(57)【要約】  本開示は、少なくとも６０重量％のバイオベースの含有量を有するペレット化されたポリオレフィンベース（好適にはポリエチレンベース）のポリマー材料を加熱するステップ（１２０）と、加熱されたポリマー材料を成形キャビティ（３０）内で射出成形することにより歯ブラシハンドル（１０）を形成するステップ（１３０）と、を備えた歯ブラシハンドル（１０）を製造する方法において、成形キャビティ（３０）は、グリップ部（１１、３１）と剛毛支持部（１２、３２）とを備えた歯ブラシハンドル（１０）の形状を有する方法に関する。また、本開示は、歯ブラシハンドル、歯ブラシ及び歯ブラシを製造する方法に関する。
2021526922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＳＴＭ規格Ｄ６８６６に準拠して測定された場合に少なくとも６０重量％のバイオベースの含有量を有するペレット化されたポリオレフィンベースのポリマー材料を加熱するステップ（１２０）と、
前記加熱されたポリマー材料を成形キャビティ（３０）内で射出成形することにより歯ブラシハンドル（１０）を形成するステップ（１３０）であって、前記成形キャビティ（３０）は、グリップ部（１１、３１）と剛毛支持部（１２、３２）とを備えた歯ブラシハンドル（１０）の形状を有するステップと、
を備えた歯ブラシハンドル（１０）を製造する方法において、
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、少なくとも１５００ＭＰａの曲げ弾性率を有し、
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、ＡＳＴＭ規格Ｄ２５６に準拠して測定された少なくとも４０Ｊ／ｍのアイゾット衝撃強度を有する基準、及びＡＳＴＭ規格Ｄ２５６に準拠して測定された場合に少なくとも２０Ｊ／ｍのノッチ付きアイゾット衝撃強度を有する基準のうち、少なくとも一方を満たす衝撃強度を有する、方法。
【請求項２】
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、少なくとも１５５０ＭＰａの曲げ弾性率を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、５重量％未満、好適には２重量％未満の曲げ弾性率増強充填材料を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、少なくとも８０重量％、より好適には少なくとも９０重量％のバイオベースの含有量を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、ポリエチレンベースのポリマー材料である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、条件１９０／２．１６下においてＡＳＴＭ規格Ｄ１２３８に準拠して測定された場合に５ｇ／１０分未満、好適には２ｇ／１０分未満のメルトフローレートを有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、ＡＳＴＭ規格Ｄ２５６に準拠して測定された少なくとも６０Ｊ／ｍのアイゾット衝撃強度を有する基準、及びＡＳＴＭ規格Ｄ２５６に準拠して測定された少なくとも２０Ｊ／ｍのノッチ付きアイゾット衝撃強度を有する基準のうち、少なくとも一方を満たす衝撃強度を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記方法は、好適には、前記ポリオレフィンベースのポリマー材料を前記成形キャビティ内で射出成形する前に、前記ポリオレフィンベースのポリマー材料と着色マスターバッチとを混合するステップ（１１０）を更に備え、
前記マスターバッチは、好適には、ペレット化された着色樹脂である、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記マスターバッチは、前記マスターバッチと前記ポリマー材料との混合物において、０．２乃至８重量％、好適には０．２乃至４重量％の量で提供される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記剛毛支持部（１２）は、一群（２０）の剛毛（２１）を受容するようにそれぞれ構成された複数の凹部（１５）を有し、
前記凹部（１５）は、好適には、前記剛毛支持部（１２）を形成する前記成形キャビティ（３０）の部分（３２）であって、前記成形キャビティ（３０）内に延びる複数の凸部（３５）を有する部分（３２）により形成される、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法による歯ブラシハンドル（１０）を提供するステップを備えた、歯ブラシを製造する方法であって、
