WO2013084863A1

WO2013084863A1 - 口腔内用イオンブラシ

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Publication number: WO2013084863A1
Application number: PCT/JP2012/081335
Authority: WO
Inventors: 祐輔袴田
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2013-06-13
Anticipated expiration: 2014-06-06
Also published as: CN103987295A; CN103987295B; KR20140108632A; JP2013118895A

Abstract

　導電性の芯部とこの芯部の周面を被覆する非導電性の被覆部とを備える用毛が植設されたヘッド部と、このヘッド部に延設されたハンドル部とを備え、この芯部は電源に接続され、この用毛の先端には、この芯部が露出した第１電極が形成され、このハンドル部には、電源が接続された第２電極が露出して形成されている口腔内用イオンブラシ。

Description

口腔内用イオンブラシ

　本発明は、口腔内用イオンブラシに関する。
本願は、２０１１年１２月６日に、日本に出願された特願２０１１－２６６８５１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　歯周病の原因となる歯垢はマイナスに帯電しており、カルシウムイオン（Ｃａ^２＋）を介して、マイナスに帯電した歯面と電気的な力で架橋して歯面に付着している。そこで、歯垢を歯面から除去する方法として、電子を供給してカルシウムイオンを電気的に中和することにより歯面への歯垢の付着力を低下させ、ブラッシングする方法が適用されることがある。また、この方法では、歯周病菌に対する有効成分としてイオン化する殺菌成分を用い、その殺菌成分を電気泳動の原理を利用して口腔内に浸透させることもできる。
　上記歯垢除去方法では、通常、電子を口腔内に供給できるイオンブラシが用いられる。
　イオンブラシとしては、非導電性の用毛が植毛されたヘッド部と、ヘッド部に延設されたハンドル部とを備え、ハンドル部の、使用者の手が接触する部分およびヘッド部近傍に、露出する電極が設けられ、両電極に電池が接続されるイオンブラシが提案されている（特許文献１）。
　また、非導電性の用毛および導電性の用毛が植毛されたヘッド部と、ヘッド部に延設されたハンドル部とを備え、ハンドル部の使用者の手が接触する部分に電極が設けられ、用毛の基端に接触するように導電体が設けられ、電極と導電体に電池が接続されるイオンブラシが提案されている（特許文献２）。
　しかしながら、特許文献１，２に記載のイオンブラシはいずれも、唾液を介して口腔内に電流を流すイオンブラシである。そのため、目標部位以外の部位にも電流が流れてしまい、電気の使用効率が低かった。また、イオン化可能な有効成分を用いる場合には、目標部位以外の部位にも電流が流れることによって、目標部位以外の部位にも有効成分が浸透するため、有効成分の利用効率が低かった。

　また、ブラシ製品として、導電性繊維のフィラメントをヘッド部に植毛したブラシ製品が開示されている（特許文献３）。このブラシ製品をイオンブラシとして使用した場合にも、目標部位以外に電流が流れるため、電気の使用効率が低くなる傾向にあった。

特開平６－１８１９９６号公報特開平９－１４０４５３号公報特開２００９－１７４０８９号公報

　本発明は、電気の使用効率が高い口腔内用イオンブラシを提供することを目的とする。

　本発明は以下の態様を有する。
　本発明の口腔内用イオンブラシは、導電性の芯部と前記芯部の周面を被覆する非導電性の被覆部とを備える用毛が植設されたヘッド部と、前記ヘッド部に延設されたハンドル部とを備え、前記芯部は電源に接続されており、前記用毛の先端には、前記芯部が露出した第１電極が形成されており、前記ハンドル部には、電源に接続された第２電極が露出して形成されていることを特徴とする。

