专利名称：：牙刷的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种牙刷，其使用由聚对苯二曱酸l，3-丙二醇酯(PTT)树脂构成的用毛。本申请对2006年9月19日申请的日本专利申请第2006-252676号主张优先权，在此引用其内容。
背景技术：
：牙刷的用毛通常使用尼龙树脂(6-12尼龙、6-IO尼龙)或聚对苯二曱酸丁二酯(PBT)树脂等合成树脂，部分也使用如猪鬃的天然毛。另外，近年来作为用毛提案有使用由聚酯树脂即聚对苯二曱酸，3-丙二醇酯(PTT)树脂构成的单丝的牙刷(例如，参照专利文献l、专利文献2、专利文献3)及由兼备透明性和柔软性、耐久性的聚对苯二甲酸l,3-丙二醇酯类单丝构成的牙刷(例如，参照专利文献4、专利文献5)。作为用毛使用PTT树脂的牙刷由于弯曲恢复性及柔软性优良，所以与使用尼龙树脂或PBT树脂的情况相比，用毛不容易散开，能够长时间维持高的清扫力。但是，使用由PTT树脂构成的用毛的牙刷由于用毛不容易散开，牙刷的替换时间不明确，所以长时间被使用，而对用毛持续施加反复的力，故用毛往往发生劈开或折断的机械性断裂。为了提供由PTT树脂构成的用毛不断裂的牙刷，提供了一种牙刷，该牙刷将由PTT树脂和聚酯类树脂构成的合成树脂制单丝作为用毛(参照专利文献6)。另外，由于使用由PTT树脂构成的用毛的牙刷显示劣化状态，所以提案了一种技术，该技术将用于用毛的PTT毛做成双层的芯鞘结构，用毛的颜色或颜色的浓度随磨耗发生变化(参照专利文献7)。专利文献7记载的技术不根据毛头的打开程度就能够知道牙刷的替换时间。另一方面，作为牙刷的用毛，在刷毛的周围及切断端面全区域形成凹凸，能够很好地清洁牙齿及按摩牙龈(参照专利文献8)。另外，作为使用PTT树脂的牙刷，也有在由PTT纤维构成的芯材的周围植设有通过制纽加工而织入细丝的制纽鬃丝的牙刷(参照专利文献9)。专利文献l:(日本)特开平8-173244号公报专利文献2:(日本)国际公开01/75200号小册子专利文献3:(日本)特表2001-511379号公报专利文献4:(日本)特开2006-2256号公报专利文献5:(曰本)特开2006-37273号公报专利文献6:(曰本)特开2005—270366号公报专利文献7:(日本)特开2005-103184号公报专利文献8:(日本)实开昭61-177027号公才艮专利文献9:(日本)特开2004-81647号7>才艮但是，具备使用目前的PTT树脂的用毛的牙刷有时由所有用毛不容易散开而长时间使用，从而不能够充分防止用毛的劈开或折断的机械性断裂。
发明内容本发明是鉴于所述点而开发的，其目的在于提供一种牙刷，该牙刷不容易发生用毛的劈开或折断的机械性断裂，且根据用毛的散开程度，明确牙刷的替4灸时间。本发明者对PTT用毛的机械性断裂进行了如下研究，想出了本发明的牙刷。即，在牙刷上植设有PTT用毛的情况下，由于毛因高的弯曲恢复性而难于打开，所以与使用尼龙树脂或PBT树脂的情况相比，能够长时间使用。因此，刷扫作用于用毛的负荷也持续长时间。通常，牙刷的用毛为直线形状，刷扫时作用于用毛的应力集中在用毛的根部(植设于植毛台的紧贴根部分)，在用毛的根部作用大的负荷。因此，用毛的劈开或折断的机械性断裂在用毛的根部发生。另外，为了防止PTT用毛的机械性断裂，考虑明确牙刷的替换时间，督促牙刷的替换，在PTT用毛发生机械性断裂之前替换牙刷。为了明确牙刷的替换时间，可考虑用毛径变细、用毛容易散开，从视觉上进行判断。但是，当单纯变细用毛径时，用毛变柔软，刷扫力降低、或用毛的强度降低，用毛往往发生折断。于是，本发明者不断锐意研究发现了本发明的牙刷，该牙刷将PTT用毛的形状做成因刷牙作用于用毛的应力不只集中在用毛的根部，而且用毛的散开程度(植毛部散开率)为与用毛的劣化状态相对应的形状，由此确保充分的耐久性，同时使牙刷的替换时间明确，从而能够防止PTT用毛的机械性断裂。本发明的牙刷将毛束植设于植毛面，该毛束是将由PTT树脂构成的用毛捆扎而成，其特征在于，在所述用毛的表面形成有多个凹部，形成有所述凹部的位置的所述用毛的最小截面积为所述用毛的最大截面积的40%~80%。