ES2318149T3

ES2318149T3 - Cerda.

Info

Publication number: ES2318149T3
Application number: ES03744810T
Authority: ES
Inventors: Georg Weihrauch
Original assignee: Geka Brush GmbH
Current assignee: Geka Brush GmbH
Priority date: 2002-03-21
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2009-05-01
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: EG23486A; US20050160546A1; CN100496333C; CA2479799A1; BR0308600A; RU2311101C2; BR0308600B1; RU2004131194A; CN1700875A; AR039100A1; DE10212701A1; US7644466B2; TW200306795A; EP1484997A1; JP2005526555A; AU2003226653A1; ATE419765T1; DE50311051D1; WO2003079849A1; DE10212701B4

Abstract

Cerda para un cerdamen, en particular para un cepillo de limpieza, un cepillo de dientes o un cepillo de aplicación, donde la cerda (100) presenta una zona inferior de raíz (a) mediante la cual se puede unir en o dentro de un soporte de cerdas o que es parte de un soporte de cerdas, y una longitud libre (1) situada fuera del soporte de la cerda y dispuesto por encima de la zona de raíz (a), que se compone de una zona del fuste (S) contigua a la zona de raíz (a) y de una zona flexible (F) situada por encima, donde la zona de fuste (S) se compone de un tramo inferior (b) de base del fuste contiguo a la zona de raíz (a) y un tramo de fuste (c) situado encima y donde la zona de flexión (F) se compone de un tramo inferior de acción y flexión (d) contiguo a la zona del fuste (S) y un tramo de punta (t) situado encima y que forma el extremo libre de la cerda, presentando la cerda en el tramo de base del fuste (b) una superficie envolvente continua sin rebajes y también en el tramo del fuste (c) una superficie envolvente continua y sin rebajes, y en la zona de flexión (F), por lo menos por tramos, un perfilado (101; 105; 108; 115; 118) formado por tramos sobre la superficie envolvente a base de elevaciones y/o rebajes, situados dentro de una superficie envolvente de la cerda, comprendiendo el perfilado (108) por lo menos una ranura (109) que rodea la cerda, caracterizada porque la zona del fuste (S) comprende del 15% al 85% de la longitud libre (1).

Description

Cerda.

La invención se refiere a una cerda para un cerdamen, en particular un cepillo de limpieza, un cepillo de dientes o un cepillo de aplicación, fabricado a partir de polímeros termoplásticos mediante moldeo por inyección.

En la fabricación de cepillos, pinceles y similares los pelos naturales y fibras naturales que antes se utilizaban como material para las cerdas han sido sustituidos en su mayor parte por cerdas de plástico, basándose la fabricación del material de cerdas en gran medida en la fabricación de las fibras textiles sintéticas practicada hace tiempo, es decir a procesos de extrusión o hilatura. Ahora bien, una cerda está sometida a unos requisitos muy diferentes a los de una fibra continua de un conjunto de fibras. Es autoestable y solamente va fijada por un extremo y en cuanto a la teoría de resistencia de materiales se debe considerar como una viga, en voladizo sometida a flexión, empotrada por un extremo. Durante el uso se añaden fuerzas de compresión y recalcado y eventualmente fuerzas de tracción. De ahí resultan, en comparación con las fibras continuas, unos requisitos de resistencia muy diferentes en cuanto a la resistencia a la flexión, resistencia a la flexión alternada, estabilidad al pandeo y capacidad de recuperación de la flexión (bend-recovery).

Las cerdas correspondientes pueden tener su aplicación en cepillos de dientes, cepillos o escobillas de limpieza, en particular para el sector higiénico, aplicadores para medios líquidos o en polvo, en particular líquidos, productos de limpieza, disolventes, pinturas y esmaltes, así como para usos cosméticos, en borlas de aplicación, borlas de limpieza, incluidos felpudos para limpieza del calzado, en peines, cepillos para el pelo o cepillos técnicos. A continuación se partirá a título de ejemplo de las cerdas para un cepillo de dientes, aunque la invención no se limita a éstas.

Hace tiempo es sabido que para la acción limpiadora de un cepillo de dientes es conveniente que la cerda tenga su superficie exterior estructurada perfilada. Si las cerdas están dotadas por ejemplo por el lado exterior con unos botones a modo de protuberancias (DE 100 17 167.2) o nervios (US 1 773 369), se puede conseguir un incremento de rendimiento de hasta un 50% para la eliminación de la placa de los dientes.

Esta clase de cerdas estructuradas o perfiladas por el lado exterior se fabrican generalmente, o bien extruyéndolas con la forma de sección deseada o conformado su superficie mediante un mecanizado continuo después de haber sido fabricadas como elemento monofilar sin perfilar. Si bien el perfilado mejora el efecto de limpieza, sin embargo entraña el inconveniente de que el perfilado rebaja de modo inconveniente las propiedades de resistencia de la cerda en su zona de fijación, de modo que la cerda tiende a quebrarse o partirse.

El empleo de las cerdas conocidas perfiladas por el lado exterior también influye negativamente en las condiciones higiénicas. Debido al perfilado existente y cerca del punto de empotramiento de la cerda, y en particular también en la misma zona de empotramiento, existen cámaras y destalonados en las que se pueden depositar suciedad que es difícil de eliminar o sólo lo es de modo insatisfactorio debido al campo de cerdas tan próximo entre sí. Esto puede dar lugar a un ataque por hongos, así como al crecimiento de bacterias y microbios.

Con el fin de incrementar el efecto de limpieza de una cerda se ha propuesto de acuerdo con el documento US 3 256 545 así como con el documento US 4 167 794 formar en el extremo libre de la cerda una cabeza más ancha, que rebase lateralmente el vástago cilíndrico de la cerda en un múltiplo de su diámetro. En una configuración de esta clase, la zona de empotramiento está sometida a unos momentos de flexión muy intensos debido a la masa y a la resistencia al cepillado que ofrece la cabeza, por lo que existe el riesgo de que durante el uso la cerda se quiebre al cabo de poco tiempo y resulte inservible.

En el documento WO 02/03831 A1 se describen cerdas perfiladas conformes al preámbulo de la reivindicación 1. Además de esto se deducen del documento DE 199 42 147 A1 cerdas extruidas y mecanizadas posteriormente con un perfilado que transcurre en dirección longitudinal.

La invención tiene el cometido de crear una cerda de la clase citada, que siendo higiénicamente perfecta posea a lo largo de un tiempo prolongado un buen efecto de uso y una alta estabilidad y resistencia. Además se trata de crear un cerdamen que lleve las cerdas correspondientes. Además de esto, se trata de crear un procedimiento para fabricar una cerda correspondiente mediante fundición y, especialmente, moldeo por inyección, cuyo comportamiento a la flexión y capacidad de recuperación de la flexión supere a la de las cerdas extruidas, permitiendo un óptimo aprovechamiento de los valores teóricos del módulo de elasticidad y a la resistencia a la tracción, así como que permita la fabricación de cerdas de alta calidad en una amplia gama de longitudes con secciones relativamente pequeñas para poder fabricar de modo sencillo los cepillos o pinceles con unas geometrías de cerdas y disposiciones de cerdas adaptándose a las necesidades del producto final.

En cuanto a la cerda, se resuelve este objetivo mediante una cerda según las características de la reivindicación 1.

La cerda conforme a la invención no tiene ningún perfil en y cerca de su zona de empotramiento inferior, por una parte para conseguir buenas propiedades de resistencia y estabilidad de la cerda, y por otra parte para evitar con seguridad la formación de escotaduras y destalonados, con la consiguiente problemática de higiene deficiente. Para ello la cerda puede estar diseñada en particular de acuerdo con los requisitos estáticos, es decir en cuanto al comportamiento deseado de deformación y capacidad de recuperación de la flexión. Para darle a la cerda una buena eficacia en el uso, es decir un alto grado de efecto de limpieza, está dotada de un perfilado superficial en su longitud libre, distanciada de la zona de empotramiento y al menos por zonas.

Para entender la invención se da a continuación primeramente y con relación a la Figura 1 una definición de los distintos tramos de una cerda. La Figura 1 muestra una cerda 100 que consta de una zona inferior de raíz a, esencialmente con forma de tronco de cono, que sirve para la unión a o la incorporación en un portacerdas o cuerpo de cepillo, o que es ella misma parte del portacerdas. Por encima de la zona de raíz a, la cerda 100 presenta una longitud libre 1 en voladizo que después de colocar la cerda en un portacerdas queda situada fuera del portacerdas. La longitud libre 1 de la cerda 100 se subdivide en dos zonas principales, concretamente una zona de fuste S y una zona de flexión F, que están a su vez subdivididas cada una en dos tramos. La zona del fuste S va inmediatamente contigua a la zona de raíz a. Puede comprender por ejemplo el 15% al 85%, en particular del 35% al 65% de la longitud libre 1 de la cerda 100. Por encima de la zona de fuste S, sigue la zona de flexión F, que ocupa el resto de la longitud libre 1. La zona del fuste S se compone de un tramo de base del fuste b contiguo a la zona de raíz a y un tramo de fuste C situado encima. El tramo base del fuste b puede ocupar por ejemplo del 10% al 40% de la longitud de la zona de fuste S, o también ser relativamente corto, es decir tener una longitud axial \leq 10 mm, y en particular \leq 1 mm. La zona de flexión F situada por encima de la zona del fuste S, y que es en particular el determinante para las propiedades de limpieza de la cerda, se compone de un tramo eficaz y de flexión d contiguo a la zona del fuste S, y un tramo de punta e que forma el extremo libre de la cerda 100. El tramo de flexión y acción d puede ocupar por ejemplo del 50% al 95% de la longitud de la zona de flexión F.

