牙刷的制作方法

专利名称：牙刷的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将多根刷毛捆绑成束的毛束，利用扁线对折并植毛到头部植毛面的植毛孔中的扁线植毛式牙刷。
背景技术：
以往的牙刷考虑到生产效率或植毛制作的容易程度，在牙刷头部植毛面上的隔开1.0mm以上间隔形成的植毛孔中，将以平均每一孔中16～60根、通过折叠变为32～120根、刷毛断面面积总和为1.0mm2以上的方式使刷毛成束的粗毛束，利用扁线打入而固定。在这样的牙刷的情况下，由于毛束粗且刚性高，所以，具有平滑面或咬合面的牙垢除去力特别高的特征。
但是，因毛束粗，构成毛束的刷毛会彼此支撑着，不能发挥刷毛单体所固有的柔软作用，对于牙颈部或牙齿间部、牙齿间三角等的口腔疾病易发部的狭窄部位来说，毛尖难以到达，而且由于毛束粗而硬，带来了对牙龈等软组织刺激太大的问题。
另外，至今为止，关于头部或把手部，虽然通过对其形状、材质、颜色等进行研究，可实现产品之间的差异化，但是，对于植毛部来说，毛束的粗度或间隔则几乎全是类似的式样，外观差异性低，作为牙刷来说，缺乏新颖性。
扁线植毛式牙刷的扁线，采用稍稍大于植毛孔直径的长尺寸，打入植毛孔时，其两端部分嵌入孔周边的头部树脂中，借此，将毛束对折，并固定在植毛孔中。这样，毛束不会从植毛孔中拔出，可固定在头部的植毛面上。通常，扁线长度为1.9mm～2.3mm，上下宽度、即打入深度方向的宽度为1.3mm～2.0mm，厚度为0.25mm左右，作为材质一般是黄铜。
在扁线植毛的牙刷的情况下，由于是薄壁植毛孔，所以相邻毛束的间隔变窄，扁线密集，当扁线的打入方向一致，扁线并列在一条直线上时，相邻扁线之间的头部树脂会产生龟裂或泛白，由于扁线打入时的应力变形引起在头部产生弯曲，存在着有损伤牙刷外观之虞。另外，植毛时在头部产生裂痕或裂纹的情况下，会招致产品成品率的下降，对生产效率也带来了负面影响。另外，因长产期使用时材料产生的疲劳会引起头部的折损等问题，在刷牙的过程中，在牙刷损坏的情况下，存在着有可能伤及手指或口腔内部的危险。
为了防止此类事情发生，提出如下技术方案规定了相对头部的厚度自植毛孔底面到头部下面的长度比例(参照专利文献1特开平8-19423号公报)；对扁线的打入角度进行研究(参照专利文献2特开平2001-314231号公报)；将扁线植毛的毛束与粘着植毛的毛束相互交替地排列(参照专利文献3特开平2002-360343号公报)；在扁线最接近部分的植毛面上形成隆起部(参照专利文献4特开平10-257922号公报)等。
另一方面，为了预防牙周疾病及蛀牙两大牙科疾病，除去牙垢特别重要，所以，希望能得到一种可刷净口腔内各个角落、除去口腔疾病易发部位的牙垢的效果优良、不损伤牙齿、触感好地进行刷牙的牙刷。
一般来说，在扁线植毛式的牙刷中，当植毛的毛束个数变少时，毛束间隔变大，不能充分除去牙垢，相反，毛束个数多时，毛束间隔变窄，有碍于毛束的柔软作用，急剧地降低了向牙齿间的进入性。另外，在毛束粗的情况下，毛束的刚性过高，不仅向牙齿间部或细小的间隙进入困难，而且也增大了对牙齿或牙龈的危害性。相反，毛束变细时，毛杆强度变弱，不仅降低了刷洗实感，降低了除去蛀牙易发部位的牙垢的能力，也降低了牙刷的耐久性。因此，以往，将以直径约1.6～2.0mm程度的粗度组成的毛束按照每单位植毛面积上的毛束个数为20束/cm2左右进行植毛。
鉴于此，提出了下述的牙刷作为触感好、能小心谨慎地刷净口腔内各角落的牙刷，采用以刷毛根数少而细的毛束进行植毛的牙刷(参照专利文献5特表平11-500946号公报、专利文献6特开2000-342334号公报)或将牙刷长度方向的毛束直径做短，适当调节毛束的刷洗力的牙刷(参照专利文献7注册的实用新型第2549935号公报、专利文献8特开平10-327930号公报、专利文献9特开平10-327931号公报)等。
近年来，还公开了看起来像电动牙刷那样的具有1.0mm程度的小植毛孔的牙刷。电动牙刷由于其植毛架小，所以对缩小毛束的直径尽可能地进行植毛的式样进行了探讨(参照专利文献10特表平11-508168号公报)。
另外，随着近年来口腔卫生意识的提高，有刷净槽牙等口腔内的各角落的强烈的愿望，因此，也提出了利用聚缩醛实现头的薄壁化的牙刷(参照专利文献11特开平7-143914号公报)等。
专利文献1特开平8-19423号公报(所有页、所有图)专利文献2特开2001-314231号公报(所有页、所有图)专利文献3特开2002-360343号公报(所有页、所有图)专利文献4特开平10-257922号公报(所有页、所有图)专利文献5特表平11-500946号公报(所有页、所有图)专利文献6特开2000-342334号公报(所有页、所有图)专利文献7注册的实用新型第2549935号公报(所有页、所有图)专利文献8特开平10-327930号公报(所有页、所有图)专利文献9特开平10-327931号公报(所有页、所有图)专利文献10特表平11-508168号公报(所有页、所有图)专利文献11特开平7-143914号公报(所有页、所有图)以往的牙刷，虽然毛束粗、咬合面的牙垢除去力也强，但是，对于牙颈部或牙齿间部、牙齿间三角等口腔疾病易发部位，毛尖未必能到达。鉴于此，虽然通过将细毛束以高密度植入，尝试着解决这些问题，但是，有关最合适的毛束粗度或间隔的见解，却鲜为人知。
