歯間ブラシ
【課題】歯間ブラシの把持部の樹脂として汎用性樹脂を使用して把持部を成形しても、金属ワイヤーの一部分を挿入する把持部から容易に抜け出すことがなく、また、汎用性樹脂に含有する銀系抗菌剤の含有率が小さくとも、従来の把持部が有する抗菌効果と同等又はそれ以上の効果を発揮する把持部を備えた歯間ブラシを提供する。
【解決手段】ブラシ毛５が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金属ワイヤーからなる直線状ワイヤー部３と、該直線状ワイヤー部３の所定長さの末端が埋設されている熱可塑性樹脂の把持部４からなる歯間ブラシ１であって、前記把持部４の熱可塑性樹脂がポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂又はナイロン樹脂であり、該樹脂に平均粒径１０〜４０μｍの球状ガラス粉末がガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有されていることを特徴とする。
【解決手段】ブラシ毛５が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金属ワイヤーからなる直線状ワイヤー部３と、該直線状ワイヤー部３の所定長さの末端が埋設されている熱可塑性樹脂の把持部４からなる歯間ブラシ１であって、前記把持部４の熱可塑性樹脂がポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂又はナイロン樹脂であり、該樹脂に平均粒径１０〜４０μｍの球状ガラス粉末がガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシ毛を金属ワイヤーで撚り込んで形成されたブラシ部と、その撚り込んだ直線状の金属ワイヤーで形成されたワイヤー部と、その直線状金属ワイヤーの一部分を挿入する把持部からなる歯間ブラシに関し、詳細には、上記ワイヤー部が把持部から容易に抜け出すことがなく、また、該把持部が抗菌性に優れている歯間ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の歯間ブラシは、把持部が低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）等の軟質ポリエチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）といった軟質な熱可塑性合成樹脂を使用しているために、ステンレス等からなる金属ワイヤーを撚り込んだ直線状金属ワイヤーをプラスチック製の把持部内に圧入して製造されるが、直線状金属ワイヤーが挿入された把持部は、単に直線状金属ワイヤーをねじっただけの状態で挿入しているため、長期間使用するにつれ、把持部と直線状金属ワイヤーとの間に隙間が生じ、ブラシ部が抜けやすくなるという問題がある。そのために、くの字状又はコの字状に曲げて所定長さを柄部材に埋設することで、該ブラシ部が柄部材から抜け出ないようにしている。この直線状の金属ワイヤーをくの字状又はコの字状に曲げる作業は、面倒で困難な作業であり、また、その作業工程が必要となり時間や経費がかかるので省略したいとの要求があり、また、同時に把持部に抗菌性を備えたいとの要求もあった。
【０００３】
上記直線状の金属ワイヤーを曲げる作業が必要なく、また、該把持部が抗菌性に優れている歯間ブラシは、以下に示す特許文献１に記載の歯間ブラシの柄部材が知られている。
特許文献１には、歯間ブラシの柄部材（「把持部」に相当）を構成する熱可塑性合成樹脂が少なくとも金属接着性ポリオレフィンからなるもので、柄部材に埋設された金属ワイヤーを撚り込んだ直線状金属ワイヤーの一部が、金属接着性ポリオレフィンによって接着されることから、該直線状金属ワイヤーの一部をくの字状又はコの字状に折曲げたりするといった細かく、面倒で困難な作業をする必要がなく、折曲げ加工の工程を省略することができることが記載され、また、上記熱可塑性合成樹脂が少なくとも金属接着性ポリオレフィンからなるポリマーブレンドとしては、金属接着性ポリオレフィン、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂）、軟質ポリオレフィンを組合せることが、金属ワイヤーとの接着性が十分であって、離型剤を使用しなくても成形が可能であり、成形加工性が良好であって、しかも柄部材に適正なたわみ性が得られることから好ましく、そして、最も好ましい配合率は、金属接着性ポリオレフィン３０重量部、ＥＶＡ４５重量部、軟質ポリエチレン２５重量部であることが記載されている。
【０００４】
更に、特許文献１には、上記歯間ブラシの柄部材に関する実施例である、例えば、No.５の柄部材は、低密度ポリエチレンに抗菌性ゼオライトを０．５重量％含有し、No.６の柄部材は、低密度ポリエチレンに抗菌性ゼオライトを１．０重量％含有することが、そして、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は、No.５が検出なしであること、実施例No.６も検出なしであることが記載されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０９７３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の上記歯間ブラシの柄部材は、金属接着性ポリオレフィン、ＥＶＡは、汎用性樹脂でないためにその価格が高価であり、また、金属接着性ポリオレフィン３０重量部、ＥＶＡ４５重量部、軟質ポリエチレン２５重量部をブレンドしてペレットを成形するのに、その製造工程の管理に時間と経費がかかり、歯間ブラシの把持部を射出成形するのに温度、時間等の管理が難しいという問題、そして、歯間ブラシのコストが高くつくという問題がある。更に、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、配合する割合を低減したいとの強い要求がある。
【０００７】
それ故に、本発明の課題は、上記実情に鑑み鋭意研究の結果創案されたものであり、歯間ブラシの把持部の樹脂として汎用性樹脂を使用して把持部を成形しても、上記金属ワイヤーの一部分を挿入する把持部から容易に抜け出すことがなく、また、従来の把持部に含有する銀系抗菌剤の含有率と比べて、汎用性樹脂に含有する銀系抗菌剤の含有率が小さくとも、上記従来の把持部が有する抗菌効果と同等又はそれ以上の効果を発揮する把持部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】
【０００８】
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、ブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部、及び該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状金属ワイヤーからなる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熱可塑性樹脂の把持部からなる歯間ブラシであって、前記把持部の熱可塑性樹脂がポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂又はナイロン樹脂であり、該樹脂に平均粒径１０〜４０μｍの球状ガラス粉末がガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有されてい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、前記球状ガラス粉末がＥガラス又はシリカガラス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、歯間ブラシの把持部の形状が直線形状又は曲げた形状であ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、ブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部、及び該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状金属ワイヤーからなる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熱可塑性樹脂の把持部からなる歯間ブラシであって、前記把持部の熱可塑性樹脂がポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂又はナイロン樹脂であり、これらの樹脂に平均粒径１０〜４０μｍの球状ガラス粉末がガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有されており、銀系抗菌剤が０．０５〜０．１０重量％の範囲で含有されてい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、前記把持部が球状ガラス粉末を含有しない熱可塑性樹脂に銀系抗菌剤を０．５０〜１．００重量％の範囲で含有する把持部の生残菌数の対数と同等又はそれより小さい値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、前記銀系抗菌剤を少なくとも０．０５重量％含有する把持部が、前記球状ガラス粉末を含有しない熱可塑性樹脂の把持部に銀系抗菌剤を０．５重量％含有する把持部の生残菌数の対数より小さい値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、前記銀系抗菌剤を０．１重量％含有する把持部が、前記球状ガラス粉末を含有しない熱可塑性樹脂の把持部に銀系抗菌剤を１．０重量％含有する把持部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８に係る発明の歯間ブラシは、前記歯間ブラシのブラシ部を覆うことができるスリーブを備え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、前記球状ガラス粉末がＥガラス又はシリカガラスであ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、前記銀系抗菌剤が銀ゼオライト、銀ガラス又は銀燐酸ジリコニウム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、歯間ブラシの把持部の形状が直線形状又は曲げた形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の歯間ブラシは、汎用性樹脂に球状ガラス粉末を４０〜７０重量％含有することで、金属接着性ポリオレフィンを用いることなく把持部から直線状金属ワイヤーが抜け出すことがない、歯間ブラシを得ることができる。
また、本発明の歯間ブラシは、樹脂に球状ガラス粉末を４０〜７０重量％含有することで、従来の把持部に含有する銀系抗菌剤の配合率に対して１／１０の配合率でも、抗菌性に優れた歯間ブラシの把持部が得られるという格別の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】歯間ブラシの一例を示す平面図である。
