JP2003508111A - 低密度を有する改善されたデンタルフロスおよびそのデンタルフロスを製造する方法 - Google Patents
低密度を有する改善されたデンタルフロスおよびそのデンタルフロスを製造する方法Info
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Abstract
Description
関する。
つである。現在、いくつかのタイプのフロスが知られており、使用されている。
これらのフロスは、ナイロン、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリテ
トラフルオロエチレン(PTFE)および延伸膨張されたPTFE(ePTFE
)のような材料から製造される。これらのうち、ePTFEフロス、および具体
的にはモノフィラメントePTFEフロスが、一つの理由として、歯間を容易に
スライド可能にする固有の低摩擦特性を有しているため、特に好ましい。
先ず、使用中、使用者の歯間を通過するときに千切れ、ほつれ、またはその他の
破断が生じないように耐摩擦性を有するべきである。効果的に使用するために、
デンタルフロスはまた、把持可能、すなわち、歯の間で操作する際に使用者の手
または他の道具によって、この手や道具のなかで滑ることなしに持つことが可能
であるべきである。PTFEフロスをより簡単に把持可能にしようといういくつ
かの試みがなされてきた。Dolan他に与えられた米国特許第5518012号明
細書において論じられているように、フロスをより把持可能にするために、例え
ば、PTFE繊維に被さるようにワックスコーティングを施すことができる。Cu
rtis他に与えられた米国特許第5911228号明細書の場合、いかなるコーテ
ィングをも必要とせずに繊維を把持可能にするために、PTFE繊維構造内に固
体添加物が組み込まれる。繊維を把持可能にするために、繊維上でのコーティン
グの使用も、繊維内の添加物の使用も必要としない把持可能なPTFEフロスが
望まれることになる。
点を備えるべきである。この触感は、繊維の使用感特性全体ならびに使用者の口
腔内での繊維の知覚効果を含む。PTFEデンタルフロスはソフトであり、かつ
使用者の歯間を快適にスライドするように適合するのと同時に、歯肉下での操作
時にスクラビング感覚またはクリーニング感覚を使用者に提供することが望まし
い。フロスは手に対してソフトな触感を有し、口腔内では粗い触感を有している
べきである。 これらの利点および特徴を全て有するPTFEが望ましい。
有する繊維からなるデンタルフロスを提供する。なお、デンタルフロスの密度は
別の実施態様では、約0.7g/cc未満、約0.6g/cc未満、約0.5g
/cc、約0.4g/cc未満、約0.3g/ccおよび約0.2未満の付加的
な範囲を有している。フロスは典型的には約1.5 lbs(ポンド)よりも大きい
、デンタルフロスとしての使用に適した強度を有している。このデンタルフロス
の強度は、別の実施態様の場合、約2 lbsよりも大きい、約2.5 lbsよりも大
きい、約3 lbsよりも大きい、約5 lbsよりも大きい、約7.5 lbsよりも大き
い、約10 lbsよりも大きい付加的な範囲を有している。フロスは所望されるあ
らゆる横断面、例えば楕円形または方形の横断面を有する中空繊維であってよい
。フロスはまた、種々の実施態様において、1デニール当たり2.8×10-3 l
bsよりも大きい、1デニール当たり3.0×10-3 lbsよりも大きい、1デニー
ル当たり4.0×10-3 lbsよりも大きい、1デニール当たり5.0×10-3 l
bsよりも大きい、1デニール当たり6.0×10-3 lbsよりも大きい、平均摩擦
破断強度を有する耐摩擦性を備えている。本発明によるフロスは、約0.3μm
よりも大きい平均荒さ(好ましくは約1.3μm)と、0.35μmよりも大き
い自乗平均荒さ(好ましくは約1.6μm)と、1.7μmよりも大きい山・谷
間隔(好ましくは約6.3μm)とを有する増大した表面荒さを有している。デ
ンタルフロスは、フロスに適したいかなる材料であってもよく、多孔質PTFE
、特に延伸膨張PTFEが好ましい。フロス内には、それぞれ同一または異なる
組成を有する繊維があってよい。フロスは充填材を含んでいてよい。
ために前記樹脂を押し出す工程と、押出物を延伸膨張させて上述の性質を有する
繊維を形成する工程とを含む、デンタルフロスを製造する方法を提供する。押し
出しは、好ましい実施態様では、押出機内でマンドレルによって行われる。種々
の実施態様における押出機内の減速比は、150:1よりも大きいか、200:
1よりも大きいか、250:1よりも大きいか、300:1よりも大きいか、ま
たは500:1よりも大きくてよい。押出物は延伸膨張中、加工中に熱源に接触
しないような非接触加熱により、加熱される。 さらに別の局面では、本発明は、上述の性質および組成を有するフィラメント
を提供する。 さらに別の局面では、本発明は、改善された縫い糸、製織用繊維、および、ベ
アリングおよびブッシュ用途における構造のためのフィラメントを提供する。
供する。本発明のフロスは、耐摩擦性を有し、把持可能であり、ユーザにとって
良好な触感を有する。 PTFEデンタルフロスは、PTFEからなる比較的大きなテープを押し出し
、延伸膨張させ、次いでテープをスリットしてデンタルフロスに対応する所望の
サイズの繊維を形成することにより製作されるのが典型的である。このような製
造方法は、例えばDolan他に与えられた米国特許第5518012号明細書に記
載されている。本発明によれば、本発明のデンタルフロスは新規の方法により製
