CN1114383C - 齿间刷线和齿间刷 - Google Patents

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Abstract

一种不会弯曲和折断的齿间刷线和齿间刷，由于这种刷子富有弹性和良好的插入牙齿间的能力而使其具有极佳的寿命且易于操作，其特征在于刷线是直径为0.15-0.35mm并含有氮和控量锰的不锈钢线。

Description

齿间刷线和齿间刷
技术领域
本发明涉及一种耐用性好、易于操作且能够插到牙齿之间的齿间刷线和齿间刷。
背景技术
齿间刷主要由刷体和支持刷体的手柄构成。刷体是通过将单根线在中部折叠，将多束细丝夹在线的对折部分之间并对线进行扭绞制成的。通常使用的线是直径为0.25-0.35mm的不锈钢线，特别是JIS(日本工业标准)SUS304不锈钢线。
使用齿间刷时通过在牙齿之间推拉刷体来清除堆积在牙齿之间的齿菌斑和牙石。因此，刷线必须细到足以插到牙齿之间和硬到不会因推拉操作而变弯。而且，由于是通过弯曲刷的基体将齿间刷定位在牙齿之间，所以刷体必须是耐用的而且不会因这种弯曲操作而折断。
由于已有技术的齿间刷硬度不够，因此容易出现使线弯曲成象字母S那样的变弯现象。此外，当刷的基体受到反复弯曲时，会在使用时因没有足够的耐久性而发生折断。为了提高插入牙齿之间的能力，必须使用细线。然而，当减小线的直径时，上述变弯现象和折断现象将会更严重。
本发明的发明人对齿间刷线的要求进行了研究并且确信齿间刷线需满足下列条件：
(1)这种线必须对人体没有化学毒性。
(2)这种线必须不会弹回并且能够扭绞。
(3)这种线既使是在反复弯曲的情况下也不会折断。
(4)在沿线的轴向进行刷牙操作时这种线不会变弯。
在日本未审查的特许公开No.317123(1993)中提出了一种满足上述要求的齿间刷。该发明公开了一种具有较大抗弯强度的线，即，一种能够提高防止线变弯和折断效果的具有大杨氏模量的线，这种线在扭绞后涂上经熔融和固化的低熔点热塑树脂便可防止弹回现象。
根据该发明，由于扭绞后能够防止线的弹回现象，所以在如已有技术那样将线扭绞时，能够提高线的抗拉强度和抗弯强度。然而，该发明的技术存在这样的问题，即由于需要在线上涂覆树脂并使涂覆的树脂熔融和固化，所以增加了生产工序，而且由于因存在涂覆的树脂而实际上增大了线的直径，因此使插入牙齿间的能力降低。
在日本未审查的特许公开No.227315(1995)(登记号2538533)中公开了一种满足上述要求并采用了钴基合金线的齿间刷，钴基合金线上没有涂覆树脂。然而，在该发明中，为了提高线的抗拉强度和抗弯强度，线中必须含有数量为30-60(重量)％的昂贵的钴，这样导致了线的材料费用增加，从而增加了齿间刷的生产成本。
发明内容
基于上述情况而构思了本发明，本发明的目的是提供一种齿间刷线和齿间刷，其不会变弯或折断，且具有弹性刷所具备的极好的耐久性和易操作性而且插入牙齿间的能力极强。
本发明力求用最适合作为齿间刷线的不贵的材料解决上述问题。从根本上说，是通过在不锈钢特别是通常使用的SUS304基不锈钢中加入氮和控制锰的比例来提高齿间刷线的机械特性例如杨氏弹性模量、弹性极限应力和抗拉强度。
根据锰的含量，把本发明的线分成由本发明第一至第七方面限定的第一组线和由本发明第八至第十一方面限定的第二组线。由本发明第一至第七方面限定的第一组线的锰含量多于2.50(重量)％，而由本发明第八至第十一方面限定的第二组线的锰含量少于2.50(重量)％。
按照本发明的第一方面，提供了一种齿间刷线，这种刷线由直径为0.15-0.35mm和所含化学成份至少包括铁、铬、锰和氮的不锈钢线构成，其中锰含量不少于2.50(重量)％而氮含量不少于0.10(重量)％。
由本发明第二方面确定的齿间刷线，其与本发明第一方面所述齿间刷线的直径和基本元素相同而且给出了每种元素的比例，这种齿间刷线由直径为0.15-0.35毫米和所含化学成份至少包括铁、铬、锰和氮的不锈钢线构成，其中铬含量是12-32(重量)％，锰含量是10-38(重量)％，而氮含量不少于0.10(重量)％。
由本发明第三方面确定的齿间刷线，其在本发明第二方面确定的成份的基础上进一步限定了每种元素的优选比例范围，这种齿间刷线由直径为0.15-0.35和所含化学成份至少包括铁、铬、锰和氮的奥氏体不锈钢线构成，其中铬含量是17-19(重量)％，锰含量是17-19(重量)％，而氮含量不少于0.65(重量)％。
按照本发明的第四方面，在由本发明第一方面确定的成份的基础上，提供了一种进一步包含钼和镍的齿间刷线。
由本发明第四方面确定的齿间刷线由直径为0.15-0.35mm和所含化学成份至少包括铁、铬、锰、钼、镍和氮的不锈钢线构成，其中锰含量不少于2.50(重量)％，而氮含量不少于0.10(重量)％。
按照本发明的第五方面，在由本发明第四方面确定的成份的基础上，提供了一种由直径为0.15-0.35mm和所含化学成份至少包括铁、铬、锰、钼、镍和氮的不锈钢线构成的齿间刷线，其中铬含量是12-32(重量)％，锰含量是10-38(重量)％，镍含量不多于6(重量)％，钼含量不多于7(重量)％，而氮含量不少于0.10(重量)％。
