(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのキャリア（６）と、その上に配される成形可能なプラスチック材料でできた剛毛（９）とを含むブラシ製品の製造方法であって、該剛毛は、プラスチック溶融液を剛毛形状の成形用チャネル（７１）内に射出成形することによって作製され、
−該キャリア（６）が紡糸口金（スピネレット）のように機能する通し穴（７）を有して作製され、
−該通し穴（７）には該チャネル（７１）が接続され、該通し穴（７）はそれらの深さの少なくとも一部分に沿って３ｍｍ以下の最小幅を有し、
−この幅の、該通し穴（７）の深さおよび該チャネルの幅から得られる該溶融液の流路に対する比の値が、１／５以下になるように選択され、
−該プラスチック溶融液が、該キャリア（６）の少なくとも一方側、すなわち該溶融液の導入側（３）から該通し穴（７）を通じて該チャネル（７１）内に射出されて、該剛毛が形成されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
該通し穴の最小幅の、該溶融液の流路に対する比の値が１／１０以下であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該通し穴（７）の最小幅の、該溶融液の流路に対する比の値が１／２５０までであることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
該通し穴（７）に長手方向および／または横方向の断面が備えられ、かつ／または、射出圧力が、該通し穴（７）を通過する該溶融液が少なくとも該剛毛の周辺領域において長手方向の分子配向を受けるように選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
該キャリア（６）内の該通し穴（７）は、該キャリア（６）が該射出された剛毛（９）を、少なくともその長手方向の分子配向が不充分な領域において取囲むのに十分な深さを有することを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
該剛毛（９）は、完成したブラシ上の剛毛の端部が平らでない外被面を形成するように、異なる長さに射出されることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
該剛毛（９）は、端部が異なる形状となるように射出されることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
該剛毛（９）は、プロファイルを有する（profiled）表面を有するように射出されることを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
該剛毛のための該プラスチック溶融液が該通し穴（７）を通じて環状に案内されて、中空の剛毛（５８，６０）が生成されることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
該中空の剛毛（１０４）の射出後、少なくとも１つの別のプラスチック溶融液がその中に射出されて、コア（１０５）剛毛が生成されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
該中空の剛毛（１０４）は穿孔（１０６）を有するように射出され、該コア剛毛（１０５）のための別のプラスチック溶融液はその穿孔を通過して、該剛毛（１０３）上に突起部（１０７）を形成することを特徴とする、請求項９または請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
コア剛毛（１０５）が最初に射出され、少なくとも部分的にプラスチック溶融液で取囲まれることにより、コアを有する中空剛毛（１０４）が生成されることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
該キャリア（６）は、該溶融液を受ける側（３）に少なくとも１つの窪み（８）を備え、そこから反対側へと少なくとも１つの通し穴が延び、該窪み（８）は、該剛毛（９）の射出中に該剛毛（９）のプラスチック溶融液（１０）で少なくとも部分的に充填されることを特徴とする、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
スペースを規定するキャリア（２０）が、紡糸口金のように機能する通し穴（７）を備えて生成され、該剛毛（９）のための該プラスチック溶融液（２１）は、該キャリアの内側から該通し穴（７）を通じて射出されることを特徴とする、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
該キャリアは管状セクション（２０）として作製されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
該管状セクション（２０）は少なくとも一方端が閉じられることを特徴とする、請求項１４または請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
該キャリア（２０）によって囲まれた中空のスペースは、該剛毛（９）のための該プラスチック溶融液（２１）で少なくとも部分的に充填されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
該通し穴（７）を有する該キャリア（６）は、射出成形によってプラスチックから作製されることを特徴とする、請求項１から請求項１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
該通し穴（７）を有する該キャリア（６）は、予め作製されて、該剛毛（９）のための該チャネル（７１）を有する射出成形用金型（７７）内に挿入されることを特徴とする、請求項１から請求項１７のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
該キャリア（６）および該剛毛（９）は、２構成要素または多構成要素射出成形プロセスで作製され、該通し穴（７）を備える該キャリア（６）が最初に射出成形され、その後、該剛毛（９）のための該プラスチック溶融液が該通し穴（７）を通じて射出されることを特徴とする、請求項１から請求項１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
該キャリア（６）内の該通し穴（７）は、該チャネル（７１）と整合されることを特徴とする、請求項１から請求項２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
該キャリア（６）内の該穴（７）は、該チャネル（７１）に対してある角度を有することを特徴とする、請求項１から請求項２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
該穴（７）は、該キャリア（６）の該溶融液供給側（３）から反対側に向けて、紡糸口金の態様で狭まる断面を備えることを特徴とする、請求項１から請求項２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
該キャリア（６）内の該穴（７）は、徐々に先細りする断面を備えることを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
該穴（７）は、該溶融液が供給される側（３）に入口スロープを備えることを特徴とする、請求項２３または請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
該穴（７）は、該溶融液供給側および／またはその反対側に、カラー（４７，４９）を備えることを特徴とする、請求項２３から請求項２５のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
該キャリア（６）内の該穴（７）は、長手方向および／または横方向のプロファイル（profile）を有することを特徴とする、請求項１から請求項２６のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】
該穴（７）は、完成品としてのブラシ製品上の該剛毛（９）の配置にしたがって該キャリア（６）内に導入されることを特徴とする、請求項１から請求項２７のいずれかに記載の方法。
【請求項２９】
該キャリア（６）の少なくとも複数部分は、少なくとも２層の異なる材料から作製されることを特徴とする、請求項１から請求項２８のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
該剛毛（９）は、少なくとも異なるプラスチックで射出成形されることを特徴とする、請求項１から請求項２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
該キャリア（６）を通じた射出後、該剛毛（９）はその全長にわたってまたはその複数セクションにおいて伸長されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
該剛毛は、引っ張り力（tensile force）および／または交番曲げ力で伸ばされるかまたは曲げられることを特徴とする、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
該剛毛の該キャリア（６）とは反対側の端部に射出中にアバットメント（８４）が設けられ、該剛毛（９）が引張る力（pulling force）によって伸ばされて、該キャリア（６）と該アバットメント（８４）との間隔が増すことを特徴とする、請求項１および請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
該アバットメントは、厚みを増した部分（９６）として形成されることを特徴とする、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
該厚みを増した部分（９０）は、該剛毛（９）の伸長中、該剛毛（９）と整合されることを特徴とする、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
プレート状のアバットメント（８４）が該剛毛（９）の端部に射出されてそれらを互いに接続し、該アバットメントは該剛毛（９）の伸長後に分離されて、剛毛の自由端部が形成されることを特徴とする、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
該アバットメント（８４，９０）と該キャリア（６）との間隔は徐々に増されることを特徴とする、請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
該剛毛（９）は、射出後および／または伸長後に安定化されることを特徴とする、請求項１から請求項３７のいずれかに記載の方法。
【請求項３９】
該射出された剛毛（９）を備える該キャリア（６）は、ブラシ本体および／またはハンドル手段に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４０】
該キャリア（６）および該剛毛（９）のために同じプラスチック材料が使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４１】
該キャリア（６）および該剛毛（９）のために異なる変形（modification）または異なる色のプラスチック材料が使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４２】
該キャリア（６）および該剛毛（９）のためにプラスチック材料が使用され、それらは該剛毛のための該プラスチック溶融液の射出中に互いに溶接されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４３】
少なくとも該剛毛（９）は、プラスチック材料の化学的、物理的、機械的または使用上の特性に影響を及ぼす充填材を混入した、プラスチック材料またはプラスチック材料混合物を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４４】
該剛毛および／または該キャリアのために抗菌性添加物を有するプラスチックが使用されることを特徴とする、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
充填材として繊維が使用されることを特徴とする、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
