KR102425591B1 - 칫솔의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 필요한 역학 특성·강도 품질과 투명성을 양립할 수 있는 칫솔 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 선단측에 식모면(20)을 갖는 헤드부(2)와, 헤드부보다 후단측에 배치되고, 파지부(8)를 포함하는 핸들부(7)와, 식모면과 핸들부의 사이에 배치되고, 헤드부에의 외력으로 변형하는 네크부(4)를 갖는다. 소정 위치에 배치된 게이트부를 통하여 수지재를 충전하는 공정을 포함한다. 게이트부를 파지부보다도 선단측에 배치한다.

Description

칫솔의 제조 방법

본 발명은, 칫솔의 제조 방법에 관한 것이다.

본원은, 2016년 8월 29일에, 일본에 출원된 특원2016-166931호에 의거하여 우선권을 주장하고 그 내용을 여기에 원용한다.

칫솔에서는, 조작성을 높여서 구강 내를 구석구석까지 쇄소(刷掃)할 수 있도록 하기 위해, 헤드부를 박형화하는 일이 있다. 특허 문헌 1에는, 헤드부를 폴리아세탈 수지 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지로 형성하고, 헤드부의 두께를 2㎜ 이상 3㎜ 미만으로 함에 의해, 구강 내 조작성을 향상시키고, 또한 충분한 쇄모(刷毛) 유지 강도 및 헤드부 내절(耐折) 강도를 유지시킨 칫솔이 개시되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특개2011-004852호 공보

외관성의 향상을 위해 핸들체를 투명 또는 반투명으로 하는 경우, 비정성(非晶性)의 수지재를 사용하는 것이 많다. 그런데, 비정성의 수지재는, 투명성에는 우수하지만 결정성의 수지재에 비하여 역학 특성·강도 품질에 뒤떨어지기 때문에, 상기한 박형 헤드부나 매우 세밀한 네크부에서 구하여지는 사양을 충족시키기는 곤란하였다.

본 발명은, 이상과 같은 점을 고려하여 이루어진 것으로, 필요한 역학 특성·강도 품질과 투명성을 양립할 수 있는 칫솔의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1의 양태에 따르면, 선단측에 식모면을 갖는 헤드부와, 상기 헤드부보다 후단측에 배치되고, 파지부를 포함하는 핸들부와, 상기 식모면과 상기 핸들부의 사이에 배치되고, 상기 헤드부에의 외력으로 변형하는 네크부를 가지며, 소정 위치에 배치된 게이트부를 통하여 수지재를 충전하는 공정을 포함하는 칫솔의 제조 방법으로서, 상기 게이트부를 상기 파지부보다도 상기 선단측에 배치하는 것을 특징으로 하는 칫솔의 제조 방법이 제공된다.

또한, 상기 본 발명의 한 양태에 관한 칫솔의 제조 방법에 있어서, 상기 게이트부를 상기 헤드부에 배치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본 발명의 한 양태에 관한 칫솔의 제조 방법에 있어서, 상기 헤드부의 일부에 오목부을 배치하고, 상기 게이트부를 상기 오목부에 배치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본 발명의 한 양태에 관한 칫솔의 제조 방법에 있어서, 적어도 상기 게이트부를 제2의 수지재로 피복하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본 발명의 한 양태에 관한 칫솔의 제조 방법에 있어서, 상기 수지재는 경질 수지이고, 상기 제2의 수지재는 연질 수지인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본 발명의 한 양태에 관한 칫솔의 제조 방법에 있어서, 상기 헤드부, 상기 넥부 및 상기 네크부보다도 후단측에 배치한 연결부를 포함하는 제1부분을 상기 수지재의 충전에 의해 성형하는 공정과, 성형한 상기 제1부분을 이용하여 상기 수지재의 충전에 의해 상기 연결부에서 상기 제1부분과 연결된 상기 핸들부를 포함하는 제2부분을 성형하는 공정을 가지며, 상기 제1부분에서의 상기 게이트부를 상기 연결부에 배치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본 발명의 한 양태에 관한 칫솔의 제조 방법에 있어서, 상기 수지재는 비정성인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 필요한 역학 특성·강도 품질과 투명성을 양립할 수 있는 칫솔을 제조하는 것이 가능해진다.

도 1a는 제1 실시 형태에 관한 칫솔(1)의 평면도.
도 1b는 제1 실시 형태에 관한 칫솔(1)의 정면도.
도 2는 헤드부(2)를 확대한 부분 평면도.
도 3은 헤드부(2)를 확대한 부분 단면도.
도 4a는 헤드부(2)의 선단부터 길이 방향으로 게이트부(G)가 연출(延出)하는 성형품을 도시하는 평면도.
도 4b는 헤드부(2)의 선단부터 길이 방향으로 게이트부(G)가 연출하는 성형품을 도시하는 정면도.
도 5는 휨탄성률의 평가 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 제2 실시 형태에 관한 칫솔(1)의 헤드부(2)를 확대한 부분 평면도.
도 7은 동 헤드부(2)를 확대한 부분 단면도.
도 8a는 제2 실시 형태에서의 헤드부(2)의 선단부터 길이 방향으로 게이트부(G)가 연출하는 성형품을 도시하는 평면도.
도 8b는 제2 실시 형태에서의 헤드부(2)의 선단부터 길이 방향으로 게이트부(G)가 연출하는 성형품을 도시하는 정면도.
도 9a는 제3 실시 형태에 관한 칫솔(1)의 평면도.
도 9b는 제3 실시 형태에 관한 칫솔(1)의 정면도.