这样，当用毛的表面形成有多个凹部时，刷扫时作用于用毛的应力分散到多个凹部，因此刷扫时的应力不会集中于用毛的根部，与不在用毛的表面形成凹部的情况相比，能够减轻作用于用毛的根部的应力。另外，当在用毛的表面形成有凹部时，用毛因刷扫时向作用负荷的凹部的应力而容易散开，因此能够从视觉上明确牙刷的替换时间，能够督促在用毛发生机械性断裂之前替换牙刷。因此，根据本发明，用毛不容易发生劈开或折断，且能够实现替换时间明确的牙刷。0.3mm~1.2mm、在所述伸长方向的长度为0.1mm0.8mm、深度为用毛径的0.1倍-0.5倍。将所述凹部的间距、伸长方向的长度、深度设为所述的范围，由此，变为PTT用毛的植毛部散开率更好的牙刷，且能够确保高的机械强度。另外，在此所说的用毛径是指用毛截面形状为圓形时的直径的意思，在用毛截面形状为正三角形或正方形等正多边形时，表示一边的长度。根据本发明，通过减轻作用于用毛的根部的应力集中，能够防止用毛的劈开或折断。而且，在视觉上也能够明确替换时间。图1是表示本发明的牙刷的一例的侧面图2是放大表示构成图1所示的牙刷的用毛中的1根的放大立体图;图3是图2所示的用毛的侧面图4是图2所示的用毛的剖面图，是形成有凹部的部分的剖面图。标i己i兌明1用毛2凹部10牙刷11头部12植毛面13手柄部15毛束21、22凹部单元A间距B伸长方向的长度(宽度)C深度D用毛径(粗细)E中心轴SI最小截面积S2最大截面积具体实施例方式下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。另外，本发明不限定于以下i兌明的实施方式。图1是表示本发明的牙刷的一例的侧面图；图2是放大表示构成图1所示的牙刷的用毛中的l根的放大立体图；图3是图2所示的用毛的侧面图；图4是形成有图2所示的用毛的凹部的部分的剖面图。图1所示的牙刷10具备头部ll，其具有植毛面12;手柄部13，其从头部11的后端延伸。手柄部13用于把持牙刷10，可以为适宜使用牙刷10的刷扫操作的任意的形状。头部11及手柄部13,例如能够通过硬质树脂等树脂一体成形而形成。另外，对构成手柄部13的树脂而言，为了易于把持，也可以至少一部分使用弹性体等柔软的树脂。作为头部11及手柄部13的材料，具体地说，可以单独或混合使用聚苯乙烯树脂(PS)、聚丙烯树脂(PP)、聚对苯二曱酸乙二醇酯树脂(PET)、丙烯腈-1、3-丁二蜂_苯乙烯树脂(ABS)、丙酸纤维素树脂(CP)、聚芳酯树脂、饱和聚酯树脂(PCTA、PCTG)、聚碳酸酯树脂(PC)、丙烯腈-苯乙烯树脂(AS)、聚缩醛树脂(POM)、聚对苯二曱酸丁二醇酯(PBT)、生物降解性树脂等原材料。另外，也优选为这些树脂彼此或与热塑性弹性体、硅树脂等组合而成的多色成形手柄。另外，头部11及手柄部13的材料不受上述记载的限制。在头部11的植毛面12上植设有多个捆扎用毛而成的毛束15。作为将毛束15固定于头部11的植毛方法，可通过目前技术的方法进行固定，例如，可通过下述等方法进行，即、利用平线(除黄铜、不锈钢等金属之外，以生分解性塑料为主的硬质塑料等止脱部件)将毛束15对折进行植毛的平线植毛；利用热等手段将毛束15的一端结合，在结合部处于金属模内的状态下，填充作为头部11的树脂并进行固定的注塑表面植毛(例如，特开昭61-268208、特表平9-512724);利用热等手段将毛束15的一端和头部11进行熔化结合的热溶化固定植毛(例如，特开昭60-241404)。另外，形成于植毛面12上的植毛穴的形状也可以为通常的圓及方孔或大致椭圆形、大致长圓形、大致长方形等长径和短径不同的形状。另外，植毛穴通常配列成格子状或锯齿状，能够根据目的功能而适宜选择植毛穴形状的组合及配列的组合。另外，头部ll的形状、大小的设计均不受任何限制，例如，作为头部ll的最小厚度，可以通过使用平线的植毛方法或不使用平线的植毛方法，做成若干不同的2mm6mm大小的厚度。构成图1所示的牙刷10的毛束15的用毛1由聚对苯二曱酸1，3-丙二醇酯(PTT)树脂构成。作为用毛1的单丝可以在不对用毛1的特性产生大的损失的范围内进行改质。