CN110596014A - 一种牙刷清洁力测试方法 - Google Patents

Abstract

一种牙刷清洁力测试方法，包括如下步骤：(1)将浆料注入电动喷漆枪的填料容器中，电动喷漆枪的喷嘴征对牙齿模具，向牙齿模具的表面喷涂浆料，包括凸块的部分和缝隙的部分；(2)将步骤(1)的牙齿模具置于恒温箱中干燥，达到表干和里干；(3)将牙刷的刷头和步骤(2)的牙齿模具分别固定刷牙一定次数，冲洗后吸干水分；(4)对步骤(3)的牙齿模具进行扫描，并分析残余色浆的面积占牙齿模具表面的面积，从而评价牙刷的清洁力效果。本方案可以用于替代传统的临床口腔测试，极大地简化了测评步骤，大大缩短了对牙刷清洁效果的测评周期；且评估结果通过计算，量化、直观地展示，便于直观地评价和比较牙刷的清洁力，具有优良的应用前景。

Description

一种牙刷清洁力测试方法

技术领域

本发明属于口腔清洁技术领域，具体涉及一种牙刷清洁力测试方法。

背景技术

刷牙是全世界应用最广泛的个人机械控制菌斑和保护牙龈健康的基本方法。其中，牙刷就是刷牙不可缺少的工具。现如今的市场上出售的牙刷种类繁多，无论在刷头大小和形状上、用料、刷丝的之地和排列，以及刷柄的大小和形状都各有不同。相关文献指出，牙刷是去除牙菌斑、清洁口腔的主要自我保健工具。通过牙刷可以机械性地去除牙菌斑、软垢、食物残渣以及牙面上的色渍，同时还能按摩牙龈、促进牙周组织的血液循环和龈上皮增生，增强牙周组织抵抗力，维护口腔的健康，选择合适的牙刷能够保持口腔健康，降低口腔疾病的发生率。

决定不同牙刷对刷牙效果的影响因素很复杂，包括刷牙时间、方法、频率、牙膏的选择以及评估效果的方法等。目前，牙刷产品的评价主要是通过临床试验评价来认证的。然而，临床试验的耗时很长，费用很高，并且对测试机构和测试人员有一定的要求。因此，有必要建立一种快速、准确的评价方法来考察不同牙刷的功能区别。

发明内容

本发明的目的是，提供一种牙刷清洁力测试方法，快速准确地测试牙刷的清洁力。

为了达到上述技术目的，本发明的技术方案如下：

使用的用于牙刷清洁力测试的牙齿模具，包括基体，所述基体的材质为不锈钢SU304，基体上设有等间距排列的凸块，所述凸块之间形成缝隙，所述凸块的表面为平面，且所述凸块的表面积沿着远离牙齿模具表面的方向减小。所述凸块的高度为1.3mm，凸块长宽4.4*4.4mm，间距2.2mm。当然，本发明提供的牙刷清洁力测试方法也可以选用适宜的其他模具，不应当理解为对本发明的限制。

一种牙刷清洁力测试方法，包括如下步骤：

(1)使用电动喷漆枪向牙齿模具的表面喷涂浆料，所述浆料均匀地喷涂在牙齿模具的全部表面，包括凸块的部分和缝隙的部分；

(2)将表面喷涂了浆料的牙齿模具置于恒温箱中；

(3)将牙刷的刷头和步骤(2)的牙齿模具分别固定，移动所述刷头给牙齿模具刷牙一定次数，冲洗后吸干水分；

(4)对步骤(3)的牙齿模具进行扫描，分析牙齿模具表面的颜色占比，计算牙刷的清洁力X；

和/或计算刷掉的浆料的质量，计算牙刷的清洁力Y，从而评价牙刷的清洁力效果Z。

本方案用牙齿模具来模拟牙齿，并在牙齿模具的表面均匀的涂上一层颜料，当模拟刷牙过程时，通过统计颜料的剥离程度来测评牙刷的清洁力。这样的评价系统的测试过程都在体外进行，可以用于替代传统的临床口腔测试，极大地简化了测评步骤，大大缩短了对牙刷清洁效果的测评周期。既通过测算牙齿模具表面被刷掉的颜色的面积占比来评估牙刷对牙齿表层的清洁效果，又通过统计被刷掉的颜料重量来评估牙刷对牙齿的深层清洁效果，对清洁效果的评估更加全面。且评估结果通过计算，量化、直观地展示，便于直观地评价和比较牙刷的清洁力，具有优良的应用前景。

