ES2229391T3 - Seda dental. - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A HILOS DE SEDA DENTALES MEJORADAS QUE COMPRENDEN, POR LO MENOS, DOS COMPUESTOS ELEGIDOS PARA CONFERIR A DICHAS SEDAS LAS PROPIEDADES DESEADAS. ESTAS SEDAS MEJORADAS PUEDEN COMPRENDER UNO O VARIOS FILAMENTOS MULTICOMPUESTOS, COMPRENDIENDO CADA FILAMENTO UN ALMA ELEGIDA PARA CONFERIR RESISTENCIA A LA SEDA, Y UNA CAPA EXTERIOR ELEGIDA PARA CONFERIR A DICHA SEDA LAS PROPIEDADES DE SUPERFICIE DESEADAS. LA SEDAS MEJORADAS PUEDEN COMPRENDER TAMBIEN, POR LO MENOS, UNO O VARIOS FILAMENTOS DE ALMA INTEGRADOS EN UNA FUNDA QUE FORMA EL CUERPO DE LA SEDA. EL COMPUESTO CONSTITUIDO POR FILAMENTOS CONFIERE A LA SEDA LAS PROPIEDADES FISICAS DESEADAS, COMO POR EJEMPLO CIERTA RESISTENCIA A LA TRACCION, MIENTRAS QUE LA FUNDA QUE CONSTITUYE EL CUERPO DE LA SEDA LE CONFIERE LAS PROPIEDADES DE SUPERIFICIE DESEADAS.

Description

Seda dental.

Esta invención se refiere, en general, al campo de los filamentos y a la metodología de extrusión para su producción, y más expresamente se refiere a materiales filamentosos de seda multicomponentes y a sus métodos de producción.

El deterioro de los dientes y las enfermedades dentales pueden originarse por la acción bacteriana resultante de la formación de placa alrededor de los dientes y/o la oclusión de partículas de comida en los intersticios entre los dientes. La eliminación de la placa y de las partículas de comida ocluida reduce la incidencia de caries, gingivitis y olores de boca, así como mejora, en general, la higiene oral. Se ha descubierto que el cepillado convencional es inadecuado para eliminar todas las partículas de comida ocluida y la placa. Para complementar el cepillado, se usan las sedas y cintas dentales.

Las sedas dentales, tanto en forma de cepillo como de seda fina, contienen a menudo aditivos tales como sabores o colores. Estos sabores se han aplicado convencionalmente mediante el recubrimiento de la superficie de la seda con el aditivo.

El documento US-A-4583564 describe una seda dental multifilamentosa compuesta por filamentos que contienen un material del núcleo de elevado punto de fusión y un material de cubierta de menor punto de fusión, por lo que las fibras del material de cubierta se funden sometiéndolas a una temperatura suficiente para conseguirlo.

El documento WO 96/39117 también trata de una seda dental multifilamentosa. Cada filamento tiene un núcleo de un primer material envuelto en su propia cubierta individual de un segundo material. Los filamentos individuales se unen para formar la seda multifilamentosa.

Las sedas dentales mejoradas se componen de filamentos múltiples que incluyen dos o más componentes seleccionados para proporcionar a la seda las propiedades deseadas. Por ejemplo, los filamentos pueden incluir un núcleo interno seleccionado para proporcionar resistencia a la seda, y una capa externa seleccionada para proporcionar una propiedad superficial deseada, p. ej. deslizamiento, blandura o capacidad de abrasión, o para emitir/liberar un sabor, una sustancia clínica u otro compuesto. La manufactura de la seda a partir de dos o más componentes diferentes puede proporcionar a la seda las características deseadas de cada componente (p. ej., buena resistencia a la tracción y buen deslizamiento), lo que de otra manera podría ser imposible para un único componente.

Las sedas dentales multicomponentes denominadas la realización "islas-en-el-mar" contienen uno o más núcleos de filamentos interiores ("islas"), los cuales mantienen un alto grado de integridad estructural incluyendo la deseada resistencia a la tracción, inmersos en una única cubierta continua cuerpo/exterior de la seda ("mar") que proporciona las deseadas propiedades superficiales a la seda, tal como deslizamiento, blandura o una superficie más abrasiva. Se puede usar también una cubierta separada rodeando al cuerpo de la seda para proporcionar a la seda las propiedades superficiales deseadas.

De acuerdo con la invención, se proporciona una seda dental, coextruída y multicomponente, caracterizada porque dicha seda es un monofilamento que comprende una pluralidad de núcleos, comprendiendo cada núcleo un primer material, en donde dicha pluralidad de núcleos está completamente inmersa en una única cubierta y se encuentra rodeada sustancialmente por esta cubierta, la cual comprende un segundo material y tiene una superficie externa continua.

