JP2007159727A - Antibacterial toothbrush which has bristles evenly impregnated with nanometer-sized antibacterial metal particle which are coated with silicone oxide, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、歯ブラシ分野に関するものであり、より具体的には歯ブラシの毛、特に０.０１〜０.０５ｍｍ直径の先端部を有するポリブチレンテレフタレート材質の毛にナノメータサイズの抗菌性金属粒子、特に金及び銀の粒子が凝集現象を起こさずに均一に含浸された抗菌及び／又は抗真菌特性を持たせた歯ブラシ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to the field of toothbrushes, and more specifically, toothbrush bristles, particularly nanometer-sized antibacterial metal particles on bristles made of polybutylene terephthalate material having a tip of 0.01 to 0.05 mm diameter, The present invention relates to a toothbrush having antibacterial and / or antifungal properties in which gold and silver particles are uniformly impregnated without causing an agglomeration phenomenon, and a method for producing the same.
一般人は、普通一日に３〜４回程歯ブラシを使用し、１回使用当たり普通３〜４分程の時間を使う。したがって歯ブラシはほとんどの時間湿った状態で置かれていることになる。このような湿った条件により、歯ブラシ、特に歯ブラシの毛は細菌類及びカビに汚染されることとなる。そしてこうした細菌類及びカビによる歯ブラシの毛への汚染により、歯ブラシの使用者が汚染源に直接さらされることとなる。 The average person usually uses a toothbrush about 3-4 times a day and usually takes about 3-4 minutes per use. The toothbrush is therefore left moist for most of the time. Such moist conditions can contaminate toothbrushes, especially toothbrush hair, with bacteria and mold. Contamination of the toothbrush hair with these bacteria and molds directly exposes the user of the toothbrush to a source of contamination.
従来、上述したような細菌類及びカビによる汚染から歯ブラシ使用者を保護するために、歯ブラシの毛を所定の温度に加熱して殺菌したり、紫外線を利用して殺菌する方法が採られてきた。しかしこのような方法は、歯ブラシの毛を所定の温度に加熱できるような別途の加熱装置及び上記加熱装置の駆動のための電源、又は歯ブラシの毛に紫外線を照射するための別途の紫外線発生装置及び紫外線発生装置の駆動のための電源を必要とするため、経済的でないだけでなく、使用する際に不便を伴う。 Conventionally, in order to protect a toothbrush user from contamination with bacteria and molds as described above, methods have been adopted in which the toothbrush hair is sterilized by heating to a predetermined temperature or using ultraviolet light. . However, such a method includes a separate heating device that can heat the hair of the toothbrush to a predetermined temperature, a power source for driving the heating device, or a separate ultraviolet ray generator for irradiating the hair of the toothbrush with ultraviolet rays. In addition, since it requires a power source for driving the ultraviolet ray generator, it is not economical and inconvenient to use.
このような欠点のために、最近は歯ブラシの毛に抗菌活性の良好なナノメータサイズの抗菌性金属粒子、例えば金及び銀の粒子を直接含浸させる方法が試みられた。しかし、このように抗菌性金属を歯ブラシの毛へ直接含浸させる方法では、ナノメータサイズの抗菌性金属粒子の凝集が問題視される。このような金属粒子の凝集は、抗菌性金属粒子の抗菌性を損なう。また、歯ブラシの毛の端部分に０.０１〜０.０５ｍｍ直径のスリムな毛の形態が採用されている場合は、歯ブラシの使用中にそのスリムな毛が切断されやすい。また、ナノメータサイズの銀粒子の場合は、酸化による黄変現象も問題となる。０.０１〜０.０５ｍｍの歯ブラシの毛を使用する理由は、歯牙と歯茎の隙間（gingival sulcus）が約０.０５〜０.１０ｍｍだからである（図３参照）。 Because of these drawbacks, recently, attempts have been made to impregnate toothbrush hair directly with nanometer-sized antibacterial metal particles having good antibacterial activity, such as gold and silver particles. However, in the method of directly impregnating the toothbrush hair with the antibacterial metal in this way, aggregation of the antibacterial metal particles of nanometer size is regarded as a problem. Such aggregation of metal particles impairs the antibacterial properties of the antibacterial metal particles. In addition, when a form of slim hair having a diameter of 0.01 to 0.05 mm is adopted at the end portion of the toothbrush bristle, the slim bristle is easily cut during use of the toothbrush. In the case of nanometer-sized silver particles, yellowing due to oxidation is also a problem. The reason for using 0.01 to 0.05 mm toothbrush bristles is that the gingival sulcus is about 0.05 to 0.10 mm (see FIG. 3).