該キャリア（６）内の該穴（７）の最小断面よりも少なくとも部分的に大きい長さを有する繊維が使用されることを特徴とする、請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
該剛毛（９）のための該プラスチック材料の融解温度に近い融解温度を有するプラスチック材料でできた繊維が挿入されることを特徴とする、請求項４５または請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
押出し−延伸モノフィラメントの繊維が使用されることを特徴とする、請求項４５から請求項４７のいずれかに記載の方法。
【請求項４９】
少なくとも１つのキャリア（６）と、その上に配された成形可能なプラスチック材料の剛毛（９）とを有するブラシ製品を製造するための装置であって、該装置は実質的に、プラスチック溶融液のためのチャネルであって該キャリア（６）のための隣接チャンバ（８０）を規定する少なくとも１つの供給チャネル（７９）と、前記チャンバから延びかつその中に該溶融液が射出されることで該剛毛が形成される成形用チャネル（７）とを備える射出成形用金型（７７）からなり、
紡糸口金（スピネレット）のように機能する通し穴（７）を備えるキャリア（６）が該チャンバ（８０）内に挿入可能であり、該穴は、それらの深さの少なくとも一部分に沿って３ｍｍ以下の最小幅を有し、かつ、該成形用チャネル同士を接合して、該成形用チャネル内に該プラスチック溶融液が射出されるように該成形用チャネルを該供給チャネルに接続し、該穴の該最小幅の、該穴（７）の深さおよび該成形用チャネル（７１）の長さから得られる長さに対する比の値が１／５以下であることを特徴とする、装置。
【請求項５０】
少なくとも１つのキャリア（６）と、その上に配された成形可能なプラスチック材料の剛毛（９）とを有するブラシを製造するための装置であって、該装置は、プラスチック溶融液のための少なくとも１つの供給チャネル（７９）と、該キャリア（６）のための成形用スペース（８０）と、該成形用スペース（８０）から延びて該溶融液がその中に射出されることで該剛毛（９）が形成される成形用チャネル（７１）とを備える多構成要素の射出成形用金型（７７）からなり、
該射出成形用金型の一部は、紡糸口金（スピネレット）のように機能する通し穴（７）を有するキャリア（６）を成形するためのプラスチック溶融液を受けるように該成形用スペース内へと開くさらなる供給チャネルを含み、該穴は、それらの深さの少なくとも一部分に沿って３ｍｍ以下の最小幅を有し、該通し穴（７）は、該プラスチック溶融液を該成形用チャネル（７１）内に射出するために該供給チャネル（７８）と該成形用チャネル（７１）との接続を形成し、該通し穴（７）の最小幅の、該通し穴（７）の深さおよび該成形用チャネル（７１）の長さから得られる長さに対する比の値が１／５以下であることを特徴とする、装置。
【請求項５１】
該通し穴（７）の最小幅の、該通し穴の深さおよび該成形用チャネル（７１）の長さから得られる長さに対する該比の値が、１／１０から１／２５０であることを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項５２】
該成形用チャネル（７１）のうち少なくともいくつかのチャネルは、該キャリア（６）に面する開口部において、関連の該穴（７）の断面に対して先細りする断面を有することを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項５３】
該キャリア（６）は、該プラスチック剛毛（９）溶融液の該供給チャネル（７９）側に、少なくとも１つの窪み（８）を含み、その窪みから該通し穴（７）が延び、かつ、該窪みによって該プラスチック剛毛溶融液（１０）の一部のための成形用スペースが形成されることを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項５４】
該成形用チャネル（７１）は異なる長さを有することを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項５５】
該成形用チャネル（７１）の端部は種々の輪郭（９０，９１，９２）を有することを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項５６】
該成形用チャネル（７）は、それらの端部領域において、拡大されたキャビティ（８３，８９，９５）内へと開いて該剛毛（９）の端部にアバットメント（８４，９０，９５）を形成し、該剛毛の射出後に該キャリア（６）と該アバットメント（８３，８４，９５）との距離を増すことにより該剛毛を伸長する手段が備えられることを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項５７】
該距離を増すための手段は、該射出成形用金型（７７）を開閉するための手段によって形成されることを特徴とする、請求項５６に記載の装置。
【請求項５８】
該キャリア（６）のためのスペース（８０）の、該チャネル（７１）に対向する壁部は、ピン様のスライダを備え、該スライダは、該キャリアの該穴（７）を通じて該成形用チャネル（７１）内へと、それらの壁部から間隔をおいて導入することができ、それにより該スライダと該穴との間に環状領域が生成され、また、該スライダは、該環状領域を通じて該プラスチック溶融液を射出して中空の剛毛を形成した後に、該中空の剛毛から取外すことができることを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項５９】
該キャリア（６）内の該通し穴（７）の少なくとも一部は、該射出成形用金型（７７）の該成形用チャネル（７）と整合されることを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項６０】
該射出成形用金型（７７）内の該成形用チャネル（７１）の少なくとも一部は、該キャリア（６）内の関連の該通し穴（７）に対してある角度をもって配されることを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項６１】
該通し穴（７）を備える該キャリア（６）を射出成形するための該成形用スペース（８０）は、該通し穴を長くするために該通し穴の一方側または両側にカラー（４７，４９）を形成するための整形要素を含むことを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項６２】
該カラーは、先細りする穴を形成するか、または、該穴に入口および／または出口スロープを形成することを特徴とする、請求項６１に記載の装置。
【請求項６３】
該穴および該成形用チャネルは、長手方向および／または横方向のプロファイルを有することを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項６４】
該成形用チャネル（７１）は、端部に向かって連続的に狭まる断面を有することを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項６５】
該成形用チャネル（７１）は、端部に向かって断続的に狭まる断面を有することを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項６６】
ブラシ本体および選択的にハンドルまたハンドル手段を射出成形するための成形用スペースを、該キャリア（６）とともに形成する、さらなる金型キャビティを備えるかまたは備えることが可能であることを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項６７】
該射出成形用金型の、該成形用チャネル（７１）を規定する部分（７０）は、隣接するプレート同士が１つの成形用チャネル（７１）または一連の成形用チャネルを形成する平行な積層プレート（７５，７６）からなり、該プレート（７５，７６）は、該金型から該剛毛を取外すために互いに離すことができることを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項６８】
該射出成形用金型の、該成形用チャネル（７１）を規定する部分（８６）は、該成形用チャネルとは横方向に積層され、かつ、該成形用チャネルの方向に沿っておよび／またはそれとは横方向に個々にまたはグループで配置することのできる、複数のプレート（８７，８８）からなることを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項６９】
該プレートのうち少なくとも、該成形用チャネルの端部を形成するプレートは、別の金型キャビティを有するプレートと置換することができることを特徴とする、請求項６８に記載の装置。
【請求項７０】
該プレートのうち少なくとも、該成形用チャネルの端部を形成するプレートは、平行な積層セグメントからなり、うち隣接するセグメント同士が１つの成形用チャネルまたは一連の成形用チャネルを形成し、該セグメントは金型を取外すために互いに離すことができることを特徴とする、請求項６８または請求項６９に記載の装置。
【請求項７１】
該成形用チャネルを有する該射出成形用金型の少なくとも一部は、同心の成形要素（１４０）を含み、該成形要素は、互いに対向する周縁部において対応する同心構成を有する成形用チャネル（１１４，１１７）を規定することを特徴とする、請求項４９または請求項５０に記載の装置。
【請求項７２】
キャリアと、その上に配された熱可塑性材料で射出成形された剛毛とを含むブラシ製品であって、
該キャリア（６）は、その深さの少なくとも一部分に沿って３ｍｍ以下の最小幅を有する少なくとも１つの通し穴（８）を有し、各通し穴は、その軸を横断して３ｍｍ以下の最大広がり（extension）を有する１つの射出された剛毛を収め、この横方向の広がりの剛毛長さに対する比の値は１／５以下、好ましくは１／１０から１／２５０であることを特徴とする、ブラシ製品。
【請求項７３】
該剛毛（９）の断面は、該通し穴（７）の断面と実質的に対応するかそれよりも小さいことを特徴とする、請求項７２に記載のブラシ製品。
【請求項７４】
該剛毛（９）のうち少なくとも何本かは中空であることを特徴とする、請求項７２に記載のブラシ製品。
【請求項７５】
該中空の剛毛（５９，６０）の自由端は、開いているか閉じていることを特徴とする、請求項７４に記載のブラシ製品。
【請求項７６】
該中空の剛毛（１０４）はコア剛毛（１０５）を取囲みそれによって充填されることを特徴とする、請求項７４または請求項７５に記載のブラシ製品。
【請求項７７】
該中空の剛毛（１０４）は、別のプラスチック材料でできたコア剛毛（１０５）を取囲みそれによって充填されることを特徴とする、請求項７６に記載のブラシ製品。
【請求項７８】
該中空の剛毛（１０４）は穿孔されかつ該コア剛毛（１０５）を取囲み、該コア剛毛（１０５）は、該中空の剛毛の穿孔（１０６，１０８）を通過して該剛毛の外側に突起部（１０７，１０９）を形成することを特徴とする、請求項７６または請求項７７に記載のブラシ製品。
【請求項７９】
該剛毛（１０３）のうち少なくとも何本かは、指様の延在部（１１１）を有することを特徴とする、請求項７２に記載のブラシ製品。
【請求項８０】
該剛毛（９）のうち少なくとも何本かは、粒子および／または繊維が充填されたプラスチック材料を含むことを特徴とする、請求項７２に記載のブラシ製品。
【請求項８１】
該剛毛（１０３）の少なくとも一部は、軸に実質的に平行に延びかつ分子配向とは横方向の二次的な結合力を減じる構造（１３２）を有することを特徴とする、請求項７２に記載のブラシ製品。
【請求項８２】
該剛毛（１０３）は、該構造（１３２）に沿って、指状部等に分割することができることを特徴とする、請求項８１に記載のブラシ製品。
【請求項８３】
該剛毛（９）の少なくとも一部は、エネルギを伝導するプラスチック材料でできていることを特徴とする、請求項７２に記載のブラシ製品。
【請求項８４】
該剛毛（９）の少なくともコア領域は、透明な、光を導くプラスチック材料でできていることを特徴とする、請求項７２に記載のブラシ製品。
【請求項８５】
該キャリア（６）は少なくとも１つの窪み（８）を含み、各窪みから少なくとも１つの穴（７）が延び、該窪みは、該剛毛（９）の該プラスチック材料（８０）で充填されることを特徴とする、請求項７２に記載のブラシ製品。
【請求項８６】
該キャリア（６）および／または該剛毛（９）は、異なるプラスチック材料でできていることを特徴とする、請求項７２に記載のブラシ製品。
【請求項８７】
該キャリア（６）の少なくとも一部分は複数層を有することを特徴とする、請求項７２に記載のブラシ製品。
【請求項８８】
該キャリア（６）は少なくとも部分的に、可撓性および／またはゴム弾性のプラスチック材料でできていることを特徴とする、請求項７２に記載のブラシ製品。
【請求項８９】
