JP3531390B2 - 歯ブラシの製造方法 - Google Patents

歯ブラシの製造方法

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はハンドルが複数種の
成形材料にて形成される歯ブラシ製造方法に関する。 【0002】 【従来の技術】ハンドルを複数種の材料にて形成する歯
ブラシとしては、実開昭59−52938号公報、実開
平3−21607号公報または特公平7−36771号
公報に示されるものがある。 【0003】これらの歯ブラシのハンドルは、それぞ
れ、本体部をあらかじめ所定の形状に成形し、この本体
部を再度金型内に入れて、本体部に異色部を接着形成し
ているか、硬質の本体部に軟質部を接着形成するか、ま
たは、軸材を外装材にインサート成形しているものであ
る。 【0004】しかしながら、以上のような歯ブラシは、
ハンドルの成形工程が二段階になるため、単一の成形材
料でハンドルを形成する場合に比較して、成形サイクル
が長くなって、製造コストがかさむものになっている。
また、異なる材料間の接着力が不十分になりやすく、異
なる材料間の界面で破壊する可能性があるものである。 【0005】また、特公平6−65324号公報に示さ
れる歯ブラシのハンドルでは、成形条件を制御すること
によって、ハンドルの結晶化度を部分的に異ならせて成
形している。 【0006】つまり、この歯ブラシでは、結晶化度が異
なることによって、色が部分的に異なるハンドルが得ら
れている。そして、このようなハンドルは、単一材料の
みで成形されるものであるので、部分的に色の異なるハ
ンドルを、短い成形サイクルで製造することが可能にな
っている。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように結晶化度を部分的に異ならせるためには、成形条
件、特に金型または成形材料の、温度管理を精度よく行
うことが必要になるものであって、ハンドルの部分の外
観品質が安定したものを連続生産するには、高度な管理
技術を要するものである。 【0008】本発明は、以上のような問題点を解決する
ためになされたものであり、その目的は、部分的に異な
る成形材料から形成されることによって、色調、柔軟性
など複数種の成形材料を射出成形して、ハンドル2が形
成される歯ブラシの製造方法において、複数種の溶融し
た成形材料を金型3のキャビティ4に充填し、溶融状態
で接合一体化させてハンドル2を形成するの特性が部分
的に変化しているハンドルが得られて、意匠性、操作性
などの機能が高い歯ブラシであって、異なる成形材料の
界面における接着強度が十分にあって、強度が高くて破
損しにくく、かつ成形サイクルが短く、製造容易な歯ブ
ラシ製造方法およびの提供にある。 【0009】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項1記載の発明の歯ブラシの製造方法は、複数種の成形
材料を射出成形して、ハンドル2が形成される歯ブラシ
の製造方法において、複数種の溶融した成形材料を金型
3のキャビティ4に充填する前に溶融状態で接合させて
同キャビティ4に充填し、各成形材料を互いに溶融状態
で接合一体化させてハンドル2を形成することを特徴と
して構成している。 【0010】 【0011】 【0012】 【0013】 【0014】 【0015】 【0016】 【0017】 【0018】 【0019】 【0020】 【0021】 【0022】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図を参
照して以下に説明する。 【0023】以下に、この実施の形態の歯ブラシの製造
方法を、図1ないし図10を参照して具体的に説明する。 【0024】図1および図2は、この実施の形態の参考
例となる一つの歯ブラシの製造方法を示す説明図であっ
て、製造装置を断面視して示している。図1は射出成形
開始直後の状態を示し、図2は射出成形完了時の状態を
示している。また、これらの図は、歯ブラシのハンドル
形状を有するキャビティ4を、縦方向に断面視して示し
ている。 【0025】これらの図に示すように、この歯ブラシの
製造方法では、2種類の成形材料a、bを用い、この2
種類の成形材料a、bは、可動型3aと固定型3bとからな
る金型3の、キャビティ4中で溶融状態で接合し、固化
させられている。この場合の製造装置は、それぞれの成
形材料a、bを、金型3中に、スプル1を経て射出充填
