JPWO2017018340A1 - toothbrush - Google Patents
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Abstract
歯垢を効率良く除去でき清掃実感に優れるうえ、毛開き耐久性を高めたときでも優れた毛折れ耐久性を確保できる歯ブラシを提供することを目的とする。ヘッド部(118)の植毛面(118a)に複数の毛束(112)が植設された歯ブラシであって、毛束(112)は、先端部分に先端に向かうにつれて縮径するテーパー部(121)が設けられ、かつ所定の応力算出方法により算出した最大応力A1に対する最大応力B1の比B1/A1が1.0〜1.9であるテーパー毛(120)を備えている、歯ブラシ。 An object of the present invention is to provide a toothbrush that can efficiently remove dental plaque, has excellent cleaning feeling, and can ensure excellent breakage durability even when the open endurance is improved. A toothbrush having a plurality of bristle bundles (112) planted on the flocked surface (118a) of the head part (118), wherein the bristle bundle (112) has a taper part (121) that decreases in diameter toward the tip. ) And a tapered tooth (120) having a ratio B1 / A1 of the maximum stress B1 to the maximum stress A1 calculated by a predetermined stress calculation method of 1.0 to 1.9.
Description
本発明は、歯ブラシに関する。
本願は、2015年7月24日に日本に出願された特願2015−147011号、及び2015年7月30日に日本に出願された特願2015−150844号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to a toothbrush.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2015-147011 filed in Japan on July 24, 2015 and Japanese Patent Application No. 2015-150844 filed in Japan on July 30, 2015. The contents are incorporated herein.
特に歯間部や歯頸部等の隙間に堆積した歯垢は除去しにくいことから、歯ブラシには優れた歯垢除去性が求められる。歯ブラシの歯垢除去性には、毛束の配列や、毛束を形成する各用毛の仕様が影響する。歯間部や歯頸部等の隙間に堆積した歯垢を効率良く除去でき、清掃実感に優れる用毛としては、先端部分に先端に向かうにつれて縮径するテーパー部が設けられたテーパー毛が知られている。 In particular, since it is difficult to remove plaque accumulated in gaps such as interdental portions and tooth neck portions, toothbrushes are required to have excellent plaque removability. The arrangement of the hair bundle and the specifications of each hair forming the hair bundle influence the plaque removability of the toothbrush. As the hair that can effectively remove the plaque accumulated in the gaps between the interdental part and the neck part, and has excellent cleaning feeling, a tapered part with a tapered part that decreases in diameter toward the tip is known. It has been.
また、歯ブラシには、歯垢除去性に加えて、充分な毛開き耐久性も求められる。充分な毛開き耐久性を有する歯ブラシとすることで、ある程度の期間継続的に使用できようになるため、歯ブラシの交換頻度が過度に増えることを抑制できる。特に、テーパー毛を製造するための加工技術は複雑でコストが高く、テーパー毛を備える歯ブラシは高価になることから、歯ブラシの交換頻度が過度に増えないように充分な毛開き耐久性が求められる。 In addition, the toothbrush is required to have sufficient opening resistance in addition to plaque removability. By using a toothbrush having sufficient opening resistance, it can be used continuously for a certain period of time, so that it is possible to suppress an excessive increase in the frequency of replacement of the toothbrush. In particular, the processing technique for producing tapered bristles is complex and expensive, and toothbrushes with tapered bristles are expensive, so that sufficient open-end durability is required so that the frequency of toothbrush replacement does not increase excessively. .
歯ブラシの毛開き耐久性には、毛束の配列や用毛の仕様に加え、用毛の材質も影響する。毛開き耐久性に優れる用毛としては、例えば、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)で形成された用毛が知られている(例えば、特許文献1)。 In addition to the arrangement of the hair bundles and the specifications of the hair, the material of the hair also affects the opening resistance of the toothbrush. For example, a hair made of polytrimethylene terephthalate (PTT) is known as a hair having excellent hair opening durability (for example, Patent Document 1).
しかし、PTT等で形成した毛開き耐久性を高めた用毛は、継続使用すると用毛基部(植毛穴の開口面が位置する部分)近傍で用毛が折れることがある。毛開きが抑えられたとしても、用毛が折れやすくなれば歯ブラシとしての耐久性を充分に高めることは難しくなる。このように、歯ブラシにおいては、歯垢を効率良く除去でき清掃実感に優れることに加えて、毛開き耐久性を高めたときでも優れた毛折れ耐久性を確保できるようにすることが重要である。 However, when the hair used for improving the openness of the hair formed of PTT or the like is used continuously, the hair may be broken in the vicinity of the hair base (the portion where the opening surface of the flock hole is located). Even if the opening of the hair is suppressed, it becomes difficult to sufficiently enhance the durability as a toothbrush if the bristles are easily broken. As described above, in the toothbrush, in addition to being able to efficiently remove plaque and being excellent in cleaning feeling, it is important to be able to ensure excellent breakage durability even when the open endurance is increased. .
本発明の第1の目的は、歯垢を効率良く除去でき清掃実感に優れ、毛開き耐久性を高めたときでも優れた毛折れ耐久性を確保できる歯ブラシを提供することである。
本発明の第2の目的は、毛開き耐久性を高めた場合でも優れた毛折れ耐久性を確保できる歯ブラシを提供することである。The first object of the present invention is to provide a toothbrush that can effectively remove dental plaque, has an excellent cleaning feeling, and can ensure excellent breaking durability even when the flocking durability is enhanced.
The second object of the present invention is to provide a toothbrush that can ensure excellent breakage durability even when the open endurance is increased.
本発明の第1の態様は、以下の構成を有する。
[1]ヘッド部の植毛面に複数の毛束が植設されて形成される刷毛部を備えた歯ブラシであって、前記毛束は、先端部分に先端に向かうにつれて縮径するテーパー部が設けられ、かつ下記工程(a1)及び下記工程(b1)を有する応力算出方法により算出した最大応力A1に対する最大応力B1の比B1/A1が1.0〜1.9であるテーパー毛を備えている、歯ブラシ。
(a1)刷毛部先端に200gの荷重がかかるように、前記刷毛部を半径85mmの球面に擦りつけたときの、前記植毛面の面方向における前記テーパー毛の基部に対する先端の変位量x1(mm)を測定する。
(b1)テーパー毛の先端を前記テーパー毛の軸方向に垂直な方向に前記変位量x1(mm)だけ変位させた状態を工学シミュレーションし、前記テーパー毛のテーパー部よりも基部寄りで生じる最大応力A1と、テーパー部で生じる最大応力B1とを算出する。
[2]前記テーパー部の長さが3〜11.5mmであり、前記テーパー毛における基部とテーパー部との境界の位置が前記植毛面の位置と同等か、又は前記基部が植毛面の外側に位置している、[1]に記載の歯ブラシ。
[3]前記テーパー部の先端から0.1mmの部分の直径が0.07mm以下である、[1]又は[2]に記載の歯ブラシ。
[4]前記テーパー毛がポリトリメチレンテレフタレートで形成されている、[1]〜[3]のいずれかに記載の歯ブラシ。The first aspect of the present invention has the following configuration.
[1] A toothbrush provided with a brush portion formed by implanting a plurality of hair bundles on the hair-planting surface of the head portion, wherein the hair bundle is provided with a tapered portion whose diameter decreases toward the tip at the tip portion. And a taper hair whose ratio B1 / A1 of the maximum stress B1 to the maximum stress A1 calculated by the stress calculation method having the following step (a1) and the following step (b1) is 1.0 to 1.9. ,toothbrush.
(A1) Displacement x1 (mm) of the tip with respect to the base of the tapered hair in the surface direction of the flocked surface when the brush is rubbed against a spherical surface having a radius of 85 mm so that a load of 200 g is applied to the tip of the brush ).
(B1) An engineering simulation of a state in which the tip of the taper hair is displaced by the displacement amount x1 (mm) in a direction perpendicular to the axial direction of the taper hair, and the maximum stress generated closer to the base than the taper portion of the taper hair A1 and the maximum stress B1 generated at the tapered portion are calculated.
[2] The length of the tapered portion is 3 to 11.5 mm, and the position of the boundary between the base portion and the tapered portion of the tapered hair is equal to the position of the flocked surface, or the base portion is outside the flocked surface. The toothbrush according to [1], which is located.
[3] The toothbrush according to [1] or [2], wherein a diameter of a portion 0.1 mm from a tip of the tapered portion is 0.07 mm or less.
[4] The toothbrush according to any one of [1] to [3], wherein the tapered bristles are formed of polytrimethylene terephthalate.
本発明の第2の態様は、以下の構成を有する。
[5]ヘッド部の植毛面に複数の毛束が植設されて形成される刷毛部を備えた歯ブラシであって、前記毛束は、用毛先端から0.1mm以上基部寄りの位置に、基部の横断面積の14%以下の横断面積を有する細径部が設けられ、かつ前記基部から先端に向かって延びる、前記細径部よりも横断面積が大きい領域を有する用毛を備えている歯ブラシ。
[6]前記用毛における、下記工程(a2)及び下記工程(b2)を有する応力算出方法により算出した最大応力A2と最大応力B2について、A2>0かつB2>0となる、[5]に記載の歯ブラシ。
(a2)刷毛部先端に200gの荷重がかかるように、前記刷毛部を半径85mmの球面に擦りつけたときの、前記植毛面の面方向における前記用毛の基部に対する先端の変位量x2(mm)を測定する。
(b2)用毛の先端を前記用毛の軸方向に垂直な方向に前記変位量x2(mm)だけ変位させた状態を工学シミュレーションし、前記用毛における最も基部寄りで生じる応力集中部の最大応力A2と、それよりも先端側で生じる応力集中部の最大応力B2とを算出する。
[7]前記用毛における、下記工程(a2)及び下記工程(b2)を有する応力算出方法により算出した最大応力A2と最大応力B2について、B2≧A2>0となる、[5]に記載の歯ブラシ。
(a2)刷毛部先端に200gの荷重がかかるように、前記刷毛部を半径85mmの球面に擦りつけたときの、前記植毛面の面方向における前記用毛の基部に対する先端の変位量x2(mm)を測定する。
(b2)用毛の先端を前記用毛の軸方向に垂直な方向に前記変位量x2(mm)だけ変位させた状態を工学シミュレーションし、前記用毛における最も基部寄りで生じる応力集中部の最大応力A2と、それよりも先端側で生じる応力集中部の最大応力B2とを算出する。
[8]前記用毛が、先端に向かうにつれて縮径するテーパー部が設けられたテーパー毛であり、前記テーパー部に前記細径部を有する、[5]〜[7]のいずれかに記載の歯ブラシ。
[9]前記用毛がポリトリメチレンテレフタレートで形成されている、[5]〜[8]のいずれかに記載の歯ブラシ。
[10]前記最大応力A2に対する最大応力B2の比B2/A2が1.0〜1.9であるテーパー毛を備えている、[8]又は[9]に記載の歯ブラシ。
なお、第2の態様において用毛がテーパー毛である場合、最大応力A2及び最大応力B2は、第1の態様の最大応力A1及び最大応力B1と同じである。The second aspect of the present invention has the following configuration.
