JP2007525294A

JP2007525294A - 射出成形法

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Publication number: JP2007525294A
Application number: JP2007501192A
Authority: JP
Inventors: エブネル，ヴィンフリード; ムラー，ウォルフ−ディーター
Original assignee: GlaxoSmithKline Consumer Healthcare GmbH and Co KG
Current assignee: GlaxoSmithKline Consumer Healthcare GmbH and Co KG
Priority date: 2004-03-01
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2025-02-25
Also published as: WO2005084487A2; EP1750543B1; US7691309B2; DE602005024796D1; WO2005084487A3; EP1750543A2; JP4764413B2; ES2352449T3; ATE488155T1; GB0404583D0; US20080164633A1

Abstract

歯ブラシヘッドの製造方法であって、歯ブラシのヘッド部を射出成形用金型キャビティーに密閉し、その射出成形用金型キャビティー内に熱可塑性エラストマー材料を射出することによって該ヘッドのエラストマー材料部を形成することを含んでなり、その際、射出成形用金型キャビティーから空気を抜き取るために、主金型分割線経由以外のベント手段が金型ブロックに設けてあることを特徴とする。好ましくは、前記ベント手段は、第2金型分割線を設けた金型ブロックからなる。

Description

本発明は、歯ブラシの製造法、特に射出成形法に関するものである。

歯ブラシはよく知られた物品であり、通常はヘッドとグリップハンドルから構成され、一般的にこれらの間に細いネック部が存在し、これら全てはヘッド-ハンドル縦方向に沿って配置されている。通常、歯ブラシは主にプラスチック材料、例えばポリプロピレンまたはスチロールアクリルニトロール（SAN）、で作られている。多くはいわゆるツーコンポーネント（two-component）歯ブラシであり、プラスチック製の部品（例えば、ヘッドおよびハンドルの主構造つまり「骨格」）と、サントプレーン（Santoprene）（商標）などの熱可塑性エラストマーのような比較的軟質の弾性エラストマー製の部品（例えば、握りやすくし、審美的外観を高めるために、または柔軟性を与えるために、グリップハンドルの一部を構成する）とから成る。このような歯ブラシは、とりわけ、US-A-5,054,154およびEP-A-O 336 641に開示されている。歯ブラシはまた、舌洗浄のために、ブラシヘッドの背面（植毛面と反対の面）に1以上のエラストマーリブを設けることが知られている（例えば、WO-A-04/041025）。この種の歯ブラシは、アクアフレッシュエクストリームクリーン（Aquafresh extreme clean）（商標）という名称で本出願人により市販されている。

通常、歯ブラシは、最初に、その構造のプラスチック材料部品を、一般的には射出成形により、製造する方法で作られている。次に、このプラスチック部品を、エラストマー材料部品の形状を画定する金型キャビティー内に密閉し、この金型キャビティー内に流動状態の第2成分エラストマー材料を射出してエラストマー材料部品を形成させる。通常、この第2成分を射出するための1以上の穴がプラスチック材料部品に設けられている。US-A-3,633,237には、エラストマー部品とかみ合う複数の穴がプラスチック材料部品中に設けられている歯ブラシヘッドが記載されている。

通常、射出成形用金型は、1個以上（一般には2個）の金型ブロックからなる金型アセンブリであり、各金型ブロックには部分金型キャビティーが設けられており、それらを一緒に組み立てると、その部分金型キャビティーが接合して完全な金型キャビティーを形成するようになる。それらが接合する面は「分割線」として当技術分野で知られており、本明細書では「主分割線」と呼ぶことにする。こうした方法は周知である。例えば、WO-A-02/13656には、そのような方法およびそれを実施するための適当な成形機、いわゆるスタックモールド（stack mould）が記載されている。また、射出成形用金型に金型キャビティー内部の空気や他のガスを抜き取るための排気口を設けることも知られている。例えば、DE-A-101 04 034、JP-A-2122910、JP-A-60046222、およびUS-A-3,555,619を参照されたい。

エラストマーリブの形をしたエラストマー材料部品が縦方向を横切って延びている歯ブラシヘッドを製造する際には一つの問題が生じる。なぜなら、エラストマー材料を金型キャビティー内に射出している間、例えば、流動状のエラストマー材料がこれらの部品の横方向に相対する端部から同時に流れ込んで、端部と端部の間に空気を閉じ込めるため、リブを画定する金型キャビティーの部分に空気が閉じ込められることがあるからである。その結果、そのように形成されたエラストマー部品には空隙が生じることがある。

本発明の課題は、上記の問題を、とりわけ、ガス抜きを改善し、かつ金型キャビティー内での流動状エラストマー材料の流れを改善する方法および金型を提供することによって解決することである。

