JP2017512107A - オーバーモールド成形されたブラシ片を製造する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コスト及び時間を低減してブラシ片を準備する方法を提供する。【解決手段】ブラシ片（１）を製造する方法が、複数の位置合わせされたモノフィラメント繊維（２）を、正弦波形態で横断方向に配置し、繊維が平行に配置された本体部分（３）及び２つのループ状の端（４ａ、４ｂ）を形成するステップ；少なくとも一列の縫い目（５）を、本体部分（３）を横切って一方の端に向かって適用するステップであって、縫い目（５）は、本体部分（３）を別個の束に分割するように繊維の群の周りでループ状にされるようなものである、適用するステップ；束の縫い合わせられた端を熱可塑性高分子材料（６）でオーバーモールド成形するステップ；及び、本体部分（３）のオーバーモールド成形されていない端をトリミングし、毛の房（７）を形成するステップを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、ブラシ片を製造する方法に関し、より詳細には、射出成形法を使用してブラシ片をオーバーモールド成形することに関する。

ブラシ片は、清掃及び印刷機器において広く用いられている。電気掃除機のノズルには多くの場合、表面からごみ、埃、糸くず等を除去するのに役立つブラシ片が備え付けられている。また、ブラシ片は、プリンタにおいて、紙詰まりを防止するとともに汚れのないプリントアウトを生成するために、紙に蓄積する静電荷を消散させるように使用される。

ブラシ片に関連する従来技術に勝る幾つかの特許技術がある。離間した合成フィラメントの列を有する電気掃除機ノズルのブラシ片が、特許文献１において開示されている。それにもかかわらず、成形前にフィラメント／繊維を締結することに関する教示は与えられていない。したがって、フィラメント／繊維がブラシ片から容易に分離することが可能である。

さらに、特許文献２は、縫い合わせられた縁を有するフィラメント片を用いてブラシを製造する方法を開示しており、１つの縁はエラストマベースに成形される。しかし、特許文献２は、フィラメント片の１つの縁を射出成形によってベースに埋め込む可能性を示唆していない。

中国特許第１０１２５２８６６号明細書 米国特許第４１３３１４７号明細書

製造コスト及び時間を低減してブラシ片を準備する方法を提供することがかなり望ましい。さらに、ブラシ片を所望のプロファイルを有して組み立てることを可能にする、ブラシ片を製造する方法がかなり望まれている。

本発明の目的のうちの１つは、その片に沿って一様な厚さの毛を有するブラシ片を製造する方法を提供することである。特に、毛は、交互の方向に連続的に捩られる繊維の束から製造され、一方の側の隣接するループは切り取られる。

本発明の別の目的は、その毛の一端がプラスチック材料によって封入されるブラシ片を製造する方法を提供することである。毛はプラスチック材料にしっかりと埋め込まれ、したがって、ブラシ片からの毛の分離を防止する。

本発明のまた別の目的は、その毛の一端が射出成形方法を使用してオーバーモールド成形されるブラシ片を製造する方法を提示することである。

上記の目的のうちの少なくとも１つは、本発明によって全体的又は部分的に満たされ、本発明の実施形態は、ブラシ片を製造する方法を記載し、複数の位置合わせされたモノフィラメント繊維を、正弦波形態で横断方向に配置し、繊維が平行に配置された本体部分及び２つのループ状の端を形成するステップ；少なくとも一列の縫い目を、本体部分を横切って一方の端に向かって適用するステップであって、縫い目は、本体部分を別個の束に分割するように繊維の群の周りでループ状にされるようなものである、適用するステップ；束の縫い合わせられた端を熱可塑性高分子材料でオーバーモールド成形するステップ；及び、本体部分のオーバーモールド成形されていない端をトリミングし、毛の房を形成するステップを含む。

好ましくは、繊維は、隣接するループが密接して位置合わせされ、本体部分が矩形であるように巻かれる。

モノフィラメント繊維は、導電性及び非導電性繊維のいずれか一方又は組み合わせを含む。導電性繊維は、銀、銅、真鍮、リン青銅、ステンレス鋼及び炭素繊維を含むことができる。非導電性繊維は、綿、亜麻、大麻、羊毛、絹、毛皮、ガラス、鉱物、セルロース、ビスコース、モダール、アセテート、ポリアミド、ポリエステル、フェノールホルムアルデヒド、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン又はエラストレフィン繊維等の天然繊維及び合成繊維であるものとすることができる。