另外，通过以高密度植入毛束，会带来扁线间隔变窄、头部产生龟裂或泛白、发生弯曲等问题。另一方面，在以防止龟裂或泛白的发生为目的、缩短扁线的情况下，会产生毛束强度或一根毛脱落强度降低等的问题。
如上面所述的那样，为了防止龟裂或泛白的发生及头部的弯曲等，虽然提出了各种牙刷，但是，由于受头部形状、植毛孔形状、扁线角度等的制约，未必能应用到作为目的牙刷中。
作为龟裂或泛白的解决方法，虽然有扩大毛束之间的间隔、变更树脂种类等方法，但是，扩大毛束间隔时，作为牙刷难以得到充分的功能，即使改变树脂，也要考虑头部的抗药品性或价格，在这种情况下，难以得到明智的多项选择。
另一方面，作为牙刷的基本功能，强烈地要求得到能够洗净口腔内的各个角落、并且不会对牙齿有损伤或对牙龈无危害、触感好的牙刷，为了实现这种目的，虽然可采用以高密度对少根数刷毛组成的毛束进行植毛的方法或者将头部厚度削薄的方法，但是，仍然留有在植毛时相邻扁线之间的头部树脂会产生龟裂或泛白、或头部产生弯曲等需要解决的课题。

发明内容
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的是，提供一种植毛时头部不发生龟裂或泛白、弯曲、扁线不脱落等的植毛不良现象的高质量的牙刷。
进一步，本发明的再一目的是，提供一种将毛束高密度植毛的扁线植毛式牙刷，并且提供一种植毛时头部不发生龟裂或泛白、弯曲、扁线不脱落等的植毛不良现象，而且，是柔软的、对牙齿或口腔内软组织的触感好、向细小间隙的进入性良好的高质量的牙刷。
为了实现上述目的，技术方案1的牙刷是将以多根刷毛捆成束的毛束，利用扁线对折并植毛到头部植毛面的植毛孔中，其特征是，上述扁线的厚度为0.10mm以上、不足0.22mm。
技术方案2的牙刷是在技术方案1中，上述扁线的宽度为0.9mm以上、2.5mm以下。
技术方案3的牙刷是在技术方案1或者2中，上述植毛的毛束每单位植毛面积上的个数在25束/cm2以上、80束/cm2以下，植毛于植毛孔的每1个孔的刷毛在折叠状态下的断面面积的总和为1.0mm2以下。
此外，所谓每单位植毛面积上的毛束个数，是指用植毛于头部植毛面的毛束的总数(＝植毛孔总数)除以植毛面积(cm2)所得到的值。另外，所谓植毛面积是基于JIS S3016的规定得到的，如图1(a)所示，是指将并排在头部1的植毛面2外周上的植毛孔3的外侧以直线连接的部分内侧的面积S(虚线所包围的部分)。
技术方案4的牙刷是在技术方案1或者2中，上述头部由树脂制成，在上述植毛孔的至少一部分上，构成植设在植毛孔中的毛束的刷毛断面面积的总和在1.0mm2以下，同时，至少任意一个植毛孔的与最接近的另一植毛孔的距离设为1.0mm以下。
像本发明的牙刷那样，在用扁线固定毛束的情况下，由于扁线打入时会破坏植毛孔附近的树脂，在树脂上产生应力。以往，虽然使用的扁线的厚度在0.25mm程度以上，但是，由于在薄壁植毛孔或每单位植毛面积上的毛束个数多的情况下，扁线密集，所以，在植毛孔周围的树脂产生较大的应力，会在相邻扁线之间的头部树脂上产生龟裂或泛白。另外，即使扁线并列在一条直线上，也会产生龟裂或泛白。
如果使用0.25mm程度以上厚度的扁线时，易于发生头部弯曲或泛白、龟裂等。例如，在以弯曲强度为600kg/cm2以上、750kg/cm2以下坚硬的难以弯曲的树脂作为头部材质使用的情况下，使用厚度0.25mm的扁线来植毛时，也会在头部产生弯曲。鉴于此，本发明采用厚度为0.10～0.22mm的扁线进行植毛时，可减少头部的弯曲，几乎消除了实际使用中的所有问题。
另一方面，在以树脂弯曲强度为150kg/cm2以上、600kg/cm2以下的柔软的比较易于弯曲的树脂、例如聚丙烯等的聚烯烃树脂作为头部材质使用的情况下，如果使用厚度为0.25mm的扁线，由于头部产生极大的弯曲，植毛孔从正常位置错位，不可能将扁线连续地打入。鉴于此，本发明中采用厚度为0.10～0.22mm的扁线时，植毛时头部几乎看不到弯曲，也能顺利地进行扁线的打入。这样，在聚烯烃树脂之类的弯曲强度为150kg/cm2以上、600kg/cm2以下的比较易于弯曲的树脂的情况下，可以看到，利用扁线的薄壁化产生的减少弯曲的效果特别显著。此外，这里所谓的弯曲强度是基于JIS K6758测定的值。
另外，很明显，扁线厚度不足0.10mm时，头部树脂的刚性不足，植毛时扁线产生变形，植毛自身困难。
进一步，为了提高口腔内的操作性，希望头部厚度更薄一些，但是，当头部的厚度大于5.0mm时，会降低口腔内的操作性。在头部薄的情况下，虽然能提高操作性，但是，支持毛束的树脂量减少，必然会降低头部的强度，利用正常厚度的扁线时，存在着可能产生弯曲、裂纹、泛白等的情况。另外，头部过薄时，植毛孔变浅，植毛困难。鉴于此，在头部厚度为2.5mm以上、5.0mm以下的情况下，利用各种厚度的扁线进行植毛实验时，可以得出，如果利用厚度在0.10mm以上、不足0.22mm、最好在0.13mm以上、不足0.22mm厚度的扁线，则很难产生弯曲或龟裂、泛白等。
本发明基于上述各种实验结果，将扁线的厚度设为0.10mm以上、不足0.22mm，最好在0.13mm以上、不足0.22mm。
关于扁线打入的深度方向的宽度，增大宽度时，由于增加了扁线相对头部树脂的接触面积，在不增大扁线咬合量的前提下，可提高植毛强度。因此，在头部材质为聚丙烯树脂(PP)等比较柔软的植毛强度低的树脂的情况下，尽可能地增大扁线的宽度对提高植毛强度是有效的。但是，根据本发明者的实验表明，在扁线宽度大于2.5mm的情况下，扁线会从植毛面向外部突出，从头部尖端侧观察植毛面时，能看到扁线，会带来外观上不美观的结果。