Un aspecto adicional de la invención tiene por objeto las sedas dentales multicomponentes mejoradas, en las que uno o más de los componentes incluye un aditivo, p. ej. un color, un aroma, un sabor o un ingrediente activo, que puede ser liberado desde la seda. El o los componentes que contienen aditivo pueden ser solubles en agua, para permitir al aditivo lixiviar desde la seda durante su uso, o la seda puede liberar el aditivo tras el hinchamiento. El aditivo puede proporcionarse como se suministre, en forma microencapsulada, o bien adsorbido o absorbido sobre otro aditivo, p. ej. una carga en partículas. El aditivo puede proporcionarse también en microesferas cargadas, como se describe en la patente de EE.UU. nº 5.300.290, cuya descripción se incorpora en la presente memoria como referencia.

Ventajosamente, los aditivos pueden ser incorporados a las sedas de la invención durante la manufactura de los filamentos, lo que resulta más provechoso que aplicar los aditivos más tarde, durante etapas de recubrimiento separadas. Esto no sólo reduce el número de etapas de tratamiento, sino que también reduce la cantidad necesaria de
aditivo.

Las sedas mejoradas de la invención pueden prepararse mediante un método que incluye coextruir de dos o más polímeros a través de una boquilla multicomponente para formar una pluralidad de filamentos multicomponentes; y tratar los filamentos para formar una fibra multifilamentosa destinada a usarse como seda dental.

El método para fabricar "islas-en-el-mar" incluye coextruir dos o más polímeros a través de un dispositivo boquilla-y-ranura para formar filamentos de uno o más componentes inmersos en un cuerpo de otro componente. Específicamente, uno o más filamentos, cada uno de los cuales tiene un núcleo interno y una cubierta externa de un material diferente, son simultáneamente coextrudidos a través de una boquilla con agujeros de pequeño diámetro, múltiples y separados. Estos filamentos son luego forzados inmediatamente a pasar a través de una ranura, haciendo que el material de cubierta del filamento se funda en un cuerpo de seda continuo en el que los filamentos del núcleo están inmersos.

Adicionalmente, la invención tiene por objeto las sedas con un aspecto nacarado.

Otros aspectos y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de los dibujos, y de la siguiente Descripción Detallada:

Las Figuras 1 y 1a son vistas esquemáticas de las líneas de producción para fabricar seda dental coextrudida de acuerdo con las realizaciones de la invención de multifilamento y de "islas-en-el-mar", respectivamente.

La Figura 2 es una vista en sección transversal de una hilera utilizable para producir sedas coextrudidas y multicomponentes de la presente invención.

La Figura 2a muestra la disposición de boquilla-y-ranura para producir la realización "islas-en-el-mar".

Las Figuras 3-3d son vistas en sección transversal, tomadas radialmente, de filamentos coextrudidos multicomponentes que tienen diversas secciones transversales.

Las Figuras 4-4b son vistas en sección transversal, tomadas radialmente, de un filamento de un único componente trilobular, un filamento multicomponente trilobular que tiene una sección transversal de cubierta/núcleo, y un filamento multicomponente trilobular que tiene una sección transversal con punteras, respectivamente.

Las Figuras 5-5e son vistas en sección transversal de diversas realizaciones de una seda que tiene filamentos inmersos en un cuerpo de seda.

Las Figuras 6-6a son microfotografías electrónicas de una seda que tiene filamentos de cubierta-y-núcleo bicomponentes múltiples.

La Figura 7 es una microfotografía electrónica de un filamento que contiene partículas de caolín en su componente de cubierta.

Antes de que se describan las presentes sedas dentales multicomponentes y los procesos para extrudirlas, entiéndase que la invención no se limita a las realizaciones concretas ni a las metodologías de extrusión descritas. Tales componentes de la seda y metodologías pueden, por supuesto, variar. También se entiende que la terminología empleada en la presente memoria sólo tiene el propósito de describir realizaciones concretas, y no tiene la intención de ser restrictiva. En cambio, el alcance de la presente invención sólo se establecerá por las reivindicaciones anejas.

Debe advertirse que el uso que se da en esta descripción y en las reivindicaciones anejas, de las formas en singular "un", "una", "el" y "la" incluye la referencia al plural, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Así, por ejemplo, la referencia a "un polímero" incluye mezclas de diferentes polímeros.

A menos que se defina lo contrario, todos los términos técnicos y científicos empleados en la presente memoria tienen el mismo significado, tal y como son comúnmente entendidos por ser los habituales en la técnica a la que pertenece esta invención. Aunque se puede usar en la práctica o ensayo de la presente invención cualquier método y material similar o equivalente a aquellos que se describen en la presente memoria, los métodos y materiales preferidos se describen ahora.

