JP2002529179A - ブラシ製品の製造のための方法およびその方法を実行するための装置 - Google Patents

ブラシ製品の製造のための方法およびその方法を実行するための装置

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コロネット−ベルケ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング
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Abstract

(57)【要約】 ブラシ製品の製造のための方法において、剛毛を受けるための穴を備える熱可塑性材料の剛毛担体が製造され、剛毛はそれらの固定側端で穴に導かれ、次に剛毛担体は、穴を有するその表面で圧力を与えられるため、剛毛担体が圧縮され、その全体的な高さの減少が伴い、剛毛担体の塊は、穴の狭まりを伴って、剛毛の固定側端で動かされて剛毛を横方向に取り囲む。この方法を実行するための装置も説明される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
この発明は、剛毛のための受入れ口を備えて熱可塑性材料の剛毛担体が製造さ
れ、剛毛の固定側端が、受入れ口に挿入されかつ剛毛担体に対する機械力の作用
により受入れ口に固定される、ブラシ製品の製造のための方法に関する。この発
明は、この方法を実行するための装置にも向けられる。
【０００２】
【発明の背景】
現在まで、ブラシ製品の製造においては、剛毛担体上に用意された受入れ穴に
剛毛の束がアンカーを用いて動かされそこに固定される、長年の従来の打抜法が
用いられてきた。剛毛担体を軽金属から作ることおよび、中空の心棒を用いて剛
毛の束を囲んで穴の領域に押し込むかまたは圧縮し、冷間加工により軽金属を穴
の中に動かして、穴を束のまわりで閉止することも公知である（ＧＢ ２７８３
１５）。このように製造されたブラシが、もはや現在の要求に合わないのは明ら
かである。過去数年の間に、打抜法は、実質的に剛毛担体のプラスチック材料と
剛毛との間の自動閉鎖力により、アンカーのない態様でまたは物質的に一体とな
った態様で剛毛と剛毛担体との接合が行なわれるプラスチック工学法で置き換え
られることが増えてきた。
【０００３】 射出成形技術および溶接技術に基づく純粋に熱的な方法は公知である。第１の
場合、剛毛または剛毛束はそれらの端で予め溶融され、一方では剛毛を相互接続
し、他方では分子構造の再配向により、剛毛の端に厚肉部を生じる。剛毛担体の
プラスチック材料は次に射出成形工程において厚肉部を丸めて成形される（ＤＥ
４４ １５８８６、ＤＥ ３５ １１５２８、ＤＥ ３６４２１２４、ＥＰ
０ １４２８８５）。
【０００４】 溶接の場合、剛毛担体の表面および剛毛は予め溶融されてそれらの固定側端で
一体化されるが、これは同一または類似のポリマー材料を一般的に前提とする。
この方法の変形（ＵＳ ４６３７６６０）では、比較的限られた深さの予め形作
られた窪みが剛毛担体上で溶融され、溶融物は剛毛担体表面上を外に向けて動か
される。固定側端で溶融された束は、表面の上に上昇した剛毛担体溶融物が分子
の再配向による厚肉部の後ろで再合体するまで、前記窪みの中に挿入されかつ固
定される。これは、射出成形手順と概ね同様に確実な係合をもたらす。変更され
た方法では、受入れ穴は剛毛担体上に熱的に形作られ、穴の壁が溶融される。束
の固定側端上の、そのとき既に凝固した厚肉部が溶融物の中に押し込まれ、予め
上昇したまたは束の挿入の間に上昇する溶融物は圧力により厚肉部の後ろに押し
込まれる。同時に、剛毛担体表面は縁で封止されかつ圧力により平坦化される（
ＵＳ ５ ６２２ ４１１）。
【０００５】 さらに、前述の方法の変形が説明される。したがって、剛毛担体上の下方区域
内の受入れ穴しか溶融しないことおよび剛毛の変形していない固定側端を溶融物
の中に押し込むことは公知である（ＤＥ ３６ ３７ ７５０）。溶融物は、束
の個々の剛毛の間に入り込み、剛毛担体表面まで上昇することが意図される。別
の方法（ＵＳ ５ ２２４ ７６３）では、剛毛担体上の各受入れ穴にはその表
面上に突出する鍔が設けられ、この穴はその基部に向かって円錐形に細くなる。
鍔および穴の壁のすぐ近くに続く区域は、プラスチック材料が軟化するがしかし
溶融しない程度に加熱されるため、受入れ穴および鍔はそれらの形状を維持する
。その後、固定側端に厚肉部を備える剛毛束が挿入されるが、厚肉部の断面は、
それが中央の挿入分の深さの穴の壁と接触するのみであるように寸法決めされる
。その後、鍔の軟化したプラスチック材料は、厚肉部に向けて移動された軟化し
た穴の壁とともに、穴の中に動かされる。凝固の後、確実な係合がこのとき存在
する。
【０００６】 別の公知の方法（ＤＥ ４０ ２９ ６１０）では、穴をあけられたプレート
のチャネルの中に束の固定側端が導かれる。チャネル内の露出された面上で溶融
が行なわれ、その後、束はチャネルを通して押し込まれて、剛毛担体上の用意さ
れた受入れ穴にその固定側端で固定され、これには剛毛端にある溶融物の、穴の
アンダーカットへの移動が伴う。
【０００７】 最後に、以下の方法が公知である（ＵＳ ４ ９８８ １４６）。すなわち、
穴の壁および／または厚肉部が束の端で融点よりも下の温度に加熱され、次に束