另一方面，在头部材质为聚缩醛树脂(POM)或饱和聚酯树脂(例如酸变成的多聚胞苷酸多乙烯对苯聚合物(PCTA，polycyclohexylenedimethylene terephthalate copolymer)、乙二醇变成的多聚胞苷酸多乙烯对苯聚合物(PCTG)，polycyclohexylenedimethylenecopolymer)等比较硬的植毛强度高的树脂的情况下，即使扁线宽度小，也能得到充分的植毛强度。因此，如果扁线宽度小、植毛孔深度也浅，则可以将头部的厚度变薄，并且也能提高操作性。但是，当扁线宽度过于小时，会降低植毛强度，产生实用上的问题。根据本发明的实验，可以得出，在扁线宽度不满0.9mm时，会显著地降低植毛强度。鉴于此，在本发明中，将扁线的宽度设为0.9mm以上、2.5mm以下。
通常，在扁线植毛式的牙刷的情况下，虽然每单位植毛面积上的毛束个数在20束/cm2左右、刷毛断面面积的总和在1.1～2.5mm2的程度，但是，根据本发明的实验，可以得出，如果每单位植毛面积上的毛束个数在25束/cm2以上、80束/cm2以下，并且植毛于植毛孔的每1个孔的刷毛在折叠状态下的断面面积的总和在1.0mm2以下，则可以得到对牙齿或牙龈的触感好的性能，牙齿间进入性或牙垢除去功能也优良。
虽然植毛于1个植毛孔中的折叠状态下的刷毛断面面积的总和在1.0mm2以下比较好，但是，最好在0.10～0.70mm2的范围。此时，例如取刷毛断面形状为圆形情况时，在7mil(0.178mm)用毛中，每1个孔中有大概5～14根，相当于折叠为10～28根，但是，这是设计上的标准，这些根数根据设计上的牙刷式样和刷毛直径、断面形状等可以任意设定。
在植毛于植毛孔中的每1个孔的刷毛在折叠状态下的断面面积的总和大于1.0mm2的情况下，毛束失去柔软性，毛束向细小间隙的到达性恶化，不能实现充分地刷净口腔内。另外，即使刷毛断面面积的总和在1.0mm2以下，在每单位植毛面积上的毛束个数大于80束/cm2的情况下，毛束之间的间隙变得非常狭窄，不仅导致牙齿间的进入性劣化，毛束自由移动的范围也受到了限制，因此，牙颈部等微细的洗刷部位的清洁很困难。另外，牙膏残留在毛束之间，也导致了使用后的干燥性极端劣化等，而且卫生方面也成大问题。另外，即使刷毛断面面积的总和在1.0mm2以下，在每单位植毛面积上的毛束个数少于25束/cm2的情况下，不仅外观上特别难看，而且，毛腰部强度变弱，齿面的清洁也困难，也降低了牙刷的耐久性。
另外，在用扁线式植毛机对毛束进行植毛的情况下，在扁线式植毛机的辅助器中，当对折的毛束返回直线状时产生恢复力，会对扁线施加大的反力。根据本发明的实验，在直径为1.6～2.0mm(断面面积为2.0～3.1cm3)的毛束的情况下，虽然通常使用厚度为0.25mm左右的扁线打入毛束，但是，本发明所采用的厚度为0.10mm以上、不足0.22mm的薄型扁线的情况下，扁线不能承受毛束的恢复力，扁线从毛束向外脱落、错开等，存在着植毛不良的发生率非常高的情况。在这种情况下，得出通过将扁线材质使用不锈钢等硬质金属，可提高薄型扁线的刚性，降低植毛不良的发生率。
另一方面，本发明者追求满足刷洗性能与薄型扁线两方面的要求的毛束粗度的条件下的结果是，采用折叠状态下的刷毛断面面积的总和为1.0mm2以下、最好是0.1mm2以上、0.7mm2以下的毛束，这样，作为高密度植毛的牙刷，可得到能维持高刷洗性的同时，能充分承受植毛时的毛束恢复力的牙刷。
另外，至少任意一个植毛孔的与最接近的另一植毛孔的距离(最近植毛孔之间的距离)设为1.0mm以下比较好，最好在0.25mm以上、0.75mm以下的范围。毛束间隔过窄时，刷毛不能进入牙齿间，从而降低牙齿间进入性能。另一方面，间隔过大时，降低了外观差异性和刷洗实感。另外，间隔过大时，随着刷牙的运动，毛束的反作用力变强，增加刷洗时毛束不柔软的感觉，不仅降低使用感，也不能发挥刷毛的1根1根的滑溜的运动，也降低了牙垢去除效果。
在以往主流的扁线植毛牙刷中，为了确保JIS标准规定的植毛强度，在使用直径1.5～2.2mm程度的圆形断面的植毛孔的同时，作为扁线相对植毛孔孔缘的咬合量设定在0.25mm左右。即使在具有多个毛束少的植毛孔的牙刷中，通过增加扁线厚度或咬合量，也能确保某种程度上的植毛强度，但是，由于龟裂或泛白的原因，受到了限制。
鉴于此，本发明者锐意地进行实验、研究，得到的结果是，在毛束少的植毛中，植毛强度不依赖于填充系数PF＝(刷毛断面面积的总和)/(植毛孔面积-扁线所占植毛孔的断面面积)×100％(＝毛束相对平均1个孔的植毛孔的密度)、扁线的长度、把手树脂的种类，而是与扁线破坏把手树脂的体积(树脂破坏体积)有密切关系。而且，进一步反复探讨的结果表明，最合适的树脂破坏体积的范围是0.1～0.4mm3的范围，最好在0.15～0.3mm3的范围。不足0.1mm3时，作为牙刷，得不到所必须的物性的植毛强度，另外，在超过0.4mm3的情况下，会发生头部弯曲或头部树脂泛白等问题。
