JP2022519126A - ブラシアセンブリとブラシの製造方法 - Google Patents

Abstract

ブラシを製造する方法は、近位端及び遠位端と、遠位端に一体の先端を有するコアワイヤ部を与える工程と、貫通ボアを有する剛毛要素を形成する工程と、剛毛要素がコアワイヤ部に受承されるまでコアワイヤ部を貫通ボアに挿入する工程とを備える。

Description

本発明は、ブラシ一般、より詳細には、ツイストワイヤコアを有するブラシ、及びツイストワイヤコアを有するブラシを成形又は形成する方法に関する。

ブラシは、容器や管状体の内面の洗浄、生物学的標本やサンプルの収集、マスカラなどのパーソナルケア製品の組成物の塗布など、様々な目的で長期間にわたり使用されてきた。ユーザのまつげにマスカラを塗布するために使用されるブラシに関して、そのようなブラシは、容器からマスカラの供給物を拾い上げて輸送し、それをユーザのまつげに堆積させることができなければならない。さらに、そのようなブラシはまた、マスカラが均一に塗布されるように、余分なマスカラの塊をとかし、まつ毛を分離することができなければならない。

マスカラブラシの公知の種類の１つは、ツイストインワイヤブラシであり、これは通常、一対の平行なワイヤセグメントを提供するために、概ねＵ字型の構成に折りたたまれた単一の金属ワイヤから形成されたコアを含む。通常ナイロンのストランドで構成される剛毛（フィラメント又はファイバーとも呼ばれる）は、ワイヤセグメントの一定長さの一部の間に配置される。次に、ワイヤセグメントは、フィラメントを実質的にそれらの中間点に保持してそれらを把持するらせんコア（ツイストワイヤコアとしても公知）を形成するために、互いに対して撚回、又は回転される。このようにして、剛毛部分又は剛毛ヘッドは、ヘリカル状、すなわち、らせん状にねじれたワイヤコアに固定され、径方向に延びる剛毛から形成される。この工法は、ブラシの長さに沿って均一な剛毛特性を有する典型的な剛毛タイプのアプリケータ（すなわち、ツイストワイヤコアブラシ）を形成するのに非常に適している。ただし、ブラシの長さに沿って一定又は不規則な間隔で変化する剛毛特性を備えたブラシを一貫して形成するには適していない。

別の公知の種類のマスカラブラシは、ディスクアレイ又はスタックディスクアプリケータブラシであり、これは通常、棒状のワンド又は中央シャフトに沿って軸方向のアレイに配置された可撓性ディスクのアレイを含む。ディスクは、様々な構成で個別に形成し、様々な組み合わせで組み立てて、様々な特性を持つアプリケータを生成することができる。このようなブラシの中心シャフトは、通常、成形などによってポリマー又はプラスチックから形成される。しかしながら、そのようなディスクアレイのアプリケータブラシは、従来のファイバブラシができるように組み立て後に成形又はトリミングすることができないため、ブラシのカスタマイズの能力が制限される。

上記を考慮して、公知のツイストインワイヤブラシ及びスタックディスクアレイブラシの利点を組み合わせ、現在当該技術分野に存在するよりも、幅広い形状及び構成を提供し、及び／又は製造が容易なブラシアセンブリ又はブラシ構造が必要である。

上記を考慮して、本発明の目的は、ブラシを提供することにある。
本発明の別の目的は、積み重ねられたディスクブラシを提供することである。
本発明のさらなる目的は、一体型の先端を有する積み重ねられたディスクブラシを提供することである。

本発明のさらなる目的は、従来のファイバブラシのように成形、トリミング、又は変形することができる、積み重ねられたディスクブラシを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、ツイストワイヤコアと、ワイヤコア上に受け入れられた成形又は付加的に製造された剛毛要素とを有するブラシを提供することである。

本発明の一実施形態によれば、ブラシは、近位端及び遠位端を有するコア部と、遠位端に形成された一体型先端と、コア部に摺動可能に受け入れられる少なくとも１つの剛毛要素とを有する。

本発明の別の実施形態によれば、ブラシを製造する方法は、近位端及び遠位端と、遠位端に設けられた一体型先端とを有するコア部を与える工程と、コア上に少なくとも１つの剛毛要素を配置する工程とを備え、少なくとも１つの剛毛要素は、コア部が貫通して延びる貫通ボアを有する。一体型先端は、少なくとも１つの剛毛要素がコア部の遠位端から滑り落ちることを防ぐ位置ストップを形成する。

本発明の別の実施形態によれば、ブラシは、らせん構成で撚回された複数の脚部分を有するコア部と、複数の脚部分の間に固定された複数の繊維剛毛と、コア部に受け入れられた複数のディスク要素とを有する。複数の繊維剛毛は、複数の繊維剛毛が複数のディスク要素と相互作用して、複数のディスク要素のコア部に相対する回転を抑制するように構成される。

本発明のさらに別の実施形態によれば、ブラシは、近位端及び遠位端を有するコアワイヤ部と、コアワイヤ部で受け取られる複数のディスクとを含み、複数のディスクは、ブラシヘッドを画成する。ブラシヘッドは、ブラシヘッドの複数のディスクをトリミングすること、及び／又はコアワイヤ部の一部を湾曲することのうちの少なくとも１つによって成形される。

本発明のさらに別の実施形態によれば、ブラシを製造する方法は、近位端及び遠位端を有したコア部を与える工程と、コア部上に少なくとも１つの剛毛要素を配置する工程と、少なくとも１つの剛毛要素をコア部に配置した後、少なくとも１つの剛毛要素をトリミングして成形すること、及び／又は少なくとも１つの剛毛要素をコア部に配置した後で、コア部を湾曲することのうちの少なくとも１つを行う工程とを備える。

