JP2015104624A - 綿棒及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 軸部と清掃部（綿体）とを有する綿棒を、より安いコストで作成するとともに、綿棒の量産性を上げる製造方法を提供する。
【解決手段】 綿棒（１０）は、軸部（１１）とその軸部（１１）の少なくとも一端に設けられる清掃部（１２）とから構成される綿棒である。そして、軸部と清掃部とが、同一材料の柔軟材料で形成され、軸部の柔軟材料が熱又は接着剤で硬化されている。さらに、同一材料の柔軟材料は不織布（ＮＷＦ）である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、耳垢の除去、精密機械の清掃などに用いる綿棒及びその製造方法に関する。

綿棒は、紙製の丸軸部又はプラスチック製の丸軸部の両端に、綿又はレーヨンなどの繊維状の綿体（又は清掃部）をそれぞれ巻き付けて接着することにより形成されるのが一般的である。

例えば特許文献１の綿棒は、紙製の丸軸部又はプラスチック製の丸軸部の両端表面に、殺菌剤をバインダーで含浸固着させた綿体（又は清掃部）を形成している。この綿棒を製造するためには、特許文献１の開示されるような製造装置が必要である。開示された製造装置は、自動的に丸軸部を供給する軸部供給装置と、丸軸部の両端部を加温された歯形の金型が上下方向から挟み、丸軸部の両端に凹凸面を形成する端部処理部とを有する。さらに、この製造装置は、この両端部にカット綿を丸軸端に融着して巻き付ける綿供給装置と、金型の中をベルトに載って回転しながら移動して綿体を成形する綿体形成装置となどを有する。

特開平０５−１３７７５３号公報

しかし、特許文献１で開示された製造装置で、丸軸部の両端に綿などの繊維状の綿体を形成する綿棒は、複数の工程を経なければならないため、量産してもコスト低減が困難である。このため、より安いコストの綿棒及びその製造方法が求められている。

第１の観点の綿棒は、軸部とその軸部の少なくとも一端に設けられる清掃部とから構成される綿棒である。そして、軸部と清掃部とが、同一材料の柔軟材料で形成され、軸部の柔軟材料が熱又は接着剤で硬化されている。

第２の観点の綿棒の柔軟材料は、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維又はこれら２以上の繊維の混合繊維からなる不織布である。そして、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維又は混合繊維からなる不織布で形成された軸部は、熱又は接着剤で固められて、清掃部より剛性を有する。
第３の観点の綿棒の軸部は、断面が丸形状又は多角形に形成されている。

第４の観点の綿棒の製造方法は、同一材料の柔軟材料からなる不織布から、軸部と清掃部とを有する未完成の綿棒を形成する工程と、未完成の綿棒の軸部を圧縮し、且つ熱又は接着剤で硬化する軸硬化工程と、を備える。

本発明の綿棒は、軸部と清掃部とが、同一材料の柔軟材料で形成されているため、単純な工程を経て製造されるため、より安いコストの綿棒が形成される。

第１実施形態に係る綿棒１０を示した図である。 抜き金型で打ち抜かれた状態の未完成の綿棒１０Ａである。 不燃紙ＮＷＦから未完成の綿棒１０Ａを打ち抜き装置の図である。 未完成の綿棒１０Ａの平軸部１１Ａを丸軸部１１に圧縮加工及び硬化する圧縮加工装置の図である。 第２実施形態に係る綿棒２０を示した図である。 抜き金型で打ち抜かれた状態の未完成の綿棒２０Ａである。 未完成の綿棒２０Ａの平軸部２１Ａを八角形軸部２１に圧縮加工及び硬化する圧縮加工装置の図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る綿棒１０を示した図である。図１（ａ）は完成した綿棒１０の正面図であり、図１（ｂ）は綿棒１０の側面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面拡大図である。

図１に示されたように、完成した綿棒１０は、丸軸部１１とこの丸軸部１１の両側の先端に設けられた清掃部１２とからなる。本実施形態では、丸軸部１１の両側の端に清掃部１２が形成されているが、片側のみに形成されていてもよい。また、図１（ｃ）に示されるように、丸軸部１１の断面は円形になっている。清掃部１２は、図１（ｄ）に示されるように、平板状になっている。丸軸部１１は、後述するように剛性が高くなるように固められており、柔軟な清掃部１２よりも剛性が高い。

完成した綿棒１０は、長さ６０ｍｍ〜１２０ｍｍである。丸軸部１１は、直径１．５ｍｍ〜３ｍｍで、長さ５０ｍｍ〜１００ｍｍであり、清掃部１２の長さは、５ｍｍ〜１０ｍｍである。平板状の清掃部１２は、幅広方向（Ｚ軸方向）に５ｍｍ〜１０ｍｍで幅狭方向（Ｘ軸方向）に１．５ｍｍ〜４ｍｍである。図１（ｂ）では、丸軸部１１の直径２．３ｍｍで、清掃部１２の幅狭方向（Ｘ軸方向）が２ｍｍの例を示している。

