JP7466437B2 - 歯ブラシ - Google Patents
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Description
口腔内操作性、特に奥歯への到達性を向上させる手段として、歯ブラシのヘッド部には薄型化が有効である。ただし、インサート方式の一体成形歯ブラシの薄型化においては、ブラシ部をヘッド部に成形して固定するために、ヘッド部の背面側からブラシ部を成形する樹脂を流すために、ヘッド部を厚さ方向に貫通する孔を必要とする。その結果、ヘッド部が従来よりも薄くなると、ヘッド部の1次側体積が小さくなることに加え、2次側樹脂の流動性が低くなるため、強度及び成形性が低下する課題が生じる。
なお、以下の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。
図1および図2に示すように、歯ブラシ1は、ハンドル体10とブラシ部20(図1では、図示せず)とを備えている。ハンドル体10は、ヘッド部3と、ヘッド部3より長軸方向の後端側に配置される把持部(図示せず)と、ヘッド部3と把持部とを接続するネック部4とを備える。ヘッド部3は、ハンドル体10の長軸方向(図1中、左右方向)の先端側に位置する。
ヘッド部3の短軸方向(幅方向)は、後述する支持板部11の正面11aと平行で長軸方向と直交する方向である。
ヘッド部3の厚さ方向は、上記の幅方向と直交する方向である。
また、ヘッド部3において厚さ方向でフィラメント50が設けられた側を正面側とし、正面側と逆側を背面側とする。なお、図1においては、ヘッド部3の正面側に設けられたブラシ部20を除いた状態が図示されている。
ヘッド部3は、支持板部11と、フレーム部12A、12Bと、貫通部13と、ブラシ部20とを有している。支持板部11は、厚さ方向と直交する平板状である。フレーム部12Aは、支持板部11の周縁から正面側に延び支持板部11の周囲を囲む。フレーム部12Bは、支持板部11の周縁から背面側に延び支持板部11の周囲を囲む。
フレーム部12Aとフレーム部12Bの境界は、金型成形時のパーティングラインと定義する。
また、支持板部11の背面11bは、フレーム部12Bの背面側端部よりも正面側に窪んだ位置に配置されている。
ヘッド部3の厚さ方向の最大厚さは、フレーム部12Aの正面側端部とフレーム部12Bの背面側端部との間の距離である。具体的には、図2においてEで示す位置である。
ヘッド部3の厚さ方向の最大厚さは、2.5mm以上、4.0mm以下であることが好ましく、2.5mm以上、3.5mm以下であることがより好ましく、2.5mm以上、3.0mm以下であることがさらに好ましい。ヘッド部3の厚さ方向の最大厚さを2.5mm以上、4.0mm以下とすることにより、良好な口腔内操作性を実現できる。
F/Eは0.30以上が好ましく、0.35以上がより好ましく、0.40以上がさらに好ましい。
F/Eは0.80以下が好ましく、0.70以下がより好ましく、0.60以下がさらに好ましい。
F/Eで表される値が0.30未満の場合、ヘッド部3の強度が低くなる可能性がある。F/Eで表される値が0.80を超えた場合、基台部21A、21Bが薄くなり成形性が低下してしまう。
F/Eで表される値を0.30以上、0.80以下とすることにより、ヘッド部3の強度および成形性を確保することができる。
支持板部11の厚さは、中央位置Pから長軸方向の両側に向けて漸次厚くなると、強度を高めることができることから好ましく、一定の厚さであることがより好ましい。
ブラシ部20は、正面側に位置する基台部21Aと、基台部21Aの正面側に設けられた複数のフィラメント50と、背面側に位置する基台部21Bと、貫通部13を介して基台部21Aと基台部21Bを接続している接続部21Cとを有している。基台部21Aは、支持板部11の正面側に配置されている。基台部21Aは、支持板部11の正面11aに背面側から支持されている。基台部21Aの側面は、全周に亘ってフレーム部12Aの内周面に保持されている。
フィラメント50は、支持板部11の正面側のほぼ全面に亘って配置される。フィラメント50は、基台部21Aの正面21aから正面側に突出する略柱状である。
