JPH09501861A - 改良された延伸膨張ｐｔｆｅフロス材料とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、改良された取扱い特性を有する延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フロスである。従来の延伸膨張ＰＴＦＥフロスと異なり、本発明のフロスは、折畳まれていない配向にフロスが維持されるように、増加された厚さの繊維を使用する。本発明の改良された加工工程は、その長さにそったより均一な寸法、改良された圧縮性と取扱い性、及び使用されているフロスのセグメントの自動的視覚指示を含む多数の改良された特性を有するフロスを創出する。

Description

【発明の詳細な説明】 改良された延伸膨張ＰＴＦＥフロス材料とその製造方法 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、フロス材料、特には延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ Ｅ）繊維から作成されるフロスに関する。 ２．関係技術の説明 Ｇｏｒｅの米国特許第３９５３５６６号の発明の開発以来、延伸膨張ポリテト ラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から作成される可撓性繊維は、歯の間を掃除す る歯科用フロス(dental floss)を含む各種の目的に使用されている。Ｌｏｒｃｈ の米国特許第４７７６３５８号明細書は、延伸膨張ＰＴＦＥフロス材料のそのよ うな用途の１つを開示しており、活性薬剤を含めるためにフロスがそれ自身の上 に折畳まれる。ワックスコーティングした延伸膨張ＰＴＦＥ繊維は、Ｃｕｒｔｉ ｓらの米国特許第５０３３４８８号明細書、同５２０９２５１号明細書を含む多 数の他の特許において教示されている。Ｂｌａｓｓの米国特許第５２２０９３２ 号明細書は、非多孔質ＰＴＦＥフロス材料の使用を開示している。現在のところ 、Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ ＆ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社より商標ＧＬＩＤＥ（登録） 、Ｃｏｌｇａｔｅ Ｐａｌｍｏｌｉｖｅ社よりＣＯＬＧＡＴＥ ＰＲＥＣＩＳＩ ＯＮ（登録）、Ｊｏｈｎｓｏｎ ＆ Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｐｒ ｏｄｕｃｔｓ社よりＥＡＳＹ−ＳＬＩＤＥとして販売されているものを含む多数 の市販の延伸膨張ＰＴＦＥフロスがある。 延伸膨張ＰＴＦＥフロスは、細断（及びそれに伴う歯の間の繊維 の切れ端の刺さり）に対する抵抗や高い潤滑性を含む、通常のナイロンフロスに 勝る多数の長所を有する。既存の延伸膨張ＰＴＦＥフロスは細断に対して耐える ものの、遺憾ながら、それらは依然としてある程度のフィブリル化が経験される 。歯科用フロスにおけるフィブリル化は、細断は歯の間での繊維の個々のストラ ンドの切断と考えられているのに対し、フィブリル化がバラバラの連続繊維を生 じるという元の繊維の分割である点で、細断と区別される。フィブリル化と細断 は両方とも歯科用フロス製品には望ましくない。延伸膨張ＰＴＦＥ材料について のこの他の問題は、それらは加工することが難しい傾向にあり、多数の構造的問 題を有することがある点である。例えば、均一な寸法を有する繊維にするために 撚りを入れられた多数のストランドから作成された通常のナイロンフロスと異な り、延伸膨張ＰＴＦＥフロス材料は、１本のフィラメイトのストランドにスリッ トされ、次いで巻き取り工程の前に折畳まれる薄い平坦なテープから作成されて いる。このことは、加工の際に延伸膨張ＰＴＦＥ材料を制御することを困難にし ており、その長さにそって一定しない幅と厚さの寸法に結びつく。延伸膨張ＰＴ ＦＥ材料についてのもう１つの問題は、その強度と薄さが、使用者の手に切り込 む又は使用者の歯肉に対して不快な表面を与えることがあるフロス材料を多くの 場合に製造する点である。最後に、歯間の掃除の際に延伸膨張ＰＴＦＥフロス繊 維の薄いエッジを露出したままにすることは、ある程度のフィブリル化に結びつ くことがあると考えられている。 これらの問題を処理するため、市販の延伸膨張ＰＴＦＥフロスは、フロス繊維 の上にそのエッジの一方又は両方が折畳まれ、フロスの厚さを高めている。この プロセスは、露出したエッジのない比較的厚いフロスを製造し、取扱いとフィブ リル化の問題を減らしてい る。残念なことに、このようなフロス材料は、均一な幅と厚さの寸法を維持しな がら加工することが難しいままである。その上、折畳まれたフロスは、使用の際 及び加工の際に解かれる傾向を有し、いろいろな厚さといろいろな幅を有するフ ロス材料をもたらす。一定しない厚さは際立った問題であり、なぜなら最適の掃 除のために歯の間の隙間をフロスが満たすことを可能にするには、厚さの寸法が 決定的に重要であると考えられているためである。最後に、入手可能なＰＴＦＥ フロス材料の「感触」は、使用者に持たれているときと歯間を浄化しているとき の両方において、依然として不足である。 従って、本発明の主な目的は、より容易に加工されることができる均一な寸法 の延伸膨張ＰＴＦＥフロス材料を提供することである。 本発明のもう１つの目的は、既存の延伸膨張ＰＴＦＥフロスよりも「しっかり 握ることができ」、容易に取り扱われ、使用される延伸膨張ＰＴＦＥフロス材料 を提供することである。 