이하, 본 발명의 칫솔의 제조 방법의 실시의 형태를, 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한다.

또한, 이하의 실시 형태는, 본 발명의 한 양태를 나타내는 것이고, 이 발명을 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 임의로 변경 가능하다. 또한, 이하의 도면에서는, 각 구성을 알기 쉽게 하기 위해 실제의 구조와 각 구조에서의 축척이나 수 등을 다르게 하고 있다.

[제1 실시 형태]

도 1a는, 제1 실시 형태에 관한 칫솔(1)의 평면도이다. 도 1b는, 동 칫솔(1)의 정면도이다.

도 1의 칫솔(1)은, 평면시 개략 사각형의 헤드부(2)와 그 헤드부(2)에 연설된 네크부(4)와 그 네크부(4)에 연설된 핸들부(7)(이하, 헤드부(2)와 네크부(4)와 핸들부(7)를 합쳐서 핸들체(10)라고도 칭한다)를 구비한다. 헤드부(2)에는, 식모부(도시 생략)와 피복부(30)가 마련되어 있다. 핸들부(7)에는, 연탄성부(6)가 마련되어 있다.

핸들체(10)는, 전체로서 장척형상으로 일체 성형된 것이고, 예를 들면, 수지재를 재료로 하고 사출 성형에 의해 얻어지는 것이다.

연탄성부(6) 및 피복부(30)를 제외한 핸들체(10)는, 투명 또는 반투명하게 되는 비정성의 경질 수지로 형성되어 있다. 비정성의 경질 수지로서는, 예를 들면, 폴리스티렌 수지(PS), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 수지(ABS), 폴리아릴레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴로니트릴스티렌 수지(AS), 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다.

상기한 수지는 1종이 단독으로 사용되어도 좋고, 2종 이상이 조합되어 사용되어도 좋다.

핸들체(10)의 재질의 휨탄성률은, 1200∼3000㎫인 것이 바람직하고, 1500∼3000㎫인 것이 보다 바람직하다. 핸들체의 재질의 휨탄성률이 상술한 범위이면, 헤드부의 휘는 양을 적절한 값으로 설정할 수 있고, 구강 내의 청소력이나 조작성의 향상, 사용자의 사용감의 향상에 이어진다. 핸들체(10)의 길이는, 조작성 등을 감안하여 결정할 수 있고, 예를 들면, 150∼200㎜가 된다.

헤드부(2)는, 핸들체(10)의 길이 방향이 긴쪽이 되고, 평면시에서 4개의 모서리부가 곡선으로 모따기된 개략 사각형의 평판형상으로 되어 있다. 헤드부(2)의 일방의 면(식모면(20))에는, 식모구멍(22)이 복수 형성되어 있다. 이 식모구멍(22)에, 용모가 묶여진 모속이 식설되고, 복수의 모속으로 이루어지는 식모부가 형성된다.

또한, 본 명세서에서, 식모면(20)과 평행하면서 핸들체(10)의 길이 방향에 직교하는 방향을 폭으로 하고, 식모면(20)에 직교하는 방향을 두께로 한다. 더하여, 식모면(20)이 임하는 측을 표면, 식모면(20)이 임하는 측의 반대측을 이면으로 한다.

헤드부(2)는, 평면시에서, 선단부터 네크부(4)를 향함에 따라 폭방향으로 넓어지고, 뒤이어 동등한 폭으로 늘어나고, 뒤이어 폭방향으로 좁아지고, 네크부(4)와의 경계(P1)에 이르는 것이다. 본 실시 형태에서, 경계(P1)는, 헤드부(2)의 평면시 형상에서의, 네크부(4) 가까이의 모따기를 형성하는 곡선의 종점(즉, 모따기를 형성한 곡선이 구부러지는 방향이 변화하는 위치(변곡점))이다.

헤드부(2)의 크기는, 구강 내에서의 조작성 등을 감안하여 결정할 수 있다.

헤드부(2)의 최대폭은, 너무 크면 구강 내에서의 조작성이 저하되고, 너무 작으면 식모된 모속의 수가 너무 적어져서, 청소력이 손상되기 쉽다. 이 때문에, 폭은, 예를 들면, 5∼13㎜가 된다.