一方、歯ブラシの毛の材質としてはナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が使用されており、この中でもナイロンが最も多く使用されている。ナイロンは適当な弾力と柔軟性を有している点では歯ブラシの毛の材質として有利であるが、吸収性が高く使用により歯ブラシの毛の形態が早く変形する点で不利である。また、ナイロンは一定の弾力を維持させるために太さをある程度保たなければならないため、太さの調節により柔らかさを確保するには適さない。ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル系化合物は、ナイロンと比べて価格が相対的に安く、耐久性が良好なだけでなく、吸収性が低いという点では、一般的な歯ブラシの材質として有利であるが、弾力性が強くて柔軟性が不足しており、歯茎を傷つける可能性があるという点で不利である。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）材質の歯ブラシの毛は、上記のような欠点にも関わらず、上述したような０.０１〜０.０５ｍｍのテーパ加工部分を有する歯ブラシの毛においては有利に使用されている。ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレート材質の歯ブラシの毛における上記数値範囲へのテーパ加工方法としては、テーパ加工対象部位を硫酸に浸漬させたり、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）に浸漬させる加工方法が普遍的に利用されている。これらの方法の中の一つは、韓国特許４２１４５４号に記載されており、この特許の全体内容は本願に含まれる。 On the other hand, nylon, polyethylene terephthalate (PET), and polybutylene terephthalate (PBT) are used as toothbrush bristle materials, and among these, nylon is most frequently used. Nylon is advantageous as a material for toothbrush bristles in that it has appropriate elasticity and flexibility, but it is disadvantageous in that it has high absorbability and the shape of the toothbrush bristles can be quickly deformed by use. In addition, since nylon must maintain a certain thickness in order to maintain a certain elasticity, it is not suitable for ensuring softness by adjusting the thickness. Polyester compounds such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate are advantageous as general toothbrush materials in that they are relatively cheaper than nylon and not only have good durability but also low absorbency. However, it is disadvantageous in that it has strong elasticity, lacks flexibility, and can damage the gums. The toothbrush bristles made of polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT) are the toothbrush bristles having a taper portion of 0.01 to 0.05 mm as described above, despite the above-mentioned drawbacks. Are advantageously used. As a taper processing method for toothbrush bristles made of polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate to the above numerical range, a processing method in which the taper processing target part is immersed in sulfuric acid or sodium hydroxide (NaOH) is universally used. Has been. One of these methods is described in Korean Patent No. 421454, the entire contents of which are included in this application.
最近、ポリブチレンテレフタレート基材の歯ブラシの毛にナノメータサイズの抗菌活性の良好な金属粒子、例えば金及び銀の粒子を均一に分布させる方法が研究されつつある。 Recently, a method for uniformly distributing nanometer-sized metal particles having good antibacterial activity, for example, gold and silver particles, to the bristles of a polybutylene terephthalate base is being studied.
本発明の目的は、約０.０１〜０.０５ｍｍ直径の先端部を有するポリブチレンテレフタレート基材の歯ブラシの毛にナノメータサイズの抗菌活性の良好な金属粒子、例えば金や銀などの粒子が、凝集現象を起こさずに均一に含浸された抗菌性及び抗真菌性歯ブラシを提供することにある。 An object of the present invention is to provide nanometer-sized metal particles having good antibacterial activity, such as gold and silver particles, on the bristles of a polybutylene terephthalate base toothbrush having a tip having a diameter of about 0.01 to 0.05 mm. An object of the present invention is to provide an antibacterial and antifungal toothbrush that is uniformly impregnated without causing an agglomeration phenomenon.
上記の目的を達成するために、本発明は、０.０１〜０.０５ｍｍ直径の先端部を有するポリブチレンテレフタレート基材の毛を有する抗菌性及び／又は抗真菌性歯ブラシであって、
上記歯ブラシの毛は、ナノメータサイズの抗菌性金属粒子のそれぞれがシリコン化合物又はシリコン化合物誘導体を前駆体にして得られた数Åサイズのシリコン酸化物によりコーティングされたコーティング物がポリブチレンテレフタレート基材の樹脂に均一に含浸されていることを特徴とする歯ブラシを提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides an antibacterial and / or antifungal toothbrush having polybutylene terephthalate-based bristles having a 0.01-0.05 mm diameter tip,
The toothbrush bristles consist of a polybutylene terephthalate-based coating in which nanometer-sized antibacterial metal particles are each coated with a silicon oxide or silicon compound derivative obtained by using a silicon compound derivative as a precursor. Provided is a toothbrush characterized by being uniformly impregnated with a resin.