本発明のさらにもう１つの目的は、加工の際に折畳まれない延伸膨張ＰＴＦＥ フロス材料を提供することである。 本発明のさらにもう１つの目的は、既存のフロス材料においては現状で得られ ない特性を有する延伸膨張ＰＴＦＥフロスを提供することである。 本発明のこれら及びこの他の目的は、次の明細書の再吟味より明らかになるで あろう。 発明の要旨 本発明は、改良された延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フロ ス材料を含む。本発明のフロスは、その全長にそって 折畳まれていない配向を維持しながら、フロスに必要な寸法を獲得する。このこ とは、フロスの最終寸法にスリットされ、所望によりさらに延伸膨張され、ころ がり、折畳み又は曲がりを避けるために慎重にスプール上に巻取られる割合に厚 い延伸膨張ＰＴＦＥシートを採用することによって達成される。好ましくは、こ のフロス材料は、７５μｍの最小限の折畳まれていない厚さと、０．７ｍｍの最 小限の幅を有する。 本発明のフロスは、現状で入手可能な延伸膨張ＰＴＦＥフロスに勝る多数の長 所を有する。改良された特性には、その全長にそったはるかにより均一な寸法（ 幅と厚さ）、顕著に改良された圧縮性とその結果としての改良された握り性能、 及び歯間を掃除する際の改良された取扱いと心地良さがある。また、このフロス は、歯間の掃除の際に歯の間に通されるとき、緻密化することが見出されている 。未使用のフロスは不透明な白色を有するが、歯間の掃除後の使用されたフロス の長尺体は、顕著に異なる透明又は半透明の色に緻密化するであろう。この特性 は、使用されたフロスのそれら領域の自動的指示を与える。本発明のもう１つの 改良された特性は、通常の延伸膨張ＰＴＦＥフロスに勝るその顕著に改良された フィブリル化抵抗である。 図面の説明 本発明の作用は、添付の図面と併せて考慮されると、次の説明より明らかにな るはずである。ここで、 図１は、本発明のフロス繊維の横断面を９０倍に拡大した走査型電子顕微鏡写 真（ＳＥＭ）であり、 図２は、本発明のフロス繊維の半横向きのアイソメ図であり、 図３は、ある市販のフロス繊維の横断面を８０倍に拡大したＳＥ Ｍであり、 図４は、別な市販のフロス繊維の横断面を９０倍に拡大したＳＥＭであり、 図５は、本発明の繊維のフィブリル化を試験するために使用した装置の概略図 であり、 図６は、フィブリル化試験における破損を示す、５０倍に拡大した通常のフロ スの繊維の写真であり、 図７は、フィブリル化試験の後に全くフィブリル化がないことを示す、５０倍 に拡大した本発明の繊維の写真であり、 図８は、既存のＰＴＦＥフロスに比較した、本発明のフロスの幅の均一性のグ ラフであり、 図９は、既存のＰＴＦＥフロスに比較した、本発明のフロスの厚さの均一性の グラフであり、 図１０は、２本の歯の間の窮屈な接触を経て通過させながら圧縮している、本 発明のフロス繊維の部分的な概略図である。 発明の詳細な説明 本発明は、フロスとして使用するための改良された繊維材料である。用語「フ ロス(floss)」は、本明細書においては歯の間の掃除に使用するに適切な糸状材 料を包括的に含むことを意図する。 本発明の繊維は、横断面寸法で本質的に長方形から長円形であり、実質的に折 畳み又はシワがなしに作成された延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ Ｅ）繊維の割合に厚いストランドを含む。既存のフロスに要求されるような、そ れ自身の上にそのエッジの一方又は両方を折畳むことなくフロスを作成するため には、本発明のフロスが、現状で入手できるＰＴＦＥフロス繊維よりもかなり大 きい厚さ寸法を有して作成されることが特に重要である。例えば、 Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ ＆ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社により商標ＧＬＩＤＥ（登録） として販売されている通常の延伸膨張ＰＴＦＥフロス繊維は、折畳みの前に、厚 さが約４０μｍと幅が約２ｍｍの一般的な寸法を有する。この材料が折畳まれて 歯科用フロスとして包装された場合、この材料は一般に厚さが約９０μｍと幅が 約１．２ｍｍの寸法を有する。Ｊｏｈｎｓｏｎ ＆ Ｊｏｈｎｓｏｎより品名Ｅ ＡＳＹ ＳＬＩＤＥとして販売されているＰＴＦＥフロスは、厚さが約２３μｍ と約２．３ｍｍの一般的な曲げ戻された寸法を有する。この材料が折畳まれて歯 科用フロスとして包装された場合、この材料は一般に厚さが約７５μｍと幅が約 １．３ｍｍの寸法を有する。 図１と２に示されているように、本発明のフロス10は、本質的に長方形から長 円形の横断面寸法を形成する。一般的な寸法は厚さが約５０〜２５０μｍ、好ま しくは７５〜１５０μｍであり、幅が約０．５〜３ｍｍ、好ましくは０．７〜１ ．５ｍｍである。この材料のかなりの厚さは、折畳むなどで材料の高さをかさば らせる必要なしに、このフロスが非常にうまく機能することを可能にする。また 、この繊維の長方形から長円形の横断面形状は、やはり折畳みがないことを除き 現状の最良の商業的フロスによって得られるものと同様である。 本発明のフロスは、使用の間にそのエッジにそったフィブリル化に対して高度 に耐久性であることが予想外に証明されている。このフィブリル化問題の解消は 、折畳みの１つの目的が、フィブリル化を受けるフロスの外側表面上の露出した エッジの数を減らすことであった従来の延伸膨張ＰＴＦＥフロス材料に勝る重要 な進歩である。