JP2003235648A - ブラシの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンドルの先端側に設けられる基板に用毛束
を固定化するための充填材を確実に外れ止めすること。 【解決手段】 ブラシ１０の製造方法であって、成形装
置７０が基板１１の背面側に区画する背面充填用凹部１
６の空間に充填材１９を充填するに際し、成形装置７０
の押圧成形部７３により、基板１１における背面充填用
凹部１６の立上り壁１５を該凹部１６の内側に向けて倒
れ込み変形させた後、該凹部１６に充填材１９を充填す
るもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は歯ブラシ等のブラシ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、歯ブラシの製造方法として、USP5
458400に記載のものがある。この従来技術は、ハンドル
の先端側に設けられる基板に設けた用毛束挿入孔に用毛
束の基部を植設し、基板の背面側における用毛束の基部
の周囲に充填材を充填し、基板に用毛束を固定化するも
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の歯ブラシ
は、前工程で成形された基板に、用毛束を固定化するた
めの充填材を充填して接着するものであるため、歯磨き
時の繰り返し曲げ応力で基板と充填材の接着部が剥離し
て外れ易い。ハンドルの先端側に設けられる基板から上
述の充填材が剥離したときには、基板側の断面強度が直
ちに低減し、基板に折れを生じ、ひいては口腔内をキズ
つける虞がある。

【０００４】本発明の課題は、ハンドルの先端側に設け
られる基板に用毛束を固定化するための充填材を確実に
外れ止めすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ハン
ドルの先端側に設けられる基板の背面側に、立上り壁に
より囲まれる背面充填用凹部を形成し、基板の背面充填
用凹部の範囲内に設けた用毛束挿入孔に用毛束の基部を
植設し、基板の背面充填用凹部における用毛束の基部の
周囲に充填材を充填し、基板に用毛束を固定化するブラ
シの製造方法であって、充填材の充填時に、基板におけ
る背面充填用凹部の立上り壁の周囲に成形金型を被せ、
該成形金型が基板の背面側に区画する背面充填用凹部の
空間に充填材を充填するに際し、該成形金型の押圧によ
り、該基板における背面充填用凹部の立上り壁を該凹部
の内側に向けて倒れ込み変形させた後、該背面充填用凹
部に充填材を充填するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）（図１〜図９） 歯ブラシの製造方法と製造装置の構成を示せば以下の通
りである。(1)歯ブラシ１０の基板１１を、図１の基板
成形用金型２０（上型２１と下型２２）により成形す
る。本実施形態において、基板１１は、ハンドル１２に
ネック１３を介して一体成形されたヘッド１４により構
成されるものとした。

【０００７】ヘッド１４は、図２に示す如く、背面側の
外縁に設けた立上り壁１５により囲まれる背面充填用凹
部１６を備え、この背面充填用凹部１６の範囲内に定め
た植毛部１６Ａの基板面１６Ｂに多数の用毛束挿入孔１
７を貫通形成し、各用毛束挿入孔１７に用毛束１８を植
毛可能とする。

【０００８】基板１１は、ハンドル１２（ネック１３）
に一体成形されたヘッド１４により構成され、後述する
ヘッド１４への植毛工程後に、ヘッド１４の背面充填用
凹部１６に背面充填材１９を２次充填するものである。
但し、植毛用基板１１は、ヘッド１４のみからなるもの
でも良く、ヘッド１４への植毛工程後に、ヘッド１４の
背面充填用凹部１６のための背面充填材とハンドル１２
（ネック１３）のための成形材を一体で２次充填しても
良い。

【０００９】基板１１は、ヘッド１４の外縁の全周に連
続する立上り壁１５を設けたから、背面充填用凹部１６
への背面充填材１９の接着面積が広くなり、接着性が良
く、ヘッド１４の曲げ強度も強化できる。但し、基板１
１は、ヘッド１４の外縁の一部にだけ立上り壁１５を備
え、又は立上り壁１５を備えないものでも良い。