Con el fin de evitar la acumulación de suciedad cerca del empotramiento o fijación de la cerda, se ha previsto conforme a la invención que la cerda tenga en el tramo base del fuste d una superficie envolvente continua que no presente rebajes. La sección de la cerda en el tramo base del fuste b puede ser para ello de forma circular, ovalada o también poligonal con las aristas redondeadas. Se evitan resquebrajaduras o destalonados sobre la superficie envolvente que está realizada preferentemente lisa.

En la zona de flexión F, es decir en el tramo de acción y flexión d y/o en el tramo de punta t está formada en cambio al menos por tramos sobre la superficie envolvente de la cerda un perfilado formado por elevaciones y/o rebajes, situado en el interior de una superficie envolvente de la cerda, que incrementa el efecto de limpieza de la cerda.

La sección de la cerda tiene también en el tramo del fuste c una superficie envolvente continua y sin rebajes, igual que el tramo base del fuste b. Sin embargo no es necesario que el tramo de fuste c y el tramo base del fuste b presenten la misma forma de sección ni las mismas dimensiones de sección.

Con el fin de asegurar la estabilidad de la cerda y una vida útil lo más larga posible, puede estar previsto de acuerdo con la invención que las dimensiones de sección de la cerda en la zona de su longitud libre 1, es decir en la zona del fuste S y en la zona de flexión F, no tengan ninguna sección mayor que las dimensiones de la sección en la zona del tramo base del fuste b, y en particular que su tramo inferior con el que el tramo base del fuste b prolonga la zona de raíz a.

Debido a la superficie envolvente continua y sin rebajes prevista en el tramo base del fuste b y al perfilado realizado en la zona de flexión F, la cerda presenta zonas con diferentes formas de sección. La zona de sección puede variar una o varias veces en la dirección longitudinal de la cerda. La cerda puede consistir por ejemplo de zonas consecutivas de sección redonda, ovalada, poligonal (en particular cuadrada, triangular, rectangular u octogonal), en forma de Y, en cruz o en estrella, en forma angular o incluso en forma de arco o segmento de círculo.

La superficie envolvente exterior de la cerda puede estar realizada en la zona de su longitud libre 1 en una posible realización al menos por tramos por la superficie envolvente de un cilindro recto y/o por la superficie envolvente de un cono o tronco de cono. En particular está previsto también que la cerda esté formada en su longitud libre L por una secuencia de zonas de diferente forma geométrica. Las zonas pueden ser por ejemplo cilíndricas, cónicas, con estricción (en forma de hiperboloide) o abombadas (en forma abarrilada). En este caso las transiciones entre las zonas de diferentes secciones y/o diferente forma geométrica, así como las transiciones entre los perfilados y/o los perfilados y la superficie envolvente exenta de rebajes, debe transcurrir de forma lisa y a ser posible sin escalones.

En la medida en que la cerda tenga conicidad en toda su longitud libre o al menos por tramos, el ángulo de conicidad debería ser inferior a 5º, y en particular inferior a 1º. El diámetro de la superficie envolvente de la cerda puede tener entre 0,010 mm hasta 10,0 mm, tratándose preferentemente de cerdas con un diámetro de superficie envolvente \leq 1,0 mm. El grado de dureza de la cerda se puede determinar mediante la debida elección del diámetro y/o de la forma de la sección y/o de la composición de la cerda, por secuencias de tramos de diferente geometría y/o por la elección del material.

En una realización preferente de la invención está previsto que el perfilado esté realizado en la zona superior del tramo de acción y flexión d y/o en el tramo de punta t. Para esto puede existir o bien un perfilado único, pero alternativamente también es posible disponer de modo consecutivo varios perfilados iguales o diferentes en la dirección longitudinal de la cerda, y en particular realizar entre dos perfilados separados axialmente una zona con una superficie envolvente preferentemente lisa y sin rebajes.

La superficie envolvente puede ser lisa por su cara exterior, pero en un perfeccionamiento de la invención también puede estar previsto que la superficie envolvente de la cerda presente al menos por tramos una rugosidad, en particular de orden micrométrico.

Para la realización del perfilado existen diversas posibilidades. En una primera forma de realización está previsto que el perfilado comprenda una ranura que rodee la cerda. Puede tratarse de una ranura única que rodee la cerda siguiendo una línea helicoidal, pero también existe la posibilidad de que la ranura rodee en forma de anillo la cerda esencialmente en dirección perpendicular a su extensión longitudinal. En este caso deberían formarse varias ranuras superpuestas, formándose entre ranuras contiguas una arista periférica, preferentemente de ángulo agudo, que incrementa el rendimiento de limpieza. La sección de la ranura puede ser cóncava redondeada o también realizada en forma de V.

Alternativa o adicionalmente, el perfilado puede comprender varias ranuras que transcurran en la dirección longitudinal de la cerda, estando previsto preferentemente que las ranuras longitudinales estén dispuestas distribuidas a lo largo del perímetro de la cerda, y en particular unas junto a las otras. También en este caso se puede haber formado entre ranuras contiguas una arista en ángulo agudo.

El perfilado también puede estar formado porque la cerda presenta en la zona del perfilado una sección en forma de cruz o de estrella con varios nervios que transcurran en la dirección longitudinal de la cerda, dispuestos distribuidos por el perímetro de la cerda. Los nervios pueden presentar por el lado exterior una arista en ángulo agudo o estos también pueden estar redondeados.

En otra forma de realización puede estar previsto que la cerda tenga en la zona del perfilado una sección poligonal, en particular triangular o cuadrada, estando las aristas de la sección realizadas como aristas de ángulo vivo o también pueden estar redondeadas.

La cerda puede presentar también dos de las clases de perfilado, es decir que una cerda dotada de nervios que transcurren en dirección longitudinal puede estar dotada también, especialmente por la cara exterior de los nervios, de unas ranuras longitudinales y/o transversales.

En una realización especial de la cerda, especialmente para empleo en un cepillo de aplicación, puede estar previsto que solamente esté dotado de perfilado el tramo de la punta t. En este caso la forma geométrica de la sección de la cerda también puede variar en el tramo de la punta. Alternativamente, el tramo de la punta t puede estar formado por unos dedos que se extiendan axialmente, o comprender al menos un elemento de perfil axial que en la dirección axial de la cerda sobresalga de un tramo de acción y flexión d situado debajo y forme el tramo de la punta t.

En un perfeccionamiento de la invención está previsto que la cerda esté compuesta por tramos o trozos parciales consecutivos en dirección axial, que sean de diferentes materiales. Los materiales pueden presentar en este caso propiedades distintas. En particular el tramo base del fuste b y eventualmente también el tramo del fuste c pueden consistir en un material que le confiera a la cerda la deseada estabilidad y resistencia, mientras que el tramo de acción y flexión d y el tramo de la punta t puede ser de otro material, que sea especialmente adecuado para conseguir un buen rendimiento de limpieza y eventualmente para la aplicación de aditivos añadidos a la cerda, por ejemplo sustancias de equipamiento antimicrobiano. Además de esto, el material de la cerda puede estar reforzado, al menos por tramos, lo que puede conseguirse bien por la adición de fibras de refuerzo o mezclas de fibras de refuerzo y/o por la formación de un núcleo de la cerda de un material firme que le confiera rigidez.

Los tramos consecutivos o trozos parciales de la cerda consecutivos axialmente, consistentes en materiales diferentes, pueden tener coloraciones distintas para identificar sus propiedades, pudiendo estar realizado al menos uno de los trozos parciales como indicador de desgaste.

El extremo libre de la cerda, es decir la zona exterior del tramo de la punta t está preferentemente desbarbado o redondeado, y las cerdas pueden tener una ligera estructura superficial mediante la adición de partículas no fusibles durante el proceso de fabricación, en particular durante el proceso de colada o moldeo por inyección, dado que durante la ligera contracción de las cerdas durante su enfriamiento las partículas que no se funden impiden la contracción transversal y por lo tanto dan lugar a una estructura superficial ligeramente ondulada.

Además de esto, la cerda puede estar dotada al menos por tramos de un recubrimiento, que esté situado especialmente en la zona de la estructuración y que soporta por ejemplo los aditivos y/o las sustancias para equipamiento antimicrobiano. Al mismo tiempo el recubrimiento puede estar realizado como indicador de desgaste.

También se puede influir en las propiedades de deformación de la cerda mediante un canal hueco axial interior que parta de la zona de raíz a, y que además puede servir durante el uso de la cerda para la alimentación de las sustancias de equipamiento antimicrobiano. El canal hueco axial puede extenderse a lo largo de una zona parcial de la cerda o también ocupar casi la totalidad de la cerda hasta poco por debajo del extremo libre. En un perfeccionamiento de la invención está previsto que el canal hueco se extienda a través de toda la cerda y desemboque en la zona de la punta, es decir que esté abierto en la punta de la cerda.

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La cerda puede estar realizada como cuerpo simétrico, en cuyo caso la transición entre perfilado y la superficie envolvente sin perfilar tiene lugar en un plano que transcurre esencialmente perpendicular al eje longitudinal de la cerda. Una cerda de esta clase se puede utilizar con cualquier orientación angular que se desee, ya que en todas las posiciones angulares tiene las mismas propiedades. Pero para conferirle a la cerda un efecto preferente y en particular un efecto de limpieza en una determinada dirección radial, se puede prever en un perfeccionamiento de la invención que la transición entre el perfilado y la superficie envolvente sin perfilar tenga lugar en un plano que transcurra inclinado respecto al eje longitudinal de la cerda, estando situado este plano preferentemente dentro de un campo angular de 30º a 60º respecto al eje longitudinal de la cerda.

Con el fin de influir en las propiedades de firmeza y resistencia y especialmente en el comportamiento de deformación de la cerda, la zona de la raíz a y en particular el tramo base del fuste b pueden estar dotados de un revestimiento. Alternativamente existe sin embargo también la posibilidad de dotar toda la cerda de un revestimiento. El revestimiento puede ser parte del portacerdas.