また、本発明は、（ａ）抗菌性金属粒子をシリコン化合物又はシリコン化合物誘導体によりコーティングし、金属粒子の表面が安定した金属粒子コーティング物を得る段階で、ａ−１）抗菌性金属イオンに溶媒及び金属錯イオンの形成に必要な添加剤を混合する段階、ａ−２）シリコン化合物又はシリコン化合物誘導体を添加して得られた金属の表面をコーティングする段階、ａ−３）還元剤を添加して金属化合物を還元する段階、及びａ−４）上記段階ａ−３）を経て製造されたコーティング物を凍結乾燥させる段階を含む段階；（ｂ）上記段階（ａ）を経て得られたコーティング物を溶液又は粉末の形態でＰＢＴチップに混合して、ＰＢＴチップマスタバッチを製造する段階；（ｃ）上記段階（ｂ）で製造されたＰＢＴチップマスタバッチを混合成形して、所定の長さのＰＢＴフィラメント原糸を押出延伸する段階；及び、（ｄ）上記段階（ｃ）から製造された原糸を所定の長さに切断後、切断された端部が約０.０１〜０.０５ｍｍ直径にテーパされるまで所定の温度及び時間で強いアルカリ性溶液に浸漬させることによって、テーパ加工された形状の歯ブラシの毛を形成する段階を含んで、抗菌性及び/又は抗真菌性の歯ブラシを製造する方法を提供する。 The present invention also includes (a) coating antibacterial metal particles with a silicon compound or silicon compound derivative to obtain a metal particle coating with a stable metal particle surface, and a-1) a solvent for antibacterial metal ions. And a step of mixing an additive necessary for forming a metal complex ion, a-2) a step of coating a surface of a metal obtained by adding a silicon compound or a silicon compound derivative, a-3) adding a reducing agent A step of reducing the metal compound, and a-4) a step of freeze-drying the coating product produced through the step a-3); (b) a coating product obtained through the step (a); Mixing a PBT chip in the form of a solution or powder to produce a PBT chip master batch; (c) a PBT chip master batch produced in step (b) above. And a step of extruding and stretching a PBT filament raw yarn having a predetermined length; and (d) a cut end after cutting the raw yarn manufactured from the step (c) to a predetermined length. Forming a toothbrush bristles in a tapered shape by immersing in a strong alkaline solution at a predetermined temperature and time until the part is tapered to a diameter of about 0.01 to 0.05 mm, antibacterial And / or a method of manufacturing an antifungal toothbrush.
本発明によると、０.０１〜０.０５ｍｍ直径の先端部を有するポリブチレンテレフタート基材の毛を有する抗菌性及び／又は抗真菌性歯ブラシであって、上記歯ブラシの毛は、ナノメータサイズの抗菌性金属粒子のそれぞれがシリコン化合物又はシリコン化合物誘導体を前駆体にして得られた数Åサイズのシリコン酸化物によりコーティングされたコーティング物がポリブチレンテレフタレート基材の樹脂に均一に含浸されている歯ブラシ、及びその製造方法が提供される。 According to the present invention, an antibacterial and / or antifungal toothbrush having a polybutylene terephthalate-based bristle having a 0.01-0.05 mm diameter tip, the toothbrush bristle having a nanometer size A toothbrush in which each of the antibacterial metal particles is uniformly impregnated with a polybutylene terephthalate-based resin, which is coated with a silicon oxide having a size of several mm obtained by using a silicon compound or a silicon compound derivative as a precursor. And a method of manufacturing the same.
本発明では、人体への有害程度を考慮し、抗菌性金属として金と銀が使用される。 In the present invention, gold and silver are used as antibacterial metals in consideration of the harmful degree to the human body.
上述した段階（ａ）で抗菌性金属粒子をコーティングするのに使用可能なシリコン化合物又はシリコン化合物誘導体としては、下記構造式で示す化合物が挙げられる。
（構造式１）
Examples of the silicon compound or silicon compound derivative that can be used to coat the antibacterial metal particles in the step (a) described above include compounds represented by the following structural formula.
(Structural formula 1)
又は
Or
上記の式において、
Ｒは水素、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数６〜２４のアリル基、炭素数１〜２０のアルキル化ヒドロキシ基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数１〜２０のアルケン基、ビニル基、アクリル基又はアリル基であり；ｎは１〜１０００の整数である。望ましくは、Ｒは炭素数１〜５のアルキル基又はアルコキシ基であり、ｎは１〜１００の整数である。
In the above formula,
R is hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an allyl group having 6 to 24 carbon atoms, an alkylated hydroxy group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and an alkene group having 1 to 20 carbon atoms. , Vinyl group, acrylic group or allyl group; n is an integer of 1 to 1000. Desirably, R is a C1-C5 alkyl group or alkoxy group, and n is an integer of 1-100.