【図２】本発明の把持部の素材である熱可塑性樹脂に球状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】球状ガラス粉末の平均粒径の分布を示す分布図である。
【図４】球状ガラス粉末の１０００倍の電子顕微鏡写真である。
【図５】ＰＰに球状ガラス粉末５０重量％を配合して得られたペレットを、側面から垂直に切断した切断部を５０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図６】ガラス配合率５０重量％のＰＰの射出成形体の表面を正面から２００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。
【図７】ガラス配合率５０重量％のＰＰの射出成形体の表面を４５℃の角度から２００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。
【図８】ガラス配合率５０重量％のＰＰの射出成形体の断面を２００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。
【図９】表３に示されたＬＤＰＥに配合された銀ゼオライト配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す黄色ブドウ球菌のグラフである。
【図１０】表３に示されたＬＤＰＥに配合された銀ゼオライト配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す大腸菌のグラフである。
【図１１】表４に示されたＰＰに配合された銀ゼオライト配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す黄色ブドウ球菌のグラフである。
【図１２】表４に示されたＰＰに配合された銀ゼオライト配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す大腸菌のグラフである。
【図１３】表５に示されたＮｙに配合された銀ガラス配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す黄色ブドウ球菌のグラフである。
【図１４】表５に示されたＮｙに配合された銀ガラス配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す大腸菌のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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例を示す平面図である。
歯間ブラシ１は、ブラシ毛５を金属ワイヤーで撚り込んで形成されたブラシ部２と、その撚り込んだ金属ワイヤーの直線状の金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部３と、その直線状ワイヤー部３の一部分を挿入する把持部４から構成されている。
【００１２】
上記把持部４は、直線状ワイヤー部３の所定長さの末端が球状ガラス粉末、又は、球状ガラス粉末と銀系抗菌剤が含有される熱可塑性樹脂に埋設されている。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おり、必要に応じ図示していないスリーブに嵌挿して接続することで、ブラシ部２を覆うことができる。従って、スリーブにブラシ部２の方向から挿入し、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、スリーブから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。
【００１３】
（把持部用ペレットの押出機）
次に、本発明の把持部の素材である、熱可塑性樹脂に球状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。熱可塑性樹脂に球状ガラス粉末だけを含有したペレットの製造方法も上記の同じ方法で製造できるので、球状ガラス粉末だけを含有したペレットの製造方法は省略する。
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。
【００１４】
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′は球状ガラス粉末及び銀ガラスを表している。
【００１５】
前記押出機２０は、供給材料である熱可塑性樹脂のペレット２８′と、球状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１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には熱可塑性樹脂のペレット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、球状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の配置する位置は、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。
【００１６】
ところで、本発明者は、本願出願前に、汎用性の熱可塑性樹脂に４０重量％以上の球状ガラス粉末を配合させて押出機で混練して押出し、ペレット（ガラス含有成形用ペレット）が成形できるよう鋭意研究に努めた結果、汎用性の熱可塑性樹脂に中実の球状ガラス粉末を４０〜７０重量％まで含有することができるガラス含有成形用ペレットを完成するに至り、ＰＣＴ／ＪＰ２００８／６８０９３（特願２００９−５０４５１５号）（発明の名称「ガラス含有成形用ペレット及びその製造方法」、優先権主張日：Ｈ１９．１０．４、（国際公開番号ＷＯ２００９／０４４８８４号）を特許出願した。なお、従来、汎用性の熱可塑性樹脂に上記中実の球状ガラス粉末を３５重量％までしか含有できなかった理由は、上記国際公開番号ＷＯ２００９／０４４８８４号に詳細に記載されているが、一言で言えば、汎用性の熱可塑性樹脂中に３５重量％以上の球状ガラス粉末を含有させて混練し押出しすると、球状ガラス粉末含有の溶融樹脂の流動性が急激に低下して押出することが困難になるためである。
【００１７】
（熱可塑性樹脂）
上記国際公開番号ＷＯ２００９／０４４８８４号には、球状ガラス粉末の製造方法を含む９種類の樹脂のガラス含有成形用ペレットの成形方法が詳細に記載されており、ガラス含有成形用ペレットの成形方法は本願出願前に公知ではあるが、歯間ブラシの把持部は、ポリエチレン樹脂（以下、「ＰＥ」という。）、ポリプロピレン樹脂（以下、「ＰＰ」という。）又はナイロン樹脂（以下、「Ｎｙ」という。）といった軟質な熱可塑性合成樹脂を用いることが従来から行われており、これらの樹脂は結晶性高分子としてよく知られたものである。これらの樹脂に球状ガラス粉末を配合して成型用ペレットを成形する方法を以下に説明する。
【００１８】
（球状ガラス粉末）
本発明の球状ガラス粉末のガラス質は、ＳiＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ3の１種又は２種以上を骨格成分とする、アルカリガラス、可溶性ガラス、無アルカリガラス、シリカガラス等が挙げられる。そして、その形状を球状にするには、ガラス繊維を粉砕して球状化する方法を用いることで平均粒径の分布をシャープにすることができる。該球状ガラス粉末のアルカリ分が多いと熱可塑性樹脂の脆化を招きやすいので、無アルカリガラスであるＥガラス又はシリカガラスが好ましい。
【００１９】
前記球状ガラス粉末は、ガラス繊維の直径が２０μｍのものを材料として用いている。ガラス繊維はその直径が一定であるから、ガラス繊維の長さが前記直径２０μｍからばらつかないように粉砕することで、直径２０μｍ、長さ１０〜３０μｍの粉砕物が得られる。この粉砕物を炉の内部に設けた酸素バーナーによる２５００〜３０００℃の火炎に噴霧して球状化し、噴霧状の球体に炉の下部に設けた水の噴射装置より、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシランを０．１重量％含む水を噴射して、噴霧状態でシラン化処理を行いバグフィルターで捕集した。この捕集したガラス粉体は球状の平均粒径が１０〜４０μｍの球状ガラス粉末である。このように、上記ガラス繊維の直径が２０μｍのものを材料として用いることで、平均粒径が１０〜４０μｍの球状ガラス粉末が得られた。得られた球状ガラス粉末は中実であった。上記噴霧状態で行うシラン化処理を行う方法を、以下、「噴霧法」という。
【００２０】
上記球状化した球状ガラス粉末を前記噴霧法でシラン化処理をしたものが前記球状ガラス粉末である。換言すれば、この球状ガラス粉末はその表面がシラン化合物により全体的に覆われていることに特徴がある。
シラン化合物としては、以下の式で表されるものを挙げることができる。
Ｒ4-n−Ｓｉ−（ＯＲ’）n
（式中、Ｒは有機基を表し、Ｒ’はメチル基、エチル基又はプロピル基を表し、ｎは１〜３から選ばれる整数を表す）
【００２１】
かかるシラン化合物としては、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシラン等のエポキシ基を有するシランカップリング剤、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するシランカップリング剤、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤が挙げられる。
【００２２】
図３は上述した球状ガラス粉末の製造方法で得られた球状ガラス粉末の平均粒径の分布の頻度を示すグラフである。このグラフの横軸は前記球状ガラス粉末の粒径（μｍ）で、縦軸は分布の頻度（％）を示している。前記球状Ｅガラスは、粒径が２５μｍで最高の分布頻度を示しており、その２５μｍを中心に正規分布曲線上の１０〜４０μｍの範囲に分布しており、その範囲にある粒径の頻度が高いことがわかる。
【００２３】
図４は前記球状ガラス粉末の１０００倍の電子顕微鏡写真である。この写真から球状ガラス粉末は、各々のその形状が球状であり中実であり、大小様々な粒径のものが存在していることが観察できる。
図３のグラフと図４の写真から、熱可塑性樹脂中の球状ガラス粉末は、その形状が真円の球形であり、大小様々な粒径のものが存在しているが、その平均粒径が１０〜４０μｍであることが示されている。
【００２４】
ところで、溶融熱可塑性樹脂中に球状ガラス粉末を投入して混練する際に、その粒径が１０μｍ以下になると、微細粒子の割合が多くなり、比表面積の増加に伴い樹脂から球状ガラス粉末が熱量を奪い、そのために樹脂の温度が急に低下することで溶融粘度が上昇し、剪断発熱により混練時の樹脂温度が極端に上昇するため、決められた両材料の配合率を調整することが困難になる。又、熱可塑性樹脂に球状ガラス粉末を配合することで、一般的に、成形体の寸法安定性、機械強度（衝撃強度、曲げ強度等）、ソリ性、透過バリア性等の向上が図られる。
【００２５】
前記粒径が４０μｍ以上になると巨大粒子の割合が多くなり、混練時の溶融粘度の上昇は少ないが、ガラス含有組成物を一定サイズのペレットに切断する際に、カット刃の摩耗が激しくなり、大量の該ガラス含有組成物を連続して生産することが困難となり、生産上の問題が生じる。又、その粒径が４０μｍ以上になると、特に衝撃強度が低下するので好ましくない。従って、平均粒径は１０〜４０μｍの範囲が好適である。
【００２６】
