JP2016509520A - 掃除用具を毛羽立たせるためのプロセス及び装置 - Google Patents

Abstract

掃除用品を毛羽立たせるための方法及び装置。この掃除用品は、層構成でともに接合されているトウ繊維層とシート材料層とを有する。この装置及びプロセスは、物品に流体ブラストをスプレーし、トウ繊維を乱す。この流体は空気であってよく、様々な繊維に作用を起こして、掃除用品の体積を増加させる。

Description

本発明は、掃除用品に関するものであり、より具体的には、トウ繊維及び同様物を含む掃除用品に関するものであり、より具体的には、典型的にダスターと呼ばれる掃除用品の毛羽立て工程に関するものである。

様々な掃除用品が、ダスティング及び軽い掃除のために作り出されてきた。例えば、乾燥した状態で、又は研磨及び洗浄組成物によって濡れた状態で使用される、布及びペーパータオルが、比較的平らな表面で使用されてきた。しかしながら、布及びペーパータオルは、衛生状態（掃除中に、ユーザーの手が、化学薬品、汚れ又は表面に触れることがある）、届く範囲（ユーザーの手を布又はペーパータオルとともに、届き難い場所に入れることが困難である場合がある）及び不便さ（間隔の狭い物品の間を掃除することは、通常、物品の移動を必要とする）などの理由のために、問題がある。

布及びペーパータオルの使用に伴うこれらの問題を克服するために、１９０６年にＨａｙｄｅｎに発行された米国特許第８２３，７２５号によって例示されるように、羽毛、羊毛、及び合成繊維のブラシを有する様々な集塵デバイスが、１世紀を超える期間にわたって利用されてきた。そのような集塵デバイスは、製造に費用がかかる可能性があり、そのため、洗浄及び再利用されるように設計される。再利用可能な集塵デバイスに伴う１つの問題は、そのような集塵デバイスが、ほこりを良好に把持、又は捕捉しない場合があることである。汚れた再利用可能なデバイスは、通常、振盪によって、又は他の機械的攪拌によって、洗浄される。このプロセスは、洗浄プロセス中、そのプロセスを中断して、及び／又はその後に追加の工程を必要とするために、完全に満足できるものではない。更に、デバイスの復元の試みは成功するとは限らず、先に収集した塵を再び付着させることになる場合がある。

再利用可能な集塵デバイスによって経験する問題に対処するため、限定的な再利用性を有する使い捨て掃除用品が開発されてきた。この洗浄物品は、１回の作業（数平方メートルの表面）に使用し、使い捨てとして捨ててよく、又は復元して、より多くの作業に再び使用してから捨ててもよい。羽毛ダスター、布、ストリングモップ、ストリップモップなどの従来的な掃除用品は、本発明の目的では使い捨てではない。

これらの使い捨て掃除用品は、特許公開第２０１０／０３１９１５２号に記載されているように、シートに取り付けられたトウ繊維と呼ばれる合成繊維束で作製されたブラシ部分を含み得る。そのような用品のトウ繊維及びシートは、第７，７１２，５７８号、同第７，５６６，６７１号、同第７，７７９，５０２号、同第７，９３７，７９７号、同第８，１５１，４０２号、同第８，１８６，００１号、及び同第８，２４５，３４９号に開示されているように、合わせて接着することができる。あるいは、トウ繊維は、第４，１４５，７８７号に記載されているように、プレートに取り付けられてもよい。掃除用品は、米国特許第６，７４３，３９２号及び／又は同第７，００３，８５６号に開示されているプロセスを使用して製造できる。

そのような掃除用品は、例えば、米国特許第６，８１３，８０１号、同第６，９６８，５９１号、同第６，９８４，６１５号、同第７，２２８，５８７号、同第７，２３１，６８５号、同第７，２３４，１９３号、同第７，２３４，９１４号、同第７，２３７，２９６号、同第７，２３７，２９７号、同第７，２４３，３９１号、同第７，３０２，７２９号、同第７，３０２，７３０号、及び／又は同第７，３３４，２８７号（共通の関連特許出願を有する）にしたがって作製することができる。この系列の特許は、共通の特徴−概ね平面の物品の両側面からストリップが横方向に延出している−を有する。米国特許第５，９５３，７８４号は、物品の両側面からだけでなく、前側からも延出しているストリップを教示している。他の形状としては、米国特許第７，５６６，６７１号が挙げられ、これは、横方向に延在しているストリップを使用するのではなく、用具の一側面からのみ掃除を行う。米国特許第７，２５１，８５１号及び同第７，９３０，７９４号は、ダスター用の、らせん形状を有するハンドルを教示している。集塵ストリップを必要としない有利なダスターは、同一出願人によるＰ＆Ｇ出願（１２３８２シリアル番号第１３／４１６３３４号の、シートと繊維との間に異なる張り出しを有するもの；１２３８３シリアル番号第１３／４１６５２６号の、開口を備えたシートを有するもの；１２３８４シリアル番号第１３／４１６４８６号、弾性的に収縮したシートを有するもの；並びに１２３８５シリアル番号第１３／４１６４２０号、弾性的に収縮した直立パネルを有するもの、これらはすべて２０１２年３月９日に出願）に示されている。所望により、掃除用品１０は、２００９年１２月４日に出願された同一出願人による米国特許公開第２０１１／０１３１７４６号（Ａ１）に開示されている非平面構造体、又は同一出願人による米国特許第７，８０３，７２６号に開示されている湿潤を更に含み得る。