Las cerdas pueden ser de materiales termoplásticos, elastómeros, elastómeros termoplásticos, duroplásticos, siliconas y otros materiales aptos para la fundición, el moldeo por inyección o prensado. También puede haber dos materiales dentro de una sección de la cerda, uno junto a otro, formando de este modo una cerda multicapa (side-by-side construction).

Después de su fabricación, las cerdas pueden ser sometidas a un mecanizado posterior mecánico, térmico o químico, al menos en una parte de su longitud. Se puede tratar en particular de un recubrimiento o teñido, esmaltado, metalizado por alto vacío o galvanizado. Además de esto, la cerda se puede pulir, esmerilar o se le puede dar aspereza. En particular la cerda se redondea, se afila en punta o se ranura, en particular en su extremo libre. El mecanizado posterior superficial de la cerda puede comprender un chorreado de arena o un tratamiento con rayos láser, con lo cual se obtiene una estructuración superficial. El tratamiento posterior también puede provocar una alteración de color de la cerda, al menos por tramos, para visualizar por ejemplo condiciones de uso o desgaste o también efectos.

El tratamiento posterior también puede comprender un estructurado o erosión química. Si el tratamiento posterior solamente se lleva a cabo en una parte de las cerdas, en particular en los extremos de las cerdas, éste puede dar lugar a que se obtenga un indicador de desgaste tal como tiene especial sentido en cepillos de dientes y cepillos higiénicos.

Una cerda conforme a la invención se puede fabricar por ejemplo mediante colada, erosión, prensado en molde o recalcado. Pero en una realización preferida de la invención está previsto que la cerda se fabrique mediante moldeo por inyección, en particular de un polímero termoplástico. Para ello puede tener aplicación un procedimiento tal como el que constituye el objeto del documento WO 02/03831, cuyo contenido se hace por la presente expresamente objeto de esta solicitud.

Partiendo del procedimiento conocido de moldeo por inyección en el que la masa fundida de polímero se inyecta a presión en un canal de longitud predeterminada y una variación de sección predeterminada en dicha longitud, y se purga de aire el canal durante el proceso de fundición inyectada, está previsto que la magnitud de la presión de inyección se ajuste en función de la variación de sección del canal que forma la cerda, de tal modo que se genere una corriente de cortadura de alta velocidad del núcleo en el centro de la masa fundida de polímero que fluye, y un efecto de cortadura fuerte debido al rozamiento con las paredes de la masa fundida de polímero, con marcada orientación longitudinal de las moléculas de polímero, al menos en la zona próxima a la pared de la masa fundida de polímero, y se mantenga en toda la longitud del canal, purgándose al mismo tiempo el aire del canal en toda su longitud de tal modo que se favorezca la conservación del flujo de cortadura.

Para ello se parte del conocimiento de que el comportamiento a la flexión de un monofilar se puede incrementar en primer lugar al generar y mantener una orientación de las moléculas, lo que hasta ahora no se había realizado durante el moldeo por inyección de cerdas, cepillos y pinceles. En la estructura molecular de una masa fundida de polímero en movimiento se puede influir notablemente sólo en el caso de secciones suficientemente estrechas, y por el hecho de que a la corriente de masa fundida se le impone un perfil de velocidad de intenso efecto de cortadura, con el fin de deformar y estirar la estructura de madeja exenta de tensiones, de por sí la más favorable energéticamente. Por este motivo se elige la presión de inyección tan alta que en los canales que forman la cerda se forme un perfil de flujo de fuerte gradiente, que se caracterice por una elevada velocidad en el núcleo en el centro del flujo y un intenso efecto de cortadura en la zona del borde, debido al rozamiento contra la pared de la masa fundida de polímero en la pared del canal, siendo las fuerzas de cortadura debidas al rozamiento contra la pared tanto mayores cuanto mayor sea la diferencia de velocidad de las capas de flujo contiguas. Un perfil de flujo de esta clase con elevada velocidad en el núcleo garantiza además un perfecto llenado del molde del canal que forma la cerda, incluso con secciones mínimas (pequeño diámetro de la cerda) y gran longitud del canal (longitud de la cerda).

El perfil de velocidad se puede ajustar en función de la variación de sección especificada a lo largo de la longitud del canal que forma la cerda, mediante una presión de inyección debidamente alta, eventualmente también variable. De este modo se consigue una orientación longitudinal de las moléculas de polímero próximas a la pared del canal, y de forma menos marcada dentro del conjunto del flujo de masa fundida, donde la magnitud de la velocidad en el núcleo impide además una solidificación demasiado precoz de la masa fundida incluso en el caso de secciones pequeñas y gran longitud. Ahora bien, una presión elevada no basta por sí sola para llenar rápidamente un canal de moldeo estrecho. Por este motivo se purga el aire del canal a lo largo del mismo, de tal modo que se favorezca la conservación del flujo de cortadura con alta velocidad de flujo hasta el extremo del canal, de modo que la deseada orientación longitudinal de las moléculas llegue hasta la punta de la cerda.

En los ensayos prácticos se ha visto que la presión de inyección debería ser como mínimo de 500 bar
(0,5\cdot10^{5} kPa), dependiendo de la variación de sección del canal que forma la cerda. Para las calidades de cerda de las que aquí se trata con un diámetro medio de cerda de por ejemplo 0,3 mm (medidos a la mitad de su longitud), es decir en la correspondiente sección del canal para la formación de la cerda, y una longitud de 10,5 mm, se puede obtener el perfil de velocidad deseado con una presión de inyección superior a 500 bar (0,5\cdot10^{5} kPa). La presión de inyección antes citada se puede convertir por lo general aproximadamente en sus 2/3 en presión específica en el canal para la formación de la cerda, de modo que la masa colada de polímero debería presentar en el canal una presión
> 300 bar (0,3\cdot10^{5} kPa).

En el curso de la solidificación, los materiales termoplásticos forman por debajo de la temperatura de fusión de los cristales unas cristalitas que según la forma y el orden, influyen en el módulo elástico (módulo E) y en la resistencia a la tracción (resistencia al desgarro). Se puede llegar a influir positivamente, en el sentido de dar mayor rigidez mediante el aumento del módulo E y una consolidación en el sentido de aumentar la resistencia a la tracción, mediante la formación de cristales aciculares, que presuponen primeramente una formación de un germen cristalino encadenado estirado en tramos de molécula situados paralelos entre sí. Esta formación del germen cristalino se puede incrementar en un múltiplo en comparación con una cristalización isotérmica, mediante la inducción de tensiones, tal como existe entre otros en los procesos de fluencia. La elevada presión de inyección que está prevista y la elevada velocidad de flujo conseguida de este modo para la masa colada de polímero en el canal para la formación de la cerda, no solamente fomenta la orientación longitudinal de las moléculas, sino también la formación de cristales, en donde la alta presión incrementa al mismo tiempo la densidad de empaquetamiento de los cristales como inducción adicional de tensiones. Debido a la cristalización parcial de la masa fundida de moléculas orientadas, aumenta el tiempo de relajación, es decir que se mantiene durante un tiempo más largo la orientación de las moléculas.

Los efectos antes descritos se favorecen además si se refrigera el canal para la formación de las cerdas.

Cuanto más estrecha sea la sección y mayor la longitud del canal para la formación de las cerdas, se consideraría más bien conservar calientes las paredes del canal con el fin de mantener la viscosidad de la masa fundida de polímero y conseguir un llenado completo del molde. Sin embargo este llenado del molde queda también garantizado si se ajustan los parámetros de proceso citados, incluso si se enfría el canal para la formación de las cerdas. Mediante el enfriamiento del canal y la consiguiente reducción de tensiones se fomenta adicionalmente la formación de cristales y se incrementa el tiempo de relajación. La capa exterior estabilizadora de la cerda que se forma en la pared del canal permite aumentar la presión posterior usual durante el moldeo por inyección. Cuanto mayor sea la presión posterior, tanto más se fomenta la formación de cristales en el núcleo de la cerda que todavía tiene fluencia. Mediante la presión aumenta al mismo tiempo la temperatura de la masa colada y por lo tanto para una temperatura dada de la masa se subenfría más la masa fundida, con lo cual se influye también positivamente en la velocidad de crecimiento de los cristales y se dificulta la relajación de las moléculas.

La elevada presión de inyección y la alta velocidad de fluencia exigen medidas especiales o adicionales para conseguir una purga de aire rápida y efectiva, con el fin de garantizar un llenado completo del molde y evitar cavitaciones en el canal de moldeo o inclusiones de aire en la masa fundida. En los procedimientos de moldeo por inyección según el estado de la técnica, la purga de aire del canal para la formación de las cerdas tiene lugar, en el caso de una cavidad totalmente cerrada, a través del extremo del canal, o en el caso de un molde de moldeo por inyección partido longitudinalmente para el canal, en dos planos paralelos a la cerda. En el primer caso se necesita un fuerte estrangulamiento de la purga de aire para la formación de un extremo de cerda perfecto, preferentemente redondeado, con el fin de evitar el paso de la masa fundida de polímero a las secciones de purga de aire. En el caso de curva de aire paralela a la cerda, el plano de partición del molde está situado en la dirección del flujo, con la consecuencia de que la masa fundida de polímero penetra también en los intersticios de purga de aire más estrechos y da lugar a la formación de rebabas de partición del molde a lo largo de la envolvente de la cerda.

Por este motivo está previsto que el canal para la formación de la cerda se purgue de aire en dirección transversal a la dirección de flujo de la masa fundida de polímero, realizándose la purga de aire preferentemente en varios planos situados transversalmente respecto a la dirección de flujo de la masa colada de polímero. La elección de los planos de purga de aire se elige tanto mayor cuanto más largo sea el canal de formación de la cerda, de modo que para una longitud de canal predeterminada la purga de aire tiene lugar en cierto modo controlada en función de la velocidad del frente de la masa fundida. Dado que la purga de aire puede efectuarse en ese plano en todo el perímetro del canal de la cerda, se dispone de una longitud de intersticio correspondientemente grande, que en varios planos transversales en la dirección de flujo puede ser mayor que en el caso de un plano de partición del molde paralelo a la cerda.

