EP1470765B1

EP1470765B1 - Interdental brush

Info

Publication number: EP1470765B1
Application number: EP03405283A
Authority: EP
Inventors: Ueli Breitschmid
Original assignee: Curaden International AG
Current assignee: Curaden International AG
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2023-04-22
Also published as: ES2275074T3; JP2004351204A; KR20040091545A; US8356380B2; JP4692949B2; DE50305677D1; US20040211017A1; EP1470765A1; ATE345067T1; US20120073071A1

Abstract

Interdental brush comprises filaments (2) held between twisted wire sections (1a, 1b). The wire sections have a diameter (D) of 0.3 mm or less and are made of a nickel-free or low-nickel steel. An independent claim is also included for the production of an interdental brush comprising inserting filaments between two wire sections and twisting the wire sections with the filaments. Preferred Features: The wire sections are made of an austenitic steel and have a diameter of more than 0.15 mm.

Description

Die Erfindung betrifft eine Interdentalbürste, bei welcher Filamente (bzw. Borsten) zwischen zwei miteinander verdrillten Drahtabschnitten gehalten sind, welche aus einem austenitischen Stahl bestehen. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen solcher Bürsten.The invention relates to an interdental brush, in which filaments (or bristles) are held between two twisted wire sections, which consist of an austenitic steel. Furthermore, the invention relates to a method for producing such brushes.

Stand der TechnikState of the art

Das Reinigen der Zahnzwischenräume mit Hilfe von Interdentalbürsten gehört seit langem unverzichtbar zu einer umfassenden Zahnpflege. Diese Interdentalbürsten bestehen im Wesentlichen aus zwei verdrillten dünnen Drahtstücken, zwischen denen die Borsten oder synthetischen Filamente festgeklemmt sind. Während früher die Drahtenden der kleinen Bürsten vom Benutzer in einen Griff eingesetzt werden mussten (vgl. US 4,222,143, Tarrson), haben moderne Interdentalbürsten einen Kunststoffteil, welcher sich im Griff bequem einsetzen lässt (vgl. z.B. EP 0 001 044 A1, Georg; EP 0 203 082 B1, Curaden AG). Je nach Breite der Zahnzwischenräume werden grosse oder kleine Bürsten benötigt. Es gibt deshalb eine Reihe von Bürsten mit unterschiedlichen Draht- und Borstendurchmessern. Es sind auch schon Systeme bekannt, welche dem Patienten eine einfache und schnelle Bestimmung der richtigen Interdentalbürste ermöglichen (vgl. z. B. EP 0 892 625 B1, Curaden AG). Die Verwendung spezieller Stähle wie z.B. austenitischer Stähle hoher Festigkeit ermöglicht hierbei eine dünnere Ausführung des Drahtes. In der EP 0 800 781 A2 (Sunstar Inc.) wird z.B. ein Draht beschrieben, welcher sich aus 17-19 Gew.% Mangan, > 0.65 Gew.% Stickstoff, 17-19 Gew.% Chrom, 1.5-2.5 Gew.% Molybdän, < 1 Gew.% Nickel, < 0.08 Gew.% Kohlenstoff, < 1 Gew.%Silizium, < 0.045 Gew.% Phosphor und < 0.03 Gew.% Schwefel zusammensetzt.The cleaning of the interdental spaces with the help of interdental brushes has long been indispensable to a comprehensive dental care. These interdental brushes exist in the Essentially from two twisted thin pieces of wire, between which the bristles or synthetic filaments are clamped. Whereas previously the wire ends of the small brushes had to be inserted into a handle by the user (see US 4,222,143, Tarrson), modern interdental brushes have a plastic part which can be comfortably inserted in the handle (cf., for example, EP 0 001 044 A1, Georg; 0 203 082 B1, Curaden AG). Depending on the width of the interdental spaces large or small brushes are needed. There are therefore a number of brushes with different wire and bristle diameters. Systems are also already known which enable the patient to determine the correct interdental brush easily and quickly (cf., for example, EP 0 892 625 B1, Curaden AG). The use of special steels such as high strength austenitic steels allows for a thinner design of the wire. EP 0 800 781 A2 (Sunstar Inc.) describes, for example, a wire which is composed of 17-19% by weight of manganese,> 0.65% by weight of nitrogen, 17-19% by weight of chromium, 1.5-2.5% by weight. Molybdenum, <1% by weight nickel, <0.08% by weight carbon, <1% by weight silicon, <0.045% by weight phosphorus and <0.03% by weight sulfur.