作为包括头部在内的牙刷把手的材质，可以将聚苯乙烯树脂(PS)、聚丙烯树脂(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)、丙酸纤维素树脂(CP)、多芳基化树脂、聚碳酸酯树脂(PC)、饱和聚酯树脂(PCTA、PCTG等)、丙烯腈-苯乙烯树脂(AS)、聚缩醛(POM)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等材料单独或混合使用。另外，还可以是热可塑性弹性体等组合的多色成形把手。此外，把手材料并不限定在上述树脂中。另外，作为包含头部在内的牙刷把手的形状、大小、或设计也不受任何限制。
扁线的材质，最好是强度良好的黄铜或不锈钢等金属。此外，也可以使用以生物分解性塑料为代表的硬质塑料等。还可以在扁线的外表面上，以相对扁线打入方向垂直地开设槽，以此提高植毛强度。
如上面所述的那样，普通牙刷中虽然使用厚度约0.25mm左右的扁线，但是，以往，作为金属制成的扁线，要制造成比这种扁线更薄一些，这在技术上是非常困难的。换句话说，虽然可以将称作圆线的金属线用辊压延制造出扁线，但是，通常，将粗圆线在炉内加热的同时，在初级阶段，将该粗圆线延伸成细的圆线，由于用于薄型扁线的圆线，比普通的圆线更细，因此，用一次工序，难以得到均匀粗细度。
但是，最近，通过改进扁线的制造技术，将延伸工序分为多个阶段，逐渐地进行延伸，可得到需要粗细度的圆线。进一步，在压延圆线时，用正常大小的辊夹持圆线的力过强，会产生扁线起波浪等的变成植毛不良的原因的不合适现象，而通过缩小辊直径，用适当的挤压力压延，可制造出薄型的扁线。结果，可以制造出用于本发明的、厚度在0.10mm以上、不足0.22mm、宽度在0.9mm以上、2.5mm以下的薄型扁线。
由于扁线的厚度和长度与扁线破坏的头部树脂体积直接有关，因此，最好基于与植毛孔的形状与大小、相对孔缘的扁线咬合量、扁线打入深度等的关系，并按照使上述树脂破坏体积在0.1mm3以上、0.4mm3以下的方式，设定厚度和长度。
植毛孔的形状为普通的圆形或正方形等正多边形比较合适，但是，也可以是椭圆形、金币形、长方形等，还可以是具有长径(长边)和短径(短边)的形状。另外，通过组合孔的朝向，可以得到适应于作为目的的牙齿间进入性、毛的触感、刷洗实感的要求的式样。另外，在具有长径(长边)和短径(短边)的植毛孔的情况下，将短径(短边)与头部外缘平行并列排列时，从侧面观察头部时，可以看到植毛的毛束宽度窄的短径(短边)侧，与相同刷毛根数组成的圆形毛束比较，看起来较细，能改善外观差异性。
植毛孔的孔配置虽然一般是格子状配置，但是，为了避免相邻扁线彼此的干涉，实现高密度的孔配置，也可以以锯齿状进行排列。另外，视情况不同，通过改变扁线的打入方向，也能使头部最外侧的毛束看起来比较细，可以提高外观差异性。
在植毛孔长径方向打入扁线时，沿扁线使刷毛并列，可提高植毛强度。这时的植毛孔形状，为了减少毛束与植毛孔之间的间隙，最好是大致的长方形。另外，在短径方向打入扁线时，通过使相对毛束断面的外切圆短径方向与植毛孔的短径方向一致，可以减少植毛孔与毛束之间的间隙，制作出毛直立性能优良的植毛部。这时，在使用的刷毛断面为圆形的情况下，植毛孔的形状最好大致为椭圆形、大致为长圆形。
作为构成毛束的刷毛(细丝)的材质，最好利用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对本二甲酸丙二酯(PTT)等聚酯、尼龙6-10、尼龙6-12、尼龙12等的聚酰胺、聚苯乙烯、聚丙烯等聚烯烃、以及聚氟化聚偏氯乙烯等多卤化乙烯等、熔融纺纱的原材料，但是，从使用感、耐久性等方面出发，最好是，尼龙、聚对苯二甲酸丙二酯。另外，用这些树脂制成双重芯结构的刷毛，可使内侧与外侧材质或面状态不同等，也可以视目的进行组合。
刷毛的粗度为3～10mil(0.076～0.254mm)，最好为5～8mil(0.125～0.203mm)，考虑使用性、刷洗实感、清洁效果、耐久性等的因素，在这些范围内，最好将粗度不同的刷毛组合加以利用。特别是，在将多个植毛孔配置成高密度的式样的情况，从外侧毛束朝向中央的毛束的刷毛毛腰部的强度高一些；或者刷毛的粗度、材质、长度、颜色、断面形状等的改变，对于使用感或外观差异性是有利的。
作为刷毛的种类，可以使用圆形用毛(毛尖是圆的刷毛)、锥形用毛(作成尖细的刷毛)、金刚石形用毛(断面为菱形的刷毛)、羽毛用毛(毛尖以羽毛状分割的刷毛)、其他不同形状断面用毛(断面形状不是圆形的刷毛)、多粒状用毛(将研磨剂揉入的刷毛)、螺旋状花筒用毛(形成有螺旋状槽的刷毛)、指示器用毛(具有外层着色的双重芯结构，根据外层的磨耗，得知交换时期的刷毛)等的各种刷毛，但是，并不限于此。
作为刷毛尖端面的毛切开的形状(轮廓)，可以采用单一平面形状、山切槽形状、凹凸形状等的任意形状。进一步，还可以是头部植毛面的外侧与内侧、尖端侧与后端侧不同的毛切开形状。
此外，本发明牙刷的范畴，并不限于手动式牙刷，也包含电动式牙刷。
技术方案1的牙刷，将扁线的厚度设为0.10mm以上、不足0.22mm。所以，在打入扁线时植毛孔周围的头部树脂不产生龟裂或泛白，头部也不产生弯曲。
技术方案2的牙刷，将扁线的宽度设为0.9mm以上、2.5mm以下。所以，可使用厚度较薄的扁线的同时，不会损坏植毛部的外观，充分确保了植毛强度。