Los planos de purga de aire pueden estar previstos de modo equidistante, a lo largo de la longitud del canal para la formación de la cerda pero según el volumen de aire que se ha de purgar, también con una separación progresiva o degresiva en el sentido de flujo de la masa fundida de polímero. De este modo se obtiene al mismo tiempo la posibilidad de mantener una contrapresión suficientemente alta en el canal para conseguir un llenado uniforme del molde.

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El canal para la formación de la cerda se puede purgar de aire exclusivamente por desplazamiento del aire mediante la presión de flujo de la masa fundida de polímero, pero también se puede favorecer la purga de aire mediante una depresión exterior.

Este procedimiento ofrece la posibilidad de inyectar la masa fundida de polímero en un canal para la formación de la cerda con una sección sensiblemente uniforme desde el lado de inyección, de modo que se obtiene una cerda esencialmente cilíndrica, que hasta la fecha no se podía producir con la técnica de moldeo por inyección aplicada para cerdas y cepillos.

Pero también se puede prever una sección que se vaya estrechando esencialmente de modo continuo desde el lado de inyección, de modo que se obtiene una cerda con una conicidad preferentemente sólo escasa, tal como se desea en numerosas aplicaciones, con el fin de incrementar la elasticidad a la flexión desde la raíz de la cerda hacia el final de la cerda. Una conicidad tal exige también que se mantenga e incluso intensifica un perfil de velocidad agudo con una elevada velocidad en el núcleo y un efecto de cortadura que vaya incrementándose a lo largo en la zona del borde, de modo que a pesar de una mayor resistencia al flujo se siga todavía fomentando la orientación de las moléculas y formación de cristales hacia el final de la cerda.

Mediante el moldeo por inyección se pueden producir cerdas que mantengan las medidas con una tolerancia de \pm3% en la sección y en la longitud, mientras que las cerdas extruidas presentan a igualdad de parámetros de construcción unas tolerancias de \pm10%. A esto hay que añadir que en las cerdas extruidas se produce un ovalizado de la sección
inicialmente circular, condicionado por el proceso, lo cual se evita en las cerdas producidas en la forma antes descrita.

En la técnica de moldeo por inyección se considera generalmente necesarios unos ángulos de desmoldeo de algunos grados (>1,00º), para poder desmoldear perfectamente la pieza moldeada por inyección. El desmoldeo ha de complementarse generalmente mediante expulsores. Al efectuar el moldeo por inyección de cerdas de acuerdo con el estado de la técnica descrito inicialmente, es preciso elegir un ángulo de molde considerablemente superior para evitar que se rompa la cerda al desmoldear (documento US 3 256 545). Éste no es el único motivo por el que el estado de la técnica recurre a herramientas de moldeo por inyección con plano de partición del molde paralelo a la cerda, aceptando los inconvenientes citados. El procedimiento antes descrito permite reducir el ángulo del molde hasta un valor de 0º, con un llenado del molde igualmente suficiente. Se pueden producir por lo tanto cerdas esbeltas de gran longitud con una conicidad relativamente pequeña, del orden de 0,2 a 0,5º, si se desean las propiedades positivas de una cerda cónica con un ángulo de flexión progresivo hacia el final de la cerda. Gracias a la formación de cristales intensificada por la orientación longitudinal y el consiguiente aumento de resistencia a la tracción (resistencia al desgarro) de la cerda, especialmente en la zona próxima a la pared que es importante para el desmoldeo, se puede conseguir un buen desmoldeo. Otras medidas para facilitar el desmoldeo se describen en combinación con el dispositivo.

En otra realización del procedimiento se inyecta la masa fundida de polímero en una zona de entrada que se estrecha a modo de tobera hacia el canal de formación de la cerda, con el fin de generar un flujo expansivo y obtener una cerda con una zona de raíz ensanchada y un contorno que se vaya estrechando eventualmente de modo continuo hacia la cerda propiamente dicha.

Mediante este tipo de estrechamiento se genera un flujo expansivo que da lugar en gran medida a la orientación de las moléculas y por motivos hidrotécnicos a un correspondiente sobre-elevación del perfil del flujo a continuación del estrechamiento, lo que aconseja disponer el estrechamiento próximo al lado de inyección. Pero también se pueden prever estrechamientos a lo largo del canal de formación de la cerda para obtener cerdas escalonadas, en cuyo caso también aquí los estrechamientos tienen repercusiones positivas para la estructura molecular y la formación de cristales.

La sección del canal de formación de la cerda después de una zona de entrada situada eventualmente con anterioridad, se elige preferentemente con una anchura máxima de \leq 3 mm, de modo que la cerda moldeada por inyección presenta el correspondiente diámetro con una zona de raíz eventualmente más ancha. Cerdas de esta sección con una zona de raíz más ancha no se pueden producir por extrusión o hilado. El concepto de "máxima anchura" significa en este caso que la cerda también puede presentar una sección que difiera de la forma circular, por ejemplo ovalada, en cuyo caso la anchura mayor corresponde a la longitud del eje mayor del óvalo.

Para explicar este procedimiento se puede elegir además una relación entre máxima anchura respecto a longitud del canal de \leq 1:5 hasta 1:1000, preferentemente hasta \leq 1:250. Se pueden producir por ejemplo cerdas con un diámetro máximo de 3 mm en o cerca de la zona de raíz que presenten una longitud entre 15 mm y 750 mm. Cuanto menor sea la máxima anchura tanto más corta se elegirá la longitud. Para requisitos elevados, por ejemplo en cepillos de dientes, pinceles de aplicación, etc., se recomiendan diámetros por encima de la zona de raíz de \leq 0,5 mm, que con el procedimiento antes descrito admiten longitudes de cerda hasta superiores a 60 mm.

Este procedimiento se puede modificar también ventajosamente en el sentido de que la masa fundida de polímero se inyecta simultáneamente en varios canales de formación de las cerdas dispuestos contiguos entre sí formando el correspondiente número de cerdas, de modo que en un solo proceso de moldeado por inyección se puede producir todo un conjunto de cerdas. Al reducir al mínimo la separación entre los canales de formación de las cerdas, se pueden producir disposiciones de cerdas en forma de haces (pucks) mediante una ligera compactación de las cerdas desmoldeadas.

El número y disposición de los canales de formación de las cerdas también se puede elegir de modo que con un solo proceso de inyección se produzca el conjunto completo de cerdas de un cepillo o de un pincel, pudiendo variarse las separaciones entre cerdas, así como su posición geométrica relativa, de acuerdo con la disposición deseada en la dotación de cerdas.

En otra realización está previsto que la masa fundida de polímero se inyecte en los canales de formación de las cerdas contiguos entre sí, formando al mismo tiempo una unión entre por lo menos dos cerdas, pudiendo servir la unión tanto para facilitar el ulterior manejo de las cerdas unidas, como también de medio auxiliar para la unión con un cuerpo de cepillo, mango de pincel o similar. En lugar de esto, después de inyectar las cerdas a base de un polímero, se puede inyectar después una masa fundida de polímero de otro polímero para establecer la unión entre las cerdas. La unión puede realizarse en forma de puentes, enrejados que unan entre sí varias cerdas o similares. En el caso de utilizar polímeros diferentes con un factor de unión \geq 20%, se tiene garantizada una unión suficientemente segura.

La unión se puede realizar además de modo que constituya un soporte de cerdas que al mismo puede representar el cuerpo del cepillo o una parte del mismo, o también que se pueda complementar para formar un cuerpo de cepillo o mango de pincel mediante la inyección adicional de por lo menos otra masa fundida de polímero. Puede tratarse de un polímero termoplástico diferente o termoelástico.

En otra variante del procedimiento se pueden inyectar varias cerdas de diferente longitud, de modo que en combinación con el soporte de cerdas que las une entre sí, se puede producir una dotación de cerdas completa o una dotación parcial para un cepillo o para un pincel, donde los extremos de las cerdas están situados a diferente altura de una superficie envolvente plana o no plana, para poder obtener de forma óptima los extremos de las cerdas del cepillo terminado con contornos curvados.

También se pueden inyectar varias cerdas de diferentes secciones, para que en un cepillo terminado se logren efectos diferentes en zonas predeterminadas.

Igualmente se pueden inyectar las varias cerdas con una variación de sección diferente a lo largo de su longitud. También se pueden inyectar las varias cerdas de una posición no paralela entre sí, para producir una dotación de cerdas con distintas posiciones de las cerdas.

De acuerdo con otra realización del procedimiento, se pueden producir cerdas de igual geometría pero diferente elasticidad a la flexión (dureza) mediante el moldeo por inyección de diferentes masas fundidas de polímero en los mismos canales de moldeo. En el caso de cerdas extruidas para cepillos con diferentes grados de dureza (texturas), por ejemplo para cepillos de dientes con los grados de dureza blando, medio, duro, solamente se podía influir en el grado de dureza deseado mediante el diámetro de las cerdas, es decir que para cepillos de dientes de igual construcción era necesario disponer y trabajar con hasta tres diámetros de cerdas diferentes. Con el procedimiento antes descrito se pueden realizar estos grados de dureza simplemente por la elección del polímero y eventualmente por una adaptación de la presión de inyección, a igualdad del diámetro de las cerdas.

Las cerdas se pueden inyectar además con la masa fundida de un polímero o de una mezcla de polímeros, que en estado solidificado presentan unas fuerzas de flexión secundarias reducidas. Esta base de cerdas se pueden hendir mediante fuerzas mecánicas, después de su fabricación eventualmente incluso sólo después de su ulterior transformación en cepillos o pinceles, formando de este modo flags.