In der Praxis zeigt es sich immer wieder, dass die feinen Interdentalbürsten, d.h. die Bürsten für die engen Zahnzwischenräume in der Anwendung problematisch sind d.h. beim Gebrauch leicht verbiegen und unter Umständen auch brechen.In practice, it has been shown time and again that the fine interdental brushes, i. the brushes for the narrow interdental spaces in the application are problematic i. slightly bend during use and may also break.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Interdentalbürste zu schaffen, welche auch bei geringem Durchmesser des Drahts stabil ist.The object of the invention is to provide an interdental brush belonging to the technical field mentioned at the outset, which is stable even with a small diameter of the wire.

Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung bestehen die verdrillten Drahtabschnitte aus einem nickelfreien bzw. nickelarmen Stahl, wobei "nickelfrei" bzw. "nickelarm" im Rahmen der Erfindung einen Stahl dann bezeichnet, wenn der Nickelgehalt in der Legierung kleiner als 0.05 Gew.% ist.The solution of the problem is defined by the features of claim 1. According to the invention, the twisted wire sections consist of a nickel-free or nickel-poor steel, "nickel-free" or "nickel-poor" in the context of the invention designating a steel if the nickel content in the alloy is less than 0.05% by weight.

Erfindungsgemässe Interdentalbürsten zeichnen sich durch eine erhöhte Steifigkeit und eine verbesserte Rückstellkraft aus. Wenn die Bürsten beim Gebrauch z. B. schräg in den Zahnzwischenraum eingeführt werden und mit der Spitze anstossen bzw. abknicken, dann wird sich der verdrillte Abschnitt nicht so leicht verformen, bzw. wenn er sich verformt, wird er nicht so leicht bleibend deformiert. Damit können die Eigenschaften von insbesondere dünnen Bürsten für den Benutzer spürbar verbessert werden. Mit der Verwendung von nickelfreiem Draht wird zudem die Körperverträglichkeit der Bürste erhöht, ohne dass irgendwelche Schutzbeschichtungen nötig sind.Interdental brushes according to the invention are distinguished by increased rigidity and improved restoring force. If the brushes z. B. are introduced obliquely into the interdental space and abut or bend with the tip, then the twisted section will not deform so easily, or if it deforms, he is not so easily permanently deformed. Thus, the properties of particular thin brushes for the user can be significantly improved. In addition, the use of nickel-free wire increases the body compatibility of the brush without the need for any protective coatings.

Vorzugsweise hat der verwendete Draht einen Durchmesser von 0.15 mm oder mehr. Praktische Versuche haben nämlich gezeigt, dass bei den kleinsten heute üblichen Interdentalbürsten mit 0.15 mm bis 0.30 gut gearbeitet werden kann. Dicke Drähte ergeben natürlich stabilere Bürsten als dünne. Unter Umständen ist es aber von Vorteil, wenn die Drähte nicht so dick wie möglich gewählt werden. Dünnere Drähte führen zu flexibleren Bürsten. Ein bevorzugter Drahtdurchmesser liegt im Bereich von 0.18 - 0.27 mm.Preferably, the wire used has a diameter of 0.15 mm or more. Practical tests have shown that it is possible to work well with 0.15 mm to 0.30 in the smallest interdental brushes customary today. Of course, thick wires make for more stable brushes than thin ones. Under certain circumstances, it is advantageous if the wires are not selected as thick as possible. Thinner wires result in more flexible brushes. A preferred wire diameter is in the range of 0.18 - 0.27 mm.

