(57)【要約】  本発明は、その長さに沿う変動直径を有するフィラメントを開示する。フィラメントの長さに沿う直径のこの変化は、歯ブラシの毛束に集成されるとき、歯ブラシの歯間クリーニングとスクラブ効果との両方を改善する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．ハンドルと、
ｂ．前記ハンドルの末端の歯ブラシヘッドと、
ｃ．一緒に束ねられて、前記歯ブラシヘッドに付着される毛束を形成する、それらの長さに沿う変動直径を有する複数の合成モノフィラメントと、を含む歯ブラシであって、前記合成モノフィラメントの各々が、その長さに沿う変動直径において毛束の１つまたは複数の合成モノフィラメントと異なることを特徴とする、歯ブラシ。
【請求項２】
前記毛束の各モノフィラメントが、第１の端部と、他方の端部と反対側の第２の端部とからなる２つの端部を有し、前記第１の端部が直径において前記第２の端部と異なることを特徴とする、請求項１に記載の歯ブラシ。
【請求項３】
前記毛束の前記モノフィラメントの前記長さに沿う前記変動直径が約０．００３インチ〜約０．０２０インチの範囲であることを特徴とする、請求項１または２に記載の歯ブラシ。
【請求項４】
前記毛束の前記モノフィラメントがモノフィラメントの長さに沿う最小直径を有し、前記最小直径が約０．００３インチ〜約０．０１５インチの範囲であることを特徴とする、請求項３に記載の歯ブラシ。
【請求項５】
前記毛束の前記モノフィラメントがモノフィラメントの長さに沿う最大直径を有し、前記最大直径が約０．００５インチ〜約０．０２０インチの範囲であることを特徴とする、請求項３に記載の歯ブラシ。
【請求項６】
前記モノフィラメントの材料がポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、それらのブレンド、コポリマー、または組合せからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の歯ブラシ。
【請求項７】
前記モノフィラメントが約１０，０００ｐｓｉより大きい曲げ弾性率を有することを特徴とする、請求項１または６に記載の歯ブラシ。
【請求項８】
前記モノフィラメントが約４００，０００ｐｓｉ〜約７００，０００ｐｓｉの曲げ弾性率を有することを特徴とする、請求項１または７に記載の歯ブラシ。
【請求項９】
一緒に束ねられて、毛束を形成する、それらの長さに沿う変動直径を有する複数の合成モノフィラメントを含む歯ブラシに使用するための毛束であって、前記合成モノフィラメントの各々が、その長さに沿う変動直径において前記毛束の１つまたは複数の合成モノフィラメントと異なっていてもよいことを特徴とする、歯ブラシに使用するための毛束。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯ブラシに使用することができるフィラメントに関する。より詳しくは、本発明は、その長さに沿う変動直径を有するフィラメントを有する歯ブラシに関する。
【０００２】
（関連出願の相互参照）
本願は、２００５年９月２日に出願された米国特許出願第１１／２１９，４１４号明細書の利益を主張する。
【背景技術】
【０００３】
歯ブラシのフィラメント、または剛毛は、通常、熱可塑性ポリマーから作製される定直径フィラメントから製造される。定直径フィラメントは、５〜１０％以下で変化するフィラメントの長さに沿うばらつきのない直径および断面積を有する。これらのフィラメントを用いて作製されたこのような歯ブラシのクリーニング性能を改善することが常に必要とされている。クリーニング性能は、隣接している歯の間および歯と歯肉との間の歯間クリーニングと歯および歯肉の表面を清浄にするスクラブ作用との組合せである。小さな直径のフィラメントは歯間クリーニングを改善する傾向があるが、より大きい直径およびより剛性のフィラメントはより良いスクラブ作用およびプラーク除去を提供することが知られている。
【０００４】
以下の開示は、本発明の様々な態様に関連する場合があり、以下のように簡単に要約することができる。
【０００５】