[5] A toothbrush comprising a brush portion formed by implanting a plurality of hair bundles on the hair-planting surface of the head portion, wherein the hair bundle is at a position closer to the base by 0.1 mm or more from the hair tip. Toothbrush comprising a bristle having a region having a cross-sectional area equal to or less than 14% of the cross-sectional area of the base and extending from the base toward the tip and having a region having a larger cross-sectional area than the thin-diameter .
[6] With respect to the maximum stress A2 and the maximum stress B2 calculated by the stress calculation method having the following step (a2) and the following step (b2) in the above hair, A2> 0 and B2> 0, [5] The toothbrush described.
(A2) Displacement amount x2 (mm) of the tip with respect to the base of the hair in the surface direction of the flocked surface when the brush is rubbed against a spherical surface having a radius of 85 mm so that a load of 200 g is applied to the tip of the brush ).
(B2) Engineering simulation of a state in which the tip of the bristles is displaced by the displacement amount x2 (mm) in a direction perpendicular to the axial direction of the bristles, and the maximum stress concentration portion that occurs closest to the base in the bristles The stress A2 and the maximum stress B2 of the stress concentration portion generated on the tip side from the stress A2 are calculated.
[7] The maximum stress A2 and the maximum stress B2 calculated by the stress calculation method having the following step (a2) and the following step (b2) in the hair, B2 ≧ A2> 0, toothbrush.
(A2) Displacement amount x2 (mm) of the tip with respect to the base of the hair in the surface direction of the flocked surface when the brush is rubbed against a spherical surface having a radius of 85 mm so that a load of 200 g is applied to the tip of the brush ).
(B2) Engineering simulation of a state in which the tip of the bristles is displaced by the displacement amount x2 (mm) in a direction perpendicular to the axial direction of the bristles, and the maximum stress concentration portion that occurs closest to the base in the bristles The stress A2 and the maximum stress B2 of the stress concentration portion generated on the tip side from the stress A2 are calculated.
[8] The hair according to any one of [5] to [7], wherein the hair is a tapered hair provided with a tapered portion that is reduced in diameter toward the tip, and the tapered portion has the thin diameter portion. toothbrush.
[9] The toothbrush according to any one of [5] to [8], wherein the bristles are formed of polytrimethylene terephthalate.
[10] The toothbrush according to [8] or [9], comprising a tapered bristle having a ratio B2 / A2 of the maximum stress B2 to the maximum stress A2 of 1.0 to 1.9.
In the second aspect, when the hair is a tapered hair, the maximum stress A2 and the maximum stress B2 are the same as the maximum stress A1 and the maximum stress B1 of the first aspect.
本発明の第1の態様の歯ブラシにおいては、歯垢を効率良く除去でき清掃実感に優れるうえ、毛開き耐久性を高めたときでも優れた毛折れ耐久性が確保されている。
本発明の第2の態様の歯ブラシにおいては、毛開き耐久性を高めた場合でも優れた毛折れ耐久性を確保することができる。In the toothbrush according to the first aspect of the present invention, plaque can be efficiently removed and the cleaning feeling is excellent, and excellent breakage durability is ensured even when the flocking durability is increased.
In the toothbrush according to the second aspect of the present invention, it is possible to ensure excellent breakage durability even when the hair opening durability is increased.
[第1の態様]
以下、本発明の第1の態様の歯ブラシの一例を示して説明する。
本実施形態の歯ブラシ11は、図1〜3に示すように、ハンドル体110と、ハンドル体110に植設された複数の毛束112で形成される刷毛部122とを備えている。ハンドル体110は、棒状のハンドル部114と、ハンドル部114の先端に延設され、ハンドル部114よりも細いネック部116と、ネック部116の先端に設けられたヘッド部118と、を備えている。複数の毛束112は、ヘッド部118の植毛面118aに植設されている。[First embodiment]
Hereinafter, an example of the toothbrush of the 1st aspect of this invention is shown and demonstrated.
The
第1の態様におけるハンドル体には、公知の態様を採用することができる。
ハンドル体110においては、ハンドル部114とネック部116とヘッド部118とは一体に形成されている。A well-known aspect can be employ | adopted for the handle body in a 1st aspect.
In the
ハンドル部114は、ブラッシング時に手で握られる部分であり、棒状になっている。
ハンドル部における軸方向(長さ方向)に垂直な断面形状は、特に限定されず、例えば、矩形の角部が丸く切り欠かれた形状、矩形状、円形状等が挙げられる。
ハンドル部の太さ及び長さは、歯ブラシを使用する対象者に応じて適宜設計できる。The
The cross-sectional shape perpendicular to the axial direction (length direction) in the handle portion is not particularly limited, and examples thereof include a shape in which a rectangular corner is notched in a round shape, a rectangular shape, and a circular shape.
The thickness and length of the handle portion can be appropriately designed according to the subject who uses the toothbrush.
ネック部116は、平面視でハンドル部114よりも細い棒状になっている。
ネック部の長さ、幅及び厚さは、特に限定されず、歯ブラシを使用する対象者に応じて適宜設計することができる。The
The length, width, and thickness of the neck portion are not particularly limited, and can be appropriately designed according to the subject who uses the toothbrush.
ヘッド部118は、ネック部116の先端に設けられた、複数の毛束112を植設する部分である。ヘッド部118における上面が、毛束112を植設する植毛面118aとされている。ヘッド部118の形状は、平面視で軸方向に長い矩形の角部が丸く切り欠かれたような板状になっている。
ヘッド部の長さ、幅及び厚さは、特に限定されず、歯ブラシを使用する対象者に応じて適宜設計することができる。The
The length, width, and thickness of the head portion are not particularly limited, and can be appropriately designed according to the subject who uses the toothbrush.
ハンドル体を形成する材料としては、歯ブラシに求められる剛性や機械特性等を勘案して選択され、例えば、曲げ弾性率(JIS K7203)が500MPa以上3000MPa以下である高硬度樹脂を使用することができる。前記高硬度樹脂としては、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレート(PCT)、ポリスチレン(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(CP)、ポリアリレート、ポリカーボネート、アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂(AS)、ポリアセタール樹脂(POM)等が挙げられる。これらの樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。また、ヘッド部、ネック部及びハンドル部には、例えばエラストマー等の柔軟な樹脂が部分的又は全体に被覆されていてもよい。 The material for forming the handle body is selected in consideration of the rigidity and mechanical characteristics required of the toothbrush, and for example, a high-hardness resin having a flexural modulus (JIS K7203) of 500 MPa to 3000 MPa can be used. . Examples of the high-hardness resin include polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polycyclohexylenedimethylene terephthalate (PCT), polystyrene (PS), acrylonitrile butadiene styrene resin (ABS). ), Cellulose propionate (CP), polyarylate, polycarbonate, acrylonitrile / styrene copolymer resin (AS), polyacetal resin (POM), and the like. One of these resins may be used alone, or two or more thereof may be used in appropriate combination. In addition, the head portion, the neck portion, and the handle portion may be partially or wholly covered with a flexible resin such as an elastomer.
刷毛部122は、ヘッド部118の植毛面118aに植設された複数の毛束112で形成されている。
第1の態様の歯ブラシにおいては、ヘッド部の植毛面に毛束を植設する態様は、特に限定されない。この例の歯ブラシ11では、植毛面118aの先端寄りと後端寄りにそれぞれ幅方向に3本の毛束112が植設され、それらの間の領域に幅方向に4本の毛束112が並び、かつ軸方向に6本の毛束112が並ぶように24本の毛束112が植設されている。The
In the toothbrush of a 1st aspect, the aspect which implants a hair | bristle bundle in the flock surface of a head part is not specifically limited. In the
毛束112は、複数のテーパー毛120が束ねられて形成されている。
毛束112の形状は、特に限定されず、円柱状でもよく、角柱状でもよい。
毛束112の毛丈及び太さは、毛束112に求められる毛腰等を勘案して決定することができる。The
The shape of the
The hair length and thickness of the
この例の毛束112は、平線式植毛法により植毛面118aに植設されている。具体的には、図3に示すように、両端部にテーパー部121が設けられた複数のテーパー毛120が束ねられて平線124で二つ折りにされ、ヘッド部118の植毛面118aに形成された植毛穴123に打ち込まれることで、毛束112が植設されている。
なお、ヘッド部の植毛面に毛束を植設する方法は、平線式植毛法には限定されず、熱溶着式植毛法、インモールド法等であってもよい。The
In addition, the method of planting a hair | bristle bundle on the hair transplantation surface of a head part is not limited to a flat wire type hair transplantation method, A heat welding type | system | group planting method, an in-mold method, etc. may be sufficient.
テーパー毛120は、ストレート部119よりも先端側の部分に、先端に向かうにつれて縮径するテーパー部121が設けられ、かつ後述する工程(a1)及び工程(b1)を有する応力算出方法により算出した最大応力A1に対する最大応力B1の比B1/A1が1.0〜1.9であるテーパー毛(以下、テーパー毛(X1)という。)である。なお、テーパー部とは、テーパー毛における径が小さくなり始める位置から先端までの部分を意味する。
第1の態様の歯ブラシは、毛束がテーパー毛(X1)を備えていることで、歯垢を効率良く除去でき、清掃実感に優れるうえ、毛開き耐久性を高めたときでも優れた毛折れ耐久性が確保される。The taper bristles 120 are calculated by a stress calculation method in which a
The toothbrush of the 1st aspect has a hair bundle provided with taper hair (X1), can remove plaque efficiently, is excellent in cleaning feeling, and has excellent breakage even when it has improved open-end durability. Durability is ensured.
この例の毛束112を形成するテーパー毛120は、全てテーパー毛(X1)である。なお、本発明の第1の態様の歯ブラシにおける毛束には、テーパー毛(X1)と、ストレート毛等のテーパー毛(X1)以外の用毛とを組み合わせて使用してもよい。
毛束を形成する用毛の総数に対する、テーパー毛(X1)の本数の割合は、50%以上が好ましく、75%以上がより好ましく、100%が特に好ましい。The tapered
The ratio of the number of tapered hairs (X1) to the total number of hairs forming the hair bundle is preferably 50% or more, more preferably 75% or more, and particularly preferably 100%.