本発明のさらに別の実施形態によれば、ブラシを製造する方法は、近位端及び遠位端を有したコア部を与える工程と、コア部上に複数のディスク要素を積み重ねられた関係で配置する工程と、複数のディスク要素をコア部に配置した後で、コア部を湾曲すること、及び／又は複数のディスク要素をコア部に配置した後、複数のディスク要素のうちの少なくともサブセットをトリミングすることのうちの少なくとも１つを行う工程とを備える。

本発明は、添付の図面を参照して、非限定的な実施形態の以下の説明を読むことからよりよく理解されるであろう。

本発明の一実施形態による積み重ねディスクブラシの斜視図。 図１の積み重ねられたディスクブラシのコアワイヤ部上にある個々のディスクのアセンブリを示す斜視図。 本発明の別の実施形態によるスタックディスクブラシの斜視図。 図３のブラシの部分分解図。 図３のブラシの遠位端の詳細を示す拡大図。 弾丸形状にトリミングされたディスク要素とともに示す、本発明の実施形態に従って製造されたブラシの斜視図。 扁長回転楕円体形状にトリミングされたディスク要素とともに示す、本発明の実施形態に従って製造されたブラシの斜視図。 ディスク要素が弾丸形状にトリミングされ、ワイヤコアが所望の曲率に曲げられた状態を示す、本発明の実施形態に従って製造されたブラシの斜視図。 本発明の実施形態に従って製造された化粧用ブラシの斜視図。 本発明の実施形態に従って製造された別の化粧用ブラシの斜視図。 本発明の実施形態に従って製造された別の化粧用ブラシの斜視図。 本発明の実施形態に従って製造された別の化粧用ブラシの斜視図。 本出願の製造方法を実現することができる、砂時計形状を有するブラシヘッドの側面立面図。 本出願の製造方法を実現することができる、弾丸形状を有するブラシヘッドの側面立面図。 本出願の製造方法を実現することができる、パワースライド形状を有するブラシヘッドの側面立面図。 本発明の別の実施形態によるブラシアセンブリの構成要素の斜視図。 湾曲形態にあるブラシアセンブリのツイストワイヤコア部を示す、図１６のブラシアセンブリの斜視図。 湾曲形態にあるブラシアセンブリのツイストワイヤコア部を示す、図１６のブラシアセンブリの別の斜視図。 本発明の一実施形態によるディスク剛毛要素の斜視図。

図１を参照する。本発明の実施形態による、本明細書ではブラシ１０とも呼ばれるブラシアセンブリ１０が示されている。図示されるように、ブラシ１０は、コアワイヤ部１２によって固定され、そこから径方向に延びる複数の繊維又は剛毛１４を有するコアワイヤ部１２と、遠位端でコアワイヤ部１２に一体的に（コアワイヤ部１２及び先端１が単一部分を形成するように）形成された球形又は概ね円形又は球形の先端１６とを含む。ブラシ１０は、ディスク要素のアレイ、例えば、コアワイヤ部１２上で摺動可能に受け取られるディスク１８をさらに有する。以下に説明するように、ディスク１８は、コアワイヤ部１２を受け入れる、ディスク１８の中央開口すなわち貫通ボア１７に相対して、より大きな直径を有した球形の先端１６によってコアワイヤ部１２上に保持される。一実施形態では、ブラシ１０はまた、ユーザがブラシ１０を把持及び操作することを可能にするために、先端１６の反対側の近位端２０でコアワイヤ部１２に固定されたハンドル（図示せず）を含み得る。特定の実施形態では、一体型の球形の先端（図示せず）が、同様に、先端１６の反対側のブラシ１０の近位端２０上に形成され得る。

一実施形態では、コアワイヤ部１２及び一体型チップ１６は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第８，８５０，６５０号及び第８，７８３，７８７号に開示された方法で製造することができる。より詳細には、コアワイヤ部１２は、好適には、それ自体の上に可逆的に折り返され、２つの概ね同一の広がりを有する脚部分１３，１５を形成し、次いで、らせん構成で撚回されて、剛毛１４をその中に保持し、かつ、剛毛１４をコアワイヤ部１２から径方向外向きに（らせん方向に）扇状に広げて、剛毛ブロックを形成させる、可撓性を有した金属ワイヤから形成される。一実施形態では、コアワイヤ部１２は、ニッケル合金、チタン合金、ステンレス鋼合金、炭素鋼合金、コバルト合金又はアルミニウム合金から構成され得るが、他の金属又は金属合金は、本発明の範囲から逸脱することなく使用され得る。これはツイストインワイヤブラシを形成する例示的な方法であるが、本発明の範囲から逸脱することなく、当該技術分野で公知のツイストインワイヤブラシを形成するための任意の製造プロセス又は方法を使用できることが容易に理解されよう。例えば、上記の単一のワイヤの代わりに複数のワイヤを使用できることは容易に理解されよう。そのような状況では、複数のワイヤを互いに隣接して配置し、複数の剛毛をワイヤの間に配置し、ワイヤを撚り合わせてらせん構成のコアを形成し、剛毛を所定の位置に固定することができる。ワイヤブラシを形成し、ワイヤブラシでねじる他の方法及び構成は当該技術分野で公知であり、本発明の範囲から逸脱することなく、この設計に組み込むことができる。

上に開示したように、コアワイヤ部１２の遠位端は、以下で説明するように、個々のディスク１８の位置停止又は固定点を規定する、一体の実質的に球形の先端又はボール１６で形成されている。一体型先端１６は、米国特許第８，８５０，６５０号及び第８，７８３，７８７号に開示されているように、コア１２をねじった後、コア部１２の遠位端のみを溶融又は溶接することによって、ワイヤコアの遠位端に形成することができる。例えば、コアワイヤ部１２の遠位端に滑らかで実質的に丸みを帯びたボール１６を形成するために、高エネルギー融接を使用して、ブラシ１０のコアサイア部１２をその遠位端で「溶融」することができる。

