JP5412233B2 - 歯ブラシ - Google Patents

Description

本発明は、歯ブラシに関する。

ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）等のポリエステル系樹脂からなるフィラメントは、ナイロンに比べて安価であり、薬品処理による加工性に優れていること等から、歯ブラシの刷毛として広く用いられている。また、ポリエステル系樹脂は、ナイロンと比較して伸長回復性に優れているため、歯ブラシの刷毛として用いた場合に、毛先が開きにくいという利点がある。

ポリエステル系樹脂からなるフィラメントは、毛開きに対する耐久性がよい一方で、根元で折れ曲がる又は切断される（毛折れ）という問題があった。この毛折れは、刷掃時に刷毛の基部が植毛穴の周縁部に繰返し当たり、刷毛の破断が引き起こされることに起因する。
こうした問題に対し、特定の硬さのエラストマー樹脂で植毛穴の周縁部を構成した歯ブラシが提案されている（例えば、特許文献１）。この歯ブラシは、刷掃時における刷毛の基部への応力の分散により、毛折れの抑制が図られている。

特開２００７−６９３７号公報

ところで、歯ブラシの基台には、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）等、比較的、硬質の素材が用いられる。特許文献１のように、エラストマー樹脂で構成された植毛穴の周縁部（緩衝部）を備える場合、緩衝部と基台との接着状態は、相互の樹脂の接着性に影響される。このため、基台の材質に応じて、エラストマー樹脂を選定するものの、刷掃時に緩衝部と基台との境目が歯に接触する等して、緩衝部が剥離する懸念がある。
この問題に対して、緩衝部の面積を広げて、緩衝部と基台との接着面積を増加させ、接着強度を向上させる対応が挙げられるが、エラストマー樹脂は高価であり、経済面で好ましくない。加えて、基台の側面等に緩衝部が存在すると、刷掃時の歯との接触により、緩衝部が欠落する懸念がある。

そこで、本発明は、毛折れを防止するためのエラストマー樹脂の使用量を抑えつつ、緩衝部の剥離を防止できる歯ブラシを目的とする。

本発明の歯ブラシは、刷毛が植設されるヘッド部が、刷毛を植設する植毛面とこれに隣接する側面との間がアール面とされ、前記植毛面に複数の植毛穴が形成されると共に、該植毛穴の周縁部が基台の材質より硬度の低い樹脂からなる緩衝部とされた歯ブラシにおいて、前記緩衝部が前記アール面の領域で前記基台に接合され、これら緩衝部と基台との接合面が、前記植毛面を基準とし、前記ヘッド部の外側に向かって傾斜する傾斜面とされていることを特徴とする。
前記接合面は、前記植毛面に対して１００〜１５０°の傾斜面であることが好ましく、前記接合面には、前記基台と前記緩衝部とのいずれか一方に凸部が形成されると共に、同他方に前記凸部に嵌合する凹部が形成されていることがより好ましく、前記緩衝部は、前記基台上の厚さが０．１〜１．０ｍｍであることが好ましく、前記ヘッド部の側面と前記緩衝部の外周縁との間の植毛面方向の距離は、０．１〜０．９ｍｍであることが好ましい。

本発明によれば、緩衝部がアール面の領域で基台に接合されているため、この境界部は刷掃中に歯等に接触しにくく剥離が生じにくい。加えて、緩衝部と基台との接合面が植毛面に対して傾斜しているため、成形時に境界部近傍でのバリ発生を防止できる。このため、緩衝部を構成するエラストマー樹脂の使用量を抑えつつ、バリを起因とする緩衝部の剥離を防止できる。
本発明によれば、接合面が植毛面に対して１００〜１５０°とされているため、成形時におけるバリ発生の防止が図れる。
本発明によれば、基台と緩衝部とのいずれか一方に凸部が形成されると共に、同他方に凸部に嵌合する凹部が形成されているため、緩衝部と基台との接着性のさらなる向上が図れる。
本発明によれば、緩衝部の厚さが０．１〜１．０ｍｍであるため、歯ブラシの使用性を損なうことなく、緩衝部と基台との接着性のさらなる向上が図れる。
本発明によれば、ヘッド部の側面から緩衝部の外周縁までの距離は、０．１〜０．９ｍｍであるため、歯ブラシの使用性と植毛強度を損なうことなく、緩衝部と基台との接着性のさらなる向上が図れる。

