JP5319105B2 - 針状毛が植毛された歯ブラシの製造方法およびこれによって製造された歯ブラシ - Google Patents

Description

本発明は、針状毛が植毛された歯ブラシの製造方法およびこの方法によって製造された歯ブラシに係り、より詳しくは、薬品処理工程を行うことなく、針状毛が植毛された歯ブラシを製造する方法、およびこの方法によって製造された歯ブラシに関する。

毛先の尖っている針状毛が植毛された歯ブラシは、毛先の丸い一般毛が植毛された歯ブラシに比べて歯と歯の隙間または歯周ポケット中への侵入性、柔軟性などに優れるから、最近、高級歯ブラシには針状毛が植毛されていることが大部分である。
針状毛を製造する方法には、（i）強酸または強アルカリを用いて刷毛の毛先を溶解させる方法、（ii）植毛後、研磨機を用いて刷毛の毛先を研磨させる方法、（iii）（i）の方法で予備テーパーさせて植毛した後、（ii）の方法で研磨させる方法などがある。ここで、「予備テーパー」とは、毛先厚度が０．０３〜０．１０ｍｍ程度となるように不十分にテーパーさせることをいう。
（i）の方法によって、テーパー長が５ｍｍ以上と比較的長くかつ毛先厚度が約０．０１ｍｍ程度である、高度にテーパーされた針状毛を得ることができる。このような針状毛は、テーパー長が長くて柔軟性に優れるうえ、毛先厚度が小さくて侵入性には優れるが、溶解時間を正確に調節することが非常にややこしく、不良率が高いという問題点を持っている。
（ii）の方法は、作業性には優れるが、得られる針状毛のテーパー長が２ｍｍ以内と短いので、柔軟性が足りなくて刷掃の際に歯肉を損傷させるという問題点を持っている。
（iii）の方法は、（i）と（ii）の方法の問題点をある程度解決した方法である。この方法は、本発明者による韓国特許第２６１６５８号および同第４２１４５４号に開示されている。韓国特許第２６１６５８号は、長さが短くなる直前まで強酸または強アルカリ溶液に刷毛を浸漬、溶解した後、この部分的にテーパーされた刷毛を、水洗および乾燥させ、しかる後、歯ブラシのヘッド部に植毛し、研磨機で端部を研磨する製造方法を開示している。ところが、この方法によって得られた針状毛は、テーパー長が約５ｍｍ程度と長くて柔軟性には優れるが、毛先厚度が０．０４〜０．０８ｍｍと比較的大きくて侵入性が足りないという問題点を持っている。もし毛先厚度を減らすために研磨工程をさらに進行させると、テーパー長が短くなって柔軟性が足りなくなる。
韓国特許第４２１５４号は、韓国特許第２６１６５８号と類似であるが、侵入性を向上させるために毛先厚度が０．０２ｍｍ以内となるように研磨する製造方法を開示しているが、この方法は、侵入性には優れるが、テーパー長が２．８〜３．５ｍｍに過ぎないため柔軟性が足りないという問題点と、製造の際に不良が多く発生するという問題点を持っている。
結局、通常の浸漬および研磨工程では、侵入性と柔軟性が同時に向上した針状毛は得られない。
一方、本発明者による韓国特許出願第２００４−０１０３１７１号では、上述した問題点を解決するために、薬品浸漬工程によって刷毛を予備テーパー加工した後、刷毛に植毛し、植毛された歯ブラシの刷毛を、高さ２〜１０ｍｍの突起が設けられたドラム型研磨機で研磨させる工程を開示している。この方法によって得られた刷毛は、毛先厚度が０．０１〜０．０３ｍｍであり、テーパー長が３．５〜８ｍｍである。
ところが、前記方法は、薬品浸漬工程によって溶解が生ずるポリエステル系列の刷毛には適用可能であるが、その他ナイロン、ポリオレフィン、アクリルなどの材質の刷毛には適用不可能であるという問題点と、必ず薬品浸漬工程を経なければならないという問題点を持っている。

