JP4838299B2 - 圧力緩和部材が内蔵された歯ブラシ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ブラシ毛の強固な固定の達成された歯ブラシ及びその製造方法に関する。
さらに詳しくは、本発明は、ヘッド部に圧力緩和部材が内蔵された歯ブラシ及びその製造方法に関する。

一般的な歯ブラシの製造方法は、ヘッド部にホールが形成された歯ブラシ柄を製造した後、このホールにブラシ毛を半分に折って植え込み、ホールの直径よりやや大きな長さを有する弾性金属材の平線（ｗｉｒｅ）をホールに押し込むことで、植え込まれたブラシ毛を固定させる方法を用いている。
このような伝統的な歯ブラシの製造方法は、ブラシ毛の強固な固定が得難く、植え込まれたブラシ毛が抜け出やすい問題点と、ヘッド部に形成されたホールに異物が詰まりやすい衛生上の問題点と、多様なパターンにブラシ毛を植え込むことができないという問題点を持っていた。
上記問題点を解決するための従来の歯ブラシの製造方法は、特許文献１に開示されたように、射出機に植込機が内蔵されたタイプの射出型植込機の金型にブラシ毛を植え込んだ後、金型内に突出したブラシ毛を熱処理で溶融させ、その上に歯ブラシ柄を射出成形することで、ブラシ毛と歯ブラシ柄が一体化するようにした製造方法がある。この製造技術によれば、ブラシ毛が歯ブラシ柄に強く固定されるとともに、歯ブラシ柄のヘッド部に形成されるホールが必要ないので、上記のような従来法にともなう問題点が完全に解決された。

しかし、上記歯ブラシの製造方法も、例えば、以下の（１）〜（３）に示すような問題点を有している。
（１）固定形態の金型によって射出されるので、歯ブラシ柄の形状に変化を与えることができないという問題点を持っている。歯ブラシ柄は比較的流行に敏感なものなので、その形態が固定されるというのは深刻な問題点であると言える。もちろん、一つの射出機に形態の相異なる多数の金型を装着して互いに異なる形態の歯ブラシ柄を製造することはできるが、この場合の問題点は、互いに異なる形態の歯ブラシ柄を有する歯ブラシを同一量で販売しなければならないという不便さがともなう。

（２）一連の歯ブラシ製造工程のうち、１工程でも異常が発生する場合、全工程を中断しなければならない。通常、この歯ブラシの製造方法は、（ａ）金型にブラシ毛を植え込む工程、（ｂ）金型内に突出したブラシ毛を熱融着する工程、及び（ｃ）歯ブラシ柄を射出成形する工程からなり、この工程の中でいずれか一つでも異常が発生すれば、生産が中断されなければならないという問題である。
（３）植込み及び熱融着の工程中に射出機の稼働が中止されるので、高価の設備である射出型植込機を使用するとすると、時間当たりの歯ブラシ生産効率が非常に低いという問題点を持っている。

このような問題点を解決するための歯ブラシの製造方法として本出願人による特許文献２を挙げることができる。
この歯ブラシの製造方法は、ブラシ毛ｈを、通孔１１が形成されており、厚さ１．５〜３．０ｍｍであるプラスチック材のヘッドインサート１０の裏面に、１〜３ｍｍ突出するように植え込んだ後、突出したブラシ毛をヘッドインサートに熱融着させることにより、半製品に相当するブラシ毛ｈの固定されたヘッドインサート１０を別に製造した後、ブラシ毛ｈが金型の外部に位置するように、ブラシ毛ｈの固定されたヘッドインサート１０を通常の歯ブラシ柄製造用金型に装着し、一般射出機で樹脂を注入して射出成形する方法である。
上記歯ブラシの製造方法によれば、ヘッドインサート１０にブラシ毛ｈを植え込む工程、ヘッドインサート１０の裏面に突出したブラシ毛を熱融着させる工程、及びブラシ毛ｈの固定されたヘッドインサート１０を一般金型に装着し、一般射出機で射出成形する工程などがそれぞれ分離されて稼動されるので、いずれか１工程に異常が発生しても、残り工程は問題なしに実行できるので、設備の稼働率を格段に向上させることができ、歯ブラシ柄の形状を変更する場合、比較的安価な一般射出機用金型のみを別に製作すれば可能であるので、歯ブラシの形状変更が容易になった。
しかし、上記歯ブラシの製造方法は、ブラシ毛ｈの固定されたヘッドインサート１０を金型に装着し、射出成形の際、圧力によって樹脂がブラシ毛ｈ側に押し出される場合が頻繁に発生する問題点がある。樹脂がブラシ毛ｈ側に押し出されれば、ブラシ毛ｈを互いに接着させるので、製品としての価値を失うことになる。