本発明の一実施形態にかかる歯ブラシの平面図である。 本発明の一実施形態にかかる歯ブラシの断面図である。 本発明の一実施形態にかかる歯ブラシの断面図である。 本発明の一実施形態にかかる歯ブラシの断面図である。

本発明の歯ブラシの一実施形態について、以下に図面を用いて説明する。図１は、本発明の歯ブラシ１を説明するための図で、歯ブラシ１のハンドル部（不図示）の先端に設けられたヘッド部を示した平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。なお、説明の便宜上、刷毛の図示を省略し、刷毛が植毛される植毛穴のみを図示するものとする。

図１、２に示すように、歯ブラシ１は、刷毛を植設する植毛面５と、これに隣接する側面６との間がアール面７とされたヘッド部２を備えるものであり、アール面７の曲率半径Ｒは０．５〜０．７ｍｍ程度とされる。
ヘッド部２は、有底円筒状の植毛穴４が複数形成された基台２０と、この基台２０の植毛穴４が形成された面２１上を覆う緩衝部３０とで構成される。これにより、植毛穴４の穴周縁部４２は、緩衝部３０により構成される。植毛穴４は、植毛面５からの深さＤが３．０〜５．０ｍｍ程度とされ、穴径ｄが１．５〜３．０ｍｍ程度とされる。

緩衝部３０は、アール面７の領域の境界部３２で基台２０と接合され、基台２０と緩衝部３０との接合面２２は、植毛面５を基準に、ヘッド部２の外側方向に向かって傾斜した傾斜面とされている。これにより、緩衝部３０は、ヘッド部２の平面視の輪郭よりも内側に境界部３２が位置するように設けられる。接合面２２の傾斜角度は、特に限定されないが、接合面２２の傾斜面Ｐと、植毛面５に平行な仮想面Ｑとで形成される角度θが、好ましくは１００〜１５０°、より好ましくは１１５〜１３５°とされる。

基台２０の材質は、歯ブラシ１に求める剛性や機械特性等を勘案して決定でき、例えば、曲げ弾性率（ＪＩＳ Ｋ７２０３）が５００〜３０００ＭＰａの範囲にある高硬度樹脂を用いることによって、歯ブラシ１に必要とされる機械特性が得られる。このような高硬度樹脂としては、例えば、ＰＰ、ＰＥＴ、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ）、セルロースプロピオネート樹脂（ＣＰ）、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂（ＡＳ）等が挙げられ、これらを１種又は複数種用いることができる。

投影した場合の、基台２０の最外周部が形成するヘッド部２の輪郭と境界部３２との縁部距離ｌ、即ち、側面６から緩衝部３０の外周縁までの植毛面方向の距離は、好ましくは０．１〜０．９ｍｍとされ、より好ましくは０．２〜０．５ｍｍとされる。０．１ｍｍ未満であると、基台２０の成形に支障があり、０．９ｍｍ超とするとヘッド部２が大きくなり、歯ブラシ１の操作性が悪くなる。

緩衝部３０は、「ＪＩＳ Ｋ６２５３、硬さ試験、試験条件ＪＩＳ Ａ」で測定される硬度が基台２０よりも低い樹脂（低硬度樹脂）であり、例えば、ＪＩＳ Ｋ６２５３で測定される硬度が、好ましくは５〜１００、より好ましくは１５〜９０とされる。