具体而言，例如也可以在作为单丝的PTT树脂中适宜配合一种或两种以上相对热或光的稳定化剂、阻燃剂、填充剂、表面润滑剂、带电防止剂、杀菌材料(抗菌材料)等改质材料、其他的硬质树脂或弹性体等，或对单丝进行涂敷。另外，用毛l也可以使用透明(天然状态)用毛的原样，也可以作为利用颜料或染料而形成的透明系着色用毛或不透明着色(含白色)用毛使用，考虑牙刷IO的外观的商品性而适宜选择。透明用毛、透明类着色用毛、不透明着色(含白色)用毛也可以根据需要在毛束单位或毛束内组合使用这些的两种或其以上。透明类着色用毛或不透明着色(含白色)用毛等着色用毛可通过下述通常所使用的方法等进行制造，即，对纺丝时的树脂本身进行着色的方法；纺丝后或随同纺丝工序从表面进行着色的方法。另外，也可以在对牙刷10进行植毛前的切断(力少卜匕。一X)状态(25-35mm大小的用毛长度的束)、或在才直毛后只对用毛1的前端部分或用毛1的全部进行着色。当在用毛l的表面设置凹部2时，刷扫时作用于用毛的应力集中在凹部2，因此能够减轻作用于用毛l根部的应力，且用毛l容易散开。但是，为了充分防止用毛1的劈开或折断，并不是只要在用毛1的表面设置凹部2就可以的，需要形成有凹部2的位置的用毛1的最小截面积Sl为用毛1的最大截面积S2的40%~80%。如图4所示，在此所说的最小截面积Sl是指凹部在相对于用毛的长度方向垂直截断时最小的用毛截面积(图中，斜线部)。另外，最大截面积S2为外插连结在用毛上形成的凹部前后的最外层得到的线而得到的用毛截面积。当最小截面积Sl不足用毛1的最大截面积S2的40%((S1/S2)xioo<40(%))时，形成凹部2的部分的机械强度显著下降，不能发挥作为用毛l的原本的强度，弯曲强度显著下降。另外，因刷牙引起的用毛l的散开与通常的尼龙用毛程度相同，PTT用毛具有的优良的弯曲耐久性消失。另一方面，当最小截面积Sl超过用毛1的最大截面积S2的80%((S1/S2)xi00〉80(%))时，由于PTT树脂的优良的弯曲耐久性，所以因刷牙引起的用毛l的打开不充分，不仅替换时间不明确，而且继续使用的用毛有时发生折断。另夕卜，图3所示的凹部2的间距A优选0.3mm~1.2mm，更优选0.5mm~l.Omm。另外，在此所谓的凹部2的间距A，是指用毛1的伸长方向相邻的凹部2之间的距离。另外，所谓相邻的凹部2之间的距离是指凹部2的用毛1的伸长方向中心位置间的距离的意思。另外，凹部2的伸长方向的长度B(宽度)优选0.1mm~0.8mm，更优选0.2mm~0.5mm。另外，从连结图3及图4所示的凹部3的最外层得到的线到凹部2的谷底的距离的深度C优选为用毛径D的0.1倍~0.5倍，更优选0.1倍~0.3倍。另夕卜，作为用毛l的粗细，为3~10mil(0.076~0.254mn),优选5~8mil(0.125-0.203mn)，考虑使用性、刷扫感、清扫效果、耐久性等，作为构成一个牙刷的用毛，可以组合利用粗细不同的多个用毛。特别是在植毛面12上配置有多个植毛穴的规格中，从外侧朝向中央使用毛的强度逐渐变硬、或变化(粗细、材质、长度、色、截面形状)在使用感、外观差别形状方面也优选。另外，用毛的截面形状也可以为圓形、椭圓形或三角形、四边形等多边形；星型、三叶或四叶的叶状等直线类、曲线类，还有组合直线和曲线的不定形。对为这样的用毛l的单丝的制造方法没有特别的限定，例如能够利用通常的共挤压制造单丝的方法等进行制造。另外，对用毛l的表面具备的凹部2的形成方法也没有特别的限定，例如在制造单丝时的延伸工序或韧化工序等前或后，例如在上下或左右相对配置具有与凹部2的形状对应的截面看；？字状的凸部的滚筒，在相对配置的滚筒间使单丝通过而能够形成。另外，凹部2也能够在使单丝通过相对配置的滚筒之间时，一边实施热处理，一边在相对配置的滚筒之间使单丝通过而形成。另外，对凹部2的形成位置而言，不限定于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，在用毛1的表面具备两列凹部单元21、22，凹部单元也可以为一列。