造される。
(テープではなく)を押し出し、次いで繊維内に延伸膨張PTFEの特徴である
結節とフィブリルの構造を製造するために、繊維を延伸膨張させることにより製
造される。延伸膨張された繊維は、フロスの所望の最終寸法を有している。こう
して、フロス繊維自体は、付随するスリット工程を必要とすることなしに、押出
機から製造される。
に知られた方法により、押し出しのためにPTFE樹脂が調製される。このこと
はGoreに与えられた米国特許第3953566号明細書に記載されている通りで
ある。この明細書の開示内容を参考のため、本明細書中に引用する。押出機は図
3の符号10で示したような通常のペーストチューブ押出機であってよい。押出
機10は、その中心位置にマンドレル11を有している。マンドレル11は、押
出機の開口でダイ13内に延びるチップ12(図3A)を有している。押出機1
0はバレル7と転移部8とを有している。バレルは図示のような内径lを有して
いる。図3Aはマンドレル直径5を示している。図3Bは、内包されたダイのラ
ンド直径寸法2と、チップのランド直径寸法4とを示している。図3Cは扁平に
されたチップランドを示している。
なるように、ダイ13内に完全に延びていてよい。あるいは、マンドレル11は
(従ってチップ12も)、押出物内の中心穴または中心孔の相対的なサイズを減
じるために、または、非中空横断面を形成するために、ダイ13から押出機10
自体内に引き戻されていてもよい。本発明の重要な局面は、PTFEが押し出し
中の有意な作用に晒されることである。ポリマーに付与される仕事量は、押出機
の減速比によって影響される。減速比は、押出機の仕事面積をダイの面積で割算
することにより表される。本発明の所望の特性を達成するために、減速比は15
0:1よりも大きく、好ましくは200:1よりも大きく、より好ましくは25
0:1よりも大きく、なおもより好ましくは300:1よりも大きく、最も好ま
しくは500:1よりも大きいのが望ましい。
意図はないが、PTFEの押し出しの際にマンドレル11をチップ12と共に使
用することにより、PTFEに付加的な作用が与えられると考えられる。この付
加的な作用は、本明細書中に説明する押出物の有益な性質に寄与する。 適切な押出物を製造するために、押出機10のあらゆる所望の作動条件が用い
られてよい。好ましい条件を本明細書中の例において後述する。
。押出物(図4において41で示す)は次いでスプール40から繰り出され、オ
ーブン42、好ましくは強制対流オーブンを通過する。オーブン42を通過する
押出物41の速度を制御するのに、キャプスタン43および44が使用されるの
が好ましい。押出物はオーブン42を通過するのに伴って、延伸膨張させられる
。あらゆる所望の延伸膨張(またはストレッチ)比(キャプスタン速度比によっ
て規定される)、例えば2:1〜120:1またはこれよりも大きい比を使用す
ることができる。別の態様の場合、図5に示したような2つの個別のオーブン5
1および52と2つの個別の対応する延伸膨張が用いられてよい。いずれの場合
も、このプロセスは本発明による繊維49を製造する。この繊維は次いで最終巻
取りスプール50に巻き取ることができる。
出物41と接触することなしに行われることである。特に本発明は、オーブンの
壁と接触することなく押出物41が通過する、強制対流オーブン42(または5
1および52)を使用する。これは、PTFEデンタルフロスを製造する現状で
採用されている方法とは異なる。現状の方法は、熱伝導を生じるために、加熱さ
れたプレートにわたって繊維を引きずることを伴う。理論に束縛される意図はな
いが、加熱されたプレートとこのように接触させることは、PTFE繊維の表面
を可塑化またはその他の形式で平滑化し、これにより、通常のPTFEフロスの
低い表面摩擦および低把持性に寄与すると考えられる。下でより詳細に説明する
ように、本発明の繊維の非接触加熱は、プレートに接触する加熱で達成するより
も、繊維のより荒い表面を製造するのを助けると考えられる。このようなより荒
い表面は、本発明のフロスのためのより高い表面摩擦とより良好な把持性に寄与
する。
終特性は例えば、0.0015”〜0.04”の厚さ(図1の符号Bで示す)と
、0.3〜4mm(0.01”〜0.16”)の幅(図1の符号Aで示す)と、
100〜3500のデニールである。最も重要なことは、繊維が0.8g/cc
未満の密度を有し、別の態様では0.7g/cc未満、0.6g/cc未満、0
.5g/cc未満、0.4g/cc未満、0.3g/cc未満、および0.2g
/cc未満の密度を有しているべきである点である。このような性質のそれぞれ
は通常の方式で測定される。厚さはあらゆる通常の手段、例えばキャリパ、スナ
ップゲージ、光学コンパリター、または走査型電子顕微鏡をも使用することによ
って測定することができる。密度は、測定された繊維のサンプルの(あらゆるコ
ーティングまたは添加物なしでの)質量を、作成されたサンプル容積によって割
算することによって測定することができる。容積は、実質的に方形横断面の場合
には、サンプルの測定された長さと幅と厚さを掛け算することにより、または、
他の横断面形状の場合には、容積の最も正確な近似値を得るために他の周知の計
算によって算出することができる。デニールは、9000メートル長さ当たりの
グラムにおけるサンプルの(あらゆるコーティングまたは添加物なしでの)測定
された質量である。
摩擦性は、図6および7に示した装置60を使用して測定される。装置60は、
ステンレス鋼からなるベース61を有している。伸張アセンブリ62および63
