CN1547442A - 牙刷的制造方法 - Google Patents

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Abstract

牙刷(10)的制造方法，将成形装置(70)的充填材料浇注口(72)设定在靠近与刷毛植入部(16A)连接的基板(11)的刷柄(12)的位置。

Description

牙刷的制造方法
技术领域
本发明涉及牙刷的制造方法。
背景技术
作为有关牙刷的制造方法的现有的技术，以下方式被广泛采用，即通过被称作平线的金属部件，将刷毛束插入刷毛束插入孔固定。该方式虽然可以简便地构成牙刷的制造装置，但是具有不能使牙刷的刷毛植入部分的厚度变薄、斜着植入刷毛困难的缺点。一方面，有以下不使用平线的方法。
(1)方式I(例如特公平6-16725、USP4635313)
在将塑料材料填充到插入刷毛束的刷毛束收容孔内的成形用模具以及与该模具以外的其他成形用模具组合形成的模穴内填充塑料材料，制造牙刷的刷柄部的方法。该方法可以同时进行刷柄部的形成和刷毛植入以及刷毛束的固定，但是提高塑料材料的填充压力时，从上述刷毛束收容孔和刷毛束之间容易产生塑料材料的漏出。
(2)方式II(例如USP5458400、特开平9-182632)
将刷毛束植入在具有多个刷毛束插入孔的基板上，然后用塑料材料填充该基板开口部的方法。该方法是刷柄部的形成和刷毛植入是不同的工序。由于可以使刷毛束插入孔和刷毛束紧密结合，因此，填充塑料材料时，与方式I相比较，不容易产生塑料材料从刷毛束插入孔和刷毛束之间的漏出。但是，由于被填充的上述塑料材料的收缩，会产生基板和该塑料部件之间的粘接力下降的问题。
(3)方式III(例如特公平6-46962)
加热具有刷毛束插入孔的基板的刷毛束插入孔部和刷毛束基部这两方，将该刷毛束插入该刷毛束插入孔内，使双方成为紧密结合状态。该方法容易使刷毛束的紧密结合力不均等。
(4)方式IV(特公昭50-14465)
将刷毛束插入具有多个刷毛束插入孔的基板的凹部，通过使塑料板与该凹部的刷毛束的基部的背面粘接，用该塑料板覆盖该基部背面的方法。该塑料板不收缩。但是，具有以下危险，即由于刷牙时产生的弯曲应力，基板与该塑料板脱离、基板折断。
上述方式I～方式IV的四种方法的任何一种中，使牙刷的刷毛植入部变薄时，都需要确保刷毛植入部的强度。特别是方式II中，形成刷毛植入部的基板后，为了用充填材料填充该基板的开口部，需要确保其粘接强度。如果是不充分的话，有可能由于刷牙时产生的弯曲应力，基板与充填材料的粘接部脱离、基板折断。由于折断的基板会损伤口腔，因此基板的折断是牙刷的致命缺陷。
本发明提供一种牙刷的制造方法，是在方式II的方法中，可增强基板和充填材料(塑料部件)的粘接强度，并且填充为了固定刷毛束的充填材料时，抑制充填材料从刷毛束插入孔漏出的牙刷的制造方法。
并且，本发明提供避免弯曲应力向基板和充填材料集中的牙刷的制造方法。
另外，本发明提供增强上述基板和充填材料之间的粘接强度的牙刷的制造方法。
另外，本发明中，将充填材料填充到在基板背面形成的充填材料的填充用凹部。此时，充填材料通过填充后的冷却紧固收缩，由于其收缩应力，上述粘接力下降并且基板变形。另外，由于该基板变形，植入基板的刷毛植入部的刷毛束相对于刷柄的刷毛植入角发生变化。
因此，本发明中，最好是预测上述的收缩程度和刷毛植入角的变化，得到所希望的刷毛植入部的基板形状和所希望的刷毛植入角度。
为了防止从刷毛束插入孔的间隙漏出充填材料，试着将流动性较高的树脂用于充填材料，使该树脂的填充压力下降。但是，只采用这样的树脂不能解决充填材料漏出的问题。
发明内容
