相关申请的交叉引用
本申请要求2018年8月31日提交的美国专利申请no.16/118,893的权益，其全部内容通过引用的方式并入本文。
技术实现要素：
提供发明内容以简化形式介绍概念的选择，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。该发明内容不旨在辨识所要求保护的主题的关键特征，也不旨在用作辅助确定所要求保护的主题的范围。
在一个方面中，本发明提供了一种用于涂抹制剂的刷子，该刷子具有：芯部，该芯部具有外表面和纵向轴线；多个刷毛圈，该多个刷毛圈从芯部突出并沿着纵向轴线间隔开，每个刷毛圈具有在芯部的外表面的周围沿径向间隔开的至少6根刷毛；和高密度区域，该高密度区域覆盖芯部外表面的至少一部分，该高密度区域具有沿着纵向轴线所测量的沿着芯部的外表面每0.5mm长度13至31根完整刷毛的等效的360度线性刷毛密度，以及芯部的外表面的每平方毫米面积3至5根刷毛的表面刷毛密度。
在一个方面中，在第一刷毛圈和第二刷毛圈的最接近表面之间沿纵向轴线进行测量，第一刷毛圈和第二刷毛圈可间隔开0.1mm至0.3mm。第一刷毛圈和第二刷毛圈可间隔开0.15mm至0.25mm。第一刷毛圈和第二刷毛圈中的一个的每根刷毛可具有0.125mm至0.175mm的直径。
在一个方面中，刷子的任何部分均可具有不超过芯部的外表面的每平方毫米面积5根完整刷毛的表面刷毛密度。
在一个方面中，高密度区域可以绕纵向轴线跨越芯部的外表面的1至90度的扇形延伸。
在一个方面中，高密度区域可沿着芯部的外表面的10mm至50mm的轴向长度延伸。
在一个方面中，高密度区域中的至少一个刷毛圈可包括第一刷毛长度和第二刷毛长度。至少一个刷毛圈还可包括第三刷毛长度。
在一个方面中，在单个刷毛圈内，至多四根刷毛具有相同的刷毛长度。
在一个方面中，第一刷毛长度和第二刷毛长度之间的差可以为至少1mm。
在一个方面中，芯部可以具有导致在多个刷毛圈的至少一个圈内的第一刷毛长度和第二刷毛长度的横截面形状。在一个方面中，芯部的横截面形状可导致第三刷毛长度。
在一个方面中，芯部可包括形成在芯部的外表面中的第一凹槽，第一凹槽配置成保持制剂。第一凹槽可沿着芯部在基本上平行于纵向轴线的方向上延伸。芯部可包括第二凹槽，第二凹槽位于芯部的与第一凹槽相对的一侧。芯部可具有沙漏形的横截面形状。
在一个方面中，本发明提供了一种用于最佳地涂抹制剂的系统，该系统包括存储在容器中的制剂，固定在容器中的擦拭部，以及可拆卸地固定在容器中的如上所述的刷子。
在一个方面中，本发明提供了一种用于保持制剂的刷子，该刷子包括：芯部，芯部具有外表面、纵向轴线、非圆柱形横截面形状以及形成在外表面中或由外表面形成的第一凹槽，第一凹槽被配置成保持制剂；和多个刷毛圈，多个刷毛圈从芯部突出并沿纵向轴线间隔开，每个刷毛圈具有围绕芯部的外表面径向间隔开的多根刷毛，其中，芯部的横截面形状导致在多个刷毛圈的至少一个圈内的第一刷毛长度、第二刷毛长度和第三刷毛长度。
在一个方面中，多个刷毛圈可具有沿着纵向轴线所测量的沿着芯部的外表面每0.5mm长度13至31根完整刷毛的等效360度刷毛密度，并且具有芯部的外表面每平方毫米面积3至5根刷毛的表面刷毛密度。
在一个方面中，在单个刷毛圈中的任意两个连续的刷毛具有不同的刷毛长度。
在一个方面中，第一凹槽可以沿着芯部在基本上平行于纵向轴线的方向上延伸。
在一个方面中，芯部可以包括第二凹槽，第二凹槽位于芯部的与第一凹槽相对的一侧。
在一个方面中，芯部可以具有沙漏形状。
附图说明
当结合附图时，通过参考以下具体描述，本发明的主题的前述方面和许多伴随的优点将变得更加容易领会，同样变得更好理解。应当理解，以下附图不一定按比例绘制，并且旨在促进对本文所讨论的发明概念的理解：
图1是根据本发明的代表性系统的立体图，其包括刷子的代表性示例和容器的代表性示例。
图2是图1的刷子的立体图。
图3是图2的刷子的局部侧视图。
图4是图2的刷子的剖视图。
图5是图2的刷子的另一局部侧视图。
图6是根据本发明的一个或多个方面的刷子的另一实施方式的立体图，该刷子适合于与如图1所述的容器一起使用。
图7是图6的刷子的局部侧视图。
图8是图6的刷子的前视图。
图9是图6的刷子的另一局部侧视图。
图10是根据本发明的一个或多个方面的刷子的另一实施方式的立体图，该刷子适合于与如图1所示的容器一起使用。
图11是图10的刷子的局部侧视图。
图12是图10的刷子的剖视图。
图13是图10的刷子的另一局部侧视图。
图14示出了使用图10的刷子的代表性方法。
具体实施方式
