JP4166212B2 - 歯ブラシハンドルおよびその成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、硬質芯部を軟質素材で被覆してなる把持部を有する歯ブラシハンドルとその成形方法に関するものである。

歯ブラシハンドルでは、把持部のフィット性向上のため、ポリプロピレンなどの硬質樹脂で構成した硬質芯部のまわりをソフトエラストマーで被覆することが行なわれている。しかし、ソフトエラストマーの代表であるスチレン系エラストマーは硬質芯部に用いられるポリプロピレンなどとは相溶性がよくないため、両者が強固に接着しにくく、使用中にソフトエラストマーがはがれることがあるという問題があった。

このような理由から、スチレン系エラストマーは凹凸嵌合を利用して硬質芯部に組み合わされることが多く、硬質芯部の嵌合構造が複雑となるきらいがあった。そのため、一般的には、フィット感を犠牲にしてもやや硬度が高くて接着性に優れたゴム硬度６０前後のオレフィン系エラストマーが使用されてきた。

以下、従来の歯ブラシにおけるハンドル構造の例をいくつか示す。
１．特許文献１（実開昭６０−１３０２５号公報）
柄部のまわりをゴムで被覆することにより、柄部に弾力性を持たせた歯ブラシが示されている。この歯ブラシの柄部構造は、一般的な二色成形ハンドルに近い構造であるが、グリップの柔らかさや具体的なゴム材質、物性については何らの検討もなされていない。

２．特許文献２（特開平７−３２７７３７号公報）
把持部を合成樹脂材料製のハンドル基部と、合成ゴム材料製のゴム部とで構成することにより、滑り止め効果を与えた歯ブラシが示されている。この歯ブラシの場合、ゴム部の材料として、ポリスチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマーなどの記載はあるが、接着性やソフト感に関する検討は何らなされておらず、相溶性の観点からオレフィン系エラストマーを用いることが望ましいとしている。

３．特許文献３（特開２０００−４９４４号公報）
把持部を熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーで構成した歯ブラシが示されている。この歯ブラシの場合、熱可塑性エラストマーとして、ポリスチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマーなどの記載はあるが、上記特許文献２に記載の歯ブラシと同様、接着性やソフト感については何ら具体的な検討はなされておらず、相溶性の観点からオレフィン系エラストマーを用いることが望ましいとしている。

４．特許文献４（特表２０００−５０４６０９号公報）
把持部の背面側にフランジを形成し、このフランジのまわりを熱可塑性の弾性材からなる把持要素で覆うことにより、細長い把持部に剛性を与えるとともに柔らかいつかみ心地を実現した歯ブラシが示されている。この歯ブラシの場合、フランジのまわりを覆う熱可塑性弾性材としては、ショアＡ硬さが５〜３０と規定されているだけであり、具体的な材質や物性については示されていない上、接着性やソフト感についても何ら検討がなされていない。

５．特許文献５（特開２００２−５４２８５４号公報）
全体的にＳ字形状をした骨格部分にショアＡ硬さが１〜９４の範囲の弾性的なエラストマー部分を有する把持部を備えた歯ブラシが示されている。この歯ブラシの場合もエラストマーの接着性やソフト感については何ら検討がなされていない。

実開昭６０−１３０２５号公報（全文、全図） 特開平７−３２７７３７号公報（全文、全図） 特開２０００−４９４４号公報（全文、全図） 特表２０００−５０４６０９号公報（全文、全図） 特開２００２−５４２８５４号公報（全文、全図）

上記歯ブラシハンドルを初めとして、従来の歯ブラシハンドルでは次のような問題があった。

（１）把持部のソフト感を高めるためにソフトエラストマーであるスチレン系エラストマーを用いる場合、芯部材料との相溶性が悪く、剥がれやすいという問題があった。

（２）スチレン系エラストマーなどのソフトエラストマーと、ポリプロピレンなどの硬質芯部の接着性を高める手法として、エラストマーにポリプロピレンやポリエチレンをブレンドすることがあるが、最終的に把持部の硬度が高くなり、フィット感が損なわれるという問題があった。

（３）硬質芯部のまわりにオレフィン系エラストマーやポリエステル系エラストマーを被覆する場合、硬質芯部への接着性を十分に確保するためにゴム硬度を５５〜６５前後に設定する必要があり、フィット感や滑り止め効果がやや劣るという問題があった。

