JP5261184B2 - 歯ブラシの製造方法及びこの方法によって製造された歯ブラシ - Google Patents
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Description
ところが、最近、歯ブラシ自体のファッション化に伴い、多様な植毛パターンが要求されており、植毛群の大きさの大型化に伴い、従来の植毛器では多様なパターンの植毛が不可能であり、且つアンカーで刷毛を固定することが難しくなっている。
第一の方法として、ドイツCoronet社等で採用している方法であって、刷毛を金型に挿入させた後、樹脂を射出して刷毛と歯ブラシ体を一体化させる方法である。
第二の方法として、米国のOral−B社等で採用している方法であって、刷毛をモールドブラシプーレト(mold brush plate)に植設した後、植毛されたヘッドインサートを金型に取り付け、樹脂を射出して刷毛と歯ブラシ体とを結合させる方法である。
第三の方法として、ベルギーのBoucherie社等で採用している方法であって、スプールに巻かれている刷毛(spooled filament)を使用する他の会社とは異なり、毛束を所望の長さに切断して使用し、刷毛をプラスチック材質のヘッドインサートに植え込んだ後、このヘッドインサートを歯ブラシ体のヘッド部のヘッドインサート定着部に挿入し、しかる後、超音波でヘッドインサートと歯ブラシとを接着させる方法である。
しかし、これらの方法によって製造された歯ブラシは、多様な植毛パターンを実現することができるので、視感的ないし審美感に優れる上、各人種の多様な歯牙構造に適するように植毛パターンを自由に設計することができるので、現在、消費者ニーズが高まっている。
これらの方法によって製造された歯ブラシは、多様な植毛パターンを実現するために、植毛群の大きさが大型化するしかなく、これにより従来の物理的な研磨方法等によっては刷毛の毛先をテーパー加工することが不可能になった。刷毛の毛先をテーパー加工すると、柔軟性が向上して刷掃の際に歯肉の損傷を防止することができる上に、刷毛の歯間進入力を向上させて刷掃効率を向上させることができることは広く知られている。
この他にも、特許文献2には、金属材質、特にアルミニウム材質のアンカーで刷毛を歯ブラシ体に固定させた後、アルカリ溶液に刷毛の芯部が分解されないまで刷毛を浸漬し、植毛された刷毛の先端をテーパー加工する方法が開示されている。
このような理由から、この方法による製品は未だ商品化されておらず、経済性等を考慮し、一定の長さに切断された刷毛の両端を薬品でテーパー加工した後、半折にしてアンカーで植毛する製品のみが商品化されている。
上記の諸問題点を解決するためのものとして、本発明者による特許文献4を挙げることができる。この発明は、通常用いられる、両側がテーパー加工された両側針状毛の代わりに、片側のみがテーパー加工された、両側針状毛の1/2の長さを持つ片側針状毛を使用し、この片側針状毛を、植毛されるべき模様の通孔を持つヘッドインサートに収容口を介して押し板の押し棒によって押し込んだ後、ヘッドインサートの裏面から突出した刷毛を熱融着させて固定させた後、刷毛の固定されたヘッドインサートを歯ブラシ体に接着させるか又はヘッドインサートを金型に取り付けた後、射出成形することにより、ヘッドインサートと歯ブラシ体とを一体化させる方法である。
ところが、上記方法も、1)毛束を15〜20mmの長さに切断し、薬品処理してテーパー長4〜8mm及び毛先厚度0.01〜0.03mmの刷毛を得た後、水洗及び乾燥させてゴム紐で結んで固定させるが、植毛の際に毛供給器に毛を充填するときに長さがあまり短く、ゴム紐を取り外すときに毛が破れて毛の損失が多く、2)厚度が0.01〜0.03mmと小さいため、押し棒によってヘッドインサートの通孔に植設するときに毛先が曲がって高さが整えておらず、3)テーパー加工された毛の面積とテーパー加工されていない毛の面積が互いに異なるため、熟練工でも植毛の際に緊張をしなければならないという問題点等を持っている。