Der verwendete Draht hat vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 1000 N/mm2 oder mehr. In den meisten Fällen muss die Zugfestigkeit nicht grösser als 1200 N/mm2 sein. Solche Drähte ergeben nicht nur eine Bürste mit geringer Bruchgefahr, sondern erlauben auch eine Verarbeitung in schnell arbeitenden und stark biegenden Maschinen. Bei zu hoher Festigkeit kann die Verarbeitung erschwert sein, weil die Drähte brechen können. Überraschenderweise wurde festgestellt, dass die erfindungsgemässen Drähte auch dann verarbeitet werden können, wenn sie eine Zugfestigkeit von 1000 N/mm2 und mehr haben. Dies ist bei den nickelhaltigen Drähten nicht der Fall.The wire used preferably has a tensile strength of 1000 N / mm 2 or more. In most cases, the tensile strength does not have to be greater than 1200 N / mm2. Such wires not only provide a brush with a low risk of breakage, but also allow processing in high-speed and high-bending machines. If the strength is too high, processing may be difficult because the wires may break. It has surprisingly been found that the wires according to the invention can be processed even if they have a tensile strength of 1000 N / mm 2 and more. This is not the case with the nickel-containing wires.

Vorzugsweise aber nicht zwingend bestehen die Drähte aus einem Austenit. Versuche haben gezeigt, dass die Robustheit des Filamentträgers, welcher durch die verdrillten Drähte gebildet wird, damit günstig beeinflusst wird. Zudem wird durch die Korrosionsbeständigkeit sichergestellt, dass lange gelagerte oder liegengebliebene Bürsten (wegen zwischenzeitlich eingetretener Korrosion) bei der Benutzung nicht zu Problemen für den Anwender führen.Preferably, but not necessarily, the wires are made of an austenite. Experiments have shown that the robustness of the filament carrier, which is formed by the twisted wires, thus favorably influenced. In addition, the corrosion resistance ensures that long-stored or broken brushes (due to intervening corrosion) in use do not cause problems for the user.

Das Strecken bzw. Recken sowie das Verdrehen der Drähte während der Verarbeitung in der Bürstenproduktion erhöht die Zugfestigkeit. Die verarbeiteten Drähte sind gegenüber dem Rohzustand gewissermassen steifer.The stretching or twisting of the wires during processing in the brush production increases the tensile strength. The processed wires are somewhat stiffer compared to the raw state.

Beim maschinellen und automatisierten Herstellen einer Interdentalbürste werden in an sich bekannter Weise zwischen zwei Drahtabschnitte Filamente eingebracht und die Drahtabschnitte mit den Filamenten verdrillt. Gemäss der Erfindung wird jedoch nicht ein gewöhnlicher nickelhaltiger Draht, sondern ein nickelfreier verwendet. Die Drahtabschnitte können an sich durch die beiden Hälften eines einzigen Drahtstücks gebildet sein. Sie können aber auch mit zwei separaten Drähten realisiert werden.In the automated and automated production of an interdental brush, filaments are introduced in a manner known per se between two wire sections and the wire sections are twisted with the filaments. According to the invention, however, it is not an ordinary nickel-containing wire but a nickel-free one that is used. The wire sections may be per se formed by the two halves of a single piece of wire. But they can also be realized with two separate wires.

Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.From the following detailed description and the totality of the claims, further advantageous embodiments and feature combinations of the invention result.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung des verdrillten Drahtes;
Fig. 2: eine schematische Darstellung eines Querschnitts,

The drawings used to explain the embodiment show:

Fig. 1: a schematic representation of the twisted wire;
Fig. 2: a schematic representation of a cross section,

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.Basically, the same parts are provided with the same reference numerals in the figures.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