第１実施形態では、図１（ａ）に示されるように、清掃部１２は丸軸部１１の中心軸ＡＸに対してずれた位置に形成されている。清掃部１２が平板状であるため、綿棒１０を回転させた時に、中心軸ＡＸに対して異なる距離が接触しやすくするためである。このため、耳内部の細かい凹凸、精密機械の部品などの細かい凹凸に対応できる。

図２は、抜き金型８１，８２（図３を参照）で打ち抜かれた状態の未完成の綿棒１０Ａである。図２（ａ）は未完成の綿棒１０Ａの正面図であり、図２（ｂ）はその綿棒１０Ａの側面図である。未完成の綿棒１０Ａは、最初に１．５ｍｍ〜４ｍｍの厚さの不織布ＮＷＦを抜き金型８１，８２で打ち抜かれて形成される。

第１実施形態で使用される不織布ＮＷＦは、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維又はこれら２以上の繊維の混合繊維からなる。不織布ＮＷＦは、皮膚に接したときの肌触りなどを考慮して、上記繊維の種類を替えたり又は繊維長の長さを替えたりして作られている。

未完成の綿棒１０Ａは、平軸部１１Ａとこの平軸部１１Ａの両側の先端に設けられた清掃部１２Ａとからなる。平軸部１１Ａの幅広方向（Ｚ軸方向）は、２．５ｍｍ〜５ｍｍで形成されている。平軸部１１Ａの幅狭方向（Ｘ軸方向）及び清掃部１２Ａは、不織布ＮＷＦの厚みと同じであり、１．５ｍｍ〜４ｍｍの厚さである。

次に未完成の綿棒１０Ａの打ち抜き工程を説明する。
図３は、不燃紙ＮＷＦから未完成の綿棒１０Ａを打ち抜き装置の図である。図３（ａ）は打ち抜き装置の正面図であり、図３（ｂ）は打ち抜き装置の側面図である。両図では、所定の幅の長尺の不織布ＮＷＦのシートが、ローラＲＲによって図面の左から右へと搬送されていく。その搬送途中に、抜き金型８１，８２が不燃紙ＮＷＦを挟むように配置されている。図３では、抜き金型８１，８２が一回に不燃紙ＮＷＦを打ち抜くと、９個の未完成の綿棒１０Ａが形成されるように描かれているが、実際には数百から数千個が打ち抜かれる。この抜き金型８１，８２は、不織布ＮＷＦの打ち抜き後に無駄な箇所が無いように、未完成の綿棒１０Ａの形状の型が配置されている。打ち抜き装置を通過すると、未完成の綿棒１０Ａは、一つ一つ又は複数まとめて、軸硬化装置（図４を参照）へ進む。

次に未完成の綿棒１０Ａの軸部の硬化工程を説明する。
図４は、未完成の綿棒１０Ａの平軸部１１Ａを丸軸部１１に圧縮加工及び硬化する圧縮加工装置の図である。図４（ａ）は圧縮加工装置で、平軸部１１Ａを圧縮硬化させる前を示した図であり、図４（ｂ）は圧縮加工装置で、平軸部１１Ａを圧縮硬化させた後を示した図である。

圧縮加工装置は、接着剤を塗布するインジェクション８５と、圧縮金型８８，８９とを有する。インジェクション８５内には、低密度ポリエチレン樹脂又はエチレン酢酸ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂が、接着剤として入っている。このためインジェクション８５の先端は、例えば１００℃以上の温度が維持されている。そして、圧縮金型８８，８９が開いている際に、平軸部１１Ａにのみ接着剤が塗布され、清掃部１２には接着剤が塗布されない。圧縮金型８８，８９は、平軸部１１Ａのみを圧縮し清掃部１２は圧縮しない構造になっている。

その後、図４（ｂ）に示されているように、圧縮金型８８，８９が平軸部１１Ａを圧縮する。これにより平軸部１１Ａの形状は断面が丸形状に変化するとともに、接着剤が軸の領域に広く拡散する。その後、圧縮金型８８，８９が開くと、丸軸部１１の状態になって完成した綿棒１０が取り出される。丸軸部１１は、室温まで自然冷却されると接着剤が硬化する。圧縮と接着剤とによって、丸軸部１１は清掃部１２よりも硬化する。なお、清掃部１２は圧縮硬化されないが、平軸部１１Ａの圧縮に伴い、清掃部１２の丸軸部１１に近い領域は圧縮変形し多少硬化することがある。

（第２実施形態）
図５は、第１実施形態に係る綿棒２０を示した図である。図５（ａ）は完成した綿棒２０の正面図であり、図５（ｂ）は綿棒２０の側面図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図５（ｄ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面拡大図である。

図５に示されたように、完成した綿棒２０は、八角形軸部２１とこの八角形軸部２１の両側の先端に設けられた清掃部２２とからなる。また、図５（ｃ）に示されるように、八角形軸部２１の断面は八角形になっている。清掃部２２は、図５（ｄ）に示されるように、平板状になっている。八角形軸部２１は、後述するように剛性が高くなるように固められており、柔軟な清掃部２２よりも剛性が高い。図５では、断面が丸形状の八角形軸部２１を作るようになっているが、用途に応じて、断面が四角形、六角形などの多角形にしてもよい。

