JP5412234B2

JP5412234B2 - 歯ブラシ

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Publication number: JP5412234B2
Application number: JP2009242458A
Authority: JP
Inventors: 靖奥田
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2029-10-21
Also published as: JP2011087703A

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。

通常、歯ブラシは、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、硬質の素材からなる基台に刷毛が植設されているが、刷毛にポリエステル系樹脂のフィラメントを用いると、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、植毛穴の周縁部に刷毛の基部が繰返し当たると、この周縁部が硬質な素材で構成されているため、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を基台に被覆し、植毛穴の周縁部をエラストマー樹脂で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、基台より硬度が低いエラストマー樹脂で周縁部を構成することで、刷掃時における刷毛の基部への応力の緩和により、毛折れの抑制が図られている。
また、例えば、植毛穴の周縁部に面取りが施された歯ブラシが提案されている（例えば、特許文献２）。この歯ブラシは、刷掃時における刷毛の基部への応力の緩和により、毛折れの抑制が図られている。

特開２００７−６９３７号公報特開２００７−６９３８号公報

しかしながら、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）により毛折れ防止を図るには、緩衝部が、毛折れ防止効果を得るための十分な厚さを必要とする。その一方で、毛折れ防止のために緩衝部を厚くしすぎると、ヘッド部自体が厚くなり使用性が低下する。使用性を維持するために基台を薄くすると、基台における植毛穴が浅くなり、十分な植毛強度が得られない。
また、特許文献２のように、植毛穴の周縁部に面取りを施した場合、面取りを施した部分に歯磨粉が残存する等の問題があった。
そこで、本発明は、使用性、植毛強度を維持しつつ、刷毛の毛折れ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、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、前記基台における植毛穴の開口部側の周縁部には、該植毛穴の奥部方向に向かうに従い漸次径が狭まる傾斜面が形成され、該傾斜面上を含む領域に前記緩衝部が形成されていることを特徴とする。
前記傾斜面は、Ｃ面であることが好ましく、前記Ｃ面は、Ｃ０．１〜０．８ｍｍであることが好ましく、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、前記植毛面には、複数本の刷毛を束ねた毛束が平板状の平線を用いて二つ折りに植設されていてもよい。

本発明によれば、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ると共に、基台における植毛穴の開口部側の周縁部には、該植毛穴の奥部方向に向かうに従い漸次径が狭まる傾斜面が形成されてきるため、刷毛の基部に集中する応力を緩和し、毛折れを防止できる。加えて、基台の強度が確保され、使用性と十分な植毛強度とを維持することができる。
本発明によれば、傾斜面がＣ面とされているため、刷毛の基部の応力を緩和し、毛折れを防止できる。
本発明によれば、Ｃ面がＣ０．１〜０．８ｍｍとされているため、毛折れ防止効果及び植毛強度のさらなる向上が図れる。
本発明によれば、緩衝部は、基台上の厚さが０．１〜１．０ｍｍであるため、毛折れ防止効果のさらなる向上が図れる。
本発明によれば、植毛面には、複数本の刷毛を束ねた毛束が平線を用いて植設されていても、植毛強度を確保できる。

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。刷毛が植設された状態の植毛穴を説明する歯ブラシの部分断面図である。

本発明の歯ブラシ１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、植毛面５に複数の植毛穴４が形成されると共に、基台２０上に設けられた緩衝部３０により植毛穴４の穴周縁部４２が構成されたヘッド部２を備えるものである。ヘッド部２は、植毛面５と、これに隣接し底面８に向かう側面６との間がアール面７とされ、アール面７の曲率半径Ｒは０．５〜０．７ｍｍ程度とされている。ヘッド部２の大きさは、特に限定されないが、その幅Ｗが７．０〜１２．０ｍｍ程度とされ、その厚さＴが３．０〜６．０ｍｍ程度とされる。

ヘッド部２の植毛面５側には、有底円筒状の植毛穴４が複数形成され、植毛穴４は、植毛面５からの深さＤ１が２．０〜５．０ｍｍ程度とされ、穴径ｄが１．０〜３．０ｍｍ程度とされる。また、基台２０における植毛穴４の深さＤ２は、例えば、１．５〜４．５ｍｍ程度とされる。深さＤ２が上記範囲内であれば、後述する抜け止め具（平線）を強固に固定できるためである。
図３に示すように、植毛穴４には、複数本の刷毛１０からなる毛束１２が、二つ折りにされその間に挟まれた平線１４により固定されている。ここで、符号１３は、毛束１２における植毛穴４に挿入された部分である基部を示す。

