BR112020005705A2

BR112020005705A2 - método de fabricação de uma cabeça de escova unitária e cabeça de escova de dentes unitária

Info

Publication number: BR112020005705A2
Application number: BR112020005705-3A
Authority: BR
Inventors: Gerald GÖRICH; Harald Schnizer; Nicolas GÖTZ; Klaus Eimann
Original assignee: The Procter & Gamble Company
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2020-10-20
Also published as: BR112020005705B1; CN111182815B; US10980336B2; US20220095777A1; CN111182815A; CN115227025A; CN111163662A; US12011082B2; US20210204683A1; EP3461367A1; CN111163662B; US11819118B2; WO2019067275A1; US20190381710A1; US11666136B2; EP3461367B1; US20190090623A1; EP3461368A1; US11425992B2; US20230255343A1

Abstract

O presente pedido se refere a um método de fabricação de uma cabeça de escova unitária, em particular uma cabeça de escova de dentes unitária, a cabeça de escova unitária tendo uma base e ao menos um filamento que se estende a partir de um lado de filamento da base, sendo que o método compreende as etapas de injetar material plástico fundido em uma cavidade de molde que tem uma cavidade de pré-base e pelo menos uma cavidade de filamento que se estende a partir da cavidade de pré-base, comprimindo o material plástico fundido assim que este estiver essencialmente preenchendo a cavidade de pré-base mediante impressão de pelo menos uma ferramenta de punção no material plástico fundido a partir do lado posterior da cavidade de pré-base oposto a um lado a partir do qual a ao menos uma cavidade de filamento se estende, e preencher a pelo menos uma cavidade de filamento com o material plástico fundido sob a impressão contínua da ferramenta de punção. O material plástico fundido em particular tem um índice de fluidez de cerca de 30 g/10 min ou menos, medido de acordo com a norma ISO 1133. A presente invenção também está relacionada a uma escova com uma cabeça de escova unitária.

Description

"MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UMA CABEÇA DE ESCOVA UNITÁRIA E CABEÇA DE ESCOVA DE DENTES UNITÁRIA" CAMPO DA INVENÇÃO

[0001]A presente revelação se refere a um método de fabricação de uma cabeça de escova unitária (isto é, peça única) que compreende uma base e filamentos estendendo-se a partir da base.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002]É fato conhecido que uma cabeça de escova unitária que compreende uma base e filamentos estendendo-se a partir da base, pode ser fabricada por meio da injeção de material plástico fundido em uma cavidade que define a base e os filamentos com uma pressão relativamente alta e com a aplicação de uma pressão de retenção durante um certo tempo.

[0003]O documento de patente US 9.210.995 B2 descreve em geral uma cabeça de escova unitária e a sua fabricação.

[0004]Simulações e experimentos realizados pelos inventores revelaram que filamentos longos com pontas finas particularmente adequadas para, por exemplo, escovação dos dentes, representam um problema para moldagem por injeção de plástico, ou seja, as estruturas finas podem não ser preenchidas com o plástico fundido, pois o atrito entre o material plástico fundido e as paredes do molde que definem os filamentos é relativamente alto e provoca congelamento do plástico fundido de tal modo que o plástico fundido se solidifica completamente antes de as estruturas dos filamentos finos serem preenchidas.

[0005]Dessa forma, é um objetivo da presente revelação fornecer um método de fabricação de uma cabeça de escova unitária de modo que as estruturas finas possam ser preenchidas de maneira confiável com a técnica de moldagem por injeção de plástico conhecida.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0006]De acordo com ao menos um aspecto, é fornecido um método de fabricação de uma cabeça de escova unitária, em particular uma cabeça de escova de dentes unitária, a cabeça de escova unitária tendo uma base e ao menos um filamento que se estende a partir de um lado de filamento da base, sendo que o método compreende as etapas de injetar material plástico fundido em uma cavidade do molde que tem uma cavidade de pré-base e pelo menos uma cavidade de filamento que se estende a partir da cavidade de pré-base, em particular nos casos em que o material plástico tem um índice de fluidez de cerca de 30 g/10 min ou menos, medido em conformidade com a norma ISO 1133, comprimindo o material plástico fundido uma vez que este esteja essencialmente preenchendo a cavidade de pré-base mediante a impressão de pelo menos uma ferramenta de punção no material plástico fundido a partir do lado posterior da cavidade de pré-base oposto a um lado a partir do qual a ao menos uma cavidade de filamento se estende, e preencher a pelo menos uma cavidade de filamento com o material plástico fundido sob a impressão contínua da ferramenta de punção.

[0007]De acordo com ao menos um aspecto, é fornecida uma escova que compreende pelo menos uma cabeça de escova unitária que tem uma base e pelo menos um filamento estendendo-se a partir da mesma de maneira unitária, sendo que o pelo menos um filamento tem um comprimento entre a base e uma extremidade livre do filamento que está em uma faixa entre 6,0 mm e 20,0 mm, em particular, na faixa entre 7,0 mm e 15,0 mm, e o diâmetro da ponta do filamento está na faixa entre 5 µm e 40 µm, em particular, em uma faixa entre 8 µm e 30 µm, em particular, sendo que a cabeça de escova unitária é produzida a partir de um material plástico que tem um índice de fluidez de cerca de 30 g/10 min ou menos, medido de acordo com a norma ISO 1133.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0008]A presente revelação será adicionalmente elucidada por uma descrição detalhada e uma discussão de modalidades exemplificadoras. A descrição a seguir irá se referir às figuras que mostram:

[0009]A Figura 1 é uma representação esquemática de uma escova de dentes que compreende uma cabeça de escova unitária de acordo com a presente descrição;

[0010]A Figura 2 é uma simulação de fluxo plástico para dentro de uma cavidade que define uma cabeça de escova unitária para moldagem por injeção de plástico, mostrada em um instante no tempo em que o material plástico ainda não está preenchendo completamente a cavidade da base;

[0011]A Figura 3A é uma simulação de fluxo plástico para dentro de uma cavidade que define uma cabeça de escova unitária para moldagem por compressão de injeção de plástico, mostrada em um instante no tempo em que o material plástico ainda não está preenchendo completamente a cavidade da base;

[0012]A Figura 3B é uma simulação de fluxo plástico para dentro de uma cavidade que define uma cabeça de escova unitária para moldagem por compressão de injeção de plástico, mostrada em um instante no tempo em que uma ferramenta de punção é completamente imersa dentro da cavidade e o material plástico preenche completamente a cavidade da base e as cavidades de filamento;

[0013]A Figura 4 é uma representação fotográfica de uma cabeça de escova unitária injetada de maneira incompleta, produzida com moldagem por injeção de plástico;

[0014]A Figura 5 é uma representação fotográfica de uma cabeça de escova unitária completamente preenchida produzida por moldagem por compressão de injeção

[0015]A Figura 6 é uma representação de uma barra de molde que compreende dois elementos de inserção de molde;

[0016]A Figura 7 é uma representação de um elemento de inserção de molde exemplificador montado a partir de uma pilha de placas de inserção;

[0017]A Figura 8 é uma vista frontal sobre um lado frontal de um exemplo de placa de inserção estruturada de acordo com a presente descrição;

[0018]A Figura 9 é uma vista em seção transversal de uma barra de molde que tem um elemento de inserção de molde e de uma ferramenta de punção em uma posição inicial;

