JP3387591B2 - 歯ブラシ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は歯ブラシに関し、特にポ
リアセタール樹脂で成形した、厚さの薄い頭部を有し、
機械的強さ、疲れ強さ、耐久性に優れる口内での操作性
の良好な歯ブラシに関する。 【０００２】 【従来の技術】近年の口腔衛生に対する関心の高まりに
つれて、従来刷掃しにくかった部分、特に臼歯の内側な
ど、を含めて、口中を隅々まで清掃することが可能な口
腔内での操作性に優れた歯ブラシが求められている。そ
して、かかる傾向に対応して歯ブラシの設計思想におい
ても、頭部の厚さを薄くし、かつ小さくするという傾向
が目立ってきている。 【０００３】ところで歯ブラシ製造上、重要な工程の一
つである植毛の方法、即ち、複数のフィラメントを植毛
穴に固定し毛束とする方法としては、平線を使用する方
法、樹脂で埋設する方法などが用いられている。しかし
植毛操作が簡便であること、毛束を確実に固定できるこ
と等の理由から、平線を使用する方法が広く採用されて
いる。ここに平線とは、歯ブラシハンドル素材より硬質
な金属で形成されている、植毛穴径よりわずかに長い棒
状ないし略長方形の金属片をいい、かかる平線を使用す
る方法とは、植毛する複数のフィラメントを二つ折りに
し、その折れ目に前記平線を入れ、該平線をフィラメン
トと共に植毛穴に強い力で差し込み固定することにより
フィラメント束を植毛穴に固定する方法をいう。このよ
うな工程を採用するため、植毛穴壁には平線を差し込ん
だ際に生じた傷が残存し、かかる傷が植毛工程における
歯ブラシ頭部の割れ、あるいは歯磨き操作中の頭部の割
れを生じ易くする一因であると考えられている。 【０００４】このため頭部の厚さを無理に薄くすると、
植毛時の頭部の割れ、あるいは長期使用時の素材の疲労
による歯磨き最中の頭部の折損等の問題を生じるおそれ
がある。ブラッシング中に歯ブラシが折れたりした場合
には、手指や口腔内を傷つけるおそれがあり危険であ
る。また植毛時に頭部にひびが入ったり、割れたりした
場合には製品の歩留まりの低下を招き好ましくない。従
って歯ブラシの材質の選択および頭部形状、特に頭部の
厚さ、植毛穴の深さなどの設計に当たっては、かかる危
険が生じないように安全性も考慮して、細心の注意を払
う必要がある。 【０００５】従来、歯ブラシハンドルの材質としてはポ
リスチレン、アクリロニトリルースチレン樹脂、ＡＢＳ
樹脂等のスチレン系樹脂が使用されてきた。また最近で
は、ポリプロピレン、特開昭６３−２４９０６等に記載
されているポリメチルペンテン、イーストマン・コダッ
ク社から市販されているセルロース−アセテート−プロ
ピオネート樹脂や酢酸セルロース等のセルロース系樹
脂、ポリカーボネートーＡＢＳ樹脂、特開平５−１５４
１１に記載されているポリカーボネートーポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ ＰＣＴ コポリエステル）樹
脂、ナイロン等の機械的強度の優れた樹脂も用いられて
きている。 【０００６】これら従来使用されている樹脂において
は、上記植毛時の割れ、ブラッシング中の折損等の危険
を防止するためには、通常５〜６ｍｍの頭部の厚さが必
要であり、最も頭部を薄くした歯ブラシでも４ｍｍを越
える程度の厚さが限度であり、４ｍｍ以下の頭部厚さを
有する歯ブラシはこれまで実用化されていなかった。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかし日々の歯磨きを
より快適にするためには、歯ブラシの頭部の厚さは薄い
ほど好ましく、４ｍｍ以下という厚さの頭部を有する歯
ブラシ実現への強い要請があった。さらに歯ブラシとい
う毎日、それも一日に数回使用するという現代生活にお
ける必需品としての特質を考慮した場合には、その口内
での操作性が良好でなければ毎回気持ちよく使用するこ
とはできない。このためには頭部を薄くすると共に、特
に首部に適度な弾力があれば、ブラッシング時に口中で
適度にしなり、操作性が改良される。従って素材に適度
な弾力性のあることが好ましい。 【０００８】また従来、歯磨き剤中の香料成分による化