したがって、本発明は、歯ブラシヘッドの製造方法を提供し、この方法は、下記の工程：
ブリッスルを植毛するまたは植毛すべき第1面、およびエラストマー材料部を形成すべき反対の第2面を有するプラスチック材料ヘッド部を用意すること、ただし、第1面と第2面は側面によって隔てられていること、
該ヘッド部を、射出成形用金型キャビティー内に密閉すること、ここで、該射出成形用金型キャビティーは、主分割線で接合する第1および第2の金型ブロック中に形成されたそれぞれ第1および第2の部分金型キャビティーを組み合わせることにより形成され、該射出成形用金型キャビティーは、形成すべきエラストマー部の形状の少なくとも一部を画定するものであること、
該射出成形用金型キャビティーに熱可塑性エラストマー材料を導入することによって、エラストマー材料部を形成させること、
を含んでなり、
該金型ブロックには、主分割線経由以外に、熱可塑性エラストマー材料を射出成形用金型キャビティーに導入している間、該射出成形用金型キャビティーから空気を抜き取るためのベント手段が設けられていることを特徴とする。

プラスチック材料ヘッド部は、歯ブラシのプラスチック材料部を製造するために歯ブラシ技術分野で通常用いられるタイプの射出成形法によって提供される。

主分割線経由以外に、熱可塑性エラストマー材料を射出成形用金型キャビティーに導入している間、該射出成形用金型キャビティーから空気を抜き取るためのベント手段を設けることによって、空気を該キャビティーから逃散させることができ、その結果、空隙の形成が抑制されるか、または取り除かれる。「空気」とは、金型キャビティー内のあらゆる気体雰囲気を含む。「ベント」とは、周囲環境への逃散を意味する。

前記方法の一実施形態においては、第1の部分金型キャビティーが第1面の少なくとも一部を密閉し、第2の部分金型キャビティーが第2面の少なくとも一部を密閉しかつ形成すべきエラストマー部の少なくとも一部を画定しており、第2金型ブロックには、主分割線経由以外に、熱可塑性エラストマー材料を射出成形用金型キャビティーに導入している間、該射出成形用金型キャビティーから空気を抜き取るためのベント手段が設けられている。

前記方法の一実施形態では、第1および第2の金型ブロックが、第1面と第2面の間の縁面で該ヘッド部に交差する主分割線で接合する。主分割線経由以外に、熱可塑性エラストマー材料を射出成形用金型キャビティーに導入している間、該射出成形用金型キャビティーから空気を抜き取るためのベント手段は、射出成形用金型キャビティーと金型ブロックの外側を連絡する導管でありうる。かかる導管は、適切には、それを通して空気を排出させるのに十分な広さであるけれども、流動状エラストマー材料の有意な流れを通過させるには狭すぎるものである。

そのような導管は、第2の部分金型キャビティー（例えば、その凹部）と金型ブロックの外側を連絡することができる。

そのような導管は、例えば第2の部分金型キャビティー（例えば、その中の複数の凹部）と金型ブロックの外側との連絡を提供する、歯ブラシの縦方向に延びるスロットでありうる。

一実施形態において、かかる導管（例えば、スロット）は第2金型ブロックに設けられる。第2金型ブロックは、第2金型ブロック分割線（該分割線は、歯ブラシの縦方向に、好ましくは第1面と第2面の間の一平面に対して垂直な方向に、好ましくは歯ブラシの縦方向に平行な方向に延びている）で接合する、少なくとも2つの第2部分金型ブロックを含む。

そのような第2金型ブロック分割線は、第2の部分金型キャビティーから空気を排出させるには十分広いけれども、流動状のエラストマー材料が漏出しないように十分狭い導管をもたらす。しかしながら、これら2つの第2部分金型ブロックは、歯ブラシ製造の際の圧力や応力に耐えるよう、例えばボルトや外部フレームによって、強固に一緒に固定される。

あるいは、あまり好ましくはないが、そのようなスロットを第1金型ブロックに設けることもでき、その場合、第1金型ブロックは、歯ブラシの縦方向に延びる第2金型ブロック分割線で接合する、少なくとも2つの第2部分金型ブロックを含む。

前記方法の一実施形態において、エラストマー部は1以上のリブを含み、各リブは、縦方向を横切る伸長方向を有し、かつ第1面と第2面の間の一平面に対して垂直な高さ方向に第2面から延びており、第2部分金型キャビティーがそのようなリブの形状を画定する1以上の凹部を含みうる。

かかるリブは例えば軟質ラメラの形でありうる。そのようなラメラは、例えば、歯ブラシの縦方向で切断したとき、テーパーのついた断面を有し、第2面から離れるにつれて細くなっている（例えば、くさび形の断面をしている）。典型的には、約1〜3mmの高さ寸法が適している。その伸長方向において、第2面を見下ろす平面で見たとき、そのようなリブは、例えばまっすぐであってもよいし、例えば「S」字状もしくは弓状（その凸面がハンドルから遠くに向く）に曲がっていてもよいし、あるいは、例えば「V」字状（「V」がハンドルから離れて尖っている）のように山形またはなんらかの他の形状をしていてもよい。