図2の態様では、フィラメント50は、基端側が断面略三角形状の略三角柱状であり、先端側が略三角柱から延びて先細る三角錐状である。フィラメント50の断面形状としては、略三角形の他に、略四角形などの略多角形や、略円形、略星形、略ヘラ形などを選択可能である。フィラメント50は、先端が先細るテーパー形状の他に、ストレート状に延びる構成や、基端から先細りするテーパー形状、先端が2~4本に分岐している分岐形状(テーパー分岐形状)であってもよい。
基台部21Bは、支持板部11の背面側に配置されている。基台部21Bは、支持板部11の背面11bに正面側から支持されている。基台部21Bの側面は、全周に亘ってフレーム部12Bの内周面に保持されている。基台部21Bの厚さは、フレーム部12Bの背面側端部と支持板部11の背面11bとの厚さ方向の距離と同一である。すなわち、基台部21Bの背面は、フレーム部12Bの背面側端部と略面一である。
上記ヘッド部3のうち、貫通部13とブラシ部20とは、第2の樹脂組成物で成形された第2成形体である。
ポリウレタンは、スチレン系やポリステル系などの他のエラストマーに比べて、引張強度が高い傾向にあるため、軟質樹脂にポリウレタンを用いることで、薄肉にしても機械的な強度が確保でき、歯ブラシ1の使用時の破損を抑制することができる。
第1線状部31の外側の最大幅をW1とし、第1線状部31の中央側の最小幅をW2とすると、W1/W2≧1.2の関係を満足することが好ましい。
W1/W2は1.2以上が好ましく、1.4以上がより好ましく、1.6以上がさらに好ましい。
W1/W2は2.5以下が好ましく、2.0以下がより好ましく、1.8以下がさらに好ましい。
W1/W2≧1.2の関係を満足することにより、貫通部13に導入された第2の樹脂組成物(以下、単に樹脂と称する)は、幅が広くなることで、長軸方向の両外側への流動性が高められ、最も樹脂が流れにくいヘッド部3の長軸方向の外周側(縁部)に樹脂が行き渡るようにすることができる。
第2線状部32は、第1線状部31との距離が最も短い基点32aから、短軸方向で第1線状部31から離れるのに従って、長軸方向で基点32aから離れる方向である先端側に延びる。基点32aは、第2線状部32が第1線状部31に繋がる位置である。第2線状部33は、一端が第1線状部31に繋がっている。
図1では第2線状部33は、第1線状部31との距離が最も短い基点33aから、短軸方向で第1線状部31から離れるのに従って、長軸方向で基点33aから離れる方向である後端側に延びる。基点33aは、第2線状部33が第1線状部31に繋がる位置である。
なお、第1線状部31から第2線状部32が繋がる境界位置のそれぞれの縁取りF1、F2を結ぶ接線の中点である。
また、図1のような第1線状部31から第2線状部32が繋がる境界位置が分離せず、限りなく近接している場合はそれぞれの縁取りが端部に等しいため、第1線状部31との距離が最も短い第2線状部の縁取りの端部と定義する。
また、上記接線の第2線状部32側を第2線状部32の面積とし、上記接線の第1線状部31側を第1線状部31とする。
また、図1のように第2線状部32~35(後述)は、一端が第1線状部31に繋がっていてもよく、分離して繋がっていないものを含んでもよい。分離している場合、基点32aは第1線状部31から第2線状部32が繋がらない態様であり、この場合は、第2線状部32において、第1線状部31との距離が最も短い第2線状部の縁取りの端部とする。基点33a~35aも同じ定義である。
図1では第2線状部35は、一端が第1線状部31に繋がっている。第2線状部35は、第1線状部31との距離が最も短い基点35aから、短軸方向で第1線状部31から離れるのに従って、長軸方向で基点35aから離れる方向である後端側に延びる。基点35aは、第2線状部35が第1線状部31に繋がる位置である。
なお、基点34a、基点35aは、上記基点32aと同じ定義である。
W3/W4は0.70以上が好ましく、0.80以上がより好ましく、0.85以上がさらに好ましく、0.90以上が特に好ましい。
W3/W4は2.00以下が好ましく、1.70以下がより好ましく、1.20以下がさらに好ましい。
W3/W4≧0.70の関係を満足することにより、第2線状部32、33、34、35に導入された樹脂が、幅が広くなることで、長軸方向の両外側への流動性が高められ、長軸方向で基点32a、33a、34a、35aから離れた位置に流動しやすくなる。
従って、中央位置Pから導入された樹脂を円滑に斜め方向に分散させることで、樹脂が流れにくいヘッド部3の外周側(ヘッド部縁)に樹脂を行き渡らせることができる。
貫通部13を長軸方向に線対称とすることにより、長軸方向への樹脂均一流動性を高めることができる。