重要なことに、コアワイヤ部１２及び一体型チップ１６は均質であり、チップ１６は、他の量の材料を添加することなく、コアワイヤ部１２からの既存の材料で形成される。したがって、先端１６は、一貫性があり、滑らかであり、コアワイヤ部１２から分離できないように作られている。コアワイヤ部１２の遠位端を溶融することによって、鋭い又は不均一なエッジを溶かして排除し、存在する可能性のある汚染物質トラップボイドを排除する。一旦融合されると、ワイヤコアの同一の広がりを有する脚部分は互いに分離することができず、丸い先端もコアワイヤ部１２から分離できない。重要なことに、コアワイヤ部１２の遠位端の溶接又は溶融は、ブラシ１０の拡大された先端１６とコアワイヤ部１２との間に冶金学的結合をもたらし、これは、ブラシ自体の構造強度を増加させ、コアワイヤ部１２の脚部分がほどけないことを実質的に確実にするのを促進する。

レーザー、ガスタングステンアーク溶接（ＧＴＡＷ）、プラズマアーク溶接及び電子ビーム溶接などの特定の溶接技術を使用して、コアワイヤ部１２の遠位端を溶融／溶接して、球形の先端１６を形成することができる。より詳細には、好適なパラメータ範囲は、ガスタングステンアーク溶接の場合は０．００１ミリアンペア～２００アンペア、電子ビーム溶接の場合は１５ｋＶ～２００ｋＶ、プラズマアーク溶接の場合は１アンペア～２００アンペアであるが、他のパラメータを使用することもできる。レーザー技術については、近紫外線及び／又は近赤外線レーザー源が好適であるが、他の波長を使用して本発明の目的を達成することができる。本明細書に記載の実施形態は球形の先端を開示しているが、特定の実施形態では、先端は概ね球形であり得る（すなわち、完全に球形ではない）。

図２を参照する。剛毛を保持するためにコアワイヤ部１２が形成及びねじられ、その遠位端に均質な一体型先端１６が形成されると、剛毛１４を所望の形状にトリミングする、すなわち切り揃えることができる。一実施形態では、剛毛１４は、先端１６を形成する前にトリミングすることができる。一実施形態では、剛毛１４は、ディスク１７の中央開口１７の半径よりも大きい範囲／距離だけコアワイヤ部１２から半径方向に延びる（これは、特定の剛毛のトリミング、又は剛毛を特定の長さに選択することによって達成することができる）。より詳細には、半径方向に延びる及び／又はらせん状に延びる剛毛１４によって形成される剛毛ブロックは、ディスク１８の中央開口１７の直径よりも大きい直径を有し、その目的は以下に開示される。

次に、コアワイヤ部１２が反転され、個々のディスク１８は、ディスク１８がコアワイヤ部から滑り落ちることを防止する位置ストップとして機能する、より大径の先端１６に隣接するまで、ハンドル端部２０からコアワイヤ部１２上にスライドされ得る。続いて、ハンドル（図示せず）を成形するか、又はハンドル端２０でコアワイヤ部に取り付けて、ディスクをコアワイヤ部１２上に保持し、それらがハンドル端２０でコアワイヤ部１２から滑り落ちるのを防ぐことができる。さらに他の実施形態では、ディスク１８は、一体型チップ１６を形成する前に、コアワイヤ部１２上に配置され得ることが企図される。

重要なことに、コアワイヤ部１２から延びる剛毛１４は、ディスク１８の中央開口１７と摩擦的に係合し、コアワイヤ部１２に相対するディスク１８の回転を防止する。この点で、剛毛１４は、ディスク１８の長手方向の位置決めに概ね対応するコアワイヤ部１２の一定の長さ範囲にわたってコアワイヤ部１２内に保持され得る。例えば、剛毛１４によって形成された剛毛ブロックは、最も近位のディスク１８よりも近位端２０に近い点から、最も遠位のディスク１８よりも先端１６に近い点まで延びることができる。したがって、剛毛１４は、ブラシ１０の機能を改善する一種の回転防止機能を提供する。さらに、剛毛１４のらせん構成は、コアワイヤ部１２上のディスク１８の軸方向の動きを阻害又は防止するねじ山と同様の構造を形成する（すなわち、剛毛１４のねじ山のような構成は、コアワイヤ部１２に沿ったディスク１８の軸方向の動きに抵抗する。これは、ディスク１８をコアワイヤ部１２上の所望の位置に保持するのに役立つ。

一実施形態では、ディスク１８は、例えば、エラストマー、スチレン、アセタール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、アクリルなどのプラスチック、及びゴム、シリコーン、ナイロンなど、あるいは、金属、例えば、アルミニウム及びステンレス鋼などの、準剛性、又は剛性の材料から形成されることができる。ディスク材料のデュロメータは、ディスクの所望の性能特性に基づいて変えることができる。上に示したように、各独立したディスク１８は、コアワイヤ部１２の近位端２０が中央開口を貫通して摺動可能に配置される中央開口を有する。各ディスク１８は上面と下面を有し、その結果、ディスクがアレイとして整列されるとき、１つのディスクの上面は、アレイ内の次の連続するディスクの下面に面し、それらの間に間隙２２を画成する。

図１９は、ディスク１８の例示的な構成を示している。そこに示されるように、各ディスク１８は、コア部１２を貫通して受け入れる中央開口を画成する中央ハブ５０を有することができる。ディスク１８はまた、中央ハブ５０から半径方向外向きに突出する複数の歯５２を含む。歯５２は、図１９に示されるように、構成が一般に線形であり得るか、又は複数の屈曲、曲線、突起などを有することができる。さらに図示されるように、ハブ５０は、歯５２の厚さよりも大きい軸方向の厚さを有し、その結果、ディスク１８がコア部に受け入れられると、各ディスクの歯５２は、互いに軸方向に一定の間隙２２をもって離間する。一実施形態では、ハブ５０の対向する軸方向に面する表面は、隣接するディスクのハブ上の対応するランド及び溝と、係合／境界を接するように構成された複数のランド５４及び溝５６を含み得る。この構成は、基本的にディスクのアレイ全体を結合するように機能し、あるディスクが別のディスクに相対して回転する動きを抑制する。