Finalmente se pueden inyectar las cerdas a base de un polímero con aditivos que vayan desarrollando su eficacia durante el uso. Se puede tratar de aditivos con efecto mecánico, por ejemplo abrasivo o por ejemplo en el caso de cepillos de dientes, de aditivos de efecto conservador, terapéutico o reminelarizador. Los aditivos de esta clase son ampliamente conocidos.

Un dispositivo para el moldeo por inyección de cerdas de polímeros termoplásticos, comprende una instalación para la producción de la presión de inyección y un molde para el moldeo por inyección que presenta por lo menos un canal de alimentación para la masa fundida de polímero y por lo menos una cavidad en forma de un canal de moldeo que presenta el contorno de forma correspondiente a la longitud y a la variación de sección de la cerda que se trata de producir, estando dispuestos en el canal de moldeo medios de purga de aire para evacuar el aire desplazado durante el moldeo por inyección. Los dispositivos con esta estructura son conocidos en el estado de la técnica descrito inicialmente.

Un dispositivo de esta clase se caracteriza porque la instalación está equipada para producir una presión de inyección de preferentemente 500 bar (0,5\cdot10^{5} kPa), y porque los medios de purga de aire presentan unas secciones de purga de aire dispuestas distribuidas a lo largo del canal de moldeo que en colaboración con la presión de inyección están diseñados para formar un flujo de cortadura de alta velocidad en el núcleo en el centro de la masa fundida de polímero y fuerte efecto de cortadura junto a la pared del canal de moldeo.

Con un dispositivo de esta clase se pueden producir por moldeo por inyección cerdas tales como ya se han descrito en combinación con el procedimiento. Frente a los dispositivos conocidos de moldeo por inyección para la producción de cerdas o de cepillos con cerdas de una sola pieza, el dispositivo aquí descrito está realizado de tal modo que en el canal de formación de la cerda se alcance la dinámica de flujo deseada.

La instalación para la producción de la presión de inyección está realizada preferentemente de modo que se puedan ajustar presiones de inyección entre 500 y 4000 bar (0,5\cdot10^{5} kPa hasta 4\cdot10^{5} kPa), en función de la longitud y de la variación de secciones del canal de moldeo. Se elegirá una presión tanto mayor cuanto menor sea la sección de la cerda que se trata de producir y cuanto mayor sea su longitud.

El dispositivo para producir la presión de inyección y las secciones de purga de aire en el canal de moldeo está realizado en cuanto a diseño y técnica de control de tal modo que la masa fundida de polímero tiene en el canal de moldeo una presión específica mínima de 300 bar (0,3\cdot10^{5} kPa) hasta 1300 bar (1,3\cdot10^{5} kPa).

Esta realización tiene lugar adaptándose al flujo de masa y a las resistencias al flujo que se han de superar hasta el canal de moldeo.

Teniendo en el dispositivo de producción una presión de inyección dada, suficientemente alta, está previsto preferentemente que la presión de inyección se pueda controlar en función de la longitud y de la variación de sección del canal de moldeo para poder inyectar moldes de moldeo por inyección de diversa geometría con un equipo de moldeo por inyección.

Para este fin puede servir la otra medida de que los medios de purga de aire presenten secciones de purga de aire controlables en función de la presión específica.

En el dispositivo se asignan preferentemente unos medios de refrigeración al molde de moldeo por inyección con el canal de moldeo, pudiendo tratarse de una refrigeración exterior después de cada ciclo de moldeo por inyección o después del desmoldeo. Pero el canal de moldeo puede tener también asignados en el mismo molde de moldeo por inyección refrigerantes con los cuales se mantiene el canal de moldeo a baja temperatura.

En una realización especialmente preferida está previsto que el molde de moldeo por inyección conste de varias placas de molde apiladas en dirección transversal a la extensión longitudinal del canal de moldeo, cada una de las cuales presenta un tramo longitudinal del canal de moldeo.

A diferencia del estado de la técnica con unos moldes de moldeo por inyección más o menos en forma de bloque, se ha previsto aquí una estructura a base de placas de moldeo apiladas. Esta disposición permite realizar con gran precisión en cada placa de moldeo, que presenta un espesor reducido, unas secciones de orificio mínimas. Esta técnica, así como cualquier otra técnica de fabricación, fallaría en el caso de profundidades de orificio mayores. Éste no es el único motivo por el que hasta ahora se dependía de moldes de moldeo por inyección divididos longitudinalmente para la producción de secciones reducidas. Estos inconvenientes están descritos en relación con el estado de la técnica. Al dividir el molde de moldeo por inyección entre varias placas, se pueden realizar canales de moldeo de gran longitud con una precisión elevada y reproducible en toda su longitud. Las placas del molde que contienen el final de los canales de moldeo que moldean el extremo de la cerda, sólo pueden presentar cavidades de escasa profundidad debido al reducido espesor de las placas de molde, que reproducen sin medidas adicionales de purga de aire el extremo de la cerda con contornos nítidos y sin ninguna rebaba de partición del molde. Dada la escasa profundidad de la cavidad, no aparece la oxidación del polímero por el llamado efecto diesel, que se observa en secciones de molde
estrechas.

La disposición apilada del molde de moldeo por inyección ofrece además la posibilidad de realizar los medios de purga de aire en las placas del molde, es decir con una frecuencia que se corresponde con su cantidad. Los medios de purga de aire están realizados preferentemente entre las superficies adosadas entre sí de las placas del molde, por ejemplo mediante estrechos intersticios o canales. Debido a la elevada velocidad de fluencia de la masa fundida de polímero en dirección perpendicular a esos intersticios o canales estrechos, se evita la penetración de la masa fundida en las secciones de purga de aire a pesar de la alta presión. Por este motivo, las secciones de purga de aire también pueden ser mayores que en el caso de un molde de dos partes cuyo plano de partición del molde esté situado en la dirección de fluencia de la masa fundida. Las secciones de purga de aire pueden estar realizadas con una anchura máxima entre unas pocas \mum hasta 300 \mum.

Los medios de purga de aire están formados en su totalidad o en parte mediante rugosidades superficiales en las superficies adosadas entre sí de las placas del molde.

En otra realización ventajosa, los medios de purga de aire presentan unas secciones de purga de aire que partiendo del contorno de la forma del canal de moldeo se ensanchan hacia el exterior, de modo que el aire puede escapar sin obstrucciones después de haber atravesado los puntos más estrechos de las secciones de purga de aire.

El desplazamiento del aire que tiene lugar exclusivamente por la presión específica en el canal de moldeo se puede favorecer por el hecho de que los medios de purga de aire estén en comunicación con una fuente de depresión exterior.

El dispositivo puede estar realizado de tal modo que el canal de moldeo presente en toda su longitud una sección esencialmente uniforme o una sección que se vaya estrechando de modo esencialmente uniforme hasta su extremo, para obtener cerdas cilíndricas o ligeramente cónicas.

\newpage

Los ensayos de inyección prácticos en las condiciones de proceso descritas, han demostrado que el canal de moldeo se puede estrechar en su eje lineal con un ángulo < 1,0º para obtener una inclinación del molde suficiente para desmoldear una cerda ligeramente cónica con un excelente comportamiento a la flexión.

El canal de moldeo también puede presentar una sección que se va estrechando de forma discontinua hasta su extremo, para obtener extremos de cerda de forma especial, adaptándose a la aplicación del producto de cerdamen terminado.

La mayor amplitud de la sección del canal de moldeo es preferentemente \leq 3 mm. Con esto se cubren las secciones de cerda deseadas para cepillos de calidad y pinceles.

Antes de las placas del molde con el canal de moldeo con la máxima amplitud antes citada, puede estar dispuesta en su lado orientado hacia el canal de alimentación, por lo menos una placa de moldeo del lado de la inyección con un ensanchamiento que se va estrechando hacia el canal de moldeo para producir por una parte una sección más reforzada en la raíz de la cerda y en la base de la cerda, y por otra parte para obtener gracias a este ensanchamiento en la zona de entrada del canal de moldeo un flujo expansivo que favorezca la formación de la dinámica de flujo deseada. En ensanchamiento se puede ir estrechando en forma de embudo hacia el canal de moldeo para crear una unión sin transición de la cerda con el soporte que une las cerdas, el cuerpo del cepillo o similar, lo cual es especialmente importante para cepillos higiénicos de cualquier clase.

La relación entre la máxima amplitud de la sección del canal de moldeo y su longitud está situada preferentemente entre 1:5 y 1:250, pero puede alcanzar también hasta 1:1000, siendo la relación tanto más próxima al valor más alto cuanto más estrecha sea la sección del canal de moldeo, o a la inversa, estará más próximo al valor menor cuanto mayor sea la sección más estrecha.

En otra realización está previsto que el número y espesor de las placas del molde estén ajustadas a la longitud del canal de moldeo, siendo el número de placas del molde inversamente proporcional a la relación entre la mayor amplitud útil de la sección y la longitud del canal de moldeo. Además la cantidad de placas del molde que forman parte de un molde de moldeo por inyección puede ser variable, con el fin de poder producir con un mismo molde cerdas de longitud variable.

Las placas del molde presentan preferentemente un espesor que es aproximadamente de tres a quince veces el diámetro medio del canal de moldeo. Para una cerda de un diámetro medio de 0,3 mm y una longitud de 10,5 mm las placas del molde presentan por ejemplo un espesor de 1,5 mm a 2,00 mm. El tramo de longitud del canal de moldeo de 1,5 mm a 2,0 mm presente en la placa del molde se puede mecanizar con gran precisión.

Las placas del molde pueden ser desplazables de modo individual o por grupos en dirección perpendicular a su plano de placa. Con esto resulta especialmente posible el desmoldeo de la cerda de un modo distinto al estado de la técnica, por ejemplo al ir separando las placas del molde individualmente o por grupos, de modo sucesivo en el tiempo, comenzando por la placa del molde que presenta el contorno de forma en el extremo del canal de moldeo y terminando con la placa del molde próxima al canal de alimentación.

