(57)【要約】【課題】植毛部が薄くても欠陥の発生が抑えられ、しかも用毛束の乱れや充填材のもれがなく、口腔内での操作性に優れたブラシを提供すること。【解決手段】複数の植毛孔４０を有する植毛基部４１の植毛孔４０に用毛束３が挿入され、用毛束３の片端部３０に溶融塊３１が形成され、溶融塊３１が充填材で被覆され、植毛基部４１と用毛束３とが固定化されて植毛部４が設けられたブラシである。充填材が固化して形成される植毛部４の背面部分に凸状面部４３を有している。凸状面部４３は、湾曲面で形成されていることが好ましく、凸状面部４３の植毛部４の長手方向に直交する断面における輪郭は、曲率半径が２０〜８０ｍｍの円弧又は略円弧であることが好ましい。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の植毛孔を有する植毛基部の該植毛孔に用毛束が挿入され、該用毛束の片端部に溶融塊が形成され、該溶融塊が充填材で被覆され、前記植毛基部と前記用毛束とが固定化されて植毛部が設けられたブラシであって、
前記充填材が固化して形成される前記植毛部の背面部分の中央部近傍に凸状面部を有しているブラシ。
【請求項２】
前記凸状面部が湾曲面で形成されており、該凸状面部の前記植毛部の長手方向に直交する断面における輪郭が、曲率半径が２０〜８０ｍｍの円弧又は略円弧である請求項１記載のブラシ。
【請求項３】
前記植毛基部の基面部の厚みが１〜３ｍｍであり、前記植毛部の総厚みが３〜５ｍｍである請求項１又は２記載のブラシ。
【請求項４】
前記植毛基部は、前記基面部及び該基面部から立ち上がり部が立ち上がって形成された凹部を有している請求項１〜３の何れかに記載のブラシ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシ、特に、歯ブラシに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
歯ブラシの製造方法に関する従来技術として、用毛束の挿入孔を有する一次成形部分を成形し、該挿入孔に用毛束を挿入し、該挿入孔から突出する用毛束の端部を加熱して溶融し溶融塊を形成し、該溶融塊を含む該一次成形部分に充填材を射出して二次成形を行い、歯ブラシのハンドル部の先端部分（一次成形部と二次成形部）を一体的に成形する技術が知られている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、歯ブラシの使い易さの一つを現す口腔内での操作性を考慮すると、歯ブラシにおける用毛束が植毛された部分（植毛部）は、できるだけ薄くその背面部もフラットな形態にするのが好ましい。植毛部をフラットで薄くするためには、植毛基部の厚さとの関係から前記二次成形において充填材の量を少なくする必要があるが、該充填材の量を少なくすると、植毛基部の背面部がフラットなことも相まって充填材の流路の確保が困難になり、得られる歯ブラシが植毛部に充填材の充填不足（ショートショット）による欠陥を有するものとなる。充填圧力を高めて充填材を充填することも考えられるが、上述のような一次、二次成形工程を経て得られる歯ブラシでは、用毛束に乱れが生じたり、用毛束と植毛孔との隙間から充填材が漏れ出てしまう課題を有している。よって、上述のような一次、二次成形工程を経て得られる歯ブラシにおいて、斯かる課題の解決が望まれていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１８２６３２号公報
【０００５】