このような掃除用品はすべて、典型的に、平らな状態でパッケージ化される。複数のこれら物品は、一般的な厚紙箱に一緒に積み重ねることができる。そのような積み重ねによりこれらの物品の平面性が増大し、これが掃除性能の低下につながる可能性がある。

最適な性能を得るには、ユーザーは使用の前に掃除用品を予め毛羽立てる必要がある。本明細書で定義される「毛羽立て」とは、掃除用品に材料を加えることなく、掃除用品の見かけの体積を増大させるプロセスである。トウ繊維及び任意にシート層が、概ね平面状態で提供されるダスターの平面から延出すると、この体積が増大し得る。毛羽立てプロセスはこれにより、掃除用品の密度を低下させる。特定の一実施形態において、トウ繊維は、長手方向軸からほぼ３６０度、半径方向に放射状に延出し得る。望ましく毛羽立った掃除用品には、明らかな平面性は全く又はほとんどない。

指示説明があっても、多くのユーザーは毛羽立て工程を正しく実施しない。一部のユーザーは、使用説明書を読まず、この工程を完全に省略する。製造中の不適切な切断により集塵ストリップが部分的に結合していると、毛羽立てがうまくいかず、毛羽立てが不充分又は困難になることがある。ユーザーは毛羽立て工程を行うのに疲れ、このプロセスが完全に完了されない可能性がある。

米国特許第８２３，７２５号 特許公開第２０１０／０３１９１５２号 特許公開第７，７１２，５７８号 特許公開第７，５６６，６７１号 特許公開第７，７７９，５０２号 特許公開第７，９３７，７９７号 特許公開第８，１５１，４０２号 特許公開第８，１８６，００１号 特許公開第８，２４５，３４９号 特許公開第４，１４５，７８７号 米国特許第６，７４３，３９２号 米国特許第７，００３，８５６号 米国特許第６，８１３，８０１号 米国特許第６，９６８，５９１号 米国特許第６，９８４，６１５号 米国特許第７，２２８，５８７号 米国特許第７，２３１，６８５号 米国特許第７，２３４，１９３号 米国特許第７，２３４，９１４号 米国特許第７，２３７，２９６号 米国特許第７，２３７，２９７号 米国特許第７，２４３，３９１号 米国特許第７，３０２，７２９号 米国特許第７，３０２，７３０号 米国特許第７，３３４，２８７号 米国特許第５，９５３，７８４号 米国特許第７，２５１，８５１号 米国特許第７，９３０，７９４号 １２３８２シリアル番号第１３／４１６３３４号 １２３８３シリアル番号第１３／４１６５２６号 １２３８４シリアル番号第１３／４１６４８６号 １２３８５シリアル番号第１３／４１６４２０号 米国特許公開第２０１１／０１３１７４６号（Ａ１） 米国特許第７，８０３，７２６号

よって、使用時にユーザーが毛羽立てを行う必要がない掃除用品のニーズが存在する。そのような掃除用品は、製造中、販売前、及び／又は取り出し中に毛羽立てすることができる。同様に、しばしば見逃されるか又は不適切に実施される毛羽立て工程の問題をユーザーが最小限に抑え又は排除することができるような、製造プロセス／装置のニーズが存在する。

本発明は、掃除用品、その掃除用品を毛羽立てるプロセス、及びそのための装置を含む。

先行技術による、２枚の外側薄層上にストリップを有する掃除用品の概略分解斜視図である。 長手方向軸Ｌの片側に凹状の切り込みを備えるシートを有し、かつ長手方向軸Ｌのもう一方の側に凸形状を有する、本発明による掃除用品の分割概略平面図である。 本発明のプロセスによる掃除用品を毛羽立たせるための、本発明による代表的な装置の斜視図である。 本発明のプロセスによる掃除用品を毛羽立たせるための、本発明による代表的な装置の斜視図である。 図２Ａ及び２Ｂの装置の側面立面図である。 別の歯形状を示す、図２Ａ及び２Ｂの装置の側面立面図である。 掃除用品が離れている、らせん形状を有する、別の歯の分解斜視図である。 掃除用品に取り付けられた状態の、図４Ｂの歯の概略前面図であり、一部が切り取られて示されている。 毛羽立てステーションの操作を調節するためのソフトウェアプログラムのブロック図である。 毛羽立て中にまだ連続形状のダスター材料を毛羽立てるための装置の側面立面図であり、別のテークアップロール及び切断操作の概略を点線で示している。

図１Ａ及び１Ｂを参照すると、掃除用品（１０）は概して細長く、長手方向軸Ｌを有することができるが、他の形状も想到され、実行可能である。これらの掃除用品（１０）は、通常はダスターと称される。掃除用品（１０）は、ハンドル（３５）に取り外し可能に取り付け可能であり、及び／又はハンドル（３５）なしに使用され得る。好適なハンドル（３５）は、同一出願人による米国特許公開第２０１１／０００９９７６４号に開示されている。

