JP2003533315A - 可変剛性を有する剛毛 - Google Patents

可変剛性を有する剛毛

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Abstract

(57)【要約】 剛毛を支持する支持ビームに対し、ブラッシング動作に伴って捩り運動を行なわせることにより、剛毛の剛性を変える。この捩り運動は、支持ビームをその長さの少なくとも一部においてブラシヘッドに対して非連結とすることで達成される。特に好適な実施態様では、この剛性可変技術を利用したブラシを、ベースストリングまたは支持ビームとして機能する同様の構造体に少なくとも１列の剛毛を連結した剛毛サブアセンブリによって構成する。ベースストリングはブラシの開口部に渡してその両端で連結しても良いし、あるいは任意の数の間隔をあけて連結しても良く、この場合の間隔の数と長さは所望の剛性に達するように決定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） 本発明は、一般にはブラシおよびその製造技術に係り、より詳細には、剛毛が
基端において支持「ビーム」に連結される剛毛サブアセンブリに係る。この場合
の支持ビームは、ベースストリング、ボンドライン等、剛毛の共通基端を並べて
纏める構造体の形態とすることができる。このような剛毛サブアセンブリの特に
有用な用途として、剛毛サブアセンブリの一部がブラシヘッドその他の支持構造
体の開口域に張設され、かつかかる剛毛の可撓性が少なくとも部分的にビームの
捩り性によって決定されるようなブラシ構造体が挙げられる。
【０００２】 （関連技術の説明） 米国特許出願第０９／０９２，０９２号、第０９／０９２，０９４号、第０９
／４５５，３０８号、第０９／５５０，６５７号等の先行出願において、高分子
モノフィラメントをマンドレルの周りに巻回し、溶剤、接着剤または熱エネルギ
ーを加えることによって個々の巻回層を１本以上のベースストリングに接着する
ことを含む、剛毛サブアセンブリ製造方法が記載されている。先行出願によると
、剛毛サブアセンブリ製造装置は、角柱状マンドレル等のマンドレルを含み、こ
のマンドレルの周りに少なくとも１本の連続ストランドまたはモノフィラメント
が巻回される。ストランドまたはモノフィラメントが複数の「巻回層」を形成し
、次いでこれらの巻回層を巻回層に対して概ね直角に伸びる少なくとも１本の「
ベースストリング」に接触させる。巻回層とベースストリングとの各接点に対し
て、超音波エネルギー等の手段を印加することによって、個々の巻回層とベース
ストリングが接合される。後段の処理ポイントにおいて、接合された巻回層とベ
ースストリングとをカッターを用いて剛毛サブアセンブリとする。
【０００３】 剛毛サブアセンブリを製造する装置として特に好適な装置を図１に示す。図１
において、装置１０は角柱状のマンドレル１２を備え、その周りにモノフィラメ
ント１４が巻回されている。巻回機構１６がマンドレル１２を中心として回転し
ながら複数の「巻回層」１８を敷設し、巻回層は全体的に参照符号２０で示され
る搬送機構によってマンドレル１２に沿って垂直方向に移動される。
【０００４】 それぞれの加熱エレメント２４の近傍に設けられた供給源（不図示）から、４
本のベースストリング２２が、巻回層と接触するように供給される。ベーススト
リングと接触している超音波加熱エレメントにエネルギーが供給されると、相互
に接触しているモノフィラメントの巻回層および／またはベースストリングの表
面が可塑性となり、巻回層が加熱エレメントから離開するとその直後に冷却が生
じ、モノフィラメントの巻回層とベースストリングが接合された状態となる。
【０００５】 接合された巻回層とベースストリングは、加熱エレメントからさらに遠ざかる
のに伴って、カッター２６を通過する。図１では４つあるカッターのうち２つの
み示されている。カッター２６が接合された巻回層を切断して４本の剛毛ストリ
ング２８とし、各剛毛ストリング２８はその後の処理に備えるためリール（不図
示）等の手段に巻き取られる。
【０００６】 図２は、モノフィラメント巻回層１８の１つと１本のベースストリング２２が
接触する接点を示す拡大図である。ベースストリングが超音波加熱エレメントの
ホーン３０によって保持される一方、搬送機構２０のケーブル３２がモノフィラ