[0019]A Figura 10 é uma representação de um exemplo de filamento de uma cabeça de escova unitária;

[0020]A Figura 11A é uma representação de uma barra de molde que compreende uma outra modalidade de um elemento de inserção de molde produzido a partir de anéis de inserção empilhados; e

[0021]A Figura 11B é uma representação de um único anel de inserção exemplificador.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0022]A presente revelação descreve a fabricação de uma cabeça de escova unitária (isto é, peça única) que compreende uma base e ao menos um filamento (em particular, uma pluralidade de filamentos) estendendo-se a partir da base. A presente revelação também descreve uma cabeça de escova unitária e uma escova que compreende pelo menos uma cabeça de escova unitária. Considerando que a cabeça de escova unitária é um objeto de peça única que foi feito em uma única etapa de manufatura, os filamentos e a base são feitos do mesmo material e não têm qualquer linha de união intermediária que indiquem que os filamentos e a base foram feitos em sucessivas etapas de manufatura. A cabeça de escova unitária pode ter uma densidade de filamento na faixa entre 0,1 filamento/mm2 e 5 filamentos/mm2, em particular a densidade do filamento pode se situar na faixa entre 0,5 filamento/mm2 e 2 filamentos/mm2. A área da base da escova a partir da qual se estendem os filamentos pode estar na faixa entre 1 mm2 e 10,000 mm2, em particular em uma faixa entre 10 mm2 e 1,000 mm2 e, adicionalmente, em particular em uma faixa entre 50 mm2 e 500 mm2. A cabeça de escova unitária, de acordo com a presente revelação, é produzida, em particular, a partir de um material plástico que tem um índice de fluidez de cerca de 30 g/10 min ou menos, medido em conformidade com a norma ISO 1133. No caso de uma liberdade de escolha, o peso a ser usado na medição é um peso de 2,16 kg.

[0023]Foi verificado que a tecnologia de moldagem por injeção de plástico atualmente usada não é adequada para moldagem completa confiável de estruturas de cavidades de filamentos finos, mas que a moldagem por compressão de injeção tende a ser mais adequada para preencher até as mencionadas cavidades de filamentos finos. O termo "finos" aqui é particularmente direcionado aos filamentos que têm um comprimento conforme é usual para escovação, em particular para a escovação dos dentes, isto é, situado em uma faixa entre 3 mm e 20 mm, e um filamento de diâmetro de ponta na faixa abaixo de 50 µm ou abaixo de 40 µm ou abaixo de 35 µm ou abaixo de 30 µm ou abaixo de 25 µm ou abaixo de 20 µm ou abaixo de 15 µm, em particular na faixa entre 5 µm e 40 µm, ainda em particular na faixa entre 8 µm e 30 µm e ainda adicionalmente em particular na faixa entre 10 µm 25 µm. Essa percepção foi o resultado de simulações e especificamente de experimentos, que são adicionalmente descritos abaixo. A presente descrição fornece alguns exemplos de cabeças de escova unitárias adequadas para escovas de dentes manuais, mas outros formatos e formas podem ser escolhidos de modo que a cabeça de escova unitária seja adequada para, por exemplo, cabeças de escova substituíveis de escovas de dentes elétricas (exemplos fornecidos também). A presente descrição não exclui que a cabeça de escova unitária possa ser usada para outros arranjos, higiene pessoal ou aplicações de beleza, como escovação dos cabelos ou para pincel de rímel.

[0024]A ponta do filamento pode ser plana ou esfericamente arredondada ou pode ter uma forma mais irregular. Se uma ponta de filamento plano não for circular, o diâmetro da ponta do filamento é definido por uma aproximação de melhor ajuste da ponta de filamento plano com um círculo (isto é, um círculo para o qual a mesma área do formato não circular está fora do círculo como a área dentro do círculo que não é preenchida pela formato não circular, daí o círculo de melhor ajuste ter a mesma área que o formato irregular), sendo que o diâmetro do círculo de melhor ajuste determina então o diâmetro da ponta do filamento plano. O mesmo pode ser aplicado para determinar o diâmetro de um filamento em um certo nível de altura, onde então é feito um melhor ajuste de um círculo com o formato em seção transversal. Quando a ponta não é esfericamente arredondada, o diâmetro da ponta é definido por uma aproximação de melhor ajuste da ponta do filamento com uma meia esfera, onde o diâmetro da esfera de melhor ajuste é então o diâmetro da ponta.

[0025]Uma outra maneira de caracterizar os filamentos finos que podem ser preenchidos com o uso da tecnologia ICM é dada pelo comprimento do filamento entre um diâmetro intermediário de um certo valor e a extremidade da ponta. Por exemplo, constatou-se que um filamento tendo um diâmetro de 40 µm ou menos (o que, em outras palavras, deve significar um filamento que tem uma área em seção transversal da ponta de cerca de 0,00126 mm2 ou menos) pode ser preenchido ao longo de um comprimento de 300 µm.

[0026]A cabeça de escova unitária, conforme proposto aqui, tem ao menos um filamento que se estende a partir de uma base de maneira unitária. Consequentemente, a cavidade do molde que define a cabeça de escova unitária compreende ao menos uma cavidade de filamento. Em exemplos de modalidades, escovas para as aplicações mencionadas têm uma pluralidade de filamentos unitários, por exemplo, dois filamentos, cinco filamentos ou dez filamentos. Para escovas de dentes, o número de filamentos unitários pode ser de pelo menos 50 ou pelo menos 100 e ainda pelo menos

150 filamentos. O número de filamentos pode se situar na faixa entre 1 e 1000, em particular, na faixa entre 5 e 500 e, adicionalmente, em particular, na faixa entre 50 e

300. Conforme será discutido em mais detalhes, cada um dos filamentos pode ter a mesma geometria de filamento, ainda que em algumas modalidades pelo menos um filamento da pluralidade de filamentos tenha uma geometria de filamento diferente da de outros filamentos, e em algumas modalidades, cada um dos filamentos tenha uma geometria de filamento diferente de todas as outras geometrias de filamento dos filamentos da cabeça de escova unitária.

[0027]De acordo com a presente descrição, um método de fabricação de uma cabeça de escova unitária pode compreender a etapa de injetar o material plástico fundido na cavidade da pré-base, o que acontece a uma pressão que não excede a pressão na qual o material fundido preencheria visivelmente a cavidade do filamento (ou a pluralidade de cavidades de filamentos). Isso significa que a cavidade da pré-base é preenchida essencialmente sem preencher a cavidade do filamento. Essa etapa inclui a subetapa de obtenção de uma cavidade de pré-base que tem um volume maior que a base da cabeça de escova unitária final e a subetapa de imprimir uma ferramenta de punção na cavidade da pré-base para, por um lado, formar a cavidade da base final e, por outro lado, fornecer a pressão necessária para forçar o material plástico fundido para dentro das cavidades de filamentos finos. A cavidade da pré-base tem assim um volume que é dado pelo volume da cavidade da base e pelo volume da cavidade do filamento (ou cavidades de filamentos).

[0028]Em algumas modalidades, o ponto de injeção no qual o material de plástico é injetado na cavidade do molde está localizado lateralmente distante da pelo menos uma cavidade de filamento, de modo que a direção do fluxo resultante do material fundido é essencialmente perpendicular à extensão de comprimento da cavidade de filamento ou cavidades, quando o material fundido atinge a cavidade ou cavidades de filamentos.