が圧力下で受入れ穴に挿入され、接合の間に穴の壁および／または厚肉部がエン
トロピー弾性の態様で変形し、接合工程の終わりに変形して戻り、それによりこ
こでも剛毛担体と剛毛束または厚肉部との確実な係合が存在する、方法である。
【０００８】 剛毛担体が溶融されるすべての熱的な方法は、剛毛の抽出抵抗および曲げ挙動
のための、固定側端の主に臨界区域において、特に外側剛毛モノフィラメントが
上昇された温度に晒されてしまう欠点を有する。複雑な押出しまたは紡糸工程で
生産される剛毛モノフィラメントは、必要な曲げ容量および高い恒久的耐屈曲性
をもそれらに与えるため、その分子構造において極端に縦方向に向けられている
。上昇された温度の結果、分子の再構成が起こり、これは、所望の特徴の少なく
とも部分的な損失に関わる。したがって、剛毛は上昇された温度に晒されてはな
らず、もしこれが避けられなければ、そのような温度は非常に短時間しか生じて
はならない。溶融ではない軟化の状態で加工が行なわれる他の公知の方法では、
剛毛モノフィラメントに対するマイナスの影響は認め得るほど減じられるが、剛
毛担体と剛毛束との間の所望の確実な係合は一般的に不十分であり、その結果、
剛毛の抽出強度の欠点がある。
【０００９】
【発明の概要】
この発明の課題は、剛毛担体上での熱の使用なしでまたはこの上なく限られた
熱の使用で機能しかつ剛毛の好ましくない熱的影響を実質的に排除する、ブラシ
製品の製造のための接合方法を提案することである。
【００１０】 この発明は、剛毛担体に対する機械力の作用により、剛毛担体受入れ口に導か
れる剛毛の固定が主にもたらされる方法に基づいている（たとえば、ＵＳ ５
２２４ ７６３および４ ９８８ １４６）。この発明に従うと、そのような方
法は、剛毛担体の受入れ口への剛毛の導入に続いて、前記受入れ口を有するその
表面上で加圧が行なわれ、その全体的な高さの減少を伴って、剛毛担体が圧縮さ
れ、剛毛の固定側端の受入れ口の狭まりを伴って、剛毛担体の塊が移動されて横
方向に剛毛を囲むことを特徴とする。
【００１１】 この発明に従う方法は機械圧力を用いてのみ当初は機能し、そのレベルおよび
作用の持続時間は、剛毛と穴の壁との間の自由空間、すなわちそれが待避する（
ausweichen/fall back）ことができる区域の中で、剛毛担体の熱可塑性材料が弾
性変形するように制御される。プラスチック材料は、分子間の摩擦に関連する加
熱と組合わされた常温流れ（コールドフロー）によって変形され、剛毛担体は動
かされた体積に対応する程度まで圧縮される。
【００１２】 特に、剛毛構成が異なる断面を有する剛毛束を含みかつ、これに対応する異な
る断面を備える受入れ口が剛毛担体に設けられれば、剛毛担体は表面上で異なる
圧力を受けることができるため、ゾーンで異なる塊を移動させる必要がある。適
合される圧力制御の結果、すべての束の均一な凝集および平面表面をも得ること
が可能である。
【００１３】 剛毛担体のこの加圧は、同時にその圧縮を伴うが、受入れ口を有する剛毛担体
表面が加圧に先立って僅かに加熱されかつ、一方ではその温度は融点よりも低く
なければならず、他方では加熱は表面の近くでしか起こらないことで、補助する
ことができる。受入れ口の壁の近傍でもそのような計画的な低温のおよび表面近
くでのみの加熱を行なうことができる。
【００１４】 表面近くでのおよび限られた深さの上のみの、融点より低い適度な温度へのこ
の加熱により、剛毛が大幅な温度の上昇を受けることなく、剛毛の固定側端での
プラスチック材料の移動が補助される。しかしながら、同時に、剛毛担体は受入
れ口の間の区域で圧縮され、そこでは剛毛担体は剛体の形であり、その側すなわ
ち剛毛の固定側端に動かされる。
【００１５】 剛毛担体または受入れ口の表面加熱は好ましくは、形状が等しい加熱素子を介
しておよび好ましくは非接触の態様で行なわれるため、熱転送は放射熱を介して
しか行なわれず、剛毛担体での温度は、一方では加熱素子の温度ならびに他方で
は作用の持続時間および特に、加熱素子と剛毛担体または受入れ口の壁との間の
距離により、非常に正確に制御することができる。
【００１６】 実際的なテストにより、加熱素子と剛毛担体上の熱吸収表面との間に、少なく
とも０．０５ｍｍの、しかし０．５ｍｍを超えないエアギャップが存在するのが
有利とわかった。
【００１７】 剛毛担体中の受入れ口が、受けられる剛毛の断面エンベロープまたは包絡線の
１００％から１２５％に対応する断面を有すれば、これもまた有利である。言い
換えれば、受入れ口は、好ましくは、その断面平面の剛毛のエンベロープと比較
して過大サイズを有するため、剛毛は、挿入の際に受入れ口の壁とちょうど接触
するかまたは接触せず、それらの固定に必要な加工力または形成力は、剛毛担体
にしか作用しない。
【００１８】 剛毛担体に受入れ口が設けられ、その深さが、複数の剛毛を受入れ口に挿入す
る際、複数の剛毛の断面エンベロープの５０％から２００％に対応すれば、これ
もまた有利であり、それにより固定側端を表面近くでアンカー固定し、剛毛担体
の厚みをこれに対応して小さくすることができ、これは歯ブラシには特に望まし
い。
【００１９】 剛毛担体に単一の剛毛のための受入れ口が設けられれば、その深さは、単一の
剛毛の直径の好ましくは２００％から５００％である。単一の剛毛をしっかりと