具体地，步骤(1)中电动喷漆枪的喷嘴正对牙齿模具，喷嘴与牙齿模具的距离为10-30cm，喷射时间为5-40秒。喷射过程中喷枪和/或牙齿模具可以移动或不移动。电动喷漆枪在喷涂时在牙齿模具的表面形成一层色浆层，这层色浆层的颜色均匀、涂层的厚度固定，可有效避免人工喷涂的误差，重现性高，保证量化结果趋近于真实的牙刷使用效果。

步骤(2)中置于恒温箱的时间为5-10分钟，温度为40-80℃，而后冷却至室温。该参数使干燥、冷却后的色浆层适宜进行后续的量化评价，使不同的牙刷的量化评价结果能够产生显著区别，从而有利于对不同类型的牙刷的清洁力的使用效果进行细致地区分。

作为一种优选方案，所述的浆料呈黄色，由于黄色有助于增加色浆与牙齿模具的基体之间的色差，以利于扫描后图像显示，使计算出的黄色色浆面积更加精准。

具体地，所述浆料包括白色涂料和黄色色浆。更优选地，所述白色涂料为丙烯酸类白色涂料。所述白色涂料和黄色色浆为市售的产品。所述黄色色浆占浆料总重量的4-10％，在这样的比例下，有助于增加浆料与牙齿模具的色差，提高扫描后图像中黄色色浆面积的辨识度，提高测评结果的准确度。

作为一种优选方案，还可以向所述浆料中添加助剂，例如市售的催干剂环烷酸钴，以利于喷涂之后水性涂料快速干燥，并且保证在后续的模拟刷牙过程中色浆层不会整块地脱落，对牙刷的清洁效果造成误判。

步骤(3)中所述刷牙的过程为，将刷头沿横向和纵向各移动或同时移动，从而使刷头和牙齿模具之间发生相对位移，所述的一定次数优选为200-600次，刷牙的频率为50-150次/min。该参数能够最大限度地将不同类型的牙刷的清洁力的清洁效果进行区分，减少由于过度。

步骤(4)中牙刷的清洁力计算方式为：设定测试前色浆的像素面积为100％，残余色浆的面积为A％，牙刷清洁力X的计算公式为，X(％)＝100％-A％。以被刷掉的色浆面积所占据的比例来表征牙刷的清洁力，可以直观、量化地模拟和评价牙刷在一定的刷牙步骤后对牙齿表面的作用效果。

作为另外一种改进方案，所述牙刷的清洁力计算方式为：在步骤(2)后还包括步骤(21)：称取步骤(2)的牙齿模具的干燥冷却后重量M；步骤(4)还包括：称取牙齿模具的干燥冷却后重量B，牙刷清洁力Y的计算公式为，Y(g)＝(M-B)*100％/M。通过计算刷掉的浆料的质量，直观、量化地评价牙刷的清洁力效果，特别是，在刷掉同等面积的色料时，被刷掉的色浆的质量越大，说明牙刷清洁越深入；通过合理地控制色浆层的厚度，可以评价牙刷对牙齿的深入清洁力。

更为优选地，用于评价牙刷的清洁力效果Z的评价方式为：设定牙刷清洁力X的权重为a，则牙刷的清洁力效果Z＝a*X+(1-a)*Y。优选地，a＝50％。采用了上述两种计算模型可以综合评价牙刷的表面清洁力和深入清洁力，全面而真实地反映牙刷的清洁力。

更为优选地，步骤(3)中所述牙刷的刷头的固定方式是，将手动牙刷的刷头剪下，并由夹持装置固定，在夹持装置的带动下移动；或者是，将电动牙刷与夹持装置固定，在夹持装置的带动下移动，并将电动牙刷与压力检测装置连接，用以检测电动牙刷在移动过程中对牙齿模具的压力。通过特定的设备夹持刷头，保证在操作过程中步骤(3)的重现性，减少了操作误差对试验结果的影响，使评价结果更加准确。

作为一种优化方案，步骤(4)中使用带扫描功能的打印机进行扫描，可以克服相机等拍摄装备需要在标准灯光下进行拍摄的问题，减少拍摄色差带来的测试误差。

附图说明

图1为本发明实施例1中所使用的牙齿模具的结构示意图；

图2为实施例1中所使用的牙齿模具的侧视图；

图3为实施例3中所述的牙刷清洁力测试方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例详细说明本发明的技术方案。