上に示したように、ディスク１８の中央開口１７は、ディスク１８が剛毛１４によってコアワイヤ部１２上で緊密に受け入れられ、コアワイヤ部１２の周りでのディスク１８の回転運動を実質的に防止するようなサイズであると考えられる。あるいは、中央開口は、ディスク１２がコアワイヤ部１２の周りで自由に回転できるようなサイズにすることができる。さらに他の実施形態では、剛毛１４をコアワイヤ部１２から省略してもよいことが企図され、その場合、ディスク１８の中央開口１７は、ディスク１８がコアワイヤ部１２によって直接にしっかりと受け取られ、又はディスク１８がコアワイヤ部１２の周りで回転可能かつ軸方向に移動可能であるようなサイズにすることができる。

ディスク１８は、容器からマスカラの供給物を拾い上げて輸送し、それを使用者のまつげに堆積させ、過剰なマスカラの塊を梳かし、まつ毛を分離してマスカラをまんべんなく塗るなど、いくつかの望ましい機能的特徴を与えるために、所望の任意の構成又は形状を有するように製造することができる。例えば、ディスク１８の周囲の形状は、円形、正方形、五角形、六角形、星形などであり得る。また、各ディスク１８の周囲は、テーパーの有無にかかわらず形成することができる。言い換えれば、各ディスクは、ディスク全体にわたって均一な厚さを有することができ、又は各ディスクの厚さは、ディスクの中心から周囲に向かって減少することができる。一実施形態では、１つ又は複数のディスクは、放射状に突出するリブ又は歯を含むことができる。

重要なことに、上記のように、個々のディスク１８、及びその特定の構成、形状、及び／又は特性は、複数の、そしてしばしば反対の機能を提供することができるアレイを形成する。より詳細には、企図されるそれぞれの異なる形状は、それに異なる拭き取り及び梳き取り特性を備えている。使用する形状の選択は、必要な用途の特性に基づいて選択される。アプリケータを構成するディスクがすべて同じ形状及びサイズである必要はなく、それに応じて混合及び適合させることができることは明らかであろう。図１に示されるように、一実施形態では、１つ又は複数の成形又は付加的に製造された要素２４は、先端１６とディスク１８との間のコアワイヤ部１２上に配置され得る。一実施形態では、要素２４は、最も遠位のディスク１８から遠位の先端１６への滑らかな移行を形成するように先細にされ得る。

図１は、ツイストコアワイヤ部１２に保持された剛毛１４を有するブラシ１０を示しているが、いくつかの実施形態では、ブラシ１０が一体型先端１６を有するコアワイヤ部１２と、コアワイヤ部に受承したディスク１８とのみを含み、複数の積み重ねられた剛毛を省略してもよい。さらに他の実施形態では、コアワイヤ部１２は、ワイヤの遠位端に形成された一体の均質な先端を有する単一の長さのワイヤ（すなわち、中実の単一コア）を含み得る。さらに、コアワイヤ部は、任意の形態（すなわち、撚回され、又は撚回されない）をとることができ、任意の数の脚部分（例えば、１つ又は複数）から構成され得ることが企図される。しかしながら、これらの実施形態のいずれにおいても、遠位先端１６は、重要なことに、コアワイヤ部の直径に相対して径が大きく、材料を追加することなく、コアワイヤ部の遠位端を溶融又は溶接することによって形成されることにより、先端１６は、コアワイヤ部からの既存の材料のみから形成される。

ここで図３～５に目を向けると、本発明の別の実施形態によるブラシ１００が示されている。ブラシ１００は、図１のブラシ１０と同様に構成され、らせん構成で互いに撚回された２つ以上の脚部分を有するコアワイヤ部１０２を有する。ブラシ１００は、その遠位端に一体的に形成され、外部材料を追加することなくコアワイヤ部１０２の遠位端を溶融することから作製された球形又はボール状の先端１０４をさらに含む。より詳細には、先端１０４は、上記の方法で形成される。ブラシ１００は、コアワイヤ部１０２を貫通して受け入れられ、中空の内部を有した成形スリーブ１０６をさらに含む。次に、複数の積み重ね可能なディスク１０８がスリーブ１０６を貫通して受け取られる。図１に関連して上で説明したように、先端１０４は、ディスク１０８がブラシ１００の遠位端から滑り落ちるのを防ぐ。図３に最もよく示されるように、ハンドル１１０は、ディスク１０８が近位端から滑り落ちるのを防ぐために、スリーブ１０８上のブラシ１０２の近位端に固定され得る。

図３及び図４にさらに示されるように、一実施形態では、複数の歯又は半径方向に延びる要素１１４を有する先端１１２を、ブラシ１００の遠位端に固定することができる。一実施形態では、先端１１２は、成形又は積層造形技術（例えば、３Ｄ印刷）を使用して形成することができる。一実施形態では、先端１１２は、その中のコアワイヤ部１０２の先端１０４を密接に受け入れるように構成された内部の一般に球形のソケット（図示せず）で形成することができる。このようにして、先端１１２及びコアワイヤ部１０２は、コアワイヤ部１０２の球形の先端１０４及び先端１１２のソケットによって形成されるボール及びソケット接続によって結合される。

したがって、図３～５のブラシ１００は、強くて剛性である、金属コアワイヤ部と、一体型先端とであって、スリーブ１０６、積み重ねられたディスク要素１０８、ハンドル１１０及び先端１１２を含む成形又は付加的に製造された外部要素のバックボーンとして機能する金属コアワイヤ部を備える。

重要なことに、本明細書に記載の方法で製造及び構築されたブラシ（例えば、図１～５の実施形態に示される）は、１つ又は複数の組み立て後の処理ステップを使用して、任意のブラシ形状と必要な構成を与えるべく、トリミング、成形、及び／又は変形されることで、既存のディスクアレイアプリケータブラシではこれまでほぼ不可能だったレベルの性能と機能を提供する。より詳細には、一実施形態では、ディスクのアレイがコアワイヤ部で受け取られると、ディスクのアレイを含むブラシヘッドは、所望の形状にトリミング又は切断され得る。例えば、ディスクのアレイを含むブラシヘッドは、砂時計の形状、弾丸の形状、回転楕円体の形状、扁長回転楕円体の形状、卵形の形状などにトリミングすることができる。