掃除用品（１０）のｚ方向は、掃除用品（１０）のハンドル３５（存在する場合）に通常は最も近いシート（１２）に垂直の方向であり、ＸＹ平面は、シート１２によって画定される平面として定義され、通常はｚ方向に垂直である。掃除用品（１０）は、長手方向軸Ｌ、及びそれに直交する横軸Ｔを有し得る。掃除用品（１０）、及びそのそれぞれの構成要素は、長手方向軸Ｌに平行な２つの長手方向縁部（２０）、及び横方向軸Ｔに平行な横方向縁部（２２）を有し得る。

掃除用品（１０）などの長さは、長手方向で測定される。掃除用品（１０）の幅は、長さ方向に垂直の横方向と一致し、シート（１２）の面内に配置される。厚さは、ｚ方向の寸法として定義される。図に示されるストリップの長さ及び幅は、それぞれ、横方向及び長手方向にとられる。

この掃除用品（１０）は、向かい合わせの関係で接合されている２枚又は３枚以上の薄層を有するものと考えることができる。薄層は、トウ繊維薄層（１４）、概ね平面のシート（１２）である中間の２枚の薄層を含み得る。あるいは、単一のトウ繊維層（１４）が、単一の概して平面のシート（１２）に接合されてもよい。４層を含むトウ繊維層（１４）が示されているが、当業者は、本発明での使用には、１枚〜数枚の層が実行可能であり企図されることを理解するであろう。同様に、本発明での使用には、１枚、２枚又は３枚以上のシート（１２）が実行可能であり、企図される。

特に図１Ａを参照すると、掃除用品（１０）は、任意に先行技術で既知の集塵ストリップ１７を更に備えてもよい。本明細書で使用するとき、集塵ストリップ（１７）は、物品１０の長手方向中心線から横方向に外向きに延在し、かつ（横方向に測定された）長さが（長手方向に測定された）対応する幅よりも大きい、カンチレバー要素を指す。製造によって意図されるように、集塵ストリップ（１７）はＸＹ面内にあるが、使用前の毛羽立て、及び／又は標的表面に対する動きによって使用中に生じる変形によってＸＹ面外に変形してもよい。集塵ストリップ（１７）は、上述のシート（１２）の１つに組み込まれてもよく、又は別個のシート（１２）に備えられてもよい。集塵ストリップ（１７）は、トウ繊維束（１４）の最も外側部分に組み込まれてもよく、トウ繊維束層（１４）の間に組み込まれてもよく、及び／又はこれらの組み合わせであってもよい。

取り付けシステムは、好適で任意のハンドル（３５）への掃除用品１０の取り外し可能な取り付けをもたらすことができる。掃除用品（１０）の取り付けシステム及び任意の相補的ハンドル（３５）の取り付けは、接着剤接合、粘着性接合、機械的係合などを含むことができる。１つの一般的な取り付けシステムは、ハンドル（３５）の歯（３６）が挿入され得るスリーブ（３０）を含む。スリーブ（３０）は外薄層（１２）上に配置することができる。

図１Ａ及び１Ｂを参照すると、シート（１２）は外側に面した優先クリーニング側と、それに相対する第２の内側に面した取り付け側とを有し得る。シート（１２）は、不織布シート（１２）を含むことができる。好適な不織布は、同一出願人による米国特許第６，７９７，３５７号、同第６，９３６，３３０号、同第Ｄ４８９，５３７号及び／又は同第Ｄ４９９，８８７号によって作製され得る。

圧縮可能及び／又は変形可能な第２の繊維薄層（１４）が、シート（１２）に隣接し得る。第２の薄層は、トウ繊維（１４）を含むことができる。トウ繊維薄層（１４）は、向かい合わせの関係でシート１２に接合させることができる。トウ繊維薄層（１４）は、洗浄中に標的表面と直接接触させるのに好適であり得る。

トウ繊維（１４）は、合成であってよい。本明細書に使用される用語「束繊維」及び／又は「トウ」は、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、生物由来ポリマー（ポリ乳酸、バイオポリエチレン、バイオポリエステルなど）、及び同様物を含む、合成ポリマーを含む繊維を指す。トウ繊維（１４）は更に、セルロース、酢酸セルロース、亜麻、麻、黄麻、及びこれらの混合物などの天然源による繊維を含み、個々の繊維は、比較的長いストランドであり、束として製造される。束繊維は、区別可能な端部を有し、かつ少なくとも約１ｃｍの長さである任意の繊維として定義され得る。本発明の掃除用品（１０）は、任意の吸収性コア（図示せず）を更に含み得る。

シート（１２）、繊維状の層（１４）及び非平面構造体（１６）は、熱結合、自溶結合、超音波結合、ヒートシーリング、接着剤及び／又は当該技術分野で既知のその他の手段によって、ともに接合することができる。シート（１２）は、向かい合わせの関係でともに接合された２つの層を含むことができる。シート（１２）、繊維状の層（１４）及び非平面構造体は、長手方向軸Ｌに平行な中央背部（４２）をもたらすパターンで結合することができる。