アンカー固定するためには、少なくとも固定側端でそれらをでこぼこにするかま
たは外形を作ることが適切である。
【００２０】 構造変更温度、すなわちたとえば軟化点へのプラスチック材料の加熱は、体積
の増加と関連する。受入れ口の壁が表面近くで加熱されれば、これは穴の断面の
狭まりにつながる。形状が等しい加熱素子または、それと常温状態の受入れ口の
壁との間に存在するエアギャップは、加熱素子を抽出する際に、受入れ口が較正
されるように、すなわち、受けられるべき剛毛の断面エンベロープの１００％か
ら１２５％の上述の寸法になるように、設計するのが好ましい。
【００２１】 公知の態様では、剛毛担体での剛毛に入口形状を与えて、剛毛の挿入を容易に
することができる。
【００２２】 有利には、剛毛と受入れ口の壁との間の自由空間が、動かされたプラスチック
材料で、それが剛毛担体表面を超えて上がることなく満たされるように、圧力お
よび温度が制御される。
【００２３】 この発明に従うと、この方法の性能は、剛毛担体のどの点でもプラスチックの
溶融が存在せずかつ表面近くで軟化した区域が非常に小さな全体体積しか有しな
いことで可能になる。
【００２４】 剛毛構成の外側に向く、剛毛担体の制御されない変形を防ぐため、剛毛担体は
剛毛構成全体のまわりで封止され、それにより可塑化された材料は外側に移動す
ることができない。
【００２５】 この方法の別の有利な発展に従うと、剛毛の固定側端は、非接触の態様で放射
熱で加熱される。剛毛担体の受入れ口に別々に挿入される単一の剛毛の場合、加
熱により厚肉部が生じ得る。何本かの剛毛を組合わせてばらばらな断面形状の束
を形成する際、剛毛の固定側端は加熱によりともに溶融される。束の断面の上に
突出しないプレート状接続が束の基部で生じるように、加熱を制御することがで
きるかまたは溶融された区域の再構成を行なうことができる。しかしながら、束
の断面エンベロープの上に突出する、必要に応じてプレート状の接続をもたらす
ことも可能である。
【００２６】 剛毛構成内に異なる断面積を有する束が挿入されれば、より大きな断面を有す
る束の近傍での放射熱による固定側端の加熱を熱ガス作用で補助し、剛毛構成の
すべての束をそれらの固定側端で同じ程度に同時に溶融することが有利であり得
る。この方法は、束の異なる断面積と独立して、一切の突出する長さなしに、溶
融された材料がプレート上の接合を形成するのみであるかまたは、分子の再配向
の結果、束の断面の上に突出する厚肉部が存在するのを確実にするさらなる可能
性をもたらす。
【００２７】 すべての場合、加熱は厚肉部が形成されるように制御され、その断面は、剛毛
担体の表面近くで加熱された受入れ口の較正された断面と同じかまたはそれより
も僅かに大きいものである。
【００２８】 この方法を実行するため、剛毛の保持および位置決め装置、剛毛担体のホルダ
または受入れ口、剛毛担体および／または剛毛の固定側端の加熱素子を備える実
質的に従来の装置を用いることが可能である。そのような公知の装置は、締付装
置の多層に積層された薄いプレートの整列されたガイド穴の中に剛毛が配置され
かつ、その固定側端で外側プレートの１つの上に突出することにより、特に有利
な態様でこの発明の方法に適合され、プレートの１つは、剛毛の締付を伴って、
他のものと平行に移動可能かつ固定可能である。ガイド穴は、剛毛担体上の受入
れ口の格子に対応する格子に配置される。締付装置は剛毛担体に圧力を与えるよ
うに同時に働く。
【００２９】 このように、単一の剛毛、剛毛の束またはばらばらに形作られた剛毛ゾーンと
して、完全に十分な態様で剛毛を位置決めしかつ固定することができ、それによ
り、所望の深さに達するまで、それらの固定側端で剛毛担体の用意された受入れ
口に公差の少ない態様で剛毛を挿入することができる。受入れ口への挿入に先立
ち、剛毛の固定側端は加熱されかつ必要により溶融され得る。
【００３０】 好ましくは、移動可能なプレートは自己ロックの態様で固定され、この目的の
ためには、プレートの狭い側に作用するくさびを用いるのが適切である。
【００３１】 締付装置は剛毛担体に同時に圧力を与えるのに好適であることが有利なため、
生産工程では、剛毛はまず締付装置のガイド穴に導かれ、締付プレートを用いて
固定され、次にそれらの突出端で必要に応じて加熱され、次に固定側端で所望の
深さに達するまで剛毛担体の受入れ口に導かれる。
【００３２】 このすぐ後に、締付装置の案内プレートを用いて剛毛担体の加圧が続くが、締
付プレートは予め解放されているため、ガイド穴を剛毛の上に押し込むことがで
きる。
【００３３】 ガイド穴は穴パターンに配置されるのが好ましく、これは完成したブラシ製品
の剛毛または束の位置に対応するため、ブラシ製品の剛毛構成全体を予め作製し
、その後すべて一度に固定することができる。プレートは０．１ｍｍから１．０
ｍｍの間の厚みを有する。ガイド穴は、特にそれらが単一の剛毛または小径の束
向けに意図されれば、レーザビームで作られるのが好ましい。
【００３４】 締付装置は剛毛ホルダとしても働くことができ、特に剛毛を丸めるため、それ
らの反対側の使用側端で剛毛を加工する。さらに、端の加工および締付装置の解
放の後、剛毛が互いに対して軸方向に動かされ、それらの端が平面から分かれる
エンベロープ中に位置されて、個々の剛毛または剛毛構成全体に形状が使用側端
で与えられ得る。
