JP6598349B2 - 歯ブラシの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、歯ブラシの製造方法に関する。

一般に、ブラシと呼ばれるものには、歯ブラシ、化粧品用ブラシ、トイレ・風呂清掃用ブラシ、住宅（室内・室外）清掃用ブラシ、工業用ペイント用ブラシ等があり、その使用目的は、主に清掃や塗布である。

このようなブラシは、毛（刷毛）が植毛されたヘッド部とハンドル体（柄）で構成されており、毛の素材としては天然物（植物又は動物）と人工物（ナイロン、ＰＢＴ等）が用いられることが多く、ハンドル体の素材としては天然物（木材、金属、石、セラミック等）と人工物（樹脂、合金等）が用いられることが多い。

ハンドル体の製造方法としては、天然物であれば切削や研磨加工等で製造され、人工物であればＰＥＴ等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）、又はポリスチレン系樹脂を使用した射出成形等の金型成形が一般的である。射出成形等の金型成形が一般的である理由は、汎用型材料（樹脂）を使用でき、金型さえあれば大量に作製が可能で、低コストであることが挙げられる。

現在、このような金型成形としては、種々のものが知られており、とりわけ射出成形やブロー成形は汎用の技術の一つとなっている。
ブロー成形は、原料となる樹脂を溶融し、パイプ状（筒状）のパリソンを押し出して形成し、このパリソンを金型で挟み込んで、中に空気を吹き込んで製品を成形する技術で、原料の加熱・溶融、押し出し（成形）、型成形、冷却、取り出し、が瞬時に行われる。ブロー成形が一般の射出成形と大きく異なる点は、中空容器が成形できる点にあり、ＰＥＴボトル等の各種飲料用容器の製造に多く利用されている。

なお、ハンドル体に中空部を形成したものとして特許文献１及び特許文献２に記載されたものが知られている。

特開平７−２８４４１１号公報 特開２００３−３２５２３１号公報

ところで、従来、一体成形によって形成された歯ブラシのハンドル体としては、中実のものしか知られていなかった。
確かに特許文献１には、ハンドル体を中空にしたものが記載されているが、これはトイレブラシに関する技術であり、歯ブラシを念頭においた技術ではない。また、特許文献２には、把持部を中空にする技術が記載されているが、ハンドル体をどのようにして成形したのか不明であり、一体成形しているようには思われない。

一体成形によって形成された歯ブラシのハンドル体として、中実のものしか知られていなかった理由としては、従来、中実構造のものであっても特に不都合がなく敢えて中空にしようとする理由がなかったことが挙げられる。

また、射出成形によって中空のものを作製する場合、工程が増え、コスト高になるとともに、中空の形状にも制約が生じるのでメリットが少ないことや、ブロー成形が、一般的にＰＥＴボトル等のある程度の断面積を有する形状のものに利用される技術だと理解されていたことも挙げられる。
しかしながら、ハンドル体を中実構造にしていると、形状の多様性に欠けるという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、植毛部の寸法精度を確保しつつ、把持部を含む全体形状に多様性を持たせることのできる、歯ブラシ、歯ブラシの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様における歯ブラシは、インジェクション成形された第１部分と、前記第１部分の一端側にブロー成形された第２部分と、を備え、少なくとも前記第１部分に植毛部が設けられるとともに、少なくとも前記第２部分に第１中空部が設けられていることを特徴とする。

本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記第２部分に把持部が設けられ、少なくとも前記把持部内に前記第１中空部が設けられている構成としてもよい。

本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記第１部分及び前記第２部分のいずれか一方に、前記植毛部と前記把持部とを連結する首部をさらに備え、少なくとも前記首部内に前記第１中空部に連通する第２中空部が設けられている構成としてもよい。

本発明の一態様における歯ブラシの製造方法は、一端側にインジェクション成形により少なくとも植毛部が形成された第１部分を有するインジェクションピースを形成する第１工程と、前記インジェクションピースの他端側を二次金型に挿入し、前記他端側を加熱して前記インジェクションピース内に流体を吹き込むことで前記他端側に第１中空部を形成して、前記第１部分に連続する第２部分を成形する第２工程と、を有することを特徴とする。