したがって、本発明の方法の好適な形態では、エラストマー材料部が複数のリブを含み、各リブは、縦方向を横切る伸長方向を有し、かつ第1面と第2面の間の一平面に対して垂直な高さ方向に第2面から延びており、該エラストマー材料部が、該ヘッドの第2面上に、下記の工程：
該ヘッド部を、射出成形用金型キャビティー内に密閉すること、ここで、該射出成形用金型キャビティーは、主分割線で接合する第1および第2の金型ブロック中に形成されたそれぞれ第1および第2の部分金型キャビティーを組み合わせることにより形成され、第1の部分金型キャビティーが第1面の少なくとも一部を密閉し、第2の部分金型キャビティーが第2面の少なくとも一部を密閉しかつ形成すべきエラストマー部の少なくとも一部を画定すること、
第2の部分金型キャビティーが複数のリブの形状を画定する1以上の凹部を含み、第2金型ブロックが、歯ブラシの縦方向に、好ましくは第1面と第2面の間の一平面に対して垂直な方向に、延びる第2金型ブロック分割線で接合する少なくとも2つの第2部分金型ブロックを含むこと、
第2金型キャビティー内に熱可塑性エラストマー材料を導入することによってエラストマー材料部を形成させること、
を含む方法により形成される。

このような方法では、熱可塑性エラストマー材料を第2金型キャビティー内に導入している間、空気を、第2部分金型キャビティーから第2金型ブロック分割線を経て抜き取ることができる。

本発明の方法においては、熱可塑性エラストマー材料を、例えばEP-A-0 749 281に一般的に記載されるような、歯ブラシ製造分野で周知のタイプの射出口から第2金型キャビティー内に導入することができる。こうした射出口は第2または第1の部分金型ブロックを貫通しうる。好ましい熱可塑性エラストマー材料はKraiburg社製SEBS材料のTF3AAHである。

本発明のさらなる形態は、上記方法を実施するのに適した、歯ブラシヘッド製造のための装置を提供する。この装置は射出成形用金型を含んでなり、該射出成形用金型は、第1および第2の部分金型キャビティーを含む、それぞれ第1および第2の金型ブロックを含んでなり、該第1および第2の金型ブロックは主分割線で接合し、その結果、第1および第2の部分金型キャビティーが組み合わさってプラスチック材料ヘッド部を密閉するのに適した金型キャビティーを形成し、該プラスチック材料ヘッド部は、ブリッスルを植毛するまたは植毛すべき第1面、およびエラストマー材料部を形成すべき反対の第2面を有し、第1面と第2面は側面によって隔てられており、該金型キャビティーは形成すべきエラストマー部の少なくとも一部を画定しており、該射出成形用金型は、第2金型キャビティー内に熱可塑性エラストマー材料を導入することによってエラストマー材料部を形成させるように構成されており、
該金型ブロックには、主分割線経由以外に、熱可塑性エラストマー材料を該金型キャビティーに導入している間、該金型キャビティーから空気を抜き取るためのベント手段が設けられていることを特徴とする。

前記装置の一実施形態においては、第1の部分金型キャビティーが第1面の少なくとも一部を密閉するように構成されており、第2の部分金型キャビティーが第2面の少なくとも一部を密閉しかつ形成すべきエラストマー部の少なくとも一部を画定するように構成されており、第2金型ブロックには、主分割線経由以外に、熱可塑性エラストマー材料を射出成形用金型キャビティーに導入している間、該射出成形用金型キャビティーから空気を抜き取るためのベント手段が設けられている。

一実施形態では、第1および第2の金型ブロックが、ヘッド部を金型キャビティー内に密閉するとき、第1面と第2面の間の縁面で該ヘッド部に交差する主分割線において接合する。

一実施形態では、第2の部分金型キャビティーが、1以上のリブを含むエラストマー部の形状を画定する1以上の凹部を含み、ここで、各リブは、縦方向を横切る伸長方向を有し、かつ第1面と第2面の間の一平面に対して垂直な高さ方向に第2面から延びる。

こうした凹部はリブに相補的な形状であってよく、例えば、リブは本発明の方法に関して上述したような形をしている。

一実施形態では、金型ブロックが金型キャビティーと金型ブロックの外側を連絡する導管を含みうる。そのような導管は、好ましくは、それに沿って空気を排出させるのに十分な広さであるけれども、流動状エラストマー材料の有意な流れを起こさせるには狭すぎるものである。