一実施形態では、ブラシヘッドのトリミングは、従来のファイバブラシをトリミングするために利用される既存の機械を使用して達成することができる。例えば、トリミングは、ライブナイフ又はデッドナイフを使用して、水平又は垂直トリマーのいずれかを使用して実行することができる。たとえば、成形されたディスクのアレイがブラシのコアワイヤ部で受け取られると、ブラシは回転する固定具又はハブに取り付けられ、その軸を中心にブラシを高速で回転させる。次に、トリミングナイフを、ブラシヘッドの回転軸に相対して径方向及び軸方向（縦方向）に動かして、ディスクを所望の形状にトリミング又は成形することができる。例えば、弾丸の形状を形成するために、ブラシはその長手方向軸を中心に回転され、トリミングナイフ又はブレードは、ブラシヘッドの近位端と密接に関連づけて配置され得る。次に、ナイフをブラシヘッドの近位端からブラシヘッドの遠位端（ブラシの遠位先端の近傍）まで軸方向に（縦方向に）移動させる。ナイフが遠位先端に向かって縦方向に動かされると、ナイフは、ブラシのコアワイヤ部に向かって、径方向に徐々に近づくように動かされる。これは、近位端ではより広い断面積を有し、遠位先端に近づくに従って、より小さな断面積を有する（すなわち、先細又は弾丸形状を形成する）ブラシヘッドをもたらす。あるいは、回転するカッティングナイフ又は装置がブラシヘッドに相対して径方向及び軸方向に移動する間、ブラシを静止状態に保つことができる。このようにして、ブラシヘッドを構成するディスクは、従来のスタックディスクブラシではこれまで不可能であった従来のファイバブラシと同様の方法でトリミングすることができる。

様々なブラシヘッド形状を形成するためにディスクをトリミングすることに加えて、ブラシのコアワイヤ部は、様々な形状に、又は様々な屈曲、湾曲、角度などに湾曲され、あるいは変形され得る。一実施形態では、コアワイヤ部の成形又は変形は、従来のファイバブラシに輪郭を成形又は付与するために利用される既存の機械を使用して達成することができる。例えば、ディスクのアレイがワイヤコア上に組み立てられ、組み立て後のトリミングステップがブラシヘッドを成形するために実行されると、ブラシは、１つ又は複数の成形ダイを有する固定具又は装置に配置され得る。成形ダイは、ブラシのコアワイヤ部に１つ又は複数の屈曲、形状、又は輪郭を与えるために利用される。一実施形態では、コアワイヤ部は、例えば、約０～９０度の角度に湾曲することができる。コアワイヤ部の湾曲又は成形は、ブラシヘッドの任意のトリミングの後に実行されることが企図されているが、いくつかの実施形態では、コアワイヤ部は、トリミングの前に湾曲、又は成形され得る。

したがって、本発明は、単一の長さ又はワイヤ、又は互いに撚り合わされた複数の長さのワイヤからなる金属コアワイヤ部と、コアワイヤ部に受承され、複数の成形又は付加的に製造された、好適にはプラスチック又はエラストマーのディスクを積み重ねたアレイであるディスク部材とを有するブラシを提供する。ブラシヘッドは、可能なブラシヘッドの形状、角度、及び構成のほぼ無制限の配列を提供するために、輪郭づけられ、成形され、及び／又はトリミングされる。図６～８を参照して、本明細書に記載の実施形態に従って製造することができる様々なブラシ２００，２１０，２２０が示されている（ただし、他の多くの構成も可能である）。これらのブラシ２００，２１０，２２０のそれぞれは、らせん構造に互いに撚回された２つの金属製脚部材からなるコアワイヤ部２２２を有する。しかしながら、上記のように、いくつかの実施形態では、コアワイヤ部は、単一の長さの金属ワイヤであり得る。ブラシ２００，２１０，２２０はそれぞれ、上記の方法でコアワイヤ部に固定された複数の繊維剛毛２２４を有するが、そのような剛毛は任意選択で省略されてもよい。さらに、ブラシ２００，２１０，２２０は、積み重ねられた関係でコアワイヤ部２２２上に受け取られ、ブラシヘッド２２８を形成する複数の成形ディスク２２６を含む。ディスク２２６は、遠位先端２３０によってワイヤコア上に保持され、これは、例えば、上記のように、コアワイヤ部の一部を溶融又は溶接することによって形成された一体型先端であり得る。

図６に示されるように、ブラシ２００のブラシヘッド２２８（具体的には、そのディスク２２６）は、弾丸形状のブラシヘッドを形成するようにトリミングされ得る。図７に示されるように、ブラシ２１０のブラシヘッド２２８は、扁長回転楕円体形状のブラシヘッドを形成するようにトリミングされ得る。他のヘッド形状も同様の方法で形成することができる。さらに、ブラシヘッド２２８を形に整えた後、コアワイヤ部２２２は、湾曲され、成形され、輪郭を決められ、又は変形され得る。組み立て後のトリミングと成形のステップを使用して形成されたブラシの一例を図８に示す。図示されているように、ブラシヘッド２２８は、弾丸又は先細りの形状にトリミングされ、次いで、コアワイヤ部２２２（ブラシヘッド２２８の範囲）が曲げられて曲線を形成する。上記のように、コアワイヤ部は、所望のほぼ任意の構成、曲線、又は角度に曲げることができる。

図９～１２は、本明細書に開示された技術を使用して製造された、完全に組み立てられた積み重ねディスクブラシ３００，３１０，３２０，３３０を示している。図示されるように、各ブラシのコアワイヤ部の近位端は、マスカラなどのパーソナルケア製品を用途とする際の使用に特に適しているように、キャップ３３４に取り付けられ得る、成形ハンドル又はステム３３２に受け入れられる。特定の最終的な用途及び／又は所望の機能特性に応じて、ブラシヘッド、及びブラシの近位端に様々な変更を加えることができる。

