JP6177807B2 - 衛生的なブラシヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、可撓性剛毛フィラメントをグループ化モジュールにまとめ、可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体を形成するステップと、融解モジュールを用いて可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体の一端部を融解して、融解端部を形成するステップと、グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素を可撓性剛毛フィラメントの長手方向と略垂直な方向に融解モジュールから離れるように滑らせるステップと、可撓性掃除要素の複数の集合体を型に配置し、可撓性掃除要素の複数の集合体の周りでブラシヘッド本体の第１のブラシヘッド成形を行うステップと、ブラシヘッド本体の第２のブラシヘッド成形を行うことにより、衛生的なブラシヘッドを形成するステップと、を含む、衛生的なブラシヘッドを作る方法に関する。本発明は、本方法によって製造された衛生的なブラシヘッド、および本発明による衛生的なブラシヘッドを備えるほうきにも関する。

本発明は、概して、表面のゴミを掃除するためのブラシヘッドまたはほうきに関する。本発明は、具体的に、集合体にまとめられた、剛毛フィラメントとも称する毛状要素から成る掃除要素を有するブラシヘッドまたはほうきに関する。

一般に、ほうきは、ゴミ取りまたはゴミ箱にゴミを掃き入れることにより表面を清掃するために用いられる道具である。従来のほうきは、ブラシヘッド、ほうきの柄、およびブラシヘッドに配置された掃除要素を備える。通常、掃除要素は、複数の毛状要素（剛毛）であり、ほうきの柄は、ブラシヘッドの上部の特定の位置に固定されており、掃除要素は、ブラシヘッドの下部から突出する。一般に、これらの掃除要素は、可撓性材料で作られる。

図１は、従来のほうき（従来技術）を示している。ほうき（１００）は、ほうきの柄（図示省略）、ブラシヘッド（１０２）および可撓性掃除要素（１０４）を備える。ほうきの柄は、ブラシヘッド（１０２）の上端に取り付けられるようになっており、可撓性掃除要素（１０４）は、ブラシヘッド（１０２）に配置される。また、掃除要素は、掃除中に表面に接触するようにブラシヘッド（１０２）の下端から突出する。掃除要素は、可撓性毛状要素の集合体とすることができる。

米国特許出願公開第２０１０／０１１７４４０号明細書

従来技術のほうきは一般に、毛状要素をリングに接着するまたはリングに通すことにより集合体にまとめられた可撓性毛状要素の集合体を含む。毛状要素の周りには、次いでブラシヘッドが成形されうる。成形プロセスは、集合体の毛状要素を型に配置することを可能にすることにより、ブラシヘッドの穴内または溝内に毛状要素を挿入する必要性を排除する。しかし、掃除要素が可撓性毛状要素の集合体である従来技術のほうきに伴う問題は、ほうきが使用されるときに個々の掃除要素の毛状要素のうちの幾つかが離れることであり、特に、個々の掃除要素のそれぞれの中央の毛が使用中にほうきから抜け易いことである。つまり、ブラシヘッドの成形中に、集合体の外側境界に配置された各剛毛が全周に亘って成形材料と結合される一方で、集合体の内側部の剛毛は、集合体の周縁部の剛毛と比べて緩く結合される。したがって、集合体は、使用期間に亘って内側部から剛毛を失い続ける。

従来技術のほうきに伴う他の問題は、掃除要素の毛の周りの亀裂および穴、ならびに個々の成形の間の亀裂および穴にゴミが隠れうることである。したがって、ブラシヘッドを作る、より良い方法に対する要望がある。特に、衛生的または非常に衛生的なブラシヘッドを製作する、より良い方法に対する要望がある。

特許文献１は、２つの射出成形ステップを備えるブラシ製造装置を開示している。剛毛の束は、輪郭を描かれるとともに剛毛の束が一端部で融解する前に、端部が同じ長さに切断される。材料は、剛毛束の融解端部の周りに射出成形されて、剛毛支持体としての薄壁状プレートを形成する。剛毛支持体の周りでの第２の成形により、ブラシヘッドの形成がもたらされる。

特許文献１の欠点は、融解が完了するとき、融解ユニットが、偶発的に、剛毛フィラメントから繊維を引き抜いたり、融解が終了して融解ユニットが持ち上げられたりするとき、剛毛フィラメントが配置される厚紙から掃除要素全体を引き上げる場合があることである。他の欠点は、個々の剛毛フィラメントの全てが完全に融着（fused）されなかったり、融解端部が過度に融解（over-melted）されたりする場合があることである。

本発明の目的は、上述した衛生上の問題を解決する、代替的なブラシヘッドの製造方法を提供することにある。

これは、本発明の第１の態様において、清掃物品用の衛生的なブラシヘッドの製造方法であって、ブラシヘッドが、長手方向に延在し、かつ成形されたブラシヘッド本体に結合された可撓性掃除要素にグループ化された、複数の可撓性剛毛フィラメントを備え、
製造方法が、可撓性剛毛フィラメントをグループ化モジュールにまとめ、可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体を形成するステップと、
融解モジュールを用いて可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体の一端部を融解して、融解端部を形成するステップと、
グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素を可撓性剛毛フィラメントの長手方向と略垂直な方向に融解モジュールから離れるように滑らせるステップと、
可撓性掃除要素の複数の集合体を型に配置し、可撓性掃除要素の複数の集合体の周りでブラシヘッド本体の第１のブラシヘッド成形を行うステップと、
ブラシヘッド本体の第２のブラシヘッド成形を行うことにより、衛生的なブラシヘッドを形成するステップと、
を備える方法により、得られる。

衛生的なブラシヘッドは、ほうきとすることもできる。ブラシヘッドとほうきとの違いは、ほうきがハンドルを有してもよいことである。ハンドルは、ブラシヘッド中間物の第２のブラシヘッド成形の一部として成形されることが好ましい。しかし、ハンドルは、任意の他の適した方法で衛生的なブラシヘッドに取り付けられてもよい。

