JP4260185B2 - 交換式／使い捨てブラシヘッド - Google Patents

Description

本発明は、清掃に使用されるブラシに関する。トイレブラシ及び交換式ヘッドを保持するハンドルを有する他の清掃器具に使用される、交換式ブラシヘッドを提供するために特によく適している。

（関連出願への相互参照）
本出願は、２００３年１１月６日付出願の米国仮特許出願第６０／５１７，９４４号に関連しており、それに基づく優先権の利益を主張する。

（連邦政府後援の研究に関する陳述書）
該当せず。

トイレブラシは、便器の側面に沿った汚れを除去することを助けるように、便器の周囲に清掃化学薬品を流し、次にこれらの化学薬品及び水を用いて便器の側面をこするために、一般に使用される。このようなブラシは、通常、ブラシのハンドルに永久的に取り付けられたブラシの剛毛を有する。

このようなブラシの使用後に、消費者は、一般に、ブラシを便器の水の中でかきまぜることによって、ブラシをすすごうとする。このすすぎ工程は、一回以上の追加の水洗（ｒｉｎｓｉｎｇ ｆｌｕｓｈｅｓ）を通じて、繰り返されることがある。このことによって、清掃化学薬品、糞、尿、及び便器内で一般に見出される散在する紙の破片の大半をすすぎ落とすが、よくすすいだ後でさえ、ブラシは、通常いくらかの汚れを含んでいる。その結果、このようなブラシは、保管中に、不快な匂い又は外観を作り出すことがある。

それでなくても、このようなブラシは、使用直後には、湿って滴が垂れている。したがって、消費者は、余分な水の大半を除去しようとして、便器の上でブラシを振り、次に、ブラシを保管バケツの中に急いで移動させようとすることがある。これにより、床の上にいくらかの液体がはねたり滴が垂れたりする。いずれにしても、使用していない時には、滴を集めることができるブラシ用の保管場所が必要である。

したがって、本技術では、永久的ブラシハンドルが提供されているが、ブラシヘッドは使い捨て及び交換可能な要素として形成されているトイレブラシが設計されている。たとえば、米国特許第２，７５５，４９７号、第４，０３１，６７３号、第５，６３０，２４３号、及び第６，０９４，７７１号を参照されたい。また、英国特許第２，３２９，３２５号も参照されたい。これらのブラシは、小さい交換式ヘッドを、使用の都度便器内に流すことができるように設計されている。別に清掃化学薬品を加える必要を避けるために、このようなヘッドの一部では、清掃成分が含浸されていた。

しかしながら、このようなブラシヘッドの一部の種類は、詰まりの問題を引き起こしたり、又はさもなければ壊れやすい浄化槽、下水管、又は接続配管システムへの使用に不適切であったりすることがあった。これは、ヘッドの大きさ、又はヘッド部分を保持するために使用される余分な構造（ダンボールの帯等）、又はヘッドを保持する接着剤の性質によることがある。

他の先行技術の装置（デバイス）においては、非常に水溶性の材料から使い捨てブラシヘッドを形成したものもある。不幸にも、彼らが選んだ材料は、清掃工程が完了する前に、特に、強くこすろうとした場合に、分離し始めることがあった。さらに、このような材料は非常に可撓性があるから、ハンドルが便器の側面をこする危険を冒さずに、こする力をハンドルからブラシヘッド部に伝達することを難しくした。

この種類の他の装置は、自動化された機器によっては効率的に生産できなかった。それによって、これらの装置のコストは、その市場における競争力を弱めることになった。

英国特許第２，３２９，３２５号では、水溶性材料のシートを積み重ねて固めることにより形成されたブラシ部を有するトイレブラシが開示されている。しかしながら、その構造は、積層を結合するために、水溶性接着剤を使用していた。これは、実装するために比較的費用がかかるものであり、ブラシヘッドが便器内に一旦放置された時に、ブラシヘッドの溶解の工程を遅くした。

したがって、トイレブラシ棒等に使用される、改善された交換式ブラシヘッドに対するニーズが、存在し続けている。

本発明の１つの態様において、清掃装置によって保持されるのに適したブラシヘッドを提供する。このようなブラシヘッドは、複数の層が積層された形状で互いの上端に位置する、材料の複数の層を有することができる。この積層は圧縮領域を有しており、圧縮領域の上面又は下面の少なくとも１つがくぼみを有する。さらに、それらの層の少なくとも１つは、その層を積層の他の層にかみ合わせるために、くぼみにおいて貫通されている。