これらシリコン化合物又はその誘導体は、加水分解時の温度、ｐＨ、溶媒及び添加剤の条件により、その形態及びサイズの調節が可能である。また、これらシリコン化合物又はシリコン化合物誘導体は、金属化合物の金属への還元時に、溶媒、ｐＨ、温度などによってその還元速度を制御する。このような特性により、コーティングしようとするナノメータサイズの抗菌性金属粒子のサイズと分布が調節される。 These silicon compounds or derivatives thereof can be adjusted in form and size according to the conditions of hydrolysis, temperature, pH, solvent and additives. In addition, these silicon compounds or silicon compound derivatives control the reduction rate according to the solvent, pH, temperature, and the like when the metal compound is reduced to the metal. These characteristics control the size and distribution of the nanometer-sized antibacterial metal particles to be coated.
上記段階ａ−１）の出発物質である抗菌性金属イオンは、抗菌性金属を酸に溶解させることにより得られる。上記酸の例として、王水（塩酸と硝酸を３：１の体積比で混合した液体）、硝酸、塩酸及び硫酸が挙げられる。特に、金の場合には王水、銀の場合には硝酸、塩酸、硫酸などに溶解させることが望ましい。 The antibacterial metal ion which is the starting material in the above step a-1) is obtained by dissolving the antibacterial metal in an acid. Examples of the acid include aqua regia (a liquid in which hydrochloric acid and nitric acid are mixed at a volume ratio of 3: 1), nitric acid, hydrochloric acid, and sulfuric acid. In particular, it is desirable that gold be dissolved in aqua regia and silver be dissolved in nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid or the like.
上記段階ａ−１）は、抗菌性金属イオンに溶媒及び添加剤を混合する段階である。前述したように、得られた抗菌性金属イオンに所定の溶媒及び添加剤を混合することにより、金属イオンの直径を数ナノメータサイズに制御することができる。上記溶媒としては、例えばアルコール、グリコール系溶媒及び水が挙げられる。上記添加剤としては、例えばアンモニア水、β−アラニン及びトリエタノールアミンが挙げられる。これら添加剤は金属錯イオンを形成することで、金属イオンの急速な還元による粒子の瞬時の成長を抑制する。 The step a-1) is a step of mixing the antibacterial metal ion with a solvent and an additive. As described above, the diameter of the metal ion can be controlled to several nanometers by mixing a predetermined solvent and additive with the obtained antibacterial metal ion. Examples of the solvent include alcohols, glycol solvents, and water. Examples of the additive include aqueous ammonia, β-alanine, and triethanolamine. These additives suppress the instantaneous growth of particles due to rapid reduction of metal ions by forming metal complex ions.
上記段階ａ−２）は、上記構造式１に示されたシリコン化合物又はその誘導体を添加して得られたシリコン酸化物により、それぞれの抗菌性金属粒子の表面をコーティングする段階である。上記段階ａ−１）での結果物に上記構造式１のシリコン化合物又はその誘導体を添加すると、シリコン化合物又はその誘導体は加水分解され、加水分解時の温度、ｐＨ、上記段階ａ−１）で添加される溶媒及び添加剤の条件により、球状の数Åサイズのシリコン酸化物が形成される。この加水分解時のｐＨは４〜１４に、温度は−７０〜１００℃に調節する。 The step a-2) is a step of coating the surface of each antibacterial metal particle with a silicon oxide obtained by adding the silicon compound represented by the structural formula 1 or a derivative thereof. When the silicon compound of the structural formula 1 or a derivative thereof is added to the resultant product in the step a-1), the silicon compound or the derivative thereof is hydrolyzed, and the temperature and pH during the hydrolysis are determined in the step a-1). Depending on the conditions of the solvent to be added and the additive, a spherical silicon oxide having a size of several squares is formed. The pH during the hydrolysis is adjusted to 4 to 14, and the temperature is adjusted to -70 to 100 ° C.