实施例1

参照图1-2所示，使用的用于牙刷清洁力测试的牙齿模具，包括基体，所述基体的材质为不锈钢SU304，基体上设有等间距排列的凸块1，所述凸块1的表面为平面，所述凸块1的高度为1.3mm，凸块1长宽4.4*4.4mm，间距的距离为2.2mm，且所述凸块1的表面积沿着远离牙齿模具的基体方向减小，在实施例1中，参照图2所示，凸块1的截面为梯形。实施例1使用的喷漆枪为世匠电动喷漆枪，型号C11718。

实施例1的牙刷清洁力测试方法，包括如下步骤：

SO:准备浆料：向白色的丙烯酸类涂料添加黄色色浆，并充分混合均匀。

S1:使用电动喷漆枪向牙齿模具的表面喷涂浆料，所述浆料均匀地喷涂在牙齿模具的全部表面，包括凸块1的部分和缝隙2的部分；电动喷漆枪的喷嘴正对牙齿模具的中心，喷嘴与牙齿模具的距离为10cm，喷射时间为20秒。使浆料均匀地喷洒在牙齿模具的全部表面，包括凸块1的部分和缝隙2的部分。电动喷漆枪在喷涂时在牙齿模具的表面形成一层色浆层，这层色浆层的颜色均匀、涂层的厚度固定，可有效避免人工喷涂的误差，重现性高，保证量化结果趋近于真实的牙刷使用效果。

S2:将表面喷涂了浆料的牙齿模具置于恒温箱中，时间为10分钟，温度为60℃，而后冷却至室温，使水性涂料达到表干和里干。该参数使干燥、冷却后的色浆层适宜进行后续的量化评价，使不同的牙刷的量化评价结果能够产生显著区别，从而有利于对不同类型的牙刷的清洁力的使用效果进行细致地区分。

S3:将表面喷涂了浆料的牙齿模具分别固定，移动所述刷头给牙齿模具刷牙一定次数，冲洗后吸干水分；其固定方式为，将手动牙刷的刷头剪下，并由夹持装置固定，在夹持装置的带动下移动，将刷头沿横向和纵向各移动300次，冲洗后吸干水分，用以模拟刷牙时的动作，刷牙的频率为100次/min。通过特定的设备夹持刷头，保证在操作过程中步骤(3)的重现性，减少了操作误差对试验结果的影响，使评价结果更加准确。

S4:对步骤S3的牙齿模具进行扫描，并分析牙齿模具的表面的颜色占比，分析残余色浆的面积占牙齿模具表面的面积，计算牙刷的清洁力X。

本发明用牙齿模具来模拟牙齿，通过在人体外模拟刷牙过程，并且提供了一种计算牙刷清洁力的方法，替代传统的临床口腔测试进行刷牙测试方法，可以大大缩短了对牙刷清洁效果的测评周期，且该方法可量化，便于直观地评价牙刷的清洁力，具有优良的应用前景。而采用多种计算清洁力的方式，即综合了多因素对牙刷的清洁力进行分析评价，可以增加评价结果的稳定性，更加真实地反映牙刷的使用效果。

步骤S4中使用带扫描功能的打印机进行扫描，可以克服相机等拍摄装备需要在标准灯光下进行拍摄的问题，减少拍摄色差带来的测试误差。

还可以向所述浆料中添加助剂，例如添加占浆料总质量4％的催干剂环烷酸钴，以利于喷涂之后水性涂料快速干燥，并且保证在后续的模拟刷牙过程中色浆层不会整块地脱落，对牙刷的清洁效果造成误判。

步骤S4中牙刷的清洁力X计算方式为：设定测试前色浆的像素面积为100％，残余色浆的面积为A％，牙刷清洁力X的计算公式为，X(％)＝100％-A％。

牙刷样品1为尼龙丝牙刷，采用PA材质，刷丝为圆柱形，标准参照GB19342；牙刷样品2为磨尖丝牙刷，采用PBT材质，刷丝为圆锥形，标准参照GB30003。牙刷样品1和牙刷样品2为同样刷头尺寸样品。根据本领域技术人员的公知常识，刷丝为圆锥形的磨尖丝牙刷的表面清洁力高于刷丝为圆柱形的牙刷。

采用实施例1的测试方法，牙齿模型掉漆区域面积占比X的计算得到的牙刷清洁力X 的结果，参照表1所示，取三次测量的平均值比较，牙刷样品1的表面清洁力明显优于牙刷样品2，这与本领域技术人员已知的事实相符。因此，实施例1的评价方法得出的结论可靠。通过对牙刷样品1、2分别进行三次试验可以发现，三次测量得到的评价结果X的数值非常接近，因此实施例1的测评方法具备很好的重现性，可以提供稳定、可靠的评价结果。