は、ベース61から突出しており、ボルト69によりベースに調節可能に取り付
けられている。それぞれの伸張アセンブリ62および63は、ボルト69により
伸張アセンブリに取り付けられたローラ64,65を有している。ベース61に
形成された切欠き68に設けられた支持体67には、カリフォルニア州ロサンゼ
ルス在、Micro-100, Inc.から入手可能な部品番号AL−8のマイクロ粒子カー
バイドブレードが支持されている。
わちローラ64とブレード66とローラ65で装置60に接触するように、装置
60に被せられる。伸張アセンブリ62および63の角度は、フロスが実際にベ
ース61に接触することなく、ベース61に出来る限り接近するように設定され
る。フロス70の一方の端部は429グラムの質量体100に取り付けられ、フ
ロス70の他方の端部は、装置60を介してフロス70を繰り返し引張る往復直
線運動用アクチュエータ(図示せず)に取り付けられる。往復直線運動用アクチ
ュエータは、13/16”の行程長さと、1秒当たり1.5行程速度とを有して
いる(各行程は1後退・前進サイクルである)。10行程が行われる。往復直線
運動用アクチュエータは次いで停止され、フロス70がブレード66から取り出
される。ブレードは清浄な綿タオルで払拭される。フロス70は次いで再装着さ
れ、さらに10行程が実施される。往復直線運動用アクチュエータが次いで停止
され、フロス70が再び取り出され、ブレード66が再び清浄な綿タオルで払拭
され、フロス70は次いで再装着され、最終的な10行程が実施される。こうし
て、合計30行程が、間欠的な2回の清浄化払拭と共に行われる。
ンストロン社から入手可能なインストロン(Instron)モデル1130の
繊維ジョー(ホーン型)の間に伸張させられる。フロス70の磨耗部分がジョー
の間でセンタリングされる状態で設けられる。インストロンのゲージ長さは10
”であり、クロスヘッド速度は1分間当たり10”である。破断時(ポンド・力
)の荷重が測定され、「摩擦破断強度」として、テストされたサンプル毎に記録
される。このような5つの(摩擦および破断)テストが、各繊維サンプルの長さ
で行われ、5つの平均値が報告される。
ンプルのデニールによって割算することができる。本明細書中で用いられる「耐
摩擦性」という用語は、約2.8×10-3 lbs/デニールよりも大きい、上記テ
ストによるデニール標準化破断強度を有することを意味する。テストされたサン
プルに対応するデータが表7に報告されている。 本発明によるフロスは、通常のPTFE繊維よりも著しく高い把持性を有して
いる。従って本発明によるフロスは、把持性を向上させるあらゆるコーティング
または添加物を必要とすることなしに、糸ようじにおける使用のようないくつか
のフロッシング機能を果たすことができる。しかしながら、さらに把持性を向上
させるために、本発明のフロスに(例えば2〜3重量%の蜜蝋、または、他のあ
らゆる周知の把持性向上のためのコーティングまたは添加物のような)軽いワッ
クスコーティングを含むことが望ましい場合がある。もっとも、繊維自体の把持
性が増大しているので、本発明のフロスに塗布する必要のあるワックス、他の添
加物またはコーティングは、通常のPTFEフロスで必要となる量よりも著しく
少ない。
通常のPTFEフロスよりも増大した表面荒さと、より低い密度との結果である
と考えられる。少なくとも部分的には、本発明の方法による繊維の非接触加熱の
結果である本発明の繊維の増大した表面荒さは、下で説明する走査型電子顕微鏡
写真に示される。
の表面荒さは、サンプルの幅側(図1および2において符号Aで示す)における
500μm×500μm平方に対応する面積から求められる。 プロフィル測定法による測定は、500×500μmの面積にわたるサンプル
を可能にするテンサー・プロフィラー・モデル(Tencor Profiler Model)P_10
で行われた。テンサー・プロフィラーには、マイクロヘッド sr 交換可能測定
ヘッド(MicroHead sr Exchangeable Measurement Head)(60度の角度を有す
る20μmの半径のスタイラスチップ)が設けられていた。プロフィロメータの
ための設定メニューレシピは次の通りであった。 走査長さ: 600μm xにおけるデータスペース: 0.40μm yにおけるデータスペース: 0.20μm ノイズフィルタカットオフ: 0.250μm 波動(Waviness)カットオフフィルタ 250μm
強度」とも云う)は、フロスとして使用するのに適しているべきである。望まし
い強度は、1.5 lbsよりも大きい。強度は2.0 lbsよりも大きいか、2.5
lbsよりも大きいか、3.0 lbsよりも大きいか、5.0 lbsよりも大きいか、
7.5 lbsよりも大きいか、10 lbsよりも大きいのが好ましい。フロスの強度
は引張りテスター、例えば上述のインストロン機によって測定される。引張りテ
スターのクロスヘッド速度は1分間当たり10”である。ゲージ長さは、ホーン
型ジョーの接点から接点まで測定された10”であった。強度は、テスト中繊維
に加えられた最大荷重であると考えられる。
される。破断強度をポンド・力からグラム・力へ変換し、グラム・力におけるフ
ィラメントの破断強度をフィラメントのデニールで割算することにより、テナシ
ティが算出される。
ルの破損時の長さを、サンプルの元の長さで割算することにより、歪度が算出さ
れる。 本発明に従って製作された繊維の実施例の横断面を図1に示す。繊維20は、
図1において実質的に方形横断面を有している。押出機10から押し出された直
後は、押出物は丸い横断面を有していてよいが、しかし、押出物が伸張されて繊
