JP5338232B2 - 歯間ブラシ - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤ間にフィラメントを挟み込み、捻じることでフィラメントをワイヤ周りに植毛したブラシ部を備える歯間ブラシに係り、特に、清掃効果および細部到達性に優れ、加えてフィラメントの抜け強度が向上した歯間ブラシに関する。

この種の歯間ブラシとしては、従来から様々のものが提案されており、例えば植毛部が２つ以上の部分から構成され、となりあう部分に互いに物理的性質（材質、形さ、太さ、色等）の異なるフィラメントを植毛し、これにより変化に富み、要求される各種機能を１本のブラシで実現したり、付加された新機能によって新たな使用態様が提案できる歯間ブラシ（特許文献１）や、ブラシ部のフィラメントの表面に複数の凹部を形成し、歯間挿入性や清掃性の向上、良好な使用感、優れた耐久性を有する歯間ブラシ（特許文献２）などが提案されている。しかしながら、これら従来の歯間ブラシは、ブラシ部の歯間隅部などの細部への到達性や清掃効果の向上に一定の限界があった。

特開平９−２３９２８号公報 実用新案登録第３１３９２９６号公報

本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、清掃効果及び細部到達性を向上できるとともに、フィラメントの抜け強度を向上できる歯間ブラシを提供する点にある。

本発明者は、上述の課題を解決するべく鋭意検討した結果、従来の歯間ブラシがブラシ部に断面円形のフィラメントが使用されているために、次のとおり清掃性や細部到達性に限界がある点を見出し、これを解決するものとして、本発明を完成するに至った。

歯間ブラシで清掃効果を高めるためには、植毛されるフィラメントの充填密度を高めることが考えられる。従来の円形断面のフィラメントでは、製造時にワイヤ間に最密に挟み込んでも、捻じった後の植毛状態において各フィラメントの間、フィラメントとワイヤの間にそれぞれ円形であるがゆえの隙間が生じ、充填密度の向上には一定の限界がある。したがって、上記隙間の存在により摩擦力に限界があり、清掃時にフィラメントが抜けるおそれがあり、また、歯間清掃の際に清掃効果に寄与する部位は、歯ブラシのようにフィラメントの先端部ではなく、歯間への挿入の際に屈曲して歯間部に当接するフィラメントの腹部分（外周面）となるが、当該腹部分が緩やかな円弧部となっている断面円形のフィラメントでは、汚れを掻き取る作用にも限界があり、細部への到達性にも限界がある。細いフィラメントとすれば断面円形でも細部までとどくことになるが、支持強度が弱く、清掃効果が逆に低下してしまう。

すなわち本発明は、折り返したワイヤ間にフィラメントを挟み込んだうえこのワイヤを捻じることで該ワイヤにフィラメントを植毛してなるブラシ部を備えた歯間ブラシにおいて、前記フィラメントが多角形断面形状を有しており、前記多角形断面形状の少なくとも一つの内角が３０〜７５度の鋭角であることを特徴とする歯間ブラシを構成した。「鋭角」とは辺と辺のなす内角が鋭角であって、頂角部が多少丸まっているものも含む。また、「多角形」とは、多角形の角部が多少丸まったものも含み、また、辺の部分が多少外側に膨らんだ形状や内側に凹んだ形状など、多少の歪を有するものも含む。前記多角形断面形状は、前記鋭角の角部を２以上有するものが好ましい。

ここで、前記鋭角の角度が前記ワイヤの捻じり角の１．２〜３倍の角度であることが好ましい。「ワイヤの捻じり角」とは、形成されるブラシ部の軸方向（すなわちブラシ部の歯間への挿入方向）に対するワイヤのなす角であり、ワイヤ間に挟まれるフィラメントはこの捻じり角に沿って螺旋状に配列する。
本発明の歯間ブラシにおいては、多角形断面形状が略正三角形、略ひし形、略二等辺三角形及び略平行四辺形から選ばれることが好ましい。
また、本発明の歯間ブラシにおいては、鋭角が、多角形断面形状の最も長い辺の少なくとも一方の端部を構成していることが好ましい。

