JP2008161271A

JP2008161271A - 歯ブラシ及びその製造方法

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Publication number: JP2008161271A
Application number: JP2006351481A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Hakamata; 祐輔袴田; Toshiaki Kobayashi; 利彰小林; Takao Kato; 孝夫加藤
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-07-17

Abstract

【課題】刷毛が裂けたり、割れたりすることを改善した歯ブラシを提供する。
【解決手段】刷毛の毛束２が植毛面３ａに複数並んで植設されたヘッドカセット３と、ヘッドカセット３を固定するヘッド固定部４が設けられたブラシ本体５とを備える歯ブラシ１であって、ヘッドカセット３の植毛面３ａに植設された毛束２の少なくとも一部又は全てが、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂からなる刷毛を含み、ヘッドカセット３は、毛束２の一端を加熱溶融することによって形成された溶融塊２ａをエラストマー樹脂からなる樹脂成形部３ｂ内に埋設した状態で、植毛面２ａに並ぶ複数の毛束２と樹脂成形部３ｂとを一体に成形した構造を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、刷毛の毛束が植毛面に複数並んで植設されたヘッドカセットをブラシ本体のヘッド固定部に固定してなる歯ブラシ及びその製造方法に関する。

歯ブラシを製造する際の植毛方法としては、刷毛の毛束を二つ折りにし、その間に平線と呼ばれる抜止め具を挟んで植毛穴に固定する平線植毛法や、毛束の下端をヘッド部となる溶融樹脂中に圧入して固定する熱融着法、毛束の下端を加熱して溶融塊を形成した後に、金型のキャビティ内に溶融樹脂を充填してヘッド部と一体に成形するインモールド法などが、従来より一般的に用いられている。

このうち、平線植毛法では、ヘッド部の植毛面に並ぶ複数の植毛穴に基本的に同一の毛束を植設する。このため、ヘッド部の植毛面に所望の毛束を植設したい場合には、複数の植毛設備を用いて毛束を変更することも可能であるが、設備が大掛かりとなってしまう。

一方、熱融着法では、ヘッド部の植毛面に所望の毛束を植設することが可能である。しかしながら、熱融着法では、毛束の下端がヘッド部に溶融固着された状態となるため、外観が悪くなり、毛束の基端部にバリが生じることもある。また、ヘッド部の寸法が大きくなるため、その改善を求められている。

一方、インモールド法では、ヘッド部の植毛面に所望の毛束を植設することが可能である。しかしながら、インモールド法では、ヘッド部の成形時に毛束の隙間から樹脂が流出して、毛束の基端部にバリが生じることがあり、その使用性において改善が求められている。

また、最近の植毛技術としては、予め歯ブラシのヘッド部に対応するヘッドカセットを準備し、このヘッドカセットの植毛穴に刷毛の毛束を挿入した後、毛束の一端を加熱溶融してヘッドカセットに固定し、この毛束が植設されたヘッドカセットをブラシ本体を成形する金型内に配置し、インモールド成形などでブラシ本体と一体に固着させるアンカーフリー法（ＡＦＴ法）と呼ばれる植毛方法が提案されている（例えば、特許文献１，２を参照）。

このＡＦＴ法では、ヘッド部（ヘッドカセット）の植毛面に所望の毛束を植設することが可能であり、また、ヘッドカセットを予め成形して準備しているので、毛束の基端部にバリを生じることを抑えることができる。

ところで、歯ブラシに用いられる刷毛（フィラメント）については、耐久性の向上を図るため、最近ではポリトリメチレンテレフタレート樹脂（ＰＴＴ樹脂）からなる刷毛を用いることが提案されている。しかしながら、ＰＴＴ樹脂からなる刷毛は、毛開きに対する耐久性が良い一方で、刷毛の急激な劣化によって刷毛が裂けたり、割れたりすることがあるため、その改善が求められている。
特開２００３−１０２５５２号公報特開２００４−１８１２１５号公報

そこで、本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、所望の毛束を植設することでき、ＰＴＴ樹脂などの耐久性に優れた刷毛を用いた場合であっても、刷毛が裂けたり、割れたりすることを改善することができる歯ブラシ及びその製造方法を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、刷毛の毛束が植毛面に複数並んで植設されたヘッドカセットと、前記ヘッドカセットを固定するヘッド固定部が設けられたブラシ本体とを備え、前記ヘッドカセットの植毛面に植設された毛束の少なくとも一部又は全てが、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂からなる刷毛を含み、前記ヘッドカセットは、前記毛束の一端を加熱溶融することによって形成された溶融塊をエラストマー樹脂からなる樹脂成形部内に埋設した状態で、前記植毛面に並ぶ複数の毛束と前記樹脂成形部とを一体に成形した構造を有することを特徴とする歯ブラシである。

