歯ブラシ及びその製造方法
【課題】口腔内での操作性に優れた厚さ４ｍｍ以下のヘッド部を有する無平線歯ブラシでありながら、ハンドルを透明に構成して意匠性を高めつつ、しかも成形性及び耐久性を十分に確保可能な歯ブラシ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】複数本のフィラメントを束ねてなる毛束２の基端部に溶融塊４を形成して、この溶融塊４をヘッド部１１に埋設した状態で毛束２を固定し、前記ヘッド部１１の厚さが１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下である歯ブラシであって、ハンドルの材料として、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上のポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いた。
【解決手段】複数本のフィラメントを束ねてなる毛束２の基端部に溶融塊４を形成して、この溶融塊４をヘッド部１１に埋設した状態で毛束２を固定し、前記ヘッド部１１の厚さが１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下である歯ブラシであって、ハンドルの材料として、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上のポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂材料からなる透明なハンドルのヘッド部に平線を用いずに毛束を植設してなる歯ブラシ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯ブラシの製造方法として、複数の毛束を植設したヘッド部と、持ち手としての柄部と、ヘッド部と柄部とを連結する首部とを有するハンドルを成形するための成形空間を備えた１対の金型を用い、複数本のフィラメントを束ねてなる毛束を、一方の金型のヘッド部に対応する位置に複数装着し、これら複数の毛束の基端部を加熱して基端部に溶融塊を形成してから、金型を型閉じして、溶融塊を成形空間内に配置させた状態で、合成樹脂材料を成形空間内に射出して、成形空間内においてハンドルを成形するとともに、複数の毛束をヘッド部に脱落不能に一体的に植設する、いわゆる無平線歯ブラシの製造方法が実施されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
また、上記無平線歯ブラシとして、ヘッド部の厚さを１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下に設定することで、口腔内におけるブラシの操作性を向上してなるものも提案されている（特許文献３参照。）。更に、この特許文献３には、ハンドルの材料として、引張降伏応力が４５ＭＰａ以上で、曲げ弾性率が１９００ＭＰａ以上の熱可塑性樹脂を用いたものが記載され、熱可塑性樹脂として、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ＰＣＴＡ樹脂、ＰＣＴＧ樹脂などのポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂（ホモポリマー、コポリマー）、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂の中から選ばれた樹脂を主成分とする樹脂を採用できる点が開示されている。また、歯ブラシのハンドルを透明に構成する場合には、ポリエチレンテレフタレート樹脂などのポリエステル系樹脂や、メタクリルスチレン樹脂やＡＢＳ樹脂やＡＳ樹脂などのスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などが一般に採用されている。
【０００４】
一方、平線を用いた歯ブラシでは、ハンドルを射出成形した後、ヘッド部の植毛孔に毛束とともに平線を打ち込んで、毛束をヘッド部に植設する関係上、ハンドルの材料としては、平線の打ち込み部分における割れ防止可能な靭性を有し、さらにブラッシング時の繰り返し荷重に対する十分な機械的強度（耐久性）を有し、人体に無害な合成樹脂材料が採用されている。また、湯煎で歯ブラシを洗浄又は消毒した場合でも毛束が抜けやすくならないように十分な耐熱性を有し、さらに、歯磨剤に含まれる薬品等の影響を受けて、ハンドルの変質や割れを生じさせないように耐薬品性を有することに考慮して、ハンドルの合成樹脂材料が選定されている。特に、ヘッド部の厚さを薄くする場合には、抜毛強度が低下して毛束が抜け易くなるので、ハンドルを構成する合成樹脂材料の選定に注意を要していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−９９４７号公報
【特許文献２】特開２００３−１０２５５２号公報
【特許文献３】特開２００６−２３８９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無平線歯ブラシに係る技術は、平線歯ブラシよりも比較的新しいため、主に平線歯ブラシの製造技術が利用されており、例えばハンドルやフィラメントの材料は、一般に平線歯ブラシで使用可能な材料の中から選定されている。しかし、平線歯ブラシと無平線歯ブラシとでは、ハンドルに要求される機械的特性やハンドルの成形条件などが多少異なることから、平線歯ブラシでは利用できるが、無平線歯ブラシでは利用できない材料も少なからず存在する。
【０００７】
例えば、平線歯ブラシの透明なハンドルの材料として、ポリエチレンテレフタレート系樹脂が採用されているが、前述のように、湯煎で歯ブラシを洗浄又は消毒した場合でも十分な抜毛強度を確保できるように、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の中でも耐熱性の高いグレードのものが使用されている。しかし、このような耐熱性の高いグレードのポリエチレンテレフタレート系樹脂は固有粘度も高いため、これをヘッド部の厚さが４ｍｍ以下である無平線歯ブラシに用いた場合には、ヘッド部の先端まで樹脂材料が円滑に流入せず、成形不良が発生しやすくなる。これを強制的にヘッド部の先端まで流入させるために、製造時の成形温度を高く設定したり、射出圧力を高く設定してしまうと、無平線歯ブラシにおける毛束の溶融塊が溶融して変形したり、毛束が倒れたりするなどの製造不良が発生しやすくなる。たとえ毛束が倒れなかったとしても、上記溶融塊が変形して不整然となった状態が目視により認識されるため、意匠性としても劣ったものとなる。このため、ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、平線歯ブラシの透明なハンドルの材料として利用できるが、無平線歯ブラシの透明なハンドルの材料としては利用できないと考えられていた。
【０００８】
また、その他の合成樹脂材料として、樹脂流動性の高いメタクリルスチレン樹脂やＡＢＳ樹脂等が知られており、このような流動性の高い樹脂を用いると、厚さ４ｍｍ以下のヘッド部を有する透明なハンドルを成形することは容易に実施できるが、これらの樹脂は伸度が低いために、ハンドルの機械的強度（耐久性）も低く、さらに耐薬品性についても、ポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いた場合よりも劣ったものとなる。それ故、厚さ４ｍｍ以下のヘッド部を有する無平線歯ブラシでは、透明なハンドルを採用することができず、不透明ではあるが、成形性が良く、機械的強度の高いポリプロピレン樹脂しか主に用いられていないのが実状である。
【０００９】
本発明の目的は、口腔内での操作性に優れた厚さ４ｍｍ以下のヘッド部を有する無平線歯ブラシでありながら、ハンドルを透明に構成して意匠性を高めつつ、しかも成形性及び耐久性を十分に確保可能な歯ブラシ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、従来採用困難であると考えられていた、薄型ヘッドで且つ透明ハンドルの無平線歯ブラシを実現すべく鋭意研究した結果、平線歯ブラシのハンドルの材料として適していないことから従来着目されていなかった、特定のポリエチレンテレフタレート系樹脂が、無平線歯ブラシのハンドルの材料として採用できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明に係る歯ブラシは、複数の毛束を植設したヘッド部と、持ち手としての柄部と、ヘッド部と柄部とを連結する首部とからなるハンドルを有し、毛束の基端部に溶融塊を形成して、この溶融塊をヘッド部に埋設した状態で毛束を固定し、前記ヘッド部の厚さが１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下である歯ブラシであって、前記ハンドルの材料として、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上のポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いており、透明なハンドルを有するものである。尚、本明細書において、透明なハンドルとは、透過率８０％以上であることを意味するものとする。
【００１２】
この歯ブラシでは、毛束の基端部に形成した溶融塊をヘッド部に埋設した状態で、複数の毛束をヘッド部に脱落不能に一体的に植設するので、平線を用いて毛束を植設する場合のように、平線によるヘッド部の割れや、ヘッド部の薄肉化による抜毛強度の低下などの問題を防止でき、ヘッド部を厚さ１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下の薄型ヘッドに構成して、口腔内におけるブラシの操作性を向上することができる。
【００１３】
また、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下のポリエチレンテレフタレート系樹脂でハンドルを構成しているので、ヘッド部の厚さが１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下であっても、成形温度を高く設定することなく、ヘッド部の成形空間の先端部まで樹脂材料を充填させることができる。しかも、成形温度を高く設定することなくハンドルを成形できるので、成形空間内へ射出した樹脂の熱により溶融塊が溶融することを防止でき、溶融塊が溶融することによる製造不良も確実に防止することができる。
中でも、前記ハンドルの材料として、固有粘度が０．６５ｄｌ／ｇ以下のポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いることが好ましい。
【００１４】
さらに、成形されたハンドルは透明であるため、意匠性としても優れた歯ブラシを得ることができ、毛束の基端部に形成された溶融塊も変形していない整然とした状態であることを目視により確認することができる。
【００１５】
しかも、このポリエチレンテレフタレート系樹脂は、伸度が２００％以上なので、歯ブラシとしての耐久性、即ちブラッシング時における繰り返し荷重に対する耐久性を十分に確保できる。中でも、前記ハンドルの材料として、伸度が３００％以上のポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いることが好ましい。
【００１６】