헤드부(2)의 두께는, 2.0∼4.0㎜가 바람직하고, 2.0∼3.5㎜가 보다 바람직하고, 2.5∼3.2㎜가 더욱 바람직하다. 헤드부(2)의 두께가 상기 하한치 이상이면, 헤드부(2)의 강도가 저하되는 것을 억제하기 쉬워지고 내구성이 높아진다. 또한, 식모구멍(22)을 두께 방향으로 형성하기 쉬워지고, 모속을 식모구멍(22)에 강고하게 식설하기 쉬워지고 모속이 빠지는 것을 억제하기 쉬워진다. 또한, 헤드부(2)의 두께가 상기 상한치 이하면, 칫솔(1)의 구강 내에서의 조작성이 보다 높아진다. 또한, 어금니의 속 등의 구강 내의 구석구석에 까지 용모를 도달시킬 수가 있어서, 구강 내의 오염 제거 효과가 보다 높아진다.

또한, 헤드부(2)의 두께가 일정하지 않은 경우, 헤드부(2)의 두께는 헤드부(2)의 최소의 두께를 의미한다.

헤드부(2)의 길이는, 너무 길면 구강 내에서의 조작성이 손상되기 쉽고, 너무 짧으면 식모된 모속의 수가 너무 적어져서, 청소 효과가 손상되기 쉽다. 이 때문에, 헤드부(2)의 길이는, 예를 들면 10∼40㎜의 범위에서 적절히 결정된다.

도 2는, 헤드부(2)를 확대한 부분 평면도이다. 도 3은, 헤드부(2)를 확대한 부분 단면도이다. 또한, 도 3에서는, 식모구멍(22)의 도시는 생략하고 있다. 본 실시 형태에서의 헤드부(2)에는, 게이트부(G)가 배치되어 있다. 게이트부(G)는, 헤드부(2)에서의 선단측의 측면(2a)에 배치되어 있다.

게이트부(G)는, 핸들체(10)를 사출 성형(인젝션 성형)할 때에, 용융된 수지재가 충전되는 영역이다. 충전된 수지재를 냉각하여 경화시킨 성형품에 관해서는, 핸들체(10)로부터 게이트부(G)가 돌출한 상태이기 때문에, 후처리 공정에서 절단·제거된다. 도 2 및 도 3에서의 게이트부(G)에는, 절단 후의 게이트 흔적이 도시되어 있다. 한 예로서, 두께 방향에서의 게이트부(G)의 이면측의 위치는, 파팅 라인(PL)의 위치에 형성되어 있다.

피복부(30)는, 헤드부(2)의 측면(2a)을 덮는 측부(30a)와, 헤드부(2)의 이면(2b)의 일부를 덮는 저부(30b)를 포함한다. 피복부(30)는, 연질 수지로 형성되어 있다. 연질 수지로서는, 예를 들면, 쇼어 경도 A가 90 이하의 것이 바람직하고, 쇼어 경도 A가 50∼80의 것이 보다 바람직하다. 연질 수지로서는, 예를 들면, 일래스토머(예를 들면, 올레핀계 일래스토머, 스티렌계 일래스토머, 폴리에스테르계 일래스토머, 폴리우레탄계 열가소성 일래스토머 등), 실리콘을 들 수 있다. 측부(30a)의 두께는, 게이트부(G)에서의 게이트 흔적의 돌출량보다도 크게 형성되고, 게이트 흔적을 피복한다. 측부(30a) 및 저부(30b)의 단연(端緣)에는 개략 원호형상의 곡면이 형성되고, 헤드부(2)를 구강 내에 삽입한 때에도 터치감이 소프트하게 된다.

연탄성부(6)는, 핸들부(7)의 표면측 및 이면측의 각각에, 핸들부(7)와 개략 같은면으로 마련되어 있다. 연탄성부(6)는, 네크부(4)와의 경계(P2)(상세는 후술)보다도 후단측에 배치되어 있다. 연탄성부(6)는, 핸들부(7)에서의 최대폭이 되는 경계(P2)보다도 소정 거리 후단측에 위치하는 파지부(8)에 배치되어 있다. 한 예로서, 표면측 및 이면측에 마련된 연탄성부(6)끼리는, 핸들부(7)에 매설된 접속부(도시 생략)를 통하여 접속되어 있다. 연탄성부(6)는, 연질 수지로 형성되어 있다. 연질 수지로서는, 예를 들면, 상술한 피복부(30)와 동일한 수지가 사용된다.

식모구멍(22)의 형상은, 특히 한정되지 않고, 진원 또는 타원 등의 원형, 삼각형이나 사각형 등의 다각형 등을 들 수 있다.

식모구멍(22)의 수량은, 특히 한정되지 않고, 예를 들면, 10∼60이 된다.

식모구멍(22)의 직경은, 요구하는 모속의 굵기에 응하여 결정되고, 예를 들면, 1∼3㎜가 된다.

식모구멍(22)의 배열 패턴은, 특히 한정되지 않고, 이른바 바둑판무늬형상이나 지그재그형상 등, 어떠한 배열 패턴이라도 좋다.

