(57)【要約】【課題】  テーパー用毛の毛先に不揃いのない高品質なテーパー用毛歯ブラシを平線なし植毛によって効率よく、かつ、安定的に製造する方法を提供すること。【解決手段】  片端テーパー用毛ピース１をその非テーパー端側が毛皿底面板に接するように毛皿１１上にセットし、用毛押出しピン１２ｂによって非テーパー端側から片端テーパー用毛を押し出すことにより、用毛を切り出すと同時に該切り出した毛束を用毛移動カセットＣの毛束用貫通孔に挿入し、次いで、毛束押出しピン１６ｂによって毛束用貫通孔内の毛束６をヘッド部４の背面側から押し出すことにより、ヘッド部植毛穴に挿入し、次いで、植毛穴に挿入された毛束６の非テーパー端部をヘッド部背面側から溶融加熱装置１８で加熱して溶融することにより、非テーパー端部をヘッド部背面に溶着し、次いで、ヘッド部背面側をヘッド部構成樹脂によって覆うことにより、テーパー用毛歯ブラシを得るようにした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド部に片端テーパー用毛からなる刷毛を植設した歯ブラシの製造方法であって、
片端テーパー用毛ピースをその非テーパー端側が毛皿底面板に接するように毛皿上にセットするとともに、該片端テーパー用毛ピースの上に歯ブラシヘッド部の植毛穴に対応した毛束用貫通孔を形成された用毛移動カセットを配置し、
用毛押出しピンによって非テーパー端側から片端テーパー用毛を押し出すことにより、毛束に対応する本数の用毛を切り出すと同時に該切り出した毛束を用毛移動カセットの毛束用貫通孔に挿入し、
次いで、該用毛移動カセットの上に歯ブラシハンドルをそのヘッド部背面が用毛移動カセットと向き合うようにセットした後、毛束押出しピンによって毛束用貫通孔内の毛束をヘッド部背面側から押し出すことにより、毛束をヘッド部背面側からヘッド部の植毛穴に挿入し、
次いで、前記植毛穴に挿入された毛束の非テーパー端部をヘッド部背面側から加熱して溶融することにより、非テーパー端部をヘッド部背面に溶着し、
次いで、ヘッド部背面側をヘッド部構成樹脂によって覆うことにより、テーパー用毛歯ブラシを得ることを特徴とする歯ブラシ製造方法。
【請求項２】
片端テーパー用毛を用毛移動カセットの毛束用貫通孔に挿入するときの用毛充填率（用毛基部径総断面積／貫通穴面積×１００％）を６０％以上、７０％未満とし、用毛移動カセットから歯ブラシヘッド部の植毛穴に毛束を挿入するときの用毛充填率を７０％以上、８０％未満とし、用毛移動カセットの毛束用貫通孔への毛束の挿入、歯ブラシヘッド部の植毛穴への毛束の挿入の順に毛束を順次圧縮しながら植毛することを特徴とする請求項１記載の歯ブラシ製造方法。
【請求項３】
用毛移動カセットの毛束用貫通孔と同一断面形状からなる毛叩きピンを備えた振動毛叩き装置を毛束用貫通孔の用毛挿入側と反対側の開口部に配置し、毛叩きピンを毛束に連動して毛束用貫通孔内に進退させ、毛束の先端を振動する毛叩きピンの先端で叩いて整毛しながら毛束を毛束用貫通孔に挿入していくことを特徴とする請求項１または２記載の歯ブラシ製造方法。
【請求項４】
同一長さの片端テーパー用毛を用い、毛束押出しピンの先端部形状および／またはピンの長さを刷毛プロファイルに対応させて変えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の歯ブラシ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッド部に片端テーパー用毛からなる刷毛を植設した歯ブラシの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歯ブラシの製造方法は、大別して平線式植毛と平線なし植毛の２種類に分けられる。刷毛として先の尖ったテーパー用毛を用いたいわゆるテーパー用毛歯ブラシに関しては平線式植毛が主流であり、平線なし植毛では実用化に至っていない。この理由としては、平線なしでは、テーパー用毛ピースから歯ブラシ毛束に相当する本数の用毛を安定的に切り出すことが難しいこと、また毛束の搬送・挿入工程で毛先が乱れやすく、毛先不揃いなどの不良発生を抑えることが難しいことなどが挙げられる。以下、従来技術について特許文献を挙げて説明する。
【０００３】
１．特許文献１（特開昭５６−２０００５号公報）
