牙刷

摘要

本发明防止长期反复使用牙刷时的刷毛弯折以及刷毛散开。牙刷(1)具有柄体(10)和延伸设置于柄体(10)的前端的头部(20)，在头部(20)植入有多束多根刷毛(21a)的刷毛束(21)，刷毛(21a)的全部或一部分由聚对苯二甲酸丁二醇酯制的细丝构成，上述细丝的240℃时的零剪切粘度在200～300Pa·s的范围，同时每单位面积的断裂伸长率在2600％以下。

说明书

技术领域

本发明涉及牙刷。

本申请以2013年12月19日在日本申请的特愿2013-262893号为基础主张优先权，在此 引用其内容。

背景技术

为了预防牙周疾病，除去牙颈部的牙垢是重要的。因此，为了使牙刷对牙颈部，特 别是牙周袋的清扫性提高，作为牙刷，可以使用将毛端尖锐化的所谓锥形毛作为刷毛的牙 刷，或者，使用细刷毛的牙刷(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3145213号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，长期反复使用牙刷时，有产生近植毛面的刷毛弯折的刷毛弯折的情况。该问 题在使用聚酯系树脂作为刷毛的原料时尤其显著。此外，刷毛的直立性下降，产生俯视时最 外侧的全部刷毛所包围的区域相比于未使用时扩大这样的刷毛散开的情况。

因此，本发明的课题是防止长期反复使用牙刷时的刷毛弯折以及刷毛散开。

用于解决问题的手段

本发明的实施方式涉及的牙刷具有柄体以及延伸设置于上述柄体前端的头部，在 上述头部植入有多束具有多根刷毛的刷毛束，该牙刷中，上述多根刷毛的全部或者一部分 是以聚对苯二甲酸丁二醇酯作为构成材料的细丝，上述细丝的240℃时的零剪切粘度为200 ～300Pa·s的范围，同时用下述式(1)求得的每单位面积的断裂伸长率为2600％以下。

每单位面积的断裂伸长率(％)＝断裂伸长率(％)/截面积(mm²)(1)

另外，上述断裂伸长率是使用拉力试验机，在测定温度25℃、拉伸速度20mm/分的测定 条件下测定的数值。截面积是后述的最宽部分的截面积。

此外，本发明的其它实施方式涉及的牙刷，上述细丝的240℃时的零剪切粘度在260～ 280Pa·s的范围。

此外，本发明的其它实施方式涉及的牙刷，上述细丝的使用拉力试验机在测定温度25 ℃、拉伸速度20mm/分的测定条件下测定的每单位面积的断裂伸长率在2500％以下。

此外，本发明的其它实施方式涉及的牙刷，上述刷毛的横截面为大致圆形，粗细为4～ 10密耳。

【发明的效果】

本发明的牙刷能够防止长期反复使用牙刷时的刷毛弯折以及刷毛散开。

附图说明

【图1】是表现本发明的牙刷的一种实施方式的侧视图。

【图2】是说明实施例以及比较例中的拉伸试验的示意图。

符号说明

1牙刷

10柄体

20头部

20a植毛面

21刷毛束

21a刷毛

具体实施方式

就本发明的牙刷的一种实施方式进行说明。

图1中表示本实施方式的牙刷的侧视图。本实施方式的牙刷1是将柄体10与延伸设置于 柄体10的头部20一体成型得到的，在头部20上植入有多束将多根刷毛21a捆扎而得到的刷 毛束21。

头部20，以柄体10的柄轴方向为长边，在平面图上为用曲线将角部的角落切除得 到大致四边形的平板状，在一侧表面20a(植毛面20a)上形成多个植毛孔。该植毛孔中植入 有刷毛束21，由多束的刷毛束21形成植毛部。

头部20的大小可以参考以往牙刷的头部大小进行适当选择，可以考虑口腔内的操 作性等决定。

头部20的宽度方向的大小过长时，口腔内的操作性下降；过短时，刷毛束植入的数量变 得过少，容易损害清扫效果。因此，头部20的宽度方向的大小可以是，例如5～13mm。另外，此 处头部的宽度是宽度最大的部位的宽度。例如，头部的前端附近为圆形结构等宽度变小的 情况下，是去除该部分的部位的宽度。

