JP2019118517A - 歯間清掃具及び基部の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】軸部の座屈強度を確保しつつ、軸部に座屈が生じた場合における当該軸部の分断を抑制することが可能な歯間清掃具を提供すること。【解決手段】歯間清掃具（１）であって、歯間に挿通されることが可能な形状を有する軸部（２０）を有する基部（１０）を含み、前記基部（１０）は、合成樹脂と炭素繊維とを含む複合材料により形成されており、前記複合材料における前記炭素繊維の含有量は、５重量％以上１０重量％以下であること。【選択図】図１
Description
本発明は、歯間清掃具に関する。
従来、歯間を清掃するための歯間清掃具が知られている。例えば、特許文献１には、合成樹脂と繊維材とを含む複合材料からなる基部と、エラストマーからなる清掃部と、を備える歯間清掃具が開示されている。基部は、歯間に挿通されることが可能な形状を有する軸部と、指で把持されることが可能な形状を有する把持部と、を有している。特許文献１には、合成樹脂への繊維材の配合により、軸部の剛性（座屈強度）が高まることが記載されている。また、合成樹脂としてポリプロピレンが用いられる場合、繊維材が１５重量％〜３５重量％配合されることが好ましく、合成樹脂としてポリブチレンテレフタレートが用いられる場合、繊維材が１２重量％〜３５重量％配合されることが好ましいことが記載されている。具体的に、ポリプロピレンに対して、繊維材として、ガラス繊維、ガラスボール又はタルクが添加されたものや、ポリブチレンテレフタレートに対して、繊維材として、ガラス繊維が添加されたものを用いることが記載されている。
特許文献１に記載されるような歯間清掃具では、ポリプロピレン等の合成樹脂に対して繊維材が配合されることによって軸部の座屈強度が高められているものの、軸部に座屈が生じた場合、その部分で分断されやすく（ちぎれやすく）なる。歯間清掃具での歯間の清掃中に軸部が分断された場合、その破片が歯間等に残存する懸念がある。
本発明の目的は、軸部の座屈強度を確保しつつ、軸部に座屈が生じた場合における当該軸部の分断を抑制することが可能な歯間清掃具及びその製造方法を提供することである。
前記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明者らは、合成樹脂に対してガラス繊維の曲げ強度よりも大きな曲げ強度を有する炭素繊維を配合することにより、合成樹脂への繊維材の配合量を減らしつつ軸部の座屈強度を確保できること、換言すれば、軸部の座屈強度を確保しつつ、複合材料における合成樹脂の含有量を増やすことによって軸部の靱性（ちぎれにくさ）を向上させることが可能であることに想到した。
本発明は、上記の観点に基づいてなされたものである。具体的に、本発明は、歯間清掃具であって、歯間に挿通されることが可能な形状を有する軸部を有する基部を含み、前記基部は、合成樹脂と炭素繊維とを含む複合材料により形成されており、前記複合材料における前記炭素繊維の含有量は、５重量％以上１０重量％以下である、歯間清掃具を提供する。
本歯間清掃具では、基部を形成する複合材料に比較的曲げ強度の大きな炭素繊維が５重量％以上１０重量％以下含まれているので、軸部の座屈強度が確保され、しかも、軸部に座屈が生じた場合における当該軸部の分断が抑制される。具体的に、複合材料における炭素繊維の含有量が５重量％以上であることにより、軸部の座屈強度が有効に確保される。そして、炭素繊維の含有量が１０重量％以下であること、つまり、複合材料における合成樹脂の含有量が増大することにより、軸部の靱性が高まる。
また、前記合成樹脂は、ポリプロピレンであることが好ましい。
このようにすれば、軸部の靱性が有効に高まるので、軸部に座屈が生じたとしても、その部分での軸部の分断がより確実に抑制される。
また、本発明は、歯間に挿通されることが可能な形状を有する軸部を有する基部の製造方法であって、合成樹脂と炭素繊維とを含む複合材料であって前記炭素繊維の含有量が５重量％以上１０重量％以下であるものを準備する準備工程と、前記基部に対応する空間を有する金型内に前記複合材料を充填することによって前記基部を成形する成形工程と、を備える、基部の製造方法を提供する。
本製造方法では、成形工程において金型内に充填される複合材料における炭素繊維の含有量が５重量％以上１０重量％以下であるので、座屈強度が確保されかつ座屈が生じた場合であっても分断されにくい軸部を有する基部が製造される。さらに、炭素繊維の含有量が１０重量％よりも多い場合に比べて、金型内に充填される複合材料の流動性が高まる。よって、基部の製造効率が向上する。