上下方向に貫通する植毛穴を備えた歯ブラシヘッド部に瞬間衝撃を連続的に繰り返し与えることにより、ヘッド部背面側から用毛を植毛穴内に嵌装させ、ヘッド部に固定するようにしたブラシの植毛方法が示されている。しかし、テーパー用毛に関する最適な毛束切り出し方法、歯ブラシへの挿入・固定方法などは研究されていない。
【０００４】
２．特許文献２（特開２００４−１８１２１５号公報）
針状テー毛の非テーパー部分を歯ブラシヘッドの通孔に押し入れた後、熱溶着するようにした歯ブラシ製造方法が示されている。この製造方法の場合、テーパー用毛先端側をピンで押すため、挿入工程で毛先が曲がりやすく、毛先折れや毛先不揃いなどの不良多発が避けられない。また、非テーパー端部側が挿入抵抗となって用毛充填率を挙げることができず、毛束密度が「疎」となり、刷毛耐久性の低い歯ブラシとなる。また、製造効率を上げるためにスピードアップを図ると、更に毛先が傷つき易くなり、不良発生率は顕著に増加する。また、毛束自由端側を斜めカット形状に形成する場合も、毛束挿入時に押し込みピン先端でテーパー毛先が滑るか、曲がるため、複雑な刷毛プロファイルを形成することは困難である。また、挿入される用毛は各工程においてカセット部、歯ブラシヘッド部の貫通孔に緩く入っているだけであるため、搬送工程中に穴内で毛束が乱れやすく、毛先の不揃いなどの不良発生原因となる。
【０００５】
３．特許文献３（特開２００２−１３６３４１号公報）
植毛穴の断面形状および断面積に対応した個別のスリーブを用意し、スリーブに用毛を導入した後、スリーブ内の押出しピンによって歯ブラシヘッドの植毛穴に毛束を個別に挿入するようにした歯ブラシ製造方法が示されている。この方法の場合、構造上、テーパー用毛をスリーブに導入する方向は非テーパー部側からとなるが、非テーパー部のエッジが邪魔になり、安定的にスリーブへの導入ができない。また、テーパー部側も導入抵抗によって押し潰されるため、毛先不良が発生しやすい。さらに、個別スリーブのため、一度に刷毛の切り出しおよび全植毛穴への挿入ができないため、生産性に劣るばかりか、毛束断面積の異なる複数の毛束で構成された歯ブラシを製造する場合は、個別スリーブをその数だけ準備する必要があり、設備の大型化、メンテナンス性の低下などの問題も避けられない。
【０００６】
４．特許文献４（特開２００２−１３６３４０号公報）
フィラメントの一端を固着した毛束と貫通孔を有する歯ブラシヘッドと、毛束固定部材、毛束抜止部材からなる歯ブラシが示されている。実施例中にはテーパー用毛歯ブラシも示されているが、毛束の切り出し方法、挿入方法などのテーパー用毛歯ブラシの製造方法として重要な工程については何らの記載もない。
【０００７】
５．特許文献５（実開平６−５０５３２号公報）
先端にテーパー部を有する複数本の刷毛を束ねて毛束とし、該毛束の基端部を溶融して刷毛を一体化し、この基端部を溶融一体化された毛束をヘッド部の植毛面に固着した歯ブラシが示されている。  この歯ブラシは、毛束の一端を固着した後にヘッド部に固着したものである。
【０００８】
【特許文献１】特開昭５６−２０００５号公報（全文、全図）
【特許文献２】特開２００４−１８１２１５号公報（全文、全図）
【特許文献３】特開２００２−１３６３４１号公報（全文、全図）
【特許文献４】特開２００２−１３６３４０号公報（全文、全図）
【特許文献５】実開平６−５０５３２号公報（全文、全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
１．テーパー用毛歯ブラシを平線なし植毛で製造する場合、テーパー用毛ピースから歯ブラシ毛束に対応する複数本の用毛を傷つけることなく切り出すことが困難であった。すなわち、
（１）個別スリーブによる切り出しの場合、テーパー用毛先端側からスリーブ内に用毛を導入すると、スリーブ先端で毛先を潰したり、曲げたりするため、不良が発生しやすい。また、毛先は基部よりも断面積が小さいため、取り出す本数がばらつき、安定した品質の歯ブラシを製造できない。一方、用毛基端部側からスリーブ内に導入する場合、用毛基端部のエッジが邪魔になり、毛束外周部の用毛がスリーブ先端に当たって潰されるため、不良発生の原因となる。また、複数サイズの毛束を有する歯ブラシを製造する場合には、複数のスリーブを必要とするため、設備投資が大きくなり、コストアップの原因になるとともに、工程が複雑となるため、生産性も低下する。
【００１０】