用語「外側表面(outer surface)」は、繊維の長さにそって走る 繊維の中心線の周りに繊維が３６０°回転されながら周囲の光に曝 されたとき、見ることができる折畳まれていない又はシワになっていない繊維の 表面と定義する。 本発明のフロス繊維は、一連のユニークな加工工程によって製造される。先ず 延伸膨張ＰＴＦＥシートが入手され又は作成される。このような材料は、例えば メリーランド州のエルクトンにあるＷ．Ｌ．Ｇｏｒｅ ＆ Ａｓｓｏｃｉａｔｅ ｓ社の商標ＧＯＲＥ−ＴＥＸ（登録）のように、多数の商業的供給源より種々の 形態で入手することができる。この材料は、参考にして取り入れられているＧｏ ｒｅの米国特許第３５４３５６６号明細書の教示に従って作成されることができ る。好ましいシートは、約０．５〜１．０ｍｍの厚さ、約０．８〜１．５ｇ／ｃ ｃの密度、及び約０．５〜１．０ｇ／テックスの強力（tenacity）を有する。 これら特性の各々は、通常の方法で測定される。幅と厚さは、例えばキャリパ ーの使用によるあるいは走査型電子顕微鏡による測定のような任意の通常の手段 によって測定される。密度は、サンプルの測定重量をサンプルの計算体積で割り 算して求められる。体積はサンプルの測定した長さ、幅、及び厚さを掛け算する ことによって計算される。強力（tenacity）は、サンプルの引張強度を、単位長 さあたりに標準化した重さ（テックス〔ｇ／１０００ｍ〕又はデニール〔ｇ／９ ０００ｍ〕）で割り算することによって求められる。 次いでこのシートは、０．５〜２０ｍｍ離してセットされた一連の間隔を設け た刃にそのシートを通すことにより、ストランドにスリットされることができる 。切断の後、その繊維は、例えば下記に説明するプロセスによるようなさらなる 熱処理及び／又は延伸膨張工程に供されることができる。最終的にこの繊維は、 巻取り工程の際の繊維のころがりや折畳みを避けるように注意しながらスプール 上に巻取られるべきである。 好ましくは、次のような仕方で延伸膨張ＰＴＦＥシートが作成され、本発明の 繊維にスリットされる。微粉末ＰＴＦＥ樹脂に、無臭ミネラルスピリットのよう な潤滑剤が、混合物が生成するまで混合される。使用される潤滑剤の体積は、押 出の前に粒子の剪断の可能性を最少限にするように、ＰＴＦＥ樹脂の一次粒子を 潤滑するに十分であるべきである。 次いでその混合物がビレットに圧縮され、例えばラム式押出機を通して押出さ れ、凝集性の押出物を作成する。約３０：１〜３００：１の縮少比を使用するこ とができる（即ち、縮少比＝押出シリンダーの横断面積／押出ダイの横断面積） 。殆どの用途について７５：１〜１００：１の縮少比が好ましい。 次いで、例えば蒸発によって潤滑剤を除去することができ、そのドライの凝集 性押出物が、少なくとも１つの方向にその元の長さの１．１〜５０倍に延伸膨張 される（１．５〜２．５倍が好ましい）。ドライの凝集性押出物を一連の回転す る加熱ローラー又は加熱プレートの上に通すことによって延伸膨張を行うことが できる。 このシートが作成された後、このシートは、そのドライの凝集性の延伸膨張さ れた押出物を、一組みの間隔を設けた刃又は他の切断手段の間に通すことで所定 の幅にスリットすることによって、繊維に形成されることができる。切断の後、 スリットされた凝集性押出物を、次いで長さ方向に１．１：１〜５０：１の比（ １５：１〜３５：１が好ましい）でさらに延伸膨張させ、繊維を作成することが できる。最終的に、この繊維は、３４２℃を超える温度に繊維を曝すことによっ てアモルファス固定工程に供されることができる。 繊維の幅は、ＰＴＦＥの延伸膨張技術で公知のいくつかのプロセス変数によっ て制御されることができる。繊維の幅に影響を及ぼすことができる変数は、スリ ット幅、延伸膨張温度、及び延伸膨張比 である。 この繊維の最終寸法は、約０．５〜３．０ｍｍの幅、約５０〜２５０μｍの厚 さ、約８０〜４５０テックスの重さ／長さ、約１．０〜１．９ｇ／ｃｃの密度、 約１．５〜１５ｋｇの引張強度、及び約１０〜４０ｇ／テックスの強力（tenaci ty）を有するべきである。 これらの測定はやはり通常の仕方で行われた。ばらの引張強度は、例えばマサ チューセッツ州カントンのインストロン機のような引張試験機によって測定され た。シート状の物品の場合、インストロン機に、引張荷重の測定の際にシート状 物品の固定に適する締付ジョーが装備された。引張試験機のクロスヘッド速度は ２５．４ｃｍ／分であった。ゲージ長さは１０．２ｃｍであった。繊維の場合、 引張荷重の測定の際に繊維とストランド物品を固定するに適切な繊維用（角型の ）ジョーをインストロン機に装備した。引張試験機のクロスヘッド速度は２５． ４ｃｍ／分であった。ゲージ長さは２５．４ｃｍであった。 上記の方法に従って作成されたフロス繊維の特性は、従来のＰＴＦＥや延伸膨 張ＰＴＦＥフロスとはかなり相違する。商標ＧＬＩＤＥ（登録）として販売され ている通常の多孔質延伸膨張ＰＴＦＥフロスを図３に示す。この繊維は、フロス としては非常に良好な性能であるが、このＳＥＭに見ることができるように、適 切な掃除と握り性能のために十分な厚さを形成するため、及び露出したエッジの 数を減らしてフィブリル化の機会を最少限にするため、このフロスはそれ自身の 上に折畳まれている。この折畳みプロセスは一定して実施し維持することが難し く、下記により詳しく説明するように、フロスの特性を束縛する。 図４は、品名ＥＡＳＹ ＳＬＩＤＥとして販売されている通常の緻密化された ＰＴＦＥフロスを示す。