これによって、毛状要素の集合体の周りにブラシヘッド本体を成形する前に、毛状要素を一端部で融解しかつ融着することにより、特定の毛状要素のそれぞれが集合体において確実に相互結合され、ブラシヘッドが使用されるときに個々の掃除要素の毛状要素が離れないことが確実となる。特に、従来技術のほうきでは抜け落ち易い、周縁部以外（内部）の可撓性毛状要素が使用中にブラシヘッドから落ちないことが確実となる。

本方法は、ゴミ、粒子、バクテリアおよび同様のものを収集せず、この種の収集および集積を少なくとも減らし、または著しく減らす１つの「連続し」、「閉じた」面として見える面を有するブラシヘッドをもたらし、等しく重要なことに、容易に清掃可能な面を有するブラシヘッドを提供することが見出された。したがって、本方法は、衛生的な、または非常に衛生的なブラシヘッドを提供する。

グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素を可撓性剛毛フィラメントの長手方向と略垂直な方向に融解モジュールから離れるように滑らせることにより、融解モジュールは、偶発的に、剛毛フィラメントから繊維を引き抜いたり、融解が終了するときに剛毛フィラメントが配置されるグループ化モジュールから掃除要素全体を引き上げたりせずに、新たな周期循環（newcycle round）に備えてその初期位置に復帰する。融解モジュールに対して可撓性掃除要素を滑らせる／回転させることにより、グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素を滑らせる間に融解モジュールとの接触を保つので、フィラメントが一層完全に融着する。融解は、全ての剛毛フィラメントが過剰な融解なしに融解端部の滑面を確保するように融解することを確実にする。融解の結果、融解束の端部の仕上げ面が滑らかかつ平らであり、ブラシヘッドが使用されるときに個々の掃除要素の剛毛フィラメントが離れないように、個々の剛毛フィラメントの全てが融着する。

一実施形態において、グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素を可撓性剛毛フィラメントの長手方向と略垂直な方向に融解モジュールから離れるように滑らせることは、グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素と融解モジュールとを可撓性剛毛フィラメントの長手方向と略垂直に離れるように滑らせることを含む。

一実施形態において、グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素を可撓性剛毛フィラメントの長手方向と略垂直な方向に融解モジュールから離れるように滑らせると、融解が終了し、融解モジュールは、持ち上げられ、融解位置から離れるように移動され、新たな周期循環に備えてその初期位置に復帰する。

融解掃除要素の集合体の周りにブラシヘッド本体を成形する方法は、初めに掃除要素の複数の集合体を型に配置し、可撓性掃除要素の複数の集合体の周りでブラシヘッド本体の第１のブラシヘッド成形を行ってブラシヘッド中間物を形成し、その後に、ブラシヘッド本体の周りで第２のブラシヘッド成形を行って衛生的なブラシヘッドを形成する、２つのステップで実施される。２つのステップを行うために用いられる成形技術は、成形分野の当業者に知られている。衛生的なブラシヘッドまたはほうきは、滑らかかつ平らな面を有しており、同様に成形されたハンドルを有してもよい。第２のブラシヘッド成形中では、２つの流し込みの間の遷移部にエッジが形成されないことが最も重要である。一実施形態では、第２のブラシヘッド成形は、ブラシヘッド本体が所定時間に亘って冷却した後にのみ実行される。

一実施形態では、時間は、少なくとも１分、少なくとも２分、少なくとも３分、少なくとも４分、少なくとも５分、少なくとも６分、少なくとも７分、少なくとも８分である。好ましい実施形態では、ブラシヘッド本体は、第２のブラシヘッド成形を行う前に４分間に亘って冷却する。

融解は、剛毛フィラメントの材料に応じた温度および期間に亘って行われる。温度は、摂氏２００〜３５０度、好ましくは摂氏２３０〜３１０度、好ましくは摂氏２６０〜２８０度、好ましくは摂氏２６５〜２７５度、好ましくは摂氏約２７０度とすることができ、時間は、１０〜２５秒、好ましくは１２〜２２秒、好ましくは１５〜１９秒、好ましくは１６〜１８秒、好ましくは約１７秒とすることができる。

本方法の実施形態では、毛状要素の集合体の一端部の融解は、毛状要素の集合体の端面を所定期間に亘って加熱することにより行われる。時間は、１０〜２５秒、好ましくは１２〜２２秒、好ましくは１５〜１９秒、好ましくは１６〜１８秒、好ましくは約１７秒とすることができる。

本方法の実施形態では、毛状要素の集合体の一端部の融解は、機械によって、または、例えば、可撓性毛状要素の融解温度よりも高い温度を可撓性毛状要素に適用するように構成された金属ブロック等の物体によって行われる。

本方法の一実施形態において、可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体の一端部の位置を設定するステップをさらに含み、融解モジュールで一端部を融解するとき、位置に応じて融解モジュールを調節する。可撓性掃除要素の集合体の一端部の位置は、一端部を融解する前に設定される。融解モジュールによる一端部の融解が生じるとき、融解モジュールは位置に応じて調節される。融解される必要がある一端部の位置を設定することにより、融解モジュールは、この位置に応じて調節されうる。これによって、融解束の端部の仕上げ面が滑らかかつ平らであり、個々の剛毛フィラメントの全てが融着することを確実にすることができる。位置の設定は、可撓性掃除要素の高さ基準を与える。

グループ化モジュールは、可撓性掃除要素とも称する、可撓性剛毛フィラメントのまとめられた集合体を、以下では高さ測定とも称する、一端部の位置を設定位置に運ぶように構成されてもよい。可撓性掃除要素の高さ測定は、剛毛フィラメントの高さが変化しうるので行われる。この高さ基準は、次いでフィラメント束の端部に熱を加える融解モジュールの高さを調節するために用いられる。実際には、測定は、個々のフィラメントが互いに同じ高さとし、次いで剛毛フィラメントの平均高の基準を与える束の高さを測定するように、グループ化モジュールにより保持された剛毛フィラメントをプレートに対して押し付けることにより行われる。可撓性掃除要素は、この後に、束の一端部を融解する融解モジュールに移動される。