上記段階ａ−３）は、還元剤を添加して金属化合物を還元する段階である。上記還元剤としては、ヒドラジン一水和物（Ｈ２ＮＮＨ２・Ｈ２Ｏ）；ヒドラジン一水和物（Ｈ２ＮＮＨ２・Ｈ２Ｏ）を含む化合物；及びＲが炭素数１〜２０のアルキル基又はアルコキシ基であり、ｎが０〜３の整数であるＲ−ＮＨｎの構造を有する有機アルカリ性物質が挙げられる。望ましい還元剤としては、ヒドラジン一水和物（Ｈ２ＮＮＨ２・Ｈ２Ｏ）、及びアルキルアミンとアルコキシアミンの混合物が挙げられる。抗菌性金属化合物の金属への還元時に、金属の直径や形状は、溶媒の選択、ｐＨ、温度などによる還元速度の制御に依存する。温度は−７０〜１００℃の範囲、望ましくは、−５０〜０℃の範囲で調節される。これは、−５０℃未満であると還元があまり進まず、０℃を超過すると還元速度が急激に速くなるため、所望のナノメータサイズの抗菌性金属粒子を得ることが難しくなるためである。ｐＨは４〜１４の範囲、望ましくは、４〜７の範囲で調節される。これはｐＨ４未満であると還元があまり進まず、ｐＨ７を超過すると還元速度が速くなるためである。 Step a-3) is a step of reducing the metal compound by adding a reducing agent. As the reducing agent, hydrazine monohydrate (H 2 NNH 2 · H 2 O); a compound containing a hydrazine monohydrate (H 2 NNH 2 · H 2 O); and R is a 1 to 20 carbon atoms An organic alkaline substance having a structure of R—NH n which is an alkyl group or an alkoxy group and n is an integer of 0 to 3 can be mentioned. Desirable reducing agent, hydrazine monohydrate (H 2 NNH 2 · H 2 O), and mixtures of alkyl amines and alkoxy amines. During the reduction of an antibacterial metal compound to a metal, the diameter and shape of the metal depend on the choice of solvent, control of the reduction rate by pH, temperature, and the like. The temperature is adjusted in the range of −70 to 100 ° C., preferably in the range of −50 to 0 ° C. This is because if the temperature is lower than −50 ° C., the reduction does not progress so much, and if it exceeds 0 ° C., the reduction rate increases rapidly, making it difficult to obtain the desired nanometer-sized antibacterial metal particles. The pH is adjusted in the range of 4-14, desirably in the range of 4-7. This is because when the pH is less than 4, the reduction does not proceed so much, and when the pH exceeds 7, the reduction rate increases.
一方、本発明で、上記構造式１のシリコン化合物又はその誘導体の量を調節して添加すると、抗菌性金属粒子のサイズと分布、及びこれらの凝集現象を調節することができる。上記シリコン化合物イオン又はその誘導体イオンの量が金属イオンに対して化学量論的当量比が０．５：１〜５：１であることが望ましい。その理由は、シリコン酸化物の量が上述した比率よりも多いと、金属の表面に吸着したシリコン酸化物の膜が厚くなって、金属本来の特性である電磁気的性質が低下し、逆にシリコン酸化物の量が上述した比率よりも少ないと、還元時に一次的に発生する金属粒子の凝集現象によって粒子の成長現象が生じ、望ましいナノメータサイズの抗菌性金属粒子を得ることができないからである。 On the other hand, when the amount of the silicon compound of the structural formula 1 or its derivative is adjusted and added in the present invention, the size and distribution of the antibacterial metal particles and the aggregation phenomenon thereof can be adjusted. It is desirable that the silicon compound ion or derivative ion thereof has a stoichiometric equivalent ratio of 0.5: 1 to 5: 1 with respect to the metal ion. The reason is that if the amount of silicon oxide is larger than the above-mentioned ratio, the silicon oxide film adsorbed on the surface of the metal becomes thick, and the electromagnetic properties that are the original characteristics of the metal are lowered. This is because if the amount of the oxide is less than the above-described ratio, the particle growth phenomenon occurs due to the aggregation phenomenon of the metal particles that is primarily generated during the reduction, and the desired nanometer-sized antibacterial metal particles cannot be obtained.
上記段階ａ−４）は、上記段階ａ−３）から得られたナノメータサイズの抗菌性金属粒子を凍結乾燥させる段階である。上記段階ａ−３）から得られたナノメータサイズの抗菌性金属粒子は湿潤状態で存在しており、−７０〜５０℃の温度範囲で凍結乾燥すると、純粋なナノメータサイズの単分散金属超微粒粉体が得られる。このような単分散金属超微粒粉体は、均一な粒度分布及び高い電磁気的特性を有し、２次分散も容易である。 The step a-4) is a step of freeze-drying the nanometer-sized antibacterial metal particles obtained from the step a-3). The nanometer-sized antibacterial metal particles obtained from the above step a-3) are present in a wet state, and when freeze-dried in a temperature range of −70 to 50 ° C., pure nanometer-size monodisperse metal ultrafine particles The body is obtained. Such monodispersed metal ultrafine powder has a uniform particle size distribution and high electromagnetic properties, and is easily secondary-dispersed.