やはりこのフロスはそれ自身 の上に折畳まれ、高められた厚さとある限られた寸法の均一度を与えている。 本発明のフロスに比較した既存の繊維の欠点は、これら繊維間のフィブリル化 に対する相対的な抵抗の試験によって実証されることができる。フィブリル化抵 抗試験は、既存のフロス繊維と本発明のフロスを用いて行い、下記に概説する。 ワックス処理していない及びワックス処理したサンプルの両方を試験した。 フィブリル化抵抗試験に使用した装置14を図５に示す。装置14はＬ形金属プレ ート20に取り付けられた滑車装置18a、18bから吊るされた９００ｇの錘16を含む 。紐22の１つの端は錘16を支持し、一方で他の端は滑車装置18a、18bを通り抜け てＳ字形フック24に縛られる。Ｓ字形フック24は、試験されるべき繊維を固定し 、錘を装置に組み入れる。試験されるべき６０ｃｍの繊維のセグメント26の中央 がＳ字形フック24の周りに輪に巻かれる。次いで繊維が上方のロッド28（上の方 を見られたい）の周りに渡される。ロッド28の上で一重結び(half hitch Knot)3 0が結ばれ、各々の繊維セグメントが分けられ、ロッド28の上方のロッド32と34 の周りに通される。２本の繊維の端が一緒になり、インストロン機の繊維グリッ プ36の周りに掛けられる。試験は、上部のインストロンのグリップ36が上に動き 、Ｓ字形フック24がロッド26に達するまで走行したときに開始し、これは１２． ５ｃｍの走行に相当する。 試験の間、明るくした１．１倍の拡大鏡によって繊維の注意深い監視が行われ る。繊維はフィブリル化試験に合格又は不合格で判定された。試験に合格するに は明白なフィブリル化が一切あってはならない。１回の試験運転の後に少なくと も１つの毛又は毛球があれば不合格とする。 試験は、本発明の繊維、ＧＬＩＤＥ（登録）フロス、ＣＯＬＧＡ ＴＥ ＰＲＥＣＩＳＩＯＮ（商標）フロス、及びＥＡＳＹ ＳＬＩＤＥフロスの 夫々ワックス処理されたサンプルについて行った。また、本発明の繊維とＧＬＩ ＤＥ（登録）フロスのワックス処理されていないサンプルについても行った。各 々の繊維につき７回の実験を行った。ワックス処理された及びワックス処理され ていない全ての繊維について９００ｇの荷重を一定に保った。インストロンのク ロスヘッド速度は２５．４ｃｍ／分であった。結び方は一重結びとし、その向き は左が右の下にあるように一定に保った。 試験後の繊維の状態の例を図６と７の写真に示す。図６は、上記の試験後の通 常のワックス処理した延伸膨張ＰＴＦＥ繊維を示す。観察できるように、繊維は 、そのエッジにそった目につくフィブリル化を呈した。これに対し、図７は本発 明の繊維を示す。観察できるように、エッジの分離やフィブリル化は全く検出さ れなかった。 累積の試験結果を次に概説する。 この結果は、試験した本発明のフロスのフィブリル化抵抗と他のフロスのそれ の間に、非常に顕著な差異があることを示している。一次分散分析（one-way an alysis of rariance）を用いると、本発明のフロスは、試験した他のフロスを超 える、９３±６％の非フィブリル化の可能性を有する。本発明のフロスは、試験 した１４回の中で１回だけフィブリル化したに過ぎないが、このことは全ての場 合にフィブリル化した他のフロスに比較される。 また、本発明の繊維を、既存のＰＴＦＥ繊維材料に比較したその均一性の度合 いを測定するために試験した。次の方法によって繊維の寸法を測定した。 １．繊維をそのスプール又はコアからほどいて、繊維上で繊維長さのランダム な位置を選択した。 ２．ランダムに出発点を選択した後、そのランダムな出発点の１メートルの区 域内で最大と最小の幅を測定した。その幅を０．１ｍｍの分解能のｍｍ目盛りを 有する拡大接眼レンズを用いて測定した。 ３．別のランダムな出発点を選択し、工程２を繰り返すことにより、この方法 を繰り返した。 ４．３２個のランダムな長さがサンプリングされるまで工程３を繰り返した。 ５．次の式によりΔ幅％を計算した。 Δ幅％＝〔２×（最大幅−最小幅）／（最大幅＋最小幅）〕 ×１００ 図８は、折畳まれたＧＬＩＤＥ（登録）フロス繊維40に比較した本発明のフロ ス38の幅の均一性を実証するグラフである。種々のΔ幅％は、繊維の長さにそっ てランダムに選択した１メートルの区域にわたって見つけられた最大幅から最小 幅を引き算し、この値をこれら最小と最大の平均で割り算し、この値に１００を 掛けた値である。 また、本発明の繊維を、既存のＰＴＦＥ繊維材料に比較した厚さの均一性の度 合いについて測定するために試験した。繊維の厚さの寸法は次の方法によって測 定した。 １．繊維をそのスプール又はコアからほどくことによって繊維上のある箇所を 選択することにより、繊維長さ上のランダムな位置か ら出発する。 ２．ランダムに出発点を選択した後、そのランダムな出発点から始まる５０ｃ ｍの区域内で最大と最小の幅を見つける（少なくとも１０回の測定を行う必要が ある）。０．０００１インチ（２．５４μｍ）の精度を有するスナップゲージを 用いて厚さを測定する。 ３．別のランダムな出発点を選択することによって継続し、工程２を繰り返す 。 ４．１０個のランダムな長さがサンプリングされるまで工程３を繰り返す。 ５．次の式によりΔ厚さ％を計算する。 Δ厚さ％＝〔２×（最大厚さ−最小厚さ）／（最大厚さ＋ 最小厚さ）〕×１００ 図９は、折畳まれたＧＬＩＤＥ（登録）フロス繊維44に比較した本発明のフロ ス42の厚さの均一性を実証するグラフである。