一実施形態では、融解モジュールは、可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体の一端部の設定位置よりも０．０１／１０〜５／１０ｍｍ、好ましくは０．０５／１０〜３／１０ｍｍ、より好ましくは約１／１０ｍｍ小さく調節される。融解モジュールを可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体の一端部の設定位置よりも０．０１／１０〜５／１０ｍｍ、好ましくは０．０５／１０〜３／１０ｍｍ、より好ましくは約１／１０ｍｍ小さく調節すると、融解端部の面が非常に滑らかかつ平らであることが分かっている。融解は、全ての剛毛フィラメントが過剰な融解なしに融解することを確実にする。融解モジュールの調節の結果、融解された束の端部の仕上げ面が滑らかかつ平らであり、ブラシヘッドが使用されるときに個々の掃除要素の剛毛フィラメントが離れないように、個々の剛毛フィラメントの全てが融着することが確実となる。

一実施形態では、可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体の一端部の設定位置に対する参照点としてグループ化モジュールの固定点が使用され、したがって、融解を制御するために容易に使用されうる長さまたは高さを本質的にもたらす。

融解モジュールは、個々の可撓性掃除要素の全てが一定程度の融解を得るように、個々の可撓性掃除要素のそれぞれについて、可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体の一端部の設定位置（個々の可撓性掃除要素の測定高）に応じて高さレベルが調節される。好ましい実施形態では、可撓性掃除要素の個々の集合体の融解は、融解モジュールの高さレベル（個々の可撓性掃除要素の測定高）を可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体の一端部の設定位置よりも１／１０ｍｍ小さく設定することにより行われる。

一実施形態では、グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素を可撓性剛毛フィラメントの長手方向と略垂直な方向に融解モジュールから離れるように滑らせることは、融解が完了した後に生じる。グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素は、融解モジュールが所定位置を保って静止する一方で、融解が完了した後に融解モジュールから離れるように滑らされる。これによって、融解モジュールは、偶発的に、剛毛フィラメントから繊維を引き抜いたり、融解が終了するときに剛毛フィラメントが配置されるグループ化モジュールから掃除要素の全体を引き上げたりせずに、新たな周期循環に備えてその初期位置に復帰する、という利点をもたらす。

実施形態では、本方法は、可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体の融解端部を剛毛支持体に封入することを含む。このステップは、可撓性掃除要素の複数の集合体を型に配置し、可撓性掃除要素の複数の集合体の周りでブラシヘッド本体の第１のブラシヘッド成形を行ってブラシヘッド中間物を形成するステップの直前に行われるべきである。

ブラシヘッドは、剛毛フィラメントが入り込む剛毛面、および封入部品を形成する第１の構成要素とブラシヘッド本体を形成する第２の構成要素との両方によって形成される面を有する。

これによって、毛状要素の各集合体（可撓性掃除要素）が剛毛支持体部品に封入された後に、これらの毛状要素の封入された複数の集合体が型に配置され、ブラシヘッド本体が毛状要素の複数の集合体の周りに成形されるので、ほうきの毛を失うリスクがさらに最小化される。さらに、この実施形態は、各毛の周りでの亀裂および穴の形成の傾向を最小化し、ゴミが隠れる場所をより少なくする。

剛毛支持体は、剛毛フィラメントが非常に密に押し合うように形成され、剛毛フィラメントの間および剛毛支持体の内部へのバクテリアおよびゴミの侵入を困難にするバリアを形成する。

掃除要素は、一実施形態では、融解された束の最下端でのみ剛毛支持体によって封入される。これは、成形された剛毛支持体内に剛毛フィラメントが深く突出しないことを意味する。この理由は、剛毛フィラメントの端部を支持体の高い位置に配置すると、封入される個々の毛の間にゴミおよびバクテリアが隠れる場所が最小化されるためである。

一実施形態によれば、グループ化モジュールは、可撓性剛毛フィラメントの集合体を保持するためのフォークまたはクランプの組を含んでもよい。さらに、他の実施形態によれば、複数のグループ化モジュールが存在してもよい。

典型的に、剛毛支持体を成形するために使用され、ブラシヘッド本体の第１のブラシヘッド成形を行い、第２のブラシヘッド成形を行うために用いられる成形型は、頑丈であり耐久性があり、射出成形で加えられる圧力に容易に抵抗することができるように鉄で作られる。

本発明の一実施形態では、可撓性掃除要素にグループ化される剛毛フィラメントは、ポリマー、または、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）もしくはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の弾性特性を有する他の任意の適した材料で作られる。これによって、掃除要素の可撓性が改善され、したがって掃除要素の清掃効果が改善される。好ましい実施形態では、可撓性掃除要素内にグループ化される剛毛フィラメントはＰＢＴで作られる。

本発明の実施形態によれば、衛生的なブラシヘッドは、円形、正方形、長方形、または製造者によって望まれる他の任意の形状でもよい。さらに、ブラシヘッドは、非限定的に、プラスチックおよびポリマー等の任意の適した材料で作られる。ここで、ブラシヘッドは、ブラシヘッド中間物と、第１および第２のブラシヘッド成形の両方を行った後の完成したブラシヘッドとの両方を意味する。本発明の実施形態によれば、第１のブラシヘッド成形および第２のブラシヘッド成形のために用いられる材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である。本発明の他の実施形態によれば、第１のブラシヘッド成形および第２のブラシヘッド成形のために用いられる材料は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）である。本発明の好ましい実施形態によれば、第１のブラシヘッド成形および第２のブラシヘッド成形のために用いられる材料は、ポリプロピレン（ＰＰ）である。ブラシヘッド本体の第１のブラシヘッド成形と、第２のブラシヘッド成形で使用される材料との両方は、同一材料であり、好ましくはＰＰである。

