのブラシ毛を放置すると、歯垢等の内で細菌が増殖して不衛生であるので、特許文献１の歯間ブラシのブラシ毛のように、ナイロンフィラメントに銀系抗菌剤を１．０重量％含有させることで増殖を防止しているが、歯間ブラシを良く使用するユーザー、例えば、朝、晩の２回使用するユーザーは、朝の使用後１０時間前後経った後で晩に歯間ブラシを使用することになり、朝、昼、晩の３回利用するユーザーは、朝の使用後６時間前後経った後で昼に歯間ブラシを利用し、晩も同様に６時間前後経った後で歯間ブラシを使用することになる。
このようなユーザーの歯間ブラシの利用状況を鑑みると、使用後遅くとも１０時間前後でブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を防止することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０９７３１１号公報
【特許文献２】特開２００８−１０９９９０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】広島大学歯学雑誌．第３1巻、第141、153-157、1999
【非特許文献２】Ｄｅｎｔａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、T16、(2000)452-455
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の歯間ブラシにみられるように、ナイロン樹脂等に配合率１％の銀ガラス又は抗菌性ゼオライトを含有させることで、黄色ブドウ球菌及び大腸菌を殺菌することは知られているが、１％以下の配合率で殺菌効果を奏する歯間ブラシは知られていない。また、上記特許文献２の化粧ブラシ用毛材は、化粧ブラシ用毛材に抗菌性を付与する抗菌剤として銀系の無機抗菌剤が挙げられているだけで、該化粧ブラシ用毛材に配合する具体的な割合と具体的な抗菌効果が記載されていない。そして、上記非特許文献１には、配合率１％以上の銀ゼオライトを配合することで、歯周病原因菌の生育が抑制されることが開示されているが、歯間ブラシに１％以下の配合率で銀ゼオライトを配合することで歯周病原因菌の生育が抑制されることは開示されていない。
【０００９】
上記の文献にみられるように、ブラシ毛は抗菌効果を発揮させるために樹脂に対して１％以上の配合率で抗菌剤を配合することが一般的に行われている。しかし、銀系抗菌剤は重量あたりの価格が高価なこと、配合を増やすことにより着色しやすいことから、銀イオン調整剤を配合する割合を低減したいとの強い要求があるが、１．０重量％以下の割合では充分な抗菌効果が得られ難いので、該銀系抗菌剤の配合割合を１．０重量％以下にすることができない状況にある。
また、上記ユーザーの歯間ブラシの使用状況に応じるために、使用後遅くとも１０時間でブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を防止することが望まれているが、そのような歯間ブラシは知られていないし生産されていない。
【００１０】
それ故に、本発明の課題は、ブラシ毛のナイロン系樹脂に１％以下の配合率で銀系抗菌剤を配合することで、一般細菌のみならず歯周病原因菌の抗菌性に優れ、且つ使用後遅くとも１０時間でブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を防止できるブラシ毛を備えた歯間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】
【００１１】
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意研究に努めた結果、本発明の歯間ブラシを完成したものである。
即ち、上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の歯間ブラシは、ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を含有するブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部と、該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部と、該直線状ワイヤー部の所定長さの末端が埋設されている把持部材からなる歯間ブラシであって、前記ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で含有し、銀系抗菌剤を少なくとも０．２重量％含有するブラシ毛が、該Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等又はそれ以上の値であることを特徴とする。
同様に、請求項２に係る発明の歯間ブラシは、前記Ｅガラス粉末を３．０重量％、前記銀系抗菌剤を０．２重量％含有するブラシ毛が、前記ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等の値であることを特徴とする。
請求項３に係る発明の歯間ブラシは、前記銀系抗菌剤が０．２〜０．９重量％の範囲で含有されていることを特徴とする。
請求項４に係る発明の歯間ブラシは、前記ブラシ毛の生残菌数の対数と同等又はそれ以上の値が歯周病原因菌であるミュータンス菌及びアクチノマイセス菌の生残菌数の対数の値であることを特徴とする。
請求項５に係る発明の歯間ブラシは、前記銀系抗菌剤が銀ガラス又は銀ゼオライトであることを特徴とする。
請求項６に係る発明の歯間ブラシは、前記ナイロン系樹脂がナイロン６１０又はナイロン６１２であることを特徴とする。
請求項７に係る発明の歯間ブラシは、ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を含有するブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部と、該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部と、該直線状ワイヤー部の所定長さの末端が埋設されている把持部材からなる歯間ブラシであって、
前記ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で含有し、銀系抗菌剤を少なくとも０．２重量％含有するブラシ毛が、該Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の抗菌活性値と同等又はそれ以上の値であることを特徴とする。
請求項８に係る発明の歯間ブラシは、前記Ｅガラス粉末を３．０重量％、前記銀系抗菌剤を０．２重量％含有するブラシ毛が、前記ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等であることを特徴とする。
請求項９に係る発明の歯間ブラシは、前記銀系抗菌剤が０．２〜０．９重量％の範囲で含有されていることを特徴とする。
請求項１０に係る発明の歯間ブラシは、前記ブラシ毛の抗菌活性値と同等又はそれ以上の値が一般細菌である黄色ブドウ球菌及び大腸菌の抗菌活性値の値であることを特徴とする。
請求項１１に係る発明の歯間ブラシは、前記銀系抗菌剤が銀ガラス又は銀ゼオライトであることを特徴とする。
請求項１２に係る発明の歯間ブラシは、前記ナイロン系樹脂がナイロン６１０又はナイロン６１２であることを特徴とする。
請求項１３に係る発明の歯間ブラシは、ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を含有するブラシ毛が、金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部と、該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部と、該直線状ワイヤー部の所定長さの末端が埋設されている把持部材からなる歯間ブラシであって、前記ブラシ毛が前記ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末が少なくとも３．０重量％含有され、前記銀系抗菌剤が少なくとも０．２重量％含有されており、前記ブラシ毛の表面に凸状部と平坦な表面部が存在することを特徴とする。
請求項１４に係る発明の歯間ブラシは、前記Ｅガラス粉末を３．０重量％、前記銀系抗菌剤を０．２重量％含有するブラシ毛が、前記ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等であることを特徴とする。
請求項１５に係る発明の歯間ブラシは、前記ブラシ毛の生残菌数の対数と同等又はそれ以上の値が歯周病原因菌であるミュータンス菌及びアクチノマイセス菌の上記生残菌数の対数の値であることを特徴とする。
請求項１６に係る発明の歯間ブラシは、前記ブラシ毛の抗菌活性値と同等又はそれ以上の値が一般細菌である黄色ブドウ球菌及び大腸菌の抗菌活性値の値であることを特徴とする。