上記段階（ｂ）は上記段階（ａ）を経て得られたコーティング物を溶液又は粉末の形態でＰＢＴチップに混合し、ＰＢＴチップマスタバッチを製造する段階である。本発明では、５〜３０ｐｐｍのコーティングされた抗菌性金属粒子が使用される。ＰＢＴチップの製造方法は、当該技術分野に多様に公知されている。 The step (b) is a step in which the coating obtained through the step (a) is mixed with a PBT chip in the form of a solution or a powder to produce a PBT chip master batch. In the present invention, 5-30 ppm coated antimicrobial metal particles are used. Various methods for manufacturing a PBT chip are known in the art.
その後、ＰＢＴチップは混合成形され、所定の長さのＰＢＴフィラメント原糸に押出成形される。その次に、上述した通り製造された原糸を所定の長さ、例えば２８〜３２ｍ／ｍで切断し、切断された端部が約０．０１〜０．０５ｍｍ直径にテーパされるまで、所定の温度（例、１００から１８０℃）及び時間で、強いアルカリ性溶液（例、５ｍのＮａＯＨなど）に浸漬させて、所望のテーパ加工された形状の歯ブラシの毛を得る。 After that, the PBT chip is mixed and molded into a PBT filament yarn having a predetermined length. Next, the raw yarn manufactured as described above is cut at a predetermined length, for example, 28 to 32 m / m, and predetermined until the cut end is tapered to a diameter of about 0.01 to 0.05 mm. Soak in a strong alkaline solution (eg, 5 m NaOH, etc.) at a temperature (eg, 100-180 ° C.) and time to obtain a toothbrush bristles of the desired tapered shape.
本発明による歯ブラシは、通常的であり本発明の一部に属する二重層構造、つまり端部が丸く成形されたグループの下部層（歯ブラシのヘッド表面を基準にして短い距離にある層）と、端部が鋭く尖って成形されたグループの上部層（歯ブラシのヘッド表面を基準にして上記の下部層より遠い距離にある層）から成る歯ブラシの毛が植毛される（図３参照）。上部層は、歯牙と歯茎の隙間と、歯牙と歯牙の隙間にある、飲食物の沈殿物を除去するためのものであり、下部層はその他の部分の飲食物の沈殿物を除去、及び特定の部位をマッサージするためのものである。 The toothbrush according to the present invention is conventional and belongs to a part of the present invention a double layer structure, ie a lower layer of a group whose ends are rounded (layers at a short distance with respect to the head surface of the toothbrush), Toothbrush bristles comprising a group of upper layers (layers farther away from the lower layer with respect to the head surface of the toothbrush) are formed (see FIG. 3). The upper layer is for removing the food and drink deposits in the gap between the teeth and gums, and the gap between the teeth and the teeth, and the lower layer is removing and identifying the food and drink deposits in other parts. It is for massaging the part.
以上説明したように、本発明の歯ブラシによれば、ナノメータサイズの抗菌性金属粒子が凝集現象を起こさずに均一に含浸された歯ブラシの毛を有するため、抗菌活性が卓越しているだけでなく、歯ブラシの毛が切断されるという問題がない。 As described above, according to the toothbrush of the present invention, the antibacterial activity is not only excellent because the nanometer-sized antibacterial metal particles have the toothbrush hairs uniformly impregnated without causing the aggregation phenomenon. There is no problem that the hair of the toothbrush is cut.
本発明について、下記に実施例を記述する。これら実施例は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を制限するものとして解釈されるものではない。 Examples of the present invention are described below. These examples are intended to illustrate the invention and are not to be construed as limiting the scope of the invention.