（４）ゴム硬度３０前後またはそれ以下のソフトエラストマーは粘りがあり、素材自体の伸び率も高いため、通常のペレットカッターで切断することが困難であり、ペレットにするためにはウェット式の特殊カッターが必要となる。また、従来の射出成形機を用いて調色をマスターバッチで行なうためには、新たな設備投資が必要である。このため、通常はマスターバッチによる着色は行なわず、予めベース樹脂に着色を施した全着色材料樹脂を使うことになるが、色毎に多大な樹脂在庫を抱える必要があり、コスト高になるという問題があった。また、全着色材料樹脂はマスターバッチに比べて着色剤の分散性が悪く、成形品に色むらが発生しやすいという問題もあった。

（５）ゴム硬度の低いスチレン系エラストマーは密着性が高いため、滑り効果は高いが、べたついて不快な場合があり、また水に濡れると滑りやすいという欠点があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、把持部がソフトでフィット感に優れるだけでなく、硬質芯部に対する軟質素材の接着性も良好な高品質の歯ブラシハンドルとその成形方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明では次のような手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の発明は、ヘッド部と、首部と、硬質芯部を軟質素材で被覆してなる把持部とを備えた歯ブラシハンドルにおいて、前記軟質素材としてスチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーのブレンド樹脂を用い、
前記スチレン系エラストマーとしてゴム硬度１５〜２５、前記オレフィン系エラストマーとしてゴム硬度６０〜８０のものを用いるとともに、これらエラストマーのブレンド比（スチレン系エラストマー：オレフィン系エラストマー）を９５：５〜７５：２５、ブレンド後のゴム硬度を２０〜２５としたものである。

また、請求項２記載の発明は、上記歯ブラシハンドルの成形方法であって、硬質芯部のまわりにスチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーのブレンド樹脂を被覆成形する際、スチレン系エラストマーをベース樹脂としてナチュラルで用い、オレフィン系エラストマーをマスターバッチのベース樹脂として調色材とともに用いるようにしたものである。

請求項１記載の発明によれば、硬質芯部を覆う軟質素材としてスチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーのブレンド樹脂を用い、この軟質素材を構成するスチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーについてそのブレンド比やゴム硬度を最適な値に設定したので、ソフトでフィット感に優れた把持部とすることができるとともに、硬質芯部に対する軟質素材の接着性も良好な高品質の歯ブラシハンドルとすることができる。

請求項２記載の発明によれば、歯ブラシハンドルの成形に際し、通常のカッターを用いてペレット化することができる。したがって、特別な設備投資が不要で、余分な樹脂在庫を持つ必要もないため、製造コストを通常の歯ブラシハンドル成形品並に抑制することができ、歯ブラシハンドルを廉価に提供することができる。また、マスターバッチによって着色できるので、色ムラのない歯ブラシハンドルを製造することができる。

本発明の歯ブラシハンドルは、硬質芯部を軟質素材で被覆してなる把持部を有し、軟質素材としてスチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーのブレンド樹脂を用いたことを特徴とする。以下、材質やブレンド比、ハンドル構造、成形方法などをより詳細に説明する。

１．材質
歯ブラシハンドルの基体部を構成する硬質芯部としては、ポリプロピレンなどの周知の硬質樹脂を用いることができる。

スチレン系エラストマーは、ゴム硬度１５〜２５の範囲が好ましい。エラストマー硬度が１５よりも低いと、オレフィン系エラストマーをブレンドしても接着性が確保できなくなる。一方、エラストマー硬度が２５を超えると、ブレンド樹脂のゴム硬度が高くなりすぎ、十分なソフト感を得にくくなる。具体的なスチレン系エラストマーとしては、「サーモラスト」（クライブルグ社）、「ラバロン」（三菱化学）、「セプトン」（クラレ）、「レオストマー」（理研ビニル）、「タフテック」（旭化成）などを挙げることができるが、耐光性、透明性、高い接着性から「セプトン」（クラレ）が最も好ましい。

また、オレフィン系エラストマーは、ゴム硬度６０〜８０の範囲が好ましく、接着性が十分であれば柔らかいほどよい。柔らかすぎるとペレット化が困難となるため、ゴム硬度６０程度にすることが好ましい。具体的なオレフィン系エラストマーとしては、「ミラストマー」（三井化学）、「サーモラン」（三菱化学）、「サントプレン」（ＡＥＳジャパン）などを挙げることができる。