また、請求項２に係る発明は、前記ヘッドカセットに、前記樹脂成形部と一体に成形された被覆部が前記毛束の基端部の周囲を被覆した状態で前記植毛面から突出して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の歯ブラシである。

また、請求項３に係る発明は、刷毛の毛束が植毛面に複数並んで植設されたヘッドカセットと、前記ヘッドカセットを固定するヘッド固定部が設けられたブラシ本体とを備える歯ブラシの製造方法であって、前記ヘッドカセットを作製する際は、前記ヘッドカセットの植毛面に植設される毛束の少なくとも一部又は全てに、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂からなる刷毛を用い、前記ヘッドカセットに対応する形状のキャビティを構成する一対の金型のうち、一方の金型の前記ヘッドカセットの植毛面を形成する側の面に設けられた複数の保持孔に、それぞれ前記刷毛を束ねた毛束を挿入し、各保持孔から前記一方の金型のキャビティ側に突出された各毛束の一端を加熱溶融して溶融塊を形成した後に、前記一方の金型に対して他方の金型を突き合わせることによって形成されるキャビティ内に、加熱溶融されたエラストマー樹脂を充填し、前記各毛束の溶融塊が埋設された状態の樹脂成形部を成形することを特徴とする歯ブラシの製造方法である。

以上のように、本発明によれば、ヘッドカセットに所望の毛束を植設することでき、ＰＴＴ樹脂などの耐久性に優れた刷毛を用いた場合であっても、この刷毛の毛束とエラストマー樹脂からなる樹脂成形部とを一体に成形することで、刷掃時に刷毛の基端部に繰り返し加わる応力を柔軟な樹脂成形部によって緩和できるため、刷毛が裂けたり、割れたりすることを改善することができる。

以下、本発明を適用した歯ブラシ及びその製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。
（歯ブラシ）
図１に示すように、本発明を適用した歯ブラシ１は、刷毛の毛束２が植毛面３ａに複数並んで植設されたヘッドカセット３と、このヘッドカセット３を固定するヘッド固定部４が設けられたブラシ本体５とを備えている。

ブラシ本体５は、図示を省略するが、使用者が把持するハンドル部を有しており、このハンドル部の先端に位置するヘッド部６には、図２に示すように、ヘッドカセット３に対応した凹形状を為すヘッド固定部４が設けられている。

ブラシ本体５は、その材質について特に限定されないものの、例えば、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ）、セルロースプロピオネート樹脂（ＣＰ）、ポリアリレート樹脂、飽和ポリエステル樹脂（ＰＣＴＡ、ＰＣＴＧ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、アクリロニトリルスチレン樹脂（ＡＳ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、生分解性樹脂などの樹脂材料を単独で又は２種以上を混合して用いることができる。ブラシ本体５は、このような樹脂材料を用いて、例えば射出成形法などによって成形したものからなる。また、ブラシ本体５は、上述したハンドル部のグリップ性を良くするために、上述した樹脂材料と、例えば熱可塑性エラストマーやシリコン樹脂などを組み合わせて多色成形したものであってもよい。

ヘッドカセット３は、図１及び図２に示すように、毛束２の一端を加熱溶融することによって形成された溶融塊２ａをエラストマー樹脂からなる樹脂成形部３ｂ内に埋設した状態で、植毛面３ａに並ぶ複数の毛束２と樹脂成形部３ｂとを一体に成形した構造を有している。

樹脂成形部３ｂに用いられるエラストマー樹脂については、例えば、オレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）、塩化ビニル系エラストマー（ＴＰＶＣ）、スチレン系エラストマー（ＳＢＣ）、ウレタン系エラストマー（ＴＰＵ）、ポリエステル系エラストマー（ＴＰＥＥ）、ポリアミド系エラストマー（ＴＰＡＥ）などを挙げることができる。

ヘッドカセット３の植毛面３ａに植設された毛束２のうち、少なくとも一部又は全てに、毛開きに対する耐久性に優れたポリトリメチレンテレフタレート樹脂（ＰＴＴ樹脂）からなる刷毛が用いられている。