上記ポリエチレンテレフタレート系樹脂を従来の平線歯ブラシに用いると、湯煎等の加熱により樹脂が微細に変形して、植毛孔に固定された平線が毛束と共に抜けやすくなるが、無平線歯ブラシではこの平線を用いていないため、たとえ微細な変形を生じたとしても毛束が抜けやすくなることもない。
【００１７】
このように、本発明によれば、ハンドルを透明に構成して意匠性を高めつつ、しかも成形性及び耐久性を十分に確保可能な、厚さ４ｍｍ以下のヘッド部を有する無平線歯ブラシを実現できる。
【００１８】
ここで、前記ハンドルの材料として、結晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いることが好ましい実施の形態である。このような結晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、厳密には結晶部分と非晶部分とからなっており、非晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂と比較して、この非晶部分の割合が非常に少ないことを特徴としている。この非晶部分は、樹脂の繰り返し荷重による疲労破壊の起点になりやすいことから、同等の伸度であれば結晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂の方が優れた耐久性を有することになる。
【００１９】
本発明に係る歯ブラシの製造方法は、複数の毛束を植設したヘッド部と、持ち手としての柄部と、ヘッド部と柄部とを連結する首部とを有するハンドルを成形するための成形空間を備えた１対の金型を用い、前記ヘッド部の厚さが１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下であって、複数本のフィラメントを束ねてなる毛束を、一方の金型のヘッド部に対応する位置に複数装着し、これら複数の毛束の基端部を加熱して基端部に溶融塊を形成してから、金型を型閉じして、溶融塊を成形空間内に配置させた状態で、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上のポリエチレンテレフタレート系樹脂を成形空間内に射出して、成形空間内において透明なハンドルを成形するとともに、複数の毛束をヘッド部に脱落不能に一体的に植設するものである。
【００２０】
この製造方法では、ポリエチレンテレフタレート系樹脂として、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上のものを用い、２２０℃以上２５０℃以下の成形温度で射出して、成形空間内においてハンドルを成形するとともに、複数の毛束をヘッド部に脱落不能に一体的に植設しているので、本発明に係る歯ブラシと同様に、ハンドルを透明に構成して意匠性を高めつつ、しかも成形性及び耐久性を十分に確保可能な、厚さ４ｍｍ以下のヘッド部を有する無平線歯ブラシを製造することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る歯ブラシ及びその製造方法によれば、毛束の基端部に形成した溶融塊を成形空間内に配置させた状態で、成形空間内へ合成樹脂材料を射出して、ハンドルを成形するとともに複数の毛束をヘッド部に脱落不能に一体的に植設するので、平線を用いて毛束を植設する場合のように、平線によるヘッド部の割れや、ヘッド部の薄肉化による抜毛強度の低下などの問題を防止でき、ヘッド部を厚さ１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下に構成して、口腔内におけるブラシの操作性を向上することができる。
【００２２】
また、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下のポリエチレンテレフタレート系樹脂でハンドルを構成しているので、ヘッド部の厚さが１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下であっても、成形温度を高く設定することなく、ヘッド部の成形空間の先端部まで樹脂材料を充填させることができる。しかも、成形温度を高く設定することなくハンドルを成形できるので、成形空間内へ射出した樹脂の熱により溶融塊が溶融することを防止でき、溶融塊が溶融することによる製造不良も確実に防止することができる。
【００２３】
しかも、このポリエチレンテレフタレート系樹脂は、伸度が２００％以上なので、歯ブラシとしての耐久性、即ちブラッシング時における繰り返し荷重に対する耐久性を十分に確保できる。
【００２４】
このように、本発明によれば、ハンドルを透明に構成して意匠性を高めつつ、しかも成形性及び耐久性を十分に確保可能な、厚さ４ｍｍ以下のヘッド部を有する無平線歯ブラシを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】歯ブラシの正面図
【図２】歯ブラシの平面図
【図３】歯ブラシのヘッド部から首部にかけての要部の拡大正面図
【図４】歯ブラシのヘッド部から首部にかけての要部の拡大平面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線断面図
【図７】図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図
【図８】（ａ）〜（ｄ）は歯ブラシの製造方法の説明図
【図９】他の構成の歯ブラシの斜視図
【図１０】（ａ）〜（ｆ）は同歯ブラシの製造方法の説明図
【図１１】（ａ）、（ｂ）は他の構成の歯ブラシの製造方法の説明図
【図１２】（ａ）、（ｂ）は他の構成の歯ブラシの製造方法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１、図２に示すように、歯ブラシ１は、ヘッド部１１と、持ち手としての柄部１２と、ヘッド部１１と柄部１２とを連結する首部１３とからなるハンドル１０と、ハンドル１０のヘッド部１１に植設した複数の毛束２からなるブラシ部３とを有し、ハンドル１０の成形時に、図８（ｄ）に示すように、複数本のフィラメントを束ねてなる毛束２の基端部に溶融塊４を形成し、この溶融塊４を金型２０、２１の成形空間２２内に配置させた状態で成形空間２２内へ合成樹脂材料を射出してハンドル１０を成形するとともに、複数の毛束２をヘッド部１１に脱落不能に一体的に植設して、ハンドル１０にブラシ部３を一体的に設けたものである。
【００２７】
前記ハンドル１０の材料としては、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上の結晶性又は非晶性のポリエチレンテレフタレート系樹脂が用いられる。ポリエチレンテレフタレート系樹脂とは、テレフタル酸（ＴＰＡ）とエチレングリコール（ＥＧ）を主成分とした樹脂であり、その配合比率を変えたり、シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）等の添加剤を加えたりすることで、樹脂の物性を様々に調整したもので、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ＰＣＴＧ樹脂、ＰＥＴＧ樹脂、ＰＣＴＡ樹脂の中から選ばれた樹脂を主成分とする樹脂が用いられる。特に、添加剤を加えて固有粘度を低くしたポリエステル系樹脂や、重合度を抑えて固有粘度を低くしたポリエステル系樹脂は、成形空間２２への充填性がよいので好ましい。前記ＰＣＴＧ及びＰＥＴＧ樹脂は、ＥＧとＴＰＡのエステル化合物と、ＣＨＤＭとＴＰＡのエステル化合物との共重合体であり、また前記ＰＣＴＡ樹脂は、ＣＨＤＭとＴＰＡとのエステル化合物と、ＣＨＤＭとイソフタル酸（ＩＰＡ）との共重合体である。なお、ここで主成分とは、他の樹脂とブレンド若しくはアロイとして混合して用いられているものの中に当該樹脂が５０重量％以上の割合で含まれているもの、又は他の樹脂との共重合体中に当該樹脂のポリマーの繰り返しユニットが５０重量％以上の割合で含まれているものをいう。また、このようなポリエチレンテレフタレート系樹脂をそのまま用いてハンドル１０を成形することも可能であるが、歯ブラシ１の識別性を高めるために着色剤を添加してハンドル１０を成形することもできる。本発明の好適な樹脂としては、ＴＰＡとＥＧを主成分としたものにアルコール類を添加したものなどがあり、ベルポリエステルプロダクツ製ベルペットＩＳ１２１Ｂ、ＩＰ１２０Ｂ、ＩＰ１２１Ａ、ＩＰ１２１Ｂ、ＩＰ１４０Ｂ、ＩＰ１４２Ｂ、東洋紡製バイロペットＥＭＣ−１５６３Ａ、ＥＭＣ−１２３２、ユニチカ製ポリエステル樹脂ＭＡ−１３０４Ｐなどが望ましい。尚、本発明ではポリエチレンテレフタレート系樹脂でハンドル１０を構成したが、ポリプロピレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリトリメチルテレフタレート樹脂などの飽和ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリアミド樹脂や芳香族ポリアミド樹脂などのポリアミド系樹脂、メタクリルスチレン樹脂やＡＢＳ樹脂などのスチレン系樹脂なども、成形性、耐久性、耐薬品性の全て或いは一部に関してその性能は多少劣るものの、ハンドル１０の材料として使用することは可能である。
【００２８】
歯ブラシ１のヘッド部１１の形状は特に限定されるものではないが、図示した実施の形態では、 図３〜図６に示すように、四隅を切り落としたほぼ矩形状で、首部１３側から先端部に向かって略同一の厚さｔを有する平板状であり、このヘッド部１１における毛束２が植設された植毛面ａの裏面側ｂは首部１３の下面側に略面一に連なる一方、植毛面ａ側は、植毛面ａから段差なく滑らかに連続し、首部１３側に向かって内向きに湾曲した弧状の傾斜面ｃを介して首部１３に連結されている。
【００２９】
ヘッド部１１の厚さｔは、１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である。また、弧状の傾斜面ｃは、その曲率半径Ｒがヘッド部１１の厚さｔよりやや大きいか、ヘッド部１１の厚さｔと略同一であることが好ましく、１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下が好ましく、更に好ましくは１．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
【００３０】
前記のように歯ブラシ１における、ヘッド部１１と首部１３との間に形成された弧状の傾斜面ｃの曲率半径Ｒが、ヘッド部１１の厚さｔよりもやや大きいか、ヘッド部１１の厚さｔと略同一であり、首部１３におけるヘッド部１１に連なる連設部分ｄの厚さＴとヘッド部１１の厚さの差とほぼ同じである場合には、傾斜面ｃは、そのヘッド部１１側においては、水平な植毛面ａに段差無く滑らかに連続する一方、首部１３側は略垂直に切り立った形状をしている。ヘッド部１１と首部１３との間が、前記のような形状の傾斜面ｃを介して連結されていることで、ヘッド部１１の全体を均一に薄く形成する一方で、ブラシ部３と首部１３との間がブラッシング時に繰り返し屈曲されても変形せず、腰があり、充分な刷掃性を備える。
【００３１】