本发明是在将刷毛束插入设置在刷柄前端的基板的刷毛植入部的刷毛束插入孔内的状态下，将该基板设置在成形装置上，将从该成形装置的浇注口排出的充填材料注入刷毛束的基部周围，该刷毛束被插入在基板的刷毛植入部的刷毛束插入孔内，通过使该基板和该刷毛束的基部粘接，使刷毛束对基板固定化的牙刷的制造方法，通过将成形装置的该充填材料的浇注口设置在靠近连接基板的刷毛植入部的刷柄的位置来实现。更理想的该浇注口的设置位置，是在刷毛植入部的中央部与连接该刷毛植入部的颈部的小截面积部分(与刷柄的长度方向正交的截面是最小的部分)之间。
该牙刷的制造方法中，虽然刷牙时产生的弯曲应力容易集中，将成型装置的充填材料的注出口设置在靠近连接牙刷的刷毛植入部的刷柄的位置，但是由于紧靠着充填材料浇注口的下方，充填材料是高温并且高压，因此，基板和充填材料的粘接力增强，可以提高牙刷的耐久性。
本发明的成形装置是指排出充填材料的填充机，或指将模具等其他部件与该填充机组合的装置(参照图27)。
本发明中，由于在被充填材料填充的基板的表面设置凹凸部，充填材料与凹凸部的粘接面积增加，因此，可以更加增强上述粘接力。
另外，在通过使基板和刷毛束的固定化的牙刷的制造方法中，本发明通过使被充填材料填充的基板的凹部形成R面、锥形面、层差面或者这些的复合形状而实现。具体是使至少该凹部的一部分形成R面、锥形面或刷柄的长度方向平行面与垂直面交叉组合形成的层差面、或者这些的复合形状，这些R面形成在该凹部的表面、与刷柄的连接部或其附近。其原因是该连接部上容易产生更强的应力集中。
本发明中，由于在基板和刷柄的连接部形成上述的形状，因此即使基板和充填材料的粘接强度下降，也可以避免弯曲应力向基板和充填材料的连接部集中，防止牙刷折断。另外，上述的层差除了避免应力集中之外，具有提高充填材料和基板的粘接强度的效果。这是因为与充填材料的收缩相关联，可以认为在收缩的最大方向上(通常是刷毛植入部的长度方向，参照图28)使凹部具有平行面(层差的水平面)具有抑制因该充填材料的收缩引起的上述粘接力降低的效果。
另外，权利要求2、6的「R面」是指端面没有棱、进行磨圆处理后的状态，也包括大致圆形的磨圆处理。在第三实施方式～第七实施方式的说明中，使用的记号「R301、R(301A、301B、301C)」中的「R」也是相同的意思。另外「C」是指锥形的倒角，在第三实施方式～第七实施方式中使用的记号「C302、C302A、C302B、C302C」中的开头「C」也是相同的意思。另外R为0.2mm是指圆形R的半径是0.2mm，C为0.2mm是指以45°实施倒角的正交两条边的各边长为0.2mm。
「刷柄的长度方向」是指从成为牙刷制品时的基板开始，刷柄延伸出的方向。图1中，是纸面上刷柄的长部分的方向。
另外，本说明书中用的「孔轴」是指将刷毛保持在刷毛束插入孔的孔内时的刷毛的长度方向。
本说明书中的「基板的正面」是指刷牙时，牙刷的刷毛束突出一侧的基板的面，「基板的背面」是指与牙刷的上述基板的正面相反的一面。
「基板的长度方向」是指从牙刷的基板开始向着刷柄部的方向。图1中是纸面上沿着刷柄的长的部分的方向。
「沿着基板长度方向的剖面」是指平面上将上述基板的正面朝下地放置牙刷时，通过与其正面垂直的面形成的剖面。图20、图23、图24、图29是沿着长度方向的剖面图。
另外，本说明书中的「孔的剖面」是指将刷毛保持在孔内时与刷毛的长度方向垂直面的剖面。
另外，本说明书中的「紧固」是指在一个刷毛束上，各个刷毛相互熔融后的粘接，或者多个刷毛束熔化后粘接的状态。本发明中，通过熔融或熔融冲压使刷毛束熔融紧固时，刷毛束与基板不一定粘接。有利用刷毛的材料和基板的材料以及加热手段、熔融冲压手段进行粘接的情况，但是代表性的刷毛的材料尼龙和代表性的基板的材料聚丙烯不粘接的情况居多。
附图说明
图1是表示第一实施方式的基板及其成形用模具的模式图。
图2是表示基板主要部位的模式图。
图3是表示刷毛束保持夹具和刷毛束植入装置的模式图。
图4是表示刷毛束端面的熔融装置的模式图。
图5是表示刷毛束的熔融紧固面形成状态的模式图。
图6是表示向成形装置进行基板定位状态的模式图。
图7是表示模具与基板接触状态的模式图。
图8是表示利用成形装置注入充填材料的状态的模式图。