メント巻回層をマンドレル１２上方へ移動させている。ケーブル３２とベースス
トリング２２は同方向に同速度で移動するため、接合された巻回層とベーススト
リングはカッター２６へと移動して、切断されて別個の剛毛ストリング２８とな
る。
【０００７】 剛毛ストリング２８の１つを示したのが図３であり、図中、剛毛ストリング２
８はベースストリング２２と、先に巻回層を形成するのに使用されたモノフィラ
メントで構成される２列の剛毛３４，３６とを備えている。剛毛の列と列は、ベ
ースストリングを頂点とするＶ字形状を形成する傾向がある。さらなる処理を行
なって剛毛列を互いに平行にすることや、必要に応じてその他の配向とすること
も可能である。
【０００８】 剛毛ストリングの形成方法、および剛毛ストリングをブラシ本体に結合して様
様なブラシを形成する方法については、上記各出願に記載されている。本明細書
および上記出願に記載の剛毛ストリングを用いてブラシを製造する際、剛毛スト
リングはその長さ方向において切断されるが、そのように切断された各部分を「
剛毛サブアセンブリ」と称することができる。これらの剛毛ストリング部分をブ
ラシ本体に埋設あるいはその他の方法で取り付けることにより、多様な大きさ、
形状および種類のブラシを形成することができる。
【０００９】 上述したような剛毛サブアセンブリには多くの利点があるものの、ブラシおよ
びそれに用いられる剛毛の改良に対するニーズ、並びに剛毛そのものの物理的パ
ラメータを必ずしも変えることなく剛毛の剛性を変更あるいは調整する方法およ
び手段に対するニーズが引き続き存在していることも事実である。
【００１０】 （発明の目的） 本発明の目的の一つは、剛毛を支持するビーム構造体の１つ以上のパラメータ
を変更することによって剛毛の剛性を変えることのできる剛毛サブアセンブリを
提供することである。
【００１１】 本発明の別の目的は、ブラシの剛毛を支持するために使用されているビーム構
造体の１つ以上のパラメータを変更することによって、ブラシの剛毛の剛性を変
える方法を提供することである。
【００１２】 本発明のさらに別の目的は、剛毛そのものの材料や径を変更することなく、剛
毛の剛性を変える方法を提供することである。
【００１３】 本発明の前記およびその他の目的は、ブラシ本体と、第１および第２の相対す
る端部を有する支持ビームと基端および先端をそれぞれ有する１列の剛毛とを備
え、ブラシ本体と支持ビームとを少なくとも１点で取り付けることによって少な
くともその一部分が自由空間内に延びるように構成されている少なくとも１つの
剛毛サブアセンブリと、剛毛サブアセンブリの剛毛の剛性を変えるための手段と
を含むブラシを提供することによって実現される。
【００１４】 好ましくは、剛毛の剛性を変える手段は断面形状、ヤング率等の材料の特性、
太さなど、ビームが有する物理的パラメータである。また、剛性を変える別の手
段として、少なくともブラシ本体に近い剛毛の下部を、高分子の、好ましくはエ
ラストマー系の材料で被覆すること、および剛毛の先端にテーパを付けるなどし
て剛毛の断面を変更することなどもある。
【００１５】 本発明の上記を含む目的および特徴については、以下の詳細な説明と添付図面
を参照することによってより明瞭となるであろう。
【００１６】 （好適実施態様の詳細な説明） 図４と図５を参照すると、剛毛サブアセンブリ３８はベースストリング４０と
２列の剛毛４２，４４を備えている。剛毛サブアセンブリ３８は２つの固定構造
体４６，４８に固着されており、２つの固定構造体の間はオープンスペース５０
となっている。固定構造体４６，４８は同一ブラシヘッドの異なる部分、例えば
ブラシヘッドが開口部を画成する部分とし、剛毛サブアセンブリ３８が開口部を
張設されるのと共に自由区間内に延びるようにすることができる。本発明の目的
において、剛毛アセンブリ３８の、比較的非可動の構造体または半硬質構造体に
連結または固定された両端部の間の拘束されていない部分、すなわち自由に張設
されている部分の長さは任意の長さである。
【００１７】 過去には、剛毛の剛性の調節は、剛毛の長さまたは高さ、断面形状、太さ、お
よび使用する材料の種類など、剛毛の一定のパラメータを変更することによって
ある程度行なわれてきた。本明細書に記載するように構成された剛毛サブアセン
ブリを使用することによって、剛毛列のアスペクト比が比較的高くすること、す