（２）平線式ピッカーによる切り出しの場合、複数サイズの毛束を有する歯ブラシを製造するには、複数の植毛ヘッドが必要となるため、設備投資が大きくなり、コストアップの原因となるとともに、工程が複雑となるため、生産性も低下する。また、ピッキング中に毛先が乱れやすい。
（３）押出しピンによるテーパー先端側からの切り出しの場合、毛先が潰れやすく、安定した本数での切り出しも困難である。
【００１１】
２．テーパー用毛歯ブラシを平線なし植毛で製造する場合、安定した本数での切り出しができないと、毛束挿入時の毛詰まりトラブルの原因となるため、植毛穴または毛束移動カセットの貫通孔の断面サイズに余裕を持たせる必要があった。このため、穴（孔）内の用毛は搬送中に位置ずれを起こしやすい状態となり、毛先不揃いなどの不良発生の原因となっていた。
【００１２】
３．テーパー用毛歯ブラシを平線なし植毛で製造する場合、歯ブラシヘッドの植毛穴または毛束移動カセットの貫通孔に毛束を挿入する際に、毛先が乱れて不良発生の原因となっていた。
【００１３】
４．テーパー用毛歯ブラシを平線なし植毛で製造する場合、山形形状や波形形状などの複雑な刷毛プロファイリングは困難であった。平線式植毛においても、用毛ピース長を予め正確に揃えて毛皿にセットしても、ピッカーでの搬送時や植毛穴への用毛打ち込み時に毛先が乱れるため、ある程度の毛先ばらつきは避けられず、細かな刷毛プロファイリングも実現困難であった。
【００１４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、毛先に不揃いのない高品質なテーパー用毛歯ブラシを平線なし植毛によって効率よく、かつ、安定的に製造する方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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記載の歯ブラシ製造方法は、片端テーパー用毛ピースをその非テーパー端側が毛皿底面板に接するように毛皿上にセットするとともに、該片端テーパー用毛ピースの上に歯ブラシヘッド部の植毛穴に対応した毛束用貫通孔を形成された用毛移動カセットを配置し、用毛押出しピンによって非テーパー端側から片端テーパー用毛を押し出すことにより、毛束に対応する本数の用毛を切り出すと同時に該切り出した毛束を用毛移動カセットの毛束用貫通孔に挿入し、次いで、該用毛移動カセットの上に歯ブラシハンドルをそのヘッド部背面が用毛移動カセットと向き合うようにセットした後、毛束押出しピンによって毛束用貫通孔内の毛束をヘッド部背面側から押し出すことにより、毛束をヘッド部背面側からヘッド部の植毛穴に挿入し、次いで、前記植毛穴に挿入された毛束の非テーパー端部をヘッド部背面側から加熱して溶融することにより、非テーパー端部をヘッド部背面に溶着し、次いで、ヘッド部背面側をヘッド部構成樹脂によって覆うことにより、テーパー用毛歯ブラシを得るようにしたものである。
【００１６】
また、請求項２記載の歯ブラシ製造方法は、片端テーパー用毛を用毛移動カセットの毛束用貫通孔に挿入するときの用毛充填率（用毛基部径総断面積／貫通穴面積×１００％）を６０％以上、７０％未満とし、用毛移動カセットから歯ブラシヘッド部の植毛穴に毛束を挿入するときの用毛充填率を７０％以上、８０％未満とし、用毛移動カセットの毛束用貫通孔への毛束の挿入、歯ブラシヘッド部の植毛穴への毛束の挿入の順に毛束を順次圧縮しながら植毛するようにしたものである。
【００１７】
また、請求項３記載の歯ブラシ製造方法は、用毛移動カセットの毛束用貫通孔と同一断面形状からなる毛叩きピンを備えた振動毛叩き装置を毛束用貫通孔の用毛挿入側と反対側の開口部に配置し、毛叩きピンを毛束に連動して毛束用貫通孔内に進退させ、毛束の先端を振動する毛叩きピンの先端で叩いて整毛しながら毛束を毛束用貫通孔に挿入していくようにしたものである。
【００１８】
また、請求項４記載の歯ブラシ製造方法は、同一長さの片端テーパー用毛を用い、毛束押出しピンの先端部形状および／またはピンの長さを刷毛プロファイルに合わせて変えるようにしたものである。
【００１９】
以下、上記本発明の歯ブラシ製造方法についてさらに詳しく説明する。
１．テーパー用毛