技术方案3的牙刷，每单位植毛面积上的毛束个数在25束/cm2以上、80束/cm2以下，并且植毛于植毛孔中的每1个孔的刷毛在折叠状态下的断面面积的总和为1.0mm2以下。所以，可得到向牙齿或牙龈的触感好、并且牙齿间进入性与牙垢去除能力优良的牙刷。另外，由于扁线厚度在0.10mm以上、不足0.22mm，所以，可得到每单位植毛面积上的毛束个数在25束/cm2以上、80束/cm2的高密度植毛的牙刷，并且可提供打入扁线时植毛孔周围的头部树脂不产生龟裂或泛白、头部也不产生弯曲、高质量的牙刷。进一步，由于植毛于植毛孔中的每1个孔的刷毛在折叠状态下的断面面积的总和为1.0mm2以下，所以，即使使用厚度在0.10mm以上、不足0.22mm的极薄的扁线，将毛束植毛，也能承受对折打入的毛束的弹性恢复力，而且扁线不会从毛束脱落，不会引起位置错开，可减少植毛不良的发生率。
技术方案4的牙刷，至少在一部分植毛孔中，构成植设在植毛孔中的毛束的刷毛断面面积的总和设为1.0mm2以下，同时，至少任意一个植毛穴的与最接近的另一植毛穴的距离设为1.0mm以下。所以，对牙齿或口腔内软组织的触感好，毛尖到达牙颈部或牙齿间部、牙齿间三角等口腔疾病易发部位的性能优良，不会产生头部弯曲、可消除树脂的泛白或龟裂，能确保充分的植毛强度。


图1(a)～图1(c)表示本发明牙刷的第1实施方式，图1(a)是头部的概略平面图，图1(b)打入毛束的扁线的概略透视图，图1(c)是用扁线将毛束对折并打入的状态的模式说明图。
图2表示本发明牙刷的第2实施方式，是电动式牙刷的头部的概略平面图。
图3(a)～图3(f)是分别表示植毛孔与刷毛断面形状的另外的例子的平面图。
图4(a)～图4(c)表示本发明牙刷的第3实施方式，图4(a)是表示毛束与扁线关系概略透视图，图4(b)是其概略平面图，图4(c)是头部植毛孔的局部放大平面图。
图5(a)～图5(c)是说明本发明的树脂破坏体积的说明图，图5(a)是植毛于植毛孔中的毛束与扁线的概略平面图，图5(b)是其纵断面图，图5(c)是侧断面图。
图6(a)～图6(c)表示用于评价试验的牙刷的头部形状，图6(a)是A型牙刷的头部概略平面图，图6(b)是B刷型牙刷的头部概略平面图，图6(c)是C型牙刷的头部概略平面图。
图7(a)～图7(c)是头部的弯曲与厚度的模式说明图。
图8是表示本发明牙刷一实施例的头部概略平面图。
图9是表示本发明牙刷另一实施例的头部概略平面图。
图10是表示本发明牙刷再一实施例的头部概略平面图。
图11是表示本发明牙刷再一实施例的头部概略平面图。
图12是表示本发明牙刷再一实施例的头部概略平面图。
图13是表示本发明牙刷再一实施例的头部概略平面图。
图14是表示本发明牙刷再一实施例的头部概略平面图。
图15(a)以及图15(b)表示本发明牙刷的再一实施例，图15(a)是省略了植毛孔的牙刷把手全体的平面图，图15(b)是头部的扩大平面图。
图16(a)以及图16(b)表示本发明牙刷的再一实施例，图16(a)是省略了植毛孔的牙刷把手全体的平面图，图16(b)是头部的扩大平面图。
图17是表示本发明牙刷再一实施例的头部概略平面图。
符号说明1是头部，2是植毛面，3是植毛孔，4是扁线，5是毛束，6是刷毛，B是扁线打入深度，C是扁线咬合量，Dmin是最接的近任意植毛孔的距离(最近接植毛孔距离)，h是扁线宽度，L是扁线长度，m是分型线，n是头部弯曲，P是交点，S是植毛面积，t是扁线厚度，T是头部厚度，V是被扁线破坏的头部的树脂体积(树脂破坏体积)。
具体实施例方式
下面，参照

本发明的实施方式。
在图1(a)～图1(c)中，示出了本发明牙刷的第1实施方式，该第1实施方式表示将本发明用于手动式牙刷的情况的例子，图1(a)是头部概略平面图，图1(b)是扁线的放大透视图，图1(c)是用扁线将毛束对折并打入的状态的模式说明图。此外，为了便于观察，图1(a)中省略了植毛于植毛孔中的刷毛进行图示。
在图中，1是牙刷的头部，2是头部1的植毛面，3是形成在植毛面2上的植毛孔，4是将毛束5对折并打入植毛孔3中用的扁线，6是构成毛束5的刷毛，植毛在头部1植毛面2的植毛孔3中的毛束5的每单位植毛面积的个数设为25束/cm2以上、80束/cm2以下；同时，植毛于植毛孔3中的刷毛6折叠状态下的平均1个孔的断面面积的总和为1.0mm2以下；扁线4的厚度t为0.10mm以上、不足0.22mm；扁线4的宽度(将扁线4打入植毛面2时的打入深度方向的宽度)h为0.9mm以上、2.5mm以下。此外，图中符号L表示扁线4的长度。
如果设定成上述这样的植毛式样，即使利用扁线4将毛束5对折并打入植毛孔3中，由于扁线4比较薄，因此，其打入的冲击不会引起头部1的植毛孔3周围的树脂产生龟裂或泛白。另外，头部也不会弯曲。进一步，对折打入之际，借助于恢复成直线状的毛束5的弹性恢复力，扁线4不会离开毛束5，不会引起位置错位。
图2中示出了本发明牙刷的第2实施方式。该第2实施方式表示将本发明用于电动式牙刷的情况的例子，图中示出了电动式牙刷的头部。即使在该电动式牙刷的情况下，与上述手动式牙刷的情况一样，植毛在头部1植毛面2的植毛孔3中的毛束5的每单位植毛面积上的个数设为25束/cm2以上、80束/cm2以下；同时，植毛于植毛孔3中的刷毛6折叠状态下的平均1个孔的断面面积的总和为1.0mm2以下；扁线4的厚度t为0.10mm以上、不足0.22mm；宽度h在0.9mm以上、2.5mm以下。