溶融状態にある上記熱可塑性樹脂中に最大で７０重量％の球状ガラス粉末を配合して混練することにより、押出機の吐出口に設けたノズルダイより直径３mmの棒状に押し出して水で冷却してカッターで長さ約４mmに切断して、該熱可塑性樹脂中に球状ガラス粉末が独立して分散したガラス含有成形用ペレットが得られるが、直径及び長さはこれに限定されるものではない。
【００２７】
図５は、ＰＰに球状ガラス粉末５０重量％を配合して得られたペレットを、側面から垂直に切断した切断部を５０倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。
図５のペレットの切断部の写真から、該ペレットはＰＰ中に個々の球状ガラス粉末が凝集することなく独立して分散された状態で配合されていることが観察される。
【００２８】
このことから、前記球状ガラス粉末が噴霧法によりその表面がシラン化合物により全面的に被覆されることで、押出機内で混練し押し出して成形された前記ペレットは樹脂中に球状ガラス粉末が凝集することなく独立して分散された状態で配合されていることが判明した。
そして、図５の写真の中点より上下端部の位置まで円を描き、その円を均等に１６分割して、１６の各区画に配合されている球状ガラス粉末の数を目視して数え、その数えた結果を表１に示す。
なお、１６分割線上に球状ガラス粉末がある場合には、１／２として球状ガラス粉末数の計算を行った。
【表１】
表１の測定結果から、各区画における球状ガラス粉末数は、１４０±１の範囲にあることから、ペレット中に球状ガラス粉末が均一に分散されていることを示している。
【００２９】
以上のことから、押出機で球状ガラス粉末と熱可塑性樹脂のペレットを混練して押出されてなる本発明の把持部用のガラス含有成形用ペレットは、球状ガラス粉末が、球状の形状で中実であり、１０〜４０μｍの平均粒径であり、その表面がシラン化合物により全面的に被覆されており、熱可塑性樹脂中に４０〜７０重量％の範囲のガラス配合率で独立して均一に分散されている状態で含有されているものであることが判明した。
【００３０】
（スキン層）
樹脂ペレットを用いて微細な形状、形態を備える射出成形体を射出成形装置により製造する場合、射出成形金型に溶融樹脂を射出すると、キャビティを形成する金型の壁面で溶融樹脂が急激に冷却され、壁面に樹脂が固化した層（以下、「スキン層」という。）が形成されることは良く知られている。
本発明者は、上記ガラス配合率５０重量％のＰＰの射出成形体の表面を、電子顕微鏡を用いて２００倍の倍率で撮影を行った。図６はガラス配合率５０重量％のＰＰの射出成形体の表面を正面から２００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。図７はガラス配合率５０重量％のＰＰの射出成形体の表面を４５℃の角度から２００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。この図６及び図７の写真は、射出成形体の表面が有する特徴的な形状として、大小多数の球形凸状部が分散された状態で存在することを示している。
【００３１】
この大小多数の球形凸状部は球状ガラス粉末含有の溶融ＰＰが金型面に接することで形成されたものである。上記したように樹脂１００％の射出成形体であればその表面にスキン層が形成されるが、図６及び図７の球形凸状部は、写真の１００μｍのスケールを考えると、スキン層が形成される表面に多数の球状ガラス粉末が存在することを示しており、従って、ガラス含有樹脂成形体の表面にスキン層が形成されていないものと推測される。
【００３２】
そこで、射出成形体の表面にスキン層が形成されているか否かを電子顕微鏡で撮影して、その表面構造を調べるために、上記ガラス配合率５０重量％のＰＰの射出成形体を切断して、その切断面を電子顕微鏡で撮影した。図８は上記ガラス配合率５０重量％のＰＰの射出成形体の断面を２００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。写真上方の黒色の部分は射出成形体を切断するために挟んだアクリル樹脂であり、白色の球形状部分が球状ガラス粉末であり、該球状ガラス粉末を含有する部分が表面を含む射出成形体である。樹脂１００％の射出成形体であればその表面（０から少なくとも１５０μｍの範囲）にスキン層が形成されるが、写真の１００μｍのスケールからみて、スキン層が形成される表面に多数の球状ガラス粉末が分散されていることが分かる。従って、図８の射出成形体の断面写真は、ガラス含有樹脂成形体の表面がガラス配合率５０重量％であればスキン層が形成されずに、球状ガラス粉末が存在することを示している。
【００３３】
（把持部用ペレットの製造方法）
以下に述べる把持部用ペレットの製造方法は、銀系抗菌剤を含有させた製造方法を説明するが、銀系抗菌剤を含有させない場合は銀系抗菌剤を除けばよい。
把持部４に用いる熱可塑性樹脂としては、ＬＤＰＥ、ＰＰ又はＮｙが使用できる。この把持部４に配合する球状ガラス粉末としては熱伝導率の大きい、平均粒径１０〜４０μｍのＥガラス又はシリカガラスを４０〜７０重量％の割合で含有させることが好ましく、抗菌剤を配合する場合には、銀系抗菌剤としては銀ゼオライト、銀ガラス又は銀燐酸ジルコニウムを含有させることが好ましく、上記熱可塑性樹脂の一種に少なくとも０．０５重量％の銀系抗菌剤を含有することが好ましい。
樹脂ペレットを用いて射出成形機により成形される微細な形状、形態を備える射出成形体を射出成形装置により製造する場合、射出成形金型に溶融樹脂を射出すると、キャビティを形成する金型の壁面で溶融樹脂が急激に冷却され、壁面に樹脂が固化した層、いわゆるスキン層が形成されることは良く知られたことである。上記熱可塑性樹脂に球状ガラス粉末が４０重量％未満では、把持部４の表面にスキン層が形成されるために、ひけ、そり等の歪みが生じ、また、抗菌効果が損なわれるので好ましくない。
【００３４】
決められた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、決められた配合率にしたがって供給する球状ガラス粉末及び銀系抗菌剤２９′の重量を計量して第２ホッパー２９内に投入する。溶融樹脂中に投入された球状ガラス粉末及び銀系抗菌剤２９′が、混練されながら押出されて球状ガラス粉末及び銀系抗菌剤２９′を含有した樹脂組成物が形成されて、その後に切断されて球状ガラス粉末及び銀系抗菌剤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熱可塑性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。
【００３５】
（把持部の製造方法）
球状ガラス粉末及び銀系抗菌剤が含有されたペレットを射出成形機のホッパーに投入して、ヒーター・ブロワーの前部、中部及び後部で樹脂に応じて設定された溶融温度でペレットを溶融し、ブラシ部と直線状ワイヤー部からなる歯間ブラシの部品が挿入された金型に射出して把持部を成形した。
【００３６】
（直線状ワイヤー部の引抜き試験）
上記成形方法でブラシ部の把持部を成形して、引張試験機ＡＧＳ−１００Ｇ（島津製作所）を用いて直線状ワイヤー部と把持部との引抜き試験を行い評価した。引抜き試験の結果を表２に示す。
実施例１０は、ＬＤＰＥ５０重量％にＥガラス粉末を４９．９重量％、銀ガラスを０．１重量％含有した把持部と直線状ワイヤー部との引抜き試験を行ったところ、直線状ワイヤー部が抜けずに切断されてしまった。一方、Ｅガラス粉末を含有していない比較例１０は、５０Ｎ／mm２で抜けてしまった。
【表２】
【００３７】
（抗菌用試験片）
射出成形機の第１ホッパーから樹脂１００％のペレットを、第２ホッパーからガラス配合率４０、５０重量％のペレットと充填剤（比較例のガラス配合率４０、５０重量％の場合は除く）を投入して、該射出成形機のペレット投入部の温度２３０℃、スクリュー中央部温度２４０℃、押出部温度２４５℃，圧力５０ｋｇ／cm２の条件の下で８×６cm、厚さ１．５mmの抗菌用試験片を成形した。
【００３８】
（抗菌性試験）
抗菌性試験はＪＩＳ Ｚ２８０１に基づき上記試験用板の抗菌試験を行って測定した。菌株として黄色ブドウ球菌（ＮＢＲＣ １２７３２）、大腸菌（ＮＢＲＣ ３３０１）を２．５×１０５個／ｍｌを植菌して３５℃で２４時間培養した後に洗いだして無加工試験片の２４時間後の生菌数（CFU/ml）及び実施例の２４時間後の生残菌数（CFU/ml）の測定を行った。
【実施例】
【００３９】
熱可塑性樹脂であるＬＤＰＥを実施例１、ＰＰを実施例２、Ｎｙを実施例３として、球状ガラス粉末である球状Ｅガラス及び銀系抗菌剤が含有された上記３種類のペレットの製造方法を最初に説明し、次に、上記３種類のペレットを用いて歯間ブラシの把持部を成形する製造方法、そして、各樹脂の抗菌効果を測定するための試験片を成形する製造方法を説明する。
（実施例１）
（ＬＤＰＥのガラス含有成形用ペレット）
熱可塑性樹脂としてＬＤＰＥを用いて、噴霧法でシラン化処理した球状ＥガラスとＬＤＰＥの重量配合率が４０：６０及び５０：５０の２種類のガラス含有成形用ペレットを作製した。
上記した押出機の第１ホッパーよりＬＤＰＥとしてスミカセン Ｇ８０１（商品名：住友化学株式会社製品）の重量を計量して６０重量％を投入し、２３０℃で溶融状態にした中に、第２ホッパーより球状Ｅガラスの重量を計量して溶融温度２３０℃と同じか、それに近似した温度に予熱した４０重量％を投入して、２３０℃、スクリュー回転数２００回／分で混練し、３mm径の棒状に押出し、水冷して長さ４mmに切断してペレット状とし実施例１の第１の水準の成形用ペレットを得た。
【００４０】
以下同様に、スミカセン Ｇ８０１の５０重量％、球状Ｅガラス５０重量％の第２の水準の成形用ペレットを得た。なお、銀系抗菌剤である銀ゼオライトは、ＡＪ１０Ｎ（商品名：シナネンゼオミックス株式会社製品）を用いており、上記球状Ｅガラスと一緒に第２ホッパーより投入して成形用ペレットに配合されるが、銀ゼオライトを投入する場合には、その重量％の割合を樹脂から差し引いた割合で第１ホッパーより投入している。以下に述べる実施例２及び３も同様にして銀系抗菌剤を配合しているので、以下に述べる実施例２及び３では省略する。
【００４１】
（ＬＤＰＥの把持部）
ＬＤＰＥの把持部の成形方法を説明する。Ｅガラス及び銀系抗菌剤が含有されたＬＤＰＥのペレットを射出成形機のホッパーに投入して、ヒーター・ブロワーの前部を２３５℃、中部を２４５℃、後部を２２０℃溶融温度で上記ペレットを溶融し、ブラシ部と直線状ワイヤー部からなる歯間ブラシの部品が挿入された４０℃の金型に射出して把持部を成形した。
【００４２】
（実施例２）
（ＰＰのガラス含有成形用ペレット）
熱可塑性樹脂としてＰＰを用いて、噴霧法でシラン化処理した球状ＥガラスとＰＰの重量配合率が４０：６０及び５０：５０の２種類のガラス含有成形用ペレットを作製した。
上記した押出機の第１ホッパーよりＰＰとしてノバテック ＭＨ３（商品名：日本ポリプロ株式会社製品）の重量を計量して６０重量％を投入し、２２０℃で溶融状態にした中に、第２ホッパーより球状Ｅガラスの重量を計量して溶融温度２２０℃と同じか、それに近似した温度に予熱した４０重量％を投入して、２２０℃、スクリュー回転数２００回／分で混練し、３mm径の棒状に押出し、水冷して長さ４mmに切断してペレット状とし、ガラス配合率４０重量％の成形用ペレットを得た。