本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記第２工程において、前記インジェクションピース内に流体を吹き込むことで把持部を有する第２部分を成形し、少なくとも前記把持部内に前記第１中空部を形成する製造方法としてもよい。

本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記第１工程において、前記インジェクションピースの前記一端側に、前記植毛部と、前記植毛部に連続する首部と、をインジェクション成形により一体成型することで前記第１部分を形成し、少なくとも前記首部内に前記第１中空部に連通可能な第２中空部を形成する製造方法としてもよい。

本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記第２工程において、前記把持部を成形するのと同時に、前記第１中空部の前記第１部分側に前記第１中空部に連通する第２中空部を形成して、前記第１部分に連続する首部を成形する製造方法としてもよい。

本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記第２工程において、前記インジェクションピースの前記第１部分の少なくとも一部をホルダー内に挿入し、前記インジェクションピースの非加工部分を非加熱状態で保持する製造方法としてもよい。

本発明の一態様に係る歯ブラシにおいて、前記第２工程において、ダイレクトブロー成形法、インジェクションブロー成形法、延伸ブロー成形法のうちのいずれかを採用する製造方法としてもよい。

本発明の歯ブラシ用のハンドル体によれば、植毛部の寸法精度を確保しつつ、把持部を含む全体形状に多様性を持たせることができる。

（ａ）は、歯ブラシの全体構成を示す側面図、（ｂ）は、歯ブラシの全体構成を示す断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、中空部の先端の位置を示す図。 ハンドル体の成形工程を示す図。 ハンドル体の成形工程を示す図。

［実施形態］
本発明の実施形態にかかる歯ブラシについて、図面を参照して説明する。
図１（ａ）は、歯ブラシの全体構成を示す側面図である。図１（ｂ）は、歯ブラシの全体構成を示す断面図である。図２（ａ）〜（ｃ）は、中空部の先端の位置を示す図である。

図１（ａ）に示すように、本実施形態の歯ブラシ１は、ハンドル体２と、ハンドル体２のヘッド部（植毛部）３に植毛された毛束４と、を備えた構成となっている。

ハンドル体２は、ヘッド部３と首部５と把持部６とを有している。ハンドル体２は、部位によって異なる成形方法を用いて一体的に成形されたものである。具体的には、ハンドル体２のうち、ヘッド部３及び首部５がインジェクション成形体からなり、把持部６がブロー成形体からなる。ヘッド部３及び首部５が本発明に係る第１部分１Ａに相当し、把持部６が本発明に係る第２部分１Ｂに相当する。

本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、ヘッド部３が中実構造とされている。ヘッド部３の一面３ａには、図示略の植毛穴が複数形成されており、各植毛穴に用毛の毛束４が植設されている。

ヘッド部３の幅は特に限定されず、例えば７〜１８ｍｍが好ましく、８〜１６ｍｍがより好ましい。上記下限値以上であれば、毛束４を設ける面積を十分に確保することができ、上記上限値以下であれば、口腔内での操作性をより高められる。

ヘッド部３の長さは特に限定されず、例えば１０〜３０ｍｍが好ましく、１２〜２８ｍｍがより好ましい。上記下限値以上であれば、毛束４を設ける面積を十分に確保することができ、上記上限値以下であれば、口腔内での操作性をより高めることができる。

また、ヘッド部３の厚さｈ１は、材質等を勘案して決定でき、例えば、２〜６ｍｍが好ましく、２．５〜４ｍｍがより好ましい。上記下限値以上であれば、ヘッド部３の強度をより高められ、上記上限値以下であれば、口腔内での操作性をより高められる。

首部５は、ヘッド部３と把持部６を連結する部分であり、図１（ｂ）に示すように、内部に第２中空部７が形成されている。第２中空部７は、首部５の延在方向（図１（ｂ）のＸ方向）全体に設けられても構わないし、一部に設けられても構わない。但し、第２中空部７は、後述する把持部６の第１中空部８と連通するように構成されている。