トウ繊維層（１４）と概して平面のシート（１２）との接合は、当該技術分野で公知の連続結合（３８）及び／又はスポット結合（３８）の任意の組み合わせを用いて行うことができる。結合（３８）は、当該技術分野で公知でありかつ本明細書において説明される取り付けシステムのためのスリーブを作り出すのに使用することができる。

２つの層を接合する結合パターンは、本発明の掃除用品（１０）で使用される場合、ハンドル（３５）の歯（３６）に相補的でありかつそれらを受容することのできるスリーブ（３０）を提供するパターンで提供することができる。具体的には、結合は、歯（３６）が、隣接する結合部（３８）の間に作られるスリーブ（３０）の中に挿入され得るように、ほぼ長手方向に向いたパターンで提供され得る。

結合パターンは、連続的に結合された又は離散的に結合された中央脊柱部（４２）を提供し得る。中央脊柱部（４２）の外側寄りで、結合パターンは、１つ以上の連続又は非連続の結合部位を含むことができる。中央脊柱部（４２）の結合と外側寄りの結合（３８）との間の空間は、任意のハンドル（３５）の歯（３６）を受容するためのスリーブ（３０）を作り出すことができる。所望により、シート１２を横断方向に収縮すること／ひずませることができる。このプロセスは、シート（１２）にしわ、すなわちひだをもたらし得る。このしわ／ひだは、シート（１２）の層と層との間を引き離して、所望によりスリーブ（３０）に歯（３６）を挿入することをより容易にすることができる。

ハンドル（３５）への取り外し可能な取り付けのための本発明による掃除用品（１０）は、長手方向長さを画定する長手方向軸Ｌを有する。ここでも、掃除用品（１０）は、少なくとも１層のトウ繊維（１４）を含む。トウ繊維（１４）は、前記長手方向軸Ｌと並列した近位端から横方向に離れて遠位端まで延びている。トウ繊維層（１４）は、第１及び第２の対向する面を更に有し、トウ繊維の幅ＴＦＷを画定する。トウ繊維の幅ＴＦＷは、長手方向軸Ｌから特定のトウ繊維（１４）の遠位端まで一直線に平らな横方向で測定された距離である。トウ繊維の幅ＴＦＷは、長手方向長さ全体にわたって一直線であっても変化してもよい。

掃除用品（１０）は、トウ繊維１４の少なくとも１層の第１面上に配置された概ね平らなシート１２）を更に備えている。シート（１２）は、一直線の平らな横方向で測定されたシート（１２）の幅ＳＷを有する。シート（１２）の幅は、大部分においてトウ繊維幅ＴＦＷよりも狭くてよい。シート（１２）の幅ＳＷとトウ繊維の幅ＴＦＷとの間の差は、掃除用品（１０）の長手方向長さの大部分に沿って変わる。この外形は、本明細書では、「相異なる張り出し」と呼ばれる。

図１Ｂを具体的に参照すると、必要に応じて、１つ及び／又はそれ以上のシート（１２）の各長手方向縁部を切り込んで凹状にして、凹状と呼ばれるシート（１２）を提供することができる。トウ繊維層（１４）の幅が一定である場合、この構成は、横方向軸Ｔに接近するほど比較的大きくなり、いずれかの横方向縁部に接近するほど比較的小さくなる相異なる張り出しＤＯを提供する。この構成は、掃除用品（１０）の中央近くの比較的大きい相異なる張り出しＤＯが、掃除用品（１０）の中央の近くにトウ繊維（１４）の比較的大きい毛羽立ちを提供することができるという利点をもたらす。

必要に応じて、本明細書に記載する様々な掃除用品（１０）をパッケージ化し、キットとして販売してもよい。いくつかの掃除用品（１０）は、上述の凹状シート（１２）を有し得、また他の掃除用品（１０）は、凸状シート（１２）を有し得る。この構成は、異なる仕事に対する異なる掃除用品（１０）の選択肢をユーザーが有するという利益をもたらす。

当業者は、上述の実施形態のハイブリッド及び組み合わせが企図され実行可能であることを認識するであろう。例えば、単一の掃除用品（１０）は、同様の若しくは異なる外形を有する複数のシート（１２）、及び／又は同様の若しくは異なる外形を有する複数のトウ繊維層１４）を備えることができる。そのようなシート（１２）及びトウ繊維層（１４）を、互いに隣り合わせに配置させ、任意の所望の層の構成で散在又は設置することができる。