従って、本発明の目的は、植毛部が薄くても充填材の充填不足による欠陥の発生が抑えられ、しかも用毛束の乱れや充填材のもれがなく、口腔内での操作性に優れたブラシを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の植毛孔を有する植毛基部の該植毛孔に用毛束をその片端部が突出するように挿入した後、前記用毛束の前記片端部に溶融塊を形成し、該溶融塊を充填材で被覆し、前記植毛基部と前記用毛束とを固定化して植毛部を設けたブラシであって、前記充填材が固化して形成される前記植毛部の背面部分の中央部近傍に凸状面部を有しているブラシを提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のブラシを歯ブラシに適用した実施形態に基づいて図面を参照しながら説明する。
【０００８】
まず、本実施形態の歯ブラシの製造方法について説明する。
【０００９】
本実施形態の歯ブラシの製造方法においては、先ず、歯ブラシ本体の成形工程において、図１（ａ）に示すような、植毛基部４１を先端に有する歯ブラシ本体２を成形する。歯ブラシ本体２の成形工程では、図１（ｂ）に示すように、植毛基部４１を有する歯ブラシ本体２の形態に対応したキャビティ１１及びキャビティ１１に通じる樹脂注入路１２を有する成形金型１０を用いる。そして、成形金型１０を射出成形装置（図示せず）にセットし、所定の射出成形圧で樹脂注入路１２から該キャビティ１１内に熱可塑性樹脂（図示せず）を溶融状態で射出し、冷却した後に脱型する。
【００１０】
上述のような植毛基部を有する歯ブラシ本体２は、従来から歯ブラシ本体（植毛基部以外に、いわゆるハンドル部及びネック部を含んでいる。）に用いられている通常の熱可塑性樹脂で製造される。該熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体等が挙げられる。該熱可塑性樹脂は、単独で又は複数を適宜選択して用いることができる。
【００１１】
次に、図２に示すように、得られたブラシ本体２の植毛基部４１の植毛孔４０に前記用毛束３を挿入する。この用毛束３の挿入方法に特に制限はなく、各挿入方式が採用可能である。
【００１２】
前記用毛束３は、従来から歯ブラシの用毛に用いられている通常の材質のものが用いられる。該用毛の材質としては、例えば、ナイロン等のポリアミド、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル等が挙げられる。
【００１３】
全ての用毛束３を植毛孔４０に挿入した後、図３に示すように、熱加工工程において、植毛孔４０の開口周縁部及び植毛孔４０から突出する用毛束３の片端部３０のそれぞれを熱源１６で加熱し、片端部３０を溶融して溶融塊３１を形成する。
【００１４】
溶融塊３１は、植毛孔４０の開口周縁部よりも断面が大きく形成されている。溶融塊３１の大きさは、用毛束３の所望の抜け強度を確保できるように、植毛孔４０の内径の１．０５倍以上が好ましい。溶融塊３１が過度に大きいと、用毛束抜け強度は強くなるが、溶融塊３１の形成に時間がかかったり、溶融塊３１が植毛基部からはみ出し、後述する樹脂の充填時に支障をきたす場合がある。
溶融塊３１は、植毛孔４０の開口周縁部と固着しており、各植毛孔４０を塞いでいる。これにより、充填材の充填時の漏れが抑えられている。
【００１５】
前記溶融塊３１を形成する方式としては、非接触熱源で加熱する方式と、溶融塊３１を加熱押圧する方式の双方が選択できる。尚、前記押圧する方式では、溶融塊３１と植毛孔４０の開口地周縁部の密着を強化することが可能であるが、押圧時に用毛の乱れが発生しやすく、その点では非接触熱源の方が用毛の乱れがなく優れている。
【００１６】
次に、図４に示すように、溶融塊の被覆工程において、植毛基部４１の背面側の凹部に充填材を充填して該充填材で前記溶融塊３１を被覆し、固化させて被覆部４２を形成する。
【００１７】
この工程では、ブラシ本体２を用毛束保持治具１３とともに搬送手段（図示せず）で搬送し、成形装置１７の金型１８に対して位置決めする。この際、金型１８で植毛基部４１を押圧し、植毛基部４１と金型１８との間の密閉性を高めて成形を行う。
【００１８】