모속을 구성하는 용모로서는, 모선을 향하여 점차 그 지름이 작아지는 용모(테이퍼 모), 모선의 둥근부를 제외하여 외경이 거의 동일한 용모(스트레이트모), 모선이 주걱형상, 구형상, 끝이 갈라진 형상 등의 형상으로 되어 있는 용모를 들 수 있다.

용모로서는, 테이퍼모가 바람직하다. 용모를 테이퍼모로 함으로써, 치주(齒周) 포켓 등이 오염 제거 효과가 높아진다. 또한, 잇몸의 마사지 효과가 높아지고, 사용감이 보다 향상된다.

용모의 재질로서는, 예를 들면, 6-12나일론, 6-10나일론 등의 폴리아미드, PET, PBT, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌나프탈레이트(PBN) 등의 폴리에스테르, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 올레핀계 일래스토머, 스티렌계 일래스토머 등의 합성 수지 재료를 들 수 있다. 이들의 수지 재료는, 1종 단독으로 사용되어도 좋고, 2종 이상이 조합되어 사용되어도 좋다.

또한, 용모는, 심부(芯部)와 그 심부의 외측에 마련된 적어도 1층 이상의 초부를 갖는 다중심 구조라도 좋다.

용모의 횡단면 형상은, 진원형이 바람직하지만, 진원형으로 반드시 한정되는 것이 아니고, 칫솔(1)의 목적 용도에 응하여 임의의 형상으로 할 수 있다. 예를 들면, 타원형, 다각형(예를 들면, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등.), 이형(예를 들면, 성형, 3엽의 클로버형, 4엽의 클로버형 등) 등으로 할 수 있다.

각 용모의 굵기는, 특히 한정되지 않고, 예를 들면, 횡단면이 진원형인 경우, 4∼8mil(1mil=1/1000inch=0.025㎜)이 바람직하다. 상기 하한치 이상이면 자립성이 향상되어 청소성이 보다 높아지고, 상기 상한치 이하이면 모속(11)의 모요(毛腰)가 적당하게 되고, 닿는 기분이 보다 양호하게 된다.

모속(11)을 구성하는 용모는, 전부가 동일한 두께라도 좋고, 2종 이상의 다른 두께의 용모가 조합되어도 좋다.

용모의 모길이는, 예를 들면, 어른용으로 8㎜∼15㎜, 아동용으로 6㎜∼12㎜로 하는 것이 바람직하다. 또한, 구강 내의 사용성이나 사용감의 점에서, 선택된 용모의 직경이 작을수록, 용모의 모길이를 단축하는 것이 바람직하다. 또한, 사용감이나, 쇄소감, 청소 효과, 내구성 등의 목적에 응하여, 두께가 다른 복수개의 용모를 조합시켜서 사용하여도 좋다.

네크부(4)는, 헤드부(2)와 핸들부(7)를 접속하는 것이다.

본 실시 형태에서, 네크부(4)는, 경계(P1)로부터 핸들부(7)를 향하여 개략 동일 지름으로 늘어나고, 뒤이어 확경하여, 핸들부(7)와의 경계(P2)에 이르는 것이다. 상기 경계(P2)는, 네크부(4)의 확경의 종점(즉, 평면시에서, 확폭한 부분의 양테두리를 형성한 직선의 종점 또는 확폭한 부분의 양테두리를 형성하는 곡선의 구부러지고 방향이 변화하는 위치(변곡점))이다.

네크부(4)의 폭은, 3.0∼4.5㎜가 바람직하고, 3.0∼4.2㎜가 보다 바람직하다. 네크부(4)의 폭이 상기 하한치 이상이면, 네크부(4)의 강도가 저하되는 것을 억제하기 쉬워지고 칫솔(1)의 내구성이 높아진다. 또한, 칫솔(1)이 너무 약하게 되지 않고, 양호한 사용감을 얻을 수 있기 쉬워진다. 또한, 네크부(4)의 폭이 상기 상한치 이하면, 칫솔(1)의 구강 내에서의 조작성이 높아진다. 또한, 구강 내의 구석구석까지 용모를 도달시킬 수가 있어서, 구강 내의 오염 제거 효과가 보다 높아진다.

또한, 네크부(4)의 폭이 일정하지 않은 경우, 네크부(4)의 폭이란 네크부(4)의 최소의 폭을 의미한다.

네크부(4)의 두께는, 3.0∼4.5㎜가 바람직하고, 3.0∼4.2㎜가 보다 바람직하다. 두께가 상기 하한치 이상이면, 네크부(4)의 강도가 저하되는 것을 억제하기 쉬워지고 칫솔(1)의 내구성이 높아진다. 또한, 칫솔(1)이 너무 연약하게 되지 않고, 양호한 사용감을 얻을 수 있기 쉬워진다. 또한, 네크부(4)의 두께가 상기 상한치 이하면, 칫솔(1)의 구강 내에서의 조작성이 높아진다. 또한, 구강 내의 구석구석까지 용모를 도달시킬 수 있어서, 구강 내의 오염 제거 효과가 보다 높아진다.