本発明で用いる用毛（フィラメント）は、毛先の一端がテーパー化（先鋭化）された、いわゆる片端テーパー用毛である。用毛材質に特に制限はないが、先鋭化加工を薬液処理で行なう場合、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートなどのポリエステルモノフィラメントを用いることが好ましい。薬液としては、有機溶剤でも構わないが、酸またはアルカリ溶液を用いる方が処理が比較的容易で望ましい。
【００２０】
片端テーパー用毛ピース群から毛束に対応する用毛を安定的に切り出すためには、予め正確に用毛長を仕分けした用毛ピースを毛皿にセットし、適度なプッシャー圧でこれを保持した後、用毛押出しピンで非テーパー端部側を押すことが望ましい。これによって、テーパー毛先を損傷することなしに毛束に相当する用毛を正確に切り出すことができる。
【００２１】
用毛径や用毛長の制限も特にないが、歯ブラシの場合、用毛最大径は直径０．１〜０．３ｍｍ、毛先径は０．００５〜０．５ｍｍ、用毛長は７〜２０ｍｍ程度の範囲が望ましい。用毛ピースは毛皿にセットする前に、用毛長を設定値±０．２５〜０．５ｍｍ程度の範囲で選定することが好ましい。用毛長のばらつきが大きい用毛ピースを用いると、毛先が不揃いとなり、使用感の悪い歯ブラシとなる。
【００２２】
２．歯ブラシハンドル
歯ブラシハンドルは、一般の歯ブラシと同様であり、刷毛を植毛されたヘッド部と、首部と、握り部を有する。ヘッド部の背面側には、毛束を溶着するためのスペースとして、所定深さにえぐられた部分を有し、この部分を貫通して植毛穴を所定個形成する。このとき、植毛部の厚さは、０．５〜３．５ｍｍ程度とする。０．５ｍｍより薄いと毛立ちが悪くなり、３．５ｍｍより厚いと仕上げ後のヘッド厚みが厚くなりすぎ、口腔内での操作性が悪化する。植毛穴の形状並びにサイズに関しては、従来の平線なし植毛歯ブラシと同様、特に制限はない。
【００２３】
歯ブラシハンドルは、一色または多色成形品のいずれでもよい。多色成形品とする場合、１次側の硬質材料としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ（アクリルスルホネート）樹脂、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）樹脂などを用いることができ、２次側の軟質材料としては、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマーなどを用いることができる。
【００２４】
３．毛皿
テーパー用毛の供給、毛束の切り出しは、用毛ステーションで行なう。用毛ピースは、その非テーパー側を毛皿底板に接するようにセットする。毛束切り出し部の反対側から用毛を供給し、テーパー用毛の毛先全体を振動毛叩き装置で叩き、用毛に振動を与えて整毛しながら切り出し部まで送り込む。用毛供給部後端には、エアー圧などを用いた用毛プッシャーを設け、用毛側面から０．５〜３．０ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力をかけることで用毛を適度に整え、安定的な用毛供給を補助する。
【００２５】
４．毛束の切り出し
用毛ピースからの毛束の切り出しは、毛皿先端部で行なう。毛皿先端部には、毛束に相当する大きさの用毛押出しピンを備えた用毛押出し装置を設ける。また、これらの上側には切り出す毛束に対応する毛束用貫通孔を備えた用毛移動カセットをセットする。
【００２６】
毛皿上の用毛は、用毛押出しピンがせり出すことで非テーパー端部が押され、必要な本数だけ毛皿から突き上げられることで行なわれる。用毛押出しピンは毛束が完全に用毛移動カセットの毛束用貫通孔に収まるまで押し出され、その後、元の位置に戻る。毛皿上の用毛にはプッシャーがかかっているため、押出しピンが戻ると同時に、用毛押出しピン上に次の用毛が満たされることになる。用毛押出しピンは、先端面をヤスリ目状として用毛を確実に押し出せるようにするとともに、更にフラットであることが好ましく、金属製あるいは耐摩耗性に優れたナイロンやフッ素樹脂などの合成樹脂でコーティングすることが好ましい。
【００２７】
用毛移動カセットの毛束用貫通孔に挿入する用毛の用毛充填率は、６０％以上、７０％未満が好ましい。６０％未満の場合、搬送中に用毛が動いて毛先が不揃いになったり、カセットから用毛が落下しやすくなる。７０％以上の場合、毛束が圧縮されず、カセットへの毛束の挿入工程で無理な負荷がかかる可能性があり、好ましくない。