ヘッド部１１の幅ｗの長さには特に制限はないが、余り広すぎると口腔内での操作性を損ねることから、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下程度とすることが好ましく、更に好ましくは５ｍｍ以上１１．５ｍｍ以下である。また、首部１３におけるヘッド部１１に連なる部分ｄの厚さＴは、ヘッド部１１の厚さｔよりも少なくとも１．５ｍｍ以上厚く、ヘッド部１１の厚さｔの略２倍であることが好ましい。従って、首部１３におけるヘッド部１１に連なる部分ｄの厚さＴは、好ましくは３ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、更に好ましくは３ｍｍ以上６ｍｍ以下である。ヘッド部１１の厚さｔ、幅ｗ及び首部１３におけるヘッド部１１に連なる部分ｄの厚さＴが前記の範囲より大きくなるほど、歯ブラシ１におけるブラシ部３周辺が大型化して、口腔内での操作性を低下させる。一方、前記の範囲以上の小型化は、ブラシ部３が小さくなりすぎて、刷掃効率の低下に繋がるので好ましくないし、ヘッド部１１が１．５ｍｍ以下となると毛束２の抜毛強度が不足する場合がでてくる。
【００３２】
また、ブラシ部３を構成する、ヘッド部１１に植設される毛束２の材料としては特に限定されるものではなく、例えば、ナイロン、アラミド樹脂等のポリアミド樹脂、ポリエ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若しくはポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、熱可塑性エラストマー樹脂、その他、従来公知の熱可塑性樹脂フィラメントを用いることができ、さらに、０．１８ｍｍ以下の直径を有するフィラメントや、異形フィラメント、軟質フィラメント、複合材質フィラメント等も用いることができる。
【００３３】
毛束２の植毛面ａからの長さ、即ち毛丈（図５に示すＨ）は特に限定されず、通常の歯ブラシ１と同等でよい。毛束２の毛丈Ｈが長すぎると毛束２の腰が弱くなり、刷掃性が低下する傾向にあり、その反対に毛丈Ｈが短すぎると腰が強く成りすぎて硬くなり、歯茎などに対する刺激が強く成りすぎるおそれがある。従って、フィラメントの材質や太さにもよるが、５ｍｍ以上１３ｍｍ以下である。しかし、本実施の形態の歯ブラシ１では、毛束２が植設されたヘッド部１１の厚さｔが首部１３側から先端部に向かって略同一で、その厚さｔが首部１３の厚さＴの約２分の１である１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下と極めて薄肉であるうえに、植毛面ａの裏面側ｂが首部１３の下面側に略面一に連なっている。即ち、植毛面ａは首部１３の上面側から首部１３の厚さＴの約２分の１、即ちヘッド部１１の厚さｔと同じだけ下がった段落ち状態にある。このため、首部１３の上面側から突出する毛束２の長さ（図５に示すｈ）は、毛束の毛丈Ｈが同じであっても、植毛面が首部１３の上面と同じ高さである従来の歯ブラシ１に比べて、前記段落ちしている分だけ短くなり、口腔内でのブラシ部３の操作性に優れている。なお、図例の歯ブラシ１では、ブラシ部３を構成する毛束２の数は２０個であるが、特に限定はない。また、各毛束２を構成するフィラメントの本数に特に限定はなく、フィラメントの材料や太さ等により適宜決定される。
【００３４】
更に、首部１３の横断面形状も特に限定されるものではないが、図７に示すように、ハンドル１０の軸方向に直交する断面の形状は略円形であることが、口腔内における操作性の観点から好ましく、特に、図７に示す、ヘッド部１１に連なる部分ｄの断面形状が円形の場合には、ヘッド部１１と首部１３との連結部の機械的強度や耐久性、ひいては歯ブラシ１の機械的強度や耐久性の点からも好ましい。従って 図４に示す、首部１３におけるヘッド部１１側の幅Ｗも、特に限定されるものではないが、その厚さＴと同様に、３ｍｍ以上８ｍｍ以下、更には３ｍｍ以上６ｍｍ以下が好ましい。
【００３５】
また、図例の歯ブラシ１では、首部１３から柄部１２に向かって、その断面形状が次第に角張るように形成されており、例えば四隅を丸くした四角形状に形成されている。ところで、歯科医が勧める歯磨き法として、スクラビング法、バス法などがある。スクラビング法は、歯ブラシ１の毛先を歯の面に垂直に当てて小刻みに振動させるようにして歯磨きを行う方法である。また、バス法は、歯ブラシ１を斜めに当てて小刻みに振動させるようにして歯磨きを行う方法である。これらの歯磨き方法は、ペングリップにより歯ブラシ１を握って行われるのであるが、これらの方法で正しく歯を磨くには、歯ブラシ１の後側、即ち、柄部１２のうちでも、ブラシ部３があるヘッド部１１から離れた側を握って、歯の面にブラシ部３を軽く当てて歯磨きを行うことがよいとされている。本実施の形態の歯ブラシ１においては、前記のように、首部１３の上面側から突出する毛束２の長さ（図５に示すｈ）が、植毛面が首部１３の上面と同じ高さにある従来の歯ブラシ１に比べて段落ちしている分だけ短くなり、毛束２の毛先を歯の面に強く当てると首部１３の上面が歯の面に当たりやすく、毛束２を必要以上に強く歯の面に当てることが抑制される。更に、図示した実施の形態における歯ブラシ１においては、 図１、図２に示すように、長さ方向の略中央部に環状の溝部１４が形成されているので、ハンドル１０における、ブラシ部３から離れた部分を正しくペングリップで握ることができ、歯の面に軽くブラシ部３を当てて、効果的なスクラビング法、バス法による歯磨きを行うことができる。
【００３６】
次に、前記歯ブラシ１の製造装置を簡単に説明すると、図８に示すように、ハンドル１０の厚さ方向の途中部を合せ面となした１組の金型２０、２１が設けられ、両金型２０、２１を型閉じして形成される成形空間２２内においてハンドル１０を射出成形できるように構成されている。ハンドル１０のブラシ部３を成形する第１金型２０のヘッド部１１に対応する位置には、毛束２を装填可能な複数の毛束保持孔２３が歯ブラシ１における毛束２の配設位置に対応させて形成され、第１金型２０の合せ面とは反対側には毛束保持孔２３に装填した毛束２の端部を押える押さえ板２４が設けられている。温度制御可能なヒータ等（図示外）を内蔵した熱板２５が、第１金型２０の合せ面側に毛束２の基端部に対面させて配置可能に設けられ、第１金型２０に対面する熱板２５の表面には、溶融したフィラメントに対する非粘着性を有する樹脂からなるコーティング層２６が形成されている。
【００３７】
次に、前記製造装置を用いた歯ブラシ１を製造方法について説明する。
先ず、図８（ａ）に示すように、熱可塑性樹脂で作られた複数本のフィラメントを束ねてなる複数の毛束２を作製し、これら複数の毛束２を第１金型２０の各毛束保持孔２３に挿入するとともに一定長さに切断し、その後押さえ板２４で毛束２の先端部を押えて、押さえ板２４とは反対側へ毛束２を突出させる。
【００３８】
次に、図８（ｂ）に示すように、フィラメントの溶融温度以上の設定温度に加熱した熱板２５を、毛束保持孔２３に装填した毛束２に略直交するように、該毛束２の基端部に対面させて配置し、図８（ｃ）に示すように、熱板２５を毛束２の基端部に近づけて、毛束２の基端部に溶融塊４を形成する。例えば、４５０℃以上７００℃以下の設定温度に温度調整した熱板２５を、２秒以上８秒以下の設定の時間だけ毛束２の基端部にゆっくりと近づけて、厚さ０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の溶融塊４を形成することになる。
【００３９】
次に、図８（ｄ）に示すように、毛束２の基端部に溶融塊４を形成した後、熱板２５を取り除き、第１金型２０と第２金型２１とを型閉じし、成形空間２２内に溶融塊４を配置させた状態で、図示外の射出シリンダーから、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上のポリエチレンテレフタレート系樹脂を、成形温度を２２０℃以上２５０℃以下に設定した状態で成形空間２２内に射出して、成形空間２２内において透明なハンドル１０を成形するとともに、複数の毛束２をヘッド部１１に脱落不能に一体的に植設する。
【００４０】
こうして、成形空間２２内においてハンドル１０を射出成形した後、金型２０、２１を型開きして成形品を離型し、歯ブラシ１を得ることになる。
【００４１】
この製造方法では、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下のポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いてハンドル１０を成形しているので、ヘッド部１１が厚さ１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下の薄型ヘッドであっても、成形温度を高く設定することなく、ヘッド部１１の成形空間２２の先端部まで樹脂材料を充填させることができる。しかも、成形温度を高く設定することなくハンドル１０を成形できるので、成形空間２２内へ射出した樹脂の熱により溶融塊４が溶融することを防止でき、溶融塊４が溶融することによる製造不良も確実に防止することができる。しかも、伸度が２００％以上なので、歯ブラシ１としての耐久性、即ちブラッシング時における繰り返し荷重に対する耐久性を十分に確保できる。
【００４２】
次に、前記歯ブラシ１の構成を部分的に変更した他の実施の形態について説明する。尚、前記実施の形態と同一部材には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
図９、図１０（ｆ）に示す歯ブラシ１Ａのように、前記ヘッド部１１に代えて、ハンドル１０Ａに一体成形されるヘッド本体部３０と、ハンドル１０Ａとは別部材からなり、ヘッド本体部３０の植毛面側に積層状に設けたカバー部材３１とからなるヘッド部１１Ａを備えさせることもできる。この歯ブラシ１Ａを成形する際には、図１０（ｅ）に示すように、ヘッド部１１Ａを成形する成形空間２２Ａ内にカバー部材３１を配置させるとともに、カバー部材３１の植毛孔３２を挿通するように、複数のフィラメントを束ねてなる毛束２を配置させ、毛束２の基端部に溶融塊４を形成し、この溶融塊４を成形空間２２Ａ内に配置させた状態で、成形空間２２Ａ内へ合成樹脂材料を射出してハンドル１０Ａを成形するとともに、複数の毛束２をヘッド部１１Ａに脱落不能に一体的に植設することになる。
【００４３】
この歯ブラシ１Ａにおいて、ハンドル１０Ａやフィラメントを構成する合成樹脂材料は、前記実施の形態と同様のものを採用できる。また、カバー部材３１の材料としては、合成樹脂や熱可塑性エラストマーを採用することができ、特にハンドル１０Ａの材料と相溶性を有する合成樹脂や熱可塑性エラストマーを好適に採用できる。カバー部材３１の厚さは、薄すぎるとフィラメント間の隙間を通って溶融樹脂がカバー部材３１外へ流出して、成形不良が発生し、厚すぎると口腔内におけるブラシ部３の操作性が低下するので、０．５以上３．５ｍｍ以下に設定することが好ましい。この歯ブラシ１Ａでは、ハンドル１０Ａに一体成形するヘッド本体部３０の厚さを、１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下に設定することができ、前記実施の形態の歯ブラシ１Ａのヘッド部１１Ａよりも、カバー部材３１の厚さ分だけヘッド部１１Ａの厚さが厚くなるが、カバー部材３１により、ヘッド部１１Ａに対する溶融塊４の植設深度を十分に確保して毛束２の直立性を維持しつつ、ハンドル１０Ａの成形時、金型２０Ａ、２１Ａに形成した毛束保持孔２３Ａ側へ、合成樹脂材料が漏れ出すことを防止できる。
【００４４】
次に、前記歯ブラシ１Ａの製造方法について説明する。