また、前記基部の製造方法において、前記準備工程では、前記複合材料として、前記合成樹脂及び前記炭素繊維を含む固形物が準備され、前記成形工程では、前記固形物を溶融させながら前記金型内に充填することが好ましい。
このようにすれば、準備工程において、予め合成樹脂に対する炭素繊維の配合量が調整された固形物（例えばペレット状のもの）が準備されるので、成形工程において炭素繊維が飛散することや、複合材料における炭素繊維の含有量にばらつきが生じることが抑制される。
以上のように、本発明によれば、軸部の座屈強度を確保しつつ、軸部に座屈が生じた場合における当該軸部の分断を抑制することが可能な歯間清掃具及びその製造方法を提供することができる。
本発明の一実施形態の歯間清掃具１について、図１〜図４を参照しながら説明する。
図１に示されるように、歯間清掃具１は、基部１０を備えており、好ましくは清掃部４０をさらに備えている。基部１０は、軸部２０と、把持部３０と、を有する。
軸部２０は、特定方向（図１の左右方向）に沿って直線状に延びるとともに歯間に挿通されることが可能な形状を有する。軸部２０の軸方向（図１の左右方向）と直交する平面での軸部２０の断面は、円形である。なお、前記断面は、楕円形や多角形等であってもよい。本実施形態では、軸部２０は、当該軸部の基端部から先端に向かうにしたがって次第にその外径が小さくなる円柱状に形成されている。
把持部３０は、軸部２０の軸方向に沿って軸部２０の基端部から離間するように延びており、指で把持されることが可能な形状を有する。把持部３０は、扁平に形成されている。図１に示されるように、各歯間清掃具１の把持部３０同士は、連結片３２で連結されている。
基部１０は、合成樹脂６１（図３及び図４を参照）と炭素繊維６２，６３（図３及び図４を参照）とを含む複合材料からなる。合成樹脂６１として、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＡＢＳ、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリアセタール等が好ましく用いられる。本実施形態では、合成樹脂６１として、ポリプロピレンが用いられている。炭素繊維として、繊維長が１〜８ｍｍ程度の長繊維６２（図３を参照）、あるいは、繊維長が０．１〜１ｍｍ程度の短繊維６３（図４を参照）が用いられる。複合材料における炭素繊維６２，６３の含有量は、５重量％以上１０重量％以下に設定されることが好ましい。また、炭素繊維６２は、成形された基部１０内において、通常、０．５〜２ｍｍ程度となり、炭素繊維６３は、成形された基部１０内において、通常、０．０１〜４ｍｍ程度となる。また、炭素繊維６２，６３（図３及び図４を参照）の曲げ弾性率は、４〜２０ＧＰａ程度である。
ここで、以上に説明した基部１０の製造方法について説明する。本製造方法は、準備工程と、成形工程と、を含んでいる。
準備工程では、前記複合材料（炭素繊維６２，６３の含有量が５重量％以上１０重量％以下であるもの）が準備される。具体的に、この工程では、複合材料として、合成樹脂６１及び炭素繊維６２，６３を含む固形物（ペレット状のもの）Ｐ（図３及び図４を参照）が準備される。固形物Ｐは、例えば円柱状、球状、四角柱に形成される。ただし、固形物Ｐを溶融させるためのタンクへの当該固形物Ｐの投入時に詰まりを起こしにくいという観点から、固形物Ｐは円柱状に形成されることが好ましい。長繊維６２は、当該繊維の長手方向が前記円柱の軸方向と平行となる姿勢で合成樹脂６１に保持されている。
成形工程では、図２に示されるように、基部１０に対応する空間を有する金型５０内に、固形物Ｐを溶融させながら充填することによって基部１０が成形される。
次に、清掃部４０について説明する。清掃部４０は、歯間を清掃するための部位であり、基部１０の硬度よりも低い硬度を有する樹脂材料により形成されている。具体的に、前記樹脂材料として、スチレン系エラストマーが用いられている。ただし、前記樹脂材料として、シリコン、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等が用いられてもよい。本実施形態では、清掃部４０は、軸部２０の外周面の一部（軸部２０の先端部を含む部位）を被覆する清掃部本体４２と、それぞれが清掃部本体４２の外周面から突出する形状を有する複数のブラシ部４４と、を有する。なお、この清掃部４０は、省略されてもよい。