維にされ、スプール上に巻き取られた後で、この押出物は多少圧縮されて、ほぼ
図1に示した実質的に方形形状にさせられる。押出分野の当業者にとっては、あ
らゆる横断面形状の押出物および繊維が製造されてよいことは明らかである。
の場合、マンドレルは中空横断面を形成するのに十分な距離だけダイ内に挿入さ
れる。繊維の中空コアは、繊維が延伸膨張させられ、スプールに巻き取られた後
に最終的に圧縮されてよいが、繊維は初め、押出機10から出た直後には、繊維
30の中心に開口31を有している。図1および2において、幅寸法は符号Aと
して全体的に示され、厚さ寸法は符号Bとして全体的に示される。横断面積は、
このような実質的に方形の横断面に対応してA×Bとして算出される。これらの
寸法は、上述のような密度を算出するのに用いられる。
として使用するのに好ましい材料であるが、ポリマー、例えばポリエチレン、超
高分子量ポリエチレン、ポリプロピレンおよびナイロンを含む他の材料が、本明
細書中に規定した本発明による性質を有するフロスを製造するのに使用されてよ
い。 本発明により製造された本発明のあらゆる繊維は任意に1つまたは複数の充填
材を含んでよい。この充填材は添加物とも呼ぶ。繊維は連続した通路および経路
を画定するフィブリルによって連続させられた結節からなる構造を有している。
充填材はePTFE自体のマトリックスに含まれるか、または、構造によって画
定された通路および経路内に含有されていてもよく、またはその両方に含まれて
いてもよい。中空コア(本明細書中では中心孔または中心穴とも呼ぶ)を有する
本発明による繊維の場合、センター孔内に充填材がさらに、または上記実施例と
は別の態様として含有されていてよい。
バクテリア剤、抗真菌剤、磨歯剤、再石化剤、ホワイトニング剤、免疫学的薬剤
、抗歯石または抗う食剤、抗歯垢剤、リソチーム、抗炎症剤、止血剤、鎮痛薬、
フッ化ナトリウム、塩化亜鉛、ピロリン酸四ナトリウム、ナトリウム酸ピロホス
フェート、ピロリン酸四カリウム、ビタミンK、水溶性カルシウム塩、凝固カス
ケードを開始する血液因子、アミノカプロン酸、トラネキサム酸、アドレナリン
、ミョウバン、ノルアドレナリン、鉄塩およびアルギン酸カルシウム、ナトリウ
ムモノフルオロホスフェート、フッ化第一スズ、クロルヘキシジン、ヘキサクロ
ロフェン、セチルピリジニウムクロリド、ベンゼトニウムクロリド、ウレアーゼ
、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、オルトリン酸、リン酸一ナトリウム、リ
ン酸一カリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸二カリウム、ヘミナトリウムホス
フェート、ベンゾトニウム、クロリド、アセチルトリメチルアンモニウム、ブロ
ミド、サンギナリア、トリクロサン、テトラサイクリン、セチルピリジニウムク
ロリド、ベンゾトニウムクロリド、ジメチコンの溶融エマルジョン、およびこれ
らの混合物を含んでいてよい。本発明によるフロスを把持し易くするために、あ
らゆる適切なグリップ剤、例えばシリカ、ヒュームドシリカ、またはフッ化ナト
リウム、またはコーティング、例えばワックスが使用されてもよい。ただし、本
明細書中に説明したように、本発明によるフロスは、このような薬剤またはコー
ティングなしで、通常のフロスよりもより高い把持性を有している。 以下に、実施例についてさらに説明する。これらの実施例は本発明を限定しよ
うとするものではなく、またそのように解釈してはならない。
3PTFE樹脂が10メッシュ・スクリーンを通して、2ガロンのカルボイ内に
移動され、675mlのIsopar Kと配合された(PTFE樹脂の乾燥重
量にわたり22.6重量%の潤滑剤)。カルボイは傾斜平面タンブルブレンダー
に配置され、30分間タンブリングされた。次いでカルボイは、ブレンダーから
取り外され、ペレット化の前に一晩放置させられた。予備成形物は300psi
の圧力に圧縮され、ペレタイザから取り出され、予加熱を可能にするために、シ
ールされたチューブ内に配置された。予備成形物は押し出しの前に16時間、4
0℃に加熱された。使用された押出機は、2インチのバレルを使用する、通常の
ペーストチューブ押出機であった。バレルとダイとの温度は、40℃に設定され
た。実験に使用されたダイは、0.153インチのランド直径を有していた。使
用されたチップは0.142インチのランド直径を有しており、0.750イン
チのマンドレルによって定位置に保持された。設定のための算出減速比は、10
95:1であった。湿った押出物が製造された。湿った押出物は、押出機とスプ
ールとの間でゆるみが生じるのを防止するのにだけ間に合う張力を用いて、4イ
ンチのコア直径を有するスプールに巻き取られた。押し出し速度は1分当たり約
40フィートであった。押出物の壁厚は、膨張を含めて約0.013インチであ
った。湿った押出物のスプールは、テンション繰り出し装置に置かれ、直径5イ
ンチの一組のキャプスタンホイールの周りに供給された。次いで、キャプスタン
から押出物は、1インチの内径を有する4フィートの長さの強制対流オーブン4
を、オーブンの壁に接触することなしに通過させられた。オーブンを出たあと、
押出物は次いで、直径7インチの一組のキャプスタンホイールの周りに巻かれ、
7.5インチのコア直径のスプールを使用してテンション巻取り装置に供給され
た。オーブンは、1分当たり9立方フィートの空気流に設定された向流型オーブ
ンであった。オーブンの繊維出口での温度は380℃に設定され、オーブンの繊