Definiciones

Por "multicomponente", los autores de la invención quieren dar a entender que los filamentos tienen dos o más componentes, cada uno de ellos compuesto de un material diferente y preferiblemente se trata de materiales con diferentes propiedades físicas; por "coextrudido", los autores de la invención pretenden dar a entender que al menos dos de los componentes están presentes en forma de fases sustancialmente separadas, las cuales tienen una marcada interfase entre ellas, y no se encuentran entremezcladas después de una extrusión simultánea pero separada. Los filamentos se forman preferiblemente mediante procesos denominados en la técnica "coextrusión", pero en la expresión "coextrudido multicomponente", tal y como se emplea en la presente memoria, se encuadran los filamentos que tengan la estructura descrita en la presente memoria y que hayan sido manufacturados mediante procesos diferentes al de coextrusión. En la expresión "seda dental", tal como se emplea en la presente memoria, se incluyen sedas dentales, cintas dentales y artículos similares.

Conforme a la invención, la seda incluye filamentos multicomponentes múltiples. Cada uno de los componentes múltiples de cada filamento aporta una propiedad física deseada a los filamentos y, por lo tanto, a la seda. Algunos filamentos preferidos incluyen una cubierta externa que es blanda, deslizante, o abrasiva, para mejorar la facilidad de inserción, el confort y la capacidad de limpieza de la seda, respectivamente, y un núcleo interno que proporciona otras propiedades físicas deseadas como una mayor resistencia a la tracción y elasticidad que las que se obtendrían con el material de cubierta solo, y/o sirve como portador de aditivos, tales como sabores, aromas y medicamentos. Estos filamentos pueden o no conferir a la seda capacidad de hinchamiento, como se describe en las solicitudes de patentes de EE.UU. nº^{s} 08/467.814 y 08/471.636.

Cuando la capa externa tiene el propósito de proporcionar blandura para facilitar la inserción de la seda entre los dientes del usuario, entre los polímeros preferidos se incluyen los ETPs (elastómeros termoplásticos), p. ej. los copolímeros de bloques de poli(éter-amida), como los que se encuentran disponibles bajo el nombre comercial PEBAX® de ELF Atochem, elastómeros de poliésteres como los que se encuentran disponibles bajo el nombre comercial HYTREL® de DUPONT, y copolímeros de bloques de estireno-butileno como los que se encuentran disponibles bajo el nombre comercial KRATON® de Shell; EAV (etileno-acetato de vinilo); copolímeros de etileno-propileno; polipropileno de bajo índice de fusión en estado fundido (IFE), y mezclas de estos; y cualquier otro elastómero modificado con sustancias compatibles (tales como anhídrido maleico, ácido acrílico y metil-acrilato de glacidal(MAG)), como se conocen todos en la técnica. Más concretamente, la capa externa puede estar hecha de PEBAX 2533; PEBAX modificado, tal como PEBAX 2533 o PEBAX 3533 con entre un 1 y un 10% (preferiblemente un 3%) de cera de amida de ácidos grasos, añadida para aumentar el deslizamiento; o PEBAX 2533 modificado con 1 al 20 por ciento, y preferiblemente 2 al 10 por ciento de copolímero de bloques de estireno-etileno-butileno-estireno (EEBE) funcionalizado (p. ej. KRATON injertado) para mejorar la blandura. La dureza del material de la capa externa puede variar desde Shore A 00 a 80.

Cuando la capa externa tiene el propósito de proporcionar capacidad de deslizamiento para facilitar la inserción de la seda entre los dientes del usuario, entre los polímeros preferidos se incluyen polietileno, polímeros fluorados moldeables por extrusión con fusión (p. ej. poli(fluoruro de vinildieno) (FPVD) y copolímeros de etileno-propileno fluorados), polímeros que contienen partículas de politetrafluoroetileno (PTFE) y/o aceite de silicona, mezclas de copolímeros de FPVD y PTFE, como los que se encuentran disponibles en 3M bajo el nombre comercial THV®, polímeros lubricantes moldeables por extrusión con fusión (p. ej. polioxietileno, tal como está comercialmente disponible de Union Carbide bajo el nombre comercial Polyox®, o copolímeros tribloques de poli(óxido de etileno) y poli(óxido de propileno) como los que se encuentran disponibles en BASF bajo el nombre comercial Pluronic®), y aleaciones de polímeros lúbricos moldeables por extrusión con fusión (p. ej. los polímeros Lubriloy® disponibles de LNP engineering plastics. También puede utilizarse PEBAX con un 10% de partículas de PTFE.

Si se incluye un abrasivo en la capa externa, para mejorar la limpieza, las combinaciones preferidas de abrasivo/polímero incluyen nilón con partículas de caolín, carbonato cálcico, óxido de zinc, sílice, PTFE, o mezclas compatibles de estas partículas. Si se desea, uno o más aditivos pueden absorberse o adsorberse en la superficie de las partículas abrasivas, p. ej. mediante secado en tambor, secado por pulverización, tratamiento en lecho fluidizado, u otros métodos adecuados, tal como se conoce en la técnica.