【００１０】基板１１を構成する樹脂としては、ポリプ
ロピレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アク
リロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリカ
ーボネート、ポリメチルメタクリレート、不飽和ポリエ
ステル等のいずれを採用しても良く、歯ブラシ１０の必
要強度と耐久性等の特性を確保できれば良く、また、基
板１１を成形する際に、成形可能な流動特性と熱安定性
等を備えたものであれば良い。用毛束１８のブリッスル
としては、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート等を
採用できる。

【００１１】(2)用毛束保持治具３０に基板１１を据付
ける。用毛束保持治具３０は、図３に示す如く、基板１
１の据付部３１と、据付部３１に据付けられる基板１１
の用毛束挿入孔１７に連なる用毛束整形孔３２を備え
る。

【００１２】尚、用毛束保持治具３０の材質について
は、金属（鉄、アルミ）の他、プラスチック、又は金属
とプラスチックの複合体で構成しても良い。プラスチッ
クとしては、ポリテトラフルオロエチレン等が好まし
く、このプラスチックは滑り性が良いため用毛束の挿入
効率及び品質が高まる。また、金属材料にポリテトラフ
ルオロエチレン等をコーティングすれば、滑り性と耐久
性の双方を確保できるので好ましい。

【００１３】用毛束保持治具３０は、用毛束整形孔３２
の孔底面を、用毛束１８の先端部に付与すべき形状に設
定してある。後述する押出しピン５１の先端形状を、用
毛束整形孔３２の孔底面形状とほぼ同形状（嵌合し合う
形状）とすることで、用毛束１８の先端部の整形性を向
上できる。

【００１４】(3)用毛束１８を収容するスリーブ４０に
より用毛束１８をピッキングする（図３）。そして、用
毛束植設装置５０により、スリーブ４０に収容されてい
る用毛束１８を押出しピン５１により押出し、用毛束１
８を用毛束保持治具３０に据付けられている基板１１の
用毛束挿入孔１７から用毛束保持治具３０の用毛束整形
孔３２に植設し、用毛束１８の基部を基板１１の用毛束
挿入孔１７に植設し、用毛束１８の先端部を用毛束整形
孔３２の孔底面に押し当て整形する（図３）。

【００１５】(4)用毛束端面溶融装置６０により、図４
に示す如く、基板１１の背面側に用毛束挿入孔１７から
出ている用毛束１８の基部端面を溶融又は溶融プレス
し、基板１１の背面側に用毛束挿入孔１７を塞ぐ帯状
（シート状）の溶融固着面１８Ａ（図５）を形成する。
用毛束１８の溶融固着面１８Ａは相隣るもの同士が連続
して上述の如くに帯状をなすものに限らず、各個別に塊
状をなすものでも良い。

【００１６】用毛束端面溶融装置６０としては、発熱体
の他、超音波振動体を用いても良い。

【００１７】(5)用毛束１８を植設した基板１１と用毛
束保持治具３０を搬送装置２００にて成形装置７０内の
位置決め機構２０１まで搬送し、位置決めする（図
６）。

【００１８】(6)充填装置８０により、成形装置７０の
成形金型７１の注入口７２（ゲート）から吐出される背
面充填材１９を、金型７１が基板１１の背面充填用凹部
１６における背面側の、用毛束１８の基部（溶融固着面
１８Ａ）周囲に形成する空間（背面充填用凹部１６の空
間）に注入して接着し、基板１１に用毛束１８を固定化
する（図７、図８）。

【００１９】(7)充填材１９の固化後、金型７１を開い
て歯ブラシ１０及び用毛束保持治具３０を取出し（図
９）、歯ブラシ１０を用毛束保持治具３０から外す（図
９）。

【００２０】尚、上記成形装置７０（図６〜図９）で
は、成形装置として縦型のものを用い、位置決め機構２
０１で、基板１１を配置した用毛束保持治具３０を位置
決めし、ヘッド１４の背面充填用凹部１６に背面充填材
１９を射出成形する実施例を示しているが、用毛束保持
治具３０を順次成形装置７０内に搬送すれば効率良く連
続成形が可能である。また、必要により横型成形装置を
採用しても良い。

