ES2209473T3 - Cerda para cepillo de dientes, en especial uno electrico, y procedimiento de fabricacion de dicha cerda. - Google Patents

Abstract

Cerda para un cepillo de dientes, en especial un cepillo dental eléctrico, fabricada a partir de un monofilamento de plástico, donde su sección transversal presenta por lo menos dos zonas (6, 7, 17) y al menos un punto de rotura controlada, estando las zonas (6, 7, 17) hechas de los mismos tipos de plástico.

Description

Cerda para cepillo de dientes, en especial uno eléctrico, y procedimiento de fabricación de dicha cerda.

La invención se refiere a una cerda para un cepillo de dientes, en especial uno eléctrico, fabricada a partir de un monofilamento de plástico. La invención se refiere también al procedimiento de fabricación de esa cerda, en el cual se elabora un monofilamento de plástico.

Una cerda de este tipo y el procedimiento de fabricación correspondiente se mencionan ya en el documento alemán DE 196 40 852 Al abierto a inspección pública, que describe un monofilamento con una sección transversal no circular. Después de la extrusión, el monofilamento se retuerce a lo largo de su eje longitudinal y se fija mediante sustancias químicas. De este modo se obtiene una superficie de estructura tridimensional que consigue una limpieza más eficaz, sobre todo a la hora de eliminar la placa.

El documento alemán DE 196 40 853 Al abierto a inspección pública describe una cerda de plástico para un cepillo de dientes compuesta de varios filamentos unidos entre sí. Estos filamentos se enrollan o se trenzan y luego se unen mediante sustancias químicas. El extremo libre de las cerdas fabricadas a partir de dichos filamentos está desflecado, para lo que se somete por ejemplo a una operación de mecanizado.

El documento no publicado previamente WO 99/24649 y el documento DE 197 48 733 Al, en el que se fundamenta la prioridad, describen un monofilamento de plástico y un procedimiento para la fabricación de cerdas con el mismo. El monofilamento posee unas fuerzas secundarias de unión reducidas, se compone de al menos dos polímeros distintos coextruídos y puede entallarse en dirección longitudinal mediante la acción de fuerzas mecánicas. La sección transversal de la cerda presenta dos o más zonas diferenciadas y al menos un punto de rotura controlada.

Asimismo se ha descrito un método para desflecar de este modo el extremo libre de una cerda fabricada a partir de un monofilamento. Para ello es necesario que el extremo libre de la cerda sea trabajado con una herramienta de corte o similar.

La invención tiene por objeto crear una cerda que se fabrique a partir de un monofilamento y cuyo extremo libre pueda desflecarse mediante un procedimiento sencillo.

En el caso de una cerda del tipo arriba señalado, la solución a esta tarea según la invención consiste en que las dos o más zonas están hechas del mismo plástico. En cuanto al procedimiento antes señalado, la solución a esta tarea según la invención se caracteriza por fabricarse el monofilamento de manera que posea al menos dos zonas hechas del mismo plástico.

Las zonas que prevé la invención en la sección transversal del monofilamento, preferiblemente rellenas de plástico, hacen que se formen uno o varios puntos de rotura controlada en el interior de dicho monofilamento. Estos puntos de rotura controlada se encuentran aproximadamente en los lugares de contacto de las zonas, como mínimo dos. Así pues, para desflecar el extremo libre de una cerda fabricada a partir de un monofilamento de estas características ya no es necesario emplear costosas herramientas de corte o similares. En su lugar, basta con someter dicho extremo libre a una operación de mecanizado, por ejemplo recalcado, martilleo, redondeado, corte, rectificado, pulido, golpeteo u otra operación similar. Mediante el mecanizado, las distintas zonas en que se divide la sección transversal de la cerda se separan por los puntos de rotura controlada, con lo que en el extremo libre se forman dos o más semifilamentos, según el número de zonas que tuviera el monofilamento original. Por consiguiente, si en la sección transversal del monofilamento original hay muchas zonas, al mecanizar el extremo libre de la cerda se forman muchos semifilamentos, lo que equivale a desflecar dicho extremo libre. Además, como ventaja frente a otros procedimientos, existe la posibilidad de que ambas zonas estén rellenas de plástico. El grosor de las cerdas puede estar comprendido entre 0,1 y 0,25 mm, preferiblemente entre 0,15 y 0,18 mm. La sección transversal de las cerdas puede adoptar la forma de un trébol de tres o más hojas o de estrella. Otra ventaja es que la superficie del revestimiento del monofilamento puede tener una estructura helicoidal.