En todos los casos anteriores, uno de los polímeros es preferiblemente un polímero de refuerzo, p. ej. nilón, poliéster o polipropileno, para conferir resistencia a la tracción y/o rigidez a la seda. La dureza del polímero de refuerzo puede variar de Shore D 15 a 80.

Las sedas resultantes preferidas contienen de 72 a 288 filamentos, y tienen un denier total de 400 a aproximadamente 3000. Las sedas más preferidas contienen 144 filamentos con un denier total de 500 a aproximadamente 1000. Los filamentos tienen una resistencia a la tracción preferida de entre 3 y 6 gramos por denier (gpd), y una resistencia a la rotura de entre 2 y 5 kg, con una mínima resistencia a la rotura preferida de 2,5 kg.

La disposición de cubierta-y-núcleo de los filamentos puede tener cualquier sección transversal adecuada, preferiblemente una sección transversal de cubierta/núcleo simétrica (Fig. 3b) o una sección transversal de cubierta/núcleo excéntrica (Fig. 3a). El filamento puede tener también una sección transversal en forma de porciones de tarta hueca (Fig. 3c) y, si se desea, el núcleo hueco puede rellenarse con un aditivo, p. ej. un sabor, un color o un ingrediente activo. Alternativamente, puede tener una disposición lado-con-lado (Fig. 3) o una sección transversal en forma de porciones de tarta (Fig. 3d).

Alternativamente, las sedas preferidas incluyen una pluralidad de filamentos que tienen una sección transversal "multilobular", como se muestra en la Fig. 4. Los filamentos preferidos incluyen de 3 a 8 "lóbulos"; un filamento adecuado tiene 3 "lóbulos", como se muestra en la Figuras 4-4b. Los filamentos se forman preferiblemente mediante extrusión a través de una boquilla que tenga la sección transversal "multilobular" apropiada.

Estos filamentos pueden ser multicomponentes o de componente único y, si se trata de los primeros, pueden tener una sección transversal de cubierta/núcleo (Fig. 4a), con punteras (Fig. 4b), u otra sección apropiada. Entre los polímeros adecuados para ser empleados en la formación de filamentos multilobulares se encuentran el poliéster, polipropileno y nilón. En los filamentos multicomponentes, si se desea, se pueden seleccionar los polímeros para hacer que la seda tenga capacidad de hinchamiento.

Conforme a la invención, filamentos múltiples de un único componente están inmersos en un segundo componente coextrudido, como se muestra en las Figuras 5, 5b y 5c. El segundo componente forma el "mar" -el cuerpo de la seda- que rodea el filamento "islas".

El material que compone los filamentos proporciona unas mejores propiedades físicas deseadas, tales como mayor resistencia a la tracción y mayor elasticidad, que las conseguidas con el segundo componente solo. El material del cuerpo de la seda podría proporcionar una superficie blanda, deslizante o abrasiva, para mejorar la facilidad de inserción, confort y capacidad de limpieza de la seda, respectivamente. Cada componente podría servir como portador de aditivos tales como sabores, aromas o medicamentos. Así, cada componente de la seda aporta una propiedad deseada a la seda, del mismo modo que cada componente aportaba una propiedad deseada a cada filamento de la seda en la primera realización.

Para esta realización de "islas-en-el-mar", los filamentos de núcleo preferidos incluyen poliamidas (p. ej. nilón 6 o nilón 6-6), y tienen pesos moleculares que varían entre aproximadamente 13.000 y aproximadamente 25.000, con una resistencia a la tracción igual o mayor que aproximadamente 4 gramos por denier. La combinación de los filamentos de nilón inmersos en un cuerpo de PEBAX® proporciona a la seda aceptables propiedades. Ejemplos de propiedades deseables incluyen una dureza en el intervalo de Shore D 15 a 50, una resistencia a la rotura por tracción de aproximadamente 17237 a aproximadamente 55158 kN/m^{2}, y una resistencia a la abrasión en el intervalo aproximado de 70 a 94 mg/1000 ciclos, usando el Ensayo de Abrasión de Taber (rueda H18). En esta realización, las sedas también presentan alargamientos a la rotura en el intervalo de 300 a 1500% de la longitud original, y elasticidades con un módulo en una curva de tensión/distensión de entre 2068 y 89632 kN/m^{2}.

En esta realización preferida, las Figuras 5 y 5b muestran que el componente del cuerpo de la seda rodea por completo a cada uno de los filamentos. No obstante, la seda también podría construirse como un grupo de filamentos en contacto con otros filamentos para formar un haz, y este haz se cubre con el segundo componente que recubre el haz, como se representa en la Figura 5c.