シート（１２）及び／又はトウ繊維の層（１４）のいずれかを、接着剤、ろう、ニュートンオイル若しくは非ニュートンオイル、又はそれらの組み合わせで、完全に又は部分的にコーティングして、洗浄を改善すること、及び吸収された塵の保持を増大することができる。所望により、掃除用品（１０）を、洗浄溶液、又は例えば外観若しくは殺菌などのための表面処理など、他の目的のために使用可能なその他の溶液とともに任意に使用してもよい。洗浄溶液を掃除用品（１０）に予め適用して、予め湿らせた掃除用品（１０）を作り出してもよく、あるいは、別個の容器内に入れて、掃除用品（１０）及び／又は標的表面上に投与してもよい。洗浄溶液は、大半の水、及び少なくとも約０．５、２、５若しくは１０％の固体、又は少なくとも約３０％若しくは５０％の水性溶媒、非水性溶液若しくはその混合物を含み得る（全て重量による）。

図２Ａ及び２Ｂを参照すると、本発明による掃除用品（１０）は、毛羽立て装置（５０）を使用して毛羽立たせることができる。毛羽立て装置（５０）は、図示の矢印の機械方向に移動する可動台（５２）を有する。可動台（５２）は、装置（５０）の様々な構成部品に対して、少なくとも１つの掃除用品（１０）を移動させる。可動台（５２）は、固定トラック上を移動し得る。細長い可動台（５２）トラックが図示されているが、当業者には、本発明がそのように限定されないことが理解されよう。可動台（５２）トラックは、円形、又は任意の望ましい好適な形状であってよい。

可動台（５２）トラックは、ラック又はピニオンのいずれかが駆動された状態で、ピニオンギヤ上を移動する可動台（５２）付きのラックギヤを含み得る。あるいは、可動台（５２）は、図示するように、１つ以上の相補的レール上を平行移動するスライダーを含み得る。あるいは、タレットを使用することができ、このタレットで各掃除用品が個々のステーション上に搭載される。可動台（５２）は、当該技術分野で周知のように、電動モーター、空圧作動などにより動かすことができる。

図３を参照すると、可動台（５２）は、上に掃除用品を解放可能に保持するための１つ以上のフォーク歯（３６）を含み得る。可動台（５２）は、図示するように、そこから外向きに延出する３組のフォーク歯（３６）を有する。当業者には、本発明がそのように限定されないことが理解されよう。可動台（５２）は、１組又は任意の望ましい複数のフォーク歯（３６）を含み得る。必要に応じて、可動台（５２）は、当業者に周知のように、連続ベルトを含み得る。任意の望ましい複数の組のフォーク歯（３６）を、連続ベルトスタイルの可動台（５２）に接合して、連続運動を提供することができる。

フォーク歯（３６）は、可動台（５２）に剛直に又は柔軟に接合された近位端から遠位端に延出し、ここでダスターが挿入プロセスを開始し得る。フォーク歯（３６）は、機械方向に均等又は不均等に離間され得る。

フォーク歯（３６）は、搭載ステーションを通過し、ここで掃除用品（１０）がフォーク歯（３６）に取り付けられる。搭載ステーションで、掃除用品（１０）は、当該技術分野で既知のように手でフォーク歯（３６）に挿入することができ、又は自動搭載メカニズムを使用することができる。

フォーク歯（３６）は、搭載された後、毛羽立てステーション（５５）に向かいこれを通過することができる。可動台（５２）は、速度の中断なしに機械方向に毛羽立てステーション（５５）を通過してよいし、毛羽立てステーション（５５）で間欠的に停止／減速してもよいし、毛羽立てステーション（５５）で停止してもよい。

図２Ａ及び２Ｂに戻って参照すると、毛羽立てステーション（５５）は流体送達装置を含み得る。流体送達装置は、流体源（５６）を含み得る。この流体として空気が使用される場合は、空気圧縮機が連続的流体補給品として十分であり得る。あるいは、流体源（５６）は圧縮気体のタンクを含み得る。圧縮気体は、空気、窒素、水素、炭化水素、又はこれらの組み合わせを含み得る。

流体は、流体源（５６）から１つ以上のノズル（５８）へと流れることができる。流体は、ノズル（５８）を通って、毛羽立てステーション（５５）内にある及び／又はこれを通過中の１つ以上の掃除用品（１０）の上に放出され得る。流体は、掃除用品の構成部品、特にトウ繊維（１４）の上に当たり、予測されない乱れ及び／又はその変形を生じる。掃除用品の変形により、トウ繊維（１４）が分離し、トウ繊維（１４）とシートが面から外へと動き、掃除用品（１０）の見かけの体積が増大する。

毛羽立てステーション（５５）は、ノズル（５８）の１つ以上のバンク（５９）を有してよく、各バンク（５９）には複数のノズル（５８）がある。バンク（５９）の各側に４つの相対するノズル（５８）を備えた、ノズル（５８）の２つのバンク（５９）を有する毛羽立てステーション（５５）が示されている。しかし、本発明はそのように限定されるものではない。当業者には、任意の望ましい数の、均等又は不均等な寸法のバンク（５９）を利用し得ることが理解されよう。バンク（５９）は、掃除用品（１０）の片側に、１つのノズル（５８）又は複数のノズル（５８）を含み得る。複数のノズル（５８）が選択される場合、ノズル（５８）は、互いの間、及び掃除用品（１０）との間が均等間隔又は不均等間隔であり得る。第１及び第２の複数のノズル（５８）をバンク（５９）の各側に提供して、掃除用品（１０）がその間を通過するようにすることができる。