なわち長く細い剛毛列を作り出すことが可能となった。このような剛毛サブアセ
ンブリには、製造に際して費用有効性が高いという付加的な利点もある。
【００１８】 本発明の態様の一つとして、個々の剛毛サブアセンブリの両端部をブラシ本体
の異なる地点に取り付けることによって、その両端部間の支持ビームは非連結の
まま、あるいは部分的に切断させた状態で剛毛アセンブリを吊設した時、剛性を
調節するさらに別のメカニズム、すなわち剛毛サブアセンブリの基部構造体の捩
り運動および屈曲運動が生じ、これによって剛毛の見掛け剛性を変更させること
ができるという点がある。例えば、吊設されているベースストリング、あるいは
その他の支持「ビーム」構造体の軸を中心として剛毛が回転し、その結果ビーム
構造体が完全にブラシ本体に取り付けられている場合に比べて手触りが柔らかく
なるということがある。従って、例えば径の太い剛毛でも、ベースストリングの
特性あるいはベースストリングを形成する材料を変えることによって、細い剛毛
より柔らかい、あるいは同程度の柔らかさの手触りにすることが可能となる。上
記の特性には、ベースストリングまたはその他のビーム材を形成する材料のヤン
グ率、ベースストリングの径、ベースストリングのジオメトリまたは断面形状、
２つの取付点間に延びるベースストリングの非連結部分の長さ、ベースストリン
グに加えられる張力、支持ビームの捩り剛性および曲げ剛性などが含まれる。
【００１９】 剛毛サブアセンブリのベースストリング各部を取付点の間に張設した場合、さ
らなる剛毛の作用または運動を得ることができる。張設部分の長さは、歯ブラシ
（掃除機用ブラシと対立するものとして）などを目的とするブラシの種類、全体
的な大きさ、所望の運動の程度に応じて決定することできる。剛毛サブアセンブ
リにおいて、一定の材料に関して、ベースストリングのジオメトリおよび径、剛
毛の径と高さを全て一定とした場合、剛毛の柔らかさは剛毛サブアセンブリの非
取り付け部分に沿う位置によって変化し、最初と最後の剛毛（取付点に最寄の剛
毛）の剛性が最も硬く、中心部の剛毛が最も柔らかくなる。
【００２０】 一定の力を加えた場合に吊設されている部分に沿って感知される剛性が連続的
に変化するのは、剛毛の曲げ、剛毛基部におけるベースストリングの回転（捩り
運動）の程度、剛毛基部におけるベースストリングの曲げまたは屈曲、およびベ
ースストリングに使用する材料特性の選択などが累積的に寄与することにより各
剛毛の先端が差動的に変位する結果である。剛毛サブアセンブリ内の剛毛のうち
、ブラシヘッドへの固着点に配置されているあるいはそれに並設されている剛毛
の場合、従来型のブラシのタフト孔に束ねて入れられた剛毛と同様に運動が制限
され、主として曲げ運動となる。固着点近傍の剛毛が従来型ブラシと同様の運動
を示すのに対し、固定点から遠くなるほど、剛毛はベースストリング成分の寄与
によって低い剛性値（高い運動度）を示すようになる。
【００２１】 上述のベースストリングは、先行出願に記載のように別個の材料のストランド
としても良いし、あるいは剛毛を横に並べてその基部で融着させた場合のように
、ベースストリングに連結されていない剛毛の融着域によって「ビーム」を形成
しても良い。この場合は融着域がビームあるいはベースストリングとなる。グル
ーラインまたは押出しラインを用いてビームを形成することもできる。
【００２２】 上述の各パラメータの組合わせや整合を行なうことによって、実質上いかなる
程度のものでも所望の剛性の剛毛を獲得することが可能となる。物理的寸法を組
合せ、中実あるいは有孔のフィラメント材料を使い分けることによって、所望の
剛性範囲に合わせた剛毛サブアセンブリ製品を製造することができる。固着点間
の張設距離、またある程度はその張力も、運動の範囲を所望に調節するのに貢献
する要素となると考えられる。
【００２３】 先行出願に記載されているような線形剛毛アセンブリの剛毛は、従来のタフト
孔に密に詰め込まれた剛毛に比較して自由に動くことができる。従来のタフト技
術では、１つの孔に何十本という剛毛が詰め込まれる。孔は多くの形状をとるが
、全てに共通しているのがアスペクト比が低いことであり、円形の孔のアスペク
ト比が１．０、楕円または長方形の孔でもアスペクト比は１０．０にとどまって