図１３～１５は、本明細書に記載の技術を利用して形成することができる様々なブラシヘッド形状を示している。例えば、図１３は、コアワイヤ部上のスタックディスクアレイ４００をトリミングして砂時計形状を形成する方法を示し、図１４は、コアワイヤ部上のスタックディスクアレイ４１０をトリミングして弾丸形状を形成する方法を示し、図１５は、コアワイヤ部上の積み重ねられたディスクアレイ４２０が、パワースライドブラシヘッド構成を形成するためにどのようにトリミングされ得るかを示している。図１３～１５にも示されるように、径方向に延びる剛毛４２４を有した、成形又は付加的に形成された先端４２２は、ブラシの遠位端に固定され得る（例えば、上記のようにブラシの一体型先端を使用するボールソケット接続を用いて）。剛毛４２４は、同様に、本明細書に記載の技術を使用して（ブラシヘッドのトリミングと同時に、又は異なる時に）任意の所望の形状にトリミングすることができる。

さらに他の実施形態では、コアワイヤ部は、図３に示される実施形態と同様に、スリーブ内に受容され得る。そのようなブラシもまた、本明細書に記載の方法で変形及びトリミングすることができる。そのような実施形態では、成形スリーブは、好適には、破損又は破壊することなく、成形プロセス中での変形を可能にするように、弾性又はエラストマー材料から形成される。重要なのは、スリーブ内のコアワイヤ部が構造的な剛性を提供し、ブラシの変形後の形状を維持することです。

したがって、重要なことに、ブラシの比較的剛性であるが変形可能なコアワイヤ部は、ブラシアセンブリの湾曲及び成形を可能にする。プラスチックブラシステムを利用する既存の積み重ねディスクブラシとは全く対照的に、本発明のブラシのコアワイヤ部は、湾曲又は成形中に破損せず、重要なことに、湾曲又は変形されるとその形状を保持する。さらに、コアワイヤ部のらせん構成、及び／又はコアワイヤ部内の繊維剛毛の存在は、積み重ねられたディスクを実質的に固定された位置に保持し、従来の手段を使用してブラシヘッド（及びそのディスク）をトリミングすることを可能にする。これらの成形及びトリミングプロセスは、既存のスタックディスクブラシでは不可能であった。

図１６～１８を参照すると、本発明のさらに別の実施形態によるブラシ５００が示されている。図示されているように、ブラシ５００は、上記の方法で形成された、すなわち、２つ以上の脚部分がらせん構成で互いにねじられているコアワイヤ部５０２を有する。ブラシ５００はさらに、その遠位端に一体的に形成された、球形又はボール状の先端５０４を含み、外部材料を追加することなくコアワイヤ部５０２の遠位端を溶融することから作製される。より詳細には、先端５０４は、上記の方法で、すなわち、異物を添加することなく、コアワイヤ部の遠位端を溶融又は溶接することによって形成することができる。いくつかの実施形態では、コアワイヤ部は、上記のように、コアワイヤ部に固定された複数の径方向に延びる剛毛を有し得る。他の実施形態では、剛毛は存在しなくてもよい。

ブラシ５００は、そこから突出する複数の個別の剛毛要素５０８を有する剛毛部又は剛毛ブロック５０６をさらに有する。一実施形態では、剛毛ブロック５０６は、その近位端から遠位端まで延びる、中央貫通孔又は通路５１０を有する。一実施形態では、剛毛ブロック５０６は、３Ｄ印刷又は積層造形を使用して形成される。例えば、剛毛ブロック５０６は、弾性又はエラストマーの剛毛ブロック５０６を製造するために、積層造形を使用して樹脂から製造することができる。重要なことに、３Ｄ印刷又は積層造形を使用すると、ほぼ無限の種類の剛毛構成（例えば、剛毛密度、剛毛間隔、剛毛の厚さなど）をかなり迅速かつ簡単に作成できる。他の実施形態では、剛毛ブロック５０６は、上記の実施形態のディスクと同様の成形要素であり得る。

図１７及び１８を参照する。剛毛ブロック５０６は、コアワイヤ部５０２上で摺動可能に受け取られ、ここで、一体型先端５０４は、位置ストップとして機能し、剛毛ブロック５０６がコアワイヤ部５０２の遠位端から滑り落ちることを防止する。一実施形態では、貫通ボア５１０の直径は、コアワイヤ部５０２の直径とほぼ等しいかそれよりも大きいが、一体型チップ５０４の直径よりも小さい。コアワイヤ部５０２及び剛毛ブロック５０６を別々のプロセスで製造した後、剛毛ブロック５０６は、近位端（より大径の一体型先端を有さない場合がある）から先端５０４とともに遠位端に向かってコアワイヤ部５０２上にスライドされ得る。他の実施形態では、剛毛ブロック５０６は、剛毛ブロック５０６が弾性材料から形成されていることによって可能になることだが、より大径の先端５０４上に挿入され得る。

上記の実施形態と同様に、剛毛ブロック５０６をコアワイヤ部５０２上に組み立てた後、様々な組み立て後プロセスを利用して、ブラシ５００を形成又は成形することができる。例えば、コアワイヤ部５０２は、図１７及び１８に示されるように、湾曲され、成形され、輪郭を決められ、又は変形され得る。重要なことに、剛毛ブロック５０６の弾性又は可撓性は、剛毛ブロック５０６の完全性を損なうことなく、コアワイヤ部の湾曲を容易にする。剛毛ブロック５０６の弾力性はまた、剛毛ブロック５０６が、コアワイヤ部５０２が配置されるいかなる形状又は構成にも厳密に一致することを可能にする。いくつかの実施形態では、剛毛要素５０８は、所望の形状に切断又はトリミングされ得ることがさらに企図される。