維入口の温度は220℃に設定された。キャプスタン1とキャプスタン2との間
では、5:1の初期速度比が設定され、第1のキャプスタン速度は1分間当たり
2フィートに設定された。第1のキャプスタン速度は、テスト全体で1分間当た
り2フィートに維持された。キャプスタン2とキャプスタン3との間の速度比は
、この例では1.2:1に設定された。キャプスタン1とキャプスタン2との間
の比は次いで、15:1の速度比が確立されるまで5ずつ段階的に増大された。
速度比が20:1に上昇する前にこの設定値で材料長さが走行させられた。この
プロセスは、25:1および30:1の速度比で繰り返された。オーブン温度は
、15:1の速度比で始まる速度比と共に、材料の非晶質ロック状態を維持する
ために、5度ずつ増大しながら上昇させられた。キャプスタン1とキャプスタン
3との間の速度比が36:1であるとき、第3のキャプスタンの速度は72ft
/分であり、オーブンの繊維出口の温度は400℃であった。押出物がどこに変
化が生じたかを識別するために引き取られるのに伴い、マーカーが押出物に配置
された。押出物がスプールに巻き取られるに伴い、繊維は平たくなって実質的に
図1に示した形状を成す傾向があった。このプロセスによって得られた繊維は、
幅、厚さ、デニールおよび強度に関してテストされた。その結果を表1で報告す
る(強度が測定される前に、サンプルは2%の天然蜜蝋でコーティングされた。
蜜蝋は、ペンシルベニア州スプリングシティ在、Cezoma International, Inc.か
ら入手可能な巻取り・蝋引き機モデルCE−1487を使用して、サンプルに塗
布された。蜜蝋はサンプルに塗布される前に97℃に加熱された。)。
の場合と同じダイが用いられ、図3において符号200で示した輪郭を有する、
平らにされたチップが使用された。このような設定のための減速比は約265:
1であった。押出物は、その長さを通してD字形の孔を有することにより、中空
繊維を形成した。湿った押出物のスプールがテンション繰り出し装置に置かれ、
例1と同様に加工された。キャプスタン1とキャプスタン2との間の速度比は、
4:1に固定され、キャプスタン2とキャプスタン3との間の速度比は表2に挙
げたように変化させられた。繊維はスプールに巻き取られるにつれて、平たくな
って実質的に図2に示した形状になる傾向を有した。例2に従って製造された繊
維のスプールは、幅、厚さ、デニールおよび強度に関してテストされ、その結果
を表2に報告する(強度を測定する前に、サンプルは例1との関連において説明
した2%の天然蜜蝋でコーティングされた)。
ンド横断面を用いて、押し出しが行われた。テーパされて点になるチップがほぼ
0.5インチだけ、接触しないように引き込まれて、方形ビード(非中空)が押
し出されることを可能にした。バレルサイズは0.850インチであり、マンド
レルは0.315インチであり、176:1の減速比が算出された。バレルとダ
イとの温度は、この例では45℃に設定された。湿った押出物は例1の方法を用
いて巻き取られた。湿った押出物のスプールはテンション繰り出し装置に配置さ
れ、例1と同様に加工された。この例3に使用された速度比を表3に示す。この
プロセスを用いて得られた繊維は、幅、厚さ、デニールおよび強度に関してテス
トされた。その結果を表3に報告する(強度を測定する前に、サンプルは例1と
の関連において説明した2%の天然蜜蝋でコーティングされた)。
横断面を用い、例3で使用したのと同じチップを利用して、押し出しが行われ、
これにより、円形ビード(非中空)が押し出されるのを可能にした。バレルサイ
ズは0.650インチであり、マンドレルは0.315インチであり、99:1
の減速比が算出された。バレルとダイとの温度は、この例では45℃に設定され
た。湿った押出物は例1の方法を用いて巻き取られた。湿った押出物のスプール
はテンション繰り出し装置に配置され、例1と同様に加工された。このテストに
使用された速度比を表4に示す。このプロセスを用いて得られた繊維は、幅、厚
さ、デニールおよび強度に関してテストされた。その結果を表4に報告する(強
度を測定する前に、サンプルは例1との関連において説明した2%の天然蜜蝋で
コーティングされた)。
脂は320ml/lbのイソプロピルアルコールと配合され、ペレット化の前に
一晩放置された。予備成形物が0.850インチのバレルに対して300psi
の圧力に圧縮され、45℃に予加熱された。予備成形物は、0.850インチの
バレルと、0.315インチのマンドレルと、0.098インチのランド直径の
ダイと、0.050インチのランド直径のチップを用いて押し出された。この組
み合わせに対応して算出された減速比は87:1であった。バレルとダイとの温
度は、この例では45℃に設定された。湿った押出物は、次の変更を伴って例1
の方法を用いて巻き取られ加工された。すなわち、第1のキャプスタン速度は2
ft/分に設定され、単一の強制空気オーブンが、1分当たり10立方フィート
のオーブン空気流で使用され、オーブン出口温度を375℃にした。材料を加工
するために、個別の例が2:1、5:1、10:1、14:1、18:1および
27:1の速度比で調製された。この例のプロセスを用いて製造されたサンプル
は、幅、厚さ、デニールおよび強度に関してテストされた。その結果を表5に報
告する(強度を測定する前に、サンプルは例1との関連において説明した2%の
天然蜜蝋でコーティングされた)。
ach(登録商標)Easy Slide(登録商標)ミントフロスが或る一定
の性質についてテストされた。比較例の測定結果を表6に示す。表から明らかな
ように、本発明による繊維は一組の条件を除く全ての条件下で、比較例の密度を