該ブラシは、抗菌特性を有するプラスチックでできていることを特徴とする、請求項７２に記載のブラシ製品。
【請求項９０】
該キャリアは抗菌特性を有することを特徴とする、請求項７２に記載のブラシ製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、少なくとも１つのキャリアと、その上に配置される成形可能なプラスチック材料から作られる剛毛とを含むブラシ製品を製造するための方法に関し、剛毛は、剛毛形状の成形用チャネルへの射出によってプラスチック溶融液から製造される。この発明はまた、ブラシ製品を製造するための装置およびブラシ製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシ製品、この場合は特に、あらゆる種類のブラシ、ペイント用ブラシ、およびほうきは、穴を備えたブラシキャリアを最初に製造し、次に機械的に剛毛束を導入することによって、主に機械的に製造される。プラスチック材料を用いて、ブラシ体は成形または射出によって製造され、剛毛は、従来の機械的な様態で、または近年は熱方法によって、固定されてきた。いずれの場合にも、まず剛毛モノフィラメントが押出または紡糸プロセスで製造されなければならず、モノフィラメントは任意で切断され、剛毛は後にキャリアに固定されなければならない。現在のところの従来の定着（anchoring）技術では、剛毛は、まとめられて、金属定着媒体を用いることによってブラシ体に打込まれる。
【０００３】
剛毛または束をキャリアと共に一個体で製造し、キャリアをブラシ体に接続することによって、プロセスを能率化するための多くの試みがなされてきた。１００年よりもさらに前は（ＧＢ  ７８８／１８６１，ＧＢ  ２４  ９３５／１８９６）、ゴム等の弾性材料を用いて剛毛とそれらが接続されるキャリアとを成形し、その後、それらを本質的に剛性のブラシ体に取付けることが提案された。群にまとめられる清掃用要素を、ある一般的な射出プロセスでそれを接続するキャリアとともに製造することと、その後、任意で２構成要素射出法でキャリアをブラシ体に接続することも提案された（ＤＥ  ９４１  ３６４，ＧＢ  ２  １５１  ９７１，ＵＳ  ３０１  ６４４，４  ２４４  ０７６，ＵＳ  ５，０４０，２６０，ＵＳ  ５，９６６，７７１，ＷＯ  ９８／０３０９７）。最後的に、ＵＳ  ５，９２６，９００は、一個体としての全ブラシ体および剛毛、射出成形品の製造を提案した。
【０００４】
この種のブラシは、実際には、髪の手入れのために、または一部では使い捨てブラシとしてしか用いられなかった。これらのブラシは、多くの応用にとって好適ではない。なぜならば、このような射出成形ブラシの剛毛は、許容できないほど低い曲げ強さを有するためである。紡糸プロセスで製造される剛毛とは対照的に、それらは、剛毛と平行な様態で分子鎖の長手方向の配向によって主に特徴付けられる、安定性のために必要とされる分子構造を有さない。このため、それらは、剛毛ではなく主に作業用要素または清掃用要素として見なされなければならない。安定性の欠如は、作業用要素がキャリアに接続される領域で特に顕著であり、ここでは分子配向が完全に欠落している。その結果、製造直後に適切に整合される作業用要素は、短い使用期間後にそれらの位置を変えることになり、曲がりやすく、破損しやすく、再び直立（曲げ回復）しにくい。この技術はさらに、作業用要素およびキャリアのために同じプラスチック材料を用いることを必要としている。これは、コストの増大につながる。なぜならば、高い質の剛毛は、高い質のプラスチック材料から製造されなければならないためである。コストを削減しようとすることにより、プラスチック材料の選択に関して妥協をすることが求められる。用途に関して相当な不利な点が常に残るため、この種のブラシは、多くの応用にとって好適ではない。キャリア材料と剛毛材料とを異ならせること、またはそれぞれの要件に応じて剛毛を異ならせることは、特に機械的強度、摩擦係数、および色等に関して、可能ではない。
【０００５】
実際の剛毛ではなく、ピン、ボルト、またはストリップ等である作業用要素（「ピン」）を有するブラシも公知である（ＵＳ  ２  ６２１  ６３９）。これらは、ゴムまたはゴム弾性プラスチック材料、たとえばエラストマから主に成る射出成形要素であり、剛毛よりもより大きな断面と、多くの場合にはより短い長さとを有する。この種のブラシの「剛毛」のこのコンパクトな構造は、２つの理由のために絶対的に必要である。すなわち、満足のいく安定性および疲れ強さを得るためと、成形用チャネルが射出にとって狭すぎず、深すぎないようにして、除去を可能にするとともに十分に金型を充填するためとである。これらの「ピン」の特徴的な特性は、それらが、処理が施される表面上でソフトな効果を有し、増大した摩擦係数を有することであり、すなわち、それらは、なでたり、マッサージをするものであって、アクティブなブラッシングを行なうものではないことである。典型的な応用分野は、髪を分けて揃えるために主に働き、さらには頭皮をマッサージすることのみを前提としたヘアブラシである。これらの要素の剛性は、直径および直径／長さ比によって、およびプラスチックの硬さによって、実質的に影響を及ぼされ得る。ＵＳ  ２  ６２１  ６３９に従ったブラシは、穿孔を備えた薄い可撓性のあるキャリアプレートを作業用要素の構成と対応させて射出成形用金型に挿入することによって、射出成形を用いて製造され、金型は、キャリアの穿孔に隣接し、かつピン形状の作業用要素を形状付けるように働く複数のチャネル様の成形用キャビティを有する。反対側、すなわち射出側には、分配チャネルが設けられ、これは、プラスチック溶融液、たとえばナイロンを個別の穿孔に、近接する成形用チャネルへと導く。成形用チャネルは、キャリアの穿孔の直後に広げられて、薄いキャリアプレートの両側上に厚くなった部分が作られ、軸方向において両方向で作業用要素が固定される。用いられるナイロンは、剛毛様の特性を達成するのに好適であり得るが、ここではこれは用いられない。なぜならば、厚くなった部分のために、長手方向の分子構造の生成は、清掃用要素の少なくとも下部では可能ではないためである。同じことが別の公知のヘアブラシ（ＥＰ−Ｂ１−０  １２０  ２２９）にも当てはまり、ここでは、スリーブ形状の円錐突起部を有するキャリアがまず射出され、さらなるプラスチック材料が、厚くなった部分を備える開口したスリーブ端部に当接するコアとしてスリーブへと射出される。後方側では、コアは、同じ材料の第２のキャリアプレートを介して接続される。この手順は、両方の部分の間で確実で、軸方向に安定した接続を作ることを主に意図しており、作業用要素をさらにかさのあるものにする。
【０００６】
この種の清掃用要素は、歯ブラシおよびほうきとしても公知である（ＵＳ  ５  ０４０  ２６０，ＵＳ  ５  ９６６  ７７１）。これらのブラシは、２つの部分で形成される。最終的に、以下のような歯ブラシが公知である（ＵＳ  １  ９２４  １５２，２  １３９  ２４２，ＤＥ  ８２６  ４４０，ＷＯ００／６４３０７）。すなわち、剛毛支持部は、優れていると証明される清掃効果を持つ従来の剛毛と、ゴム弾性プラスチック材料のボルトまたはピン様の清掃用要素との組合せから成る歯ブラシが公知である。
【０００７】
【発明の概要】
この発明の基礎的な目的は、ブラシ製品を製造するための方法および装置であって、射出技術の公知の利点を活かすことができる一方で、その剛毛がスピン射出された剛毛と同様の品質および使用特性を有するブラシ製品を製造することのできる、方法および装置を提供することである。
【０００８】
キャリア上に配される剛毛状の作業用要素を、それらを形作るためのチャネル内にプラスチック溶融液を射出することによって作製する、公知の方法を基礎として、この発明に従った目的は、以下のように達成される。
【０００９】
−紡糸口金（スピナレット）のように機能する通し穴を有するキャリアが作製され、
−通し穴にはチャネルが接続され、通し穴はそれらの深さの少なくとも一部分に沿って３ｍｍ以下の最小幅を有し、
−この幅の、通し穴の深さおよびチャネルの長さから得られる溶融液の流路に対する比の値は、１／５以下とされ、
−プラスチック溶融液がキャリアの少なくとも一方側、すなわち溶融液導入側から通し穴を通じてチャネル内へと射出されて、剛毛が形成される。
【００１０】
上記の比の値は、好ましくは１／１０以下である。この比の下限は、１／２５０程度であり得る。
【００１１】
この発明の方法は、ブラシ製品の製造に新たな道を開く。剛毛がその上に配され、ブラシ本体自身またはその一部を形成し得る、たとえばインサート等の形状をした支持部は、同時に、射出成形によって剛毛を作製するための使い捨て「ツール」としても機能する。運動力の作用および壁面摩擦により、紡糸口金のように機能する通し穴には、引張り流れ（tensile flow）が形成されるが、これは、壁部付近の領域において比較的高い剪断力を有する。このため、分子構造は、溶融液または可塑化材料内の、剛毛形成用チャネル内へ続く流れの方向に配向される。この発明に従って選択された、通し穴の最も狭い部分と溶融液の流路長さとの比により、長手方向の分子配向が最適化される。この長手方向の分子鎖の配向による剛毛の自己補強は、部分結晶の熱可塑性材料において特に顕著である。さらに、単体として製造されるブラシ製品とは対照的に、この発明に従って製造されたブラシ製品においては、剛毛の短い部分長さ、すなわちその根元または基部が、キャリア内に配置されて支持される。この根元領域は、分子が全くまたはほとんど配向されていないために、剛性に関して最も繊細な領域である。ここが安定化されることにより、曲げ強度、特に曲げ疲れ強度が増すばかりでなく、引張り強さも増す。一個体として成形される従来のブラシに対して、所定のたわみについて必要とされる剛毛の曲げ強度は４０％以上増大し得、弾性率も大いに増す。引張り強さもまた大幅に増すので、断面の小さい長い剛毛を、金型から容易に取外すことができる。
【００１２】
原則として、この発明に従った方法は、成形可能なすべてのプラスチック材料の処理に用いることができるが、剛毛に要求される特性に鑑みて、好ましくは熱可塑性または熱弾性の材料またはそれらの混合物（アロイ）が使用される。なぜなら、それらのプラスチック材料は最適な分子配向もまた示すためである。
【００１３】
原則として、どのような材料もキャリアに使用することができる。特に、剛毛とは機械的性質が異なるプラスチック材料、他の変形（modifications）、色等を有するプラスチック材料が使用可能であるが、木、金属等の、プラスチック以外の材料もまた使用可能である。通し穴は、キャリアの材料に応じて、鋳造、溶融、レーザー加工、射出成形、打抜き、穿孔等によって作製することができ、どのように配置されてもよい。通し穴がこの発明の方法で可能なように互いに近接して配置される場合には、剛毛は応じて互いに近接し、束状、ストリップ状またはパッケージ状となる。代替的に、通し穴を広い間隔で配置して、剛毛が互いに離れて独立して立つようにすることもできる。このような配置を組合せて、任意の構成の剛毛ストックを作成することも可能である。最後に、通し穴は軸方向に平行なプロファイルとされてもよく、その場合、剛毛に長手方向のプロファイルが与えられる。
【００１４】
好ましい実施例においては、通し穴自体が横方向および／または長手方向のセクションを有して設計され、かつ／または、射出圧力が、通し穴を通る溶融液が剛毛の少なくとも周辺領域で、剛毛モノフィラメントの紡糸中に生じるような長手方向の分子配向を受けるように、選択される。
【００１５】
長手方向の分子配向の程度は、通し穴の絶対深さおよび断面によって影響され得る。通し穴の深さが深くなり断面が小さくなるほど、溶融液を射出する際の剪断流れが大きくなる。この剪断流れは、射出圧力または射出速度の影響もまた受ける。この発明の方法では、通し穴の最小幅および、この幅と溶融液の流路との比を特に考慮した場合に、射出速度が速いほど剛毛の曲げ強度が増すことがわかった。
【００１６】
剪断流れの形成は、通し穴の径方向および軸方向の形状によっても影響され得る。通し穴がプロファイルを有する（profiled）断面を持つ場合、そのプロファイルを有する輪郭内の剪断流れはコア内のそれよりも大きくなる。断面が射出側から反対側へと小さくなっていく場合、出口側により急峻な速度分布が生じる。円錐または階段状に狭まることで、分子鎖を長手配向に整合する引張り流れが生成される。
【００１７】
キャリア内の通し穴は、射出された剛毛が長手方向の分子配向が不充分な領域においてキャリアによって囲まれるような深さを有することが好ましい。これはたとえば、剛毛が接続される領域である。
【００１８】
また、この発明の方法によれば、剛毛は、完成したブラシ上の剛毛の端部が平坦でない外被面を形成するように、異なる長さで射出することが可能である。
【００１９】