好ましい形態においては、この材料は水溶性材料であり、圧縮領域は積層の後端部の近傍にあり、複数の層が積層の前端部の近傍において剛毛部で形成されている。本ブラシヘッドは、トイレブラシ用のブラシヘッド等の、配管器具の清掃への使用を意図された、清掃器具用である。

他の形態において、本発明は、清掃装置によって保持されるのに適したブラシヘッドを提供する。本ブラシヘッドは、複数の層が積層された形状で、互いの上端に位置する、水溶性材料の複数の層を有し、後端部の近傍（例えば後端部から延びる領域）において圧縮領域を有している。圧縮領域の上面又は下面の少なくとも１つがくぼみを有し、それらの層の少なくとも１つは、その層を積層の他の層にかみ合わせるために、くぼみにおいて貫通されている。

さらに他の形状において、本発明は、クランピング・ジョーを備えるハンドル及びこのようなブラシヘッドを有する、トイレブラシを提供する。

本ブラシヘッドは、種々の異なる棒又は他の保持機構によって保持されていてよい。譲受人の２００３年７月８日付米国特許出願第１０／６１５，１７８号に開示されたような締付機構を用いて、ヘッドを締め付けていることが最も好ましい。その出願は、水溶性材料の積み重ねられた層で作られているが、くぼみの特徴を使用しない、種々のブラシヘッドをも開示している。

さらに他の種類のホルダーが、この種類のブラシヘッドに使用できる。例えば、米国特許第２４５，５８５号及び第１，６３１，７９１号を参照されたい。

使用直後にヘッドを洗い流しでき、それによって、滴のしたたるヘッドをごみ入れに移す必要を回避し、使用後一定時間ブラシヘッドがごみ入れの中に放置されていた場合に発するであろう匂いを回避できるから、水溶性材料であることは、望ましい特徴である。好ましい水溶性材料は、住居の配管システムにおいて一般的なある程度の機械的動きがあるところに存在し、その材料は、水中で短時間に、多数の小片に構造的に分離する。

本特許請求の範囲を説明するために、配管設備内での特定の材料の観察ではなく、標準的な実験室試験を使用する。その際、標準的な速度で管を繰返し逆転させることによって、水を含む管内の材料の標準的サンプルを攪拌する。

内径７３ｍｍ、高さ５００ｍｍの透明管（例えばプラスチック管）を使用する。管の中に２３℃の水道水を７００ｍｌ入れる。試験されるべき材料の１００ｍｍ ｘ １００ｍｍのサンプル（厚みに関係なく）を水中に置き、３０秒間浸漬させる。３０秒間、管は栓で閉じられている。

管は、次に逆転され（１８０°回転される）、１秒間停止され、元の開始位置に戻され（１８０°回転され）、次に１秒間停止される。材料を壁に押し付ける遠心力を生成するおそれのある、同一方向への継続した回転ではなく、方向の逆転であることに注意されたい。各サイクルには約４秒かかり、毎分約１５サイクルの平均試験速度になる。

次に、このような５分間の攪拌の間に、材料が少なくとも２つに分解されたかを調べる。そうであるならば、その材料は、本特許請求の範囲のための「水溶性」であると考えられる。これらの条件下で、５分間に、多くの小片に分解してしまうように材料が選択されることが、非常に好ましいことに留意すべきである。「水溶性」は、本出願では、生分解性（特定の条件下での構造的分解性とは区別された）の特定の程度を必ずしも要求する意味で用いられているのではないことに留意されたい。当然のことながら、種々の理由から、生分解性であることは、同様に望ましいだろう。

種々のセルロース系材料がトイレットペーパとしての使用のために開発され、大半のトイレットペーパは水溶性であるが、このような紙は一般に、便器の側面を清掃するために使用される場合に、望まれるよりも速く溶解するように設計されているから、従来のトイレットペーパの積層は、これらのブラシヘッドには最適ではない。その代わりに、セルロース系繊維の混合物により水流絡合方式（ｈｙｄｒｏｅｎｔａｎｇｌｅｄ）で形成された不織繊維のウェッブを使用することが、好ましい。このような水流絡合不織材料の開示については、米国特許第４，７５５，４２１号を参照されたい。