【００３５】 剛毛構成全体の剛毛の固定側端を加熱するため、平面放射加熱器が設けられる
が、これは、異なる断面の束が剛毛構成内に位置される場合に、より大きな断面
を備える束の近傍に熱ガスが通るためのさらなるチャネルを有するものである。
放射加熱器は、剛毛担体および受入れ口の表面と形状が等しい態様で作られるの
が好ましい。
【００３６】 このように、すべての束は、それらの断面の形状から独立して、十分な熱レベ
ルに同時に晒されて固定側端を溶融しかつそれらをともに保持する厚肉部または
プレートを必要に応じてもたらすことが確実になる。
【００３７】 この発明は実施例および添付の図面に関連して以下により詳細に説明される。
【００３８】
【詳細な説明】
図１ａは、平行なガイド穴２の各々の中で剛毛の束を受けるホルダ１を示し、
その剛毛３はそれらの固定側端４でホルダ１の上に突出する。図１ｂは剛毛担体
５の詳細であり、これは、たとえば射出成形で製造され、止まり穴として作られ
る、剛毛束３用の予め形作られた受入れ口６を有する。図１ａおよび図１ｂはこ
の方法の始めの状態を再現しており、剛毛担体５は、図示されていない固定され
た受入れ口に挿入されるかまたは置かれる。
【００３９】 次の段階（図２ａ）では、加熱素子７を用いて、好ましくは放射により、束３
の固定側端４が予め溶融され、それによりプレート状の厚肉部８が形成され、こ
れを用いて束３の個々の剛毛が相互接続される。示された実施例では、予め溶融
することによって得られたプレートが束３に対して突出する。示された実施例で
は、図２ａに従う方法段階と同時にまたはそのすぐ後に、剛毛担体５の受入れ口
６および前記受入れ口を有する担体５の表面９が表面の近くで加熱される。加熱
ピン１１を備える加熱素子１０がこのために用いられる。剛毛担体表面９に面す
る加熱素子１０の面および加熱ピン１１は、剛毛担体上面に対して形状が等しい
形を形成する。加熱ピン１１は、０．０５ｍｍよりも大きなエアギャップを除き
、受入れ口６に入れられる。剛毛担体５の表面９とそれに面する加熱素子１０の
表面との間に、幾分より大きなエアギャップが維持される。
【００４０】 剛毛担体表面９ならびにその底部および壁の受入れ口６の表面近くでの加熱の
場合、熱可塑性材料の剛毛担体５は、プラスチックを溶融せずに数十ミリメート
ルの深さまで軟化される。軟化された区域は密な断面線（図３）で表わされる。
熱可塑性材料の軟化は体積の増加に関するため、受入れ口６の断面の狭まりが存
在し、それにより軟化したプラスチックは加熱ピン１１と係合する。加熱素子１
０を抽出する際、加熱ピン１１が取出され、結果として生じる穴１２は受入れ口
６よりも狭い断面を備えて較正される。剛毛束３を備えるホルダ１および前端ま
たは案内プレート状厚肉部８は、このとき厚肉部８が穴１２に導かれるまで剛毛
担体５に向けて動かされ、図４に従う中間段階を介して、図５に従うそれらの端
の位置に最終的に達する。ホルダ１が剛毛担体５の表面に与える圧力が制御され
るため、完成した担体５は、図示されていない受入れ口（以後図１３を参照）に
向けて圧縮される。ホルダ１を剛毛の束３から取外した後、完成したブラシ製品
をその受入れ口から取外すことができる。プラスチック材料は、軟化してはいる
が溶融していない状態に変えられるのみであるため、軟化した区域は急速に冷め
て、完成したブラシ製品１３を迅速に取外すことができる。これは自動生産にお
いて高いサイクル時間をもたらす。特に、剛毛担体５の厚肉部８より上およびそ
の表面までの区域の、剛毛担体の結合の近傍では、剛毛の分子構造は損なわれな
い。
【００４１】 図７から図１２は、個々の直立する剛毛１４を備えるブラシ製品の製造におけ
る同じ方法シーケンスを示す。ホルダ１はここでもガイド穴を有し、その中に固
定側端１５でホルダ１の上に突出する単一の剛毛１４のみが挿入される。図７ｂ
に従う射出成形された剛毛担体１６はここでも熱可塑性材料からなり、止まり穴
１７の形の受入れ口が設けられ、その穴の直径は単一の剛毛１４の直径に適合さ
れる。
【００４２】 図８ａに従うと、単一の剛毛１４の固定側端１５は、加熱素子７を用いて球形
の厚肉部１８に溶融される。同様に、平坦な加熱素子１９を用いて、剛毛担体１
６は、その表面２０の近くでおよび穴１７の近傍で加熱されかつ軟化される。
【００４３】 さらなる方法シーケンス（図９から図１１）では、単一の剛毛１４は、先端厚
肉部１８で、ホルダ１を用いて、それらが穴の底に最終的に当たるまでおよびホ
ルダ１を用いた加圧により剛毛担体１６がその表面２０で圧縮されるまで、剛毛
担体１６上の穴１７に導かれる。図１２は、一体となった態様に配置された剛毛
担体１６および単一の剛毛１４を含む、完成したブラシ製品２１の詳細を示す。
【００４４】 図１３は、隣り合う束２２の近傍での剛毛担体の圧縮を拡大された縮尺で示し
、それらは固定側端の厚肉部２３で穴に既に埋め込まれている。剛毛担体２５の
表面２４の近くでおよび穴の近傍で軟化されたプラスチック材料が断面線で示さ
れる。接合工程の終わりに向けて、ホルダ２６は剛毛担体２５の表面２４と接触
するようになる。さらなる加圧および、方向指示矢印で示される、受入れ口での
反発力により、剛毛担体２５は量２７分だけ圧縮される。剛毛の固定側端にある
、特に厚肉部２３の近傍および動かされたプラスチック材料のすぐ上にある、表