キャリア内の、紡糸口金として機能する通し穴は、異なる長さの剛毛が同様に良好な曲げ性質および復元能力を有するように、剛毛の長さに関わりなく長手方向の分子配向をもたらす。剛毛の成形用チャネルは非常に厳密に規定することができ、それにより、完成した剛毛ストック上に、ブラシのそれぞれの用途に合せて、ちょうど予め定められた通りのトポグラフィが生成される。従来のブラシ、特に歯ブラシでは、このトポグラフィは機械的処理方法によって作製され、高い精度を保てない。
【００２０】
剛毛は、また、個々の剛毛または剛毛ストック全体の作用が所期の使用に適うよう、異なる形状の端部を有するように射出によって形成され得る。
【００２１】
該方法のさらなる変形例において、剛毛のためのプラスチック溶融液は、通し穴を環状に案内されて、中空の剛毛が作製される。
【００２２】
この場合、プラスチック溶融液は、開口部を通じてチャネル内へと環状に射出される。自由端部が開いたまたは閉じた中空の剛毛が作製される。第１の場合、それらは、壁面摩擦によってその中空剛毛の外側ばかりでなく内壁上にも分子配向が生成されるチャネル形状を有する。この中空剛毛には、用途に合せてどのような充填材が充たされてもよい。
【００２３】
代替例として、射出後、金型から中空剛毛を取出した後に、さらなるプラスチック溶融液を剛毛の中空スペースに射出して、コア剛毛を生成してもよい。このコア剛毛もまた、中空剛毛の入口における剪断流れおよびその内壁上の摩擦により、その表面上に長手方向の分子配向を有する。
【００２４】
これにより、多構成要素の剛毛が作製されるが、それらプラスチックの構成要素もやはり、用途に合せることができる。中空剛毛を充たすコアは、安価なおよび／または剛性の材料で構成され得、その外側は、ブラシ製品の使用目的に合せて、たとえば、より強い研磨または研削効果を生むための作業用層として機能するようにされ得る。この外側はまた、より軟性の作業用層を形成し得る。この層が磨耗すると、内側のコアが露出して、特に、コアとジャケットとが異なる色であった場合に、磨耗を表示することができる。射出コアや中空剛毛の内壁もまた、密着性を増すようにプロファイルが与えられ得る。このように表面が増すと、溶融液の流れに対する壁面摩擦も増し、長手方向の分子配向がさらに支持される。
【００２５】
中空剛毛は、穿孔を有するように射出することができ、コア剛毛のためのさらなるプラスチック溶融液は、それらの穿孔を通じて射出して剛毛を越えて突出するようにすることができる。これにより、剛毛の表面には、突起部の形状および材料の選択に応じて、異なる構造が作製される。突起部は、結節、指または糸形状を有し得る。穿孔は、適切に寸法決めすることで、紡糸口金のように機能するようになる。
【００２６】
コア剛毛を最初に押出成形し、その後それを少なくとも部分的に射出プラスチック溶融液によって取囲んで中空の剛毛を形成することも可能である。
【００２７】
さらなる好ましい実施例においては、支持部の溶融液供給側に、少なくとも１つの窪みと、そこから反対側に延びる少なくとも１つの穴とが備えられる。この窪みに、射出中、剛毛用のプラスチック溶融液が少なくとも部分的に充填される。
【００２８】
これにより、必要に応じて剛毛内にさらなる溶融液を供給するための、対応する溶融液リザーブが提供される。加えて、剛毛の裏側部分を完全にまたは部分的に相互接続することができ、それにより、引抜こうとする力に対して強固な固定効果がもたらされる。剛毛が開口部の壁に対して溶接されていない場合には、引抜こうとする力はキャリアの裏側にあるこのプラスチック材料リザーブに伝達され吸収される。窪みは、キャリアの剛毛とは反対側にわたって連続的に延びることも可能であり、互いに対して間隔をあけられた複数のチャネルとして配置されて、穴内に通じる交差格子を形成することも可能である。剛毛材料の射出後、剛毛の背面部分は、この窪み内の選択的に可撓性のストリップまたは格子を介して互いに接続される。高品質のプラスチックで形成されねばならないのは通常は剛毛のみであるため、費用効果の高い構造を得ることができ、これはまた、キャリアの裏側に装飾的な効果をもたらすことも可能である。
【００２９】
別の実施例においては、スペースを規定するキャリア、たとえば、少なくとも部分的に円筒形のキャリアが、紡糸口金として作用する開口部を有して作製され、剛毛用のプラスチック溶融液がそれら開口部を通じて内側に押出される。
【００３０】
これにより、曲線状のキャリアを有するブラシを作製することができる。この場合、機械的締付け方法とは異なり、剛毛の正確な整合および配置を、選択的に好適なトポグラフィの剛毛端部も含めて、達成することができる。
【００３１】
この方法の一実施例に従えば、キャリアは管状セクションとして作製され、剛毛のためのプラスチック溶融液が穴を通じて内側に射出される。
【００３２】
これにより、丸いブラシ、マスカラブラシ等を作製することができ、また、異なる長さの剛毛を使用してどのような形態形状を有するブラシ面も作製することができる。これは、従来の技術を使用しては全く、または丸いブラシについては不十分な程度にしか、達成できなかったことである。
【００３３】
管状セクションの少なくとも一方端を閉じれば、トイレブラシ、ボトルブラシその他をこの発明の方法に従って作製することができる。
【００３４】
キャリアによって規定される中空のスペースには、剛毛のためのプラスチック溶融液が少なくとも部分的に充填され得る。支持部の断面が小さい場合、たとえばマスカラブラシ等の場合には、キャリアを完全に充填して、充実した物体（massive object）を得ることが可能である。断面が大きい場合には、特に応力を与えられる部分のみが充填され得る。この部分的充填により、補強用リブ等を形成することができ、また、それらは、剛毛にまたは剛毛同士の間に材料を導入するためのチャネルで形成することができる。
【００３５】
キャリアは、好ましくは、射出によってプラスチック材料で作製されるが、予め作製されてチャネルを含む射出成形用金型内に導入することも可能である。
【００３６】
該方法のさらなる好ましい変形例においては、キャリアおよび剛毛は、多構成要素射出成形方法で作製される。この場合、穴を備えるキャリアの射出後、剛毛のためのプラスチック溶融液がそれらの穴を通じて射出される。
【００３７】
このように、キャリアおよび剛毛は、１つの射出道具で作製することが可能である。多くの場合、それらはブラシ全体を構成し得る。選択的に、剛毛ストックを備えるキャリアは、１つの多構成要素押出し機内でカバーされ得るが、より大きな剛毛本体または選択的にハンドル手段、ハンドルその他を同時に形成するために、たとえば剛毛支持部の裏側もまたカバーするよう、２つ以上の射出ステップでカバーすることも可能である。キャリア本体および剛毛は、異なるプラスチックから、充填もしくは非充填のプラスチックから、または、異なる色付けのプラスチックから、形成され得る。
【００３８】
キャリアには開口部を導入することができるが、それらの開口部は、完成したブラシのブラシ本体に対して剛毛がどのような配向も有し得るように、チャネルと整合がとられるかまたはそれらとある角度を有するようにされる。
【００３９】
好ましくは、開口部は、溶融液の供給側から反対側に向かって好ましくは階段状に先細りする断面を備え、それにより、紡糸口金様の流れプロファイルが形成される。
【００４０】
また、開口部は、溶融液の供給側に入口スロープを備えてもよく、その場合、キャリア内の剛毛の根元を広げかつ安定化させるとともに引っ張り流れを得ることができる。
【００４１】
開口部はさらに、溶融液の供給側および／またはその反対側にカラーを備えてもよい。その場合、内側のカラーと窪みを充填するプラスチック材料とにより、剛毛の基部領域が深くなり、外側のカラーにより、剛毛はキャリア内により長い距離にわたって結合されるようになる。どちらの手段も、キャリア内のより長い経路に沿って、剪断流れを生成する。
【００４２】
キャリア内の開口部は、好ましくは、長手方向および／または横方向のプロファイルを有する。これにより、ブラシ製品の用途に応じて、ブラシの外側に、プロファイルを有する作業用表面が形成され得る。表面積が増すので、壁面摩擦も増し、さらには剪断流れが増幅される。
【００４３】
キャリアは単層であってもよいし、少なくとも複数部分において複数層を有してもよく、また、異なる材料からできた複数の表面セグメントでできていてもよい。それはまた、平らでもよいし、どのような曲率を有してもよい。
【００４４】
剛毛はまた、少なくとも２つの異なるプラスチックから射出され得る。
好ましい実施例においては、通し穴はキャリア内に、ブラシ製品の完成した剛毛ストック内の剛毛の配置に対応して設けられる。この場合、上述のように、束、ストリップまたはパケット状の配置や、個々に独立した剛毛の配置、さらに、それらの組合せを選択することが可能である。
【００４５】
さらなる好ましい実施例においては、キャリアを通じて射出された剛毛はその後伸張される。これは従来、ボルト形状の作業用要素についてそれ自体公知の態様である（ＤＥ  ２１  ５５  ８８８）。この伸長は、射出のすぐ後に、ツールを適切に移動させて射出ツール内で行なうことも可能であり、後の作業において抜出し後に行なってもよい。引っ張り力に応じた伸張により、分子の長手方向のさらなる配向が達成される。さらに、交番曲げ力を使用して、同様に分子配向を行なうことにより、剛毛の可撓性を増すことも可能である。これにより、後の使用時に剛毛を曲げるための、ある程度の予備の可撓性が与えられる。
【００４６】
引っ張り力を加えて伸張を容易にするために、突起部、たとえば厚みを増した部分が、剛毛の端部に射出されてもよい。伸張は、キャリアと突起部の間隔を広げる引っ張り力によって生じ、それと同時に、厚みを増した部分が変形されて剛毛と整合される。剛毛の何本かまたはすべてを互いに接続する複数の突起部を押出すことも可能であり、それらは後に分離される。伸張は、１つのステップで行なうこともできるが、複数のステップで行なうことにより各ステップにおける引っ張り力を減じることも可能である。選択的に、伸長を剛毛の複数部分に限定することも可能である。
【００４７】
伸張に代えてまたは伸張に加えて、たとえば熱的にもしくは化学的に、またはプラスチック材料の変態を通じて、安定化を提供することも可能である。それにより、射出された剛毛の安定値は、押出しまたは延伸された剛毛の安定値にさらに近い値となる。
【００４８】
支持部と剛毛とが同じプラスチック材料で形成される場合、射出プロセスは、剛毛が支持部に溶接されるように制御することができる。これは、互いに対して十分な親和性を有する異なるプラスチック材料を使用した場合でも同じである。この場合、キャリアおよび剛毛のためのプラスチック材料は、それらがそれぞれの応力に耐えられるように選択または変形（modify）され、通常、より高品質の熱可塑性材料が剛毛のために使用される。剛毛を支持部に対して溶接または溶融することにより、隙間のない接続が達成される。このようなブラシは、衛生上最も高い要求、たとえば歯ブラシ、医療用ブラシまたは食品処理に使用され得るブラシ等に求められる要求を満たすことができる。抗菌特性を有するプラスチックを剛毛および／または支持部に使用すれば、これらの用途にさらに対処することができる。
【００４９】
少なくとも剛毛は、それらの化学的、物理的、機械的または使用上の特性に影響を及ぼすプラスチック材料を含み得る。これは、粒子、繊維その他が充填された、充填プラスチック材料であり得る。また、繊維充填溶融液からなる繊維は、開口部を通じて射出されるときに長手方向に整合して、剛毛が本来備える、分子配向によって得られる補強をさらに助ける。繊維または充填材は、溶融液と同じポリマーで作製してその中に混合することもできるが、選択的にそれらを変形して、それらが溶融液内で固体であり続けかつ剛毛に表面構造を与えるようにしてもよい。剛毛の融点と繊維材料の融点が近ければ、表面溶融によって結合が改善される。繊維の安定化効果は、繊維が延伸モノフィラメントでできている場合に特に高い。
【００５０】
この発明はまた、少なくとも１つのキャリアと、その上に配された、成形可能なプラスチック材料でできた剛毛とを有する、ブラシ製品を製造するための装置に関し、該装置は、プラスチック溶融液のための供給チャネルと、キャリアのための接合スペースと、このスペースから延びて溶融液がその中に射出される成形用チャネルとを有する、射出成形用金型からなる。この種の装置は、キャリアおよび剛毛様の作業用要素の一体としての射出用に公知である（ＧＢ  ２  １５１  ９７１  Ａ）。
【００５１】