大韓民国特許第３６０９７７号 大韓民国特許出願第１０−２００３−００３６８８７号 （大韓民国公開第１０−２００４−０１０５５００号）

また、歯ブラシの製造方法としては、ブラシ毛ｈの固定されたヘッドインサート１０を別に製作した後、やはり別に製作された歯ブラシ柄に載せた後、ヘッドインサート１０と歯ブラシ柄を超音波で接着させる方法が知られている。この歯ブラシの製造方法は、ヘッドインサート１０を製造する工程と歯ブラシ柄を製造する工程が分離されているので、歯ブラシ製造時における作業効率低下の問題は解決される。しかし、この歯ブラシの製造方法は、ヘッドインサート１０を歯ブラシ柄のヘッド部に挿入した後、超音波接着を行う形式であるので、ヘッドインサート１０と歯ブラシ柄が正確に結合される必要があり、非常に精密な金型が要求されるので、歯ブラシ製造設備があまり高価であるという点と、この製造方法で製造された歯ブラシのヘッド部の厚さが厚いという点が指摘されている。

従来の歯ブラシは、図１に示すように歯ブラシのヘッド部が細くて薄いほど使用が便利で、歯磨き効率も高くなる。このような歯ブラシの製造方法により製造された歯ブラシのヘッド部が厚い理由は、ヘッド部の側面の接着線ｂに沿って接着がなされるからである。ヘッド部の厚さを減らすために、正面で接着を行う方法を考慮することができるが、この歯ブラシ製造方法を使用する場合には、ヘッド部の広さが広くなるだけでなく、接着過程で植え込まれたブラシ毛が損傷する可能性が高くなるので、採択することができない。

したがって、本発明における歯ブラシ製造方法は、上記のような諸般問題点を解決するためになされたもので、歯ブラシ柄の頭部にホールが形成され、平線が使用される伝統的技術の問題点を解決するとともに、生産効率が高くて歯ブラシ柄の形態変更が自由な歯ブラシの製造方法を提供することをその目的とする。本発明の他の目的は、１工程に異常が発生しても、他の工程に影響を及ぼさない歯ブラシの製造方法の提供及び樹脂が射出成形されるとき、植え込まれたブラシ毛側に押し出されることを防止することができる歯ブラシの製造方法を提供することである。本発明のさらなる他の目的は、ヘッド部の厚さが薄い歯ブラシを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の製造方法は、ブラシ毛を、通孔が形成されており、厚さ１．５〜３．０ｍｍである合成樹脂材のヘッドインサートの裏面に、１〜３ｍｍ突出するように植え込んだ後、突出したブラシ毛をヘッドインサートに熱融着させることによりブラシ毛の固定されたヘッドインサートを別途の工程で製造した後、ブラシ毛が歯ブラシ柄製造用金型の外部に位置するように、ブラシ毛の固定されたヘッドインサートを金型に装着し、一般射出機で樹脂を注入して射出成形する歯ブラシの製造方法において、射出成形に先立ち、ヘッドインサートの底面に、植え込まれた部分を全部覆う圧力緩和部材を積層させる段階を設ける。

本発明における歯ブラシの製造方法によれば、平線を使用せずにブラシ毛を歯ブラシ柄に固定させることができ、高価な設備である射出機の作業効率を最大に高めることができる。また、本発明における歯ブラシの製造方法によれば、所望形状の一般金型を別に製作して射出機に装着することができるので、歯ブラシ柄の形態を自由に変更することができ、１工程に異常が発生しても、他の工程に影響を及ぼさないので、生産効率を改善する。
特に、本出願人の先に出願した特許文献２の問題点である、射出成形の際、圧力によって、植え込まれたブラシ毛側に樹脂が押し出される現象を完全に防止することができ、適切な圧力緩和部材を使用する場合、抗菌性などの機能性を付与することができる。また、ヘッド部の厚さが薄い高級歯ブラシを製造することができ、ヘッド部の厚さ減少によって発生する、使用時にヘッド部の破損の問題点も心材の役目をする圧力緩和部材ｒの使用によって完全に防止することができる。