させるための射出ユニットA、Bを有している。 【0026】なお、本例で使用した成形機の射出ユニッ
トA、Bは、同一方向で、かつ平行に設置されている
が、対向していても良く、また平行でなくともよいもの
である。 【0027】成形材料a、bとしては、たとえば、ポリ
プロピレン樹脂を用い、成形材料aを無色透明とし、成
形材料bを赤色に着色するなどして射出成形を行うこと
ができる。この場合には、射出シリンダー温度はともに
210 ℃、金型温度は60℃とし、射出条件を、射出ユニッ
トA、Bともに、射出圧力170kgf/cm2、射出時間3.0sec
とすることができる。 【0028】以上のような手順にて射出成形を行うこと
によって、無色透明な成形材料aと、赤色の成形材料b
とが、キャビティ4の両端部からそれぞれ充填されて、
一体化された歯ブラシのハンドル2を得ることができ
る。この場合の成形サイクルは約15sec である。いずれ
か一方の成形材料aまたはbを先に成形するような従来
のインサート成形法などでは、約50sec 程度を要してい
るので、上記の方法で製造することによって、成形サイ
クルを約35sec も短縮することができている。 【0029】なお、上記の例では成形材料としてポリプ
ロピレンを例示したが、この他に、ハンドル2の材質と
しては、ABS樹脂、AS樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリブチレンテレ
フタレート樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリアミド
樹脂等でもよく、プロピレン樹脂とブタジエンまたはス
チレンとブタジエン等との共重合体からなるエラストマ
ーなども用いられる。 【0030】図3および図4は、この実施の形態の上記
したものとは異なった参考例となる歯ブラシの製造方法
を示す説明図であって、製造装置を断面視して示してい
る。図3は射出成形開始直後の状態を示し、図4は射出
成形完了時の状態を示している。また、これらの図は、
歯ブラシのハンドル形状を有するキャビティ4を、縦方
向に断面視して示している。 【0031】この歯ブラシの製造方法では、成形材料a
として無色透明のポリエチレンテレフタレート樹脂、成
形材料bとして赤色のポリプロピレン樹脂を用いて成形
を行なっている。そして、成形材料aを射出ユニットA
に供給して射出シリンダー温度を250℃とし、成形材
料bを射出ユニットbに供給して射出シリンダー温度を
210℃とし、金型温度を80℃としている。 【0032】また、この場合、射出ユニットAの射出開
始時間を、射出ユニットBのそれよりも0.5sec遅延させ
ている。図3は成形開始後、約0.7sec時の図であり、成
形材料Bはキャビティ4中のほぼセンター部まで充填さ
れているが、成形材料Aはほとんどキャビティ4中に充
填されていない。射出成形完了時(3.5sec後)の図4で
は、成形材料aが成形材料b中に潜り込み、一体化され
ている。 【0033】したがって、この場合には、一方の成形材
料Aを他方の成形材料Bに潜り込ませることにより、こ
れらの成形材料a、bがたがいに接触している面積が増
大し、密着力が大幅に向上している。具体的には、図1
および図2に示したような、同時に成形材料a、bを充
填している場合には、成形材料a、b間の密着力が約20
MPa であってのに対して、この図3および図4に示すも
のでは、約50MPa に向上している。 【0034】このように、成形材料a、b間の密着力が
向上しているので、この歯ブラシのハンドル2は、連続
使用時にも疲労して破壊したりする恐れがないものにな
っている。 【0035】なお、このように一方の成形材料aを他方
の成形材料bに潜り込ませる手法としては、本例のよう
に射出開始時間に差を設ける以外に、射出シリンダー間
の射出圧力、射出速度に差を設けて成形材料a、bを射
出することによっても可能である。 【0036】図5および図6は、この実施の形態の実施
例となる歯ブラシの製造方法を示す説明図であって、製
造装置を断面視して示している。図5は射出成形開始直
後の状態を示し、図6は射出成形完了時の状態を示して
いる。また、これらの図は、歯ブラシのハンドル形状を
有するキャビティ4を、前述の図1ないし図4とは異な
り、このキャビティ4の長手方向に直交する方向の断面
として示している。 【0037】これらの図に示す歯ブラシの製造方法で
は、前述の図1ないし図4に示したものと異なり、成形
材料a、bを、溶融状態でキャビティ4に充填する前に