請求項１７に係る発明の歯間ブラシは、ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を含有するブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部と、該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部と、該直線状ワイヤー部の所定長さの末端が埋設されている把持部材からなる歯間ブラシであって、
前記ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で含有し、銀系抗菌剤を少なくとも０．５重量％含有するブラシ毛が、使用後遅くとも１０時間で上記Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等の値であることを特徴とする。
請求項１８に係る発明の歯間ブラシは、銀系抗菌剤を０．６〜０．９重量％の範囲で含有するブラシ毛が、使用後６時間で上記Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等の値であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の歯間ブラシは、そのブラシ毛がナイロン系樹脂にＥガラス粉末を含有し、銀系抗菌剤を少なくとも０．２重量％含有することで、銀系抗菌剤１．０重量％含有する従来のブラシ毛、即ち、従来のブラシ毛の１／５の配合量で同等又はそれ以上の値の抗菌効果が得られるから、従来の銀系抗菌剤の１／５の価格で抗菌性のブラシ毛が作製できるので、低廉な価格で生産が可能となった。
そして、本発明の歯間ブラシは、一般細菌である黄色ブドウ球菌及び大腸菌に対してだけでなく、歯周病原因菌であるミュータンス菌及びアクチノマイセス菌に対しても有効であるから、ユーザーが歯周病原因菌の増加を予防したいという強い要求に充分に対応できるものである。
【００１３】
また、本発明の歯間ブラシは、Ｅガラス粉末を６．０重量％以上含有し、銀系抗菌剤を０．５重量％以上含有することで、一般細菌及び歯周病原因菌の生残菌数をゼロとすることができる。
更に、本発明の歯間ブラシは、Ｅガラス粉末及び銀系抗菌剤の含有量に比例して抗菌効果を維持する期間が延びるので、Ｅガラス粉末を最大でも９．０重量％含有させ、銀系抗菌剤を最大でも０．９重量％含有させれば、長期にわたって抗菌効果を維持できるブラシ毛を作製することが期待できる。
ユーザーの歯間ブラシの利用状況に応じるために、使用後遅くとも１０時間又は６時間でブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を防止したい要求に対して、銀系抗菌剤を少なくとも０．５重量％含有することで、遅くとも１０時間前後で細菌の増殖を防止でき、銀系抗菌剤を０．６〜０．９重量％の範囲で含有することで、遅くとも６時間前後で細菌の増殖を防止できるので、ブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を早期に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】歯間ブラシの一例を示す平面図である。
【図２】本発明のブラシ毛の素材である熱可塑性樹脂にＥガラス粉末及び銀ガラスを含有したペレットの成形に用いられる一つの押出機の縦断面図である。
【図３】ナイロン系樹脂のブラシ毛をレーザー顕微鏡で撮影した外観形状の写真である。
【図４】ナイロン系樹脂に８重量％Ｅガラス粉末及び０．３重量％銀ガラスを含有のブラシ毛をレーザー顕微鏡で撮影した外観形状の写真である。
【図５】銀ガラスの配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
【図６】銀ガラスの配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
【図７】銀ガラスの配合率とミュータンス菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
【図８】銀ガラスの配合率とアクチノマイセス菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
【図９】銀ゼオライトの配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
【図１０】銀ゼオライトの配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
【図１１】銀ゼオライトの配合率とミュータンス菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
【図１２】銀ゼオライトの配合率とアクチノマイセス菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
【図１３】培養時間を横軸に、生残菌数の対数を縦軸にして、表７に示す値をプロットして得られた点を近似の直線式で表したグラフである。
【図１４】溶融紡糸した後の未延伸フィラメントの断面を推定して示した模式図である。
【図１５】溶融紡糸した後に温度２０〜６０℃で冷却された未延伸フィラメントの断面を推定して示した模式図である。
【図１６】未延伸フィラメントを４〜６倍に引き延ばした延伸フィラメントの断面を推定して示した模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の最良形態を説明する。なお、本発明は以下の実施の最良形態によって限定されるものではない。
図１は本発明の歯間ブラシの一つの実施の最良形態を示す平面図である。
図１に示されるように、歯間ブラシ１は、ブラシ毛５を備えたブラシ部２と歯間ブラシ１を把持する把持部４とからなり、詳細には、該ブラシ部２は、Ｅガラス粉末及び銀系抗菌剤が含有されるブラシ毛５が、ステンレス製の金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部２、及び該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部３からなり、該把持部４は、ワイヤー部３の所定長さの末端が熱可塑性樹脂からなる把持部４に埋設されている。把持部４の円錐状の頭部４ａからは、直線状ワイヤー部３を包み込んだ円筒部６が突設しており、胴部４ｂと尾部４ｃとの間には、指でつまみやすい形状の湾曲形状のつまみ部７が設けられている。胴部４ｂと尾部４ｃの外径は同一となっている。従って、スリーブ（図示なし）にブラシ部２方向から挿入し、胴部４ｂを嵌合することで歯間ブラシ１を保管状態とすることができ、尾部４ｃをスリーブに嵌合させることで、尾部４ｃを延長した状態で歯間ブラシを使用することができるものである。
【００１６】
ブラシ毛に用いる熱可塑性樹脂としては、ナイロン系樹脂のナイロン６１０又はナイロン６１２が使用でき、そのブラシ毛に含有するガラス粉末は、平均粒径が５μmで熱伝導率の大きいＥガラスを３．０〜９．０重量％の割合で含有させることが好ましく、形状が球状の球状ガラスが好ましいが破砕粒子であっても使用することができ、シラン処理を施したものを使用する。その含有率が３．０重量％以下は抗菌性試験による生残菌数が１０３以上になり抗菌性が低くて好ましくなく、９．０重量％以上は延伸工程で糸切れを生ずるので好ましくない。
そして、銀系抗菌剤としては銀ガラス又は銀ゼオライトを０．２〜０．９重量％の割合で含有させることが好ましい。銀系抗菌剤は０．２重量％未満では、生残菌数がLog(CFU/ml)で３以下が得られ難く充分な抗菌効果が発揮できず、また、０．９重量％を超えると銀系抗菌剤は重量あたりの価格が高価なこと、含有量を増やすことにより着色しやすいことから好ましくない。
【００１７】
（ブラシ毛用ペレット）
次に、本発明のブラシ毛の素材である、ナイロン系樹脂にＥガラス粉末及び銀ガラスを含有したペレットの製造方法を説明する。
図２に示す２種類のホッパーを備える押出機を用いて上記ペレットを製造する。
符号２０は押出機、符号２１はモーター、符号２２は減速機、符号２３はスクリュー、符号２４はヒーター・ブロワー、符号２５スクリューねじ山、符号２６はブレーカープレート、符号２７はノズルダイ、符号２８は第１ホッパー、符号２８′はペレット、符号２９は第２ホッパー、符号２９′はＥガラス粉末及び銀ガラスを表している。
前記押出機２０は、供給材料であるナイロン系樹脂のペレット２８′と、Ｅガラス粉末及び銀ガラス２９′を投入する２個のホッパーが備えられている。図２に示す押出機２０のホッパーを左側から順に第１ホッパー２８、第２ホッパー２９と称し、第１ホッパー２８にはナイロン系樹脂のペレット２８′が投入され、押出機の中間部付近に設けられている第２ホッパー２９には、Ｅガラス粉末及び銀ガラス２９′が投入される。第２ホッパー２９を配置する位置は、第１ホッパー２８よりスクリューバレル内に供給されたペレット２８′が、スクリュー２３による混練搬送に伴って溶融状態にある領域に設けてある。
【００１８】