前記方法は、複数の剛毛（２１）を複数群（２０）において提供し、一群（２０）の前記剛毛（２１）をアンカー要素（２２）の周囲に折り畳むことにより各群（２０）の剛毛（２１）を前記剛毛支持部（１２）に取り付け、前記アンカー要素（２２）及び前記一群（２０）の折り畳まれた剛毛（２１）を、前記剛毛支持部（１２）の複数の凹部（１５）のうちの１つの凹部（１５）に挿入することにより、剛毛（２１）を前記剛毛支持部（１２）に取り付けるステップを更に備える、方法。
【請求項１２】
前記アンカー要素（２２）は、当該アンカー要素（２２）が挿入される前記凹部（１５）の深さ方向（ｄ）に沿って見た場合に、凹凸を設けられた少なくとも１つの面（２２ａ、２２ｂ）を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
グリップ部（１１）と、剛毛支持部（１２）と、を備える歯ブラシハンドル（１０）であって、
前記グリップ部（１１）及び前記剛毛支持部（１２）は、ＡＳＴＭ規格Ｄ６８６６に準拠して測定した場合に、少なくとも６０重量％、より好適には８０重量％、最も好適には少なくとも９０重量％のバイオベースの含有量を有するポリオレフィンベースのポリマー材料から一体形成され、
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、少なくとも１５００ＭＰａの曲げ弾性率を有し、
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、ＡＳＴＭ規格Ｄ２５６に準拠して測定された少なくとも４０Ｊ／ｍのアイゾット衝撃強度を有する基準、及びＡＳＴＭ規格Ｄ２５６に準拠して測定された場合に少なくとも２０Ｊ／ｍのノッチ付きアイゾット衝撃強度を有する基準のうち、少なくとも一方を満たす衝撃強度を有する、歯ブラシハンドル（１０）。
【請求項１４】
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、少なくとも１５５０ＭＰａの曲げ弾性率を有する、請求項１３に記載の歯ブラシハンドル（１０）。
【請求項１５】
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、５重量％未満、好適には２重量％未満の曲げ弾性率増強充填材料を含む、請求項１３又は１４に記載の歯ブラシハンドル（１０）。
【請求項１６】
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、条件１９０／２．１６下においてＡＳＴＭ規格Ｄ１２３８に準拠して測定された場合に５ｇ／１０分未満、好適には２ｇ／１０分未満のメルトフローレートを有する、請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の歯ブラシハンドル（１０）。
【請求項１７】
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、ＡＳＴＭ規格Ｄ２５６に準拠して測定された少なくとも６０Ｊ／ｍのアイゾット衝撃強度を有する基準、及びＡＳＴＭ規格Ｄ２５６に準拠して測定された少なくとも２０Ｊ／ｍのノッチ付きアイゾット衝撃強度を有する基準のうち、少なくとも一方を満たす衝撃強度を有する、請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載の歯ブラシハンドル（１０）。
【請求項１８】
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、ポリエチレンベースのポリマー材料である、請求項１３乃至１７のいずれか一項に記載の歯ブラシハンドル（１０）。
【請求項１９】
請求項１３乃至１８のいずれか一項に記載の歯ブラシハンドル（１０）と、
複数の剛毛（２１）を複数群（２０）において提供することにより前記剛毛支持部（１２）に取り付けられた複数の剛毛（２１）と、
を備えた歯ブラシ（５０）であって、
剛毛（２１）の各群（２０）は、前記剛毛支持部（１２）に、アンカー要素（２２）の周囲で折り畳まれた一群（２０）の剛毛（２１）により取り付けられ、前記アンカー要素（２２）及び前記一群（２０）の折り畳まれた剛毛（２１）は、前記剛毛支持部（１２）の複数の凹部（１５）のうちの１つの凹部（１５）に挿入されており、
前記アンカー要素（２２）は、好適には、当該アンカー要素（２２）が挿入される前記凹部（１５）の深さ方向（ｄ）に沿って見た場合に、凹凸を設けられた少なくとも１つの面（２２ａ、２２ｂ）を有する、歯ブラシ（５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯ブラシハンドルを製造する方法に関する。また、本発明は、歯ブラシを製造する方法に関する。また、本発明は、歯ブラシハンドルに関する。また、本発明は、歯ブラシに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の歯ブラシは、通常、ポリマーを所望の歯ブラシの形状を有する型で射出成形することにより作製されている。歯ブラシは通常使い捨ての製品であるため、種々の環境問題に対処する様々な努力が試みられてきた。検討されることが多い１つの環境問題は、製品のライフサイクル全体で生成される二酸化炭素排出量である。