基台２０における植毛穴４の周縁部である基台穴周縁部２１には、植毛穴４の奥部方向、即ち穴底部４４に向かうに従って漸次径が狭くなる傾斜面２２が形成されている。この実施形態では、傾斜面２２はＣ面とされ、このＣ面は、好ましくはＣ０．１〜０．８ｍｍ、より好ましくはＣ０．１〜０．５ｍｍ、さらに好ましくはＣ０．２〜０．４ｍｍである。Ｃ０．１ｍｍ未満であると、毛折れ防止効果が不十分となるおそれがあり、０．８ｍｍ超であると、隣接する植毛穴４同士の間隔が広くなりヘッド部２が大きくなって使用性が低下するおそれがある。
また、緩衝部３０の外周縁である境界部３２は、アール面７の領域とされている。これにより、境界部３２は、基台２０の最外周部が形成するヘッド部２の輪郭よりも植毛面５方向の内側とされる。

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（ＪＩＳＫ７２０３）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。

緩衝部３０は、傾斜面２２上を含む領域に形成され、植毛穴４の周縁部である穴周縁部４２を構成するものであり、緩衝部３０の内周面３４は、基台２０における植毛穴４の内周面２４と略面一とされている。
緩衝部３０の基台２０上の厚さｔは、植毛穴４の深さＤや穴径ｄ、刷毛１０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、０．３〜０．８ｍｍがより好ましく０．４〜０．７ｍｍがさらに好ましく、０．５〜０．６ｍｍが特に好ましい。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、刷掃時における基部１３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、歯ブラシ１の使用性を確保しながら、植毛穴４に植毛された刷毛１０の植毛強度を保つことができる。加えて、上記範囲内であれば、成形時に緩衝部３０を構成する樹脂の充填不足（ショートショット）を防止できる。

緩衝部３０は、「ＪＩＳＫ６２５３、硬さ試験、試験条件ＪＩＳＡ」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、ＪＩＳＫ６２５３で測定される硬度が、好ましくは５〜１００、より好ましくは１０〜９０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。

刷毛１０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１０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１３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１０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１０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ものであってもよく、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１０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１０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。

毛束１２は、各刷毛１０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１２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。

平線１４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１４の寸法及び形状は、植毛穴４の穴径ｄ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１４の長さは、特に限定されず、毛束１２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。

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１０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。

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１０を植設し、歯ブラシ１とする工程である。刷毛１０の植設は、公知の植毛装置を用いることができ、例えば、平線式植毛装置を用いて行うことができる。

本発明によれば、穴周縁部４２が緩衝部３０で構成されるため、刷掃時において基部１３に生じる応力を緩衝部３０により緩和できる。この結果、刷毛１０の毛折れ発生を防止できる。さらに、傾斜面２２がＣ面とされているため、植毛穴４の深さＤ１を増加することなく、緩衝部３０の厚さｔを毛折れ防止に十分な厚さとすると共に、基台２０における植毛穴４の深さＤ２を、十分な植毛強度が得られる深さにできる。この結果、歯ブラシ１の使用性と植毛強度を維持しつつ、刷毛１０の毛折れを防止できる。
加えて、傾斜面２２をＣ面とすることで、基台２０と緩衝部３０とはその接合面積が広くなって基台２０と緩衝部３０との接着力の向上が図れると共に、基部１３への応力緩和の向上が図れる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
上述の実施形態では、基台穴周縁部の傾斜面がＣ面とされているが、この傾斜面は植毛穴の奥部に向かって漸次径が狭くなるものであればよく、その傾斜角は、植毛面を基準として例えば２０〜７０°、好ましくは３０〜６０°の範囲で決定できる。また、例えば、傾斜面はアール面とされていてもよい。ただし、毛折れ防止効果を向上させる観点からは、傾斜面はＣ面であることが好ましい。

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、毛束が平線式植毛により植設されているが、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により植設されてもよい。

（実施例１〜８）
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（傾斜面２２：Ｃ面）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、耐久性、植毛強度、ヘッド部強度及び使用性を評価し、その結果を表１に示す。