下面的描述提供了刷子的多个示例，这些刷子包括刷毛配置，这些刷毛配置被设计成有效地将制剂(例如化妆品制剂)涂抹到直径为0.05mm至0.1mm的细毛发(例如睫毛)上。实际上，刷子通常在刷毛上、刷毛周围以及刷毛之间的间隙中带有制剂。然后受试者通过划动刷子抵靠于毛发来涂抹制剂。将制剂涂抹到这种细毛发上的一个挑战是，与刷毛之间的间隙相比，毛发通常具有较小的直径，使得存储在刷毛上的制剂不能有效地转移到毛发上。在一定程度上，通过减小相邻刷毛之间的间隙可以减轻这种挑战，这通常增加刷子上的刷毛密度。但是，如果刷毛太密，那么即使是细毛也变得难以进入相邻刷毛之间的间隙。而且，如果刷毛太密，则制剂难以在刷毛之间驱散，这种状况对制剂很好地转移到毛发会产生负面影响。对于“粘性”制剂而言，前述问题尤其严重，其具有较高的粘度并趋向于会形成结块。
本文公开的创造性系统和刷子包括一个或多个高密度区域，该高密度区域被配置为将包括粘性粘剂在内的制剂有效地和均匀地涂抹到细毛发上。在高密度区域内，相对于芯部长度的线性刷毛密度和相对于芯部表面积的整体刷毛密度都有助于这种效率和均匀性。一些实施方式可以包括一个或多个配置成容纳制剂的储存器，以进一步改善刷子的性能。下面讨论的各个方面通常涉及刷子的高密度区域。可以认为，在不脱离本发明的精神的情况下，本文公开的创造性的刷子可以具有与高密度区域不同的区域。
现在参考图1，示出了用于存储和涂抹制剂12的代表性系统10。在所示的实施方式中，系统10包括容器14和具有多个刷毛的刷子18。容器14包括用于储存制剂(例如睫毛膏)的内部腔室22。刚性或半刚性的擦拭部26固定在内部腔室22内，或者与容器14的内部腔室22一体形成，并且配置成当刷子18从容器14被移除时，将多余的制剂12从刷子18的刷毛“擦掉”。在所示的实施方式中，擦拭部26包括内部开口30，该内部开口30的形状可以近似于刷子18的横截面形状。在一些实施方式中，例如在具有非圆柱形孔的刷子的实施方式中，擦拭部可以具有非圆形的内部开口，以近似于芯部的横截面形状。在一些实施方式中，开口30可以稍微小于刷子18的横截面形状。
刷子18可以例如经由螺纹联接或其他封闭结构(未示出)而可释放地固定到容器14。刷子18通常是细长的，并且包括刷毛部分34和手柄38。当刷子18固定到容器14上时，刷毛部分34插入容器14的内部腔室22中，使得远端36延伸穿过擦拭部26的内部开口30，从而使得刷毛部分34可以接触存储在内部腔室22内的制剂12。一旦移除刷毛部分34，则已经粘附到刷子18上的制剂12于是可以通过划动载有制剂的刷子18抵靠于对象而被涂抹到物体(例如毛发)上。通过再次将远端36插入内部腔室22，可选地在腔室内旋转刷子18和/或摇动容器14以使制剂12在刷子18周围分布，然后移除刷子18，受试者可以不定期地重新加载刷子18。
通常，根据应用，制剂可以具有较宽范围的性质和组成。粘性制剂(例如睫毛膏)通常包含水以及水溶性或水分散性聚合物。粘性制剂通常是剪切稀化的(假塑性的)，当以5s-1的中/高剪切速率测量时，其可具有小于约250帕斯卡-秒的粘度。聚合物的浓度比重通常小于约40％，例如小于约30％，例如5％至30％。本文所述的任何刷子都可以作为包括制剂(例如，如上所述的粘性制剂)的系统的一部分来制造、使用和/或出售。
现在参考图2，示出了图1的刷子18，且没有容器14。可以认为，本文描述的任何刷子可以作为系统(例如系统10)的一部分出售，该系统也包括具有擦拭部26和包含在内部腔室22中的制剂12的容器，或者可以与容器分开地分配或出售。
如图2所示，刷子18的刷毛部分34包括具有径向外表面54的芯部50和从芯部向外突出的多根刷毛66。刷子18的刷毛部分34从远端36向近端40纵向延伸一段距离l。芯部可以由包括塑料在内的多种材料形成，并且在一些实施方式中，芯部可以是非金属的。芯部50的外表面54具有直接对应于刷子18可以容纳的制剂量的表面积。特别地，并且参考图4，制剂层74趋向于会形成在芯部50周围。这样的制剂层74有利地使得能够将制剂转移到受试者的毛发上。也就是说，芯部50的表面积越大，则刷子18可以保持更多的制剂，而其它所有条件相同。保持更多制剂的能力是有利的。除了影响可以在刷子18上存储多少制剂之外，芯部50的表面积也是刷毛密度的关键因素。如将在下面更详细地讨论的，给定刷子的刷毛密度可以极大地影响其将制剂有效地和均匀地转移到受试者的毛发上的能力。即，当刷毛密度相对于芯部的表面积太高时，细毛发可能无法进入相邻刷毛之间的间隙，并且制剂趋向于会结块在一起。