Von aussen gesehen sind die erfindungsgemässen Interdentalbürsten gleich ausgebildet wie die im eingangs genannten Stand der Technik dargestellten. Fig. 1 zeigt, wie die Drahtabschnitte 1a, 1b miteinander verdrillt sind. Die Filamente sind in Fig. 1 nicht eingezeichnet. Sie werden zwischen den beiden Drahtabschnitten 1a, 1b festgeklemmt. Es ist erkennbar, dass die Drahtabschnitte 1a, 1b relativ stark gebogen werden. Sie bilden quasi den Filamentträger.Seen from the outside, the interdental brushes according to the invention are of the same design as those shown in the aforementioned prior art. Fig. 1 shows how the wire sections 1a, 1b are twisted together. The filaments are not shown in FIG. 1. They are clamped between the two wire sections 1a, 1b. It is recognizable that the wire sections 1a, 1b are bent relatively strong. They form the filament carrier, so to speak.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Filamentträger. Die Drahtabschnitte 1a, 1b haben einen bestimmten Durchmesser D. Zwischen ihnen sind die Filamente 2 gehalten. Der Durchmesser D ist so festgelegt, dass einerseits der Filamentträger eine gewünschte Steifigkeit hat und dass andererseits die Interdentalbürste einem gewissen Gängigkeitsmass angepasst ist. Das Gängigkeitsmass kann z.B. durch eine Sonde bestimmt werden, wie sie aus der eingangs genannten EP 0 892 625 B1 bekannt ist. Für die Gängigkeit sind unter anderem sowohl der Durchmesser D, als auch die Breite B und das verwendete Drahtmaterial (bzw. dessen Flexibilität) relevant.Fig. 2 shows a cross section through the filament support. The wire sections 1a, 1b have a certain diameter D. Between them, the filaments 2 are held. The diameter D is set so that, on the one hand, the filament support has a desired rigidity and, on the other hand, that the interdental brush is adapted to a certain degree of mobility. The mobility may be e.g. be determined by a probe, as it is known from the aforementioned EP 0 892 625 B1. Among other things, both the diameter D and the width B and the wire material used (or its flexibility) are relevant for the mobility.

Es wurden Interdentalbürsten aus einem nickelfreien Stahl (nickelfrei bedeutet in diesem Zusammenhang: Nickelgehalt unter 0.05 Gew.%) folgender Zusammensetzung erfolgreich produziert (gerundete Gewichtsangaben; Verunreinigungen nicht erwähnt): 17 Gew.% Chrom 14 Gew.% Mangan 2 Gew.% Molybdän 0.5 Gew.% Stickstoff 0.25 Gew.% Silizium 0.11 Gew.% Kohlenstoff 0.04 Gew.% Nickel 0.02 Gew.% Phosphor 0.006 Gew.% Titan Rest Eisen Interdental brushes made of nickel-free steel (nickel-free in this context: nickel content below 0.05% by weight) of the following composition were successfully produced (rounded weights, impurities not mentioned): 17% by weight chrome 14% by weight manganese 2% by weight molybdenum 0.5% by weight nitrogen 0.25% by weight silicon 0.11% by weight carbon 0.04% by weight nickel 0.02% by weight phosphorus 0.006% by weight titanium rest iron

Der Draht hatte einen Durchmesser von 0.23 mm und eine Zugfestigkeit von mindestens 1100 N/mm2 und höchstens 1300 N/mm2. Weitere Versuche wurden mit einem Draht mit 0.27 mm Durchmesser und gleicher Legierung durchgeführt. Die Zugfestigkeit betrug mindestens 1000 N/mm2 und höchstens 1200 N/mm2.The wire had a diameter of 0.23 mm and a tensile strength of at least 1100 N / mm 2 and at most 1300 N / mm 2. Further attempts were made with a wire made with 0.27 mm diameter and same alloy. The tensile strength was at least 1000 N / mm 2 and at most 1200 N / mm 2.

Die mit dem neuen Draht bestückte Interdentalbürste hält unter rotierender Biegung eine dreifach häufigere Belastung gegenüber den althergebrachten Bürste aus. (Bei der sog. rotierenden Biegung ist der Kunststoffteil eingespannt und die Spitze der Bürste wird mit einer Vorrichtung kreisförmig rotiert.)The interdental brush fitted with the new wire holds under rotating bending a threefold more frequent load compared to the traditional brush. (In the so-called rotating bend, the plastic part is clamped and the tip of the brush is rotated circularly with a device.)

