(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルの先端側に設けられる基板の背面側に、立上り壁により囲まれる背面充填用凹部を形成し、
基板の背面充填用凹部の範囲内に設けた用毛束挿入孔に用毛束の基部を植設し、
基板の背面充填用凹部における用毛束の基部の周囲に背面側より充填材を充填し、基板に用毛束を固定化するブラシの製造方法であって、
基板の用毛束挿入孔に用毛束の基部を植設した後、背面充填用凹部における用毛束の基部の周囲に充填材を充填する前の背面充填用凹部に、充填材が該凹部から離隔する方向で係合するアンダーカット部を成形し、アンダーカット部が成形された該背面充填用凹部に充填材を充填するブラシの製造方法。
【請求項２】
前記基板の用毛束挿入孔に植設された用毛束の基部端面を、用毛束端面溶融装置により前記背面充填用凹部の範囲内で溶融固着し、該用毛束挿入孔を塞ぐ溶融固着面を成形するに際し、
該用毛束端面溶融装置により該背面充填用凹部に前記外れ止め部を成形する請求項１に記載のブラシの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２の製造方法により製造されたブラシ。
【請求項４】
ハンドルの先端側に設けられる基板の背面側に、立上り壁により囲まれる背面充填用凹部を備え、該背面充填用凹部の範囲内に設けた用毛束挿入孔に用毛束の基部を植設し、該背面充填用凹部における用毛束の基部の周囲に充填材を充填し、基板に用毛束を固定化したブラシであって、
基板の背面充填用凹部にアンダーカット部が成形され、該凹部に充填された充填材が該凹部から離隔する方向で該アンダーカット部に係合するブラシ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は歯ブラシ等のブラシの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、歯ブラシの製造方法として、USP5458400に記載のものがある。この従来技術は、ハンドルの先端側に設けられる基板に設けた用毛束挿入孔に用毛束の基部を植設し、基板の背面側における用毛束の基部の周囲に充填材を充填し、基板に用毛束を固定化するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の歯ブラシは、前工程で成形された基板に、用毛束を固定化するための充填材を充填して接着するものであるため、歯磨き時の繰り返し曲げ応力で基板と充填材の接着部が剥離して外れ易い。ハンドルの先端側に設けられる基板から上述の充填材が剥離したときには、基板側の断面強度が直ちに低減し、基板に折れを生じ、ひいては口腔内をキズつける虞がある。
【０００４】
本発明の課題は、ハンドルの先端側に設けられる基板に用毛束を固定化するための充填材を確実に外れ止めすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ハンドルの先端側に設けられる基板の背面側に、立上り壁により囲まれる背面充填用凹部を形成し、基板の背面充填用凹部の範囲内に設けた用毛束挿入孔に用毛束の基部を植設し、基板の背面充填用凹部における用毛束の基部の周囲に背面側より充填材を充填し、基板に用毛束を固定化するブラシの製造方法であって、基板の用毛束挿入孔に用毛束の基部を植設した後、背面充填用凹部における用毛束の基部の周囲に充填材を充填する前の背面充填用凹部に、充填材が該凹部から離隔する方向で係合するアンダーカット部を成形し、アンダーカット部が成形された該背面充填用凹部に充填材を充填するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）（図１〜図９）
歯ブラシの製造方法と製造装置の構成を示せば以下の通りである。
(1)歯ブラシ１０の基板１１を、図１の基板成形用金型２０（上型２１と下型２２）により成形する。本実施形態において、基板１１は、ハンドル１２にネック１３を介して一体成形されたヘッド１４により構成されるものとした。
【０００７】
ヘッド１４は、図２に示す如く、背面側の外縁に設けた立上り壁１５により囲まれる背面充填用凹部１６を備え、この背面充填用凹部１６の範囲内に定めた植毛部１６Ａの基板面１６Ｂに多数の用毛束挿入孔１７を貫通形成し、各用毛束挿入孔１７に用毛束１８を植毛可能とする。
【０００８】