按照本发明的第六方面，在由本发明第四方面确定的成份的基础上，提供了一种由直径为0.15-0.35mm且至少含有铁、铬、锰、钼、镍和氮等化学成份的奥氏体不锈钢线构成的齿间刷线，其中铬含量是17-19(重量)％，锰含量是17-19(重量)％，镍含量少于1.0(重量)％，钼含量是1.5-2.5(重量)％，而氮含量不少于0.65(重量)％。
按照本发明的第七方面，在由本发明第四方面确定的成份的基础上，提供了一种由奥氏体不锈钢线构成的齿间刷线，该刷线的直径为0.15-0.35mm且其包含的化学成份为至少含碳量不多于0.08(重量)％，含硅量不多于1.00(重量)％，含锰量为17.00-19.00(重量)％，含磷量不多于0.045(重量)％，含硫量不多于0.030(重量)％，含镍量不多于1.0(重量)％，含铬量为17.00-19.00(重量)％，含钼量为1.5-2.5(重量)％，和氮含量不少于0.65(重量)％。
按照本发明的第八方面，提供了一种由奥氏体不锈钢线构成的齿间刷线，该刷线的直径为0.15-0.35mm且其包含的化学成份为含碳量不多于0.08(重量)％，含硅量不多于1.00(重量)％，含锰量不多于2.50(重量)％，含磷量不多于0.045(重量)％，含硫量不多于0.030(重量)％，含镍量为7.00-10.50(重量)％，含铬量为18.00-20.00(重量)％，，和氮含量为0.10-0.25(重量)％。
本发明第九个方面确定的齿间刷线所采用的钢的类型是按照本发明第八方面所述能在市场上买到的钢类型。按照本发明第九个方面，提供了一种齿间刷线，其中采用了材料为用JIS G4303不锈钢棒制成的SUS304N1不锈钢线。
本发明第十方面限定的齿间刷线与本发明第一到八方面限定的齿间刷线相同，其中SUS304基不锈钢中包含氮，而且要控制锰的比例，但它们的化学成份不同。
按照本发明的第十方面，提供了一种由奥氏体不锈钢线构成的齿间刷线，该刷线的直径为0.15-0.35mm且其包含的化学成份至少为含碳量不多于0.08(重量)％，含硅量不多于1.00(重量)％，含锰量不多于2.50(重量)％，含磷量不多于0.045(重量)％，含硫量不多于0.030(重量)％，含镍量为7.50-10.50(重量)％，含铬量为18.00-20.00(重量)％，，氮含量为0.15-0.30(重量)％，和含铌量不多于0.15(重量)％。
本发明第十一个方面确定的齿间刷线所采用的钢的类型是按照本发明第十方面所述能在市场上买到的钢类型。按照本发明第十一个方面，提供了一种齿间刷线，其中采用了材料为用JIS G4303不锈钢棒制成的SUS304N2不锈钢线。
按照本发明的第十二方面，在由本发明第一至第十一方面确定的成份的基础上，提供了一种齿间刷线，这种线的抗拉特性为扭绞之前的弹性极限应力不少于40kgf/mm2和延伸率不少于30％。
按照本发明的第十三方面，在由本发明第一至第十一方面中任一方面确定的成份和在本发明第十二方面中确定的机械特性的基础上，提供了一种齿间刷线，这种线的抗拉特性为扭绞之前的杨氏弹性模量不少于12,000kgf/mm2。
按照本发明第十四方面，提供一种齿间刷，这种齿间刷是通过扭绞由本发明第一至第十三方面确定的齿间刷线和在扭绞的线之间夹入并固定多束细丝制成的。
由于在不锈钢，特别是SUS304基的不锈钢中加入了氮和对锰的比例进行了控制，所以本发明所述的齿间刷线和齿间刷中的线具有很高的机械特性如杨氏弹性模量、弹性极限应力和抗拉强度并能在硬度、弹性和齿间刷线要求的工作性方面达到很好的平衡。此外，能够在保持齿间刷线材料特性的同时减小线的直径。
而且，含有钼的齿间刷线还能提高抗腐蚀性。
附图说明
通过下面结合附图对本发明优选实施例所作的说明，将更有助于理解本发明的这些和其它目的以及优点，其中：
图1A和1B是按照本发明所述齿间刷的前视图；
图2A和2B是用于解释当使用齿间刷时施加到其上的外力的示意图；
图3是解释扭绞工序的示意图；
图4A和4B是解释在恒定应力下进行疲劳试验的示意图；
图5A和5B是解释振动疲劳试验中高速试验的示意图；
图6A和6B是振动疲劳试验中的低速试验示意图；
图7A和7B是解释抗弯强度试验的示意图；
图8是曲线图，其表示用于解释弹性极限应力、延伸率、抗拉强度和杨氏弹性模量的应力一应变曲线。
具体实施方式
下面将参照优选实施例对本发明作详细说明。
图1表示本发明所指齿间刷的一个实例。这种齿间刷是可废弃型的，其包括如图1A所示将刷体1置于和固定在短柄2上、如图1B所示把安置和固定在短基座3中的刷体1可拆卸地装到细长保持器4上、图中未示出的将细长保持器4的端部弯曲、和使刷体和手柄分离并在使用时将刷体装到手柄上端等各种形式。本发明适用于各种齿间刷。
为了使齿间刷在牙齿之间定位，在操作时使刷子1的刷体基部绕图2A中所示的转轴反复弯曲和如图2B所示反复进行刷牙操作，即沿线1a的轴线推拉刷体1。本发明旨在防止线1a因这些操作而发生折断或变弯。
图3示意性地示出了刷子的生产过程。该过程包括把单根线1a从其中部折弯，在线1a的对折部分夹入多束细丝1b，扭绞线1a并修整丝毛。就该过程而言本发明和已有技术是相同的。本发明旨在提供一种具有实用性的刷子，其能够进行上述扭绞且在扭绞后能保持不弹回的形状，即能产生合适的塑性变形。