貫通部13を短軸方向に線対称とすることにより、短軸方向への樹脂均一流動性を高めることができる。
B/Aは0.30以上が好ましく、0.35以上がより好ましく、0.40以上がさらに好ましい。
B/Aは0.60以下が好ましく、0.55以下がより好ましく、0.50以下がさらに好ましい。
B/Aで表される値が0.30未満の場合、2次成形時に樹脂の流路の割合が少なく成形性が低下する可能性がある。B/Aで表される値が0.60を超えた場合、硬質樹脂で形成された箇所の割合が減り、破断強度が低下する可能性がある。
B/Aで表される値を0.30以上、0.60以下とすることにより、成形性を維持しつつ、破断強度を高めることができる。
A/Cは0.40以上が好ましく、0.45以上がより好ましく、0.50以上がさらに好ましい。
A/Cは0.80以下が好ましく、0.75以下がより好ましく、0.70以下がさらに好ましい。
A/Cで表される値が0.40未満の場合、フレーム部12A、12Bの幅が大きくなり、口腔内操作性が低下する可能性がある。A/Cで表される値が0.80を超えた場合、破断強度が低下する可能性がある。
A/Cで表される値を0.40以上、0.80以下とすることにより、口腔内操作性および破断強度を高めることができる。
M2/M1は0.25以上が好ましく、0.30以上がより好ましく、0.35以上がさらに好ましい。
M2/M1は1.20以下が好ましく、1.00以下がより好ましく、0.80以下がさらに好ましい。
M2/M1で表される値が、0.25未満の場合、ブラシ部20の短軸方向への樹脂の流動性が低下する可能性がある。M2/M1で表される値が、1.20を超えた場合、ブラシ部20の長軸方向への樹脂の流動性が低下する可能性がある。
0.25≦M2/M1≦1.20の関係を満足することにより、ブラシ部20の短軸方向および長軸方向への樹脂の流動性を向上させて、ヘッド部3の縁部近傍への樹脂到達性を高めることができる。
面積M2としては、3.0mm2以上、150mm2以下であることが好ましく、9.0mm2以上、90mm2以下がより好ましく、14mm2以上、64mm2以下がさらに好ましい。
第2線状部32、33、34、35のそれぞれの面積としては、0.7mm2以上、40mm2以下であることが好ましく、2.0mm2以上、25mm2以下がより好ましく、3.0mm2以上、16mm2以下がさらに好ましい。
d2/d1は0.20以上が好ましく、0.30以上がより好ましく、0.40以上がさらに好ましい。
d2/d1は0.70以下が好ましく、0.65以下がより好ましく、0.60以下がさらに好ましい。
なお、上述の面積d1および平均値d2については、X字状に配置された4つの第2線状部32、33、34、35を有する群を、中央位置Pを挟んだ長軸方向の両側にそれぞれ配置(合計8つの第2線状部)した場合にも適用可能である。
そのため、d2/d1で表される値を0.20以上、0.70以下とすることにより、範囲Dにおける短軸方向の外側への樹脂の流動性を確保しつつ、衝撃強度及び捻れ抵抗を高めることができる。なお、上記衝撃強度としては、例えば、IZOD強度で評価する。また、捻れ抵抗とは、長軸方向の延びる軸線回りにヘッド部3が回転するのに逆らう力を意味する。
図3は、第2実施形態に係る歯ブラシ1の部分正面図である。
この図において、図1乃至図2に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
本実施例では、下記[表1]、[表2]に示す仕様に従って、実施例1~4、比較例1~3の歯ブラシのサンプルを作製した。
各例の歯ブラシにおける貫通部は表1、表2に示す形状とした。ハンドル体の硬質樹脂は、ポリプロピレン(PP)樹脂を用い、ブラシ部の軟質樹脂はポリウレタンを用いた。
以下は各サンプルで共通とした。
・ヘッド部の厚さ:3.0mm
・フレーム部12A、12Bの最大厚さをE:3.0mm
・貫通部13の最小厚さをF:1.8mm
・F/E=0.60
(実施例1)
・支持板部の面積A=192.7mm2
・支持板部の面積B=93.2mm2
・B/A=0.48
・正面視でヘッド部3の外径輪郭線で囲まれた面積C=315.9mm2
・A/C=0.61
・第1線状部31の外側の最大幅W1=4.5mm
・中央側の最小幅W2=2.7mm
・W1/W2=1.7
・W3=2.5mm
・W4=2.7mm
・W3/W4=0.92