この低硬度樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーや、ポリスチレ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、１，２−ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチレン−酢酸ビニル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、フッ素系熱可塑性エラストマー、トランス−ポリイソプレン系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥＥ）が挙げられる。

緩衝部３０の基台２０の面２１上の厚さｔは、植毛穴４の深さＤや穴径ｄ、刷毛の材質等を勘案して決定でき、例えば、０．１〜１．０ｍｍが好ましく、０．２〜０．８ｍｍがより好ましく、０．３〜０．７ｍｍがさらに好ましい。０．１ｍｍ以上であれば、緩衝部３０と基台２０との接着性の向上が図れると共に、刷掃時における刷毛の基部への応力を緩和して毛折れを抑制でき、１．０ｍｍ以下であれば、植毛穴４に植毛された刷毛の植毛強度を保つことができる。

刷毛の材質は、特に限定されず、歯ブラシに用いられる公知の材質を用いることができる。刷毛の材質としては、例えば、ポリエステル単体又はポリエステルを主成分とするポリエステル系樹脂、ナイロン単体又はナイロンを主成分とするナイロン系樹脂、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン単体又はポリオレフィンを主成分とするオレフィン系樹脂等が挙げられ、中でもポリエステル系樹脂が好ましい。ポリエステル系樹脂は、他の材質に比べて基部での毛折れが発生しやすいため、緩衝部３０を設けた効果が顕著に表れるためである。ポリエステル系樹脂としては、ＰＥＴ、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）等が挙げられ、中でもＰＴＴがさらに好ましい。ＰＴＴは、ポリエステル系樹脂の中でも毛折れが発生しやすいため、緩衝部３０を設けた効果が顕著に表れる。

刷毛の太さは、特に限定されないが、例えば６〜１１ｍｉｌ（０．１５２〜０．２７９ｍｍ：１ｍｉｌ＝１／１０００ｉｎｃｈ）の範囲とされる。また、刷毛の横断面形状は、主に円形であるが、このような形状のものに特に限定されるものではない。例えば、三角形や、四角形、六角形、花びら形状等の横断面形状を有する刷毛であってもよく、これらを組み合わせものであってもよい。また、予め刷毛全体の形状が、例えばウエ−ブ状や、ツイスト状、ギザギザ状等に加工されたものを用いてもよく、これらを組み合わせたものを用いてもよい。

また、刷毛としては、毛先の丸め部を除いて外径がほぼ同一であるものを用いてもよく、毛先に向かうに従って徐々に外径が細くなるテーパー状のものを用いてもよい。さらに、刷毛の先端形状は、例えばヘラ状や、先薄幅広状、球状等であってもよい。

刷毛は、複数本からなる毛束を一単位として植毛穴４に植設されるが、各刷毛の長さが揃っていてもよく、不揃いであってもよい。また、毛束の毛先輪郭形状（毛切り形状）も、フラット形状の他に、ドーム形状、山谷形状又は凹凸段差形状等とすることもできる。

次に、本発明の歯ブラシ１の製造方法について説明する。この製造方法は、基台２０を成形し（一次成形）、得られた基台２０に緩衝部３０を設け（二次成形）、ヘッド部２とハンドル部（不図示）とを備えるブラシハンドルを得る成形工程と、該ブラシハンドルのヘッド部２に刷毛を植設する植毛工程とを備えるものである。

一次成形は、基台２０に対応するキャビティを形成する一対の一次金型を用い、前記キャビティに基台２０を構成する樹脂（一次樹脂ということがある）を射出して、基台２０を成形する操作である。

続く二次成形は、ブラシハンドルに対応するキャビティが形成された一対の二次金型を用い、一次成形で得られた基台２０を二次金型のキャビティ内に装填し、二次金型に緩衝部３０を構成する樹脂（二次樹脂ということがある）を射出し、基台２０に緩衝部３０を設ける操作である。二次金型のキャビティは、キャビティ内に基台２０が装填された際、装填された基台２０とキャビティとの間に形成された空間が、緩衝部３０に対応する形状とされたものである。