【０００３】
環境問題に対処する１つの試みによると、ＴＩＯ社は、分割可能な歯ブラシを開発した。そのハンドルは、サトウキビから構成されたいわゆる耐久性のあるバイオポリエチレン材料を使用して作成されている。剛毛支持部、すなわちヘッドは交換可能であり、ＦＳＣ認定植物からなるいわゆるセルロースアセテート、別名木材から構成されている。この歯ブラシの設計は、ＤＥ  ２０  ２０１５  ００２  ９６４  Ｕ１に開示されている。しかしながら、これは十分な解決策ではない。このような歯ブラシは清潔に保ちにくい。例えば、グリップ部の奥の空洞であって、交換可能なヘッドをグリップ部に接続すべくヘッドの突起が挿入される空洞で、細菌が増殖する危険がある。ブラシを有するヘッドが何度も新しいものに交換される間、グリップ部は長期間保持される部分であることを考慮すれば、これは非常に望ましくない。
【０００４】
他社による別の試みとして、歯ブラシハンドルに木や竹等を使用することが挙げられる。しかし、このような設計の製造は煩雑である。上述のＤＥ  ２０  ２０１５  ００２  ９６４  Ｕ１に開示された歯ブラシの製造も煩雑である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、環境問題に対処するとともに、最終製品として使いやすく製造しやすい歯ブラシを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、歯ブラシハンドルを製造する方法であって、
少なくとも６０重量％のバイオベースの含有量を有するペレット化されたポリオレフィンベースのポリマー材料を加熱するステップと、
前記加熱されたポリマー材料を成形キャビティ内で射出成形することにより歯ブラシハンドルを形成するステップであって、前記成形キャビティは、グリップ部と剛毛支持部とを備えた歯ブラシハンドルの形状を有するステップと、
を備えた歯ブラシハンドルを製造する方法において、
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、少なくとも１５００ＭＰａの曲げ弾性率を有し、
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、ＡＳＴＭ規格Ｄ２５６に準拠して測定された少なくとも４０Ｊ／ｍのアイゾット衝撃強度を有する基準、及びＡＳＴＭ規格Ｄ２５６に準拠して測定された場合に少なくとも２０Ｊ／ｍのノッチ付きアイゾット衝撃強度を有する基準のうち、少なくとも一方を満たす衝撃強度を有する、方法により達成される。
【０００７】
グリップ部及び剛毛支持部の両者を有する歯ブラシハンドルの形成と組み合わせて少なくとも６０重量％のバイオベースの含有量を有するポリオレフィンベースのポリマー材料を使用することにより、環境問題に対処する場合にも、快適で使いやすい歯ブラシを提供する場合にも有利な設計が提供される。グリップ部と剛毛支持部とを一体形成することにより、分割可能な歯ブラシと比較して、グリップ部に必要以上の材料を使用する必要がない。一体形成されていない場合、交換可能な剛毛支持部に対して十分に強い接続が提供されなくてはならないため、必要以上に材料が使用される。本発明の設計において、グリップ部と剛毛支持部とを一体形成することにより、バイオベースのポリオレフィン材料を効率的に使用して、快適で使いやすい歯ブラシを提供することができる。
【０００８】
ポリオレフィンベースのポリマー材料は、好適には、少なくとも８０重量％、より好適には少なくとも９０重量％のバイオベースの含有量を有する。ポリオレフィンベースのポリマー材料は、好適には、ポリエチレンベースのポリマー材料である。少なくとも６０重量％、より好適には少なくとも８０重量％、最も好適には少なくとも９０重量％のバイオベースの含有量を有するポリオレフィンベースのポリマー材料（好適にはポリエチレンベースのポリマー材料）は、本開示において、バイオベースのポリオレフィン材料、又はバイオベースのポリエチレン材料と頻繁に略して言及されることに留意されたい。剛毛支持部は、ヘッドとも称され得る。
【０００９】
バイオベースの含有量は、ＡＳＴＭ規格Ｄ６８６６−「放射性炭素分析を利用して固体、液体、及び気体のサンプルのバイオベースの含有量を測定するための標準試験方法」に準拠して測定され得る。
【００１０】