또한, 네크부(4)의 두께가 일정하지 않은 경우, 두께란 네크부(4)의 최소의 두께를 의미한다.

네크부(4)의 최소경은, 3.0∼4.5㎜가 바람직하고, 3.0∼4.2㎜가 보다 바람직하다. 네크부(4)의 최소경이 상기 하한치 이상이면, 네크부(4)의 강도가 저하된 것을 억제하기 쉬워지고 칫솔(1)의 내구성이 높아진다. 또한, 칫솔(1)이 약하게든지 지나지 않고, 양호한 사용감을 얻을 수 있기 쉬워진다. 또한, 네크부(4)의 최소경이 상기 상한치 이하면, 칫솔(1)의 구강 내에서의 조작성이 높아진다. 또한, 구강 내의 구석구석까지 용모를 도달하게 한다 것을 할 수 있고, 구강 내의 오염 제거 효과가 보다 높아진다.

또한, 네크부(4)의 최소경은, 상기 네크부(4)의 폭과 두께 중, 작은 쪽의 값을 의미한다.

네크부(4)의 길이는, 헤드부의 길이 등을 감안하여 결정할 수 있고, 예를 들면, 30∼90㎜가 되는 길이가 된다. 네크부(4)의 길이가 상기 하한치 이상이면, 구강 내의 구석구석까지 용모를 도달시키기 쉬워지고, 구강 내의 오염 제거 효과가 보다 높아진다. 네크부(4)의 길이가 상기 상한치 이하면, 칫솔(1)의 구강 내에서의 조작성을 보다 높아진다.

계속해서, 상기 칫솔(1)의 제조 방법에 관해 설명한다.

칫솔(1)의 제조 방법은, 제1 금형을 이용하여 피복부(30) 및 연탄성부(6)를 제외한 핸들체(10)를 사출 성형에 의해 성형하는 1차 성형 공정과, 1차 성형 공정에서 성형된 핸들체(10)로부터 게이트부(G)를 절단·제거하는 공정과, 게이트부(G)가 절단·제거된 핸들체(10) 및 제2 금형을 이용하여, 핸들체(10)에 피복부(30) 및 연탄성부(6)를 일체적으로 성형하는 2차 성형 공정을 갖는다.

1차 성형 공정에서는, 핸들체(10)의 형상에 대응하는 공동부(캐비티)를 갖는 제1 금형을 이용한다. 제1 금형에는, 게이트부(G)에서 상기 공동부에 개구하는 수지 유로가 형성되어 있음과 함께, 핸들체(10)에 연탄성부(6) 및 접속부가 배치되는 공간을 형성하기 위한 돌기부가 형성되어 있다.

상기한 제1 금형 내의 캐비티에 게이트부(G)를 통하여 공급된 용융한 경질 수지는, 헤드부(2), 네크부(4) 및 핸들부(7)에 순차적으로 충전된다. 여기서, 게이트부(G)는, 헤드부(2)에 배치되어 있기 때문에, 게이트부(G)로부터 공급된 용융한 경질 수지(이하, 용융 수지라고 칭한다)는, 단시간, 또한, 짧은 유동길이로 네크부(4)에 충전된다.

제1 금형 내의 캐비티에 용융 수지를 충전하고, 제1 금형을 소정 시간 냉각하여 용융 수지를 고화시킴에 의해, 도 4a, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 헤드부(2)의 선단부터 길이 방향으로 게이트부(G)가 연출하는 성형품으로서 핸들체(10)가 제조된다. 본 실시 형태에서의 제1 금형은, 성형품으로부터 게이트가 길이 방향(파팅면과 평행한 방향)으로 연출하는 사이드 게이트 방식을 예시하고 있지만, 헤드부(2)의 이면(2b)에 게이트부가 국소적으로 배치되고, 제1 금형의 오프닝 동작에 의해 성형품과 게이트부가 분리되는 핀 포인트 방식을 취하여도 좋다.

다음에, 절단·제거 공정에서, 핸들체(10)로부터 연출하고 있는 게이트부(G)를 절단하고 제거한다. 게이트부(G)의 절단은, 소정의 치구, 로봇 등을 포함하는 장치 등을 이용하여 실시 가능하다. 게이트부(G)는, 핸들체(10)로부터 완전히 제거되는 것이 바람직하지만, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 여기서는 게이트 흔적으로서 일부가 잔류한 상태로 하고 있다.

다음에, 2차 성형 공정에서는, 핸들체(10)가 수용되는 내부 공간을 가짐과 함께, 핸들체(10)의 사이에 용융한 연질 수지를 충전하여 피복부(30) 및 연탄성부(6)를 성형하기 위한 성형 공간을 형성하는 제2 금형을 이용하여, 핸들체(10)가 수용된 상기 성형 공간에 용융한 연질 수지를 충전한다. 그리고, 제2 금형을 소정 시간 냉각하여 용융한 연질 수지를 고화시킴에 의해, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 핸들체(10)에 피복부(30) 및 연탄성부(6)가 일체적으로 성형된 칫솔(1)이 제조된다.