Las placas del molde se mantienen unidas con seguridad debido a la elevada presión de cierre de la máquina de moldeo por inyección, condicionada por el proceso, y durante el moldeo por inyección no están expuestas a fuerzas de deformación a pesar de su reducido espesor. Las secciones de purga de aire además se mantienen unidas por la presión de cierre, y en particular no necesitan dispositivos de cierre adicionales, tal como sucede en los canales de ventilación longitudinal.

Los resultados prácticos han demostrado que con las reducidas secciones de canal y longitudes de canal previstas se necesitan unas fuerzas de extracción muy considerables para desmoldear las cerdas, cuando haya por ejemplo solamente dos placas del molde. Por lo general se rompe la cerda. Al aumentar el número de placas y efectuar su separación entre sí de forma sucesiva, resulta posible desmoldear la cerda sin dañarla, especialmente si la placa del molde próxima al canal de alimentación es la última que se separa. Al desmoldear, los bordes de los agujeros de cada placa del molde actúan de modo semejante a una hilera de trefilado que estira de forma lisa eventuales "pieles de polímero" existentes que se forman en el plano de partición del molde, sin consecuencias negativas para la envolvente de la cerda. Los extremos de la cerda en cualquier caso se desmoldean perfectamente.

También existe la posibilidad de que algunas placas del molde se puedan desplazar en dirección paralela respecto a las placas del molde contiguas, para someter después del proceso de moldeo por inyección la cerda a un esfuerzo transversal, logrando así optimizar la estructura molecular.

En otra forma de realización preferida el molde de moldeo por inyección presenta canales del molde de diferente longitud y/o con diferente variación de la sección para obtener por ejemplo en un mismo ciclo de moldeo por inyección una dotación de cerdas con la geometría y configuración deseadas.

De acuerdo con otra forma de realización, el molde de moldeo por inyección presenta canales de moldeo con un eje central que transcurre con un ángulo inclinado con relación a la dirección de movimiento de las placas del molde, donde cada placa del molde presenta un tramo longitudinal del canal de moldeo cuya longitud está dimensionada de tal modo que a pesar de la desviación angular resulte posible el desmoldeo mediante la retirada sucesiva de las diferentes placas del molde.

La subdivisión del molde de moldeo por inyección en una multitud de placas de molde que transcurren transversalmente respecto al canal de moldeo, da la posibilidad de subdividir el canal de moldeo en tramos de longitud tal, que incluso si el eje de la cerda está inclinado con respecto a la dirección de movimiento de las placas del molde (dirección de desmoldeo), permite todavía el desmoldeo de los distintos tramos de longitud sin someter la cerda a una solicitación demasiado fuerte o a deformarla. De este modo se pueden producir en un único molde de molde por inyección grupos de cerdas en los que las cerdas estén dispuestas paralelas entre sí pero formando ángulo con un soporte de cerdas que las une entre sí, o bien que presenten posiciones angulares distintas entre sí.

De acuerdo con otra realización, el molde para moldeo por inyección presenta unos canales de moldeo con un eje central que está curvado con respecto a la dirección de movimiento de las placas de moldeo, presentando cada placa de moldeo un tramo de longitud del canal de moldeo que está dimensionado de tal modo que, dependiendo de la curvatura, sea posible el desmoldeo mediante la retirada sucesiva de las distintas placas del molde.

De este modo se pueden producir por ejemplo cerdas onduladas que a pesar de ello se pueden desmoldear perfectamente. También se pueden producir en un único molde de moldeo por inyección cerdas rectas, onduladas y curvadas.

En otra forma de realización, el molde de moldeo por inyección presenta por lo menos una placa de moldeo que es desplazable en su plano respecto a las placas de moldeo contiguas y que junto con éstas forma después del moldeo por inyección de las cerdas un dispositivo de presión eficaz para todas las cerdas en la correspondiente longitud del canal de moldeo.

Con esto se crea la posibilidad de emplear partes del molde de moldeo por inyección como sujeción para las cerdas que han sido inyectadas, con el fin de fijarlas en el molde de moldeo por inyección sólo en una parte de su longitud, por ejemplo para retirar las placas del molde próximas al extremo en el sentido de desmoldeo de las placas restantes del molde y arrastrar las puntas de las cerdas de modo que las cerdas queden libres sobre una longitud parcial central, concretamente entre estas placas de moldeo y las placas de moldeo restantes. Desplazando a continuación las placas del molde que ejercen la presión y echando hacia atrás las placas del molde próximas al extremo en sentido hacia la inyección de las cerdas, estos extremos rebasan la placa del molde del lado de la inyección. Trasladando el molde de moldeo por inyección, eventualmente manteniendo el efecto de apriete de la sujeción, se puede poner el molde de moldeo por inyección en comunicación con otra herramienta de moldeo por inyección que presenta una cavidad de molde para conformado de un portacerdas o cuerpo de cepillo. En otro proceso de moldeo por inyección se rodean los extremos que sobresalen con otra masa fundida de polímero que rellena esta cavidad del molde.

El dispositivo de apriete puede servir como sujeción para el transporte, para trasladar las cerdas sujetadas después del desmoldeo de las otras placas del molde a otra estación de trabajo para unirlas con un cuerpo de cepillo. Esto procede también si las cerdas ya están unidas entre sí por medio de una unión tal como puentes, enrejados o soportes de cerda. La placa del molde que ejerce la presión se encuentra entonces cerca de la transición entre las cerdas y el soporte de las cerdas, y se retira la sujeción en el sentido de desmoldeo, desmoldeando al mismo tiempo la unión, sustituyéndose las placas del molde que sirven como sujeción por un conjunto igual de placas de molde para obtener de nuevo un molde de moldeo por inyección completo. La sujeción se puede conducir como sujeción móvil a una trayectoria de recirculación y después de retirar completamente las cerdas también fuera de la sujeción se puede volver a utilizar de nuevo para completar el molde de moldeo por inyección. Cuando la unión no se necesite directamente para los siguientes pasos de confección, por ejemplo encajado, pegado, soldadura, inyección, también se pueden separar y se pueden unir sólo las cerdas con el soporte de cerdas o cuerpo del cepillo empleando una de las técnicas de unión conocidas.

En otra realización está previsto que el molde de moldeo por inyección se componga como mínimo de dos grupos de placas de molde con dispositivo de presión, de las cuales el primer grupo se pueda retirar del segundo grupo y de los siguientes cada uno entre sí y sucesivamente en el tiempo. El proceso de moldeo por inyección se subdivide entonces en un número de ciclos de moldeo por inyección correspondiente al número de grupos, de tal modo que en la posición cerrada de partida del molde de moldeo por inyección la masa fundida de polímero se inyecta en un primer ciclo de fundición inyectada en el canal del molde completo, se retira a continuación el primer grupo de los restantes arrastrando la pieza inyectada mediante el dispositivo de apriete, siendo la carrera de retirada menor que la longitud de la pieza producida por inyección, a continuación se inyecta nueva masa fundida de polímero en un segundo ciclo de fundición inyectada en el tramo longitudinal del canal de moldeo que ha quedado libre de los restantes grupos, y se repiten los pasos de inyección/retirada hasta que se haya separado el penúltimo grupo del último grupo para producir cerdas de longitud mayor que la longitud del canal de moldeo. La producción de las cerdas se efectúa por lo tanto por tramos y permite la producción de cerdas de mayores longitudes.

En esta realización del dispositivo se puede inyectar también una masa fundida de polímero distinta en cada uno de los ciclos de fundición inyectada, de modo que se puede obtener una cerda de componentes múltiples a lo largo de la longitud de la cerda, donde el polímero empleado en cada uno de los pasos se puede ajustar al perfil de requisitos de la cerda y a su unión al soporte de las cerdas. De este modo se obtiene una cerda de campos múltiples. Los movimientos de retirada de los distintos grupos pueden tener lugar después del ciclo de fundición inyectada a intervalos de tiempo cortos durante los cuales la pieza moldeada se ha enfriado lo suficiente para que durante el movimiento de retirada se desmoldee de las placas del molde restante. La unión entre las distintas zonas tiene lugar preferentemente mediante un enlace de material, pero también puede efectuarse con un ajuste positivo o de fuerza mediante el correspondiente perfilado del extremo de la última longitud parcial inyectada.

La placa del molde que contiene el extremo de la cerda y el contorno del molde al final del canal de moldeo se puede sustituir preferentemente por una placa del molde con otro contorno de molde para producir cerdas con extremos de distinta forma. Esta placa del molde debería tener únicamente contornos planos para poder desmoldear perfectamente el extremo de la cerda determinante para la aplicación.

De este modo, a igualdad de la restante geometría de las cerdas, se puede variar su contorno del extremo, por ejemplo extremos en punta o más o menos redondeados o también cerdas con un extremo dividido (dos puntas o similares). Esta placa del borde puede presentar también tramos de longitud de diferente profundidad del canal de moldeo para formar en una dotación de cerdas una superficie envolvente contorneada para los extremos de las cerdas.

Entre el canal de alimentación y los canales de moldeo del molde de moldeo por inyección, está situada preferentemente una cavidad del molde que presenta uno o dos canales de moldeo para formar una unión de las cerdas entre sí, que eventualmente puede unir entre sí también todas las cerdas. Puede servir bien como medio auxiliar para la ulterior manipulación de toda la dotación de cerdas o como medio auxiliar para completar la dotación de cerdas en un cuerpo de cepillo.

La cavidad del molde puede estar realizada además para producir un cuerpo de cepillo o de pincel o una parte de éste.

Para ello la cavidad del molde puede estar realizada especialmente para producir un cuerpo de cepillo o cuerpo de pincel o una parte del mismo en una versión de componentes múltiples a base de diferentes polímeros.