種々のΔ厚さ％は、繊維の長さに そってランダムに選択した５０ｃｍの区域にわたって見つけられた最大厚さから 最小厚さを引き算し、この値をこれら最小と最大の平均で割り算し、この値に１ ００を掛けた値である。 このＧＬＩＤＥ（登録）フロスについて測定された幅と厚さの広い分散度合い は、折畳まれたフロスの加工に固有な一定しない結果を実証している。上記の試 験は、本発明のフロスが、入手可能な最良のＰＴＦＥフロス材料よりも幅と厚さ の両方において顕著に均一であることを実証している。図８は、概して、本発明 のフロスが、１メートルのサンプルにわたるその長さにそって幅が僅か０〜１５ ％変動するに過ぎないことを示している。好ましくは、本発明のフロスは、１メ ートルにわたるサンプルのその長さにそって幅が１１％未満で変動するであろう 。図９は、概して、本発明のフロスが、 ５０ｃｍの長さにそって厚さが僅か２〜１５％変動するに過ぎないことを示して いる。好ましくは、本発明のフロスは、５０ｃｍの長さにそって厚さが９％未満 で変動するであろう。「均一の」とは、フロスが、上記の試験に従って幅又は厚 さが約１５％以下で変動することを表す意味である。 本発明のフロスは、全ての従来のフロス材料に勝る多くの改良された特性を有 する。第１に、その長さにそって高められた均一な寸法を有し、このことはとり わけより均一な歯間掃除性能を提供し、品質を象徴し、美的に心地良い。第２に 、本発明のフロスは、高められた多孔度又は「気孔率」を示す。気孔率は、物品 の見掛け密度とその固有密度の比によって求められる。説明した仕方で加工され た場合、本発明のフロスは、その完成された形状において並外れた多孔性と圧縮 性を維持し、低応力下で緻密化する性能を有することが見出されている。この特 性は、フロスの取扱いをより容易にし、歯と歯肉の間に施されたときにより心地 良くする。 その結果、例えば歯間掃除の際に歯の間を通されるときのように窮屈な面積の 間を通して圧搾されたとき、このフロスは緻密化するであろう。図１０に示され ているように、通常の仕方で歯48、50の間を本発明のフロス46が通される場合、 このフロスは、歯の間の外形に一致し、その過程で緻密化する。このことは、歯 の面積のより大きい部分を横切ってぬぐうことによる通常のフロスで可能なより も、顕著により良好な掃除作用を提供すると考えられる。 未使用のフロスは不透明な白色を有するが、歯磨の後、使用されたフロスの長 尺体は非常に異なる透明又は半透明の色に緻密化するであろう。この特性は他の 延伸膨張ＰＴＦＥフロスにおいてはそれ程明白ではなく、恐らくフロスの折畳み によって生じる視覚的障害のためであろう。 使用後のフロスの色の変化は、そのフロスに多数の重要な価値の向上を与える 。第１に、このことは、使用されて緻密化されたそれらフロス領域の自動的指示 を与える。このことは、使用後のフロスの提示プロセスを簡単にし、各々の歯の 間に新しいフロスが使用され得ることを保証する。第２に、歯肉線の下の歯及び ／又は歯肉に直接局所的塗布を提供するため、フロスの中にフッ化ナトリウムや 抗生物質のような活性薬剤を含めることが長い間望まれていた。この取り組みに 関する１つの問題は、活性成分がどこにどの程度施されたかを正確に測定するた めの信頼性のあるメカニズムが相変わらず存在しなかったことである。本発明の フロスは、フロスのどのセグメントが使用されたかということ及びその使用量の 即座の印づけを提供し得ると考えられる。 説明してきたように、本発明のフロスの興味をそそる特性の１つは、既存の延 伸膨張ＰＴＦＥフロスに比較したときのその高度な圧縮性である。この特性を定 量するため、２種類の通常のフロス繊維について、本発明に従って作成されたフ ロス繊維と比較しながら、次の方法を行った。 １．各々の繊維のスプールより繊維片を約２５ｃｍの長さで切断した。 ２．精度が０．０００１インチ（２５．４μｍ）のスナップゲージを用い、サ ンプルのいくつかの領域にわたって繊維の厚さを測定し、平均厚さ〔Ｔ_i〕を計 算した。折畳まれた繊維の場合、厚さの測定の前にその繊維を慎重に解いた。繊 維の厚さを次のように定義する。 ３．繊維を滑らかな非屈曲性の表面上に置いた。 ４．滑らかな凸状道具を用い、繊維の幅領域に対してその道具の凸部を擦りつ け、その長さにそって前後に道具を動かすことによっ て繊維の厚さを圧縮した。約７ｋｇの手の圧力を用い、４ｃｍの領域にわたって 繊維を完全に圧縮するには、１３０テックスの繊維の４ｃｍの部分の上に約２０ 〜４０回の往復（stroke）が必要である。十分な圧力が与えられているかどうか の即時的指示は、延伸膨張ＰＴＦＥ繊維の色の変化を見ることによって分かる。 適切な圧力が与えられた場合、ｅＰＴＦＥ繊維は、白い不透明な色から、透明な いし半透明の色(clear-translucent color)に変化するであろう。 ５．圧縮された繊維について、いくつかの領域でスナップゲージ（０．０００ １インチ（２５．４μｍ）の精度）を用い、繊維の圧縮された厚さを測定し、平 均の圧縮された厚さ〔Ｔ_c〕を計算した。 ６．次の式を用いて圧縮割合を計算した。 圧縮％＝（１−Ｔ_c／Ｔ_i）×１００実験結果 認識できるように、本発明のフロスは、全ての既存のフロス製品に勝る顕著に 改良された圧縮性の度合いを有する。上記の試験は、本発明のフロスが、ＧＬＩ ＤＥ（登録）フロスとＪ＆ＪのＥＡＳＹ ＳＬＩＤＥフロスよりも、それぞれ２ ４％と６８％高い圧縮性を有することが示されていることを実証している。本発 明のフロスは、上記の試験下で２０〜６０％の圧縮度を常に呈するであろうと考 えられ、４０％を超える一般的な圧縮度が期待される。 