图9是表示将牙刷从刷毛束保持夹具卸下后状态的模式图。
图10是表示第二实施方式的基板的刷毛束插入孔和成形装置的浇注口设置的模式图。
图11是表示第三实施方式的基板的模式图。
图12是表示第三实施方式的基板变型例的模式图。
图13是表示第三实施方式的基板变型例的模式图。
图14是表示第四实施方式的基板的模式图。
图15是表示第五实施方式的基板的模式图。
图16是表示第六实施方式的基板的模式图。
图17是表示第七实施方式的基板的模式图。
图18是表示第八实施方式的基板的模式图。
图19是表示第九实施方式的基板的模式图。
图20是表示第十一实施方式的基板及其成形用模具的模式图。
图21是表示基板主要部位的模式图。
图22是表示刷毛束保持夹具和刷毛束植入装置的模式图。
图23是表示刷毛束端面的熔融装置的模式图。
图24是表示刷毛束的熔融面形成状态的模式图。
图25是表示向成形装置传送基板状态的模式图。
图26是表示向模具进行基板定位状态的模式图。
图27是表示利用成形装置注入树脂的模式图。
图28是表示将牙刷从模具和刷毛束保持夹具卸下后的状态的模式图。
图29是表示基板的初期形状、充填材料的收缩以及刷毛束的刷毛植入角变化的模式图。
图30是表示充填材料的收缩修正形状的模式图。
具体实施方式
(第一实施方式)(图1～图9)
牙刷的制造方法以及制造装置的构成如下。
(1)牙刷10的基板11是利用图1的基板成形用模具20(上模21和下模22)成形。本实施方式中，基板11、刷柄12、颈13以及刷头14是一体成形。
如图2所示，刷头14具有被设置在背面的外边缘的壁15包围着的填充用凹部16，在该填充用凹部16的刷毛植入部16A上，贯通形成有多个刷毛束插入孔17，刷毛束18被植入在各刷毛束插入孔17内。
并且，向后述的刷头14进行刷毛束18的刷毛植入工序后，向刷头14的填充用凹部16内进行充填材料19的填充。并且，可以不对整体进行一体成形，可以首先只将刷头14成形，对该刷头14进行刷毛植入后，再向刷头14的填充用凹部16内进行充填材料19的注入及刷柄12和颈部13的成形。
基板11上，刷头14的外边缘的整个周边上形成有壁15。这样，填充用凹部16的充填材料19与基板11的粘接面积加大，粘接性和刷头14的弯曲强度被强化。另外，壁15也可以部分形成在上述刷头14的外边缘处。
基板11的材质可以使用聚丙烯、丙烯腈苯乙烯共聚物、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚甲烯酸甲酯、不饱和聚酯等任何一种树脂。如果可以确保牙刷10的必要强度和耐久性，使基板11成形的流动特性和热稳定性充足的话，可以不限定材质。刷毛束18的材质可以采用尼龙、聚丁烯对酞酸盐等。
(2)将基板11安装在刷毛束保持夹具30上。如图3所示，刷毛束保持夹具30具有基板11的安装部31、收容刷毛束插入孔17的刷毛束整形孔32。
另外，刷毛束保持夹具30的材质是金属(铁、铝)以外，可以是塑料或金属与塑料的复合体。塑料最好是四氟乙烯。其理由是该塑料由于滑动性好，可以顺利进行向刷毛束18的插入，可以防止将刷毛束18收容在刷毛束整形孔32内时的刷毛束18的损伤。另外，向金属材料上涂上四氟乙烯材料，可以确保滑动性和耐久性两方面，非常理想。
刷毛束整形孔32的孔的底面形状与刷毛束18的前端形状相同。
(3)通过收容刷毛束18的套管40，刷毛束18被拣选(图3)。并且，收容在套管40内的刷毛束18通过刷毛束植入装置50的挤出销钉51被挤出，该刷毛束18通过被插入到安装在刷毛束保持夹具30的基板11的刷毛束插入孔17内，刷毛束18被植入基板11。刷毛束18的前端与刷毛束整形孔32的底部接触，刷毛束18的另一前端(基部)向基板11的背面突出(图3)。
(4)如图4所示，通过刷毛束端面熔融装置60，向基板11的背面突出的刷毛束18的基部端面被熔融或熔融冲压，在基板11的背面形成了塞住刷毛束插入孔17的带状(薄片状)的熔融紧固面18A(图5)。刷毛束18的熔融紧固面18A可以是连续的带状，也可以是独立的块状。
