JP2016063912A - 歯ブラシ - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッド部を薄型化しても十分な抜毛強度を得るとともに白化や台割れなどの不具合も生じない歯ブラシを提供せんとする。【解決手段】薄型のヘッド部２の複数の植毛穴２０に平線３を用いて毛束４を植設した歯ブラシ１であり、ヘッド部２の厚さＴ１が３．０ｍｍ以下であり、平線３の厚さｔが０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ未満である。植毛穴２０に対する平線３の掛かり代は、＋０．３５ｍｍ以上＋０．６ｍｍ以下である。また平線３の長さ方向に垂直な面で切断した断面積ｓが、０．１ｍｍ２以上０．３ｍｍ２未満である。【選択図】図１

Description

本発明は、薄型のヘッド部の複数の植毛穴に平線を用いて毛束を植設してなる歯ブラシに関する。

歯ブラシは、ヘッド部の植毛台の植毛穴に毛束よりなるブラシが植毛されている。口腔内での操作性を高めるため、歯ブラシのヘッド部及びネック部は樹脂の材質や植毛の仕様、形状等を検討することで薄型化のための工夫が行われている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、平線の長さや幅、植毛穴の直径、深さ、樹脂の材質等につき適切な組み合わせとすることで、ヘッド部を薄型化することが提案されている。

しかしながら、特許文献１からも分かるように、ヘッド部の樹脂材料としてポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）を用いた場合、厚さ２．５ｍｍのヘッド部に対して平線により抜け強度を維持しつつ毛束を植毛すると亀裂（台割れ）や白化などの不具合が発生する（文献表２ 実施例８参照）。すなわちヘッド部の材料としてＰＯＭを用いる場合には、ヘッド厚を２．５ｍｍよりも厚く設定しなければ安定した生産を行うことができなかった。

特許第５４２７４８６号公報

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、ヘッド部を薄型化しても十分な抜毛強度を得るとともに白化や台割れなどの不具合も生じない歯ブラシを提供する点にある。

すなわち本発明は、前述の課題解決のために鋭意検討した結果、ヘッド部が薄くなるとヘッド部自体の強度が低下し、植毛穴への毛束の植設の結果、ヘッド部が毛束が立設される腹側が湾曲状に突出するように背側に反り、打ち込んだ平線が毛束とともに抜けやすくなることに着目し、平線の厚さを薄くすることでこのような抜けやすい状況下で毛束から受ける抜け方向への弾性復元反力を減らすことが可能となり、結果として毛束の抜け強度を向上でき、且つヘッド部の白化や台割れも防ぐことができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、薄型のヘッド部の複数の植毛穴に平線を用いて毛束を植設してなる歯ブラシであって、前記ヘッド部の厚さが３．０ｍｍ以下であり、且つ前記平線の厚さが０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ未満であることを特徴とする歯ブラシを構成した。

ここで、前記植毛穴に対する平線の掛かり代が、＋０．３５ｍｍ以上＋０．６ｍｍ以下であるものが好ましい。

また、前記平線の長さ方向に垂直な面で切断した断面積が、０．１ｍｍ^２以上０．３ｍｍ^２未満であるものが好ましい。

更に、前記ヘッド部が、ポリアセタール樹脂からなるものが好ましい。

以上にしてなる本願発明に係る歯ブラシによれば、ヘッド部の厚さが３．０ｍｍ以下の薄型のヘッド部に対して、平線の厚さを０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ未満としたことで、従来から厚さとして必要とされていた０．２ｍｍ以上の場合と比べて毛束を押し付けている先端面の面積が減少し、毛束から受ける抜け方向への弾性復元反力の総量を薄くした分だけ減らすことが可能となる。