返回图2，示出了纵向轴线58，该纵向轴线58平行于芯部50延伸穿过其中心，以便于刷子18的各个特征的可视化。芯部的长度在实施方式之间可以变化，但是通常为约10mm至约50mm。在图2的实施方式中，芯部50的长度l为30mm。在其他实施方式中，芯部的长度l可以为20mm、25mm、40mm或其他长度，但这些芯部长度仅是示例性的。
通常，当在垂直于纵向轴线58的二维平面中观看时，芯部50具有横截面形状。在一些实施方式中，横截面形状沿纵向轴线是恒定的。例如，参考图4，当在垂直于沿纵向轴线58的任何点的平面中观看时，刷子18具有圆柱形芯部50，该芯部具有圆形的横截面。在一些实施方式中，芯部50具有2.6mm的外径d，具有等于2.6πmm的周长。在芯部50的刷毛部分具有30mm的长度l的实施方式中，总的刷毛总名义表面积为大约245mm2，不考虑刷毛自身占据的表面积。在其他实施方式中，横截面形状沿纵向轴线58不是恒定的，而是沿芯部的长度l或其部分而变化的。在其他实施方式中，横截面形状沿纵向轴线58保持恒定，但沿芯部的长度l或其部分的横截面面积可以变化。下面参照图10-14讨论这种实施方式的一个示例。
本发明的刷子包括一个或多个高密度区域，其具有从芯部50径向向外突出的多个刷毛66。刷毛符合某些刷毛密度标准，该标准使得能够将制剂有效且均匀地转移至细毛发，例如睫毛。刷子可以包括单个高密度区域或多个高密度区域。在一些实施方式中，一个或多个高密度区域可以基本上构成完整刷子。例如，图1-5的刷子18包括单个高密度区域单个高密度区域62，其长度等于刷毛部分34的长度l。以下讨论涉及这样的高密度区域。通常，高密度区域可包括约500至约1,500个总刷毛，例如约600至约1,000个总刷毛，或约600至约799个总刷毛。可以认为，除了至少一个高密度区域之外，本发明的刷子可以具有一个或多个不是本文所述的高密度区域的区域。
刷毛具有多个重要功能，例如存储制剂，将制剂分成更少量，分离受试者的毛发以及将制剂转移到受试者的毛发上。在图2-4的刷子18中，高密度62区域包括布置在多个刷毛圈70中的刷毛66，刷毛圈70沿着芯部50间隔开，并且每个连续的刷毛圈70a、c相对于每个相邻的刷毛圈70b、d绕纵向轴线错开15度的角β。在一些实施方式中，刷子18包括100个刷毛圈70，然而不同的实施方式可以包括不同数量的圈。当从图3的侧面和图4的端部观看时，可以看出，每个刷毛圈70基本垂直于芯部50的纵向轴线58。然而，在其他实施方式中，刷毛圈可以具有不垂直于芯部的纵向轴线的一个或多个方向。例如，在以下所讨论的刷毛密度的限制下，刷毛圈可以相对于纵向轴线倾斜，并且可以与其他刷毛圈相交。在其他替代实施方式中，刷毛可以不形成离散的圈，而是例如围绕芯部的一个或多个连续的螺旋。如以上关于角度β所指出的，当在垂直于纵向轴线的二维平面中观看时，刷毛圈相对于纵向轴线可具有不同的角度取向。例如，在其他实施方式中，刷毛圈可绕纵向轴线彼此偏移约0至约90度，例如约5度，约10度，约20度，约22.5度，约25度或其他角度等。可以认为，刷毛圈可以具有美国专利no.8,393,338中公开的任何取向，该专利以全文引用的方式并入本文。
每个刷毛圈70典型地但并非总是围绕芯部50一直延伸。参考图2-4，每个刷毛圈70完全围绕芯部50的外表面54延伸，即围绕纵向轴线58进行360度延伸。这些“全”刷毛圈70优选用于将制剂涂抹到细毛发上。然而，可以认为，在其他实施方式中，高密度区域可以包括一个或多个刷毛圈，其仅部分地围绕芯部的外表面延伸，即部分地围绕纵向轴线，例如，大约90度，大约120度，大约180度，或其他小于360度的值。
每个刷毛通常可以由任选地较刚性的热塑性材料形成，例如：苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(styrene-ethylene-butylene-styrene，sebs)；硅橡胶；乳胶；具有良好滑动性的材料；丁基橡胶；乙烯-丙烯三元共聚物橡胶(ethylene-propyleneterpolymerrubber，epdm)；丁腈橡胶；热塑性弹性体；聚酯，聚酰胺聚乙烯，或乙烯基弹性体；聚烯烃，例如聚乙烯(polyethylene，pe)或聚丙烯(polypropylene，pp)；聚氯乙烯(polyvinylchloride，pvc)；乙烯-乙酸乙烯共聚物(ethylvinylacetate，eva)；聚苯乙烯(polystyrene，ps)；sebs；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(styrene-isoprene-styrene，sis)；聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，pet)；聚甲醛(polyoxymethylene，pom)：聚氨酯(polyurethane，pu)；苯乙烯丙烯腈共聚物(styreneacrylonitrile，san)；聚酰胺(polyamide，pa)；或聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，pmma)。也可以使用陶瓷，例如氧化铝基陶瓷，树脂，例如脲甲醛型树脂，其可以是填充有石墨的材料。特别地，可以使用以商品名为teflon，