本発明における製造方法により製造された歯ブラシは、ヘッド部に植え込まれたブラシをすべて覆える板状の圧力緩和部材ｒを内蔵して構成される。
本発明における歯ブラシの製造方法及び製造された歯ブラシを図２〜図１３の添付図面に基づいて以下に詳細に説明する。
図２は、本発明で使用されるヘッドインサート１０の斜視図であって、その材質はプラスチックであり、厚さは１．５〜３．０ｍｍの範囲である。この範囲未満の場合は、後述する熱融着工程で歪みが発生するおそれがあり、この範囲を越える場合は、歯ブラシのヘッド部が厚くなる問題が生じる。
ヘッドインサート１０には、ブラシ毛の植込みのために、通孔１１が形成されている。この通孔１１は、平線が使用される従来技術と同様に、均一な大きさである必要がなく、植え込まれるブラシ毛のパターンを考慮して自由にその大きさ及び形態を調節できる。

ブラシ毛の植込み方法は、所望長さに切断したブラシ毛を、図３のような形態の１次収容具２０に収容した後、図４のような２次収容具３０に移送し、さらにヘッドインサート１０に移送する。１次収容具２０及び２次収容具３０とヘッドインサート１０は同じ形態の通孔１１を有する。
１次収容具２０及び２次収容具３０はブラシ毛ｈをヘッドインサート１０に伝達する役目を継続するものであるので、耐久性に優れた金属材でなければならない。
ブラシ毛ｈを１次収容具２０に収容する過程は、図５に示すように１次収容具２０に形成された通孔１１に押し込まれることができる形態の挿入棒４１を備えた押し板４０がブラシ毛ｈを１次収容具２０方向に押し上げることにより収容される。

ヘッドインサート１０にブラシ毛ｈを植え込む過程は、１次収容具２０、２次収容具３０及びヘッドインサート１０に形成された通孔１１が一致するように互いに接触した状態で、押し板４０が１次収容具２０に収容されたブラシ毛ｈを２次収容具３０及びヘッドインサート１０側に押し出すことにより植え込まれる（図６）。
ブラシ毛ｈは、ヘッドインサート１０の裏面に１〜３ｍｍの範囲で突出するように植え込まれるが、この範囲未満の場合は、後述する熱融着工程によって通孔１１を塞ぐことが難しくなり、この範囲を越える場合は、歯ブラシの頭部があまり厚くなる問題点が発生する。

ヘッドインサート１０にブラシ毛ｈが植え込まれた状態で、ヘッドインサート１０の裏面に突出したブラシ毛は図７に示すように加熱によって溶融され、ヘッドインサート１０に固定されるとともに、通孔１１を部分的に塞ぐことになる。
ブラシ毛ｈが植え込まれた半製品であるヘッドインサート１０の状態を図８に示す。
射出成形に先立ち、ブラシ毛が加熱によって溶融固定されたヘッドインサート１０の底面（ブラシ毛が位置する面の反対側面）に圧力緩和部材ｒが積層され、この圧力緩和部材ｒにより、射出成形の際に圧力によって、植え込まれたブラシ毛に沿って外側に樹脂が押し出されることが防止される。

圧力緩和部材ｒの大きさは図９に示すように、ヘッドインサートの大きさよりは平面的に小さく、少なくともヘッドインサートに形成された通孔１１を全体的に覆える程度にならなければならない。上記圧力緩和部材ｒの大きさがこの範囲を越える場合は、ヘッドインサート１０が歯ブラシ柄と一体化しない問題点が発生することになり、上記圧力緩和部材ｒの大きさがこの範囲未満の場合は、樹脂が植え込まれたブラシ毛に沿って外側に押し出される問題点が発生することになる。
圧力緩和部材ｒの材質は、金属、あるいはブラシ毛より溶融温度が高い合成樹脂材でブラシ毛の溶融時にその形状を保てるものである。より好ましくは、銀板又は銀鍍金板であり、このようなものが使用される場合は、樹脂がブラシ毛側に押し出されることが防止されることは勿論のこと、銀イオンの溶出によって、抗菌の効果及び歯石付着防止の効果も同時に発揮することができる。
このような効果を期待するなら、図１０に示すようにヘッド部の底面から圧力緩和部材ｒまで繋がるホールｋを形成するのが必要である。
圧力緩和部材ｒの厚さは、０．０５〜０．３ｍｍ程度が適切であるが、この厚さの範囲未満の場合は、圧力緩和の効果が足りなく、厚さがこの範囲を越える場合は、歯ブラシのヘッド部の厚さが厚くなって歯磨き効率を低下させることになる。