他の選択された繊維と水流絡合された、少なくとも７０％パルプ繊維である、不織性のウェッブを使用することが最も好ましい。適切な材料は、「Ｈｙｄｒａｓｐｕｎ ７８４ Ｆｌｕｓｈａｂｌｅ Ｗｉｐｅｓ」、「Ｈｙｄｒａｓｐｕｍ ８５５３ Ｆｌｕｓｈａｂｌｅ Ｗｉｐｅｓ」、「Ｈｙｄｒａｓｐｕｍ １２８０ Ｆｌｕｓｈａｂｌｅ Ｗｉｐｅｓ」、及び「Ｈｙｄｒａｓｐｕｎ １２８０ Ｆｌｕｓｈａｂｌｅ Ｗｉｐｅｓ Ａｐｅｒｔｕｒｅｄ Ｇｒａｄｅ」という商品名で、アールストロム社（Ａｈｌｓｔｒｏｍ Ｃｏｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手できる。これらの材料のうち、最後のものは、他の３つに比べて、いくらかよりザラザラした材料である。

約５００ミクロンの乾燥時の厚さを有する材料から使用することができる。その材料の２層構造を形成することによって、約１，０００ミクロンの厚さにすることができる。

本発明のブラシヘッドは、蛇腹形状でその上に繰返し折り返された水溶性材料の単一の片から形成可能である。これは、材料の「積層」の一形状である。

他のアプローチでは、その材料のより短い断片を取り、一度折り返し（又はまったく折り返さないで）、次にそれらの断片を積層る。いずれかのアプローチが、積層されたブラシヘッドを生成する。

いずれにしても、積層の中にこのような材料の４〜４０の層を有することが好ましい。４層未満の使用では、小さ過ぎるブラシヘッド（一般的な便器を清掃するためにより長い時間がかかる）を提供することがあり、あるいは、各シートを厚くする必要があるため、水溶性が弱くなる。４０より多い層を使用すると、製造コストを増加させ、（層の厚みによって）トイレの詰まりの頻度又は配管システム内の問題を増加させる。任意の所望レベルの特定の層の厚みを実現するために、すでにそのような厚さであるシートを使用するか、又は厚みの薄い複数のシートを取り、（プレスにより）複数の層を生成できる。

静止状態で、剛毛の前端部が起伏（ｕｎｄｕｌａｔｉｏｎ）のある部分に比べて５０〜２００％厚いように、後端部が圧縮されることが好ましい。この場合には、剛毛端部は、こする動作の間に、便器の側面に押される時に、適切な量広がる傾向がある。

さらに、圧縮部がヘッド軸長の半分以下であることが好ましい。これにより、その長さの少なくとも半分を剛毛のために使用し、そこから広がるようにできるようにする。

いくつかの形態では、ブラシヘッドは、界面活性剤等の清掃化学薬品で少なくとも部分的に含浸されている。化学薬品は、便器又は他の清掃のために効果的であると知られる１つ以上の界面活性剤の混合物であってもよい（たとえば、陰イオン性及び非イオン性の結合が最も好ましく、陽イオン性又は両イオン性も可能である）。化学成分は、芳香剤、染料（ヘッドそれ自体を染めるか又は便器の水をブルー等所望の色に変えるため）、防食剤、漂白剤、及び／又は便器清掃剤では一般的な添加物（たとえば、研磨剤）を含んでいてもよい。

最も好ましくは、任意のこのような含浸する化学物質が、非常に低い割合の水を有しているか、あるいは水を含んでいないことである。たとえば、適用する化学成分は、３０％未満の水を有していればよい。低いレベルの水を有する（又は含んでいない）清掃化学薬品を使用することによって、保管中の、内側層から外側層への清掃剤の移動が妨げられる。さらに、ブラシの構造的一体性が保護される。

積層は、前端部において、剛毛を生成するために、一連の平行なカットで切断されていることが好ましい。各剛毛は、単層であってもよく、又はより好ましくは、ループ形状の少なくとも二重層構造であってもよい。

次の記述から、本発明は、種々の実施の形態において、上記の種類のブラシヘッドを有利に提供することが理解されるであろう。

（ａ）ブラシハンドルを介してブラシヘッドの後部にかけられた力がブラシヘッドの剛毛に効率的に伝達され、こすることを助けるように、比較的硬い後方部を有する。

（ｂ）保持棒のジョー内に容易に確実に取り付けできる。

（ｃ）自動装置を使用して、製造できる。

（ｄ）使用前には分解に抵抗するが、下水管又は浄化槽システム中では容易に分解する。

本発明のこれら及び他の利点は、次の開示から明らかであろう。次の記述中では、その記述の一部を形成する添付の図面について参照されており、本発明の好ましい実施の形態が、例として示されている。これらの実施の形態は、本発明の完全な範囲を示すものではない。むしろ、本発明の完全な範囲を判断するためには、特許請求の範囲を参照されたい。