著しく下回る密度を有した。 上記例から或る一定のサンプルが、上述のテストを用いて耐摩擦性に関して個
別にテストされた。本発明のサンプルは摩擦テスト前に、2%の天然蜜蝋でコー
ティングされた。蜜蝋は、ペンシルベニア州スプリングシティ在、Cezoma Inter
national, Inc.から入手可能な巻取り・蝋引き機モデルCE−1487を使用し
て、サンプルに塗布され、サンプルに塗布される前に97℃に加熱された。J&
J Reach(登録商標)Easy Slide(登録商標)ミントフロスも
また耐摩擦性に関してテストされた。その結果を表7に報告する。
って示されているように、本発明による繊維のサンプルが比較例よりも高い耐摩
擦性を有していたことを示している。耐摩擦性テストの後で再テストすると、本
発明による繊維がやはり著しく高い維持強度を示した。この値は図7において強
度の減衰として報告する(なお、元の繊維サンプルは破断強度を測定するために
、摩擦テストで破断されたので、摩擦テストを受けたものと同種のサンプルがこ
の比較に使用された。あらゆる見掛けの強度の増大が実験誤差内で考慮され、ゼ
ロとして報告される。)。「強度減衰」はこうして、本明細書中に説明した摩擦
テストを受けた後で、繊維による強度損失百分率として規定される。表7に示し
たように、本発明による繊維は、比較サンプルと比べて低い強度減衰を有してい
るので遊離である。比較フロスに比べて本発明のフロスの顕著に改善された強度
減衰は、ユーザの口腔内で性能を模擬実験する。ユーザが歯間でフロスを繰り返
し動かし、これによりフロスを磨耗させるのに伴って、フロスが破断の防止を助
けるために出来るだけ大きな強度を維持していることが重要である。より大きな
強度は、その改善された強度減衰により示されるような本発明のフロスにより維
持される。
00倍の倍率で示している。顕著な表面荒さを見ることができる。図8は図9と
比較することができる。図9は、通常のPTFEフロスの表面を同一倍率で示し
ている(10分間キシレン中にフロスを浸漬し、次いでフロスを空気乾燥させる
ことにより、表面コーティングが剥離された後の、J&J Reach(登録商
標)Easy Slide(登録商標)ミントフロス)。図8の本発明のフロス
と図9の比較用フロスとの間の表面形態特性における顕著な差異は驚くべきもの
であり、予期せぬものである。本発明の表面形態特性のこのような増加した荒さ
の予期せぬ結果は、本発明のフロスの改善された把持性、ならびに他の有利な構
成要件を引き出すと考えられる。図10および図11はさらに、表面形態特性の
同様の比較を行うことにより、点を500倍の倍率で示している。図10に示し
た例1(総速度比24:1を有するサンプル)の本発明のフロスの表面は、図1
1における比較例(上述のように、表面コーティングが剥離された後のJ&J
Reach(登録商標)Easy Slide(登録商標)ミントフロス)の表
面よりも明らかに荒いことが判る。
ル(J&J Reach(登録商標)Easy Slide(登録商標)ミント)
の表面荒さが測定された。両サンプルは、10分間キシレン中にフロスを浸漬し
、次いでフロスを空気乾燥させることにより調製された。その結果を、上述のよ
うな条件下で装置によって測定された平均荒さ、自乗平均荒さ、山・谷比に関し
て以下に報告する。
測定された比較サンプルよりも著しく大きい荒さを示す。 また理論に束縛される意図はないが、通常のPTFEフロスと比べて、本発明
のPTFEフロスの低い密度および他の構成要件は、フロスの改善された性質に
著しく貢献すると考えられる。本発明のこのような構成要件は、手に対して所望
のソフトな圧縮感を有すると共に、効果の知覚を向上させるために口腔内の荒い
触感を有する一方、製造時のかなりの材料節減を可能にする。0.8g/ccよ
りも大きい密度を有する既存のPTFEフロスを以前から知られている製造方法
に従って低密度を有するようにしても、必ず繊維強度が著しく低下してしまうこ
とを発明者は発見した。本発明は、本明細書中で述べた利点を有し、しかもデン
タルフロスとしての使用に適した強度を有する低密度PTFE繊維を提供する。
より大きく知覚されさえすることを発明者は発見した。本発明のフロスの改善さ
れた表面荒さおよび把持性により、本発明によるフロスを内部に保持したままで
装置を成形することができ、しかもこの場合、把持性向上用コーティングまたは
添加物を必要としない。発明者は、本発明のePTFEフロスを備えた、実質的
にヨーロッパ特許出願公開第922440号明細書に記載されたようなポリプロ
ピレンから製作されたこのようなフロス装置のサンプルを製造し、フロスは、優
先テストで選ばれた使用者によれば、装置により十分に保持された。 さらに、本発明の方法および繊維は、種々の他の用途に使用されてよい。本明
細書中にはモノフィラメントフロスとの関連において説明したが、本発明に従っ
て複数の繊維でマルチフィラメントフロスが製造されてよい。本発明の繊維は、
例えば撚ることにより、または、バインダーで接合することにより、通常の繊維
と組み合わされて複合フロスを形成してもよい。
糸はワックス、油または他の潤滑剤でコーティングされるかまたは含浸されるこ
とにより、縫合動作中のその加工性を高めるのが典型的である。伝統的なePT
FE縫い糸を上回って増大した多孔性は、より大量の潤滑剤の取り入れおよび塗
布を可能にする。付加的に、本発明の、荒さが増大した表面形態特性により、フ
ィラメント表面上で潤滑剤および/または他のコーティングが滞留可能な保護領
域が提供される。このような領域は、縫合動作および他の製造の間、ならびにフ