本発明の第二の特徴は、ポリエステル材質の刷毛をヘッドインサートに植毛し、ヘッドインサートの裏面から突出した毛を熱融着して固定させた後、刷毛が固定されたヘッドインサートの刷毛をヘッドインサートと歯ブラシ体との結合前に薬品に浸漬して毛先をテーパー加工し、しかる後、ヘッドインサートを歯ブラシ体と結合させる。本発明の歯ブラシは、毛先厚度0.01〜0.03mm、テーパー長35〜70mmのポリエステル材質の針状毛がアンカーなし歯ブラシのヘッド部に植毛されている。本発明において、ポリエステルとは、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)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)等を含む。
図1は、従来の刷毛がアンカーで固定された歯ブラシ体の平面図であって、歯ブラシ体のヘッド部に設けられたホールhに刷毛が植毛される。
図1の植毛群(毛束)の直径は、1.6〜4.0mmであって、これより大きい場合はアンカーで固定することが不可能である。
図2は、アンカーなしでヘッドインサート10に刷毛を熱融着し又は金型に植毛した後、射出成形する方法によって製造された多様なパターンの植毛群が設けられた歯ブラシ体の平面図である。この方法による歯ブラシの植毛群は、アンカーによって固定されるのではないため、大きさ及び模様の制限を受けない。大きさ及び模様の制限を受けないので、多様なパターンのホールhを形成して植毛することができる。
まず、前者の方法について説明する。
図3は、本発明で使用されるヘッドインサート10を示す。
上記ヘッドインサートは、多様なパターンのホールhが設けられており、このホールhに刷毛が植毛される。植毛される刷毛は、単一厚度のものを使用し、又は相異なる厚度のものを混用する。相異なる厚度のものを混用する場合には、テーパー加工後に多様な毛先厚度を持つことになって、歯ブラシの製品寿命の延長等の効果を期待することができる。
図4は、ヘッドインサート10に刷毛が植毛される状態を示す状態図である。図5は、ヘッドインサートの裏面から突出した植毛が熱融着される状態を示す状態図である。刷毛は、ヘッドインサートの裏面から1〜3mm突出するようにヘッドインサート10に植毛され、突出した刷毛は熱融着されてヘッドインサート10に固定されることを示す状態図である。刷毛の固定されたヘッドインサート10は、図6に示す通りである。
図8は、刷毛の固定されたヘッドインサート10が歯ブラシ体1と結合する状態を示す状態図である。ヘッドインサート10は、歯ブラシ体1に設けられているヘッドインサート定着部uに挿入される方式で結合する。
この方法は、後述する金型に刷毛を直接植毛した後、樹脂の射出によって刷毛と歯ブラシ体とを一体化させる方法に比べて、相対的に小さい刷毛が植毛されたヘッドインサート10のみをテーパー加工するので、一度に多量のヘッドインサート10を処理することができ、薬品浸漬後に水洗するときにもやはり大きさが小さくて有利であり、ヘッドインサート10の裏面も露出しているため、水洗時間を短縮させることができる。また、不良の際に歯ブラシ全体を除去するのではなく、当該ヘッドインサート10のみを除去すれば良いので損失が少なく、処理の際に歯ブラシ体の汚染が防止されるという利点もある。ところが、この方法は、ヘッド部が別途に分離されず、歯ブラシ1全体が同時に成形されるタイプの製品には適用することができないという欠点を持っている。
すなわち、図10に示すように刷毛を金型に植毛した状態で、韓国公開特許第2001−00341454号に開示されているように、金型の内部に突出した刷毛は、熱融着して金型の植毛部を封じ込み、射出の際に圧力によって樹脂が封じ込まれた金型の植毛部を通過して刷毛側に漏れることを防止するために、金型内の圧力を検出し、圧力が設定の圧力値を超過したときに射出を中止し、圧力が正常に戻ってきたときにさらに射出を行い続ける方法によって射出し、金型に植毛された刷毛と歯ブラシとを一体化させる。
上記の方法で得られた歯ブラシは、ヘッドインサート10を使用する方法の場合と同様に、薬品に浸漬されてテーパー加工される。
上記方法は、いずれも必要に応じて、植毛された毛の長さが1〜10mmの範囲内で異なるように不均一に植毛することができる。また、全体的な形状が山状又は円錐状となるように植毛することもできる。
本発明にかかる歯ブラシ製造方法は下記のとおりである。
PTT材質の毛先厚度0.19mmの刷毛を、ベルギーのBoucherie社で製造したモデル番号AFT CNC機械に取り付けられた金型に植毛した後、金型に突出した刷毛部分を熱融着し、樹脂を射出することにより、刷毛と歯ブラシ体とが一体化した歯ブラシを製造した。