为了提高插入牙齿之间的能力，重要的是应使刷体1较细。在本发明中，将每根线的粗细程度设在0.15-0.35mm的范围内，这比通常使用的0.25-0.35mm的范围要细。为了在作为齿间刷使用时确保这么细的线能具有足够长的寿命，需要调整化学成份。为了清洁比目前情况下更窄的空间，最好将线的粗细设定在0.15-0.25mm的范围内。此外，考虑到齿间刷弯曲的难易和插入性之间的平衡，在弯曲的难易显得更重要时最好将线的粗细设定在0.20-0.25mm的范围内。
使用具有特定化学成份的线有助于进行扭绞和确保在使用的线较细时不会出现折断或变弯的现象。
本发明中使用的线是通过在不锈钢特别是JIS SUS304基的不锈钢线的基础上加入氮并调整加入的锰量制成的，按照锰含量是否多于2.50(重量)％可将本发明的线分成两组。
第一组：锰含量多于2.50(重量)％的一组线
第二组：锰含量少于2.50(重量)％的一组线
锰含量为2.50(重量)％的线可属于上述任何一组。
首先对给出的第一组线进行说明。
第一组线的原材料优选为包含至少铁、铬、锰和氮等化学成份的不锈钢基合金，其中锰的含量不少于2.50(重量)％而氮的含量不少于0.10(重量)％。
在上述化学成份的基础上，更优选的合金为铬含量为12-32(重量)％，锰含量为10-38(重量)％，和氮含量不少于0.10(重量)％。更具体地说，可以使用铬含量为17-19(重量)％，锰含量为17-19(重量)％和氮含量不少于0.65(重量)％的奥氏体不锈钢基合金。
此外，可以使用通过将钼和镍加入到具有上述化学成份的合金中制得的合金。加入钼有助于提高抗腐蚀性。就含有钼和镍的合金成份而言，所述的线优选至少包含铁、铬、锰、钼、镍和氮，且其中锰的含量不少于2.50(重量)％而氮的含量不少于0.10(重量)％。的不锈钢线。
在上述化学成份的基础上，更优选的合金为铬含量为12-32(重量)％，锰含量为10-38(重量)％，镍含量不多于6(重量)％，钼含量不多于7(重量)％，和氮含量不少于0.10(重量)％的不锈钢基合金。更具体地说，可以使用铬含量为17-19(重量)％，锰含量为17-19(重量)％，镍含量少于1.0(重量)％，钼含量为1.5-2.5(重量)％和氮含量不少于0.65(重量)％的奥氏体不锈钢基合金。
就更具体的合金成份而言，该合金是至少含碳量不多于0.08(重量)％，含硅量不多于1.00(重量)％，含锰量为17.00-19.00(重量)％，含磷量不多于0.045(重量)％，含硫量不多于0.030(重量)％，，含镍量不多于1.0(重量)％，含铬量为17.00-19.00(重量)％，含钼量为1.5-2.5(重量)％和氮含量不少于0.65(重量)％的奥氏体不锈钢基合金。
第二组线包括含碳量不多于0.08(重量)％，含硅量不多于1.00(重量)％，含锰量不多于2.50(重量)％，含磷量不多于0.045(重量)％，含硫量不多于0.030(重量)％，，含镍量为7.00-10.50(重量)％，含铬量为18.00-20.00(重量)％，和氮含量为0.10-0.25(重量)％的奥氏体不锈钢线，或含碳量不多于0.08(重量)％，含硅量不多于1.00(重量)％，含锰量不多于2.50(重量)％，含磷量不多于0.045(重量)％，含硫量不多于0.030(重量)％，含镍量为7.50-10.50(重量)％，含铬量为18.00-20.00(重量)％，氮含量为0.15-0.30(重量)％，和铌含量不多于0.15(重量)％的奥氏体不锈钢线。铌的最佳含量为0.08±0.02％。
前者的化学成份与公知的JIS G4303不锈钢棒的SUS304N1相同，后者的化学成份与JIS G4303不锈钢棒的SUS304N2相同。表1示出SVS304N1和SVS304N2的化学成分。前一种线的产品之一是RIKEN电线公司的SUS304ES，后一种线的产品之一是RIKEN电线公司的SUS304HN。
第一组和第二组线在其性质上具有以下机械特性，例如弹性极限应力、杨氏弹性模量和延伸性。
弹性极限应力表示在产生0.2％的极小永久变形时的应力，该应力与相对于使线变形的外力而保持其形状的强度有关。
延伸率表示原材料在折断之前伸长了多少，该延伸率与塑性变形有关。
杨氏弹性模量表示变形的难易程度，其与变形的难度和硬度有关。
根据发明人的研究，齿间刷线最好是既有较大的弹性极限应力又有较大的延伸率。如果延伸率很小，那么即使是弹性极限应力很大，也会因为塑性变形性很差而难以将线扭绞起来，塑性变形性差意味着具有很强的抵御变形力而保持目前形状的防变形能力。杨氏弹性模量应大一些以便使线在使用时不会变弯。
就线材的抗拉特性而言，应将弹性极限应力调整到不小于40kgf/mm2并把延伸率调整到不小于30％。如果满足这些机械要求，便可得到符合弹性和工作性要求的齿间刷。此外，如果所提供的杨氏弹性模量不小于12,000kgf/mm2，则能得到合适的硬度。
更优选的是，将弹性极限应力调整到不小于60kgf/mm2，把延伸率调整到不小于40％和使杨氏弹性模量不小于15,000kgf/mm2。如果满足这些机械要求，便可以得到所需硬度、弹性和工作性都获得很好平衡的齿间刷。