本発明のフロスの圧縮性の程度は、その感触と歯間掃除特性を改良するだけで なく、さらにその取扱い特性を改良すると考えられる。本発明のフロスの使用は 、フロスの把握性能を改良し、その取扱いをはるかに容易にすると考えられる。 例えば、一般的なＰＴＦＥフロスは、その取扱性を助長するため３．５〜１０重 量％のワックス又は他の材料でコーティングされる。僅か２〜３重量％のワック スコーティングでほぼ同じ取扱性が提供され得ることが見出されている。殆どの 用途について、ワックス含有率は３重量％を超える必要がないと考えられる。 本発明のフロスのもう１つの重要な特性は、その改良された表面特性である。 フロスの表面の１つの尺度はその表面粗さである。 表面粗さは、Ｚ軸上の１００Å〜１００μｍの段の高さと数μｍより大きい表 面粗さを測定することができる非接触式光干渉プロフィラーを用いて試験した。 この試験に使用した装置は、アリゾナ州のトゥーソンにあるＷＹＫＯ社より入手 可能な型式ＷＹＫＯ ＲＳＴ表面／ステップ試験機であった。 光学干渉計のパラメーターは次の通りである。４２２μｍ×４６８μｍの面積 にわたって輪郭を提供し、１．９μｍのサンプリング間隔を有する表面粗さ分析 に、１０倍の対物レンズを使用した。光学干渉計による試験の際に使用した光源 は、ビームスプリッティングを備えた単一白色光源であった。 下記の表に、幅の寸法上の各々の繊維の表面にそった山と谷の比、平均粗さ、 及び根平均二乗（ＲＭＳ）によって特徴付けられる、いくつかのＰＴＦＥ繊維の 表面粗さを概説している。 本発明のワックス処理されていない繊維が他の繊維よりも滑らかな表面を有す ることが示されている。このより滑らかな表面の特質は、繊維のフィブリル化抵 抗を助けると考えられる。 本発明のフロスのもう１つの態様は、抗菌剤、抗生物質、抗細菌剤、抗真菌剤 、歯磨剤、無機補充剤、白化剤、免疫剤、抗歯石剤、抗虫歯剤、抗歯垢剤、リソ チーム(lysozme)、抗炎症剤、止血剤、鎮痛剤、及びこれらの混合物のような少 なくとも１種の活性成分をコーティング（ひと塗り又はひと浸し）、含浸、及び ／又は同時押出によって複合することによる。次の物質の少なくとも１種が本発 明のフロスに添加されることができ、即ち、フッ化ナトリウム、塩化亜鉛、ピロ リン酸四ナトリウム、ナトリウム酸ピロリン酸、ピロリン酸四カリウム、ビタミ ンＫ、水溶性カルシウム塩、凝血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、鉄塩とカルシウムのアルギン酸塩 、モノフルオロリン酸ナトリウム、フッ化第１錫、クロルヘキシジン(chlorhexi dine)、ヘキサクロロヘン(hexachlorophene)、塩化セチルピリジニウム、塩化ベ ンゼソニウム(benzethonium chloride)、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(othophosphoric acid)、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、ヘミリン酸二ナトリウ ム（hemisodium phosphate）、ベンゾソニウム(benzothonium)、塩化物、アセチ ルトリメチル臭化アンモニウム、サンギナリヤ(sanguinaria)、トリクロサン(tr iclosan)、テトラサイクリン、塩化セチルピリジニウム、塩化ベンゾソニウム(b enzothonium chloride)、ジメチコーンの溶融エマルジョン、及びこれらの混合 物などである。 本発明のフロスに活性薬剤又は成分を配置する又は添加する長所は、歯間掃除 の際にフロスと接触することになる歯肉の領域のような歯間掃除の際にフロスに 曝される領域への、活性薬剤又は成分投与の期待される均等制御である。本発明 のフロスの横断面の均一性は、フロスを使用する際のフロスの所定の長さにわた る活性成分／薬剤の制御された放出を可能にする。この活性成分／薬剤の制御さ れた放出又は投与は、その物品の長さにそって均一な表面積である支持体表面か らもたらされる。均一な面積は、物品の一定した幅からもたらされる。活性薬剤 は本発明のフロスの表面から放出されるため、放出されている活性薬剤の量は、 フロスの使用者の歯間の面積のような施される表面に接触することになる表面積 の関数であり、従って施される面積への活性薬剤の一定した放出を形成するよう に接触面が一定していることが重要である。折畳まれた物品のようにいろいろな 幅の支持体表面又は構造体に見られるように、支持体 表面又は構造体が均一でない場合、歯間掃除の際に放出されている活性成分／薬 剤の量もまたいろいろであり、このためフロスの使用の際に実際に放出される活 性成分の量を問題にするジレンマに陥るであろう。 上記活性成分の少なくとも１種をコーティング（ひと塗り又はひと浸し）、含 浸、及び／又は同時押出によって複合することによる本発明のフロスの態様に関 するもう１つの長所は、本発明のフロスが折畳まれておらず、従って折畳みの中 に捕獲されることによって活性成分が放出を抑制される機会を最少限にすること である。 また、活性成分の複合の態様に関する本発明の長所として、本発明品は非常に 疎水性であるため、水を基礎にする（サルビア中の溶解性に望ましい）活性成分 は本発明の物品の表面上に留まる傾向にあり、本発明の物品の横断面の中に滲み 込まず、このため使用者の歯の間を通して本発明の物品を動かし又は滑らし、本 発明の物品から活性薬剤（複数でもよい）を擦り取り、その活性薬剤をサルビア 中及び擦っている表面である歯の上に置くことによって行われる機械的手段によ り、割合に容易に表面から薬剤を放出することを可能にする点がある。 