この発明の目的の第１の解決策に従えば、そのような装置は、紡糸口金のように形成されかつその深さの少なくとも一部分において３ｍｍ以下の最小幅を有する穴を備えたキャリアが、通し穴が隣接するスペース内に挿入され得る。それら通し穴は成形用チャネルを接合し、成形用チャネルと供給チャネルとの間に接続を形成して、プラスチック溶融液が成形用チャネル内に押出されるようにする。通し穴の最小幅の、チャネルの長さおよび通し穴の深さを足したものに対する比の値は、１／５以下であり、好ましくは１／１０から１／２５０である。
【００５２】
どのような材料のキャリアにも、従来、鋳造、射出または機械的処理プロセスによって開口部が備えられ、射出成形用金型の成形用スペース内に挿入されかつ位置付けられて、それら開口部がチャネルの上流に配置され好ましくはそれらに直接当接して、溶融液のための供給チャネルと剛毛を形成する成形用チャネルとの間に接続を提供するようにされる。射出サイクル中に、溶融液は供給チャネルから成形用スペースに入り、キャリアの開口部を通じてチャネル内に入る。溶融液内のまたは可塑化された材料内の分子は、開口部内で、それらの紡糸口金特性により長手方向に配向される。この効果はチャネル内へと延びる。剛毛の、曲げ強度および引っ張り強さが低くあまり配向されていない根元領域は、キャリアに結合される。
【００５３】
この発明に従った別の装置によれば、多要素の射出成形用金型の一部は、成形用スペースに通じるプラスチック溶融液のためのさらなる供給チャネルと、紡糸口金として機能する通し穴および開口部の数に対応する複数の可動ピンを備える、キャリアを押出すためのキャビティとを含む。可動ピンは、第１の射出ステップにおいて、キャリアのためのキャビティに通されて成形用チャネルを閉じ、第２の射出ステップにおいて、キャビティから引っ込められる。第１のステップにおいて、開口部を備えたキャリアが射出される。第２のステップにおいてピンを取外した後に、剛毛がその露出した開口部を通じて射出される。
【００５４】
代替的に、キャビティ内に射出されたキャリアを成形用スペースに移動させて、それをその中に、開口部が成形用チャネルとほぼ整合するように位置付けて、プラスチック溶融液をチャネル内に射出するための供給チャネルと成形用チャネルとの接続を形成するための手段を、備えることが可能である。
【００５５】
第３の変形例においては、キャリアはまず、選択的にいくつかのステージで、成形用スペース内に射出され、続いて、剛毛を形成するためのチャネルを有するさらなる射出成形用金型の正面に位置づけられる。その後、剛毛用の溶融液がキャリアを通じて射出される。
【００５６】
該装置の上記すべての実施例において、キャリアは、成形可能なプラスチック材料で形成され、射出成形用金型の対応するキャビティ内には紡糸口金様の開口部が備えられ、その後、従来の多構成要素射出と同様に、剛毛のための第２のプラスチック材料構成要素が、キャリアまたは金型およびキャリアを移動させた後に、同じ金型内にまたは別の金型内に射出される。これにより、射出成形を行なう好適な適用のための高いサイクルタイムが得られる。キャリアおよび剛毛のプラスチック材料が十分な親和性を有する場合には、それらは開口部の領域で溶接される。いずれの場合にも、通し穴はその長さの少なくとも一部分に沿って３ｍｍ以下の最小幅を有し、この幅の、開口部の深さおよびチャネルの長さから得られる長さに対する比の値は、１／５以下、好ましくは１／１０以下である。これにより、上述と同様の効果および利点が達成される。
【００５７】
この装置のすべての変形例において、キャリアは、供給チャネルの、開口部が開始する側に、少なくとも１つの窪みを有し、これは、剛毛のプラスチック溶融液の一部を収める。
【００５８】
窪みを備えたキャリアが予め形成されてその後整形されたスペース内に挿入されるか、または、第１の構成要素の射出中に、窪みが支持部上に形成される。続いて行なわれる剛毛の射出中に、窪みは少なくとも部分的に、剛毛を形成する第２の構成要素で充填され、それにより剛毛の基部同士が接続される。この意味において、「窪み」という用語は、剛毛同士を接続するためのどのような種類のキャビティをも意味し、それは、すべての剛毛の裏側部分を完全に包み込むか、または、剛毛同士を相互接続する、個別のブリッジもしくは格子状に配されたブリッジで実質的に構成され得る。窪み内の溶融液リザーブは、射出ユニット内のその後の圧力に応じて、剛毛にさらなる溶融液を供給することができる。固体状態において、それは、剛毛とキャリアとの間にある種の強固な接続を提供し、剛毛上に作用する引抜く力の少なくとも一部を吸収する。それはまた、キャリアとともに剛毛本体を形成することができる。キャリアは射出成形用金型内に留められているので、キャリアがまだ完全に固まっていない状態であっても、キャリアがエラストマー等の屈曲しやすいプラスチック材料からできている場合にも、剛毛用のプラスチック溶融液を大きな圧力で射出することができる。紡糸口金の開口部がそれらの形状を維持するためである。
【００５９】
加えて、成形用チャネルの少なくとも一部分は、キャリアに面するそれらの開口部において、関連する穴の断面に対して先細りする断面を有することが可能であり、これにより、溶融液流れはさらに制限され、関連して長手方向の分子配向が得られる。
【００６０】
成形用チャネルは、完成後の剛毛ストックの剛毛端部において輪郭がつけられた作業用面が得られるように、種々の異なる長さを有することができる。また、開口部は、選択的に、互いに対して異なる間隔および異なる断面を有してもよく、その場合、完成後の剛毛ストック上に、選択的に異なる強さの剛毛が対応して高密度または低密度に配される構成が得られる。
【００６１】
成形用チャネルは、たとえば幾分球状の凹部等の、異なる端部輪郭を有してもよく、点に向かって延在してもよい。また、成形用チャネルの端部は、指状の剛毛を形成するように、いくつかの細い毛管チャネルで終端してもよい。
【００６２】
さらなる実施例においては、成形用チャネルは、それらの端部領域において、拡大されたキャビティ内に通じて、より大きな断面を有する剛毛ヘッドを形成するか、または、剛毛の端部に突起部を形成する。後者の場合、キャリアと突起部との間の間隔を増すことによって射出された剛毛を伸張するための手段が設けられる。
【００６３】
モノフィラメントの押出しの場合と同様に、この発明の装置の設計によれば、射出成形された剛毛を作製後に改善することが可能である。具体的には、後に剛毛の全長または部分長さを伸張することによって、ポリマー分子の長手方向の配向が増される。これにより、優れた曲げ強度、特に曲げ疲れ強度を備え、かつ弾性率も増した、剛毛を提供することができる。これにより、射出成形された剛毛であっても、長期間に使用を通じてその形を維持することができる。表面硬さもまた改善され、使用中に局所的な外部力がかけられた場合にも、表面欠陥が生じたり、関連して屈曲に弱い場所が発生することがなくなる。これは、結晶ポリマーまたは部分結晶ポリマーについて特に言えることであり、また、幾分非晶質のポリマーについても対応する程度に言えることである。
【００６４】
特に有利な実施例においては、該間隔を増すための手段が、射出成形用金型を開閉する手段によって形成される。伸張による剛毛の望ましいまたは可能性のある引伸ばしに応じ、かつ断面寸法に応じて、射出成形用金型の開口動作のより大きな部分またはより小さな部分が伸張のために使用され得る。伸張後、射出成形中に形成された剛毛端部の突起部が切離され処分される。剛毛の自由端部は、たとえば研削によって機械的に処理するか、別の態様で円形または円錐状にすることができる。突起部が各個別の剛毛の端部にのみ配される場合には、伸張中にそれらを剛毛の束へと変形することも可能である。
【００６５】
さらなる好ましい実施例においては、該スペースの、成形用チャネルとは反対側の壁部に、ピン形状のスライダが備えられる。それらは、キャリアの開口部を通じてそれらの壁部とは間隔を置いて成形用チャネル内に導入することができ、それら自身と穴との間に環状スペースを形成する。また、環状スペースを通じてプラスチック溶融液を射出した後にそれらを取外すことにより、中空の剛毛を形成することができる。成形用チャネルおよび／またはピンは、開いたまたは閉じた中空の剛毛が形成されるように、形成され配置される。
【００６６】
第２の射出ステップにおいて、さらなるプラスチック溶融液を、中空の剛毛内にまたはその一部内に射出して、コア剛毛を形成することができる。
【００６７】
キャリア内の紡糸口金状の開口部は、好ましくは、射出成形用金型の成形用チャネルと整合される。それらはまた、キャリア内の関連した通し穴に対してある角度をもって配置されてもよく、それらの組合せもまた可能である。
【００６８】
さらなる有利な実施例において、通し穴を備えるキャリアの射出成形のための成形用スペースは、細長い通し穴を形成するよう開口部を一方側または両側で延ばすカラーを形成するための整形要素、または、穴に入口および／または出口スロープを形成するための整形要素を含む。これらの手段は主として、所望の長手方向の分子配向を生成するための流れ案内を規定する役割を果たす。それらはまた、細いキャリアについて特に、キャリア内の剛毛の固定部の長さを増す。
【００６９】
通し穴および成形用チャネルは、長手方向および／または横方向のプロファイルを有し得る。長手方向のプロファイルは、対応してプロファイルが与えられた剛毛を生成する役割を果たし、また、剪断流れを改善する役割を果たす。通し穴に横方向のプロファイルを与えるのは、剛毛の基部における結合力を増すため、および、剛毛のプロファイルに対応した成形用チャネルの横方向のプロファイルを改善するためである。
【００７０】
成形用チャネルは、好ましくは、端部に向かって連続的に先細りする断面を有し、剛毛にそれらの長さに沿って変化する曲げ角度を与える。この構成は、金型から剛毛を取外す際にさらなる助けとなる。
【００７１】
成形用チャネルは、それらの端部に向かって連続的にまたは段階的に先細りし得、各ステップは、分子整合を助ける引っ張り流れを生じさせる。完成した剛毛は、階段状の輪郭を有する。
【００７２】
別の整形用キャビティが備えられるか、または、様々な方法でアクセス可能とされる。それらの例として、多部品の射出成形用金型や、それと協働する別の射出成形用金型がある。これは、完全なブラシ製品が多構成要素の射出成形用金型内に形成されるように、キャリアとともに、剛毛本体および選択的にハンドルまたはハンドル手段を押出すための成形用スペースを規定する。
【００７３】
特に好ましい実施例において、射出成形用金型の、成形用チャネルを有する部分は、平行の積層プレートを含み、うち隣接するプレート同士が１つの成形用チャネルまたは一連の成形用チャネルを形成する。この場合、それらのプレートは、金型から剛毛を取外すために互いに離すことが可能である。
【００７４】
非常に細長い剛毛は、対応して長く非常に断面の小さいチャネルを必要とするが、これらは、穿孔、腐食その他の従来の態様では作製することができない。射出成形用金型のこの発明に従った積層構造によれば、整形された各プレートが全体としての成形用チャネルの一部のみを形成することが可能である。これらの開いたチャネルは、整形研削、機械腐食研削、レーザリングその他の従来の金属処理方法を使用して、容易に生成することができる。対ごとの隣接する整形プレートの開いたチャネルは、協働して完全な整形チャネルを形成する。この積層構造では、金型からの剛毛の取外しを簡単にするために、射出成形用金型の一方側から開始して、個々の整形プレートを互いに対して僅かに変位することができる。間隔は僅か数μｍで十分である。
【００７５】
さらなる好ましい実施例では、射出成形用金型の、成形用チャネルを含む部分は、成形用チャネルとは横方向に積層されたプレートからなり、それらのプレートは、個別にまたはグループで、成形用チャネルの方向に沿っておよび／またはそれと交差する方向に沿って、変位することが可能である。
【００７６】
この実施例は、プレート間の分離面において成形用チャネルを換気するという実質的な利点を有し、それにより、高い射出速度で溶融液が浸透する間に、成形用チャネル内に含まれる空気をいくつかの場所において容易に排気することが可能となる。この場合、成形用チャネルの端部に、剛毛端部の形状に影響を与えるであろう換気用開口部を別個に設ける必要がない。この設計はさらに、成形用チャネルの端部におけるプレートから開始して、複数プレートを連続的に変位することにより、剛毛の長さにわたった金型の取外しが可能になるという、さらなる利点を有し、それにより、金型の取外し中に剛毛にかかる力が、局所的なままではあるものの、減じられるようになる。
【００７７】
プレートのこの積層構造とそれらプレートの変位とを利用して、射出された剛毛を、選択的に剛毛のある領域に限定して、段階的に伸張することもまた可能である。
【００７８】
プレートの横方向の変位は、それらを表面付近で伸張することによって剛毛を曲げるのに使用することができる。交番曲げにより、剛毛内には予備の可撓性がある程度生成され、それにより、それらの曲げ性質および、起立し続ける（曲げからの回復）能力が向上する。横方向の変位はまた、特に、成形用チャネルの端部を収めるプレートで、剛毛を切断するのに使用され得る。