学作用で樹脂が劣化し、ブラシ頭部が割れたりする場合
があった。特にＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリエ
チレンテレフタレート等ではかかる現象が知られてい
た。歯ブラシは通常歯磨き剤と共に使用されるものであ
るから、歯磨き剤に対する耐性が必要とされる。さらに
加熱消毒に耐え得る耐熱性を有していれば、衛生的に好
ましいことである。しかし従来歯ブラシの素材として用
いられてきた樹脂は一長一短があり、歯ブラシに望まれ
る上記種々の条件を同時に満たすものは知られていなか
った。 【０００９】本発明はかかる現況に鑑みてなされたもの
であり、頭部が従来の歯ブラシに比べて薄く、弾力性、
機械的強度に富み、耐薬品性、耐熱性に優れ、外観の良
好な歯ブラシを提供することを目的としている。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、平線により植毛穴に毛束が植設されている
頭部と、歯ブラシを把持するための柄部と、頭部と柄部
を連結している細長い首部とを有する歯ブラシにおい
て、該頭部の厚さが３ｍｍ以上、４ｍｍ以下であり、植
毛穴底から頭部裏面までの長さが０．２ｍｍ以上、
２．２ｍｍ以下であり、そしてポリアセタール樹脂で成
形されていることを特徴とする歯ブラシを提供するもの
である。 即ち本発明の歯ブラシは、ポリアセタール固
有の特性により、首部を細く、且つ長くすることによ
り、首部に弾力性を付与して操作性が改良され、植毛時
に歯ブラシ頭部の割れが防止され、耐薬品性が良好で歯
磨き剤中の香料成分による化学作用で劣化することがな
く、耐熱性に優れ、加熱消毒可能なことを特徴としてい
る。 【００１１】本発明の歯ブラシの素材であるポリアセタ
ール樹脂とは、機械的強度、剛性、バネ特性、耐クリー
プ性、反復応力に対する疲れ強さ、耐薬品性に優れ、エ
ンジニアリング・プラスチックとして広く使用されてい
る樹脂であり、歯ブラシ素材としての使用例はこれまで
知られていなかった。かかるポリアセタールとは、ホル
ムアルデヒドまたはトリオキサンを主原料とするポリオ
キシメチレン構造を有する樹脂をいい、ポリオキシメチ
レン構造のみを有する単独重合体と、エチレンオキシ
ド、ジオキソラン、ブタンジオールホルマール等との共
重合体とがある。本発明においてはいずれの重合体も使
用することができる。本発明の歯ブラシに特に好適なも
のとしては、例えば「デルリン」（商標：デュポン株式
会社）の各品種を挙げることができる。 【００１２】本発明において、毛束を形成するためのフ
ィラメント素材としては、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリプ
ロピレン、塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリウレ
タンなど従来歯ブラシに使用されているいかなる素材を
も使用することができる。 【００１３】本発明の歯ブラシハンドル頭部の厚さは、
３ｍｍ以上、４ｍｍ以下であり、好ましくは３．１ｍｍ
以上、３．８ｍｍ以下である。３ｍｍ未満では、植毛時
の頭部の割れが生じ易くなる。４ｍｍを越えると、ブラ
ッシング時に十分快適な使用感が得られない。本発明の
歯ブラシの、植毛穴底から頭部裏面までの長さは、０．
２ｍｍ以上、２．２ｍｍ以下であり、好ましくは０．２
５ｍｍ以上、１．８ｍｍ以下である。０．２ｍｍ未満で
は、頭部の強度が十分でなく、植毛時の頭部の割れ等の
原因となる。２．２ｍｍを越えると頭部の厚さが大きく
なり、本発明が目的とする快適な使用感を得ることがで
きない。本発明の歯ブラシの植毛穴の深さは、１．８ｍ
ｍ以上であり、好ましくは１．９ｍｍ以上、特に好まし
くは２．０ｍｍ以上である。１．８ｍｍ未満では、植毛
が困難となり、また植毛できた場合にも、毛束の毛立ち
にばらつきが生じ好ましくない。なお本発明の歯ブラシ
の植毛穴径に、特に制限はないが、１．５ｍｍ以上、
１．７ｍｍ以下であることが好ましい。 【００１４】本発明の歯ブラシハンドルは、ポリアセタ
ール樹脂を射出成形等公知の方法で成形することにより
製造することができ、この歯ブラシ頭部に公知の方法で