头部20的厚度方向的大小越薄，越能提高口腔内的操作性，但是，过薄时头部20的强度 容易变得不充分。因此，头部20的厚度可以考虑柄体10的材质等决定，例如，优选1.5～5mm， 更优选2～3mm。另外，此处头部的厚度是指厚度最大的部位的厚度。例如，头部的边缘附近 为圆形结构等厚度变小的情况下，是去除该部分的部位的厚度。

头部20的长度方向的大小过长时，容易损害口腔内的操作性；过短时，植毛束21植入的 数量变得过少，容易损害清扫效果。因此，头部20的长度方向的大小可以适当地决定为10～ 26mm的范围。

植毛孔的形状没有特别限定，可列举正圆或椭圆等圆形、三角形或四边形等多边 形等。

植毛孔的孔数没有特别限定，例如，可以是10～60的孔。

植毛孔的直径可根据所求的植毛束21的粗细决定，例如，可以是1～3mm。

植毛孔的排列模式没有特别限定，可以是所谓的棋盘格状或千鸟格状(也称为交错状) 等任何排列模式。

本实施方式中的多根刷毛21a的全部或一部分是以聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT) 作为构成材料的细丝。刷毛21a是以聚对苯二甲酸丁二醇酯作为构成材料的细丝是指将以 聚对苯二甲酸丁二醇酯作为构成材料的细线直接用作刷毛。此处，以聚对苯二甲酸丁二醇 酯作为构成材料是指细丝的构成材料是除去杂质等，几乎由聚对苯二甲酸丁二醇酯构成的 结构，具体地，优选有90～100重量％的聚对苯二甲酸丁二醇酯。构成细丝的树脂是聚对苯 二甲酸丁二醇酯时，可以根据化学处理等制造手段容易地制作锥形的细丝。

多根刷毛21a的全部或一部分是以聚对苯二甲酸丁二醇酯作为构成材料的细丝的情况 是指，优选刷毛束21中所含的多根刷毛21a中，相对于刷毛束21中所含的刷毛21a的总体根 数，构成材料中含有聚对苯二甲酸丁二醇酯的细丝的根数在25％以上。

刷毛21a的形状可以是长度方向整体都为相同直径的直板形状，也可以是朝刷毛前端 变细的锥形。从进一步提高牙颈部的清扫性的观点考虑，刷毛21a优选锥形的刷毛(锥形 毛)。

刷毛21a的一部分是聚对苯二甲酸丁二醇酯制的细丝时，作为剩余部分的刷毛21a，可 以使用由聚对苯二甲酸丁二醇酯以外的树脂(例如，尼龙)构成的直板形状或者锥形的细 丝。

本实施方式中的细丝，240℃时的零剪切粘度在200～300Pa·s的范围，优选260～ 280Pa·s的范围。零剪切粘度不足上述下限值时，刷毛变得容易弯折。此外，细丝的零剪切 粘度超过上述上限值时，倾向于得到上述细丝时的挤出成形时的成形性变低，此外，锥形加 工时，其生产性也倾向于下降。

本实施方式中的零剪切粘度可以根据240℃时的动态粘弹性测定求出。动态粘弹性测 定(或DMA)是指，对试样施加随时间变化的力，根据由此产生的试样的形变的变化求出弹性 模量的变化的测定。

具体地，根据240℃时的动态粘弹性测定，制作横轴为角频率ω，纵轴为损失弹性模量 G”的图表，根据该图表，通过内插法求出角频率ω为0时的损失弹性模量。然后，将角频率ω 为0时的损失弹性模量作为零剪切粘度。

另外，例如以聚对苯二甲酸丁二醇酯作为构成材料的细丝的情况下，由于零剪切粘度 与上述聚对苯二甲酸丁二醇酯分子的重均分子量的3.4次方成比例，其成为所含的作为细 丝的构成材料的化合物的重均分子量的指标。即，零剪切粘度越大，上述化合物的重均分子 量越大。

此外，本实施方式中的细丝，每单位面积的断裂伸长率为2600％以下，优选2500％ 以下。

此处，每单位面积的断裂伸长率是以下式(1)表示的数值。

每单位面积的断裂伸长率(％)＝断裂伸长率(％)/截面积(mm²)(1)