いる。これらの孔に剛毛を詰め込むと、剛毛は多くの側面あるいは全側面におい
て隣接する剛毛と接触し、従って摩擦を生じる。その結果、隣接する剛毛から与
えられる支持により、径を一定とした場合の剛毛の剛性が増し、自由に動くこと
のできる長さが短くなる。これに対し、本明細書に記載の剛毛サブアセンブリで
はアスペクト比が比較的大きくなっている。従って個々の剛毛に関しては、作用
し合い、それによって支持される剛毛の数が少なくなっており、従って剛性は低
くなる。
【００２４】 図７を参照すると、ナイロン製ブラシフィラメントのモデリングを行なった結
果が示されている。０．００６インチ径のナイロン製剛毛を定数として使用する
一方、捩りに対して「堅固な」材料に対する比較の基礎として鋼を用いながらベ
ースストリングを変えて行った。水平軸には、ベースフィラメント沿いの距離を
インチ単位で示している。取り付けは１インチのスパンで想定され、スパンの中
間地点に撓みのピークが示されている。鋼製のベースストリングはその固有の特
性と加えられる力とによって、撓みのないことが示されている。しかし、高分子
ベースストリングでは、径が小さくなり、弾性率が低くなるに伴って撓みの度合
いが大きくなっている。結論として、剛毛の撓みは端部の剛毛から中心の剛毛へ
と変化しており、ベースフィラメントの撓みはごく僅かでしかないことが分かる
。また、撓みは剛毛の片持ち式の曲げとベースフィラメントの回転との和であり
、ベースフィラメントの径が剛毛の撓みに対して大きく影響することが分かる。
【００２５】 張設剛毛サブアセンブリを使用すること、すなわち非連結の部分を残しながら
複数の地点で剛毛サブアセンブリを連結することは、各種のブラシにおいて多く
の用途がある。例えば、掃除機の付属品としての開口ブラシヘッド付属品では、
剛毛を支持構造体に連続的に埋設する必要がないため、空気を剛毛構造体を通し
て上へ流すことができ、空気流の抵抗を最小限に保つことが可能となる。この場
合、一般的な清掃目的では捩り剛性の高いのが好ましいと考えられるため、剛毛
の長さ全域において捩り撓みはほとんど無い。
【００２６】 摩擦ブラシの用途の中には、剛毛の先端よりその側部を使用することが好まし
い場合がある。比較的大きな剛毛を使用する場合、そのような剛毛は容易に曲が
らないことから、先端の方ばかり使用されること場合が多い。負荷を加えられる
と捩れひねりを生じる支持用基部構造体に剛毛を取り付けることによって、剛毛
は回転方向と逆側に寝る傾向を示し、剛毛の側面がもっと露出されるようになり
、加工品と剛毛の接触面積が増す（よって効率が上がる）こととなる。
【００２７】 洗車用ガーデンホースの先端等に取り付けて使用されるブラシなどの清掃用ブ
ラシは、流体（洗浄液またはすすぎ液）を剛毛と共に作用させる一方で柔らかい
ものでなければならない。好ましい付属品としては、剛毛の基部から溶液を排出
させるものがある。これは剛毛を連続的に湿らせる働きをするだけでなく、剛毛
が有害な汚れの粒子を取り込まないように洗浄する働きもする。車の表面仕上げ
に対する損傷を防止するために柔らかい剛毛が必要とされるが、剛毛の側部は剛
毛の尖った先端に比べて表面仕上げに対する摩擦が少ないと思われる。従って、
剛毛が捩りによって撓んで先端より側部を露出させるならば、より硬質の（攻撃
的な）剛毛を使用することが可能となる。
【００２８】 この他のブラシ構造では、剛性サブアセンブリが充分に堅固な基部構造体を有
することにより、従来技術で一般に理解されているようにブラシの支持体、ヘッ
ド、あるいはワイヤを必要としない場合がある。サブアセンブリの基部構造体は
、マスカラブラシや壜ブラシのようにハンドルに直接取り付けることが可能であ
る。剛毛を取り付ける基部構造体の断面を適正にすることで、基部は曲げに対し
て比較的堅固に、捩りに対しては柔軟になる。こうして剛毛を軸方向の運動によ
りを堅固に、回転運動により柔軟にすることが可能となる。
【００２９】 一般に剛毛サブアセンブリは、ブラシヘッドやその他の支持構造体に設けた開
口を横断して剛毛サブアセンブリを架設する場合のように、ベースストリングの
両端部において連結する必要はない。例えば図８では、剛毛サブアセンブリ６４
はベースストリング６６と１列の剛毛６８を備えている。この場合、剛毛サブア
センブリは点溶着部７２，７４，７６等によって間隔をあけてブラシヘッド７０