为了从化学成份上确定第一组线的特性，表1示出了第一组线的合金成份实例，以及该成份与通常公知作为齿间刷线的SUS304的成份和在本文中作为已有技术的日本未审查特许公开No.227315，1995(登记号25385533)中使用的钴基合金NAS604PH的成份的对比情况。表1中还示出了第二组中的SUS304N1和SUS304N2中的化学元素成份。在表1中，将第一组实例所指的合金示为“新合金”。这种新合金与本发明第七方面所述的合金相对应。
                     表1    第一组新合金和钴基合金及其它奥氏体不锈钢的化学成份标准值(重量％)
    金属线的类型/成份     C     P     Si     Mn     S     Ni     Cr     Mo     N 其它     Fe
实例   第一组新合金的标准值     ＜0.08     ＜0.045     ＜1.00     17 to19     ＜0.030     ＜1.0     17-19     1.5 to2.5    ＞0.65     --- 剩余量
    SUS 304HN(SUS304N2)的标佳值     ≤0.08     ≤0.045     ≤1.00     ≤2.50     ≤0.030     7.50 to10.50     18.00至20.00     ---     0.15至0.30     Nb≤0.15 剩余量
    SUS304ES(SUS304NI)的标准值     ≤0.08     ≤0.045     ≤1.00     ≤2.50     ≤0.030     7.00 to10.50     18.00至20.00     ---     0.10至0.25     --- 剩余量
对比例 NAS604PH的标准值     0.10至0.15     ≤0.030     ≤0.50     0.90至1.5     ≤0.015     15.50至17.50     20.50至22.50   5.80 to6.80     ---   Co 40％或更多 剩余量
SUS304的标准值     ≤0.08     ≤0.045     ≤1.00     ≤2.00     ≤0.030     8.00 to10.50     18.00至20.00     ---     ---     --- 剩余量
本发明的齿间刷线的特征在于，它比NAS604PH、SUS304、SUS304N1和SUS304N2含有更多的锰和氮。表1中所示的新合金(相应于本发明的第七个方面)含有少量的镍。SUS304、SUS304N1和SUS304N2不含钼而本发明的新合金(相应于本发明的第七个方面)和NAS604PH含有钼。由于新合金含有少量钼所以增强了抗腐蚀性。
下面将说明为确定本发明的效果所进行的各种实验。
为了确定不锈钢线的机械特性和评价它们作为齿间刷的性能而对具有表2所示化学成份的不锈钢进行了测试。
如下测定机械特性。把试样固定在离开折起部分100mm的夹持器之间并以30mm/min的速度拉动实际长度为100mm的试样得到如图8所示的应力-应变曲线。根据直线A的倾角可得出杨氏弹性模量，直线A表示从图中曲线的始点开始上升部分的斜率。在图中根据值B可得到弹性极限应力，而根据C可得到延伸率和根据D可得到抗拉强度。表3中示出了测量结果而表4中示出了评价结果。所用钢线的直径是0.25mm。在恒定的应变条件下进行如下的疲劳试验和振动疲劳试验并用下述方法测量抗弯强度。可以断定值越大齿间刷线越好。试样数为5，得到的平均值示于表中。
(在恒定应变下的疲劳试验)
如图4A所示，向靠近基部的位置将齿间刷线弯成90度，然后使其返回原位。接着如图4B所示，将其向相反的方向弯成90度，然后使其返回原位。对这两种往复运动和弯曲操作进行计数直至将线1a折断为止。
(振动疲劳试验)
进行高速和低速两种试验。
(1)高速试验
如图5A所示，使用的刷体1从线1a的基部到端部的长度为12mm。在线的基部上方10mm处水平放置一个滑板6，滑板上带有2mm直径的通孔5，如图5B所示，在刷体1的端部处于通孔5中的同时使滑板交替地向左右方向移动并离开原位5mm。刷体1的端部以10mm的振幅和300rpm的频率振动，这时对运动的次数进行计数直至线1a折断。
(2)低速试验
如图6A所示，使用的刷体1从线1a的基部到端部的长度为12mm。在线的基部上方5mm处水平放置一个滑板6，滑板上带有2mm直径的通孔5，如图6B所示，在刷体1的端部处于通孔5中的同时使滑板交替地向左右方向移动并离开原位6mm。刷体1的端部以12mm的振幅和60rpm的频率振动，这时对运动的次数进行计数直至线1a折断。
(抗弯试验)
如图7A所示，把压力板7放到齿间刷线的尖部并使施加到压力板7上的压力逐渐加大(压力板以10mm/min的速度向下运动)。如图7B所示，当线弯曲时测量载荷的大小。
                      表2  第一组新合金、其它奥氏体不锈钢线和钴基合金化学成份的测量值。