決められたナイロン系樹脂、Ｅガラス粉末及び銀ガラスの配合率にしたがって、供給するペレット２８′の重量を計量して第１ホッパー２８内に投入し、スクリュー２３による混練搬送によって送られたペレット２８′がヒーターにより溶融状態になる位置、即ち、第２ホッパー２９が配置されている位置で、供給する重量が計量されたＥガラス粉末及び銀ガラス２９′を第２ホッパー２９内に投入する。溶融樹脂中に投入されたＥガラス粉末及び銀ガラス２９′が、混練されながら押出されてＥガラス粉末及び銀ガラス２９′を含有した成形物が形成されて、その後に切断されてＥガラス粉末及び銀ガラス２９′を含有したペレットが得られる。前記ヒーターの温度は使用されるナイロン系樹脂の融点に応じて決められる。なお、図２の押出機は、従来の押出機と比べてホッパーの構造を除いて他の構造は同じであるので、図２の押出機の構造を説明することは省略する。
上記ブラシ毛用ペレットの製造方法では、ナイロン系樹脂にＥガラス粉末及び銀ガラスを配合させているが、銀ガラス代えて銀ゼオライトを配合させても良い。
【００１９】
（ブラシ毛の紡糸方法）
次に、ブラシ毛の紡糸方法を説明する。
ブラシ毛の製造方法は、ナイロン系樹脂に、平均粒径５μmの３．０〜９．０重量％の範囲のＥガラス粉末を、そして、粒径２〜５μmの０．２〜０．９重量％の範囲の銀系抗菌剤を配合した上記ブラシ毛用ペレットを用いれば、歯ブラシ等のフィラメントを製造する従来から用いられている製造方法で製造することができる。その製造方法の一例として、例えば、押出機でナイロン系樹脂に、平均粒径５μmの３．０〜９．０重量％の範囲のＥガラス粉末と、粒径２〜５μmの０．２〜０．９重量％の範囲の銀系抗菌剤を配合したペレットを溶融して、口径が１mmで３０個の孔を有する紡糸口金より紡糸して、延伸倍率４〜５倍として直径が６５のフィラメントを作製する。一般的には、歯間ブラシのブラシ毛は６５μmが好ましい。
【００２０】
(巻線ブラシ)
前記フィラメントを直径０．０５mmのステンレス製の金属ワイヤーに２０本程度のブラシ毛５の撚込数を撚り込んで、ブラシ部２の長さを１０mm程度に作成し、そして、金属ワイヤーが撚り込まれた直線状ワイヤー部３の長さを１２mm程度に作成して、その末端の１０mm程度の長さの直線状ワイヤー部３は、把持部４に埋設するために作成される。ブラシ毛の長さを均一に揃え、先端を細くカットする等の調節を行う。
上記把持部に用いる熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂又はポリアミド樹脂が使用できる。
【００２１】
（ブラシ毛の外観形状）
図３及び図４は、上記製造方法で作製したブランク、Ｅガラス粉末及び銀ガラス含有のブラシ毛をカラー３Ｄレーザー顕微鏡（GenerationIIＶＫ−８７００（株式会社キーエンス社製））を使用して２０００倍で撮影した写真である。具体的には、図３はブランクのナイロン６１２のブラシ毛の外観形状の写真で、図４はナイロン６１２に８重量％Ｅガラス粉末及び０．３重量％銀ガラスを含有したブラシ毛の外観形状の写真である。
【００２２】
図３のブランクのブラシ毛材の表面は、平坦ではあるが流出方向に紡糸口金の接触で生じた線上の痕跡をわずかに示している。図４のＥガラス粉末及び銀ガラス含有のブラシ毛の表面は、Ｅガラス粉末が突出した凸状部と平坦な表面部が形成され、流出方向に紡糸口金に該Ｅガラス粉末及び／又は銀ガラスが接触して生じた線上の痕跡を示している。
【００２３】
（一般細菌の抗菌性試験）
一般細菌の抗菌性試験は、ＪＩＳ Ｌ１９０２（繊維製品の抗菌性試験方法・抗菌効果(定量試験)）に基づきフィラメントの抗菌試験を行って測定した。試料はフィラメントの異なる３箇所から０．４ｇのフィラメントを採取して試料とし、指定の試験菌である黄色ブドウ球菌、大腸菌の液（初発菌数（CFU/ml））を接種し、３７℃で１８時間培養した後に試験菌を洗い出して生残菌数（CFU/ml）を測定して、その平均値を算出した。測定した無加工試料の１８時間後の生残菌数（CFU/ml）及び抗菌加工した実施例の１８時間後の生残菌数（CFU/ml）を、次式に代入して抗菌活性値（log（CFU/ml））を求めた。抗菌活性値が２．０以上であれば抗菌性が有効であるとされている。なお、CFU（colony forming unit）はコロニー形成単位を表している。
Ｒ＝log（Ｂ／Ｃ） （１）
上記式（１）のＲは抗菌活性値で、Ｂは無加工試験片の１８時間後の生残菌数で、Ｃは実施例試験片の１８時間後の生残菌数である。
その測定して得られた一般細菌の抗菌性の測定結果を表１及び表３に示す。なお、黄色ブドウ球菌の初発菌数は１．３Ｅ＋５（ＣＦＵ／ｍｌ）で、大腸菌の発菌数は２．８Ｅ＋５（ＣＦＵ／ｍｌ）である。
【００２４】
（歯周病原因菌の抗菌性）
歯周病原因菌として、Streptococcus mutans(S.lutans)(NCTC 10449)（以下、「ミュータンス菌」という。）及びActinomyces viscosus(A.viscosus)(ATCC15987)（以下、「アクチノマイセス菌」という。）を用いた。ＪＩＳ Ｌ１９０２ に準拠して抗菌試験を行い、培養時間は４８時問とした。０．４ｇのフィラメントを採取して試料とした。
歯周病原因菌の培地はＢＨＩ培地（ブレンハートィンフュージョン；DifcoCo．製品）の液体培地を用い、Ｎ２８０％、Ｈ２ １０％．ＣＯ２ １ ０ ％。の嫌気雰囲気で３５±１°Ｃで４８時問培養した。試験菌を洗い出して生残菌数を測定し、その測定結果を対数Log(CFU/ml)で示して、比較例１又は比較例２と比べて抗菌性の有効性を判断した。
その測定して得られた歯周病原因菌の抗菌性の測定結果を表２及び表４に示す。
【実施例】
【００２５】
実施例としてＮｙ６１２にＥガラス粉末と銀ガラスからなるフィラメントの実施例１を、そして、Ｎｙ６１２にＥガラス粉末と銀ゼオライトからなるフィラメントの実施例２を作製した。以下に実施例１及び２のフィラメントの製造方法を説明する。
（実施例１）
ペレタイザーにＮｙ６１２（ザイテル１５８Ｌ；デュポン株式会社製品）を第１ホッパーに投入して２５０℃で溶融し、第２ホッパーから平均粒径５μmのＥガラス粉末（アミノシラン処理品）と、２〜５μmの銀ガラス（ミリオンガード７２１−ＳＴ；興亜硝子株式会社製品）を投入して、均一に混練し押出してガラス・抗菌剤含有のペレットを作製し、そのペレットを紡糸機のホッパーに投入して直径６５μｍのフィラメントを紡糸した。表１に示すように、実施例は、上記Ｅガラス粉末が３、６、８重量％の３水準のフィラメント、上記銀ガラスが０．２、０．３、０．５重量％の３水準のフィラメントを調整した。即ち、実施例は、Ｅガラス粉末が３、６、８重量％で銀ガラスが０．２重量％のフィラメントを実施例１−１として３種類を、Ｅガラス粉末が３、６、８重量％で銀ガラスが０．３重量％のフィラメントを実施例１−２として３種類を、Ｅガラス粉末が３、６、８重量％で銀ガラスが０．５重量％のフィラメントを実施例１−３として３種類を調整した。そして、比較例は、Ｅガラス粉末が０、３、６、８重量％で銀ガラスが０％のフィラメントを比較例１として４種類、Ｅガラス粉末が０で銀ガラスが０．２重量％のフィラメントを比較例１−１として１種類、Ｅガラス粉末が０で銀ガラスが０．３重量％のフィラメントを比較例１−２として１種類、Ｅガラス粉末が０で銀ガラスが０．５重量％のフィラメントを比較例１−３として１種類、Ｅガラス粉末が０で銀ガラスが１．０重量％のフィラメントを比較例１’として１種類のフィラメントを調整した。
実施例１−１、１−２及び１−３、比較例１、比較例１−１、１−２、１−３及び比較例１’のＥガラス粉末と銀ガラスの配合割合を以下の一般細菌に関する表１、及び歯周病原因菌に関する表２に示す。なお、ミュータンス菌の初発菌数は１．３Ｅ＋５（ＣＦＵ／ｍｌ）で、アクチノマイセス菌の発菌数は２．８Ｅ＋５（ＣＦＵ／ｍｌ）である。
【００２６】
【表１】
【表２】
【００２７】
一般細菌に関する表１の第１行目の欄は、左から１番目がＮｙ６１２の実施例と比較例の上記した水準の種類を示し、２番目が各種類のＥガラス粉末の配合率（重量％）を示し、３番目が各種類の銀ガラスの配合率（重量％）を示したものである。４番目が黄色ブドウ球菌の生残菌数を示すもので、例えば、「８．２Ｅ＋０５」は８．２×１０５個／ｍｌを意味している。５番目が黄色ブドウ球菌の生残菌数を対数で示したものである。６番目は黄色ブドウ球菌の抗菌活性値を示し、７番目は大腸菌の生残菌数を示し、８番目は大腸菌の生残菌数を対数で示し、９番目は大腸菌の抗菌活性値を示したものである。歯周病原因菌に関する表２は、上記一般細菌に関する表１の６番目と９番目の抗菌活性値が除かれている以外は、同じ内容を示しているので説明を省略する。
【００２８】
（実施例２）