[0029]Em algumas modalidades, a ferramenta de punção (por exemplo, estampa de punção) tem uma superfície de punção que é impressa no material plástico fundido, uma vez que a cavidade da pré-base é preenchida, superfície de punção esta que se estende sobre os locais da pluralidade de cavidades de filamentos. Isso pode gerar uma pressão mais homogênea no material fundido, em particular, pois o plástico fundido não se comporta, até certo ponto, como um fluido newtoniano.

[0030]Em algumas modalidades, materiais plásticos adequados para a cabeça de escova unitária têm uma dureza Shore D menor que cerca de 70 e/ou têm um módulo de tração menor que cerca de 1200 N/mm2. Deve-se compreender que a dureza Shore D máxima é medida de acordo com a norma ISO 868 a 23 graus Celsius e o módulo de tração é medido de acordo com a norma ISO 527 a 23 graus Celsius, como é usual e conhecido na técnica (propriedades mecânicas ISO medidas a 4,0 mm e amostra para ISO 527 é ISO 1BA). Em algumas modalidades, a dureza Shore D do material está em uma faixa entre 30 e 70. Em algumas modalidades, o módulo de tração está em uma faixa entre 100 N/mm2 e 1200 N/mm2 e, em particular, em uma faixa entre 500 N/mm2 e 1000 N/mm2, adicionalmente em particular em uma faixa entre 700 N/mm2 e

900 N/mm2. O material plástico pode ser, em particular, um elastômero termoplástico ou um uretano termoplástico.

[0031]Em algumas modalidades, o comprimento da cavidade do filamento e, portanto, o comprimento do filamento medido entre o nível de base e a extremidade livre do filamento se situa na faixa entre 3,0 mm e 20,0 mm, em particular, na faixa entre 5,0 mm e 15,0 mm, adicionalmente em particular na faixa entre 6,0 mm e 12,0 mm. O filamento pode, em particular, ser dividido em uma porção de base e uma porção de ponta, onde a porção de base e a porção de ponta podem ter comprimentos similares ou mesmo idênticos.

[0032]Em algumas modalidades, um ângulo de saída mínimo total da cavidade de filamento na faixa entre 0,4 grau e 2,0 graus, em particular, ao redor de 1,0 grau, é alcançado para pelo menos metade da extensão de comprimento da cavidade de filamento, em particular, para uma porção de base do filamento. Uma porção de ponta pode se afunilar em ângulos maiores em direção à extremidade livre do filamento para fornecer uma ponta de filamento fina.

[0033]A ponta, ou ao menos uma das pontas, de um filamento pode ter um diâmetro na faixa entre 5 µm e 40 µm, em particular, na faixa entre 8 µm e 20 µm. Pelo menos um filamento pode ter mais de uma ponta, por exemplo, duas, três ou quatro ou mesmo mais pontas. As pontas podem estar todas dispostas no mesmo plano paralelo ao plano de base ou ao menos uma das pontas pode ter uma extremidade de ponta maior ou menor. Por exemplo, em um exemplo de modalidade, um filamento tem duas pontas e a extremidade livre da primeira ponta pode ter uma altura de cerca de 8 mm acima do nível de base e a segunda ponta pode ter uma altura de cerca de 10 mm acima do nível de base.

[0034]Na fabricação da cabeça de escova unitária, pode ser usado um elemento de inserção de molde (a seguir normalmente chamado apenas de elemento de inserção), montado a partir de uma pilha vertical de pelo menos duas placas de inserção, sendo que a cavidade do filamento é definida por uma depressão em um lado de face de uma placa de inserção (e um lado de face sem estrutura da outra placa de inserção em contiguidade) ou por duas depressões cooperantes em lados de face em contiguidade às placas de inserção. Isso não deve impedir que uma projeção ou várias projeções possam ser formadas em pelo menos um dos lados de face, cuja projeção ou projeções se estendem para dentro da cavidade formada pela depressão para, assim, moldar a cavidade de filamento. O termo "vertical" aqui significa que a cavidade de filamento (cavidades de filamentos) é definida por lados de face contíguos das placas de inserção em vez de por furos passantes (e potencialmente um orifício de extremidade cego) em uma pilha horizontal de placas de inserção. Em geral, não se exclui o uso de uma pilha horizontal de placas de inserção para cabeças de escova unitárias produzidas por ICM, mas a seguir, o presente pedido se concentra em uma pilha vertical de placas de inserção. Quanto mais placas de inserção forem usadas, mais "fileiras" de cavidades de filamentos poderão ser definidas. Para um tamanho de cabeça de escova típico entre 1 cm e 3 cm na direção do comprimento e largura, e uma distância de filamento típica de 1 mm, cerca de onze a trinta e uma placas de inserção podem ser usadas. No presente documento, placas de inserção essencialmente planas são mostradas como um exemplo e placas de inserção circulares (ou anéis de inserção) são mostradas como um segundo exemplo. Isto não deve ser limitador e, de outra forma, placas de inserção curvas são também contempladas. Para placas de inserção planas, os filamentos serão dispostos em fileiras e para placas de inserção circulares ou semelhantes a anel, os filamentos serão dispostos em anéis. Para placas de inserção com outro formato, os filamentos podem ser dispostos em outras linhas (por exemplo, uma elipse ou uma linha ondulada). Também é contemplado que as placas de inserção tenham uma curvatura em um lado e uma outra curvatura do outro lado. Adicionalmente, embora os filamentos mostrados no presente pedido se estendam todos de modo essencialmente perpendicular a partir da superfície da base, ao menos um ou vários ou mesmo todos os filamentos podem se estender a partir da base em um ângulo diferente até cerca de 90 graus (e, em particular, o ângulo e/ou a direção de inclinação podem ser diferentes entre dois ou mais desses filamentos inclinados).

[0035]Em ao menos uma das placas de inserção, pode ser fornecida uma cavidade de ventilação em conexão condutora de ar com uma extremidade de orifício cego da ao menos uma cavidade de filamento, a cavidade de ventilação essa que tem uma espessura (isto é, uma extensão na direção vertical) na faixa entre 2 µm e 20 µm, em particular, na faixa entre 3 µm e 10 µm e, adicionalmente em particular, de cerca de 5 µm. Como a tecnologia ICM aqui descrita é capaz de preencher pequenas pontas dos filamentos, a cavidade de ventilação é escolhida para ser muito fina de modo que o material plástico fundido essencialmente não entre na cavidade de ventilação. A espessura da cavidade de ventilação pode assim ser escolhida em vista do material plástico e de sua viscosidade ou índice de fluidez.

[0036]As faces laterais da placa de inserção podem ser empurradas juntas durante a operação por uma força de compressão para evitar que a pressão aplicada no estágio de compressão separe as placas de inserção. Em algumas modalidades, a força de compressão é liberada antes da deformação da cabeça de escova unitária para facilitar a etapa de deformação.

[0037]De acordo com ao menos um aspecto, é fornecido um método de fabricação de uma escova que compreende as etapas de formar uma cabeça de escova unitária, conforme discutido neste documento, e conectar a cabeça de escova unitária a um cabo de escova, em particular, sendo que o cabo da escova é formado por moldagem por injeção e adicionalmente em particular, em que a conexão entre a cabeça de escova unitária e o cabo da escova é estabelecida na etapa de moldagem por injeção. A conexão pode ser estabelecida por adesão do material ou por um ajuste de forma, em que para o ajuste de forma, o material injetado do cabo da escova flui para ao menos uma estrutura de rebaixo formada na cabeça de escova unitária.