以上に説明したように、本実施形態の歯間清掃具１では、基部１０を形成する複合材料に比較的曲げ強度の大きな炭素繊維６２，６３が５重量％以上１０重量％以下含まれているので、軸部２０の座屈強度が確保され、しかも、軸部２０に座屈が生じた場合における当該軸部２０の分断が抑制される。具体的に、複合材料における炭素繊維６２，６３の含有量が５重量％以上であることにより、軸部２０の座屈強度が有効に確保され、炭素繊維６２，６３の含有量が１０重量％以下であること、つまり、複合材料における合成樹脂６１の含有量が増大することにより、軸部２０の靱性が高まる。
また、合成樹脂６１として、ポリプロピレンが用いられているので、軸部２０の靱性が有効に高まる。よって、軸部２０に座屈が生じたとしても、その部分での軸部２０の分断がより確実に抑制される。
そして、複合材料における炭素繊維６２，６３の含有量が５重量％以上１０重量％以下であるので、炭素繊維やガラス繊維等の繊維材の含有量が１０重量％よりも多い場合に比べて、前記成形工程において、金型５０内に充填される複合材料の流動性が高まる。よって、基部１０の製造効率が向上する。
また、前記準備工程では、複合材料として、合成樹脂６１及び炭素繊維６２，６３を含む固形物Ｐが準備されるので、成形工程において炭素繊維６２，６３が飛散することや、複合材料における炭素繊維６２，６３の含有量にばらつきが生じることが抑制される。
なお、今回開示された上記実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、複合材料は、炭素繊維として、長繊維６２と短繊維６３との双方を含んでいていてもよい。
また、軸部２０の軸方向は、把持部３０の長手方向と交差していてもよい。また、軸部２０は、湾曲していてもよい。
上記実施形態の歯間清掃具１に関して、４種類の実施例及び２種類の比較例を作成した。各実施例及び各比較例の組成は、図５に示されるとおりである。具体的に、各実施例及び比較例において、合成樹脂（ポリプロピレン）と繊維材（炭素繊維又はガラス繊維）とを含む複合材料の固形物（実施例１：ポリプロピレンと５重量％の長繊維６２とを含む固形物、実施例２：ポリプロピレンと１０重量％の長繊維６２とを含む固形物、実施例３：ポリプロピレンと５重量％の短繊維６３とを含む固形物、実施例４：ポリプロピレンと１０重量％の短繊維６３とを含む固形物、比較例１：ポリプロピレンと５重量％のガラス繊維とを含む固形物、比較例２：ポリプロピレンと１０重量％のガラス繊維とを含む固形物）を準備し、この固形物を、金型５０内の空間（基部１０に対応する空間）に溶融させながら充填することによって基部１０を成形した。そして、その基部１０に対してスチレン系エラストマーにより清掃部４０を設けることにより歯間清掃具を作製した。
実施例１〜４のいずれについても、比較例１及び２と比較して、軸部に座屈が生じた場合にその部分で分断されにくくなっており、また、金型５０内に充填される複合材料の流動性にも優れるものであった。また、前歯及び奥歯の歯間への清掃部４０の挿入性にも優れていた。
１ 歯間清掃具
１０ 基部
２０ 軸部
３０ 把持部
４０ 清掃部
４２ 清掃部本体
４４ ブラシ部
５０ 金型
６１ 合成樹脂
６２ 長繊維
６３ 短繊維
Ｐ 固形物
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Claims (4)
- 歯間清掃具であって、
歯間に挿通されることが可能な形状を有する軸部を有する基部を含み、
前記基部は、合成樹脂と炭素繊維とを含む複合材料により形成されており、
前記複合材料における前記炭素繊維の含有量は、５重量％以上１０重量％以下である、歯間清掃具。 - 請求項１に記載の歯間清掃具において、
前記合成樹脂は、ポリプロピレンである、歯間清掃具。 - 歯間に挿通されることが可能な形状を有する軸部を有する基部の製造方法であって、
合成樹脂と炭素繊維とを含む複合材料であって前記炭素繊維の含有量が５重量％以上１０重量％以下であるものを準備する準備工程と、
前記基部に対応する空間を有する金型内に前記複合材料を充填することによって前記基部を成形する成形工程と、を備える、基部の製造方法。 - 請求項３に記載の基部の製造方法において、
前記準備工程では、前記複合材料として、前記合成樹脂及び前記炭素繊維を含む固形物が準備され、
前記成形工程では、前記固形物を溶融させながら前記金型内に充填する、基部の製造方法。
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