통상, 비정성의 경질 수지는, 분자 골격에 부피가 커진 분자쇄를 갖고 있고, 용융 상태로부터 냉각·고화되는 과정에서 규칙적인 분자 배열을 취하기 어렵지만, 게이트부(G)와 네크부(4)와의 거리가 짧기 때문에, 예를 들면, 핸들부(7)의 후단부터 용융 수지를 충전하는 경우와 비교하여, 네크부(4)에 공급된 용융 수지는 높은 배향성을 갖고서 충전되다. 따라서, 본 실시 형태의 제조 방법으로 제조된 칫솔(1)의 핸들체(10)는, 수지재의 배향성이 높아짐으로써 네크부(4)의 휨탄성률 및 피로 강도가 향상한다.

그 때문에, 본 실시 형태의 제조 방법에서는, 비정성의 경질 수지를 사용한 경우에도, 박형의 헤드부(2)나 매우 세밀한 네크부(4)에서 구하여지는 사양을 충족시키는 것이 가능해진다. 따라서, 본 실시 형태의 제조 방법에서는, 필요한 역학 특성·강도 품질과 투명성을 양립할 수 있는 핸들체(10)를 갖는 외관성에 우수한 칫솔(1)을 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 제조 방법에서는, 게이트부(G)를 피복부(30)가 피복하고 있기 때문에, 게이트 흔적이 잔류하고 있는 경우에도 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 피복부(30)가 연질 수지로 형성되어 있기 때문에, 헤드부(2)를 구강 내에 삽입한 때에도 소프트한 터치감을 얻을 수 있다.

실시례

이하, 실험례를 나타내어 본 발명을 상세히 설명하지만, 본 발명은 이하의 기재에 의해 한정되는 것이 아니다.

(실시례, 비교례, 참고례 1∼2)

표 1의 사양에 따라, 실시례, 비교례, 참고례 1∼2의 헤드부를 갖는 핸들체(10)에 관해, 휨탄성률과 네크부의 피로 강도를 평가하였다. 헤드부의 폭, 길이, 두께, 형상은 전부 동일하게 하였다.

실시례의 헤드부는, 28구멍의 식모구멍을 가지며, 헤드부의 선단을 게이트부로 하였다. 비교례의 헤드부는, 28구멍의 식모구멍을 가지며, 핸들부의 후단을 게이트부로 하였다. 참고례 1의 헤드부는, 식모구멍의 수를 0으로 하고, 헤드부의 선단을 게이트부로 하였다. 참고례 2의 헤드부는, 식모구멍의 수를 폭방향 양단에 위치하는 12만으로 하고, 헤드부의 선단을 게이트부로 하였다.

<휨탄성률의 평가 방법>

ISO178에 의거하여, 도 5에 도시하는 바와 같이, 헤드부(2) 및 네크부(4)의 표면측을 거리 60㎜로 이간한 지지자(111, 112)에 의해 지지하고, 헤드부(2)의 선단부터 40㎜의 이면측의 위치에, 가압자(113)에 의해 이면측 방향으로 하중을 부여한 3점 굽힘 시험을 행하였다. 가압자(113)에 의한 하중의 부여는, 2㎜/min의 속도로 가압자(113)를 이동시켰다. 휨탄성률의 산출 방법은 할선법(割線法)을 이용하고, 3점 굽힘 시험을 3회 반복해서 행하였다(n=3).

<네크부의 피로 강도의 평가 방법>

ISO20126에 의거하여, 이하의 순서로 피로 강도의 평가를 행하였다.

(1) 평가 대상의 칫솔(핸들체)을 헤드부 및 핸들체 전체 길이의 80% 이상을 케미컬 챌린지액에 24시간 침지한다.

(2) 피로 강도 시험기에, 헤드부의 길이 방향 중심부터 55±1㎜의 위치에서 고정한다.

(3) 헤드부의 중앙에 4.0±0.1N의 하중을 부여하고 압하하고, 50±10회/min의 속도로 네크부가 꺾어질 때까지 반복한다. 네크부가 꺾어진 회수를 피로 강도의 지표로 하였다. 평가는, 1샘플 8개로 실시하였다.

(4) 비교례의 지표를 기준으로 하는 비를 구하였다.