刷毛束端面熔融装置60除具有放热体装置以外，也可以使用具有超声波振动体的装置。
(5)植入刷毛束18的基板11和刷毛束保持夹具30通过传送装置200被传送到成形装置70内的定位装置201，其位置被确定(图6)。
(6)通过填充装置80，从成形装置70的模具71的浇注口72(浇口)排出的充填材料19被注入靠近基板11的填充用凹部16的刷柄的位置，通过该充填材料19，刷毛束18被固定在基板11上(图7、图8)。
(7)充填材料19紧固后打开模具71，从模具71取出牙刷10和刷毛束保持夹具30(图9)，将牙刷从刷毛束10保持夹具30上卸下(图9)。
另外，上述成形装置70(图6～图9)中，表示的是以下的实施例，即，使用的是纵型(将充填材料19向下方排出的形式)，用定位装置201确定安装在基板11上的刷毛束保持夹具30的位置，将充填材料19向刷头14的填充用凹部16注射成形。该方式中，通过将刷毛束保持夹具30在成形装置70内水平移动，可以连续传送，因此，牙刷的成形效率提高。另外，根据需要也可以采用横型成形装置(图8中，将填充装置80和成形装置70一起旋转90度设置的装置)。
另外，上述实施方式中，由于只向在刷头14形成的填充用凹部16进行充填材料19的填充，因此，用少量的填充量，无论刷柄13等的形状都可以设定成形条件(填充压力、温度、填充速度等条件)。与此相反，向填充用凹部16进行充填材料19的填充以外，例如，颈部或刷柄部的一部分也成形的方式中，必须设定对应颈部或刷柄部形状的成形条件。
另外，由于壁15存在于刷头14的凹部16的整个周边，因此可以确实防止充填材料19从刷头14漏出，可以高精度地设定粘接充填材料19和基板11等所需要的填充压力。
另外，通常充填材料19使用与基板11相同的材料(例如聚丙烯树脂、丙烯腈苯乙烯共聚物、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚甲烯酸甲酯、不饱和聚酯树脂等)。牙刷一般使用聚丙烯树脂，但是，将与基板11不同物性的聚丙烯树脂用于充填材料19，可以期待提高填充时的成形性(提高充填材料19的流动性，实现低压填充等)。另外，根据需要，将与基板11的聚丙烯树脂不同的材料(例如热塑性合成橡胶)用于充填材料19，可以使牙刷10具有弹性，上色后外观具有特色。充填材料用的树脂最好选择对基板11有良好的粘接性的树脂，但是上述的任何树脂填充后都收缩。因此，可以说上述树脂(充填材料19)有使充填材料19和基板11的粘接力下降的性质。
在此，为了加强基板11或刷毛束18与充填材料19的粘接力，作为充填材料19，选择基板11和刷毛束18的材质以及热粘接性和化学粘接性好的材料，同时，最好是加热基板11，对模具71实施高温，提高充填材料19注入时的熔融温度。并且，如果提高充填材料19对填充用凹部16的注入压力，基板11和刷毛束18与充填材料19的粘接力提高，充填材料19的收缩程度降低，因此可以制造外观良好的牙刷10。但是注入压力过高的话，充填材料19容易从基板11和刷毛束18之间漏出，因此，有必要设定适当的压力。另外，作为加强粘接力的方法，可以有在基板11的表面进行电晕放电处理或等离子体放电处理后注入充填材料19，或在基板11的表面涂上底涂剂等。
第一实施方式中，上述(5)、(6)中，成形装置70的充填材料浇注口72被设定在靠近与基板11的刷毛植入部16A(填充用凹部16)连接的刷柄12的位置(图7)。如图7所示，浇注口72对基板11的设定位置是从刷毛植入部16A的长度方向中央位置16C到靠近刷柄12的范围L1内，更好的是，设定在从最靠近刷毛植入部16A的刷柄12的刷毛束插入孔17的中心到颈13的剖面积最小位置的范围L2内。
本实施方式具有以下效果。