【００２１】また、上記実施例では、ヘッド１４に形成
した背面充填用凹部１６に２次充填材を充填する基板１
１を例示しているが、ヘッド１４のみへの背面充填であ
るから、充填量が少量で済み、更に、ほぼ同肉厚部の凹
部１６への２次充填材の充填であるため、ハンドル１３
等の形状に左右されず成形条件（充填圧力、温度、充填
速度等の条件）を設定できる。これに対し、例えば、ヘ
ッド部とハンドル部の一部を充填（２次充填）する方式
では、ヘッド部以外にもハンドル部の形状に対応した成
形条件が必要である。両方の形態を比較すると、本形態
の方が、ヘッド１４に適した成形条件を設定できるので
品質が安定すると言える。

【００２２】また、ヘッド１４の凹部１６の形態が全周
に外壁面を有する形態になっているため、凹部１６が形
成されたヘッド１４からの充填材漏れを確実に防止しな
がら、充填材接着に必要な充填圧力を精度よくかけるこ
とができる。

【００２３】更に、上記金型７１は、背面充填用凹部１
６を充填する側の金型のみで良いため、構造が比較的簡
単であり、メンテナンス性が良い。

【００２４】尚、背面充填材１９は、基板１１と同種の
材料（例えば、双方ポリプロピレン樹脂）を使うことが
主であるが、例えば、ポリプロピレン樹脂でも、物性の
違うものを使い分け成形性や品質の向上を図ることがで
きる。また、必要により、異なる材質（例えばエラスト
マー）を使うことで、歯ブラシとしての弾力性や色を含
めた外観に特徴ある歯ブラシを製造できる。

【００２５】また、基板１１や用毛束１８との接着力を
強化するため、充填材１９は、基板１１や用毛束１８の
構成材料と熱接着性や化学的接着性のよい材料を配合す
ること、基板１１を温めたり金型７１を高温にして熱接
着性を高めること、充填材１９自体の注入時の溶融温度
を高めることが好ましい。更に、充填材１９の注入圧力
は高くする方が、基板１１や用毛束１８との接着力が向
上し、かつ外観が良好になる（ヒケが減少する）点から
好ましい。但し、注入圧力を高くしすぎると、基板１１
と用毛束１８間より充填剤の漏れ（バリ）が発生するの
で、適正圧力の設定が必要である。その他、接着力の強
化方法として、基板１１の表面にコロナ放電処理やプラ
ズマ放電処理を行なった後に充填材１９を注入する方法
や、基板１１の表面にプライマー剤を塗布する方法等を
用いても良い。

【００２６】しかるに、歯ブラシ１０では、基板１１に
おける充填材１９の外れ止めを図るため、以下の如くの
外れ止め構造を具備する（図１０）。

【００２７】(a)前述(1)〜(4)で基板成形用金型２０に
よって成形された基板１１の用毛束挿入孔１７に用毛束
１８の基部を植設し、用毛束１８の基部端面を溶融プレ
スして溶融固着面１８Ａを成形した後、前述(5)、(6)に
おける成形装置７０（成形金型７１）を用いた充填材１
９の充填時に、基板１１における凹部１６の立上り壁１
５の周囲に金型７１を被せ、金型７１が基板１１の背面
側に区画する凹部１６の空間に充填材１９を充填するに
際し、金型７１に設けた押圧成形部７３により、基板１
１における立上り壁１５の外面を凹部１６の内側に向け
て押圧し、立上り壁１５を凹部１６の内側に向けて塑性
的又は弾性的に倒れ込み変形させた後、該凹部１６に充
填材１９を充填した。塑性的に倒れ込み変形せしめられ
た立上り壁１５も、弾性的に倒れ込み変形せしめられた
立上り壁１５も、倒れ込み変形状態で充填材１９に接着
し、充填材１９の固化とともにその倒れ込み変形状態を
固定化されて倒れ込み形成部１５Ａを形成し、この倒れ
込み形成部１５Ａをその後充填されて固化する充填材１
９に対する外れ止め部１０１とするものである。