ペレタイザーにＮｙ６１２（ザイテル１５８Ｌ；デュポン株式会社製品）のペレットを第１ホッパーに投入して２５０℃で溶融し、この溶融樹脂中に第２ホッパーから平均粒径５μmのＥガラス粉末（アミノシラン処理品）と、２〜５μmの銀ゼオライト（ゼオミックスＡＪ１０Ｄ；シナネンゼオミックス株式会社製品）を投入して、均一に混練し押出してガラス・抗菌剤含有のペレットを作製し、そのペレットを紡糸機のホッパーに投入して直径６５μｍのフィラメントを紡糸した。表３に示すように、実施例は、上記Ｅガラス粉末が３、６、８重量％の３水準のフィラメント、上記銀ゼオライトが０．２、０．３、０．５重量％の３水準のフィラメントを調整した。即ち、実施例は、Ｅガラス粉末が３、６、８重量％で銀ガラスが０．２重量％のフィラメントを実施例２−１として３種類を、Ｅガラス粉末が３、６、８重量％で銀ゼオライトが０．３重量％のフィラメントを実施例２−２として３種類を、Ｅガラス粉末が３、６、８重量％で銀ゼオライトが０．５重量％のフィラメントを実施例２−３として３種類を調整した。そして、比較例は、Ｅガラス粉末が０、３、６、８重量％で銀ゼオライトが０％のフィラメントを比較例２として４種類、Ｅガラス粉末が０で銀ゼオライトが０．２重量％のフィラメントを比較例２−１として１種類、Ｅガラス粉末が０で銀ゼオライトが０．３重量％のフィラメントを比較例２−２として１種類、Ｅガラス粉末が０で銀ゼオライトが０．５重量％のフィラメントを比較例２−３として１種類、Ｅガラス粉末が０で銀ゼオライトが１．０重量％のフィラメントを比較例２′として１種類を調整した。
実施例２−１、２−２及び２−３、比較例１、比較例２−１、２−２、２−３及び比較例２′のＥガラス粉末と銀ゼオライトの配合割合を以下の一般細菌の表３及び歯周病原因菌の表４に示す。
【００２９】
【表３】
【表４】
【００３０】
図５は、一般細菌の表１に示されたＮｙ６１２に配合された銀ガラスの配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフであり、図６は、一般細菌の表１に示されたＮｙ６１２に配合された銀ガラスの配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。
図７は、歯周病原因菌の表２に示されたＮｙ６１２に配合された銀ガラスの配合率とミュータンス菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフであり、図８は、歯周病原因菌の表２に示されたＮｙ６１２に配合された銀ガラスの配合率とアクチノマイセス菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示すグラフである。以下、図９〜図１２は、同様に、一般細菌の表３と歯周病原因菌の表４に示された上記の関係を示すグラフである。
【００３１】
（抗菌効果）
図５〜図１２のグラフの実施例１−１及び２−１、即ち、Ｎｙ６１２にＥガラス粉末を３．０、６．０、８．０重量％の配合率で配合し、銀系抗菌剤を０．２重量％の配合率で配合するフィラメントは、Ｅガラス粉末の配合率が増加するのに伴い、上記黄色ブドウ球菌、大腸菌、ミュータンス菌及びアクチノマイセス菌の生残菌数Log(CFU/ml)が漸減している。そして、一般細菌である黄色ブドウ球菌、大腸菌の抗菌活性値は２．２又はそれ以上の値を示している。このことは、ナイロン系樹脂にＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で配合し、銀系抗菌剤を少なくとも０．２重量％を配合することで、ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１重量％で配合（Ｅガラス粉末の配合なし）する、従来のブラシ毛が有する抗菌効果の値と同等又はそれ以上の値のものであることを示している。
【００３２】
図５及び図９の黄色ブドウ球菌のグラフ、そして、図６及び図１０の大腸菌のグラフから、黄色ブドウ球菌及び大腸菌の各実施例は、Ｅガラス粉末の含有率の増加に伴って、また、銀ガラス又は銀ゼオライトの含有率の増加に伴ってLog(CFU/ml)が漸減していること、そして、表１及び表３の何れの各実施例の抗菌活性値も２．２以上の値であることから、抗菌効果を発揮していることは明らかであり、特に、実施例１−１及び実施例２−１のＥガラス粉末が３．０重量％含有され、銀系抗菌剤が０．２重量％含有されたフィラメントは、黄色ブドウ球菌の菌活性値が２．２で、大腸菌の抗菌活性値が４．１又は４．３の値であるから、ナイロン６１２にＥガラス粉末が少なくとも３．０重量％含有され、銀系抗菌剤が少なくとも０．２重量％含有されたフィラメントであれば、抗菌効果が得られることが判った。
【００３３】
そして、ナイロン６１２にＥガラス粉末が０％、銀系抗菌剤が１．０重量％含有された比較例(実施例１及び２の比較例)は、黄色ブドウ球菌の抗菌活性値が２．２で、大腸菌の抗菌活性値が４．０であるのに対して、実施例１−１及び実施例２−１は、その黄色ブドウ球菌の菌活性値が２．２で、大腸菌の抗菌活性値が４．１又は４．３の値であるから、同等の抗菌効果を示していることから、ナイロン６１２にＥガラス粉末を少なくとも３．０重量％含有させ、銀系抗菌剤１．０重量％の１／５である０．２重量％を少なくとも含有させれば、同等又は同等以上の抗菌効果が得られることが判った。
【００３４】
歯周病原因菌に関する表２及び４、そして、歯周病原因菌に関する図７及び８、図１１及び１２からみて、ナイロン６１２にＥガラス粉末が６．０重量％以上含有され、銀系抗菌剤が０．５重量％以上含有された実施例１−３及び２−３は、一般細菌及び歯周病原因菌の生残菌数をゼロとする優れた抗菌効果を有することを示している。
【００３５】
ところで、上述したように、試料はフィラメントの異なる３箇所から０．４ｇのフィラメントを採取し、指定の試験菌である黄色ブドウ球菌、大腸菌を１８時間培養した後に試験菌を洗い出して生残菌数（CFU/ml）を測定して、その平均値を算出して生残菌数（CFU/ml）として抗菌結果を得た旨記載したが、実施例の生残菌数の３箇所の各値は、比較例の生残菌数の３箇所の各値と比較して、バラツキが小さいことに気づき、そこで上記実施例１−１、比較例１′と上記実施例２−１、比較例２′の抗菌フィラメントの異なる５箇所から試料を採取し、実施例と比較例の５箇所の生残菌数を測定して得られた各値の標準偏差値を求めた。なお、標準偏差値はσ＝√（（ｎΣｘ２−（Σｘ）２／ｎ（ｎー１）））（ｎ＝試料数、ｘ＝生残菌数）の式に得られた生残菌数を代入して計算した。その計算結果を表５及び表６に示す。なお、黄色ブドウ球菌の初発菌数は１．３Ｅ＋５（ＣＦＵ／ｍｌ）で、大腸菌の発菌数は２．８Ｅ＋５（ＣＦＵ／ｍｌ）である。
【００３６】
【表５】
【００３７】
【表６】
【００３８】
表５及び表６からみて、Ｅガラス粉末を添加した実施例１−１の黄色ブドウ球菌及び大腸菌の標準偏差値が０．２、０．１であるのに対して、比較例１′のそれらの標準偏差値が１．１、１．０であり、実施例２−１の黄色ブドウ球菌及び大腸菌の標準偏差値が０．１、０．１であるのに対して、比較例２′のそれらの標準偏差値が１．０、１．０であることから、実施例の標準偏差値のほうが比較例の標準偏差値よりはるかに小さいことは明らかである。実施例の標準偏差値が小さい、即ちバラツキがないことは、ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤と一緒にＥガラス粉末を配合して紡糸したフィラメントは、その表面に常に抗菌効果を発揮できる状態で銀系抗菌剤が存在することを意味している。
【００３９】
（ブラシ毛の抗菌効果の時間特性）
銀系抗菌剤が１．０重量％含有された上記比較例１を比較例とし、培養時間０、１、８、１２及び１８時間の各時間における大腸菌の生残菌数の測定を行った。Ｅガラス粉末が３．０重量％含有され、銀ガラスが０．２重量％含有された上記実施例１−１を実施例３とし、Ｅガラス粉末が６．０重量％含有され、銀ガラスが０．２重量％含有された上記実施例１−１を実施例４とし、Ｅガラス粉末が３．０重量％含有され、銀ガラスが０．５重量％含有された上記実施例１−３を実施例５とし、Ｅガラス粉末が８．０重量％含有され、銀ガラスが０．５重量％含有された上記実施例１−３を実施例６として、培養時間０、１、８、１２及び１８時間の各時間における大腸菌の生残菌数の測定を行った。その測定結果を表７に示す。
【００４０】
図１３は、表７の培養時間を横軸に、生残菌数の対数を縦軸にして、表７に示す値をプロットして得られた点を近似の直線式で表したグラフである。図１３の上から比較例、実施例３、４，５，６の５種類のグラフを一次方程式で示して表してある。比較例の１８時間後の大腸菌の生残菌数の対数は３．７であるから、実施例４のy = -0.1708x + 5.619、実施例５のy = -0.2467x + 5.6233、実施例６のy = -0.2552x + 5.4512の各式のｙに３．７を代入してxを求めると、実施例４のxは１１．２４で約１１時間、実施例５のxは７．８０で約８時間、実施例６のxは６．８６で約７時間である。この計算結果から、使用後遅くとも１０時間でブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を防止するには、銀系抗菌剤を少なくとも０．５重量％含有させれば可能であり、使用後遅くとも６時間で細菌の増殖を防止するには、銀系抗菌剤を０．６重量％含有させれば可能である。