の上面に連結されている。上に教示したのと同じように、点溶着部がベーストリ
ング６６の捩り運動の量に制限的な効果を与えるため、点溶着部に最寄の剛毛で
見掛け剛性が最大となる。しかし、点溶着部によって与えられる制限の量は、溶
着材料によって被覆されるベースストリングの表面積の量を調節することで調節
することができる。ベースストリングを溶着材料で完全に被覆した場合にその制
限効果は最大となる。
【００３０】 点溶着部の形成は、超音波加熱（剛毛とベースストリングの一方または両方が
高分子材料で構成されていると仮定した場合）、接着結合、従来式の加熱（塑性
変形と併用）等を含めた従来式の手段のほか、事実上任意の適当な手段で行なう
ことができる。また、丸形のベースストリング６６をブラシ本体の表面に沿って
、またはウェルドラインやグルーラインに沿って連続的に連結する場合、また連
結がベースストリング６６と表面との接点においてのみ行なわれる場合、ベース
ストリングはその周囲全体を完全に結合されているわけではないため、ベースス
トリングの捩り運動を行なうことが可能となり、剛毛の見掛けの剛性が小さくな
る。このように、下地のブラシ構造体に対するベースストリングの周囲の結合度
を調節することによって、剛性を調節する結果となるのである。
【００３１】 用途によっては、歯ブラシの場合のように歯と歯の間や歯茎のような小さな領
域に入り込める能力と柔軟性を得るために、非常に細いフィラメントが好ましい
とされることがある。しかし、細いフィラメントは断面が小さいため、歯ブラシ
として使用した場合、剛毛が脆弱になり耐久性が悪くなる。従って、本発明の別
の態様では、剛毛サブアセンブリにエラストマー系コーティングを施すことによ
り、剛毛サブアセンブリのフィラメントを剛毛の接合領域から所定高さまで補強
する。このコーティングはブラシ近傍の剛毛端部に塗布される。塗布する高さは
、タフトに所望の剛性を持たせるように選択される。この構造は、使用後適切に
洗浄されていない塗料ばけの状態、すなわち剛毛の基部の上で塗料が乾燥して硬
化するため剛毛の基部に近い部分の方が先端より太くなった状態と似ていると言
えよう。
【００３２】 剛毛にコーティングを施すことにより、２〜５ミルといった細いフィラメント
でも、タフトまたは剛毛サブアセンブリ全体に使用して、６〜１０ミル程度の径
の大きなフィラメントと同じ見掛け剛性をもたせることが可能となる。図６は
このようにコーティングを行なった剛毛サブアセンブリ５２を示しており、基端
においてベースストリング５８に連結されている２列の剛毛５４，５６が、その
基端に沿ってポリマーコーティング６０，６２を施されている。コーティングの
厚さとその材料が持つ硬さ等の性質だけでなく、コーティングを展着する長さに
よっても、細い剛毛に与えられる剛性の量が決定される。
【００３３】 コーティング材料は、ブラシから遠い方の剛毛端部を剛化させるように選択さ
れた機械的特性を持つものであれば、弾性樹脂を初め適当な材料を使用すること
ができる。また、モノフィラメントの剛毛そのものに組み込むことが難しい磨耗
指示に関する機能性、殺菌剤、その他所望の特性をコーティング材料に持たせる
こともできる。コーティングを弾性樹脂とした場合、ベースストリングと剛毛の
間の接着が強くなり、剛毛サブアセンブリから剛毛が抜け落ちる可能性を低くす
ることができる。弾性樹脂のコーティングは、ブラシメーカーがブラシを製造す
る工程において、特にベースストリングを用いない手法の場合に結合剤として使
用することも可能である。
【００３４】 剛毛サブアセンブリの結合されない方の端部は、隣接するフィラメントに付着
しないよう、コーティングされることはない。このような構造はテーパ付きのフ
ィラメントに対しても同様の効果があると考えられる。また、この構造には拡が
りを防止する働きもある。あるフィラメントの剛性を決定するのは、使用する樹
脂の相対粘度、樹脂の塗布厚、および剛毛の処理範囲（高さ）である。コーティ
ングは、最小５ミルの剛毛に限定されている歯ブラシに特に適用性があると考え
られる。このような小径のブラシは、磨耗によって拡がりが生じるため、比較的
耐用寿命が短くなっている。従来のタフト式ブラシでは、密なタフト孔に剛毛を
詰め込むことから、剛毛に薄いコーティングを施すというのは不可能でなくとも
困難であったし、コーティングするべき剛毛を選ぶことも同じ理由でできなかっ
