JP7320731B1 - 金属レス植毛歯ブラシのブラシ毛止メ具。 - Google Patents

Abstract

【課題】現在、市販される主要植毛歯ブラシから、金属平線を排除し合成樹脂単体とする。同時に、生分解性樹脂にも充分対応できるブラシ毛の固定技術を照会する。また、植毛工程を変更しないことで、設備費用を最底に押さえる。【解決手段】前特許文献にも多数ある、衝撃力のかかる打ち込み方法に変って、原材料の特徴を生かしたブラシ毛固定方法で、全物体の有する表面摩擦力・伸縮復元力を利用して、植毛小孔各壁との内外力と反発力とにより、Ｕ字型になったブラシ毛を３点で強力に固定する。【選択図】図２

Description

本願発明は、金属レス植毛歯ブラシのブラシ毛止メ具に関する。

植毛歯ブラシが誕生して約１５０年、金属（真鍮）平線によるアンカー方法（植毛小孔側面壁に金属平線を打ち込み、食い込ませることでブラシ毛を植毛小孔底部にて固定する方法）によりブラシ毛は固定され続けてきた。その間に、合成樹脂（広分子物質）に変更しょうとする考えは幾度もあったが実現していない。しかし、近年、環境悪化から完全リサイクルが重要視され生分解性樹脂歯ブラシの開発が最終目的である。そして、その一歩目として金属平線を合成樹脂とする必要がある。

特開平０６－０５４７１５ 特開２０１１－１０１７３４ 特許３８６１３２０

植毛歯ブラシから金属を排除し、合成樹脂単体とする。これに成功すれば金属が排除されたことになり、生分解性歯ブラシの完成にも近ずく。

ただし、上記した「植毛歯ブラシから金属を排除する」文献の手段では、安定した植毛を実現することはできない。その理由は、靭性が高い金属平線（金属分子結合品）から、合成樹脂平線（広分子結合品）に変更するためには、従来のアンカー方法から、本願発明が示す手段のような、衝撃力があまりかからない方法か、溶着方法に変える必要がある。もし、従来通り、アンカー方法を使用し続けるのであれば、金属分子結合に匹敵する靭性を有する合成樹脂を発明するしかない。

そして、金属分子結合に匹敵する靭性を有する合成樹脂が誕生するまでは、つなぎとして、従来のアンカー効果を利用しない＝アイゾット衝撃強さ（ノッチ付）・ロックウェル硬度等の制約はなく、実施できる、表面摩擦力・伸縮復元力を有する合成樹脂・ゴム類等により平線を製造し、従来と同じ方法で植毛小孔内にブラシ毛を中央付近で２ッ折りし共に挿入する（ただし、植毛小孔側面壁に食い込ませ溝を堀り、アンカー効果を求めることはしない）。挿入することで平線が平常無抵抗形状から、体積の小さい植毛小孔内に挿入することによる圧縮状態から復元しょうとする力と、それを阻止しょうとする反発力、各所に働く表面摩擦力を利用し、ブラシ毛を植毛小孔内に固定する。

植毛歯ブラシ内に金属がなくなり、合成樹脂単体となることで、リサイクルが容易になった。加えて、金属の腐食する心配がなくなることで安全性も向上した。また生分解性樹脂植毛歯ブラシの開発も一歩前進した。

以下、本願発明を実施するための最良の形態を図をもって説明する。

まず、図１は、従来のアンカー効果（金属平線を植毛小孔壁対角に打ち込み、食い込ませることで前記金属平線を固定し、その力をもってブラシ毛を植毛小孔底面に押しつけ固定する方法）もってブラシ毛を植毛小孔内に固定する工程を記載したものである。その内容を簡単に説明すると下記のようになる。

ブラシ毛２を中央付近をもって、金属平線１により２ッ折りし歯ブラシ基材である台座部４上平面に多数設けた、植毛小孔３内にアンカー効果を利用し、前記植毛小孔３側面壁対角２ヵ所に「食い込み、溝を掘る」ように挿入（打ち込む）する。
この状態を上部から見た平面図が、矢印、右側上部に記載した平面図であり、上記アンカー効果を獲るために機態する、金属平線両端アンカー部１Ｃが「食い込み固定部」である。他の図は植毛歯ブラシの台座部４を示した図である。