接合している。 【0038】すなわち、2つの色の異なる成形材料a、
bは、キャビティ4の前に設けられた合流部7にて混ざ
り合い、このように混ざり合って形成される流動体が、
キャビティ4中に充填される。このようにして得られた
成形品は、無色と赤とが流れ模様を形成して、意匠性の
高いものになっている。そして、この場合にも、約15se
c で複雑な流れ模様を有するハンドル2が成形できてい
る。 【0039】また、図7に示すような成形装置を用い、
図8に、キャビティ4の部分を拡大して示すような状態
に、成形することも好ましい製造方法である。図8の
(A)は上面図であり、(B) は正面図である。 【0040】すなわち、一方のランナー6を固定型3b
に、他方のランナー6を可動型3aに設けた金型3を用い
て成形することにより、2つの成形材料a、bは、図8
に示すように、前述の合流部7に該当するゲート5で接
合されて、2層構造を有する流動体となり、そのままこ
の流動体がキャビティ4中に充填されることで、2層構
造を有する歯ブラシのハンドル2が成形される。 【0041】図9および図10は、この実施の形態の上記
したものとはさらに異なる歯ブラシの製造方法を示す説
明図であって、製造装置を断面視して示している。これ
らの図の製造装置は、図5および図6に示したものと全
く同じ構成のものである。 【0042】この製造方法では、図5および図6を参照
して説明した方法とは、成形条件を以下のように異なら
せている。 【0043】すなわち、射出ユニットAにおける射出開
始時間を、射出ユニットBのそれよりも1.0sec遅延させ
ているのである。このようにして成形することによっ
て、成形材料Bはキャビティ4中にあらかじめ少量充填
されるため、キャビティ4内で粘度が増大し、半固化状
態となる。そこに1.0sec遅延して粘度の小さい成形材料
aが成形材料b中を流動する。これにより、成形材料a
が成形材料bに挟みこまれたような、サンドイッチ状の
歯ブラシのハンドル2を形成することができる。 【0044】以下に、上記した歯ブラシの製造方法に用
いられる金型3について、図11ないし図14を参照して具
体的に説明する。 【0045】図11および図12は、上記した一つの金型3
を示す図であって、図11は金型3の概略平面図であり、
図12は図11におけるA−A断面図である。このような金
型3は、図1および図2を参照して説明した製造方法に
好適に使用される。 【0046】これらの図に示す金型3には、キャビティ
4が四つ形成されており、成形材料a、bがキャビティ
4中に到達するまでに通過するスプル1、ランナー6は
それぞれ二つ設けられている。 【0047】1つのキャビティ4に対しては、ゲート5
が長軸方向の両端部にそれぞれ一つずつ、計二つ設けら
れている。このようにして長軸方向の両端部にゲート5
を設けた金型3を用いて、図1および図2を参照して説
明した製造方法に適用することによって、両側に成形材
料が異なるハンドル2を製造することができるものであ
る。この場合のハンドル2は成形材料a、b間の密着力
に優れたハンドル2として製造される。 【0048】図13および図14は、上記の一つの金型3を
示す図であって、図13は金型3の概略平面図であり、図
14は図13におけるA−A断面図である。このような金型
3は、図3および図4を参照して説明した製造方法など
に好適に使用される。 【0049】この金型3では、二つの射出ユニットA、
Bから2種類の成形材料a、bが、二つのスプル1、1
に供給される。これらの成形材料a、bは二つのランナ
ー6に供給され、ゲート5直前で接合する。この金型3
では、キャビティ4一つに対して、二つのランナー6が
キャビティ4直前で接合し、一つのゲート5を形成し、
キャビティ4に連通している。 【0050】このような金型3を用いて、図3および図
4を参照して説明した製造方法に適用することによっ
て、流れ模様や、二層構造、またはサンドイッチ構造を
有する歯ブラシのハンドル2を製造することができる。 【0051】以下に、以上のようにして製造される歯ブ
ラシについての具体例を、図15ないし図21を参照して説
明する。 【0052】図15は、以上のようにして製造される歯ブ
ラシのハンドル2の形状を示す図であって、(A) は上
面図であり、(B) は側面図である。 【0053】この図に示すように、ハンドル2は使用時
に手で持つ把持部2cと、植毛が施される植毛部2b、およ
び首部2aから構成されている。以下の図16ないし図21に