　本発明の口腔内用イオンブラシは、電気の使用効率が高い。また、イオン化可能な有効成分を用いる場合には、口腔内の目標部位に効率的に浸透させることができる。

本発明の口腔内用イオンブラシの一実施形態を示す上面図である。本発明の口腔内用イオンブラシの一実施形態を示す断面図である。図１の口腔内用イオンブラシを構成するフィラメントを示す斜視図である。図３のＩ－Ｉ’断面図である。本発明の口腔内用イオンブラシの一実施形態における用毛の毛先方向からみた図である。本発明の口腔内用イオンブラシの他の実施形態における用毛の斜視図である。本発明の口腔内用イオンブラシの他の実施形態における用毛の断面図である。

　本発明の口腔内用イオンブラシの一実施形態について説明する。
　図１および図２に、本発明の一実施形態である口腔内用イオンブラシを示す。本発明の一実施形態である口腔内用イオンブラシ１は、歯ブラシ型であり、ヘッド部１０と、ヘッド部１０に延設された長尺状のハンドル部２０とを備える。

（ヘッド部）
　ヘッド部１０は、樹脂製のヘッド部本体１１と、ヘッド部本体１１の内部に設けられた導電体１２と、ヘッド部本体１１の植毛面１１ａに植毛された複数の毛束１３とを有する。

　ヘッド部本体１１の材質としては、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、飽和ポリエステル樹脂（ＰＣＴＡ、ＰＣＴＧ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル・スチレン樹脂（ＡＳ）等が挙げられる。ヘッド部本体１１の材質としては、１種類の樹脂を単独で使用してもよいし、２種類以上の樹脂を併用してもよい。

　本実施形態における導電体１２は、口腔内用イオンブラシ１の長手方向に沿って、ヘッド部本体１１の基端から先端近傍まで設けられた導電体であり、導電性材料により構成されている。
　導電体１２を構成する導電性材料としては特に限定されず、例えば、白金、金、銅、ステンレス、炭素材料等を採用することができる。
ここで、「ヘッド部本体１１」とは、毛束が植設されたヘッド部からハンドル部の境界部までを意味する。また、「ヘッド部本体１１の基端」とはヘッド部本体１１とハンドル部の境界部を意味する。
ヘッド部本体１１の「先端近傍」とは、ヘッド部に植設された毛束のヘッド部における先端側を意味する。　

　本実施形態における毛束１３は、植毛面１１ａに略格子状の配列で植毛されており、毛先とは反対側の基端部が導電体１２に固定されている。
　毛束１３は複数本の用毛１３ａを束ねて構成される。本実施形態における用毛１３ａは、図３および図４に示すように、断面形状が円形で、端面１３ｂが単一平面とされたストレート毛である。用毛１３ａの端面１３ｂが単一平面である場合には、歯面の洗浄に適している。
　また、本実施形態における用毛１３ａは、その中心に配置された１本の円柱状の導電性の芯部１３ｃと、芯部１３ｃの周面に、芯部１３ｃと同心円状に設けられた非導電性の被覆部１３ｄとを備えた芯鞘構造の用毛のである。図５に示すように、用毛１３ａの先端（即ち、毛先）の端面１３ｂにおいては、芯部１３ｃが露出しており、芯部１３ｃの露出によって口腔内側の電極（第１電極）が形成されている。すなわち、本発明における第１電極は、用毛の毛先において、用毛の非導電性の被覆部から露出した導電性の芯部によって構成されている。　用毛１３ａは、芯部１３ｃが導電体１２に電気的に接続されるように固定されている。　用毛１３ａの導電体１２への固定方法としては、溶着または接着を適用することができる。