①从成形装置70的浇注口72排出的充填材料19在浇注口72附近呈高温、高压，该浇注口72附近的充填材料19和基板11的热粘接力增强。
本实施方式中，成形装置70的浇注口72被设定在靠近与基板11的刷毛植入部16A连接的刷柄12的位置。该位置上容易产生由充填材料19的收缩引起的基板11和充填材料19的粘接力下降，刷牙时产生的弯曲应力容易集中。因此，通过将浇注口72设定在靠近与基板11的刷毛植入部16A连接的刷柄12的位置上，在靠近基板11的刷柄12的位置上，确保基板11和充填材料19的强的热粘接力，防止基板11和充填材料19的粘接部的脱离。因此，不会发生基板11折断。
②由于利用注射模塑成形排出充填材料19，因此，通过对浇注口72(浇口)的充填材料19在通道直径细的浇口部产生剪切放热，充填材料19成为高温。因此，可以减少使注射充填材料19的温度(注射汽缸的温度)上升的热量。并且，如果注射汽缸的温度过高，会产生充填材料19的老化、变色、炭化等。
第二实施方式(图10)
本实施方式中，将成形装置70的浇注口72设定在靠近与基板11的刷毛植入部16A(填充用凹部16)连接的刷柄12的位置时，将从成形装置70高温、高压地排出充填材料19的浇注口72设置在与刷毛束插入孔17不重合的位置。因此，从浇注口72排出的高温、高压的充填材料19的热不直接传到刷毛束插入孔17和熔融紧固面18A上，可以防止充填材料从刷毛束18的底部和基板11之间漏出。
第三实施方式(图11、图12)
①第三实施方式中，被充填材料19填充的填充用凹部16的底部与刷柄12的连接部上，形成圆形R301(图11)或者锥形的倒角C(锥面)302(图12)。
这样，可以避免向填充用凹部16的棱部的应力集中。
另外，关于R301和C302，最好是R大于等于0.2mm，C大于等于0.2mm。R301、C302的R值是在可能的范围内越大越好。R为0.2mm的意思是圆形R的半径是0.2mm，C为0.2mm的意思是以45°倒角的正交两条边的各边长为0.2mm。
②第三实施方式的其他例是被充填材料19填充的凹部16的表面，在凹部16的底面与刷柄12的连接部上形成了层差面303(图13)。
上述①、②中，对设置在基板11的填充用凹部16的R301、C302以及层差面303的设置位置没有特别限定，但是，本实施方式中，设置在刷牙时产生的弯曲应力容易集中的靠近刷柄12的位置。这样，可以避免上述弯曲应力的集中，其结果可以防止基板11的折断。
第四实施方式(图14)
第四实施方式(图14)是层差面303A与R(301A、301B、301C)和C302A的组合例。
第五实施方式(图15)
第五实施方式中，基板11的填充用凹部16的外边缘的壁15的高度低于充填材料19的填充高度。壁15与牙刷10的长度方向的平行面102连接，由面102、面103和面104形成的层差被设置在基板11与刷柄12的连接部。并且，面103和面104与面102垂直。充填材料19超过壁15的上面，填充到刷柄12的上面的高度。另外，本实施方式中，通过设置与充填材料19的最大收缩方向(图15(B)的箭头A的方向)平行的面102(参照图15(A))，可以防止由于充填材料19收缩引起的充填材料19与基板11的粘接力下降。并且，如果再设置与充填材料19的最大收缩方向(图15(B)的箭头B的方向)正交方向平行的面102(参照图15(C))，可以更加加强防止上述粘接力下降的效果。
第六实施方式(图16)
第六实施方式中，在基板11的填充用凹部16的靠近刷柄12的壁15的内侧上设置凹凸面121。凹凸面121可以设置在从壁15的上面直到底部(图15(B))，也可以设置在其一部分上(图15(C))。凹凸面121也可以设置在填充用凹部16的基板面16B上。
根据本实施方式，由于该凹凸面121的形成，基板11和充填材料19的粘接面积增大，基板11和充填材料19之间的粘接强度提高。另外，充填材料19流向基板11的表面时，充填材料19的高温树脂使基板11的表面凸部的前端熔化，使基板11和充填材料19的粘接强度提高。