２．ブレンド比
スチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーのブレンド比（スチレン系エラストマー：オレフィン系エラストマー）は、９５〜７５：５〜２５の範囲が好ましく、９０：１１〜８０：２０程度がより好ましい。ブレンド後のゴム硬度は２０〜２５の範囲となるようにする。オレフィン系エラストマーの比率が少ないと、マスターバッチとして利用する際に調色材が分散不充分となり、色ムラが発生しやすく、連続生産における接着品質の安定化が損なわれるおそれがあるなど、本来の目的を果たしにくくなる。逆にオレフィン系エラストマーの比率が高すぎると、ゴム硬度が増加するため、好ましくない。

３．ハンドル構造
歯ブラシハンドルの把持部は、基体部を構成する硬質芯部とこれを被覆するブレンド樹脂からなる少なくとも二色成形以上の多色成形品とする。エラストマーグリップとしての柔らかさの特徴を活かすためには、硬質芯部を被覆するブレンド樹脂は厚さ１．２ｍｍ以上であることが望ましい。しかし、スチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーのブレンド樹脂は単体のオレフィン系エラストマーなどに比べて表面の滑り止め効果が非常に高いため、それより薄くてもその効果は発揮される。把持部を被覆する被覆率は１０〜１００％が好ましい。使用感を考慮した場合、被覆率は高い方がよい。

４．表面加工
硬質芯部を被覆するブレンド樹脂の表面は、シボ加工を施すことが好ましい。シボ面粗さは１０〜５０μｍ程度が自然な風合いで好ましいが、金型へのシボ加工性、成形金型からのスムーズな型離れなどを考慮すると、１０〜３０μｍ程度がより好ましい。

５．成形方法
歯ブラシハンドルを成形する場合、まず１次金型を用いてポリプロピレンなどを射出成形することで骨格となる硬質芯部を得る。次いで、ベース樹脂としてスチレン系エラストマーを用いるとともに、着色マスターバッチとしてオレフィン系エラストマーをベースとした樹脂を用い、これらを所定の硬度、所定の比率で射出成形機の樹脂供給ホッパーにセットし、２次金型にて硬質芯部のまわりの所定部分をスチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーのブレンド樹脂で被覆するように射出成形する。

射出時の樹脂温度は２００〜２４０℃程度が好ましい。低すぎると接着不良を起こし、高すぎると焼けが発生し、成形品の表面がただれてしまう。また、成形品表面には所定の表面粗さを有するシボ加工を施す。型離れをスムーズにするには、金型に数度の抜き勾配をつけるとよい。成形後は冷却・固化した後に離形し、完成品としての歯ブラシハンドルを得る。なお、エラストマーに関して成形前の除湿乾燥は基本的に必要ない。

本発明の具体的な実施例を以下に示す。

１次金型にて、植毛穴を有するヘッド部、首部、把持芯部からなるハンドル基体（全長１８５ｍｍ）をポリプロピレン（住友化学「ＷＰ６３８Ｃ」）で射出成形する。次に、この１次成形したハンドル基体を２次金型に装填し、ソフトグリップを構成するエラストマーとして、スチレン系エラストマー（クラレ「セプトンＫＣ３４２Ｄ」、ゴム硬度１８）をベース樹脂ペレットとし、マスターバッチのベース樹脂をオレフィン系エラストマー（三菱化学「ミラストマー６０３０Ｎ」、ゴム硬度６０）としたペレットを９０：１０の割合で混合し、射出成形機の供給ホッパーにセットした後、樹脂温度２４０℃にて射出成形し、冷却・固化後取り出し、歯ブラシハンドルとした。

上記スチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーのブレンド樹脂はブレンド後のゴム硬度が２２であり、ソフト感に優れ、フィット感が高いばかりでなく、硬質芯部のポリプロピレンとも相溶性が非常に高いため、強固に接着し、高品質の歯ブラシハンドルとなった。また、ブレンド樹脂で構成されるグリップ表面に粗さ２５μｍのシボ加工を施すことで、スチレン系エラストマー特有のべたつきを抑制し、かつ、濡れたときも滑りにくい、使用性に優れた歯ブラシハンドルとすることができた。さらに、上記エラストマー材は透明性が高いため、デザイン性も高い。