　芯部１３ｃは、導電性物質を含有することによって構成されている。本発明における「導電性」とは、体積抵抗率が１．０×１０^５Ω・ｃｍ以下のことであり、好ましくは１．０×１０^４Ω・ｃｍ以下、より好ましくは１．０×１０^３Ω・ｃｍ以下のことである。　導電性物質としては、例えば、金、銀等の金属；酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物；カーボンブラック等の炭素材料が挙げられる。これらの中でも、口腔内で使用される点および安定性の点から、炭素材料が好ましく、カーボンブラックがより好ましい。
　上記導電性物質は、１種類の導電性物質を単独で使用してもよいし、２種類以上の導電性物質を適宜組み合わせて使用してもよい。
導電性物質の形状としては、粉末、粒状等、バインダ樹脂に均一に練り込むことができる形状であればよい。　また、芯部１３ｃにおいては、導電性物質の他にバインダ樹脂を含有することが好ましい。バインダ樹脂としては、例えば、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）等のポリエステル；ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６－１０、ナイロン６－１２、ナイロン１２等のポリアミド；ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン；ポリフッ化ビニリデン等のポリハロゲン化ビニル等が挙げられる。
　芯部１３ｃがバインダ樹脂を含有する場合、芯部１３ｃを構成する全構成成分の合計量に対して、導電性物質の含有量は１０～６０質量％であることが好ましく、２０～５０質量％であることがより好ましい。導電性物質の含有量が前記下限値以上であれば、充分な導電性を得ることができ、前記上限値以下であれば、充分な強度を確保できる。

　被覆部１３ｄは、芯部１３ｃの周面を被覆して用毛１３ａの周面を絶縁化する部位であり、非導電性物質によって構成されている。本発明における「非導電性」とは、体積抵抗率が１．０×１０^１２Ω・ｃｍ以上のことであり、好ましくは１．０×１０^１４Ω・ｃｍ以上、より好ましくは１．０×１０^１５Ω・ｃｍ以上のことである。　
非導電性物質としては、非導電性の熱可塑性樹脂を使用することができる。非導電性の熱可塑性樹脂としては特に限定されず、例えば、上記バインダ樹脂と同様の樹脂を使用することができる。また、バインダ樹脂と同一であってもよいし、異なってもよい。
　被覆部１３ｄの厚みは、５μｍ以上が好ましい。被覆部１３ｄの厚みが５μｍ未満の場合、均一に紡糸することができず、層の強度が確保できない。被覆部１３ｄの厚みが５μｍ以上であれば、充分な絶縁性を確保できる。
なお、ここでいう「被覆部１３ｄの厚み」とは、例えば、図４に示した断面図において用毛の最外層（被覆部１３ｄの最外部）から用毛中心部を結んだ線のうち、最外部から被覆部１３ｄと芯部１３ｃとの境界面までの距離を意味する。
また、被覆部１３ｄの厚みは、用毛の断面を拡大投影機やマイクロスコープ等を用いて拡大し、計測することができる。

　用毛１３ａの断面における芯部１３ｃと被覆部１３ｄの面積の比率（芯部１３ｃの断面積／被覆部１３ｄの断面積）は、２０／８０～７０／３０であることが好ましく、３０／７０～６０／４０であることがより好ましい。用毛１３ａの断面における芯部１３ｃの面積の比率が大きすぎると、第１電極以外において芯部１３ｃを被覆部１３ｄにより絶縁できないことがあり、用毛１３ａの断面における被覆部１３ｄの面積の比率が大きすぎると、芯部１３ｃに電流を充分に流すことができないことがある。

　用毛１３ａの太さは、３～１０ｍｉｌ（０．０７６～０．２５４ｍｍ）が好ましく、５～８ｍｉｌ（０．１２５～０．２０３ｍｍ）がより好ましい。用毛１３ａの太さが前記下限値以上であれば、自立性が向上して清掃性がより高くなり、前記上限値以下であれば、毛束１３の毛腰が適度になり、当たり心地がより良好になる。
　また、用毛１３ａは、複数本の用毛全てが同じ太さであってもよいし、使用性、刷掃感、清掃効果、耐久性等を考慮して、２種以上の異なる太さの用毛１３ａが組み合わされてもよい。
２種以上の異なる太さの用毛が組み合わされる例としては、例えば、歯ブラシヘッド部の先端側に８ｍｉｌの用毛を用い、歯ブラシヘッド部の他の部位に７ｍｉｌの用毛を用いる組み合わせが挙げられる。これにより、奥歯の汚れに対する掻き取り力を上げることができる。また、歯ブラシヘッド部の外周部に６ｍｉｌの用毛を用い、歯ブラシヘッド部の中央部に７ｍｉｌの用毛を用いる組み合わせが挙げられる。これにより、歯ぐきへの当たりを柔らかくすることができる。　