对设置在基板11的填充用凹部16上的凹凸面121的位置没有特别的限定，但是通过设置在靠近刷牙时产生的弯曲应力容易集中的刷柄12处，使基板11和充填材料19的粘接强度提高，可以防止由于上述弯曲应力引起的基板11的折断。
第七实施方式(图17、图18)
第七实施方式是关于不赋予充填材料19收缩时阻碍该充填材料19移动的形状的牙刷10。图17中，设置有从基板11的填充用凹部16的刷柄12的侧端向颈13延伸的鼓起和缩颈形状的第二凹部131。该第二凹部131不贯通基板11。充填材料19被填充到填充用凹部16和该第二凹部131。被填充的充填材料19成为被缩颈部分束缚的状态，因此，即使向基板11施加强的弯曲应力，充填材料19也不会移动，其结果，基板11和充填材料19的粘接强度提高。
图18中，设置有从基板11的填充用凹部16的刷柄12的侧端向颈13延伸的第二凹部142和与该第二凹部142连接的贯通孔141。贯通孔141是鼓起形状，第二凹部142是缩颈形状，两者连接。贯通孔141的上面(基板11的背面)的直径(141A)比贯通孔141的下面(基板11的正面)的直径(141B)小。本实施方式也可以达到上述的效果(阻碍充填材料19移动的效果)。
本发明的填充装置80也可以使用热熔胶粘剂的给料器(气泵式、齿轮式、螺旋泵式等)。
第八实施方式(图19)
第八实施方式中，将植入基板11的刷毛束18的部分的板厚t1设置为大于等于1mm，最好是大于等于2mm。这是为了确保牙刷10的强度。但是，t1过厚的话，颈13的板厚t2过大，刷牙时牙刷10的操作性恶化。如果考虑操作性，t2在小于等于6mm为好，t1小于等于4mm更好。因此，t1在大于等于1mm、小于等于4mm的范围为好，在大于等于2mm、小于等于4mm更好。
第九实施方式
第九实施方式是关于选定上述的牙刷10基板11的材质。
用于牙刷的树脂从价格、成形性以及对牙膏等的耐药性等考虑，通常使用聚丙烯。
现有的使用平线的方式中，为了防止刷毛束掉毛，需要使用高刚性的树脂。在此，使用聚丙烯中刚性高、弯曲弹性率(JIS K 7203)大于等于1700MPa的同聚物聚丙烯。但是，树脂的刚性和耐冲击性是相反的关系。即刚性过高时，耐冲击性的埃左氏冲击值(JIS K 7110)达不到3.0KJ/m2，牙刷容易被冲击折断。
本发明中，由于不使用平线，没有必要使用刚性高的聚丙烯。因此，由于可以使用虽然刚性低，但耐冲击性高的树脂用于基板11，因此，可以抑制由于冲击引起牙刷10折断的发生。
实验结果表明，如果聚丙烯的埃左氏冲击值大于等于3.0KJ/m2，即使在通常的刷牙过程中对基板11产生冲击力的情况下，也可以防止基板折断。并且，本发明的牙刷10中，即使使用弯曲弹性率不到1700MPa的聚丙烯，也不会发生刷毛束18掉毛。
作为上述树脂的例，有块状聚合材料和不规则聚合材料。市场销售的产品有出光石油化学公司生产的J-750HP和J-950HP等块状聚合材料，大聚合物公司生产的J226ED等的不规则聚合材料。
另外，以改变耐冲击性为目的，可以使用在同聚物中配合5～30％左右的金属茂线性聚乙烯(メタロセンリニアポリエチレン)的共聚物树脂。市场销售的产品有日本ポリケム公司生产的KJ 640等。
第十实施方式(图20～图30)
以下与装置的操作一起表示该实施方式的牙刷的制造方法。
(1)牙刷10的基板11是用图20的基板成形用模具20(上模21和下模22)成形。本实施方式中，基板11由与刷柄12和颈13一体成形的刷头14构成。如图21所示，刷头14具有被设置在背面的外边缘的壁15包围着的填充用凹部16，在填充用凹部16的刷毛植入部16A的基板面16B上，贯通形成有多个刷毛束插入孔17，刷毛束18被植入在各刷毛束插入孔17内。