次に、前記した特許文献２（特開２０１１－１０１７３４）、段落［００５８］に示された表１を照会する。

前記した、特許文献１～３は総て、従来のアンカー効果を利用した文献である。特許文献１（特開平０６－０５４７１５）は、金属平線を合成樹脂平線とするもので、特許文献２（特開２０１１－１０１７３４）は、前記した表１を示した文献であり、多種の条件・汎用合成樹脂により実験をしたが、植毛性評価の通り（イ）・（ロ）・（ハ）の不都合（ブラシ用平線の割れ欠け）により現時点では、合成樹脂平線使用は無理と考え、結論は出ていない。
特許文献３は、まだ合成樹脂平線使用に対し、新素材等などの発明は無いのに、生分解性樹脂で構成される金属レス植毛歯ブラシの文献である。
つまり結論は、従来の「アンカー方法」においては、現状の合成樹脂では無理である。
そして、新成分合成樹脂（金属並みの分子結合力を持つ＝靭性を持つ）の発明にはまた、１５０年かかっていては、リサイクルが進まず地球が二酸化炭素による気温上昇でおかしくなってしまう。

こんな時は、アンカー効果を利用することをやめ、ブラシ毛固定方法を［図２］・［図３］のような合成樹脂の特性にあった方法に変更すればよいのである。
その方法を下記し説明する。

［図２］は、本願発明の止メ具１Ａ（合成樹脂・ゴム類）を分かり易すいようにゴム球として説明したものである。
金属レス植毛歯ブラシ台座部４平面上に設けた植毛小孔３内に、前記止メ具１Ａを止メ具挿入方向矢印Ｘのようにブラシ毛２を中央付近から２ッ折り（Ｕ字形状）し共に挿入する。

ブラシ毛２と共に植毛小孔３内に押入（打ち込まれる）された止メ具１Ａは、植毛小孔３プラス、ブラシ毛２が占有する植毛小孔３内に無理矢理、高速で挿入されることで植毛小孔３内の狭い空間により、図３に示す止メ具圧縮形状イメージ形状１Ｂのような「ダ円形状」の圧縮形状に変形する。

これが［請求項１］で示した、平常無抵抗形状から、体積の小さい植毛小孔内に挿入されることによる圧縮状態であり、止メ具圧縮形状イメージ形状１Ｂからは、元の止メ具１Ａに戻ろうとする複元方向の力（正力）が働く。その正力に対して、植毛小孔３側面内壁と止メ具１Ａにおいてサンドイッチ状態のブラシ毛２からは、内圧力、反発力矢印Ｗの、前記正力と同じ大きさの力が働く。
そして、この力は植毛小孔３内側面壁とブラシ毛２の全面にも同じようにかかり、その結果、２ッ折りされ植毛小孔３内に挿入されたブラシ毛２は、図２・図３から理解できるように、従来金属平線によるアンカー方法の１ヵ所固定（植毛小孔３底面）に対し、本願発明では３ヵ所固定以上の全面固定と原理的にはなる。

次に、図４を説明の最後として、図５・図６を説明する。図５は、従来のアンカー効果を利用した（金属平線１使用）植毛小孔３平面図とＹ－Ｙ断面から切断した断面図であり、図６は、本願発明（名前を付けるなら圧入方法）の植毛小孔３平面図とＺ－Ｚ断面から切断した断面図である。
そして、この図５・図６は正確に２０倍の拡大図となっており、植毛小孔３内の、ブラシ毛２と各平線（金属平線１・止メ具１Ａ）の位置関係、占有率が分かる。
その、占有面積・占有率を計算したものが表２である。そして、その表２を下記に示した。