本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、侵入性および柔軟性が同時に向上した針状毛歯ブラシを提供するが、薬品浸漬工程を省略することを目的とする。本発明の他の目的は、ポリエステル系列の歯ブラシだけでなく、非ポリエステル系列の歯ブラシにも適用可能な針状毛が植毛された歯ブラシの製造方法を提供することにある。本発明の別の目的は、製造工程が単純で不良率が大きく低下した針状毛歯ブラシの製造方法を提供することにある。

本発明において、歯ブラシは、通常の刷毛を歯ブラシのヘッド部に植毛した後、高さ１．５〜７ｍｍの突起が設けられた研磨機で研磨させる方法によって製造される。本発明の方法によって製造された歯ブラシは、毛先厚度が０．０１〜０．０３ｍｍであり、テーパー長が３〜９ｍｍである。

上述したように、本発明の方法によれば、刷毛の材質に関係なく、薬品処理工程なしで、針状毛が植毛された歯ブラシを製造することができる。また、薬品処理工程が省略されることにより、作業環境を大幅改善することができ、廃水の発生を源泉的に防止することができる。その上、研磨工程で発生した刷毛の残片および粉塵を全て収集して再利用することができる。

以下、本発明について詳細に説明する。
通常の研磨機は、図１に示したような構造であり、表面がダイアモンドなどの研磨石でコートされた面１５を形成している。このような平面状のドラム型研磨機が回転しながら被研磨体を研磨する。本発明者による前述した先登録特許も、このような形態の研磨機で、薬品によって予備テーパーされた刷毛を研磨したものである。ところが、このような形態の研磨機を使用する場合には、前述したように、薬品で予備テーパー処理を施さなければ、毛先厚度が０．０３ｍｍ以下で、かつ、テーパー長が３．５ｍｍ以上の針状毛を得ることができない。その理由は、毛先厚度を減らすために研磨をたくさん行うと、テーパー長が短くなり、テーパー長が保たれるように研磨を行うと、毛先厚度が大きくなるためである。
本発明の方法で使用される研磨機は、図２に示すように、表面に突起１１が設けられたものであり、突起の高さは１．５〜７ｍｍ、より好ましくは２〜５ｍｍの範囲内で適切に選択できる。突起の高さがこの範囲未満の場合にはテーパー長が短くなり、突起の高さがこの範囲を超過する場合には毛先厚度が所望の水準より高くなる。
例えば、突起１１の長さが５ｍｍの場合、刷毛の毛先２ｍｍ程度は折り曲げられて突起１１の間の研磨部１２によって高度に研磨され、端部からの２〜７ｍｍ部分は突起１１の側面部によって相対的に少なく研磨される（図３参照）。これにより、毛先厚度は０．０１〜０．０３ｍｍになり、テーパー長は７ｍｍ程度になる。突起１１間の距離は１〜５ｍｍ、より好ましくは２〜３ｍｍ程度が適切である。 突起１１間の距離がこの範囲を超過する場合には作業効率が低下し、突起１１間の距離がこの範囲未満の場合には研磨機の製造が難しい。突起１１の形状は特に制限されるものではないが、山峰形状、または上部と下部の大きさが同一の円筒形または長方形の形状が好ましい。
突起１１の表面は、従来の研磨機と同様に研磨石でコートされており、研磨石を研磨機内に組み込むこともできる。このような突起１１が設けられた研磨機を一定の時間正回転させた後、さらに逆回転させると、比較的満足すべき程度の針状毛が得られる。また、突起１１が設けられた研磨機を順次位置させた後、一番目の研磨機は正回転させ、２番目の研磨機は逆回転させる状態で被研磨体をそれぞれの研磨機で順次一定の時間研磨させる方法を取ることもできる。
ところが、一層満足すべき程度の針状毛を得るためには、横縦に同時に回転する研磨機を使用することが必要である。このような形態の研磨機は、図４に示すとおりであり、突起１１付きドラム型研磨機が回転軸２０を介して回転子３０と結合している。回転子３０は横方向に回転し、研磨機は縦方向に回転する。横縦に同時に回転する研磨機は、一方向に回転する研磨機に比べて研磨機全体が均一に研磨作業に参加するので、磨耗が遅くなって寿命が延長され、刷毛も均一に研磨されてより短時間内に目標のテーパー作業を完了することができる。