此外，用于本发明中的植毛孔3与刷毛6的形状并不限于图示的例子，例如图3(a)～图3(f)所示，可以采用各种形状。图3(a)是表示圆形植毛孔与圆形断面刷毛的例子，图3(b)是表示圆形植毛孔与矩形断面刷毛的例子，图3(c)及图3(d)是表示长圆形植毛孔与圆形断面刷毛的例子，图3(e)是表示长方形植毛孔与圆形断面刷毛的例子，图3(f)是表示带有半径的长方形植毛和钻石断面(菱形断面)的刷毛的例子。
图4(a)～图5(c)表示本发明的第3实施方式。
该第3实施方式中，在用扁线4将使多根刷毛6捆成束的毛束5对折并植入头部1的植毛面2的植毛孔3里面的牙刷中，将构成植设在植毛孔3的毛束5的刷毛6断面的总和设为1.0mm2以下，另外，将最接的近任意植毛孔3的距离(最接近植毛孔之间的距离)Dmin设为1.0mm以下，进一步，将因扁线4破坏的头部1树脂的体积V设为0.1mm3以上、0.4mm3以下。
在此，所谓“构成毛束5的刷毛6断面面积的总和”如图4(b)所示，是指毛束5、即植毛于植毛孔3中的所有刷毛6的断面面积相加所得到的值。另外，所谓“最接近的任意植毛孔3的距离(最近接植毛孔距离)Dmin”，如图4(c)所示，是指多个植毛孔3中的、距离最近的植毛孔彼此之间的距离。
另外，所谓“因扁线4破坏的树脂的体积V”例如图5(a)～图5(c)所示，是指在圆形断面的植毛孔3的情况下，通过V(mm3)≈扁线厚度t(mm)×扁线打入深度B(mm)×扁线咬合量C(mm)×2的式子中得到的值。
此外，在图5(a)～图5(c)所示的圆形植毛孔3的情况下，由于扁线4的咬合量C的部分通过植毛孔3的圆弧状孔壁界定，因此，虽然树脂破坏体积(mm3)的值是通过上式得到的近似值，但是，如图4(b)所示，在长圆形状的植毛孔3的短径方向上将扁线4打入的情况下，由于扁线3的咬合量部分通过植毛孔3的直线状的壁部分界定，所以，能正确地求出树脂破坏V(mm3)＝扁线厚度t(mm)×扁线打入深度B(mm)×扁线咬合量C(mm)×2。做成其他断面形状的植毛孔的情况下也同样，能求出其近似值或正确值。
根据上述实施方式，由于将构成植入植毛孔3中的毛束5的刷毛6断面面积的总和设为1.0mm2以下，所以，能得到柔软的对牙齿或口腔内软组织的触感好的毛束。另外，由于将最接的近任意植毛孔3的距离Dmin设为1.0mm以下，所以，具有适当的毛束密度，使牙齿间进入性与刷洗实感良好。进一步，由于将因扁线4破坏的头部1树脂的体积V设为0.1mm3以上、0.4mm3以下，所以，能得到适当的植毛强度，能防止头部弯曲，头部树脂的泛白或裂开等。其结果是，上述各效果相互促进，可以得到对牙齿或口腔内软组织的触感好、毛尖到达牙颈部或牙齿间部、牙齿间三角等口腔疾病易发部的性能优良、不会发生头部弯曲、树脂的泛白或龟裂、具有足够的植毛强度的牙刷。
1.质量特性评价试验利用本发明的第1及第2实施方式的牙刷与以往式样的牙刷进行质量特性评价试验。结果示于表1中。此外，表1中的A～C型牙刷，是分别由下述形状及式样构成的牙刷。
(i)A型头部形状图6(a)；植毛孔形状长方形(短边1.35mm×长边1.8mm)；每单位植毛面积上的毛束个数19束/cm2；
每1孔的刷毛断面面积的总和1.52mm2；扁线长度L2.2mm。
(ii)B型头部形状图6(b)；植毛孔形状圆形(直径1.3mm)；每单位植毛面积上的毛束个数28束/cm2；每1孔的刷毛断面面积的总和0.78mm2；扁线长度L1.8mm。
(iii)C型头部形状图6(c)；植毛孔形状长圆形(短轴0.64mm×长轴1.52mm)；每单位植毛面积上的毛束个数44束/cm2；每1孔的刷毛断面面积的总和0.39mm2；扁线长度L1.8mm。
表1的试验结果表明，本发明的牙刷(实施例1～22)与以往式样的牙刷(比较例1～12)相比，可以确认植毛状态、头部弯曲，龟裂·泛白、及植毛强度的任意一个都是良好的。
〔表1〕质量特性评价试验

在表1中，所谓弯曲是指图7(a)所示的将植毛前的分型线m与头部1尖端的交点设为P时，在图7(b)所示的植毛后的分型线m的延长线与上述交点P之间的距离n。另外，所谓头部厚度如图7(c)所示，是指头部1最薄部分的厚度T(下面各试验中也相同)。
此外，表1中的各评价根据下面的基准。
(1)植毛状态
◎刷毛不凌乱，○刷毛凌乱少，外观良好，△刷毛的凌乱程度在限度以内，×刷毛的凌乱程度大，外观不好；(2)头部弯曲◎无弯曲(n＝0mm)，○大于0mm、不足0.1mm，△0.1mm以上、不足0.5mm，×0.5mm以上；(3)龟裂·泛白(扁线周围的头部树脂变色)◎完全没有龟裂与泛白，○几乎没有龟裂与泛白，△稍稍泛白，×有龟裂或泛白；(4)植毛强度植毛强度的测定是根据JIS S3016标准所规定的方法进行的。
◎平均25N以上，○平均15N以上、不足25N，△平均8N以上、不足15N，×平均不足8N；(5)综合评价◎非常好，○良好，△无法定论，×不好。
2.感觉评价试验本发明牙刷的感觉评价试验由申请人公司内的专门小组成员30名进行。将专门小组成员30名评价的平均值作为评价结果。结果示于表2中。从表2可以看出，本发明的牙刷(实施例23～26)与以往牙刷(比较例13～16)相比，在触感良好度、牙齿间进入性、及刷洗实感任何方面，都能确认是优良的。
〔表2〕感觉评价试验

此外，上述感觉评价基于下面的基准。
(1)触感良好度◎非常好，○好，△无法定论，×不好；(2)牙齿间进入性◎非常好，○好，△无法定论，×不好；(3)刷洗实感◎非常有感觉，○有感觉，△无法定论，×没感觉；(4)综合评价◎非常好，○好，△无法定论，×不好。