テーパー毛における比B1/A1は、下記工程(a1)及び下記工程(b1)を有する応力算出方法により、最大応力A1と最大応力B1とを算出することにより求められる。
(a1)刷毛部先端に200gの荷重がかかるように、刷毛部を半径85mmの球面に擦りつけたときの、植毛面の面方向におけるテーパー毛の基部に対する先端の変位量x1(mm)を測定する。
(b1)テーパー毛の先端を前記テーパー毛の軸方向に垂直な方向に前記変位量x1(mm)だけ変位させた状態を工学シミュレーションし、前記テーパー毛のテーパー部よりも基部寄りで生じる最大応力A1と、テーパー部で生じる最大応力B1とを算出する。The ratio B1 / A1 in the tapered hair is obtained by calculating the maximum stress A1 and the maximum stress B1 by a stress calculation method having the following step (a1) and the following step (b1).
(A1) The displacement x1 (mm) of the tip relative to the base of the tapered hair in the surface direction of the flocked surface when the brush portion is rubbed against a spherical surface having a radius of 85 mm so that a load of 200 g is applied to the tip of the brush portion. To do.
(B1) An engineering simulation of a state in which the tip of the taper hair is displaced by the displacement amount x1 (mm) in a direction perpendicular to the axial direction of the taper hair, and the maximum stress generated closer to the base than the taper portion of the taper hair A1 and the maximum stress B1 generated at the tapered portion are calculated.
(工程(a1))
例えば、歯ブラシ11の場合、図4に示すように、刷毛部122を半径85mmの球面1100に押し当て、ハンドル体110の軸方向に前後に動かして擦りつける。そして、毛束112を擦りつけて刷毛部先端122aに200gの荷重がかかっている状態で、ヘッド部118の植毛面118aの面方向におけるテーパー毛120の基部120bに対する先端120aの変位量x1(mm)、すなわちテーパー毛120の撓み量を測定する。(Step (a1))
For example, in the case of the
なお、「刷毛部先端に200gの荷重がかかる」とは、歯ブラシの刷毛部が球面に擦りつけられた状態で刷毛部先端にかかっている反力値が200gであることを意味する。すなわち、例えば歯ブラシの刷毛部を秤に擦りつけたときに前記秤の目盛が200gとなる力が刷毛部先端にかかっていることを意味する。
「テーパー毛の基部」とは、テーパー毛におけるテーパー加工されていない部分であり、テーパー加工前の刷毛形状を有する部分のうち、ヘッド部の植毛面の位置に相当する部分を意味する。両端部がテーパー加工されたテーパー毛の場合には、前記テーパー毛における長さ方向の中間部のストレート部分のうち、ヘッド部の植毛面の位置に相当する部分が基部である。“A load of 200 g is applied to the tip of the brush portion” means that the reaction force applied to the tip of the brush portion is 200 g in a state where the brush portion of the toothbrush is rubbed against the spherical surface. That is, for example, when the brush portion of the toothbrush is rubbed against the balance, it means that a force that makes the scale of the balance become 200 g is applied to the tip of the brush portion.
The “taper base” is a portion of the taper hair that is not tapered, and means a portion corresponding to the position of the flocked surface of the head portion of the portion having the brush shape before the taper processing. In the case of a tapered bristle whose both ends are tapered, a portion corresponding to the position of the flocked surface of the head portion is the base portion of the straight portion of the intermediate portion in the longitudinal direction of the tapered bristle.
刷毛部を擦りつける球面を備える部材の材質は、特に限定されず、例えば、歯茎相当の剛性を持った材質が挙げられる。 The material of the member having a spherical surface that rubs the brush portion is not particularly limited, and examples thereof include a material having rigidity equivalent to gums.
(工程(b1))
工程(a1)で歯ブラシ11におけるテーパー毛120の変位量x1(mm)を測定した場合であれば、テーパー毛120と同じ形状及び材質のテーパー毛について、テーパー毛の基部に相当する位置を固定して前記テーパー毛の先端を前記テーパー毛の軸方向に垂直な方向に変位量x1(mm)だけ変位させた状態を工学シミュレーションする。このとき、前記工学シミュレーションにおけるテーパー毛には、テーパー部と、テーパー部よりも基部寄りのストレート部にそれぞれ応力集中が見られる。そして、前記工学シミュレーションにおいて、テーパー毛のテーパー部よりも基部寄りで生じる最大応力を最大応力A1とし、テーパー部で生じる最大応力を最大応力B1としてそれぞれ算出する。(Step (b1))
If the displacement x1 (mm) of the
工学シミュレーションとしては、例えば、LS−DYNA(解析ソフト、LSTC社製)を用いた3次元有限要素法(FEM)解析を用いることができる。前記工学シミュレーションは、テーパー毛の条件として、テーパー毛の形状(毛丈、テーパー部の長さ、先端径等)と、テーパー毛に使用する材質のヤング率を入力することにより行える。 As the engineering simulation, for example, a three-dimensional finite element method (FEM) analysis using LS-DYNA (analysis software, manufactured by LSTC) can be used. The engineering simulation can be performed by inputting, as conditions for the tapered hair, the shape of the tapered hair (hair length, length of the tapered portion, tip diameter, etc.) and the Young's modulus of the material used for the tapered hair.
テーパー毛(X1)の比B1/A1は、1.0〜1.9であり、1.0〜1.7が好ましく、1.5〜1.7がより好ましい。比B1/A1が前記範囲内であれば、狭小部の歯垢を効率良く除去でき、清掃実感に優れるうえ、毛開き耐久性を高めたときでも優れた毛折れ耐久性を確保できる。
テーパー毛(X1)の比B1/A1は、例えば、テーパー部の長さ、材質等により調節することができる。The ratio B1 / A1 of the tapered hair (X1) is 1.0 to 1.9, preferably 1.0 to 1.7, and more preferably 1.5 to 1.7. When the ratio B1 / A1 is within the above range, it is possible to efficiently remove the plaque in the narrow portion, and it is excellent in cleaning feeling, and excellent breakage durability can be ensured even when the hair opening durability is enhanced.
The ratio B1 / A1 of the taper hair (X1) can be adjusted by, for example, the length and material of the taper portion.
テーパー毛(X1)におけるテーパー部の軸方向の長さL1(図3)は、3〜11.5mmが好ましく、4〜7mmがより好ましい。テーパー部の長さが前記範囲内であれば、優れた毛折れ耐性を確保することが容易になる。テーパー部の長さが下限値以上であれば、歯間部や歯頸部等の隙間にテーパー部が入り込みやすくなり、前記隙間に溜まった歯垢を掻き取りやすくなる。テーパー部の長さが上限値以下であれば、用毛の適度な剛性により狭小部の歯垢を書き取り易くなる。
テーパー毛(X1)の毛丈に対するテーパー部の軸方向の長さL1の割合は、5〜100%が好ましく、20〜100%がより好ましい。
毛束を形成するテーパー毛(X1)におけるテーパー部の軸方向の長さの平均は、3〜11.5mmが好ましく、4〜7mmがより好ましい。The axial length L1 (FIG. 3) of the tapered portion of the tapered hair (X1) is preferably 3 to 11.5 mm, and more preferably 4 to 7 mm. If the length of the taper portion is within the above range, it becomes easy to ensure excellent breakage resistance. If the length of the taper portion is equal to or greater than the lower limit value, the taper portion easily enters a gap such as an interdental portion or a tooth neck portion, and the plaque accumulated in the gap is easily scraped off. If the length of the tapered portion is equal to or less than the upper limit value, it becomes easy to write down the plaque in the narrow portion due to the appropriate rigidity of the hair.
5-100% is preferable and, as for the ratio of the axial direction length L1 of the taper part with respect to the bristle length of taper hair (X1), 20-100% is more preferable.
The average length in the axial direction of the tapered portion of the tapered hair (X1) forming the hair bundle is preferably 3 to 11.5 mm, and more preferably 4 to 7 mm.
テーパー毛(X1)は、ストレート部とテーパー部との境界の位置がヘッド部の植毛面の位置と同等か、又はストレート部が植毛面の外側に位置していることが好ましい。すなわち、テーパー毛(X1)は、ストレート部がヘッド部の植毛穴に丁度収容されて隠れているか、又はストレート部がヘッド部から露出していることが好ましい。 In the tapered hair (X1), it is preferable that the position of the boundary between the straight portion and the tapered portion is equal to the position of the flocked surface of the head portion, or the straight portion is located outside the flocked surface. That is, it is preferable that the taper hair (X1) is hidden by the straight part being accommodated in the flock hole of the head part, or the straight part is exposed from the head part.
テーパー毛(X1)におけるテーパー部の先端から基部側に0.1mm離れた部分の直径(以下、先端径ともいう。)は、0.07mm以下が好ましく、0.02mm以下がより好ましく、0.01〜0.02mmがさらに好ましい。テーパー毛(X1)の先端径が0.02mm以下であれば、歯間部や歯頸部等の隙間にテーパー部が入り込みやすく、前記隙間に溜まった歯垢を掻き取ることが容易になるため、優れた刷掃実感が得られやすい。
第1の態様では、毛束を形成するテーパー毛(X1)の先端径の平均値が0.07mm以下であることが好ましい。In the taper hair (X1), the diameter of the portion 0.1 mm away from the tip of the taper portion to the base side (hereinafter also referred to as the tip diameter) is preferably 0.07 mm or less, more preferably 0.02 mm or less, and More preferably, the thickness is 01 to 0.02 mm. If the tip diameter of the taper hair (X1) is 0.02 mm or less, the taper part is likely to enter a gap such as an interdental part or a tooth neck part, and it becomes easy to scrape the plaque accumulated in the gap. It is easy to obtain excellent feeling of brushing.
In the first aspect, it is preferable that the average value of the tip diameters of the tapered hairs (X1) forming the hair bundle is 0.07 mm or less.
テーパー毛(X1)におけるストレート部の平均直径は、材質等を勘案して決定することができ、ストレート部の横断面が円形の場合、例えば、4〜10mil(1mil=1/1000inch=0.0254mm)とされる。なお、テーパー毛の断面形状はどのような形でもよい。 The average diameter of the straight portion of the taper hair (X1) can be determined in consideration of the material and the like. When the cross section of the straight portion is circular, for example, 4 to 10 mil (1 mil = 1/1000 inch = 0.0254 mm) ). The cross-sectional shape of the tapered hair may be any shape.
テーパー毛(X1)の平均毛丈H1(図3)、すなわちテーパー毛(X1)における植毛面に相当する位置から先端までの平均長さは、特に限定されず、例えば、5〜15mmとすることができる。 The average length H1 (FIG. 3) of the taper hair (X1), that is, the average length from the position corresponding to the flocked surface to the tip of the taper hair (X1) is not particularly limited and is, for example, 5 to 15 mm. Can do.