【表７】
【００４１】
次に、表１〜表４の一般細菌及び歯周病原因菌の抗菌性の測定結果は、比較例１又は２の１００％Ｎｙ６１２に銀ガラス又は銀ゼオライトを配合する割合、１．０重量％に対して、実施例１−１又は２−１の銀ガラスを配合する割合、０．２重量％は、上記１．０重量％の１／５の割合で同等の抗菌効果を奏することを示していることは既述した通りである。また、図４のナイロン６１２に８重量％のＥガラス及び０．３重量％の銀ガラスが含有されている延伸フィラメントの外観形状の写真は、その表面に凸状部が形成されていることを示している。このように、上記延伸フィラメントに含有されている銀ガラスが、従来の１／５の配合割合で同等の抗菌作用が発揮できる要因、そして、上記延伸フィラメントの表面に窪みではなく凸状部が形成できる要因を以下に詳細に検討する。
【００４２】
最初に、上記特許文献２の化粧ブラシ用毛材には、フィラメントを５〜６倍に延伸することで、無機粉体の埋没した部分が展張されることによって、同部に窪みが形成されることが示されていることを述べたが、この窪みを形成することができる要因は、無機粉体であるＳｉＯ２、タルクや抗菌剤は熱伝導率が小さいことがその要因と仮定して検討し、その後に、上記延伸フィラメントの銀ガラスが１／５の配合割合で抗菌作用が発揮でき、そして、その表面に凸状部が形成できる要因を検討する。
【００４３】
例えば、特許文献１の歯間ブラシ毛は、その実施例３が直径６４μmのナイロンフィラメントに平均粒径１．５μmの抗菌性ゼオライトを１．０重量％含有することで、黄色ブドウ球菌と大腸菌の抗菌性試験の生残菌数は、２．３×１０２個／ｍｌ、４．６×１０個／ｍｌであり、抗菌効果を奏することが述べられているが、従来から抗菌性ゼオライトはブラシ毛を抗菌化するのに最もよく用いられるもので、この歯間ブラシ毛の例を用いて上記仮定が正しいことを説明する。
なお、ブラシ毛の抗菌化に上記抗菌性ゼオライトが最もよく用いられるもので、その熱伝導率は０．５８Ｗ／ｍ・Ｋであり、ナイロンの熱伝導率は０．２４Ｗ／ｍ・Ｋである。そして、上記歯間ブラシ毛の製造方法は上記フィラメントのそれと同じ方法で製造するものとする。
【００４４】
１００％樹脂に微少な不純物が存在する状態で、溶融紡糸した後の未延伸フィラメントの表面が冷却されると、その表面樹脂の固化に伴って不純物を排除する作用が働き、該不純物は流動性の大きい内部に移動するといわれている。そこで、上記１．０重量％の抗菌性ゼオライトは上記不純物に相当する。このことを、上記歯間ブラシ毛の例に当てはめてみると、溶融紡糸した後の未延伸フィラメントは、直径が１mm（１０００μm）で、その未延伸フィラメントには配合率が１．０重量％、平均粒径が１．５μmの抗菌性ゼオライトが均一に分散されており、該未延伸フィラメント１の表面にも抗菌性ゼオライトが存在するが、該抗菌性ゼオライトは、熱伝導率が０．５８Ｗ／ｍ・Ｋと小さく、且つ平均粒径が１．５μmと微少なものなので、上記溶融紡糸した後の未延伸フィラメントの表面が冷却されると、冷却された表面から内部に向かって徐々に固化されるにつれて、上記抗菌性ゼオライトは流動性の大きい内部に移動する。
【００４５】
上記不純物に相当する抗菌性ゼオライトは、固化する樹脂が上記不純物を排除しようとする作用を働かせることで、表面から流動性の大きい内部に移動する。該抗菌性ゼオライトが内部に移動することにより埋没して埋没部分を形成し、次に、該未延伸フィラメントを４〜６倍に引き延ばすと、上記埋没部分が展張されて窪みを形成することとなり、その窪みには抗菌性ゼオライトが存在することで抗菌効果を奏するものと考えられる。しかし、表面付近の位置及び表面から離れた位置に存在する抗菌性ゼオライト、即ち、その位置に存在する１．０重量％の多くの抗菌性ゼオライトは、埋没した部分を形成するものではないので、延伸フィラメントである化粧ブラシ用毛材は、主に窪みに存在する抗菌性ゼオライトが抗菌作用を発揮するだけで、窪みを形成しない多くの抗菌性ゼオライトは、抗菌作用に関与できない状態におかれている。
このように、抗菌性ゼオライトは熱伝導率が小さいことが窪み形成の要因と仮定することで、延伸フィラメントの表面に窪みが形成される現象が説明できたので、この仮定は正しいものと思量する。
【００４６】
ところで、図４のナイロン６１２に８重量％のＥガラス及び０．３重量％の銀ガラスが含有されている延伸フィラメントの外観形状の写真は、その表面に凸状部が形成されていることを示している。このように、上記延伸フィラメントに含有されている銀ガラスが、上記した比較例の１００％Ｎｙ６１２に配合する銀ガラス１．０重量％の割合に対して、１／５の０．２重量％の割合であっても同等の抗菌作用が発揮できる要因、上記延伸フィラメントの表面に窪みではなく凸状部が形成される要因を以下に詳細に検討する。
【００４７】
最初に、上記特許文献２の化粧ブラシ用毛材には、フィラメントを５〜６倍に延伸することで、無機粉体である銀系抗菌剤の埋没した部分が展張されることによって、同部に窪みが形成されることが示されていることを述べたが、この窪みが形成される要因は、銀系抗菌剤は熱伝導率が小さいことがその要因と仮定して検討し、その後に、１００％樹脂に銀系抗菌剤を配合する割合に対して、上記延伸フィラメントに銀系抗菌剤を配合する割合が１／５で抗菌作用が発揮でき、そのフィラメントの表面に凸状部が形成される要因を検討する。
【００４８】
例えば、特許文献１の歯間ブラシ毛は、その実施例３が直径６４μmのナイロンフィラメントに平均粒径１．５μmの銀ガラス、抗菌性ゼオライトの銀系抗菌剤を１．０重量％含有することで、黄色ブドウ球菌と大腸菌の抗菌性試験の生残菌数は、２．３×１０２個／ｍｌ、４．６×１０個／ｍｌであり、抗菌効果を奏することが述べられているが、従来から銀系抗菌剤はブラシ毛材を抗菌化するのに最もよく用いられるもので、この歯間ブラシ毛の例を用いて上記仮定が正しいことを説明する。
なお、ブラシ毛材の抗菌化に上記銀系抗菌剤が最もよく用いられるもので、その熱伝導率は０．５８Ｗ／ｍ・Ｋであり、ナイロンの熱伝導率は０．２４Ｗ／ｍ・Ｋである。そして、上記歯間ブラシ毛の製造方法は上記フィラメントのそれと同じ方法で製造するものとする。
【００４９】
１００％樹脂に微小な不純物が存在する状態で、溶融紡糸した後の未延伸フィラメントの表面が冷却されると、その表面樹脂の結晶化に伴って微小な不純物を排除する作用が働き、該不純物は流動性の大きい内部に移動するといわれている。そこで、上記微小な銀系抗菌剤（平均粒径１．５μm）は上記不純物に相当するので、このことを上記歯間ブラシ毛の例に当てはめてみると、溶融紡糸した後の未延伸フィラメントは、直径が１mm（１０００μm）で、その未延伸フィラメントには平均粒径１．５μmの銀系抗菌剤の１．０重量％が均一に分散されており、該未延伸フィラメント１の表面にも銀系抗菌剤が存在するが、該銀系抗菌剤は、熱伝導率が０．５８Ｗ／ｍ・Ｋと小さく、且つ平均粒径が１．５μmと微小なものなので、上記溶融紡糸した後の未延伸フィラメントの表面が冷却されると、冷却された表面から内部に向かって徐々に固化されるにつれて、上記銀系抗菌剤は流動性の大きい内部に移動する。
【００５０】
内部に移動した銀系抗菌剤は、その移動により埋没することで埋没部分を形成し、次に、該未延伸フィラメントを４〜６倍に引き延ばすと、上記埋没部分が展張されて窪みを形成することとなり、その窪みには銀系抗菌剤が存在することで抗菌効果を奏するものと考えられる。しかし、１．０重量％の多くの銀系抗菌剤は、表面付近に存在しておらず延伸フィラメントの表面の埋没部分を形成するものではないので、延伸フィラメントである化粧ブラシ用毛材は、主に窪みに存在する銀系抗菌剤が抗菌作用を発揮するだけで、窪みを形成しない多くの銀系抗菌剤は、抗菌作用に関与できない状態におかれている。それ故に、未延伸フィラメントに均一に分散されていた銀系抗菌剤は、該未延伸フィラメントの表面が冷却されることでそのフィラメントの内部に移動するので、延伸フィラメントに不均一に分散されている。
このように、銀系抗菌剤は熱伝導率が小さいことが窪み形成の要因と仮定することで、延伸フィラメントの表面に窪みが形成される現象を説明することができたので、この仮定は正しいものと思慮する。
【００５１】
ところで、本発明の歯間ブラシのブラシ毛であるフィラメントの表面には、上記銀系抗菌剤の窪み形状と異なる、球状に突起した形状である凸状部が形成されている（図４参照）。Ｅガラス粉末の熱伝導率は１．５０Ｗ／ｍ・Ｋであり、その平均粒径は５μmであるから、上記歯間ブラシ毛の銀系抗菌剤に比べて熱伝導率及び平均粒径が共に大きい値であることが分かる。ところで、ナイロンの熱伝導率は０．２６４Ｗ／ｍ・Ｋで、ポリエステルの熱伝導率は０．２１７Ｗ／ｍ・Ｋであるから、上記Ｅガラス粉末の熱伝導率は、上記両樹脂のそれの約６倍の値である。