歯ブラシにおいて、端を切断された定直径のフィラメントの使用を扱う多数の特許がある。関連しうる以下の特許：米国特許公報（特許文献１）、米国特許公報（特許文献２）、米国特許公報（特許文献３）、および（特許文献４）が示される。しかしながら、これらの特許の全ては、化学的に端を切断されるかまたは機械的に端を切断される定直径フィラメントに関する。このタイプの端の切断は、定直径フィラメントが製造された後に二次作業によって達成される。これらのフィラメントは歯ブラシ毛束孔に挿入される前に端を切断されるので、適切な高さにおいて毛束を挿入するために特に注意しなければならない。これは、毛束付けの後に歯ブラシに行われるいかなるトリミングも先端に変更を加え、クリーニング効果の低下につながるので重要である。いくつかの場合、特殊な毛束付け機およびまたはプロセスが所望のブラシを製造するために必要とされる。さらに、これらの端を切断されたフィラメントはすぐれた歯間クリーニングを提供するが、それらは、先端の直径が非常に小さいので、スクラブ効果がない。先端直径を増加させてスクラブを改善する場合、歯間効率は減少される。
【０００６】
従って、より小さい直径のフィラメントの歯間クリーニングおよびより大きい直径およびより剛性のフィラメントのスクラブ作用およびプラーク除去を提供することができるフィラメントを有することが望ましい。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６０９０４８８号明細書
【特許文献２】米国特許第５５００９７５号明細書
【特許文献３】米国特許第５５３３２２７号明細書
【特許文献４】特開２０００２７９２３０号公報
【特許文献５】米国特許第２，４１８，４９２号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
簡潔に記載し、かつ本発明の１つの態様によって、ハンドルと、ハンドルの末端の歯ブラシヘッドと、一緒に束ねられて、歯ブラシヘッドに付着される毛束を形成する、それらの長さに沿う変動直径を有する複数の合成モノフィラメントとを含む歯ブラシが提供され、合成モノフィラメントの各々が、その長さに沿う変動直径において毛束の１つまたは複数の合成モノフィラメントと異なる。
【０００９】
本発明の別の態様によって、一緒に束ねられて、毛束を形成する、それらの長さに沿う変動直径を有する複数の合成モノフィラメントを含む歯ブラシに使用するための毛束が提供され、合成モノフィラメントの各々が、その長さに沿う変動直径において毛束の１つまたは複数の合成モノフィラメントと異なっていてもよい。
【００１０】
本発明は、添付した図面と併せて記載した、以下の詳細な説明からより完全に理解される。
【００１１】
これらの図は、本発明のフィラメントを用いて達成された変動先端直径を示す。
【００１２】
本発明はその好ましい実施態様と併せて記載されるが、それは、本発明をその実施態様に制限することを意図するものではないことは理解されよう。反対に、添付した特許請求の範囲によって規定される本発明の精神および範囲内に含めることができる全ての代替物、改良、および同等物にわたることを意図する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のフィラメントは、同じ毛束に様々な異なった直径を提供することができるので、独特なものである。フィラメントは、両端の端を切断された定直径フィラメントではなく、直径がそれらの長さに沿って変化するフィラメントである。本発明のフィラメントは、改善されたクリーニングを有する歯ブラシをもたらすので、既存の定直径フィラメントよりもいくつかの利点を提供する。本発明のフィラメントは、加工するのが非常に容易で、変動直径の先端を形成するために、製造後かつ毛束付けの前に二次作業を必要としないので、既存の端を切断されたフィラメントよりも利点を提供する。フィラメントは、現在の定直径フィラメントと同様な方法で一つにまとめられ、そして可変直径フィラメントは標準製造プロセスを用いて毛束付けされうる。さらに、本発明のフィラメントは、歯および歯肉のすぐれた歯間クリーニングと表面クリーニングとの両方を提供するために、毛束の直径の組合せを提供する。また、集成された歯ブラシのフィラメントは、通常の歯ブラシ（ＴＢ）製造プロセスの一部として端を切断されるかまたは端に丸みをつけられてもよい。本発明の可変直径フィラメントの端に丸みをつける実施例は図３〜４に示される。