【００７９】
この積層設計では、さらに、個々のプレート、特に成形用チャネルの端部を形成するプレートを交換することができる。このプレートは、成形用チャネルの端部において別の整形キャビティを有するプレートと置換えることができ、それにより、剛毛端部を変化させることが可能になる。特に、この端部プレートは、伸張を助けるために剛毛に突起部を形成するための整形キャビティを規定することもできる。その他のプレートもまた、剛毛の複数部分の形状を変化させるために交換可能である。
【００８０】
プロファイルを有する剛毛端部を金型から取外せるように、少なくとも、成形用チャネルの端部を形成するプレートが、複数の平行な積層セグメントからなる。うち隣接するセグメントが各々、１つの成形用チャネルまたは一連の成形用チャネルを形成し、それらセグメントは、金型から剛毛端部を取外すために分離することが可能である。
【００８１】
別の実施例に従えば、成形用チャネルを有する金型は、少なくとも部分的に、複数の同心の金型要素から構築され、それらは互いに対向する周縁部に沿って対応する同心構成の成型用チャネルを規定する。このように、剛毛は、束等の形状で配置することができ、それを剛毛ストックの複数部分にのみ限定することもできる。
【００８２】
この発明に従った方法および装置により、初めて、無制限の完全に自動的な製造が可能になる。半完成品は完全に除外され、完成品が在庫として残ることが実質的になくなる。キャリアおよびブラシの材料は、原料（プラスチック粒、染料および他の添加物）の貯蔵室から、好ましくは多構成要素の射出成形用機械へと転送される。剛毛は個別に製造されるのではなく、たとえば第２の処理ステップにおいて、射出装置内で製造される。設置制御システムは、ツールの一部または全体を交換するための自動化されたツール交換を含み得る。注文を受けたらすぐに作製を開始することができ、「ジャストインタイム」の製造および搬送が可能になる。
【００８３】
最後に、この発明は、キャリアと、その上に配置された、熱可塑性または熱弾性のプラスチック材料が射出されてできた剛毛とを含む、ブラシ製品に関する。これは、キャリアが少なくとも１つの穴であって、その深さの少なくとも一部分に沿って３ｍｍ以下の最小幅を有する穴を規定し、各穴がその軸を横断して３ｍｍ以下の最大広がりを有する１本の射出された剛毛を収め、この横方向の広がりと剛毛の長さとの比が、１：５以下、好ましくは１：１０から１：２５０以下であることを特徴とする。剛毛の断面は、有利に、通し穴の断面と対応するが、それよりも小さくてもよい。
【００８４】
さらに、剛毛の少なくとも一部は中空であってもよく、これら剛毛の自由端は開いていても閉じていてもよい。それらはまた、それらを充填しかつ好ましくは別のプラスチック材料でできたコア剛毛を取囲むことができる。
【００８５】
また、中空の剛毛は穿孔されてもよく、それが取囲むコア剛毛は、それら穿孔を介して係合して、剛毛の外側に突起部を形成することができる。それらは、より軟質のまたはより硬い材料からなるピン様の突起部であり得る。
【００８６】
さらなる実施例においては、剛毛の少なくとも一部が、指様の突起部を含む。それらは、剛毛単体の上に直接形成されるか、または、中空の剛毛については、対応の穿孔を通じてコア剛毛の材料を射出することによって形成される。
【００８７】
有利なことに、剛毛の少なくとも一部は、粒子および／または繊維が充填されたプラスチック材料を含む。剛毛は長手方向の分子配向によって自己補強されているが、繊維は主として、それら剛毛をさらに補強する。充填材としては、用途に応じて、たとえば剛毛表面に研削または研磨効果を与えるために、特定的な充填材が選択され得る。粒子はまた、着色顔料、有効な成分等であり得るが、特に、衛生上の効果または医療的な効果を有する粒子が好適であり、それらは、たとえば水分を加えることによって有効となる。
【００８８】
さらなる実施例に従えば、剛毛の少なくとも一部は、軸に実質的に平行に延びかつ分子配向とは横方向の２次的な結合力を減じる構造を有することができ、この場合、任意の機械的圧力下で、またはブラシ製品の使用時に、剛毛がそれらの構造に沿ってフラグ、指または他の形状に分裂する。
【００８９】
さらに、剛毛の少なくとも一部は、エネルギを伝導するプラスチック材料からできていてもよく、その場合、特に使用中に、剛毛の外側部分に電界または磁界が生成される。また、剛毛は、優先的にそのコア領域のみが、透明な、光を導くプラスチック材料でできていてもよい。背面からの光、特にレーザ光の結合により、その光は剛毛端部に搬送されて、光化学反応等を引き起こす。
【００９０】
この発明のさらなる実施例に従えば、キャリアは少なくとも１つの窪みを有する。各々の窪みから少なくとも１つの穴が延び、窪みは剛毛用のプラスチック材料で充填される。
【００９１】
窪みは、１つの連続した窪みであってもよく、複数のストリップまたは格子の形をした、複数の格子様の窪みであってもよい。それらは、剛毛の射出中に剛毛材料で充填され、そこから溶融液が通し穴を通じて射出されることにより、キャリアの背面に、剛毛のためのストリップまたは格子形状の支持構造が形成される。支持構造は、それらの構成および寸法付けに応じて、固くてもよいし可撓性を有してもよい。
【００９２】
支持部および／または剛毛は、キャリアおよび剛毛に対する異なる要件に合致した異なるプラスチック材料からなってよい。
【００９３】
キャリアの少なくとも複数部分は、複数の層を有し得、特に、少なくとも部分的に、可撓性および／またはゴム弾性のプラスチック材料でできていてもよい。この場合、ブラッシングされる面に対する適合が可能になる。
【００９４】
剛毛およびキャリアは互いに隙間なく接合されるので、ブラシ製品は衛生上、最も厳格な要件を満たすことができ、剛毛および／またはキャリアが抗菌特性を有するプラスチックを含む場合には、さらに強化される。
【００９５】
以下に、この発明を、図示した複数の実施例を参照して説明する。図中、図１から図４は先行技術を示す。
【００９６】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、ブラシ製品の部分的な断面図であり、たとえば、射出成形によって一個体として従来製造された（たとえば、ＵＳ  ５  ９２６  ９００）歯ブラシの頭部領域のあるセクションである。これは、キャリア１と、キャリアからそれらの自由端に向かって円錐状に延びる「ボルト」または「ピン」の形の平行な剛毛様の作業用要素とを含む。支持部および作業用要素は、完成したブラシ製品に対応するキャビティを有する射出成形用金型内で製造される。矢印３に従ったプラスチック溶融液の供給中に、支持部を形成するキャビティの部分がまず充填され、その後、作業用要素２のための成形用チャネルが充填され、大きな直径、および比較的大きな直径と長さとの比を有する作業用要素が製造される。溶融液中のポリマー分子は、キャリア４の領域内に実質的に残る、不規則で、ノットのある構造を有する。遷移領域５で示されるように、分子鎖は、断面の縮小のために、それらが作業用要素２のための成形用チャネルに入ると、ある程度は長手方向に配向される。壁面摩擦により、さらなる溶融液経路に沿った剪断流れが生じ、これはまた、少なくともボルト様の作業用要素の表面付近の外側領域において、ある特定の度合いの分子配向を生じさせる。長手方向の配向の程度は、清掃用要素の曲げ回復、曲げ疲れ強さ、および曲げ弾性の決め手となる。図２で示されるように、作業用要素２の最も弱い点は、キャリア４への遷移領域５である。なぜならば、分子配向は、全く不充分であり、さらに、実質的にさらなる長さに沿った表面付近でしか生成されないためである。
【００９７】
図３および図４の発明の方法に従うと、キャリア６がまず形状付けられ、紡糸口金の様態で通し穴７が形成される。理想的には、これらの通し穴は、紡糸技術で用いられるノズル形状を有する。しかし、これらはより簡素なジオメトリを有して、紡糸プロセスのように、穴の中で始まる長手方向の分子配向による自己補強という主な目的を達成してもよい。
【００９８】
図示される実施例のキャリア６は、その後側上で窪み８を含み、ここから通し穴７が延びる。剛毛９のためのプラスチック溶融液が、矢印３で示される射出側から窪み８へと射出され、同時に、通し穴７を通して、以下で説明される射出成形用金型の成形用チャネル（図示せず）へと射出される。特に図４で示されるように、剛毛９は、窪み８を充填するプラスチック材料１０と均一に結合される。通し穴は、紡糸口金と同様に形状づけられるため、配向されていない分子１１は、それらが穴７に入るとき、まず予め配向され、それらがキャリア６を出るまでずっと、さらなる溶融液経路全体にわたって剛毛９の長手方向にほぼ完全に延ばされる。（分子配向による）関連の自己補強によって、押出または延伸モノフィラメントによってのみ示される特性と同様の特性が剛毛９に与えられる。
【００９９】
図５は完全なキャリア６を示す。これは、ブラシ体またはその少なくとも一部を形成し得るため、対応する輪郭を有する。これには、ブラシの、完成された剛毛ストックに対応するいくつかの通し穴７が設けられ、これらの各々は、１つの剛毛を形成するように設計されている。通し穴は、紡糸口金のように形成される（図６が理想的なケースを示す）。紡糸技術用語を用いると、プラスチック溶融液は、窪み８内にいわゆる溶融液クッション１２を生成し、これは、円錐形に変化しているセクション１３の形の挿入漏斗につながる。この挿入漏斗は、円筒形断面の（剪断区域とも呼ばれる）ガイド経路１４につながり、これは、円錐遷移区域１５を介して、減じられた断面を備えた、いわゆる平滑経路１６へとつながる。平滑経路の直径と長さとの比は、１：１と１：６との間にある。この形状の穴７によって、剛毛９内の分子の最適な長手方向の配向および伸長が得られる。
【０１００】
剛毛様の構造を得るためには、たとえば、平滑経路１６に沿った、通し穴７の最小幅は、≦３ｍｍであるべきである。剛毛の長さと穴７の最小断面との間の比は、≦１：５、好ましくは≦１：１０であるべきであり、この比は１：２５０までであり得る。その直径までテーパがつけられる入口領域を備え、さらには直径と長さとの比が１：４である平滑経路１６のみを実質的に有する穴が、溶融液流れの壁面摩擦および射出速度の増大につながって、剛毛の優れた自己補強が結果として得られることが、実験により示された。より大きな直径と長さとの比、たとえば１：１によって、より薄く、特に、より可撓性のあるキャリアの使用が容易になる。
【０１０１】
図６に従った穴７の構成では、入口漏斗の入口直径８．５ｍｍおよび平滑経路の直径０．５ｍｍが、係数２８．５だけ溶融液の流速を増大させる。速度が速いほど、速度分布はより急峻であり、剪断力はより顕著であって、円錐遷移によってさらに大きくなる。
【０１０２】
図６に従った溶融液クッション１２は、従来の紡糸工程での溶融液供給として働く。この発明では、これはまた剛毛９の射出の間の溶融液リザーブであり、さらなる分配機能として働く。さらに、適宜、従来の射出圧力に応答して、さらなる溶融液が通し穴７および下流の成形用チャネルへと供給されて、完全な形状に充填される。この溶融液クッションはまた、剛毛９がキャリアと一体化される射出の後の完成されたブラシ製品の構造部を形成し、図３に示すような層状構造を形成する。代替的には、窪み８はキャリア６に沿って細分されて、平行なブリッジまたは格子が形成される。これに剛毛９が接続される。格子の場合には、これは交差する点に接続される。
【０１０３】
図７は、ブラシの実施例の概略的な図を示す。図３および図５と同様に、キャリア６は、実質的にプレート形状であり、通し穴７が設けられ、ここを通して剛毛９が射出される。キャリア６の後側は、剛毛９のプラスチック材料で充填され、機械的に、または射出成形によってのいずれかで、ほうき体１７に接続される。ほうき体１７は、キャリア６の縁を取囲み、ほうきハンドルのための中央ハンドルケーシング１８を有する。図８に従った実施例は、図７のそれと実質的に対応するが、ハンドルケーシング１９は、剛毛９と同じプラスチック材料から構成され、それとともに一個体で射出される。
【０１０４】
図９は、まつげブラシ（マスカラブラシ）の一部を示す。キャリア２０は、実質的に管の形状を有し、丸み付けられた端部で閉じられている。管形状のキャリア２０は、紡糸口金として形状付けられる狭い通し穴２１を含む（図１０）。剛毛のための溶融液が、管形状のキャリア２０へと射出され、通し穴２１を通って射出成形用金型の成形用チャネル（図示せず）へと通され、密に間隔があけられた薄い剛毛９が形成される。管形状のキャリアは、プラスチック溶融液で完全に充填されて、管形状のキャリア２０を補強するための円筒コア２１が作られる。キャリア２０および／またはコア２１は、図９の右側でハンドルを同時に形成し得る。