ィラメントの使用中に、コーティングがフィラメント表面から拭い去られるおそ
れを最小化するのを助けることができる。また、繊維の負荷容量が高く、繊維の
表面荒さが増大することにより、潤滑剤または他のコーティングまたは含浸剤の
持続時間が増大すると考えられる。
シ樹脂で繊維を含浸することができることにより、改善されたベアリングおよび
/またはブッシュの材料を提供することができる。フィラメントは織られてソッ
クス構造にされ、織られたソックスの周りにエポキシ樹脂が塗布される。重要な
のは織られたソックスとエポキシ樹脂との間に結合が達成されることである。本
発明は、エポキシ樹脂が付着するのを可能にする、表面荒さが増大した表面を提
供する。加えて、本発明の増大した多孔性は、エポキシ樹脂または他の流動可能
な材料が多孔質フィラメント内に進入し、こうして付着性を形成することを可能
にする。
抵抗と密度との比が増大されたフィラメントを提供する。さらに、本発明はより
低い密度を有するフィラメントを提供するので、続いて圧縮または延伸膨張また
は当業者に良く知られた他の手段によって充填材含量および密度を変えることが
できる範囲と、フィラメントの伝導率と、フィラメントの抵抗とをより幅広く変
化させることができる。 本発明の特定の態様を本明細書中に図示し、説明してきたが、本発明はこのよ
うな図面や説明に限定されるものではない。請求の範囲内で変化および変更を取
り入れ、本発明の一部として具体化できることは明らかである。
図である。図3Aは、図3に示した押出機の一部を示す側方横断面図である。図
3Bは、図3Aの一部を示す詳細図である。図3Cは、例2で使用されるチップ
を示す詳細図である。
。
ある。
す斜視図である。
率で示す走査型電子顕微鏡写真である。
示す走査型電子顕微鏡写真である。
倍率で示す走査型電子顕微鏡写真である。
で示す走査型電子顕微鏡写真である。
Claims (62)
- 【請求項1】 100〜3500のデニールと、約0.7g/cc未満の密
度とを有するポリテトラフルオロエチレン(PTFE)繊維を含んでなることを
特徴とするデンタルフロス。 - 【請求項2】 前記密度が約0.6g/cc未満である請求項1記載のデン
タルフロス。 【請求項2】 前記密度が約0.5g/cc未満である請求項1記載のデン
タルフロス。 - 【請求項3】 前記密度が約0.4g/cc未満である請求項1記載のデン
タルフロス。 - 【請求項4】 前記密度が約0.3g/cc未満である請求項1記載のデン
タルフロス。 - 【請求項5】 前記密度が約0.2g/cc未満である請求項1記載のデン
タルフロス。 - 【請求項6】 前記密度が約0.6g/ccである請求項1記載のデンタル
フロス。 - 【請求項7】 前記繊維が延伸膨張されたPTFEを含んでなる請求項1記
載のデンタルフロス。 - 【請求項8】 前記繊維が、デンタルフロスとしての使用に適した強度を有
する請求項1記載のデンタルフロス。 - 【請求項9】 前記繊維が約1.5 lbsよりも大きい強度を有する請求項1
記載のデンタルフロス。 - 【請求項10】 前記繊維が約2.0 lbsよりも大きい強度を有する請求項
1記載のデンタルフロス。 - 【請求項11】 前記繊維が約2.5 lbsよりも大きい強度を有する請求項
1記載のデンタルフロス。 - 【請求項12】 前記繊維が約3.0 lbsよりも大きい強度を有する請求項
1記載のデンタルフロス。 - 【請求項13】 前記繊維が約5.0 lbsよりも大きい強度を有する請求項
1記載のデンタルフロス。 - 【請求項14】 前記繊維が約7.5 lbsよりも大きい強度を有する請求項
1記載のデンタルフロス。 - 【請求項15】 前記繊維が約10 lbsよりも大きい強度を有する請求項1
記載のデンタルフロス。 - 【請求項16】 前記繊維が中空である請求項1記載のデンタルフロス。
- 【請求項17】 前記繊維が実質的に楕円形の横断面を有する請求項1記載
のデンタルフロス。 - 【請求項18】 前記繊維が実質的に円形の横断面を有する請求項1記載の
デンタルフロス。 - 【請求項19】 前記繊維が実質的に方形の横断面を有する請求項1記載の
デンタルフロス。 - 【請求項20】 前記繊維が耐摩擦性を有する請求項1記載のデンタルフロ
ス。 - 【請求項21】 前記繊維が1デニールあたり、2.8×10-3よりも大き
い平均摩擦破断強度を有する請求項1記載のデンタルフロス。 - 【請求項22】 前記繊維が1デニールあたり、3.0×10-3よりも大き
い平均摩擦破断強度を有する請求項1記載のデンタルフロス。 - 【請求項23】 前記繊維が1デニールあたり、4.0×10-3よりも大き
い平均摩擦破断強度を有する請求項1記載のデンタルフロス。 - 【請求項24】 前記繊維が1デニールあたり、5.0×10-3よりも大き
い平均摩擦破断強度を有する請求項1記載のデンタルフロス。 - 【請求項25】 前記繊維が1デニールあたり、6.0×10-3よりも大き
い平均摩擦破断強度を有する請求項1記載のデンタルフロス。 - 【請求項26】 前記繊維が35%未満の強度減衰を有する請求項1記載の
デンタルフロス。 - 【請求項27】 前記繊維が10%未満の強度減衰を有する請求項1記載の
デンタルフロス。 - 【請求項28】 前記繊維が5%未満の強度減衰を有する請求項1記載のデ
ンタルフロス。 - 【請求項29】 複数の前記繊維が存在する請求項1記載のデンタルフロス
。 - 【請求項30】 前記繊維が充填材を含有する請求項1記載のデンタルフロ
ス。 - 【請求項31】 前記繊維が、相互に接続された通路と経路を画定する延伸