表1

牙刷样品	第一次测试X	第二次测试X	第三次测试X	平均值X
					牙刷样品1	82.51％	81.67％	81.1％	81.76％
牙刷样品2	48.75％	49.26％	49.88％	49.3％

实施例2

使用实施例1相同的牙齿模具和喷漆枪，实施例2提供了另外一种牙刷的清洁力Y的计算方式，包括如下步骤：

SO:准备浆料：向白色的丙烯酸类涂料添加黄色色浆，并充分混合均匀。

S1:使用电动喷漆枪向牙齿模具的表面喷涂浆料，所述浆料均匀地喷涂在牙齿模具的全部表面，包括凸块1的部分和缝隙2的部分。电动喷漆枪的喷嘴正对牙齿模具的中心，喷嘴与牙齿模具的距离为10cm，喷射时间为20秒。使浆料均匀地喷洒在牙齿模具的全部表面，包括凸块1的部分和缝隙2的部分。电动喷漆枪在喷涂时在牙齿模具的表面形成一层色浆层，这层色浆层的颜色均匀、涂层的厚度固定，可有效避免人工喷涂的误差，重现性高，保证量化结果趋近于真实的牙刷使用效果。

S2:将步骤S1的牙齿模具置于恒温箱中，时间为10分钟，温度为60℃，而后冷却至室温，使水性涂料达到表干和里干。该参数使干燥、冷却后的色浆层适宜进行后续的量化评价，使不同的牙刷的量化评价结果能够产生显著区别，从而有利于对不同类型的牙刷的清洁力的使用效果进行细致地区分。

(21)：称取步骤S2的牙齿模具的干燥冷却后重量M；

S3:将牙刷的刷头和S2的牙齿模具分别固定，其固定方式为，将手动牙刷的刷头剪下，并由夹持装置固定，在夹持装置的带动下移动，将刷头沿横向和纵向各移动300次，冲洗后吸干水分，用以模拟刷牙时的动作，刷牙的频率为100次/min。通过特定的设备夹持刷头，保证在操作过程中步骤(3)的重现性，减少了操作误差对试验结果的影响，使评价结果更加准确。

S4:称取牙齿模具的干燥冷却后重量B，牙刷清洁力Y的计算公式为，Y(g)＝(M-B)*100％/M，计算刷掉的浆料的质量，计算牙刷的清洁力Y。

实施例2用牙齿模具来模拟牙齿，通过在人体外模拟刷牙过程，并且提供了一种计算牙刷清洁力的方法，替代传统的临床口腔测试进行刷牙测试方法，可以大大缩短了对牙刷清洁效果的测评周期，且该方法可量化，便于直观地评价牙刷的清洁力，具有优良的应用前景。而采用多种计算清洁力的方式，即综合了多因素对牙刷的清洁力进行分析评价，可以增加评价结果的稳定性，更加真实地反映牙刷的使用效果。

还可以向所述浆料中添加助剂，例如添加占浆料总质量10％的催干剂环烷酸钴，以利于喷涂之后水性涂料快速干燥，并且保证在后续的模拟刷牙过程中色浆层不会整块地脱落，对牙刷的清洁效果造成误判。

采用实施例2的测试方法计算牙刷的清洁力Y，使用实施例1中的牙刷样品1、2进行测试，得到的结果参照表2所示，牙刷样品1的表面清洁力明显优于牙刷样品2，这与本领域公知常识相吻合。因此，实施例2的评价方法结论可靠，且评价结果可量化，评价结果非常直观。

表2

	重量M	重量B	Y
				牙刷样品1	0.0394	0.0039	90.1％
牙刷样品2	0.0357	0.0125	64.99％

实施例3

参照图3所示，实施例3提供另外的一种牙刷清洁力测试方法，在分别执行实施例1和实施例2的步骤后，还包括步骤：评价牙刷的清洁力效果Z，用于评价牙刷的清洁力效果 Z的评价方式为：设定牙刷清洁力X的权重为a，则牙刷的清洁力效果Z(％)＝a*X+(1-a) *Y。其中，权重a的选择可根据对牙刷表面清洁效果及深层清洁效果的要求来确定。例如，对牙刷的表层清洁力和深层清洁力的要求各占一半，则取a＝50％。