3.使用不同树脂的头部弯曲试验进行使用不同树脂的头部弯曲试验。结果示于表3中。如表3表明的那样，即使在PP树脂、PCTA树脂的任何一种情况下，都能确认本发明的式样(扁线厚度0.15mm、0.20mm)的牙刷与以往式样(扁线厚度0.25mm)的牙刷相比，很难产生头部的弯曲。
〔表3〕头部弯曲试验结果(使用树脂的影响) 此外，头部弯曲基于下面的基准。
◎无弯曲(n＝0mm)，○大于0mm、不足0.1mm，△0.1mm以上、不足0.5mm，×大于0.5mm。
4.头部厚度不同的头部弯曲试验对于本发明式样的情况与以往式样的情况下的头部厚度与弯曲关系进行试验。结果示于表4中。如表4表明的那样，本发明式样的牙刷的情况，与以往式样的牙刷相比，能确认相对较大范围的头部厚度而言，弯曲很小。
〔表4〕头部弯曲试验结果(头部厚度的影响) 此外，头部弯曲的评价基于下面的基准。
◎无弯曲(n＝0mm)，○大于0mm、不足0.1mm，△0.1mm以上、不足0.5mm，×0.5mm以上。
另外，制造出本发明第3实施方式的牙刷(试验例27～38)与以往式样的牙刷(比较试验例17～24)，对植毛强度、1根脱落强度、头部弯曲、龟裂·泛白的质量特性的评价；以及触感良好度、牙齿间进入性、刷洗实感的感觉评价，进行比较试验，其结果示于表5中。如表5表明的那样，可确认本发明式样的牙刷在综合评价方面比任何以往式样的牙刷都要优越。
〔表5〕质量特性·感觉评价试验

此外，表5中的各评价根据下面的基准。
1.质量特性评价试验(1)植毛强度植毛强度的测定依照JIS S3016所规定的方法。
◎平均25N以上，○平均15N以上、不足25N，△平均8N以上、不足25N，×平均不足8N；(2)1根脱落强度，◎平均5N以上，○平均3N以上、不足5N，
△平均1.5N以上、不足3N，×平均不足1.5N；(3)头部弯曲◎无弯曲(n＝0mm)，○大于0mm、不足0.1mm，△0.1mm以上、不足0.5mm，×0.5mm以上；(4)龟裂·泛白(扁线周围的头部树脂变色)◎完全没有龟裂与泛白，○几乎没有龟裂或泛白，△稍稍泛白，×有龟裂或泛白。
2.感觉评价试验将公司内的专门小组成员30名评价的平均值作为评价结果。
(1)触感良好度◎非常好，○好，△无法定论，×不好；(2)牙齿间进入性◎非常好，○好，△无法定论，×不好；(3)刷洗实感◎非常有感觉，○有感觉，△无法定论，×没感觉；(4)综合评价◎非常好，○好，△无法定论，×不好。
接着，在下文示出了本发明牙刷的具体设计例子。
图8示出了本发明牙刷具体例子的实施例39。该实施例39按照以下方式设定各部的式样。
头部的材质聚丙烯(PP)+サントプレン(是商标“サントプレン”，是由アドバンスト·エラストマ一·システムズ公司制造销售的稀类弹性体)；植毛孔大致为长方形孔(短边0.64mm×长边1.32mm×深度3.8mm)，并且71个孔；每单位植毛面积上的毛束个数41束/cm2；刷毛尼龙直毛、直径8mil(0.203mm)、6根/1孔(折叠后的根数为12根/1孔)；每1孔的刷毛断面面积的总和0.388mm2；扁线黄铜(厚度0.17mm×长度1.6mm×宽度1.5mm)。
图9示出了本发明牙刷具体例子的实施例40。该实施例40按照下述方式设定各部分的式样。
头部的材质饱和聚酯(PCTA)；植毛孔长圆形孔(短轴0.64mm×长轴1.52mm×深度3.0mm)、并且79个孔；每单位植毛面积上的毛束个数44束/cm2；刷毛尼龙直毛、直径8mil(0.203mm)、6根/1孔(折叠后的根数为12根/1孔)；每1孔的刷毛断面面积的总和0.388mm2；扁线黄铜(厚度0.15mm×长度1.8mm×宽度1.3mm)。
图10示出了本发明牙刷具体例子的实施例41。该实施例41按照下述方式设定各部分的式样。
头部的材质聚缩醛(POM)；植毛孔大致为长方形孔(短边0.64mm×长边1.32mm×深度2.5mm)、并且64个孔；每单位植毛面积上的毛束个数45束/cm2；刷毛聚对苯二甲酸乙二醇酯(PBT)的锥形毛、根部直径8mil(0.203mm)、6根/1孔(折叠后的根数为12根/1孔)；每1孔的刷毛断面面积的总和0.388mm2；扁线带槽的不锈钢(厚度0.2mm×长度1.8mm×宽度1.5mm)。
图11示出了本发明牙刷具体例子的实施例42。该实施例42按照下述方式设定各部分的式样。
头部的材质聚缩醛(POM)；植毛孔大致为长方形孔(短边0.64mm×长边1.52mm×深度2.0mm)、并且74个孔；每单位植毛面积上的毛束个数41束/cm2；刷毛聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)的锥形毛、根部直径8mil(0.203mm)、6根/1孔(折叠后的根数为12根/1孔)；每1孔的刷毛断面面积的总和0.388mm2；
扁线外侧＝带凹凸的黄铜(厚度0.2mm×长度1.8mm×宽度2.0mm)、内侧＝带凹凸的黄铜(厚度0.2mm×长度0.8mm×宽度2.0mm)。
图12示出了本发明牙刷具体例子的实施例43。该实施例43按照下述方式设定各部分的式样。