た。ブラシメーカーは、本明細書ならびに先行出願に記載の剛毛サブアセンブリ
を用いることによって、剛毛またはタフトの所定の部分に薄いコーティングを施
すことが可能となった。
【００３５】 剛毛上にコーティング層を形成する際、溶液塗布、または融点の低いポリマー
を用いたホットメルト塗布により、剛毛の所定の長さに沿って、残りの部分はそ
のまま残しながら、個々のストランドに個別にコーティングしても良いし、ある
いは一緒に付着させても良い。ここで使用する溶液としては、Ｍ．Ｉ．Ｋｏｈａ
ｎ著Ｎｙｌｏｎ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，２８６〜２８７ページ
に記載されているように、ＤｕＰｏｎｔ社製ターポリマー、Ｅｌｖａｍｉｄｅ（
登録商標）の６／６６／６１０や６／６６／６９を使用することができる。ター
ポリマーは高温メタノールまたはメタノールと水の溶液に可溶である。主に糸の
結合に使用される。
【００３６】 ホットメルト塗布材としては、ホットメルト塗布用に製造されたもののような
低融点ナイロンを用いることも可能である。その一例として、Ｅｌｆ Ａｔｏｃ
ｈｅｍ社製の６／６６／１２ナイロンターポリマーであるＰｌａｔａｍｉｄｅ
Ｈ１０５、あるいはＥＭＳ社製Ｇｒｉｌｔｅｘ（登録商標）があげられる。その
他の例としては、ナイロンフィラメントに熱結合するＥｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍ社
製ナイロンエラストマー、Ｐｅｂａｘ（登録商標）、およびポリエステルフィラ
メントに熱結合するポリエステルエラストマーであるＨｙｔｒｅｌ（登録商標）
などがある。この他、無水マレイン酸のような反応性物質をグラフトされた低融
点材料などもある。その一例がＳＥＢＳブロック共重合体を無水マレイン酸で変
性したＫｒａｔｏｎ（登録商標）ＦＧ１９０１Ｘである。ここで使用することの
できる接着剤の例として、「スーパーグルー」の商品名で市販されているシアノ
アクリレートがある。
【００３７】 図９と図１０に示す剛毛サブアセンブリ７８は、上述のサブアセンブリと同じ
ように、ベースストリング８０と２列の剛毛８２，８４を含んでいる。図９と図
１０では、剛毛の基端と先端の特徴を際立たせるために、縮尺が誇張して描かれ
ている。また、ベースストリングの形状を角形として、剛毛列の間に配置してい
るが、その形状は実質上任意のもので良い。さらに、ベースストリングは、剛毛
サブアセンブリを開口に吊設する支持ビームとして、あるいは単にビームを所定
位置において支持して、剛毛がブラッシング動作を行なう際に捩り運動を行なわ
せる支持ビームとして作用するものであればいかなるものでも良い。
【００３８】 図９および図１０から分かるように、剛毛の先端はせん断されており、ベース
ストリング８０に連結されている基端と本質的に同じ太さを有している。本発明
によると、図１１および図１２に示すように、先端を機械的に研磨してテーパを
付けることにより、剛毛の剛性を変えることができる。研磨処理によって剛毛に
テーパ部８６を与えるが、その長さは先端から下へ剛毛の全長の約３３％のとこ
ろまでとすることができる。
【００３９】 テーパ付けを行なうことによって、剛毛の見掛け剛性が変わる。例えば、１０
ミルのフィラメントを、研磨ベルトを用いて加工することにより、その先端を例
えば元の直径すなわち太さの１０％まで細くして、１ミルの太さにすることが可
能である。先端から下へ剛毛全長の３３％のところからテーパを付けることもで
きる。それを超えると、後は効率の問題であり、全長の３３％を超えたテーパを
付けるより、初めからもっと細い剛毛を使用した方が効率的ということになる。
【００４０】 研磨ベルトは剛毛先端を研磨してテーパを付けるための一つの手段であり、そ
れ以外の手段を使うこともできる。
【００４１】 以上、本発明を好適な実施態様について説明してきたが、当業者には理解され
る通り、これらの好適な実施態様には本発明の範囲から逸脱することなく変更お
よび改変を加えることができる。従って、これらの、およびその他の変更および
改変が本発明の範囲に含まれることを意図したものであることは、当業者にとっ
て自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 剛毛ストリングを形成する装置を示す概略図である。