Aunque hay disponibles muchas relaciones posibles del primer al segundo componente en la realización "islas-en-el-mar", dependiendo de las características deseadas de la seda, en general se prefiere que el área en sección transversal de la seda tenga más de un 50% de la misma atribuida al primer componente de refuerzo de los filamentos, con una relación preferida para las áreas en sección transversal de 30% para el componente del cuerpo de la seda : 70% para el componente del filamento. Se puede alcanzar una proporción dada de componente de cuerpo/componente de filamento, variando el número de filamentos y/o las áreas en sección transversal de cada filamento. Además, la relación preferida puede variar dependiendo de la resistencia del material de la isla: cuanto mayor sea la resistencia a la tracción de cada filamento inmerso, menor será la cantidad de material de filamento necesaria para conferir a la seda la resistencia a la tracción deseada. Variando la presión de cada componente al pasar a través de la hilera (descrita más abajo), se puede variar la relación final de componente de núcleo:componente de cubierta. Es posible cualquier número de filamentos, siempre que el "mar" de la seda sea lo suficientemente grande como para englobarlos a todos. Son preferidos de 1 a 49 filamentos, son más preferidos de aproximadamente 30 a aproximadamente 50 filamentos inmersos, siendo 34 filamentos el número más preferido de todos, dispuestos en tres filas con posiciones alternas de 11, 12 y 11 filamentos en un "mar" de otro componente. La Figura 5 muestra una vista ampliada de la seda con una sección transversal aproximadamente rectangular u oval aplastada, que tiene treinticuatro filamentos "islas" de un primer componente. Para proporcionar una mayor resistencia al desgarro, los filamentos son situados preferiblemente de forma alterna, como se muestra en la Figura 5, mejor que colocados en línea, arriba y abajo uno de otro. También se ha encontrado que una disposición de cuarentiséis filamentos de núcleo dispuestos en filas con posiciones alternas de 15, 16 y 15 filamentos proporciona una seda con las características deseadas. Las sedas preferidas tienen un denier total de aproximadamente 500 a aproximadamente 1500.

Se puede aumentar el grado de dureza de esta realización mediante el aumento de la relación de componente de filamento a componente de cuerpo. Se puede alcanzar el más alto grado de dureza con las realizaciones mostradas en las Figuras 5a y 5d, las cuales tienen un núcleo sólido hecho con el componente de filamento, rodeado por una capa del componente de cuerpo.

La Figura 5b muestra una realización de sección transversal circular. En ambas Figuras, 5 y 5b, el segundo componente crea la superficie exterior íntegra de la seda. Esta superficie exterior uniforme permite que esta realización tenga una mejor resistencia al "desgarramiento" - separación de filamentos - experimentado algunas veces en la realización de filamentos multicomponentes múltiples durante el tratamiento de la seda.

En la Figura 5e se muestra una variación en la realización "islas-en-el-mar" de la presente invención. Esta realización tiene una cubierta externa rodeando la cubierta de cuerpo (o material de "mar") en la que están inmersos los filamentos del núcleo. En la realización "islas-en-el-mar", si se usa un material demasiado blando para el "mar", la seda puede deformarse durante su tratamiento y uso, causando al usuario la pérdida de las ventajas de la presente invención. El material de la cubierta externa se puede escoger para mejorar el tratamiento y el uso de la seda, de forma que tenga mejores características de manejo que el material de "mar" ( por ejemplo, siendo más duro), mientras que simultáneamente confiere a la seda características superficiales deseables, tal como una alta lubricidad. De esta forma, esta realización tiene el componente de refuerzo de los filamentos de núcleo, el componente que proporciona blandura a la seda en el "mar", y el componente lúbrico en la cubierta externa. La cubierta externa comprende preferiblemente más de aproximadamente un 10% del área en sección transversal total de la seda.

Las realizaciones preferidas descritas pueden ser formuladas para que incluyan uno o más aditivos, p. ej. un color, un aroma o un ingrediente activo, en uno o más componentes de la seda. Uno o más de los componentes pueden contener un aditivo tal como clorohexidina (o una sal de ésta), fluoruro sódico, un sabor (p. ej. Polyiff®, International Flavors and Fragances), un aroma, un desensibilizador de los dientes, un blanqueador de los dientes u otros aditivos adecuados para ser usados en sedas dentales. El componente termoplástico empleado para transportar el aditivo se determinará dependiendo del aditivo usado, como fácilmente se puede apreciar por un experto en la técnica. Polímeros adecuados para el núcleo apropiados para transportar aditivos incluyen: nilón, poliéster, polipropileno, etileno-acetato de vinilo (EAV), poli(alcohol vinílico), polietileno y semejantes. El polímero interno o externo puede ser soluble en agua para permitir al aditivo lixiviarse fuera del polímero. Alternativamente, para la realización de filamento multicomponente múltiple, el aditivo puede ser liberado tras el hinchamiento de la seda resultante.

El aditivo, si se desea, se puede incorporar en forma encapsulada. La encapsulación se puede emplear para la protección térmica o protección frente a la humedad del aditivo, y se puede lograr mediante cualquier número de técnicas convencionales, tal como secado por pulverización, secado en tambor o evaporación de disolvente. El aditivo también puede ser suministrado en una microesfera cargada, como se describe en la patente de EE.UU. nº 5.300.290.