図１０に示すように、歯ブラシ１Ａを成形するための１組の金型２０Ａ、２１Ａが設けられ、ブラシ部３側を成形する第１金型２０Ａのヘッド部１１Ａに対応する位置には、カバー部材３１を装着するための凹部４０が形成されるとともに、毛束２を装填可能な複数の毛束保持孔２３Ａが歯ブラシ１Ａにおける毛束２の配列に対応させて形成され、各毛束保持孔２３Ａの周囲にはカバー部材３１の植毛孔３２の環状凹部４２に嵌合する筒状凸部４１が形成されている。
【００４５】
そして、歯ブラシ１Ａを製造する際には、先ず、図１０（ａ）に示すように、カバー部材３１の植毛孔３２と第１金型２０Ａの毛束保持孔２３Ａとを一致させ、植毛孔３２周囲の環状凹部４２と毛束保持孔２３Ａ周囲の筒状凸部４１とを凹凸嵌合させて、第１金型２０Ａの植毛部カバー装着用凹部４０内にカバー部材３１をほぼ密接状態で装着し、カバー部材３１の合せ面側に、カッティングプレート４３を密接固定する。そして、図１０（ｂ）に示すように、複数のフィラメントを束ねてなる毛束２を、カッティングプレート４３の毛束挿通孔４４とカバー部材３１の植毛孔３２と第１金型２０Ａの毛束保持孔２３Ａに装填する。
【００４６】
次に、図１０（ｃ）に示すように、カッティングプレート４３の外面に沿ってカッター４５を移動させて、カッター４５により各毛束２を切断することで、成形空間２２Ａ内への毛束２の突出長さを揃える。
【００４７】
次に、カッティングプレート４３を取り外し、以降は前記実施の形態と同様に、熱板２５を近づけるなどして、図１０（ｄ）に示すように、各毛束２の基端部に溶融塊４を形成し、図１０（ｅ）に示すように、第１金型２０Ａと第２金型２１Ａとを型閉じして、成形空間２２Ａ内に溶融塊４を配置させた状態で、図示外の射出シリンダーから、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上のポリエチレンテレフタレート系樹脂を成形空間２２Ａ内に、成形温度を２２０℃以上２５０℃以下に設定した状態で射出し、成形空間２２Ａ内においてハンドル１０Ａを成形するとともに、複数の毛束２をヘッド部１１Ａに脱落不能に一体的に植設し、成形品の冷却後、図１０（ｆ）に示すように、金型２０Ａ、２１Ａを型開きして成形品を離型し、歯ブラシ１Ａを得ることになる。
【００４８】
この製造方法では、前記実施の形態と同様に、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下のポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いてハンドル１０Ａを成形するので、ヘッド本体部３０の厚さが１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下の薄型であっても、成形温度を高く設定することなく、ヘッド部１１Ａの成形空間２２Ａの先端部まで樹脂材料を充填させることができる。しかも、成形温度を高く設定することなくハンドル１０Ａを成形できるので、成形空間２２Ａ内へ射出した樹脂により溶融塊４が溶融することを防止でき、溶融塊４が溶融することによる製造不良も確実に防止することができる。しかも、伸度が２００％以上なので、歯ブラシ１Ａとしての耐久性、即ちブラッシング時における繰り返し荷重に対する耐久性を十分に確保できる。
【００４９】
尚、図１１（ａ）に示すように、毛束２の基端部に溶融塊４を形成した後、矢印の方向へ毛束２を押し込んで、溶融塊４をカバー部材３１に当接させ、その後、図１１（ｂ）に示すように、成形空間２２Ａ内に合成樹脂材料を射出することもできる。この場合には、合成樹脂材料の射出成形時に、溶融塊４が栓になって、カバー部材３１の植毛孔３２側への溶融樹脂の流入を効果的に防止できるので、溶融樹脂が毛束２から外部へ食み出すことによる成形不良を一層効果的に防止できる。また、図１２（ａ）に示すように、第１金型２０Ａに形成した植毛部カバー装着用凹部４０をカバー部材３１よりもやや大きな外形寸法に形成して、図１２（ｂ）に示す歯ブラシ１Ｂのヘッド部１１Ｂのように、ヘッド本体部３０Ｂにカバー部材３１の外周部を囲繞する結合部３３を一体的に設けると、カバー部材３１とヘッド本体部３０Ｂとの結合強度を向上できるので好ましい。
【実施例】
【００５０】
（実施例１〜３、比較例１〜７）
ハンドル１０の材料として、表１に示すポリエチレンテレフタレート系樹脂（ＰＥＴ）７種類、メタクリルスチレン樹脂（ＭＳ）、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）の計１０種類の合成樹脂材料を用いた。これらの合成樹脂材料の物性は、表２に示す通りであった。また、毛束２として、直径が０．１９ｍｍのナイロン製のフィラメントを５０本束ねてなる毛束２を用いた。そして、図８に示すように、毛束２の基端部に直径が１．７ｍｍ〜２ｍｍで厚さが０．２ｍｍ〜１ｍｍの溶融塊４を形成し、この溶融塊４を成形空間２２内に配置させた状態で、表２に示す成形温度で、成形空間２２内へ合成樹脂材料を射出してハンドル１０を成形するとともに、複数の毛束２をヘッド部１１に脱落不能に一体的に植設して、図１〜図８に示すような形状で、各部の寸法が図１、図３〜図５に括弧書きで示した寸法の１０種類の歯ブラシ１を作製した。尚、成形温度は、ヘッド部１１の先端部においても合成樹脂材料の充填不良が発生せず、しかもできるだけ低い成形温度となるように、予め異なる複数の成形温度で成形を行って設定した。
【００５１】
【表１】
【００５２】
そして、これら１０種類の歯ブラシ１Ａに対して、成形可否の評価と、耐久性の評価を行った。成形成否の評価は、成形した歯ブラシ１を目視して、毛束２の倒れがなく、溶融塊４が溶融して変形していないものを「可」とし、毛束２が倒れていたり、溶融塊４が溶融して変形していたりしたものを「不可」とした。また、耐久性の評価は、次のような耐久性試験を行って評価した。即ち、ハンドル１０の柄部１２を固定保持して、ハンドル１０を略水平な片持ち状に支持した状態で、ヘッド部１１の中心に１ｋｇの応力を１秒間に４回の周期で加えて、最終的に首部１３が破断するまでに加えた応力の回数を測定し、破断するまでの回数が、３００００回以下のものを「×」とし、３００００回を超え且つ６００００回以下のものを「○」とし、６００００回を超えるものを「◎」とした。また、成形可否の評価が「不可」の場合には、製品として使用できないものなので、耐久性試験は行わなかった。成形可否と、耐久性試験の試験結果及び耐久性の評価を表２に示す。
【００５３】
【表２】
【００５４】
表２に示すように、同じポリエチレンテレフタレート系樹脂であっても、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇを越えるＰＥＴ（Ｅ）、ＰＥＴ（Ｆ）及びＰＥＴ（Ｇ）は、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下であるＰＥＴ（Ａ）、ＰＥＴ（Ｂ）及びＰＥＴ（Ｃ）と比較して、成形温度が高く２５０℃以上に設定する必要があることから、射出した溶融樹脂の温度で溶融塊４が溶融して変形するとともに毛束２に倒れが発生し、製品として成立しない歯ブラシしか成形できなかった。このため、成形温度は、２５０℃以下に設定するのが好ましく、２５０℃以下２２０℃以上に設定できることが判る。
【００５５】
また、ＰＥＴ（Ｄ）は成形は可能であったものの、伸度が１００％未満であるため、伸度が２００％以上のＰＥＴ（Ａ）、ＰＥＴ（Ｂ）及びＰＥＴ（Ｃ）と比較して、耐久性試験の評価は著しく劣るものとなった。
【００５６】
更に、ポリエチレンテレフタレートとしては、固有粘度と伸度を適宜調整することで、顕著に優れた効果が奏されるが、結晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂からなるＰＥＴ（Ａ）は、非晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂からなるＰＥＴ（Ｃ）と比較して、耐久性に優れているので、最も好ましい実施の形態であることが判る。
【００５７】
（試験例）
次に、実施例１で得られた無平線歯ブラシ、及びＰＥＴ（Ａ）とＰＥＴ（Ｅ）を用いて作製された平線歯ブラシを用いて、耐熱性試験を行った。
試験は、ＪＩＳ Ｓ ３０１６-1995に準じて行い、７０℃で熱処理を行った後でブラシ部の外観変化による観察を行った。その評価は、外観異常のないものを「◎」として、異常のあったものを「×」とした。得られた結果を表３に示す。
【００５８】
【表３】
【００５９】
表３の結果より、ＰＥＴ（Ａ）は平線歯ブラシとした場合には、耐熱性が低いことがわかる。一方、ＰＥＴ（Ａ）は無平線歯ブラシとすることで、もともと優れた耐熱性を示すＰＥＴ（Ｅ）を用いた平線歯ブラシと比べても、優れた耐熱性が奏されていることがわかる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 歯ブラシ ２ 毛束
３ ブラシ部 ４ 溶融塊
１０ ハンドル １１ ヘッド部
１２ 柄部 １３ 首部
２０ 第１金型 ２１ 第２金型
２２ 成形空間 ２３ 毛束保持孔
２４ 押さえ板 ２５ 熱板
２６ コーティング層
ａ 植毛面 ｂ 裏面側
ｃ 傾斜面 ｄ 連設部分
１Ａ 歯ブラシ １０Ａ ハンドル
１１Ａ ヘッド部 ２１Ａ 第１金型
２２Ａ 成形空間 ２３Ａ 毛束保持孔
３０ ヘッド本体部 ３１ カバー部材
３２ 植毛孔
１Ｂ 歯ブラシ １１Ｂ ヘッド部
３０Ｂ ヘッド本体部 ３３ 結合部
４０ 凹部 ４１ 筒状凸部
４２ 環状凹部 ４３ カッティングプレート
４４ 毛束挿通孔 ４５ カッター
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂材料からなる透明なハンドルのヘッド部に平線を用いずに毛束を植設してなる歯ブラシ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯ブラシの製造方法として、複数の毛束を植設したヘッド部と、持ち手としての柄部と、ヘッド部と柄部とを連結する首部とを有するハンドルを成形するための成形空間を備えた１対の金型を用い、複数本のフィラメントを束ねてなる毛束を、一方の金型のヘッド部に対応する位置に複数装着し、これら複数の毛束の基端部を加熱して基端部に溶融塊を形成してから、金型を型閉じして、溶融塊を成形空間内に配置させた状態で、合成樹脂材料を成形空間内に射出して、成形空間内においてハンドルを成形するとともに、複数の毛束をヘッド部に脱落不能に一体的に植設する、いわゆる無平線歯ブラシの製造方法が実施されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
また、上記無平線歯ブラシとして、ヘッド部の厚さを１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下に設定することで、口腔内におけるブラシの操作性を向上してなるものも提案されている（特許文献３参照。）。更に、この特許文献３には、ハンドルの材料として、引張降伏応力が４５ＭＰａ以上で、曲げ弾性率が１９００ＭＰａ以上の熱可塑性樹脂を用いたものが記載され、熱可塑性樹脂として、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ＰＣＴＡ樹脂、ＰＣＴＧ樹脂などのポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂（ホモポリマー、コポリマー）、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂の中から選ばれた樹脂を主成分とする樹脂を採用できる点が開示されている。また、歯ブラシのハンドルを透明に構成する場合には、ポリエチレンテレフタレート樹脂などのポリエステル系樹脂や、メタクリルスチレン樹脂やＡＢＳ樹脂やＡＳ樹脂などのスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂などが一般に採用されている。