【００１４】
これらのフィラメントは、歯ブラシ適用のために開発され、定直径フィラメントの代わりに用いられる時にブラシのクリーニング性能を改善する。本発明のフィラメントは、歯ブラシ毛束に集成されるとき、歯ブラシの歯間クリーニングとスクラブ効果の両方を改善する変動直径フィラメントを提供する。
【００１５】
本発明の実施態様は、熱可塑性ポリマーを用いて製造された変動直径の合成モノフィラメントである。好ましいポリマーは、１０，０００を超える分子量（ＭＷ）を有し、ポリアミド（ナイロン６１２、６１０、６、１０１０、６６、それらのブレンドおよびコポリマー）、ポリエステル（ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、およびこの２つのブレンド）およびポリオレフィン（ポリプロピレン）からなるのが最も可能性が高い。
【００１６】
変動直径フィラメントは、０．００３インチ〜０．０１５インチの最小直径および０．００５インチ〜０．０２０インチの最大直径を有し、フィラメントのための典型的なモノフィラメント製造プロセスを用いて製造される。このプロセスは、上のリストからのポリマーまたはポリマーの組合せを一軸または二軸スクリュー押出機を用いて溶融する工程と、溶融ポリマーブレンドを紡糸口金プレートを通して押出してフィラメントを製造する工程と、フィラメントを急冷する工程と、フィラメントを延伸する工程と、フィラメントをアニールする工程と、フィラメントをハンク（例えば直径約２インチのフィラメントの束）に集成する工程とを含む。フィラメントは、使用されたポリマーに応じて４００，０００〜７００，０００ｐｓｉの曲げ弾性率を有するフィラメントを製造する、３．７５〜４．２５の延伸比で延伸される。フィラメントは、異なった着色剤または着色濃縮物中でブレンドすることによっていずれの色で製造されてもよい。また、中空、三胞状（ｔｒｉｌｏｃｕｌａｒ）、四胞状（ｔｅｔｒａｌｏｃｕｌａｒ）および方形葉状（ｑｕａｄｒｉｌｏｂａｌ）などの異なった断面形状が、異なった毛管形状を通して押出すことによって製造されてもよい。さらに、本発明のフィラメントは、粘土、テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（登録商標）微細粉末、金属粉末、研磨粗粒、金属粒子、および抗微生物成分などがあるがそれらに限定されない様々な添加剤を含有するように製造されてもよい。
【００１７】
本発明の詳細な説明のためにここで図面を参照する。フィラメントがハンクに一まとめにされた後、ハンクを特定の長さの切断片に切断する。次いで、切断片を、標準毛束付けプロセスを用いて歯ブラシに集成する。ハンク中のフィラメントはそれらの長さに沿って直径が変化するので、切断片の切断プロセスは、切断片の表面において可変フィラメント先端直径を形成する。この変化されたフィラメント先端直径を示す図１をここで参照する。
【００１８】
フィラメントの直径の変動性の別の実施態様を示す、図２をここで参照する。先端直径は、サイズが０．００３インチ〜０．０２０インチの範囲であってもよい。フィラメントが標準毛束付け機を用いて歯ブラシに毛束付けされるとき、毛束中のフィラメントの先端はまた、最終加工の前にサイズが０．００３〜０．０２０インチに変化する。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
ナイロン６１２のブレンド（本願特許出願人によってザイテル（Ｚｙｔｅｌ）（登録商標）として製造された）を一軸スクリュー押出機のホッパーに装填した。丸い毛管を有する紡糸口金プレートをダイヘッド内に設け、ポリマーを２４０℃において押出し、紡糸口金プレートの約１インチ下に配置された２５℃の水中で急冷した。得られたフィラメントの直径を、米国特許公報（特許文献５）に記載されたように周期的に変動する表面速度において運転されるゴムピンチロールを用いて変化させ、１０〜１８ミルの相応して変動するストランド厚みをもたらした。最小から最小までの直径は、４インチの増分で反復した。フィラメントを３．７５：１の延伸比で延伸し、約５〜９ミルの変動ストランド直径をもたらした。フィラメントを、１７０℃〜１８０℃の炉を通過させることによってヒートセットした。