・M1=62.6mm2
・M2=30.7mm2
・M2/M1=0.49
・d1=19.1mm2
・d2=9.2mm2
・d2/d1=0.48
(実施例2)
・支持板部の面積A=192.7mm2
・支持板部の面積B=96.6mm2
・B/A=0.50
・正面視でヘッド部3の外径輪郭線で囲まれた面積C=315.9mm2
・A/C=0.61
・第1線状部31の外側の最大幅W1=4.8mm
・中央側の最小幅W2=2.1mm
・W1/W2=2.3
・W3=2.1mm
・W4=1.3mm
・W3/W4=1.6
・M1=71.7mm2
・M2=24.9mm2
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・d1=18.8mm2
・d2=8.0mm2
・d2/d1=0.43
(実施例3)
・支持板部の面積A=192.7mm2
・支持板部の面積B=94.0mm2
・B/A=0.49
・正面視でヘッド部3の外径輪郭線で囲まれた面積C=315.9mm2
・A/C=0.61
・第1線状部31の外側の最大幅W1=3.3mm
・中央側の最小幅W2=2.6mm
・W1/W2=1.3
・W3=3.8mm
・W4:3.3mm
・W3/W4=1.1
・M1=51.0mm2
・M2=43.1mm2
・M2/M1=0.84
・d1=13.9mm2
・d2=7.2mm2
・d2/d1=0.52
(実施例4)
・支持板部の面積A=192.7mm2
・支持板部の面積B=96.3mm2
・B/A=0.50
・正面視でヘッド部3の外径輪郭線で囲まれた面積C=315.9mm2
・A/C=0.61
・第1線状部31の外側の最大幅W1=2.9mm
・中央側の最小幅W2=1.9mm
・W1/W2=1.5
・W3=3.5mm
・W4=4.8mm
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・M1=47.6mm2
・M2=48.7mm2
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・d1=26.1mm2
・d2=7.5mm2
・d2/d1=0.29
(比較例1)
・支持板部の面積A=192.7mm2
・支持板部の面積B=90.5mm2
・B/A=0.47
・正面視でヘッド部3の外径輪郭線で囲まれた面積C=315.9mm2
・A/C=0.61
・第1線状部31の外側の最大幅W1=2.9mm
・中央側の最小幅W2=2.4mm
・W1/W2=1.21
・W3=2.2mm
・W4=2.4mm
・W3/W4=0.94
・M1=49.6mm2
・M2=52.6mm2
・M2/M1=1.06
(比較例2)
・支持板部の面積A:192.7mm2
・支持板部の面積B:98.9mm2
・B/A=0.51
・正面視でヘッド部3の外径輪郭線で囲まれた面積C=315.9mm2
・A/C=0.61
(比較例3)
・支持板部の面積A=192.7mm2
・支持板部の面積B=102.8mm2
・B/A=0.53
・正面視でヘッド部3の外径輪郭線で囲まれた面積C=315.9mm2
・A/C=0.61
・第1線状部31の外側の最大幅W1=4.0mm
・中央側の最小幅W2=2.7mm
・W1/W2=1.5
・W3=3.9mm
・W4:3.1mm
・W3/W4=1.3
・M1=66.4mm2
・M2=23.4mm2
・M2/M1=0.35
・d1=11.5mm2
・d2=10.9mm2
・d2/d1=0.95
実施例1~4、比較例1~3のサンプルに対して、「バリ評価」、「使用試験」について評価した。実施例1~4のサンプルについては、「樹脂均一流動性」、「ヘッド縁近傍への樹脂到達性」、「衝撃強度、捻れ抵抗」の評価を行った。
(1)「バリ評価」
[試験方法]
10人のモニターが、各例の歯ブラシのサンプルについて、ヘッド部の背面を目視観察し、バリ発生の有無を下記の評価基準で評価した。10人のモニターの平均点が5点を「◎(double circle mark)」、5点未満4点以上を「○(circle mark)」、4点未満を「×(cross mark)」とした。
5点:バリは全く無い。
4点:バリはほとんど無い。
3点:バリはほんの少しある。
2点:バリは少しある。
1点:バリはたくさんある。
[試験方法]
10人のモニターが、各実施例の歯ブラシで口腔内を清掃し、その際の奥歯の奥(咽喉側)を磨いている時のヘッド部の撓む効果を下記の評価基準で評価した。10人のモニターの平均点が4点以上を「◎」、4点未満3点以上を「○」、3点未満を「×」とした。