また、第２中空部７の先端７ａの位置によって、歯ブラシ１の首部５の弾性（たわみ具合）及び歯ブラシ１のブラッシング時のかたさを調整することができる。
例えば、図１（ｂ）に示すように、第２中空部７の先端７ａが首部５の中央よりも把持部６側に形成されている場合、すなわち第２中空部７の首部５の延在方向の長さが、首部５の延在方向の長さの半分よりも短い場合は、首部５の剛性が小さくなるため、首部５のたわみ具合が従来の歯ブラシよりもやや小さくなり、ブラッシング時のかたさも従来の歯ブラシよりもやや硬くなる。

一方で、図２（ｂ）に示すように、第２中空部７の先端７ａが首部５の中央よりもヘッド部３側に形成されている場合、すなわち第２中空部７の首部５の延在方向の長さが、首部５の延在方向の長さの半分よりも長い場合は、首部５の剛性が大きくなるため、首部５のたわみ具合が従来の歯ブラシよりも大きくなり、ブラッシング時のかたさも従来の歯ブラシよりも柔らかくなる。

また、図２（ａ）に示すように、第２中空部７の先端７ａが首部５の中央にあるときは、把持部６側にあるものとヘッド部３側にあるものとの中間の性質を有することになる。

さらに、図２（ｃ）に示すように、ハンドル体２の把持部６及び首部５だけでなく、ヘッド部３にも、首部５の第２中空部７と連結された第３中空部１３が設けられていてもよい。

首部５の厚さｈ２は、材質等を勘案して決定でき、例えば、３〜６ｍｍが好ましく、３．５〜４ｍｍがより好ましい。上記下限値以上であれば、首部５の強度を一定以上に保持でき、上記上限値以下であれば、口腔内での操作性をより高められる。

把持部６は、内部に第１中空部８が設けられている。第１中空部８は、把持部６の延在方向（図１（ｂ）のＸ方向）全体に設けられており、第２中空部７と連結するように構成されている。

把持部６の形状等については図示したものに限られず、特に限定されない。
把持部６の長さについては、ハンドル体２全体の長さが１２０〜２００ｍｍとなるような長さに調整されることが多い。

また、第２中空部７及び第１中空部８内には、第１中空部８の後端８ａに形成された孔８ｂを介して、適宜の内容物（気体、液体、ゲル、固体、紙等）を挿入可能なように構成されている。

内容物としては、例えば、ハンドル体２を透明又は半透明の樹脂から形成した場合は、ブランドや商品名が記載された紙、取扱い説明書、成分表示用紙、氏名が記載された紙を例示できる。また、カラーの液体・ゲル・ラメを入れることで、色のバリエーションを増やすことも考えられる。

また、ハンドル体２が透明又は半透明でなくとも、例えば、歯磨き粉、洗剤、爪楊枝や歯間ブラシを入れて、旅行用ないし携帯用としてセットとすることができる。また、子供用歯ブラシには、球体を入れるなどして、ブラッシング時に音がでるように構成したり、中におもちゃ等を入れたりしても構わない。

なお、第２中空部７及び第１中空部８内に物質を入れない場合は、第１中空部８の後端８ａの孔８ｂを閉じた形状としても構わないし、第２中空部７及び第１中空部８内に入れる物質を取り出し可能なものとする場合は、第１中空部８の孔８ｂに適宜のキャップ等を設けることで、開閉自在な構成にしても構わない。

毛束４は、図１（ａ）に示すように、複数の用毛を束ねたものであり、ヘッド部３の一面３ａから毛束４の先端４ａまでの長さ（毛丈）は、毛束４に求める毛腰等を勘案して決定でき、例えば、６〜１３ｍｍとされる。全ての毛束４は同じ毛丈であってもよいし、相互に異なってもよい。

また、毛束４の太さ（毛束径）は、毛束４に求める毛腰等を勘案して決定でき、例えば、１〜３ｍｍとされる。全ての毛束４は同じ毛束径であってもよいし、相互に異なっていてもよい。