各个刷毛的尺寸在实施方式之间可以变化。特别地，刷毛长度和刷毛直径会极大地影响刷子的性能。如本文所使用的，刷毛长度被测量为径向向外突出超过芯部50的外表面54的刷毛的暴露长度，而不是考虑到在芯部的外表面下方的任何额外的刷毛长度的长度。已经发现，在高密度区域中，约0.5mm至约4.0mm的刷毛长度优选用于将制剂涂抹至细毛发，例如，刷毛长度为约0.6mm，约1.0mm，约1.25mm，约1.5mm，约2.0mm，约3.0mm和约3.5mm。参照图4，刷子18的每根刷毛66具有2.0mm的长度λ，其反映了每根刷毛66延伸超过芯部50的外表面54的长度。对于给定的应用，适当的刷毛长度的范围可取决于刷毛材料。例如，刷毛的长度可以在约0.6mm至约4.0mm的范围内，例如，约0.6mm至约2.0mm，或约1.5mm。此外，单个刷子，甚至单个刷毛圈可包括多于一个长度的刷毛。连续的刷毛的长度可以例如以连续增加或减小的图案、交替的图案或其他图案变化，使得不同的刷毛长度提供目标优势。可以认为，刷毛圈可具有如美国专利no.8,393,338所公开的那样的刷毛长度，其整体并入本文。在一些实施方式中，不超过例如8、7、6、5、4、3或2根刷毛可以具有相同的刷毛长度。在一些实施方式中，单个刷毛圈可包括一个或多个具有第一刷毛长度的刷毛和一个或多个具有第二刷毛长度的刷毛，其可相差约0.1mm至约3.5mm，例如，约1.0mm，约2.0mm或约3.0mm。在一些实施方式中，例如，在高密度区域的相同刷毛圈内的1、2、3、4、5或更多个连续的刷毛可以具有相同的刷毛长度。在一些实施方式中，可能没有两个连续的刷毛圈包括相同刷毛长度的刷毛。这些特征可以有利地在单个刷子上(甚至在单个高密度区域内)提供最适合于不同细毛发直径的刷毛。下面参照图6-14的刷子讨论这样的示例。
在刷毛与芯部的外表面接触的地方测量的刷毛直径通常应为约0.05mm至约0.35mm，例如，约0.1mm，约0.125mm，约0.15mm，约0.175mm和约0.2mm，其受到下文讨论的刷毛密度限制。具有在该范围内的直径的刷毛通常表现出足够的刚度，同时还允许刷子具有在以下讨论的限制内的刷毛密度。例如，图2-4的刷子18具有约0.175mm的直径δ的刷毛。
每个刷毛圈的刷毛数量在实施方式之间可以变化。“全”刷毛圈，即完全围绕芯部的外表面延伸(即，围绕纵向轴线360度)的刷毛圈，在高密度区域中每个可包括2至30根刷毛，优选每圈7至15根刷毛，例如7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、18、20、22、24、26、28、30或该范围内的任何其他数量的刷毛。在全圈中，刷毛的数量为“全圈刷毛数”。例如，图2-5的刷子18的每个刷毛圈70包括12根刷毛，其围绕纵向轴线58间隔开约30度的角度α。因此，每个刷毛圈70具有12根刷毛的全圈刷毛数。
在其他实施方式中，部分刷毛圈，即不完全围绕芯部的外表面延伸(即，围绕芯部的纵向轴线不360度延伸)的环形扇区，也可以包括2至30根刷毛。例如，部分刷毛圈可以包括绕纵向轴线仅延伸180度的扇形，并且在该180度扇形中包括6根刷毛，每根刷毛与相邻的刷毛间隔开30度的角度α。类似地，单个刷毛圈可包括围绕芯部的纵向轴线具有不同角度间隔α的刷毛。例如，单个刷毛圈可包括第一120度扇形，其具有3根间隔40度的刷毛；第二120度第一扇形，其具有4根间隔30度的刷毛，以及第三120度扇形，其具有5根间隔24度的刷毛。这些配置仅是示例性的。在下面讨论的刷毛密度的限制内，其他实施方式可以包括具有不同数量的刷毛和不同角度间隔的部分或全刷毛圈。
在具有部分刷毛圈或具有不均匀间隔的刷毛圈的实施方式中，通过参考等效的“全圈刷毛数”来考虑这样的部分或不均匀刷毛圈可能是有用的，这可以通过将a)在部分圈的最密集的角扇区中刷毛的数量乘以b)可以在360度圈内容纳的此类角扇区的数量来计算。例如，在上一个段落的第一个示例中，围绕芯部延伸180度并包含6根刷毛的部分刷毛圈会具有的全圈刷毛数为：6个刷毛*(360/180)＝12根刷毛。在上一段的第二个示例中，3扇区不均匀的刷毛圈基于其最密集的扇区，具有的全圈刷毛数为：5根刷毛*(360/120)＝15根刷毛。