ブラシ毛ｈの固定されたヘッドインサート１０の底面に圧力緩和部材ｒを積層し、図１１のように、ブラシ毛ｈが金型のキャビティ外側に位置するように、自動移動挿入装置ｓによって歯ブラシ柄射出用金型に装着した後、樹脂を射出成形することで、製作が完了する。この際、ブラシ毛ｈの固定されたヘッドインサート１０が射出圧力によって外へ飛び出すことを防止するためには、固定ピンｐでヘッドインサート１０を押すことが必要である。
より好ましくは、図１２のように、固定ピンｐを使用する代りに、ブラシ毛の植込みパターンと同一のパターンの通孔を有する固定具ｑを使用することである。固定具ｑに形成された通孔を通じてすべてのブラシ毛が突出し、ヘッドインサート１０の上面は固定具ｑと全体的に接触することにより、ヘッドインサート１０が射出圧力によって外側に飛び出すことが防止されるとともに、固定ピンｐを使用するときの問題点であるピン跡がヘッドインサート１０の上面に残る問題点が自然に解決される。また、このような固定具ｑを下部金型に結合させ、下部金型と一体化させても、同じ効果を得ることができる。

上記歯ブラシの製造過程によって、ブラシ毛ｈ、ヘッドインサート１０及び歯ブラシ柄が一体化され、植え込まれたブラシ毛ｈ側に樹脂が押し出される現象が完全に防止される。製作の完了した歯ブラシは図１３に示す。

従来の超音波接着法によって製造された歯ブラシの側面図 本発明で使用されるヘッドインサートの斜視図 本発明で使用される１次収容具の側断面図 本発明で使用される２次収容具の側断面図 本発明で使用される押し板が１次収容具に挿入された状態を示す側断面図 ブラシ毛がヘッドインサートに植え込まれる状態を示す側断面図 ヘッドインサートの裏面に突出したブラシ毛が熱融着された状態を示す側断面図 ブラシ毛が固定されたヘッドインサートの斜視図 圧力緩和部材がヘッドインサートに積層された状態を示す平面図 歯ブラシ柄のヘッド部の底面にホールが形成されたものを示す状態図 ブラシ毛の固定されたヘッドインサートが金型に装着され、歯ブラシ柄と一体化して射出成形される状態を示す模式図 本発明で使用可能な固定具の斜視図 本発明によって製作が完了した状態の歯ブラシの斜視図

符号の説明

１０：ヘッドインサート
１１：通孔
２０：１次収容具
３０：２次収容具
４０：押し板
４１：挿入棒
ｂ：接着線
ｈ：ブラシ毛、
ｋ：ホール
ｐ：固定ピン
ｑ：固定具
ｒ：圧力緩和部材
ｓ：自動移動挿入装置

Claims (10)

1. ブラシ毛（ｈ）を、通孔（１１）が形成されており、厚さが１．５〜３．０ｍｍであるプラスチック材のヘッドインサート（１０）の裏面に、１〜３ｍｍ突出するように植え込んだ後、突出したブラシ毛をヘッドインサートに熱融着させることにより、ブラシ毛（ｈ）の固定されたヘッドインサート（１０）を製造した後、製造されたヘッドインサート（１０）をブラシ毛（ｈ）が金型の外部に位置するように、歯ブラシ柄製造用金型に装着し、ヘッドインサート（１０）の底面に板状の圧力緩和部材（ｒ）を積層した後、樹脂を注入して射出成形することを特徴とする歯ブラシの製造方法。
2. 前記ヘッドインサート（１０）の製造工程と射出成形工程は別個の設備によって別になされることを特徴とする請求項１に記載の歯ブラシの製造方法。
3. 前記圧力緩和部材（ｒ）は、金属材、又はブラシ毛より融点が高い合成樹脂材からなることを特徴とする請求項１に記載の歯ブラシの製造方法。
4. 前記圧力緩和部材（ｒ）は、０．０５〜０．３ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の歯ブラシの製造方法。
5. 前記圧力緩和部材（ｒ）の大きさは、歯ブラシのヘッド部に形成された通孔をすべて覆うことができ、歯ブラシのヘッド部の断面積より小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の歯ブラシの製造方法。
6. ヘッド部に植え込まれたブラシ毛をすべて覆える大きさの板状の圧力緩和部材（ｒ）が内蔵されたことを特徴とする請求項１に記載の歯ブラシの製造方法で製造された歯ブラシ。
7. 前記圧力緩和部材（ｒ）は、金属材、又はブラシ毛より融点が高い合成樹脂材からなることを特徴とする請求項６に記載の歯ブラシ。
8. 前記圧力緩和部材（ｒ）は、銀板又は銀鍍金板からなることを特徴とする請求項６又は７に記載の歯ブラシ。
9. 前記圧力緩和部材（ｒ）は、０．０５〜０．３ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の歯ブラシ。
10. 歯ブラシのヘッド部の底面から前記圧力緩和部材（ｒ）まで繋がるホール（ｋ）が形成されたことを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の歯ブラシ。