また、活性成分の複合の態様に関する本発明の付加的な長所として、本発明品 は非常に多孔質（スポンジに似ている）であるため、２３℃で３０ダイン／ｃｍ 未満の表面張力を有する活性成分は本発明の物品の横断面の中に容易に滲み込む 又は含浸することができ、このため本発明の物品を動かし又は滑らし、本発明の 物品から活性薬剤（複数でもよい）を擦り取り、その活性薬剤をサルビア中と圧 縮して擦っている表面である歯の上に置くことにより行われ、本発明の物品を使 用する際の使用者の歯の間を通して本発明の物品を圧縮又は圧搾することによっ て行われる機械的手段によって、割合に 容易にその表面を貫いて本発明のフロスの内部領域から活性薬剤（複数でもよい ）を放出させることを可能にする点がある。 本発明の範囲を限定することを意図するものではないが、次の例は、本発明の 物が作成され使用される仕方を例証する。 例１ 本発明の繊維を次の仕方で作成した。 微粉末ＰＴＦＥ樹脂に、ある量の無臭ミネラルスピリット（エクソン社から入 手したＩｓｏｐａｒ Ｋ）を混合物が得られるまで混合機中で混合した。微粉末 ＰＴＦＥ樹脂の１ｇあたりに使用したミネラルスピリットの体積は０．２６４ｃ ｃ／ｇであった。混合物をビレットに圧縮し、ラム式押出機に取り付けられた間 隔が０．６４ｍｍのダイを通して押出し、凝集性の押出物を作成した。８５：１ の縮少比を使用した。 次に、無臭ミネラルスピリットを蒸発させて除去した後、ドライな凝集性押出 物を、２７５℃の温度の一連の回転する加熱ローラーの上を通すことにより、そ の元の長さの１．９倍に長さ方向に一軸に延伸膨張させた。このドライの凝集性 の延伸膨張された押出物を、間隔を設けた刃の組の間を通すことにより、６．０ ｍｍの幅にスリットした。スリットした凝集性の押出物を、３２５℃の温度のホ ットプレートの上で長さ方向に一軸に３０：１の合計比で延伸膨張させ、繊維を 作成した。次にこの繊維を、４００℃の温度にセットされた加熱プレートの上に 約１秒間通すことにより、アモルファス固定工程に供した。 出来上がった繊維について次の測定値が得られた。 幅 … １．１ｍｍ 厚さ … ０．０８９ｍｍ 重さ／長さ … １３１テックス 密度 … １．３４ｇ／ｃｃ 引張強度 … ３６００ｇ 強力（Tenacity） … ２７．５ｇ／テックス 例２ 本発明の繊維を次の仕方で作成した。 例１と同様な仕方で凝集性押出物を作成した。次に、無臭ミネラルスピリット を蒸発させて除去した後、ドライな凝集性押出物を、２７５℃の温度の一連の回 転する加熱ローラーの上を通すことにより、その元の長さの１．９倍に長さ方向 に一軸に延伸膨張させた。このドライの凝集性の延伸膨張された押出物を、間隔 を設けた刃の組の間を通すことにより、５．１ｍｍの幅にスリットした。スリッ トした凝集性の押出物を、３３５℃の温度のホットプレートの上で長さ方向に一 軸に１３：１の合計比で延伸膨張させ、繊維を作成した。次にこの繊維を、４０ ０℃の温度にセットされた加熱プレートの上に約１秒間通すことにより、アモル ファス固定工程に供した。 出来上がった繊維について次の測定値が得られた。 幅 … １．３ｍｍ 厚さ … ０．１３０ｍｍ 重さ／長さ … ２５３テックス 密度 … １．５０ｇ／ｃｃ 引張強度 … ４６３０ｇ 強力 … １８．３ｇ／テックス 例３ 本発明の繊維を次の仕方で作成した。 例１と同様な仕方で凝集性押出物を作成した。次に、無臭ミネラルスピリット を蒸発させて除去した後、ドライな凝集性押出物を、 ２７５℃の温度の一連の回転する加熱ローラーの上を通すことにより、その元の 長さの１．９倍に長さ方向に一軸に延伸膨張させた。このドライの凝集性の延伸 膨張された押出物を、間隔を設けた刃の組の間を通すことにより、６．９ｍｍの 幅にスリットした。スリットした凝集性の押出物を、３３５℃の温度のホットプ レートの上で長さ方向に一軸に４３：１の合計比で延伸膨張させ、繊維を作成し た。次にこの繊維を、４００℃の温度にセットされた加熱プレートの上に約１秒 間通すことにより、アモルファス固定工程に供した。 出来上がった繊維について次の測定値が得られた。 幅 … １．２ｍｍ 厚さ … ０．０６９ｍｍ 重さ／長さ … １３７テックス 密度 … １．６７ｇ／ｃｃ 引張強度 … ４４５０ｇ 強力 … ３２．５ｇ／テックス 例４ 本発明の繊維を次の仕方で作成した。 例１と同様な仕方で凝集性押出物を作成した。次に、無臭ミネラルスピリット を蒸発させて除去した後、ドライな凝集性押出物を、２７５℃の温度の一連の回 転する加熱ローラーの上を通すことにより、その元の長さの１．９倍に長さ方向 に一軸に延伸膨張させた。このドライの凝集性の延伸膨張された押出物を、間隔 を設けた刃の組の間を通すことにより、５．１ｍｍの幅にスリットした。スリッ トした凝集性の押出物を、３３５℃の温度のホットプレートの上で長さ方向に一 軸に２６：１の合計比で延伸膨張させ、繊維を作成した。次にこの繊維を、４０ ０℃の温度にセットされた加熱プレートの上に約１秒間通すことにより、アモル ファス固定工程に供した。 出来上がった繊維について次の測定値が得られた。 幅 … １．０ｍｍ 厚さ … ０．０９１ｍｍ 重さ／長さ … １２８テックス 密度 … １．４０ｇ／ｃｃ 引張強度 … ３５９０ｇ 強力 … ２８．０ｇ／テックス 本発明の特定の態様を本明細書で例証し、説明してきたが、本発明はこのよう な例証や説明に限定されるべきではない。変化や変更が、次の請求の範囲の範疇 の中で本発明の一部として取り入れられ、具体化され得ることは明らかであろう 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，Ｂ Ｒ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＺ ，ＶＮ (72)発明者 マイナー，レイモンド ビー. アメリカ合衆国，メリーランド 21921, エルクトン，グリーンハブン ドライブ 233 (72)発明者 スペンサー，ジョン ダブリュ．ジュニア アメリカ合衆国，メリーランド 21911, ライジングサン，マクグラディー ロード 313