头部的材质饱和聚酯(PCTA)+プリマロイ(是商标“プリマロイ”，是由三菱化学株式会社制造销售的聚酯类弹性体)；植毛孔孔总数为72孔，(1)圆形孔(直径0.8mm×深度3.5mm)、并且2个孔，(2)圆形孔(直径1.0mm×深度3.5mm)、并且为24个孔，(3)大致长方形孔(短边0.64mm×长边1.30mm×深度3.80mm)、并且46个孔；每单位植毛面积的毛束个数42束/cm2刷毛(1)尼龙直毛、直径8mil(0.203mm)、4根/1孔(折叠后的根数为8根/1孔)，(2)尼龙直毛、直径8mil(0.203mm)、7根/1孔(折叠后的根数为14根/1孔)，(3)聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)的直毛、直径6mil(0.152mm)、19根/1孔(折叠后的根数为38根/1孔)；每1孔的刷毛断面面积的总和(1)0.259mm2，(2)0.454mm2，(3)0.693mm2；扁线(1)带槽的不锈钢(厚度0.13mm×长度1.2mm×宽度1.3mm)，(2)带槽的不锈钢(厚度0.13mm×长度1.4mm×宽度1.5mm)，(3)带槽的不锈钢(厚度0.13mm×长度0.8mm×宽度1.5mm)。
图13示出了本发明牙刷具体例子的实施例44。该实施例44按照下述方式设定各部分的式样。
头部的材质聚丙烯(PP)+ミラストマ一(是商标“ミラストマ一”，是由三井化学株式会社制造销售的稀类弹性体)；植毛孔大致长方形孔(短边0.65mm×长边1.30mm×深度3.2mm)，开且69个孔；每单位植毛面积上的毛束个数40束/cm2；刷毛尼龙螺旋状花筒毛，(1)头部尖端部＝直径9mil(0.229mm)、5根/1孔(折叠后的根数为10根/1孔)，(2)其他部分＝直径7mil(0.178mm)、7根/1孔(折叠后的根数为14根/1孔)；每1孔的刷毛断面面积的总和(1)0.412mm2，(2)0.348mm2；扁线不锈钢(厚度0.2mm×长度1.5mm×宽度2.3mm)。
图14示出了本发明牙刷具体例子的实施例45。该实施例45按照下述方式设定各部分的式样。
头部的材质聚乙烯萘(FEN)+镀敷处理；植毛孔(1)圆形孔(直径1.0mm×深度3.0mm)、并且2个孔，(2)大致长方形孔(短边0.65mm×长边1.30mm×深度3.2mm)、并且39个孔；每单位植毛面积的毛束个数26束/cm2；刷毛尼龙直毛，(1)直径6mil(0.152mm)、13根/1孔(折叠后的根数为26根/1孔)，(2)直径6mil(0.152mm)、25根/1孔(折叠后的根数为50根/1孔)；每1孔的刷毛断面面积的总和(1)0.472mm2，(2)0.901mm2；扁线(1)不锈钢(厚度0.14mm×长度1.3mm×宽度2.3mm)，(2)不锈钢(厚度0.14mm×长度1.3mm×宽度2.3mm)。
图15(a)及图15(b)示出了本发明牙刷具体例子的实施例46，。例示了各部分的具体尺寸。
图16(a)及图16(b)示出了本发明牙刷具体例子的实施例47，例示了各部的具体尺寸。
表6中，示出了本发明牙刷的再一具体的实施例。
表中，实施例48～54示出了手动式牙刷的例子，实施例55示出了电动牙刷的例子。这些牙刷的任何一种都是以上述的本发明条件，换句话说，按照构成植设在植毛孔中的毛束的刷毛断面面积的总和为1.0mm2以下、至少任意一个植毛孔的与最接近的另一植毛孔的距离(最接近植毛孔之间的距离)Dmin为1.0mm以下、因扁线破坏的树脂体积(树脂破坏体积)V为0.1mm3以上、0.4mm3以下的形式，设定各部分的式样。
〔表6〕牙刷的式样

注)*1短轴×长轴×深度，或者直径×深度。
*2是商标“サントプレン”，是由アドパンスト·エラストマ一·システムズ公司(Advanced Elastomer Systems，L.P.)制造销售的烯类弹性体。
*3是商标“プリマロイ”，是由三菱化学株式会社制造销售的聚酯类弹性体。
*4商标为“ミラストマ一”，是由三井化学株式会社制造销售的的烯类弹性体。
权利要求
1.一种牙刷，将以多根刷毛捆成束的毛束，利用扁线对折并植入头部植毛面的植毛孔中，其特征是，所述扁线厚度为0.10mm以上、不足0.22mm。
2.根据权利要求1记载的牙刷，其特征是，所述扁线的宽度为0.9mm以上、2.5mm以下。
3.根据权利要求1或2记载的牙刷，其特征是，所述植毛的毛束的每单位植毛面积上的个数在25束/cm2以上、80束/cm2以下，植毛于植毛孔的每1个孔的刷毛在折叠状态下的断面面积的总和为1.0mm2以下。
4.根据权利要求1或2记载的牙刷，其特征是，所述头部由树脂制成，在所述植毛孔的至少一部分上，构成植设在植毛孔中的毛束的刷毛断面面积的总和在1.0mm2以下，同时，至少任意一个植毛孔的与最接近的另一植毛孔的距离设为1.0mm以下。
全文摘要
提供一种将毛束高密度植毛的扁线植毛式牙刷，并且提供一种植毛时头部不发生龟裂或泛白、弯曲、扁线不脱落等的植毛不良现象，而且是柔软的、触感好、向细小间隙的进入性良好的高质量的牙刷。将以多根刷毛(6)捆成束的毛束(5)，利用扁线(4)对折并植毛到头部(1)的植毛面(2)的植毛孔(3)中，上述扁线(4)的厚度(t)为0.10mm以上、不足0.22mm，而且宽度(h)为0.9mm以上、2.5mm以下。植毛的毛束(5)的每单位植毛面积上的个数在25束/cm
文档编号A46B3/16GK1897844SQ200480038959
公开日2007年1月17日 申请日期2004年12月21日 优先权日2003年12月24日
发明者金丸直史, 小林利彰, 加藤孝夫, 袴田祐辅 申请人:狮王株式会社