こうした導管は、第2部分金型キャビティー（例えば、その凹部）と金型ブロックの外側を連絡することができる。

かかる導管は、例えば複数の凹部と金型ブロックの外側との連絡を提供する、歯ブラシの縦方向に延びるスロットでありうる。

一実施形態において、かかる導管（例えば、スロット）は第2金型ブロックに設けられる。第2金型ブロックは、第2金型ブロック分割線（該分割線は、歯ブラシの縦方向に、好ましくは第1面と第2面の間の一平面に対して垂直な方向に、好ましくは歯ブラシの縦方向に平行な方向に延びている）で接合する、少なくとも2つの第2部分金型ブロックを含む。そのような第2金型ブロック分割線は、第2の部分金型キャビティーから空気を排出させるには十分広いけれども、流動状エラストマー材料が漏出しないように十分狭い導管をもたらす。しかしながら、これら2つの第2部分金型ブロックは、歯ブラシ製造の際の圧力や応力に耐えるよう、例えばボルトや外部フレームによって、強固に一緒に固定される。

したがって、本発明の好ましい装置では、
第1および第2の金型ブロックが、ヘッド部を金型キャビティー内に密閉するとき、第1面と第2面の間の縁面で該ヘッド部に交差する主分割線で接合し、
第2の部分金型キャビティーが、複数のリブを含むエラストマー部の形状を画定する1以上の凹部を含み、ここで、各リブは、縦方向を横切る伸長方向を有し、かつ第1面と第2面の間の一平面に対して垂直な高さ方向に第2面から延びており、
第2金型ブロックが、歯ブラシの縦方向に延びる第2金型ブロック分割線で接合する少なくとも2つの第2部分金型ブロックを含む。

本発明の方法および装置では、射出成形用金型キャビティーがヘッド部（ここにエラストマー部が形成される）の全表面を完全に密閉するが、歯ブラシの他の部分を完全に密閉する必要はない。

本発明の方法および装置では、熱可塑性エラストマー材料を第2金型キャビティーに導入する手段が、例えばEP-A-0 749 281に一般的に記載されるような、歯ブラシ製造分野で周知のタイプの射出口を含みうる。こうした射出口は第2部分金型ブロックを貫通しうる。

本発明の別の形態では、本明細書に記載するタイプの歯ブラシヘッドの製造に特に適した、熱可塑性エラストマー材料の有利な射出成形条件が考え出された。

したがって、本発明のこの形態は、歯ブラシヘッドの製造方法を提供し、この方法は、下記の工程：
ブリッスルを植毛するまたは植毛すべき第1面、およびエラストマー材料部を形成すべき反対の第2面を有するプラスチック材料ヘッド部を用意すること、ただし、第1面と第2面は側面によって隔てられていること、
該ヘッド部を射出成形用金型キャビティー内に密閉すること、ここで、該射出成形用金型キャビティーは、エラストマー部の少なくとも一部、特に1以上のリブを含むエラストマー材料部を画定しており、各リブは、縦方向を横切る伸長方向を有し、かつ第1面と第2面の間の一平面に対して垂直な高さ方向に第2面から延びること、
該射出成形用金型キャビティーに熱可塑性エラストマー材料を導入することによって、エラストマー材料部を形成させること、
を含んでなり、
流動状の熱可塑性エラストマー材料を240〜260℃の温度で該射出成形用金型キャビティー内に射出することを特徴とする。

熱可塑性エラストマー材料を、通常用いる180〜190℃ではなく（しかし、最高220℃を用いることもある）、上記温度範囲で射出成形用金型キャビティー内に射出すると、上記プラスチック材料部の慣用プラスチック材料へのエラストマー材料（例えば、本明細書に記載するエラストマー材料）の接着が高まり、また、金型キャビティー内への流動状エラストマー材料の流れもよくなることが見出された。

本発明は、歯ブラシヘッドを製造するための更なる方法を提供し、この方法は、下記の工程：
ブリッスルを植毛するまたは植毛すべき第1面、およびエラストマー材料部を形成すべき反対の第2面を有するプラスチック材料ヘッド部を用意すること、ただし、第1面と第2面は側面によって隔てられていること、
該ヘッド部を、射出成形用金型キャビティー内に密閉すること、ここで、該射出成形用金型キャビティーは、エラストマー部の少なくとも一部、特に1以上のリブを含むエラストマー材料部を画定しており、各リブは、縦方向を横切る伸長方向を有し、かつ第1面と第2面の間の一平面に対して垂直な高さ方向に第2面から延びること、
第2金型キャビティー内に熱可塑性エラストマー材料を導入することによって、エラストマー材料部を形成させること、
を含んでなり、
射出成形用金型キャビティー内に熱可塑性エラストマー材料を、例えば240〜260℃の上記温度で、射出した後、そのように形成されたエラストマー材料部を備えたヘッド部を20℃以上の温度、好ましくは25℃以上、好ましくは30〜40℃（例えば、約35℃）で該金型キャビティーから突き出すことを特徴とする。