以下同様に、ノバテック ＭＨ３ ５０重量％、球状Ｅガラス５０重量％のガラス配合率５０重量％の２種類の成形用ペレットを得た。銀ゼオライトはＡＪ１０Ｎ（商品名：シナネンゼオミックス株式会社製品）を用いた。
【００４３】
（ＰＰの把持部）
ＰＰの把持部の成形方法を説明する。Ｅガラス及び銀系抗菌剤が含有されたＰＰのペレットを射出成形機のホッパーに投入して、ヒーター・ボロワーの前部を２４５℃、中部を２５０℃、後部を２３０℃溶融温度で上記ペレットを溶融し、ブラシ部と直線状ワイヤー部からなる歯間ブラシの部品が挿入された４０℃の金型に射出して把持部を成形した。
【００４４】
（実施例３）
（Ｎｙのガラス含有成形用ペレット）
熱可塑性樹脂としてナイロン６（以下、「Ｎｙ６」という。）を用いて、噴霧法でシラン化処理した球状ＥガラスとＮｙ６の重量配合率が４０：６０及び５０：５０の２種類のガラス含有成形用ペレットを作製した。
上記した押出機の第１ホッパーよりＮｙ６としてアミラン ＣＭ１００７（商品名：東レ株式会社製品）の重量を計量して６０重量％を投入し、２３０℃で溶融状態にした中に、第２ホッパーより球状Ｅガラスの重量を計量して溶融温度２３０℃と同じか、それに近似した温度に予熱した４０重量％を投入して、２３０℃、スクリュー回転数２００回／分で混練し、３mm径の棒状に押出し、水冷して長さ４mmに切断してペレット状とし実施例３の第１の水準の成形用ペレットを得た。予熱温度は溶融温度２３０℃と同じであることが最も好ましく、（２３０℃±１０％の温度）が好ましい。
以下同様に、アミラン ＣＭ１００７の５０重量％、球状Ｅガラス５０重量％の第２の水準の成形用ペレットの第２の水準の成形用ペレットを得た。銀ガラスは７２１ＳＴ（商品名：興亜硝子株式会社製品）を用いた。
【００４５】
（Ｎｙ６の把持部）
Ｎｙ６の把持部の成形方法を説明する。Ｅガラス及び銀系抗菌剤が含有されたＮｙ６のペレットを射出成形機のホッパーに投入して、ヒーター・ブロワーの前部を２５５℃、中部を２６５℃、後部を２４５℃溶融温度で上記ペレットを溶融し、ブラシ部と直線状ワイヤー部からなる歯間ブラシの部品が挿入された５０℃の金型に射出して把持部を成形した。
【００４６】
（実施例１の抗菌性試験結果）
表３はＬＤＰＥの実施例１と比較例１の抗菌性試験の結果を示す表である。
表３の第１欄は実施例と比較例の種類を示し、第２欄はＥガラス配合率を示し、第３欄は銀系抗菌剤の配合率を示し、第４欄及び第６欄は各種菌の抗菌性試験で測定した残生菌数の結果を示し、第４欄は黄色ブトウ球菌に対する結果を示し、第６欄は大腸菌に対する結果を示すものである。第５欄及び第７欄は上記残生菌数の結果を対数で示すものである。
【表３】
【００４７】
（実施例２の抗菌性試験結果）
表４はＰＰの実施例２と比較例２の抗菌性試験の結果を示す表である。
【表４】
【００４８】
（実施例３の抗菌性試験結果）
表５はＮｙの実施例３と比較例３の抗菌性試験の結果を示す表である。
【表５】
【００４９】
図９は、表３に示されたＬＤＰＥに配合された銀ゼオライト配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す黄色ブドウ球菌のグラフであり、図１０は、表３に示されたＬＤＰＥに配合された銀ゼオライト配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す大腸菌のグラフである。グラフの△印は比較例１を、◇印は実施例１−１を、□印は実施例１−２を示している。そして、各グラフの右側に記載の一次方程式は、３点から計算された近似の直線式であり、上から比較例１を、実施例１−１を、実施例１−２を示している。
図１１は、表４に示されたＰＰに配合された銀ゼオライト配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す黄色ブドウ球菌のグラフであり、図１２は、表４に示されたＰＰに配合された銀ゼオライト配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す大腸菌のグラフである。グラフの△印は比較例２を、◇印は実施例２−１を、□印は実施例２−２を示している。そして、各グラフの右側に記載の一次方程式は、３点から計算された近似の直線式であり、上から比較例２を、実施例２−１を、実施例２−２を示している。
【００５０】
図１３は、表５に示されたＮｙに配合された銀ガラス配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す黄色ブドウ球菌のグラフであり、図１４は、表５に示されたＮｙに配合された銀ガラス配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す大腸菌のグラフである。グラフの△印は比較例３を、◇印は実施例３−１を、□印は実施例３−２を示している。そして、各グラフの右側に記載の一次方程式は、３点から計算された近似の直線式であり、上から比較例３を、実施例３−１を、実施例３−２を示している。
【００５１】
図９〜図１４のグラフ全体及び表３〜表５を鳥瞰して、比較例１〜３の３種類の各グラフは勾配及び接点がほぼ同一の一次方程式を示しており、その勾配が約４．７の値であるのに対して、実施例１〜３の３種類の各グラフも勾配及び接点がほぼ同一の一次方程式を示しており、その勾配が約４７（比較例１〜３の１０倍）の値であることが比較例１〜３と相違している。そして、熱可塑性樹脂に球状ガラス粉末を５０重量％含有した実施例１−２、２−２及び３−２は、銀ガラスや銀ゼオライトの銀系抗菌剤の種類に関係なく、球状ガラス粉末を４０重量％含有した実施例１−１、２−１及び３−１より、生残菌数の対数が小さい傾向を示している。また、熱可塑性樹脂に球状ガラス粉末を４０又は５０重量％配合し、銀系抗菌剤を０．１０重量％含有した実施例１〜３の生残菌数の対数は、銀系抗菌剤を１．００重量％含有した比較例１〜３の生残菌数の対数と同じ１．０の値を示している。更に、熱可塑性樹脂に球状ガラス粉末を４０又は５０重量％含有し、銀系抗菌剤を０．０５重量％含有した実施例１〜３の生残菌数の対数は、熱可塑性樹脂に銀系抗菌剤を０．５０重量％含有した比較例１〜３の生残菌数の対数より小さい値を示している。
【００５２】
以上述べた実施例１〜３の抗菌測定の結果からみて、本発明の歯間ブラシの把持部は、熱可塑性樹脂に上記球状ガラス粉末をガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有し、銀系抗菌剤を０．０５〜０．１０重量％の範囲で含有することで、球状ガラス粉末を含有しない熱可塑性樹脂に銀系抗菌剤を０．５０〜１．００重量％の範囲で含有する従来の把持部と同等又はそれ以上に生残菌数の対数の値が小さいことが判った。このことは、本発明の歯間ブラシの把持部が上記従来の把持部に含有した銀系抗菌剤の配合率の１／１０で、生残菌数の対数の値が同等又はそれより小さい値になることから、本発明の歯間ブラシの把持部は銀系抗菌剤の配合率が小さくとも抗菌性に優れたものである。
【００５３】
ところで、上述したように図８の電子顕微鏡写真は、樹脂中に球状ガラスを５０重量％配合すれば、それを覆っている樹脂にスキン層の形成がないことを示しており、また、上記表３〜５には、実施例１−１、２−１及び３−１の把持部は、樹脂に球状ガラス粉末を４０重量％配合し、銀系抗菌剤を０．０５又は０．１０重量％配合することで、抗菌性が得られることを示しているから、スキン層が形成されていないことが判った。このことは、従来の把持部は、その表面がスキン層の形成により銀系抗菌剤の銀イオンを表面へブリードアウトするのを阻止するのに対して、球状ガラス粉末の配合率４０重量％、５０重量％の把持部は、スキン層の形成がないのでその表面に球状ガラス粉末及び銀系抗菌剤が存在することで、銀系抗菌剤の銀イオンが表面へ侵出することができることを証明するものである。
【００５４】
ところで、把持部の熱可塑性合成樹脂に銀系抗菌剤を含有する実施例を説明したが、把持部４だけでなく、歯間ブラシのスリーブの樹脂に含有することも可能である。そして、実施例として、上記把持部４が直線形状のものを説明したが、直線形状に限定する必要はなく、任意に曲げた形状のものであっても良く、本発明の歯間ブラシは把持部の形状が直線形状、曲げた形状のものを含んでいる。
【符号の説明】
【００５５】
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、ブラシ毛を金属ワイヤーで撚り込んで形成されたブラシ部と、その撚り込んだ直線状の金属ワイヤーで形成されたワイヤー部と、その直線状金属ワイヤーの一部分を挿入する把持部からなる歯間ブラシに関し、詳細には、上記ワイヤー部が把持部から容易に抜け出すことがなく、また、該把持部が抗菌性に優れている歯間ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の歯間ブラシは、把持部が低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）等の軟質ポリエチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）といった軟質な熱可塑性合成樹脂を使用しているために、ステンレス等からなる金属ワイヤーを撚り込んだ直線状金属ワイヤーをプラスチック製の把持部内に圧入して製造されるが、直線状金属ワイヤーが挿入された把持部は、単に直線状金属ワイヤーをねじっただけの状態で挿入しているため、長期間使用するにつれ、把持部と直線状金属ワイヤーとの間に隙間が生じ、ブラシ部が抜けやすくなるという問題がある。そのために、くの字状又はコの字状に曲げて所定長さを柄部材に埋設することで、該ブラシ部が柄部材から抜け出ないようにしている。この直線状の金属ワイヤーをくの字状又はコの字状に曲げる作業は、面倒で困難な作業であり、また、その作業工程が必要となり時間や経費がかかるので省略したいとの要求があり、また、同時に把持部に抗菌性を備えたいとの要求もあった。
【０００３】
上記直線状の金属ワイヤーを曲げる作業が必要なく、また、該把持部が抗菌性に優れている歯間ブラシは、以下に示す特許文献１に記載の歯間ブラシの柄部材が知られている。
特許文献１には、歯間ブラシの柄部材（「把持部」に相当）を構成する熱可塑性合成樹脂が少なくとも金属接着性ポリオレフィンからなるもので、柄部材に埋設された金属ワイヤーを撚り込んだ直線状金属ワイヤーの一部が、金属接着性ポリオレフィンによって接着されることから、該直線状金属ワイヤーの一部をくの字状又はコの字状に折曲げたりするといった細かく、面倒で困難な作業をする必要がなく、折曲げ加工の工程を省略することができることが記載され、また、上記熱可塑性合成樹脂が少なくとも金属接着性ポリオレフィンからなるポリマーブレンドとしては、金属接着性ポリオレフィン、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂）、軟質ポリオレフィンを組合せることが、金属ワイヤーとの接着性が十分であって、離型剤を使用しなくても成形が可能であり、成形加工性が良好であって、しかも柄部材に適正なたわみ性が得られることから好ましく、そして、最も好ましい配合率は、金属接着性ポリオレフィン３０重量部、ＥＶＡ４５重量部、軟質ポリエチレン２５重量部であることが記載されている。
【０００４】