テーパー毛を形成する材料は、特に限定されず、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリブチレンナフタレート(PBN)等のポリエステル;612ナイロン、610ナイロン等のポリアミド;ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン等が挙げられる。なかでも、毛開き耐性に優れる点では、PTTが好ましい。本発明の第1の態様では、テーパー毛をPTT毛としても、優れた毛折れ耐性を確保することができる。 The material for forming the tapered hair is not particularly limited, and polyester such as polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate (PTT), polybutylene terephthalate (PBT), polybutylene naphthalate (PBN); 612 nylon, 610 nylon Polyamides such as polyethylene; polyolefins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP). Among these, PTT is preferable in terms of excellent hair opening resistance. In the first aspect of the present invention, even when the taper hair is PTT hair, it is possible to ensure excellent breakage resistance.
(製造方法)
本発明の第1の態様の歯ブラシの製造方法は、特に限定されず、公知の方法を採用できる。
ハンドル体を製造する方法としては、例えば、射出成形等が挙げられる。テーパー毛(X1)を製造する方法としては、例えば、紡糸により得た用毛の両端部分を、酸やアルカリ溶液等の溶解液に所定の時間浸漬し、引き上げて、中和、水洗処理等を行う方法等が挙げられる。毛束を植設する方法としては、平線式植毛法、熱溶着式植毛法、インモールド法等が挙げられる。(Production method)
The manufacturing method of the toothbrush of the 1st aspect of this invention is not specifically limited, A well-known method is employable.
Examples of the method for manufacturing the handle body include injection molding. As a method for producing the tapered hair (X1), for example, both ends of the hair obtained by spinning are dipped in a solution such as an acid or an alkali solution for a predetermined time, and are pulled up to neutralize, wash with water, etc. The method of performing etc. are mentioned. Examples of the method for planting the hair bundle include a flat wire type flocking method, a heat welding type flocking method, an in-mold method, and the like.
以上説明した本発明の第1の態様の歯ブラシにおいては、毛束を形成する用毛としてテーパー毛(X1)を備えているため、歯間部や歯頸部等の隙間に堆積した歯垢を効率良く除去でき、清掃実感に優れている。また、用毛として比B1/A1が1.0〜1.9であるテーパー毛(X1)を備え、刷掃時の応力集中部分がテーパー毛の基部寄りとテーパー部の2箇所になっているため、応力が用毛の基部近傍のみに集中してその部分に局所的に繰り返し疲労が蓄積することを抑制することができる。そのため、本発明の第1の態様では、テーパー毛(X1)をPTT等で形成して毛開き耐久性を高めたときでも優れた毛折れ耐久性を確保することができる。特にテーパー毛(X1)をPTTで形成した場合には、優れた毛開き耐久性と毛折れ耐久性を両立することができる。 In the toothbrush according to the first aspect of the present invention described above, the tapered hair (X1) is provided as the hair for forming the hair bundle. It can be removed efficiently and has an excellent cleaning feeling. Further, the hair is provided with a tapered hair (X1) having a ratio B1 / A1 of 1.0 to 1.9, and the stress concentration portion at the time of brushing is at two locations near the base of the tapered hair and the tapered portion. Therefore, it is possible to suppress the stress from concentrating only in the vicinity of the base of the hair and locally accumulating fatigue in that portion. Therefore, in the 1st aspect of this invention, even when the taper hair (X1) is formed with PTT etc. and the hair opening durability is improved, the outstanding fracture durability can be ensured. In particular, when the tapered hair (X1) is formed of PTT, it is possible to achieve both excellent opening resistance and breakage durability.
[第2の態様]
本発明の第2の態様の歯ブラシは、ヘッド部の植毛面に複数の毛束が植設されて形成される刷毛部を備えている。本発明の第2の態様の歯ブラシにおける毛束は、用毛先端から0.1mm以上基部寄りの位置に、基部の横断面積の14%以下の横断面積を有する細径部が設けられ、かつ前記基部から先端に向かって延びる、前記細径部よりも横断面積が大きい領域を有する用毛を備えている。
このような細径部を有する用毛では、用毛先端に対して軸方向に垂直な方向に力が加わったときに、基部近傍とそれよりも先端側に応力集中部が発生する。これにより、応力が用毛の基部近傍のみに集中してその部分に局所的に繰り返し疲労が蓄積することが抑制される。そのため、用毛をPTT等で形成して毛開き耐久性を高めた場合でも優れた毛折れ耐久性を確保することができる。[Second embodiment]
The toothbrush of the 2nd aspect of this invention is equipped with the brush part formed by planting several hair | bristle bundles on the flocking surface of a head part. The bristle bundle in the toothbrush according to the second aspect of the present invention is provided with a small-diameter portion having a cross-sectional area of 14% or less of the cross-sectional area of the base at a position near the base by 0.1 mm or more from the tip of the bristle. The hair is provided with a region extending from the base portion toward the tip and having a region having a larger cross-sectional area than the narrow-diameter portion.
In the hair having such a small diameter portion, when a force is applied in a direction perpendicular to the axial direction with respect to the hair tip, a stress concentration portion is generated in the vicinity of the base and on the tip side. Thereby, it is suppressed that stress concentrates only in the vicinity of the base part of the hair, and fatigue accumulates locally in that part. Therefore, even when the hair is made of PTT or the like and the hair opening durability is enhanced, excellent breaking durability can be ensured.
以下、本発明の第2の態様の歯ブラシの一例を示して説明する。
本実施形態の歯ブラシ21は、図5〜7に示すように、ハンドル体210と、ハンドル体210に植設された複数の毛束212で形成される刷毛部224とを備えている。ハンドル体210は、棒状のハンドル部214と、ハンドル部214の先端に延設され、ハンドル部214よりも細いネック部216と、ネック部216の先端に設けられたヘッド部218と、を備えている。複数の毛束212は、ヘッド部218の植毛面218aに植設されている。Hereinafter, an example of the toothbrush of the 2nd aspect of this invention is shown and demonstrated.
As shown in FIGS. 5 to 7, the
第2の態様におけるハンドル体には、公知の態様を採用することができる。
ハンドル体210においては、ハンドル部214とネック部216とヘッド部218とは一体に形成されている。A well-known aspect can be employ | adopted for the handle body in a 2nd aspect.
In the
ハンドル部214は、ブラッシング時に手で握られる部分であり、棒状になっている。
ハンドル部における軸方向(長さ方向)に垂直な断面形状は、特に限定されず、例えば、矩形の角部が丸く切り欠かれた形状、矩形状、円形状等が挙げられる。
ハンドル部の太さ及び長さは、歯ブラシを使用する対象者に応じて適宜設計できる。The
The cross-sectional shape perpendicular to the axial direction (length direction) in the handle portion is not particularly limited, and examples thereof include a shape in which a rectangular corner is notched in a round shape, a rectangular shape, and a circular shape.
The thickness and length of the handle portion can be appropriately designed according to the subject who uses the toothbrush.
ネック部216は、平面視でハンドル部214よりも細い棒状になっている。
ネック部の長さ、幅及び厚さは、特に限定されず、歯ブラシを使用する対象者に応じて適宜設計することができる。The
The length, width, and thickness of the neck portion are not particularly limited, and can be appropriately designed according to the subject who uses the toothbrush.
ヘッド部218は、ネック部216の先端に設けられた、複数の毛束212を植設する部分である。ヘッド部218における上面が、毛束212を植設する植毛面218aとされている。ヘッド部218の形状は、平面視で軸方向に長い矩形の角部が丸みを帯びた板状になっている。
ヘッド部の長さ、幅及び厚さは、特に限定されず、歯ブラシを使用する対象者に応じて適宜設計することができる。The
The length, width, and thickness of the head portion are not particularly limited, and can be appropriately designed according to the subject who uses the toothbrush.
第2の態様におけるハンドル体を形成する材料としては、歯ブラシに求められる剛性や機械特性等を勘案して選択され、例えば、曲げ弾性率(JIS K7203)が500MPa以上3000MPa以下である高硬度樹脂を使用することができる。前記高硬度樹脂としては、例えば、第1の態様において挙げた高高度樹脂が挙げられる。また、ポリブチレンテレフタレート(PBT)を使用してもよい。これらの樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。また、ヘッド部、ネック部及びハンドル部には、例えばエラストマー等の柔軟な樹脂が部分的又は全体に被覆されていてもよい。 The material for forming the handle body in the second aspect is selected in consideration of the rigidity and mechanical characteristics required for the toothbrush, and for example, a high-hardness resin having a flexural modulus (JIS K7203) of 500 MPa to 3000 MPa. Can be used. Examples of the high-hardness resin include the high-altitude resins mentioned in the first embodiment. Polybutylene terephthalate (PBT) may also be used. One of these resins may be used alone, or two or more thereof may be used in appropriate combination. In addition, the head portion, the neck portion, and the handle portion may be partially or wholly covered with a flexible resin such as an elastomer.
刷毛部224は、ヘッド部218の植毛面218aに植設された複数の毛束212で形成されている。
第2の態様の歯ブラシにおいては、ヘッド部の植毛面に毛束を植設する態様は、特に限定されない。この例の歯ブラシ21では、植毛面218aの先端寄りと後端寄りにそれぞれ幅方向に3本の毛束212が植設され、それらの間の領域に幅方向に4本の毛束212が並び、かつ軸方向に6本の毛束212が並ぶように24本の毛束212が植設されている。The
In the toothbrush of a 2nd aspect, the aspect which implants a hair | bristle bundle in the flock surface of a head part is not specifically limited. In the
毛束212は、複数の用毛220が束ねられて形成されている。
毛束212の形状は、特に限定されず、円柱状でもよく、角柱状でもよい。
毛束212の毛丈及び太さは、毛束212に求められる毛腰等を勘案して決定することができる。The
The shape of the
The hair length and thickness of the
この例の毛束212は、平線式植毛法により植毛面218aに植設されている。具体的には、図7に示すように、複数の用毛220が束ねられて平線226で二つ折りにされ、ヘッド部218の植毛面218aに形成された植毛穴228に打ち込まれることで、毛束212が植設されている。
なお、ヘッド部の植毛面に毛束を植設する方法は、平線式植毛法には限定されず、熱溶着式植毛法、インモールド法等であってもよい。The
In addition, the method of planting a hair | bristle bundle on the hair-planting surface of a head part is not limited to a flat wire-type hair transplanting method, A heat welding type | formula hair-planting method, an in-mold method, etc. may be sufficient.
第2の態様においては、細径部を有する用毛は、テーパー毛であることが好ましい。
用毛220は、ストレート部219の両端側部分に、先端に向かうにつれて縮径するテーパー部221が設けられたテーパー毛である。用毛220におけるテーパー部221には、先端220aから0.1mm以上基部220b寄りの位置に、基部220bの横断面積の14%以下の横断面を有する細径部222が設けられる。また、用毛220は、ストレート部219を備えるため、基部220bから先端220aに向かって延びる、細径部222よりも横断面積が大きい領域を有している。
なお、第2の態様において、基部の横断面積とは、用毛の基部を軸方向に垂直な方向に切断したときの断面の断面積を意味する。細径部の横断面積も同様である。In the second aspect, it is preferable that the hair having a small diameter portion is a tapered hair.