ノズル（５８）は、流体を掃除用品（１０）に又はその近くに向けるオリフィスを有し得、その結果、直接的又は間接的な流体衝突が起こる。等しい側面スロット形状のノズル（５８）オリフィスが示されているが、本発明はそのように限定されるものではない。オリフィスは、当該技術分野で既知のように、均等寸法又は不均等寸法のスロット、円形状、流体のらせん流を生じるように配置された複数のオリフィスなどが含まれ得る。

ノズル（５８）は、バンク（５９）を通過する際に、掃除用品（１０）の上に、望ましい流体を連続的又は間欠的に噴出し得る。連続的な流体流が望ましい場合、この流体は、質量流量、周囲を上回るゲージ圧力、温度等について制御することができる。

間欠的な流体流が望ましい場合、同じ制御因子が考慮され得る。更に、掃除用品（１０）がノズル（５８）のバンク（５９）に近づく際に、トリガにより間欠的な流体バーストが提供され得る。バーストは、掃除用品（１０）が毛羽立てステーション（５５）を通過する際に、この掃除用品に直接的又は間接的に当たるようタイミングを調整することができる。バーストは、当該技術分野で既知のように、タイマー、近接スイッチ、エレクトリックアイなどを用いて指示され得る。

毛羽立てステーション（５５）を通過した後、掃除用品（１０）は望ましい任意の後加工処理で処理され得る。例えば、掃除用品（１０）には、毛羽立った掃除用品（１０の形状の維持を補助するために接着剤液滴をスプレーし、任意にその後に、追加のトウ、セルロース、及び／又は不織布繊維で処理することができる。

望ましい場合、非圧縮性流体を利用してもよい。非圧縮性流体は、水、低粘度の油などであり得る。流体質量が増大することにより、トウ繊維（１４）の乱れが大きくなることが予測され、これにより、スループットの増大が可能になり得る。

望ましい場合、掃除用品（１０）上にスプレーされた水を、フラッシュ乾燥させることができる。この工程では、特にトウ繊維（１４）が吸収性の場合（セルロース繊維（１４）の場合など）、水による繊維間の水素結合を低減する利点が得られる。フラッシュ乾燥は、繊維（１４）仕上げ又はその他のコーティング（機能性を付加するために存在し得る）の硬化も補助することができる。また、熱源を使用して、繊維（１４）の収縮を望ましいように促進し、これによって更なる繊維（１４）間の分離及びもつれを生じて、追加の体積及び体積保持が得られる。

液体、又は予測される気体の流体は、掃除性能、特にダスト捕捉性能を改善し、及び／又はその他の機能性を提供するような材料を更に含み得る。例えば、液体流体は、界面活性剤、溶媒、静電気防止剤、抗アレルギー剤、殺菌剤、油、ワックス、シリコーン、感圧性接着剤、又はその他の機能性を更に含み得る。流体はまた、加熱されて液相になった融解固体を含んでよく、繊維（１４）に更により均一な適用を促進すると見込まれる。この液体は、次いで室温で、又は冷却コイル又は冷却ガス（例えば窒素）を含む急速冷却によって固化させることができる。

次いで、掃除用品（１０）は、望ましいようにパッケージ化され得る。掃除用品（１０）は、コスト抑制のために、パッケージ化される際により小さな見かけ体積に圧縮されてもよい。理論に束縛されるものではないが、パッケージ化の際に圧縮された掃除用品（１０）は、使用時に圧縮状態から取り出す際、予想外に比較的大きな見かけ体積に戻ると考えられる。ある程度のヒステリシスが起こり得るものの、掃除用品（１０）の見かけ体積は、毛髪の逆毛を立てて見かけ体積を増加させるのと同様に、毛羽立てを行わなかった場合よりも大きくなると考えられる。あるいは、掃除用品（１０）は、圧縮を防ぐために、ヘッドスペースを備えてパッケージ化されてもよい。

見かけの体積により決定される、様々なサイズの掃除用品（１０）が望ましい可能性がある。例えば、大きな見かけ体積で、低密度の掃除用品（１０）が、特定の掃除タスクには好ましい場合がある。別の掃除タスクには、よりコンパクトで異なる形状の掃除用品（１０）がより好適である場合がある。

必要に応じて、複数のサイズの掃除用品（１０）を、キットとして一緒に販売してもよい。この組み合わせにより、ユーザーは、目前のタスクに最も適した特定の掃除用品（１０）を選択することができる。本発明は、掃除用品（１０）のサイズ及び形状を調節する様々な機会を提供するのに順応性がある。

例えば、図４を参照すると、フォーク歯（３６）は、バンク（５９）のノズル（５８）から第１の距離で配置される第１の複数のフォーク歯（３６）に分割され得る。変化した例では、フォーク歯（３６）は可動台（５２）の両側にノズル（５８）から等間隔開けた状態であり得る。第２の複数の歯（３６）は、１セットのノズル（５８）に対してより広く間隔をあけて配置され得る。更に第３の複数の歯（３６）は、第３の間隔を有し得る、などである。この配置により、対応する複数の掃除用品（１０）形状が提供される。歯（３６）の間隔は、製造プロセスの柔軟性を有利に提供するよう、任意に調節及び再配置することができる。