平線の植毛穴の内壁に食い込む両端部の接触面積については、打ち込み方向である先端方向の端面と側端面の面積は薄くした分だけ減るもののの、比較的大きな前後面は接触面積が変わらず維持されるため、平線を薄くしたことにより上記のとおり毛束から平線が受ける抜け方向への弾性復元反力の総量を減らすことによる効果が勝り、結果として毛束を薄くすることにより毛束の抜け強度を向上できる。さらに上記のとおり平線の植毛穴の内壁に食い込む両端部の接触面積が減ることから、ヘッド部の白化や台割れも防止される。

実際、後述するようにヘッド部の厚さが２．９ｍｍの薄型ヘッドの植毛穴に、厚さ０．１８ｍｍの薄い平線で毛束を植毛した実施例１〜４のうち、実施例２、実施例３では、薄い平線でヘッド部への負担（白化や台割れの虞）が小さいにも関わらず、厚さ０．２５ｍｍで同じ長さの平線で植毛した比較例２、比較例３よりも毛束の抜け強度が向上している。またヘッド部の厚さが２．７５ｍｍの薄型ヘッドの植毛穴に、厚さ０．１８ｍｍの薄い平線で毛束を植設した実施例５〜８のうち、実施例６、実施例７では、厚さ０．２５ｍｍで同じ長さの平線で植毛した比較例６、比較例７と毛束の抜け強度が同等になっている。さらにヘッド部の厚さが２．６ｍｍ以下の薄型ヘッドの植毛穴に、厚さ０．１８ｍｍの薄い平線で毛束を植設した実施例９〜２０では、厚さ０．２５ｍｍで同じ長さの平線で植毛した比較例９〜２０よりも毛束の抜け強度が向上している。

また、植毛穴に対する平線の掛かり代を＋０．３５ｍｍ以上＋０．６ｍｍ以下としたことで、平線の厚さを薄くしたことによる抜け強度の向上効果をより確実に得ることができる。実際、掛かり代が＋０．６５ｍｍである実施例４では、掛かり代が＋０．６ｍｍ以下の実施例１〜３と比べて毛束の抜け強度が低下しており、１本の抜け強度についても、掛かり代が＋０．６５ｍｍである実施例４、８、１２、１６では、掛かり代が＋０．６ｍｍである実施例３、７、１１、１５よりも低下している。

このように掛かり代が＋０．６ｍｍよりも大きく設定すると、平線両端の植毛穴内壁から受ける抵抗が大きくなり、打ち込みの際に平線が屈曲変形し、結果として毛束や１本の抜け強度の低下に繋がってしまう。掛かり代が＋０．３５ｍｍ未満に設定すると、平線両端の植毛穴内壁への食い込み量が十分でなく、毛束の抜け強度を維持できない。

また、平線の長さ方向に垂直な面で切断した断面積が、０．１ｍｍ^２以上０．３ｍｍ^２未満であると、平線自体の曲げ強度を維持し、上記平線の屈曲変形を抑えることが可能となる。

また、本願発明によれば、ヘッド部の樹脂材料としてＰＯＭを用いつつ、十分な毛束の抜け強度を備え、且つ白化や台割れなどの不具合の無いものを提供することができる。

（ａ）は本発明の代表的実施形態に係る歯ブラシのヘッド部及び首部からなる歯ブラシ清掃体を示す平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ横断面図。 同じく歯ブラシ清掃体の毛束植毛前のヘッド部の要部を示す縦断面図。 同じく毛束を植毛した状態のヘッド部の要部を示す縦断面図。 （ａ），（ｂ）は毛束の抜け強度を測定した結果を示すグラフ。 （ａ），（ｂ）は同じく毛束の抜け強度を測定した結果を示すグラフ。 同じく毛束の抜け強度を測定した結果を示すグラフ。 （ａ），（ｂ）はフィラメント１本の抜け強度を測定した結果を示すグラフ。 （ａ），（ｂ）は同じくフィラメント１本の抜け強度を測定した結果を示すグラフ。 同じくフィラメント１本の抜け強度を測定した結果を示すグラフ。