另外，上述实施方式中，两列凹部单元21、22相对于用毛1的中心轴E对称配置，但用毛1的伸长方向的凹部单元21的凹部的位置也可以被配置为成为凹部单元22的相邻的凹部中心。用毛l的凹部2的形状也可以是用毛1的伸长方向的截面看3字状或V字状或U字状、C字状。另外，用毛1具有的全部的凹部的形状既可以相同，也可以部分或全部不同。另外，用毛的凹部也可以是沿用毛的全周设置的槽。另外，用毛的凹部特别优选沿用毛的全长实施，但只要根据凹部的大小、用毛的截面形状、用毛径等适宜选择即可。在形成具有这样形状的凹部的情况下，作为使为用毛的单丝通过的滚筒，通过使用具有与半球状或大致多边形(长方形、三角形)、大致长圆形等想形成的凹部的形状相对应的凹部的滚筒，就能够与上述实施方式一样形成用毛1。另外，作为表面具备凹部2的用毛1的另外的例子，例如可以举出，在纺丝用毛l时，预先在主料中加入无机物，在利用其使纺丝而成的用毛的表面析出部分溶解而得到的表面施予任意的凹部而形成用毛。而且，也可以通过使用毛溶解于酸或碱药剂的化学方法、或在牙刷上植毛后对毛头进行机械研磨的研磨方法等，将毛头做成锥形状。作为研磨方法，例如可以举出，使用通过绕第一旋转轴旋转且支承第一旋转轴的轴承沿第二旋转轴旋转的研磨体，加工成在刷毛的剪定面和植设面之间滑动的锥形状的制造装置的方法。另外，所谓将毛头加工成锥形状时的凹部的深度，是指从连结形成于锥形部的凹部前后的最外侧得到的线到凹部的谷底的距离。另外，通过不同的牙刷10的制造方法，在将纺丝后的用毛捆扎规定根数，成为向巻轴巻取的4犬态，或切成一定的长度，在直线上抽4L成/人凄史cm到10cm大小的直径，在成为由纸或薄膜巻绕着的状态后，由于能够进一步减小用毛的残留变形，例如可以在60°C~160。C下进行从数分钟到数日间进行脱才几热处理。另外，牙刷IO的端部的毛边(或轮廓)形状和用毛长度可以任意设定，例如既可以为单一平面状、山峰状、凹凸形状，也可以为外侧和内侧、前端部和后端部等不同的形状。下面，列举实施例来进一步详细说明本发明，但本发明不限于这些实施例。(实施例1~实施例10、比專支例1~比專交例3)将捆扎表1或表2所示的PTT树脂构成的用毛而成的毛束植设在具有23个植毛穴的植毛面，制造出头部及手柄部由PCTA树脂构成的牙刷。(比较例4)除使用了由尼龙树脂构成的用毛外，其余与实施例1~实施例10、比较例1~比较例3相同，制造成牙刷。表1或表2表示用于实施例1~实施例10、比较例1~比较例4的牙刷上的用毛的侧面图、侧面图所示的箭头位置的剖面图、最小截面积S1占最大截面积S2的比例((S1/S2)xioo(%))、用毛尺寸(间距、深度、宽度)、用毛径。另外，在表1及表2的剖面图上，斜线所表示的部分的面积为最小截面积Sl,虚线围起来的部分为最大截面积S2。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>(1)用毛耐久性试-睑将实施例1~实施例10、比较例1~比较例4的牙刷放到模型耐久性试验机上，如下所示，进行了植毛部散开率和用毛折断的试验。试验方法是，将牙刷的头部放置于金属制的波板上，使用毛前端与波板表面接触，并与波板平线相对配置，使牙刷的头部和波板的整体浸渍在35。C的温水中。而且，在对牙刷的头部施加有400g负荷的状态下，使头部朝向直达波板的波的方向，以往返速度150次/分钟、刷扫行程40mm往复运动IO万次进行刷扫，对牙刷的植毛部散开率及用毛折断进行了评价。〈植毛部散开率〉在刷扫前(用毛耐久性试验前)，测定了植毛于头部的植毛群的植毛部宽度(相对于把手长度方向的直角方向的用毛群的毛头位置的全幅)，在模型试验机上刷扫规定次数(IO万次)后，再次测定了植毛部宽度，用刷扫前的植毛部宽度除其差值，再乘100倍，为百分数表示的植毛部散开率。另外，植毛部宽度在包含朝向最外侧的毛束的位置进行了计测。另外，植毛部散开率还依据以下的基准进行了评价。植毛部散开率(％)=((刷扫后的植毛部宽度-刷扫前的植毛部宽度)/(刷扫前的4直毛部宽度))x100〇30%~60%△:20%~30%或60%-80%x:小于20%或大于80%(用毛折断)在规定次数刷扫后，目测观察用毛根部的有无折断的发生，并依据以下的基准进行了评价。