【０００４】
一方、平線を用いた歯ブラシでは、ハンドルを射出成形した後、ヘッド部の植毛孔に毛束とともに平線を打ち込んで、毛束をヘッド部に植設する関係上、ハンドルの材料としては、平線の打ち込み部分における割れ防止可能な靭性を有し、さらにブラッシング時の繰り返し荷重に対する十分な機械的強度（耐久性）を有し、人体に無害な合成樹脂材料が採用されている。また、湯煎で歯ブラシを洗浄又は消毒した場合でも毛束が抜けやすくならないように十分な耐熱性を有し、さらに、歯磨剤に含まれる薬品等の影響を受けて、ハンドルの変質や割れを生じさせないように耐薬品性を有することに考慮して、ハンドルの合成樹脂材料が選定されている。特に、ヘッド部の厚さを薄くする場合には、抜毛強度が低下して毛束が抜け易くなるので、ハンドルを構成する合成樹脂材料の選定に注意を要していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−９９４７号公報
【特許文献２】特開２００３−１０２５５２号公報
【特許文献３】特開２００６−２３８９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無平線歯ブラシに係る技術は、平線歯ブラシよりも比較的新しいため、主に平線歯ブラシの製造技術が利用されており、例えばハンドルやフィラメントの材料は、一般に平線歯ブラシで使用可能な材料の中から選定されている。しかし、平線歯ブラシと無平線歯ブラシとでは、ハンドルに要求される機械的特性やハンドルの成形条件などが多少異なることから、平線歯ブラシでは利用できるが、無平線歯ブラシでは利用できない材料も少なからず存在する。
【０００７】
例えば、平線歯ブラシの透明なハンドルの材料として、ポリエチレンテレフタレート系樹脂が採用されているが、前述のように、湯煎で歯ブラシを洗浄又は消毒した場合でも十分な抜毛強度を確保できるように、ポリエチレンテレフタレート系樹脂の中でも耐熱性の高いグレードのものが使用されている。しかし、このような耐熱性の高いグレードのポリエチレンテレフタレート系樹脂は固有粘度も高いため、これをヘッド部の厚さが４ｍｍ以下である無平線歯ブラシに用いた場合には、ヘッド部の先端まで樹脂材料が円滑に流入せず、成形不良が発生しやすくなる。これを強制的にヘッド部の先端まで流入させるために、製造時の成形温度を高く設定したり、射出圧力を高く設定してしまうと、無平線歯ブラシにおける毛束の溶融塊が溶融して変形したり、毛束が倒れたりするなどの製造不良が発生しやすくなる。たとえ毛束が倒れなかったとしても、上記溶融塊が変形して不整然となった状態が目視により認識されるため、意匠性としても劣ったものとなる。このため、ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、平線歯ブラシの透明なハンドルの材料として利用できるが、無平線歯ブラシの透明なハンドルの材料としては利用できないと考えられていた。
【０００８】
また、その他の合成樹脂材料として、樹脂流動性の高いメタクリルスチレン樹脂やＡＢＳ樹脂等が知られており、このような流動性の高い樹脂を用いると、厚さ４ｍｍ以下のヘッド部を有する透明なハンドルを成形することは容易に実施できるが、これらの樹脂は伸度が低いために、ハンドルの機械的強度（耐久性）も低く、さらに耐薬品性についても、ポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いた場合よりも劣ったものとなる。それ故、厚さ４ｍｍ以下のヘッド部を有する無平線歯ブラシでは、透明なハンドルを採用することができず、不透明ではあるが、成形性が良く、機械的強度の高いポリプロピレン樹脂しか主に用いられていないのが実状である。
【０００９】
本発明の目的は、口腔内での操作性に優れた厚さ４ｍｍ以下のヘッド部を有する無平線歯ブラシでありながら、ハンドルを透明に構成して意匠性を高めつつ、しかも成形性及び耐久性を十分に確保可能な歯ブラシ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、従来採用困難であると考えられていた、薄型ヘッドで且つ透明ハンドルの無平線歯ブラシを実現すべく鋭意研究した結果、平線歯ブラシのハンドルの材料として適していないことから従来着目されていなかった、特定のポリエチレンテレフタレート系樹脂が、無平線歯ブラシのハンドルの材料として採用できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明に係る歯ブラシは、複数の毛束を植設したヘッド部と、持ち手としての柄部と、ヘッド部と柄部とを連結する首部とからなるハンドルを有し、毛束の基端部に溶融塊を形成して、この溶融塊をヘッド部に埋設した状態で毛束を固定し、前記ヘッド部の厚さが１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下である歯ブラシであって、前記ハンドルの材料として、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上のポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いており、透明なハンドルを有するものである。尚、本明細書において、透明なハンドルとは、透過率８０％以上であることを意味するものとする。
【００１２】
この歯ブラシでは、毛束の基端部に形成した溶融塊をヘッド部に埋設した状態で、複数の毛束をヘッド部に脱落不能に一体的に植設するので、平線を用いて毛束を植設する場合のように、平線によるヘッド部の割れや、ヘッド部の薄肉化による抜毛強度の低下などの問題を防止でき、ヘッド部を厚さ１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下の薄型ヘッドに構成して、口腔内におけるブラシの操作性を向上することができる。
【００１３】
また、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下のポリエチレンテレフタレート系樹脂でハンドルを構成しているので、ヘッド部の厚さが１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下であっても、成形温度を高く設定することなく、ヘッド部の成形空間の先端部まで樹脂材料を充填させることができる。しかも、成形温度を高く設定することなくハンドルを成形できるので、成形空間内へ射出した樹脂の熱により溶融塊が溶融することを防止でき、溶融塊が溶融することによる製造不良も確実に防止することができる。
中でも、前記ハンドルの材料として、固有粘度が０．６５ｄｌ／ｇ以下のポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いることが好ましい。
【００１４】
さらに、成形されたハンドルは透明であるため、意匠性としても優れた歯ブラシを得ることができ、毛束の基端部に形成された溶融塊も変形していない整然とした状態であることを目視により確認することができる。
【００１５】
しかも、このポリエチレンテレフタレート系樹脂は、伸度が２００％以上なので、歯ブラシとしての耐久性、即ちブラッシング時における繰り返し荷重に対する耐久性を十分に確保できる。中でも、前記ハンドルの材料として、伸度が３００％以上のポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いることが好ましい。
【００１６】
上記ポリエチレンテレフタレート系樹脂を従来の平線歯ブラシに用いると、湯煎等の加熱により樹脂が微細に変形して、植毛孔に固定された平線が毛束と共に抜けやすくなるが、無平線歯ブラシではこの平線を用いていないため、たとえ微細な変形を生じたとしても毛束が抜けやすくなることもない。
【００１７】
このように、本発明によれば、ハンドルを透明に構成して意匠性を高めつつ、しかも成形性及び耐久性を十分に確保可能な、厚さ４ｍｍ以下のヘッド部を有する無平線歯ブラシを実現できる。
【００１８】
ここで、前記ハンドルの材料として、結晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いることが好ましい実施の形態である。このような結晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、厳密には結晶部分と非晶部分とからなっており、非晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂と比較して、この非晶部分の割合が非常に少ないことを特徴としている。この非晶部分は、樹脂の繰り返し荷重による疲労破壊の起点になりやすいことから、同等の伸度であれば結晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂の方が優れた耐久性を有することになる。
【００１９】
本発明に係る歯ブラシの製造方法は、複数の毛束を植設したヘッド部と、持ち手としての柄部と、ヘッド部と柄部とを連結する首部とを有するハンドルを成形するための成形空間を備えた１対の金型を用い、前記ヘッド部の厚さが１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下であって、複数本のフィラメントを束ねてなる毛束を、一方の金型のヘッド部に対応する位置に複数装着し、これら複数の毛束の基端部を加熱して基端部に溶融塊を形成してから、金型を型閉じして、溶融塊を成形空間内に配置させた状態で、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上のポリエチレンテレフタレート系樹脂を成形空間内に射出して、成形空間内において透明なハンドルを成形するとともに、複数の毛束をヘッド部に脱落不能に一体的に植設するものである。
【００２０】
この製造方法では、ポリエチレンテレフタレート系樹脂として、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上のものを用い、２２０℃以上２５０℃以下の成形温度で射出して、成形空間内においてハンドルを成形するとともに、複数の毛束をヘッド部に脱落不能に一体的に植設しているので、本発明に係る歯ブラシと同様に、ハンドルを透明に構成して意匠性を高めつつ、しかも成形性及び耐久性を十分に確保可能な、厚さ４ｍｍ以下のヘッド部を有する無平線歯ブラシを製造することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る歯ブラシ及びその製造方法によれば、毛束の基端部に形成した溶融塊を成形空間内に配置させた状態で、成形空間内へ合成樹脂材料を射出して、ハンドルを成形するとともに複数の毛束をヘッド部に脱落不能に一体的に植設するので、平線を用いて毛束を植設する場合のように、平線によるヘッド部の割れや、ヘッド部の薄肉化による抜毛強度の低下などの問題を防止でき、ヘッド部を厚さ１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下に構成して、口腔内におけるブラシの操作性を向上することができる。