また、植毛された前記フィラメントが、前記ブラシ部の軸方向に２列以上に積層されてワイヤの間に挟持されていることが好ましい。ここに、ワイヤ間のフィラメントの「列」とは、断面形状が同じ方向を向いたフィラメントがワイヤ長手方向に沿って一列に並んだフィラメントの列をいい、「積層状態」とは、これら各列がワイヤ長手方向に直交するワイヤ幅方向に２列以上に積み重なった状態をいう。また、「ブラシ部の軸方向」とは、歯間ブラシの挿入及び引き抜き方向を意味する。

また、前記フィラメントの多角形断面形状が稠密に配列した状態で積層されていることが好ましい。「稠密に配列した状態」とは、前記フィラメントの多角形断面形状が隙間なく密集して配列された状態であることを意味するが、多少の隙間が存在するものもこれに含まれる。なお、必ずしも、ブラシ部に植毛されたすべてのフィラメントの多角形断面形状が稠密に配列されている必要はなく、植毛されたフィラメントのうち半分以上について稠密な状態であればよい。そして、各フィラメントが稠密かつ積層状態に挟持されることで、隣接する２本のフィラメントは略平行四辺形断面を形成する。
また、本発明の歯間ブラシでは、フィラメントがワイヤ間に挟み込まれた状態で、フィラメントの多角形断面における重心点から鋭角をなす角部に向けた方向と、ブラシ部の軸方向とがほぼ一致するか又は近い状態となることが好ましい。

以上にしてなる本願発明に係る歯間ブラシによれば、フィラメントの断面形状を正三角形等の多角形とすることで、ワイヤに挟み込んで捻じることにより多角形断面形状の鋭角角部をブラシ部の軸方向（歯間ブラシの挿入及び引き抜き方向）に配向させることができ、鋭角角部に刷掃時の圧力が一点集中して清掃効果が向上するとともに、鋭角部分が歯間の細部に至り、汚れを根元から剥がし取ることができる。また、本願発明に係る断面形状を有するフィラメントであれば、多角形の各辺が密接するように充填され、その密度が高まる構造が可能となり、従来の円形断面のフィラメントよりも摩擦力等の関係でフィラメントがワイヤから抜けにくくなる。本願発明では、特に、フィラメント断面形状が略正三角形、略ひし形、略二等辺三角形または略平行四辺形であることにより優れた清掃効果が維持され、ワイヤ間にフィラメントを２列以上充填して最密化することができる。その中でも、特に略正三角形のものは清掃効果に優れるとともにフィラメントの支持強度も高く、配列時の充填率も高く、また製造時の不良発生率を低くすることもできる。

次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明に係る歯間ブラシの全体構成を示す説明図であり、図中符号１は歯間ブラシ、２はブラシ部、３はフィラメント、４はワイヤ、５はハンドル部をそれぞれ示している。

歯間ブラシ１は、図１および図２に示すように、折り返したワイヤ４の間に複数（多数）のフィラメント３，…を挟み込んだうえ、このワイヤ４を捻じることで該ワイヤ４の外周面上に複数のフィラメント３，…を放射状に植毛し、毛切りによる整形を施してなるブラシ部２を備えたものであり、本発明では特に、フィラメント３が多角形断面形状を有しており、前記多角形形状の少なくとも一つの内角が３０〜７５度の鋭角であり、これにより従来の断面円形フィラメントを植毛した歯間ブラシに比べて歯間部の清掃性、細部への到達性が著しく向上できるとともに、フィラメントの抜け強度が向上することを特徴としている。

本例では、合成樹脂製の棒状ハンドル部５の先端部にブラシ部２のワイヤ基部を埋設して保持させたものであり、ブラシ部２とハンドル部５の保持方法については、作製したブラシ部２をハンドル部５を成形する際にインサートして保持させたり、ハンドル部５に取付孔を形成し、高周波加熱や超音波融着などによりワイヤ基部を加熱した状態で取付孔に挿入して保持させる方法などが採用できる。また、固定するのではなくハンドル部５の取付孔にブラシ部２を着脱自在に装着するものでもよい。また、図７に示すようにハンドル部５の先端部がＬ字状に屈曲してそこからブラシ部２が突出するように設けてもよい。その他の例としては、ブラシ部２のブラシ基部を短軸状のハンドルに埋設固定した使い捨てタイプのものや、ブラシ部２のブラシ基部を短軸基台に埋設固定したものを長軸ホルダーに脱着自在に装着するもの、長軸ホルダーの先端部を屈曲させたもの、長軸ホルダーが電動歯間ブラシであるものなど、種々の形態とすることが可能である。