このように形成された製品を、通常用いる18℃ではなく、上記温度範囲で金型キャビティーから突き出すと、上記プラスチック材料部の慣用プラスチック材料へのエラストマー材料の接着が高まることが見出された。

これら2つの形態の方法に適した熱可塑性エラストマー材料は、Kraiburg社製のSEBS材料、特にTF3AAHである。

本発明の方法および装置において使用する場合、ヘッド部の第2面（その上にエラストマー材料部が形成される）に、そこへのエラストマー材料の結合を高めるための構造上の特徴を組み込んでもよい。例えば、上記リブの場合には、そのような構造上の特徴は、リブの伸長方向に対応して第2面に設けた溝または小孔の不連続なラインとすることができる。

本発明の方法および装置を、図１〜５を参照しながら、具体例を用いて説明することにする。

図１を参照すると、歯ブラシ10が示されており、これはヘッド11とグリップハンドル12と、さらにヘッド11とハンドル12の間の細いネック部13から構成され、これらが全てヘッド-ハンドル縦方向A- -Aに沿って配置されている。ヘッド11は、ブリッスルの束16が植えられた第1面15を有するプラスチック材料ヘッド部14を含む。ヘッド部14は反対の第2面17を有し、この面上にエラストマー材料部18が形成されている。第1面15と第2面17は側面19によって隔てられている。図1Aは、第1面15を見下ろした平面図である。図1Cは側面図である。

ヘッド部14は、射出成形によってポリプロピレンからハンドル12およびネック13と一体的に形成されている。

エラストマー材料部18は、SEBS熱可塑性エラストマー材料であるKraiburg社のTF3AAH（商標）から形成される。エラストマー部18は複数のエラストマーリブ110を含む。図１は、リブ110がヘッド11の第2面17に沿って縦方向に順に配置されることを示している。リブ110は、縦方向A- -Aを横切って横に伸長方向を有し、かつ第1面と第2面の間の平面に対して垂直な高さ方向に第2面17から延びている、軟質ラメラの形をしている。その際、高さ寸法「h」は、歯ブラシの縦方向で測定されるその厚さ寸法「t」（図３に、より明確に示す）よりも大である。ラメラは、歯ブラシの縦方向A- -Aで切断したとき、図1Cおよび３に示すようなテーパーのついた断面を有し、第2面17から離れるにつれて細くなっている（すなわち、くさび形の断面をしている）。その伸長方向（第2面17を見下ろす図1Bの平面図に示す）では、リブ110はまっすぐに示されているが、弓形に曲がっていてもよく、その凸面がハンドルから遠くに向く（すなわち、図１で見たとき右に向く）ようにしてもよい。

図２、３および4は、ヘッド部14の構成をより詳細に示している。図2Aおよび3Aは、縦方向の断面を示し、図2Bおよび3Bは、図2Aおよび3Aの線B- -Bで縦軸A- -Aを横切る横断面を示す。図４は、面17の平面図を示す。図１に示す構成には同じ番号がつけられている。図２および３に示すように、従来のブリッスル穴20が、慣用方法でブリッスルピンを用いてヘッド部14の面15のプラスチック材料中に形成されている。続いて、ブリッスル束16を穴20の中に固定する。反対の面17には、面17へのラメラ110の固着を容易にする溝21が存在する。溝21はラメラ110に対応する位置で縦軸A- -Aに対して横方向に延びている。ヘッド部14の側面19のまわりにはフランジ22がある。また、流路23が面17上に横方向に延びており、図４に見られるように第2面17の縁のまわりに存在する。

図５は、図3Bに示すように切断した図1に示すヘッド部14を密閉する、金型キャビティー31に直接隣接する射出成形用金型部品30の横断面を示す。射出成形用金型30はハンドル12を密閉してもよいし、しなくてもよい。図６は、図3Aに示すように切断した図1に示すヘッド部14を密閉する、同じ部品30の縦断面を示す。ハンドル12の密閉部分も示される。図６は、図５の線X - Yに沿って切断した断面を示す。