相邻刷毛圈之间的间隔是高密度区域内的另一个重要变量。如上所述，细毛发的直径通常为约0.05mm至约0.1mm。相邻的刷毛圈应沿纵向轴线充分隔开，使得细毛发可以进入该空间，通常至少为0.1mm。不充分的间隔间隔(例如，小于0.1mm)不仅使单个的毛发难以进入刷毛之间的间隔间隔，而且由于制剂没有用来驱散的空间，还可导致不希望的结块。另一方面，相邻的刷毛之间的间隔间隔过大会导致制剂未充分转移到受试者的毛发上，因为单个的毛发在刷毛之间通过而不与储存在刷毛上和储存在刷毛周围的制剂接触。这种情况导致低效率的制剂转移。间隔过大也可导致毛发分离不充分，从而导致制剂在毛发上的不规则结块。为了克服这些挑战，本文所公开的本发明的刷子的相邻的刷毛圈可以间隔开在约0.1mm至约0.3mm之间的间隙，其受下面讨论的刷毛密度限制。前述间隙是指当在平行于纵向轴线的二维平面中观看时沿着纵向轴线测量的在相邻的刷毛圈的最接近表面之间的距离，并且不受相邻的刷毛圈之间的轴向偏移的影响。例如，参照图5，相邻的刷毛圈70c、70d间隔开约0.15mm的间隙g。
在配置为将制剂(尤其是粘性制剂)有效且均匀地转移到细毛发上的高密度区域中，刷毛密度是一个关键变量。刷毛密度的一个以上的度量会影响刷子的性能。刷毛密度的一个关键度量是相对于芯部长度的刷毛数量，即“线性刷毛密度”。已经发现，为了最佳地将粘性制剂转移到细毛发上，高密度区域的线性刷毛密度应为：沿着平行于纵向轴线测量的芯部外表面每0.5mm的长度13至31根完整刷毛。例如，对于每0.5mm的芯部长度，14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30和31根完整刷毛的线性刷毛密度可能是合适的。在本文公开的创造性刷子中，沿纵向轴线测量，在高密度区域内的每0.5mm的芯部长度内，装配1至3个“全”刷毛圈。作为度量标准，线性刷毛密度体现了多种影响刷子性能的参数，包括刷毛直径(δ)，刷毛圈内的成角度的刷毛间隔(α)以及相邻刷毛圈的刷毛之间的间隔(g)。当线性刷毛密度超过每0.5mm芯部长度31根刷毛时，刷毛倾向于不允许细毛发进入刷毛之间的间隙，并趋向于使制剂结块。“全圈线性刷毛密度”通过以下述方式来计算：首先将高密度区域内的所有刷毛圈转换为它们的“全圈刷毛数”，然后测量平行于芯部的纵向轴线的0.5mm长度，并计算出0.5mm长度所涵盖的高密度区域内的“全圈”刷毛的数量。例如，再次参考图2-5，刷子18的高密度区域62具有100个全刷毛圈70，每个全刷毛圈70具有12根刷毛(因此每个刷毛圈70具有“全圈”刷毛数为12根刷毛)。每根刷毛66具有0.175mm的直径，并且相邻的刷毛圈70间隔开0.15mm的间隙g。因此，两个全刷毛圈70c、70d“装配”在沿着芯部50测量的0.5mm长度78(例如0.175mm 0.15mm 0.175mm＝0.5mm)内。因为每个刷毛圈70具有12根刷毛的全刷毛数，所以高密度区域62具有的全圈线性刷毛密度为沿着芯部50每0.5mm长度具有12根刷毛*2圈＝24根刷毛。重要的是要注意到，具有不同的刷毛数、刷毛直径、间隙和角度间隔的其他刷子可以实现每0.5mm的芯部长度相同的24根刷毛的全圈刷毛密度。例如，假设一个刷子每个全圈有8根刷毛，每根刷毛具有0.1mm的直径，相邻的圈之间的间隔为0.1mm，则会具有每0.5mm的芯部长度24根刷毛的全圈刷毛密度，这是因为三个全刷毛圈会装配在0.5mm芯部长度内。
刷毛密度的另一个关键指标是相对于芯部表面积的刷毛数量，即“表面刷毛密度”。已经发现，为了将制剂有效地和均匀地转移到细毛发上，高密度区域应具有的表面刷毛密度为每平方毫米的芯部表面积(即，名义的芯部表面积，不考虑刷毛本身占据的表面积)3至5根完整刷毛，因为表面刷毛密度超过每平方毫米表面积5根完整刷毛(即6/mm2或更大)的刷子通常不允许细毛发进入刷毛之间的间隙并趋向于使制剂结块。作为度量标准，表面刷毛密度获得了多个影响刷子性能的参数，包括刷毛直径(δ)，成角刷毛间隔(α)，沿纵向轴线的相邻刷毛圈之间的间隔(g)，以及可用于存储制剂的芯部表面积的量。高密度区域的表面刷毛密度以局部测量值和平均测量值中的较大者为准-其每平方毫米的表面积均不应超过5根完整刷毛。为了确定高密度区域内的局部表面刷毛密度，在与芯部表面相切的平面上绘制一个1mm×1mm的正方形，然后对装配在该1mm×1mm正方形中的完整刷毛的数量进行计数。