【００２８】
用毛移動カセットの厚みは、用毛ピースとほぼ同じ寸法とすることが好ましい。１つの歯ブラシに複数種類の用毛からなる毛束を植毛する場合は、用毛の種類ごとに対応する用毛押出しピンを備えた用毛押出し装置を用意し、用毛移動カセットの対応する毛束用貫通孔に順次異なる毛束群を挿入充填した後、次工程へカセットを搬送する。
【００２９】
５．用毛移カセットの搬送
毛束用貫通孔に毛束を挿入後、用毛移動カセットは、毛皿ステーションから植毛ステーションまで搬送する。搬送時の用毛落下や乱れのリスクを軽減するため、毛束用貫通孔の両側には用毛ガイド板を設置することが好ましい。また、次工程への搬送距離は可能な限り短く設定する。
【００３０】
６．歯ブラシヘッド部への植毛
用毛移動カセットを植毛ステーションの毛束押出し装置上にセットした後、歯ブラシハンドルをヘッド部背面が用毛移動カセットの毛束用貫通孔の開口部に向き合うようにセットする。その後、毛束押出しピンをせり出し、ヘッド部背面側から片端テーパー用毛を植毛穴に挿入する。
【００３１】
テーパー用毛を用いた刷毛の複雑なプロファイリングに対応するためには、毛束押出しピンの先端面形状を刷毛プロファイルに対応した形状（例えば、平切り形状、山切り形状など）とし、また、毛束押出しピンの長さも刷毛プロファイルの各毛束の毛丈に対応した長さ（例えば、階段状、凸面状、凹面状など）に設定する。複雑な刷毛プロファイルの場合、毛束が毛束断面方向に位置ずれを起こすことを防ぐために、その先端面を＃１００〜＃１０００程度のヤスリ目状とすることが好ましい。
【００３２】
また、毛束のヘッド部植毛穴への用毛充填率は７０％以上、８０％未満の範囲とする。７０％未満の場合、ヘッド部への圧縮固定が緩すぎ、次工程への搬送中や用毛の溶融固定工程で毛先が不揃いになる可能性があり、好ましくない。８０％以上の場合、植毛穴に挿入される毛束が圧縮されすぎるため、毛束の挿入工程で毛束が座屈するなど、工程トラブルになるリスクが増す。毛束の毛腰が強く、歯ブラシハンドルが柔らかい素材の場合には、用毛充填率９０％程度でも製造可能なケースもあるが、一般的には好ましくない。毛束の挿入工程では、用毛の非テーパー端側を１〜３ｍｍ程度の範囲でヘッド部背面側から突出させ、毛束の溶融固定工程における溶融部分とする。
【００３３】
７．毛束の溶融固定と仕上げ
ヘッド部植毛穴に植毛した毛束を確実に固定するためには、用毛の非テーパー端側を熱や超音波によって溶融し、溶着することが好ましい。用毛は毛束毎に溶融するか、毛束全体をつなぐように溶融し、その後、合成樹脂をヘッド部背面側に射出成形してヘッド部背面を覆うか、あるいは、合成樹脂製の蓋をヘッド部背面側に取り付けて超音波などで接着してヘッド部背面を覆うことにより、完成品としての歯ブラシとして仕上げる。
【００３４】
８．毛束の整毛
テーパー用毛歯ブラシは、テーパー用毛の毛先を先鋭化させたものほど製造しにくいが、不良発生抑制のために植毛した後にカッターなどで毛先をトリミングしてしまうと、先鋭な毛先が消失し、テーパー用毛独特の使用感を失ってしまう。したがって、歯ブラシの製造工程においては、植毛後に毛先加工の必要がないように、毛束の乱れを極力起こさない工夫が重要である。毛先の乱れをコントロールしにくい工程は、毛束の切り出し工程、挿入工程および用毛溶着工程であるため、これらの工程には振動毛叩き装置設け、用毛先端に振動を与えながら整毛することが好ましい。用毛の切り出し部には、用毛移動カセットの毛束用貫通孔のと孔形状と同一断面形状からなる毛叩きピンを毛束数だけ備えた振動毛叩き装置を配置し、振動幅０．５〜１ｍｍ程度の上下振動で用束先端を毛叩きすることが望ましい。
【００３５】
毛束の切り出しに際しては、初めに前記毛叩きピンを用毛移動カセットの毛束用貫通孔の中間位置程度まで挿入し、用毛押出しピンのせり出しと同期して上昇させ、用毛を潰さないようにテーパー先端側を叩いて整えながら毛束貫通孔から抜き出して停止する。こうすることで、毛束用貫通孔内の毛束は押出しピンと毛叩きピンに挟まれ、先端面と下端面が平らに整毛される。毛叩きの振動幅が０．５ｍｍよりも小さいと整毛能力が低くなり、１ｍｍよりも大きいと逆に用毛毛束を乱す原因になる。歯ブラシのヘッド部植毛穴への毛束の挿入工程および用毛溶着工程においては、刷毛プロファイルに対応した形状からなる毛叩き振動板を設け、毛束の毛先をこの毛叩き振動板で押さえながらそれぞれの加工を行なう。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の歯ブラシ製造方法によるときは、以下のような優れた効果を奏することができる。