面近くで軟化されたプラスチック材料だけでなく、穴の間の剛性材料も、冷間加
工により下向きおよび外向きに変形されるため、剛毛の束２２の埋め込み区域の
方向に圧縮力が強まる。
【００４５】 図１４から図１７の拡大された縮尺の表示を用いて、外形的な状態が例に関連
してさらに説明される。ホルダ１上に位置された束３は、たとえば１．５０ｍｍ
である直径ＤＴを有する。束３の固定側端での突出長さＬＴは、たとえば１．７
５ｍｍから２．２５ｍｍであり得る。
【００４６】 束３の剛毛の固定側端を予め溶融する際、その長さは分子の再配向により減少
し、それによりホルダ１での突出長さＬＦ＜ＬＴは、大体１．６０ｍｍから２．
００ｍｍである。予めの溶融から生じるプレート状厚肉部８は、束３の始めの直
径ＤＴよりも約０．１０ｍｍから０．４０ｍｍ大きい直径ＤＦを有する。
【００４７】 剛毛担体５の状態は図１６に示される。この実施例では、剛毛担体５には、剛
毛構成全体を囲む下方端縁２８が周方向に設けられ、その高さＴＲは、たとえば
０．０５ｍｍから０．０３ｍｍである。剛毛担体５の表面２９は結果的に、端縁
２８と比較して幾分低くなる。剛毛担体表面２９に対する穴６の深さＴＨは、約
０．１０ｍｍから０．５０ｍｍである。
【００４８】 加熱素子１０の加熱ピン１１を穴６に入れる際、穴の壁および底部に対して０
．０５ｍｍから０．５０ｍｍのエアギャップＳＨが残る。加熱ピン１１を備える
加熱素子１０の抽出の後、穴６の断面を狭める、以前に軟化された材料が較正さ
れ、次に案内プレート８を備える束３が剛毛担体５に導かれる。全体の埋め込み
長さＬＢは約１．６０ｍｍから２．００ｍｍであり、厚肉プレート８の上の束３
の剛毛をくくりつけるもの（bandaging）は、０．５０ｍｍから１．５０ｍｍの
高さＬＳを有する。示された実施例では、剛毛担体５での高くされた端縁２８に
対応する段３０が、ホルダ１の縁の区域に設けられる。したがって、剛毛担体表
面２９の上の空間は外側に対して封止され、これは、剛毛担体５の圧縮の間に前
記表面２９を平らにするのを助ける。
【００４９】 図１８および図１９に従う、単一の剛毛を備えるブラシ製品の製造の間、前記
単一の剛毛１４は、いくつかの平行なプレート３１、３２、３３を含むホルダ１
の中に位置される。プレート３１から３３は整列されたガイド穴を有し、それら
は各々の場合、１本の単一の剛毛１４を受ける。プレートの１つ、たとえば中央
のプレート３２は、他の２枚のプレート３１、３３と平行に移動可能であるため
、締付プレートとして働く。接合工程の間、３枚のプレートを備えるホルダは圧
力プレートとして用いられ、接合工程の終わりに剛毛担体１６を圧縮する。
【００５０】 図２０は、頭部３５の区域で部分的にのみ示される歯ブラシ３４の剛毛構成の
図である。この実施例では、剛毛構成は、平行な列に配置された丸い束３６およ
び頭部３５の端に位置された、はるかに大きな断面を備えるパケット状の束３７
を含む。この構造のためにホルダ３８が与えられ、これは、異なる断面を備える
ガイド穴、すなわち束３６用のガイド穴と、パケット状の束３７用の単一のガイ
ド穴とを有するものである。束はそれらの固定側端でホルダ３８の上に突出し、
そこでそれらは加熱素子３９を用いて溶融され、プレート状厚肉部に形成される
。加熱素子３９は、ブロック４０を加熱する、たとえば挿入電気加熱器４１を備
える加熱ブロック４０を含み、これは、束３６、３７の固定側端に向けて放射熱
の形で熱を放出する。束３７ではるかに大きなプラスチック塊を溶融する必要が
あるため、前記束の近傍では、加熱素子３９はチャネル４２をさらに有し、それ
を通して熱気４３が束３７の固定側端の方向に通る。このさらなる熱エネルギー
は、すべての束３６および３７が同時に均一に加熱されるのを確実にする。その
結果、剛毛の固定側端の局所的な加熱または不十分な溶融が回避される。
【００５１】 図２２から図２４は、装置の別の部分、すなわち枠４５を有する締付装置４４
の形の中のホルダの実施例を示し、ここでは３枚の平行なプレート４６、４７、
４８（図２３および図２４を参照）が設けられる。プレートの１つ、示された実
施例ではプレート４７は、矢印４９で示されたように、他の２枚のプレート４６
、４８と平行に移動可能である。図２２に従う締付装置４４は、全部で４本のブ
ラシ用の剛毛構成を受ける。プレート４６、４７および４８には、この目的のた
めに各々の場合に穴パターン５０が与えられ、個々の穴の断面は、それらが受け
る束の断面に対応する。自己ロックの態様で枠４５の対応するガイドに導かれる
、横方向に可動なくさび５１は、移動可能なプレート４７と関連づけられる。く
さび５１を左に導く際、すべての束は、それらが軸方向に滑ったり摺動したりで
きないように、穴パターン５０に従う穴に締付られ、しっかりと位置づけられる
。この状態で、剛毛が加工され、たとえばそれらの使用側端で丸くされ、必要に
応じて、締付装置４４の解放の後、互いに対して軸方向に動かされて、前記端を
平面でないエンベロープに動かすことができる。再び締付る際、必要に応じて固
定側端が溶融されかつともに接合され、その後に剛毛担体の穴に束を導く。
【００５２】 好ましい発展例では、締付装置４４は、図２５に示されたように、複数の平行
なプレートを含む。この場合、各々の場合に４枚または２枚の平行なプレート５