基板１１は、ハンドル１２（ネック１３）に一体成形されたヘッド１４により構成され、後述するヘッド１４への植毛工程後に、ヘッド１４の背面充填用凹部１６に背面充填材１９を２次充填するものである。但し、植毛用基板１１は、ヘッド１４のみからなるものでも良く、ヘッド１４への植毛工程後に、ヘッド１４の背面充填用凹部１６のための背面充填材とハンドル１２（ネック１３）のための成形材を一体で２次充填しても良い。
【０００９】
基板１１は、ヘッド１４の外縁の全周に連続する立上り壁１５を設けたから、背面充填用凹部１６への背面充填材１９の接着面積が広くなり、接着性が良く、ヘッド１４の曲げ強度も強化できる。但し、基板１１は、ヘッド１４の外縁の一部にだけ立上り壁１５を備え、又は立上り壁１５を備えないものでも良い。
【００１０】
基板１１を構成する樹脂としては、ポリプロピレン、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、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、不飽和ポリエステル等のいずれを採用しても良く、歯ブラシ１０の必要強度と耐久性等の特性を確保できれば良く、また、基板１１を成形する際に、成形可能な流動特性と熱安定性等を備えたものであれば良い。用毛束１８のブリッスルとしては、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート等を採用できる。
【００１１】
(2)用毛束保持治具３０に基板１１を据付ける。用毛束保持治具３０は、図３に示す如く、基板１１の据付部３１と、据付部３１に据付けられる基板１１の用毛束挿入孔１７に連なる用毛束整形孔３２を備える。
【００１２】
尚、用毛束保持治具３０の材質については、金属（鉄、アルミ）の他、プラスチック、又は金属とプラスチックの複合体で構成しても良い。プラスチックとしては、ポリテトラフルオロエチレン等が好ましく、このプラスチックは滑り性が良いため用毛束の挿入効率及び品質が高まる。また、金属材料にポリテトラフルオロエチレン等をコーティングすれば、滑り性と耐久性の双方を確保できるので好ましい。
【００１３】
用毛束保持治具３０は、用毛束整形孔３２の孔底面を、用毛束１８の先端部に付与すべき形状に設定してある。後述する押出しピン５１の先端形状を、用毛束整形孔３２の孔底面形状とほぼ同形状（嵌合し合う形状）とすることで、用毛束１８の先端部の整形性を向上できる。
【００１４】
(3)用毛束１８を収容するスリーブ４０により用毛束１８をピッキングする（図３）。そして、用毛束植設装置５０により、スリーブ４０に収容されている用毛束１８を押出しピン５１により押出し、用毛束１８を用毛束保持治具３０に据付けられている基板１１の用毛束挿入孔１７から用毛束保持治具３０の用毛束整形孔３２に植設し、用毛束１８の基部を基板１１の用毛束挿入孔１７に植設し、用毛束１８の先端部を用毛束整形孔３２の孔底面に押し当て整形する（図３）。
【００１５】
(4)用毛束端面溶融装置６０により、図４に示す如く、基板１１の背面側に用毛束挿入孔１７から出ている用毛束１８の基部端面を溶融又は溶融プレスし、基板１１の背面側に用毛束挿入孔１７を塞ぐ帯状（シート状）の溶融固着面１８Ａ（図５）を形成する。用毛束１８の溶融固着面１８Ａは相隣るもの同士が連続して上述の如くに帯状をなすものに限らず、各個別に塊状をなすものでも良い。
【００１６】
用毛束端面溶融装置６０としては、発熱体の他、超音波振動体を用いても良い。
【００１７】
(5)用毛束１８を植設した基板１１と用毛束保持治具３０を搬送装置２００にて成形装置７０内の位置決め機構２０１まで搬送し、位置決めする（図６）。
【００１８】
(6)充填装置８０により、成形装置７０の金型７１の注入口７２（ゲート）から吐出される背面充填材１９を、金型７１が基板１１の背面充填用凹部１６における背面側の、用毛束１８の基部（溶融固着面１８Ａ）周囲に形成する空間（背面充填用凹部１６の空間）に注入して接着し、基板１１に用毛束１８を固定化する（図７、図８）。
【００１９】
(7)充填材１９の固化後、金型７１を開いて歯ブラシ１０及び用毛束保持治具３０を取出し（図９）、歯ブラシ１０を用毛束保持治具３０から外す（図９）。
【００２０】
尚、上記成形装置７０（図６〜図９）では、成形装置として縦型のものを用い、位置決め機構２０１で、基板１１を配置した用毛束保持治具３０を位置決めし、ヘッド１４の背面充填用凹部１６に背面充填材１９を射出成形する実施例を示しているが、用毛束保持治具３０を順次成形装置７０内に搬送すれば効率良く連続成形が可能である。また、必要により横型成形装置を採用しても良い。
