WO2019131646A1 - 歯間清掃具及び基部の製造方法 - Google Patents

歯間清掃具及び基部の製造方法 Download PDF

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synthetic resin
cleaning tool
carbon fiber
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侑 吉川
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小林製薬株式会社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C15/00Devices for cleaning between the teeth
    • A61C15/02Toothpicks

Definitions

  • the present invention relates to an interdental cleaner.
  • Patent Document 1 discloses an interdental cleaner provided with a base made of a composite material containing a synthetic resin and a fiber material, and a cleaning part made of an elastomer.
  • the base has a shaft having a shape that can be inserted between the teeth and a grip that has a shape that can be gripped by a finger.
  • Patent Document 1 describes that the rigidity (buckling strength) of the shaft portion is increased by blending the fiber material into the synthetic resin.
  • the fiber material be blended at 15 wt% to 35 wt%, and when polybutylene terephthalate is used as the synthetic resin, the fiber material is blended 12 wt% to 35 wt% It is stated that it is preferable to be done. Specifically, it is described that, as a fiber material, a glass fiber, a glass ball or talc added to polypropylene, or a glass material added as a fiber material to polybutylene terephthalate. It is done.
  • the buckling strength of the shaft portion is enhanced by blending the fiber material with the synthetic resin such as polypropylene, the buckling is generated in the shaft portion. If it occurs, it is easy to be divided (it is easy to break) in that part. If the shaft is divided during cleaning with the interdental cleaning tool, there is a concern that the fragments may remain in the interdental space.
  • An object of the present invention is to provide an interdental cleaning tool capable of suppressing separation of a shaft in the case where the shaft is buckled while securing the buckling strength of the shaft, and a method of manufacturing the same. It is.
  • the present inventors have blended a carbon fiber having a bending strength larger than that of the glass fiber with respect to the synthetic resin, thereby making the fiber material to the synthetic resin.
  • the ability to secure the buckling strength of the shaft while reducing the amount of compounding in other words, by increasing the content of the synthetic resin in the composite material while securing the buckling strength of the shaft, the toughness of the shaft ( I thought that it is possible to improve).
  • the present invention has been made based on the above-mentioned viewpoints.
  • the present invention is an interdental cleaning tool, comprising: a base having a shaft having a shape capable of being inserted between the teeth, wherein the base comprises a synthetic resin and a carbon fiber
  • the interdental cleaning tool is formed of a material, and the content of the carbon fiber in the composite material is 5% by weight or more and 10% by weight or less.
  • the composite material forming the base contains carbon fiber with a relatively high flexural strength of 5% by weight or more and 10% by weight or less, the buckling strength of the shaft portion is secured, and moreover, the shaft Division of the shaft in the case where buckling occurs in the part is suppressed.
  • the content of the carbon fiber in the composite material is 5% by weight or more, the buckling strength of the shaft portion is effectively ensured.
  • the toughness of the shaft portion is enhanced.
  • the said synthetic resin is a polypropylene.
  • this invention is a manufacturing method of a base which has a shaft part which has a shape which can be penetrated between teeth, Comprising: It is a composite material containing a synthetic resin and carbon fiber, Comprising: Content of the said carbon fiber And preparing the base by filling the composite material in a mold having a space corresponding to the base. , Provide a method of manufacturing the base.
  • the carbon fiber content in the composite material filled in the mold in the molding step is 5% by weight or more and 10% by weight or less, the buckling strength is secured and buckling occurs.
  • a base is manufactured which has a shaft portion which is hard to be divided even if it is present. Furthermore, compared with the case where the content of carbon fiber is more than 10% by weight, the fluidity of the composite material filled in the mold is enhanced. Thus, the manufacturing efficiency of the base is improved.
  • a solid substance including the synthetic resin and the carbon fiber is prepared as the composite material, and in the molding step, the inside of the mold is melted while melting the solid substance. It is preferable to fill in
  • a solid for example, in the form of pellets
  • the compounding amount of carbon fiber to the synthetic resin is adjusted in advance.
  • the occurrence of variations in the content of carbon fibers in the material is suppressed.
  • an interdental cleaning tool capable of suppressing division of the shaft in the case where the shaft is buckled while securing the buckling strength of the shaft, and the same A manufacturing method can be provided.
  • An interdental cleaning tool 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • the interdental cleaner 1 includes a base 10 and preferably further includes a cleaning unit 40.
  • the base 10 has a shaft 20 and a grip 30.
  • the shaft portion 20 has a shape that linearly extends along a specific direction (left and right direction in FIG. 1) and can be inserted between the teeth.
  • the cross section of the shaft portion 20 in a plane orthogonal to the axial direction (horizontal direction in FIG. 1) of the shaft portion 20 is circular.
  • the cross section may be an ellipse, a polygon or the like.
  • the shaft portion 20 is formed in a cylindrical shape in which the outer diameter gradually decreases from the proximal end portion of the shaft portion toward the distal end.