ポリエチレン及び他のポリオレフィンは、様々なグレードにおいて多様に提供されている。本方法は射出成形に関するが、ポリオレフィングレード、より具体的には射出成形での使用が推奨されるポリエチレングレードでは、歯ブラシの用途に必要な特性が提供されないことが、試験を通じて分かっている。１つのこのような特性は、曲げ弾性率である。曲げ弾性率は、剛毛支持部が剛毛を所定位置に保持するように十分に高くなければならない。試験によれば、約１３５０の曲げ弾性率を有するグレードでは、保持力が弱すぎることが示された。許容範囲の保持力は、約１５００ＭＰａの曲げ弾性率で達成されるため、曲げ弾性率は少なくとも１５５０ＭＰａであることが好適である。したがって、好適には、ポリオレフィンベースのポリマー材料は、少なくとも１５００ＭＰａ、好適には少なくとも１５５０ＭＰａの曲げ弾性率を有する。ポリオレフィン材料は、好適には、ポリエチレンベースのポリマー材料であり、より好適には、高密度ポリエチレンである。曲げ弾性率は、ＡＳＴＭ規格Ｄ７９０−「非強化及び強化プラスチック、ならびに電気絶縁材料の曲げ特性の標準試験方法」に準拠して測定され得る。ＭＰａで指定された値は、１％割線に関する。
【００１１】
材料の十分な靭性は、材料の衝撃強度により示され得る。衝撃強度が高くなれば、靭性が増大するであろう。衝撃強度は、様々な方法で測定され得る。ポリオレフィンベースのポリマー材料、又は特にポリエチレンベースのポリマー材料は、２つの基準、すなわち、ａ）少なくとも４０Ｊ／ｍ、好適には少なくとも６０Ｊ／ｍのアイゾット衝撃強度を有する基準、及びｂ）少なくとも２０Ｊ／ｍのノッチ付きアイゾット衝撃強度を有する基準のうち、少なくとも一方を満たす衝撃強度を有することが好適である。アイゾット衝撃強度及びノッチ付きアイゾット衝撃強度は、ＡＳＴＭ規格Ｄ２５６−「プラスチックのアイゾット振り子衝撃抵抗を測定するための標準試験方法」に準拠して測定され得る。
【００１２】
また、試験によれば、歯ブラシが剛毛を保持するためには、好適には、ポリオレフィンベースのポリマー材料、又は特にポリエチレンベースのポリマー材料自体により十分な曲げ弾性率が提供されるべきであることが示された。それ自体で十分な曲げ弾性率を有するポリエチレンベースのポリマー材料は、通常、比較的長いポリマー鎖を有するポリエチレンベースのポリマー材料に関連し、翻ってこれは高い靭性を有するポリエチレンベースのポリマー材料に関連する。試験によれば、低すぎる曲げ弾性率を有するポリエチレンベースのポリマー材料を使用し、所望の曲げ弾性率に到達するようにこのポリオレフィンベースのポリマー材料に弾性率増強充填材料を混合して十分な曲げ弾性率を達成した場合でも、結果として得られた材料は低すぎる靭性しか有さないことが示された。これではもろ過ぎて、剛毛は歯ブラシのヘッドの凹部から簡単に外れてしまう。したがって、好適には、ポリエチレンベースのポリマー材料は、５重量％未満、好適には２重量％未満の曲げ弾性率増強充填材料を含む。曲げ弾性率増強充填材料の例は、チョーク、繊維、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、及びタルクである。
【００１３】
材料の十分な靭性は、材料のメルトフローレートによっても示され得る。メルトフローレートは、通常、材料中のポリマー鎖の長さが増大するにつれて減少する。したがって、好適には、ポリオレフィンベースのポリマー材料、又は特にポリエチレンベースのポリマー材料は、５ｇ／１０分未満、好適には２ｇ／１０分未満のメルトフローレートを有する。メルトフローレートは、ＡＳＴＭ規格Ｄ１２３８−「押出可塑度計による熱可塑性プラスチックのメルトフローレートの標準試験方法」に準拠して測定され得る。ｇ／１０分で指定された値は、別途規定のない限り、条件１９０／２．１６に関連する。
【００１４】
本方法は、好適には、ポリオレフィンベースのポリマー材料、又は特にポリエチレンベースのポリマー材料を成形キャビティ内で射出成形する前に、ポリオレフィンベースのポリマー材料、又は特にポリエチレンベースのポリマー材料と着色マスターバッチとを混合するステップを更に備え、前記マスターバッチは、好適には、ペレット化された着色樹脂である。これは、歯ブラシハンドルを着色する便利な方法である。ポリオレフィンベースのポリマー材料、又は特にポリエチレンベースのポリマー材料の異なるフラクションが、異なるマスターバッチ、例えば異なる色を有する異なるマスターバッチと混合され得ることに留意されたい。これは、例えば２色の歯ブラシハンドルの場合に利用され得る。例えば、それは、第１の色を有する第１混合物から成形された本体と、本体に成形された例えばグリップ部等の第２部分であって、第２の色を有する第２混合物から成形された第２部分と、を有し得る。着色の他に、その他の特性の違いも、異なるマスターバッチを介して提供され得る。このような特性は、例えば、グリップ部となる混合物に使用されるマスターバッチに摩擦増強充填材を設けることである。
【００１５】
マスターバッチは、好適には、マスターバッチとポリマー材料との混合物において、０．２乃至８重量％、好適には０．２乃至４重量％の量で提供される。これは、例えば十分な着色を提供可能であるが、例えば歯ブラシハンドルの機械的特性に悪影響を及ぼす危険のある過剰な量では提供されないマスターバッチの適切な量である。