[0038]Não deve ser excluída a possibilidade de que pelo menos um elemento de limpeza adicional seja conectado à a cabeça de escova unitária de uma maneira não unitária, por exemplo, um elemento de limpeza tipo borracha pode ser fixado à cabeça de escova unitária, por exemplo, por meio de moldagem por injeção ou conexão mecânica. Adicionalmente, a presente descrição não exclui que uma porção de cabeça de escova já feita seja fornecida na cavidade do molde como um elemento de inserção e que a cabeça de escova unitária seja, então, conectada a este elemento de inserção no processo de compressão de injeção.

[0039]Deve ser entendido que uma escova de acordo com a presente revelação compreende pelo menos uma cabeça de escova unitária. A cabeça de escova pode compreender duas ou mais cabeças de escova unitárias que podem ser idênticas ou que podem ser diferentes entre si, por exemplo, elas podem ser diferentes na cor do material plástico e/ou em tamanho, número de filamentos, geometria dos filamentos, etc. A escova pode compreender também ao menos um elemento de limpeza adicional (por exemplo, um tufo de filamentos de cerdas produzidas por tecnologia de extrusão) que está fixado à escova por outros métodos conhecidos como formação de tufos em âncora (isto é, grampeamento) ou tecnologias de formação de tufos a quente (tecnologias de formação de tufos livre de âncora).

[0040]A Figura 1 é uma representação esquemática de um exemplo de escova de dentes 1 compreendendo uma cabeça de escova unitária 2 que tem uma base 3 e filamentos 4 estendendo-se a partir da base 3 de forma unitária, e um cabo 5 que é conectado à cabeça de escova unitária 2. Na modalidade mostrada, o cabo se estende sob a base 3 de modo que a porção de cabeça de escova de dentes 1 é formada pela cabeça de escova unitária 1 no lado frontal (onde os filamentos estão localizados) e uma porção de cabeça do cabo 5. O cabo 5 pode ser particularmente conectado à cabeça de escova unitária 1 em um processo de moldagem por injeção, isto é, um processo no qual a cabeça de escova unitária é inserida em uma cavidade do molde e o cabo é então moldado por injeção e se conecta à cabeça de escova unitária por ligação/adesão de material (exigindo respectivamente afinidade entre os materiais escolhidos para a cabeça de escova unitária e o cabo).

[0041]A seguir, os resultados da simulação de moldagem por injeção de plástico (PIM - plastic injection molding) de moldagem por compressão de injeção (ICM - injection compression molding) de uma cabeça de escova unitária são discutidos com referência às Figuras 2, 3A, e 3B. Simulação de Moldagem por Injeção de Plástico (PIM) e Resultados Experimentais

[0042]Em simulações (usando a ferramenta de software "Moldflow" disponível junto à MF Software GmbH, de Darmstadt, Alemanha) e respectivos experimentos, foi investigado o preenchimento de uma cavidade de cabeça de escova unitária. A cabeça de escova compreendia uma base e filamentos estendendo-se a um ângulo de 90 graus a partir da base. A base compreendia uma porção de pescoço distante do campo de filamentos. O plástico fundido foi injetado na seção de pescoço com uma pressão típica e então voou em direção à porção de base a partir da qual os filamentos se estendem. A Figura 2 mostra o resultado de uma simulação de uma cavidade de cabeça de escova unitária parcialmente preenchida, em que o plástico fundido ainda não preencheu completamente a porção de base da cavidade. O material plástico foi injetado através de um ponto de injeção no lado esquerdo da cavidade indicada, ponto de injeção este que era um local distante do campo de cavidades de filamentos.

No estágio do processo intermediário mostrado, o plástico fundido já começou a fluir para dentro das cavidades de filamentos estendendo-se a partir da cavidade de base.

Foi agora constatado que o material plástico nas cavidades de filamentos parcialmente preenchidas pode congelar (isto é, pode solidificar) sob certas condições de modo que o preenchimento adicional das cavidades de filamentos finos se torna essencialmente impossível à medida que a pressão necessária para preencher aumenta exponencialmente.

Nas simulações, foi usado o Moplen HP 501M da Lyondell Basell, Houston, EUA.

Este material Moplen tem um índice de fluidez (MFR - melt flow rate) medido em conformidade com a norma ISO 1133 a 230°C com um peso de 2,16 kg de 100 g/10 min, dessa forma, o material Moplen é um material de baixa viscosidade e fluxo rápido.

A pressão máxima que foi aplicada para preencher as cavidades de filamentos foi 470 bar (a simulação não levou em conta quaisquer perdas de pressão no sistema de jito quente ou no sistema de sincronização). As simulações foram acompanhadas por experimentos nos quais usou-sePIM para preencher a cavidade da cabeça de escova unitária com o material Moplen mencionado.

Os experimentos foram realizados com uma geometria da cabeça de escova que compreende uma disposição retangular regular de sete vezes vinte seis filamentos (veja a Figura 4 para uma representação de um exemplo de cabeça de escova unitária produzida com tecnologia de PIM). No PIM, o plástico fundido é empurrado geralmente para dentro da cavidade do molde a uma pressão relativamente alta na qual as cavidades de filamentos que são primeiramente alcançadas pela frente de fusão são parcialmente preenchidas, onde as cavidades de filamentos que são alcançadas no final do processo de injeção não são suficientemente preenchidas até o mesmo grau devido ao gradiente de pressão na cavidade de enchimento. Uma vez que a pressão de retenção é então aplicada, esta alta pressão aciona o material fundido para dentro das cavidades de filamentos distantes, mas o material plástico que fluiu nas cavidades de filamentos em posição proximal ao ponto de injeção tem uma certa probabilidade de congelamento/solidificação antes de a alta pressão de retenção tentar conduzir o material fundido para dentro das cavidades de filamentos. Simulação de Moldagem por Compressão de Injeção (ICM) e Resultados Experimentais

[0043]Além das simulações e experimentos da moldagem por injeção de plástico (PIM) de uma cabeça de escova unitária, simulações e experimentos foram realizados em relação à moldagem por compressão de injeção (ICM) essencialmente da mesma cavidade da cabeça de escova unitária, conforme discutido para PIM. Nas simulações e experimentos de ICM, foi usada uma ferramenta de punção que foi imersa na porção de base da cavidade de cabeça de escova unitária (contanto que a ferramenta de punção não seja imersa na cavidade, a porção de base da cavidade define uma pré base e é chamada, assim, de cavidade da pré-base). A Figura 3A mostra um resultado da simulação do processo ICM (usando novamente as propriedades materiais de Moplen HP 501M) em um ponto no tempo em que a cavidade da pré-base ainda não está completamente preenchida com material plástico fundido.

O plástico fundido não flui essencialmente para dentro das cavidades de filamentos neste estágio (o que pode ser devido, essencialmente, à seção transversal maior da cavidade de pré-base levando a uma pressão de injeção mais baixa necessária; um versado na técnica pode confirmar experimentalmente em qual pressão uma dada cavidade de pré- base pode ser preenchida sem preencher as cavidades de filamentos para uma dada geometria e dado material plástico). Uma vez que a cavidade de pré-base tenha sido preenchida, a ferramenta de punção (sob a forma de uma estampa de punção) foi impressa na cavidade de pré-base a partir de um lado oposto ao lado a partir do qual as cavidades de filamento se estendem (a fase de compressão do processo). A Figura 3B mostra o estágio final no qual a ferramenta de punção simulada estava em sua posição final e as cavidades de filamentos foram preenchidas até suas extremidades de orifício cego, mesmo que tenham sido escolhidas estruturas de ponta muito finas.