A continuación se describe la invención sirviéndose de ejemplos de realización reproducidos en el dibujo. En el dibujo muestra:

Fig. 1 una vista esquemática de una cerda para definir las zonas y tramos de la cerda,

Fig. 2A una vista esquemática de una cerda según un ejemplo de realización en una representación muy ampliada,

Fig. 2B una vista en planta de la cerda según la Fig. 2A,

Fig. 3A una vista de una cerda modificada respecto a la cerda según la Fig. 2A,

Fig. 3B la sección IIIB-IIIB de la Fig. 3A,

Fig. 3C la sección IIIC-IIIC de la Fig. 3A,

Fig. 4A una vista lateral de otra forma de realización de una cerda,

Fig. 4B la sección IVB-IVB de la Fig. 4A,

Fig. 4C la sección IVC-IVC de la Fig. 4A,

Fig. 5A una vista lateral de otra forma de realización de una cerda,

Fig. 5B la sección VB-VB de la Fig. 5A,

Fig. 5C la sección VC-VC de la Fig. 5A,

Fig. 6A una vista de otra forma de realización de la cerda,

Fig. 6B la sección VIB-VIB de la Fig. 6A,

Fig. 7A una vista de otra forma de realización de la cerda,

Fig. 7B la sección VIIB-VIIB de la Fig. 7A,

Fig. 8A una variante de la cerda según la Fig. 7A,

Fig. 8B la sección VIIIB-VIIIB de la Fig. 8A,

Fig. 8C la sección VIIIC-VIIIC de la Fig. 8A,

Fig. 9 una realización alternativa de la cerda,

Fig. 10 una cerda especial para un cepillo de aplicación,

Fig. 11 una cerda con el tramo de punta t perfilado,

Fig. 12 otra realización de la cerda,

Fig. 13 una cerda constituida por trozos parciales de diferentes materiales,

Fig. 14 un perfeccionamiento de la cerda según la Fig. 13,

Fig. 15A una vista lateral de una cerda con superficie envolvente cilíndrica,

Fig. 15B una vista en planta de la cerda según la Fig. 15A,

Fig. 16A la cerda según la Fig. 15A con un recubrimiento por tramos,

Fig. 16B una vista en planta de la cerda según la Fig. 16A,

Fig. 17A una vista lateral de una cerda con un canal hueco axial interior,

Fig. 17B una vista en planta de la cerda según la Fig. 17A,

Fig. 18A una realización alternativa de una cerda con un canal hueco interior,

Fig. 18B una vista en planta de la cerda según la Fig. 18A,

Fig. 19A una variante de la cerda según la Fig. 18A,

Fig. 19B una vista en planta de la cerda según la Fig. 19A,

Fig. 20A una cerda con dedos axiales en el tramo de la punta,

Fig. 20B una vista en planta de la cerda según la Fig. 20A,

Fig. 21A una vista lateral del extremo libre de una cerda con un elemento de perfil axial,

Fig. 21B una vista en planta de la cerda según la Fig. 21A,

Fig. 21C, 21D; 21E, 21F, 21G, 21H, 21I, 21J, 21K, 21L, 21M sendas vistas en planta correspondientes a la Fig. 21B con alternativas para el elemento de perfil,

Fig. 22A una vista de otra forma de realización de la cerda,

Fig. 22B una vista en planta de la cerda según la Fig. 22A,

Fig. 23A una vista de otra forma de realización de la cerda,

Fig. 23B una vista en planta de la cerda según la Fig. 23A,

Fig. 24A una vista de otra forma de realización de la cerda,

Fig. 24B una vista en planta de la cerda según la Fig. 24A,

Fig. 25A una vista de otra forma de realización de la cerda,

Fig. 25B una vista en planta de la cerda según la Fig. 25A,

Fig. 26 una sección longitudinal a través de una cerda conforme a una realización alternativa,

Fig. 27A una vista esquemática de una cerda cónica a escala 2:1 con dimensiones,

Fig. 27B una vista esquemática de una cerda cónica a escala 5:1 con dimensiones,

Fig. 28 una representación esquemática comparativa de los perfiles de velocidad en una tobera de extrusión y en un canal de moldeado,

Fig. 29, 30, 31 y 32 sendas secciones longitudinales esquemáticas de un ejemplo de realización de un molde de moldeo por inyección, en diferentes fases de trabajo;

Fig. 33 una sección longitudinal esquemática de otro ejemplo de realización mediante el molde de moldeo por inyección;

Fig. 34 un detalle ampliado del molde de moldeo por inyección según la Fig. 33, en la zona de un canal de moldeo situado en la parte exterior;

Fig. 35, 36, 37, 38, 39 sendas secciones longitudinales esquemáticas de un ejemplo de realización modificado de un molde de moldeo por inyección en diferentes fases de trabajo;

Fig. 40, 41, 42 sendas secciones longitudinales esquemáticas de otro ejemplo de realización del molde de moldeo por inyección en diversas fases de trabajo;

Fig. 43 una sección longitudinal correspondiente a las Fig. 40 a 42 del molde de moldeo por inyección con un molde que lo complementa;

Fig. 44, 45 sendas secciones longitudinales de un molde de moldeo por inyección en otra versión modificada, en dos fases de trabajo;

Fig. 46, 47 sendas secciones longitudinales correspondientes a las Fig. 44, 45 con una placa de empuje contorneada;

Fig. 48, 49 sendas secciones longitudinales correspondientes a las Fig. 44, 45, con otra forma de la pieza inyectada;

Fig. 50 una sección longitudinal esquemática de un molde de moldeo por inyección para la producción de cerdas de diferente extensión longitudinal, y

Fig. 51 una sección esquemática de un molde de moldeo por inyección para la producción de cerdas con extremos de cerda divididos.

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Las Fig. 2A y 2B muestran una cerda individual 100 tal como se pueden emplear por ejemplo para cepillos higiénicos, por ejemplo cepillos de dientes, cepillos de limpieza en el sector médico o en el sector hospitalario, o también como cepillos de limpieza o aplicación en la industria de los productos alimenticios. La cerda 100 tiene en la zona de su raíz A un ensanchamiento a modo de trompeta dirigido hacia abajo con flancos redondeados de forma cóncava, con lo cual se obtiene una buena fijación sobre una superficie 102 de un cuerpo de cepillo. La cerda 100 tiene en su longitud libre L una superficie envolvente que se va estrechando en cono, teniendo la zona del fuste S en toda su longitud una sección circular con una superficie envolvente continua, lisa sin rebajes. En la zona de flexión F está realizado un perfilado 101, teniendo la cerda 100 en esta zona una sección en forma de cruz según la Fig. 2B, de modo que se forman cuatro nervios 103 axiales distribuidos por el perímetro, que por su lado exterior están redondeados y que se extienden hasta el extremo libre de la cerda 100. Entre la cara exterior de los nervios 103 y la superficie de la zona del fuste S hay una transición lisa y continua. En la zona de su extremo libre, la cerda 100 está redondeada.

Las Figuras 3A, 3B y 3C muestran un perfeccionamiento de la cerda según la Figura 2A, que se diferencia de ésa únicamente por el hecho de que los nervios 103 que constituyen el perfilado 101 están reunidos en un tramo central 104 con una superficie periférica lisa exenta de escalonamientos y rebajes, de modo que están formados dos perfilados 101 de la clase citada, separados axialmente, entre las cuales está situado el tramo central 104 con superficie envolvente lisa y sin rebajes. También aquí está previsto que la superficie de los nervios 103 pase de modo liso y sin escalonamiento a la superficie envolvente exenta de rebajes del tramo 104 o de la zona del fuste.

La cerda según las Figuras 4A, 4B y 4C presenta en la zona superior del tramo de acción y flexión así como el tramo de la punta, el citado perfilado 101 de sección en forma de cruz (Figura 4B). Debajo del perfilado 101 está previsto un tramo 104 con superficie envolvente lisa sin rebajes. Debajo de este tramo 104 está realizado otro perfilado 105 que comprende una pluralidad de ranuras 106 que transcurren axialmente, que están dispuestas alrededor del perímetro de la cerda con una separación muy próxima entre sí. Entre dos ranuras contiguas 106 se forma cada vez una arista de ángulo agudo 107, tal como muestra la Figura 4C.

La cerda 100 según las Figuras 5A, 5B y 5C se diferencia de la cerda según la Figura 4A únicamente por el hecho de que como perfilado adicional 108 está formada una disposición de varias ranuras 109 horizontales que rodean el perímetro de la cerda, que tienen cada una sección en V, con lo cual se forma entre ranuras 109 dispuestas unas sobre las otras cada vez una arista periférica radial de ángulo agudo 110.

Las Figuras 6A y 6B muestran una variante de la cerda según la Figura 2A y se diferencian de ésta únicamente por el hecho de que el perfilado 101 presenta una sección de forma triangular (véase la Figura 6B) en lugar de una sección en forma de cruz, de modo que alrededor del perímetro de la cerda están distribuidas tres aristas axiales de ángulo agudo 111. La sección de forma triangular se extiende hasta el extremo libre de la cerda 100.

Otra alternativa de diseño de la sección del perfilado está representado en las Figuras 7A y 7B. De acuerdo con esta forma de realización, la cerda 100 tiene en la zona de su perfilado 101 una sección formada por tres nervios 103 que salen en voladizo axialmente hacia arriba, teniendo cada nervio la forma de sección de un sector de círculo, estando formado entre los nervios 103 un espacio intermedio 112 de modo que los nervios 103 no están unidos entre sí salvo en su zona del pie.

Las Figuras 8A, 8B y 8C muestran un perfeccionamiento de la realización según la Figura 7A y se diferencia de ésta únicamente por el hecho de que los nervios 103 presentan en la zona parcial superior de su longitud axial una escotadura 113 de sección cóncava por el lado exterior que transcurre en la dirección longitudinal de la cerda 100, y que se extiende hasta el extremo superior libre de la cerda 100.