　用毛１３ａの製造方法としては、共押出成形機を用いた溶融紡糸によって製造する方法が挙げられる。具体的には、第１押出機によって芯部１３ｃ形成用の樹脂を溶融し、第２押出機によって被覆部１３ｄ用の樹脂を溶融し、ダイから芯部１３ｃ形成用の樹脂と被覆部１３ｄ形成用樹脂とを同時に吐出した後、延伸することにより、用毛１３ａを製造することができる。

（ハンドル部）
　ハンドル部２０は、円筒状のハンドル部本体２１と、ハンドル部本体２１の基端側の周面の一部に露出して設けられた第２電極２２とを有する。
ここで、「ハンドル部本体２１の基端」とは、ヘッド部本体との接続部とは反対側の端を意味する。
　また、ハンドル部本体２１の内部には、電源である電池Ａを収容可能な空洞が形成され、さらに、電池Ａの一方の極が接触する第１端子２３と、電池Ａの他方の極が接触する第２端子２４と、配線２５とが内蔵されている。第１端子２３は、配線２５を介して第２電極２２に接続され、第２端子２４は導電体１２と接続されている。即ち、芯部１３ｃは導電体１２及び第２端子を介して電源に接続されている。　ハンドル部本体２１の材質としては、ヘッド部本体１１を構成する樹脂と同様の樹脂を使用することができる。また、ハンドル部本体２１は、把持性を向上させるため、例えばエラストマー等の柔軟な樹脂が部分的に被覆されていてもよい。
　第２電極２２、第１端子２３および第２端子２４の材質としては、ヘッド部１０の内部に設けられた導電体１２を構成する材料と同様の材料を使用することができる。
電源としては、一次電池や二次電池を使用することができ、供給電圧として１．５Ｖ～１２Ｖ程度あればよい。

（製造方法）
　本実施形態における口腔内用イオンブラシ１の製造方法としては特に制限されず、例えば、以下の（ａ）および（ｂ）の方法が挙げられる。
（ａ）束ねた用毛１３ａを所定の植毛本数、毛束形状、および毛先形状に整えた後、毛先とは反対側の基端部を熱等の手段で溶融し、それにより形成した溶融塊を導電体１２に接触させて溶着させると共に成形金型のキャビティ内に固定する。次いで、インモールド法によりヘッド部本体１１とハンドル部本体２１とを成形し、その後、第２電極２２、第１端子２３および第２端子２４を取り付ける。
（ｂ）複数本の用毛１３ａを束ねた毛束１３を保持する毛束保持孔を設けた金型のキャビティに毛束１３を挿入し、毛束１３の基端部を熱等の手段で溶融して溶融塊を形成する。次いで、溶融塊が露出した状態で金型内に樹脂を充填して、毛束１３が植毛された植毛部カセットを形成する。次いで、植毛部カセットとは別に、導電体１２が取り付けられたヘッド部本体１１およびハンドル部本体２１を作製する。次いで、導電体１２に植毛部カセットの溶融塊を接触させ、固定した後、超音波溶着、高周波溶着、レーザー溶着等の溶着手段により溶着する。その後、第２電極２２、第１端子２３および第２端子２４を取り付ける。

