JPH04197307A - 洗浄用ブラシ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、洗浄時に外界光を受けて光電気化学反応が生
起されるＮ型半導体を設けて、その分極作用と還元作用
とて被洗浄物を効果的に洗浄できるよう構成しである洗
浄用ブラシに関する。

〔従来の技術〕

冒記洗浄用ブラシとして例えば歯ブラシや物品洗浄具が
あり、本来のブラシ構成部材とは別の、Ｎ型半導体が設
けられている半導体部材を固定して構成している。（例
えば特公昭６０−５７３４０号公報、特開昭５９−２１
１４０９号公報、実開昭６０−１４７３５３号公報参照
）。

〔発明が解決しようとする課題〕

かかる洗浄用ブラシを製造するに際して、本来のブラシ
構成部材を組付ける工程に加えて、別部材である半導体
部材を固定する工程か別途必要となり、部品点数が増え
て製造工程が複雑化する欠点がある。

更に、半導体部材を別途固定する構成上、長期使用の内
にその半導体部材だけがブラシ本体から脱落してしまう
おそれも増大する。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、Ｎ型
半導体の取り付は手段を工夫することにより、Ｎ型半導
体が設けられている別部材を別途固定するという特別な
工程を要することなく簡便に製造でき、しかも長期に亘
って使用可能なＮ型半導体付の洗浄用ブラシを提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する為の本発明による洗浄用ブラシの特
徴構成は、洗浄時に外界光を受けて光電気化学反応か生
起されるＮ型半導体が、Ｎ型半導体材料をブラシ構成部
材の表面に蒸着して設けられている点にあり、かかる構
成から次の作用効果を奏する。

〔作　用〕

Ｎ型半導体材料のブラシ構成部材表面への蒸着てＮ型半
導体を設けたから、組付は部品点数か減り、半導体部材
を別に固定する工程を要することなく、本来のブラシ構
成部材を組付けることてＮ型半導体も同時に固定される
。

〔発明の効果〕

Ｎ型半導体か設けられている別部材を別途固定するとい
う特別な工程を要することなくＮ型半導体を固定して簡
便に製造でき、しかもＮ型半導体か本来のブラシ４１１
１構成部利と一体になっているのでＮ型半導体だけか先
に脱落するおそれもなく、長期に亘って使用できる。

請求項２記載の洗浄用ブラシは、前記ブラシ構成部材が
、集束して植設されている複数のブラシ毛の内の一部の
ブラシ毛であるから、Ｎ型半導体を被洗浄物に近接させ
て使用でき、洗浄効果を一層高めることかできる。

〔第１実施例〕 第３図乃至第５図は、植毛部（Ａ）と握柄部（Ｂ）とか
着脱自在に構成されている、洗浄用ブラシの一例として
の歯ブラシを示す。

前記植毛部（Ａ）は、透明な合成樹脂製基材（１）の−
側面側に、透明なナイロン製のブラシ毛（２）の複数（
実施例では２１乃至２２本）を束にして植毛して構成さ
れ、握柄部（Ｂ）側に対して弾性的に嵌合される雌型嵌
合部（３）か形成されている。

前記握柄部（Ｂ）は、合成樹脂製の握柄（４）に植毛部
（Ａ）の雌型嵌合部（３）に対して嵌合される雄型嵌合
部（５）を形成して構成され、Ｎ型半導体層を表面に形
成しである丸棒（６）が雌型嵌合部（３）に対する嵌合
方向に向けて突設されている。

前記丸棒（６）のＮ型半導体層は二酸化チタン（７，０
２）で、丸棒状の金属チタン（Ｔ、）を１２００乃至１
５００°Ｃて２乃至１０分間赤熱化してその表面に焼成
されるものである。

前記植毛部（Ａ）の基部側に、両底合部（３）、　（５
）とうしの嵌合による植毛部（Ａ）と握柄部（Ｂ）との
連結時に前述のＮ型半導体層を形成しである丸棒（６）
か入り′込む空洞部（７）か形成され、この空洞部（７
）は連通孔（７ａ）、　（７ｂ）を介して基材（１）の
前後面側に開放されている。

第１図に示すように、前記ブラシ毛（２）の束はＵ字状
に屈曲されて、基材（１）に形成しである複数（実施例
では２４個）の有底筒状の植毛穴（８）に押し込まれ、
植毛穴（８）に無理底めした平板状の平線（９）でその
抜は出しが阻止されている。