本発明の実施形態によれば、剛毛フィラメントは、非限定的に、プラスチックおよびポリマー等の任意の適した材料で作られる。本発明の実施形態によれば、剛毛支持体は、ポリプロピレン（ＰＰ）で作られる。本発明の他の実施形態によれば、剛毛支持体は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で作られる。本発明の他の実施形態によれば、剛毛支持体は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で作られることが好ましい。

本発明は、本発明の方法によって製造されたブラシヘッドまたはほうきも含む。ブラシヘッドとほうきの違いは、ほうきがハンドルを有しうることである。ハンドルが存在する場合、ブラシヘッド中間物の第２のブラシヘッド成形の一部としてハンドルを成形することができる。しかし、ハンドルは、ブラシヘッドに別途に取り付けることもできる。ブラシヘッドまたはほうきは、一端部において融解されたブラシヘッド本体に成形される毛状要素の集合体を備える。ブラシヘッドまたはほうきは、一端部において融解され、これらの剛毛支持体成形部品がブラシ本体に成形される前に剛毛支持体成形部品に封入される毛状要素の集合体も備えることができる。ブラシヘッドが毛状要素の相互結合された集合体を有するので、ブラシヘッドが使用されるときに個々の掃除要素の毛状要素が離れないことが確実となる。

本発明の実施形態によれば、ブラシヘッドまたはほうきは、一端部で融解され剛毛支持体成形部品に封入される毛状要素の集合体を有する。これらの成形された剛毛支持体は、ブラシヘッド本体に成形される。ブラシヘッドまたはほうきが、初めに融解され次に剛毛支持体と共に成形される毛状要素の相互結合された集合体を有するので、ブラシヘッドが使用されるときに個々の掃除要素の毛状要素が離れないことが確実となる。このことは、非常に中実なブラシヘッドを必然的に伴う。毛状要素が初めに融解によって、次に集合体の周りに成形された剛毛支持体を有することにより各集合体において相互結合され、ブラシヘッドが使用されるときに個々の掃除要素の毛状要素が離れないことを確実にするので、個々の毛状要素は、それらが一部を成す集合体から容易に離れることができない。

本発明の上記および他の特徴ならびに利点は、添付図面を参照する本発明の例示的な実施形態の以下の詳細な説明によって、当業者に容易に明らかとなろう。

従来のほうき（従来技術）を示す図である。 毛をグループ化するステップを図示する図である。 端部を融解することを図示する図である。 掃除要素の集合体の周りにブラシヘッドを成形するステップを図示する図である。 掃除要素の集合体の周りにブラシヘッドを成形するステップを図示する図である。 掃除要素の集合体の周りにブラシヘッドを成形するステップを図示する図である。 融解ステップと、掃除要素の集合体の周りにブラシヘッドを成形するステップとの間に、成形された剛毛支持体を各掃除要素に与えるステップを図示する図である。 融解ステップと、掃除要素の集合体の周りにブラシヘッドを成形するステップとの間に、成形された剛毛支持体を各掃除要素に与えるステップを図示する図である。 融解ステップと、掃除要素の集合体の周りにブラシヘッドを成形するステップとの間に、成形された剛毛支持体を各掃除要素に与えるステップを図示する図である。 融解ステップと、掃除要素の集合体の周りにブラシヘッドを成形するステップとの間に、成形された剛毛支持体を各掃除要素に与えるステップを図示する図である。 本発明によるブラシヘッドを備える、本発明によって作られたほうきを図示する図である。 本発明によるブラシヘッドを備える、本発明によって作られたほうきを図示する図である。 本発明によるブラシヘッドを備える、本発明によって作られたほうきを図示する図である。 本発明によるブラシヘッドを備える、本発明によって作られたほうきを図示する図である。 本発明の実施形態によってブラシヘッドを作るステップを説明するフローチャートである。 本発明の他の実施形態によってブラシヘッドを作るステップを説明するフローチャートである。

図は、明確性の理由から概略かつ簡略化されたものであり、本発明の理解に必須である詳細のみを示す一方で、他の詳細を省略している。全体を通して、同一または対応する部品には同一の参照番号が使用されている。本特許出願では、剛毛フィラメントと可撓性毛状要素という用語が互換的に使用され、可撓性掃除要素と剛毛フィラメントの束という用語が互換的に使用されていることに留意されたい。

図１は、従来のほうき（従来技術）を示している。ほうき（１００）は、ほうきの柄（図示省略）、ブラシヘッド（１０２）および可撓性掃除要素（１０４）を備える。ほうきの柄は、ブラシヘッド（１０２）の上端に取り付けられるようになっており、可撓性掃除要素（１０４）は、ブラシヘッド（１０２）に配置される。また、掃除要素は、掃除中に表面に接触するようにブラシヘッド（１０２）の下端から突出する。掃除要素は、可撓性剛毛フィラメントの集合体とすることができる。

図２は、長手方向（２１２）に延在する剛毛フィラメント（２００）を集合体（２０２）にまとめる、本方法の第１のステップを図示している。剛毛フィラメントは、供給源から集められ、供給源は、複数の剛毛フィラメントを収容することができる。このステップは、手動で行うことができるが、剛毛フィラメントは、ここではグループ化モジュールと称する機械を活用して、多くの場合集合体にまとめられる。グループ化モジュール（図示省略）は、可撓性剛毛フィラメントをまとめ、かつこれらを固く保持する。可撓性掃除要素は、その後、図３に示す束の一端部（２０４）を融解する融解モジュール（図示省略）に移動されうる。

図３は、まとめられた剛毛フィラメント（２０２）の端部を融解モジュール（図示省略）によって融解する（２０４）、本方法のステップを図示している。融解モジュールは、剛毛フィラメントの集合体の一端部（２０４）を融解して融着された端部（２０４）を形成するように構成される。融解モジュールは、機械でもよく、例えば、可撓性剛毛フィラメントの融解温度よりも高い温度を可撓性剛毛フィラメントに適用するように構成された金属ブロック等の物体でもよい。