そこで、上記実施例のＥガラス粉末の熱伝導率が大きいことが、上述したフィラメントの表面に凸状部を形成する要因であり、１／５の銀系抗菌剤の配合割合であっても同等の抗菌効果を奏する要因であると仮定して、どの様にして上記凸状部が形成され、１／５の銀系抗菌剤の配合割合で同等の抗菌効果を奏するのかを検討する。そのために以下に示す図１４、図１５及び図１６に基づいて詳細に検討する。
【００５２】
そのために、直径１mm（１０００μm）の紡糸口より紡糸して延伸することで６５μmの太さの延伸糸を製造する工程における、フィラメントの断面を推定した模式図である図１４、図１５及び図１６を用いて、上記仮定が正しいか否かを検討する。
図１４は、紡糸直後のフィラメントの断面を推定して示した模式図である。
図１５は、紡糸口より吐出後２０〜６０℃で冷却されて引き伸ばされる途中のフィラメントの断面を推定して示した模式図である。
図１６は、延伸工程を経て最終的な太さにされたフィラメントの断面を推定して示した模式図である。
図１４、図１５及び図１６の○印は、フィラメントの断面におけるＥガラス粉末の粒子が、そのフィラメントの中心Ｃから半径５００μmの範囲に存在する位置を表すものである。
【００５３】
図１４は、直径１０００μmの紡糸ロより紡糸された状態のＥガラス粉末の粒子が、上記中心Ｃから半径５００μmの範囲に存在する位置を表すものであり、中心Ｃから半径５００μmの範囲の位置を三つに分け、各三つの範囲の位置に存在する粒子の代表として一個の粒子だけを表示して符号ａ、ｂ、ｃで表した。表面又は表面付近の範囲に存在する位置の粒子を粒子ａで表し、表面付近から半径５００μmの半分である２５０μm付近の範囲に存在する位置の粒子を粒子ｂで表し、該２５０μm付近から中心Ｃの範囲に存在する位置の粒子を粒子ｃで表した。実際のＥガラス粉末の粒子は上記断面に均一に分散した状態で存在する。符号Ｈは半径５００μmの半分である２５０μmの位置を示している。なお、フィラメント中の銀系抗菌剤はその配合率が０．３重量％と少量であるので、図１４、１５及び１６に銀系抗菌剤を示していない。
【００５４】
ブラシ毛であるフィラメントの製造工程において、粒子ａ、粒子ｂ及び粒子ｃの位置が変化する様子を考察する。
図１５は、冷却されて引き伸ばされる途中のフィラメントの断面図である。紡糸口より紡糸され引き伸ばされながら２０〜６０°Ｃに冷却されると、上記粒子ａのＥガラス粉末の熱伝導率（熱伝導率１．５０Ｗ／ｍ・Ｋ）が、ナイロン系樹脂の熱伝導率（熱伝導率０．２４Ｗ／ｍ・Ｋ）の約６倍の値であることから、粒子ａは溶融ナイロンより速く冷却される。その結果、該粒子ａの周囲を包囲している溶融ナイロン系樹脂が固化して、粒子ａを固化したナイロン系樹脂で包んだ状態の固化部を形成し、その固化部を含有する溶融ナイロン系樹脂の流動部が引き伸ばされると、固化部は表面に現れて凸状部を形成する。このようにして、図１４の粒子ａは、図１５の粒子ａ′の位置に移行して凸状部を形成するが、図１４の粒子ｂ及び粒子ｃは、粒子ａと同様に粒子ｂ及び粒子ｃの周囲を包囲している溶融ナイロン系樹脂が固化して、粒子ｂ及び粒子ｃを固化したナイロン系樹脂で包んだ状態の固化部を形成し、その固化部を含有する溶融ナイロン系樹脂の流動部が引き伸ばされると、図１５の粒子ｂ′及び粒子ｃ′の位置に移行する。
【００５５】
図１６は、溶融ナイロン系樹脂が固化して結晶化した後に、その結晶化の配行性を高めるために延伸工程を経て最終的な太さ６５μmに形成されたフィラメントを表す図である。図１５の粒子ａ′は延伸によって粒子ａ″の位置に移行して凸状部が顕著に突出した状態になり、図１５の粒子ｂ′は延伸によって粒子ｂ″の位置に移行してフィラメントの表面又は表面付近の位置に移行し、図１５の粒子ｃ′は延伸によって粒子ｃ″の中心Ｃの位置に移行する。
上記の如く、紡糸口より紡糸された直後の粒子ａ、粒子ｂ及び粒子ｃの位置は、Ｅガラス粉末の速冷え効果により、各粒子の周囲を包囲している溶融ナイロン系樹脂が固化して粒子ａ′、粒子ｂ′及び粒子ｃ′の固化部を形成し、溶融ナイロン系樹脂の流動部が引き伸ばされることで、粒子ａ′は延伸によって粒子ａ″の位置に移行して凸状部が顕著に突出した状態になり、粒子ｂ′は延伸によって粒子ｂ″の位置に移行してフィラメントの表面又は表面付近の位置に移行し、粒子ｃ′は延伸によって粒子ｃ″の中心Ｃの位置に移行することになる。
このように図１６が示す粒子ａ″の凸状部、粒子ｂ″の表面又は表面付近の位置に存在する粒子は、直径１０００μmの紡糸ロより紡糸されたものが太さ６５μmに引き伸ばされることにより、表面又は表面付近の範囲に存在する位置の粒子ａが、凸状部が顕著に突出した状態の粒子ａ″に、表面付近から２５０μm付近の範囲に存在する位置の粒子ｂが、フィラメントの表面又は表面付近の位置に移行した状態の粒子ｂ″になる。
【００５６】
上記の考察に基づいて、抗菌効果について検討する。
紡糸直後のフィラメント中のＥガラス粉末は、ガラス配合率８重量％の状態で均一に分散されていて、その比重が２．５ｇ／cm３であるから、８重量％を容積率に換算すれば３．２容積％（８／２．５＝３．２）となる。この３．２容積％を容積ｘ３としてｘを求めるとｘ＝１．４７４となり、ｘ２により面積率を求めると２．１７面積％となる。この計算によって求めた面積率を「計算値の面積率」という。図４に示したフィラメント表面の凸状部の面積を実測して面積率を求めたところ、５〜６面積％であった。この実測によって求めた面積率を「実測値の面積率」という。
計算値の面積率である２．１７面積％に対して、実測値の面積率である５〜６面積％は、５／２．１７〜６／２．１７＝２．３０〜２．７６倍、即ち、Ｅガラス粉末が表面に存在する表面濃度が２．３０〜２．７６倍に増加していることを示している。換言すれば、紡糸直後のフィラメント中のＥガラス粉末は、その表面濃度が２．１７面積％であったのが、延伸により最終的な太さのフィラメント中のＥガラス粉末は、その表面濃度が上記表面濃度の２．３０〜２．７６倍に増加している。
【００５７】
ところで、フィラメント中の銀系抗菌剤はその配合率が０．３重量％と少量であるので、図１４、１５及び１６には銀系抗菌剤を示していないが、樹脂にＥガラス粉末が８重量％配合されることで、上記したＥガラス粉末の速冷え効果により、Ｅガラス粉末の各粒子の周囲を包囲している溶融樹脂に存在する銀系抗菌剤が樹脂と共に固化されるので、上述した不純物として内部に移動することがない。それ故に、未延伸フィラメントに均一に分散されていた銀系抗菌剤は、該未延伸フィラメントの表面が冷却されることでそのフィラメントの内部に移動することがないので、延伸フィラメントに均一に分散されている。従って、延伸フィラメントをブリッスルしたとしても、同一の抗菌効果が発揮できる。
【００５８】
そして、図４に示した表面写真に基づいて銀系抗菌剤の凸状部の面積を実測することは、０．３重量％と少量であるので困難であるが、Ｅガラス粉末と同様に面積率が５〜６面積％に増加を示すものと考えられるので、銀系抗菌剤がフィラメント表面に存在する表面濃度も２．３０〜２．７６倍になる。そして、樹脂にＥガラス粉末が８重量％配合されることで、１００％樹脂に配合された銀系抗菌剤がＥガラス粉末の速冷え効果により、各粒子の周囲を包囲している溶融樹脂に存在する銀系抗菌剤が樹脂と共に固化されるので、上記した不純物として内部に移動することがない。
ところで、銀系抗菌剤の抗菌効果は、表面に存在する銀系抗菌剤の濃度の２乗の効果が得られることが知られている。銀系抗菌剤の表面濃度が２．３０〜２．７６倍になれば抗菌効果はその２乗の５．２９〜７．６２倍になる。
上記の検討結果によれば、銀系抗菌剤の表面濃度の増加により、抗菌効果が５．２９〜７．６２倍を示すことは実施例の抗菌性の測定結果と一致している。
【００５９】
次に、銀系抗菌剤の抗菌作用は湿度による銀イオンの生成によるもので、銀系抗菌剤が樹脂被膜で覆われていたとしても、その樹脂が透湿性を有し、皮膜の厚さが薄ければ抗菌作用が働くことはよく知られている。樹脂の種類、皮膜の厚さと透湿性の度合いを示す透湿度の関係は次の通りである。Ｎｙ６のフィルムは厚さ１５μmで透湿度が１２０ｇ／ｍ２・２４ｈｒであり、ＰＥＴのフィルムは厚さ１２μmで透湿度が２０〜５５ｇ／ｍ２・２４ｈｒである。従って、銀系抗菌剤は数μm以下の厚さの樹脂皮膜で覆われていても、充分な抗菌作用を発揮できるものであり、図１６の粒子ｂ″のＥガラス粉末は、上記透湿度が示す厚さの位置に存在すれば抗菌作用を発揮できることを意味している。
そうであれば、上記窪みに存在する歯間ブラシ毛の銀系抗菌剤が主に抗菌作用に寄与するのに対して、上記本発明の歯間ブラシのブラシ毛は、そのブラシ毛の凸状部と平坦な表面部、即ち、図１６の粒子ａ″と粒子ｂ″に存在する銀ゼオライトが抗菌作用に寄与しているので、従来の銀ゼオライトの１／５の割合であっても同等の抗菌効果を奏することができる。
【００６０】
上記の模式図に基づいて検討した内容から分かるように、Ｅガラス粉末の熱伝導率が、ナイロン系樹脂又はポリエステル系樹脂の熱伝導率と比べて約６倍の大きい値であることで、上記未延伸フィラメントの冷却により、Ｅガラス粉末が急冷されその周囲の樹脂が冷やされることが起因となっており、その起因が上記未延伸フィラメントの表面又は表面付近にＥガラス粉末が存在すれば凸状部を形成することになり、また、表面から離れた位置に存在するＥガラス粉末が、延伸されることにより表面に存在することになる。