A cavidade da base é mais delgada pelo respectivo volume que é necessário para preencher as cavidades de filamentos.

As dimensões das cavidades de filamentos são discutidas em detalhes adicionais abaixo.

A Figura 5 mostra uma foto de uma cabeça de escova unitária moldada por compressão de injeção (ICM) - foi confirmado por experimentos que o processo ICM é adequado para preencher as cavidades de filamentos finos, em particular, se acredita que isto seja válido para materiais plásticos que têm um índice de fluidez abaixo de 30 g/10 min medido conforme previsto na norma ISO 1133 a 230°C, com um peso de 2,16 kg, em particular, para materiais plásticos que têm esse MFR (Índice de fluidez) abaixo de 20 g/10 min,

adicionalmente em particular abaixo de 15 g/10 min. Um valor mais baixo de 4 g/10 min ou 5 g/10 min pode ser escolhido, mas acredita-se que pode ser bastante difícil preencher os filamentos com materiais com MFR ainda mais baixo. Esses materiais plásticos de baixo MFR não fluem em particular para dentro das cavidades de filamentos quando a cavidade da pré-base está sendo preenchida, o que aumenta o efeito já fornecido pela escolha de uma pressão de injeção mais baixa do que no PIM. Embora materiais de MFR mais alto sejam materiais de PIM preferenciais, pois seu comportamento "semelhante a água" permite um rápido preenchimento da cavidade do molde, o comportamento mais "semelhante ao mel" dos materiais de MFR mais baixo pode muito bem ser usado no ICM, onde um preenchimento igualmente rápido da cavidade de molde não é necessário. Simulações e experimentos de fluxo de molde mostraram uma boa harmonia entre pressões de injeção simuladas e experimentalmente encontradas e o grau de preenchimento, embora as simulações pareçam prever um maior preenchimento das cavidades de filamentos finos em PIM como poderia ser comprovado nos experimentos.

[0044]Materiais usados nos experimentos incluíam o Hytrel 5553FG, o Hytrel 6359FG (ambos os materiais Hytrel disponíveis junto à DuPont, de Wilmington, EUA), uma mistura de 50% em volume de Allruna W40D193 (disponível junto à ALLOD Werkstoff GmbH & Co. KG, de Burgbernheim, Alemanha) e 50% em volume de Moplen RP2802 (disponível junto à Lyondell Basell, de Houston, Estados Unidos). Os materiais Hytrel têm uma dureza Shore D de 55 (Hytrel 5553FG) e de 63 (Hytrel 6359FG). Adicionalmente, o Hytrel 5553FG tem um módulo de tração de 170 e um índice de fluidez de 7 g/10 min medido a uma temperatura de 230°C com um peso de 2,16 kg e o Hytrel 6359FG tem um módulo de tração de 260 e um índice de fluidez de 9 g/10 min medido a 230°C com um peso de 2,16 kg. Com base em medições de dureza objetivas e também com base na investigação subjetiva de propriedades de redefinição óptica das cabeças de escova unitárias feitas por ICM e com base em testes de uso prático, constatou-se que o Hytrel 6359FG era mais adequado para aplicações de escovação dos dentes do que os outros materiais mencionados. Mas acredita-se, em particular, que a geometria do filamento tem um grande efeito sobre a adequação de um determinado material. Em geral, constatou-se que materiais plásticos que têm dureza Shore D abaixo de 70 tendem a ser mais adequados do que outros materiais plásticos e/ou materiais com um módulo de tração abaixo de 1200 N/mm2 tendem a ser mais adequados. Esses parâmetros de material são em particular relevantes para desempenho mecânico da cabeça de escova unitária, por exemplo, o desgaste e a estabilidade de forma. Dimensões dos Filamentos de uma Cabeça de Escova Unitária

[0045]Nos experimentos mencionados acima, duas geometrias de filamento diferentes foram usadas para investigar a tecnologia ICM. A primeira geometria do filamento investigada tinha uma seção transversal algo poligonal na base que era definida por dois triângulos fixados em um deslocamento de 0,17 mm ao longo de uma borda, cuja base encaixava em um retângulo com um comprimento de 0,9 mm e uma largura de 0,69 mm. Esse filamento terminava em uma altura de 10 mm acima do nível de base em duas pontas separadas, onde as pontas triangulares definiam um círculo dentro do triângulo da ponta de 70 µm. Foi usado um ângulo de saída de 1,55 graus ao longo do comprimento total de 10 mm.

[0046]Uma segunda geometria de filamento investigada (veja a Figura 10 para uma representação do respectivo filamento) compreendia um filamento 60 de um comprimento total de 10 mm que foi dividido em uma porção de base 61 que tem um comprimento de 5 mm e uma porção de ponta 62 que tem um comprimento de 5 mm também. A porção de base 61 tinha um formato em seção transversal quadrática no nível de base de 0,5 mm por 0,5 mm. A porção de base 61 afunilava em três lados com um ângulo de saída de 0,5 grau. Na porção de ponta 62, o formato em seção transversal foi reduzido para uma seção transversal em formato de T e a porção de ponta 62 afunilada em direção a uma ponta plana 63 de seção transversal quadrática que tem um comprimento de borda de 10 µm, isto é, uma área da seção transversal de 10 µm por 10 µm = 0,0001 mm 2 e um diâmetro de círculo de melhor ajuste de 11,28 µm.

[0047]Em geral, foi descoberto que filamentos e, por conseguinte, as respectivas cavidades de filamentos, podem ser divididos em uma porção de base e uma porção de ponta. Em algumas modalidades, a porção de base tem um comprimento de cerca de 5 mm medido entre a superfície de base e a altura de filamento t na qual a porção de ponta começa, mas o comprimento da porção de base pode geralmente ficar em uma faixa entre 2 mm e 15 mm. A porção de base pode ser projetada para ter uma área de seção transversal em nível de base na faixa de cerca de 0,1 mm2 e 5,0 mm2, em particular, na faixa de cerca de 0,15 mm 2 e 2,0 mm2 e, adicionalmente, em particular na faixa de cerca de 0,2 mm2 e 1,5 mm2. Em algumas modalidades, o formato em seção transversal da porção de base é quadrático ou retangular ou circular ou elipsoidal/oval. A porção de base pode ter um ângulo de saída em pelo menos um lado na faixa entre 0,2 grau e 2 graus, em particular, na faixa entre 0,4 grau e 1 grau. A porção de ponta pode ter um comprimento de cerca de 5 mm, mas pode geralmente ter um comprimento na faixa entre 2 mm e 15 mm. A porção de ponta pode se afunilar muito mais rápido (isto é, em um ângulo maior) em direção à ponta. A extremidade da ponta dos filamentos pode ser plana ou semiesférica.

[0048]Embora não se destine a ser uma observação limitadora, geometrias de filamento com base em um tronco de pirâmide (isto é, pirâmide truncada) na base do filamento podem ser formadas apenas em um lado de uma placa de inserção. As geometrias de filamento com base em um tronco de cone (isto é, cone truncado) na base do filamento podem ser formadas em dois lados dispostos de maneira oposta de duas placas de inserção. Como tinha sido discutido anteriormente, outras geometrias de porção de base também são possíveis.