二次金型は、植毛面５を形成する側の第一割型と、ヘッド部２の底面８側を固定する第二割型とを備え、第一割型と第二割型とは、一点鎖線ＯをＰＬ（Ｐａｒｔｉｎｇ Ｌｉｎｅ）として嵌合される。なお、ＰＬは、植毛面５と底面８との略中間に位置し、植毛面５と略平行とされる。

植毛工程は、二次成形で得られたブラシハンドルのヘッド部２に刷毛を植設し、歯ブラシ１とする工程である。刷毛の植設は、公知の植毛方法を用いることができ、例えば、複数本の刷毛からなる毛束を二つ折りに、その間に抜け止め部材（平線）を挟み、この平線を植毛穴４に打ち込んで毛束を固定する平線植毛法が挙げられる。この平線は、従来公知のものを用いることができ、例えば、真鍮製、アルミニウム製の平板状のものが挙げられる。

平線の寸法及び形状は、植毛穴４の穴径等を勘案して決定できる。また、植毛穴４に打ち込まれる平線の長さは、特に限定されず、毛束を保持することができ、かつ植毛時にブラシハンドルの割れや白化を発生しない長さとすることが好ましく、例えば植毛穴４の平線打ち込み方向の長軸長さよりも０．３〜０．５ｍｍ長くすることが好ましい。また、平線打ち込み角度は自由に選択できるが、割れや白化の発生を避けるためにブラシハンドルの長手方向に対して５〜８０°の範囲とするのが好ましく、より好ましくは１５〜３０°である。また、平線打ち込み角度はすべての植毛穴４で同一である必要はなく、植毛穴４毎に異なる打ち込み角度としてもよい。

上述の通り、本発明によれば、植毛穴４の穴周縁部４２が緩衝部３０で構成されているため、刷掃時における刷毛の基部への応力を緩和し、毛折れの発生を抑制できる。加えて、刷掃時に刷毛の動きの自由度が増し、刷毛が歯間等の隙間に侵入しやすくなり、清掃力が向上する。さらに、刷毛の動きの自由度が増すことで刷毛がしなやかに動くため、刷毛長さを短くして歯ブラシ１の操作性の向上が図れる。

本発明によれば、基台２０と緩衝部３０との境界部３２が、アール面７の領域に位置しているため、刷掃時に境界部３２が歯等と接触しにくくなり、緩衝部３０の剥離や欠落の防止が図れる。

本発明によれば、基台２０と緩衝部３０との接合面２２が、ヘッド部２の外側に向かう傾斜面とされているため、ブラシハンドルの成形時に境界部３２でのバリ発生を防止し、バリに起因する基台２０と緩衝部３０との剥離を防止できる。
二次成形において、従来技術（特許文献１等）のように接合面２２の傾斜角θが９０°であると、第一割型により基台２０が圧迫され、接合面２２は植毛穴４方向に傾く。接合面２２が植毛穴４方向に傾くと、第一割型とアール面７との間に隙間が生じる。この状態で、二次樹脂を射出すると、アール面７と第一割型との間の隙間に二次樹脂が流れ込み、バリとなりやすい。
本発明の歯ブラシ１は、接合面２２がヘッド部２の外側に向かう傾斜面とされているため、基台２０が第一割型に圧迫されても、接合面２２が容易に植毛穴４側に傾くことなく、アール面７と第一割型との間に隙間を生じることが防止される。この結果、境界部３２近傍でバリが生じにくく、刷掃時にバリに起因する緩衝部３０の剥離・欠落等が防止される。加えて、二次樹脂が充填される空間（流路）が確保されるため、二次樹脂の充填不足（ショートショット）の防止が図れる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
例えば、接合面には、基台と緩衝部とのいずれか一方に凸部が形成されると共に、同他方に凸部に嵌合する凹部が形成されていてもよい。
例えば、図３に示すヘッド部１０２のように、基台１２０と緩衝部１３０との接合面１２２は、基台１２０に形成された凸部１２４と、緩衝部１３０に形成された凹部１３２とが嵌合されたものであってもよい。
また、例えば、図４に示すヘッド部２０２のように、基台２２０と緩衝部２３０との接合面２２２は、基台２２０に形成された凹部２２４と、緩衝部２３０に形成された凸部２３２とが嵌合されたものであってもよい。
なお、凸部１２４、２３２は、例えば、円錐形状、角錐形状、円柱状、角柱状等の突起部が複数形成されたものでもよいし、接合面に沿って帯状に形成されたリブ等であってもよい。