【００１６】
剛毛支持部は、一群の剛毛を受容するようにそれぞれ構成された複数の凹部を有し得る。凹部は、好適には、剛毛支持部を形成する成形キャビティの部分であって、成形キャビティ内に延びる複数の凸部を有する部分により形成される。これは、剛毛用の取り付けポイントを提供する便利な方法である。
【００１７】
上に開示された歯ブラシハンドルは、歯ブラシを製造する方法において使用され得る。前記方法は、複数の剛毛を複数群において提供するステップと、複数の剛毛を複数群において提供し、一群の前記剛毛をアンカー要素の周囲に折り畳むことにより各群の剛毛を前記剛毛支持部に取り付け、前記アンカー要素及び前記一群の折り畳まれた剛毛を、前記剛毛支持部の複数の凹部のうちの１つの凹部に挿入することにより、剛毛を前記剛毛支持部に取り付けるステップと、を備える。アンカー要素を使用することにより、剛毛が剛毛支持部から引き抜かれることに耐え得る引抜力が増加し得る。アンカー要素の使用は、曲げ弾性率が下限に近い場合に特に有用である。
【００１８】
アンカー要素は、当該アンカー要素が挿入される凹部の深さ方向に沿って見た場合に、凹凸を設けられた少なくとも１つの面を有し得る。この面は、好適には、深さ方向に直交する主方向に面する主面である。凹凸は、凹部の壁部及び／又は剛毛とのより強い相互作用を提供し得る。このため、より強力な剛毛保持性能が提供される。好適な実施形態において、対向する両主面に、深さ方向に沿って見た場合に凹凸が設けられている。
【００１９】
上述の目的は、グリップ部と、剛毛支持部と、を備える歯ブラシハンドルであって、
前記グリップ部及び前記剛毛支持部は、ＡＳＴＭ規格Ｄ６８６６に準拠して測定した場合に少なくとも６０重量％、より好適には８０重量％、最も好適には少なくとも９０重量％のバイオベースの含有量を有するポリオレフィンベースのポリマー材料から一体形成され、
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、少なくとも１５００ＭＰａの曲げ弾性率を有し、
前記ポリオレフィンベースのポリマー材料は、ＡＳＴＭ規格Ｄ２５６に準拠して測定された少なくとも４０Ｊ／ｍのアイゾット衝撃強度を有する基準、及びＡＳＴＭ規格Ｄ２５６に準拠して測定された少なくとも２０Ｊ／ｍのノッチ付きアイゾット衝撃強度を有する基準のうち、少なくとも一方を満たす衝撃強度を有する、歯ブラシハンドルにより達成される。
【００２０】
グリップ部及び剛毛支持部の両者を有する歯ブラシハンドルの形成と組み合わせて少なくとも６０重量％、より好適には８０重量％、最も好適には少なくとも９０重量％のバイオベースの含有量を有するポリオレフィンベースのポリマー材料を使用することにより、環境問題に対処する場合にも、快適で使いやすい歯ブラシを提供する場合にも有利な設計が提供される。グリップ部と剛毛支持部と一体形成することにより、分割可能な歯ブラシと比較して、グリップ部に必要以上の材料を使用する必要がない。一体形成されていない場合、交換可能な剛毛支持部に対して十分に強い接続が提供されなくてはならないため、必要以上に材料が使用される。本発明の設計において、グリップ部と剛毛支持部とを一体形成することにより、バイオベースのポリオレフィン材料、特にバイオベースのポリエチレン材料を効率的に使用して、快適で使いやすい歯ブラシを提供することができる。
【００２１】
ポリオレフィンベースのポリマー材料、又は特にポリエチレンベースのポリマー材料は、少なくとも１５５０ＭＰａの曲げ弾性率を有する。
【００２２】
ポリオレフィンベースのポリマー材料、又は特にポリエチレンベースのポリマー材料は、２つの基準、すなわち、ａ）少なくとも４０Ｊ／ｍ、好適には少なくとも６０Ｊ／ｍのアイゾット衝撃強度を有する基準、及びｂ）ＡＳＴＭ規格Ｄ２５６に準拠して測定された場合に少なくとも２０Ｊ／ｍのノッチ付きアイゾット衝撃強度を有する基準のうち、少なくとも一方を満たす衝撃強度を有する。これにより、材料の十分な靭性が確保される。
【００２３】
好適な実施形態が、従属請求項及び詳細な説明に記載される。それぞれの特徴に関連する利点及び考察は、製造方法に関して上述した。また、これらの利点及び考察は、以下で説明する歯ブラシハンドル及び歯ブラシの文脈においてそれぞれの特徴にも適用可能である。
【００２４】
ポリオレフィンベースのポリマー材料は、好適には、ポリエチレンベースのポリマー材料である
【００２５】
ポリオレフィンベースのポリマー材料、又は特にポリエチレンベースのポリマー材料は、好適には、５重量％未満、好適には２重量％未満の曲げ弾性率増強充填材料を含む。
【００２６】
ポリオレフィンベースのポリマー材料、又は特にポリエチレンベースのポリマー材料は、好適には、５ｇ／１０分未満、好適には２ｇ／１０分未満のメルトフローレートを有する。
【００２７】