示すものも、この図15に示す形状に形成されている。 【0054】図16ないし図21は、いずれの図も、以上の
ようにして製造される歯ブラシのハンドル2の一例を示
す図であって、(A) は上面図であり、(B) は(A)
におけるA−A断面図である。 【0055】図16に示すハンドル2は、把持部2cを構成
する成形材料がそれぞれピンク色と青色とに異なるポリ
プロピレン樹脂で、縦方向に二分されて形成されてお
り、首部2aと植毛部2bとを構成する成形材料が白色のポ
リプロピレン樹脂から構成されている。このように色の
異なる成形材料を組み合わせることで、外観の優れたハ
ンドル2を提供できる。また、このハンドル2は、従来
の2色成形法やインサート成形法等で得られたハンドル
2よりも、異なる成形材料間の密着力が高く、連続使用
しても折れたりすることもなく、経済的なものになって
いる。 【0056】図17のハンドル2は、把持部2cと首部2aと
に、異なる成形材料間の接合面2dが形成されている。ま
たは図18のハンドル2は把持部2cに、異なる成形材料間
の接合面2dが形成されている。従来の2色成形法等の手
法では、異なる成形材料間の密着力が不十分であったた
め、使用時に最も力が負荷されるこの接合界面2dの部分
で破損しやすく、実用上問題があった。しかし、溶融状
態で成形材料が接合されるこの歯ブラシでは、上記した
位置に接合面2dを設けることが可能となっている。 【0057】また、これらの図17または図18に示すハン
ドル2における接合界面2dの左側であって、植毛部2bを
含む部分を、青カビ、クロカワカビ、黒コウジカビ等の
カビまたは大腸菌、黄色ブドウ球菌、サルモネラ菌等の
細菌類等の繁殖を抑止する効果がある抗菌材を有する成
形材料で形成している。したがって、このような歯ブラ
シでは、何回使用しても、常に清潔なものになってい
る。 【0058】このような抗菌材としては、チアゾール系
(TBZ)もしくはイミダゾール系の有機材料、酸化チ
タンまたはリン酸系、ホウケイ酸系、ゼオライト系、ア
パタイト系等の無機系材料があり、これらの抗菌材をあ
らかじめ成形材料中に混合して射出成形するとよい。 【0059】たとえば、ポリプレン樹脂にゼオライト系
の抗菌材を1重量%添加してハンドル2を成形し、これ
に黒コウジカビを0.05%添加した溶液に浸漬する21日間
の培養試験の結果、抗菌材未添加のハンドル2ではその
表面積の約60%にカビの発育が確認されるが、抗菌材を
添加したハンドル2では、カビの繁殖は観察されないの
である。 【0060】また、これらの図17または図18に示すハン
ドル2における接合界面2dの右側であって、把持部2cの
部分をゴム弾性を有するエラストマーによって、形成す
ることも好ましい一例である。 【0061】このようなエラストマーとしては、ポリオ
レフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可
塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマ
ー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン
系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エ
ラストマー、天然ゴム系熱可塑性エラストマー、等のゴ
ム系材料を用いることができる。このようにしてハンド
ル2の把持部2cをエラストマーで構成することにより、
グリップ感が向上するとともに、滑り止め効果もあり、
かつブラッシングもしやすくなるのである。 【0062】また、図19に示すハンドル2は、有色の成
形材料によって中心部2eが形成され、この中心部2eを無
色透明の成形材料中に埋包して形成されている。このよ
うなハンドル2は、表面に輝き感があるとともに、中心
部2eの有色層によりデザイン性の高いものになってい
る。 【0063】より具体的には、このような歯ブラシのハ
ンドル2は、成形材料として無色または青色のポリエチ
レンテレフタレート樹脂を用い、図9および図10を参照
して説明した製造方法により、図13および図14に示した
金型3によって製造することができる。この場合、たと
えば、ハンドル2の肉厚は約8mmとして、中心部2eであ
る有色層の肉厚を2mm、無色透明層を3mmとして、外観
意匠性に優れ、従来にはない、デザインとすることがで
きる。 【0064】また、図20のハンドル2は、把持部2cにお