O:用毛没有折断x:用毛发生折断(2)功能评价利用刷毛耐久性试验结束后的牙刷，对牙刷的毛打开状态和替换时间是否有关联由专业参加者20名实施了7阶段功能评价，并依照以下的基准进行了评价。1:完全没有关联2:相当没有关联3:不太有关联4:有关联还是没有关联不好说5:有一点关联6:相当有关联7:非常有关联〇平均点6点以上△:平均点4~6x:4点以下综合评价以植毛部散开率、用毛折断、功能评价的结果为基准进行了判断。〇全部为"〇，，△:评价是"〇，，或"△"不是"x，，x:任一个中有"x"如表l-表3所示，在用毛的表面形成有多个凹部，在用毛的最小截面积Sl为用毛的最大截面积S2的40%~80%的实施例1~实施例10中，用毛折断的评Y介全部为〇，综合评价为〇或△。相对于此，在用毛没有形成凹部的比较例1和凹部的深度比优选的范围浅、最小截面积S1占最大截面积S2的比例超过80。/。的比较例2中，植毛部散开率非常低，植毛部散开率的评价为x。另外，还可知比较例1及比较例2的功能评价也是x,用毛的散开程度(植毛部散开率)与牙刷的替换时间不对应。另外，比较例1及比较例2的用毛折断的评价也是x,综合评价也为另外，最小截面积S1占最大截面积S2的比例不足40。/。的比较例3和使用由尼龙树脂构成的用毛的比较例4的用毛没有发生折断，但植毛部散开率非常高，植毛部散开率的评价为x。接着，显示本设计的其他例子。(实施例11~实施例18)除使用由表3所示的PTT树脂构成的用毛之外，其余与实施例1~实施例10、比较例1~比较例4一样制造成牙刷。表4表示用于实施例11~实施例18的牙刷上的用毛的侧面图、侧面图所示的箭头位置的剖面图、最小截面积S1占最大截面积S2的比例((S1/S2)xlOO(%))、用毛尺寸(间距、深度、宽度)、用毛径。另外，在表4剖面图上，斜线所示的部分的面积为最小截面积S1，虚线围起来的部分为最大截面积S2。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>利用实施例11~实施例18的牙刷，与实施例1~实施例10、比较例1比较例4一样，进行了(1)用毛耐久性试验和(2)功能评价。其结果表:所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>如表4及表5所示，在用毛的表面形成有多个凹部，用毛的最小截面积Sl为用毛的最大截面积S2的40%~80%的实施例11~实施例18中，用毛折断的评价全部为O，综合评价为O或A。产业上利用的可能性本发明的牙刷通过减轻用毛根部的应力集中，能够防止用毛的劈开或折断。另外，据本发明，可以提供视觉上能够明确替换时间的牙刷。权利要求1、一种牙刷，其将毛束植设于植毛面，该毛束是将由聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯树脂构成的用毛捆扎而成，其特征在于，在所述用毛的表面形成有多个凹部，形成有所述凹部的位置的所述用毛的最小截面积为所述用毛的最大截面积的40％～80％。2、如权利要求l所述的牙刷，其特征在于，所述凹部在所述用毛的伸长方向的间距为0.3mm~1.2mm、在所述伸长方向的长度为0.1mm~0.8mm、深度为用毛径的0.1倍-0.5倍。全文摘要本发明涉及一种牙刷，其用毛不容易发生劈开或折断的机械性断裂，且根据用毛的散开程度，明确牙刷的替换时间。牙刷(10)将毛束(15)植设于植毛面，该毛束(15)是将由聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯构成的用毛(1)捆扎而成，在用毛(1)的表面形成有多个凹部(2)，形成有凹部(2)的位置的所述用毛(1)的最小截面积(S1)为用毛(1)的最大截面积(S2)的40％～80％。文档编号A46D1/00GK101516232SQ20078003437公开日2009年8月26日申请日期2007年9月19日优先权日2006年9月19日发明者加藤孝夫,小林利彰,袴田佑辅申请人:狮王株式会社