上述の目的は、歯ブラシハンドル−これは、上記の開示において一般的な用語で開示され、詳細な説明において開示される特徴により更に定義され得る−と、複数の剛毛を複数群において提供することにより剛毛支持部に取り付けられた複数の剛毛と、を備えた歯ブラシであって、剛毛の各群は、前記剛毛支持部に、アンカー要素の周囲で折り畳まれた一群の剛毛により取り付けられ、前記アンカー要素及び前記一群の折り畳まれた剛毛は、前記剛毛支持部の複数の凹部のうちの１つの凹部に挿入された歯ブラシにより達成される。
【００２８】
アンカー要素は、好適には、当該アンカー要素が挿入される凹部の深さ方向に沿って見た場合に、凹凸を設けられた少なくとも１つの面を有する。この面は、好適には、深さ方向に直交する主方向に面する主面である。凹凸は、凹部の壁部及び／又は剛毛とのより強い相互作用を提供し得る。このため、より強力な剛毛保持性能が提供される。好適な実施形態において、対向する両主面に、深さ方向に沿って見た場合に凹凸が設けられている。
【００２９】
別途規定のない限り、特性とは、ＡＳＴＭ規格Ｄ４７０３−「熱可塑性材料を試験片、プラーク、又はシートに圧縮成形するための標準的技法」に準拠して作成された圧縮成形シートから準備された試験片のプラーク特性を指す。
【００３０】
参照した規格に代えて他の試験手順又は規格が採用され得ることに留意されたい。但し、このような他の試験手順又は規格に準拠して実施された測定が、明示された規格に準拠して実施された測定と有効に比較され得る場合に限る。
【００３１】
本発明の現在好適とされる実施形態を示す添付の概略図を参照して、本発明を例示的により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】歯ブラシハンドルの斜視図。
【図２】歯ブラシハンドルの剛毛支持部、すなわちヘッドの拡大図であって、一群の剛毛を受容するようにそれぞれ構成された複数の凹部を示す図。
【図３】図２に対応する図であって、一群の剛毛、及び凹部に挿入される関連するアンカー要素も示す図。
【図４】図３に対応する図であって、剛毛がアンカー要素の周囲で折り畳まれていることを示す図。
【図５】図３及び４に対応する図であって、剛毛及びアンカー要素が凹部に挿入された状態を示す図。
【図６】図５の線VI−VIに沿った断面図。
【図７ａ】アンカー要素の一実施形態を開示する図。
【図７ｂ】アンカー要素の別の実施形態を開示する図。
【図７ｃ】アンカー要素の別の実施形態を開示する図。
【図７ｄ】アンカー要素の別の実施形態を開示する図。
【図８】歯ブラシの斜視図。
【図９】歯ブラシを製造する方法を概略的に開示する図。
【図１０】図１の歯ブラシハンドルの射出成形に使用され得る型を概略的に開示する図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図９を参照すると、本開示は、歯ブラシハンドル１０を製造する方法に概して関すると言うことができる。歯ブラシハンドル１０は、グリップ部１１と、剛毛支持部１２と、を備えている。剛毛支持部１２は、ヘッドとも称され得る。歯ブラシハンドル１０は、好適には、グリップ部１１と剛毛支持部１２とを相互接続するネック部１３も備えている。
【００３４】
図１の歯ブラシハンドル１０は、図９を参照すると、要するに、少なくとも６０重量％、より好適には少なくとも８０重量％、最も好適には少なくとも９０重量％のバイオベース含有量を有するペレット化されたポリオレフィンベースのポリマー材料、好適には、ペレット化されたポリエチレンベースのポリマー材料を加熱するステップ１２０、及び加熱されたポリマー材料を成形キャビティで射出成形して歯ブラシハンドル１０を形成するステップ１３０により製造される。成形キャビティは、グリップ部３１、１１、及び剛毛支持部３２、１２を備えた歯ブラシハンドル１０の形状を有している。
【００３５】
成形キャビティ３０を、図１０に概略的に示す。成形キャビティ３０は、２つの凹部３０ａ、３０ｂから形成されている。そのそれぞれは、各成形半体４０ａ、４０ｂ内にある。成形半体４０ａ、４０ｂが一体にクランプされて型が閉鎖されると、２つの凹部３０ａ、３０ｂは、一体としてキャビティ３０を形成する。ポリマー材料は、例えば、成形キャビティ３０の入口ポート３６に注入される。入口ポート３６は、図１０に示すものとは別の位置や設計を有し得る。
【００３６】
図１及び図２に示すように、剛毛支持部１２は、複数の凹部１５を有している。各凹部１５は、（図３乃至図６に示すような）一群２０の剛毛２１を受容するように構成されている。凹部１５は、好適には、剛毛支持部１２を形成することが意図された成形キャビティ３０の部分３２であって、（図１０に示すように）成形キャビティ３０内に延びる複数の凸部３５を有する部分３２により形成される。図１０に概略的に開示された成形半体４０ａ、４０ｂは、単一の成形キャビティ３０を形成していることに留意されたい。しかしながら、実際には、成形半体４０ａ、４０ｂは、半体同士が一体にクランプされて型が閉鎖されたときに複数の成形キャビティ３０を形成することが意図された複数の凹部３０ａ、３０ｂを有し得る。