更に、特許文献１には、上記歯間ブラシの柄部材に関する実施例である、例えば、No.５の柄部材は、低密度ポリエチレンに抗菌性ゼオライトを０．５重量％含有し、No.６の柄部材は、低密度ポリエチレンに抗菌性ゼオライトを１．０重量％含有することが、そして、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は、No.５が検出なしであること、実施例No.６も検出なしであることが記載されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０９７３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の上記歯間ブラシの柄部材は、金属接着性ポリオレフィン、ＥＶＡは、汎用性樹脂でないためにその価格が高価であり、また、金属接着性ポリオレフィン３０重量部、ＥＶＡ４５重量部、軟質ポリエチレン２５重量部をブレンドしてペレットを成形するのに、その製造工程の管理に時間と経費がかかり、歯間ブラシの把持部を射出成形するのに温度、時間等の管理が難しいという問題、そして、歯間ブラシのコストが高くつくという問題がある。更に、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、配合する割合を低減したいとの強い要求がある。
【０００７】
それ故に、本発明の課題は、上記実情に鑑み鋭意研究の結果創案されたものであり、歯間ブラシの把持部の樹脂として汎用性樹脂を使用して把持部を成形しても、上記金属ワイヤーの一部分を挿入する把持部から容易に抜け出すことがなく、また、従来の把持部に含有する銀系抗菌剤の含有率と比べて、汎用性樹脂に含有する銀系抗菌剤の含有率が小さくとも、上記従来の把持部が有する抗菌効果と同等又はそれ以上の効果を発揮する把持部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】
【０００８】
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、ブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部、及び該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状金属ワイヤーからなる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熱可塑性樹脂の把持部からなる歯間ブラシであって、前記把持部の熱可塑性樹脂がポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂又はナイロン樹脂であり、該樹脂に平均粒径１０〜４０μｍの球状ガラス粉末がガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有されてい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、前記球状ガラス粉末がＥガラス又はシリカガラス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、歯間ブラシの把持部の形状が直線形状又は曲げた形状であ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、ブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部、及び該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状金属ワイヤーからなる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熱可塑性樹脂の把持部からなる歯間ブラシであって、前記把持部の熱可塑性樹脂がポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂又はナイロン樹脂であり、これらの樹脂に平均粒径１０〜４０μｍの球状ガラス粉末がガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有されており、銀系抗菌剤が０．０５〜０．１０重量％の範囲で含有されてい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、前記把持部が球状ガラス粉末を含有しない熱可塑性樹脂に銀系抗菌剤を０．５０〜１．００重量％の範囲で含有する把持部の生残菌数の対数と同等又はそれより小さい値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、前記銀系抗菌剤を少なくとも０．０５重量％含有する把持部が、前記球状ガラス粉末を含有しない熱可塑性樹脂の把持部に銀系抗菌剤を０．５重量％含有する把持部の生残菌数の対数より小さい値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、前記銀系抗菌剤を０．１重量％含有する把持部が、前記球状ガラス粉末を含有しない熱可塑性樹脂の把持部に銀系抗菌剤を１．０重量％含有する把持部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８に係る発明の歯間ブラシは、前記歯間ブラシのブラシ部を覆うことができるスリーブを備え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、前記球状ガラス粉末がＥガラス又はシリカガラスであ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、前記銀系抗菌剤が銀ゼオライト、銀ガラス又は銀燐酸ジリコニウム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、歯間ブラシの把持部の形状が直線形状又は曲げた形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の歯間ブラシは、汎用性樹脂に球状ガラス粉末を４０〜７０重量％含有することで、金属接着性ポリオレフィンを用いることなく把持部から直線状金属ワイヤーが抜け出すことがない、歯間ブラシを得ることができる。
また、本発明の歯間ブラシは、樹脂に球状ガラス粉末を４０〜７０重量％含有することで、従来の把持部に含有する銀系抗菌剤の配合率に対して１／１０の配合率でも、抗菌性に優れた歯間ブラシの把持部が得られるという格別の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】歯間ブラシの一例を示す平面図である。
【図２】本発明の把持部の素材である熱可塑性樹脂に球状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】球状ガラス粉末の平均粒径の分布を示す分布図である。
【図４】球状ガラス粉末の１０００倍の電子顕微鏡写真である。
【図５】ＰＰに球状ガラス粉末５０重量％を配合して得られたペレットを、側面から垂直に切断した切断部を５０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図６】ガラス配合率５０重量％のＰＰの射出成形体の表面を正面から２００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。
【図７】ガラス配合率５０重量％のＰＰの射出成形体の表面を４５℃の角度から２００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。
【図８】ガラス配合率５０重量％のＰＰの射出成形体の断面を２００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。
【図９】表３に示されたＬＤＰＥに配合された銀ゼオライト配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す黄色ブドウ球菌のグラフである。
【図１０】表３に示されたＬＤＰＥに配合された銀ゼオライト配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す大腸菌のグラフである。
【図１１】表４に示されたＰＰに配合された銀ゼオライト配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す黄色ブドウ球菌のグラフである。
【図１２】表４に示されたＰＰに配合された銀ゼオライト配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す大腸菌のグラフである。
【図１３】表５に示されたＮｙに配合された銀ガラス配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す黄色ブドウ球菌のグラフである。
【図１４】表５に示されたＮｙに配合された銀ガラス配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す大腸菌のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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例を示す平面図である。
歯間ブラシ１は、ブラシ毛５を金属ワイヤーで撚り込んで形成されたブラシ部２と、その撚り込んだ金属ワイヤーの直線状の金属ワイヤーで形成された直線状ワイヤー部３と、その直線状ワイヤー部３の一部分を挿入する把持部４から構成されている。
【００１２】
上記把持部４は、直線状ワイヤー部３の所定長さの末端が球状ガラス粉末、又は、球状ガラス粉末と銀系抗菌剤が含有される熱可塑性樹脂に埋設されている。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おり、必要に応じ図示していないスリーブに嵌挿して接続することで、ブラシ部２を覆うことができる。従って、スリーブにブラシ部２の方向から挿入し、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、スリーブから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。
【００１３】
（把持部用ペレットの押出機）
次に、本発明の把持部の素材である、熱可塑性樹脂に球状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。熱可塑性樹脂に球状ガラス粉末だけを含有したペレットの製造方法も上記の同じ方法で製造できるので、球状ガラス粉末だけを含有したペレットの製造方法は省略する。
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。
【００１４】
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′は球状ガラス粉末及び銀ガラスを表している。
【００１５】
前記押出機２０は、供給材料である熱可塑性樹脂のペレット２８′と、球状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１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には熱可塑性樹脂のペレット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、球状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の配置する位置は、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。