The
In the second aspect, the cross-sectional area of the base means a cross-sectional area of a cross section when the base of the hair is cut in a direction perpendicular to the axial direction. The same applies to the cross-sectional area of the small-diameter portion.
テーパー部に細径部を有するテーパー毛においては、基部の横断面積に対して、用毛先端から軸方向に0.1mmの位置の横断面積の割合が14%の場合、テーパー部における用毛先端から軸方向に0.1mmの位置が細径部である。また、基部の横断面積に対して、用毛先端から軸方向に0.1mmの位置の横断面積の割合が14%未満の場合、テーパー部における用毛先端から軸方向に0.1mmの位置から当該割合が14%となる位置までが細径部である。 In a tapered hair having a small diameter portion in the tapered portion, when the ratio of the cross-sectional area at a position of 0.1 mm in the axial direction from the front end of the hair to the cross-sectional area of the base is 14%, the front end of the hair in the tapered portion The position of 0.1 mm in the axial direction is the small diameter portion. Further, when the ratio of the cross-sectional area at the position of 0.1 mm in the axial direction from the front end of the hair to the cross-sectional area of the base is less than 14%, from the position of 0.1 mm in the axial direction from the front end of the hair at the tapered portion. The portion up to the position where the ratio is 14% is the small diameter portion.
テーパー部に細径部を有するテーパー毛の場合、基部の横断面積に対する、用毛先端から軸方向に0.1mmの位置の横断面積の割合は、14%以下であり、0.1〜14%が好ましい。 In the case of tapered hair having a small diameter portion in the tapered portion, the ratio of the cross-sectional area at a position of 0.1 mm in the axial direction from the front end of the hair to the cross-sectional area of the base is 14% or less, 0.1 to 14% Is preferred.
細径部の態様としては、特に限定されず、例えば、用毛220におけるテーパー部221に設けられた細径部222のような、用毛先端に向かうにつれて縮径し、側面視で外周面が軸方向に対して傾斜した直線状になっている態様が挙げられる。また、用毛220における細径部222では、側面視において外周面の両側が互いに近づくように傾斜している。しかし、細径部の態様はこの態様には限定されず、側面視において外周面の片側だけが傾斜した態様であってもよい。
The aspect of the small diameter portion is not particularly limited, and for example, the diameter decreases toward the hair tip, such as the
また、細径部の態様としては、テーパー毛におけるテーパー部に設けられる態様には限定されない。例えば、細径部としては、側面視において用毛の外周面の両側が円弧状に凹んだ形状となるように、用毛の外周面を周方向の全周にわたって凹ませることで形成された態様であってもよい。また、細径部は、側面視において用毛の外周面の片側が円弧状に凹んだ形状となるように、用毛の外周面を凹ませることで形成された態様であってもよい。細径部をこれらのような態様とする場合は、用毛の先端から0.1mmの位置よりも基部寄りに細径部を位置させることもできる。
また、これらの態様の細径部の場合、基部の軸方向に垂直な断面積に対する細径部の断面積の割合は、14%以下であり、0.1〜14%が好ましい。Moreover, as an aspect of a thin diameter part, it is not limited to the aspect provided in the taper part in a taper hair. For example, the narrow-diameter portion is formed by denting the outer peripheral surface of the bristle over the entire circumference in the circumferential direction so that both sides of the outer circumferential surface of the bristle are recessed in an arc shape when viewed from the side. It may be. Moreover, the aspect formed by denting the outer peripheral surface of the bristle may be sufficient as it may become the shape where the one side of the outer peripheral surface of the bristle was dented in circular arc shape in side view. When the thin-diameter portion has such an aspect, the thin-diameter portion can be positioned closer to the base than the position of 0.1 mm from the tip of the hair.
Moreover, in the case of the narrow diameter part of these aspects, the ratio of the cross-sectional area of the small diameter part with respect to the cross-sectional area perpendicular | vertical to the axial direction of a base is 14% or less, and 0.1-14% is preferable.
1本の用毛における細径部の数は、用毛220では1つであるが、2つ以上であってもよい。1本の用毛における細径部の数が多くなるほど、前記用毛の先端に軸方向に垂直な方向に力が加わったときの応力集中部の数が多くなる。例えば、1本の用毛が2つの細径部を有する場合、前記用毛の先端に軸方向に垂直な方向に力が加わったときには、基部近傍と、2つの細径部もしくはその近傍のそれぞれとの合計3箇所に応力集中部が生じる。
The number of small diameter portions in one hair is one in the
第2の態様では、細径部を有する用毛は、細径部を有しているものであればよく、テーパー毛には限定されない。第2の態様の歯ブラシにおける毛束には、細径部を有する用毛と、ストレート毛等の細径部を有しない用毛とを組み合わせて使用してもよい。
毛束を形成する用毛の総数に対する、細径部を有する用毛の本数の割合は、50%以上が好ましく、75%以上がより好ましく、100%が特に好ましい。In the second aspect, the hair having a small diameter portion may be any hair having a small diameter portion, and is not limited to a tapered hair. The bristle bundle in the toothbrush of the second aspect may be used in combination with a bristle having a small diameter portion and a bristle having no small diameter portion such as straight hair.
The ratio of the number of hairs having a small diameter portion to the total number of hairs forming the hair bundle is preferably 50% or more, more preferably 75% or more, and particularly preferably 100%.
第2の態様における細径部を有する用毛においては、後述する工程(a2)及び下記工程(b2)を有する応力算出方法により最大応力A2と最大応力B2とを算出すると、A2>0かつB2>0であり、B2≧A2>0であることが好ましい。 In the hair having a small diameter portion in the second aspect, when the maximum stress A2 and the maximum stress B2 are calculated by the stress calculation method including the step (a2) and the following step (b2) described later, A2> 0 and B2 > 0 and preferably B2 ≧ A2> 0.
以下、応力算出方法について説明する。第2の態様における応力算出方法は、下記の工程(a2)及び工程(b2)を有する。
(a2)刷毛部先端に200gの荷重がかかるように、刷毛部を半径85mmの球面に擦りつけたときの、歯ブラシの植毛面の面方向における用毛の基部に対する先端の変位量x2(mm)を測定する。
(b2)用毛の先端を前記用毛の軸方向に垂直な方向に変位量x2(mm)だけ変位させた状態を工学シミュレーションし、前記用毛における最も基部寄りで生じる応力集中部の最大応力A2と、それよりも先端側で生じる応力集中部の最大応力B2とを算出する。Hereinafter, the stress calculation method will be described. The stress calculation method in the second aspect includes the following step (a2) and step (b2).
(A2) Displacement x2 (mm) of the tip with respect to the base of the bristles in the surface direction of the flocked surface of the toothbrush when the brush is rubbed against a spherical surface having a radius of 85 mm so that a load of 200 g is applied to the tip of the brush Measure.
(B2) Engineering simulation of a state in which the tip of the bristles is displaced by a displacement amount x2 (mm) in a direction perpendicular to the axial direction of the bristles, and the maximum stress of the stress concentration portion that occurs closest to the base in the bristles A2 and the maximum stress B2 of the stress concentration portion generated on the tip side than that are calculated.
(工程(a2))
例えば、歯ブラシ21の場合、図8に示すように、刷毛部224を半径85mmの球面2100に押し当て、ハンドル体210の軸方向に前後に動かして擦りつける。そして、毛束212を擦りつけて刷毛部先端224aに200gの荷重がかかっている状態で、ヘッド部218の植毛面218aの面方向における用毛220の基部220bに対する先端220aの変位量x2(mm)、すなわち用毛220の撓み量を測定する。(Step (a2))
For example, in the case of the
なお、「刷毛部先端に200gの荷重がかかる」とは、歯ブラシの刷毛部が球面に擦りつけられた状態で刷毛部先端にかかっている反力値が200gであることを意味する。すなわち、例えば歯ブラシの刷毛部を秤に擦りつけたときに前記秤の目盛が200gとなる力が刷毛部先端にかかっていることを意味する。
「用毛の基部」とは、用毛においてテーパー加工等が施されずに直径が最大となっている部分のうち、ヘッド部の植毛面の位置に相当する部分を意味する。“A load of 200 g is applied to the tip of the brush portion” means that the reaction force applied to the tip of the brush portion is 200 g in a state where the brush portion of the toothbrush is rubbed against the spherical surface. That is, for example, when the brush portion of the toothbrush is rubbed against the balance, it means that a force that makes the scale of the balance become 200 g is applied to the tip of the brush portion.
The “base part of the hair” means a part corresponding to the position of the flocked surface of the head part in the part where the diameter of the hair is not maximized without being tapered.
刷毛部を擦りつける球面を備える部材の材質は、特に限定されず、例えば、歯茎相当の剛性を持った材質が挙げられる。 The material of the member having a spherical surface that rubs the brush portion is not particularly limited, and examples thereof include a material having rigidity equivalent to gums.
(工程(b2))
工程(a2)で歯ブラシ21における用毛220の変位量x2(mm)を測定した場合であれば、用毛220と同じ形状及び材質の用毛について、用毛の基部に相当する位置を固定して前記用毛の先端を前記用毛の軸方向に垂直な方向に変位量x2(mm)だけ変位させた状態を工学シミュレーションする。このとき、前記工学シミュレーションにおける用毛には、基部近傍と、それよりも先端側の細径部もしくは細径部近傍にそれぞれ応力集中が見られる。そして、前記工学シミュレーションにおいて、最も基部寄りで生じる応力集中部、すなわち基部近傍の応力集中部の最大応力を最大応力A2とし、それよりも先端側で生じる応力集中部の最大応力を最大応力B2としてそれぞれ算出する。用毛に2つ以上の細径部が設けられており、基部近傍の応力集中部以外に2つ以上の応力集中部が見られる場合、基部近傍の応力集中部以外のそれぞれの応力集中部について最大応力B2を算出する。(Step (b2))
If the displacement x2 (mm) of the
工学シミュレーションとしては、第1の態様で挙げたものと同じものを用いることができる。 As the engineering simulation, the same one as mentioned in the first aspect can be used.
最大応力A2と最大応力B2との関係は、例えば、用毛における基部の横断面積に対する細径部の横断面積の割合を調節することにより調節できる。用毛がテーパー毛であれば、前記テーパー毛の先端径、テーパー部の長さ等を調節することにより調節できる。
なお、第2の態様において、テーパー毛の先端径とは、テーパー毛の先端から基部側に0.1mm離れた位置の直径を意味する。The relationship between the maximum stress A2 and the maximum stress B2 can be adjusted, for example, by adjusting the ratio of the cross-sectional area of the small diameter portion to the cross-sectional area of the base portion in the hair. If the hair is tapered, it can be adjusted by adjusting the tip diameter of the tapered hair, the length of the tapered portion, and the like.