Es versteht sich, dass die obige Legierungszusammensetzung variiert werden kann. Cr- und Mn-Gehalt können z.B. je um 3 Gew.% verändert werden. Wenn die Biokompatibilität besonders wichtig ist, wird der Ni-Gehalt vorzugsweise auch niedriger gewählt.It is understood that the above alloy composition can be varied. Cr and Mn content may e.g. be changed by 3% by weight. If biocompatibility is particularly important, the Ni content is also preferably chosen to be lower.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass durch die Erfindung eine Interdentalbürste mit geringem Durchmesser des Filamentträgers und folglich guter Gängigkeit in den engen Zahnzwischenräumen geschaffen wird. Auch bei feinen Drahtdurchmessern wird eine hohe Robustheit der Interdentalbürste erreicht.In summary, it should be noted that the invention provides an interdental brush with a small diameter of the filament carrier and consequently good mobility in the narrow interdental spaces. Even with fine wire diameters, a high degree of robustness of the interdental brush is achieved.

Claims

Interdental brush, in which filaments are retained between two wire sections (1a, 1b) of a diameter (D) of 0.3 mm or less which are twisted with one another, the wire sections (1a, 1b) consisting of an austenitic steel, characterised in that the steel has a nickel content of < 0.05% by weight.
Interdental brush according to claim 1, characterized in that the wire sections (1a, 1b) have a diameter (D) of more than 0.15 mm.
Interdental brush according to one of claims 1 and 2, characterized in that the wire sections (1a, 1b) have a tensile strength of 1000 N/mm² or more.
Interdental brush according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the wire sections (1a, 1b) have a tensile strength of 1200 N/ mm² or less.
Interdental brush according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the wire sections (1a, 1b) are stretched or drawn out.
Interdental brush according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the steel contains manganese, nitrogen, carbon, chromium, molybdenum, silicon, phosphorus, titanium and iron as alloying constituents.
Interdental brush according to claim 6, characterized in that the proportion of molybdenum in the steel is 2% by weight.
Interdental brush according to one of claims 6 and 7, characterized in that the proportion of manganese in the steel is 14% by weight, plus or minus 3% by weight.
Interdental brush according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the proportion of nitrogen in the steel is 0.5% by weight.
Interdental brush according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the proportion of carbon in the steel is 0.11% by weight.
Interdental brush according to any one of claims 6 to 10, characterized in that the proportion of chromium in the steel is 17% by weight, plus or minus 3% by weight.
Interdental brush according to any one of claims 6 to 11, characterized in that the proportion of silicon in the steel is 0.25% by weight.
Interdental brush according to any one of claims 6 to 12, characterized in that the proportion of phosphorus in the steel is 0.02% by weight.
Interdental brush according to any one of claims 6 to 13, characterized in that the proportion of titanium in the steel is 0.006% by weight.
Method of producing an interdental brush, in which filaments (2) are introduced between two wire sections (1a, 1b) of an austenitic steel and the wire sections (1a, 1b) are twisted with the filaments (2), characterized in that a steel having a nickel proportion of < 0.05% by weight is used for the wire sections (1a, 1b).
Method according to claim 15, characterized in that the brush is produced from a single piece of wire, the wire being both bent and stretched as it is processed.
Method according to one of claims 15 and 16, characterized in that the steel used comprises 14% by weight plus or minus 3% by weight of manganese, 0.5% by weight of nitrogen, 0.11% by weight of carbon, 17% by weight plus or minus 3% by weight of chromium, 2% by weight of molybdenum, 0.25% by weight of silicon, 0.02% by weight of phosphorus, 0.006% by weight of titanium and iron as alloying constituents.
Use of a wire of an austenitic steel for producing an interdental brush, the steel having a nickel proportion of < 0.05% by weight.
Use according to claim 18, characterized in that the steel comprises 14% by weight plus or minus 3% by weight of manganese, 0.5% by weight of nitrogen, 0.11% by weight of carbon, 17% by weight plus or minus 3% by weight of chromium, 2% by weight of molybdenum, 0.25% by weight of silicon, 0.02% by weight of phosphorus, 0.006% by weight of titanium and iron as alloying constituents.