図４Ａ及び４Ｂを参照すると、掃除用品は、らせん形状歯（３６）の上に取り付けられ得る。らせん形状歯３６は、掃除用品（１０）全体に、より均等に流体流及び圧力を適用するという利点を提供すると見込まれる。

図５を参照すると、様々なサイズ及び形状の掃除用品（１０）は、掃除用品（１０）に対する間欠的な流体衝突のタイミング、持続時間、圧力等を有利に調節することによって達成され得る。例えば、掃除用品（１０）の前縁、中心線及び後縁に対する流体衝突は、結果として生じる３つの異なる形状及び見かけの体積を提供すると見込まれる。流体バーストの持続時間が長くなるか、又は圧力が高くなると、比較的大きな見かけの体積を生じることが見込まれる。ノズル（５８）のバンク（５９）と、掃除用品（１０）との間の相対的な動きが速くなると、相対的な動きが遅い場合に比べて、少ない毛羽立ちをもたらすことが見込まれる。

必要に応じて、掃除用品（１０）の体積変化及び／又は最終体積は、毛羽立てプロセス中にリアルタイムで決定されることができる。望ましい体積が最初に達成されなかった場合、ノズル（５８）の追加のバンク（５９）を活性化させ、相対的な動きを低下／停止させ、流体圧力を増加させ、特定のバンク（５９）内の追加ノズル（５８）を活性化させることができる。

掃除用品（１０）の初期及び／又は最終体積、幅又はその他の寸法は、当該技術分野で既知のように、マシンビジョンシステムを使用して決定することができる。好適なマシンビジョンシステムは、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ、Ｏｈｉｏ）から入手でき、Ｃｏｇｎｅｘ Ｉｎｓｉｇｈｔ ５６０４カメラを利用することができる。このカメラは、毛羽立てプロセス中に掃除用品（１０）の画像を捕らえることができる。

掃除用品の瞬間写真野内にある十分な数のピクセルが暗い場合、すなわち、所定の閾値より下である場合、掃除用品（１０）は十分に毛羽立てられていると見なされ得る。そうでない場合は、図５に示すように、更なる毛羽立てが望ましいとフィードバックループが判定し得る。

図６を参照すると、掃除用品（１０）を組み立てるのに使用される材料が、毛羽立てステーション（５５）を通過する。具体的には、少なくとも１層のシート（１２）とトウ繊維層（１４）とを含む積層体（６０）を、当該技術分野で既知のように、連続形態で組み立てることができる。連続積層体（６０）は、巻き戻しロール又は同様の供給源（５６）から毛羽立てステーション（５５）に導入され得る。積層体（６０）は、上述のように毛羽立てされてから、個別の掃除用品（１０）に切断され得る。あるいは、毛羽立てされた積層体（６０）は、後のプロセスのためにテークアップロール（６３）に保管されてもよい。

積層体（６０）は、不定長さのエンドレス供給を含み得る。この供給は、既知の方法で、供給ロール（６２）から供給（５６）され、ノズル（５８）のバンク（５９）を通過し、テークアップロール（６３）に巻き取られることができる。あるいは、積層体（６０）は、形成ステーションから直接採られてよく、この形成ステーションでは、１層以上のトウ繊維及び１層以上のシート材料が、向かい合わせに接合される。次に、積層体（６０）は、ノズル（５８）の１つ以上のバンク（５９）を通過し、ここからの流体が積層体６０に衝突して、その密度が低減される。必要に応じて、積層体（６０）は、流体衝突を受けた後に、個別の掃除用品に切断されてもよい。あるいは、毛羽立てされた積層体（６０）は、切断ステーション（６５）に運ばれてもよい。切断ステーション（６５）で、毛羽立てされた積層体（６０）が個別の掃除用品（１０）に切断され得る。

当業者には、本発明の変形が実行可能であることが理解されよう。例えば、掃除用品（１０）は、正圧流体流ではなく、減圧を使用して毛羽立たせることができる。掃除用品（１０）は、図示するような歯ではなく、プレート上に支持されてもよい。支持プレートは、正圧又は減圧の空気流が通過できるように透過性であってよい。

本明細書に開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものと理解されるべきではない。むしろ、特に断らないかぎり、そのような各寸法は、記載された値及びその値周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば、「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することを意図する。

任意の相互参照又は関連特許若しくは関連出願を含む本明細書に引用される文献はすべて、明らかに除外されるか又は別の方法で限定されないかぎり、それらの全容を本明細書に参照によって援用する。いずれの文献の引用も、こうした文献が本明細書で開示又は特許請求される任意の発明に対する先行技術であることを容認するものではなく、あるいは、こうした文献が、単独で、又は他の任意の参照文献との任意の組み合わせにおいて、こうした発明のいずれかを教示、示唆又は開示していることを容認するものでもない。更に、本文書内の用語のいずれかの意味又は定義が、参照によって援用される文書内の同じ用語のいずれかの意味又は定義と矛盾する場合は、本文書においてその用語に付与される意味又は定義を優先するものとする。