前記植毛穴（８）の各々に押し込まれているブラシ毛（
２）の束には、表面にＮ型半導体成分を蒸着した半導体
ブラシ毛（１０）か１本だけ含まれている。

前記半導体ブラシ毛（１０）は、ナイロン製フィラメン
ト（１０ａ）の表面にＮ型半導体材料である金属チタン
（’ｒ、Ｘ１ｏｂ）を蒸着した後、その表面を酸化して
０．１乃至１．０μｍ程度の極めて薄い膜厚のアナター
セ型の二酸化チタン（Ｔ、０２）層（ＩＯＣ）を形成し
たものを所定長さに切断して構成してあり、第２図に示
すように、外周面に二酸化チタン（Ｔ、０２）（ＩＯＣ
）の薄膜か形成され、その切断面に金属チタン（Ｔ、Ｘ
ｌ０ｂ）か露出している構造を有している。

そして、歯みがき時に歯牙側の水分か半導体ブラシ毛（
１０）に接触し、かつ外界光が直接に或いは透明のブラ
シ毛（２）や透明な基材（１）を通過して間接に半導体
ブラシ毛（１０）表面のＮ型半導体（１０ｃ）に照射さ
れると、光電気化学反応が生起される。

本実施例においては、各ブラシ毛（２）の束について１
本たけ半導体ブラシ毛（１ｏ）を含ませる構成となって
いるので、歯磨き時に使用者に与える異物感か少なく、
通常の歯ブラシによる歯磨き時と略同じ感触で使用でき
る。

又、本実施例の半導体ブラシ毛（１０）においては、ナ
イロン製フィラメン１−（１０ａ）の表面に金属チタン
（ＴＯ（１０ｂ）を蒸着してからその表面を酸化して、
Ｎ型半導体である二酸化チタン（Ｔ１ｏ２）層（ＩＯ’
Ｃ）が０．１乃至１．０μｍ程度の極めて薄い膜厚で設
けられ、内部の金属チタン（Ｔ、）（１０ｂ）厚さも薄
いから、光電気化学反応の効果を、画期的に飛躍させる
ことか可能となり、さらに、二酸化チタン（’ｒ：ｏ２
）の結晶構造を、従来用いられているルチル型をとるこ
となく、アナターゼ型をとっているため、その効果をよ
り多く発揮させることが可能となった。

詳しい原理的説明をすると、以下のようになる。

Ｎ型半導体と唾液等の水分が接触すると、Ｎ型半導体の
フェルミレベルと唾液等の水分の酸化還元電位の差によ
り、Ｎ型半導体の電子の一部が唾液等の水分へと移行し
、Ｎ型半導体は、バルク内に向かって電位勾配が形成さ
れ、結果的にＮ型半導体の溶液界面に５ｈｏｔｔｏｋｙ
障壁が形成される。このようにしてできたものを空間電
荷層と呼ぶが、Ｎ型半導体の厚みの大小により、その空
間電荷層は異なることになる。

つまり、従来のようにＮ　Ｗ半導体の薄膜の厚みが、約
■μｍ程度以上であると、かなり深い電位勾配が生じて
５ｈｏｔｔｏｋｙ障壁が高いが、本実施例におけるよう
に、極めて薄い膜薄を有するＮ型半導体では、深い電位
勾配がてきず、５ｈｏｔｔｏｋｙ障壁もかなり低いもの
となる。

この状態のＮ型半導体に光照射がなされると、価電子帯
の電子の−４部が、伝導帯へと励起され、価電子帯には
電子の抜は殻である正孔が、また伝導帯には、エネルギ
ーに富んだ励起電子か生、しる。

この励起電子は、前記電位勾配により、Ｎ型半導体内部
へさらにその内部の金属チタン部を経由して、暗部へと
移動することになるが、Ｎ型半導体や金属チタン部の厚
みが大きい際には、この励起電子は、正孔と再結合して
しまうためにその目的とする光電気化学作用が十分には
発揮できないという欠点がある。

また正孔は、エネルギー的に見てかなり低い位置にある
強い酸化力を有しているために、溶液中の物質を十分に
酸化することか可能となる。

一方励起電子は、エネルギー的にみてかなり高い位置に
あるために、溶液中の物質を十分に還元することが可能
となる。

しかし前記したように、従来のようにＮ型半導体の薄膜
の厚みか約ｌＪｉｍ程度あると、当然暗部においてもか
なり高い５ｈｏｔｔｏｋｙ障壁があるために、溶液中の
物質への電子の供給が起こりにくく、還元反応の効率は
低下し、その目的とする光電気化学反応作用か十分には
発揮できない。