In the second embodiment, the tip diameter of the tapered hair means a diameter at a position 0.1 mm away from the tip of the tapered hair toward the base side.
用毛がテーパー毛である場合、テーパー部の軸方向の長さL2(図7)は、1〜15mmが好ましく、3〜7mmがより好ましい。テーパー部の長さが前記範囲内であれば、優れた毛折れ耐性を確保することが容易になる。テーパー部の長さが下限値以上であれば、歯間部や歯頸部等の隙間にテーパー部が入り込みやすくなり、前記隙間に溜まった歯垢を掻き取りやすくなる。テーパー部の長さが上限値以下であれば、用毛の剛性(コシ)が確保され、歯垢を掻き取りやすくなる。加えて、繰り返し使用により、毛先が容易に開くのを防ぐことができる。
用毛がテーパー毛である場合、テーパー毛の毛丈に対するテーパー部の軸方向の長さL2の割合は、5〜100%が好ましく、20〜100%がより好ましい。
用毛がテーパー毛である場合、毛束を形成するテーパー毛におけるテーパー部の軸方向の長さの平均は、1〜15mmが好ましく、3〜7mmがより好ましい。When the hair is a tapered hair, the length L2 (FIG. 7) in the axial direction of the tapered portion is preferably 1 to 15 mm, and more preferably 3 to 7 mm. If the length of the taper portion is within the above range, it becomes easy to ensure excellent breakage resistance. If the length of the taper portion is equal to or greater than the lower limit value, the taper portion easily enters a gap such as an interdental portion or a tooth neck portion, and the plaque accumulated in the gap is easily scraped off. If the length of the taper portion is equal to or less than the upper limit value, the rigidity (stiffness) of the hair is ensured and it becomes easy to scrape plaque. In addition, the hair tips can be prevented from opening easily by repeated use.
When the bristles are tapered hairs, the ratio of the length L2 in the axial direction of the tapered portion to the bristles of the tapered hair is preferably 5 to 100%, and more preferably 20 to 100%.
When the hair is a tapered hair, the average length in the axial direction of the tapered portion of the tapered hair forming the hair bundle is preferably 1 to 15 mm, and more preferably 3 to 7 mm.
用毛がテーパー毛である場合、前記テーパー毛の先端径は、0.01mm〜0.07mmが好ましい。テーパー毛の先端径が前記範囲内であれば、テーパー毛の先端に軸方向に垂直な方向に力が加わったときに、テーパー部の先端側部分に位置する細径部に応力集中部が発生しやすくなり、基部の応力が細径部あるいはその近傍に分散されることで、充分な毛折れ耐久性が確保されやすくなる。
用毛をテーパー毛として最大応力A2と最大応力B2との関係をB2≧A2>0とする場合には、前記テーパー毛の先端径は、0.01〜0.03mmがより好ましい。
第2の態様では、用毛がテーパー毛である場合、毛束を形成する前記テーパー毛の先端径の平均値は0.01mm〜0.07mmであることが好ましい。When the hair is a tapered hair, the tapered hair preferably has a tip diameter of 0.01 mm to 0.07 mm. If the tip diameter of the taper hair is within the above range, a stress concentration part is generated in the narrow diameter part located on the tip side of the taper part when a force is applied to the tip of the taper hair in the direction perpendicular to the axial direction. Since the stress of the base portion is dispersed in the narrow diameter portion or the vicinity thereof, sufficient breakage durability is easily secured.
When the hair is a tapered hair and the relationship between the maximum stress A2 and the maximum stress B2 is B2 ≧ A2> 0, the tip diameter of the tapered hair is more preferably 0.01 to 0.03 mm.
In the second aspect, when the bristles are tapered hairs, the average value of the tip diameters of the tapered hairs forming the hair bundle is preferably 0.01 mm to 0.07 mm.
用毛における基部の直径は、材質等を勘案して決定することができ、基部の横断面が円形の場合、例えば、4〜10mil(1mil=1/1000inch=0.0254mm)、より好ましくは5〜8milとされる。なお、用毛の横断面は多角形でもよく、円形に限らない。 The diameter of the base in the hair can be determined in consideration of the material and the like. When the cross section of the base is circular, for example, 4 to 10 mil (1 mil = 1/1000 inch = 0.0254 mm), more preferably 5 -8 mils. In addition, the cross section of the hair may be a polygon and is not limited to a circle.
用毛の平均毛丈H2(図7)、すなわち用毛における植毛面に相当する位置から先端までの平均長さは、特に限定されず、例えば、5〜15mmとすることができる。 The average hair length H2 of the hair (FIG. 7), that is, the average length from the position corresponding to the flocked surface of the hair to the tip is not particularly limited, and can be, for example, 5 to 15 mm.
用毛を形成する材料は、特に限定されず、例えば、第1の態様で挙げたものと同じものが挙げられる。なかでも、毛開き耐性に優れる点では、PTTが好ましい。第2の態様では、用毛をPTT毛としても、優れた毛折れ耐性を確保することができる。 The material for forming the hair is not particularly limited, and examples thereof include the same materials as those mentioned in the first embodiment. Among these, PTT is preferable in terms of excellent hair opening resistance. In the second aspect, even if the hair is PTT hair, it is possible to ensure excellent breakage resistance.
(製造方法)
第2の態様の歯ブラシの製造方法は、特に限定されず、公知の方法を採用できる。
ハンドル体を製造する方法としては、例えば、射出成形等が挙げられる。用毛としてテーパー毛を製造する方法としては、例えば、第1の態様で挙げた方法と同じ方法が挙げられる。毛束を植設する方法としては、第1の態様と同様に、平線式植毛法、熱溶着式植毛法、インモールド法等が挙げられる。(Production method)
The manufacturing method of the toothbrush of a 2nd aspect is not specifically limited, A well-known method is employable.
Examples of the method for manufacturing the handle body include injection molding. Examples of the method for producing tapered hair as the hair for use include the same methods as those described in the first embodiment. As a method of planting the hair bundle, a flat wire type planting method, a heat welding type planting method, an in-mold method, and the like can be used as in the first embodiment.
以上説明した本発明の第2の態様の歯ブラシにおいては、毛束が、用毛先端から0.1mm以上基部寄りの位置に、基部の横断面積の14%以下の横断面積を有する細径部を有する用毛を備えている。また、前記用毛は、基部から先端に向かって延びる、細径部よりも横断面積が大きい領域を有している。これにより、第2の態様の歯ブラシでは、刷掃時には用毛において応力集中部が基部近傍とそれよりも先端側に複数発生するため、応力が用毛の基部近傍のみに集中してその部分に局所的に繰り返し疲労が蓄積することが抑制される。そのため、第2の態様では、用毛をPTT等で形成して毛開き耐久性を高めた場合でも優れた毛折れ耐久性を確保することができる。特に用毛をPTTで形成した場合には、優れた毛開き耐久性と毛折れ耐久性を両立することができる。
また、本発明の第2の態様においては、特に細径部を有する用毛としてテーパー毛を用いれば、歯間部や歯頸部等の隙間に堆積した歯垢を効率良く除去でき、より優れた清掃実感が得られる歯ブラシとなる。In the toothbrush according to the second aspect of the present invention described above, the bristle bundle has a small-diameter portion having a cross-sectional area of 14% or less of the cross-sectional area of the base portion at a position closer to the base portion by 0.1 mm or more from the hair tip. Has hair for having. Moreover, the said hair has an area | region with a larger cross-sectional area than a thin diameter part extended toward a front-end | tip from a base. As a result, in the toothbrush of the second aspect, a plurality of stress concentrating portions are generated near the base portion and the tip end side of the bristles at the time of brushing, so that stress concentrates only on the vicinity of the base portion of the bristles. Accumulation of repeated local fatigue is suppressed. Therefore, in the 2nd aspect, even when the hair is formed with PTT etc. and the hair opening durability is improved, the outstanding fracture durability can be ensured. In particular, when the hair is made of PTT, it is possible to achieve both excellent hair opening durability and broken hair durability.
In addition, in the second aspect of the present invention, if taper hair is used as the hair having a small-diameter portion in particular, it is possible to efficiently remove plaque deposited in the gaps between the interdental portion and the cervical portion and the like. A toothbrush that provides a clean feeling.
なお、本発明の第2の態様の歯ブラシは、前記した歯ブラシ21には限定されない。例えば、第2の態様の歯ブラシは、図9に例示した用毛220Aを備える歯ブラシであってもよい。
用毛220Aは、ストレート部219の先端側に、側面視において外周面の一方の側が他方の側に近づくように、先端に向かうにつれて縮径するテーパー部221Aが設けられたテーパー毛である。用毛220Aにおけるテーパー部221Aは、用毛220と同様に、先端220aから0.1mm以上基部寄りの位置に、基部の横断面積の14%以下の横断面積を有する細径部222Aを有する。The toothbrush according to the second aspect of the present invention is not limited to the
The
用毛220Aを備える歯ブラシにおいても、刷掃時には用毛220Aにおいて応力集中部が細径部222A近傍とそれよりも先端側に発生し、基部近傍に局所的に繰り返し疲労が蓄積することが抑制されるため、毛開き耐久性を高めた場合でも優れた毛折れ耐久性を確保することができる。
In the toothbrush provided with the
また、第2の態様の歯ブラシは、図10に例示した用毛220Bを備える歯ブラシであってもよい。
用毛220Bは、側面視において外周面の両側が互いに円弧状に凹んだ形状となるように、用毛の外周面を周方向の全周にわたって凹ませることで形成された細径部222Bが設けられている。細径部222Bは、用毛220Bの先端220aから0.1mm以上基部寄りに設けることができる。Moreover, the toothbrush provided with the
The
用毛220Bを備える歯ブラシにおいても、刷掃時には用毛220Bにおいて応力集中部が細径部222B近傍とそれよりも先端側に発生し、基部近傍に局所的に繰り返し疲労が蓄積することが抑制されるため、毛開き耐久性を高めた場合でも優れた毛折れ耐久性を確保することができる。
Even in the toothbrush provided with the
また、第2の態様の歯ブラシは、図11に例示した用毛220Cを備える歯ブラシであってもよい。
用毛220Cは、先端側部分に、先端に向かうにつれて縮径する、細径部222Cを含むテーパー部221Cが設けられたテーパー毛であり、かつテーパー部221Cよりも基部側に細径部222Dが設けられている。細径部222Cは、用毛220のテーパー部221Cにおいて、先端220aから0.1mm以上基部寄り設けられ、基部の横断面積の14%以下の横断面積を有する。細径部222Dは、テーパー部221Cよりも基部側に、側面視において用毛220Cの外周面の両側が互いに円弧状に凹んだ形状となるように、用毛220Cの外周面を周方向の全周にわたって凹ませることで設けられている。細径部222Dは、用毛220Cにおける基部の横断面積の14%以下の横断面積を有する。
このように、用毛220Cは、用毛220と用毛220Bとを組み合わせたような形状になっている。Moreover, the toothbrush provided with the bristle 220C illustrated in FIG. 11 may be sufficient as the toothbrush of a 2nd aspect.