金属线的类型/成份     C     P     Si     Mn     S     Ni     Cr     Mo     N   其它     Fe
    实例   第一组新合金的测量值     0.032     0.015     0.67    18.24   0.005     0.52     17.81     2.02     0.76    ---   剩余量
    SUS304HN(SUS304N2)的测量值     0.050     0.034     0.75    1.75   0.001     8.22     18.35     ---     0.21     Nb：0.08   剩余量
    SUS304ES(SUS304N1)的测量值     0.070     0.012     0.78    0.34   0.000     8.33     19.64     ---     0.19     ---   剩余量
    比较例     NAS604PH的测量值     0.13     0.005     0.38    1.13   0.005     16.49     21.41     6.07     ---     Co40.85   剩余量
SUS304的测量值     0.070     0.027     0.35    1.27   0.008     8.61     18.13     ---     ---     ---   剩余量
                     表3  退火线的机械特性(抗拉特性)。
杨氏弹性模量(kgf/mn2) 弹性极限应力(kgf/mn2)     延伸率％   抗拉强度(kgf/mn2)
实例   第一组新合金     16000     93.2     50.5     112.2
    SUS304HN(SUS304N2)     15900     84.1     33.4     111.7
   SUS304ES(SUS304N1)     14000     55.5     47.2     91.6
比较例    NAS604PH     17600     57.3     59.3     108.6
    SUS304     12900     34.9     53.0     76.4
                                       表4  实验结果的评价
抗弯强度(g) 在恒定应变下的疲劳试验(冲击)               振动疲劳试验
    高速速度：300rpm宽度：10mm高度：10mm     低速速度：60rpm宽度：12mm高度：5mm
    实例   第一组新合金     402.4     12.8     4810     93.0
SUS304HN(SUS304N2) 385.6 14.6 2253 56.6
  SUS304ES(SUS304N1)     330.0     12.4     1655     54.8
比较例   NAS604PH     435.7     11.5     4087     81.7
   SUS304     286.8     8.6     1110     53.0
从表3和表4中能容易地看出以下各点。
很显然，除了在恒定应变下得到的疲劳试验结果外，在其它各项上采用上述第一组实例中所述线的齿间刷得到的值比采用SUS304、SUS304N2和SUS304N1的齿间刷得到的值大而且具有更好的机械强度。值得一提的是齿间刷的弹性极限应力值，其大于采用昂贵的NAS604PH齿间刷情况下的弹性极限应力值。对于齿间刷线来说弹性极限应力是极其重要的。因此，可以说具有大弹性极限应力的本发明的线最适合作为齿间刷线。顺便提一下，由于本发明的线具有较大的弹性极限应力，所以必须在比传统的奥氏体不锈钢线慢的速度下通过塑性变形进行扭绞从而可防止出现回弹现象。通过以比传统的奥氏体不锈钢线慢的速度进行扭绞，可以得到耐久性极佳和无回弹现象的齿间刷。
此外，虽然采用SUS304HN(SUS304N2)和SUS304ES(SUS304N1)的齿间刷在机械特性上比上述第一组实例中的齿间刷差，但是它们在杨氏弹性模量、弹性极限应力和抗拉强度等各方面均优于现有的采用SUS304的齿间刷。例如，与采用SUS304的现有齿间刷相比，采用SUS304HN和采用SUS304ES的齿间刷的抗弯强度分别提高了约34.6％和15.4％，而且在恒定应变下的疲劳试验中，采用SUS304HN和采用SUS304ES的齿间刷分别提高了约69.8％和44.2％，在高速振动疲劳试验中，采用SUS304HN和采用SUS304ES的齿间刷分别提高了约2.03倍和约1.49倍，而在低速振动疲劳试验中，采用SUS304HN和采用SUS304ES的齿间刷分别提高了约6.8％和3.4％。在抗弯强度、恒定应变下的疲劳试验和振动疲劳试验中对两种齿间刷评价都比较高。