紡糸、延伸、およびヒートセットの後、フィラメントを大きなスプール上に捲回し、２インチの平均直径を有する長さ約９８インチのハンクに製造した。次に、ハンクを紙で包み、約９６インチの最終長さに切断した。次いで、９６インチのハンクを長さ３４ｍｍの切断片に切断した。切断片の表面は、０．００５インチ〜０．００９インチの変動直径フィラメントを含有しており、かつ図１および２に類似している。切断片を典型的な歯ブラシ毛束付け機を用いて歯ブラシに集成した。次に、歯ブラシの毛束が検査され、先端において同じ可変直径を示した。この製品によって製造された典型的な毛束を示す、図３をここで参照する。図３は、０．００５インチ〜０．００９インチの範囲の可変直径を有する毛束を示す。
【００２０】
（実施例２）
実施例１に記載された同じプロセスを用いて、０．００４インチ〜０．００７インチで変化する先端直径を有するフィラメント切断片を製造した。０．００４インチ〜０．００７インチの可変直径材料を、実施例１に記載された押出プロセスによって製造した。得られた押出フィラメントは、０．００８〜０．０１４インチの変動直径を有した。これらを３．７５：１において延伸し、ヒートセットして０．００４〜０．００７インチの変動直径を有するフィラメントを製造した。最小から最小までの直径の反復サイクルは４インチであった。フィラメントをハンクに集成し、紙で包み、３４ｍｍの切断片に切断した。切断片を歯ブラシに集成し、０．００４インチ〜０．００７インチで変化する先端直径を有するフィラメントを有する毛束をもたらす。図４の写真は、実際の毛束を示す。
【００２１】
０．００４〜０．００７インチの可変直径フィラメントを有する歯ブラシを、それらの歯科研究室において試験するためにペンシルベニア大学に送った。ブラシを歯肉へのアクセス、歯肉縁、歯間アクセス効率（ＩＡＥ）、および堆積物除去の深さ（ＤＤＲ）について試験し、０．００５インチ、０．００６インチ、および０．００７インチの定直径フィラメントで作製された歯ブラシと比較した。試験の結果を表１に示す。表に示すように、約０．００４〜０．００７インチの可変直径フィラメントは、０．００５インチの定直径フィラメントのように、良好な歯間アクセスを有したが、０．００６インチのフィラメントのように、より高いＤＤＲを有する。
【００２２】
続いて図４を参照して、約０．００４〜０．００７インチの可変直径フィラメントおよび約０．００６インチおよび約０．００７インチの定直径フィラメントを用いて製造されたブラシで歯ブラシの剛性もまた測定した。結果を表２に示す。表に示すように、可変直径ブラシの剛性は、０．００６インチのフィラメントより低く、歯肉上によりやさしい処置になり、より剛性の０．００６ミルのブラシがもたらすＤＤＲを提供しながら使用者によりソフトな感触になる。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
【表２】
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【００２５】
従って、上述した目的および利点を完全に満たす、可変直径を有するフィラメントが本発明によって提供されたことは明らかである。本発明はその特定の実施態様と共に記載されたが、多くの代替物、改良、および変型が当業者には明白であることは明らかである。したがって、添付した特許請求の範囲の精神および広い範囲に含まれる全てのかかる代替物、改良、および変型を包含することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】断面片においての本発明の可変直径の２０×の倍率の写真断面図を示す。
【図２】断面片においての本発明のフィラメントの可変直径の５０×の倍率の写真断面図を示す。
【図３】０．００５〜０．００９インチの範囲の可変直径を有する歯ブラシの毛束を形成するために用いられた本発明のフィラメントの５０×の倍率の写真断面図を示す。
【図４】０．００４〜０．００７インチで変化する先端直径を有する歯ブラシに用いられた本発明のフィラメントの５０×の倍率の写真断面図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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