（第１実施例）
シリコン酸化物によりコーティングされたナノメータサイズの銀粒子の製造
１ｍ濃度に固定された銀溶液１００ｍｌ（０．１ｍ）と蒸留水１００ｍｌ、β−アラニン２０ｇ（１．２２ｍ）を投入して溶解させる。ここにメタノール４００ｍｌ、エトキシエタノール２００ｍｌ、ジエチリングリコール２００ｍｌを入れて攪拌する。溶液を完全に透明になるまで攪拌してから、上記に列挙したシリコン化合物又はシリコン化合物誘導体を入れて、また透明になるまで攪拌する。シリコン化合物又はシリコン化合物誘導体の加水分解が完了したら、トリエタノールアミン１０ｇを入れてからアンモニア水１００ｇを入れ、錯化合物を作る。この溶液にヒドラジン一水和物１００ｍｌ（２．０ｍ）を入れ、銀粒子を還元させる。還元された銀粒子を濾過した後、蒸留水３００ｍｌで６回洗滌してから、エタノールと蒸留水を１:１で混合した溶液３００ｍｌで３回洗滌し、更にエタノール３００ｍｌで洗滌して不純物を完全に除去する。このようにして得られた湿潤状態の銀ケーキを−７０〜５０℃で凍結乾燥して純粋なナノメータサイズの単分散銀粒子超微粒粉体を得る。この結果は、図８ａ及び図８ｂの写真に提示されている。
(First embodiment)
Production of nanometer-sized silver particles coated with silicon oxide 100 ml (0.1 m) of silver solution fixed at a concentration of 1 m, 100 ml of distilled water, and 20 g (1.22 m) of β-alanine are added and dissolved. 400 ml of methanol, 200 ml of ethoxyethanol, and 200 ml of diethylin glycol are added and stirred. The solution is stirred until it is completely transparent, and then the silicon compound or silicon compound derivative listed above is added and stirred until it becomes transparent. When hydrolysis of the silicon compound or silicon compound derivative is completed, 10 g of triethanolamine is added and then 100 g of aqueous ammonia is added to form a complex compound. To this solution, 100 ml (2.0 m) of hydrazine monohydrate is added to reduce the silver particles. The reduced silver particles are filtered, washed 6 times with 300 ml of distilled water, then washed 3 times with 300 ml of a 1: 1 mixture of ethanol and distilled water, and further washed with 300 ml of ethanol to completely remove impurities. To remove. The wet silver cake thus obtained is freeze-dried at −70 to 50 ° C. to obtain a pure nanometer-sized monodispersed monodisperse silver particle ultrafine powder. This result is presented in the photographs of FIGS. 8a and 8b.
（第２実施例）
シリコン酸化物によりコーティングされたナノメータサイズの金粒子の製造
１ｍ濃度に固定された金溶液１００ｍｌ（０．１ｍ）と蒸留水１００ｍｌ、β−アラニン２０ｇ（１．２２ｍ）を投入して溶解させる。ここにメタノール４００ｍｌ、エトキシエタノール２００ｍｌ、ジエチリングリコール２００ｍｌを入れて攪拌する。溶液を完全に透明になるまで攪拌してから、上記に列挙したシリコン化合物又はシリコン化合物誘導体を入れて、また透明になるまで攪拌する。シリコン化合物又はシリコン化合物誘導体の加水分解が完了したら、トリエタノールアミン１０ｇを入れてからアンモニア水１００ｇを入れ、錯化合物を作る。この溶液にヒドラジン一水和物１００ｍｌ（２．０ｍ）を入れ、金粒子を還元させる。還元された金粒子を濾過した後、蒸留水３００ｍｌで６回洗滌してから、エタノールと蒸留水を１:１で混合した溶液３００ｍｌで３回洗滌し、更にエタノール３００ｍｌで洗滌して不純物を完全に除去する。このようにして得られた湿潤状態の金ケーキを−７０〜５０℃で凍結乾燥して純粋なナノメータサイズの単分散金粒子超微粒粉体を得る。この結果は上記第１実施例の結果と同様である。
(Second embodiment)
Production of nanometer-sized gold particles coated with silicon oxide 100 ml (0.1 m) of gold solution fixed at a concentration of 1 m, 100 ml of distilled water, and 20 g (1.22 m) of β-alanine are dissolved. 400 ml of methanol, 200 ml of ethoxyethanol, and 200 ml of diethylin glycol are added and stirred. The solution is stirred until it is completely transparent, and then the silicon compound or silicon compound derivative listed above is added and stirred until it becomes transparent. When hydrolysis of the silicon compound or silicon compound derivative is completed, 10 g of triethanolamine is added, and then 100 g of aqueous ammonia is added to form a complex compound. To this solution, 100 ml (2.0 m) of hydrazine monohydrate is added to reduce the gold particles. The reduced gold particles are filtered, washed 6 times with 300 ml of distilled water, then washed 3 times with 300 ml of ethanol and distilled water mixed 1: 1, and further washed with 300 ml of ethanol to completely remove impurities. To remove. The wet gold cake thus obtained is freeze-dried at −70 to 50 ° C. to obtain pure nanometer-size monodisperse gold ultrafine particles. This result is the same as the result of the first embodiment.