下面是本发明人对14个使用者实际使用上述实例的线(由本发明第七方面确定的线)和传统的SUS304线的情况作出的评价。评价的项目有11项，其包括每条线是否有弹力，每条线变弯的难度，每条线经多少天后出现弯曲、折断，每条线的寿命，插入牙齿间的能力，每条线与牙齿和牙龈的接触，清洁效果，细丝的脱丝情况和总体评价。表5中的结果是在每天早晨和晚上重复使用各条线一星期后得到的。该结果是用平均值表示的而且括号中的数字表示标准偏差。表5  对本发明所述采用新合金线的齿间刷和采用SUS304的已有齿间刷的实用性的评价
           (使用各种类型的14个刷子一星期)
评价项目 评价点 用本发明新合金线的齿间刷平均值(标准偏差) 采用SUS304线的齿间刷平均值(标准偏差)
线的弹力 2：高1：稍高0：中等-1：稍-2：低     0.64(0.50)     -1.21(0.80)
线的弹力相同或不同 2：相同1：基本相同0：中等-1：不太相同-2：不同     0.64(0.74)     -1.21(0.89)
线的弯曲 2：难弯1：稍难弯曲0：中等-1：比较容易-2：容易弯曲     0.50(0.76)     -1.29(0.73)
弯曲之前经过的天数     6.71(1.90)     3.36(2.71)
线的折断性 2：难断1：比较难断0：中等-1：比较容易断-2：容易断     0.79(0.80)     -0.36(1.28)
线的寿命 2：好1：较好0：中等1：稍坏2：坏     0.71(0.73)     -1.07(0.83)
插入齿间的能力 2：插入1：比较容易插入0：中等-1：稍难插入-2：难插入     0.64(0.84)     0.71(0.83)
与牙齿和牙龈接触 2：好1：稍好0：中等-1：稍坏-2：坏     0.36(0.74)     0.00(0.78)
清洁效果 2：感到牙齿很清洁1：感到牙齿清洁     1.07(0.62)     0.29(0.83)
 0：中等-1：感到牙齿不是很清洁-2：感到牙齿未清洁
细丝脱丝情况 2：难脱1：稍难脱0：中等-1：比较容易脱-2：易脱     0.64(0.84)     0.50(0.94)
总评价 2：本发明的刷子良好1：本发明的刷子好一点0：本发明的刷子和采用SUS304的刷子相同-1：采用SUS304的刷子稍好-2：采用SUE304的刷子良好                  1.43(0.85)
如表5所示，采用本发明所述线的齿间刷在所有项目中都比采用SUS304的现有齿间刷更高。
本发明人对11个使用者实际使用上述实例的齿间刷(由本发明第七方面确定的线)、采用NAS604PH的齿间刷和现有的采用SUS304N2线的情况进行了评价。评价的项目共有8项，其包括每条线的弹力，每条线的弹力是相同还是不同，每条线的弯曲情况，插入牙齿间的能力，每条线与牙齿和牙龈的接触，在插入或使用时是否痛苦，清洁效果和总体评价。结果示于表6中。该结果是用平均值表示的而且括号中的数字表示标准偏差。
表6  对采用本发明的新合金线的齿间刷、采用NAS604PH线的齿间刷和采用SUS304HN
(SUS304N2)的齿间刷实用性的评价(使用各种类型的11个刷子一天)
评价项目 评价点 采用本发明新合金线的齿间刷平均值(标准偏差)   采用NA604PH线的齿间刷平均值(标准偏差)   采用SUS304N2线的齿间刷平均值(标准偏差)
线的弹力 2：高1：稍高0：中等-1：稍低-1：低     0.57(0.87)     0.19(1.03)     -0.19(0.89)
线的弹力相同或不同 2：相同1：基本相同0：中等-1：不太相同-2：不同     0.43(0.87)     -0.05(0.92)     0.05(0.80)
    线的弯曲(因为弯曲而难于使用) 2：难弯1：稍难弯0：中等-1：比较容易弯曲-2：容易弯曲     0.57(0.81)     0.24(1.09)     0.00(0.83)
插入齿间的能力 2：易插入1：较易插入0：中等-1：较难插入-2：难插入     0.29(0.90)     0.10(0.83)     0.24(0.77)
与牙齿和牙龈接触 2：好1：稍好0：中等-1：稍坏-2：坏     0.05(0.74)     0.00(0.95)     0.14(0.65)
插入或使用时的痛疼情况 2：感到不痛1：感到不很痛0：中等-1：感到有点痛-2：感到疼痛     0.19(1.08)     0.14(1.01)     0.43(0.75)
清洁效果： 2：感到牙齿很清洁1：感到牙齿清洁0：中等-1：感到牙齿不是太清洁-2：感到牙齿不清洁     0.48(0.81)     0.38(0.74)     0.43(0.51)
    总评价：   从最好按顺序排为1，2和3     1.62(0.74)     2.14(0.65)     1.86(0.85)