5点:ヘッド部の撓む感触をまったく感じない。
4点:ヘッド部の撓む感触をあまり感じない。
3点:ヘッド部の撓む感触を感じる。
2点:ヘッド部の撓む感触を強く感じる。
1点:ヘッド部の撓む感触を非常に感じる。
[評価基準]
☆:非常に良い→ゲート部を中央とし、貫通部は1つで、放射状に配置されている。
◎:かなり良い→ゲート部を中央とし、貫通部は放射状に配置されている。
○:良い→貫通部は放射状に配置されている。
×:悪い→貫通部は放射状に配置されていない。
[評価基準]
☆:非常に良い。
◎:かなり良い。
○:良い。
×:悪い。
[評価基準]
☆:非常に良い。
◎:かなり良い。
○:良い。
×:悪い。
Claims (8)
- 複数のフィラメントを有するブラシ部と、
長軸方向の先端側に配置され、厚さ方向の正面側に前記ブラシ部を有するヘッド部と、
前記ヘッド部より前記長軸方向の後端側に配置される把持部と、
前記ヘッド部と前記把持部とを接続するネック部と、
を備え、
前記ヘッド部の前記厚さ方向の最大厚さは、2.5mm以上、4.0mm以下であり、
前記ヘッド部は、
前記厚さ方向と直交して配置される支持板部と、
前記支持板部の周縁から前記正面側に延び前記支持板部の周囲を囲むフレーム部と、
前記支持板部を前記厚さ方向に貫通して設けられた貫通部と、
を有し、
前記貫通部は、
前記正面側から視た正面視で前記支持板部における前記長軸方向の中央で、且つ、前記支持板部の正面と平行で前記長軸方向と直交する短軸方向の中央の中央位置を含み、前記長軸方向に延びる第1線状部と、
前記第1線状部に対して、前記短軸方向の一方側および他方側にそれぞれ配置された第2線状部とを含み、
前記第2線状部は、前記第1線状部との距離が最も短い基点から、前記短軸方向で前記第1線状部から離れるのに従って、前記長軸方向で前記基点から離れる方向に延び、
前記ブラシ部は、
前記フィラメントの基部を支持し、前記支持板部の正面側に配置され前記貫通部と前記厚さ方向に繋がる基台部を有し、
前記正面視で前記貫通部を含む前記支持板部の面積をAとし、前記貫通部の面積をBとすると、
0.30≦B/A≦0.60
の関係を満足し、
前記支持板部と前記フレーム部とは、第1の樹脂組成物で成形された第1成形体であり、
前記ブラシ部と前記貫通部とは、前記第1の樹脂組成物と異なる第2の樹脂組成物で成形された第2成形体であることを特徴とする歯ブラシ。 - 前記正面視における、前記第1線状部の面積の総和をM1とし、
前記第2線状部の面積の総和をM2とすると、
0.25≦M2/M1≦1.20
の関係を満足する、
請求項1に記載の歯ブラシ。 - 前記長軸方向で前記中央位置に最も近い前記第2線状部の先端のうち、前記中央位置からの距離が最も長い点を通る前記短軸方向に延びる直線を前記長軸方向の両側でそれぞれ設定したときに、
二つの前記直線の間に位置する前記支持板部を前記短軸方向に3等分したときの中央領域における前記貫通部の面積をd1とし、前記短軸方向の一方側の外側領域の前記貫通部の面積と前記短軸方向の他方側の外側領域の前記貫通部の面積との平均値をd2とすると、
0.20≦d2/d1≦0.70
の関係を満足する、
請求項1または2に記載の歯ブラシ。 - 前記第1線状部の幅は、前記中央位置から前記長軸方向の外側に向けて漸次大きくなり、
前記第1線状部の最大幅をW1とし、前記第1線状部の最小幅をW2とすると、
W1/W2≧1.2
の関係を満足する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の歯ブラシ。 - 前記貫通部の数は、5以下である、
請求項1から4のいずれか一項に記載の歯ブラシ。 - 前記貫通部の数は、1である、
請求項5に記載の歯ブラシ。 - 前記短軸方向の一方側の前記第2線状部と、前記短軸方向の他方側の前記第2線状部は、それぞれ前記第1線状部に繋がるとともに、同一直線上に配置されている、
請求項1から6のいずれか一項に記載の歯ブラシ。 - 前記ヘッド部における前記フレーム部の最大厚さをEとし、
前記貫通部の最小厚さをFとすると、
0.30≦F/E≦0.80
の関係を満足する、
請求項1から7のいずれか一項に記載の歯ブラシ。
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