Lo fundamental es que para desflecar el extremo libre de la cerda ya no es necesario utilizar costosas herramientas de corte o similares. En su lugar, basta con mecanizar el extremo para desflecarlo.

Mediante el desflecado aumenta la eficacia de limpieza de la cerda, sobre todo en los espacios interdentales, y mejora el efecto de pulido superficial en combinación con las partículas abrasivas del dentífrico. En especial, el mecanizado de las cerdas para proceder a su desflecado puede llevarse a cabo mediante el redondeado, de por sí necesario, de los extremos libres, con lo que se evita un paso adicional, por ejemplo el corte de las cerdas.

Asimismo, el uso del monofilamento evita la necesidad de fabricar la cerda enrollando o trenzando varios filamentos para luego dividir longitudinalmente su extremo libre mediante un mecanizado. De este modo se evita el trabajo eventualmente ingente que puede suponer la fabricación de una cerda a partir de varios filamentos, sin que esto implique una etapa de mecanizado adicional para desflecar el extremo libre de la cerda, con el trabajo que ello conllevaría.

En general, la invención propone dos procedimientos igualmente sencillos, uno para la fabricación de una cerda a partir de un monofilamento y otro para desflecar el extremo libre de esa cerda.

En una forma de ejecución preferida según la invención, las zonas están fabricadas con un tipo de plástico y un espacio hueco. Para ello, en la extrusión del monofilamento se crean dichas zonas con espacios o canales huecos.

Del mismo modo, es posible que las distintas zonas tengan diferentes sustancias de relleno y/o diferentes colores.

En la primera forma de ejecución arriba descrita, los puntos de rotura controlada se forman en las transiciones o superficies de separación entre las zonas, entre los espacios huecos, entre los distintos materiales de relleno y/o entre los distintos colores. De este modo es posible desflecar el extremo libre de la cerda con poco esfuerzo, tal y como se ha descrito anteriormente.

En una forma de ejecución ventajosa, las zonas se forman por división y posterior recomposición del caudal másico durante la extrusión del monofilamento. Para ello, primero se divide el caudal másico en varias cuerdas y después se reúnen de nuevo todos ellos en un solo extruído. En este caso las zonas pueden estar hechas del mismo tipo de plástico, con lo que el punto de rotura controlada se forma en las superficies de separación entre zonas. Modificando la curva de la temperatura del plástico o de la herramienta de extrusión, la división y posterior reunión impide la unión íntima del plástico de los distintos extruídos en las transiciones que se originan en la recombinación. Así, las transiciones constituyen puntos de rotura controlada que, según se ha explicado más arriba, permiten desflecar las cerdas mediante un sencillo proceso de mecanizado. Por consiguiente, el método de división y posterior reunión conforme a esta segunda forma de ejecución permite desflecar sin mayor trabajo las cerdas obtenidas a partir del monofilamento.

En una conformación particularmente ventajosa de las formas de ejecución según la invención, el extremo libre de la cerda se divide mediante redondeo. Así pues, no se precisa ningún paso adicional para desflecar el extremo libre de la cerda, sino que éste se desfleca o divide en la operación de redondeo, que forma parte del procedimiento normal de fabricación. De los dos pasos de fabricación que hasta ahora eran necesarios, el redondeo y el posterior corte o desflecado, la invención permite eliminar el segundo.

En otra versión ventajosa de la invención, el monofilamento se desdevana de una bobina central giratoria o bien de una bobina central fija mediante una boquilla giratoria. La segunda alternativa, sobre todo, permite alcanzar una velocidad de desenrollado muy alta, con lo que se agiliza sobremanera el procedimiento de fabricación del monofilamento.

La descripción siguiente de varios ejemplos de ejecución según la invención, representados mediante las figuras correspondientes, explica otras características, posibles aplicaciones y ventajas de la invención.

Figura 1 a representación esquemática de la sección transversal de una primera forma de ejecución de un monofilamento con dos o más emparejamientos de plástico, donde una zona tiene básicamente forma de estrella y las demás están conformadas a modo de segmento o un sector de círculo,

Figura 1 b representación esquemática de la sección transversal de una segunda forma de ejecución de un monofilamento con zonas en forma de segmento o sector de círculo,

Figura 2 a secciones longitudinales esquemáticas de un ejemplo de ejecución de una herramienta extrusora para la fabricación de un monofilamento,

Figura 2 b representación esquemática de las secciones transversales del monofilamento a su paso por la herramienta extrusora de la fig. 2 a,

Figura 3 a sección transversal esquemática de un ejemplo de ejecución de un monofilamento con una sección transversal no circular y con un espacio hueco u otro plástico en dirección longitudinal,

Figura 3 b sección transversal esquemática de un ejemplo de ejecución de un monofilamento con una sección transversal no circular, con un espacio hueco u otro plástico y con puntos de rotura controlada en dirección longitudinal,

Figura 3 c sección transversal esquemática de un ejemplo de ejecución de un monofilamento con una sección transversal no circular y con varios espacios huecos u otro plástico en dirección longitudinal, y

Figura 4 vista lateral esquemática de una bobina de la que se devana el monofilamento.