前記、表２の使用方法を説明する。まず例題をもって説明する。

市販される植毛歯ブラシのノーマル形状は、下記の通りで、例題１とする。
１、植毛小孔直径＝１、５ｍｍ （単位＝ミリメートル）
２、ブラシ毛直径＝０、１５ｍｍ
３、ブラシ毛本数＝１８本＝２ッ折りするため＝３６本分
この条件で占有面積を計算すると、
植毛小孔面積＝０、７５×０、７５×π（３、１４）＝１、７６６３ｍｍ^２（１００％）
ブラシ毛占有面積＝０、０７５×０、０７５×π（３、１４）×１８本×２＝０、６３５９ｍｍ^２（３６、０％）
・つまり、植毛小孔面積を１００％とすると、ブラシ毛占有面積は、３６％となります。そして、１００％から３６％をマイナスした６４％が本願発明平線の占有面積となる。
・そして、植毛小孔直径が本願発明では平線の長さ（長手方向）となるため（打ち込まない）、１、５ｍｍとなる。よって、平線の厚みは、０、７５６ｍｍにその材料の伸縮率を考えたものとなる。
よって、平線の厚みは、０、８ｍｍ以上の硬質ゴムか合成樹脂を選択すれば好適といえる。
・もっと簡単に言えば、植毛小孔表面積（１００％）を、ブラシ毛占有面積と平線占有面積の合計が上まわれば好適である。

そして、この前記計算結果と正確に２０倍で記載された図５・図６とは適合していて、図６で示した本願発明、止メ具１Ａの厚さは図から計っても、前記計算と同じ約０、８ｍｍとなる。
そして、図６から分かるように、最高の力と状態をもってブラシ毛２の固定ができれば、ブラシ毛２の各空間も「つぶされ」図５の円形状から、図６のイメージではあるが「石垣形状」となる。

また、正確に２０倍された図５（アンカー効果による打ち込み固定）により、色々なことが分かる。
まず、ブラシ毛２（占有面積＝約３６％）、金属平線１（厚み０、２ｍｍとして占有面積＝約１７％）の占有面積をプラスしても５３％となり、図５で示すように植毛小孔内は空間部が、約４７％もある状態であった。

これには理由がある。その理由を列記すると、
１、歯ブラシは、１日３回１ヵ月間使用（９０回）できるブラシ毛（ポリアミドなら６１０・６１２）のような、反発力の強い材質が必要。
２、アンカー効果とは、名前の通り「舟をイカリで止める」ために、海底に打ち込み、食い込ませる釣り針りのような形状のものであり、その重量を運動エネルギーに変えて、海底に食い込ませることで、船を固定するものである。
よって、反発力の強いブラシ毛を多量に植毛小孔内に挿入底面に押しつけ固定するだけの力はない。図５から分かるように、金属平線１の打ち込み部の長さは、片肉０、３５ｍｍ（両肉で０、７ｍｍ全体の長さの、３２％もある）なのに、その溝部分の摩擦抵抗だけで押さえているため、大きな効果はなく、多量にブラシ毛２を植毛するとその反発力で金属平線１は浮き上がり、植毛小孔３内に金属平線１を残こしてブラシ毛だけ抜けてしまう。このアンカー方法は、見ためと衝撃力は大きいが、ブラシ毛２を固定するのなら、本願発明方法のほうがベストである。特に、平線を合成樹脂等の広分子結合品とするのであれば好適であり、他文献のようなアンカー方法を利用するのと違って、アイゾット衝撃強さ・ロックウェル硬度等の制約も必要ない。

そして、最後に従来高速植毛機設備で工程を変えず調整だけで、本願発明の止メ具１Ａ（合成樹脂・ゴム類）に変更するためのチェック点を下記表３に示し、同時にチェックした。

このチェックで、従来の設備を調整だけで、金属平線１から、本願発明の止メ具（合成樹脂・ゴム類）１Ａに変更でき、金属レス植毛歯ブラシが完成したことで、生分解性樹脂歯ブラシ・木材等の天然素材だけの歯ブラシも完成する。