平線を使用してフィラメントを植毛することにより、歯
ブラシとすることができる。 【００１５】 【実施例】 実施例１ 植毛試験の試料として、図１に示した形状を有し、かつ
図４の植毛穴（植毛穴径：１．６ｍｍ）の配置を有する
歯ブラシであって、その頭部の厚さを２ｍｍから７ｍｍ
まで１ｍｍずつ変化させた計６種類のハンドルを、ポリ
アセタール（商品名：デルリン１００Ｐ；デュポン株式
会社製）、ポリプロピレン（商品名：ノバテック４５０
６Ｊ；三菱化成株式会社製）、セルロース樹脂（商品
名：テナイトプロピオネート、３６４Ａ；イ−ストマン
コダック社製）およびＰＥＴ ＰＣＴ コポリエステル
（商品名：ＫＯＤＡＲ ＰＥＴ−Ｇ ６７６３；イース
トマンコダック社製）を用いて各々射出成形した。そし
て植毛試験として、これらの全ての植毛穴にポリブチレ
ンテレフタレート製のフィラメント（直径０．２０ｍ
ｍ）を２０±３本植毛した。このときのクラックまたは
白化の発生した植毛穴数を目視により観察し、その比率
を評価した。評価結果を表１に示す。 【００１６】 【表１】 【００１７】表１から明らかなように、ポリプロピレ
ン、ＰＥＴ ＰＣＴ コポリエステルおよびセルロース
製歯ブラシでは５ｍｍ厚の頭部でも１０％の植毛部の異
常が発生しており、植毛時の異常を防止するには６ｍｍ
以上の厚さが必要であることがわかる。これに対しポリ
アセタール製ハンドルでは３ｍｍの厚さで植毛時の異常
の発生を十分防止できることがわかる。 【００１８】実施例２ 図１に示す形状の頭部の厚さ３．５ｍｍの歯ブラシハン
ドルを実施例１と同様にして、ポリプロピレン、ＰＥＴ
ＰＣＴ コポリエステル、セルロース樹脂およびポリ
アセタールを用いて射出成形した。このようにして成形
した歯ブラシハンドルを試料として、下記方法により耐
熱性試験を実施した。 【００１９】２台の恒温器（ヤマト科学株式会社製送風
定温恒温器ＤＮ−６３）をそれぞれ２００℃、１００℃
に温度設定した。これら恒温器中に、試料の歯ブラシハ
ンドルを各材質についてそれぞれ５本ずつ静置し、２０
０℃では５分後、１００℃では１５分後の外観状態を目
視で観察した。 【００２０】この試験の結果、ＰＥＴ ＰＣＴ コポリ
エステルおよびセルロース樹脂製のハンドルは、温度２
００℃の状態において試験開始５分後で５本全部の形状
に変形が見られた。同様に温度１００℃の状態でも１５
分後においては５本全てのハンドルが変形した。これに
対してポリアセタール製ハンドルは、２００℃、１００
℃のいずれの温度においてもハンドルの形状に全く変形
は観察されなかった。この試験結果より、ＰＥＴ ＰＣ
Ｔ コポリエステルおよびセルロース製歯ブラシハンド
ルに比べて、ポリアセタール製の歯ブラシハンドルは熱
安定性が高く、特に１００℃以上の温度においても安定
であった。これから加熱消毒を行ってもハンドルが変形
することがなく、衛生面で好ましい歯ブラシのハンドル
を成形することができることがわかる。 【００２１】実施例３ 図１に示した形状を有し、かつ図４の植毛穴（植毛穴
径：１．６ｍｍ）の配置を有する歯ブラシを、実施例１
で使用したポリプロピレン、セルロース、ＰＥＴＰＣＴ
コポリエステルおよびポリアセタール樹脂で成形し
た。これらの歯ブラシハンドルの頭部にポリブチレンテ
レフタレート製のフィラメント（直径０．２ｍｍ）を２
０±３本植毛し、耐歯磨き剤試験の試料とした。各樹脂
について、５本ずつの試料歯ブラシを１０％歯みがき剤
水溶液の中に３月間放置し、１週間毎にハンドルの外観
状態を目視で観察した。 【００２２】この耐歯磨き剤試験の結果、試験開始後１
週間で、ＰＥＴ ＰＣＴ コポリエステル製のハンドル
では頭部植毛部付近に、クレージングと呼ばれる網目状
の表面亀裂が発生した。一方ポリプロピレン、セルロー
スおよびポリアセタール製の歯ブラシでは３月間放置し
てもその外観上、何の異常も発生しなかった。 【００２３】この試験結果から、ＰＥＴ ＰＣＴ コポ
リエステル製ハンドルは耐薬品性に劣り、歯みがき剤と
共に使用していると歯みがき剤中の香料成分等により、
素材が劣化していくことがわかる。一方、ポリアセター
ルを含むその他の樹脂の歯ブラシでは外見上素材の劣化
は見られず、てブラシ頭部の割れ等の異常は見られなか