ところが、本実施例のように薄膜金属チタン上に作製し
た極めて薄いＮ型半導体皮膜を有するものは、前記した
ようにＮ型半導体皮膜や内部金属チタンの厚みのために
、正孔と励起電子が再結合し反応効率を低下させること
が少ないものとなり、暗部においても低い５ｈｏｔｔｏ
ｋｙ障壁しかないために、伝導帯の励起電子は、たやす
く溶液中の物質へ電子を供給することが容易になり、還
元反応の効率を向上させることになるのである。

また本実施例のように極めて薄い膜厚を持つＮ型半導体
は、前記したような空間電荷層の電位勾配を必ず必要と
するものではなく、微粒子半導体粉末に見られるような
微粒子効果と同様に正孔−１励起電子は、拡散過程にも
とすき、表面に達することが可能であるという点もあり
、そのなし遂げえる効果は、画期的に向上さしえるもの
である。

さらに、Ｎ型半導体においては金属チタンを１２００〜
１５００°Ｃにて数分間焼成することにおいて、ルチル
型の結晶構造を有している物と考えられるが、本実施例
のＮ型半導体ではアナターゼ型結晶を有しているために
そのエネルギーの位置の関係より、ルチル型のものより
多くの反応効率を上げることか期待てきるのである。

またＮ型半導体の一部に金属チタンを露出させているた
めに、前記した伝導帯の励起電子は、より一層に溶液中
の物質へと電子供給か容易になるために、その効果かよ
り一層期待できる物となる。

このようなＮ型半導体の一部に金属を露出させる方法と
しては、薄肉の金属チタン表面を酸化して形成した二酸
化チタンを切断することにかぎらず、これをプレスして
皮膜の亀裂部分から内部金属を露出させる方法によって
でもよい。

尚、このＮ型半導体としては、その化学的安定性や価電
子帯、伝導帯のエネルギーレベルから考えて、酸化チタ
ンかもっとも優れているが、他に酸化亜鉛、三酸化二鉄
等でもよい。

〔第２実施例〕 第６図に示すように、基材（１）のブラシ毛（２）の束
か植毛されていない側に第１実施例と同様の手段でＮ型
半導体（１０ｃ）を形成して実施しても良い。

本実施例の歯ブラシによれば、使用中、外界光がＮ型半
導体（ＩＯｃ）に照射され易いから、基材（１）の材質
を格別透明なものとする必要がなくなる。

その他の構成は第１実施例と同様である。

〔その他の実施例〕

イ１本発明の洗浄用ブラシは、物品洗浄用のブラシであ
っても良い。

口１本発明の洗浄用ブラシは、Ｎ型半導体そのもの（例
えば二酸化チタン（Ｔ１０□））がブラシ構成材の表面
に蒸着して設けられるものであっても良い。

ハ、Ｎ型半導体材料の蒸着手段には、真空蒸着する方法
や化学蒸着（ＣＶＤ）する方法がある。

二０本発明の洗浄用ブラシの一例としての歯ブラシは、
第１実施例で示した植毛部と握柄部とが着脱自在に構成
されているものに限定されす、植毛部と握柄部とか着脱
不能に連結されているものであっても良い。

ホ　本発明の洗浄用ブラシの一例としての歯ブラシは、
当該歯ブラシに内蔵させた電池からの電力供給により、
身体を導電体として、陰極側とした歯ブラシと、陽極側
とした歯牙との間に電流を流し、陽極側である歯牙、歯
肉まわりの口腔内汚物をマイナス電位に保たれた歯ブラ
シに引き寄せるように構成した洗浄部が並設されている
ものであっても良い。

へ９本発明の洗浄用ブラシの一例としての歯ブラシは、
電動式の歯ブラシであっても良い。

１・、第１実施例において、歯ブラシの握柄部に設けた
Ｎ型半導体を省略し、単に植毛部と握柄部とか着脱自在
に構成されている歯ブラシとして実施しても良い。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る洗浄用ブラシの実施例を示し、第１
図、第２図は要部斜視図、第３図は断面側面図、第４図
は平面図、第５図は植毛部と握柄部とを分離した平面図
である。第６図は別実施例を示す斜視図である。 （２）・・・・・・ブラシ毛、（１０ａ）・・・・・・
ブラシ構成部材、（１０ｂ）・・・・・・Ｎ型半導体材
料、（１０ｃ）・・・・・・Ｎ型半導体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、洗浄時に外界光を受けて光電気化学反応が生起され
   るＮ型半導体（１０ｃ）が、Ｎ型半導体材料（１０ｂ）
   をブラシ構成部材（１０ａ）の表面に蒸着して設けられ
   ている洗浄用ブラシ。 ２、前記ブラシ構成部材（１０ａ）が、集束して植設さ
   れている複数のブラシ毛（２）の内の一部のブラシ毛で
   ある請求項１記載の洗浄用ブラシ。