细丝的截面积是，例如在细丝最粗的位置垂直于长度方向地切断细丝而得到的截面 (横截面)的截面积。最粗的位置是指，例如细丝是锥形，两端的细丝变细(截面积变小)的情 况下，将其两端细的部位去除的意思，可以是该位置的任意截面的面积，作为例子，是除去 上述两端的细的部位，包含细丝的长度方向上的中心的长度50～90％的部位的截面积的平 均。此外，截面积可以根据细丝的制造时的粗细推断得到(例如，根据成形的机器的模具的 大小推断得到)。

细丝的每单位面积的断裂伸长率超过上述上限值时，变得容易引起刷毛散开。另一方 面，鉴于通常牙刷中使用的细丝必需的强度和粗细，优选单位面积的断裂伸长率在1500％ 以上。鉴于这些数值，细丝的每单位面积的断裂伸长率优选1500～2600％，进一步优选1500 ～2500％。

另外，断裂伸长率是使用拉力试验机，在测定温度25℃、拉伸速度20mm/分的测定条件 下测定的数值。此处，拉力试验机可以适当使用能够对试样施加拉伸方向(例如，对于本实 施方式的细丝，是在细丝的长度方向上使其伸长的方向)的力的机器。进一步具体地，可以 使用能够以一定的伸长速度对试样施加拉伸方向的力，测定试样断裂时的力以及试样的长 度变化率的机器。作为拉力试验机的例子，可以优选地使用电子万能试验机(Autograph试 验机)等。

另外，本实施方式中，优选刷毛21a中包含50％以上的满足上述的零剪切粘度以及每单 位面积的断裂伸长率的条件的细丝。

细丝的断裂伸长率受到细丝生产时的纺丝条件的影响。因此，为了使断裂伸长率 在上述范围内，可以适当调整纺丝工序中的拉伸度和热处理条件。

在刷毛21a的长度方向的任意位置上，垂直于长度方向地切断刷毛21a得到的横截 面形状没有特别限定，可以是正圆形或者椭圆形等圆形、多边形、星形、三叶的三叶草形或 者四叶的三叶草形等。

刷毛21a的粗细可以考虑材质等决定，横截面为圆形时，例如可以是4～10密耳(1密耳 ＝1/1000英寸＝0.025毫米)。此外，考虑使用感、刷扫感、清扫效果或耐久性等，可以任意地 组合使用粗细或横截面的形状不同的多根刷毛21a。

作为上述刷毛束21的植入方法，可以应用扁线植毛的方法或热焊接的方法等公知 的方法。

扁线植毛的方法中，将刷毛21a多根捆扎对折，其间夹持被称为扁线的保持固定用具， 打入植毛孔中，从而将刷毛束21植入于各植毛孔中。

扁线按照通过植毛孔的中心部且横跨植毛孔的方式打入于植毛孔中。作为扁线的材 质，例如可列举黄铜或不锈钢等金属，其它还可列举硬质塑料或生物降解塑料等。

扁线的长度、宽度以及厚度可以结合刷毛束21和刷毛孔任意地调整，通常地，扁线的长 度大于植毛孔的直径，扁线的宽度小于植毛孔的深度。此外，通过调节扁线的厚度，能够确 实地将刷毛束21固定于植毛孔内，减少空隙。此外，为了防止扁线从植毛孔拔出，优选从植 毛孔的两侧突出的部分的长度合计为0.3～0.6mm。

头部20以及柄体10的材质可以考虑头部20以及柄体10所需刚性和机械特性等决 定，例如，优选弯曲模量(JISK7203)500MPa以上的树脂(以下，有时称为硬质树脂)，更优选 弯曲模量700MPa以上的树脂。头部20以及柄体10中使用的树脂的弯曲模量的上限没有特别 限定，例如，可以是3000MPa。具体地，例如头部20以及柄体10的材质的弯曲模量可以选择 500～3000MPa，优选700～3000MPa的范围。

作为弯曲模量500MPa以上的树脂，例如，可列举聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)、聚甲醛(POM)、 聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)、丙酸纤维素 (CP)、聚芳酯、聚碳酸酯或者丙烯腈-苯乙烯共聚树脂(AS)等，其中，优选弯曲模量2000MPa 以上的POM、PEN、PBT或者PCT等。通过使用弯曲模量2000MPa以上的树脂，使头部20变薄，能 够提高口腔内的操作性，并且能够防止柄体10的破损。

此外，柄体10的一部分或者全部可以被软质树脂覆盖。通过柄体10的一部分或者 全部被软质树脂覆盖，使用者握住柄体10时的手的契合感提高，此外能够防止把持的手指 滑动。