如表6所示，上述实例中的齿间刷(由本发明第七方面确定的)在所有项目上都优于采用NAS604PH的齿间刷而且除了每条线与牙齿和牙龈接触以及插入和使用时的痛感外在所有项目上还优于采用SUS304N2的齿间刷。上述实例中的齿间刷(由本发明第七方面确定的)在总体评价上优于采用SUS304N2的齿间刷，而采用SUS304N2的齿间刷在总体评价上优于采用NAS604PH的齿间刷。
发明人还对第二组采用SUS304N2(SUS304HN)和SUS304N1(SUS304ES)的齿间刷的实用性进行了简单评价。该评价是针对15个使用者作出的而且评价项目总共5项，它们是每条线是否存在弹力，每条线的弹力是相同还是不同，每条线弯曲的难度，每条线的寿命和总体评价。每天早晨和晚上重复使用各条线一星期。结果示于表7和表8中。
表7  对采用SUS304HN(SUS304N2)线的齿间刷和采用SUS304线的齿间刷实用性的评价
    评价项目   回答SUS304HN(SUS304N2)较好的响应者 回答两者相同的响应者 回答SUS304较好的响应者
  线是否有弹力     13     2     0
  线的弹力是否均匀     13     2     0
    线的弯曲难度     12     3     0
    线的寿命     10     5     0
    总评价     14     1     0
表8  对采用SUS304ES(SUS304N1)的齿间刷和采用SUS304线的齿间刷实用性的评价。
    评价项目     回答SUS304ES(SUS304N1)较好的响应者     回答两者相同的响应者   回答SUS304较好的响应者
  线是否有弹力     10     3     2
  线的弹力是否均匀     9     4     2
  线弯曲的难度     11     3     1
    线的寿命     7     5     3
总评价 11 4 0
此外，如表7所示，虽然采用SUS304HN的齿间刷没有展现出象第一组实例那样的极佳特性，但是它比目前采用SUS304的齿间刷的性能提高了。而且，如表8所示，虽然采用SUS304ES的齿间刷比采用SUS304HN的齿间刷差，但是它比现有采用SUS304的齿间刷的性能有所提高。
按照本发明所述的齿间刷线和齿间刷，其在机械强度例如杨氏弹性模量、弹性极限应力和抗拉强度方面优于传统的不锈钢线，而且改善了齿间刷平衡和耐弯曲或折断所需的硬度、回弹性和工作性能。因此，可容易地获得具有极好操作性和富有弹性的齿间刷。由于能够在保持齿间刷线材料特性的同时减小线的直径，所以能在没有应变的情况下提高插入牙齿之间的能力。
此外，在添加少量钼的情况下，除了能保持上述特性之外还能够提高耐腐蚀性，而且通过把刷线的金属结构变成奥氏体可以增加其韧性。

Claims (26)

1.一种齿间刷线，其特征在于，其由直径为0.15-0.35mm并至少含有铁、铬、锰和氮这些化学成份的不锈钢线构成，其中锰含量不少于2.5重量％，而氮含量不少于0.10重量％。
2.如权利要求1所述的齿间刷线，其特征在于，所述不锈钢线中铬含量为12-32重量％，锰含量为10-38重量％。
3.如权利要求2所述的齿间刷线，其特征在于，所述不锈钢线为奥氏体不锈钢线，其中铬含量为17-19重量％，锰含量为17-19重量％，而氮含量不少于0.65重量％。
4.如权利要求1所述的齿间刷线，其特征在于，所述不锈钢线至少还含有钼、镍。
5.如权利要求4所述的齿间刷线，其特征在于，所述不锈钢线中铬含量为12-32重量％，锰含量为10-38重量％，镍含量不多于6重量％，钼含量不多于7重量％。
6.如权利要求5所述的齿间刷线，其特征在于，所述不锈钢线为奥氏体不锈钢线，其中铬含量为17-19重量％，锰含量为17-19重量％，镍含量少于1.0重量％，钼含量为1.5-2.5重量％，而氮含量不少于0.65重量％。
7.如权利要求1所述的齿间刷线，其特征在于，所述不锈钢线为奥氏体不锈钢线，其中，锰含量为17.00-19.00重量％，铬含量为17.00-19.00重量％，氮含量不少于0.65重量％，并还包括有碳、硅、磷、硫、镍和钼，其中碳含量不多于0.08重量％，硅含量不多于1.00重量％，磷含量不多于0.045重量％，硫含量不多于0.030重量％，镍含量不多于1.0重量％，钼含量为1.5-2.5重量％。
8.如权利要求1所述的齿间刷线，其特征在于，所述不锈钢线在扭绞之前的抗拉特性为弹性极限应力不少于40kgf/mm2和延伸率不少于30％。
9.如权利要求1所述的齿间刷线，其特征在于，所述不锈钢线在扭绞之前的抗拉特性为杨氏弹性模量不少于12,000kgf/mm2。
10.一种齿间刷线，其特征在于，其由奥氏体不锈钢线构成，该奥氏体不锈钢线的直径为0.15-0.35mm，且所包含的化学成份至少为碳含量不多于0.08重量％，硅含量不多于1.00重量％，锰含量不多于2.50重量％，磷含量不多于0.045重量％，硫含量不多于0.030重量％，镍含量为7.00-10.50重量％，铬含量为18.00-20.00重量％，而氮含量为0.10-0.25重量％。
11.如权利要求10所述的齿间刷线，其特征在于，所述不锈钢线的材料是由JIS G4303不锈钢棒制成的SUS304N1钢线。