例如，参照图5的细节图，在与芯部50相切的1mm×1mm的框82内装配有4根完整的刷毛，即4根完整刷毛/mm2的局部表面刷毛密度。通过与局部表面刷毛密度进行比较，通过以下方式来确定平均表面刷毛密度：将覆盖对应于高密度区域的芯部表面积的刷毛总数除以高密度区域本身的径向外表面积。再次参考图2-5，刷子18在高密度区域62内具有1200根刷毛(100个刷毛圈，每个刷毛圈具有12根刷毛)，而圆柱形芯部50具有2.6毫米的外径d，30毫米的长度l，其等于245mm2的表面积(2.6πmm×30mm)。因此，刷子18具有的平均表面刷毛密度为1200刷毛/245mm2＝4.9根刷毛/mm2(即4根完整刷毛)。由此可见，局部表面刷毛密度和平均表面刷毛密度是相同的：每平方毫米4根完整刷毛。
为了清楚起见，本发明的创造性刷子具有(1)高密度区域，其具有沿着平行于纵向轴线测量的芯部的外表面每0.5mm长度13至31根完整刷毛的线性表面刷毛密度，以及(2)每平方毫米芯部表面积3至5根完整刷毛的表面刷毛密度(取上述局部或平均表面刷毛密度测量值中的较大者)。
现在参考图6-9，示出了具有单个高密度区域104的刷子100的另一个非限制性示例，其包括100个刷毛圈108，每个刷毛圈108具有8根直径δ为0.15mm的刷毛。而图1-5的刷子的每个刷毛圈具有12根以30度的角度α间隔开的刷毛，图6-9的刷子100的每个刷毛圈108具有在45度的角度α下围绕纵向轴线120均匀间隔开的8根刷毛112。换句话说，每个刷毛圈108作为全圈刷毛数为8的全圈刷毛数。相邻的刷毛圈108a、108b绕纵向轴线120偏移角度β，该角度β为22.5度。相邻的刷毛圈108沿着纵向轴线沿着圆柱形的芯部116均匀地间隔开0.2mm的间隙g，该圆柱形的芯部116具有25mm的长度l和2.5mm的直径d，芯部116沿着纵向轴线120具有恒定的横截面形状和尺寸。在该实施方式中，高密度区域在芯部116的整个长度上延伸，因此具有相同的长度。如图9所示，两个全刷毛圈108c、108d沿着芯部装配在0.5mm的长度124内；因此，刷子具有的线性刷毛密度为每0.5mm的芯部长度16根刷毛。图9还示出了刷子100具有4根刷毛的局部表面刷毛密度，这是因为完整的刷毛112a、112b、112c和112d都装配在1mm×1mm的面积框128内。平均表面刷毛密度约为每mm24.1根刷毛(即4根完整的刷毛)，其计算如下：高密度区域内的刷毛112的总数(100圈×每圈8根刷毛＝800根刷毛)除以高密度区域104的表面积(2.5πmm×25mm＝196.3mm2)。因此，高密度区域104具有的线性刷毛密度为每0.5mm芯部长度13至31根完整刷毛，以及具有的表面刷毛密度为每mm23至5根完整刷毛。
图6-9的刷子100提供了附加的优点，因为每个刷毛圈108包括具有不同长度的刷毛112。参照图8，当在垂直于纵向轴线120的平面中观看刷子100时，可以看到刷毛112e具有第一长度l1，而刷毛112f具有第二长度l2。从刷毛112e顺时针移动到刷毛112f，相继的刷毛112对的长度比前面的刷毛112对的长度短。类似地，从刷毛112g顺时针移动到刷毛112h，相继的刷毛对的长度比前面的刷毛对的长度长。有利地，该方面使刷子100能够将制剂有效且均匀地转移到各种细毛发上，从而使刷子100适合于更多数量的潜在受试者。图6-9的刷子100是该构思的非限制性示例。其他刷子可以包括具有不同长度的刷毛。
本发明的刷子可通过包括至少一个用于容纳制剂的外部凹槽而提供附加的优点。这样的凹槽在芯部的外表面内或由芯部的外表面形成，然后这些凹槽通过表面张力保持制剂。通过存储制剂，凹槽减少了必须重新向刷子加载制剂的频率，并且还提供了更多的制剂以在单个划动中转移到受试者的毛发上。这样的凹槽可以与设计用于存储制剂的其他结构(例如与刷子的芯部形成的腔)配合，但是在本文中被描述为与这种“内部”腔不同。通过将芯部模制成固有地包括凹槽的特定形状和/或通过在单独的处理步骤中从芯部去除材料，可以形成凹槽。具有凹槽的芯部可以具有组织或几何的横截面形状，其形状和尺寸可以是恒定的或可以沿着纵向轴线变化。这样的凹槽可以具有在大约0.1mm至大约1.5mm的范围内，例如大约0.5mm至大约1.0mm的深度，并且可以具有在大约1.0mm至芯部的全长的范围内的长度。可以想到，刷子的芯部可以具有如美国专利no.8,393,338中所公开的横截面形状，其以全文引用的方式并入本文。