并且，向后述的刷头14进行刷毛束18的刷毛植入工序后，向刷头14的填充用凹部16内进行充填材料19的填充。但是，首先只将刷头14成形，对刷头14进行刷毛束18的刷毛植入后，也可以同时向刷头14的填充用凹部16内进行充填材料19的填充和刷头14以外的部分的成形。
基板11的树脂可以使用聚丙烯、丙烯腈苯乙烯共聚物、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、聚甲烯酸甲酯、不饱和聚酯等任何一种树脂。如果可以确保牙刷10的必要强度和耐久性等，不特别限定材料。刷毛束18的材料是能满足对牙齿清扫性能的树脂，例如尼龙等聚酰胺、聚丁烯对酞酸盐等聚酯。
(2)将基板11安装在刷毛束保持夹具30上。如图22所示，刷毛束保持夹具30具有基板11的安装部31、以及与安装在安装部31的基板11的刷毛束插入孔17连接的刷毛束整形孔32。
刷毛束保持夹具30的刷毛束整形孔32的底面形状与刷毛束18的前端形状相同。通过将后述的挤出销钉51的前端形状做成与刷毛束整形孔32的形状相同，可以提高刷毛束18的前端部的成形性。
(3)通过收容刷毛束18的套管40，刷毛束18被拣选(图22)。并且，通过刷毛束植入装置50的挤出销钉51，刷毛束18被挤出，该刷毛束18通过从安装在刷毛束保持夹具30的基板11的刷毛束插入孔17被插入到刷毛束保持夹具30的刷毛束整形孔32内，刷毛束18被植入基板11的刷毛束插入孔17。刷毛束18的前端与刷毛束整形孔32的底部接触，刷毛束前端的形状被整理(图22)。
(4)如图23所示，通过刷毛束端面熔融装置60，基板11背面上从刷毛束插入孔17突出的刷毛束18的基部端面被熔融或熔融加压，在基板11的背面形成了塞住刷毛束插入孔17的带状(薄片状)的熔融面18A填充(图24)。刷毛束18的熔融面18A可以是带状，也可以是块状。
刷毛束端面熔融手段60可以使用具有放热体的装置，具有热风产生源的装置、具有超声波振动体的装置等。
(5)插入刷毛束18的基板11和刷毛束保持夹具30被传送到成形装置70，被设置在模具上(图25、图26)。
(6)充填材料19从填充装置80的浇注口被排出，该充填材料19通过成形装置70的模具71的充填材料浇注口72(浇口)，被注入形成在基板11上的填充用凹部，刷毛束18被固定在基板11上(图26、图27)。
(7)充填材料19紧固后，从模具71取出牙刷10和刷毛束保持夹具30，并且，将牙刷10从刷毛束保持夹具30上卸下(图28)。
本实施方式中，可以只使用为了对填充用凹部16进行填充的模具71制造牙刷。也就是即使不使用为了对填充用凹部16进行填充的模具71以外的模具，也可以制造牙刷。因此，可以节约模具的制作费用。并且，成形装置的构造比较简单，对于装置的维修方面有利。另外，也可以在模具71内形成刷毛保持用的空腔(模穴)。
作为填充装置80可以使用注射模塑成形机81。图27的注射模塑成形机81是将注射汽缸和注射柱塞纵型排列，也可以横型排列(将成形装置整体从图27开始旋转90°地排列)。成形装置70的填充浇注口72的浇口方式可以是冷浇口方式，也可以是热浇口方式。
另外，由于外壁面形成在刷头14的填充用凹部16的整个周边，因此，可以确实防止充填材料19从刷头14漏出，可以高精度地设置基板11和充填材料粘接的必要填充压力。
充填材料19的材料可以与基板11相同，也可以不同。也可以使用热熔胶粘剂或合成橡胶。
另外，为了加强充填材料19与基板11和刷毛束18的粘接力，也可以将提高热粘接性或化学粘接力的材料涂在填充用凹部16的表面，或与充填材料19混合。另外，也可以加热基板11，对模具71实施高温来提高热粘接性，或提高充填材料19注入时的充填材料19的熔融温度。另外，为了加强充填材料19与基板11和刷毛束18的粘接力，通过防止收缩(防止充填材料的冷却紧固时充填材料的收缩)提高牙刷的外观，充填材料19对填充用凹部的注入压力最好高一些。为了强化基板11和刷毛束18、或基板11和充填材料19的粘接力，向基板11混合刷毛束18或充填材料19的构成材料，也可以将刷毛束18或充填材料19的构成材料与可以提高热粘接性或化学粘接性等的粘接性的材料混合。