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．その長さにそって幅と厚さの均一な寸法を有し、本質的に長方形から長円 形の横断面寸法の外側表面を有し、その外側表面が完全に露出されるように折畳 みのない延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）繊維を含んでなり、 ある長さ、幅、及び厚さを有する歯科用フロスであって、 そのフロスは本質的に平行な露出したエッジを有し、そのエッジは使用に際し 、フィブリル化に対して抵抗を有する歯科用フロス。 ２．フロスの幅が少なくとも０．５ｍｍであり、フロスの厚さが少なくとも５ ０μｍである請求の範囲第１項に記載の歯科用フロス。 ３．フロスが少なくとも０．７ｍｍの幅と少なくとも５０μｍの厚さの寸法を 有する請求の範囲第１項に記載の歯科用フロス。 ４．繊維が、その繊維をその元の厚さの少なくとも４０％まで圧縮することを 可能にするに十分な気孔率を有する請求の範囲第１項に記載の歯科用フロス。 ５．繊維が圧縮されていない状態と圧縮された状態の間で色の変化を受け、使 用されたフロスのセグメントの指示を与える請求の範囲第４項に記載の歯科用フ ロス。 ６．圧縮の後、繊維が白色から半透明に変化する請求の範囲第５項に記載の歯 科用フロス。 ７．使用後に色の変化を受けるように、繊維が十分に多孔質である請求の範囲 第１項に記載の歯科用フロス。 ８．フロスがワックスでコーティングされ、全ワックス含有率がフロスの１０ 重量％未満である請求の範囲第１項に記載の歯科用フロス。 ９．フロスがワックスでコーティングされ、全ワックス含有率がフロスの３重 量％未満である請求の範囲第８項に記載の歯科用フロス。 １０．延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）繊維のストランドを 含む歯科用フロスであって、 そのＰＴＦＥ繊維はその全長にそって幅が均一な寸法であり、 その繊維は折畳まれていない配向において少なくとも０．５ｍｍの幅と少なく とも５０μｍの厚さを有し、 その繊維はフロスとして使用されるために折畳まれていない配向に維持された 、歯科用フロス。 １１．フロスが多孔質であり且つ圧縮可能である請求の範囲第１０項に記載の 歯科用フロス。 １２．フロスが使用後に色の変化を受ける請求の範囲第１１項に記載の歯科用 フロス。 １３．圧縮の後、フロスが白色から半透明に変化する請求の範囲第１２項に記 載の歯科用フロス。 １４．繊維が、その繊維をその元の厚さの少なくとも４０％まで圧縮すること を可能にするに十分な気孔率を有する請求の範囲第１０項に記載の歯科用フロス 。 １５．フロスが実質的に平行な露出したエッジを有し、そのエッジは使用に際 し、フィブリル化に対して抵抗を有する請求の範囲第１０項に記載の歯科用フロ ス。 １６．延伸膨張多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のシートを用 意し、そのシートは少なくとも５０μｍの厚さを有し、 そのＰＴＦＥシートをＰＴＦＥ繊維の多数のストランドにスリットし、所望に よりこれらのストランドを所望の最終寸法までさらに 延伸膨張させ、各々のストランドは、少なくとも０．５ｍｍの幅と５０μｍの厚 さであり、且つその長さにそって実質的に均一な寸法を有し、 そのＰＴＦＥ繊維をスプール上に巻取り、そのストランドを平坦な折畳まれて いない配向に維持する、 ことを含む改良されたフロスの製造方法。 １７．ＰＴＦＥ繊維をワックス層でコーティングし、施されたワックスの全量 がフロスの１０重量％未満であることを更に含む請求の範囲第１６項に記載の方 法。 １８．０．５〜３．０ｍｍの幅と５０〜２５０μｍの厚さを有する最終フロス 製品を製造することをさらに含む請求の範囲第１６項に記載の方法。 １９．１３〜５５％のＰＴＦＥ気孔率を有する最終フロス製品を製造すること をさらに含む請求の範囲第１６項に記載の方法。 ２０．１．０〜１．９ｇ／ｃｃの範囲のＰＴＦＥ密度を有する最終フロス製品 を製造することをさらに含む請求の範囲第１６項に記載の方法。 ２１．フロスが少なくとも１種の活性成分を包含する請求の範囲第１項に記載 の歯科用フロス。 ２２．活性成分が、抗菌剤、抗生物質、抗細菌剤、抗真菌剤、歯磨剤、無機補 充剤、白化剤、免疫剤、抗歯石剤、抗虫歯剤、抗歯垢剤、リソチーム、抗炎症剤 、止血剤、鎮痛剤の少なくとも１種からなる群より選択された請求の範囲第２１ 項に記載の歯科用フロス。 ２３．少なくとも１種の活性成分が、本発明の物品の横断面に含浸された請求 の範囲第２１項に記載の歯科用フロス。 ２４．ＰＴＦＥ材料が１３〜５５％の気孔率を備える請求の範囲第１項に記載 の歯科用フロス。 ２５．ＰＴＦＥ材料が１．０〜１．９ｇ／ｃｃの範囲の密度である請求の範囲 第１項に記載の歯科用フロス。