[0049]A Figura 6 é uma representação de uma barra de molde 300 que tem dois elementos de inserção 320A e 320B dispostos em uma armação 310. A barra de molde 300 será inserida em uma placa de molde de uma metade de molde de uma máquina de moldagem por injeção. A barra de molde mostrada 300 é adequada para PIM e ICM. Cada um dos elementos de inserção 320A e 320B define uma primeira porção de cavidade 330A e 330B, respectivamente, de uma cabeça de escova unitária, em que a primeira porção de cavidade 330A, 330B define cavidades de filamentos e pelo menos uma porção da cavidade de base (ou pré-base). Embora no caso em apreço, a barra de molde 300 tenha dois elementos de inserção 320A, 320B, uma barra de molde em geral pode ter qualquer outro número de elementos de inserção como um elemento de inserção, três elementos de inserção, quatro elementos de inserção, oito elementos de inserção, dez elementos de inserção, etc.

Embora seja aqui descrito que a uma barra de molde 300 é inserida em uma placa de molde de uma metade do molde, mais de uma barra de molde pode ser inserida em uma placa de molde, por exemplo, duas barras de molde, três barras de molde, quatro barras de molde, etc.

Embora seja aqui mostrado que os elementos de inserção 320A e 320B sejam essencialmente idênticos, cada um dos elementos de inserção de uma barra de molde pode ser diferente dos outros elementos de inserção, isto é, pode definir uma cabeça de escova unitária diferente.

No caso em que várias barras de molde são inseridas em uma placa de molde, cada uma das barras de molde pode ser diferente das outras barras de molde (isto é, pode ter um número diferente de elementos de inserção). Dependendo do tamanho da cabeça de escova unitária, uma única placa de molde pode ter oito ou dez ou doze ou 16 ou 20 ou 24 ou 32 ou 64 elementos de inserção, etc. de modo que em uma única carga de injeção, o respectivo número de cabeças de escova unitárias possa ser feito.

Por uma questão de completeza, não deve excluir a possibilidade de que um elemento de inserção seja colocado diretamente em uma placa de molde em vez de usar uma barra de molde adicional.

Em um conjunto de barras de molde diferentes, cada barra de molde pode sempre ter o mesmo formato externo, mas as barras de molde diferentes podem compreender elementos de inserção de tamanhos diferentes. Portanto, apenas a barra de molde precisa ser substituída, mas ainda pode ser usada a mesma placa de molde.

[0050]A Figura 7 é uma representação de um elemento de inserção 400 que pode ser inserido na armação 310 mostrada na Figura 6. O elemento de inserção 400 compreende uma pilha vertical de placas de inserção 410, 430 e 420. Uma pluralidade de placas de inserção estruturadas 430 está disposta entre duas placas de extremidade 410 e

420. Na modalidade mostrada, 27 placas de inserção estruturadas 430 rotuladas 4301 a 4327 são usadas para definir as cavidades do filamento 431. A espessura das placas de inserção estruturadas 430 pode ser na faixa entre 0,7 mm e 2,0 mm. Uma espessura de cerca de 1,0 mm leva a uma distância dos filamentos em direção vertical de 1,0 mm, o que pode ser considerado um valor razoável para uma cabeça de escova unitária usada para escovação dos dentes. Embora as placas de inserção estruturadas 431 sejam mostradas aqui como tendo todas a mesma espessura na direção vertical, a espessura das placas de inserção estruturadas pode variar e pode variar, em particular, dentro da faixa entre 0,7 mm e 2,0 mm. Embora as placas de inserção estruturadas sejam mostradas aqui como tendo todas um primeiro lado de face compreendendo as estruturas que definem as cavidades de filamentos, e um segundo lado de face sem quaisquer estruturas, as placas de inserção podem incluir, em geral, placas de inserção estruturadas em ambos os lados de face e/ou podem compreender placas de inserção não estruturadas,

placas de inserção estruturadas e não estruturadas essas que podem ser dispostas alternadamente, mas pode ser usada qualquer outra mistura de placas de inserção estruturadas em um lado, placas de inserção estruturadas nos dois lados e placas de inserção não estruturadas. Embora as placas de extremidade 410 e 420 sejam mostradas aqui como placas de extremidade não estruturadas, ao menos uma das placas de extremidade pode também ser estruturada.

[0051]A Figura 8 é uma vista frontal em um lado de face de uma placa de inserção estruturada 800 que pode ser usada em um elemento de inserção 400, conforme mostrado na Figura 7, ou um elemento de inserção 320A ou 320B mostrado na Figura 6. A placa de inserção 800 tem um lado de face frontal estruturado 801 e um outro lado de face traseiro 802 (não visíveis) que pode ser estruturado mas que também pode não ser estruturado. A placa de inserção 800 tem um recorte 820 em sua área superior 808, recorte 820 este que serve para definir uma porção da cavidade da base (ou pré-base). Adicionalmente, a placa de inserção 800 tem recortes circulares 830 e 831 que servem para alinhar uma pluralidade de placas de inserção por meio de elementos de haste que no estado montado se estendem através dos recortes circulares 830 e 831, respectivamente. Uma pluralidade de sete cavidades de filamentos parciais 810 é fornecida no lado da face frontal 801 da placa de inserção 800. Em algumas modalidades, em um estado montado, um lado da face não estruturado de outra placa de inserção fica em contiguidade ao lado da face frontal estruturado 801 da placa de inserção 800 mostrada e as cavidades de filamentos parciais 810 juntamente com o lado da face não estruturado da outra placa de inserção definem as respectivas cavidades de filamentos. Em algumas modalidades, a outra placa de inserção compreende ao menos uma cavidade de filamento parcial que coincide em posição com uma das cavidades de filamentos parciais 810 da placa de inserção mostrada 800 e juntas formam uma cavidade de filamento. Em geral, uma placa de inserção estruturada tem ao menos uma cavidade de filamento parcial em um dos seus lados de face (e portanto, uma placa de inserção não estruturada tem apenas lados de face comuns). Embora aqui seja mostrada uma pluralidade de sete cavidades de filamentos parciais, pode ser fornecido qualquer número de cavidades parciais de filamentos em um lado de face estruturado de uma placa de inserção. Adicionalmente, embora aqui todas as cavidades parciais de filamentos 810 tenham a mesma forma, pelo menos uma das cavidades pode ter uma forma diferente da forma das outras cavidades parciais de filamentos, e em particular todas as cavidades parciais de filamentos podem ser diferentes umas das outras.

[0052]A modalidade mostrada indica que as cavidades parciais de filamentos 810 são divididas em uma porção de base 811 e em uma porção de ponta 812. O comprimento da porção de base 811 e o comprimento da porção de ponta 812 podem ser similares (isto é, o comprimento da porção de base pode ser 40% ou 60% do comprimento total da cavidade de filamento parcial) ou podem ser até mesmo idênticos. A porção de base pode ter um ângulo de inclinação de deformação total (isto é, ângulo de saída) abaixo de 1 grau, enquanto que a porção de ponta 812 pode se afunilar muito mais rápido em direção às extremidades de orifício cego 813 das cavidades parciais de filamentos. Foi verificado que uma tal estrutura de cavidade de filamento dividida, em que a porção de base permanece essencialmente idêntica e a porção de ponta define então a estrutura específica do filamento a ser feito, tende a ter boas propriedades de preenchimento e boas propriedades de deformação.