（使用方法）
　口腔内用イオンブラシ１の使用方法の一例について説明する。
　使用者は、ハンドル部２０を握り、第２電極２２に手を接触させ、次いで、ヘッド部１０を口腔内に挿入して、用毛１３ａの先端にて露出した芯部１３ｃを口腔内組織（歯面、歯間等）に接触させる。これにより、口腔内組織と芯部１３ｃとを電気的に導通させて、電池Ａの一方の極、第１端子２３、配線２５、第２電極２２、使用者の手、身体、口腔内組織、用毛１３ａの芯部１３ｃ、導電体１２、第２端子２４、電池の他方の極という経路で電流を流す。そして、歯面や歯間をブラッシングして洗浄する。なお、電流の向きは、目的とする効果や、後述するように口腔内用の有効成分を使用する場合にはその種類に応じて適宜選択すればよい。
　口腔内用イオンブラシ１の使用時には、体内に数μＡ～数十μＡ程度の微弱な電流が流れると考えられるが、安全上の問題は生じない。むしろ、歯茎に微弱な電流が流れるため、歯茎の血行を促進でき、歯茎組織の活性化作用を奏する。

　口腔内用イオンブラシ１で口腔内を洗浄する際には、口腔内洗浄用の有効成分を使用してもよい。ここで、有効成分としては、歯質強化成分、殺菌成分、抗炎症成分、抗酸化成分等が挙げられ、口腔内でイオン化する有効成分が好ましく使用される。口腔内用イオンブラシ１による口腔内の洗浄では、口腔内に電流を流すため、イオン化する有効成分を用いれば、電気泳動の原理を利用して目標部位に容易に浸透させることができる。

　歯質強化成分としては、フッ化ナトリウム、モノフルオロリン酸ナトリウム、フッ化スズ等のフッ素化合物が挙げられる。
　殺菌成分としては、第４級アンモニウム塩系殺菌剤の塩化セチルピリジウム、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、塩化デカリニウム、ビグアナイド系殺菌剤のグルコン酸クロルヘキシジン等が挙げられる。
　抗炎症成分としては、トラネキサム酸、イプシロンカプロン酸、β－グリチルリチン酸、グリチルリチン酸ジカリウム等が挙げられる。
　抗酸化成分としては、アスコルビン酸、リン酸アスコルビルマグネシウム等のビタミンＣ誘導体が挙げられる。

　本実施形態の口腔内用イオンブラシ１では、用毛１３ａの芯部１３ｃが被覆部１３ｄによって被覆されているため、被覆部で被覆された部分は絶縁化されている。また、用毛１３ａの毛先においては、端面１３ｂにおける芯部１３ｃが露出しており、この露出した部分が、口腔内側の電極（第１電極）となっている。そのため、口腔内において、用毛１３ａの端面１３ｂが接触する部分のみに電流を流すことができる。
　したがって、口腔内用イオンブラシ１の使用時には、目標部位以外の部位に電流が流れにくく、電気の使用効率が高い。
　また、目標部位以外の部位に電流が流れにくいから、口腔内の洗浄に際してイオン化可能な有効成分を使用する場合には、有効成分を口腔内の目標部位に効率的に浸透させることができる。