现在参考图10至图14，示出了具有高密度区域204的刷子200，其体现了本文公开的多个优点。刷子200不是圆柱形的芯部，而是包括具有沙漏形横截面形状的芯部208。当沿图12中的纵向轴线212观看刷子200时，沙漏形状是明显的。花键(spine)216限定了芯部208的外表面214的沙漏形状。在一个实施方式中，花键216具有大约9.7mm的花键长度。在一些实施方式中，高密度区域204沿着大约21.9mm的长度l延伸。因此，在该实施方式中，高密度区域204内的沙漏形芯部208的外表面积为9.7mm×21.9mm＝212.8mm2。
仍然参考图12，芯部208有利地包括通道形或沟槽形的第一凹槽220和位于芯部208的相对侧上的相同的第二凹槽224。凹槽220、224使刷子200能够保持更多的制剂，其在图12中表示为层226。每个凹槽220、224具有相对于与芯部208的两个径向最外点相切的平面所测量的深度δ。凹槽220的深度δ约为0.8mm，但是在一些实施方式中可以在大约0.1mm至大约1.5mm的范围内。第一凹槽220和第二凹槽224沿着高密度区域204的全长l或其部分延伸。深度δ和长度l都直接对应于凹槽220、224的体积。
可以设想凹槽的数量、形状和尺寸的许多变化，并且本发明的任何刷子(而不仅仅是图10-14的实施方式)都可以包括一个或多个这样的凹槽。例如，在一些实施方式中，芯部可具有创建三个凹槽的三叶形横截面形状，创建四个凹槽的苜蓿叶形状或包括一个或多个凹槽的几何形状，例如星形。其他实施方式(未示出)可包括仅单个凹槽，或围绕芯部的更多数量的凹槽，例如5、6、7、8、9、10或更多个凹槽。尽管图10-14的凹槽220、224形成芯部208中的通道或凹槽，但是在其他实施方式中的凹槽可以形成击球时削起的草皮(divots)的形状，螺旋，轴向间隔开的圈和其他形状。在具有多个凹槽的实施方式中，所有凹槽都相同不是必要的；相反，凹槽在长度、深度、形状和其他特征上可以彼此不同。
在使用中，制剂层226围绕芯部208并占据凹槽220、224。从图12明显看出，制剂层226在凹槽220、224的位置处具有更大的深度。围绕芯部208存储的该附加制剂使刷子200可以将更多的制剂转移到受试者的毛发上，而无需重新加载刷子200。
图10-14的刷子200的高密度区域204包括67个刷毛圈，其间隔开约0.1mm至约0.2mm，例如约0.15mm。每圈的刷毛数量不同-对于668根刷毛的总刷毛数，每个奇数的刷毛圈228具有8根刷毛(标记为232)，每个偶数的刷毛圈236具有12根刷毛(标记为240)。每个连续的刷毛圈228、236与每个先前的和随后的刷毛圈228、236偏移大约十五度的角度β，使得当沿着如图12所示的纵向轴线12观看时，22根不同的刷毛232、240是可见的。每根刷毛232、240具有大约0.2mm的基部直径。
刷子200的刷毛密度落入以上概述的参数内。如图13所示，两个刷毛圈228a、232a装配在沿着芯部208测量的0.5mm长度244内。假定交替的刷毛圈228、236分别具有8和12根刷毛232、240，则这相当于每0.5毫米芯部长度20根刷毛的线性刷毛密度。如图13中的1mm×1mm框248所示，局部表面刷毛密度为每平方毫米的芯部表面积3根完整的刷毛。平均表面刷毛密度通过以下方式来计算：将668根刷毛除以高密度区域的212.8mm2的表面积，或每平方毫米3.1根刷毛(3根完整刷毛)。
另一个优点是，沙漏形芯部208有利地使刷毛232、240具有多个刷毛长度。再次参考图12，显然，由于刷毛240a和240g分别从第一和第二凹槽220、224中的最低点径向向外突出，因此刷毛240a和240g具有最长的刷毛长度。从刷毛240a顺时针方向移动，
下一可见的刷毛240b具有第二刷毛长度，该第二刷毛长度小于第一刷毛长度，因为刷毛240b没有从第一凹槽220中的最低点延伸。再次顺时针移动，刷毛240c具有第三刷毛长度，该第三刷毛长度小于第一和第二刷毛长度，因为它是较短的刷毛，并且还因为它从芯部208上的较高的点突出。类似地，刷毛240d具有第四刷毛长度，刷毛240e具有第五刷毛长度，刷毛240f具有第六刷毛长度。由此可见，显然，芯部208的形状使刷毛232、240具有不同的刷毛长度。