（第３実施例）
シリコン酸化物によりコーティングされたナノメータサイズの金及び銀の抗菌活性評価
１）シリコン酸化物によりコーティングされたナノメータサイズの銀粒子の抗菌活性
下記の表１は、上記第１実施例で製造したナノメータサイズの銀粒子の抗菌活性について韓国原糸織物試験研究院に依頼して得た結果である。試料＃１、＃２、＃３の濃度は、それぞれ５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５０ｐｐｍである。
(Third embodiment)
Evaluation of antibacterial activity of nanometer-sized gold and silver coated with silicon oxide 1) Antibacterial activity of nanometer-sized silver particles coated with silicon oxide Table 1 below shows the nanometer size manufactured in the first embodiment. This is a result obtained by requesting the Korean Woven Textile Research Institute to study the antibacterial activity of silver particles. The concentrations of samples # 1, # 2, and # 3 are 5 ppm, 10 ppm, and 50 ppm, respectively.
２）シリコン酸化物によりコーティングされたナノメータサイズの金粒子の抗菌活性
下記の表２は上記第２実施例で製造したナノメータサイズの金粒子の抗菌活性について韓国原糸織物試験研究院に依頼して得た結果である（ＳＨＡＫＥ ＦＬＳＫ ＭＥＴＨＯＤ、ＫＳ Ｍ ０１４６−２００３）。試料の濃度は５ｐｐｍである。
2) Antibacterial activity of nanometer-sized gold particles coated with silicon oxide Table 2 below asks the Korean Institute for Testing and Testing of Yarn Fabrics about the antibacterial activity of nanometer-sized gold particles prepared in the second embodiment. This is the result obtained (SHAKE FLSK METHOD, KS M 0146-2003). The concentration of the sample is 5 ppm.
（第４実施例）
ＰＢＴ材質の歯ブラシの毛についての物理的特性評価
第１実施例で製造したシリコン酸化物によりコーティングされたナノメータサイズの銀粒子５ｐｐｍをＰＢＴに混合して物理的特性を比較評価し、下記の表３に提示した。
(Fourth embodiment)
Evaluation of physical properties of toothbrush bristles made of PBT material PBT was mixed with 5 ppm of nanometer-sized silver particles coated with silicon oxide prepared in the first example, and the physical properties were compared and evaluated. Presented to.
Ｎ．Ｂは、“non breakable”の縮約語である。
N. B is a contraction of “non breakable”.
上記表からわかるように、純粋ＰＢＴの物理的特性と、本発明によって製造された抗菌性金属粒子含有のＰＢＴ樹脂の物理的特性は、ほぼ同じであった。これはナノメータサイズの金属粒子が相互に凝集現象を起こさず、ＰＢＴ樹脂の切断を誘発させないことを示す。 As can be seen from the above table, the physical properties of pure PBT and the PBT resin containing antibacterial metal particles produced according to the present invention were almost the same. This indicates that the nanometer-sized metal particles do not cause agglomeration phenomenon and do not induce cutting of the PBT resin.
Claims (6)
上記歯ブラシの毛は、ナノメータサイズの抗菌性金属粒子のそれぞれがシリコン化合物又はシリコン化合物誘導体を前駆体にして得られた数Åサイズのシリコン酸化物によりコーティングされたコーティング物がポリブチレンテレフタレート基材の樹脂に均一に含浸されている歯ブラシ。 An antibacterial and / or antifungal toothbrush having polybutylene terephthalate-based bristles having a 0.01-0.05 mm diameter tip,
The toothbrush bristles consist of a polybutylene terephthalate-based coating in which nanometer-sized antibacterial metal particles are each coated with a silicon oxide or silicon compound derivative obtained by using a silicon compound derivative as a precursor. Toothbrush uniformly impregnated with resin.
又は
上記の式において、
Ｒは水素、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数６〜２４のアリル基、炭素数１〜２０のアルキル化ヒドロキシ基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数１〜２０のアルケン基、ビニル基、アクリル基又はアリル基であり；ｎは１〜１０００の整数である。 The toothbrush according to claim 1, wherein the silicon compound or the silicon compound derivative is a compound having the following structural formula:
Or
In the above formula,
R is hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an allyl group having 6 to 24 carbon atoms, an alkylated hydroxy group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and an alkene group having 1 to 20 carbon atoms. , Vinyl group, acrylic group or allyl group; n is an integer of 1 to 1000.
又は、
上記の式において、
Ｒは水素、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数６〜２４のアリル基、炭素数１〜２０のアルキル化ヒドロキシ基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数１〜２０のアルケン基、ビニル基、アクリル基又はアリル基であり；ｎは１〜１０００の整数である。 The method according to claim 4, wherein the silicon compound or the silicon compound derivative is a compound having the following structural formula:
Or
In the above formula,
R is hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an allyl group having 6 to 24 carbon atoms, an alkylated hydroxy group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and an alkene group having 1 to 20 carbon atoms. , Vinyl group, acrylic group or allyl group; n is an integer of 1 to 1000.
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