[표 1]

표 1에 표시되는 바와 같이, 헤드부에 게이트부를 배치한 핸들체는, 핸들부의 후단에 게이트부를 배치한 핸들체와 비교하여, 휨탄성률 및 네크부의 피로 강도가 향상하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 참고례 1 및 참고례 2의 평가로부터, 게이트부를 통하여 충전된 용융 수지의 유동 저항을 저감시킴에 의해, 휨탄성률 및 네크부의 피로 강도가 대폭적으로 향상하는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 식모구멍(22)을 마련하고, 평선을 통하여 모속을 식모구멍(22)에 타입하여 식모하는 경우에는, 식모구멍(22)을 형성하기 위한 복수의 축형상 돌기를 핸들부(7) 마련할 필요가 있기 때문에, 참고례 1 및 참고례 2와 같은 휨탄성률 및 네크부의 피로 강도를 얻는 것은 곤란하다. 그 때문에, 헤드부(2)에 식모구멍을 형성하지 않고, 미리 모속이 식모된 모속 부재를 식모면(20)에 접착제 등에 의해 접합한 구성의 칫솔을 제조하는 것도 가능하다. 이 구성의 칫솔인 경우, 식모구멍(22)을 형성하기 위한 복수의 축형상 돌기를 제1 금형에 마련할 필요가 없어지기 때문에, 게이트부를 통하여 충전된 용융 수지의 유동 저항을 대폭적으로 저감시킬 수 있어서, 휨탄성률 및 네크부의 피로 강도가 대폭적으로 향상한 칫솔을 제조하는 것이 가능해진다.

[제2 실시 형태]

다음에, 칫솔(1)의 제조 방법의 제2 실시 형태에 관해, 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 이들의 도면에서, 도 1 내지 도 5에 도시하는 제1 실시 형태의 구성 요소와 동일한 요소에 관해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

도 6은, 제2 실시 형태에 관한 헤드부(2)를 확대한 부분 평면도이다. 도 7은, 제2 실시 형태에 관한 헤드부(2)를 확대한 부분 단면도이다.

제2 실시 형태에서의 칫솔(1)은, 헤드부(2)의 일부에 오목부(25)가 마련되어 있고, 이 오목부(25)에 게이트부(G)가 배치되어 있는 점이 제1 실시 형태의 칫솔과 다르다.

즉, 도 7에 도시하는 바와 같이, 헤드부(2)의 선단의 이면측에는, 측면(2a)을 결락시킨 형상의 오목부(25)가 마련되어 있다. 예를 들면, 오목부(25)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 평면시 개략 원호의 오목형상으로 형성되어 있다. 한 예로서, 두께 방향에서의 게이트부(G)의 표면측의 위치(오목부(25)의 표면측의 위치)는, 파팅 라인(PL)의 위치에 형성되어 있다.

다른 형상은, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

상기 구성의 칫솔(1)을 제조할 때의 1차 성형 공정에서는, 상기 파팅 라인(PL)의 위치를 다이 매칭 위치로 하는 제1 금형을 이용한다. 제1 금형에서는, 오목부(25)에 대응하는 위치 및 형상의 볼록부가 마련되어 있고, 당해 볼록부에 게이트부(G)를 구성하는, 공동부에 개구하는 수지 유로가 배치되어 있다.

그리고, 상기한 제1 금형 내의 캐비티에 용융 수지를 충전하고, 제1 금형을 소정 시간 냉각하여 용융 수지를 고화시킴에 의해, 도 8a, 도 8b에 도시하는 바와 같이, 헤드부(2)의 선단의 오목부(25)로부터 길이 방향으로 게이트부(G)가 연출하는 성형품으로서 핸들체(10)가 제조된다.

다음에, 절단·제거 공정에 있어서, 핸들체(10)로부터 연출하여 있는 게이트부(G)를 절단하여 제거한다.

뒤이어, 2차 성형 공정에서는, 상술한 제2 금형을 이용하여, 상기 성형 공간에 용융한 연질 수지를 충전한다. 그리고, 제2 금형을 소정 시간 냉각하여 용융한 연질 수지를 고화시킴에 의해, 피복부(30) 및 연탄성부(6)를 가지며, 도 6 및 도 7에 도시한 헤드부(2)를 갖는 칫솔(1)이 제조된다.

본 실시 형태의 칫솔(1)은, 오목부(25)에 게이트부(G)가 배치되어 있기 때문에, 절단·제거 공정에 있어서, 핸들체(10)로부터 연출하고 있는 게이트부(G)를 절단한 때에도 게이트 흔적이 헤드부(2)의 외형 윤곽으로부터 돌출하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 칫솔(1)의 제조 방법에서는, 상기 제1 실시 형태와 같은 작용·효과가 얻어짐에 더하여, 게이트 흔적이 피복부(30)로부터 돌출하는 것을 억제할 수 있어서, 안전성이 높은 칫솔(1)을 제조하는 것이 가능해진다.

[제3 실시 형태]

다음에, 칫솔(1)의 제조 방법의 제3 실시 형태에 관해, 도 9를 참조하여 설명한다. 이들의 도면에서, 도 1 내지 도 5에 도시하는 제1 실시 형태의 구성 요소와 동일한 요소에 관해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 칫솔(1)은, 제1부분(101)과 제2부분(102)이 연결부(103)를 통하여 연결되어 있다. 제1부분(101)은, 헤드부(2), 네크부(4) 및 연결부(103)를 포함한다. 연결부(103)는, 네크부(4)의 후단측에 배치되어 있다. 연결부(103)는, 핸들부(7)의 선단의 외형 윤곽에 포함되는 크기로 형성되어 있고, 핸들부(7)의 선단측에 매설되어 연결되어 있다. 연결부(103)는, 핸들부(7)에서 파지부(8)보다도 선단측에 배치되어 있다.