融解の後に、本方法は、グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素を可撓性剛毛フィラメントの長手方向と略垂直な方向に融解モジュールから離れるように滑らせることを含む。グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素は、これによって、融解モジュールが所定位置を保って静止する一方で、融解が完了した後に融解モジュールから離れるように滑らされる。融解モジュールに対して可撓性掃除要素を滑らせる／回転させることにより、グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素が滑らされる間に融解モジュールとの接触を保つので、フィラメントが一層完全に融着する。一実施形態では、グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素は、可撓性剛毛フィラメントの長手方向と垂直に数度（２〜３°）回転する。これによって、融解モジュールは、偶発的に、剛毛フィラメントから繊維を引き抜いたり、融解が終了するときに剛毛フィラメントが配置されるグループ化モジュールから掃除要素の全体を引き上げたりせずに、新たな周期循環に備えてその初期位置に復帰する、という更なる利点を必然的に伴う。融解は、全ての剛毛フィラメントが過剰な融解なしに融解端部の滑面を確保するように融解することを確実にする。融解の結果、融解された束の端部の仕上げ面が滑らかかつ平らであり、個々の剛毛フィラメントの全てが融着する。

一実施形態では、グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素を可撓性剛毛フィラメントの長手方向と略垂直な方向に融解モジュールから離れるように滑らせることは、グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素と融解モジュールとを可撓性剛毛フィラメントの長手方向と略垂直に離れるように滑らせることを含む。

一実施形態では、グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素を可撓性剛毛フィラメントの長手方向と略垂直な方向に融解モジュールから離れるように滑らせると、融解が終了し、融解ユニットは、持ち上げられ、融解の位置から離れるように移動させられ、新たな周期循環に備えてその初期位置に復帰する。

実施形態のうちの１つによれば、グループ化モジュールは、可撓性剛毛フィラメントの集合体を保持するためのフォークまたはクランプの組を含んでもよい。さらに、他の実施形態によれば、複数のグループ化モジュールが存在してもよい。

一実施形態では、可撓性掃除要素の集合体の一端部の位置（２１６）は、一端部（２０４）を融解する前に設定される。この位置の設定は、図に示されていない。融解モジュールで一端部の融解が生じるときに、融解モジュールは、位置に応じて調節される。一端部の位置を設定する際にグループ化モジュールの固定点が使用されうる。融解される必要がある一端部の位置を設定することにより、この位置に応じて融解モジュールが調節されうる。これによって、融解された束の端部の仕上げ面が滑らかかつ平らであり、個々の剛毛フィラメントの全てが融着することを確実にすることができる。位置の設定は、可撓性掃除要素の高さ基準を与える。

グループ化モジュールは、可撓性掃除要素とも称する、可撓性剛毛フィラメントの収集された集合体を、以下では高さ測定とも称する、一端部の位置（２１６）を設定する位置に運ぶように構成されてもよい。可撓性掃除要素の高さ測定は、剛毛フィラメントの高さが変化しうるので行われる。この高さ基準は、次いでフィラメントの束の端部に熱を加える融解モジュールの高さを調節するために用いられる。実際には、測定は、グループ化モジュールによって保持された剛毛フィラメントをプレートに対して押し付けることにより、個々のフィラメントが互いに同じ高さになり、次いで剛毛フィラメントの平均高さの基準を与える束の高さを測定するように行われる。融解される必要がある端部以外の一端部の位置を設定する際には、グループ化モジュールの固定点が使用されうる。可撓性掃除要素は、この後に、図３に示す束の一端部を融解する融解モジュールに移動される。

一実施形態では、融解モジュールは、可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体の一端部の設定位置よりも０．０１／１０ｍｍ〜５／１０ｍｍ、好ましくは０．０５／１０ｍｍ〜３／１０ｍｍ、より好ましくは約１／１０ｍｍ小さく設定される。

好ましい実施形態では、融解は、融解プレートを備える融解モジュールによって行われる。融解モジュールは、個々の可撓性掃除要素のそれぞれについて、可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体の一端部の設定位置（個々の可撓性掃除要素の測定高）に応じて高さレベルが調節される、したがって、個々の可撓性掃除要素の全ては、一定の割合の融解を得る。好ましい実施形態では、可撓性掃除要素の個々の集合体の融解は、可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体の一端部の設定位置（可撓性掃除要素の個々の集合体の測定高）よりも１／１０ｍｍ小さくなるように融解モジュールの高さレベルを設定することにより行われる。融解は、剛毛フィラメントの材料に応じた或る温度で或る期間に亘って行われる。温度は、摂氏２００〜３５０度、好ましくは摂氏２３０〜３１０度、好ましくは摂氏２６０〜２８０度、好ましくは摂氏２６５〜２７５度、好ましくは摂氏約２７０度とすることができる。時間は、１０〜２５秒、好ましくは１２〜２２秒、好ましくは１５〜１９秒、好ましくは１６〜１８秒、好ましくは約１７秒とすることができる。

融解モジュールによって束に加えられた高さレベル荷重、好ましくは、可撓性掃除要素の個々の集合体の測定高よりも１／１０ｍｍ小さくなるように設定された高さレベル荷重は、全ての束で同一である。このことは、束の高さが初めに測定され、次にその情報が融解モジュールに提供されることにより確実にされる。融解モジュールは、次いで、融解モジュールによって融解されようとしているその特定の束に加えるべき高さレベル荷重を調節する。

説明したプロセスによって、融着された束の端部の表面仕上げが滑らかかつ平らである剛毛フィラメントの可撓性掃除要素が得られる。

剛毛フィラメントの集合体の周りにブラシヘッド本体を成形する前に剛毛フィラメントが一端部（２０４）で融解して融着することにより、特定の剛毛フィラメントのそれぞれが集合体において確実に相互結合され、ブラシヘッドが使用されるときに個々の掃除要素の剛毛フィラメントが確実に離れないことが確実となる。特に、束の周りにブラシヘッドを成形する前に剛毛フィラメントが一端部で融解することにより、従来技術のほうきでは抜け落ち易い中央の毛が使用中にほうきから落ちないことが確実となる。