【００６１】
このように、Ｅガラス粉末の熱伝導率が大きいことで速冷え効果が生じることにより、各粒子の周囲を包囲している溶融ナイロン系樹脂が固化し、同時にその樹脂中に存在する銀ゼオライト（粒子ａ′と粒子ｂ′）も同時に固化して、延伸されることで延伸フィラメントの凸状部と平坦な表面部に銀ゼオライト（粒子ａ″と粒子ｂ″）が存在するので、従来の銀ゼオライトの１／５の配合割合であっても同等の抗菌効果を奏することとなる。
上記図４の延伸フィラメントであるブラシ毛の外観形状の写真が示す凸状部の形成の現象、そして、上記抗菌性の測定結果が示す従来の銀ゼオライトの配合割合の１／５の配合割合であっても同等の抗菌効果を奏する現象を説明することができたので、この仮定は正しいものと思慮する。
【００６２】
（まとめ）
上述した実施例１及び２の抗菌性の測定結果は、本発明の歯間ブラシが以下に述べる特徴を有していることを示している。
実施例１及び実施例２のＥガラス粉末が３．０重量％又はそれ以上含有され、銀系抗菌剤が少なくとも０．２重量％含有されたフィラメントは、一般細菌である黄色ブドウ球菌及び大腸菌の抗菌活性値が２．２又はそれ以上の値を示すことから、本発明の歯間ブラシのブラシ毛は、ナイロン系樹脂にＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で配合し、銀系抗菌剤を少なくとも０．２重量％を配合することで、ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％配合する従来のブラシ毛の抗菌効果の値と同等又はそれ以上の値の抗菌効果が得られることを示している。このことは、本発明の歯間ブラシは、ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を従来の１／５の配合量である０．２重量％含有することで、同等又はそれ以上の値の抗菌効果が得られるから、従来の銀系抗菌剤の１／５の価格で抗菌性のブラシ毛が作製できるので、低廉な価格で生産が可能となった。
【００６３】
また、本発明の歯間ブラシは、上記抗菌効果が一般細菌である黄色ブドウ球菌及び大腸菌に対してだけでなく、歯周病原因菌であるミュータンス菌及びアクチノマイセス菌に対しても有効であることから、ユーザーが歯周病原因菌を予防したいという強い要求に充分に対応できるものである。
そして、実施例１−３及び２−３のＥガラス粉末が６．０重量％以上含有され、銀系抗菌剤が０．５重量％以上を含有されたフィラメントは、一般細菌及び歯周病原因菌の生残菌数がゼロであることから、本発明の歯間ブラシのブラシ毛は、ナイロン系樹脂にＥガラス粉末が６．０重量％以上含有され、銀系抗菌剤が０．５重量％以上を含有されることで、一般細菌及び歯周病原因菌の生残菌数がゼロであることから、本発明の歯間ブラシは、Ｅガラス粉末を６．０重量％以上含有し、銀系抗菌剤を０．５重量％以上含有することで、一般細菌及び歯周病原因菌の生残菌数をゼロとすることができる。
【００６４】
一方、抗菌剤含有のブラシ毛の銀イオンは、時間と共に減少していくことは良く知られており、そのために、長期にわたって一般細菌及び歯周病原因菌の抗菌効果を維持するブラシ毛が必要な場合には、Ｅガラス粉末及び銀系抗菌剤の含有量に比例して抗菌効果を維持する期間が延びるので、Ｅガラス粉末を最大でも９．０重量％含有させ、銀系抗菌剤を最大でも０．９重量％含有させれば、長期にわたって抗菌効果を維持できるブラシ毛を作製することが期待できる。
更に、ユーザーの歯間ブラシの利用状況に応じるために、使用後遅くとも１０時間でブラシ毛に付着した歯垢等内の細菌の増殖を防止したい要求に対して、銀系抗菌剤を少なくとも０．５重量％含有するブラシ毛は、使用後遅くとも１０時間で細菌の増殖を防止でき、また、銀系抗菌剤を０．６〜０．９重量％の範囲で含有することで、使用後遅くとも６時間で細菌の増殖を防止できる。このことは、銀系抗菌剤０．５重量％含有するブラシ毛が、使用後遅くとも１０時間でＥガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等の値を示し、また、銀系抗菌剤０．６〜０．９重量％の範囲で含有するブラシ毛が、使用後遅くとも６時間で上記銀系抗菌剤１．０重量％含有するブラシ毛生残菌数の対数と同等の値を示す実験結果から明らかである。
【符号の説明】
【００６５】
１ 歯間ブラシ
２ ブラシ部
３ 直線状ワイヤー部
４ 把持部
５ ブラシ毛
２０ 押出機
２８ 第１ホッパー
２９ 第２ホッパー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を含有するブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部と、該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部と、該直線状ワイヤー部の所定長さの末端が埋設されている把持部材からなる歯間ブラシであって、
前記ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で含有し、銀系抗菌剤を少なくとも０．２重量％含有するブラシ毛が、該Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等又はそれ以上の値であることを特徴とする歯間ブラシ。
【請求項２】
前記Ｅガラス粉末を３．０重量％、前記銀系抗菌剤を０．２重量％含有するブラシ毛が、前記ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等の値であることを特徴とする請求項１に記載の歯間ブラシ。
【請求項３】
前記銀系抗菌剤が０．２〜０．９重量％の範囲で含有されていることを特徴とする請求項１に記載の歯間ブラシ。
【請求項４】
前記ブラシ毛の生残菌数の対数と同等又はそれ以上の値が歯周病原因菌であるミュータンス菌及びアクチノマイセス菌の生残菌数の対数の値であることを特徴とする請求項３に記載の歯間ブラシ。
【請求項５】
前記銀系抗菌剤が銀ガラス又は銀ゼオライトであることを特徴とする請求項４に記載の歯間ブラシ。
【請求項６】
前記ナイロン系樹脂がナイロン６１０又はナイロン６１２であることを特徴とする請求項５に記載の歯間ブラシ。
【請求項７】
ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を含有するブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部と、該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部と、該直線状ワイヤー部の所定長さの末端が埋設されている把持部材からなる歯間ブラシであって、
前記ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で含有し、銀系抗菌剤を少なくとも０．２重量％含有するブラシ毛が、該Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の抗菌活性値と同等又はそれ以上の値であることを特徴とする歯間ブラシ。
【請求項８】
前記Ｅガラス粉末を３．０重量％、前記銀系抗菌剤を０．２重量％含有するブラシ毛が、前記ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等であることを特徴とする請求項７に記載の歯間ブラシ。
【請求項９】
前記銀系抗菌剤が０．２〜０．９重量％の範囲で含有されていることを特徴とする請求項７に記載の歯間ブラシ。
【請求項１０】
前記ブラシ毛の抗菌活性値と同等又はそれ以上の値が一般細菌である黄色ブドウ球菌及び大腸菌の抗菌活性値の値であることを特徴とする請求項９に記載の歯間ブラシ。
【請求項１１】
前記銀系抗菌剤が銀ガラス又は銀ゼオライトであることを特徴とする請求項１０に記載の歯間ブラシ。
【請求項１２】
前記ナイロン系樹脂がナイロン６１０又はナイロン６１２であることを特徴とする請求項１１に記載の歯間ブラシ。
【請求項１３】
ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を含有するブラシ毛が、金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部と、該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部と、該直線状ワイヤー部の所定長さの末端が埋設されている把持部材からなる歯間ブラシであって、
前記ブラシ毛が前記ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末が少なくとも３．０重量％含有され、前記銀系抗菌剤が少なくとも０．２重量％含有されており、前記ブラシ毛の表面に凸状部と平坦な表面部が存在することを特徴とする歯間ブラシ。