本明細書に開示されるブラシアセンブリは、マスカラなどのパーソナルケア製品組成物を適用する際の使用に特に適している可能性があるが、本発明は、この点に関してそれほど限定されない。より詳細には、本明細書に記載の技術は、容器及び管状体の内面の洗浄及び生物学的標本又はサンプルの収集を含むがこれらに限定されない様々な用途のためのブラシを製造するために利用され得ることが企図される。さらに、本明細書に記載の実施形態は、ブラシヘッドのディスクのアレイをトリミングして所望の形状を形成することを開示しているが、いくつかの実施形態では、個々のディスク自体を特定の形状に実施して、コアワイヤ上に積み重ねられた関係で組み立てられるようにする時に、ブラシヘッドが目的の形状を形成する（つまり、ディスクをトリミングする必要はない）ことが可能である。

本発明の一実施形態によれば、ブラシは、近位端及び遠位端を有するコア部と、遠位端に形成された一体型先端と、コア部に摺動可能に受け入れられる少なくとも１つの剛毛要素とを有する。一実施形態では、一体型先端は、少なくとも１つの剛毛要素がコア部の遠位端から滑り落ちるのを防ぐ位置ストップを形成する。一実施形態では、コア部は、らせん構造に互いにねじられた少なくとも２つの脚部材を有する。一実施形態では、一体型先端は概ね球形である。一実施形態では、一体型先端は、コア部の直径よりも大きい直径を有する。一実施形態では、一体型チップ及びコア部は均質である。一実施形態では、コア部は、金属又は金属合金から形成される。

一実施形態では、少なくとも１つの剛毛要素は、ブラシヘッドを規定する複数のディスクである。一実施形態では、コア部は、らせん構成でねじられた複数の脚部分と、複数の脚部分の間に固定された複数の繊維剛毛とを含む。複数のディスクは、複数の繊維剛毛の周りで受け取られ、その結果、複数の繊維剛毛は、コア部に相対する複数の繊維剛毛の回転及び軸方向の動きを阻害する。一実施形態では、ブラシヘッドは、コア部の一部の湾曲、及び／又は複数のディスクをトリミングすることの少なくとも１つによって形作られる。一実施形態では、少なくとも１つの剛毛要素は、複数の剛毛を有する、付加的に製造又は成形された剛毛要素である。一実施形態では、剛毛ブロックは、コア部の一部を湾曲することによって形作られる。

本発明の別の実施形態によれば、ブラシを製造する方法は、近位端及び遠位端と、遠位端に設けられた一体型先端とを有するコア部を与える工程と、コア上に少なくとも１つの剛毛要素を配置する工程とを備え、少なくとも１つの剛毛要素は、コア部が貫通して延びる貫通ボアを有する。一体型先端は、少なくとも１つの剛毛要素がコア部の遠位端から滑り落ちることを防ぐ位置ストップを形成する。一実施形態では、少なくとも１つの剛毛要素は、付加的に製造又は成形される。一実施形態では、コア部は、らせん構成でねじられた複数の脚部分を含み、少なくとも１つの剛毛要素は、複数のディスク要素である。一実施形態では、コア部は、複数の脚部分の間に固定された複数の剛毛を含み、複数の剛毛は、コア部上の複数のディスク要素の軸方向及び回転運動を阻害する。一実施形態では、この方法はまた、コア部の上に少なくとも１つの剛毛要素を配置した後、コア部に屈曲又は湾曲を与える工程を備える。一実施形態では、この方法は、コア部上に少なくとも１つの剛毛要素を配置した後、少なくとも１つの剛毛要素をトリミングする工程を備える。

本発明の別の実施形態によれば、ブラシは、らせん構成で撚回された複数の脚部分を有するコア部と、複数の脚部分の間に固定された複数の繊維剛毛と、コア部に受け入れられた複数のディスク要素とを有する。複数の繊維剛毛は、複数の繊維剛毛が複数のディスク要素と相互作用して、複数のディスク要素のコア部に相対する回転を抑制するように構成される。一実施形態では、ブラシはまた、コア部の遠位端に形成された一体型先端を含み、一体型先端は、コア部が受け入れられる複数のディスク要素のそれぞれの開口の直径よりも大きい直径を有することによって、一体型先端が、複数のディスク要素がコア部の遠位端から滑り落ちるのを防ぐ位置ストップを形成する。

本発明のさらに別の実施形態によれば、ブラシは、近位端及び遠位端を有するコアワイヤ部と、コアワイヤ部で受け取られる複数のディスクとを含み、複数のディスクは、ブラシヘッドを画成する。ブラシヘッドは、ブラシヘッドの複数のディスクをトリミングすること、及び／又はコアワイヤ部の一部を湾曲することのうちの少なくとも１つによって成形される。一実施形態では、ブラシヘッドは、複数のディスクをトリミングすることによって形作られ、ブラシヘッドは、弾丸形状、砂時計形状、扁長回転楕円体形状、及びパワースライド形状のうちの１つを有する。一実施形態では、ブラシヘッドは、コア部の一部をある角度で曲げることによって成形される。一実施形態では、角度は、約０度～約９０度である。一実施形態では、複数のディスクは、ポリマー又はエラストマー材料から形成される。一実施形態では、ブラシはまた、遠位端に形成された一体型先端を含み、一体型先端は、複数のディスクがコア部の遠位端から滑り落ちることを防止する位置ストップとして形成される。一実施形態では、コア部は、らせん構造に互いにねじられた少なくとも２つの脚部材を有する。一実施形態では、ブラシはまた、コア部から延びる複数の剛毛を含む。一実施形態では、一体型先端は概ね球形である。一実施形態では、一体型先端は、コア部の直径よりも大きい直径を有する。一実施形態では、一体型チップ及びコア部は均質である。一実施形態では、コア部は、金属又は金属合金から形成される。