この歯ブラシを図7に示すような固定治具に固定させ、水酸化ナトリウム35%溶液が120℃の温度に維持される反応槽に17分間浸漬した後、取り出して水洗、中和及び乾燥過程を経て、毛先のテーパー加工された刷毛が植毛された歯ブラシを得た。歯ブラシは、毛先厚度が0.01〜0.02mmであり、テーパー長が5〜7mmであった。
カネボウ株式会社によって製造された、PBT材質の毛先厚度0.18mmの抗菌毛を、実施例1で使用した機械を用いて植毛し、図6に示すような刷毛が固定されたヘッドインサートを製造した。このヘッドインサートを実施例1と同様の方法でテーパー加工した結果、刷毛の毛先厚度が0.01〜0.03mmであり、テーパー長は4〜6mmであった。
得られた刷毛が植毛されたヘッドインサートを、歯ブラシ体のヘッド部に設けられたヘッドインサート定着部に挿入し、超音波で接着して歯ブラシを得た。
PBT材質の厚度0.203mm(8mils)の刷毛ロール(spooled filament)をドイツCoronet社製の融着式歯ブラシ製造装置に連続して供給し、刷毛が植毛された歯ブラシを製造した。
得られた歯ブラシを図7に示すような固定治具に固定させた後、95%硫酸溶液が135℃に維持される反応槽に10分間浸漬してテーパー加工した。しかる後、水洗、中和及び乾燥過程を経て得られた刷毛の毛先厚度は0.01〜0.04mmであり、テーパー長は4〜6mmであった。
7:3の重量比で混合されたPBTとポリエステルエラストマーで出来ており、それぞれ厚度0.152mm、0.178mm、0.203mmの刷毛を、実施例1で使用した機械を用いてプラスチック材質のヘッドインサートに植毛するが、中央部分には毛先厚度0.152mmの毛を、中間部分には厚度0.178mmの毛を、縁部には0.203mmの毛をそれぞれ植毛した。
得られたヘッドインサートを図7に示すような固定治具に固定させた後、98%硫酸溶液が115℃の温度に維持される反応槽に10分間浸漬した後、取り出して水洗、中和及び乾燥過程を経て、先端にテーパー加工を施した刷毛が植毛された歯ブラシを得た。刷毛の毛先厚度は0.01〜0.04mmであり、テーパー長は5〜7mmであった。
カネボウ株式会社によって製造された、PBT材質の毛先厚度0.18mmの抗菌毛とナイロン材質の毛先厚度0.20mmの刷毛を1:1の割合で混合し、薬品に浸漬する時間を12分にした以外は実施例2と同様にして歯ブラシを製造した。
得られた歯ブラシの刷毛はPBT材質の毛先厚度が0.03〜0.05mmであり、ナイロン材質の刷毛は毛先厚度が0.20mmであった。
これを突起付ドラム型研磨機で10秒間研磨させたところ、0.01〜0.02mmの毛先厚度及び3〜5mmのテーパー長を持つ刷毛と、0.10〜0.15mmの毛先厚度及び1〜2mmのテーパー長を持つ刷毛とが混在することになった。
10:ヘッドインサート
20:固定治具
h:ホール
s:収容口
u:ヘッドインサート定着部
Claims (5)
- 刷毛を金型に直接植毛し、射出前に圧力緩和部材をヘッドインサートの裏面に積層させた後、樹脂の射出によって植毛された刷毛と歯ブラシ体とを一体化させ、しかる後、刷毛を薬品に浸漬して毛先厚度が0.01〜0.07mm、テーパー長が3〜7mmとなるようにテーパー加工する段階を含むことを特徴とする歯ブラシの製造方法。
- ポリエステル系の刷毛と、別の種類の合成樹脂材質の刷毛とが混用されることを特徴とする、請求項1に記載の歯ブラシの製造方法。
- 物理的な方法で刷毛の毛先を研磨してテーパー加工する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の歯ブラシの製造方法。
- 毛先厚度が相異なる2種以上の刷毛が使用されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の歯ブラシの製造方法。
- 毛先厚度0.01〜0.07mmの刷毛が混在していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の歯ブラシの製造方法。
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