射出成形用金型30は、第1の部分金型キャビティー34と第2の部分金型キャビティー35を含む、それぞれ第1金型ブロック32と第2金型ブロック33から構成される。ブロック32および33は主分割線36で接合し、その結果、部分金型キャビティー34、35が組み合わさって金型キャビティー31を形成する。主分割線36は、第1面15と第2面17の間の縁面19で、キャビティー31内に密閉されたヘッド部14に交差する。第1部分金型キャビティー34は第1面15を密閉し、第2部分金型キャビティー35は第2面17を密閉しかつそこで形成されるエラストマー部18の形状を画定する凹部37を含む。凹部37はリブ110の形に相補的な形をしている。第2金型ブロック33には、第2金型キャビティー35に熱可塑性エラストマー材料を導入することによってエラストマー材料部を形成させるための通常の射出成形口38が設けられている。線36での接合は、キャビティー35から、そこに射出されたエラストマー材料が漏れないように密着させる。図４は、射出口38が、キャビティー35に密閉されたヘッド部14に対して、キャビティー35へと（すなわち、溝21の1つに隣接する部分へと）開口する場所を示している。

第2金型ブロック33は2つの第2部分金型ブロック33A、33Bから成り、これらは第2金型ブロック分割線39で接合する。図４は、この分割線39の整列（すなわち、歯ブラシの縦方向A- -Aの整列）を破線S- -Sで示す。この分割線39は、第1面15と第2面17の間の平面（すなわち、主分割線36の面）に対して垂直な方向に延びていることがわかる。この第2金型ブロック分割線39は、流動状のエラストマー材料を第2部分金型キャビティー35内に射出するとき、キャビティー35から空気を排出させるには十分広いが、流動状のエラストマー材料が漏出しないよう十分狭くなっている。分割線39は、歯ブラシの縦方向A- -Aに延びる細長い溝の形で、第2部分金型キャビティーと金型ブロック33の外側を連絡する導管として機能する。図４からわかるように、この分割線39は、複数の凹部37と金型ブロック33の外側との連絡をもたらす。

通常、使用する場合は、ブロック33Aおよび33Bを一緒にしっかりと固定して、線39で接合させる。これを行うには、例えば、歯ブラシ製造法で用いられる応力および圧力に耐えるよう、それらを一緒に締め付けるボルト（示してない）または包囲フレーム（示してない）を使用する。ブロック33Aおよび33Bの線39での接合は、射出されたエラストマー材料が線39から漏出するのを防止するのに十分液密であるが、線39での接合はキャビティー35の内部からの空気の逃散を可能にするものである。

通常、金型ブロック30は、他の点では歯ブラシ製造分野で慣用のタイプの従来型射出成形機（示してない）に組み込まれる。

ブロック32、33A、33Bはスチール製であり、その中にキャビティー34、35が形成されるが、その形成には、歯ブラシ用金型製造分野で一般的に使用されるような、スパークエロージョン（または放電加工）の慣用法が用いられる。

図５および６に示す装置を使用して、図１に示す歯ブラシヘッドを次の方法で製造することができる。

図２に示すプラスチック材料ヘッド部14（通常は、そのハンドル12およびネック部13と一体的に製造される）を射出成形用金型キャビティー31内に密閉するが、これは例えば次のように行う。最初に、ヘッド部14をブロック32の部分金型キャビティー34に導入し、次いでブロック32をブロック33と主分割線36で接合させ、第1および第2の部分金型キャビティー34、35を組み合わせることによりキャビティー31を形成させる。プラスチック材料ヘッド部14は、歯ブラシの技術分野で一般的な操作手順を用いてキャビティー31に導入することができる。

形成すべき歯ブラシの他の部品（例えば、ハンドル12およびネック13）をキャビティー31内に密閉する必要はない。

ブロック32および33をそのように接合させて、それらがエラストマー材料18の射出圧に対して保持される場合には、流動状のエラストマー材料18を射出口38からキャビティー31の中に射出する。一般的には、Kraiburg社製のSEBS TF3AAHを250℃の温度で射出する。流動状のエラストマー材料18は、凹部35を含むキャビティー31のあらゆる部分に流れ込んで、リブ110を形成させ、また、流路23に沿って流れる。フランジ22は金型キャビティー31の内壁から側面19を引き込ませ、その結果、エラストマー材料はヘッド部14と金型の壁の間に流れ込んで、ヘッド部14のまわりに層としてエラストマー材料18を付着させることがわかる。射出口38は第2金型キャビティー33B中の凹部37の1つと連絡しており、射出口38と凹部37の間のオリフィスは、リブ110の形の残留妨害物が目立たないように、十分小さくすることができる。

図４からわかるように、エラストマー材料18は、ヘッド部14の面17にある溝21に沿って、矢印で示す流路に従って流れる。エラストマー材料がこれらの流路に従って流れる場合には、キャビティー31内の空気が分割線39から排出されない限り、気泡が位置40付近で形成され、結果的に最終製品中に空隙を形成させることが理解されよう。熱可塑性エラストマー材料18を第2金型キャビティー35に導入している間、第2部分金型キャビティー35から第2金型ブロック分割線39を経由して空気を排出することは、この方法で空隙が形成される可能性を低減させる。