毛束４を構成する用毛としては、例えば、毛先に向かって漸次その径が小さくなり、毛先が先鋭化された用毛（テーパー毛）、ヘッド部３の一面３ａから毛先に向かいその径がほぼ同一である用毛（ストレート毛）等が挙げられる。ストレート毛としては、毛先がヘッド部３の一面３ａに略平行な平面とされたものや、毛先が半球状に丸められたものが挙げられる。

用毛の材質は、例えば、６−１２ナイロン（６−１２ＮＹ）、６−１０ナイロン（６−１０ＮＹ）等のポリアミド、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）等のポリエステル、ＰＰ等のポリオレフィン、ポリオレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー等のエラストマー樹脂等が挙げられる。これらの樹脂材料は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、用毛としては、芯部と該芯部の外側に設けられた少なくとも１層以上の鞘部とを有する多重芯構造を有するポリエステル製用毛が挙げられる。

用毛の横断面形状は、特に限定されず、真円形、楕円形等の円形、多角形、星形、三つ葉のクローバー形、四つ葉のクローバー形等としてもよい。全ての用毛の断面形状は同じであってもよいし、異なっていてもよい。

用毛の太さは、材質等を勘案して決定でき、横断面が円形の場合、例えば、６〜９ｍｉｌ（１ｍｉｌ＝１／１０００ｉｎｃｈ＝０．０２５ｍｍ）とされる。また、使用感、刷掃感、清掃効果、耐久性等を考慮して、太さの異なる複数本の用毛を任意に組み合わせて用いてもよい。

［歯ブラシの製造方法］
次に、本実施形態の歯ブラシ１の製造方法について説明する。
本実施形態の歯ブラシ１の製造方法は、ハンドル体２を成形し、その後にハンドル体２のヘッド部３に毛束４を植毛して製造する。

（ハンドル体の成形工程）
先ず、ハンドル体の成形工程について述べる。
図３及び図４は、ハンドル体の成形工程を示す図である。
先ず、図３に示すように、一端側にヘッド部３及び首部５を有するインジェクションピース１１を不図示の金型を用いてインジェクション成形する（第１工程）。

ここで、首部５に形成する第２中空部７の先端７ａの位置は、インジェクション成形時の金型ピンの長短によって決まる。

次に、インジェクションピース１１の他端側１１ｂであってヘッド部３及び首部５以外の領域を、図４に示す二次金型１２に収容する。二次金型１２には、内部に把持部６に対応した形状のキャビティ１２Ａが形成されている。

また、インジェクションピース１１の首部５の一部（首部５におけるヘッド部３側とは反対側の部分）をホルダー１４内に収容する。ホルダー１４の内部には、首部５の形状に応じたキャビティ１４Ａが形成されている。このホルダー１４は、インジェクションピース１１の非加工部分を非加熱状態で保持するものである。インジェクションピース１１のうち少なくとも首部５の一部をホルダー１４内に収容させておくことで、インジェクションピース１１の他端側１１ｂにブロー成形によって把持部６を形成する際に、首部（非加工部分）５の形状が維持される。

図４に示すように、インジェクションピース１１のうち、ヘッド部３及び首部５を二次金型１２及びホルダー１４に収容した状態で、インジェクションピース１１の他端側１１ｂを加熱し、内部に空気を吹き込むことにより、インジェクションピース１１の他端側１１ｂを膨らませて二次金型１２のキャビティ１２Ａ内に押圧する。このようにして第１中空部８を有する把持部６を成形する。この際、首部５の第２中空部７内にも空気が送り込まれるが、ホルダー１４によって首部５の形状は維持される。

本実施形態では、ハンドル体２の把持部（第２部分）６を形成するにあたり、ダイレクトブロー成形法、インジェクションブロー成形法、延伸ブロー成形法のうちのいずれかを採用する。

ハンドル体２を成形した後は、ハンドル体２のヘッド部３に毛束４を植毛する。毛束４の植毛方法としては、毛束４を二つ折りにしその間に挟み込まれた平線を不図示の植毛穴に打ち込むことにより毛束４を植設する平線式植毛、毛束４の下端を植毛部となる溶融樹脂中へ圧入して固定する熱融着法、毛束４の下端を加熱して溶融塊を形成した後に金型中に溶融樹脂を注入して植毛部を成形するインモールド法等が挙げられる。
以上のようにして、図１（ａ）、（ｂ）に示すような本実施形態の歯ブラシ１が成形される。