【０１０５】
図１１の実施例のキャリア２２は、実質的に放射状に延びる通し穴７を有する丸みが付けられた端部を備えた短い円筒である。通し穴は、１：１のオーダの直径／長さ比を有する。この場合にも、剛毛９のためのプラスチック溶融液は、内側から供給され、通し穴７を介して外へと通されて剛毛９が形成される。個別の剛毛２３はまた、たとえば液状の媒体を導くために中空であってもよい。この場合、射出成形用金型（図示せず）には、剛毛９のための成形用チャネルの間で変位可能なピンが設けられ、これらは、剛毛２３の中空スペースを形成し、剛毛９の射出後に除去される。さらなるピンを用いて剛毛の間に通し穴を設け、剛毛の間で媒体を供給することもできる。キャリア２２の内側上でプラスチック溶融液によって形成される内側コーティング２４は、部分的に円筒形であるキャリア２２を補強する。その内側スペースは、さらなるプラスチック材料で完全にまたは部分的に充填され得る。そのために用いられるプラスチック溶融液はまた、任意で、中空剛毛２３のための充填材として働いてもよく、また任意で、そこを通して射出されて中空剛毛２３の開口部から出て、別の材料の剛毛延在部を形成し得る。図１１に従った実施例は、たとえば、トイレブラシに好適である。球状のキャリア上に１つの射出点のみを備えた球状のブラシも、同様の態様で製造され得る。
【０１０６】
図１２は、たとえば、射出または吹込成形を用いて一個体で製造されるブラシケーシング２５およびハンドル２６を備える平坦なブラシを概略的に示す。ケーシング２５の端面は、中空スペース２７から延び、かつ紡糸口金のように形状付けられる通し穴を有する。ブラシ剛毛９のためのプラスチック溶融液は、１つまたは２つの射出点を介して中空スペース２７へと射出される。溶融液は、通し穴７を通って射出成形用金型の成形用チャネル（図示せず）へと通され、剛毛９が形成される。同時に、このプラスチック溶融液はコア２８を形成し、これは、中空スペース２７を充填し、ケーシング２５を補強し、さらにはハンドル領域を形成する。この補強部は、吹込成形された(blown)ブラシ体にとって特に重要である。
【０１０７】
図１３は、実質的に方形のハンドブラシまたは支持部、したがってペイント用ブラシの頭部でもあり得るものを示す。ここでのキャリア６は、予め製作されたフレームであって、これは、１つの側では開放されており、閉じられた側上では通し穴７を有する。剛毛ストックは、わかりやすくするために、図１３において陰影が付けられた外側の剛毛フィールド２９および内側の剛毛フィールド３０から構成される。１ステップまたは２ステップ射出成形プロセスでは、第１のプラスチック溶融液が、剛毛フィールド２９内にある通し穴７を介して射出され、別のプラスチック溶融液が、第２の剛毛フィールド３０内にある通し穴７を介して射出されて異なる機械的および／または物理的特性を備えた剛毛３１または３２が作られる。外側の剛毛３１は、（図１５の拡大スケール上で示される）内側の剛毛３２よりもより大きな直径を有し得る。それらはまた、異なる充填材または色を有し得る。
【０１０８】
図１６から図１９は、通し穴７を備えるキャリア６の異なる構造的な実施例を示し、寸法はミリメートルで与えられる。これらの寸法により、特に顕著な紡糸口金効果が得られ、図６に関連して用いられる用語は、紡糸技術において特徴的である。図１６から図１９に従ったすべての実施例の挿入漏斗および遷移区域は、６０°の円錐角を有する。挿入漏斗の開口部直径および遷移区域の入口直径、したがって、剪断区域ともに呼ばれるガイド経路の直径は、各々の場合において０．６ｍｍである。４つのすべての場合において、溶融液クッションの厚みは０．５ｍｍであり、平滑経路の直径は０．２ｍｍである。通し穴７は、異なるガイド経路および平滑経路の長さを有する。これらは、それぞれ、図１６では１．８ｍｍおよび０．８８ｍｍであり、図１７では１．６ｍｍおよび１．０ｍｍであり、図１８では１．４ｍｍおよび１．２ｍｍであり、図１９では０．６ｍｍおよび２．０ｍｍである。溶融液の長手方向の分子配向は、特に、壁面摩擦のために剪断流れが大きいガイド経路および平滑経路の長さによってもたらされる。
【０１０９】
図２０および図２１は、歯ブラシハンドル３４（詳細に図示せず）とともに一個体で射出され得る歯ブラシ頭部３３を示す。歯ブラシ頭部３３は、ハンドルに近い部分３５と、そこから離れた前方部３６とを含み、これらの両方は剛毛のためのキャリアを形成し、前方部３６は、より軟質の、たとえば、ゴム弾性プラスチック材料から射出される。２つの部分３５および３６は、それらの後側上に窪みを有し、その中へと剛毛のためのプラスチック溶融液が射出される。剛毛ストックの前方頭部分３６は、束３７を含み、その各々は別個の剛毛から形成され、ハンドル付近の部分３５は、密に近接した別個の剛毛３８を含む。キャリアを形成するブラシ頭部の部分３５および３６は、任意で窪みが作られた後側で射出されるプラスチック溶融液に形状を付けるための通し穴７を有する。束３７を形成する剛毛および密に隣接した剛毛３８は、異なる特性および色等を有するプラスチック材料から構成され得る。
【０１１０】
図２２および図２３は、歯ブラシ頭部を示す。図２０および図２１と比較した場合の違いのみが示される。この場合、前方部３６も束３９を含むが、これらを製造するための通し穴７は、異なった設計を有する。図２３で示されるように、単一の穴を用いて束が形成される。図２４は、拡大スケールでのこれらの通し穴の断面を示す。これらは、挿入漏斗４０、ガイド経路４１、および遷移区域４２を有し、これは、いくつかの隣接した平滑経路４３につながる。平滑経路４３の数は、束３９（図２２および図２３）内の剛毛の数に対応する。束３９内の別個の剛毛４４は、異なった長さを有して、端部が傾斜または湾曲した外被面上にくるようにされてもよい（図２３参照）。端部には、正確に丸みがつけられる。
【０１１１】
上述の実施例では、通し穴７の形状は、紡糸口金の大きさと実質的に一致している。分子配向効果は既に、図１１、図２５から図２９、および図３１で示されるような通し穴のより簡素な断面設計で達成され得る。図２５に従うと、キャリア６は穴７を有し、これは、窪み８を挿入漏斗に対応する円錐状に狭窄したセクション４５に結合し、実質的に円筒形で、さらには任意でわずかに円錐状のセクション４６がこれに続き、これはキャリア上のカラー４７につながり、より長い剪断区域が作られる。同時に、分子配向がまだ生じていないか、または十分に生じていない剛毛９の領域４８は、キャリア６のカラー４７内で覆われる。図２６に従った実施例は、以下の点で図２５と異なる。すなわち、キャリアが、窪み８へと延びるカラー４９を有する点で異なり、一方で、図２７は外側のカラー４７または内側のカラー４９を示し、図２８の内側のカラー５０は、さらなる挿入漏斗５１を有する。最終的に、図２９の実施例は、図２８に関して以下の点で変更される。すなわち、キャリア６は、内方向にテーパを持つ外側のカラー５２を有してプラスチック溶融液のさらなる閉じ込めが作られる点で、変更されている。
【０１１２】
図３０は、同じ形状を有するキャリア６上の通し穴７から結果として得られる剛毛の異なる実施例、つまり、平滑な壁を備えた円錐状に延びる剛毛５４、不規則な長手方向のプロファイルを備える剛毛５５、均一な長手方向のプロファイルを備える剛毛５６、および段がついた、テーパを持つ剛毛５７を示す。これらは、以下で説明されるように、層状のプレートを用いて射出成形によって製造され得る。
【０１１３】
図３１および図３２は、上述のように、通し穴７および窪み８を備えるキャリア６を示し、射出される剛毛は、閉じられた端部５９を備える中空剛毛５８として、または開口された端部６１を備える中空剛毛６０として形成される。中空スペース６２または６３は、射出側に変位可能な整形ピン（図示せず）を配置し、これらを通し穴および成形用チャネル（図示せず）を通して導入して剛毛を押出すことによって得られる。窪み８へと射出される剛毛５８または６０のためのプラスチック溶融液は、成形用チャネルと挿入されたピンとの間で通し穴７を通して環状に射出され、成形用チャネルの内壁上および整形ピンの壁上の長手方向の配向は、長手方向の分子配向による自己補強が中空剛毛の全断面および長さにわたって保証されるように、壁面摩擦および増大した溶融液スピードによってもたらされる。
【０１１４】
図３３から図３５は、多構成要素射出成形用金型の一部７０を概略的に示し、この部分は剛毛のための成形用チャネル７１を含み、これらの各々は、完成したブラシ製品の剛毛ストック内の剛毛の構成に対応するように配置される。図の上部は、半円断面を有する成形用チャネル７２を示し、中央部は、方形断面を備えた成形用チャネル７３を示し、下部は、円形断面を備えた成形用チャネル７４を示す。射出成形用金型７０は、成形用チャネルに平行に、層状にされたプレートを含み、これらの近接するプレート７５および７６は、各成形用チャネルの一部を形成する。成形用チャネル７１の断面がより小さく、長さがより長い場合には、これは成形用チャネルの方向への除去を困難にするのだが、プレート７５および７６は両矢印の方向にわずかに変位させられ得る。
【０１１５】
図３６は、多構成要素射出成形用金型を備えた射出成形用金型ユニット７７を示し、その通常は静止している部分７８は、剛毛のプラスチック溶融液のための供給チャネル７９と、通し穴を備えた予め製作されたキャリア６が、挿入されるか、または射出によって直接製造される成形用スペース８０とを有する。さらなる変位可能な部分８１は、剛毛を形成するための成形用チャネル７１を有する。最終的に示される実施例は、キャビティ８３を備えた第３の部分８２を含み、ここへと、供給チャネル７９を介してキャリア６の通し穴（図示せず）を通って成形用チャネル７１へと射出された溶融液が入り、このキャビティが充填され、プレート様のアバットメント８４が形成される。図３７は、射出成形用金型ユニット７７の部分７８と８１との間の金型分離面の領域の詳細を示す。射出成形後、剛毛９が伸長し、より向上した分子鎖の長手方向の配向を有する剛毛８５が作られるように、剛毛９の端部を接続するプレート形状のアバットメント８４を備えた部分８２がまず矢印方向に変位させられる。伸長は、射出成形直後に行なわれ得るか、またはプラスチック材料、および成形用チャネルのジオメトリ寸法、つまり、製造される剛毛ジオメトリに応じたある特定の時間の後に行なわれ得る。
【０１１６】
図４０から図４９は、射出成形用金型８６を示し、これは、成形用チャネル７１の軸に対して横方向で層状にされた個別のプレート８７からなる成形用チャネル７１と、端部プレート８８とを有し、プレート８７の各々は、成形用チャネル７１の長手方向のセクションを構成する。端部プレート８８は、剛毛の端部を形成する。プラスチック溶融液は、それが端部プレート８８に達するまで、キャリア６の通し穴７を介して成形用チャネル７１へと射出される。金型分離面における従来の射出成形から公知であるように、プレート８７の間の分離面では通風が起こり得る。プレート８７および８８は、別個に、または図４１および図４２で示されるようにグループで、キャリア６または射出成形用金型の静止部を中心にして変位され得る。これは、１つのステップで行なわれ得る（図４１参照）。しかし、好ましくは、端部プレート８８がまず除去され、任意で、端部プレート８８はそのあとに直接続くプレート８７とともに除去され、剛毛９は、まずそれらの端部領域で除去され、その後、それらの残った長さに沿って除去される。
【０１１７】
図４１の両矢印で示されるように、プレート８７および８８は、成形用チャネル７１に対して横方向に振動様態で変位させられてもよく、または回転させられてもよく、剛毛はキャリア６に関する交番曲げ荷重の影響を受け、これは、曲げ位置での剛毛面付近の自己補強につながって、剛毛の可撓性および曲げ回復がさらに向上される。
【０１１８】
端部プレート８８は好ましくは交換可能であって、伸長部のためのアバットメントまたは剛毛９上の異なった輪郭のいずれかを形成する。図４３は、丸みがつけられた拡大部８９を有する、このような端部プレート８８を示し、剛毛９上で、たとえば丸い頭部が形成される。剛毛を除去するためには、図３３から図３５に関連して説明されたように、この端部プレート８８は、成形用チャネルと平行にセグメントに分けられる。丸みづけられた頭部９０が、後に除去されるべき剛毛９を伸長するための単なるアバットメントにすぎないのであれば、これは、端部プレート８８の横方向の変位によってもたらされ得るが、その時これは切断プレートとして機能する。
【０１１９】
図４４は、端部プレート８８の別の実施例を示す。これも丸みづけられた拡大部９１を有し、これらは、それらの射出側上で長手方向のプロファイル９２を有する。金型の除去のために、端部プレート８８がまず除去され、丸みづけられた拡大部９１内で形成される頭部は、剛毛と平行になるように作り直され、同時に長手方向のプロファイル９３が提供される。図４１および図４２に関連して説明された様態の金型除去が引き続いて行なわれる。