【００１６】
ところで、本発明者は、本願出願前に、汎用性の熱可塑性樹脂に４０重量％以上の球状ガラス粉末を配合させて押出機で混練して押出し、ペレット（ガラス含有成形用ペレット）が成形できるよう鋭意研究に努めた結果、汎用性の熱可塑性樹脂に中実の球状ガラス粉末を４０〜７０重量％まで含有することができるガラス含有成形用ペレットを完成するに至り、ＰＣＴ／ＪＰ２００８／６８０９３（特願２００９−５０４５１５号）（発明の名称「ガラス含有成形用ペレット及びその製造方法」、優先権主張日：Ｈ１９．１０．４、（国際公開番号ＷＯ２００９／０４４８８４号）を特許出願した。なお、従来、汎用性の熱可塑性樹脂に上記中実の球状ガラス粉末を３５重量％までしか含有できなかった理由は、上記国際公開番号ＷＯ２００９／０４４８８４号に詳細に記載されているが、一言で言えば、汎用性の熱可塑性樹脂中に３５重量％以上の球状ガラス粉末を含有させて混練し押出しすると、球状ガラス粉末含有の溶融樹脂の流動性が急激に低下して押出することが困難になるためである。
【００１７】
（熱可塑性樹脂）
上記国際公開番号ＷＯ２００９／０４４８８４号には、球状ガラス粉末の製造方法を含む９種類の樹脂のガラス含有成形用ペレットの成形方法が詳細に記載されており、ガラス含有成形用ペレットの成形方法は本願出願前に公知ではあるが、歯間ブラシの把持部は、ポリエチレン樹脂（以下、「ＰＥ」という。）、ポリプロピレン樹脂（以下、「ＰＰ」という。）又はナイロン樹脂（以下、「Ｎｙ」という。）といった軟質な熱可塑性合成樹脂を用いることが従来から行われており、これらの樹脂は結晶性高分子としてよく知られたものである。これらの樹脂に球状ガラス粉末を配合して成型用ペレットを成形する方法を以下に説明する。
【００１８】
（球状ガラス粉末）
本発明の球状ガラス粉末のガラス質は、ＳiＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ3の１種又は２種以上を骨格成分とする、アルカリガラス、可溶性ガラス、無アルカリガラス、シリカガラス等が挙げられる。そして、その形状を球状にするには、ガラス繊維を粉砕して球状化する方法を用いることで平均粒径の分布をシャープにすることができる。該球状ガラス粉末のアルカリ分が多いと熱可塑性樹脂の脆化を招きやすいので、無アルカリガラスであるＥガラス又はシリカガラスが好ましい。
【００１９】
前記球状ガラス粉末は、ガラス繊維の直径が２０μｍのものを材料として用いている。ガラス繊維はその直径が一定であるから、ガラス繊維の長さが前記直径２０μｍからばらつかないように粉砕することで、直径２０μｍ、長さ１０〜３０μｍの粉砕物が得られる。この粉砕物を炉の内部に設けた酸素バーナーによる２５００〜３０００℃の火炎に噴霧して球状化し、噴霧状の球体に炉の下部に設けた水の噴射装置より、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシランを０．１重量％含む水を噴射して、噴霧状態でシラン化処理を行いバグフィルターで捕集した。この捕集したガラス粉体は球状の平均粒径が１０〜４０μｍの球状ガラス粉末である。このように、上記ガラス繊維の直径が２０μｍのものを材料として用いることで、平均粒径が１０〜４０μｍの球状ガラス粉末が得られた。得られた球状ガラス粉末は中実であった。上記噴霧状態で行うシラン化処理を行う方法を、以下、「噴霧法」という。
【００２０】
上記球状化した球状ガラス粉末を前記噴霧法でシラン化処理をしたものが前記球状ガラス粉末である。換言すれば、この球状ガラス粉末はその表面がシラン化合物により全体的に覆われていることに特徴がある。
シラン化合物としては、以下の式で表されるものを挙げることができる。
Ｒ4-n−Ｓｉ−（ＯＲ’）n
（式中、Ｒは有機基を表し、Ｒ’はメチル基、エチル基又はプロピル基を表し、ｎは１〜３から選ばれる整数を表す）
【００２１】
かかるシラン化合物としては、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシラン等のエポキシ基を有するシランカップリング剤、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するシランカップリング剤、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤が挙げられる。
【００２２】
図３は上述した球状ガラス粉末の製造方法で得られた球状ガラス粉末の平均粒径の分布の頻度を示すグラフである。このグラフの横軸は前記球状ガラス粉末の粒径（μｍ）で、縦軸は分布の頻度（％）を示している。前記球状Ｅガラスは、粒径が２５μｍで最高の分布頻度を示しており、その２５μｍを中心に正規分布曲線上の１０〜４０μｍの範囲に分布しており、その範囲にある粒径の頻度が高いことがわかる。
【００２３】
図４は前記球状ガラス粉末の１０００倍の電子顕微鏡写真である。この写真から球状ガラス粉末は、各々のその形状が球状であり中実であり、大小様々な粒径のものが存在していることが観察できる。
図３のグラフと図４の写真から、熱可塑性樹脂中の球状ガラス粉末は、その形状が真円の球形であり、大小様々な粒径のものが存在しているが、その平均粒径が１０〜４０μｍであることが示されている。
【００２４】
ところで、溶融熱可塑性樹脂中に球状ガラス粉末を投入して混練する際に、その粒径が１０μｍ以下になると、微細粒子の割合が多くなり、比表面積の増加に伴い樹脂から球状ガラス粉末が熱量を奪い、そのために樹脂の温度が急に低下することで溶融粘度が上昇し、剪断発熱により混練時の樹脂温度が極端に上昇するため、決められた両材料の配合率を調整することが困難になる。又、熱可塑性樹脂に球状ガラス粉末を配合することで、一般的に、成形体の寸法安定性、機械強度（衝撃強度、曲げ強度等）、ソリ性、透過バリア性等の向上が図られる。
【００２５】
前記粒径が４０μｍ以上になると巨大粒子の割合が多くなり、混練時の溶融粘度の上昇は少ないが、ガラス含有組成物を一定サイズのペレットに切断する際に、カット刃の摩耗が激しくなり、大量の該ガラス含有組成物を連続して生産することが困難となり、生産上の問題が生じる。又、その粒径が４０μｍ以上になると、特に衝撃強度が低下するので好ましくない。従って、平均粒径は１０〜４０μｍの範囲が好適である。
【００２６】
溶融状態にある上記熱可塑性樹脂中に最大で７０重量％の球状ガラス粉末を配合して混練することにより、押出機の吐出口に設けたノズルダイより直径３mmの棒状に押し出して水で冷却してカッターで長さ約４mmに切断して、該熱可塑性樹脂中に球状ガラス粉末が独立して分散したガラス含有成形用ペレットが得られるが、直径及び長さはこれに限定されるものではない。
【００２７】
図５は、ＰＰに球状ガラス粉末５０重量％を配合して得られたペレットを、側面から垂直に切断した切断部を５０倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。
図５のペレットの切断部の写真から、該ペレットはＰＰ中に個々の球状ガラス粉末が凝集することなく独立して分散された状態で配合されていることが観察される。
【００２８】
このことから、前記球状ガラス粉末が噴霧法によりその表面がシラン化合物により全面的に被覆されることで、押出機内で混練し押し出して成形された前記ペレットは樹脂中に球状ガラス粉末が凝集することなく独立して分散された状態で配合されていることが判明した。
そして、図５の写真の中点より上下端部の位置まで円を描き、その円を均等に１６分割して、１６の各区画に配合されている球状ガラス粉末の数を目視して数え、その数えた結果を表１に示す。
なお、１６分割線上に球状ガラス粉末がある場合には、１／２として球状ガラス粉末数の計算を行った。
【表１】
表１の測定結果から、各区画における球状ガラス粉末数は、１４０±１の範囲にあることから、ペレット中に球状ガラス粉末が均一に分散されていることを示している。
【００２９】
以上のことから、押出機で球状ガラス粉末と熱可塑性樹脂のペレットを混練して押出されてなる本発明の把持部用のガラス含有成形用ペレットは、球状ガラス粉末が、球状の形状で中実であり、１０〜４０μｍの平均粒径であり、その表面がシラン化合物により全面的に被覆されており、熱可塑性樹脂中に４０〜７０重量％の範囲のガラス配合率で独立して均一に分散されている状態で含有されているものであることが判明した。
【００３０】
（スキン層）
樹脂ペレットを用いて微細な形状、形態を備える射出成形体を射出成形装置により製造する場合、射出成形金型に溶融樹脂を射出すると、キャビティを形成する金型の壁面で溶融樹脂が急激に冷却され、壁面に樹脂が固化した層（以下、「スキン層」という。）が形成されることは良く知られている。
本発明者は、上記ガラス配合率５０重量％のＰＰの射出成形体の表面を、電子顕微鏡を用いて２００倍の倍率で撮影を行った。図６はガラス配合率５０重量％のＰＰの射出成形体の表面を正面から２００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。図７はガラス配合率５０重量％のＰＰの射出成形体の表面を４５℃の角度から２００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。この図６及び図７の写真は、射出成形体の表面が有する特徴的な形状として、大小多数の球形凸状部が分散された状態で存在することを示している。
【００３１】
この大小多数の球形凸状部は球状ガラス粉末含有の溶融ＰＰが金型面に接することで形成されたものである。上記したように樹脂１００％の射出成形体であればその表面にスキン層が形成されるが、図６及び図７の球形凸状部は、写真の１００μｍのスケールを考えると、スキン層が形成される表面に多数の球状ガラス粉末が存在することを示しており、従って、ガラス含有樹脂成形体の表面にスキン層が形成されていないものと推測される。
【００３２】
そこで、射出成形体の表面にスキン層が形成されているか否かを電子顕微鏡で撮影して、その表面構造を調べるために、上記ガラス配合率５０重量％のＰＰの射出成形体を切断して、その切断面を電子顕微鏡で撮影した。図８は上記ガラス配合率５０重量％のＰＰの射出成形体の断面を２００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。写真上方の黒色の部分は射出成形体を切断するために挟んだアクリル樹脂であり、白色の球形状部分が球状ガラス粉末であり、該球状ガラス粉末を含有する部分が表面を含む射出成形体である。樹脂１００％の射出成形体であればその表面（０から少なくとも１５０μｍの範囲）にスキン層が形成されるが、写真の１００μｍのスケールからみて、スキン層が形成される表面に多数の球状ガラス粉末が分散されていることが分かる。従って、図８の射出成形体の断面写真は、ガラス含有樹脂成形体の表面がガラス配合率５０重量％であればスキン層が形成されずに、球状ガラス粉末が存在することを示している。
【００３３】
（把持部用ペレットの製造方法）
以下に述べる把持部用ペレットの製造方法は、銀系抗菌剤を含有させた製造方法を説明するが、銀系抗菌剤を含有させない場合は銀系抗菌剤を除けばよい。