La fig. 1a muestra la sección transversal del primer ejemplo de ejecución de un monofilamento 1 compuesto de varias zonas 2, 3 y 4, de manera que al menos la zona 4, por un lado, y las zonas 2 y 3, por el otro, están hechas de plásticos con propiedades distintas. Asimismo, como es natural, existe la posibilidad de que las zonas 2, 3 estén hechas de plásticos distintos, que también pueden no coincidir con el plástico de la zona 4. Por otro lado, al actuar la zona 4 como separación entre las zonas 2 y 3, es posible que los plásticos de estas dos zonas 2 y 3 posean sustancias de relleno e incluso colores diferentes. La zona 4 puede adoptar la forma de nervios dispuestos en estrella, básicamente con simetría puntual y/o simetría especular con respecto al eje longitudinal central del monofilamento 1. Entre los nervios en estrella de la zona 4 se encuentran las zonas 2, 3, con forma de segmento o sector de círculo. En el ejemplo de ejecución hay un total de ocho zonas 2, 3, aunque se puede elegir cualquier otro número de zonas 2, 3 y también de zonas 4.

La sección transversal del monofilamento 5 de la fig. lb presenta unas zonas consecutivas 6, 7 con forma de segmento de círculo. Así, por ejemplo, las zonas 6 del monofilamento 5 están rellenas de un primer plástico, mientras que las zonas 7 están rellenas de otro distinto. No obstante, también es posible que todas las zonas 6, 7 estén hechas del mismo plástico, en cuyo caso habrá que modificar según convenga el proceso de extrusión con el fin de evitar una unión demasiado íntima en las superficies de separación de las zonas adyacentes 6, 7. Para ello, la masa de extrusión se divide en varias cuerdas, correspondientes a las zonas 6, 7, que después se recombinan en un mismo extruído.

En las transiciones 8 de las zonas 6,7 del monofilamento 5 se forman los denominados puntos de rotura controlada, que se describirán detalladamente más abajo en relación con la fig. 4.

Para los dos plásticos descritos se utiliza preferentemente poliamida o poliéster. Las combinaciones de PA 6.12 y poliéster o PA 6.12 y PA 6 o PA6.12 y poliéster han dado resultados especialmente buenos.

La fig. 2 representa una herramienta de extrusión 11 con la que se fabrica un monofilamento. El plástico empleado para la extrusión se conduce en forma de caudal másico en dirección de la flecha 12 a través de las tres piezas consecutivas 11', 11'', 11''' de la herramienta 11.

En la pieza 11'', el caudal másico de plástico se divide en tres cuerdas. Posteriormente, en la pieza 11''', las cuerdas se reúnen de nuevo en un único extruído que sale de la herramienta de extrusión 11 en forma de monofilamento.

La fig. 2b representa el área de la sección transversal del caudal másico y de las cuerdas resultantes del monofilamento a su paso por las piezas 11', 11'' y 11''' de la herramienta de extrusión 11. En la pieza 11' el monofilamento es todavía un caudal másico unitario 13 con una única sección transversal. Al dividirse dicho caudal másico en la pieza 11'', se forman tres cuerdas independientes 14, también representadas en la fig. 2b. Cuando las cuerdas 14 se reúnen de nuevo en la pieza 11''', vuelven a formar un extruído común 15, que es el monofilamento que emerge de la salida de la herramienta de extrusión 11.

Mediante la división del caudal másico 13 en las distintas cuerdas 14 y su posterior reunión en un extruído común 15, se forman unas transiciones 16 en las que se forman los denominados puntos de rotura controlada. Son precisamente estas transiciones 16 las que separan las tres zonas 17 que se observan en la sección transversal del extruído común 15.

Estos puntos de rotura controlada se comentarán posteriormente con más detalle en relación con la fig. 4.