ブラシ部２を構成しているフィラメント３及びワイヤ４の素材は、いずれも従来から公知のものを広く採用できる。フィラメント３は、合成樹脂製モノフィラメントであり、ポリアミド（ナイロン）、ポリプロピレン、ポリエチレン、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）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、これらの樹脂の混合物その他の合成樹脂製のものを適宜選択できる。また、フィラメント内部に微粒子や化学物質などを添加してもよい。ワイヤ４は、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のステンレス鋼線等が好適に採用でき、例えばマンガンを多く含むステンレス鋼線が好ましく、その他、コバルト合金等を用いることも好ましい。

フィラメント３をワイヤ４に植毛する方法についても、従来から公知の方法を広く適用することができる。例えば、所定長さのフィラメントを数十万本束ねた原束に、所定間隔で溝を形成したピッカーを押し当て、溝にフィラメントを一定本数ずつ引っ掛けることにより取り出し、ワイヤ間に挟み込んで捻じるピック式や、複数本のフィラメントを一束に束ねた連続する毛束をリールに巻いた巻装体を複数並設し、これら複数の巻装体から同時に繰り出した毛束群をワイヤ間に供給したうえ毛束をワイヤ間に均等に分散させ、その後、ワイヤを捻じるリール式などを採用できる。植毛後のブラシ部２の毛切形状は、図１の例のように円錐型にしてもよいし、円柱型、樽型、鼓型など種々の形状とすることができる。

ワイヤ４の間に植毛されるフィラメント３，…は、図１のＡの部分のワイヤ間を拡大した図３の拡大模式図に示すように、ワイヤ４の捻じり方向に沿って螺旋状に植毛され、挟み込むフィラメントの本数やワイヤの捻じり条件によってフィラメント３の配列が１列または２列以上に制御される。例えば、２００〜５００本のフィラメントをワイヤに挟み込んで、フィラメント挟持部分のワイヤの捻じり数（巻き数）を１０〜２０回とすることにより、ワイヤの捻じり数の単位あたり（１回あたり）の植毛本数を１０〜５５本、好ましくは１５〜４０本、より好ましくは２０〜３５本として、フィラメントの配列を制御することができる。図中（ａ）は断面略正三角形のフィラメントを４列に配列させた例、図中（ｂ）は２列に配列させた例である。本発明ではフィラメント３の断面３０の形状が多角形であって、多角形の少なくとも１つの内角が３０〜７５度、好ましくは４５〜７０度、より好ましくは５０〜７０度の鋭角である。これによるとワイヤ間に挟み込まれた状態において、図５（ａ）にも示すようにフィラメント断面３０の重心点３２からみた鋭角角部３１の方向３ａがブラシ部２の軸方向（挿入方向）２ａにほぼ一致するか或いは近い状態となり、清掃の際には、図４に示すように鋭角の稜線部３３が歯間の隅部まで届きやすく、溜まった汚れを剥がすように根元から剥がし取ることができるため、清掃効果が著しく向上し、構造上フィラメントの支持強度も高まり毛腰が強くなるのである。

このように植毛されたフィラメント３の鋭角角部３１の方向３ａがブラシ部２の軸方向２ａにほぼ一致していることが効果的であり、そのためには角部３１の角度θ３がワイヤの捻じり角θ４よりも大きい角度、より具体的には角度θ３が捻じり角θ４の１．２〜３倍、好ましくは１．５〜２．５倍、より好ましくは１．７〜２．２倍の角度である。角度θ３が捻じり角θ４と一致するか小さいと清掃時にフィラメントが横方向に倒れやすく、抵抗力（毛腰）が弱くなってしまう。１．２〜３倍の角度にすると安定性がよく左右に倒れにくく、抵抗力が高く清掃効果が向上する。捻じり角θ４は、一般的にワイヤの太さ等によって決まり、２５〜４０度、好ましくは３０〜３５度程度になる。