[0053]A placa de inserção 800 compreende adicionalmente uma cavidade de ventilação 890 que é fornecida no lado da face frontal 801 da placa de inserção

800. A cavidade de ventilação 890 está em conexão condutora de ar com cada uma das extremidades de orifício cego 813 das cavidades de filamentos parciais 810. A cavidade de ventilação 809 pode ter uma profundidade na faixa entre 2 µm e 10 µm, em particular, em uma faixa entre 3 µm e 7 µm e, adicionalmente, em particular de cerca de 5 µm. A cavidade de ventilação 890 pode ser particularmente feita pela tecnologia de ablação a laser e em particular mediante a aplicação de pulsos de laser ultracurtos. A cavidade de ventilação 890 tem uma profundidade muito pequena. Como a tecnologia ICM, conforme descrito, é adequada para preencher as cavidades de filamentos até a ponta frontal ter um diâmetro na faixa entre 40 µm e cerca de 5 µm, a conexão condutora de ar com a cavidade de ventilação 890 tinha de ser relativamente fina (onde a espessura pode ser escolhida para uma determinada geometria e material do filamento, a espessura da cavidade de ventilação usada nos experimentos descritos acima foi 5 µm). Mesmo sob a alta pressão aplicada pela ferramenta de punção conforme descrito, o material plástico fundido não irá essencialmente entrar na cavidade de ventilação 809 tendo em vista que a pressão necessária para preencher essa pequena cavidade é então alta demais. Obviamente, mesmo essa pequena conexão entre as extremidades de orifício cego 813 das cavidades parciais de filamentos 10 e a cavidade de ventilação 890 é suficiente para a desaeração das cavidades de filamentos no estado montado. No interior da cavidade de ventilação 890, são fornecidos vários elementos de batente 891, onde nenhum material sofreu ablação para formar a cavidade de ventilação 890. No estado montado e em uso, o elemento de inserção é mantido sob pressão e as placas de inserção podem tender a se deformar e entrar nas pequenas cavidades de ventilação. Essa deformação é efetivamente evitada pelo fornecimento dos elementos de batente 891. Na modalidade mostrada, canais de ventilação 892 se conectam à cavidade de ventilação 890 e à parte externa da placa de inserção 800 da área inferior 809. Os canais de ventilação 892 podem ser produzidos por qualquer tecnologia convencional de ablação de material, o que acarreta custos mais baixos do que fazer uma cavidade de ventilação que sofreu ablação a laser 890 que se estende até a área inferior 809 da placa de inserção 800.

[0054]A Figura 9 é uma representação em seção transversal de uma barra de molde 510 com elemento de inserção de molde 520 definindo, em particular, uma cavidade da pré-base 530 e uma ferramenta de punção 550 realizada como uma estampa por punção, que é disposta para ser imersa na cavidade da pré-base 530 uma vez preenchida com material plástico fundido para empurrar o plástico fundido para dentro das cavidades de filamentos finos 540. Na modalidade mostrada, a ferramenta de punção 550 tem essencialmente o mesmo formato que a cavidade da pré-base,

de modo que a ferramenta de punção 550 se estende sobre todas as cavidades de filamentos 540. Observa-se que por razões de apresentabilidade, a cavidade de ventilação da extremidade das cavidades de filamentos é mostrada com uma profundidade substancialmente aumentada. Conforme foi discutido, a profundidade da cavidade de ventilação situa- se na faixa de alguns micrômetros.

[0055]Em algumas modalidades, a ferramenta de punção é realizada por uma das metades do molde e as metades do molde são então movidas relativamente uma em direção à outra para gerar a pressão necessária que aciona o plástico fundido para dentro da ao menos uma cavidade de filamento. Em algumas modalidades, a ferramenta de punção é um elemento que pode ser movido independentemente em relação às metades do molde, conforme foi descrito.

[0056]Em algumas modalidades, a pressão na qual o material plástico fundido é injetado na cavidade de molde é escolhida de modo que a pelo menos uma cavidade de filamento não é essencialmente preenchida, isto é, a pressão de injeção é escolhida tão baixa que o material plástico fundido não é empurrado para dentro das cavidades de filamentos. Em outras palavras, se um valor de pressão P é necessário para preencher ao menos parcialmente a cavidade de filamento, então a pressão na qual o plástico é injetado na cavidade da base é escolhida de modo que a pressão no material plástico fundido no local da cavidade do filamento esteja abaixo dessa pressão P. Isso garante que o material plástico fundido já não se solidifique nas cavidades de filamentos finos antes de preencher toda a cavidade do filamento sob a pressão da ferramenta de punção. Embora o plástico fundido possa formar uma pele fina de material plástico relativamente frio que se estende sobre as cavidades de filamentos antes da imersão da ferramenta de punção na cavidade da pré-base, a alta pressão exercida pela ferramenta de punção empurrará o material plástico ainda líquido através da pele resfriada para dentro das cavidades de filamentos. Devido à súbita alta pressão, o material plástico fundido preenche a cavidade de filamento fino até a extremidade do pequeno orifício cego. Em algumas modalidades, a pelo menos uma cavidade de filamento tem uma altura na faixa entre 3,0 mm e 20,0 mm, em particular entre 8,0 mm e 12,0 mm e tem um diâmetro de extremidade do orifício cego na faixa entre 5 µm e 40 µm, em particular entre 8 µm e 20 µm.

[0057]Embora aqui seja usado o termo "extremidade do orifício cego" da cavidade do filamento, isso não deve impedir que a cavidade do filamento tenha uma estrutura de ventilação para guiar o ar para fora da cavidade do filamento. Essa estrutura de ventilação pode ter, em particular, uma cavidade de ventilação que está em conexão condutora de ar com a extremidade do orifício cego da cavidade do filamento. A espessura da cavidade de ventilação, pelo menos no local onde a cavidade de ventilação está em conexão condutora de ar com a extremidade do orifício cego da cavidade do filamento, situa-se na faixa entre 2 µm e 10 µm, em particular na faixa entre 3 µm e 7 µm e, adicionalmente, em particular de cerca de 5 µm.

[0058]Como foi mencionado anteriormente, o método descrito na presente invenção para a fabricação de uma cabeça de escova unitária pode ser usado para fabricar cabeças de escova unitárias adequadas para escovas de substituição para escovas de dentes elétricas. Em particular, pode ser produzida uma cabeça de escova unitária que tenha um formato circular ou elíptico/oval e pode então ser conectada a uma seção de acionamento que compreende uma porção de acoplamento. Os filamentos podem ser dispostos sobre os vértices de uma retícula retangular, como foi descrito anteriormente, ou os filamentos podem ser dispostos em anéis. Para essa última disposição, podem ser fornecidas placas de inserção com um formato circular ou elíptico/oval (em particular, por exemplo, duas placas de inserção semicirculares podem formar juntas uma placa de inserção circular).