次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

本発明に係る歯ブラシ１は、図１に示すように薄型のヘッド部２の複数の植毛穴２０に平線３を用いて毛束４を植設したものである。本例の歯ブラシ１は電動歯ブラシであり、駆動機構を内蔵する把持部としての本体部は図示省略し、該本体部の先端側に接続されるヘッド部２及び首部１１からなる歯ブラシ清掃体１０のみ示している。ただし、本発明はこのような電動歯ブラシに限定されるものではなく、ヘッド部と首部と柄部が合成樹脂で一体成形された手動の歯ブラシでも勿論よく、その他の形態でも勿論よい。

ヘッド部２は、首部１１とともにポリアセタール樹脂又はポリブチレンテレフタレート樹脂によって一体成形されている。ヘッド部２は、厚さＴ１が３．０ｍｍ以下の薄型のヘッドに構成されている。好ましくは２．９ｍｍ以下、さらに好ましくは２．６ｍｍ以下の薄型ヘッドに構成される。厚さＴ１の下限は２ｍｍ以上が好ましく、２．２ｍｍ以上がより好ましい。２ｍｍ未満だと十分な抜け強度を確保することが難しくなる。厚さＴ１は、少なくとも毛束４が植設される植毛面の部分に関する。

ヘッド部２の毛束４が突設される腹側の植毛面２１には、断面視略円形の有底の植毛穴２０が複数形成されている。植毛穴２０の個数、配列形態などは本例に何ら限定されず、開口径、深さ、縦断面形状、毛束一つあたりのフィラメントの本数、その材質など、種々の条件に応じて適切な範囲から選択される。例えば、開口径（内径）が１．２〜２．４ｍｍ程度で適宜決められる。本例の植毛穴２０は、基本的に断面円形のストレート状の穴であり、底近くの周壁にはフィラメントの折り返しが始まる屈曲した底側領域に対応して縮径段差部２２が設けられ、底面は屈曲した毛束底部に対して全体的に面接触するように凹曲面２３に構成されている。

植毛穴２０の深さＵ１は、開口部から縮径段差部２２までのストレート部分の深さＵ２と縮径段差部２２から底面までの深さＵ３との和であるが、ヘッド部２の厚さＴ１を変える場合には、植毛穴２０の底部とヘッド部背面までの肉厚Ｔ２は強度維持の為に常に一定以上の寸法が確保され、且つ縮径段差部２２から底面までの深さＵ３も穴径Ｄ１に応じて一定の深さとなるため、深さＵ２を変動させることになる。後述の実施例、比較例についても、ヘッド部の厚さＴにより開口部から縮径段差部２２までのストレート部分の深さＵ２が変動し、他は一定に維持されている。植毛穴２０の底部とヘッド部背面までの肉厚Ｔ２は、好ましくは０．１５ｍｍ〜０．５ｍｍ確保される。０．１５ｍｍよりも肉厚が小さいと強度を維持できず、０．５ｍｍよりも大きいとヘッド部が厚くなり、操作性が悪化する。

縮径段差部２２は、植毛後の毛束４の抜け方向への動きを規制し、毛束の抜けを防止する効果があると同時に、個々のフィラメントも植毛穴２０内壁との接触面積、毛束４内部での接触面積が増し、摩擦抵抗が大きくなるため、部分的なフィラメント１本の抜けも抑制できる効果がある。このような縮径段差部２２の位置は、平線３の打ち込み方向先端面の位置よりも底側の所定の位置とされている。

底面の凹曲面２３は、縮径段差部２２で緩和された平線３の打ち込みの際の衝撃力をさらに分散および緩和できるので、台割れをさらに防止する効果があり、これに加えて凹曲面２３の底部からヘッド部２の背面側までの肉厚Ｔ２を薄く設定できる効果がある。なお、植毛穴２０は、縮径段差部２２を省略した単なる円柱形状でもよいし、その他の形状でもよい。