12.如权利要求10所述的齿间刷线，其特征在于，所述不锈钢线在扭绞之前的抗拉特性为弹性极限应力不少于40kgf/mm2和延伸率不少于30％。
13.如权利要求10所述的齿间刷线，其特征在于，所述不锈钢线在扭绞之前的抗拉特性为杨氏弹性模量不少于12,000kgf/mm2。
14.一种齿间刷线，其特征在于，其由奥氏体不锈钢线构成，该奥氏体不锈钢线的直径为0.15-0.35mm，且所包含的化学成份至少为碳含量不多于0.08重量％，硅含量不多于1.00重量％，锰含量不多于2.50重量％，磷含量不多于0.045重量％，硫含量不多于0.030重量％，镍含量为7.50-10.50重量％，铬含量为18.00-20.00重量％，氮含量为0.15-0.30重量％，铌含量不多于0.15重量％。
15.如权利要求14所述的齿间刷线，其特征在于，所述不锈钢线的材料是由JIS G4303不锈钢棒制成的SUS304N2钢线。
16.如权利要求14所述的齿间刷线，其特征在于，所述不锈钢线在扭绞之前的抗拉特性为弹性极限应力不少于40kgf/mm2和延伸率不少于30％。
17.如权利要求14所述的齿间刷线，其特征在于，所述不锈钢线在扭绞之前的抗拉特性为杨氏弹性模量不少于12,000kgf/mm2。
18.一种齿间刷，它包括有刷体和支持刷体的手柄，其特征在于，所述刷体是通过扭绞齿间刷线，并在扭绞的齿间刷线之间夹入并固定多束细丝而制成，该齿间刷线由直径为0.15-0.35mm并至少含有铁、铬、锰和氮这些化学成份的不锈钢线构成，其中锰含量不少于2.5重量％，而氮含量不少于0.10重量％。
19.如权利要求18所述的齿间刷，其特征在于，所述不锈钢线中铬含量为12-32重量％，锰含量为10-38重量％。
20.如权利要求19所述的齿间刷，其特征在于，所述不锈钢线为奥氏体不锈钢线，其中铬含量为17-19重量％，锰含量为17-19重量％，而氮含量不少于0.65重量％。
21.如权利要求18所述的齿间刷，其特征在于，所述不锈钢线至少还含有钼、镍。
22.如权利要求21所述的齿间刷，其特征在于，所述不锈钢线中铬含量为12-32重量％，锰含量为10-38重量％，镍含量不多于6重量％，钼含量不多于7重量％。
23.如权利要求22所述的齿间刷，其特征在于，所述不锈钢线为奥氏体不锈钢线，其中铬含量为17-19重量％，锰含量为17-19重量％，镍含量少于1.0重量％，钼含量为1.5-2.5重量％，而氮含量不少于0.65重量％。
24.如权利要求18所述的齿间刷，其特征在于，所述不锈钢线为奥氏体不锈钢线，其中，锰含量为17.00-19.00重量％，铬含量为17.00-19.00重量％，氮含量不少于0.65重量％，并还包括有碳、硅、磷、硫、镍和钼，其中碳含量不多于0.08重量％，硅含量不多于1.00重量％，磷含量不多于0.045重量％，硫含量不多于0.030重量％，镍含量不多于1.0重量％，钼含量为1.5-2.5重量％。
25.一种齿间刷，它包括有刷体和支持刷体的手柄，其特征在于，所述刷体是通过扭绞由奥氏体不锈钢线构成的齿间刷线，并在扭绞的齿间刷线之间夹入并固定多束细丝而制成，该齿间刷线的直径为0.15-0.35mm，且所包含的化学成份至少为碳含量不多于0.08重量％，硅含量不多于1.00重量％，锰含量不多于2.50重量％，磷含量不多于0.045重量％，硫含量不多于0.030重量％，镍含量为7.00-10.50重量％，铬含量为18.00-20.00重量％，而氮含量为0.10-0.25重量％。
26.一种齿间刷，它包括有刷体和支持刷体的手柄，其特征在于，所述刷体是通过扭绞由奥氏体不锈钢线构成的齿间刷线，并在扭绞的齿间刷线之间夹入并固定多束细丝而制成，该齿间刷线的直径为0.15-0.35mm，且所包含的化学成份至少为碳含量不多于0.08重量％，硅含量不多于1.00重量％，锰含量不多于2.50重量％，磷含量不多于0.045重量％，硫含量不多于0.030重量％，镍含量为7.50-10.50重量％，铬含量为18.00-20.00重量％，氮含量为0.15-0.30重量％，铌含量不多于0.15重量％。
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Conclusion of examination: No 6. review concluded that claims 1~7, 9 and 18~24 were invalid and that patent rights were maintained on the basis of claims 8, 10~17, 25 and 26.

Decision date: 20061011

Denomination of invention: Brush line between teeth and brush between teeth

Granted publication date: 20030716

Patentee: Sunstar Inc.

Review decision number: 8746

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