（１）毛先に不揃いのない高品質なテーパー用毛歯ブラシを平線なし植毛によって効率よく、かつ、安定的に製造することができる。
（２）非テーパー端部側を用毛押出しピンと毛束押出しピンを用いて押すことにより、正確かつ容易に毛束相当分のテーパー用毛を切り出して植毛穴に植毛することができる。
（３）用毛移動カセットの毛束用貫通孔およびヘッド部植毛穴への用毛の挿入を先の尖ったテーパー先端側から行なうので、毛束を適度に圧縮固定することができ、搬送中の用毛乱れを防止することができる。
（４）毛束押出しピンに連動する振動毛叩き装置により、毛束の挿入工程での用毛乱れを防止することができる。
（５）刷毛プロファイルに対応した先端面形状、ピン長さからなる毛束押出しピンを用い、非テーパー端部側を押し出すことにより、複雑な刷毛プロファイルを容易に形成することができる。
（６）毛皿と用毛押出しピンのセットを追加するだけで、簡単に複数種類のテーパー用毛を導入することができ、また、ヘッド部植毛穴への毛束押出しピンの形状や長さを変更するだけで容易に多様な刷毛プロファイルの歯ブラシを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１〜図６に、本発明の第１の実施の形態を示す。
図１は歯ブラシ製造ラインの全体構成を示す図、図２〜図６は各処理工程の動作説明図である。この第１の実施の形態の歯ブラシ製造ラインは、毛皿ステーション、植毛ステーション、毛束固定ステーション、ヘッド背面被覆ステーションの４つのステーションから構成されている。
【００３８】
毛皿ステーションは、用毛ピース供給用の毛皿１１、用毛ピース押出し装置１２、用毛プッシャー１３、第１の振動毛叩き装置１４、第２の振動毛叩き装置１５から構成されている。用毛押出し装置１２の押出し板１２ａの上面部には、用毛移動カセットＣの毛束用貫通孔２（図５参照）に対応して押出しピン１２ｂが立設されている。また、第２の振動毛叩き装置１５の振動板１５ａの下面部には、用毛移動カセットＣの毛束用貫通孔２内に挿入可能な毛叩きピン１５ｂが垂設されている。
【００３９】
植毛ステーションは、毛束押出し装置１６、第３の振動毛叩き装置１７から構成されている。毛束押出し装置１６の押出し板１６ａの上面部には、用毛移動カセットＣの毛束用貫通孔２に対応して毛束押出しピン１６ｂが立設されている。
【００４０】
毛束固定ステーションは、非接触熱板１８ａを備えた毛束溶融装置１８、平面状の振動板１９ａを備えた第４の振動毛叩き装置１９から構成されている。また、ヘッド背面被覆ステーションは、成形金型２０、射出成形装置２１から構成されている。
【００４１】
第１の実施の形態は、上記構成になる歯ブラシ製造ラインにおいて次のようにして実施される。
【００４２】
［１］ 用毛移動カセットへの毛束の供給工程（図２参照）
片端テーパー用毛ピース１（ポリブチレンテレフタレート、用毛最大径＝０．１９μｍ、テーパー毛先径＝０．０１ｍｍ、用毛長＝１５±０．５ｍｍ）を準備する。この片端テーパー用毛ピース群を非テーパー端側が毛皿底面板に接するように整えて毛皿１１上にセットする。そして、テーパー毛先側を第１の振動毛叩き装置１４によって随時整えながら、毛皿１１の用毛供給側から用毛プッシャー１３により１．５ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力を加えて用毛ピース押出し装置１２側へ向けて押し込む。
【００４３】
これと同時に、歯ブラシヘッド部の植毛穴に対応した毛束用貫通孔２（図５参照）を備えた用毛移動カセットＣ（厚さ＝１５ｍｍ）を毛皿先端部の用毛ピース上にセットし、毛皿底面側から非テーパー端部を用毛押出しピン１２ａで押し上げ、毛束を用毛移動カセットＣの各毛束用貫通孔２に挿入する。このとき、各貫通孔２に挿入される毛束の用毛充填率は６５％に設定する。用毛押出しピン１２ｂの先端面は、用毛が毛束断面方向に位置ずれを起こすことを防ぐため、ヤスリ目状とされている。
【００４４】