ける、植毛を施される側の表面部を、他の部分と異なる
成形材料で形成している。より具体的には、ポリウレタ
ン系で熱可塑性の白色のエラストマーを、前記表面部を
形成する成形材料として用い、赤色などに着色されたポ
リプロピレン樹脂によって他の部分を形成している。こ
の結果、ハンドル2を把持する際に、指先の触れる前記
表面部は適度な弾性を有したエラストマーから構成され
ているので、グリップ感があり、滑りにくく使いやすい
ものになっている。 【0065】また、図21のハンドル2は、全体が肉厚方
向に二分された二層構造となっており、この場合も同様
に、植毛を施される側の表面部を熱可塑性エラストマー
により構成しているので、グリップ感の優れたハンドル
2となっている。 【0066】 【発明の効果】請求項1記載の発明の歯ブラシの製造方
法によれば、部分的に異なる成形材料から形成されるこ
とによって、色調、柔軟性などの特性が部分的に変化し
ているハンドルが得られて、意匠性、操作性などの機能
が高い歯ブラシを製造することができる。 【0067】この場合、複数種の成形材料が溶融状態で
接合され、このように溶融した状態で固化して成形され
るので、異なる成形材料間の接着力が高く、この接着力
が不十分で起こる破損が防止されている。 【0068】また、複数種の成形材料を用いた成形が、
一ショットの成形工程でなされるので、成形サイクルが
短く、従来の結晶化度を制御するような特殊な温度管理
も不要になって、製造容易になっている。 【0069】しかも、得られた成形品が流れ模様を形成
して、異なる成形材料間の接着力が高くなるだけでな
く、意匠性も高いものとなる。 【0070】 【0071】 【0072】 【0073】 【0074】 【0075】 【0076】 【0077】 【0078】 【0079】 【0080】 【0081】 【0082】
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施の形態である歯ブラシの製造方
法を示す説明図である。 【図2】同上の歯ブラシの製造方法を示す説明図であ
る。 【図3】同上の歯ブラシの製造方法を示す説明図であ
る。 【図4】同上の歯ブラシの製造方法を示す説明図であ
る。 【図5】同上の歯ブラシの製造方法を示す説明図であ
る。 【図6】同上の歯ブラシの製造方法を示す説明図であ
る。 【図7】同上の歯ブラシの製造方法を示す説明図であ
る。 【図8】同上の歯ブラシの製造方法を示す説明図であ
る。 【図9】同上の歯ブラシの製造方法を示す説明図であ
る。 【図10】同上の歯ブラシの製造方法を示す説明図であ
る。 【図11】同上の歯ブラシの製造方法に用いられる一つの
金型の概略平面図である。 【図12】同上の金型の断面図である。 【図13】同上実施の形態の歯ブラシの製造方法に用いら
れる一つの金型の概略平面図である。 【図14】同上の金型の断面図である。 【図15】同上実施の形態の歯ブラシのハンドルを示し、
(A) は上面図であり、(B)は側面図である。 【図16】同上実施の形態の歯ブラシのハンドルを示し、
(A) は上面図であり、(B)は断面図である。 【図17】同上実施の形態の歯ブラシのハンドルを示し、
(A) は上面図であり、(B)は断面図である。 【図18】同上実施の形態の歯ブラシのハンドルを示し、
(A) は上面図であり、(B)は断面図である。 【図19】同上実施の形態の歯ブラシのハンドルを示し、
(A) は上面図であり、(B)は断面図である。 【図20】同上実施の形態の歯ブラシのハンドルを示し、
(A) は上面図であり、(B)は断面図である。 【図21】同上実施の形態の歯ブラシのハンドルを示し、
(A) は上面図であり、(B)は断面図である。 【符号の説明】 1 スプル 2 ハンドル 2a 首部 2b 植毛部 2c 把持部 2d 境界面 2e 中心部 3 金型 4 キャビティ 5 ゲート 6 ランナー 7 合流部

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 複数種の成形材料を射出成形して、ハン
    ドルが形成される歯ブラシの製造方法において、複数種
    の溶融した成形材料を金型のキャビティに充填する前に
    溶融状態で接合させて同キャビティに充填し、各成形材
    料を互いに溶融状態で接合一体化させてハンドルを形成
    することを特徴とする歯ブラシの製造方法。
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