Cuando se usa un material de cubierta relativamente transparente, las sedas pueden ser coloreadas con pigmentos para obtener un producto teñido o coloreado. Un pigmento preferido es un pigmento nacarado. Estos pigmentos nacarados pueden ser añadidos a la cubierta (en una configuración de núcleo/cubierta) o al mar (en la configuración de islas/mar). Opcionalmente, se añade una pequeña cantidad de pigmento blanco como dióxido de titanio (TiO_{2}) para opacar la cubierta o el mar transparente.

Los pigmentos nacarados a menudo se tiñen de rojo, azul, verde o blanco. Los pigmentos nacarados preferidos incluyen micas recubiertas, tal como Mearlin de Mearl Corporation (Engelhard) o Hanna Color número 100001295 ó 100001157 de M.A. Hanna. Los tamaños de partícula de estos pigmentos están en el intervalo de aproximadamente 1 a 15 micras (preferiblemente de aproximadamente 1 a 10 micras). Estos pigmentos típicamente se cargan en el núcleo o en la capa de mar en niveles que van desde aproximadamente 6 a 8% en peso. Cuando se usa dióxido de titanio, sus niveles de carga van desde aproximadamente 0,5 a 4%. Opcionalmente, se puede cargar TiO_{2} en el núcleo o en las islas en niveles que van desde aproximadamente 0,5 a 4%, (preferiblemente de aproximadamente 2 a 4%). Las sedas de pigmentos nacarados tienen estéticas mejoradas y una aceptable resistencia mecánica.

En la Figura 1 se muestra esquemáticamente un método preferido para formar una seda dental de la primera realización de esta invención. Primero, dos o más polímeros son coextrudidos a través de una boquilla de coextrusión de dos componentes. Los polímeros son elegidos para producir una seda que tenga las propiedades físicas deseadas y/o las secciones transversales relativas deseadas, como se describe anteriormente.

Preferiblemente, la boquilla de coextrusión incluye una hilera, como se conoce en la técnica de formación de filamentos. Para producir una seda que tenga filamentos multicomponentes múltiples, ambos polímeros son coextrudidos a través de una hilera con una pluralidad de agujeros de pequeño diámetro con la configuración en sección transversal deseada. En la Figura 2 se muestra en sección transversal una hilera apropiada para producir filamentos de cubierta-y-núcleo múltiples. Los filamentos bicomponentes múltiples son coextrudidos simultáneamente. Los filamentos que salen de la hilera se reúnen y pasan a través de una cámara de refrigeración con aire a temperatura ambiente fluyendo sobre los filamentos a una velocidad de 1699 a 3998 litros por minuto para enfriar el polímero. El haz de filamentos se somete a alta tensión al pasar entre dos sistemas de rodillos de estiramiento que están girando a velocidades diferentes. La tensión aplicada a la fibra se expresa como "relación de estiramiento", que es la velocidad diferencial entre los dos rodillos de estiramiento. Como se sabe en la técnica, las relaciones preferidas de estiramiento van de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 5,0, más preferiblemente de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 4,5, y lo más preferiblemente de aproximadamente 3,5 a 4,0. La fibra pasa luego a través de un sistema de rodillos de relajación y se recoge en un devanador colector. Para la producción de sedas bicomponentes con filamentos múltiples, generalmente es preferible aplicar la tensión durante la manufactura, pues se ha encontrado que así se mejora la resistencia a la tracción de los filamentos. La técnica de estiramiento de filamentos en rodillos calentados y con velocidades diferentes y con números diferentes de urdimbres por rodillo es parte de la tecnología estándar de tratamiento de polímeros.

La fibra resultante puede ser tratada luego adicionalmente para formar una seda acabada. Por ejemplo, las sedas preferidas están retorcidas, preferiblemente de 0,394 a 1,378 vueltas por cm, de forma más preferida aproximadamente 0,984 vueltas por cm. El retorcido reduce la excesiva separación de los filamentos y mejora la resistencia al deshilachado. Los procesos de retorcido son bien conocidos, p. ej. empleando equipos de retorcido de anillo estándares. La seda resultante también puede cubrirse con cera, como se conoce en la técnica.

En una realización de la invención, puede seleccionarse uno de los polímeros que tenga una temperatura de fusión adecuada y otras propiedades para permitir que los filamentos se enlacen unos con otros para formar la seda acabada sin el procedimiento de recubrimiento y retorcido descrito anteriormente. En el Ejemplo 1 se describe una fibra multicomponente adecuada para usarse en esta realización. Los filamentos se enlazan por reblandecimiento y aplastamiento de la fibra en un rodillo de estiramiento calentado al pasar sobre el sistema de rodillos. Las microfotografías electrónicas de esta seda se muestran en las Figuras 6 y 6a con un aumento de 120x y 1000x, respectivamente. La unión del material elastomérico de cubierta es claramente visible en la Figura 6a.