った。 【００２４】実施例４ 図１に示す形状の頭部の厚さ３．５ｍｍの歯ブラシハン
ドルを、実施例１と同様にして、ポリプロピレン、ＰＥ
Ｔ ＰＣＴ コポリエステル、セルロースおよびポリア
セタールを用いて射出成形した。このようにして成形し
た歯ブラシハンドルを用いて首部曲げ強度試験および急
速首部屈曲試験を実施した。 【００２５】（１）首部曲げ強度試験 図２に示すようにして、歯ブラシハンドルの頭部Ｄと、
首部と柄の連結部分Ｅとを固定台２に固定し、湿度６５
％±３％、温度２０±１℃の試験条件で、前記ＤとＥの
間の中央に島津製作所製オートグラフＡＧＳ−１００Ｂ
型を使用して荷重をかけて行き、このときの歯ブラシハ
ンドルが降伏したとき、または折損破壊したときの荷重
を測定した。測定は各樹脂試料について５回ずつ実施し
その平均値とした。表２にその結果を示す。 【００２６】 【表２】 【００２７】ポリプロピレン製のハンドルは荷重の増加
に従って首部が曲がってくるが、表１に示すように、１
９．２±１．０Ｋｇの荷重を越えたときにハンドルの白
化が発生し破壊される。またＰＥＴ ＰＣＴ コポリエ
ステル製の歯ブラシは荷重の増加に従って首部が曲がっ
ていき、１１．７±０．８ｋｇの荷重を加えたとき歯ブ
ラシは完全に曲がりきり、しかも首部に亀裂が入ること
も観察された。そしてセルロース樹脂製歯ブラシは７．
９±１．１ｋｇの荷重が加わったときに、歯ブラシ首部
は曲がりきってしまい復元しない。これに対しポリアセ
タール製ハンドルは、３０．０±１．２Ｋｇの荷重を越
えた時点でハンドルの首部が曲がりきってしまうが、ハ
ンドルが折損破壊することはなかった。 【００２８】この試験結果から、ポリプロピレン製、Ｐ
ＥＴ ＰＣＴ コポリエステル製、およびセルロース樹
脂製の歯ブラシの降伏時の曲げ強さは、ポリアセタール
製のものより小さいことが分かる。またポリプロピレン
製の歯ブラシは降伏したときに白化が発生し、さらにＰ
ＥＴ ＰＣＴ コポリエステル製の歯ブラシでは亀裂が
入り、樹脂に悪影響を与えている。これに対してポリア
セタール製の歯ブラシの首部は非常に強く、ブラッシン
グ中に過剰な力が首部にかかったとしても、屈曲するだ
けで折損破壊することはなく、安全であることがわか
る。そしてポリアセタール製歯ブラシにおいて実用的強
度を得るのに、他の素材からなる歯ブラシよりも薄くす
ることができることがわかる。 【００２９】（２）急速首部屈曲試験 図１の形状の歯ブラシを使用して、歯ブラシの頭部と柄
の部分をそれぞれ手で持ち、この状態で急速にハンドル
を屈曲させた。試験者は一般消費者５名とし、ポリプロ
ピレン製、ＰＥＴ ＰＣＴ コポリエステル製、セルロ
ース製およびポリアセタール製の歯ブラシについてそれ
ぞれ１回ずつ試験した。 【００３０】この結果、ポリプロピレン製歯ブラシハン
ドルは、５本中３本が折れ、残り２本も首部に白化が発
生していた。またＰＥＴ ＰＣＴ コポリエステル製、
セルロース製歯ブラシは共に首部が曲がりきってしま
い、形状の復元は認められなかった。一方ポリアセター
ル製ハンドルは、首部は力に応じて屈曲するものの折れ
ることはなく、力を解放した後にも首部は復元し、わず
かに曲がりが残存する程度でその他の異常は認められな
かった。これら２つの試験結果から、ポリプロピレン
製、ＰＥＴ ＰＣＴ コポリエステル製、およびセルロ
ース製の歯ブラシに比べて、ポリアセタール製歯ブラシ
では同程度の強度を得るのに首部をより細く長くできる
ことがわかる。この結果、奥歯や歯の裏側など口腔内で
の操作性が良くなり、歯および歯肉の健康状態を保つた
めには、ポリアセタールで成形された歯ブラシは非常に
優れている。以上５つの試験の結果を表３にまとめた。
表３からポリアセタールだけが５つの試験全てに良好な
結果であったことが分かる。 【００３１】 【表３】 【００３２】実施例５ 実施例１と同様に、図１に示した形状および図４の植毛
穴の配置を有する歯ブラシであって、その頭部の厚さが
２．６、３．０、３．５および４．０ｍｍであって、そ
の各々について、表４に示す植毛穴底から頭部裏面まで
の長さを有する歯ブラシ本体を、ポリアセタール樹脂で
射出成形した。そしてこれら歯ブラシ本体に、実施例１
と同様に植毛試験を実施した。このときの歯ブラシ頭部