３が固定された形で存在し、２枚の中間プレート５２は、くさび５１を用いて移
動可能である。プレートは０．１ｍｍから１．０ｍｍの厚みを有する。限られた
厚みの結果、レーザ切断により最大の精度をもってガイド穴５５を作ることがで
き、および特に、たとえば単一の剛毛（図７から図１２）に求められるような、
最小の直径を備える穴も作ることができる。
【００５３】 受入れ口または穴６と剛毛担体５（図１から図６）とは、剛毛担体の平面表面
に対して９０°とは異なる角度に設けることができ、束３は同様に挿入されるが
、穴の軸に従って歪められるため、ホルダの取外しの後、束は剛毛担体表面に対
して傾斜する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 いくつかの剛毛の束を備えるブラシ製品の製造における異なる方
法段階の部分断面図である。
【図２】 いくつかの剛毛の束を備えるブラシ製品の製造における異なる方
法段階の部分断面図である。
【図３】 いくつかの剛毛の束を備えるブラシ製品の製造における異なる方
法段階の部分断面図である。
【図４】 いくつかの剛毛の束を備えるブラシ製品の製造における異なる方
法段階の部分断面図である。
【図５】 いくつかの剛毛の束を備えるブラシ製品の製造における異なる方
法段階の部分断面図である。
【図６】 いくつかの剛毛の束を備えるブラシ製品の製造における異なる方
法段階の部分断面図である。
【図７】 単一の剛毛を備えるブラシ製品の製造における同じ方法段階を示
す部分断面図である。
【図８】 単一の剛毛を備えるブラシ製品の製造における同じ方法段階を示
す部分断面図である。
【図９】 単一の剛毛を備えるブラシ製品の製造における同じ方法段階を示
す部分断面図である。
【図１０】 単一の剛毛を備えるブラシ製品の製造における同じ方法段階を
示す部分断面図である。
【図１１】 単一の剛毛を備えるブラシ製品の製造における同じ方法段階を
示す部分断面図である。
【図１２】 単一の剛毛を備えるブラシ製品の製造における同じ方法段階を
示す部分断面図である。
【図１３】 ２つの隣接する束の区域の拡大された縮尺の詳細な断面図であ
る。
【図１４】 異なる方法段階の概略の拡大された詳細な断面図である。
【図１５】 異なる方法段階の概略の拡大された詳細な断面図である。
【図１６】 異なる方法段階の概略の拡大された詳細な断面図である。
【図１７】 異なる方法段階の概略の拡大された詳細な断面図である。
【図１８】 単一の剛毛を備えるブラシ製品の製造における２つの最後の方
法段階の概略の部分断面図である。
【図１９】 単一の剛毛を備えるブラシ製品の製造における２つの最後の方
法段階の概略の部分断面図である。
【図２０】 歯ブラシの剛毛構成の平面図である。
【図２１】 図２０に従う剛毛構成の端を加熱するための装置の図である。
【図２２】 締付装置の図である。
【図２３】 図２２に従うXXIII−XXIIIでの断面図である。
【図２４】 図２２に従うXXIV−XXIVでの断面図である。
【図２５】 締付装置の別の実施例の、図２４に対応する断面図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１月３日（２００１．１．３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】
【発明の分野】 この発明は、剛毛のための受入れ口を備えて熱可塑性材料の剛毛担体が製造さ
れ、剛毛の固定側端が、受入れ口に挿入されかつ剛毛担体に対する機械力の作用
により受入れ口に固定され、剛毛担体塊が動かされて剛毛の取付側端で受入れ口
を狭めて剛毛を横方向に取り囲む、ブラシ製品の製造のための方法に関する。こ
の発明は、この方法を実行するための装置にも向けられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】 この発明は、剛毛担体に対する機械力の作用により、剛毛担体受入れ口に導か
れる剛毛の固定が主にもたらされ、剛毛担体塊は、剛毛の固定側端の受入れ口の
狭まりを伴なって動かされて横方向に剛毛を取り囲む方法に基づいている（たと
えば、ＵＳ ５ ２２４ ７６３および４ ９８８ １４６）。この発明に従う
と、そのような方法は、剛毛担体の受入れ口への剛毛の導入に続いて、前記受入
れ口を有するその表面上で加圧が行なわれ、その全体的な高さの減少を伴って、
剛毛担体が圧縮され、それにより塊は、加圧の影響に応答する分子間の摩擦が生
じる熱を介して常温流れ下で動かされることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】 この方法を実行するため、剛毛の保持および位置決め装置、剛毛担体のホルダ
または受入れ口、剛毛担体および／または剛毛の固定側端の加熱素子を備える実
質的に従来の装置を用いることが可能である。そのような公知の保持および位置
決め装置は、締付装置の多層に積層された薄いプレートの整列されたガイド穴の
中に剛毛が配置されかつ、その固定側端で外側プレートの１つの上に突出するこ
とにより、特に有利な態様でこの発明の方法に適合され、プレートの１つは、剛
毛の締付を伴って、他のものと平行に移動可能かつ固定可能である。ガイド穴は
、剛毛担体上の受入れ口の格子に対応する格子に配置される。締付装置は剛毛担