【００２２】
また、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下のポリエチレンテレフタレート系樹脂でハンドルを構成しているので、ヘッド部の厚さが１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下であっても、成形温度を高く設定することなく、ヘッド部の成形空間の先端部まで樹脂材料を充填させることができる。しかも、成形温度を高く設定することなくハンドルを成形できるので、成形空間内へ射出した樹脂の熱により溶融塊が溶融することを防止でき、溶融塊が溶融することによる製造不良も確実に防止することができる。
【００２３】
しかも、このポリエチレンテレフタレート系樹脂は、伸度が２００％以上なので、歯ブラシとしての耐久性、即ちブラッシング時における繰り返し荷重に対する耐久性を十分に確保できる。
【００２４】
このように、本発明によれば、ハンドルを透明に構成して意匠性を高めつつ、しかも成形性及び耐久性を十分に確保可能な、厚さ４ｍｍ以下のヘッド部を有する無平線歯ブラシを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】歯ブラシの正面図
【図２】歯ブラシの平面図
【図３】歯ブラシのヘッド部から首部にかけての要部の拡大正面図
【図４】歯ブラシのヘッド部から首部にかけての要部の拡大平面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線断面図
【図７】図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図
【図８】（ａ）〜（ｄ）は歯ブラシの製造方法の説明図
【図９】他の構成の歯ブラシの斜視図
【図１０】（ａ）〜（ｆ）は同歯ブラシの製造方法の説明図
【図１１】（ａ）、（ｂ）は他の構成の歯ブラシの製造方法の説明図
【図１２】（ａ）、（ｂ）は他の構成の歯ブラシの製造方法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１、図２に示すように、歯ブラシ１は、ヘッド部１１と、持ち手としての柄部１２と、ヘッド部１１と柄部１２とを連結する首部１３とからなるハンドル１０と、ハンドル１０のヘッド部１１に植設した複数の毛束２からなるブラシ部３とを有し、ハンドル１０の成形時に、図８（ｄ）に示すように、複数本のフィラメントを束ねてなる毛束２の基端部に溶融塊４を形成し、この溶融塊４を金型２０、２１の成形空間２２内に配置させた状態で成形空間２２内へ合成樹脂材料を射出してハンドル１０を成形するとともに、複数の毛束２をヘッド部１１に脱落不能に一体的に植設して、ハンドル１０にブラシ部３を一体的に設けたものである。
【００２７】
前記ハンドル１０の材料としては、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上の結晶性又は非晶性のポリエチレンテレフタレート系樹脂が用いられる。ポリエチレンテレフタレート系樹脂とは、テレフタル酸（ＴＰＡ）とエチレングリコール（ＥＧ）を主成分とした樹脂であり、その配合比率を変えたり、シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）等の添加剤を加えたりすることで、樹脂の物性を様々に調整したもので、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ＰＣＴＧ樹脂、ＰＥＴＧ樹脂、ＰＣＴＡ樹脂の中から選ばれた樹脂を主成分とする樹脂が用いられる。特に、添加剤を加えて固有粘度を低くしたポリエステル系樹脂や、重合度を抑えて固有粘度を低くしたポリエステル系樹脂は、成形空間２２への充填性がよいので好ましい。前記ＰＣＴＧ及びＰＥＴＧ樹脂は、ＥＧとＴＰＡのエステル化合物と、ＣＨＤＭとＴＰＡのエステル化合物との共重合体であり、また前記ＰＣＴＡ樹脂は、ＣＨＤＭとＴＰＡとのエステル化合物と、ＣＨＤＭとイソフタル酸（ＩＰＡ）との共重合体である。なお、ここで主成分とは、他の樹脂とブレンド若しくはアロイとして混合して用いられているものの中に当該樹脂が５０重量％以上の割合で含まれているもの、又は他の樹脂との共重合体中に当該樹脂のポリマーの繰り返しユニットが５０重量％以上の割合で含まれているものをいう。また、このようなポリエチレンテレフタレート系樹脂をそのまま用いてハンドル１０を成形することも可能であるが、歯ブラシ１の識別性を高めるために着色剤を添加してハンドル１０を成形することもできる。本発明の好適な樹脂としては、ＴＰＡとＥＧを主成分としたものにアルコール類を添加したものなどがあり、ベルポリエステルプロダクツ製ベルペットＩＳ１２１Ｂ、ＩＰ１２０Ｂ、ＩＰ１２１Ａ、ＩＰ１２１Ｂ、ＩＰ１４０Ｂ、ＩＰ１４２Ｂ、東洋紡製バイロペットＥＭＣ−１５６３Ａ、ＥＭＣ−１２３２、ユニチカ製ポリエステル樹脂ＭＡ−１３０４Ｐなどが望ましい。尚、本発明ではポリエチレンテレフタレート系樹脂でハンドル１０を構成したが、ポリプロピレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリトリメチルテレフタレート樹脂などの飽和ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリアミド樹脂や芳香族ポリアミド樹脂などのポリアミド系樹脂、メタクリルスチレン樹脂やＡＢＳ樹脂などのスチレン系樹脂なども、成形性、耐久性、耐薬品性の全て或いは一部に関してその性能は多少劣るものの、ハンドル１０の材料として使用することは可能である。
【００２８】
歯ブラシ１のヘッド部１１の形状は特に限定されるものではないが、図示した実施の形態では、 図３〜図６に示すように、四隅を切り落としたほぼ矩形状で、首部１３側から先端部に向かって略同一の厚さｔを有する平板状であり、このヘッド部１１における毛束２が植設された植毛面ａの裏面側ｂは首部１３の下面側に略面一に連なる一方、植毛面ａ側は、植毛面ａから段差なく滑らかに連続し、首部１３側に向かって内向きに湾曲した弧状の傾斜面ｃを介して首部１３に連結されている。
【００２９】
ヘッド部１１の厚さｔは、１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である。また、弧状の傾斜面ｃは、その曲率半径Ｒがヘッド部１１の厚さｔよりやや大きいか、ヘッド部１１の厚さｔと略同一であることが好ましく、１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下が好ましく、更に好ましくは１．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
【００３０】
前記のように歯ブラシ１における、ヘッド部１１と首部１３との間に形成された弧状の傾斜面ｃの曲率半径Ｒが、ヘッド部１１の厚さｔよりもやや大きいか、ヘッド部１１の厚さｔと略同一であり、首部１３におけるヘッド部１１に連なる連設部分ｄの厚さＴとヘッド部１１の厚さの差とほぼ同じである場合には、傾斜面ｃは、そのヘッド部１１側においては、水平な植毛面ａに段差無く滑らかに連続する一方、首部１３側は略垂直に切り立った形状をしている。ヘッド部１１と首部１３との間が、前記のような形状の傾斜面ｃを介して連結されていることで、ヘッド部１１の全体を均一に薄く形成する一方で、ブラシ部３と首部１３との間がブラッシング時に繰り返し屈曲されても変形せず、腰があり、充分な刷掃性を備える。
【００３１】
ヘッド部１１の幅ｗの長さには特に制限はないが、余り広すぎると口腔内での操作性を損ねることから、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下程度とすることが好ましく、更に好ましくは５ｍｍ以上１１．５ｍｍ以下である。また、首部１３におけるヘッド部１１に連なる部分ｄの厚さＴは、ヘッド部１１の厚さｔよりも少なくとも１．５ｍｍ以上厚く、ヘッド部１１の厚さｔの略２倍であることが好ましい。従って、首部１３におけるヘッド部１１に連なる部分ｄの厚さＴは、好ましくは３ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、更に好ましくは３ｍｍ以上６ｍｍ以下である。ヘッド部１１の厚さｔ、幅ｗ及び首部１３におけるヘッド部１１に連なる部分ｄの厚さＴが前記の範囲より大きくなるほど、歯ブラシ１におけるブラシ部３周辺が大型化して、口腔内での操作性を低下させる。一方、前記の範囲以上の小型化は、ブラシ部３が小さくなりすぎて、刷掃効率の低下に繋がるので好ましくないし、ヘッド部１１が１．５ｍｍ以下となると毛束２の抜毛強度が不足する場合がでてくる。
【００３２】
また、ブラシ部３を構成する、ヘッド部１１に植設される毛束２の材料としては特に限定されるものではなく、例えば、ナイロン、アラミド樹脂等のポリアミド樹脂、ポリエ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若しくはポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、熱可塑性エラストマー樹脂、その他、従来公知の熱可塑性樹脂フィラメントを用いることができ、さらに、０．１８ｍｍ以下の直径を有するフィラメントや、異形フィラメント、軟質フィラメント、複合材質フィラメント等も用いることができる。
【００３３】
毛束２の植毛面ａからの長さ、即ち毛丈（図５に示すＨ）は特に限定されず、通常の歯ブラシ１と同等でよい。毛束２の毛丈Ｈが長すぎると毛束２の腰が弱くなり、刷掃性が低下する傾向にあり、その反対に毛丈Ｈが短すぎると腰が強く成りすぎて硬くなり、歯茎などに対する刺激が強く成りすぎるおそれがある。従って、フィラメントの材質や太さにもよるが、５ｍｍ以上１３ｍｍ以下である。しかし、本実施の形態の歯ブラシ１では、毛束２が植設されたヘッド部１１の厚さｔが首部１３側から先端部に向かって略同一で、その厚さｔが首部１３の厚さＴの約２分の１である１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下と極めて薄肉であるうえに、植毛面ａの裏面側ｂが首部１３の下面側に略面一に連なっている。即ち、植毛面ａは首部１３の上面側から首部１３の厚さＴの約２分の１、即ちヘッド部１１の厚さｔと同じだけ下がった段落ち状態にある。このため、首部１３の上面側から突出する毛束２の長さ（図５に示すｈ）は、毛束の毛丈Ｈが同じであっても、植毛面が首部１３の上面と同じ高さである従来の歯ブラシ１に比べて、前記段落ちしている分だけ短くなり、口腔内でのブラシ部３の操作性に優れている。なお、図例の歯ブラシ１では、ブラシ部３を構成する毛束２の数は２０個であるが、特に限定はない。また、各毛束２を構成するフィラメントの本数に特に限定はなく、フィラメントの材料や太さ等により適宜決定される。
【００３４】
更に、首部１３の横断面形状も特に限定されるものではないが、図７に示すように、ハンドル１０の軸方向に直交する断面の形状は略円形であることが、口腔内における操作性の観点から好ましく、特に、図７に示す、ヘッド部１１に連なる部分ｄの断面形状が円形の場合には、ヘッド部１１と首部１３との連結部の機械的強度や耐久性、ひいては歯ブラシ１の機械的強度や耐久性の点からも好ましい。従って 図４に示す、首部１３におけるヘッド部１１側の幅Ｗも、特に限定されるものではないが、その厚さＴと同様に、３ｍｍ以上８ｍｍ以下、更には３ｍｍ以上６ｍｍ以下が好ましい。