ドラム型研磨機が使用される場合、図５に示すように、突起１１の形成パターンが回転方向と平行ではなくボルトの溝のように螺旋状の傾斜をなすことが、研磨効率をさらに向上させることができる。その理由は、このようなパターンの研磨機を使用する場合、研磨される刷毛が研磨過程でさらに多数の突起１１と接触するためである。
研磨効率をさらに向上させるために、研磨過程で研磨機または被研磨体が１〜３ｍｍの範囲内で前後に往復運動を行うようにする。これにより、刷毛の研磨効率が高くなるだけでなく、図３のＰ部分のように刷毛の折曲部が部分的に少なく研磨されることを防止することができる。
本発明で使用できる研磨機の形態は、図２のようなドラム型研磨機の他にも、図６のような皿型研磨機も使用可能である。皿型研磨機を使用する場合でも、突起１１の高さおよび突起１１間の距離はドラム型研磨機を使用する場合と同一である。皿型研磨機を使用する場合、生産効率を一層高めるために、図７に示すように、回転軸２０と皿型研磨板６０との連結角度が１５〜６０°程度ずれるように連結することができる。このような連結により、皿型研磨機はまるで独楽が倒れる直前に回転する状態と類似に回転する（図８参照）。
本発明の製造方法の他の態様は、植毛の直前、刷毛キャリアに捕集された刷毛を、突起１１が設けられたドラム型研磨機で研磨させた後、植毛することである。「刷毛キャリア」とは、多数の刷毛が束ねられている毛束(bundle)から植毛すべき刷毛を捕集して植毛機に運搬する役割を果たすものをいう。
本発明の製造方法の別の態様は、図９に示すように、刷毛がＡＦＴアンカーレス植毛機で植毛されたヘッドインサートを、突起１１が設けられたドラム型研磨機で研磨させた後、歯ブラシ台と結合させる。
本発明で植毛される刷毛の材質は制限がない。その理由は、従来の技術では機械的な方法で所望の水準のテーパー処理を施すことはできなかったため、酸またはアルカリ溶液を用いてポリエステル材質の刷毛を予備テーパー加工した後、機械的研磨工程をさらに加えてテーパー作業を完了したので、ポリエステル系列の刷毛のみが使用可能であったが、本発明では、全体的なテーパー工程が機械的な方法のみで行われるので、酸またはアルカリ溶液には溶けないが、例えばナイロン、ポリオレフィン、アクリルなどの材質の刷毛も使用できるからである。
また、必要に応じて、前記非ポリエステル系列の刷毛を混合して使用することもでき、ポリエステル系列の刷毛と非ポリエステル系列の刷毛を混合して使用することもできる。従来では、ポリエステル系列の刷毛と非ポリエステル系列の刷毛とを混合して使用する場合には、非ポリエステル系列の刷毛はテーパー加工することが不可能なので、ポリエステル系列の刷毛はテーパー処理されて植毛され、非ポリエステル系列の刷毛はテーパー処理されていないままで植毛された。
また、必要に応じて、長さの長い刷毛（長毛）と長さの短い刷毛（短毛）を混合して植毛し、研磨処理することもできる。この場合、長毛はテーパー長が長くなり、短毛はテーパー長が短くなる。これにより、長毛は侵入性に優れて歯と歯の隙間の飲食物を除去する役割を果たし、短毛は刷掃性に優れて歯の表面のプラークを除去する役割を果たす。これと類似の方法として、毛の直径が相異なる刷毛を混合して使用することもできる。この方法によって得られた歯ブラシも、毛先厚度が様々であって侵入性および刷掃性を同時に持つ。
以下、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
高さが４ｍｍで、かつ、相互間の間隔が３ｍｍの突起１１が設けられたドラム型研磨機を１０個隣接して配置するが、左から一番目の研磨機は突起１１の表面および突起１１の間に全体的に２００メッシュの研磨石がコートされたものを配置し、その次からは２３０、３２０、３２０、５５０、５５０、６００、６５０、６５０メッシュの研磨石がコートされたものを順次配置した。
テーパー処理が施されていないポリエステル材質の一般刷毛を歯ブラシ台に植毛した後、前記一番目の研磨機から最終目の研磨機まで移動しながら、植毛された歯ブラシを順次研磨した。研磨機のｒｐｍは３０００と固定し、各研磨機当たり３秒ずつ研磨時間を与えた。
得られた歯ブラシの刷毛は、テーパー長が５〜６ｍｍであり、毛先厚度が０．０２〜０．０３ｍｍであった。