（他の実施形態）
　なお、本発明は上記実施形態に限定されない。
　歯ブラシ植毛部の毛切り形状（外観形状）は、単一平面状でなくてもよく、山切り形状であってもよいし、凹凸形状であってもよい。また、植毛部の外側と内側とで形状が異なってもよい。
また、用毛の先端面(即ち、毛先)と毛先とは反対側に位置する基端面とで形状が異なってもよく、例えば、図６に示すように、用毛１３ａの先端形状がテーパー状で、芯部１３ｃと被覆部１３ｄとにより構成された用毛であってもよい。用毛１３ａの先端形状がテーパー状である場合には、歯間の洗浄に適している。また、用毛の先端形状は、ヘラ状、スクレイパー状、球状等であってもよい。
　用毛の長手方向に垂直な断面形状は、円形に限らず、楕円形；三角形、四角形等の多角形；星形等であってもよいし、三つ葉型、四つ葉型等直線同士、曲線同士、さらには直線と曲線を組み合わせた形状であってもよい。
　ヘッド部における毛束の配列は、格子配列である必要はなく、千鳥配列や非対称な配列、その他どのような配列でもよい。ヘッド部の長手方向の軸線に対して毛束の配列が対称である必要もない。
　また、用毛は、芯鞘構造の用毛でなくてもよく、例えば、複数本のフィラメントからなる芯部が絶縁部により被覆された、断面が海島構造の用毛であってもよい。用毛が、複数本のフィラメントからなる芯部を備える形態の一例として、図７に、３本のフィラメント１３ｅからなる芯部１３ｃと、前記芯部１３ｃの周面を被覆する被覆部１３ｄとを備える用毛を示す。芯部１３ｃが複数本のフィラメントからなる場合であっても、被覆部１３ｄにより用毛１３ａの周面が絶縁化されているため、上記実施形態と同様の効果を奏する。

　また、ハンドル部本体は円筒状、すなわち、長手方向に垂直な断面が円形でなくてもよく、例えば、楕円形であってもよいし、断面が多角形（三角形、四角形、五角形、六角形等）であってもよい。
　また、第２電極は、ハンドル部本体２１の基端側に設けられていなくてもよく、口腔内用イオン歯ブラシ使用時に使用者の手が接触する部分であれば特に制限はされない。
　また、導電体および第２電極の形状によっては、第１端子、第２端子および配線を省略してもよい。
　また、電源として、電池の代わりに外部電源を用いても構わない。
外部電源としては、大容量の電池を外部に設け、接続線等で口腔内イオンブラシへ電源供給してもよいし、家庭用ＡＣ電源を、抵抗器を用いて１．５Ｖ～１２Ｖに降圧して用いてもよい。　

　また、本発明の口腔内用イオンブラシは歯ブラシ型でなくてもよく、歯間ブラシ型でもよい。歯間ブラシ型イオンブラシは、例えば、以下の製造方法で製造される。
　すなわち、まず、折り返したワイヤに芯部を形成する導電性のフィラメントを挟み込むと共に、ワイヤを捻り合わせて、導電性のフィラメントを固定した後、全体を非導電性物質でコーティングする。これにより、導電性フィラメントからなる芯部の外側に被覆部を形成した用毛を得ると共にヘッド部を形成する。この時点では、芯部の先端は露出していないので、用毛の先端を切断して芯部を露出させて第１電極を形成する。次いで、射出成形によるインサート成形により、ハンドル部を成形すると共にワイヤの基端をハンドル部に接続する。その後、第２電極、第１端子および第２端子を取り付けて、歯間ブラシ型イオンブラシを得る。

　本発明の口腔内用イオンブラシは、電気の使用効率が高く、また、イオン化可能な有効成分を用いる場合には、有効成分を口腔内の目標部位に効率的に浸透させることができるので、産業上極めて有用である。

　１　口腔内用イオンブラシ
　１０　ヘッド部
　１１　ヘッド部本体
　１１ａ　植毛面
　１２　導電体
　１３　毛束
　１３ａ　用毛
　１３ｂ　端面
　１３ｃ　芯部
　１３ｄ　被覆部
　２０　ハンドル部
　２１　ハンドル部本体
　２２　第２電極
　２３　第１端子
　２４　第２端子
　２５　配線
　２６　第１電極
　Ａ　電池（電源）

Claims

　導電性の芯部と前記芯部の周面を被覆する非導電性の被覆部とを備える用毛が植設されたヘッド部と、前記ヘッド部に延設されたハンドル部とを備え、
　前記芯部は電源に接続され、
　前記用毛の先端には、前記芯部が露出した第１電極が形成され、前記ハンドル部には、電源が接続された第２電極が露出して形成されている口腔内用イオンブラシ。