The bristles 220C are tapered bristles provided with a tapered portion 221C including a small diameter portion 222C that decreases in diameter toward the distal end on the distal end side portion, and the
Thus, the hair 220C has a shape that combines the
用毛220Cを備える歯ブラシにおいても、刷掃時には用毛220Cにおいて応力集中部が基部近傍とそれよりも先端側に発生し、基部近傍に局所的に繰り返し疲労が蓄積することが抑制されるため、毛開き耐久性を高めた場合でも優れた毛折れ耐久性を確保することができる。 In the toothbrush provided with the bristles 220C, the stress concentration portion is generated in the vicinity of the base and the tip side of the bristles 220C at the time of cleaning, and it is suppressed that repeated fatigue is accumulated locally in the vicinity of the base. Even when the hair opening durability is increased, excellent breaking durability can be ensured.
第2の態様の歯ブラシにおいては、細径部を有する用毛の複数種類を組み合わせて使用してもよい。
第2の態様の歯ブラシは、細径部を有する用毛で形成された毛束と、細径部を有しない用毛で形成された毛束とを組み合わせたものであってもよい。この場合、細径部を有する用毛で形成された毛束の毛丈を、細径部を有しない用毛で形成された毛束の毛丈よりも高くすることが好ましい。これにより、細径部を有する用毛で形成された毛束によって、刷掃時に細径部を有しない用毛に加わる力が低減される。そのため、細径部を有する用毛で形成された毛束を組み合わせていない場合に比べて、細径部を有しない用毛の毛折れも抑制される。In the toothbrush of a 2nd aspect, you may use combining multiple types of the bristle which has a small diameter part.
The toothbrush of the 2nd aspect may combine the bristle bundle formed with the bristle which has a thin diameter part, and the bristle bundle formed with the bristle which does not have a thin diameter part. In this case, it is preferable that the length of the hair bundle formed with the hair having the small diameter portion is higher than the height of the hair bundle formed with the hair having no small diameter portion. Thereby, the force added to the hair which does not have a small diameter part at the time of brushing by the hair | bristle bundle formed with the hair which has a thin diameter part is reduced. Therefore, compared with the case where the hair | bristle bundle formed with the hair which has a thin diameter part is not combined, the hair breakage of the hair which does not have a thin diameter part is also suppressed.
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
[実施例1]
図1〜3に例示した歯ブラシ11を作製した。
ヘッド部118における植毛面118aには、その先端寄りと後端寄りに、それぞれ幅方向に3個の植毛穴123を形成し、それらの間の領域に幅方向に4個、軸方向に6個並ぶように24個の植毛穴123を形成した。植毛穴123の直径は1.5mmとした。
テーパー毛120として、両端部分にテーパー部が形成されたPTT製のテーパー毛を用いた。前記テーパー毛を21本束ねて平線124で二つ折りにし、それぞれの植毛穴123に打ち込むことで毛束112を植設し、刷毛部122を形成した。毛束112におけるテーパー毛(テーパー毛120)の毛丈H1は11.5mmとした。前記テーパー毛においては、先端径(先端から基部側に0.1mm離れた部分の直径)の平均値は0.02mmであり、テーパー部の長さL1は3.0mmであり、ストレート部の直径は7.5mil(0.19mm)であった。EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by the following description.
[Example 1]
The
On the flocked
As the
工程(a1):
図4に示すように、刷毛部122を半径85mmの球面1100に押し当てた状態で、ハンドル体110の軸方向に前後に動かして擦りつけた。刷毛部先端122aに200gの荷重がかかっている状態で、ヘッド部118の植毛面118aの面方向におけるテーパー毛120の基部120bに対する先端120aの変位量x1(mm)を測定したところ、4.20mmであった。Step (a1):
As shown in FIG. 4, with the
工程(b1):
テーパー毛120と同じ形状のPTT(ヤング率=245kg/mm2)製のテーパー毛について、先端から11.5mmの位置(基部に相当する位置)を固定して先端を前記テーパー毛の軸方向に垂直な方向に4.20mm変位させた状態を工学シミュレーションした。前記工学シミュレーションには、LS−DYNA(解析ソフト、LSTC社製)を用いた3次元有限要素法(FEM)解析を用いた。前記工学シミュレーションにおいては、テーパー毛におけるテーパー部とテーパー部よりも基部寄りの2箇所に応力が集中していることが認められた。基部寄りの最大応力発生位置の先端からの距離は11.33mmであり、最大応力A1は1.58kg/mm2であった。テーパー部の最大応力発生位置の先端からの距離は0.070mmであり、最大応力B1は2.09kg/mm2であった。比B1/A1は、1.32であった。Step (b1):
For a taped hair made of PTT (Young's modulus = 245 kg / mm 2 ) having the same shape as the
[実施例2〜6]
テーパー部の長さL1を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして歯ブラシを作製し、応力算出方法を実施して比B1/A1を求めた。[Examples 2 to 6]
A toothbrush was prepared in the same manner as in Example 1 except that the length L1 of the tapered portion was changed as shown in Table 1, and the stress calculation method was performed to obtain the ratio B1 / A1.
[比較例1]
PTT製のテーパー毛の代わりにPTT製のストレート毛(先端径:0.19mm)を用いた以外は、実施例1と同様にして歯ブラシを作製した。次いで、作製した歯ブラシについて、実施例1と同様にして応力算出方法を実施したところ、工学シミュレーションでは、ストレート毛の先端部分には応力集中が見られず、基部近傍のみに応力が集中していることが認められた。基部寄りの最大応力発生位置の先端からの距離は11.35mmであり、最大応力A1は1.59kg/mm2であった。[Comparative Example 1]
A toothbrush was produced in the same manner as in Example 1 except that PTT straight hair (tip diameter: 0.19 mm) was used instead of PTT tapered hair. Next, when the stress calculation method was performed on the produced toothbrush in the same manner as in Example 1, stress concentration was not observed at the tip portion of the straight hair in the engineering simulation, and stress was concentrated only in the vicinity of the base portion. It was recognized that The distance from the tip of the maximum stress generation position near the base was 11.35 mm, and the maximum stress A1 was 1.59 kg / mm 2 .
各例における用毛の各寸法、工程(a1)での変位量(撓み量)x1、最大応力A1、最大応力A1の発生位置の先端からの距離、最大応力B1、最大応力B1の発生位置の先端からの距離、及び比B1/A1を表1に示す。 Each dimension of the hair in each example, displacement amount (deflection amount) x1 in step (a1), maximum stress A1, distance from tip of generation position of maximum stress A1, maximum stress B1, maximum stress B1 generation position Table 1 shows the distance from the tip and the ratio B1 / A1.
比較例1の歯ブラシでは、継続使用した際にストレート毛の基部近傍で毛折れが生じやすい。これは、工学シミュレーションにおいて認められたように、刷掃時に各ストレート毛の基部近傍のみに応力が集中し、局所的に繰り返し疲労が蓄積することが要因であると考えられる。
これに対して、実施例1〜6の歯ブラシでは、刷掃時には各テーパー毛における応力集中箇所がテーパー部とテーパー部よりも基部寄りの2箇所になっている。そのため、実施例1〜6の歯ブラシでは、刷掃時に各テーパー毛の基部近傍のみに継続的に応力が集中して疲労が局所的に蓄積することが抑制されるため、比較例1の歯ブラシに比べて毛折れ耐久性が優れる。In the toothbrush of the comparative example 1, it is easy to bend in the vicinity of the base part of the straight hair when it is continuously used. As recognized in the engineering simulation, it is considered that the stress is concentrated only in the vicinity of the base portion of each straight hair at the time of brushing, and fatigue is accumulated locally.
On the other hand, in the toothbrushes of Examples 1 to 6, when the brush is brushed, the stress concentration points on each taper bristles are two locations closer to the base than the taper portion. Therefore, in the toothbrushes of Examples 1 to 6, since the stress is continuously concentrated only in the vicinity of the base portion of each tapered hair at the time of brushing and fatigue is locally accumulated, the toothbrush of Comparative Example 1 Compared to excellent durability against broken hair.
[実施例7]
図5〜7に例示した歯ブラシ21を作製した。
ヘッド部218における植毛面218aには、その先端寄りと後端寄りに、それぞれ幅方向に3個の植毛穴228を形成し、それらの間の領域に幅方向に4個、軸方向に6個並ぶように24個の植毛穴228を形成した。植毛穴228の直径は1.5mmとした。
用毛220として、両端部分にテーパー部が形成されたPTT製のテーパー毛を用いた。前記テーパー毛を21本束ねて平線226で二つ折りにし、それぞれの植毛穴228に打ち込むことで毛束212を植設し、刷毛部224を形成した。毛束212におけるテーパー毛(用毛220)の毛丈H2は11.5mmとした。前記テーパー毛においては、先端径(先端から基部側に0.1mm離れた部分の直径)の平均値は0.01mmであり、テーパー部の長さL2は7.0mmであり、ストレート部219における基部の直径は7.5mil(0.1905mm)であった。テーパー毛(用毛220)における、基部の軸方向に垂直な断面積に対する、基部先端から基部側に0.1mm離れた位置の断面積の割合は、0.28%であった。すなわち、テーパー毛(用毛220)は、テーパー部に細径部が設けられたテーパー毛である。[Example 7]
The
On the flocked
As the
工程(a2):
図7に示すように、刷毛部224を半径85mmの球面2100に押し当てた状態で、ハンドル体210の軸方向に前後に動かして擦りつけた。刷毛部先端224aに200gの荷重がかかっている状態で、ヘッド部218の植毛面218aの面方向におけるテーパー毛(用毛220)の基部220bに対する先端220aの変位量x2(mm)を測定したところ、4.63mmであった。Step (a2):
As shown in FIG. 7, with the
工程(b2):
テーパー毛(用毛220)と同じ形状のPTT(ヤング率=245kg/mm2)製のテーパー毛について、先端から11.5mmの位置(基部に相当する位置)を固定して先端を前記テーパー毛の軸方向に垂直な方向に4.63mm変位させた状態を工学シミュレーションした。前記工学シミュレーションには、LS−DYNA(解析ソフト、LSTC社製)を用いた3次元有限要素法(FEM)解析を用いた。前記工学シミュレーションにおいては、テーパー毛における細径部近傍と基部近傍の2箇所に応力が集中していることが認められた。基部近傍の最大応力発生位置の先端からの距離は11.35mmであり、最大応力A2は1.499kg/mm2であった。細径部近傍の最大応力発生位置の先端からの距離は0.275mmであり、最大応力B2は2.740kg/mm2であった。Step (b2):
For a taped hair made of PTT (Young's modulus = 245 kg / mm 2 ) having the same shape as the taper hair (hair for hair 220), a position 11.5 mm from the tip (position corresponding to the base) is fixed and the tip is said taper hair An engineering simulation was conducted with a displacement of 4.33 mm in the direction perpendicular to the axial direction of For the engineering simulation, a three-dimensional finite element method (FEM) analysis using LS-DYNA (analysis software, manufactured by LSTC) was used. In the engineering simulation, it was confirmed that stress was concentrated at two locations near the narrow portion and the base portion of the tapered hair. The distance from the tip of the maximum stress generation position near the base was 11.35 mm, and the maximum stress A2 was 1.499 kg / mm 2 . The distance from the tip of the maximum stress generation position in the vicinity of the small diameter portion was 0.275 mm, and the maximum stress B2 was 2.740 kg / mm 2 .