Para el caudal másico 13 del monofilamento puede utilizarse por ejemplo poliéster o poliamida. Cuando el caudal másico 13 se divide en las distintas cuerdas 14 para formar las zonas 17 del extruído común 15, cada zona 17 ocupa aproximadamente la misma porción de la superficie total de la sección transversal del extruído común 15.

Las figuras 3a, 3b y 3c representan otras secciones transversales de monofilamentos fabricados en plástico. Todos los monofilamentos representados tienen una sección transversal no circular, básicamente en forma de estrella con tres o cuatro puntas.

En las fig. 3a y 3b se observa un espacio hueco 33 en el interior de los monofilamentos representados 31, 32. Este espacio hueco 33, que se prolonga en la dirección longitudinal de los monofilamentos 31, 32, presenta básicamente la misma sección transversal que el monofilamento correspondiente 31, 32. La fig. 3c también muestra dos monofilamentos 31, 32 en cuyo interior hay varios espacios huecos 34 que se prolongan en dirección longitudinal. Sin embargo, en este caso la forma de la sección transversal de estos espacios huecos 34 no coincide con la forma de la sección transversal de los monofilamentos correspondientes 31, 32. No obstante, los espacios huecos 33 también pueden estar rellenos de otro plástico, de manera que pueden formarse puntos de rotura controlada 35 en las zonas de separación entre zonas y en los lugares donde se producen estrechamientos.

En la fig. 3b, los monofilamentos 31, 32 representados poseen puntos de rotura controlada 35 que se prolongan en dirección longitudinal. Estos puntos de rotura 35 aparecen cuando la pared que forma el monofilamento correspondiente 31, 32 se entalla desde fuera entre el espacio exterior y el espacio hueco 33. El espesor de la pared disminuye en ese punto, lo que provoca una pequeña rotura del monofilamento 31, 32.

Los puntos de rotura controlada 35 se comentarán posteriormente con más detalle en relación con la fig. 4.

Según se ha descrito, es posible fabricar un monofilamento 5 cuya sección transversal esté dividida en varias zonas 6, 7 rellenas de plásticos distintos. Asimismo, con la herramienta de extrusión 11 puede fabricarse también un monofilamento 15 que esté hecho de un único plástico pero cuya sección transversal posea igualmente varias zonas 17.

Según se ha descrito en base a las figuras 3a, 3b y 3c, hay otros monofilamentos 31, 32 que poseen en su interior uno o varios espacios huecos 33, 34 que pueden estar rellenos de otro plástico.

Después de su fabricación, estos monofilamentos se enrollan en una bobina. El procedimiento de fabricación de cerdas para cepillos de dientes a partir de dichos monofilamentos se describe seguidamente en base a la fig. 4.

En una primera posibilidad, la bobina 41 representada en la fig. 4 se hace girar sobre su eje para desdevanar el monofilamento 42 en la dirección de la flecha 43.

En una segunda posibilidad, la bobina 41 permanece quieta y el monofilamento 42 se desdevana en dirección de la flecha 43 mediante una boquilla giratoria.

En ambos casos, el monofilamento 42 pasa a través de una boquilla guía 44 y se desvía por medio de una bobina de inversión 45.

A raíz del pequeño radio 46 de la bobina 41, el monofilamento 42 se puede desdevanar a gran velocidad en dirección de la flecha 43.

A consecuencia del desdevanado giratorio de la bobina 41, el monofilamento 42 se retuerce sobre su eje longitudinal. Después de la bobina de inversión 45, el monofilamento 42 se somete a la acción de sustancias químicas que lo fijan. En particular, las sustancias químicas fijan o fraguan la torsión del monofilamento 42.

Después de la fijación, el monofilamento 42 se corta para obtener cerdas individuales de aproximadamente la misma longitud. A continuación, las cerdas se agrupan en haces y se fijan por ejemplo a un portacerdas.

En el siguiente paso de producción se procede a redondear el extremo libre de cada cerda mediante mecanizado. Así es posible redondear por ejemplo todos los extremos libres de las cerdas de un haz mecanizándolos con una muela abrasiva. De este modo se consigue que los extremos libres de las cerdas no acaben en punta sino redondeados.

El mecanizado de los extremos libres de las cerdas para obtener el redondeo hace que, al utilizar los monofilamentos descritos, los extremos libres de las cerdas se desflequen o se dividan por sí solos. Como consecuencia del mecanizado, necesario para redondear los extremos libres de las cerdas, dichos extremos libres se rompen por los puntos de rotura controlada descritos de los monofilamentos. Con esto se consigue a la vez una división o desflecado de los extremos libres de las cerdas.