在使用中，受试者可使用本文所述的任何刷子将制剂涂抹于毛发，例如睫毛。参考图10至图14的刷子200，通过将一端插入到存储制剂的容器中(例如图1所示)，抽出刷子200，并划动刷子200抵靠于一根或多根毛发252，受试者可以首次向刷子200加载制剂。可选地，在划动刷子200抵靠于毛发252之前，受试者可以在划动刷子200之前绕其纵向轴线212选择性地旋转刷子200，使得受试者的毛发在一次划动期间将穿过从任一凹槽220、224的刷毛232、240。换句话说，受试者可以旋转刷子200以使第一或第二凹槽220、224与毛发252对准。该步骤可以有利地增加在随后的划动期间转移到毛发上的制剂的量。可选地，受试者可以在划动之前选择性地旋转刷子200，使得具有特定刷毛长度(例如，第一刷毛长度，第二刷毛长度，第三刷毛长度，第四刷毛长度，第五刷毛长度或第六刷毛长度)的刷毛232、240将接触毛发。该步骤可以有利地定位最适合受试者的毛发类型的刷毛232、240以在一次划动期间与毛发252接触。然后受试者可以用刷子200抵靠毛发252执行一次或多次划动(优选向外划动)，以便将制剂转移到毛发252上，在各个划动之间执行上述步骤中的任一个。可选地，受试者可以在划动期间或另外在刷子与毛发141接触的同时旋转刷子200，以便分离毛发252和/或增加转移到毛发252上的制剂的量。
总而言之，本发明的创造性刷子被配置为将制剂，特别是粘性制剂有效地和均匀地转移到细毛发上。这样的刷子包括至少一个高密度区域，其具有每0.5mm的芯部长度13至31根完整刷毛的线性刷毛密度以及每平方毫米的芯部表面积3至5根完整刷毛的表面刷毛密度。与已知的浓密刷子相反，该配置使得细毛发能够进入刷毛之间的间隙，并且还使得制剂能够在刷毛之间驱散。另外，刷子可以具有多于一个的刷毛长度，这有利地使得单个刷子能够将制剂有效且均匀地转移至不同的毛发尺寸。另外，刷子可包括形成在芯部上或芯部中的一个或多个凹槽，这些凹槽使刷子能够存储更大量的制剂，这有利地降低了必须将制剂重新加载到刷子上的频率，并且还提供了将更多的制剂以在单个划动中转移到受试者的毛发上。
上面结合附图阐述的具体实施方式部分旨在作为所公开的主题的示例性实施方式的描述，而并非旨在表示仅有的实施方式。在本发明中描述的示例性实施方式仅作为化妆品涂抹器的示例或说明而被提供，并且不应被解释为比其他实施方式优选或有利。本文提供的说明性示例并非旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。类似地，本文描述的任何特征和/或处理步骤可以与其他特征和/或处理步骤、或特征和/或处理步骤的组合进行互换，以实现相同或基本相似的结果。
在前面的描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的示例性实施方式的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员将显而易见的是，可以在没有一些或所有具体细节的情况下实践本发明的许多实施方式。在一些情况下，没有详细描述公知的特征、子组件和/或处理步骤，以免不必要地使本发明的各个方面模糊。此外，将可以理解，本发明的实施方式可以采用本文描述的特征的任何组合。例如，以上关于一个擦拭组件描述的任何特征或配置可以适于与任何其他擦拭组件一起使用。
尽管某些描述性术语已被用来说明或描述本发明的某些方面或益处，但是它们不应被视为限制性的。例如，本发明还包括对方向的引用，例如“远侧”，“近侧”，“向上”，“向下”，“顶部”，“底部”，“第一”，“第二”等。本发明中的这些引用和类似引用仅用于帮助帮助描述和理解示例性实施方式，而不是旨在将要求保护的主题限于这些方向。术语“化妆品制剂”或“化妆品”应广义地解释为包括通常应用于人的皮肤、眼睛、指甲或其他身体部位的任何化妆品制剂、美容产品、洗剂、清漆等。此外，应当理解，化妆品涂抹器还可适于其他非化妆品用途，例如将药物、颜料等涂抹至所需的身体部位或表面。
本发明还可引用数量和数字。除非特别说明，否则这些数量和数字不应被认为是限制性的，而是与本发明相关联的可能数量或数字的示例。同样在这方面，本发明可以使用术语“多个”来引用数量或数字。在这点上，术语“多个”是指多于一个的任何数字，例如，两个，三个，四个，五个等。术语“基本上”，“约”，“大约”等表示±5％。出于本发明的目的，短语“a，b和c中的至少一个”例如是指(a)，(b)，(c)，(a和b)，(a和c)，(b和c)或(a，b和c)，包括列出三个以上元素时的所有进一步可能的排列。
在前面的描述中已经描述了本发明的原理、代表性实施方式和操作模式。然而，本发明的旨在被保护的方面不应被解释为限于所公开的具体实施方式。此外，本文描述的实施方式应被认为是说明性的而不是限制性的。可以理解的是，在不脱离本发明的精神的情况下，其他人可以做出变型和变化，并且可以采用等同物。相应地，明确旨明，在所有这样的变型、变化和等同物都落入所要求保护的本发明的精神和范围内。
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