把持部４に用いる熱可塑性樹脂としては、ＬＤＰＥ、ＰＰ又はＮｙが使用できる。この把持部４に配合する球状ガラス粉末としては熱伝導率の大きい、平均粒径１０〜４０μｍのＥガラス又はシリカガラスを４０〜７０重量％の割合で含有させることが好ましく、抗菌剤を配合する場合には、銀系抗菌剤としては銀ゼオライト、銀ガラス又は銀燐酸ジルコニウムを含有させることが好ましく、上記熱可塑性樹脂の一種に少なくとも０．０５重量％の銀系抗菌剤を含有することが好ましい。
樹脂ペレットを用いて射出成形機により成形される微細な形状、形態を備える射出成形体を射出成形装置により製造する場合、射出成形金型に溶融樹脂を射出すると、キャビティを形成する金型の壁面で溶融樹脂が急激に冷却され、壁面に樹脂が固化した層、いわゆるスキン層が形成されることは良く知られたことである。上記熱可塑性樹脂に球状ガラス粉末が４０重量％未満では、把持部４の表面にスキン層が形成されるために、ひけ、そり等の歪みが生じ、また、抗菌効果が損なわれるので好ましくない。
【００３４】
決められた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、決められた配合率にしたがって供給する球状ガラス粉末及び銀系抗菌剤２９′の重量を計量して第２ホッパー２９内に投入する。溶融樹脂中に投入された球状ガラス粉末及び銀系抗菌剤２９′が、混練されながら押出されて球状ガラス粉末及び銀系抗菌剤２９′を含有した樹脂組成物が形成されて、その後に切断されて球状ガラス粉末及び銀系抗菌剤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熱可塑性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。
【００３５】
（把持部の製造方法）
球状ガラス粉末及び銀系抗菌剤が含有されたペレットを射出成形機のホッパーに投入して、ヒーター・ブロワーの前部、中部及び後部で樹脂に応じて設定された溶融温度でペレットを溶融し、ブラシ部と直線状ワイヤー部からなる歯間ブラシの部品が挿入された金型に射出して把持部を成形した。
【００３６】
（直線状ワイヤー部の引抜き試験）
上記成形方法でブラシ部の把持部を成形して、引張試験機ＡＧＳ−１００Ｇ（島津製作所）を用いて直線状ワイヤー部と把持部との引抜き試験を行い評価した。引抜き試験の結果を表２に示す。
実施例１０は、ＬＤＰＥ５０重量％にＥガラス粉末を４９．９重量％、銀ガラスを０．１重量％含有した把持部と直線状ワイヤー部との引抜き試験を行ったところ、直線状ワイヤー部が抜けずに切断されてしまった。一方、Ｅガラス粉末を含有していない比較例１０は、５０Ｎ／mm２で抜けてしまった。
【表２】
【００３７】
（抗菌用試験片）
射出成形機の第１ホッパーから樹脂１００％のペレットを、第２ホッパーからガラス配合率４０、５０重量％のペレットと充填剤（比較例のガラス配合率４０、５０重量％の場合は除く）を投入して、該射出成形機のペレット投入部の温度２３０℃、スクリュー中央部温度２４０℃、押出部温度２４５℃，圧力５０ｋｇ／cm２の条件の下で８×６cm、厚さ１．５mmの抗菌用試験片を成形した。
【００３８】
（抗菌性試験）
抗菌性試験はＪＩＳ Ｚ２８０１に基づき上記試験用板の抗菌試験を行って測定した。菌株として黄色ブドウ球菌（ＮＢＲＣ １２７３２）、大腸菌（ＮＢＲＣ ３３０１）を２．５×１０５個／ｍｌを植菌して３５℃で２４時間培養した後に洗いだして無加工試験片の２４時間後の生菌数（CFU/ml）及び実施例の２４時間後の生残菌数（CFU/ml）の測定を行った。
【実施例】
【００３９】
熱可塑性樹脂であるＬＤＰＥを実施例１、ＰＰを実施例２、Ｎｙを実施例３として、球状ガラス粉末である球状Ｅガラス及び銀系抗菌剤が含有された上記３種類のペレットの製造方法を最初に説明し、次に、上記３種類のペレットを用いて歯間ブラシの把持部を成形する製造方法、そして、各樹脂の抗菌効果を測定するための試験片を成形する製造方法を説明する。
（実施例１）
（ＬＤＰＥのガラス含有成形用ペレット）
熱可塑性樹脂としてＬＤＰＥを用いて、噴霧法でシラン化処理した球状ＥガラスとＬＤＰＥの重量配合率が４０：６０及び５０：５０の２種類のガラス含有成形用ペレットを作製した。
上記した押出機の第１ホッパーよりＬＤＰＥとしてスミカセン Ｇ８０１（商品名：住友化学株式会社製品）の重量を計量して６０重量％を投入し、２３０℃で溶融状態にした中に、第２ホッパーより球状Ｅガラスの重量を計量して溶融温度２３０℃と同じか、それに近似した温度に予熱した４０重量％を投入して、２３０℃、スクリュー回転数２００回／分で混練し、３mm径の棒状に押出し、水冷して長さ４mmに切断してペレット状とし実施例１の第１の水準の成形用ペレットを得た。
【００４０】
以下同様に、スミカセン Ｇ８０１の５０重量％、球状Ｅガラス５０重量％の第２の水準の成形用ペレットを得た。なお、銀系抗菌剤である銀ゼオライトは、ＡＪ１０Ｎ（商品名：シナネンゼオミックス株式会社製品）を用いており、上記球状Ｅガラスと一緒に第２ホッパーより投入して成形用ペレットに配合されるが、銀ゼオライトを投入する場合には、その重量％の割合を樹脂から差し引いた割合で第１ホッパーより投入している。以下に述べる実施例２及び３も同様にして銀系抗菌剤を配合しているので、以下に述べる実施例２及び３では省略する。
【００４１】
（ＬＤＰＥの把持部）
ＬＤＰＥの把持部の成形方法を説明する。Ｅガラス及び銀系抗菌剤が含有されたＬＤＰＥのペレットを射出成形機のホッパーに投入して、ヒーター・ブロワーの前部を２３５℃、中部を２４５℃、後部を２２０℃溶融温度で上記ペレットを溶融し、ブラシ部と直線状ワイヤー部からなる歯間ブラシの部品が挿入された４０℃の金型に射出して把持部を成形した。
【００４２】
（実施例２）
（ＰＰのガラス含有成形用ペレット）
熱可塑性樹脂としてＰＰを用いて、噴霧法でシラン化処理した球状ＥガラスとＰＰの重量配合率が４０：６０及び５０：５０の２種類のガラス含有成形用ペレットを作製した。
上記した押出機の第１ホッパーよりＰＰとしてノバテック ＭＨ３（商品名：日本ポリプロ株式会社製品）の重量を計量して６０重量％を投入し、２２０℃で溶融状態にした中に、第２ホッパーより球状Ｅガラスの重量を計量して溶融温度２２０℃と同じか、それに近似した温度に予熱した４０重量％を投入して、２２０℃、スクリュー回転数２００回／分で混練し、３mm径の棒状に押出し、水冷して長さ４mmに切断してペレット状とし、ガラス配合率４０重量％の成形用ペレットを得た。
以下同様に、ノバテック ＭＨ３ ５０重量％、球状Ｅガラス５０重量％のガラス配合率５０重量％の２種類の成形用ペレットを得た。銀ゼオライトはＡＪ１０Ｎ（商品名：シナネンゼオミックス株式会社製品）を用いた。
【００４３】
（ＰＰの把持部）
ＰＰの把持部の成形方法を説明する。Ｅガラス及び銀系抗菌剤が含有されたＰＰのペレットを射出成形機のホッパーに投入して、ヒーター・ボロワーの前部を２４５℃、中部を２５０℃、後部を２３０℃溶融温度で上記ペレットを溶融し、ブラシ部と直線状ワイヤー部からなる歯間ブラシの部品が挿入された４０℃の金型に射出して把持部を成形した。
【００４４】
（実施例３）
（Ｎｙのガラス含有成形用ペレット）
熱可塑性樹脂としてナイロン６（以下、「Ｎｙ６」という。）を用いて、噴霧法でシラン化処理した球状ＥガラスとＮｙ６の重量配合率が４０：６０及び５０：５０の２種類のガラス含有成形用ペレットを作製した。
上記した押出機の第１ホッパーよりＮｙ６としてアミラン ＣＭ１００７（商品名：東レ株式会社製品）の重量を計量して６０重量％を投入し、２３０℃で溶融状態にした中に、第２ホッパーより球状Ｅガラスの重量を計量して溶融温度２３０℃と同じか、それに近似した温度に予熱した４０重量％を投入して、２３０℃、スクリュー回転数２００回／分で混練し、３mm径の棒状に押出し、水冷して長さ４mmに切断してペレット状とし実施例３の第１の水準の成形用ペレットを得た。予熱温度は溶融温度２３０℃と同じであることが最も好ましく、（２３０℃±１０％の温度）が好ましい。
以下同様に、アミラン ＣＭ１００７の５０重量％、球状Ｅガラス５０重量％の第２の水準の成形用ペレットの第２の水準の成形用ペレットを得た。銀ガラスは７２１ＳＴ（商品名：興亜硝子株式会社製品）を用いた。
【００４５】
（Ｎｙ６の把持部）
Ｎｙ６の把持部の成形方法を説明する。Ｅガラス及び銀系抗菌剤が含有されたＮｙ６のペレットを射出成形機のホッパーに投入して、ヒーター・ブロワーの前部を２５５℃、中部を２６５℃、後部を２４５℃溶融温度で上記ペレットを溶融し、ブラシ部と直線状ワイヤー部からなる歯間ブラシの部品が挿入された５０℃の金型に射出して把持部を成形した。
【００４６】
（実施例１の抗菌性試験結果）
表３はＬＤＰＥの実施例１と比較例１の抗菌性試験の結果を示す表である。
表３の第１欄は実施例と比較例の種類を示し、第２欄はＥガラス配合率を示し、第３欄は銀系抗菌剤の配合率を示し、第４欄及び第６欄は各種菌の抗菌性試験で測定した残生菌数の結果を示し、第４欄は黄色ブトウ球菌に対する結果を示し、第６欄は大腸菌に対する結果を示すものである。第５欄及び第７欄は上記残生菌数の結果を対数で示すものである。
【表３】
【００４７】
（実施例２の抗菌性試験結果）
表４はＰＰの実施例２と比較例２の抗菌性試験の結果を示す表である。
【表４】
【００４８】
（実施例３の抗菌性試験結果）
表５はＮｙの実施例３と比較例３の抗菌性試験の結果を示す表である。
【表５】
【００４９】
図９は、表３に示されたＬＤＰＥに配合された銀ゼオライト配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す黄色ブドウ球菌のグラフであり、図１０は、表３に示されたＬＤＰＥに配合された銀ゼオライト配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す大腸菌のグラフである。グラフの△印は比較例１を、◇印は実施例１−１を、□印は実施例１−２を示している。そして、各グラフの右側に記載の一次方程式は、３点から計算された近似の直線式であり、上から比較例１を、実施例１−１を、実施例１−２を示している。
図１１は、表４に示されたＰＰに配合された銀ゼオライト配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す黄色ブドウ球菌のグラフであり、図１２は、表４に示されたＰＰに配合された銀ゼオライト配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す大腸菌のグラフである。グラフの△印は比較例２を、◇印は実施例２−１を、□印は実施例２−２を示している。そして、各グラフの右側に記載の一次方程式は、３点から計算された近似の直線式であり、上から比較例２を、実施例２−１を、実施例２−２を示している。
【００５０】
図１３は、表５に示されたＮｙに配合された銀ガラス配合率と黄色ブドウ球菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す黄色ブドウ球菌のグラフであり、図１４は、表５に示されたＮｙに配合された銀ガラス配合率と大腸菌の生残菌数Log(CFU/ml)の関係を示す大腸菌のグラフである。グラフの△印は比較例３を、◇印は実施例３−１を、□印は実施例３−２を示している。そして、各グラフの右側に記載の一次方程式は、３点から計算された近似の直線式であり、上から比較例３を、実施例３−１を、実施例３−２を示している。
【００５１】