１次金型にて、植毛穴を有するヘッド部、首部、把持芯部からなるハンドル基体（全長１８０ｍｍ）をポリプロピレン（出光石油化学「Ｊ７００ＧＰ」）で射出成形する。次に、この１次成形したハンドル基体を２次金型に装填し、ソフトグリップを構成するエラストマーとして、スチレン系エラストマー（クラレ「サーモラスト」、ゴム硬度２０）をベース樹脂ペレットとし、マスターバッチのベース樹脂をオレフィン系エラストマー（三菱化学「サーモラン」、ゴム硬度６０）としたペレットを８０：２０の割合で混合し、射出成形機の供給ホッパーにセットした後、樹脂温度２３０℃にて射出成形し、冷却・固化後取り出し、歯ブラシハンドルとした。

上記スチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーのブレンド樹脂はブレンド後のゴム硬度が２５であり、ソフト感に優れ、フィット感が高いばかりでなく、硬質芯部のポリプロピレンとも相溶性が非常に高いため、強固に接着し、高品質の歯ブラシハンドルとなった。また、ブレンド樹脂で構成されるグリップ表面に粗さ３０μｍのシボ加工を施すことで、スチレン系エラストマー特有のべたつきを抑制し、かつ、濡れたときも滑りにくい、使用性に優れた歯ブラシハンドルとなった。ただし、この実施例２のブレンド樹脂は不透明なものとなるため、薄い着色には向かない。

＜評価試験＞
下記材質からなる歯ブラシハンドルを試作し、接着性と使用性について評価試験を行なった。
硬質芯部：ポリプロピレン（住友化学「ＷＰ６３８Ｃ」）
軟質素材：下記（１）（２）のエラストマーのブレンド樹脂
（１）スチレン系エラストマー：「セプトンＫＣ３４２Ｄ」（クラレ）、
ゴム硬度１８
（２）オレフィン系エラストマー：「ミラストマー６０３０Ｎ」（三菱化
学）、ゴム硬度６０

１．接着性の評価試験
上記材質からなる歯ブラシハンドルについて、接着性の評価試験を行なった。その結果を表１に示す。
評価方法：作製した歯ブラシハンドルの硬質芯部と軟質素材部を
引き剥がし、その時の接着状態を確認した。

上記接着性の評価試験によれば、軟質素材の全体が硬質芯部とムラなく十分に接着するブレンド比は１００：０と９０：１０の中間付近の９５：５であった。また、そのときのゴム硬度は２０以上であった。

２．使用性の評価試験
前記材質からなる歯ブラシハンドルのヘッド部に毛束を植毛して歯ブラシを作製し、歯ブラシとしての使用性の評価を行なった。その結果を表２に示す。
評価方法：パネル５０名にてそれぞれ１ヶ月間歯ブラシを使用し、
７段階絶対評価で判定した。得られた評価値の平均値を
評価結果とした。
評価基準：７段階絶対評価
７：非常によい、６：かなりよい、５：ややよい、
４：どちらでもない、３：やや悪い、２：かなり悪い、
１：非常に悪い

上記使用性の評価試験によれば、スチレン系エラストマーの比率が大きいと、ソフトさとフィット感は高くなるが、べたつきが好ましくない。一方、スチレン系エラストマーの比率が小さいと、べたつきは改善されるが、ソフトさとフィット感が損なわれる。総合評価によれば、品質バランスの高いブレンド比（絶対評価５点以上）は、９５：５〜７５：２５の範囲であった。また、そのときのゴム硬度は２０〜２５の範囲であった。

上記接着性と使用性の評価試験結果に従えば、スチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーのブレンド比は９５：５〜７５：２５、ブレンド後のゴム硬度は２０〜２５の範囲とすることが望ましい。

Claims (2)

1. ヘッド部と、首部と、硬質芯部を軟質素材で被覆してなる把持部とを備えた歯ブラシハンドルにおいて、
   前記軟質素材としてスチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーのブレンド樹脂を用い、
   前記スチレン系エラストマーとしてゴム硬度１５〜２５、前記オレフィン系エラストマーとしてゴム硬度６０〜８０のものを用いるとともに、
   これらエラストマーのブレンド比（スチレン系エラストマー：オレフィン系エラストマー）を９５：５〜７５：２５、ブレンド後のゴム硬度を２０〜２５としたことを特徴とする歯ブラシハンドル。
2. 請求項１に記載の歯ブラシハンドルを射出成形機を用いて射出成形する方法において、
   硬質芯部のまわりにスチレン系エラストマーとオレフィン系エラストマーのブレンド樹脂を被覆成形する際、スチレン系エラストマーをベース樹脂としてナチュラルで用い、オレフィン系エラストマーをマスターバッチのベース樹脂として調色材とともに用いることを特徴とする歯ブラシハンドルの成形方法。