【００２８】(b)上述(a)に加え、前述(6)で、成形装置
７０に対して充填材１９を充填し、金型７１から歯ブラ
シ１０を取出したとき、充填材１９の充填により加熱さ
れた基板１１の、金型７１の冷却構造、基板１１の寸法
形状等に起因する熱収縮により、上述(a)で既に形成し
てある倒れ込み形成部１５Ａを更に倒れ込み変形させた
倒れ込み形成部１５Ｂとし、倒れ込み形成部１５Ｂが形
成する充填材１９のための外れ止め部１０１を更に強化
することもできる。

【００２９】(c)前述(a)に加え、前述(6)で、成形装置
７０において充填材１９を充填し、金型７１から歯ブラ
シ１０を取出したとき、基板１１と充填材１９の相互接
合面形状、相互接着性等により、基板１１の背面充填用
凹部１６に充填されてその立上り壁１５に接着する等に
より結合せしめられた充填材１９の熱収縮により、上述
(a)で既に形成してある倒れ込み形成部１５Ａを更に倒
れ込み変形させた倒れ込み形成部１５Ｂとし、倒れ込み
形成部１５Ｂが形成する充填材１９のための外れ止め部
１０１を更に強化することもできる。

【００３０】本実施形態によれば、以下の作用がある。 基板１１における背面充填用凹部１６の立上り壁１５
が該凹部１６の内側に向けて倒れ込み形成され、この立
上り壁１５の倒れ込み形成部１５Ａ、１５Ｂが充填材１
９に対する外れ止め部１０１とされる。従って、基板１
１と充填材１９の接着部に、歯磨き時の繰り返し曲げ応
力が作用しても、基板１１から充填材１９が外れること
を防止でき、基板１１側の断面強度の低減による折れの
発生等を回避できる。

【００３１】上述は、充填材１９を機械的に拘束し
て外れ防止するものであるから、充填材１９が基板１１
と接着性のない樹脂又は接着性の少ない樹脂であっても
その充填材１９を外れ防止できる。

【００３２】尚、本発明の充填装置８０は、ホットメル
ト接着剤等のためのアプリケータ（エアポンプ式、ギヤ
ポンプ式又はスクリューポンプ式等）であっても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ハンドル
の先端側に設けられる基板に用毛束を固定化するための
充填材を確実に外れ止めすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は基板とその成形用金型を示す模式図であ
る。

【図２】図２は基板の要部を示す模式図である。

【図３】図３は用毛束保持治具と用毛束植設装置を示す
模式図である。

【図４】図４は用毛束端面溶融装置を示す模式図であ
る。

【図５】図５は用毛束の溶融固着面形成状態を示す模式
図である。

【図６】図６は成形装置への基板の位置決め状態を示す
模式図である。

【図７】図７は金型と基板が接触した状態を示す模式図
である。

【図８】図８は成形装置による充填材の注入状態を示す
模式図である。

【図９】図９は歯ブラシを用毛束保持治具から外した状
態を示す模式図である。

【図１０】図１０は基板における充填材の外れ止め構造
を示す模式図である。

【符号の説明】

１０ 歯ブラシ（ブラシ） １１ 基板 １２ ハンドル １５ 立上り壁 １５Ａ 倒れ込み形成部 １６ 背面充填用凹部 １７ 用毛束挿入孔 １８ 用毛束 １９ 背面充填材 ７０ 成形装置 ７３ 押圧成形部 １０１ 外れ止め部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドルの先端側に設けられる基板の背
   面側に、立上り壁により囲まれる背面充填用凹部を形成
   し、 基板の背面充填用凹部の範囲内に設けた用毛束挿入孔に
   用毛束の基部を植設し、 基板の背面充填用凹部における用毛束の基部の周囲に充
   填材を充填し、基板に用毛束を固定化するブラシの製造
   方法であって、 充填材の充填時に、基板における背面充填用凹部の立上
   り壁の周囲に成形金型を被せ、該成形金型が基板の背面
   側に区画する背面充填用凹部の空間に充填材を充填する
   に際し、 該成形金型の押圧により、該基板における背面充填用凹
   部の立上り壁を該凹部の内側に向けて倒れ込み変形させ
   た後、該背面充填用凹部に充填材を充填するブラシの製
   造方法。
2. 【請求項２】 請求項１の製造方法により製造されたブ
   ラシ。