縫い目は、ループ、鎖又は固定された縫い目を含むことができる。縫い目は、綿、羊毛、レーヨン、ポリプロピレン、ポリエステル又はポリアミドから作られる糸又は撚糸を使用して施すことができる。

本発明の別の実施形態では、縫い目は両端に向かって適用される。

本発明の好ましい実施形態では、オーバーモールド成形前に縫い目にわたって接着剤が塗布される。接着剤は糊であるものとすることができる。接着剤は、繊維を縫い目に結合させるとともに個々の束を固定するように機能する。

オーバーモールド成形前に、本体部分を別々の長さに分割することができる。切り込まれたセグメントは、オーバーモールド成形機の成形用キャビティに嵌まるべきである。

オーバーモールド成形を行うために、束の縫い合わせられた端を最初に成形用キャビティに挿入する。熱可塑性高分子材料が、その溶融形態に変形し、その後でキャビティに射出される。熱可塑性材料は、０．０１ＭＰａ〜４００ＭＰａの圧力で射出することができる。

好ましい熱可塑性高分子材料は、ポリアミド、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、エチレン酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）又は任意の熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）である。

本発明の理解を容易にするために、添付の図面において好ましい実施形態が示され、その考察から、以下の説明と関連して検討すると、本発明、その構成及び動作、並びに、その利点の多くが容易に理解及び認識される。

ブラシ片の正面図である。 繊維の正弦波形態を示す図であり、本体部分の繊維は、縫い目の列によって別個の束に分割される。 一方のループ状の端が熱可塑性高分子材料でオーバーモールド成形された本体部分の断面図である。 平頭のオーバーモールド成形された端を有するブラシ片の側面図である。

当業者は、本発明が目的を果たすために十分に適合され、前述した目的及び利点並びにその固有の目的及び利点を得ることを容易に認識するであろう。本明細書において記載される実施形態は、本発明の範囲に対する限定としては意図されない。

本発明は、ブラシ片１を製造する方法を開示し、複数の位置合わせされたモノフィラメント繊維２を、正弦波形態で横断方向に配置し、繊維が平行に配置された本体部分３及び２つのループ状の端４ａ、４ｂを形成するステップ；少なくとも一列の縫い目５を、本体部分を横切って一方の端に向かって適用するステップであって、縫い目は、本体部分３を別個の束に分割するように繊維の群の周りでループ状にされるようなものである、適用するステップ；束の縫い合わせられた端を熱可塑性高分子材料６でオーバーモールド成形するステップ；及び、本体部分２のオーバーモールド成形されていない端をトリミングし、毛の房７を形成するステップを含む。

図１に示されているように、ブラシ片１は、熱可塑性材料６に埋め込まれた一端を有するモノフィラメント繊維２を含む。図示のようなブラシ片を製造するために、複数の位置合わせされたモノフィラメント繊維が、図２に示されているように正弦波形態で横断方向に配置される。配置された繊維は、本体部分３及び２つの端４ａ、４ｂを最終的に形成する。特に、本体部分は、平行に配置された繊維を含む。端は、繊維が交互の方向に１８０°捩られると形成されるループを含む。より詳細には、隣接するループは密接して位置合わせされる。さらに、少なくとも一方の端においてループを平らにすることが好ましい。

本発明の好ましい実施形態では、モノフィラメント繊維２は、導電性及び非導電性繊維のいずれか一方又は組み合わせを含む。使用される繊維の選択は、ブラシ片の用途に応じて変わる。例えば、導電性繊維を使用して、帯電した表面上の任意の静電荷を消散させることができる。さらに、モノフィラメント繊維は、任意の厚さ及び色であるものとすることができる。

導電性繊維は、金属繊維及び炭素繊維を含む。金属繊維の例としては、限定はされないが、銀、銅、真鍮、リン青銅、ステンレス鋼、ニッケル、金及びチタン繊維が挙げられる。加えて、導電性材料でコーティングされる非導電性繊維を使用して、帯電した表面上の静電荷を消散させることができる。

好ましくは、電気的に非導電性の繊維は、植物及び動物において自然に存在する繊維を含む。植物性繊維は、綿、亜麻、大麻又はジュート繊維であり得るセルロース繊維である。動物性繊維の例としては、羊毛、絹及び毛皮繊維等のタンパク繊維が挙げられる。