【００２１】
また、上記実施例では、ヘッド１４に形成した背面充填用凹部１６に２次充填材を充填する基板１１を例示しているが、ヘッド１４のみへの背面充填であるから、充填量が少量で済み、更に、ほぼ同肉厚部の凹部１６への２次充填材の充填であるため、ハンドル１３等の形状に左右されず成形条件（充填圧力、温度、充填速度等の条件）を設定できる。これに対し、例えば、ヘッド部とハンドル部の一部を充填（２次充填）する方式では、ヘッド部以外にもハンドル部の形状に対応した成形条件が必要である。両方の形態を比較すると、本形態の方が、ヘッド１４に適した成形条件を設定できるので品質が安定すると言える。
【００２２】
また、ヘッド１４の凹部１６の形態が全周に外壁面を有する形態になっているため、凹部１６が形成されたヘッド１４からの充填材漏れを確実に防止しながら、充填材接着に必要な充填圧力を精度よくかけることができる。
【００２３】
更に、上記金型７１は、背面充填用凹部１６を充填する側の金型のみで良いため、構造が比較的簡単であり、メンテナンス性が良い。
【００２４】
尚、背面充填材１９は、基板１１と同種の材料（例えば、双方ポリプロピレン樹脂）を使うことが主であるが、例えば、ポリプロピレン樹脂でも、物性の違うものを使い分け成形性や品質の向上を図ることができる。また、必要により、異なる材質（例えばエラストマー）を使うことで、歯ブラシとしての弾力性や色を含めた外観に特徴ある歯ブラシを製造できる。
【００２５】
また、基板１１や用毛束１８との接着力を強化するため、充填材１９は、基板１１や用毛束１８の構成材料と熱接着性や化学的接着性のよい材料を配合すること、基板１１を温めたり金型７１を高温にして熱接着性を高めること、充填材１９自体の注入時の溶融温度を高めることが好ましい。更に、充填材１９の注入圧力は高くする方が、基板１１や用毛束１８との接着力が向上し、かつ外観が良好になる（ヒケが減少する）点から好ましい。但し、注入圧力を高くしすぎると、基板１１と用毛束１８間より充填剤の漏れ（バリ）が発生するので、適正圧力の設定が必要である。その他、接着力の強化方法として、基板１１の表面にコロナ放電処理やプラズマ放電処理を行なった後に充填材１９を注入する方法や、基板１１の表面にプライマー剤を塗布する方法等を用いても良い。
【００２６】
第１実施形態の歯ブラシ１０の望ましい実施形態として、基板１１における背面充填材１９の外れ止めを図るため、以下の如くの外れ止め構造を具備する（図１０）。
【００２７】
(a)前述(1)で基板成形用金型２０により基板１１を成形するとき、上型２１に中リブ成形部２１Ａを設け、基板１１の背面充填用凹部１６の巾方向中央部に基板面１６Ｂから立設する中リブ１６Ｃを成形する。中リブ１６Ｃは、基板面１６Ｂにおけるヘッド１４の長手方向の全域に連続的に設けても良く、唯１個又は不連続をなす複数個設けても良い。そして、前述(4)で用毛束端面溶融装置６０により用毛束１８の基部端面を溶融プレスして溶融固着面１８Ａを成形するに際し、用毛束端面溶融装置６０の先端中央部に設けた中リブ押圧部６１により中リブ１６Ｃの天端部を加熱軟化させて膨出状に押圧変形し、後工程で凹部１６に充填される充填材１９が該凹部１６から離隔する方向で係合することとなる膨出状外れ止め部１０１（アンダーカット部）を該中リブ１６Ｃの天端部に成形し、その後、前述(6)でこの外れ止め部１０１を備える凹部１６に充填材１９を充填する。
【００２８】
(b)前述(4)で用毛束端面溶融装置６０により用毛束１８の基部端面を溶融プレスして溶融固着面１８Ａを成形するに際し、用毛束端面溶融装置６０の先端両側部（片側部でも可）に設けた側壁押圧部６２の横移動により立上り壁１５の内壁を加熱軟化させて凹状に押圧変形し、後工程で背面充填用凹部１６に充填される充填材１９が該凹部１６から離隔する方向で係合することとなる凹状外れ止め部１０２（アンダーカット部）を立上り壁１５の内壁に成形し、その後、前述(6)でこの外れ止め部１０２を備える凹部１６に充填材１９を充填する。
【００２９】
尚、上述(a)、(b)の外れ止め部１０１、１０２の成形工程は、用毛束端面溶融装置６０に代わる専用成形工具を用い、前述(4)とは別工程で施しても良い。そして、この専用成形工具による中リブ１６Ｃ、立上り壁１５の加熱源は、電熱ヒータ、超音波振動による他、熱風、遠赤外線、近赤外線等であっても良い。
【００３０】