各植毛穴２０には、それぞれ複数本のフィラメントを束ねて二つ折りにした毛束４が平線３を用いて植設されている。平線３の材質は特に限定されず、一般的な歯ブラシで用いられている金属製や硬質合成樹脂製などの公知の材質とすればよい。平線３の厚さｔは、０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ未満、より好ましくは０．１５ｍｍ以上０．１８ｍｍ以下に設定される。厚さが０．１ｍｍより薄くなると打ち込みの際に変形して抜け強度が維持できない。厚さが０．２ｍｍ以上になると特に薄型ヘッドの場合にヘッド部が白化したり台割れの虞が生じる。植毛穴２０に対する平線３の掛かり代（植毛穴２０の穴径Ｄ１に対する平線３の長さＬの差）は、好ましくは＋０．３５ｍｍ以上＋０．６ｍｍ以下、より好ましくは＋０．４５ｍｍ以上＋０．６ｍｍ以下に設定される。＋０．３５ｍｍより小さいと食い込み量が少なく抜け強度が維持できない。＋０．６ｍｍより大きくなると平線の変形に繋がり、結果として毛束やフィラメント１本の抜け強度が低下してしまう。平線３の長さ方向の各端部が同じだけ食い込むように打ち込むと、それぞれ植毛穴２０の周壁に対して、好ましくは０．１７５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の長さ食い込んだ状態となる。

平線３の長さ方向に垂直な面で切断した断面積、つまり図１（ｃ）で表されている断面の面積ｓは、０．１ｍｍ^２以上０．３ｍｍ^２未満、より好ましくは０．１２ｍｍ^２以上０．３ｍｍ^２以下に設定されている。断面積が０．１ｍｍ^２より小さいと平線が屈曲してしまい、結果として毛束やフィラメント１本の抜け強度が低下する。この断面形状は本例では長円形状とし、打ち込み方向基端側及び先端側に曲面を有し、毛束４に負担を掛けないように考慮されている。本例の平線３の厚さｔは、両端の曲面部分を除く部分のストレート領域の厚さである。

フィラメントの材質は特に限定されず、ナイロン、ポリエステル、ポリオレフィンなどの樹脂材料からなる人工毛でもよく、豚毛などの天然毛でもよい。またこれらを組み合わせてもよい。その他、断面形状や断面の大きさ、長さ、先細形状の有無など、公知の形態を広く採用できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

以下、平線の厚さが比較的薄い本発明に係る歯ブラシの実施例１〜実施例２０、平線の厚さが比較的厚い歯ブラシの比較例１〜比較例２０について、毛束の抜け強度を測定した結果、並びに、実施例１〜実施例２０について、フィラメント１本の抜け強度を測定した結果について説明する。

実施例、比較例のヘッド部の構造は図１〜図３の代表的実施形態の構造とし、ヘッド部の材質はポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、毛束１つあたりのフィラメントの本数は４５本、径は５ｍｉｌ（０．１２７ｍｍ）、長さは１０ｍｍ及び材質はナイロンとした。

表１に示すとおり、平線の厚さｔは、実施例（１〜２０）を０．１８ｍｍ、比較例（１〜２０）を０．２５ｍｍとした。また、ヘッド部の厚さＴ１は、実施例、比較例をそれぞれ４本づつ５段階の異なる値とした。具体的には実施例１〜４、比較例１〜４を２．９ｍｍ、実施例５〜８、比較例５〜８を２．７５ｍｍ、実施例９〜１２、比較例９〜１２を２．６ｍｍ、実施例１３〜１６、比較例１３〜１６を２．５ｍｍ、実施例１７〜２０、比較例１７〜２０を２．２５ｍｍとした。

植毛穴は、開口から底部までのトータル深さU１、開口部から縮径段差部までのストレート部分の深さＵ２の値が表１に示すとおりヘッド部の厚さＴ１の値に応じて変化すること以外、一定の値に設定した。具体的には底部からヘッド部背面までの肉厚Ｔ２を０．２５ｍｍ、縮径段差部から底面までの深さＵ３を０．５ｍｍ、穴径（開口部から縮径段差部までのストレート部分の穴径）Ｄ１を１．５ｍｍ、縮径段差部から底部までのストレート部分の内径Ｄ２を１．１ｍｍとした。