【０１２０】
図４６および図４７は、端部プレート８８のさらなる別の実施例を示し、これは、さらに円錐状にテーパをつけられたセクション９４と後続の拡大部９５とを有し、射出された剛毛９は、初めは狭窄していて、後に厚みを増す端部を含むようにされている。端部プレート８８の除去によって、剛毛の前方部のみが図４７で示すように伸長され、その直径が減じられ、製造された剛毛が他の領域よりも前方領域９６においてより薄くなり、しかしながら、さらなる伸長によって高い曲げ疲れ強さを有するようにされる。端部プレート８８はまたセグメントに分けられて、剛毛の厚みが増した端部９７が除去される。厚みを増した端部９７が伸長部のためのアバットメントとして働くだけならば、それらは後に分離される。この場合にも、端部プレート８８の振動横方向運動によって、領域９６への遷移部における減じられた剛毛断面の領域で交番曲げ荷重が導入されて、さらなる可撓性が提供され得る。
【０１２１】
図４８および図４９は、いわゆるフィンガー剛毛を製造するための射出成形用金型８６を示す。この場合、各成形用チャネル７１のプレート８７の端部プレート８８は、より小さな断面のいくつかの成形用チャネル９８を有し、これらは、端部プレート８８と次のプレート８７との間の分離面から円錐状にテーパを持ち、任意で端部において小さな拡大部が設けられる。除去のためには、端部プレート８８はまず変位させられ、成形用チャネル９８内にあるプラスチックの塊は所定の大きさにされ、伸長される。別個の剛毛９の各々は、その端部において指様の延在部９９を含む。
【０１２２】
図５０で示されるように、剛毛９がキャリア６に対して垂直に延びるように、射出成形用金型８６内の成形用チャネル７１は、キャリア６内の通し穴７と整合され得る。成形用チャネルはまた、通し穴７に対してある角度でキャリア６上で配置されて対応する角度で延びる剛毛１００が製造され得る。図５１は、キャリア６が、ある角度で配置された剛毛１０１と、対応する成形用チャネル内での曲げによって形成された曲げられた剛毛１０２とを含む実施例を示す。
【０１２３】
最終的に、図５２から図５４は、この発明の方法に従って製造され得る複合剛毛のいくつかの実施例を示す。図５２は、中空剛毛１０４およびコア剛毛１０５から形成される複合剛毛１０３を示す。図３１および図３２に関連して説明されたように、中空剛毛１０４は、溶融液の環状ガイドを通して、キャリア６の通し穴７を介して射出され得る。次に、コア剛毛１０５が中空コアへと射出される。この実施例では、中空剛毛１０５は穿孔１０６を含み、これを通してコア剛毛１０５のプラスチック材料が外側へと通されて突起部１０７が形成される。図５３に従った複合剛毛１０３は、中空剛毛１０４およびコア剛毛１０５から構成され、射出方向に延びる中空剛毛１０４上の穿孔１０８を備え、これを通してコア剛毛１０５の溶融液が押出されて指様の突起部１０９が形成される。
【０１２４】
図５４に従った実施例では、複合剛毛１０３は、中空剛毛１０４およびコア剛毛１０５から構成され、中空剛毛はその端部において穿孔１１０を含み、これを通してコア剛毛１０５の溶融液が押出されて指様の突起部１１１が形成される。
【０１２５】
図５５から図６２は、断面および長手方向セクションでの射出成形用金型の同心金型要素１４０の異なる実施例を示す。図５５は、たとえば軸に平行にチャネルが作られた、プロファイルを有するコア金型１１２と、中空の円筒形の環状金型１１３とを示し、これは、これらが互いに向かい合う周辺部で成形用チャネル１１４を規定する。図５９は、関連の長手方向セクションを示す。図５６に従った金型要素１４０は、コア金型１１６および環状金型１１５から構成され、これらが向かい合う両方の面では長手方向にチャネルが作られて、円形断面を有する中間成形用チャネル１１７が規定される。図５７および図６１と、図５８および図６２とは、複数の同心配置を有して同心構成の成形用チャネル１１４および１１７を作る金型要素１４０を示す。図３６から図４２に従った、独立した射出成形用金型または射出成形用金型の一部を構成し得るこれらの金型要素１４０を用いて、束にされた構成の剛毛を製造することもできる。これらの境を接する構成要素１１２および１１３は好ましくは、溶融液がキャリアの通し穴を通って成形用チャネル１１４および１１７へと射出された後に、互いと相対的に軸方向に変位可能であって、たとえば内側から外側へと連続的に変位可能であって、金型から剛毛が除去され得る。
【０１２６】
図６３から図６８は、複合剛毛のさらなる変更例を示す。図６３に従った複合剛毛１０３は、上で複合剛毛に関して説明されたように、異なるプラスチック材料から、または充填材入りの、または充填材入りでないプラスチック材料から作られ得る薄いジャケット１２０および塊状のコア１１９から構成される。薄いジャケット１２０は、コア１１９がさらなる摩耗にさらされると、コア１１９の摩耗を示すことができる。
【０１２７】
図６４に従った複合剛毛１０３は、図６１のそれよりも厚いジャケット１２２およびコア１２１から構成され、三重の複合剛毛１１８は、コア１２３、中間層１２４、およびジャケット１２５から構成される。
【０１２８】
コアおよび覆っている剛毛の断面は必ずしも円形でなくてもよい。図６６は、三角形コア１２６と、それを円形形状にするジャケット１２７とを備えた複合剛毛１０３を示し、図６７は、方形カバー１２９に対して斜めに配向されたコア１２８を有する、三角形の断面を備えた複合剛毛１０３を示す。図６８は、十字形状のコア１３０が第２の構成要素１３１の周辺部にまで延び、それ以外の場合には第２の構成要素１３１が十字形状の部分を満たす、長手方向のプロファイルを備えた複合剛毛１０３を示す。コア１３０およびカバー１３１のためのプラスチック材料の異なる硬さおよび／または異なる充填材により、十字形状のコアの露出端部上でより硬い作業面が作られる。最後に、図６９は、複合剛毛１０３であって、この２次的な結合力は、組込まれた境の層１３２によって減じられる複合剛毛１０３を示す。これらは、剛毛が扇形の形状のフィンガーに分かれるように、使用中に、または任意で機械的な力によって、減じられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の様態で一個体として射出される、キャリアおよび剛毛ユニットの部分的な断面図である。
【図２】  図１の詳細部ＩＩの拡大図である。
【図３】  この発明に従って製造されるブラシ製品の第１の実施例の図１の断面に対応する部分的な断面を示す図である。
【図４】  図３の詳細部ＩＶの拡大図である。
【図５】  剛毛の取付前の剛毛キャリアの長手方向セクションを示す図である。
【図６】  剛毛の射出後の、図５の詳細部ＶＩの拡大図である。
【図７】  ほうきの形の実施例の長手方向セクションを示す図である。
【図８】  図７に対応する別の実施例の長手方向セクションを示す図である。
【図９】  円筒形ブラシの部分的な断面図である。
【図１０】  図９の詳細部Ｘの拡大図である。
【図１１】  ブラシ頭部の部分的なセクションを示す図である。
【図１２】  平坦なブラシの部分的な図である。
【図１３】  方形のブラシの剛毛ストックの概略的な上面図である。
【図１４】  図１３のセクションＸＩＶ−ＸＩＶを示す図である。
【図１５】  図１４の詳細部ＸＶの拡大図である。
【図１６】  異なったジオメトリ形状の穴を備えたキャリアの部分的なセクションを示す図である。
【図１７】  異なったジオメトリ形状の穴を備えたキャリアの部分的なセクションを示す図である。
【図１８】  異なったジオメトリ形状の穴を備えたキャリアの部分的なセクションを示す図である。
【図１９】  異なったジオメトリ形状の穴を備えたキャリアの部分的なセクションを示す図である。
【図２０】  歯ブラシの頭部の剛毛ストックの上面図である。
【図２１】  図２０に従った歯ブラシ頭部の長手方向のセクションＸＸＩ−ＸＸＩを示す図である。
【図２２】  歯ブラシ頭部の剛毛支持部の別の実施例の上面図である。
【図２３】  図２２に従った歯ブラシ頭部の長手方向のセクションを示す図である。
【図２４】  剛毛を射出する前の図２３の詳細部ＸＸＩＶの拡大図である。
【図２５】  異なる穴の実施例における、射出された剛毛を備えるキャリアの部分的な断面図である。
【図２６】  異なる穴の実施例における、射出された剛毛を備えるキャリアの部分的な断面図である。
【図２７】  異なる穴の実施例における、射出された剛毛を備えるキャリアの部分的な断面図である。
【図２８】  異なる穴の実施例における、射出された剛毛を備えるキャリアの部分的な断面図である。
【図２９】  異なる穴の実施例における、射出された剛毛を備えるキャリアの部分的な断面図である。
【図３０】  異なる設計の剛毛を備えるキャリアの部分的な断面図である。
【図３１】  射出された中空剛毛を備えるキャリアの部分的な断面図である。
【図３２】  別の実施例の剛毛を備える、図３１に従った部分的な断面図である。
【図３３】  異なる実施例の成形用チャネルを備えた射出成形用金型の射出側の概略図である。
【図３４】  図３３に従った部分的な断面ＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶを示す図である。
【図３５】  図３３に従った射出成形用金型の一部を示す概略的な斜視図である。
【図３６】  射出段階での多構成要素射出成形用金型ユニットのセクションを示す図である。
【図３７】  図３６の詳細部ＸＸＸＶＩＩの拡大図である。
【図３８】  射出段階の後で、かつ剛毛が伸長されている間の、図３６に従った射出成形用金型ユニットを示す図である。
【図３９】  図３８の詳細部ＸＸＸＩＸの拡大図である。
【図４０】  各射出段階における成形用チャネルを備えた射出成形用金型のセクションを示す図である。
【図４１】  除去の最中の、図４０に従った射出成形用金型を示す図である。
【図４２】  段階的な除去の最中の、図４０に従った射出成形用金型を示す図である。
【図４３】  射出段階における、図４０に従った射出成形用金型の別の実施例を示す図である。
【図４４】  第１の除去段階における、図４３に従った射出成形用金型を示す図である。
【図４５】  さらなる除去段階における、図４３に従った射出成形用金型を示す図である。
【図４６】  射出段階における射出成形用金型のさらなる実施例を示す図である。
【図４７】  剛毛が伸長されている間の、図４６に従った射出成形用金型を示す図である。
【図４８】  射出段階における成形用チャネルを備えた射出成形用金型のさらなる実施例を示す図である。
【図４９】  剛毛を伸長している間の、図４８に従った射出成形用金型を示す図である。
【図５０】  射出された剛毛を備えるキャリアの部分的なセクションを示す図である。
【図５１】  射出された剛毛を備えるキャリアの部分的な断面図である。
【図５２】  ２構成要素の剛毛の長手方向のセクションを示す図である。
【図５３】  別の実施例での２構成要素の剛毛の図５２に従った長手方向のセクションを示す図である。
【図５４】  ２構成要素の剛毛の第３の実施例を示す図である。
【図５５】  射出成形用金型の整形要素の断面での異なる実施例を示す図である。
【図５６】  射出成形用金型の整形要素の断面での異なる実施例を示す図である。
【図５７】  射出成形用金型の整形要素の断面での異なる実施例を示す図である。
【図５８】  射出成形用金型の整形要素の断面での異なる実施例を示す図である。
【図５９】  図５５に従った金型要素の部分的な長手方向のセクションを示す図である。
【図６０】  図５６に従った金型要素の部分的な長手方向のセクションを示す図である。
【図６１】  図５７に従った金型要素の部分的な長手方向のセクションを示す図である。
【図６２】  図５８に従った金型要素の部分的な長手方向のセクションを示す図である。
【図６３】  多構成要素剛毛の他の実施例の異なる断面を示す図である。
【図６４】  多構成要素剛毛の他の実施例の異なる断面を示す図である。
【図６５】  多構成要素剛毛の他の実施例の異なる断面を示す図である。
【図６６】  多構成要素剛毛の他の実施例の異なる断面を示す図である。
【図６７】  多構成要素剛毛の他の実施例の異なる断面を示す図である。
【図６８】  多構成要素剛毛の他の実施例の異なる断面を示す図である。
【図６９】  割くことのできる剛毛の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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