【図２】 図１の装置においてモノフィラメント巻回層とベースストリングとが略超音波
加熱ステーションにおいて接触する地点を示す拡大断面図である。
【図３】 第１列の剛毛と第２列の剛毛がベースストリングに連結された剛毛ストリング
を示す立面図である。
【図４】 ブラシヘッドの２点間で開口部またはオープンスペースを横切って張設されて
いる剛毛サブアセンブリを示す垂直縦断面図である。
【図５】 図４のＩＶ−ＩＶ線に沿って取った垂直横断面図である。
【図６】 剛毛の下端部すなわち基端をエラストマー系材料で被覆して剛性を高めた剛毛
サブアセンブリを示す端面図である。
【図７】 ベースストリングの撓み率をベースストリングの太さ、すなわち径の関数とし
て表したグラフである。
【図８】 ブラシ本体の上面に対して間隔をあけて連結された剛毛サブアセンブリを示す
側面図である。
【図９】 剛毛サブアセンブリの側面図である。
【図１０】 図９の剛毛サブアセンブリの端面図である。
【図１１】 図９の剛毛サブアセンブリにおいて、剛毛の先端をテーパした後の状態を示す
側面図である。
【図１２】 図１１の剛毛サブアセンブリの端面図である。
【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１４年９月２６日（２００２．９．２６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
───────────────────────────────────────────────────── 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，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 支持ビームと前記支持ビームに連結された複数の剛毛とを有
    する剛毛サブアセンブリを形成する工程と、 ブラシヘッドを形成する工程と、 前記支持ビームを前記ブラシヘッドに対して少なくとも１点で連結する工程と
    、 支持ビームの少なくとも１つのパラメータを変更することによって剛毛の剛性
    を変える工程と、 を含むことを特徴とするブラシ製造方法。
  2. 【請求項２】 前記支持ビームが高分子材料で構成されるベースストリング
    であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記少なくとも１つのパラメータを変更する工程が、ベース
    ストリングの径と、ベースストリングを構成するために使用する材料と、支持ビ
    ームのヤング率と、ベースストリングの断面形状と、ブラシヘッドに対して非連
    結のベースストリングの長さとからなる群から選択される少なくとも１つのパラ
    メータを変更することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記少なくとも１つのパラメータを変更する工程が、支持ビ
    ームの捩り剛性と支持ビームの曲げ剛性の少なくとも一方を変更する工程を含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 ブラシヘッドに対して非連結の支持ビームの長さを変更する
    ことによって、剛毛サブアセンブリの長さ方向に沿って剛毛の剛性を変化させる
    工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記連結工程が、支持ビームの両端間の部分は非連結とした
    ままで、前記支持ビームの両端をブラシヘッドに連結することを含むことを特徴
    とする請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記支持ビームが、グルーラインと、ベースストリングと、
    溶融した剛毛材料で構成される接合面とから成る群から選択されることを特徴と
    する請求項１に記載の剛毛サブアセンブリ。
  8. 【請求項８】 支持ビームと前記支持ビームに連結された複数の剛毛とを有
    する少なくとも１つの剛毛サブアセンブリと、 ブラシヘッドと、 前記支持ビームを少なくとも１点において前記ブラシヘッドに連結することに