상기 구성의 칫솔(1)에서의 제1부분(101)은, 연결부(103)의 후단측을 게이트부(G)로 하여 용융 수지가 충전되어 성형된다. 게이트부(G)는, 네크부(4)로부터 연출하고 있기 때문에, 네크부(4)와의 거리가 짧고, 예를 들면, 핸들부(7)의 후단부터 용융 수지를 충전하는 경우와 비교하여, 네크부(4)에 공급된 용융 수지는 높은 배향성을 갖고서 충전된다. 따라서, 본 실시 형태의 제조 방법으로 제조된 제1부분(101)은, 수지재의 배향성이 높아짐으로써 네크부(4)의 휨탄성률 및 피로 강도가 향상한다.

제1부분(101)을 포함하는 칫솔(1)을 제조하는 방법으로서는, 상기 성형한 제1부분(101)을 수용한 제2 금형의 성형 공간에 용융한 경질 수지를 충전하여, 연탄성부(6) 이외의 제2부분(102)을 2차 성형 공정에서 제1부분(101)과 연결부(103)로 일체적으로 연결된 핸들체(10)로서 성형하고, 또한, 피복부(30) 및 연탄성부(6)를 성형하기 위한 성형 공간을 형성한 제3 금형을 이용하여, 핸들체(10)가 수용된 제3 금형의 상기 성형 공간에 용융한 연질 수지를 충전함에 의해, 핸들체(10)에 피복부(30) 및 연탄성부(6)가 일체적으로 성형된 칫솔(1)이 제조된다.

또한, 제1부분(101)과 제2부분을 연결하는 방법으로서는, 상기 제1부분(101)을 인서트 성형하는 외에, 예를 들면, 연탄성부(6)가 일체적으로 성형되고, 연결부(103)가 삽입되는 구멍부분을 갖는 제2부분(102)을 미리 제조하여 두고, 당해 구멍부분에 연결부(103)를 삽입하고 접착제 등에 의해 제1부분(101)과 제2부분(102)을 일체적으로 연결하는 구성이라도 좋다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 관한 알맞은 실시 형태에 관해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예로 한정되지 않음은 말할 필요도 없다. 상술한 예에서 나타낸 각 구성 부재의 여러 형상이나 조합 등은 한 예이고, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위에서 설계 요구 등에 의거하여 여러가지 변경 가능하다.

예를 들면, 상기 제1, 제2 실시 형태에서는, 게이트부(G)를 헤드부(2)의 선단에 배치하는 구성을 예시하였지만, 이 구성으로 한정되는 것이 아니고, 헤드부(2)에서의 폭방향의 측부에 배치하는 구성이라도 좋다. 이 경우, 상술한 바와 같이, 제1 금형에 마련한, 식모구멍(22)을 형성하기 위한 축형상 돌기에 의해 용융 수지의 유동 저항이 커지지 않도록, 식모구멍(22)보다도 후단측에 게이트부(G)를 배치하는 것이 바람직하다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명은, 칫솔 제조 방법에 적용할 수 있다.

1 : 칫솔 2 : 헤드부
4 : 네크부 7 : 핸들부
8 : 파지부 10 : 핸들체
20 : 식모면 101 : 제1부분
102 : 제2부분 103 : 연결부
G : 게이트부

Claims (7)

1. 선단측에 식모면을 갖는 헤드부와,
   상기 헤드부보다 후단측에 배치되고, 파지부를 포함하는 핸들부와,
   상기 식모면과 상기 핸들부의 사이에 배치된 네크부를 가지며,
   또한, 상기 헤드부, 상기 네크부 및 상기 핸들부가 상기 헤드부 또는 상기 네크부에 배치한 게이트부를 통하여 충전한 비정성(非晶性)의 투명의 경질 수지재에 의해 헤드부, 네크부, 핸들부에 걸쳐서 상기 비정성의 투명의 경질 수지재를 성형하는 1차 성형 공정을 포함하는 칫솔의 제조 방법으로서,
   상기 칫솔의 헤드부의 두께는 3.0∼4.0㎜이며,
   상기 네크부의 폭은 3.0∼4.5㎜, 두께가 3.0∼4.5㎜이며,
   상기 경질 수지재는 폴리에스테르 수지인 것을 특징으로 하는 칫솔의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 헤드부의 일부에 배치한 오목부에 상기 게이트부를 배치하는 것을 특징으로 하는 칫솔의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   적어도 상기 게이트부를 제2의 수지재로 피복하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 칫솔의 제조 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2의 수지재는 연질 수지인 것을 특징으로 하는 칫솔의 제조 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 1차 성형 공정 이후 핸들체의 소정 위치에 연질 수지를 피복하는 2차 성형 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 칫솔의 제조 방법.
6. 삭제
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