【００３７】
上述のように、ポリエチレンベースのポリマー材料は、好適には、少なくとも１５００ＭＰａ、好適には少なくとも１５５０ＭＰａの曲げ弾性率を有している。更に、ポリエチレンベースのポリマー材料は、好適には、５重量％未満、好適には２重量％未満の曲げ弾性率増強充填材料を含んでいる。ポリエチレンベースのポリマー材料は、好適には、５ｇ／１０分未満、好適には２ｇ／１０分未満のメルトフローレートを有している。ポリエチレンベースのポリマー材料は、好適には、少なくとも４０Ｊ／ｍ、好適には少なくとも６０Ｊ／ｍのアイゾット衝撃強度を有している。ポリエチレン材料は、好適には、少なくとも２０Ｊ／ｍのノッチ付きアイゾット衝撃強度を有している。
【００３８】
好適な実施形態において、歯ブラシハンドルは、以下の特性及び特徴を有するポリエチレンベースのポリマー材料から全体として形成される。
高密度ポリエチレンホモポリマー、
約９６％のバイオベースの含有量、
約１６００ＭＰａの曲げ弾性率（１％割線）、
約０．７０ｇ／１０分のメルトフローレート（１９０／２．１６）、
約５０ｇ／１０分のメルトフローレート（１９０／２．１６）、
約８９Ｊ／ｍのアイゾット衝撃強度。
【００３９】
このような高密度ポリエチレンホモポリマーは、特にブロー成形プロセス用に設計され、通常、（その低いメルトフローレート（約０．７０ｇ／１０分のメルトフローレート１９０／２．１６）を理由として）射出成形プロセスには適していないと考えられている。射出成形用に開発された対応する高密度ポリエチレンは、約２０ｇ／１０分のメルトフローレート（１９０／２．１６）を通常有する。しかしながら、このようなポリエチレンは、必要とされる曲げ弾性を有していない。
【００４０】
剛毛又はタフト（房）を歯ブラシハンドルに取り付ける種々の材料や設計に関する試験が実施された。
【００４１】
以下の表に、試験された材料とそれらの特性を示す。
【表１】
2021526922.tif 000003
【００４２】
ＣＡは、セルロース・アセテートの略である。ＣＡＰは、セルロース・アセテート・プロピオネートの略である。ＰＥは、ポリエチレンの略である。未充填バイオベースポリエチレンの３つの異なるグレード（Ａ、Ｂ、Ｃ）が試験された。充填バイオベースポリエチレンの３つの異なるグレード（Ｄ、Ｅ、Ｆ）が試験された。
【００４３】
以下の表に示す材料を、歯ブラシハンドルの異なる設計において試験した。これらの試験の結果及び総合成績評価を以下の表に示す。
【表２】
2021526922.tif 000004
【００４４】
上記のように、ＰＥ（Ｃ）と表示された材料は、高い再生可能な含有量を有するとともに必要な機械的特性を有することにより、環境に優しいという基準を満たすことが分かった。
【００４５】
上に開示したような好適な高密度ポリエチレンホモポリマー等のポリエチレンベースのポリマー材料は、好適な実施形態によれば、着色マスターバッチと混合される。マスターバッチは、好適には、マスターバッチとポリマー材料との混合物において、０．２乃至８重量％、好適には０．２乃至４重量％で提供される。好適な実施形態において、マスターバッチは、ポリエチレンベースのポリマー材料の約１重量％の量で添加される。ポリエチレンベースのポリマー材料と着色マスターバッチとの混合は、ポリエチレンベースのポリマー材料が成形キャビティで射出成形される前に実施される。混合は、ペレット化されたポリエチレンベースのポリマー材料の加熱前、加熱中、又は加熱後に生じ得る。マスターバッチは、例えばペレット化された着色樹脂であり得る。このような場合、材料の加熱前に、ペレット化されたマスターバッチとペレット化されたポリエチレンベースのポリマー材料とを混合することが有利であろう。
【００４６】
好適な実施形態において、成形キャビティで射出成形される混合物は、約０％の曲げ弾性率増強充填材料を有している。
【００４７】
図９及び図３乃至図６を参照すると、図１の歯ブラシハンドル１０は、剛毛２１を剛毛支持部１２に取り付けるステップ（図９のステップ１４０）により、（図８に示すような）歯ブラシ５０に変換され得る。図３乃至図６に示すように、これは、複数の剛毛２１を複数群２０において提供し、剛毛２１の各群２０を剛毛支持部１２に取り付けることにより達成され得る。一群２０の剛毛２１は、（図４に示すように）アンカー要素２２の周囲で折り畳まれ、アンカー要素２２及び折り畳まれた一群２０の剛毛２１は、剛毛支持部１２の複数の凹部１５のうちの１つの凹部１５に挿入される。図３乃至図６に示す動作は、基本的に、一群２０の剛毛２１を提供し、次いで、（図４及び図６に示すように）一群２０の剛毛２１がアンカー要素２２と凹部１５の底部や壁部との間に挟まれた状態で、アンカー要素２２を凹部１５に押し込むことによりなされる。
【００４８】