その後、金型ブロック30を、例えばブロック30内の通常の冷却ライン（示してない）を使って、約35℃に冷却する。これにより、エラストマー材料18は、金型ブロック30を主分割線36に沿って開くことができるほどに固化する。そのように形成されたエラストマー材料部18を備えたヘッド部14を従来の方法で、例えば突出しピン（示してない）を使って、金型キャビティー34または35から突き出し、その後、ブリッスルの束16を通常の方法でブリッスル穴20に挿入することができる。

本発明の方法で製造した歯ブラシを示す。図１に示した歯ブラシのヘッド部の縦方向および横方向の断面図を示す。エラストマー部を適所に配置した、図１の歯ブラシのヘッド部の縦方向および横方向の断面図を示す。図１に示した歯ブラシのヘッド部の第2面の平面図を示す。射出成形用金型を通しての横断面を示す。射出成形用金型を通しての縦断面を示す。

符号の説明

10 歯ブラシ
11 ヘッド
12 グリップハンドル
13 ネック部
14 プラスチック材料ヘッド部
15 第1面
16 ブリッスルの束
17 反対の第2面
18 エラストマー材料部
19 側面
110 複数のエラストマーリブ
20 ブリッスル穴
21 溝
22 フランジ
23 流路
30 射出成形用金型部品
31 金型キャビティー
32 第1金型ブロック
33 第2金型ブロック
33A、33B 第2部分金型ブロック
34 第1部分金型キャビティー
35 第2部分金型キャビティー
36 主分割線
37 凹部
38 射出成形口
39 第2金型ブロック分割線
40 気泡位置