刷毛の太さは、特に限定されるものではないが、３〜１０ｍｉｌ（０．０７６〜０．２５４ｍｍ）が好ましく、より好ましくは５〜８ｍｉｌ（０．１２７〜０．２０３ｍｍ）である（１ｍｉｌ＝１／１０００ｉｎｃｈ）。また、使用感や、刷掃感、清掃効果、耐久性など考慮して、太さの異なる複数の刷毛を組み合わせて用いてもよい。

刷毛の断面形状については、例えば、円形や、楕円形、或いは三角形や四角形などの多角形、星型、三つ葉や四つ葉のクローバー形など特に限定されるものではなく、直線同士や、曲線同士、さらには直線と曲線を組み合わせた不定形のものであってもよい。

刷毛の形状については、毛先の丸め部を除いて外径がほぼ同一であるものを用いてもよく、毛先に向かうに従って徐々に外径が細くなるテーパー状のものを用いてもよい。さらに、刷毛の先端形状については、例えばテーパー状や、ヘラ状、スクレイパー状、球状など任意の形状とすることができる。

また、刷毛については、上述したＰＴＴ樹脂からなる刷毛の他にも、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのポリエステル系樹脂や、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂などのポリオレフィン樹脂からなる刷毛をヘッドカセット３の植毛面３ａに植設された毛束２の一部に用いることができる。また、これらの樹脂を複数組み合わせた芯鞘構造などの刷毛を用いてもよい。

上述した刷毛を束ねた毛束２は、各刷毛の長さが揃っていてもよく、不揃いであってもよい。また、毛束２の先端における毛切り形状（プロファイル）は、特に限定されるものではなく、例えば、単一平面状や、山切り状、凹凸形状とすることができる。また、植毛面３ａの外側と内側、或いは先端側と後端側で異なった形状としてもよく、特に限定されるものではない。

毛束２は、通常は複数本の刷毛を略円形状に束ねたものを用いるが、このような略円形状に束ねたものに限らず、略三角形や略四角形などの略多角形状に束ねてもよく、さらに、略楕円状や、略長円状、略長方形状、略多角形状など長径と短径が異なる形状に束ねたものを用いてもよい。なお、樹脂成形部３ｂ内に埋設された毛束２の周囲には、毛束２の輪郭に沿った形状の貫通孔３ｃが形成されている。

また、ヘッドカセット３の植毛面３ａには、通常は複数の毛束２が格子状や千鳥状に所定の間隔で並んで植設されるが、この毛束２の配列については、特に限定されるものではない。さらに、上述した毛束２の形状や配列、それらの組合せ等については、目的機能に応じて適宜選択することができる。

（歯ブラシの製造方法）
上記歯ブラシ１は、ＡＦＴ法を用いて製造することができる。具体的に、上記歯ブラシ１を製造する際は、上記ヘッドカセット３を上記ブラシ本体５とは別個に作製する。
上記ヘッドカセット３を作製する際に用いられる射出成形機は、上記ヘッドカセット３に対応する形状のキャビティを構成する一対の金型を有している。このうち、図３に示す一方の金型２０は、上記ヘッドカセット３の植毛面３ａ側を成形する凹部２１の底面に、刷毛が束ねられた毛束２を保持する複数の保持孔２２を有している。これら複数の保持孔２２は、上記ヘッドカセット３の植毛面３ａに植設される毛束２の外径及び配列に合わせて設けられている。

そして、上記ヘッドカセット３を作製する際は、先ず、図４に示すように、一方の金型２０に設けられた複数の保持孔２２に、それぞれ上記刷毛を束ねた毛束２を挿入する。このとき、各毛束２の一端を各保持孔２２から一方の金型２０の凹部２１よりも外側に突出させた状態とする。なお、上記刷毛を束ねた毛束２は、スプールより直接挿入したり、予め準備したホルダ内に保持しておいてもよい。

次に、図５に示すように、熱源３０を用いて各毛束２の一端を加熱溶融し、これら各毛束２の一端に溶融塊２ａを形成する。具体的に、熱源３０には、加熱ヒータが用いられ、保持孔２２から突出された毛束２の長さを揃えつつ、この加熱ヒータを各毛束２の一端に押し当てる。また、このとき形成される溶融塊２ａは、保持孔２２の内径よりも大きくする。