完成した綿棒２０の大きさは、第１実施形態の綿棒１０と同じ大きさである。第２実施形態では、図５（ａ）に示されるように、清掃部２２は八角形軸部２１の中心軸ＡＸに対して対称的は卵形状に形成されている。また、清掃部２２は殺菌処理が施されている。清掃部２２に固着される殺菌剤としては、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、グルコン酸クロルヘキシジン、アクリノール、芳香族系殺菌剤、ヒノキチオールなどを使用することができる。

図６は、抜き金型（不図示）で打ち抜かれた状態の未完成の綿棒２０Ａである。図６（ａ）は未完成の綿棒２０Ａの正面図であり、図６（ｂ）はその綿棒２０Ａの側面図である。第２実施形態で使用される不織布ＮＷＦも、第１実施形態と同様な繊維でよいが、特にナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維などの熱可塑性樹脂であることが好ましい。

未完成の綿棒２０Ａは、平軸部２１Ａとこの平軸部２１Ａの両側の先端に設けられた清掃部２２Ａとからなる。平軸部２１Ａの幅広方向（Ｚ軸方向）は、２．５ｍｍ〜５ｍｍで形成されている。平軸部２１Ａの幅狭方向（Ｘ軸方向）及び清掃部２２Ａは、不織布ＮＷＦの厚みと同じであり、１．５ｍｍ〜４ｍｍの厚さである。

図７は、未完成の綿棒２０Ａの平軸部２１Ａを八角形軸部２１に圧縮加工及び硬化する圧縮加工装置の図である。図７（ａ）は圧縮加工装置で、平軸部２１Ａを圧縮硬化させる前を示した図であり、図７（ｂ）は圧縮加工装置で、平軸部２１Ａを圧縮硬化させた後を示した図である。

圧縮加工装置は、圧縮金型９８，９９を数百℃まで加熱する加熱ヒータ９６を有する。圧縮金型９８，９９は、平軸部２１Ａのみを圧縮し清掃部２２は圧縮しない構造になっている。なお、清掃部２２は圧縮硬化されないが、平軸部２１Ａの圧縮に伴い、清掃部２２の八角形軸部２１に近い領域は圧縮変形し、多少硬化することがある。

その後、図７（ｂ）に示されているように、加熱ヒータ９６で所定温度に加熱された圧縮金型９８，９９が平軸部２１Ａを圧縮する。これにより平軸部２１Ａの形状は断面が八角形状に変化するとともに、熱可塑性の不織布ＮＷＦの一部、特に圧縮金型９８，９９と接する平軸部２１Ａの表面が熱により溶ける。その後、室温圧縮金型９８，９９が開くと、八角形軸部２１の状態になって完成した綿棒２０が取り出される。八角形軸部２１は、室温まで自然冷却されるとその表面が硬化する。圧縮と加熱溶融とによって、八角形軸部２１は清掃部２２よりも硬化する。

第１実施形態では接着剤を使って軸部を硬化する例を示し、第２実施形態では加熱により軸部を硬化する例を示したが、接着剤と加熱とを同時に行って形成した軸部を硬化するようにしてもよい。また、第１実施形態及び第２実施形態では、綿棒という呼び方をしたが耳かき等も含む概念である。

１０ … 完成した綿棒
１１ … 丸軸部
１２ … 清掃部
１０Ａ … 未完成の綿棒
１１Ａ … 平軸部
２０ … 完成した綿棒
２１ … 八角形軸部
２２ … 清掃部
２０Ａ … 未完成の綿棒
２１Ａ … 平軸部
８１，８２ … 抜き金型
８５ … インジェクション
８８，８９，９８，９９ … 圧縮金型
９６ … 加熱ヒータ

Claims (4)

1. 軸部と、前記軸部の少なくとも一端に設けられる清掃部とから構成される綿棒であって、
   前記軸部と前記清掃部とが、同一材料の柔軟材料で形成され、
   前記軸部の柔軟材料が熱又は接着剤で硬化された綿棒。
2. 前記柔軟材料は、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維又はこれら２以上の繊維の混合繊維からなる不織布であり、
   前記セルロース繊維、前記ナイロン繊維、前記ビニロン繊維、前記ポリエステル繊維、前記ポリオレフィン繊維、前記レーヨン繊維又は前記混合繊維からなる不織布で形成された前記軸部は、熱又は接着剤で固められて、前記清掃部より剛性を有する請求項１に記載の綿棒。
3. 前記軸部は、断面が丸形状又は多角形に形成されている請求項１又は請求項２に記載の綿棒。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の綿棒の製造方法であって、
   前記同一材料の柔軟材料からなる不織布から、前記軸部と前記清掃部とを有する未完成の綿棒を形成する工程と、
   前記未完成の綿棒の前記軸部を圧縮し、且つ熱又は接着剤で硬化する軸硬化工程と、
   を備える綿棒の製造方法。