アンカー要素２２は、アンカー要素２２及び一群２０の剛毛２１の挿入に関連して短い断片に切断される長いストリップとして提供され得る。これは図３に示され、ここでストリップ２３の延長部を破線で示し、切断部を矢印２４で示している。
【００４９】
アンカー要素２２は、種々の断面形状で設計され得る。図７ａ乃至図７ｄに、このような種々の断面形状を示す。図７ａにおいて、アンカー要素２２は、２つの平坦な主面２２ａ、２２ｂを持つ断面形状を有している。図７ｂにおいて、アンカー要素２２は、一方の主面２２ｂが平坦であり、他方の主面２２ａが凹凸、すなわち溝及び隆起を持つ断面形状を有している。凹凸、すなわち溝及び隆起は、アンカー要素２２の中心平面Ｐの法線方向Ｎにおいて異なる範囲を有している。中心平面Ｐは、アンカー要素２２の（そして通常ストリップ２３の）長手方向に沿って、且つ深さ方向ｄに沿って延びていると言える。図７ｃにおいて、アンカー要素２２は、両主面２２ａ、２２ｂが凹凸、すなわち溝及び隆起を持つ断面形状を有している。凹凸、すなわち溝及び隆起は、アンカー要素２２の中心平面Ｐの法線方向Ｎにおいて異なる範囲を有している。図７ｄにいて、アンカー要素２２は、凹凸のある材料片から形成される断面形状を有している。深さ方向ｄに従う場合、材料の位置は法線方向Ｎに沿って変化する。したがって、（法線方向Ｎに沿った）厚さｔは、深さ方向ｄに沿って同一であり得るが、両主面に凹凸が設けられている。
【００５０】
アンカー要素２２は、好適には、アンカー要素２２が挿入される凹部１５の深さ方向ｄに沿って見た場合に、凹凸が設けられた少なくとも１つの面を有している。好適には、アンカー要素２２は、アンカー要素２２が挿入される凹部１５の深さ方向ｄに沿って見た場合に、凹凸が設けられた２つの主面を有している。
【００５１】
上に開示された製造プロセスの結果、グリップ部１１と、剛毛支持部１２と、を備えた歯ブラシハンドル１０が得られる。グリップ部１１及び剛毛支持部１２は、少なくとも９０重量％のバイオベースの含有量を有するポリエチレンベースのポリマー材料から一体形成されている。図１に開示された実施形態において、グリップ部１１と剛毛支持部１２との間にネック部１３が存在する。グリップ部１１と、ネック部１３と、剛毛支持部１２とは、少なくとも９０重量％のバイオベースの含有量を有するポリエチレンベースのポリマー材料から一体形成されている。ポリエチレンベースのポリマー材料は、好適には、少なくとも１５００ＭＰａ、好適には少なくとも１５５０ＭＰａの曲げ弾性率を有している。歯ブラシハンドル１０の好適な実施形態において、ポリエチレンベースのポリマー材料は、約１６００ＭＰａの曲げ弾性率（１％割線）を有している。ポリエチレンベースのポリマー材料は、５重量％未満、好適には２重量％未満の曲げ弾性率増強充填材料を含んでいる。歯ブラシハンドル１０の好適な実施形態において、ポリエチレンベースのポリマー材料は、約０％の曲げ弾性率増強充填材料を含んでいる。ポリエチレンベースのポリマー材料は、好適には、５ｇ／１０分未満、好適には２ｇ／１０分未満のメルトフローレートを有している。歯ブラシハンドル１０の好適な実施形態において、ポリエチレンベースのポリマー材料は、約０．７ｇ／１０分のメルトフローレートを有している。上述のように、このような（図１に示す）歯ブラシハンドル１０は、剛毛２１を剛毛支持部１２に取り付けるステップにより、（図８に示すような）歯ブラシ５０に変換される。図８に示すように、一群２０の剛毛２１が、剛毛支持部１２の各凹部１５に挿入される。剛毛２１の各群２０は、好適にはアンカー要素２２の周囲で折り畳まれ、アンカー要素２２とともに各凹部１５に挿入される。
【００５２】
本明細書に記載の実施形態について多数の変形例が存在するが、それらは添付の特許請求の範囲によて定義される本発明の範囲にあると考えられる。
【００５３】
歯ブラシハンドルは、例えば図８に破線で全体が示されるグリップ改善部５１ｂを有するように設計され得る。
【００５４】
剛毛支持部１２は、例えば好適な実施形態に示した均一な設計でなく、異なる種類、サイズ、向き等の剛毛２１を備え得る。
【図１−２】
2021526922.tif 000005
【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７ａ】
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【図７ｂ】
2021526922.tif 000011
【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2021526922.tif 000016
【国際調査報告】
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2021526922.tif 000019
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