膨張PTFEマトリックスからなる構造を有し、前記充填材が前記通路および経
路内に配置されている請求項31記載のデンタルフロス。 - 【請求項32】 前記繊維が、相互に接続された通路と経路を画定する延伸
膨張PTFEマトリックスからなる構造を有し、前記充填材が前記通路および経
路内に配置されている請求項31記載のデンタルフロス。 - 【請求項33】 前記繊維が中心孔を有し、前記充填材が前記中心孔内に配
置されている請求項31記載のデンタルフロス。 - 【請求項34】 前記充填材が把持性を向上させる材料からなる請求項31
記載のデンタルフロス。 - 【請求項35】 前記充填材が生体作用成分からなる請求項31記載のデン
タルフロス。 - 【請求項36】 前記充填材が、着色剤および香料からなる群から選択され
ている請求項31記載のデンタルフロス。 - 【請求項37】 さらに、前記繊維に被さる少なくとも1つのコーティング
を有する請求項1記載のデンタルフロス。 - 【請求項38】 請求項1記載の少なくとも1つの繊維と、少なくとも1つ
の他の繊維とからなるデンタルフロスであって、前記1つの繊維と前記少なくと
も1つの他の繊維とが撚り合わされるか、またはバインダーによって互いに接合
されていることを特徴とするデンタルフロス。 - 【請求項39】 デンタルフロスを製造する方法であって、(a)PTFE
樹脂を提供する工程と、(b)押出物を形成するために前記樹脂を押し出す工程
と、(c)前記押出物を延伸膨張させて、デンタルフロスとしての使用に適した
繊維を形成する工程と、からなることを特徴とするデンタルフロスを製造する方
法。 - 【請求項40】 前記樹脂を押し出す前記工程が、150:1よりも大きい
減速比を使用することを含む、請求項41記載の方法。 - 【請求項41】 前記樹脂を押し出す前記工程が、200:1よりも大きい
減速比を使用することを含む、請求項41記載の方法。 - 【請求項42】 前記樹脂を押し出す前記工程が、250:1よりも大きい
減速比を使用することを含む、請求項41記載の方法。 - 【請求項43】 前記樹脂を押し出す前記工程が、300:1よりも大きい
減速比を使用することを含む、請求項41記載の方法。 - 【請求項44】 前記樹脂を押し出す前記工程が、500:1よりも大きい
減速比を使用することを含む、請求項41記載の方法。 - 【請求項45】 前記押出物を延伸膨張させる前記工程が、同時に前記押出
物を非接触加熱することを含む、請求項41記載の方法。 - 【請求項46】 フロス装置に使用される請求項1記載のデンタルフロス。
- 【請求項47】 請求項1記載のデンタルフロスからなることを特徴とする
、フロス装置。 - 【請求項48】 100〜3500のデニールと、約0.7g/cc未満の
密度と、約1.5 lbsよりも大きい強度とを有する延伸膨張PTFEからなるこ
とを特徴とする縫い糸。 - 【請求項49】 100〜3500のデニールと、約0.7g/cc未満の
密度と、約1.5 lbsよりも大きい強度とを有する延伸膨張PTFEからなるこ
とを特徴とするベアリング。 - 【請求項50】 100〜3500のデニールと、約0.7g/cc未満の
密度と、約1.5 lbsよりも大きい強度とを有する延伸膨張PTFEからなるこ
とを特徴とするブッシュ。 - 【請求項51】 100〜3500のデニールと、約0.7g/cc未満の
密度と、約1.5 lbsよりも大きい強度とを有する延伸膨張PTFEからなるこ
とを特徴とする製織用繊維。 - 【請求項52】 延伸膨張PTFEからなるデンタルフロスであって、延伸
膨張PTFEが、0.3μmよりも大きい平均荒さと、0.35μmよりも大き
い自乗平均荒さと、1.7μmよりも大きい山・谷間隔とからなる表面特性を有
することを特徴とする、デンタルフロス。 - 【請求項53】 前記平均荒さが約1.306μmである請求項52記載の
デンタルフロス。 - 【請求項54】 前記自乗平均荒さが約1.570μmである請求項52記
載のデンタルフロス。 - 【請求項55】 前記山・谷間隔が約6.316μmである請求項52記載
のデンタルフロス。 - 【請求項56】 歯をフロッシングする方法であって、(a)100〜35
00のデニールと、約0.7g/cc未満の密度とを有する繊維からなるデンタ
ルフロスを準備する工程と、(b)該デンタルフロスを歯間に挿入する工程と、
からなることを特徴とする歯をフロッシングする方法。 - 【請求項57】 前記デンタルフロスが、約1.306μmの平均荒さと、
約1.570μmの自乗平均荒さと、約6.316μmの山・谷間隔とを備えた
表面を有する請求項1記載のデンタルフロス。 - 【請求項58】 100〜3500のデニールと、約0.7g/cc未満の
密度と、約1.5 lbsよりも大きい強度とを有する延伸膨張PTFEからなるこ
とを特徴とするデンタルフロス。 - 【請求項59】 PTFEからなるフィラメントであって、PTFEが、結
節とフィブリルとからなる構造を備えた表面域を有しており、表面域の走査型電
子顕微鏡写真に示されたように、前記結節が表面積の約3%〜約20%からなり
、前記フィブリルが100μm未満の平均長さを有することを特徴とするフィラ
メント。 - 【請求項60】 前記電子顕微鏡写真の倍率が100倍である請求項59記
載のフィラメント。 - 【請求項61】 前記電子顕微鏡写真の倍率が500倍である請求項59記
載のフィラメント。 - 【請求項62】 前記フィラメントがデンタルフロスである請求項59記載
のフィラメント。
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