本実施形態によれば以下の作用がある。
▲１▼基板１１の背面充填用凹部１６に、充填材１９が該凹部１６から離隔する方向で係合する外れ止め部１０１、１０２が成形される。従って、基板１１と充填材１９の接着部に、歯磨き時の繰り返し曲げ応力が作用しても、基板１１から充填材１９が外れることを防止でき、基板１１側の断面強度の低減による折れの発生等を回避できる。
【００３１】
▲２▼上述▲１▼は、充填材１９と機械的に係合して外れ防止するものであるから、充填材１９が基板１１と接着性のない樹脂又は接着性の少ない樹脂であってもその充填材１９を外れ防止できる。
【００３２】
（第２実施形態）（図１１）
第２実施形態は、基板１１における充填材１９の外れ止め構造として、第１実施形態の前述(a)は採用せず、前述(b)だけを採用したことにある。
【００３３】
尚、本発明の外れ止め構造として、前述(a)だけを採用しても良く、背面充填用凹部１６を構成する基板面１６Ｂ、立上り壁１５に貫通又は非貫通の孔状外れ止め部を成形するものでも良い。
【００３４】
（第３実施形態）（図１２）
第３実施形態は、基板１１における充填材１９の外れ止め構造として、第１実施形態の前述(a)、(b)に、成形装置７０の押圧成形部７３によるものを付加した。即ち、前述(6)における成形装置７０（金型７１）を用いた充填材１９の充填時に、基板１１における凹部１６の立上り壁１５の周囲に金型７１を被せ、金型７１が基板１１の背面側に区画する凹部１６の空間に充填材１９を充填するに際し、金型７１に設けた押圧成形部７３により、基板１１における立上り壁１５の外面を凹部１６の内側に向けて押圧し、立上り壁１５を凹部１６の内側に向けて塑性的又は弾性的に倒れ込み変形させた後、該凹部１６に充填材１９を充填した。塑性的に倒れ込み変形せしめられた立上り壁１５も、弾性的に倒れ込み変形せしめられた立上り壁１５も、倒れ込み変形状態で充填材１９に接着し、充填材１９の固化とともにその倒れ込み変形状態を固定化されて倒れ込み形成部１５Ａを形成し、この倒れ込み形成部１５Ａをその後充填されて固化する充填材１９に対する外れ止め部１０３とするものである。
【００３５】
尚、本発明の充填装置８０は、ホットメルト接着剤等のためのアプリケータ（エアポンプ式、ギヤポンプ式又はスクリューポンプ式等）であっても良い。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ハンドルの先端側に設けられる基板に用毛束を固定化するための充填材を確実に外れ止めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第１実施形態の基板とその成形用金型を示す模式図である。
【図２】図２は基板の要部を示す模式図である。
【図３】図３は用毛束保持治具と用毛束植設装置を示す模式図である。
【図４】図４は用毛束端面溶融装置を示す模式図である。
【図５】図５は用毛束の溶融固着面形成状態を示す模式図である。
【図６】図６は成形装置への基板の位置決め状態を示す模式図である。
【図７】図７は金型と基板が接触した状態を示す模式図である。
【図８】図８は成形装置による充填材の注入状態を示す模式図である。
【図９】図９は歯ブラシを用毛束保持治具から外した状態を示す模式図である。
【図１０】図１０は基板における充填材の外れ止め構造を示す模式図である。
【図１１】図１１は第２実施形態の基板における充填材の外れ止め構造を示す模式図である。
【図１２】図１２は第３実施形態の基板における充填材の外れ止め構造を示す模式図である。
【符号の説明】
１０  歯ブラシ（ブラシ）
１１  基板
１２  ハンドル
１５  立上り壁
１５Ａ  倒れ込み形成部
１６  背面充填用凹部
１７  用毛束挿入孔
１８  用毛束
１８Ａ  溶融固着面
１９  背面充填材
６０  用毛束端面溶融装置
１０１、１０２  外れ止め部
【図１】
0003979861.tif 000002
【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】
0003979861.tif 000008
【図８】
0003979861.tif 000009
【図９】
0003979861.tif 000010
【図１０】
0003979861.tif 000011
【図１１】
0003979861.tif 000012
【図１２】
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