の異常の有無および植毛性について評価を行った。その
評価結果を表４に示す。表中、Ｔは歯ブラシ頭部の厚さ
（mm）、Ｌは植毛穴底から頭部裏面までの長さ（mm）を
表わす。また、〇、×a および×b の評価基準は以下の
とおりである。 ○ ：歯ブラシ頭部に異常の発生なく、植毛性も良好。 ×a ：植毛により歯ブラシ頭部にクラックまたは白化が
発生し、実用上問題がある。 ×b ：平線を植毛穴の中に固定できないか、固定できて
も容易に毛束が抜けてしまうか、または毛束の毛立ちに
ばらつきが生じ、外観が好ましくない。 【００３３】 【表４】 【００３４】表４の結果、歯ブラシ頭部の植毛穴底から
頭部裏面までの長さは、０．２ｍｍ以上必要であり、ま
た植毛穴の深さは１．８ｍｍ以上必要であることがわか
る。 【００３５】 【発明の効果】本発明の歯ブラシは、そのハンドル素材
にポリアセタール樹脂を使用したことにより、頭部を薄
くした場合にも植毛時に歯ブラシ頭部に割れやクラック
が発生することがない。従って、頭部を従来にない薄さ
にした歯ブラシを製造することが可能となった。そして
素材の弾性により口腔内での使い勝手が向上し、従来の
歯ブラシでは味わうことのできなかった良好なブラッシ
ングの操作性が得られ、口腔内の刷掃効果も向上した。
特に従来の歯ブラシでは刷掃効果が悪かった臼歯の内側
面も比較的容易に刷掃することができるようになった。
また機械的強度が高いため、ブラッシング時にたとえ強
い力が加わった場合にもハンドルが折損破壊することが
なく、首部を細くかつ長くした場合にも安全が確保され
る。そして耐薬品性に優れるため、歯磨き剤と共に使用
しても歯磨き剤中の香料等により、素材が劣化すること
がない。さらに耐熱性にも優れるため、加熱消毒が可能
であり衛生的に好ましい。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の歯ブラシの首部曲げ強度試験、急速首
部屈曲試験、植毛試験、耐熱性試験および耐歯磨き剤試
験の評価に使用した試料歯ブラシの正面図である。 【図２】上記歯ブラシの側面図である。 【図３】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ図１に
おけるＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線の拡大断面端
面図である。 【図４】上記図１の歯ブラシの頭部植毛面の拡大正面図
である。 【図５】首部曲げ強度試験の方法を示す説明図である。 【符号の説明】 １：歯ブラシハンドル、２：固定台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−215306（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−252406（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−54715（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−128826（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−191933（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A46B 5/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 平線により植毛穴に毛束が植設されてい
   る頭部と、歯ブラシを把持するための柄部と、頭部と柄
   部を連結している細長い首部とを有する歯ブラシにおい
   て、該頭部の厚さ（Ｔ）が３ｍｍ以上、４ｍｍ以下であ
   り、植毛穴底から頭部裏面までの長さ（Ｌ）が０．２ｍ
   ｍ以上、２．２ｍｍ以下で、かつＴが３．０ｍｍのとき
   はＬが１．０ｍｍ以下、Ｔが３．５ｍｍのときはＬが
   １．４ｍｍ以下、およびＴが４．０ｍｍのときはＬが
   ２．２ｍｍ以下であり、植毛穴の深さが１．８ｍｍ以上
   であり、そしてポリアセタール樹脂で成形されているこ
   とを特徴とする歯ブラシ。