Claims

歯ブラシヘッドの製造方法であって、下記の工程：
ブリッスルを植毛するまたは植毛すべき第1面、およびエラストマー材料部を形成すべき反対の第2面を有するプラスチック材料ヘッド部を用意すること、ただし、第1面と第2面は側面によって隔てられていること、
該ヘッド部を、射出成形用金型キャビティー内に密閉すること、ここで、該射出成形用金型キャビティーは、主分割線で接合する第1および第2の金型ブロック中に形成されたそれぞれ第1および第2の部分金型キャビティーを組み合わせることにより形成され、該射出成形用金型キャビティーは、形成すべきエラストマー部の形状の少なくとも一部を画定するものであること、
該射出成形用金型キャビティーに熱可塑性エラストマー材料を導入することによって、エラストマー材料部を形成させること、
を含んでなり、
該金型ブロックには、主分割線経由以外に、熱可塑性エラストマー材料を射出成形用金型キャビティーに導入している間、該射出成形用金型キャビティーから空気を抜き取るための手段が設けられていることを特徴とする、上記方法。
第1の部分金型キャビティーが第1面の少なくとも一部を密閉し、第2の部分金型キャビティーが第2面の少なくとも一部を密閉しかつ形成すべきエラストマー部の少なくとも一部を画定しており、第2金型ブロックには、主分割線経由以外に、熱可塑性エラストマー材料を射出成形用金型キャビティーに導入している間、該射出成形用金型キャビティーから空気を抜き取るための手段が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
第2金型ブロックが、歯ブラシの縦方向に延びる第2金型ブロック分割線で接合する少なくとも2つの第2部分金型ブロックを含み、この第2金型ブロック分割線が、主分割線経由以外に、熱可塑性エラストマー材料を射出成形用金型キャビティーに導入している間、該射出成形用金型キャビティーから空気を抜き取るための手段を構成することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
エラストマー材料部が複数のリブを含み、各リブは、縦方向を横切る伸長方向を有し、かつ第1面と第2面の間の一平面に対して垂直な高さ方向に第2面から延びており、該エラストマー材料部が、該ヘッドの第2面上に、下記の工程：
該ヘッド部を、射出成形用金型キャビティー内に密閉すること、ここで、該射出成形用金型キャビティーは、主分割線で接合する第1および第2の金型ブロック中に形成されたそれぞれ第1および第2の部分金型キャビティーを組み合わせることにより形成され、第1の部分金型キャビティーが第1面の少なくとも一部を密閉し、第2の部分金型キャビティーが第2面の少なくとも一部を密閉しかつ形成すべきエラストマー部の少なくとも一部を画定すること、
第2の部分金型キャビティーが複数のリブの形状を画定する1以上の凹部を含み、第2金型ブロックが、歯ブラシの縦方向に、好ましくは第1面と第2面の間の一平面に対して垂直な方向に、延びる第2金型ブロック分割線で接合する少なくとも2つの第2部分金型ブロックを含むこと、
第2金型キャビティー内に熱可塑性エラストマー材料を導入することによってエラストマー材料部を形成させること、
を含む方法により形成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
射出成形用金型を含んでなる、歯ブラシヘッドを製造するための装置であって、
該射出成形用金型は、第1および第2の部分金型キャビティーを含む、それぞれ第1および第2の金型ブロックを含んでなり、該第1および第2の金型ブロックは主分割線で接合し、その結果、第1および第2の部分金型キャビティーが組み合わさってプラスチック材料ヘッド部を密閉するのに適した金型キャビティーを形成し、該プラスチック材料ヘッド部は、ブリッスルを植毛するまたは植毛すべき第1面、およびエラストマー材料部を形成すべき反対の第2面を有し、第1面と第2面は側面によって隔てられており、該金型キャビティーは形成すべきエラストマー部の少なくとも一部を画定しており、該射出成形用金型は、第2金型キャビティー内に熱可塑性エラストマー材料を導入することによってエラストマー材料部を形成させるように構成されていること、さらに
該金型ブロックには、主分割線経由以外に、熱可塑性エラストマー材料を該金型キャビティーに導入している間、該金型キャビティーから空気を抜き取るための手段が設けられていることを特徴とする、上記装置。
第1の部分金型キャビティーが第1面の少なくとも一部を密閉するように構成されており、第2の部分金型キャビティーが第2面の少なくとも一部を密閉しかつ形成すべきエラストマー部の少なくとも一部を画定するように構成されており、第2金型ブロックには、主分割線経由以外に、熱可塑性エラストマー材料を射出成形用金型キャビティーに導入している間、該射出成形用金型キャビティーから空気を抜き取るための手段が設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
第2金型ブロックが、歯ブラシの縦方向に延びる第2金型ブロック分割線で接合する少なくとも2つの第2部分金型ブロックを含み、この第2金型ブロック分割線が、主分割線経由以外に、熱可塑性エラストマー材料を射出成形用金型キャビティーに導入している間、該射出成形用金型キャビティーから空気を抜き取るための手段を構成することを特徴とする、請求項５または６に記載の装置。
第1および第2の金型ブロックが、ヘッド部を金型キャビティー内に密閉するとき、第1面と第2面の間の縁面で該ヘッド部に交差する主分割線で接合すること、
第2の部分金型キャビティーが、複数のリブを含むエラストマー部の形状を画定する1以上の凹部を含むこと、ここで、各リブは、縦方向を横切る伸長方向を有し、かつ第1面と第2面の間の一平面に対して垂直な高さ方向に第2面から延びること、
第2金型ブロックが、歯ブラシの縦方向に延びる第2金型ブロック分割線で接合する少なくとも2つの第2部分金型ブロックを含むこと、
を特徴とする、請求項５に記載の装置。
歯ブラシヘッドの製造方法であって、下記の工程：
ブリッスルを植毛するまたは植毛すべき第1面、およびエラストマー材料部を形成すべき反対の第2面を有するプラスチック材料ヘッド部を用意すること、ただし、第1面と第2面は側面によって隔てられていること、
該ヘッド部を、射出成形用金型キャビティー内に密閉すること、ここで、該射出成形用金型キャビティーは、エラストマー部の少なくとも一部、特に1以上のリブを含むエラストマー材料部を画定しており、各リブは、縦方向を横切る伸長方向を有し、かつ第1面と第2面の間の一平面に対して垂直な高さ方向に第2面から延びること、
該射出成形用金型キャビティーに熱可塑性エラストマー材料を導入することによって、エラストマー材料部を形成させること、
を含んでなり、
流動状の熱可塑性エラストマー材料を240〜260℃の温度で該射出成形用金型キャビティー内に射出することを特徴とする、上記方法。
歯ブラシヘッドの製造方法であって、下記の工程：
ブリッスルを植毛するまたは植毛すべき第1面、およびエラストマー材料部を形成すべき反対の第2面を有するプラスチック材料ヘッド部を用意すること、ただし、第1面と第2面は側面によって隔てられていること、
該ヘッド部を、射出成形用金型キャビティー内に密閉すること、ここで、該射出成形用金型キャビティーは、エラストマー部の少なくとも一部、特に1以上のリブを含むエラストマー材料部を画定しており、各リブは、縦方向を横切る伸長方向を有し、かつ第1面と第2面の間の一平面に対して垂直な高さ方向に第2面から延びること、
第2金型キャビティー内に熱可塑性エラストマー材料を導入することによって、エラストマー材料部を形成させること、
を含んでなり、
射出成形用金型キャビティー内に熱可塑性エラストマー材料を射出した後、そのように形成されたエラストマー材料部を備えたヘッド部を20℃以上の温度で該金型キャビティーから突き出すことを特徴とする、上記方法。
射出成形用金型キャビティー内に熱可塑性エラストマー材料を射出した後、そのように形成されたエラストマー材料部を備えたヘッド部を30〜40℃の温度で該金型キャビティーから突き出すことを特徴とする、請求項10に記載の方法。