[0059]A Figura 11A é uma vista superior de uma porção de um exemplo de barra de molde 900 que compreende um elemento de inserção do molde 910 que compreende várias placas de inserção essencialmente similares a anéis (aqui: elipsoidais) 920, 921, 922, 923, 924, 925 e 926, que formam uma pluralidade de cavidades de filamentos 930 de modo que finalmente os filamentos sejam essencialmente dispostos em anéis. A Figura 11B é uma vista em perspectiva sobre um único anel de inserção exemplificador 950 que pode ser usado em um elemento de inserção do molde 910, conforme mostrado na Figura 11A. O anel de inserção 950 compreende cavidades de filamentos parciais 960 e 961 formadas no lado da face externa 970 do anel de inserção e no lado da face interna 971 do anel de inserção 950. Como mostrado na Figura 11A, as cavidades de filamentos parciais 960 e 961 podem cooperar com as respectivas cavidades de filamentos parciais que estão em contiguidade às placas de inserção similares a anéis para formar as cavidades de filamentos para formar uma cabeça de escova unitária. No exemplo mostrado na Figura 11A, as cavidades de filamentos parciais simetricamente dispostas das placas de inserção similares a anéis, empilhadas, alinham-se automaticamente devido à forma elipsoidal das placas de inserção. No caso de placas de inserção circulares, as placas de inserção podem ter pelo menos um sulco cooperante e um par de projeções para alinhar as placas de inserção. Mais uma vez, embora as Figuras 11A e 11B mostrem as placas de inserção com uma face lateral externa estruturada e uma face lateral interna estruturada, em outras modalidades, apenas uma das faces laterais pode ser estruturada para formar cavidades de filamentos. O mesmo se aplica essencialmente ao que foi dito acima com relação às placas de inserção planas.

[0060]As dimensões e os valores aqui revelados não devem ser entendidos como estando estritamente limitados aos valores numéricos exatos mencionados. Em vez disso, exceto onde especificado em contrário, cada uma dessas dimensões se destina a significar tanto o valor mencionado como uma faixa de valores funcionalmente equivalentes em torno daquele valor. Por exemplo, uma dimensão revelada como "40 mm" se destina a significar "cerca de 40 mm".

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de fabricação de uma cabeça de escova unitária, em particular uma cabeça de escova de dentes unitária, a cabeça de escova unitária tendo uma base e ao menos um filamento estendendo-se a partir de um lado de filamento da base, o método sendo caracterizado por compreender as etapas de: - injetar o material plástico fundido em uma cavidade de molde que tem uma cavidade de pré-base e pelo menos uma cavidade de filamento estendendo-se a partir da cavidade de pré-base, em particular onde o material plástico tem um índice de fluidez de cerca de 30 g/10 min ou menos, medido de acordo com a norma ISO 1133; - comprimir o material plástico fundido assim que estiver essencialmente preenchendo a cavidade de pré-base mediante a impressão de pelo menos uma ferramenta de punção no material plástico fundido a partir do lado posterior da cavidade de pré-base oposto a um lado a partir do qual se estende a ao menos uma cavidade de filamento; - preencher a pelo menos uma cavidade de filamento com o material plástico fundido sob a impressão contínua da ferramenta de punção.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a etapa de injeção do material plástico fundido incluir injetar o material plástico fundido em um ponto de injeção que está situado lateralmente distante da pelo menos uma cavidade de filamento.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por incluir a etapa de definir a pressão sob a qual o material plástico fundido é injetado na cavidade do molde de modo que a pelo menos uma cavidade de filamento não seja essencialmente preenchida enquanto a cavidade de pré-base é preenchida.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por incluir a etapa de fornecer uma pluralidade de cavidades de filamentos e fornecer a ferramenta de punção com uma superfície de punção que se estende ao longo de toda a área coberta pelas cavidades de filamentos.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por incluir a etapa de fornecer o material plástico como um elastômero termoplástico ou um uretano termoplástico tendo uma dureza Shore D abaixo de cerca de 70, medida em conformidade com a norma ISO 868, em particular sendo que o material plástico tem módulo de tração abaixo de cerca de 1200 N/mm2, medido em conformidade com a norma ISO 527.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por incluir a etapa de fornecimento de ao menos uma cavidade de filamento com uma altura entre a cavidade de pré-base e a extremidade do orifício cego da cavidade de filamento situada na faixa entre 6,0 mm e 20,0 mm, em particular, na faixa entre 7,0 mm e 15,0 mm, adicionalmente, em particular, na faixa entre 8,0 mm e 12,0 mm.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por incluir a etapa de fornecimento de ao menos uma cavidade de filamento de modo que um ângulo de saída mínimo total situado na faixa entre 0,4 grau e 2,0 graus seja alcançado por 25% a 75% do total da extensão de comprimento do pelo menos um filamento entre a base e a extremidade livre do filamento.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por incluir a etapa de fornecimento de ao menos uma cavidade de filamento de modo que um diâmetro da cavidade de filamento na extremidade do orifício cego que define a extremidade livre do filamento esteja situado em uma faixa entre 5,0 µm e 40,0 µm, em particular em uma faixa entre 8 µm e 30 µm.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por incluir a etapa de fornecer um elemento de inserção de molde que define a ao menos uma cavidade de filamento por uma pilha de pelo menos duas placas de inserção.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por incluir a etapa de fornecer uma cavidade de ventilação em ao menos uma face frontal de ao menos uma dentre as placas de inserção, cavidade de ventilação esta que está em conexão condutora de ar com a extremidade do orifício cego da pelo menos uma cavidade de filamento, e a cavidade de ventilação tem uma espessura na faixa entre 2 µm e 10 µm, em particular em uma faixa de 4 ± 1 µm.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 10, caracterizado por incluir a etapa de empurrar as placas de inserção juntas com uma força de compressão durante o procedimento de compressão-injeção e, em particular, de liberar a força de compressão antes da deformação da cabeça de escova unitária.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por incluir a etapa de fornecer a ferramenta de punção e a cavidade de pré-base de modo que a espessura da cavidade da base da escova ao final da impressão da ferramenta de punção esteja situada em uma faixa entre 0,8 mm e 1,2 mm, em particular, cerca de 1,0 mm.

13. Método de fabricação de uma escova, caracterizado por compreender as etapas de: - fornecer pelo menos uma cabeça de escova unitária, de acordo com o método das reivindicações 1 a 13; - moldar por injeção um cabo da escova e conectar o cabo da escova à pelo menos uma cabeça de escova unitária, em particular sendo que a conexão é formada na etapa de moldagem por injeção.

14. Escova, em particular uma escova de dentes, caracterizada por compreender pelo menos uma cabeça de escova unitária que tem uma base e pelo menos um filamento que se estende a partir da mesma de maneira unitária, sendo que o pelo menos um filamento tem um comprimento entre a base e uma extremidade livre do filamento que está situado em uma faixa entre 6,0 mm e 20,0 mm, em particular, na faixa entre 7,0 mm e 15,0 mm, e o diâmetro da ponta do filamento está na faixa entre 5 µm e 40 µm, em particular, em uma faixa entre 8 µm e 30 µm, em particular, sendo que a cabeça de escova unitária é produzida a partir de um material plástico que tem um índice de fluidez de cerca de 30 g/10 min ou menos, medido de acordo com a norma ISO 1133.

15. Escova, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada por o pelo menos um filamento ter uma ponta que tem um diâmetro menor ou igual a cerca de 40 µm para um comprimento de pelo menos cerca de 200 µm medido a partir da extremidade livre dos filamentos, em particular para um comprimento de pelo menos cerca de 250 µm, adicionalmente, em particular para um comprimento de ao menos cerca de 300 µm.