図４ａ、図４ｂおよび図４ｃは、上記説明に従って一端部（２０４）において融解された掃除要素の集合体（２０２）の周りにブラシヘッド本体（２０６）を成形する、本方法の更なるステップ（全体成形モジュール）を図示している。これは、初めに掃除要素の複数の集合体（２０２）を型（２１４）に配置し、可撓性掃除要素の複数の集合体（２０２）の周りでブラシヘッド本体（２０６）の第１のブラシヘッド成形を行い、この後にブラシヘッド本体（２０６）の第２のブラシヘッド成形（２２０）を行って、衛生的なブラシヘッド（２１０）を形成する、２つのステップで実施される。

２つを行うために用いられる成形技術は、成形分野の当業者に知られている。衛生的なブラシヘッドまたはほうきは、滑らかかつ平らな面（３６０度面）を有しており、同様に成形されたハンドルを有してもよい。第２のブラシヘッド成形中には、２つの流し込みの間の遷移部にエッジが形成されないことが最も重要である。一実施形態では、第２のブラシヘッド成形は、ブラシヘッド本体が所定時間に亘って冷却した後にのみ実行される。一実施形態では、その時間は、少なくとも１分、少なくとも２分、少なくとも３分、少なくとも４分、少なくとも５分、少なくとも６分、少なくとも７分、少なくとも８分である。好ましい実施形態では、ブラシヘッド本体は、第２のブラシヘッド成形を行う前に４分間冷却する。

完成したブラシヘッドまたはほうきは、任意の種類の形状を有することができ、完成したブラシの用途に応じてハンドルを有することができ、または有することができない。

ブラシヘッド本体（２０６）に成形されるべき掃除要素（２０２）の数は、ブラシヘッドの用途に応じて、大きく変更することができる。掃除要素の数は、各掃除要素の個別の毛状要素の数にも依存し、個々の毛状要素の形状、厚さおよび材料、ならびにブラシヘッドの用途に応じて変更してもよい。掃除要素（２０２）の全体形状も、ブラシヘッドの用途に応じて大きく変更することができる。形状は、円形、卵形、楕円形、正方形、長方形、または所望される他の任意の形状とすることができる。複数の可撓性掃除要素が互いに配置され、ブラシヘッド（２０６）に成形されるパターンは、任意の形式のパターンであってもよく、図に示すようなパターンに限定されない。

図５ａ、図５ｂ、図５ｃおよび図５ｄは、融解ステップの後かつブラシヘッド本体の成形の前に行われるべき、融解されて融着された各掃除要素（２０２）に、成形された封入部品（２０８）を与える、本方法の代替的な特別なステップ（剛毛支持体を形成する封入成形モジュール）を図示している。グループ化モジュールは、融着された可撓性毛状要素の集合体（２０２）を融解モジュールから封入成形モジュールまで運んでもよい。封入成形モジュールが融着された可撓性毛状要素の集合体（２０２）の融着端部（２０４）の周りに剛毛支持体（２０８）を成形する間に、グループ化モジュールは、融着された可撓性毛状要素の集合体（２０２）を保持してもよい。複数の掃除要素が型に配置され、ブラシヘッド本体（２０６）を複数の掃除要素（２０２）の周りに成形する前に、成形された剛毛支持体（２０８）を掃除要素の各集合体（２０２）の周りに成形するこのステップが有利であり、これは、毛状要素のこれらの封入された複数の集合体が型に配置される前に毛状要素の各集合体（２０２）が成形部品（２０８）に封入され、ブラシヘッド本体（２０６）が、毛状要素の複数の集合体の周りに成形されてブラシヘッド中間物を形成するので、ほうきの毛（２００）を失うリスクが最小化するためである。図５ｃおよび図５ｄに示すように、支持体成形部品に掃除要素を組み込むことにより、成形材料によって毛状要素を堅く保持することができるので、融解および融着された毛状要素の集合体（２０２）に支持体成形部品を与えない場合と比べて、個々の毛状要素の間の穴のリスクが小さくなる、という他の利点が得られる。個々の毛状要素をどの程度近づけて配置するかは、使用される型、およびその特定の型によって剛毛フィラメントに加えられる圧力によって決定される。剛毛支持体は、剛毛フィラメントが非常に密に押し合うように形成され、剛毛フィラメントの間および剛毛支持体の内部へのバクテリアおよびゴミの侵入を困難にするバリアを形成する。

ブラシヘッドを作るプロセスに特別なステップを組み込むことにより、特別に中実なブラシヘッドが得られる。毛状要素が初めに融解（２０４）によって、次に集合体の周りに剛毛支持体成形部品（２０６）を有することにより各集合体において相互結合され、ブラシヘッドが使用されるときに個々の掃除要素の毛状要素（２００）が離れないことを確実にするので、個々の毛状要素（２００）は、それらが一部を成す集合体から容易に離れることができない。さらに、この実施形態は、各毛の周りに亀裂および穴が形成される傾向も最小化し、ゴミが隠れる場所をより少なくする。ステップは、上述したように、初めに融解された掃除要素を型（２１４）に配置し、成形された剛毛支持体（２０８）を掃除要素の周りに成形することにより実施される。掃除要素の周りに支持体成形部品を成形するために用いられる成形技術は、成形分野の当業者に知られている。この後に、掃除要素が組み込まれた剛毛支持体は、図４ａ、図４ｂおよび図４ｃと関連して説明したように、掃除要素が組み込まれた多数の剛毛支持体の周りにブラシヘッドを成形するための全体成形モジュール（第１のブラシヘッド成形および第２のブラシヘッド成形）に送られる。