【００３５】
また、図例の歯ブラシ１では、首部１３から柄部１２に向かって、その断面形状が次第に角張るように形成されており、例えば四隅を丸くした四角形状に形成されている。ところで、歯科医が勧める歯磨き法として、スクラビング法、バス法などがある。スクラビング法は、歯ブラシ１の毛先を歯の面に垂直に当てて小刻みに振動させるようにして歯磨きを行う方法である。また、バス法は、歯ブラシ１を斜めに当てて小刻みに振動させるようにして歯磨きを行う方法である。これらの歯磨き方法は、ペングリップにより歯ブラシ１を握って行われるのであるが、これらの方法で正しく歯を磨くには、歯ブラシ１の後側、即ち、柄部１２のうちでも、ブラシ部３があるヘッド部１１から離れた側を握って、歯の面にブラシ部３を軽く当てて歯磨きを行うことがよいとされている。本実施の形態の歯ブラシ１においては、前記のように、首部１３の上面側から突出する毛束２の長さ（図５に示すｈ）が、植毛面が首部１３の上面と同じ高さにある従来の歯ブラシ１に比べて段落ちしている分だけ短くなり、毛束２の毛先を歯の面に強く当てると首部１３の上面が歯の面に当たりやすく、毛束２を必要以上に強く歯の面に当てることが抑制される。更に、図示した実施の形態における歯ブラシ１においては、 図１、図２に示すように、長さ方向の略中央部に環状の溝部１４が形成されているので、ハンドル１０における、ブラシ部３から離れた部分を正しくペングリップで握ることができ、歯の面に軽くブラシ部３を当てて、効果的なスクラビング法、バス法による歯磨きを行うことができる。
【００３６】
次に、前記歯ブラシ１の製造装置を簡単に説明すると、図８に示すように、ハンドル１０の厚さ方向の途中部を合せ面となした１組の金型２０、２１が設けられ、両金型２０、２１を型閉じして形成される成形空間２２内においてハンドル１０を射出成形できるように構成されている。ハンドル１０のブラシ部３を成形する第１金型２０のヘッド部１１に対応する位置には、毛束２を装填可能な複数の毛束保持孔２３が歯ブラシ１における毛束２の配設位置に対応させて形成され、第１金型２０の合せ面とは反対側には毛束保持孔２３に装填した毛束２の端部を押える押さえ板２４が設けられている。温度制御可能なヒータ等（図示外）を内蔵した熱板２５が、第１金型２０の合せ面側に毛束２の基端部に対面させて配置可能に設けられ、第１金型２０に対面する熱板２５の表面には、溶融したフィラメントに対する非粘着性を有する樹脂からなるコーティング層２６が形成されている。
【００３７】
次に、前記製造装置を用いた歯ブラシ１を製造方法について説明する。
先ず、図８（ａ）に示すように、熱可塑性樹脂で作られた複数本のフィラメントを束ねてなる複数の毛束２を作製し、これら複数の毛束２を第１金型２０の各毛束保持孔２３に挿入するとともに一定長さに切断し、その後押さえ板２４で毛束２の先端部を押えて、押さえ板２４とは反対側へ毛束２を突出させる。
【００３８】
次に、図８（ｂ）に示すように、フィラメントの溶融温度以上の設定温度に加熱した熱板２５を、毛束保持孔２３に装填した毛束２に略直交するように、該毛束２の基端部に対面させて配置し、図８（ｃ）に示すように、熱板２５を毛束２の基端部に近づけて、毛束２の基端部に溶融塊４を形成する。例えば、４５０℃以上７００℃以下の設定温度に温度調整した熱板２５を、２秒以上８秒以下の設定の時間だけ毛束２の基端部にゆっくりと近づけて、厚さ０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の溶融塊４を形成することになる。
【００３９】
次に、図８（ｄ）に示すように、毛束２の基端部に溶融塊４を形成した後、熱板２５を取り除き、第１金型２０と第２金型２１とを型閉じし、成形空間２２内に溶融塊４を配置させた状態で、図示外の射出シリンダーから、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上のポリエチレンテレフタレート系樹脂を、成形温度を２２０℃以上２５０℃以下に設定した状態で成形空間２２内に射出して、成形空間２２内において透明なハンドル１０を成形するとともに、複数の毛束２をヘッド部１１に脱落不能に一体的に植設する。
【００４０】
こうして、成形空間２２内においてハンドル１０を射出成形した後、金型２０、２１を型開きして成形品を離型し、歯ブラシ１を得ることになる。
【００４１】
この製造方法では、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下のポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いてハンドル１０を成形しているので、ヘッド部１１が厚さ１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下の薄型ヘッドであっても、成形温度を高く設定することなく、ヘッド部１１の成形空間２２の先端部まで樹脂材料を充填させることができる。しかも、成形温度を高く設定することなくハンドル１０を成形できるので、成形空間２２内へ射出した樹脂の熱により溶融塊４が溶融することを防止でき、溶融塊４が溶融することによる製造不良も確実に防止することができる。しかも、伸度が２００％以上なので、歯ブラシ１としての耐久性、即ちブラッシング時における繰り返し荷重に対する耐久性を十分に確保できる。
【００４２】
次に、前記歯ブラシ１の構成を部分的に変更した他の実施の形態について説明する。尚、前記実施の形態と同一部材には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
図９、図１０（ｆ）に示す歯ブラシ１Ａのように、前記ヘッド部１１に代えて、ハンドル１０Ａに一体成形されるヘッド本体部３０と、ハンドル１０Ａとは別部材からなり、ヘッド本体部３０の植毛面側に積層状に設けたカバー部材３１とからなるヘッド部１１Ａを備えさせることもできる。この歯ブラシ１Ａを成形する際には、図１０（ｅ）に示すように、ヘッド部１１Ａを成形する成形空間２２Ａ内にカバー部材３１を配置させるとともに、カバー部材３１の植毛孔３２を挿通するように、複数のフィラメントを束ねてなる毛束２を配置させ、毛束２の基端部に溶融塊４を形成し、この溶融塊４を成形空間２２Ａ内に配置させた状態で、成形空間２２Ａ内へ合成樹脂材料を射出してハンドル１０Ａを成形するとともに、複数の毛束２をヘッド部１１Ａに脱落不能に一体的に植設することになる。
【００４３】
この歯ブラシ１Ａにおいて、ハンドル１０Ａやフィラメントを構成する合成樹脂材料は、前記実施の形態と同様のものを採用できる。また、カバー部材３１の材料としては、合成樹脂や熱可塑性エラストマーを採用することができ、特にハンドル１０Ａの材料と相溶性を有する合成樹脂や熱可塑性エラストマーを好適に採用できる。カバー部材３１の厚さは、薄すぎるとフィラメント間の隙間を通って溶融樹脂がカバー部材３１外へ流出して、成形不良が発生し、厚すぎると口腔内におけるブラシ部３の操作性が低下するので、０．５以上３．５ｍｍ以下に設定することが好ましい。この歯ブラシ１Ａでは、ハンドル１０Ａに一体成形するヘッド本体部３０の厚さを、１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下に設定することができ、前記実施の形態の歯ブラシ１Ａのヘッド部１１Ａよりも、カバー部材３１の厚さ分だけヘッド部１１Ａの厚さが厚くなるが、カバー部材３１により、ヘッド部１１Ａに対する溶融塊４の植設深度を十分に確保して毛束２の直立性を維持しつつ、ハンドル１０Ａの成形時、金型２０Ａ、２１Ａに形成した毛束保持孔２３Ａ側へ、合成樹脂材料が漏れ出すことを防止できる。
【００４４】
次に、前記歯ブラシ１Ａの製造方法について説明する。
図１０に示すように、歯ブラシ１Ａを成形するための１組の金型２０Ａ、２１Ａが設けられ、ブラシ部３側を成形する第１金型２０Ａのヘッド部１１Ａに対応する位置には、カバー部材３１を装着するための凹部４０が形成されるとともに、毛束２を装填可能な複数の毛束保持孔２３Ａが歯ブラシ１Ａにおける毛束２の配列に対応させて形成され、各毛束保持孔２３Ａの周囲にはカバー部材３１の植毛孔３２の環状凹部４２に嵌合する筒状凸部４１が形成されている。
【００４５】
そして、歯ブラシ１Ａを製造する際には、先ず、図１０（ａ）に示すように、カバー部材３１の植毛孔３２と第１金型２０Ａの毛束保持孔２３Ａとを一致させ、植毛孔３２周囲の環状凹部４２と毛束保持孔２３Ａ周囲の筒状凸部４１とを凹凸嵌合させて、第１金型２０Ａの植毛部カバー装着用凹部４０内にカバー部材３１をほぼ密接状態で装着し、カバー部材３１の合せ面側に、カッティングプレート４３を密接固定する。そして、図１０（ｂ）に示すように、複数のフィラメントを束ねてなる毛束２を、カッティングプレート４３の毛束挿通孔４４とカバー部材３１の植毛孔３２と第１金型２０Ａの毛束保持孔２３Ａに装填する。
【００４６】
次に、図１０（ｃ）に示すように、カッティングプレート４３の外面に沿ってカッター４５を移動させて、カッター４５により各毛束２を切断することで、成形空間２２Ａ内への毛束２の突出長さを揃える。
【００４７】
次に、カッティングプレート４３を取り外し、以降は前記実施の形態と同様に、熱板２５を近づけるなどして、図１０（ｄ）に示すように、各毛束２の基端部に溶融塊４を形成し、図１０（ｅ）に示すように、第１金型２０Ａと第２金型２１Ａとを型閉じして、成形空間２２Ａ内に溶融塊４を配置させた状態で、図示外の射出シリンダーから、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上のポリエチレンテレフタレート系樹脂を成形空間２２Ａ内に、成形温度を２２０℃以上２５０℃以下に設定した状態で射出し、成形空間２２Ａ内においてハンドル１０Ａを成形するとともに、複数の毛束２をヘッド部１１Ａに脱落不能に一体的に植設し、成形品の冷却後、図１０（ｆ）に示すように、金型２０Ａ、２１Ａを型開きして成形品を離型し、歯ブラシ１Ａを得ることになる。
【００４８】
この製造方法では、前記実施の形態と同様に、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下のポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いてハンドル１０Ａを成形するので、ヘッド本体部３０の厚さが１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下の薄型であっても、成形温度を高く設定することなく、ヘッド部１１Ａの成形空間２２Ａの先端部まで樹脂材料を充填させることができる。しかも、成形温度を高く設定することなくハンドル１０Ａを成形できるので、成形空間２２Ａ内へ射出した樹脂により溶融塊４が溶融することを防止でき、溶融塊４が溶融することによる製造不良も確実に防止することができる。しかも、伸度が２００％以上なので、歯ブラシ１Ａとしての耐久性、即ちブラッシング時における繰り返し荷重に対する耐久性を十分に確保できる。
【００４９】