  • the grip portion 30 extends along the axial direction of the shaft portion 20 so as to be separated from the proximal end portion of the shaft portion 20, and has a shape that can be gripped by a finger.
  • the grip portion 30 is formed flat. As shown in FIG. 1, the gripping portions 30 of the interdental cleaning tools 1 are connected by a connecting piece 32.
  • the base 10 is made of a composite material including a synthetic resin 61 (see FIGS. 3 and 4) and carbon fibers 62 and 63 (see FIGS. 3 and 4).
  • synthetic resin 61 polypropylene, polyethylene, ABS, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polystyrene, polyacetal, etc. are preferably used.
  • polypropylene is used as the synthetic resin 61.
  • the carbon fibers long fibers 62 (see FIG. 3) having a fiber length of about 1 to 8 mm or short fibers 63 (see FIG. 4) having a fiber length of about 0.1 to 1 mm are used.
  • the content of the carbon fibers 62 and 63 in the composite material is preferably set to 5% by weight or more and 10% by weight or less.
  • the carbon fiber 62 is usually about 0.5 to 2 mm in the molded base 10, and the carbon fiber 63 is usually about 0.01 to 4 mm in the molded base 10.
  • the flexural modulus of the carbon fibers 62 and 63 (see FIGS. 3 and 4) is about 4 to 20 GPa.
  • the manufacturing method includes a preparation step and a molding step.
  • the composite material (having a content of carbon fibers 62, 63 of 5% by weight or more and 10% by weight or less) is prepared.
  • a solid (pellet-like one) P (see FIGS. 3 and 4) including a synthetic resin 61 and carbon fibers 62 and 63 is prepared as a composite material.
  • the solid substance P is formed in, for example, a cylindrical shape, a spherical shape, or a square pole. However, it is preferable that the solid substance P be formed in a cylindrical shape from the viewpoint of being less likely to cause clogging when the solid substance P is introduced into a tank for melting the solid substance P.
  • the long fibers 62 are held by the synthetic resin 61 such that the longitudinal direction of the fibers is parallel to the axial direction of the cylinder.
  • the base 10 is molded by melting and filling the solid substance P in a mold 50 having a space corresponding to the base 10.
  • the cleaning portion 40 is a portion for cleaning between the teeth, and is formed of a resin material having a hardness lower than that of the base 10. Specifically, a styrene-based elastomer is used as the resin material. However, silicon, an olefin-based elastomer, a polyester-based elastomer or the like may be used as the resin material.
  • the cleaning unit 40 is a cleaning unit main body 42 that covers a part of the outer peripheral surface of the shaft unit 20 (a portion including the tip of the shaft unit 20), and each protrudes from the outer peripheral surface of the cleaning unit main body 42 And a plurality of brush portions 44 having the following shape. The cleaning unit 40 may be omitted.
  • the composite material forming the base 10 contains the carbon fibers 62 and 63 having a relatively high flexural strength in an amount of 5% by weight to 10% by weight. Therefore, the buckling strength of the shaft portion 20 is secured, and further, the division of the shaft portion 20 when the shaft portion 20 is buckled is suppressed. Specifically, when the content of the carbon fibers 62 and 63 in the composite material is 5% by weight or more, the buckling strength of the shaft portion 20 is effectively ensured, and the content of the carbon fibers 62 and 63 is 10% by weight
  • the toughness of the shaft portion 20 is enhanced by the fact that it is as follows, that is, the content of the synthetic resin 61 in the composite material is increased.
  • content of carbon fiber 62 and 63 in a composite material is 5 weight% or more and 10 weight% or less, compared with the case where content of fiber materials, such as carbon fiber and glass fiber, is more than 10 weight%, In the molding step, the flowability of the composite material filled in the mold 50 is enhanced. Thus, the manufacturing efficiency of the base 10 is improved.
  • the solid material P including the synthetic resin 61 and the carbon fibers 62 and 63 is prepared as the composite material, so that the carbon fibers 62 and 63 are scattered in the molding step, and carbon fibers in the composite material The occurrence of variations in the contents of 62 and 63 is suppressed.
  • the composite material may contain both long fibers 62 and short fibers 63 as carbon fibers.
  • the axial direction of the shaft portion 20 may intersect with the longitudinal direction of the grip portion 30.
  • the axial part 20 may be curved.
  • each example and comparative example a solid of a composite material containing a synthetic resin (polypropylene) and a fiber material (carbon fiber or glass fiber) (Example 1: polypropylene and 5 wt% long fibers 62)
  • Example 2 Solid material containing polypropylene and 10% by weight long fibers 62
  • Example 3 Solid material containing polypropylene and 5% by weight short fibers 63
  • Example 4 Polypropylene and 10 Preparation of solid containing 60% by weight of staple fiber
  • Comparative example 1 Solid containing polypropylene and 5% by weight of glass fiber
  • Comparative example 2 Solid containing polypropylene and 10% by weight of glass fiber
  • the base 10 was formed by filling the solid in a space (corresponding to the base 10) in the mold 50 while melting it.
  • the interdental cleaning tool was produced by providing

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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。

Description

歯間清掃具及び基部の製造方法
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。
国際公開第2013/176297号
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の正面図である。 基部の形成工程の概略を示す図である。 合成樹脂と炭素繊維(長繊維)とを含む複合材料の固形物の概略図である。 合成樹脂と炭素繊維(短繊維)とを含む複合材料の固形物の概略図である。 各実施例及び各比較例の組成を示す表である。
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

Claims (4)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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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