本実施形態では、ハンドル体２のヘッド部３の部分をインジェクション成形することによって植毛穴のピッチなど寸法精度が向上し、加工性向上を期待できる他、平線植毛の安定化を図ることができる。
また、インジェクション成形することでヘッド部３及び首部５の周囲にバリが生じにくく、バリ取り処理を施す必要がない。

本実施形態では、ハンドル体２の把持部６と首部５に第１中空部８及び第２中空部７が形成されているので、歯ブラシ１の外観形状に多様性を富ませることができる。つまり、一次金型９及び二次金型１２のキャビティ形状により、ハンドル体２として複雑なデザインを付与することが可能であり、その形状によってはさらに弾力性（たわみ）のバリエーションを付与することができる。

例えば、第２中空部７及び第１中空部８に適宜の物質（気体、液体、ゲル、固体、紙等）を入れることで、従来とは異なった形状とすることができる。また、本実施形態では、従来、中実とされており、有効に利用されていなかったスペースを有効的に活用することができる。

また、本実施形態では、首部５に形成する第２中空部７の先端７ａの位置を調整することで、首部５のたわみを所望のものとするように設計するのが好ましい。

首部５の弾性は、首部５の太さ・長さ、又は材質で制御されていたが、本実施形態では、首部５の弾性について、従来よりも設計の幅が広がるという有利な効果を得ることができる。首部５の第２中空部７の先端７ａの位置を調整することで、首部５の弾性を適宜に調整することができる。これにより、成形樹脂として安価なものを選択できるとともに、首部５の弾性を所望のものとして調整することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

上記実施形態では、ハンドル体２のうち、ヘッド部３および首部５がインジェクション成形体からなり、把持部６がブロー成形体からなる。本発明はこれに限られることはなく、ヘッド部３に連続する首部５を把持部６とともにブロー成形体（第２部分）で構成してもよい。少なくとも高い寸法精度が求められるヘッド部３はインジェクション成形することが好ましい。

また、上記実施形態は、通常の歯ブラシだけでなく、電動歯ブラシ用の替えブラシにも応用することが可能である。

１…歯ブラシ、２…ハンドル体、３…ヘッド部（植毛部）、４…毛束、５…首部（非加工部分）、６…把持部、７…第２中空部、８…第１中空部、９…一次金型、１０…パリソン、１０ａ…一端側、１１…インジェクションピース、１１ｂ…他端側、１２…二次金型、１４…ホルダー

Claims (3)

1. インジェクション成形により、一端側に少なくとも植毛部が形成された第１部分を有するインジェクションピースを形成する第１工程と、
   前記インジェクションピースの他端側を二次金型に挿入し、前記他端側を加熱して前記インジェクションピース内に流体を吹き込むことで前記他端側に第１中空部を形成して、前記第１部分に連続する第２部分を成形する第２工程と、を有し、
   前記第１工程において、
   前記インジェクションピースの前記一端側に、前記植毛部と、前記植毛部に連続する首部と、をインジェクション成形により一体成型することで前記第１部分を形成し、
   前記第２工程において、
   前記インジェクションピースの少なくとも一部をホルダー内に挿入し、前記ホルダーにより前記インジェクションピースの非加工部分を非加熱状態で保持し、
   前記インジェクションピース内に流体を吹き込むことで把持部を有する第２部分を成形するとともに、少なくとも前記把持部内に前記第１中空部を形成し、
   前記第１中空部は、前記第１工程および第２工程のいずれかにおいて前記インジェクションピースの前記首部内に形成された第２中空部に連通して形成されている、
   ことを特徴とする歯ブラシの製造方法。
2. 前記第２工程において、ダイレクトブロー成形法、インジェクションブロー成形法、延伸ブロー成形法のうちのいずれかを採用する、
   請求項１に記載の歯ブラシの製造方法。
3. 前記第１工程において前記第２中空部が形成される、
   請求項１または２に記載の歯ブラシの製造方法。