[実施例8〜13]
テーパー毛の先端径を表2に示すように変更した以外は、実施例7と同様にして歯ブラシを作製し、応力算出方法を実施して最大応力A2と最大応力B2を求めた。[Examples 8 to 13]
A toothbrush was produced in the same manner as in Example 7 except that the tip diameter of the tapered bristles was changed as shown in Table 2, and the stress calculation method was performed to obtain the maximum stress A2 and the maximum stress B2.
[比較例2、3]
テーパー毛の先端径を表2に示すように変更した以外は、実施例7と同様にして歯ブラシを作製し、応力算出方法を実施した。しかし、比較例2、3ではいずれも、工学シミュレーションおいて、テーパー毛におけるテーパー部には応力集中が見られず、基部近傍のみに応力が集中していることが認められた。[Comparative Examples 2 and 3]
A toothbrush was produced in the same manner as in Example 7 except that the tip diameter of the tapered bristles was changed as shown in Table 2, and the stress calculation method was performed. However, in both Comparative Examples 2 and 3, in the engineering simulation, it was recognized that no stress concentration was observed in the tapered portion of the tapered hair, and the stress was concentrated only in the vicinity of the base portion.
[比較例4]
PTT製のテーパー毛の代わりにPTT製のストレート毛(先端径:0.1905mm)を用いた以外は、実施例7と同様にして歯ブラシを作製した。次いで、作製した歯ブラシについて、実施例7と同様にして応力算出方法を実施したところ、工学シミュレーションでは、ストレート毛の先端部分には応力集中が見られず、基部近傍のみに応力が集中していることが認められた。[Comparative Example 4]
A toothbrush was produced in the same manner as in Example 7, except that PTT straight hair (tip diameter: 0.1905 mm) was used instead of PTT tapered hair. Next, when the stress calculation method was performed on the produced toothbrush in the same manner as in Example 7, no stress concentration was observed at the tip portion of the straight hair in the engineering simulation, and the stress was concentrated only in the vicinity of the base portion. It was recognized that
各例における用毛の各寸法、工程(a2)での変位量(撓み量)x2、最大応力A2、最大応力A2の発生位置の先端からの距離、最大応力B2、最大応力B2の発生位置の先端からの距離、及び比B2/A2を表2に示す。 Each size of the hair in each example, displacement amount (deflection amount) x2 in step (a2), maximum stress A2, distance from tip of generation position of maximum stress A2, maximum stress B2, maximum stress B2 generation position Table 2 shows the distance from the tip and the ratio B2 / A2.
比較例2〜4の歯ブラシでは、継続使用した際に用毛の基部近傍で毛折れが生じやすい。これは、工学シミュレーションにおいて認められたように、刷掃時に各用毛の基部近傍のみに応力が集中し、局所的に繰り返し疲労が蓄積することが要因であると考えられる。
これに対して、実施例7〜13の歯ブラシでは、刷掃時には各テーパー毛における応力集中箇所が細径部近傍と基部近傍の2箇所になっている。そのため、実施例7〜13の歯ブラシでは、刷掃時に各テーパー毛の基部近傍のみに継続的に応力が集中して疲労が局所的に蓄積することが抑制されるため、比較例2〜4の歯ブラシに比べて毛折れ耐久性が優れる。In the toothbrushes of Comparative Examples 2 to 4, breakage tends to occur near the base of the bristle when continuously used. As recognized in the engineering simulation, it is considered that the stress is concentrated only in the vicinity of the base portion of each hair at the time of brushing, and fatigue is accumulated locally.
On the other hand, in the toothbrushes of Examples 7 to 13, when the brush is brushed, there are two stress concentrated portions in the vicinity of the narrow portion and the vicinity of the base portion. Therefore, in the toothbrushes of Examples 7 to 13, since stress is continuously concentrated only in the vicinity of the base portion of each tapered hair at the time of brushing and fatigue is locally accumulated, Compared to toothbrushes, it has excellent durability against broken hair.
11、21 歯ブラシ
110、210 ハンドル体
112、212 毛束
114、214 ハンドル部
116、216 ネック部
118、218 ヘッド部
118a、218a 植毛面
119、219 ストレート部
120 テーパー毛
120a、220a 先端
120b、220b 基部
121、221 テーパー部
122 刷毛部
122a 刷毛部先端
123、228 植毛穴
124、226 平線
220 用毛
222 細径部
224 刷毛部
224a 刷毛部先端11, 21
Claims (9)
前記毛束は、先端部分に先端に向かうにつれて縮径するテーパー部が設けられ、かつ下記工程(a1)及び下記工程(b1)を有する応力算出方法により算出した最大応力A1に対する最大応力B1の比B1/A1が1.0〜1.9であるテーパー毛を備えている、歯ブラシ。
(a1)刷毛部先端に200gの荷重がかかるように、前記刷毛部を半径85mmの球面に擦りつけたときの、前記植毛面の面方向における前記テーパー毛の基部に対する先端の変位量x1(mm)を測定する。
(b1)テーパー毛の先端を前記テーパー毛の軸方向に垂直な方向に前記変位量x1(mm)だけ変位させた状態を工学シミュレーションし、前記テーパー毛のテーパー部よりも基部寄りで生じる最大応力A1と、テーパー部で生じる最大応力B1とを算出する。A toothbrush provided with a brush portion formed by implanting a plurality of hair bundles on the hair-implanted surface of the head portion,
The hair bundle is provided with a taper portion which is reduced in diameter toward the tip at the tip portion, and the ratio of the maximum stress B1 to the maximum stress A1 calculated by the stress calculation method having the following step (a1) and the following step (b1). A toothbrush having tapered bristles with B1 / A1 of 1.0 to 1.9.
(A1) Displacement x1 (mm) of the tip with respect to the base of the tapered hair in the surface direction of the flocked surface when the brush is rubbed against a spherical surface having a radius of 85 mm so that a load of 200 g is applied to the tip of the brush ).
(B1) An engineering simulation of a state in which the tip of the taper hair is displaced by the displacement amount x1 (mm) in a direction perpendicular to the axial direction of the taper hair, and the maximum stress generated closer to the base than the taper portion of the taper hair A1 and the maximum stress B1 generated at the tapered portion are calculated.
前記テーパー毛における基部とテーパー部との境界の位置が前記植毛面の位置と同等か、又は前記基部が植毛面の外側に位置している、請求項1に記載の歯ブラシ。The length of the tapered portion is 3 to 11.5 mm,
The toothbrush according to claim 1, wherein a position of a boundary between the base portion and the tapered portion of the tapered bristles is equal to a position of the flocked surface, or the base portion is located outside the flocked surface.
前記毛束は、用毛先端から0.1mm以上基部寄りの位置に、基部の横断面積の14%以下の横断面積を有する細径部が設けられ、かつ前記基部から先端に向かって延びる、前記細径部よりも横断面積が大きい領域を有する用毛を備えている歯ブラシ。A toothbrush provided with a brush portion formed by implanting a plurality of hair bundles on the hair-implanted surface of the head portion,
The hair bundle is provided with a small-diameter portion having a cross-sectional area of 14% or less of the cross-sectional area of the base at a position near the base by 0.1 mm or more from the hair tip, and extends from the base toward the tip. A toothbrush comprising bristles having a region having a larger cross-sectional area than a narrow-diameter portion.
(a2)刷毛部先端に200gの荷重がかかるように、前記刷毛部を半径85mmの球面に擦りつけたときの、前記植毛面の面方向における前記用毛の基部に対する先端の変位量x2(mm)を測定する。
(b2)用毛の先端を前記用毛の軸方向に垂直な方向に前記変位量x2(mm)だけ変位させた状態を工学シミュレーションし、前記用毛における最も基部寄りで生じる応力集中部の最大応力A2と、それよりも先端側で生じる応力集中部の最大応力B2とを算出する。The toothbrush according to claim 5, wherein the maximum stress A2 and the maximum stress B2 calculated by the stress calculation method having the following step (a2) and the following step (b2) in the bristles satisfy A2> 0 and B2> 0. .
(A2) Displacement amount x2 (mm) of the tip with respect to the base of the hair in the surface direction of the flocked surface when the brush is rubbed against a spherical surface having a radius of 85 mm so that a load of 200 g is applied to the tip of the brush ).
(B2) Engineering simulation of a state in which the tip of the bristles is displaced by the displacement amount x2 (mm) in a direction perpendicular to the axial direction of the bristles, and the maximum stress concentration portion that occurs closest to the base in the bristles The stress A2 and the maximum stress B2 of the stress concentration portion generated on the tip side from the stress A2 are calculated.
(a2)刷毛部先端に200gの荷重がかかるように、前記刷毛部を半径85mmの球面に擦りつけたときの、前記植毛面の面方向における前記用毛の基部に対する先端の変位量x2(mm)を測定する。
(b2)用毛の先端を前記用毛の軸方向に垂直な方向に前記変位量x2(mm)だけ変位させた状態を工学シミュレーションし、前記用毛における最も基部寄りで生じる応力集中部の最大応力A2と、それよりも先端側で生じる応力集中部の最大応力B2とを算出する。The toothbrush according to claim 5, wherein B2 ≧ A2> 0 with respect to the maximum stress A2 and the maximum stress B2 calculated by the stress calculation method having the following step (a2) and the following step (b2).
(A2) Displacement amount x2 (mm) of the tip with respect to the base of the hair in the surface direction of the flocked surface when the brush is rubbed against a spherical surface having a radius of 85 mm so that a load of 200 g is applied to the tip of the brush ).
(B2) Engineering simulation of a state in which the tip of the bristles is displaced by the displacement amount x2 (mm) in a direction perpendicular to the axial direction of the bristles, and the maximum stress concentration portion that occurs closest to the base in the bristles The stress A2 and the maximum stress B2 of the stress concentration portion generated on the tip side from the stress A2 are calculated.
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