本発明のさらに別の実施形態によれば、ブラシを製造する方法は、近位端及び遠位端を有したコア部を与える工程と、コア部上に少なくとも１つの剛毛要素を配置する工程と、少なくとも１つの剛毛要素をコア部に配置した後、少なくとも１つの剛毛要素をトリミングして成形すること、及び／又は少なくとも１つの剛毛要素をコア部に配置した後で、コア部を湾曲することのうちの少なくとも１つを行う工程とを備える。一実施形態では、少なくとも１つの剛毛要素は複数のディスクであり、複数のディスクはブラシヘッドを形成する。一実施形態では、複数のディスクは、砂時計形状、弾丸形状、扁長回転楕円体形状、及びパワースライド形状のうちの１つにトリミングされる。一実施形態では、コア部は、約０～約９０度の角度に湾曲される。一実施形態では、コア部は、らせん構造にねじられた複数の脚部分と、複数の脚部分の間に固定された複数の繊維剛毛とを含む。一実施形態では、コア部は、より大径の遠位先端を含む。一実施形態では、少なくとも１つの剛毛要素は、積層造形プロセスを介して形成される。

本発明のさらに別の実施形態によれば、ブラシを製造する方法は、近位端及び遠位端を有したコア部を与える工程と、コア部上に複数のディスク要素を積み重ねられた関係で配置する工程と、複数のディスク要素をコア部に配置した後で、コア部を湾曲すること、及び／又は複数のディスク要素をコア部に配置した後、複数のディスク要素のうちの少なくともサブセットをトリミングすることのうちの少なくとも１つを行う工程とを備える。一実施形態では、コア部は、らせん構成でねじられた複数の脚部分と、複数のディスク要素がコア部の遠位端から滑り落ちるのを防ぐ位置ストップを形成する、より大径の遠位先端とを含む。

本発明は、その詳細な実施形態に関して示され、説明されてきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができ、同等物をその要素に置き換えることができることが当業者によって理解される。さらに、特定の状況又は材料を、その本質的な範囲から逸脱することなく、本発明の教示に適合させるために修正を加えることができる。したがって、本発明は、上記の詳細な説明に開示された特定の実施形態に限定されないが、本発明は、本開示の範囲内にあるすべての実施形態を含むことが意図される。

Claims (21)

1. ブラシにおいて、
   近位端及び遠位端を有するコアワイヤ部と、
   前記コアワイヤ部で受け取られた複数のディスクであって、ブラシヘッドを画成する複数のディスクとを備え、
   前記ブラシヘッドは、前記ブラシヘッドの複数のディスクをトリミングすること、及び／又はコアワイヤ部の一部を湾曲することの少なくとも１つによって成形される、ブラシ。
2. 前記ブラシヘッドは、複数のディスクをトリミングすることによって成形され、
   前記ブラシヘッドは、弾丸形状、砂時計形状、扁長回転楕円体形状、パワースライド形状のいずれかをなす、請求項１に記載のブラシ。
3. 前記ブラシヘッドは、前記コア部の一部を一定の角度に湾曲することによって成形される、請求項１に記載のブラシ。
4. 前記角度は約０～約９０度である、請求項３に記載のブラシ。
5. 前記複数のディスクは、ポリマー又はエラストマー材料から形成される、請求項１に記載のブラシ。
6. 前記遠位端に形成された一体型先端をさらに備え、
   前記一体型先端は、前記複数のディスクが前記コア部の遠位端から滑り落ちることを防止する位置ストップとして形成される、請求項１に記載のブラシ。
7. 前記コア部は、らせん構造に互いに撚回された少なくとも２つの脚部材を有する、請求項１に記載のブラシ。
8. 前記コア部から延びる複数の剛毛をさらに備える、請求項７に記載のブラシ。
9. 前記一体型先端が概ね球形をなす、請求項１に記載のブラシ。
10. 前記一体型先端が、前記コア部の直径よりも大きい直径を有する、請求項６に記載のブラシ。
11. 前記一体型先端及びコア部が均質である、請求項６に記載のブラシ。
12. 前記コア部が金属又は金属合金からなる、請求項１に記載のブラシ。
13. ブラシを製造する方法において、
    近位端及び遠位端を有するコア部を与える工程と、
    前記コア部上に少なくとも１つの剛毛要素を配置する工程と、
    少なくとも１つの剛毛要素を前記コア部に配置した後に、少なくとも１つの剛毛要素をトリミングして成形すること、及び前記少なくとも１つの剛毛要素を前記コア部に配置した後に、前記コア部を湾曲することの少なくとも１つを行う工程とを備える、ブラシを製造する方法。
14. 前記少なくとも１つの剛毛要素は、複数のディスクであり、前記複数のディスクがブラシヘッドを形成する、請求項１３に記載の方法。
15. 前記複数のディスクは、砂時計形状、弾丸形状、扁長回転楕円体形状、及びパワースライド形状のうちの１つにトリミングされる、請求項１３に記載の方法。
16. 前記コア部は、約０～約９０度の角度に湾曲される、請求項１３に記載の方法。
17. 前記コア部は、らせん構造に撚回された複数の脚部分と、前記複数の脚部分の間に固定された複数の繊維剛毛とを備える、請求項１３に記載の方法。
18. 前記コア部は、より大径の遠位先端を有する、請求項１３に記載の方法。
19. 前記少なくとも１つの剛毛要素は、積層造形プロセスを介して形成される、請求項１３に記載の方法。
20. ブラシを製造する方法において、
    近位端及び遠位端を有するコア部を与える工程と、
    複数のディスク要素を前記コア部に積み重ねた関係に配置する工程と、
    前記複数のディスク要素を前記コア部に配置した後で、前記コア部を湾曲すること、及び前記複数のディスク要素を前記コア部に配置した後、前記複数のディスク要素のうちの少なくともサブセットをトリミングすることのうちの少なくとも１つを行う工程とを備える、ブラシを製造する方法。
21. 前記コア部は、らせん構造に撚回された複数の脚部分と、前記複数のディスク要素がコア部の遠位端から滑り落ちることを防止する位置ストップを形成する、より大径の遠位先端とを有する、請求項２０に記載の方法。

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