天然繊維に加えて、再生及び合成繊維等の製造された繊維が電気的に非導電性の繊維である。原料として木材パルプから作られる再生された繊維は、セルロース、ビスコース、モダール及びアセテート繊維を含む。限定はされないが、ポリアミド、ポリエステル（例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びポリトリメチレンテレフタレート）、フェノールホルムアルデヒド、ポリ塩化ビニル、オレフィン、ポリオレフィン（例えばポリエチレン及びポリプロピレン）、ポリウレタン、アクリル、アラミド並びにエラストレフィン繊維を含む幾つかのタイプの合成繊維がある。本発明の別の実施形態では、ガラス繊維、及び、セラミック繊維等の鉱物繊維を非導電性繊維として使用することができる。

したがって、本体部分３の繊維は、本体部分を横切って適用される縫い目５によって別個の束に分割される。特に、縫い目は、繊維が互いに密接して付着するように、本体部分の繊維を包囲する。

本発明の好ましい実施形態では、縫い目の列の縫い目は連結され、したがって、個々の束をきつく保持するとともに繊維の正弦波形態を維持する。縫い目は、ループ、鎖又は固定された縫い目であるものとすることができる。１つ又は別個の列の縫い目において２つ以上の種類の縫い目を使用することができる。

特に、縫い目５は、本体部分を横切って端４ａ、４ｂに向かって適用される。本発明の好ましい実施形態では、少なくとも一列の縫い目が１つのループ状の端に向かって適用される。本発明の別の好ましい実施形態では、少なくとも一列の縫い目が、巻かれた束の容易な取扱いを可能にするように両端において適用される。

好ましくは、縫い目５は、綿、羊毛、レーヨン、ポリプロピレン、ポリエステル又はポリアミドから作られる糸又は撚糸を使用して施される。使用される糸又は撚糸の数は、列毎に変えることができる。

本発明の別の好ましい実施形態では、オーバーモールド成形前に縫い目５にわたって接着剤が塗布される。接着剤は糊であるものとすることができる。接着剤は、繊維２を縫い目に結合させるとともに個々の束を固定するように機能する。接着剤を、端に最も近い少なくとも一列の縫い目に塗布することが好ましい。

本発明の別の実施形態では、本体部分３は、オーバーモールド成形を施される前に、横断方向に切り取られ、別々の長さに分割されることができる。本明細書では、本体部分の長さは、一端におけるループからループへの距離を指す。好ましくは、切り取られた本体部分の長さは、オーバーモールド成形装置の金型内に嵌まるように、金型の長さよりも短い。

前述の説明において記載したように、一方の縫い合わせられた端は、オーバーモールド成形材料内にしっかりと埋め込まれるようにオーバーモールド成形される。図３は、本体部分の縫い合わせられた端がオーバーモールド成形材料によって包囲されることを示している。本発明の別の実施形態では、少なくとも一列の縫い目は、図４に示されているようにオーバーモールド成形されない。

好ましいオーバーモールド成形材料は、熱可塑性高分子材料６を含む。熱可塑性材料の例としては、限定はされないが、ポリアミド、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、エチレン酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）又は任意の熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）が挙げられる。好ましくは、熱可塑性高分子材料はその溶融状態にあり、その後、４００ＭＰａを超えない圧力で成形用キャビティに導入されることを可能にする。

本発明の好ましい実施形態によると、オーバーモールド成形は、熱可塑性材料６を、本体部分３の縫い合わせられた端が挿入される成形用キャビティに射出される前に、オーバーモールド成形装置においてその融点まで加熱することによって行われる。好ましくは、溶融した熱可塑性材料６は、１０秒〜５０秒にわたって０．０１ＭＰａ〜４００ＭＰａの圧力で成形用キャビティ内に連続的に射出される。

オーバーモールド成形装置の金型は、任意の形態及び形状であるものとすることができる。図３は、平頭のオーバーモールド成形された端を有するブラシ片１を示している。好ましくは、金型は、熱可塑性材料６の冷却を加速させるように、１５℃〜２５℃の温度を有する。金型は、金型に５０トン〜４５０トンの型締圧力を加える型締ユニットによって成形装置内の定位置に保持されることができる。