図９〜図１４のグラフ全体及び表３〜表５を鳥瞰して、比較例１〜３の３種類の各グラフは勾配及び接点がほぼ同一の一次方程式を示しており、その勾配が約４．７の値であるのに対して、実施例１〜３の３種類の各グラフも勾配及び接点がほぼ同一の一次方程式を示しており、その勾配が約４７（比較例１〜３の１０倍）の値であることが比較例１〜３と相違している。そして、熱可塑性樹脂に球状ガラス粉末を５０重量％含有した実施例１−２、２−２及び３−２は、銀ガラスや銀ゼオライトの銀系抗菌剤の種類に関係なく、球状ガラス粉末を４０重量％含有した実施例１−１、２−１及び３−１より、生残菌数の対数が小さい傾向を示している。また、熱可塑性樹脂に球状ガラス粉末を４０又は５０重量％配合し、銀系抗菌剤を０．１０重量％含有した実施例１〜３の生残菌数の対数は、銀系抗菌剤を１．００重量％含有した比較例１〜３の生残菌数の対数と同じ１．０の値を示している。更に、熱可塑性樹脂に球状ガラス粉末を４０又は５０重量％含有し、銀系抗菌剤を０．０５重量％含有した実施例１〜３の生残菌数の対数は、熱可塑性樹脂に銀系抗菌剤を０．５０重量％含有した比較例１〜３の生残菌数の対数より小さい値を示している。
【００５２】
以上述べた実施例１〜３の抗菌測定の結果からみて、本発明の歯間ブラシの把持部は、熱可塑性樹脂に上記球状ガラス粉末をガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有し、銀系抗菌剤を０．０５〜０．１０重量％の範囲で含有することで、球状ガラス粉末を含有しない熱可塑性樹脂に銀系抗菌剤を０．５０〜１．００重量％の範囲で含有する従来の把持部と同等又はそれ以上に生残菌数の対数の値が小さいことが判った。このことは、本発明の歯間ブラシの把持部が上記従来の把持部に含有した銀系抗菌剤の配合率の１／１０で、生残菌数の対数の値が同等又はそれより小さい値になることから、本発明の歯間ブラシの把持部は銀系抗菌剤の配合率が小さくとも抗菌性に優れたものである。
【００５３】
ところで、上述したように図８の電子顕微鏡写真は、樹脂中に球状ガラスを５０重量％配合すれば、それを覆っている樹脂にスキン層の形成がないことを示しており、また、上記表３〜５には、実施例１−１、２−１及び３−１の把持部は、樹脂に球状ガラス粉末を４０重量％配合し、銀系抗菌剤を０．０５又は０．１０重量％配合することで、抗菌性が得られることを示しているから、スキン層が形成されていないことが判った。このことは、従来の把持部は、その表面がスキン層の形成により銀系抗菌剤の銀イオンを表面へブリードアウトするのを阻止するのに対して、球状ガラス粉末の配合率４０重量％、５０重量％の把持部は、スキン層の形成がないのでその表面に球状ガラス粉末及び銀系抗菌剤が存在することで、銀系抗菌剤の銀イオンが表面へ侵出することができることを証明するものである。
【００５４】
ところで、把持部の熱可塑性合成樹脂に銀系抗菌剤を含有する実施例を説明したが、把持部４だけでなく、歯間ブラシのスリーブの樹脂に含有することも可能である。そして、実施例として、上記把持部４が直線形状のものを説明したが、直線形状に限定する必要はなく、任意に曲げた形状のものであっても良く、本発明の歯間ブラシは把持部の形状が直線形状、曲げた形状のものを含んでいる。
【符号の説明】
【００５５】
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】
ブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部、及び該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状金属ワイヤーからなる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熱可塑性樹脂の把持部からなる歯間ブラシであって、
前記把持部の熱可塑性樹脂がポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂又はナイロン樹脂であり、該樹脂に平均粒径１０〜４０μｍの球状ガラス粉末がガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有されていることを特徴とする歯間ブラシ。
【請求項２】
前記球状ガラス粉末がＥガラス又はシリカガラス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】
歯間ブラシの把持部の形状が直線形状又は曲げた形状であることを特徴とする請求項２に記載の歯間ブラシ。
【請求項４】
ブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部、及び該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状金属ワイヤーからなる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熱可塑性樹脂の把持部からなる歯間ブラシであって、
前記把持部の熱可塑性樹脂がポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂又はナイロン樹脂であり、これらの樹脂に平均粒径１０〜４０μｍの球状ガラス粉末がガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有されており、銀系抗菌剤が０．０５〜０．１０重量％の範囲で含有されていることを特徴とする歯間ブラシ。
【請求項５】
前記把持部の生残菌数の対数が球状ガラス粉末を含有しない熱可塑性樹脂に銀系抗菌剤を０．５０〜１．００重量％の範囲で含有する把持部の生残菌数の対数と同等又はそれより小さい値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】
前記銀系抗菌剤を少なくとも０．０５重量％含有する把持部の生残菌数の対数が、前記球状ガラス粉末を含有しない熱可塑性樹脂の把持部に銀系抗菌剤を０．５重量％含有する把持部の生残菌数の対数より小さい値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】
前記銀系抗菌剤を０．１重量％含有する把持部の生残菌数の対数が、前記球状ガラス粉末を含有しない熱可塑性樹脂の把持部に銀系抗菌剤を１．０重量％含有する把持部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５に記載の歯間ブラシ。
【請求項８】
前記歯間ブラシのブラシ部を覆うことができるスリーブを備え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９】
前記球状ガラス粉末がＥガラス又はシリカガラス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１０】
前記銀系抗菌剤が銀ゼオライト、銀ガラス又は銀燐酸ジルコニウムであることを特徴とする請求項９に記載の抗菌ブラシ毛。
【請求項１１】
歯間ブラシの把持部の形状が直線形状又は曲げた形状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１】
ブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部、及び該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状金属ワイヤーからなる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熱可塑性樹脂の把持部からなる歯間ブラシであって、
前記把持部の熱可塑性樹脂がポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂又はナイロン樹脂であり、該樹脂に平均粒径１０〜４０μｍの球状ガラス粉末がガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有されていることを特徴とする歯間ブラシ。
【請求項２】
前記球状ガラス粉末がＥガラス又はシリカガラス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】
歯間ブラシの把持部の形状が直線形状又は曲げた形状であることを特徴とする請求項２に記載の歯間ブラシ。
【請求項４】
ブラシ毛が金属ワイヤーに撚り込まれたブラシ部、及び該撚り込まれた金属ワイヤーで形成された直線状金属ワイヤーからなる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熱可塑性樹脂の把持部からなる歯間ブラシであって、
前記把持部の熱可塑性樹脂がポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂又はナイロン樹脂であり、これらの樹脂に平均粒径１０〜４０μｍの球状ガラス粉末がガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有されており、銀系抗菌剤が０．０５〜０．１０重量％の範囲で含有されていることを特徴とする歯間ブラシ。
【請求項５】
前記把持部の生残菌数の対数が球状ガラス粉末を含有しない熱可塑性樹脂に銀系抗菌剤を０．５０〜１．００重量％の範囲で含有する把持部の生残菌数の対数と同等又はそれより小さい値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】
前記銀系抗菌剤を少なくとも０．０５重量％含有する把持部の生残菌数の対数が、前記球状ガラス粉末を含有しない熱可塑性樹脂の把持部に銀系抗菌剤を０．５重量％含有する把持部の生残菌数の対数より小さい値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】
前記銀系抗菌剤を０．１重量％含有する把持部の生残菌数の対数が、前記球状ガラス粉末を含有しない熱可塑性樹脂の把持部に銀系抗菌剤を１．０重量％含有する把持部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５に記載の歯間ブラシ。
【請求項８】
前記歯間ブラシのブラシ部を覆うことができるスリーブを備え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９】
前記球状ガラス粉末がＥガラス又はシリカガラス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１０】
前記銀系抗菌剤が銀ゼオライト、銀ガラス又は銀燐酸ジルコニウムであることを特徴とする請求項９に記載の抗菌ブラシ毛。
【請求項１１】
歯間ブラシの把持部の形状が直線形状又は曲げた形状であることを特徴とする請求項１０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】
【公開番号】特開２０１１−１３０９５６（Ｐ２０１１−１３０９５６Ａ）
【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２００９−２９４４３２（Ｐ２００９−２９４４３２）
【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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