また、ワイヤ４を捻じる前の状態では、フィラメント３，…はワイヤ間に隙間を介して置かれており、殆どのフィラメント３は、多角形断面形状の最も長い辺３４がワイヤ４の長手方向に沿った安定した状態にあるか、４角以上の多角形断面形状の場合には、最も長い対角線３５がワイヤ４の長手方向に沿うように安定姿勢の状態にある。そして、この状態からワイヤ４が捻じられて隙間が小さくなるにしたがい、各フィラメント３はワイヤ４の外面４０に密着した状態になるため、捻じられた後も前記最も長い辺３４がワイヤ外面４０に密着し、最も長い対角線３５が螺旋方向に近い状態でフィラメント３がワイヤ４に密着することとなる。したがって、上述のようにフィラメント３の鋭角角部３１の方向３ａがブラシ部２の軸方向２ａにほぼ一致するためには、鋭角の角部３１が多角形断面形状の最も長い辺３４の少なくとも一方の端部を構成していることが好ましく、その角部３１が３０〜７５度の鋭角角部であることがより好ましい。ここで「最も長い辺」は、略正三角形や略ひし形などすべての辺の長さが等しい場合や複数の辺が該当する場合、それら何れの辺も該当する。また最も長い対角線３５を構成する角部であることが好ましく、対角線３５が構成される双方の角部３１、３１とも３０〜７５度の鋭角角部であることがより好ましい。

以上の最も長い辺や対角線と角部との関係、さらには支持強度、配列時の充填密度を考慮すると、具体的なフィラメント３の断面形状としては、図５に示すように略正三角形や略ひし形、略二等辺三角形、略平行四辺形にすることが好ましい。ここで、「略正三角形」、「略ひし形」、「略二等辺三角形」、「略平行四辺形」が、正三角形、ひし形、二等辺三角形、平行四辺形の各形状の角部が多少丸まったもの、辺の部分が多少外側に膨らんだもの、内側に凹んだものなど多少の歪を有するものも含むことは勿論である。とくに図５（ａ），（ｂ）の略正三角形や略ひし形であれば、ブラシ部２の軸方向２ａに対してほぼ左右対称な形になるため支持強度の点でより好ましく、なかでもバランスのよい正多角形である略正三角形が清掃効果に優れるとともに充填密度が高く、抜毛強度も高く、製造時の不良発生率も低くなり、さらには支持強度も高くなるという種々の点で好ましい実施例である。

なお、略二等辺三角形の場合は、最も長い辺３４の両端の角部３１、３１が鋭角となる図５（ｃ）の扁平な略二等辺三角形が好ましく、これにより充填密度も高くなる。図５（ｂ），（ｄ）に示すように略ひし形の場合も略二等辺三角形の場合も長い方の対角線３５がブラシ部２の軸方向２ａにほぼ一致することとなり、清掃効果が向上することがわかる。略正三角形のものを除いた略ひし形、略二等辺三角形、略平行四辺形については、いずれも鋭角角部３１の角度θ３を上述のとおり３０〜７５度の範囲内に設定することが好ましい。

図６は断面略ひし形のフィラメントを植毛した拡大模式図であり、図中（ａ）は２列に配列させた例、図中（ｂ）は１列に配列させた例である。このようにフィラメントを２列以上充填することでフィラメントの充填密度をより高めることができ、抜毛強度を高めることができ、また互いに支え合うことで支持強度も向上し、清掃効果をより高めることができる。

なお、ブラシ部２を構成するフィラメント３，…はすべて同じ断面形状のものである必要はなく、異なる断面形状よりなる複数種類のフィラメントを混ぜて植毛してもよい。混ぜ方はまったくランダムに混ぜてもよいが、充填密度の点では同一種類のものを領域にまとめて植毛することが好ましい。例えばワイヤ先端側の植毛領域のフィラメントの断面形状を略ひし形とし、基端側の植毛領域のフィラメントの断面形状を略正三角形としたり、また円形など該当しないものをランダムまたは領域に分けて混ぜて植毛することも含まれる。また、フィラメント自体が捻じられているものを用いることも可能である。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

次に、ブラシ部のサンプルを用いた清掃効果の試験結果について説明する。

（刷掃性試験）
擬似歯間モデルの歯間面を形成することとなる部分に擬似プラーク（商品名「オクルード」、Ｐａｓｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｉｎｃ．）を塗布し、下記実施例１〜３、比較例
１〜３のブラシサンプルにて、それぞれ擬似歯間部への挿入および引き抜きを１回ずつ行い、擬似プラークの刷掃を行った。刷掃後、擬似歯間モデルの歯間面を写真撮影し、画像解析により擬似プラークの除去率を算出した。