En la Figura 1a se muestra esquemáticamente un método preferido para la formación de una seda dental de la realización "islas-en-el-mar" de esta invención. De nuevo, dos o más polímeros son coextrudidos a través de un molde de coextrusión de dos componentes, como se describe anteriormente. Después de que los filamentos multicomponentes múltiples salgan de la hilera, son inmediatamente estirados a través de otro molde que tiene una única ranura con la sección transversal deseada de la seda final, como se muestra en Figura 2a. Este paso se realiza antes del enfriamiento de los componentes de polímero. Puesto que el área en sección transversal de la ranura es menor que el área de la sección transversal de los filamentos, los filamentos son forzados a entrar juntos en la ranura y el material de cubierta fundido de los filamentos de núcleo-y-cubierta se aglutina alrededor de los filamentos de núcleo individuales para formar el "mar".

La presión entre la hilera y la boquilla de la ranura puede aumentar, debido a que los filamentos son forzados a pasar a través de la pequeña ranura para provocar la fusión del componente de cubierta. Demasiada presión provocaría un indeseable escape de polímero entre las placas. Las condiciones de operación aceptables, sin mucho escape, se producen cuando se usa una hilera de 34 filamentos y 0,7 mm de diámetro de agujero, para coextrudir filamentos que luego pasan a través de una boquilla de 15 x 0,17 mm de abertura, con un caudal total de polímero de 40-60 gramos/min. Los diámetros resultantes de los filamentos de núcleo en esta realización pueden oscilar desde 0,0025 a 0,025 cm, con un intervalo preferido de 0,0075 a 0,0152 cm.

La corriente de polímero con los filamentos inmersos que sale de la boquilla de la ranura, se enfría en un baño de agua antes de ser tratado como se describe anteriormente para la primera realización. Después del estiramiento y devanado, no es necesario ningún tratamiento adicional (como el recubrimiento y el retorcido de la seda).

Los primeros pasos para la manufactura de la realización de la seda de "islas-en-el-mar" con una cubierta externa rodeando al mar son los mismos que se describen para la realización "islas-en-el-mar". La cubierta externa se puede aplicar al material que sale de la parte de la ranura del conjunto de boquilla, al menos de dos formas. Primero, se puede usar un recubrimiento por inmersión o una pulverización del tercer material sobre la seda, como es conocido en la técnica. Segundo, la parte de la ranura del conjunto de boquilla se puede incorporar a una boquilla de coextrusión en la que el tercer material es coextrudido alrededor del material ya coextrudido que sale de la ranura. Este sistema permite que el conjunto "islas-en-el-mar" y su cubierta externa coextrudida salga ya formado del conjunto de boquilla. El tratamiento ulterior de esta realización es el descrito anteriormente.

Ejemplos

Los siguientes ejemplos se recogen para proporcionar a los expertos habituales en la técnica una completa divulgación y descripción de cómo preparar las sedas de multifilamentos y llevar a cabo la metodología de extrusión de la invención, y sin el propósito de limitar el alcance de lo que los inventores consideran su invención. Se han hecho esfuerzos para asegurar la exactitud en lo que a los números usados se refiere (p. ej. cantidades, temperaturas, etc.), pero se debería contar con algunos errores experimentales por desviación.

El siguiente sistema de equipos y procedimiento de manufactura, mostrado esquemáticamente en la Figura 1, fue usado en los tres primeros ejemplos.

Dos extrusores de 3,81 cm de diámetro fueron conectados a una boquilla de coextrusión de dos componentes. Los dos extrusores incluían husillos con el objetivo de una relación L/D de 30/1. La coextrusión de dos componentes incluía una placa de medida, una placa de distribución, placas de grabados y una hilera. Después de ser coextrudido a través de la boquilla de coextrusión, el producto coextrudido fue tratado con un sistema de hilatura de filamentos aguas abajo para producir filamentos. El sistema de aguas abajo incluía una cámara de refrigeración, un aplicador final, un mecanismo tensor, sistemas de rodillos de estiramiento, sistema de rodillos de relajación, y un devanador. El producto coextrudido se enfrió en la cámara de refrigeración, estirado y relajado por los sistemas de rodillos de estiramiento y relajación, y se recogió en el devanador colector.

El aparato, tal y como se acaba de describir, también se usó para los Ejemplos 4 y 5, excepto que se usó un baño de agua en vez de una cámara de refrigeración para enfriar la seda, como se representa en la Figura 1a, y los filamentos múltiples que salen de la hilera, se hicieron pasar luego a través de una boquilla con una ranura de 15 x 0,17 mm para producir la realización de monofilamentos "islas-en-el-mar".