前記充填材には、前記植毛基部と同種の材料を用いることが好ましい。
植毛基部４１に対して所望の接着性が得られる材料であれば、植毛基部４１の材質と異なる充填材を充填することもできる。この場合には、充填材は、植毛基部４１や前記溶融塊３１との間の接着性を考慮し、これらの間との熱接着性や化学的接着性のよい材料を選択することが好ましい。
【００１９】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、金型１８には、後述する植毛部４の前記凸状面部４３に対応した凹状面部１８ａを有するものを用いる。
このような金型１８を用いることで、充填材の充填圧力が低い場合でも注入口１８０を通じて充填される充填材の流路が確保され、植毛部４に充填不足（ショートショット）が生じることがない。このため、射出成形時の充填圧力は、通常の歯ブラシの製造における充填圧力に比べて低い圧力範囲を含む１０〜３０Ｐａ程度でも成形が可能である。そして、得られる歯ブラシ１は、植毛部４が薄くても欠陥の発生が抑えられたものとなる。また、充填圧力が低くても成形が可能であるため、用毛束３の乱れや用毛束３と植毛孔４との隙間から充填材がもれ出すこともない。
【００２０】
また、植毛基部４１と成形装置１７の金型１８との間に充填材を射出して前記溶融塊３１を被覆するので、植毛基部４１、溶融魂３１に隙間無く充填材が注入されて植毛基部４１及び溶融塊３１と固化一体化される。このため、植毛基部４１に板状のプラスチック部材を貼り付けて被覆する方法（図示せず）等に比べて、植毛部（ヘッド）の内部に空間が発生せず、歯磨き時に水分がヘッド内に入り込むことがないので、衛生的である。
【００２１】
射出成形の終了後、用毛束保持治具１３を成形装置１７から取り外す。そして、歯ブラシ１を用毛保持治具１３から取り外し、必要に応じてトリミング等の後工程の処理を行った後、歯ブラシ１の製造を完了する。
【００２２】
次に、本発明のブラシを、その好ましい実施形態として、歯ブラシに適用した実施形態に基づいて図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図６は、本発明のブラシを歯ブラシに適用した第１実施形態を示すものである。図６において符号１は歯ブラシを示している。
【００２４】
図６に示すように、歯ブラシ１は、前記充填材が固化して形成される植毛部４（被覆部４２）の背面部分に凸状面部４３を有している。本実施形態では、凸状面部４３は、長手方向に直交する断面において中央部の厚みが漸次厚くなるような所定の曲率を有する湾曲面で成形されている。
【００２５】
前記湾曲面に形成されている凸状面部は、植毛部４の長手方向に直交する断面の輪郭が円弧又は略円弧状で、その曲率半径Ｒｃ（図６（ａ）参照）が、２０〜８０ｍｍであることが好ましい。該曲率半径Ｒｃがこの範囲であると、植毛部の側壁寸法ｔ２の増加がないため、口腔内での操作性も比較的確保でき、且つ、充填材４２が流動する流路（流路寸法ｔ４、流路面積ｆ）が拡大でき、充填材の充填不足（ショートショット）の防止がさらに容易となる。
【００２６】
また、前記湾曲面に形成されている凸状面部４３は、植毛部４の長手方向における断面の輪郭が、円弧又は略円弧で、その曲率半径Ｒｍ（図６（ｃ）参照）が、５０〜４００ｍｍであることが好ましい。前記曲率半径Ｒｍを付与することで、前記該曲率半径Ｒｃの付与と同様に充填材が流動する流路（流路寸法ｔ４、流路面積ｆ）が拡大でき、充填材の充填不足（ショートショット）の防止がさらに容易にとなる。
【００２７】
前記植毛部４の総厚みｔ（最も厚い部分における厚み：図６（ａ）及び（ｂ）参照））は、口腔内での操作性の観点から、３〜５．５ｍｍであることが好ましく、３〜５ｍｍであることがより好ましい。
【００２８】