（ブラシサンプル）
いずれのサンプルもナイロン素材のフィラメントを用い、ＳＵＳ３０４のステンレスワイヤにて捻りブラシを作製した。各サンプルのフィラメント断面形状は、実施例１を略正三角形、実施例２を略二等辺三角形、実施例３を略ひし形とし、比較例１を円形、比較例２を長方形、比較例３を比較例１と同じ円形とした。実施例１〜３および比較例１、２のフィラメント側面は全て平滑であるが、比較例３のみ凹凸形状のものを用いた。

（試験結果）
下記表１のとおり、実施例１〜３では除去率８２％を越える優れた清掃効果が確認できた。一方、比較例１〜３は７９％以下に留まった。実施例１〜３のなかでも、フィラメント断面形状が略正三角形である実施例１が８９．０％の高い清掃効果を発揮した。

また、図８（ａ），（ｂ）は、ブラシ部の拡大写真であり、（ａ）は断面形状が略正三角形のフィラメントを植毛したもの、（ｂ）は断面形状が略ひし形のフィラメントを植毛したものである。（ａ）から分かるようにフィラメントの充填密度が高く隙間がなく、各フィラメントの鋭角は互い違いであるが、図３のとおりブラシ部の軸方向を向いた同一方向に整列している様子が分かる。（ｂ）の略ひし形の場合も、図６のとおり長い対角線がブラシ部の軸方向に向いた同一方向に整列しており、本サンプルでは若干空間ができているが、ワイヤをさらに捻じるだけで充填密度を容易に高めることができることが分かる。

本発明の代表的実施形態に係る歯間ブラシの全体構成を示す説明図。 ブラシ部の製造手順を示す説明図。 ワイヤ間に植毛された断面略正三角形のフィラメントの拡大模式図（説明図）であり、（ａ）はフィラメントを４列に配列させた例、（ｂ）は２列に配列させた例。 歯間清掃の際のフィラメントの動作を説明する説明図。 （ａ）〜（ｄ）はフィラメント断面形状の好ましい例を示す説明図。 ワイヤ間に植毛された断面略ひし形のフィラメントの拡大模式図（説明図）であり、（ａ）はフィラメントを２列に配列させた例、（ｂ）は１列に配列させた例。 歯間ブラシのハンドル部の変形例を示す説明図。 ブラシ部の拡大写真。

符号の説明

１ 歯間ブラシ
２ ブラシ部
２ａ ブラシ部の軸方向
３ フィラメント
３ａ 鋭角角部の方向
４ ワイヤ
５ ハンドル部
３０ フィラメント断面
３１ 鋭角の角部
３２ 重心点
３３ 稜線部
３４ 最も長い辺
３５ 最も長い対角線
４０ ワイヤ外面

Claims (7)

1. 折り返したワイヤ間にフィラメントを挟み込んだうえこのワイヤを捻じることで該ワイヤにフィラメントを植毛してなるブラシ部を備えた歯間ブラシにおいて、
   前記フィラメントが多角形断面形状を有しており、
   前記多角形断面形状の少なくとも１つの内角が３０〜７５度の鋭角であり、
   前記ワイヤの捻じり角が２５〜４０度であること、
   を特徴とする歯間ブラシ。
2. 前記鋭角が、前記ワイヤの捻じり角よりも１．２〜３倍大きな角度である請求項１に記載の歯間ブラシ。
3. 前記多角形断面形状が略正三角形、略ひし形、略二等辺三角形及び略平行四辺形から選ばれる、請求項１又は２に記載の歯間ブラシ。
4. 前記鋭角が、前記多角形断面形状の最も長い辺の少なくとも一方の端部を構成している、請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯間ブラシ。
5. 前記ワイヤ間の前記フィラメントが、前記ブラシ部の軸方向に２列以上積層されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯間ブラシ。
6. 前記ワイヤ間の前記フィラメントの半分以上は、それらの多角形断面形状が隙間なく密集した状態になるように配列されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の歯間ブラシ。
7. 前記フィラメントが前記ワイヤ間に挟み込まれた状態で、前記フィラメントの多角形断面における重心点から前記鋭角をなす角部に向けた方向と、前記ブラシ部の軸方向とがほぼ一致するか又は近い状態となる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の歯間ブラシ。