Usando el sistema de equipos y los procedimientos descritos anteriormente, se formaron las siguientes sedas bicomponentes de especialidad:

1

3

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4

Hay otras realizaciones incluidas en las reivindicaciones. Por ejemplo, aunque se ha descrito anteriormente en la Descripción Detallada filamentos bicomponentes, los filamentos podrían contener cualquier número deseado de componentes, y en este caso podrían ser manufacturados mediante extrusión a través de una boquilla multicomponente adecuado, usando el número apropiado de extrusores.

Claims (24)

1. Una seda dental, coextruida, multicomponente, caracterizada porque dicha seda es un monofilamento que comprende una pluralidad de filamentos de núcleo, comprendiendo cada filamento de núcleo un primer material, en donde dicha pluralidad de filamentos de núcleo está completamente inmersa en una cubierta única y sustancialmente rodeada por esta cubierta, que comprende un segundo material y tiene una superficie externa continua.

2. La seda dental de la reivindicación 1, que tiene un denier en el intervalo de aproximadamente 500 a aproximadamente 1500.

3. La seda dental de las reivindicaciones 1 ó 2, que tiene una resistencia a la tracción desde aproximadamente 3 a aproximadamente 5 gramos por denier.

4. La seda dental de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde la superficie externa de dicha seda tiene un coeficiente de rozamiento de aproximadamente 0,09 a aproximadamente 0,3.

5. La seda dental de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que tiene un alargamiento a la rotura en el intervalo de aproximadamente 300% a aproximadamente 1500%.

6. La seda dental de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicha cubierta comprende una parte interna que comprende dicho segundo material y en la cual están inmersos dichos filamentos de núcleo, y una parte externa que comprende un material de superficie, proporcionando dicha parte externa dicha superficie externa de la seda.

7. La seda dental de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho primer material de dicho filamento de núcleo tiene una estructura morfológica predeterminada, y dicho segundo material de dicha cubierta tiene una estructura morfológica diferente.

8. La seda dental conforme a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho segundo material confiere capacidad de deslizamiento a dicha superficie externa continua.

9. Una seda dental de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho filamento de núcleo tiene una sección transversal radial multilobular.

10. La seda dental de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho primer material de dicho filamento de núcleo es un polímero hilable en masa fundida seleccionado para proporcionar resistencia a la seda, y dicho segundo material de dicha cubierta se selecciona para proporcionar al menos una característica física predeterminada a la seda.

11. La seda dental de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho primer material de dicho filamento de núcleo se selecciona para proporcionar resistencia a la seda, cada uno de dichos materiales, el segundo material y el de superficie, de dicha cubierta, se selecciona para proporcionar al menos una característica física predeterminada a la seda.

12. La seda dental de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho primer material se compone de un polímero seleccionado a partir del grupo formado por nilón, poliéster y polipropileno.

13. La seda dental de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho segundo material comprende un polímero extrudible en masa fundida, seleccionado del grupo formado por elastómeros termoplásticos, etileno-acetato de vinilo, copolímeros de etileno-propileno, polímeros fluorados, polímeros lubricantes, y mezclas y aleaciones de polímeros lúbricos.

14. La seda dental de la reivindicación 13, en donde dicho segundo material comprende una mezcla de un polímero extrudible en masa fundida y un aceite de silicona y/o un aceite mineral.

15. La seda dental de la reivindicación 13, en donde dicho segundo material comprende una mezcla de un polímero extrudible en masa fundida y una carga, en partículas, seleccionada del grupo formado por caolín, talco, carbonato cálcico, sílice y politetrafluoretileno.

16. La seda dental de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde uno o más de los materiales de la seda incluye un aditivo.

17. La seda dental conforme a la reivindicación 16, en donde un aditivo está absorbido en una superficie de dicha carga en partículas.

18. La seda dental de la reivindicación 15, en donde un aditivo está absorbido sobre una superficie de dicha carga en partículas.

19. La seda dental de cualquiera de las reivindicaciones 16-18, en donde el aditivo se selecciona del grupo formado por colores, pigmentos, aromas, sabores, ingredientes terapéuticamente activos, y agentes que modifican la adhesión interfacial de los materiales de la seda.

20. La seda dental de la reivindicación 19, en donde dicho aditivo comprende un pigmento nacarado.

21. La seda dental de la reivindicación 20, en donde dicho pigmento nacarado está en dicho segundo material.

22. La seda dental de las reivindicaciones 19 ó 20, en donde hay TiO_{2} en dicho primer material.

23. La seda dental de cualquiera de las reivindicaciones 16-22, en donde el aditivo está incorporado en la seda de forma que permita que dicho aditivo sea liberado desde la seda durante su uso.

24. La seda dental de cualquiera de las reivindicaciones 16-23, en donde uno o más de los materiales de la seda es soluble en agua, para permitir al aditivo lixiviar desde la seda durante su uso.