植毛基面部４１０の厚みｔ１については、用毛束３の用毛の乱れを防止する点や、充填材前記の充填時に用毛束の片端部３０（溶融塊３１）と植毛孔４０の間からの充填材のもれ防止を考慮すると、１．０〜３．０ｍｍが好ましい。更に歯ブラシの操作性を重要視し、植毛基部４１の厚みｔ１を特に薄くする場合は、１〜２ｍｍであることが好ましい。
【００２９】
植毛基部４１は、植毛孔４０を囲繞するように基面部４１０から立ち上がり部４１１が立ち上がって形成された凹部４１２を有している。立ち上がり部４１１の高さｔ３は、前記の厚みｔとの関係、溶融塊の形成後における充填材の流路を確保すること、溶融塊をどの程度被覆するかを考慮して設定する。立ち上がり部４１１は、充填材と植毛基部４１の接着部の面積を増加し、また基面部４１０と略直交する面を形成するので、複数方向の剥離応力に対応することができる。また、溶融塊３１形成時に溶融塊３１が植毛基部４１からはみだすのを防止できる。
【００３０】
また、植毛基部の厚みｔ１と立ち上がり壁部４１１の厚みｔ３は植毛部４の総厚みｔに対し、できるだけ低くすることが好ましいが、基面部４１０の厚みｔ１や、充填材の流路寸法ｔ４を考慮すると、１〜４．５ｍｍが好ましい。なお、立ち上がり壁部４１１の登頂部４１３には、Ｒ面（ＲＺ）や面取り面等を適意配置することで口腔内の操作性をさらに向上できる。
【００３１】
前記充填材が流動する流路寸法ｔ４は、充填材の充填不足（ショートショット）の発生を防止する点から０．２ｍｍ以上にすることが好ましく、関連部の寸法（植毛部総厚みｔ、植毛基面部厚みｔ１、溶融塊厚みｔ２、被覆部曲率半径Ｒｃ）の寸法により可能な範囲で流路寸法ｔ４を大きくすることが充填材の充填不足の発生を防止する上で好ましい。また、充填材が流動する流路面積ｆについても前記同様に可能な範囲で大きくすることが望ましい。
【００３２】
また、図７に示すように、植毛部４における前記充填材が固化して形成される部分を背面視したときの凸状部４３の寸法Ａ１と植毛部４の寸法Ａ０との比（Ａ１／Ａ０）は、３０〜１００％であることが好ましく５０〜１００％であることがより好ましい。該割合を上記範囲とすることで、歯ブラシ１は植毛部４が薄くても充填材の充填不足による欠陥の発生をより確実に防止することができる。
【００３３】
上述のように、歯ブラシ１は、植毛部の立ち上がり部４１１の厚さ寸法ｔ３（図６（ａ）参照）の高さは変更せずに、植毛部４総厚みｔを増やし、植毛部４の中央近傍の被覆部４２を凸状面に形成したので、流路寸法４は同等の増加が達成でき、また、植毛部の側壁寸法ｔ３の増加がない分口腔内の操作性も比較的確保でき、且つ、充填材が流動する流路も拡大でき、充填材の充填不足（ショートショット）が発生を防止できる。
【００３４】
従って、本実施形態の歯ブラシ１は、植毛部４が薄くても欠陥（充填材の充填不足）の発生が抑えられており、口腔内での操作性に優れたものである。しかも、被覆部の凸状面部（曲率半径Ｒｃ）により、樹脂充填流路の確保ができた点から、樹脂充填圧力の低減が可能となり、また、凸状面部（曲率半径Ｒｃ）は充填材の充填後における樹脂収縮に対し、アーチ状の形状の抗力を発揮し、樹脂収縮を抑制する。よって、充填圧力の低圧化ができ、用毛束の乱れや充填材のもれがない優れた歯ブラシとなる。
【００３５】
また、歯ブラシ１は、凸状面部４３を有しているため、淡い色合いの充填材を用いた場合には、溶融塊が透けて見えることを防ぐことができ、美観的にも優れたものである。
【００３６】
本発明は前記実施形態に制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。
【００３７】
本発明は、前記実施形態のように、前記充填材が固化して形成される前記植毛部の背面部分の凸状面部が、該植毛部の長手方向及び該長手方向に直交する断面の何れにおいても所定の曲率を有していることが好ましいが、例えば、図８（ａ）及び（ｂ）に示す歯ブラシ１’のように、凸状面部４３の長手方向の断面を直線状に設けた形態とすることもできる。