このブラシ毛２の固定方法が現日になった理由は下記したものである。その条件が１項なくても、できなかったと考える。
１、植毛小孔３の側面壁が厚く、挿入力等の正力を受け止めるだけの充分な強度を有している。これにより反発力がロスなく使用できる。
２、植毛小孔３の精度が±０、０５と高く、前記植毛小孔３の寸法にバラツキが全くない。これによりブラシ毛２の固定力にバラツキがない。
３、止メ具１Ａの植毛小孔３内への挿入速度が早い。これも、重要で手では挿入が絶体無理な止メ具１Ａが、高速植毛機ではできる。ただし、従来のアンカー方法と同じく、１回抜くと復元は難しい。
４、植毛小孔３の直径が小さいため、力がすみずみまでいきわたる。それに、歯ブラシは他のブラシと異なり、使用期間が短かい。
この全ての条件が揃っているため、この方法が容易に使用できる。

そして、図４は従来高速植毛機における金属平線１を、コイル５に巻いた形状を示した図であり、１Ｄは、止メ具コイル巻きと断面形状図である。これにより、従来高速植毛機をもって本願発明の止メ具１Ａは使用できることとなる。
しかし、この止メ具１Ａにおける断面形状は前記した、例題（植毛小孔直径＝１、５ｍｍ・ブラシ毛直径＝０、１５ｍｍ×１８本、２ッ折りで３６本）だけのものであり、好適な止メ具断面形状と材質は考え計算（占有率）する必要がある。
ただ、計算は容易であり、材質に関しては合成樹脂等の当業者（プロ）と相談すればよい。
これは、原理的には有効と考えられ、１点固定のアンカー方法に変わる、３点固定の圧入方法であり、植毛歯ブラシにおいて金属平線を使用せずブラシ毛を固定できるのは世界初と考える。そして、これに類似した文献もない。

本願発明者は、高速植毛機を実際・ユーチューブ動画で見続け、実験をくり返し考えた固定方法である。
そして、この文献の前、２０２２年１２月０１日に同じ内容の特許文献（Ｔ－６）を出願しているため、できれば２文献を１文献にし、優先権を持って出願日を、前記日付けに戻りたい。
以上。

植毛歯ブラシの製造工程を示した工程図。 本願発明の止メ具によるブラシ毛の固定方法を球形をもって説明した工程図１。 本願発明の止メ具によるブラシ毛の固定方法を球形をもって説明した工程図２。 コイル巻きした止メ具と、その断面形状を示した全体図（断面形状の縮度は１０倍）。 拡大率２０倍で、従来の金属平線をもってブラシ毛を固定する方法を示した平面図と、Ｙ－Ｙ面で切断した正面図。 拡大率２０倍で、本願発明の止メ具をもってブラシ毛を固定する方法を現状で好適と考える止メ具形状で固定する方法と、Ｚ－Ｚ面で切断した正面図。

符合の説明

１、 金属平線、
１Ａ、止メ具（合成樹脂・ゴム類）、
１Ｂ、止メ具圧縮形状（イメージ形状）、
１Ｃ、金属平線両端アンカー部、
１Ｄ、止メ具コイル巻きと断面形状図、
２、 ブラシ毛、
３、 植毛小孔、
４、 台座部、
５、 コイル、
Ｘ、 止メ具挿入方向矢印、
Ｗ、 内圧力、反発力矢印、
Ｙ－Ｙ、図５切断面。
Ｚ－Ｚ、図６切断面。

Claims (3)

1. 金属レス植毛歯ブラシ基材の植毛小孔にブラシ毛と共に挿入され、前記ブラシ毛を前記植毛小孔内に固定するために機能する止メ具であって、前記ブラシ毛の前記植毛小孔外での占有面積と前記止メ具の前記植毛小孔外での占有面積の合計が、前記植毛小孔表面積と同じか、それ以上であり、２ッ折りされ前記植毛小孔内に挿入される前記ブラシ毛を、前記植毛小孔左右側面２カ所と底面の合計３ヵ所に摩擦力・伸縮力をもって同時に固定することを特徴とする金属レス植毛歯ブラシ用止メ具。
2. 請求項１の止メ具であって、その構成成分が生分解性樹脂であることを特徴とする金属レス植毛歯ブラシ用止メ具。
3. 請求項１又は２に記載の止メ具であって、ボビン巻きされ、そのカット片からなる ことを特徴とする金属レス植毛歯ブラシ用止メ具。

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