体に圧力を与えるように同時に働く。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，Ｃ Ａ，ＣＮ，ＣＺ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＮ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ ，ＭＸ，ＮＯ，ＰＬ，ＲＵ，ＳＧ，ＳＫ，ＴＲ，ＵＡ， ＵＳ，ＶＮ，ＺＡ

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ブラシ製品の製造のための方法であって、熱可塑性材料の剛
    毛担体（５）は、剛毛（３）のための受入れ口（６）を備えて製造され、剛毛の
    固定側端（４）は、受入れ口（６）に挿入され、かつ、剛毛担体（５）に対する
    機械力の作用により受入れ口（６）に固定されるものであり、 受入れ口（６）への剛毛（３）の挿入の後、剛毛担体（５）は、受入れ口を有
    するその表面（９）上で圧力を与えられて、その全体の高さの減少を伴って剛毛
    担体（５）が圧縮され、剛毛担体の塊は、剛毛（３）の固定側端（４）での受入
    れ口（６）の狭まりを伴って動かされて剛毛を横方向に取り囲むことを特徴とす
    る、方法。
  2. 【請求項２】 剛毛担体（５）中の、圧縮から生じる内部摩擦熱が剛毛担体
    塊を動かすのに用いられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 剛毛担体（５）は、表面上で異なる圧力を受けることを特徴
    とする、請求項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 圧力は受入れ口（６）の断面の関数として制御されることを
    特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】 受入れ口（６）を有する剛毛担体（５）の表面（９）は、表
    面の近くでのみ加熱されて、加圧に先立って剛毛担体塊の移動を助けることを特
    徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】 剛毛担体（５）の表面は剛毛担体（５）の熱可塑性材料を軟
    化する温度に加熱され、それは融点よりも低いことを特徴とする、請求項５に記
    載の方法。
  7. 【請求項７】 剛毛担体（５）の受入れ口（６）は表面の近くで加熱される
    ことを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項８】 剛毛担体（５）の受入れ口（６）は、プラスチックの融点よ
    りも低い温度に加熱されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 加圧の間に、材料が加熱区域から動かされるだけでなく、剛
    毛担体（５）も受入れ口（６）の間の剛性区域で圧縮されることを特徴とする、
    請求項１から８のいずれかに記載の方法。
  10. 【請求項１０】 剛毛担体（５）およびその受入れ口（６）は、形状の等し
    い加熱素子（１０）を用いて加熱されることを特徴とする、請求項５から９のい
    ずれかに記載の方法。
  11. 【請求項１１】 剛毛担体（５）およびその受入れ口（６）は、加熱素子（
    １０）を用いて非接触の態様で加熱されることを特徴とする、請求項１０に記載
    の方法。
  12. 【請求項１２】 ０．０５ｍｍから０．５ｍｍの間のエアギャップは、加熱
    素子（１０）と熱吸収表面との間に維持されることを特徴とする、請求項１０ま
    たは１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 剛毛担体（５）に受入れ口（６）が設けられ、その断面は
    、受けられる剛毛（３）の断面エンベロープの１００％から１２５％に対応する
    ことを特徴とする、請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
  14. 【請求項１４】 剛毛担体（５）に受入れ口（６）が設けられ、その断面は
    、受けられる剛毛（３）の固定側端（４）の断面エンベロープの１００％から１
    ２５％に対応することを特徴とする、請求項１から１３のいずれかに記載の方法
    。
  15. 【請求項１５】 剛毛担体（５）に受入れ口（６）が設けられ、その深さは
    、受入れ口への複数の剛毛（３）の挿入の際、複数の剛毛（３）の断面エンベロ
    ープの５０％から２００％に対応することを特徴とする、請求項１から１４のい
    ずれかに記載の方法。
  16. 【請求項１６】 剛毛担体（１６）に単一の剛毛（１４）のための受入れ口
    （１７）が設けられ、このとき単一の剛毛（１４）の直径の２００％から５００
    ％に対応する深さを備えることを特徴とする、請求項１から１４のいずれかに記
    載の方法。
  17. 【請求項１７】 表面の近くで軟化される受入れ口（６）は、加熱素子（１
    ０）を抽出する際に較正されることを特徴とする、請求項６から１６のいずれか