综合表1和表2的计算结果，计算牙刷样品1、2最终的清洁力效果Z，按照a＝50％计算，最终，牙刷样品1的清洁力效果Z(％)＝85.93％，牙刷样品2的清洁力效果Z(％)＝57.15％。牙刷样品1的实际清洁效果优于牙刷样品2，这是由于不同的刷毛形状导致的，磨尖丝牙刷的清洁效果优于圆柱形刷毛的尼龙丝牙刷，该结论与本领域公知的结论相符。

本方案用牙齿模具来模拟牙齿，并在牙齿模具的表面均匀的涂上一层颜料，当模拟刷牙过程时，通过统计颜料的剥离程度来测评牙刷的清洁力。这样的评价系统的测试过程都在体外进行，可以用于替代传统的临床口腔测试，极大地简化了测评步骤，大大缩短了对牙刷清洁效果的测评周期。既通过测算牙齿模具表面被刷掉的颜色的面积占比来评估牙刷对牙齿表层的清洁效果，又通过统计被刷掉的颜料重量来评估牙刷对牙齿的深层清洁效果，相比实施例1和实施例2的优越性，更为客观反映了牙刷实际清洁力，具有更好的参考研究价值。评估结果通过计算，量化、直观地展示，便于直观地评价和比较牙刷的清洁力，具有优良的应用前景。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种牙刷清洁力测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)使用电动喷漆枪向牙齿模具的表面喷涂浆料，所述浆料均匀地喷涂在牙齿模具的全部表面，包括凸块的部分和缝隙的部分；

(2)将表面喷涂了浆料的牙齿模具置于恒温箱中；

(3)将牙刷的刷头和步骤(2)的牙齿模具分别固定，移动所述刷头给牙齿模具刷牙一定次数，冲洗后吸干水分；

(4)对步骤(3)的牙齿模具进行扫描，分析牙齿模具表面的颜色占比，计算牙刷的清洁力X；

和/或计算刷掉的浆料的质量，计算牙刷的清洁力Y，从而评价牙刷的清洁力效果Z。

2.根据权利要求1所述的牙刷清洁力测试方法，其特征在于，步骤(1)中电动喷漆枪的喷嘴正对牙齿模具，喷嘴与牙齿模具的距离为10-30cm，喷射时间为5-40秒。

3.根据权利要求1所述的牙刷清洁力测试方法，其特征在于，步骤(2)中置于恒温箱的时间为5-10分钟，温度为40-80℃，而后冷却至室温。

4.根据权利要求1所述的牙刷清洁力测试方法，其特征在于，所述的浆料呈黄色，所述浆料包括白色涂料和黄色色浆，所述黄色色浆占浆料总重量的4-10％。

5.根据权利要求1所述的牙刷清洁力测试方法，其特征在于，步骤(3)中所述刷牙为将刷头沿横向和纵向各移动或同时移动，所述的一定次数为200-600次，刷牙的频率为50-150次/min。

6.根据权利要求1所述的牙刷清洁力测试方法，其特征在于，步骤(4)中牙刷的清洁力计算方式为：设定测试前色浆的像素面积为100％，残余色浆的面积为A％，牙刷清洁力X的计算公式为，X(％)＝100％-A％；

所述牙刷的清洁力Y计算方式为：在步骤(2)后还包括步骤(21)：称取步骤(2)的牙齿模具的干燥冷却后重量M；步骤(4)还包括：称取牙齿模具的干燥冷却后重量B，牙刷清洁力Y的计算公式为，Y(g)＝(M-B)*100％/M。

7.根据权利要求1所述的牙刷清洁力测试方法，其特征在于，步骤(3)中所述牙刷的刷头的固定方式是，将手动牙刷的刷头剪下，并由夹持装置固定，在夹持装置的带动下移动；或者是，将电动牙刷与夹持装置固定，在夹持装置的带动下移动，并将电动牙刷与压力检测装置连接。

8.根据权利要求1-7任一所述的牙刷清洁力测试方法，其特征在于，所述牙齿模具包括基体，基体上设有等间距排列的凸块，所述凸块的表面为平面，所述凸块之间形成缝隙。

9.根据权利要求8所述的牙刷清洁力测试方法，其特征在于，所述凸块的表面积沿着远离牙齿模具的基体的方向减小。

10.根据权利要求8所述的牙刷清洁力测试方法，其特征在于，用于评价牙刷的清洁力效果Z的评价方式为：设定牙刷清洁力X的权重为a，则牙刷的清洁力效果Z(％)＝a*X+ (1-a)*Y。