【請求項１４】
前記Ｅガラス粉末を３．０重量％、前記銀系抗菌剤を０．２重量％含有するブラシ毛が、前記ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等であることを特徴とする請求項１３に記載の歯間ブラシ。
【請求項１５】
前記ブラシ毛の生残菌数の対数と同等又はそれ以上の値が歯周病原因菌であるミュータンス菌及びアクチノマイセス菌の上記生残菌数の対数の値であることを特徴とする請求項１４に記載の歯間ブラシ。
【請求項１６】
前記ブラシ毛の抗菌活性値と同等又はそれ以上の値が一般細菌である黄色ブドウ球菌及び大腸菌の抗菌活性値の値であることを特徴とする請求項１３に記載の歯間ブラシ。
【請求項１７】
ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を含有するブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部と、該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部と、該直線状ワイヤー部の所定長さの末端が埋設されている把持部材からなる歯間ブラシであって、
前記ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で含有し、銀系抗菌剤を少なくとも０．５重量％含有するブラシ毛が、使用後遅くとも１０時間で上記Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等の値であることを特徴とする歯間ブラシ。
【請求項１８】
銀系抗菌剤を０．６〜０．９重量％の範囲で含有するブラシ毛が、使用後６時間で上記Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等の値であることを特徴とする請求項１７に記載の歯間ブラシ。
【請求項１】
ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を含有するブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部と、該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部と、該直線状ワイヤー部の所定長さの末端が埋設されている把持部材からなる歯間ブラシであって、
前記ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で含有し、銀系抗菌剤を少なくとも０．２重量％含有するブラシ毛が、該Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等又はそれ以上の値であることを特徴とする歯間ブラシ。
【請求項２】
前記Ｅガラス粉末を３．０重量％、前記銀系抗菌剤を０．２重量％含有するブラシ毛が、前記ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等の値であることを特徴とする請求項１に記載の歯間ブラシ。
【請求項３】
前記銀系抗菌剤が０．２〜０．９重量％の範囲で含有されていることを特徴とする請求項１に記載の歯間ブラシ。
【請求項４】
前記ブラシ毛の生残菌数の対数と同等又はそれ以上の値が歯周病原因菌であるミュータンス菌及びアクチノマイセス菌の生残菌数の対数の値であることを特徴とする請求項３に記載の歯間ブラシ。
【請求項５】
前記銀系抗菌剤が銀ガラス又は銀ゼオライトであることを特徴とする請求項４に記載の歯間ブラシ。
【請求項６】
前記ナイロン系樹脂がナイロン６１０又はナイロン６１２であることを特徴とする請求項５に記載の歯間ブラシ。
【請求項７】
ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を含有するブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部と、該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部と、該直線状ワイヤー部の所定長さの末端が埋設されている把持部材からなる歯間ブラシであって、
前記ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で含有し、銀系抗菌剤を少なくとも０．２重量％含有するブラシ毛が、該Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の抗菌活性値と同等又はそれ以上の値であることを特徴とする歯間ブラシ。
【請求項８】
前記Ｅガラス粉末を３．０重量％、前記銀系抗菌剤を０．２重量％含有するブラシ毛が、前記ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等であることを特徴とする請求項７に記載の歯間ブラシ。
【請求項９】
前記銀系抗菌剤が０．２〜０．９重量％の範囲で含有されていることを特徴とする請求項７に記載の歯間ブラシ。
【請求項１０】
前記ブラシ毛の抗菌活性値と同等又はそれ以上の値が一般細菌である黄色ブドウ球菌及び大腸菌の抗菌活性値の値であることを特徴とする請求項９に記載の歯間ブラシ。
【請求項１１】
前記銀系抗菌剤が銀ガラス又は銀ゼオライトであることを特徴とする請求項１０に記載の歯間ブラシ。
【請求項１２】
前記ナイロン系樹脂がナイロン６１０又はナイロン６１２であることを特徴とする請求項１１に記載の歯間ブラシ。
【請求項１３】
ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を含有するブラシ毛が、金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部と、該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部と、該直線状ワイヤー部の所定長さの末端が埋設されている把持部材からなる歯間ブラシであって、
前記ブラシ毛が前記ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末が少なくとも３．０重量％含有され、前記銀系抗菌剤が少なくとも０．２重量％含有されており、前記ブラシ毛の表面に凸状部と平坦な表面部が存在することを特徴とする歯間ブラシ。
【請求項１４】
前記Ｅガラス粉末を３．０重量％、前記銀系抗菌剤を０．２重量％含有するブラシ毛が、前記ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等であることを特徴とする請求項１３に記載の歯間ブラシ。
【請求項１５】
前記ブラシ毛の生残菌数の対数と同等又はそれ以上の値が歯周病原因菌であるミュータンス菌及びアクチノマイセス菌の上記生残菌数の対数の値であることを特徴とする請求項１４に記載の歯間ブラシ。
【請求項１６】
前記ブラシ毛の抗菌活性値と同等又はそれ以上の値が一般細菌である黄色ブドウ球菌及び大腸菌の抗菌活性値の値であることを特徴とする請求項１３に記載の歯間ブラシ。
【請求項１７】
ナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を含有するブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部と、該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部と、該直線状ワイヤー部の所定長さの末端が埋設されている把持部材からなる歯間ブラシであって、
前記ナイロン系樹脂に平均粒径５μmのＥガラス粉末を３．０〜９．０重量％の範囲で含有し、銀系抗菌剤を少なくとも０．５重量％含有するブラシ毛が、使用後遅くとも１０時間で上記Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等の値であることを特徴とする歯間ブラシ。
【請求項１８】
銀系抗菌剤を０．６〜０．９重量％の範囲で含有するブラシ毛が、使用後６時間で上記Ｅガラス粉末を含有しないナイロン系樹脂に銀系抗菌剤を１．０重量％含有するブラシ毛の生残菌数の対数と同等の値であることを特徴とする請求項１７に記載の歯間ブラシ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−１３０９５５（Ｐ２０１１−１３０９５５Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９４４３１（Ｐ２００９−２９４４３１）
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００２１２００５）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００２１２００５）
【Ｆターム（参考）】
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