    に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 剛毛担体（５）の受入れ口（６）は、剛毛（３）の固定側
    端（４）のための入口形状を与えられることを特徴とする、請求項１から１７の
    いずれかに記載の方法。
  19. 【請求項１９】 圧力および温度は、プラスチック材料が剛毛担体（５）の
    表面（９）の上に上昇せずに、剛毛（３）と受入れ口（６）の壁との間に存在す
    る自由空間を、動かされたプラスチック材料で満たすように制御されることを特
    徴とする、請求項５から１８のいずれかに記載の方法。
  20. 【請求項２０】 加圧の間に、剛毛担体（５）は、取り囲む態様で剛毛構成
    全体を封止し、それにより可塑化された材料が外側に移動できないことを特徴と
    する、請求項５から１４のいずれかに記載の方法。
  21. 【請求項２１】 剛毛（３）の固定側端（４）は、非接触の態様で放射熱で
    加熱されることを特徴とする、請求項１から２０のいずれかに記載の方法。
  22. 【請求項２２】 固定側端（４）の少なくとも一部は、補助される態様で熱
    気で加熱されることを特徴とする、請求項１から２１のいずれかに記載の方法。
  23. 【請求項２３】 異なる断面を有する剛毛の束（３６、３７）の場合、より
    大きな断面を有するものが熱気で補助する態様で加熱されることを特徴とする、
    請求項１６または１７に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 束に組合わされた剛毛（３）の場合、それらの固定側端（
    ４）は合体されることを特徴とする、請求項２１から２３のいずれかに記載の方
    法。
  25. 【請求項２５】 固定側端（４）の合体の際に形成されるプラスチック材料
    は加工されることを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 固定側端（４）の合体の間に形成されたプラスチック塊は
    、受入れ口（６）の直径に対して較正されることを特徴とする、請求項２４に記
    載の方法。
  27. 【請求項２７】 剛毛（３）の固定側端（４）は、厚肉部（８）が分子の再
    配向によって形成されるように溶融されることを特徴とする、請求項１から１９
    のいずれかに記載の方法。
  28. 【請求項２８】 厚肉部（８）は、その断面が、表面近くで加熱された剛毛
    担体（５）の受入れ口（６）の較正された断面と同じかまたはそれよりも僅かに
    大きくなるように作られることを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 請求項１から２８のいずれかに従う方法を実行するための
    装置であって、剛毛（３）は、締付装置（４４）の多層に積層された、薄いプレ
    ート（５２、５３）の整列されたガイド穴（５５）の中に置かれかつ、それらの
    固定側端（４）で２枚の外側プレートのうち１つの上に突出し、プレートの少な
    くとも１枚（５２）は他のプレート（５３）と平行に移動可能かつ固定可能であ
    り、剛毛（３）の締付を伴って、ガイド穴（５５）は、剛毛担体（５）上の受入
    れ口（６）の格子に対応する格子に配置され、締付装置（４４）は同時に、剛毛
    担体（５）に圧力を与えるように働くことを特徴とする、装置。
  30. 【請求項３０】 移動可能なプレート（５２）は自己ロックの態様で固定さ
    れることを特徴とする、請求項２９に記載の装置。
  31. 【請求項３１】 移動可能なプレート（５２）は、プレートの狭い側に作用
    するくさび（５１）を用いて固定可能であることを特徴とする、請求項２９また
    は３０に記載の装置。
  32. 【請求項３２】 締付装置（４４）に固定される剛毛（３）の使用側端は、
    加工できることを特徴とする、請求項２９から３１のいずれかに記載の装置。
  33. 【請求項３３】 締付装置（４４）の中に位置された剛毛は、締付作用を解
    放した後、互いに対して軸方向に動かされて、それらの使用側端を平面から分か
    れるエンベロープにもたらすことを特徴とする、請求項２９から３２のいずれか
    に記載の装置。
  34. 【請求項３４】 完成した剛毛構成の剛毛（３）の固定側端（４）の加熱の
    ために、平面放射加熱器が用いられることを特徴とする、請求項１６から２８の
    いずれかに記載の方法を実行するための、請求項２９から３３のいずれかに記載
    の装置。
  35. 【請求項３５】 異なる断面を備える束を有する剛毛構成の場合、より大き
    な断面の束の近傍にある放射加熱器は、熱気を通すためのチャネル（４２）をさ
    らに有することを特徴とする、請求項３４に記載の装置。
  36. 【請求項３６】 剛毛担体（５）および受入れ口（６）の表面近くでの加熱
    のために、形状の等しい放射加熱器が用いられることを特徴とする、請求項２９
    から３５のいずれかに記載の装置。
  37. 【請求項３７】 請求項１から２８のいずれかの方法に従って製造される歯
    ブラシ。
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