本発明の特定の実施形態が例示され説明されてきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を実施できることが、当業者には自明であろう。したがって、本発明の範囲内にあるそのようなすべての変更及び修正を添付の特許請求の範囲で扱うものとする。

Claims (13)

1. ダスターの体積を増大させるプロセスであって、
   トウ繊維（１４）の層（１４）とシート（１２）材料の層とを、互いに向かい合わせに接合して積層体（６０）を形成するダスターを提供する工程と、
   前記ダスターの意図されない動きを防ぐよう支持する工程と、を含み、
   少なくとも１つのノズル（５８）を介して、前記ダスターに流体を吹き付けることにより、前記トウ繊維（１４）を乱し、それによって前記ダスターの体積を増大させることによって特徴付けられる、プロセス。
2. ダスターを提供する前記工程が、細長い歯を中に受容するための少なくとも１つのスリーブ（３０）を有するダスターを提供する工程を含み、前記歯（３６）がハンドル（３５）の一部である、請求項１に記載のプロセス。
3. 前記ダスターを支持する前記工程が、前記スリーブ（３０）内に細長い歯を挿入する工程を含み、その結果、前記ダスターが前記歯（３６）によって支持されることで特徴付けられる、請求項２に記載のプロセス。
4. 前記ダスターを細長い歯（３６）上に支持する前記工程が、垂直に配向された歯（３６）上に前記ダスターを支持する工程を含むことで特徴付けられる、請求項３に記載のプロセス。
5. 前記ダスターに流体を吹き付ける前記工程が、前記歯（３６）上に空気を吹き付ける工程を含むことで特徴付けられる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプロセス。
6. 前記ダスターに空気を吹き付ける前記工程が、複数のノズル（５８）から前記ダスターに空気を吹き付ける工程を含む、請求項５に記載のプロセス。
7. 前記ダスターを歯（３６）上に挿入する前記工程が、らせん形状を有する細長い歯３６上にダスターを挿入する工程を含む、請求項３に記載のプロセス。
8. ダスターを毛羽立てるためのプロセスであって、前記プロセスが、
   トウ繊維の層（１４）とシート（１２）材料の層（１４）とを、互いに向かい合わせに接合して積層体（６０）を形成するダスターを提供する工程と、
   前記ダスターを、少なくとも流体ノズルに対して、かつ前記ノズル（５８）の近位に動かす工程と、
   少なくとも１つのノズル（５８）を介して、前記ダスターに流体を吹き付けることにより、前記トウ繊維（１４）を動かし、それによって前記ダスターを毛羽立たせる工程と、を含む、プロセス。
9. 少なくとも１つのノズル（５８）を提供する前記工程が、ノズル（５８）のバンクを提供する工程を含み、ノズル（５８）の前記バンクが、第１の複数のノズル（５８）及びこれに相対する第２の複数のノズル（５８）を含み、前記ダスターを動かす前記工程が、前記ダスターを機械方向に、前記第１の複数のノズル（５８）と前記第２の複数のノズル（５８）との間を通して前記第１の複数のノズル（５８）及び前記第２の複数のノズル（５８）を超えて動かす工程を含む、請求項８に記載のプロセス。
10. ノズル（５８）の第２バンクを更に含み、ノズル（５８）の前記第２バンクが、ノズル（５８）の前記第１バンクから機械方向に間隔を空けて配置され、ノズル（５８）の前記第２バンクが、第１の複数のノズル（５８）及びこれに相対する第２の複数のノズル（５８）を含み、前記ダスターを動かす前記工程が、前記ダスターを機械方向に、ノズル（５８）の両方の前記バンクの、前記第１の複数のノズル（５８）と前記第２の複数のノズル（５８）との間を通して前記第１の複数のノズル（５８）及び前記第２の複数のノズル（５８）を超えて動かす工程を含み、ノズル（５８）の前記第２バンクが、要望どおりに前記ダスター空気を吹き付けるよう選択的に操作可能である、請求項９に記載のプロセス。
11. 積層体（６０）の密度を低下させるプロセスであって、前記プロセスが、
    トウ繊維（１４）の層とシート（１２）材料の層とを、互いに向かい合わせに接合した連続積層体（６０）を提供する工程と、
    前記ダスターを、少なくとも流体ノズル（５８）に対して、かつ前記ノズル（５８）の近位に動かす工程と、を含み、
    少なくとも１つのノズル（５８）を介して、前記ダスターに流体を吹き付けることにより、トウ繊維（１４）を動かし、それにより前記ダスターを毛羽立たせることによって特徴付けられる、プロセス。
12. ２つの相互に相対するノズル（５８）のバンク（５９）の間で、前記積層体（６０）を動かしながら、ノズル（５８）の前記２つのバンク（５９）から、前記積層体（６０）の上に空気を同時に及び実質的に連続的に吹き付ける工程を含む、請求項１１に記載のプロセス。
13. 前記積層体（６０）を別個の掃除用品（１０）に切断する工程を更に含む、請求項１１及び１２に記載のプロセス。

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