剛毛支持体は、剛毛フィラメントが剛毛支持体に入り込む剛毛支持体の剛毛面が型の内面と同じ高さで保持されるように、この型に配置される。剛毛支持体は、剛毛フィラメントが突出する孔／穴を備える型枠の半分の内面と平面的に接触する。剛毛支持体の面は、型の半分に剛毛フィラメントを収容する導管をシールする。型の半分に配置された剛毛支持体に加えられる圧力は、約６０トンであることが好ましいが、当業者によって選択された他の値とすることができる。これにより、導管のシールがさらに必然的に伴う。射出成形中に加えられる圧力は、約３００バールであることが好ましいが、当業者により選択された他の値とすることができる。

一実施形態では、掃除要素は、図５ｄに示すように、融解束の最下端でのみ剛毛支持体により封入される。これは、成形された剛毛支持体内に剛毛フィラメントが深く突出しないことを意味する。この理由は、剛毛フィラメントの端部を支持体の高い位置に配置すると、封入される個々の毛の間にゴミおよびバクテリアが隠れる場所が最小化されるためである。

剛毛支持体内に封入された掃除要素または封入されていない掃除要素をブラシヘッド本体内に成形する第１のブラシヘッド成形の間に、掃除要素または剛毛支持体とブラシヘッド本体を形作る材料との間で機械的結合と化学的結合の両方が生じる。

掃除要素を剛毛支持体によって封入する成形ステップの間に、掃除要素（剛毛フィラメント）と剛毛支持体を形作る材料との間で機械的結合と化学的結合の両方が生じる。

ブラシヘッド本体を成形材料により成形する第２のブラシヘッド成形の間にも、ブラシヘッド本体とブラシヘッドの残りの部分を形作る材料との間で機械的結合と化学的結合の両方が生じる。

本発明の実施形態によれば、複数の毛状要素（剛毛フィラメント）は、ポリマー、または弾性特性を有する他の任意の材料で作られてもよい。本発明の実施形態によれば、毛状要素は、ポリスチレン（ＰＳ）で作られてもよい。本発明の実施形態によれば、毛状要素は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で作られてもよい。本発明の実施形態によれば、毛状要素は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で作られてもよい。各集合体（２０２）の個別の毛状要素（２００）の数は、個々の毛状要素の形状、厚さおよび材料に応じて、ならびにブラシヘッドの用途に応じて変更してもよい。個々の毛状要素の集合体の全体形状は、ブラシヘッドの用途に応じて非常に大きく変えることができる。形状は、円形、卵形、楕円形、正方形、長方形、または所望される他の任意の形状とすることができる。

一実施形態では、剛毛フィラメントはＰＢＴであり、ブラシヘッド本体はＰＰである。一実施形態では、剛毛フィラメントと剛毛支持体材料の両方はＰＢＴである。一実施形態では、剛毛フィラメントと剛毛支持体材料の両方はＰＢＴであり、ブラシヘッド本体はＰＰである。

一実施形態では、剛毛フィラメントとブラシヘッド本体の両方はＰＢＴである。一実施形態では、剛毛フィラメントと剛毛支持体材料の両方はＰＢＴである。一実施形態では、剛毛フィラメント、剛毛支持体材料およびブラシヘッド本体はＰＢＴである。

図６ａおよび図６ｂは、本方法によって作られたブラシヘッドを有する衛生的なブラシヘッドまたはほうき（２１０）を図示している。この図のブラシヘッド／ほうきでは、ブラシヘッド本体（２０６）が毛状要素の複数の集合体（２０２）の周りに成形される前に、毛状要素の集合体（２０２）は、一端部（２０４）に融解する。図示するようなブラシヘッドまたはほうき（２１０）は、相互結合された剛毛フィラメントを有し、ほうきが使用されるときに個々の掃除要素（２０２）の毛状要素が離れないことを確実にする。

図７ａおよび図７ｂは、本方法によって作られたブラシヘッドを有する衛生的なブラシヘッドまたはほうき（２１０）を図示している。この図のブラシヘッド／ほうきでは、毛状要素の集合体（２０２）は、一端部（２０４）において融解し、ブラシヘッド本体（２０６）が毛状要素の封入された複数の集合体の周りに成形される前に、成形された剛毛支持体（２０８）に封入される。ほうきを作るプロセスに特別なステップを組み込むことにより、特別に中実なブラシヘッド／ほうきが得られる。剛毛フィラメントが初めに融解によって、次に剛毛フィラメントの集合体の周りに成形された剛毛支持体を有することにより相互結合され、ほうきが使用されるときに個々の掃除要素の剛毛フィラメントが離れないことを確実にするので、個々の毛状要素は、それらが一部を成す集合体から容易に離れることができない。

これらの可撓性毛状要素を有する、本発明の方法によって作られたブラシヘッドおよびほうきは、例えば、家屋内、野外、病院内、実験研究所内および集中治療室内等の任意の種類の表面を清掃および掃除するために使用することができる。

本発明による方法によって製作されるブラシヘッドおよびほうきは、良好な衛生的設計の原則に則して開発されている。これらの原則は、ブラシヘッドおよびほうき自体が、迅速に、容易に、かつ効果的に浄化され、したがって汚染の源または媒介物にならないという、ブラシヘッドおよびほうきの可能性を最大化する。

本発明によるブラシヘッドおよびほうきの設計の全ては、食品との接触が認められた、非吸収性の、塗装されていないまたは被覆された、耐久性のある構成材料を利用し、滑らかな凸面を有することにより、ブラシヘッドおよびほうきの清掃を容易にし、液体および塵が集積しうる空洞を排除する。

ブラシヘッドおよびほうきの接合する本体、面および縁部の全ては、清浄かつ滑らかな遷移部および大きく丸められたエッジを伴って設計されて、清掃の容易性と衛生的な外見の両方を確保する。

図８は、本発明の実施形態によってブラシヘッドを作るステップを説明するフローチャートを図示している。３０２では、複数の可撓性毛状要素を供給源から集合体にまとめる。３０４では、融着された可撓性毛状要素の集合体を得るために可撓性毛状要素の各集合体の一端部を融解し、グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素と融解モジュールとを可撓性剛毛フィラメントの長手方向と略垂直に離れるように滑らせる。この後に、３０６では、融着された可撓性毛状要素の複数の集合体を型に配置し、融着された可撓性毛状要素の複数の集合体の周りでブラシヘッド本体の第１のブラシヘッド成形によるブラシヘッド中間物の形成が続き、この後に、ブラシヘッド本体の周りで第２のブラシヘッド成形による衛生的なブラシヘッドの形成が続く。３０４では、融解の前に可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体の一端部の位置を設定することができ、融解モジュールで一端部を融解するとき、位置に応じて融解モジュールを調節する。