另外，本发明的填充装置80也可以使用热熔胶粘剂的给料器(气泵式、齿轮式、螺旋泵式等)。
本发明中，被填充在填充用凹部16的充填材料19冷却紧固时，由于收缩应力使基板11变形。并且，由于基板11的变形，植入基板11的刷毛植入部16A的刷毛束18对刷柄12的刷毛植入角发生变化。在此，最好是预测收缩引起的基板11的变形程度以及刷毛植入角的变化程度，得到所希望的基板11形状和所希望的刷毛植入角度。
图29(C)和图29(D)中表示的例是，预测伴随着由于充填材料19的冷却紧固引起的基板11的变形，以及随着刷毛束18对刷柄的刷毛植入角度的变化，向稍微向内侧弯曲的基板11的刷毛植入部16A植入，充填材料19冷却紧固后，基板11大致成水平状，得到了刷毛植入角对刷柄12大致是直角的牙刷10。另外，图29(D)中的箭头是指充填材料19的最大收缩方向。
如上所述的本发明是关于上述背景技术中说明的方式II的刷毛植入方法，提高填充在基板凹部的充填材料和基板或者充填材料与刷毛束基部的粘接力，提供高强度牙刷的制造方法。
另外，本发明提供可以避免刷牙操作时对基板的应力集中，可以防止由于应力集中引起的牙刷折断的牙刷的制造方法。
并且，根据本发明，预测伴随填充在基板背面的充填材料的冷却紧固的收缩引起的基板的弯曲变形，可以得到所希望的基板的最终形状。

Claims (8)

1.一种牙刷的制造方法，在将刷毛束插入设置在刷柄前端的基板的刷毛束插入孔内的状态下，将该基板设置在成形装置上，将从该成形装置的浇注口排出的充填材料注入刷毛束的基部周围，该刷毛束被插入基板的刷毛束插入孔内，使该基板和该刷毛束粘接，据此，使该刷毛束相对于该基板进行固定的牙刷的制造方法，其特征在于，将成形装置的充填材料的浇注口设置在从刷毛植入部的中央部到与该刷毛植入部的连接颈部的最小剖面积的部分之间，从该浇注口注入充填材料。
2.一种牙刷的制造方法，在将刷毛束插入设置在刷柄前端的基板的刷毛束插入孔内的状态下，将该基板设置在成形装置上，将从该成形装置的浇注口排出的充填材料注入刷毛束的基部周围，该刷毛束被插入基板的刷毛束插入孔内，使该基板和该刷毛束粘接，据此，使该刷毛束相对于该基板进行固定的牙刷的制造方法，其特征在于，作为上述基板使用具有用于填充充填材料的凹部的部件，在该凹部的表面形成R面、锥形面、层差面或者将这些面复合的形状，将充填材料填充到该凹部。
3.一种牙刷的制造方法，在将刷毛束插入设置在刷柄前端的基板的刷毛束插入孔内的状态下，将该基板设置在成形装置上，将从该成形装置的浇注口排出的填充材料注入刷毛束的基部周围，该刷毛束被插入基板的刷毛束插入孔内，使该基板和该刷毛束粘接，据此，使该刷毛束相对于该基板进行固定的牙刷的制造方法，其特征在于，作为上述基板使用具有用于填充充填材料的凹部、在该凹部和刷柄的连接部侧上设置有第二凹部的部件，该第二凹部与该凹部相连阻止伴随着该充填材料的收缩而产生的该充填材料的移动，将充填材料填充到该两个凹部。
4.如权利要求1～3所述的牙刷的制造方法，其特征在于，将上述成形装置的充填材料的浇注口设置在与基板的刷毛束插入孔不重合的位置。
5.如权利要求1或2所述的牙刷的制造方法，其特征在于，上述基板上的刷毛束的基部周围，在被充填材料填充的上述凹部的表面形成凹凸形状。
6.如权利要求2所述的牙刷的制造方法，其特征在于，将上述R面的曲率半径设定为大于等于0.2mm，将上述锥形面的C值设定在大于等于0.2mm。
7.如权利要求2所述的牙刷的制造方法，其特征在于，将形成上述基板的刷毛束插入孔部分的板厚设定在大于等于1mm、小于等于4mm。
8.如权利要求2所述的牙刷的制造方法，其特征在于，用埃左氏冲击值为大于等于3KJ/m2的聚丙烯形成上述基板。
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