図１及び２からわかるように、本発明は、水溶性材料の層１１、１２等の積層で形成されたブラシヘッド１０に関連する。これらの層は、一度互いに折り返され、次に積み重ねられる。各層の閉じた端部は、前端部である。

ブラシヘッドは、前方のブラシ部１５と後方の圧縮領域１６とを有する。この領域を自動的に圧縮するために、圧縮ローラが使用できる。このような圧縮は、機械的キルティングの一種によって、積層の後端部を結合する役割を果たす。しかしながら、これによる結合だけであるとすると、使用前に消費者がこれらの層を互いに分離してしまう恐れがある。

したがって、図３に示すように、一連のくぼみ１７を領域１６の下面１８に形成する。各くぼみの中心は、貫通部１９を有する。

１つの形状において、貫通及びくぼみを生成するのと同じ力によって、圧縮領域１６の上面２１に沿って、隆起２０が形成されうる。隆起及びくぼみは、２つの列２２及び２３になっていることが好ましく、各隆起は、くぼみに沿って配列されていてもよい。

くぼみ及び隆起の両方は一般に楕円形であることが好ましい。これらの隆起は、ブラシヘッドの底部におけるある程度の圧力の結果であるが、クランプ・ジョーによってより容易に把持できるようにする点で有利である。いずれにしても、くぼみ及び貫通は、層の結合を助ける。

くぼみ及び隆起を形成するための好ましい方法は、第２のローラを、圧縮領域１６の下面上を、横方向に回転させることである。このローラは、鋭い輪郭を有する隆起した楕円形の要素を配置していてよい。このローリング動作は、少なくとも外側の下層３２を破りつつ同時に、くぼみを形成し、その結果、外側の層は、次の隣接する層の主要な面３３を通過する。これにより、かみ合わせを形成する。貫通された層の数に従って、層のさらなるかみ合わせが生じうる。

当然のことながら、くぼみ（又は隆起）の正確な形状は決定的要素ではない。たとえば、これら両方は平面視で正方形、円形、又は他の形状であってもよい。さらに、くぼみは、まったく存在していなくてもよい。したがって、本発明は、示された特定の実施の形態に限定されない。むしろ、特許請求の範囲が、本発明の完全な範囲を判断するために、参照されるべきである。

ブラシヘッドは、トイレブラシ等の清掃器具に使用されるために提供される。

新しい設計を具体化したブラシヘッドの右側、上面、正面斜視図である。 ブラシヘッドの右側、底面、背面斜視図である。 ブラシヘッドの右側、底面、正面斜視図である。 ブラシヘッドの平面図である。 ブラシヘッドの底面図である。 ブラシヘッドの正面図である。 ブラシヘッドの右正面図であり、左正面図はこの鏡像である。 ブラシヘッドの背面図である。 ブラシヘッドを図４の９−９に沿って切断したブラシヘッドの一部の詳細な拡大右正面上面斜視図である。

Claims (6)

1. 清掃装置によって保持されるのに適したブラシヘッドであって、
   複数の層を積層して構成され、
   前記積層が、その後端部の近傍にある圧縮領域を有し、
   前記圧縮領域の下面がくぼみを有し、
   前記層の下面の側から順に少なくとも１つが、その層を前記積層の他の層にかみ合わせるために、前記くぼみにおいて貫通されている、
   ブラシヘッド。
2. 前記複数の層が、水溶性材料の複数の層である、請求項１のブラシヘッド。
3. 前記複数の層が、前記積層の前端部の近傍において、剛毛部分で形成されている、請求項１のブラシヘッド。
4. 前記ブラシヘッドが、配管器具の清掃への使用に意図された清掃器具用のブラシヘッドである、請求項１のブラシヘッド。
5. 前記ブラシヘッドがトイレブラシヘッドである、請求項１のブラシヘッド。
6. クランピング・ジョーを有するハンドルと、
   請求項１のブラシヘッドと、
   を含む、トイレブラシ。

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