上記毛束の挿入時、第２の振動毛叩き装置１５（上下振動幅＝０．５ｍｍ）の毛叩きピン１５ｂを用毛押出し装置１２の用毛押出しピン１２ｂに連動して毛束用貫通孔内に進退させ、毛束の先端を毛叩きピン１５ｂの先端面で叩いて整毛しながら、毛束を毛束用貫通孔２内に挿入する。
【００４５】
［２］ 歯ブラシハンドルのセット工程（図３参照）
次いで、用毛移動カセットＣを毛束押出し装置１６の毛束押出しピン１６ｂの上までスライドして移動させるとともに、歯ブラシハンドル３（ヘッド部厚み＝３ｍｍ）を用毛移動カセットＣの上にセットし、用毛移動カセットＣの貫通孔２群と歯ブラシヘッド部４の各植毛穴５の位置が一致するように設定する。
【００４６】
［３］  ヘッド部植毛穴への植毛工程（図４参照）
次いで、第３の振動毛叩き装置１７の平板状の振動板１７ａによってテーパー毛先を叩いて整毛しながら、各毛束用貫通孔２内の毛束６を毛束押出し装置１６の押出しピン１６ｂによって押し出し、各毛束６の先端が平切り形状（毛丈＝１０ｍｍ、非テーパー端側はヘッド部４背面側から２ｍｍ下方へ突出）となるように、歯ブラシヘッド部４の各植毛穴５に挿入する。なお、このときの用毛充填率は７５％である。また、毛束押出しピン１６ｂの先端面は、押し出される毛束が毛束断面方向に位置ずれを起こすことを防ぐため、ヤスリ目状とされている。
【００４７】
［４］ 毛束の溶融固定工程（図５参照）
次いで、前記毛束植毛済みの歯ブラシハンドル３を毛束固定ステーションへ搬送し、第４の振動毛叩き装置１９の振動板１９ａで毛先を叩いて整毛しながら、ヘッド部に植毛された各毛束６の非テーパー側端部を加熱溶融装置１８の非接触熱板１８ａによって溶融（８００℃、２秒）し、毛束６の基端部をヘッド部背面に溶着する。
【００４８】
［５］  ヘッド部背面の被覆工程（図６参照）
最後に、金型２０と射出成形装置２１を用いてヘッド部４の背面側にヘッド部構成樹脂（例えばポリプロピレン）を流し込んでヘッド部背面を覆うか、あるいは、ヘッド部背面側に合成樹脂製の蓋を被せ、該蓋を超音波などで接着してヘッド部背面を覆うことにより、刷毛プロファイルが平切り形状になるテーパー用毛歯ブラシを完成させる。
【００４９】
図７に、本発明の第２の実施の形態を示す。
この第２の実施の形態は、刷毛径の異なる２種類のテーパー毛を植毛するとともに、植毛された毛束の先端を山切りカットに形成する場合の例を示すものである。２種類のテーパー毛に対応するために、それぞれのテーパー毛に対応する２つの毛皿ステーション１，２を用意するとともに、植毛ステーションの毛束押出し装置１６の毛束押出しピン１６ｂ、振動毛叩き装置１７の振動板１７ａ、毛束固定ステーションの振動毛叩き装置１９の振動板１９ａの先端面を、それぞれ刷毛プロファイルに合わせて山切り形状としている。他の部分の構成は前記第１の実施の形態と同様である。
【００５０】
［１］  用毛移動カセットへの毛束の供給工程
２種類の片端テーパー用毛ピース１Ａ，１Ｂ（用毛ピース１Ａ：ポリブチレンテレフタレート、用毛最大径＝０．１９ｍｍ、テーパー毛先径＝０．０１ｍｍ、用毛長＝１７±０．５ｍｍ、用毛ピース１Ｂ：ポリブチレンテレフタレート、用毛最大径＝０．２２ｍｍ、テーパー毛先径＝０．０８ｍｍ、用毛長＝１７±０．５ｍｍ）を準備する。
【００５１】
片端テーパー用毛ピース１Ａは、毛皿ステーション１の毛皿１１Ａ上に非テーパー端側が毛皿底面板に接するように整えてセットし、毛皿の用毛供給側から用毛プッシャー１３Ａにより２．０ｋｇ／ｃｍ２の圧力を加えて押し込む。一方、片端テーパー用毛ピース１Ｂは、毛皿ステーション２の毛皿１１Ｂ上に非テーパー端側が毛皿底面板に接するように整えてセットし、毛皿の用毛供給側から用毛プッシャー１３Ｂにより２．０ｋｇ／ｃｍ２の圧力を加えて押し込む。
【００５２】
これと同時に、歯ブラシヘッド部の植毛穴に対応した毛束用貫通孔を備えた用毛移動カセットＣ（厚さ＝１７ｍｍ）を毛皿ステーション１の毛皿先端部の用毛上にセットし、毛皿底面側から非テーパー端部を用毛押出し装置１２Ａの用毛押出しピン１２Ａｂで押し上げ、用毛をカセットの中央部に位置する毛束貫通孔に挿入する。このとき、用毛ピース１Ａからなる各毛束の用毛充填率を６５％に設定する。また、用毛押出しピン１２Ａｂの先端面は、用毛が毛束断面方向に位置ずれを起こすことを防ぐため、ヤスリ目状とされている。
【００５３】
上記毛束の挿入時、振動毛叩き装置１５Ａ）の毛叩きピン１５Ａｂを用毛押出し装置１２Ａの用毛押出しピン１２Ａｂに連動して毛束用貫通孔内に進退させ、毛束の先端を毛叩きピン１５Ａｂの先端面で叩いて整毛しながら、毛束を毛束用貫通孔内に挿入する。