（実施例２）
図４に示すように横縦に回転する研磨機を使用した以外は実施例１と同様にして行う。縦回転速度は実施例１と同様に３０００ｒｐｍとし、横回転速度は６００ｒｐｍとし、研磨時間は２秒とした。得られた針状毛は、毛先厚度が０．０１〜０．０２ｍｍであり、テーパー長が５〜７ｍｍであった。

（実施例３）
図７に示すような皿型研磨機を使用し、研磨時間を各研磨機当たり４秒に増加させた以外は実施例１と同様にして行う。得られた歯ブラシの刷毛のテーパー長と毛先厚度は実施例１によるものと同一であった。

（実施例４）
植毛される刷毛をナイロン材質のもの（Ｄｕｐｏｎｔ社のタイネックス８ｍｉｌｓ）で代替した以外は実施例２と同様にして行う。得られた歯ブラシの刷毛のテーパー長と毛先厚度は実施例２によるものと同一であった。

（実施例５）
植毛される刷毛を、ポリエステル材質のものとナイロン材質のものとが混合されたもので代替した以外は実施例２と同様にして行う。得られた歯ブラシの刷毛のテーパー長と毛先厚度は実施例２によるものと同一であった。
（比較例）

突起が設けられていない通常のドラム型研磨機を使用した以外は実施例１と同様にして行う。得られた針状毛は、毛先厚度が０．０２〜０．０３ｍｍであり、テーパー長が１．５〜２．５ｍｍであった。

従来のドラム型研磨機の斜視図である。 多数の突起が設けられたドラム型研磨機の斜視図である。 本発明に係るドラム型研磨機の突起の形状の一例を示す正面図である。 回転子に結合したドラム型研磨機の斜視図である。 突起形成パターンが斜線であるドラム型研磨機の正面図である。 皿型研磨機の斜視図である。 皿型研磨機が回転軸に連結された状態を示す側面図である。 皿型研磨機が回転する形態を示す側面図である。 歯ブラシが植毛されたヘッドインサートの斜視図である。

符号の説明

１０：突起が設けられたドラム
１１：突起
２０：回転軸
３０：回転子
４０：刷毛
５０：刷毛が植毛されたヘッドインサート
６０：皿型研磨板
Ｐ ：折曲部

Claims (6)

1. （i）テーパー加工されていない一般刷毛が植毛された歯ブラシの刷毛、（ii）刷毛が植毛されたヘッドインサートの刷毛、（iii）刷毛キャリアに捕集された刷毛のいずれか一から選択された被研磨体を、高さが１．５〜７ｍｍで、かつ相互間の距離が１〜５ｍｍの突起（１１）が設けられたドラムから成るドラム型研磨機によって研磨処理する歯ブラシの製造方法であって、
   該ドラムは縦方向に回転し、該ドラムの回転軸を介して結合する回転子は横方向に同時に回転し、該突起の配置は、該ドラムの回転方向と平行ではなく、ボルトの溝のように螺旋状の傾斜をなすように設けられ、かつ該研磨機または該被研磨体が１〜３ｍｍの範囲内で前後に往復運動を行うドラム型研磨機を用いることを特徴とする歯ブラシの製造方法。
2. 突起（１１）の相互間の距離は２〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の針状毛が植毛された歯ブラシの製造方法。
3. 研磨機は、表面が研磨石でコートされたことを特徴とする請求項１又は２に記載の針状毛が植毛された歯ブラシの製造方法。
4. 刷毛は、ポリエステル材質および／または非ポリエステル材質であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の針状毛が植毛された歯ブラシの製造方法。
5. 植毛される刷毛は、長さまたは直径が互いに異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の針状毛が植毛された歯ブラシの製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれかの方法で製造された、毛先厚度０．０１〜０．０３ｍｍおよびテーパー長３〜７ｍｍの針状毛が植毛された歯ブラシ。