なお、熱源３０については、上述した加熱ヒータ以外にも、例えば、熱風、温風、熱板、レーザー、超音波、赤外線などの熱的手段を用いることができ、毛束２の一端を溶融させる方法について特に限定されるものではない。また、溶融塊２ａの形状については、特に限定されないものの、全体に均一な厚みとすることが好ましい。また、溶融塊２ａの形状や大きさを制御するために、毛束２の一端を加熱溶融した直後に、プレートなどを押し当てながら溶融塊２ａを整形してもよい。

次に、図６に示すように、他方の金型４０で毛束２の溶融塊２ａを押しながら、この他方の金型４０を一方の金型２０側に移動させる。そして、図７に示すように、一方の金型２０と他方の金型４０とを突き合わせることによって型締めされた状態となる。また、これら一対の金型２０，４０の内側には、上記ヘッドカセット３に対応した形状のキャビティ５０が形成される。このとき、各毛束２の溶融塊２ａは、一方の金型２０と他方の金型４０との突合せ位置まで移動される。なお、上述した他方の金型４０ではなく、上記熱源３０で毛束２の一端を押しながら、これら各毛束２の一端に溶融塊２ａを形成すると同時に、溶融塊２ａを突合せ位置まで移動させることも可能である。或いは、型締め前に別部材などで毛束２の溶融塊２ａを押しながら、この溶融塊２ａを突合せ位置まで移動させてもよい。

次に、図７に示すように、キャビティ５０内に加熱溶融された上記エラストマー樹脂を充填し、各毛束２の溶融塊２ａが埋設された状態の樹脂成形部３ｂを成形する。

次に、図８に示すように、各毛束２の他端側を切り揃えた後に、一方の金型２０を他方の金型４０とは反対側に移動させる。これにより、植毛面３ａに並ぶ複数の毛束２と樹脂成形部３ｂとを一体に成形したヘッドカセット３が離型される。

以上のよう作製されたヘッドカセット３は、図２に示すように、予め作製しておいたブラシ本体５のヘッド固定部４に固定される。ヘッドカセット３をヘッド固定部４に固定する方法については、例えば、インサート成形、ヘッド部への嵌合、超音波溶着、高周波溶着、レーザー溶着、接着剤による接着などの従来公知の方法を用いることができるが、接着剤による接着は、口腔内で使用されるために安全性の点から好ましくない。

以上のような工程を経ることによって作製された歯ブラシ１では、ＰＴＴ樹脂などの耐久性に優れた刷毛を用いた場合であっても、この刷毛の毛束２とエラストマー樹脂からなる樹脂成形部３ｂとが一体に成形されたヘッドカセット３をブラシ本体５のヘッド固定部４に固定した構造とすることで、刷掃時に刷毛の基端部に繰り返し加わる応力を柔軟な樹脂成形部３ｂによって緩和することができる。
したがって、この歯ブラシ１では、刷毛が裂けたり、割れたりすることを改善することが可能である。また、上記歯ブラシ１の製造方法では、ヘッドカセット３に所望の毛束２を植設することも可能である。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記ヘッドカセット３は、上述した構成に加えて、図９に示すような被覆部３ｄを設けた構成としてもよい。この被覆部３ｄは、樹脂成形部３ｂと一体に成形されており、毛束２の基端部の周囲を被覆した状態で植毛面３ａから僅かに突出して設けられている。
この場合、刷掃時に刷毛の基端部に繰り返し加わる応力を柔軟な被覆部３ｄによって更に緩和できることから、刷毛が裂けたり、割れたりすることを更に改善することができる。

以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。

（実施例１〜６及び比較例１，２）
実施例１〜６及び比較例１，２では、表１に示すヘッドカセットの材質、被覆部の有無が異なる以外は、ＰＴＴ樹脂からなる刷毛を用いて、上記歯ブラシ１を製造する場合と同様のＡＦＴ法を用いて歯ブラシを作製した。
（比較例３）
比較例３では、被覆部が無く、ＰＴＴ樹脂からなる刷毛を用いて、ブラシ本体がＰＣＴＡ樹脂からなる歯ブラシをインモールド法により作製した。
（比較例４）
比較例４では、被覆部が無く、ＰＴＴ樹脂からなる刷毛を用いて、ブラシ本体がＰＣＴＡ樹脂からなる歯ブラシを熱融着法により作製した。