Si se emplea un monofilamento según la fig. 1b, los extremos libres de las cerdas se rompen por los puntos de rotura controlada 8 del monofilamento 5. Así pues, se forman un total de ocho semifilamentos en el extremo libre de la cerda.

Si se emplea un monofilamento según la fig. 2b, el extremo libre de la cerda se rompe por las tres zonas 17 del extruído común 15, con lo que se forman tres semifilamentos separados.

Si se emplean monofilamentos según las fig. 3a, 3b, 3c, se rompen principalmente por los puntos de rotura controlada 35, con lo que se forman semifilamentos individuales en los extremos libres de la cerdas.

Mediante el mecanizado de los extremos libres de las cerdas, necesario para su redondeo, se consigue también dividirlos en dirección longitudinal. Dependiendo del tipo y de la intensidad del mecanizado es posible influir en el grado de división de las cerdas en dirección longitudinal. Preferiblemente, la división alcanzará entre el 10% y el 25% de la longitud de la cerda.

Las cerdas o haces de cerdas fabricados de esta manera se emplean preferiblemente en cepillos de dientes eléctricos. Se ha previsto en especial el uso en cepillos de cabeza redonda, preferiblemente en la parte central.

Claims (23)

1. Cerda para un cepillo de dientes, en especial un cepillo dental eléctrico, fabricada a partir de un monofilamento de plástico, donde su sección transversal presenta por lo menos dos zonas (6, 7, 17) y al menos un punto de rotura controlada, estando las zonas (6, 7, 17) hechas de los mismos tipos de plástico.

2. Cerda conforme a la reivindicación 1, caracterizada por tener al menos un espacio hueco (33, 34).

3. Cerda conforme a la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por tener las zonas (6, 7) diferentes sustancias de relleno y/o diferentes colores.

4. Cerda conforme a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por tener las zonas (6, 7, 17) del monofilamento un punto de rotura controlada en las transiciones (8) o superficies de separación.

5. Cerda conforme a una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por estar dispuestas las zonas (6, 7, 17) con simetría puntual y/o simetría especular, aproximadamente, respecto al eje longitudinal de la cerda.

6. Cerda conforme a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por ocupar cada zona (6, 7, 17) aproximadamente la misma porción de la sección transversal completa.

7. Cerda conforme a una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por estar su extremo libre dividido preferentemente en dirección longitudinal.

8. Cerda conforme a una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por representar la división entre el 10% y el 25% aproximadamente de la longitud de la cerda.

9. Cerda conforme a una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por estar redondeado su extremo libre.

10. Cerda conforme a una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por estar hecha de poliéster y/o poliamida.

11. Cerda conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por tener un diámetro comprendido entre 0,1 y 0,25 mm, preferiblemente entre 0,15 y 0,18 mm.

12. Cerda conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por adoptar su sección transversal la forma de un trébol de tres o más hojas o de estrella.

13. Cerda conforme a reivindicación 12, caracterizada por tener la superficie de revestimiento del monofilamento una estructura helicoidal.

14. Cepillo de dientes con una cerda según al menos una de las reivindicaciones 1 a 13.

15. Procedimiento de fabricación de una cerda para un cepillo de dientes, en especial uno eléctrico, en el que se fabrica un monofilamento de plástico de forma que, en sección transversal, presenta dos o más zonas diferenciadas (6, 7, 17), todas ellas del mismo tipo de plástico, y al menos un punto de rotura controlada.

16. Procedimiento conforme a la reivindicación 15, caracterizado por formarse un espacio hueco en el monofilamento durante la extrusión.

17. Procedimiento conforme a la reivindicación 15 ó 16, caracterizado por formarse las zonas (6, 7, 17) mediante división (11'') y posterior recombinación (11''') del caudal másico durante la extrusión del monofilamento.

18. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado por retorcerse el monofilamento sobre su eje longitudinal y después fijarse especialmente por acción de sustancias químicas.

19. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 15 a 18, caracterizado por dividirse el extremo libre de la cerda en dirección longitudinal mediante solicitación mecánica principalmente.

20. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 15 a 19, caracterizado por redondearse el extremo libre de la cerda.

21. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 15 a 20, caracterizado por dividirse el extremo libre de la cerda mediante la operación de redondeo.

22. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 15 a 21, caracterizado por desdevanarse el monofilamento (42) de una bobina central giratoria (41) para conseguir una torsión.

23. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 15 a 22, caracterizado por desdevanarse el monofilamento (42) de una bobina central fija por medio de una boquilla giratoria para conseguir una torsión.