上述の実施形態では、植毛穴が有底円筒状とされているが、植毛穴の形状は特に限定されず、例えば、その断面が、楕円形、多角形等とされていてもよい。

上述の実施形態では、平線植毛法により毛束を植毛しているが、植毛方法はこれに限定されず、例えば、毛束の下端を植毛部となる溶融樹脂中へ圧入して固定する熱融着法、毛束の下端を加熱して溶融塊を形成した後に、金型中に溶融樹脂を注入して植毛部を成形するインモールド法等を用いてもよい。

（実施例１〜５）
表１の仕様に従い、図１に示す歯ブラシ１と同様の歯ブラシを作製した。基台を構成する一次樹脂にはＰＰを用い、緩衝部を構成する二次樹脂には、スチレン系エラストマー樹脂（硬度６０）を用いた。ＰＴＴ製（φ０．２ｍｍ）の刷毛を２０本からなる毛束とし、植毛機（ＺＡＨＯＲＡＮＳＫＹ社製）を用いて、該毛束を二つ折りにして平線と共に２３個の植毛穴に打ち込んだ（２５０ｓｈｏｔ／ｍｉｎ）。
作製した各例の歯ブラシについて、ショートショット、バリ発生、剥離の難易及び植毛強度を評価し、その結果を表１に示す。

（比較例１）
接合面の角度を１８０°、即ち植毛面と平行とし、境界部が側面の領域に位置するようにした以外は、実施例１と同様にして歯ブラシを作製した。作製した歯ブラシについて、ショートショット、バリ発生、剥離の難易及び植毛強度を評価し、その結果を表１に示す。

（比較例２）
接合面の角度を９０°とし、境界部が植毛面の領域に位置するようにした以外は、実施例１と同様にして歯ブラシを作製した。作製した歯ブラシについて、ショートショット、バリ発生、剥離の難易及び植毛強度を評価し、その結果を表１に示す。

（ショートショットの評価）
ショートショットの評価は、各例の歯ブラシを目視で確認し、その結果を下記評価基準に従って分類して評価した。
＜評価基準＞
○：緩衝部の形状に欠けや変形は、認められない。
△：緩衝部の形状に大きな変形は認められないものの、一部に欠けが見られた。
×：緩衝部の形状に大きな変形が認められた。

（バリ発生）
バリ発生の評価は、各例の歯ブラシを目視でバリ発生の有無を確認し、下記評価基準に従って分類して評価した。
＜評価基準＞
◎：バリの発生は全く認められなかった。
○：境界部の２０％未満の領域でバリ発生が見られた。
△：境界部の２０％以上３０％未満の領域でバリ発生が見られた。
×：境界部の３０％以上の領域でバリ発生が認められた。

（剥離の難易）
剥離の難易は、各例の歯ブラシを５人のモニターが使用し、境界部の剥離が確認できた時点の使用回数の平均値を下記評価基準に従って分類して評価した。
＜評価基準＞
◎：使用回数２００回において、剥離が確認できなかった。
○：使用回数１００回以上２００回未満で、剥離が確認された。
△：使用回数５０回以上１００回未満で、剥離が確認された。
×：使用回数５０回未満で、剥離が確認された。