上記のとおりヘッド部の厚さＴ１を実施例、比較例それぞれ４本づつ５段階に設定したが、各段階の同じヘッド部の厚さの中で、さらに平線長さＬを表１のとおり２ｍｍ〜２．１５ｍｍの間で４段階の異なる値に設定した。平線の幅ｗは１．２ｍｍ一定とした。平線の断面積ｓは実施例が０．２１６ｍｍ^２、比較例が０．３ｍｍ^２とした。

毛束の抜け強度は、実施例、比較例のそれぞれについて、植毛穴１つあたりの毛束を専用器具でつかみ、島津製作所製オートグラフを用いて植毛穴から毛束が抜けるまでの最大引張応力（Ｎ）を測定（引張速度２０ｍｍ／ｍｉｎ）（ｎ＝２０）し、その値の平均値とした。測定結果を図４〜図６に示す。また、フィラメント１本の抜け強度は、各実施例についてフィラメント１本を専用器具でつかみ、同じく島津製作所製オートグラフを用いて植毛穴からフィラメント１本が抜けるまでの最大引張応力（Ｎ）を測定（引張速度２０ｍｍ／ｍｉｎ）（ｎ＝２０）し、その値の平均値とした。測定結果を図７〜図９に示す。

図４〜図６の毛束の抜け強度の測定結果について考察するに、まず図４（ａ）に示すヘッド厚が２．９ｍｍの結果から、実施例２、実施例３について同じ平線長さの比較例２、比較例３よりも抜け強度が向上していることがわかる。また、図４（ｂ）に示すヘッド厚が２．７５ｍｍの結果から、実施例６、実施例７について同じ平線長さの比較例６、比較例７と抜け強度が同等になっている。また、さらにヘッド部の厚さが２．６ｍｍ以下の図５（ａ），（ｂ），図６の結果から、実施例９〜２０のすべてにおいて、同じ平線長さの比較例９〜２０よりも毛束の抜け強度が向上していることがわかる。

図７〜図９のフィラメント１本の抜け強度の測定結果について考察するに、掛かり代が＋０．６５ｍｍである実施例４、８、１２、１６では、掛かり代が＋０．６ｍｍである実施例３、７、１１、１５よりも低下している。

１ 歯ブラシ
２ ヘッド部
３ 平線
４ 毛束
１０ 歯ブラシ清掃体
１１ 首部
２０ 植毛穴
２１ 植毛面
２２ 縮径段差部
２３ 凹曲面
Ｄ１ 植毛穴の穴径
Ｄ２ 縮径した底部の内径
Ｔ１ ヘッド部の厚さ
Ｔ２ 植毛穴底部からヘッド部背面までの肉厚
Ｕ１ 植毛穴のトータルの深さ
Ｕ２ 植毛穴の開口部から縮径段差部までの深さ
Ｕ３ 植毛穴の縮径段差部から底部までの深さ
ｓ 平線の断面積
ｗ 平線の幅
Ｌ 平線の長さ
ｔ 平線の厚さ

Claims (4)

1. 薄型のヘッド部の複数の植毛穴に平線を用いて毛束を植設してなる歯ブラシであって、
   前記ヘッド部の厚さが３．０ｍｍ以下であり、且つ前記平線の厚さが０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ未満であることを特徴とする歯ブラシ。
2. 前記植毛穴に対する平線の掛かり代が、＋０．３５ｍｍ以上＋０．６ｍｍ以下である請求項１記載の歯ブラシ。
3. 前記平線の長さ方向に垂直な面で切断した断面積が、０．１ｍｍ^２以上０．３ｍｍ^２未満である請求項１又は２記載の歯ブラシ。
4. 前記ヘッド部が、ポリアセタール樹脂からなる請求項１〜３の何れか１項に記載の歯ブラシ。

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