【００５４】
上記用毛１Ａの挿入が終了したら、用毛移動カセットＣを隣接する毛皿ステーション２までスライドして移動させ、同様な方法で用毛ピース１Ｂを残りの毛束貫通孔に整毛しながら挿入する。なお、用毛ピース１Ｂからなる各毛束の用毛充填率も６５％に設定する。
【００５５】
［２］  歯ブラシハンドルのセット工程
次いで、用毛移動カセットＣを毛束押出し装置１６の毛束押出しピン１６ｂの上までスライドして移動させるとともに、歯ブラシハンドル３（ヘッド部厚み＝３ｍｍ）を用毛移動カセットＣの上にセットし、用毛移動カセットＣの貫通孔２群と歯ブラシヘッド部４の各植毛穴の位置が一致するように設定する。
【００５６】
［３］  ヘッド部植毛穴への植毛工程
次いで、振動毛叩き装置１７の山形をした振動板１７ａによってテーパー毛先を叩いて山形に整毛しながら、各毛束用貫通孔２内の毛束６を毛束押出し装置１６の山形をした押出しピン１６ｂによって押し出し、各毛束６の先端が山切り形状（毛丈＝１２ｍｍ、山谷差＝２ｍｍ、非テーパー端側はヘッド部４の背面側から３ｍｍ下方へ突出）となるように、歯ブラシヘッド部４の各植毛穴に挿入する。なお、このときの用毛充填率は７５％である。また、毛束押出しピン１６ｂの山形をした先端面は、押し出される毛束が位置ずれを起こすことを防ぐため、ヤスリ目状とされている。
【００５７】
［４］  毛束の溶融固定工程
次いで、前記毛束植毛済みの歯ブラシハンドル３を毛束固定ステーションへ搬送し、第４の振動毛叩き装置１９の振動板１９ａで毛先を叩いて整毛しながら、ヘッド部に植毛された各毛束６の非テーパー側端部を加熱溶融装置１８の非接触熱板１８ａによって溶融（８００℃、２秒）し、毛束６の基端部をヘッド部背面に溶着する。
【００５８】
［５］  ヘッド部背面の被覆工程
最後に、金型２０と射出成形装置２１を用いてヘッド部４の背面側にヘッド部構成樹脂（例えばポリプロピレン）を流し込んでヘッド部背面を覆うか、あるいは、ヘッド部背面側に合成樹脂製の蓋を被せ、該蓋を超音波などで接着してヘッド部背面を覆うことにより、刷毛プロファイルが山切りカットのテーパー用毛歯ブラシを完成させる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すもので、歯ブラシ製造ラインの全体構成を示す図である。
【図２】第１の実施の毛位置における用毛移動カセットへの毛束の供給工程の説明図である。
【図３】第１の実施の毛位置における歯ブラシハンドルのセット工程の説明図である。
【図４】第１の実施の毛位置におけるヘッド部植毛穴への植毛工程の説明図である。
【図５】第１の実施の毛位置における毛束の溶融固定工程の説明図である。
【図６】第１の実施の毛位置におけるヘッド部背面の被覆工程の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態を示すもので、歯ブラシ製造ラインの全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１，１Ａ，１Ｂ  片端テーパー用毛ピース
２  毛束用貫通孔
３  歯ブラシハンドル
４  ヘッド部
５  植毛穴
６  毛束
１１  毛皿
１２  用毛押出し装置
１２ｃ  用毛押出しピン
１３    用毛プッシャー
１４，  振動毛叩き装置
１５    振動毛叩き装置
１５ａ  振動板
１５ｂ  毛叩きピン
１６    毛束押出し装置
１６ａ  押出し板
１６ｂ  毛束押出しピン
１７    振動毛叩き装置
１７ａ  振動板
１８    溶融加熱装置
１８ａ  非接触加熱板
１９    振動毛叩き装置
１９ａ  振動板
２０    成形金型
２１    射出成形装置
１１Ａ，１１Ｂ  毛皿
１２Ａ，１２Ｂ  用毛押出し装置
１２Ａａ，１２Ｂａ  押出し板
１２Ａｂ，１２Ｂｂ  用毛押出しピン
１３Ａ，１３Ｂ  用毛プッシャー
１５Ａ，１５Ｂ  振動毛叩き装置
１５Ａａ，１５Ｂａ  振動板
１５Ａｂ，１５Ｂｂ  毛叩きピン
Ｃ  用毛移動カセット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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