図９は、本発明の代替的な実施形態によってブラシヘッドを作るステップを説明するフローチャートを図示している。４０２では、複数の可撓性毛状要素を供給源から集合体に収集する。４０４では、融着された可撓性毛状要素の集合体を得るために可撓性毛状要素の各集合体の一端部を融解し、グループ化モジュールに配置された可撓性掃除要素と融解モジュールとを可撓性剛毛フィラメントの長手方向と略垂直に離れるように滑らせる。４０６では、封入された剛毛の束を得るために、融着された可撓性毛状要素の各集合体の周りに剛毛支持体を成形する。この後に、４０８では、封入された複数の剛毛の束を型に配置し、封入された複数の剛毛の束の周りでブラシヘッド本体の第１のブラシヘッド成形によるブラシヘッド中間物の形成が続き、この後に、ブラシヘッド本体の周りで第２のブラシヘッド成形による衛生的なブラシヘッドの形成が続く。

添付図面に示す本発明の例示的な実施形態に加えて、本発明は、異なる形で具現化されてもよく、本明細書に示す実施形態に限定して理解されるべきではないことに留意されたい。むしろ、これらの実施形態は、この開示が本発明の概念を当業者に徹底的に完全かつ十分に伝えるように提供されるものである。
[参照リスト]
可撓性剛毛フィラメント（２００）
可撓性掃除要素／剛毛フィラメントの集合体（２０２）
融解端部（２０４）
ブラシヘッド本体の第１のブラシヘッド成形（２０６）
剛毛支持体／成形された封入部品（２０８）
ブラシヘッド／ほうき（２１０）
長手方向（２１２）
型（２１４）
一端部の位置（２１６）
第２のブラシヘッド成形（２２０）
集合化モジュールの固定点（図示省略）
集合化モジュール（図示省略）
融解モジュール（図示省略）

２００ 可撓性剛毛フィラメント
２０２ 可撓性掃除要素または剛毛フィラメントの集合体
２０４ 融解端部
２０８ 剛毛支持体または封入成形部品
２１０ ブラシヘッドまたはほうき

Claims (10)

1. 清掃物品用の衛生的なブラシヘッド（２１０）の製造方法であって、前記ブラシヘッド（２１０）が、長手方向（２１２）に延在しかつ成形されたブラシヘッド本体（２０６）に結合された可撓性掃除要素（２０２）にグループ化された、複数の可撓性剛毛フィラメント（２００）を備え、前記製造方法は、
   ・前記可撓性剛毛フィラメント（２００）をグループ化モジュールにまとめ、可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体（２０２）を形成するステップと、
   ・融解モジュールを用いて可撓性掃除要素の前記少なくとも１つの集合体（２０２）の一端部を融解して、融解端部（２０４）を形成するステップと、
   ・前記グループ化モジュールに配置された前記可撓性掃除要素（２０２）を前記可撓性剛毛フィラメント（２００）の長手方向（２１２）と略垂直な方向に前記融解モジュールから離れるように滑らせるステップであって、前記グループ化モジュール内に位置する前記可撓性掃除要素（２０２）を滑らせる間に、前記グループ化モジュール内に位置する前記可撓性掃除要素（２０２）が前記融解モジュールと接触している、ステップと、
   ・可撓性掃除要素の複数の集合体（２０２）を型（２１４）に配置し、かつ可撓性掃除要素の前記複数の集合体（２０２）の周りでブラシヘッド本体（２０６）の第１のブラシヘッド成形を行うステップと、
   ・前記ブラシヘッド本体（２０６）の周りで第２のブラシヘッド成形（２２０）を行うことにより、衛生的なブラシヘッド（２１０）を形成するステップと、
   を備える製造方法。
2. 可撓性掃除要素の前記少なくとも１つの集合体（２０２）の一端部の位置（２１６）を設定するステップをさらに備え、
   前記融解モジュールで前記一端部を融解するとき、前記位置（２１６）に応じて前記融解モジュールを調節する請求項１に記載の製造方法。
3. 可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体（２０２）の一端部の位置（２１６）を設定する際に前記グループ化モジュールの固定点を用いる請求項２に記載の製造方法。
4. 前記融解モジュールを可撓性掃除要素の前記少なくとも１つの集合体（２０２）の一端部の設定位置（２１６）よりも０．０１／１０〜５／１０ｍｍ、好ましくは０．０５／１０〜３／１０ｍｍ、より好ましくは約１／１０ｍｍ小さく調節する請求項２または３に記載の製造方法。
5. 前記グループ化モジュールに配置された前記可撓性掃除要素（２０２）を前記可撓性剛毛フィラメント（２００）の長手方向（２１２）と略垂直な方向に前記融解モジュールから離れるように滑らせるステップが、前記融解が完了した後に生じる請求項１から４のいずれか一項に記載の製造方法。
6. 可撓性掃除要素の少なくとも１つの集合体（２０２）の融解端部（２０４）を、剛毛支持体（２０８）に封入するステップをさらに備える請求項１から５のいずれか一項に記載の製造方法。
7. 前記可撓性剛毛フィラメント（２００）が、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で作られる請求項１から６のいずれか一項に記載の製造方法。
8. 前記第１のブラシヘッド成形および前記第２のブラシヘッド成形に用いられる材料が、ポリプロピレン（ＰＰ）である請求項１から７のいずれか一項に記載の製造方法。
9. 前記剛毛支持体（２０８）が、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で作られる請求項６に記載の製造方法。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の製造方法により製造されたブラシヘッドまたはほうき（２１０）。

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