そして、これら実施例１〜６及び比較例１〜４の歯ブラシについて、モデル耐久性試験機を用いた毛折れ耐久性の評価試験を行った。
具体的に、この評価試験は、各歯ブラシを３５℃の温水中に浸潰させた状態で、金属製の波板に毛束を押し当てながら繰り返し往復刷掃させ、これら各歯ブラシに毛折れが発生したときの刷掃回数を調べたものである。なお、モデル耐久性試験機による試験条件は、荷重４００ｇ、刷掃幅４０ｍｍ、往復速度１５０回／分である。
以下、その評価結果を表１に示す。

表１に示す評価結果から、実施例１〜６の歯ブラシでは、比較例１〜４の歯ブラシに比べて、毛折れに対する耐久性が大幅に向上していることがわかる。特に、実施例４〜６の歯ブラシでは、毛束の基端部の周囲に被覆部を設けることによって、刷掃回数が３０万回でも毛折れの発生は見られなかった。

図１は、本発明を適用した歯ブラシの一構成例を示し、（ａ）は、その長手方向の断面図であり、（ｂ）は、その平面図である。図２は、図１に示す歯ブラシを構成するヘッドカセットとヘッド本体とを示す断面図である。図３は、本発明を適用した歯ブラシの製造工程を説明するための図であり、ヘッドカセットを作製する際に用いられる一方の金型を示す断面図である。図４は、本発明を適用した歯ブラシの製造工程を説明するための図であり、一方の金型の保持孔に毛束を挿入した状態を示す断面図である。図５は、本発明を適用した歯ブラシの製造工程を説明するための図であり、毛束の一端に溶融塊が形成された状態を示す断面図である。図６は、本発明を適用した歯ブラシの製造工程を説明するための図であり、一方の金型に対して他方の金型を型締めした状態を示す断面図である。図７は、本発明を適用した歯ブラシの製造工程を説明するための図であり、キャビティ内で樹脂成形部を成形する状態を示す断面図である。図８は、本発明を適用した歯ブラシの製造工程を説明するための図であり、ヘッドカセットが離型される状態を示す断面図である。図９は、図１に示すヘッドカセットの変形例を示し、（ａ）は、その長手方向の断面図であり、（ｂ）は、その平面図である。

符号の説明

１…歯ブラシ２…毛束２ａ…溶融塊３…ヘッドカセット３ａ…植毛面３ｂ…樹脂成形部３ｃ…貫通孔３ｄ…被覆部４…ヘッド固定部５…ブラシ本体６…ヘッド部２０…一方の金型２１…凹部２２…保持孔３０…熱源４０…他方の金型５０…キャビティ

Claims

刷毛の毛束が植毛面に複数並んで植設されたヘッドカセットと、
前記ヘッドカセットを固定するヘッド固定部が設けられたブラシ本体とを備え、
前記ヘッドカセットの植毛面に植設された毛束の少なくとも一部又は全てが、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂からなる刷毛を含み、
前記ヘッドカセットは、前記毛束の一端を加熱溶融することによって形成された溶融塊をエラストマー樹脂からなる樹脂成形部内に埋設した状態で、前記植毛面に並ぶ複数の毛束と前記樹脂成形部とを一体に成形した構造を有することを特徴とする歯ブラシ。
前記ヘッドカセットには、前記樹脂成形部と一体に成形された被覆部が前記毛束の基端部の周囲を被覆した状態で前記植毛面から突出して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の歯ブラシ。
刷毛の毛束が植毛面に複数並んで植設されたヘッドカセットと、前記ヘッドカセットを固定するヘッド固定部が設けられたブラシ本体とを備える歯ブラシの製造方法であって、
前記ヘッドカセットを作製する際は、前記ヘッドカセットの植毛面に植設される毛束の少なくとも一部又は全てに、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂からなる刷毛を用い、
前記ヘッドカセットに対応する形状のキャビティを構成する一対の金型のうち、一方の金型の前記ヘッドカセットの植毛面を形成する側の面に設けられた複数の保持孔に、それぞれ前記刷毛を束ねた毛束を挿入し、各保持孔から前記一方の金型のキャビティ側に突出された各毛束の一端を加熱溶融して溶融塊を形成した後に、前記一方の金型に対して他方の金型を突き合わせることによって形成されるキャビティ内に、加熱溶融されたエラストマー樹脂を充填し、前記各毛束の溶融塊が埋設された状態の樹脂成形部を成形することを特徴とする歯ブラシの製造方法。