尚、図１１（ａ）に示すように、毛束２の基端部に溶融塊４を形成した後、矢印の方向へ毛束２を押し込んで、溶融塊４をカバー部材３１に当接させ、その後、図１１（ｂ）に示すように、成形空間２２Ａ内に合成樹脂材料を射出することもできる。この場合には、合成樹脂材料の射出成形時に、溶融塊４が栓になって、カバー部材３１の植毛孔３２側への溶融樹脂の流入を効果的に防止できるので、溶融樹脂が毛束２から外部へ食み出すことによる成形不良を一層効果的に防止できる。また、図１２（ａ）に示すように、第１金型２０Ａに形成した植毛部カバー装着用凹部４０をカバー部材３１よりもやや大きな外形寸法に形成して、図１２（ｂ）に示す歯ブラシ１Ｂのヘッド部１１Ｂのように、ヘッド本体部３０Ｂにカバー部材３１の外周部を囲繞する結合部３３を一体的に設けると、カバー部材３１とヘッド本体部３０Ｂとの結合強度を向上できるので好ましい。
【実施例】
【００５０】
（実施例１〜３、比較例１〜７）
ハンドル１０の材料として、表１に示すポリエチレンテレフタレート系樹脂（ＰＥＴ）７種類、メタクリルスチレン樹脂（ＭＳ）、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）の計１０種類の合成樹脂材料を用いた。これらの合成樹脂材料の物性は、表２に示す通りであった。また、毛束２として、直径が０．１９ｍｍのナイロン製のフィラメントを５０本束ねてなる毛束２を用いた。そして、図８に示すように、毛束２の基端部に直径が１．７ｍｍ〜２ｍｍで厚さが０．２ｍｍ〜１ｍｍの溶融塊４を形成し、この溶融塊４を成形空間２２内に配置させた状態で、表２に示す成形温度で、成形空間２２内へ合成樹脂材料を射出してハンドル１０を成形するとともに、複数の毛束２をヘッド部１１に脱落不能に一体的に植設して、図１〜図８に示すような形状で、各部の寸法が図１、図３〜図５に括弧書きで示した寸法の１０種類の歯ブラシ１を作製した。尚、成形温度は、ヘッド部１１の先端部においても合成樹脂材料の充填不良が発生せず、しかもできるだけ低い成形温度となるように、予め異なる複数の成形温度で成形を行って設定した。
【００５１】
【表１】
【００５２】
そして、これら１０種類の歯ブラシ１Ａに対して、成形可否の評価と、耐久性の評価を行った。成形成否の評価は、成形した歯ブラシ１を目視して、毛束２の倒れがなく、溶融塊４が溶融して変形していないものを「可」とし、毛束２が倒れていたり、溶融塊４が溶融して変形していたりしたものを「不可」とした。また、耐久性の評価は、次のような耐久性試験を行って評価した。即ち、ハンドル１０の柄部１２を固定保持して、ハンドル１０を略水平な片持ち状に支持した状態で、ヘッド部１１の中心に１ｋｇの応力を１秒間に４回の周期で加えて、最終的に首部１３が破断するまでに加えた応力の回数を測定し、破断するまでの回数が、３００００回以下のものを「×」とし、３００００回を超え且つ６００００回以下のものを「○」とし、６００００回を超えるものを「◎」とした。また、成形可否の評価が「不可」の場合には、製品として使用できないものなので、耐久性試験は行わなかった。成形可否と、耐久性試験の試験結果及び耐久性の評価を表２に示す。
【００５３】
【表２】
【００５４】
表２に示すように、同じポリエチレンテレフタレート系樹脂であっても、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇを越えるＰＥＴ（Ｅ）、ＰＥＴ（Ｆ）及びＰＥＴ（Ｇ）は、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下であるＰＥＴ（Ａ）、ＰＥＴ（Ｂ）及びＰＥＴ（Ｃ）と比較して、成形温度が高く２５０℃以上に設定する必要があることから、射出した溶融樹脂の温度で溶融塊４が溶融して変形するとともに毛束２に倒れが発生し、製品として成立しない歯ブラシしか成形できなかった。このため、成形温度は、２５０℃以下に設定するのが好ましく、２５０℃以下２２０℃以上に設定できることが判る。
【００５５】
また、ＰＥＴ（Ｄ）は成形は可能であったものの、伸度が１００％未満であるため、伸度が２００％以上のＰＥＴ（Ａ）、ＰＥＴ（Ｂ）及びＰＥＴ（Ｃ）と比較して、耐久性試験の評価は著しく劣るものとなった。
【００５６】
更に、ポリエチレンテレフタレートとしては、固有粘度と伸度を適宜調整することで、顕著に優れた効果が奏されるが、結晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂からなるＰＥＴ（Ａ）は、非晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂からなるＰＥＴ（Ｃ）と比較して、耐久性に優れているので、最も好ましい実施の形態であることが判る。
【００５７】
（試験例）
次に、実施例１で得られた無平線歯ブラシ、及びＰＥＴ（Ａ）とＰＥＴ（Ｅ）を用いて作製された平線歯ブラシを用いて、耐熱性試験を行った。
試験は、ＪＩＳ Ｓ ３０１６-1995に準じて行い、７０℃で熱処理を行った後でブラシ部の外観変化による観察を行った。その評価は、外観異常のないものを「◎」として、異常のあったものを「×」とした。得られた結果を表３に示す。
【００５８】
【表３】
【００５９】
表３の結果より、ＰＥＴ（Ａ）は平線歯ブラシとした場合には、耐熱性が低いことがわかる。一方、ＰＥＴ（Ａ）は無平線歯ブラシとすることで、もともと優れた耐熱性を示すＰＥＴ（Ｅ）を用いた平線歯ブラシと比べても、優れた耐熱性が奏されていることがわかる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 歯ブラシ ２ 毛束
３ ブラシ部 ４ 溶融塊
１０ ハンドル １１ ヘッド部
１２ 柄部 １３ 首部
２０ 第１金型 ２１ 第２金型
２２ 成形空間 ２３ 毛束保持孔
２４ 押さえ板 ２５ 熱板
２６ コーティング層
ａ 植毛面 ｂ 裏面側
ｃ 傾斜面 ｄ 連設部分
１Ａ 歯ブラシ １０Ａ ハンドル
１１Ａ ヘッド部 ２１Ａ 第１金型
２２Ａ 成形空間 ２３Ａ 毛束保持孔
３０ ヘッド本体部 ３１ カバー部材
３２ 植毛孔
１Ｂ 歯ブラシ １１Ｂ ヘッド部
３０Ｂ ヘッド本体部 ３３ 結合部
４０ 凹部 ４１ 筒状凸部
４２ 環状凹部 ４３ カッティングプレート
４４ 毛束挿通孔 ４５ カッター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の毛束を植設したヘッド部と、持ち手としての柄部と、ヘッド部と柄部とを連結する首部とからなるハンドルを有し、毛束の基端部に溶融塊を形成して、この溶融塊をヘッド部に埋設した状態で毛束を固定し、前記ヘッド部の厚さが１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下である歯ブラシであって、
前記ハンドルの材料として、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上のポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いた、
ことを特徴とする透明なハンドルの歯ブラシ。
【請求項２】
前記ハンドルの材料として、結晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いた請求項１記載の歯ブラシ。
【請求項３】
複数の毛束を植設したヘッド部と、持ち手としての柄部と、ヘッド部と柄部とを連結する首部とを有するハンドルを成形するための成形空間を備えた１対の金型を用い、前記ヘッド部の厚さが１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下であって、複数本のフィラメントを束ねてなる毛束を、一方の金型のヘッド部に対応する位置に複数装着し、これら複数の毛束の基端部を加熱して基端部に溶融塊を形成してから、金型を型閉じして、溶融塊を成形空間内に配置させた状態で、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上のポリエチレンテレフタレート系樹脂を成形空間内に射出して、成形空間内において透明なハンドルを成形するとともに、複数の毛束をヘッド部に脱落不能に一体的に植設することを特徴とする歯ブラシの製造方法。
【請求項４】
前記ハンドルの材料として、結晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いた請求項３記載の歯ブラシの製造方法。
【請求項１】
複数の毛束を植設したヘッド部と、持ち手としての柄部と、ヘッド部と柄部とを連結する首部とからなるハンドルを有し、毛束の基端部に溶融塊を形成して、この溶融塊をヘッド部に埋設した状態で毛束を固定し、前記ヘッド部の厚さが１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下である歯ブラシであって、
前記ハンドルの材料として、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上のポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いた、
ことを特徴とする透明なハンドルの歯ブラシ。
【請求項２】
前記ハンドルの材料として、結晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いた請求項１記載の歯ブラシ。
【請求項３】
複数の毛束を植設したヘッド部と、持ち手としての柄部と、ヘッド部と柄部とを連結する首部とを有するハンドルを成形するための成形空間を備えた１対の金型を用い、前記ヘッド部の厚さが１．５ｍｍ以上４ｍｍ以下であって、複数本のフィラメントを束ねてなる毛束を、一方の金型のヘッド部に対応する位置に複数装着し、これら複数の毛束の基端部を加熱して基端部に溶融塊を形成してから、金型を型閉じして、溶融塊を成形空間内に配置させた状態で、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以下で、伸度が２００％以上のポリエチレンテレフタレート系樹脂を成形空間内に射出して、成形空間内において透明なハンドルを成形するとともに、複数の毛束をヘッド部に脱落不能に一体的に植設することを特徴とする歯ブラシの製造方法。
【請求項４】
前記ハンドルの材料として、結晶性ポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いた請求項３記載の歯ブラシの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
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【図６】
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【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１６７１７５（Ｐ２０１０−１６７１７５Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４０４９（Ｐ２００９−１４０４９）
【出願日】平成２１年１月２６日（２００９．１．２６）
【出願人】（０００１０６３２４）サンスター株式会社 (200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２６日（２００９．１．２６）
【出願人】（０００１０６３２４）サンスター株式会社 (200)
【Ｆターム（参考）】
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