（植毛強度）
植毛強度は、１つの植毛穴中の毛束を専用器具によってつかみ、オートグラフ（株式会社島津製作所製）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）を測定した（引張速度２０ｍｍ／ｍｉｎ、ｎ＝２０）。この測定値を下記評価基準に分類して、植毛強度を評価した。なお、表中には、評価結果と共に測定値をカッコ内に記載した。
＜評価基準＞
◎：２５Ｎ以上
○：２０Ｎ以上２５Ｎ未満
△：１５Ｎ以上２０Ｎ未満
×：１５Ｎ未満

（総合評価）
ショートショット、バリ発生、剥離の難易及び植毛強度の結果を下記評価基準に従って分類し総合評価とした。
＜評価基準＞
◎：ショートショットの評価が「○」であり、バリ発生、剥離の難易及び植毛強度の評価が「○」又は「◎」である。
○：ショートショットの評価が「○」であり、バリ発生、剥離の難易及び植毛強度の評価が「△」〜「◎」で、かつ「△」が１つ以上ある、又は、ショートショットの評価が「△」であり、バリ発生、剥離の難易及び植毛強度の評価が「○」〜「◎」である。
△：ショートショットの評価が「△」であり、バリ発生、剥離の難易及び植毛強度の評価が「△」〜「◎」で、かつ「△」が１つ以上ある、又は、ショートショット、バリ発生、剥離の難易及び植毛強度の評価に、「×」が１つある。
×：ショートショット、バリ発生、剥離の難易及び植毛強度の評価に、「×」が２つ以上ある。

表１に示す通り、本発明を適用した実施例１〜５は、バリ発生の評価が「○」又は「◎」と良好であり、剥離の難易の評価が「○」又は「◎」と良好であった。加えて、実施例１〜５は、総合評価が「○」又は「◎」であり、ショートショット、バリ発生及び剥離の難易で評価される製造適性と、植毛強度で評価される機能性とが共に優れていた。
一方、接合面の角度を１８０°とした比較例１は、剥離の難易の評価が「×」であった。接合面の角度を９０°とした比較例２では、ショートショットの評価が「×」であった。
このことから、接合面を植毛面に対して傾斜させることで、剥離の難易及び植毛強度を維持しながらショートショット、バリ発生を防止できることが判った。また、本発明の適用した歯ブラシはバリ発生を防止できるため、緩衝部の剥離を抑制できることが判った。

１ 歯ブラシ
２、１０２、２０２ ヘッド部
４ 植毛穴
５ 植毛面
６ 側面
７ アール面
２０、１２０、２２０ 基台
２２、１２２、２２２ 接合面
３０、１３０、２３０ 緩衝部
３２ 境界部
４２ 穴周縁部
１２４、２３２ 凸部
１３２、２２４ 凹部

Claims (5)

1. 刷毛が植設されるヘッド部が、刷毛を植設する植毛面とこれに隣接する側面との間がアール面とされ、前記植毛面に複数の植毛穴が形成されると共に、該植毛穴の周縁部が基台の材質より硬度の低い樹脂からなる緩衝部とされた歯ブラシにおいて、
   前記緩衝部が前記アール面の領域で前記基台に接合され、
   これら緩衝部と基台との接合面が、前記植毛面を基準とし、前記ヘッド部の外側に向かって傾斜する傾斜面とされていることを特徴とする歯ブラシ。
2. 前記接合面は、前記植毛面に対して１００〜１５０°の傾斜面であることを特徴とする、請求項１に記載の歯ブラシ。
3. 前記接合面には、前記基台と前記緩衝部とのいずれか一方に凸部が形成されると共に、同他方に前記凸部に嵌合する凹部が形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の歯ブラシ。
4. 前記緩衝部は、前記基台上の厚さが０．１〜１．０ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯ブラシ。
5. 前記ヘッド部の側面と前記緩衝部の外周縁との間の植毛面方向の距離は、０．１〜０．９ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯ブラシ。

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