（比較例１）
図１に示す傾斜面２２に相当する面を植毛面に略平行な面とした以外は、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、耐久性、植毛強度、ヘッド部強度及び使用性を評価し、その結果を表１に示す。

（耐久性の評価）
臼歯部歯列を想定した刷掃板（ステンレス鋼製）に対し、荷重４００ｇ、ストローク４０ｍｍ、２４０ｒｐｍで往復刷掃し、各例の歯ブラシに毛折れが発生したときの刷掃回数を調べた。この刷掃回数を下記評価基準に分類して、耐久性を評価した。なお、往復刷掃に際しては、刷掃液として市販歯磨き剤の５０質量％水溶液を用いた。

＜評価基準＞
◎：１５万回で毛折れ発生なし
○：１０万回以上１５万回未満で毛折れ発生
△：５万回以上１０万回未満で毛折れ発生
×：５万回未満で毛折れ発生

（植毛強度）
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

（ヘッド部強度）
各例の歯ブラシの植毛穴から出ている刷毛を切断し、ヘッド部の植毛面側を平滑にしたサンプルを用意した。このサンプルをデジタル衝撃試験機（ＤＧ−１型、株式会社東洋精機製作所製）に固定し、植毛面側から０．５Ｊで加重し、ヘッド部が破断したときの吸収エネルギー（Ｊ）を測定（ｎ＝１０）した。この測定値を下記評価基準に分類し、ヘッド部強度を評価した。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＞
◎：０．３Ｊ以上
○：０．２Ｊ以上０．３Ｊ未満
△：０．１Ｊ以上０．２Ｊ未満
×：０．１Ｊ未満

（使用性の評価）
使用性は、１０名の被験者が口腔内を清掃し、被験者の官能で評価した。具体的には、口腔内での操作性について、「操作性に問題はない」場合には３点、「ヘッド部がやや大きいと感じるが、操作性に問題はない」場合には２点、「操作性が悪い」場合には１点として評価した。この官能評価により得られた点数の平均点を下記評価基準に分類し、使用性を評価した。なお、表中には、評価結果と共に平均点をカッコ内に記載した。

＜評価基準＞
◎：２．５点以上
○：２．０点以上２．５点未満
△：１．５点以上２．０点未満
×：１．５点未満

（総合評価）
耐久試験、植毛強度、ヘッド部強度及び使用性（総じて、評価項目という）の評価結果を基に、下記評価基準に分類して、総合評価とした。

＜評価基準＞
◎：耐久試験、植毛強度、ヘッド部強度の各評価が「○」又は「◎」でかつ「◎」が２つ以上であり、使用性の評価が「○」又は「◎」である。
○：耐久試験、植毛強度、ヘッド部強度の各評価が「○」又は「◎」でかつ「◎」が２つ以上であり、使用性の評価が「△」、又は、耐久試験、植毛強度、ヘッド部強度の各評価が「○」又は「◎」でかつ「◎」が１つ以下であり、使用性の評価が「△」〜「◎」である。
△：耐久試験、植毛強度、ヘッド部強度の各評価が「△」〜「◎」でかつ「△」が１つ以上であり、使用性の評価が「△」〜「◎」である。
×：評価項目のいずれかが「×」である。

表１に示すとおり、本発明を適用した実施例１〜８は、耐久性、植毛強度、ヘッド部強度のいずれも良好であった。
一方、基台穴周縁部を傾斜面としない比較例１は、耐久性の点で劣るものであった。

１歯ブラシ
２ヘッド部
４植毛穴
５植毛面
２０基台
２１基台穴周縁部
２２傾斜面
３０緩衝部
４２穴周縁部

Claims

刷毛が植設されるヘッド部が、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、
前記基台における植毛穴の開口部側の周縁部には、該植毛穴の奥部方向に向かうに従い漸次径が狭まる傾斜面が形成され、
該傾斜面上を含む領域に前記緩衝部が形成されていることを特徴とする歯ブラシ。
前記傾斜面は、Ｃ面であることを特徴とする、請求項１に記載の歯ブラシ。
前記Ｃ面は、Ｃ０．１〜０．８ｍｍであることを特徴とする、請求項２に記載の歯ブラシ。
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。
前記植毛面には、複数本の刷毛を束ねた毛束が平板状の平線を用いて二つ折りに植設されてい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。