    より、支持ビームのパラメータによって決まる剛性の剛毛を提供する手段と、 を含むことを特徴とするブラシ。
  9. 【請求項９】 前記パラメータが、支持ビームの径、支持ビームを構成する
    ために使用する材料、支持ビームのヤング率、支持ビームの断面形状、およびブ
    ラシヘッドに対して非連結の支持ビームの長さを含むことを特徴とする請求項８
    に記載のブラシ。
  10. 【請求項１０】 前記支持ビームが高分子ベースストリングであることを特
    徴とする請求項８に記載のブラシ。
  11. 【請求項１１】 前記支持ビームが、グルーラインと、ベースストリングと
    、溶融した剛毛材料で構成される接合面とから成る群から選択されることを特徴
    とする請求項８に記載のブラシ。
  12. 【請求項１２】 前記連結手段が、支持ビームの両端間の部分は非連結とし
    たままで、前記支持ビームの両端をブラシヘッドに連結することにより、支持ビ
    ームのパラメータによって決まる剛性の剛毛を提供する手段を含むことを特徴と
    する請求項８に記載のブラシ。
  13. 【請求項１３】 基端と先端とをそれぞれ有する少なくとも１列の剛毛と、 前記剛毛の少なくとも基端に設けられたコーティングであって、剛毛の先端を
    剛化するべく選択された機械的性質を有するコーティングと、 を含むことを特徴とする剛毛サブアセンブリ。
  14. 【請求項１４】 前記コーティングが弾性樹脂で構成されることを特徴とす
    る請求項１３に記載の剛毛サブアセンブリ。
  15. 【請求項１５】 剛毛の基端が支持ビームに連結されていることを特徴とす
    る請求項１３に記載の剛毛サブアセンブリ。
  16. 【請求項１６】 前記コーティングが剛毛の基端の少なくとも一部分を被覆
    していることを特徴とする請求項１３に記載の剛毛サブアセンブリ。
  17. 【請求項１７】 前記支持ビームが、グルーラインと、ベースストリングと
    、溶融した剛毛材料で構成される接合面とから成る群から選択されることを特徴
    とする請求項１３に記載の剛毛サブアセンブリ。
  18. 【請求項１８】 前記コーティングが、磨耗指示特性と治療特性とから成る
    群から選択される、殺菌剤等の付加的な機能を提供するために選択された材料で
    構成されることを特徴とする請求項１３に記載の剛毛サブアセンブリ。
  19. 【請求項１９】 ベースストリングと、 それぞれ基端と先端とを有し、基端においてベースストリングに連結されてい
    る少なくとも１列の剛毛と、 を含み、前記先端にテーパ部を設けて剛毛の剛性を小さくしたものを提供するこ
    とを特徴とする剛毛サブアセンブリ。
  20. 【請求項２０】 前記テーパ部が、剛毛の先端から剛毛の長さの約３３％の
    ところまで伸びていることを特徴とする請求項１９に記載の剛毛サブアセンブリ
    。
  21. 【請求項２１】 前記テーパ部は、先端における剛毛の太さを、元の太さの
    約１０％まで小さくしていることを特徴とする請求項１９に記載の剛毛サブアセ
    ンブリ。
  22. 【請求項２２】 ブラシヘッドと、 支持ビームに連結されている少なくとも１列の剛毛を有する剛毛サブアセンブ
    リと、 を含み、前記支持ビームは、その長手方向において少なくとも一部分で前記ブラ
    シヘッドに対して非連結であり、一部分で前記ブラシヘッドに連結されているこ
    とを特徴とするブラシ。
  23. 【請求項２３】 前記ブラシヘッドが少なくとも１つの外表面を有しており
    、前記支持ビームは前記外表面に対して少なくとも間隔をあけて連結されている
    ことを特徴とする請求項２２に記載のブラシ。
  24. 【請求項２４】 前記支持ビームが、少なくとも、支持ビームと外表面との
    接触線と本質的に一致するボンドラインに沿って前記外表面に連結されているこ
    とを特徴とする請求項２２に記載のブラシ。
  25. 【請求項２５】 前記支持ビームが、ベースストリングと、ボンドラインと
    、グルーラインとから成る群から選択されることを特徴とする請求項２２に記載
    のブラシ。
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