作为软质树脂，可列举例如优选邵氏硬度A90以下的树脂，更优选邵氏硬度A30～80的 树脂。作为这样的软质树脂，例如，可列举聚烯烃系弹性体、苯乙烯系弹性体、聚酯系弹性体 或者聚氨酯系热塑性弹性体等弹性体树脂，或者硅等。

如上所述，本实施方式的牙刷由240℃时的零剪切粘度在200～300Pa·s的范围， 同时每单位面积的断裂伸长率在2600％以下的聚对苯二甲酸丁二醇酯制的细丝构成，因此 能够防止刷毛弯折以及刷毛散开。

【实施例】

(实施例1、比较例1，2)

将聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯树脂(产品名称：イースターBR203、弯曲强度；68MPa、 弯曲模量；1900MPa、伊士曼化工公司制造)注塑成型，得到头部以及柄体的一体成形物。植 毛孔的直径为1.5mm、植毛孔的排列是从头部的前端向柄体，分别为2孔×1列、3孔×1列、4 孔×5列、3孔×1列。

接着，将表1所示的聚对苯二甲酸丁二醇酯制细丝构成的锥形刷毛(7.5密耳)的刷毛束 通过扁线式植毛植入设置于头部，制作牙刷。

另外，细丝的零剪切粘度以及每单位面积的断裂伸长率用以下的方式测定。测定 结果如表1所示。

[零剪切粘度]

使用具备圆锥-圆板(圆锥角4°、圆锥直径25mm)作为测定试样的夹具的动态粘弹性测 定装置(TA仪器公司制造AR-2000ex)，通过频率依赖性模式，测定240℃时的动态粘弹性。据 此，制作横轴为角频率ω、纵轴为损失弹性模量G”的图表，根据该图表，通过内插法，求出角 频率ω为0时的损失弹性模量。将角频率ω为0时的损失弹性模量作为零剪切粘度。

[每单位面积的断裂伸长率]

每单位面积的断裂伸长率使用岛津制作所制造的电子万能试验机进行细丝的拉伸试 验，通过下述式(1)求出。

每单位面积的断裂伸长率(％)＝断裂伸长率(％)/截面积(mm²)(1)

拉伸试验的条件是测定温度25℃、拉伸速度20mm/分、夹头(试验用夹具)间距离5mm。本 测定的拉伸试验中使用的试验片的平面图示于附图中。此外，如图2所示，距中间点C2.5mm 的部分A、A之间(的区间)以外的部分装上夹头。

【表1】

实施例1 比较例1 比较例2 零剪切粘度(Pa·s) 269 151 324 每单位面积的断裂伸长率(％) 2419 1704 2665 刷毛弯折根数(根) 0.0 22.8 0.0 刷毛散开 ○ ○ ×

＜评价＞

各例的牙刷中，评价刷毛弯折耐久性以及刷毛散开耐久性。评价结果如表1所示。

[刷毛弯折耐久性]

将使市售的洁齿剂分散于水中得到的试验液设定为35℃，在试验液中将刷毛束按压于 金属制的波纹板的同时使牙刷反复往返地刷扫。此时的试验条件为负重300g、刷扫行程 40mm、往复速度160次/分、刷扫次数15万次。然后，使用显微镜测量刷扫后的每1支牙刷的断 裂根数，即刷毛弯折根数。表1的“刷毛弯折根数”的栏表示对测定的5支牙刷测定的刷毛弯 折根数的平均值。刷毛弯折根数越少，刷毛弯折耐久性越高。

[刷毛散开耐久性]

测定刷扫前后的牙刷短轴方向的植毛部宽度，算出刷扫后的刷毛前端扩散宽度，求出 相对于初期状态的植毛部宽度的比例。基于该比例，用以下基准评价刷毛散开。

◎：不足20％

○：20％以上-不足60％

△：60％以上-100％以下

×：超过100％

使用零剪切粘度在200～300Pa·s的范围内且每单位面积的断裂伸长率在2600％ 以下的PBT制锥形毛的实施例1的牙刷，难以产生刷毛弯折以及刷毛散开。

与此相对地，使用零剪切粘度不足200Pa·s的PBT制锥形毛的比较例1的牙刷，容易产 生刷毛弯折。

另一方面，使用每单位面积的断裂伸长率超过2600％的PBT制锥形毛的比较例2的牙 刷，容易引起刷毛散开。