【００３８】
また、凸状面部は、植毛部の長手方向に直交する断面における輪郭が円弧状又は略円弧状の形態であることが好ましいが、これ以外に、例えば図９（ａ）及び（ｂ）に示す歯ブラシ１のように、該輪郭が所定の曲率に面取りされた三角形や台形状の形態の凸状面部４３’を有するものとすることもできる。この場合、立ち上がり部の外側は面取り加工を施しておくことが好ましいが、エッジ状に成形することもできる。
【００３９】
また、前記実施形態のように、植毛孔を囲繞するように全周に亘って立ち上がり部を設けることが好ましいが、本発明の効果を損なわない範囲において、立ち上がり部は部分的に設けることもできるし、省略することもできる。部分的に設ける場合には、立ち上がり部は、歯ブラシの使用時に繰り返し作用する応力に抗し得るようにブラシ本体のネック部側に設けることが好ましい。
【００４０】
また、立ち上がり部は、前記第１実施形態のように、植毛基部の基面部から略垂直に立ち上がるように設けることが好ましいが、本発明の効果を損なわない範囲において、傾斜面や曲面とすることもできる。
【００４１】
本発明は、前記実施形態におけるように、歯ブラシに特に好適であるが、歯ブラシ以外のブラシ、例えば、ヘアブラシ、マッサージブラシ、洗浄ブラシ、マスカラ等の化粧料用ブラシ等の各種ブラシにも適用することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明のブラシによれば、植毛部が薄くても欠陥の発生が抑えられ、しかも用毛束の乱れや充填材のもれがなく、口腔内での操作性に優れたブラシが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブラシを歯ブラシに適用した場合の製造方法の一実施形態において用いられる歯ブラシ本体及び成形金型を模式的に示す図であり、（ａ）は歯ブラシ本体の側断面図、（ｂ）は成形金型の側断面図である。
【図２】同実施形態における用毛束の挿入工程を模式的に示す要部断面図である。
【図３】同実施形態における熱加工工程を模式的に示す要部断面図である。
【図４】同実施形態における溶融塊の被覆工程を模式的に示す要部断面図である。
【図５】溶融塊の被覆工程における金型と植毛基部との配置を模式的に示す図であり、（ａ）は要部正断面図、（ｂ）は要部側断面図である。
【図６】本発明のブラシを歯ブラシに適用した第１実施形態における、歯ブラシの先端部の形態を模式的に示す図であり、（ａ）は要部正断面図、（ｂ）は要部平面図、（ｃ）は要部側断面図である。
【図７】同実施形態の歯ブラシにおける植毛部の寸法関係を説明するための概略断面図である。
【図８】本発明のブラシを歯ブラシに適用した他の実施形態を模式的に示す図であり、（ａ）は植毛部の要部正断面図、（ｂ）は要部側断面図である。
【図９】本発明のブラシを歯ブラシに適用した他の実施形態を模式的に示す図であり、（ａ）は凹面状部の断面輪郭が三角形状の輪郭を有する実施形態の要部正断面図、（ｂ）は凹面状部の断面輪郭が六角形状の輪郭を有する実施形態の要部正断面図である。
【符号の説明】
１  歯ブラシ
２  ブラシ本体
３  用毛束
３０  端部
３１  溶融塊
４  植毛部
４０  植毛孔
４１  植毛基部
４２  被覆部
４３  凸状面部
１７  成形装置
１８  金型
【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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【図８】
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【図９】
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