本体部分のオーバーモールド成形された端は、熱可塑性材料が冷えて固まった後で成形用キャビティから取り出される。本体部分のオーバーモールド成形されていない端におけるループは、ブラシ片の毛を生成するように切り込みを入れられるか又は除去される。ブラシ片は、均一に又は不均一に切り取られた毛を有してもよい。

本発明の様々な態様及び実施形態を示すために、以下で実施例を提供する。実施例は、開示される発明を決して限定する意図はなく、本発明は特許請求の範囲のみによって限定される。

図２に示されているように、炭素モノフィラメント繊維を正弦波状に巻き、２つのループ状の端を有する矩形の本体部分を形成し、端のループを密接して位置合わせする。ループ状の端を、３列の鎖状の縫い目によってそれぞれ締結する。次に、モノフィラメント繊維の縫い目に糊を塗布する。

オーバーモールド成形前に、本体部分を、別々の長さのセグメントに切り取る。セグメントの縫い合わせられた端のうちの一方を、オーバーモールド成形装置の成形用キャビティに挿入する。図３に示されているように、縫い目は成形用キャビティ内にある。

オーバーモールド成形中に、溶融した熱可塑性エラストマベースの（ＴＰＥベースの）材料を成形用キャビティ内に射出する。溶融した熱可塑性エラストマベースの材料を、２０秒〜５０秒にわたってキャビティ内に射出し、キャビティを完全に満たし、キャビティ内で露出している炭素繊維の部分を封入する。溶融したＴＰＥベースの材料は、炭素繊維と接触すると冷える。

ポリエチレンベースの材料が固まった後で、本体部分のオーバーモールド成形された端をキャビティから排出する。本体部分のオーバーモールド成形されていない端におけるループ及び縫い目は、図１に示されているような一様な長さの毛を有するブラシ片を製造するように除去される。

Claims (12)

1. ブラシ片（１）を製造する方法であって、
   複数の位置合わせされたモノフィラメント繊維（２）を、正弦波形態で横断方向に配置し、繊維が平行に配置された本体部分（３）及び２つのループ状の端（４ａ、４ｂ）を形成するステップ；
   少なくとも一列の縫い目（５）を、前記本体部分を横切って一方の端に向かって適用するステップであって、前記縫い目は、前記本体部分（３）を別個の束に分割するように繊維の群の周りでループ状にされるようなものである、適用するステップ；
   前記束の縫い合わせられた端を熱可塑性高分子材料（６）でオーバーモールド成形するステップ；及び
   前記本体部分（２）のオーバーモールド成形されていない端をトリミングし、毛の房（７）を形成するステップ
   を含む、方法。
2. 前記縫い目（５）は、ループ、鎖又は固定された縫い目を含む、請求項１に記載の方法。
3. 縫い目（５）は、両端に向かって適用される、請求項１又は２に記載の方法。
4. オーバーモールド成形前に、前記縫い目（５）にわたって接着剤を塗布するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
5. オーバーモールド成形前に、前記本体部分（３）を別々の長さに分割するステップを更に含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記繊維（２）は、導電性及び電気的に非導電性の繊維の組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記繊維（２）は、導電性繊維であり、銀、銅、真鍮、リン青銅、ステンレス鋼又は炭素繊維である、請求項１又は６に記載の方法。
8. 前記繊維（２）は、非導電性繊維であり、綿、亜麻、大麻、羊毛、絹、毛皮、ガラス、鉱物、セルロース、ビスコース、モダール、アセテート、ポリアミド、ポリエステル、フェノールホルムアルデヒド、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン又はエラストレフィン繊維である、請求項１又は６に記載の方法。
9. 前記縫い目（５）は、綿、羊毛、レーヨン、ポリプロピレン、ポリエステル又はポリアミドから作られる糸又は撚糸を使用して施される、請求項１に記載の方法。
10. 前記オーバーモールド成形は、前記束の前記縫い合わせられた端を、０．０１ＭＰａ〜４００ＭＰａの圧力で溶融形態の前記熱可塑性高分子材料（６）が射出される成形用キャビティに挿入することによって行う、請求項１に記載の方法。
11. 前記熱可塑性高分子材料（６）は、ポリアミド、熱可塑性ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、熱可塑性エラストマ又は任意の熱可塑性加硫物である、請求項１又は１０に記載の方法。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法に従って製造されるブラシ片（１）。

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