En las formas de realización anteriores, la cerda tiene siempre una sección que se va estrechando de forma continua hasta la punta, siendo las dimensiones de la sección de la cerda en la zona de su longitud libre en ninguna de las secciones mayor que las dimensiones de la sección inferior del tramo base del fuste b, con el cual éste pasa a la zona de raíz a situada debajo. La Figura 9 muestra un ejemplo de realización en el que el tramo de la base del fuste b tiene una forma cilíndrica y los tramos situados encima, es decir el tramo del fuste c y el tramo de acción y flexión d, así como el tramo de la punta t se van estrechando hacia la punta. Además está previsto en este caso que todo el tramo de acción y flexión d tenga un perfilado 108 formado por una pluralidad de ranuras 109 horizontales que rodean la cerda 100 y unas aristas de ángulo agudo periféricas 110 situadas entremedias. Tal como muestra la Figura 9, la cerda tiene en la zona del tramo de acción y flexión d una sección circular, mientras que en su tramo superior de la punta t está dotada de una sección cuadrada, de modo que allí están formadas cuatro aristas axiales de ángulo agudo 111.

La cerda 100 según la Figura 10 tiene en toda su zona del fuste S y en su tramo de acción y flexión d una sección circular con superficie envolvente lisa exenta de rebajes, existiendo una conicidad en el tramo del fuste c y en el tramo de acción y flexión d. El tramo de la punta t está formado por tres dedos 114 moldeados que se extienden axialmente hacia arriba, estando previstos aquí tres dedos que están situados en los vértices de un triángulo esencialmente equilátero.

La cerda 100 según la Figura 11 se diferencia de la cerda según la Figura 10 en la configuración del tramo de la punta t. En lugar de los dedos 114 está previsto ahora que el tramo de la punta t tenga un perfilado 115 en forma de sección cuadrada o de rombo, de modo que se forman cuatro aristas axiales de ángulo agudo 111. Fuera del tramo de la punta t, la cerda no está perfilada y está realizada con una superficie envolvente lisa y sin rebajes.

Mientras que en la realización según la Figura 11 todo el tramo de la punta t está dotado del perfilado 115, la Figura 12 muestra una realización en la que en el extremo libre de la cerda está formado adicionalmente un rebaje 115a de sección cóncava cuyo borde periférico sirve adicionalmente como perfilado.

La Figura 13 muestra una cerda 100 que está compuesta por tramos axialmente consecutivos o trozos parciales 100a y 100b de diferentes materiales. El primer tramo 100a forma la zona del fuste S, es decir el tramo base del fuste b y el tramo del fuste c, y consiste en un material de espuma que puede presentar rugosidad superficial. Encima de éste está previsto un segundo tramo 100b, que forma el tramo de acción y flexión d y el tramo de la punta t, y es de un material no espumado. El tramo de la punta t y la zona superior del tramo de acción y flexión d tiene un perfilado 101 en forma de unos cortes en cruz con cuatro nervios 103 distribuidos alrededor del perímetro de las cerdas.

La Figura 14 muestra un perfeccionamiento de la cerda según la Figura 13, donde aquí está previsto un tercer tramo 100c, que forma el tramo de acción y flexión d y que es de un material que está cargado con un aditivo o una sustancia para apresto antimicrobiano, y que también puede presentar rugosidad superficial.

Mientras que en los ejemplos de realización descritos hasta aquí la cerda tiene, al menos en zonas parciales de su longitud, una conicidad que se va estrechando hacia el extremo libre, en cambio las Figuras 15A y 15B muestran una cerda 100 que tiene una superficie envolvente cilíndrica, estando realizado en la zona del tramo de la punta, así como por lo menos en la zona superior del tramo de acción y flexión, un perfilado 101 conforme a la cerda según la Figura 2A. De acuerdo con un perfeccionamiento que está representado en las Figuras 16A y 16B, el perfilado 101 lleva un revestimiento exterior 116 que rodea totalmente la superficie exterior de la cerda 100 en la zona del perfilado 101.

Las Figuras 17A y 17B muestran un perfeccionamiento de la cerda según la Figura 2A y se diferencian de aquélla únicamente porque la cerda 100 presenta un canal hueco axial 117 que se extiende en dirección longitudinal, que partiendo del extremo inferior de la zona de raíz se extiende aproximadamente hasta media altura de la cerda. El canal hueco axial 117 puede estar lleno de sustancias activas, por ejemplo fluoruro de sodio, xilita u otros materiales orgánicos o inorgánicos, pasando éstos paulatinamente a la superficie de la cerda en el curso de su vida útil. Mientras que según la Figura 17A el espacio hueco solamente se extiende hasta el extremo inferior del estructurado 101, las Figuras 18A y 18B muestran una cerda 100 con superficie envolvente cilíndrica, que tiene un canal hueco axial 117 que se extiende casi en toda la longitud de la cerda hasta poco por debajo del extremo libre. En la superficie frontal del canal hueco en la zona del extremo libre de la cerda se forma una delgada membrana de cierre 117a por el material de la cerda, a través de la cual puede salir la sustancia activa que se encuentra en el canal hueco 117.

Como perfeccionamiento de la cerda según la Figura 18A, se muestra en las Figuras 19A y 19B una cerda en la que el canal hueco 117 se extiende a través de toda la cerda y desemboca en su extremo libre en el tramo de la punta.

Las Figuras 20A y 20B muestran una cerda 100 que hasta el tramo de la punta presenta una forma cilíndrica uniforme y en la que el tramo de la punta está formado por una pluralidad de dedos 114 moldeados que se extienden hacia arriba. En lugar de la pluralidad de dedos moldeados paralelos 114, el tramo de la punta también puede estar formado por un elemento de perfil 118 de una sola parte o de varias partes, tal como está representado en las Figuras 21A a 21M. En la realización según la Figura 21A y 21B, el elemento de perfil 118 está formado por una pared vertical esencialmente rectangular con extremos frontales redondeados. Pero alternativamente también puede estar previsto según la Figura 21C con dos paredes perpendiculares entre sí que se atraviesan formando una sección en cruz. La Figura 21D muestra el elemento de perfil como tres espigas, con una sección circular, moldeadas, empotradas en su extremo inferior y que salen axialmente de forma libre en voladizo. La Figura 21E muestra el elemento de perfil en forma de tres paredes que se cruzan dispuestas en sección con forma de estrella.

En lugar de prever según la Figura 21A una pared esencialmente rectilínea, la Figura 21F muestra una delgada pared curvada con una sección en forma de serpiente o doble S. En este caso, el tramo de acción y flexión situado debajo del elemento de perfil 118 no presenta como en los casos anteriores una sección circular, sino una sección ovalada. La Figura 21G muestra una realización correspondiente a la Figura 21F con la diferencia de que el tramo de acción y flexión que soporta el elemento de perfil 118 presenta ahora una sección rectangular con las aristas redondeadas.

De acuerdo con la Figura 21H, el elemento de perfil tiene sección de forma triangular con tres aristas en ángulo agudo situadas en el exterior. El elemento de perfil según la Figura 21I está formado por una sección completa con la formación de dos ranuras axiales perpendiculares entre sí, de modo que se forman cuatro espigas verticales independientes, cada una con una sección de segmento de círculo.

Según la Figura 21J, el tramo de la punta está formado por cuatro paredes de forma cóncava hacia el exterior, repartidas por el perímetro.

La Figura 21K muestra un elemento de perfil 118 con perfil en forma de estrella, es decir con un núcleo interior que por el lado exterior está realizado con ranuras axiales que entre sí forman aristas de ángulo agudo que señalan hacia el exterior.

La Figura 21L muestra un tramo de acción y flexión de sección ovalada, sobre el cual están dispuestas tres paredes curvadas de corta longitud, que con sus superficies convexas están orientadas radialmente hacia el exterior, estando dispuestas dos de las paredes una junta a la otra y la tercera pared desplazada lateralmente respecto a éstas. La Figura 21M muestra una variante de esta realización en la que el tramo de acción y flexión tiene sección rectangular con aristas redondeadas y las paredes que forman los elementos de perfil 118 están realizadas en forma de L con el vértice orientado radialmente hacia el exterior.

Las Figuras 22A y 22B muestran una variante de la cerda según la Figura 2A, con la diferencia de que el perfilado 101 no está formado únicamente en el tramo de la punta y en el tramo de acción y flexión, sino también en la zona superior del tramo del fuste. El tramo base del fuste, así como la zona contigua inferior del tramo del fuste, vuelven a estar dotados de una superficie envolvente continua, lisa y sin rebajes.

En los ejemplos de realización descritos hasta aquí, la transición entre la superficie envolvente no perfilada y el perfilado estaba situada siempre en un tramo que transcurre esencialmente perpendicular al eje longitudinal de la cerda. La consecuencia de esto es que con independencia de su orientación, la cerda presenta unas propiedades de uso iguales en la dirección periférica. Las Figuras 23A y 23B muestran una cerda en la que la transición entre la superficie envolvente inferior sin perfilar y el perfilado superior 108, que está formado por una pluralidad de ranuras periféricas horizontales, y encima del cual está situado otro perfilado 101 de sección en forma de cruz y nervios axiales 103, transcurre en un plano E que está inclinado respecto al eje longitudinal de la cerda. En el ejemplo de realización representado, el plano E presenta una inclinación de aprox. 45º. La consecuencia de esto es que en el lado que según la Figura 23A está a la izquierda, la cerda tiene un perfilado en una parte mayor de su longitud que por el lado derecho según la Figura 23A, de modo que las propiedades de limpieza de la cerda dependen de la orientación con la que la cerda se disponga sobre un soporte de cerdas.

Las Figuras 24A y 24B muestran una variante de la cerda según la Figura 13. También en este caso la cerda se compone de varios tramos parciales 100a y 100b de distintos materiales, pudiendo presentar el tramo parcial inferior 100a una rugosidad superficial. La unión entre los dos tramos parciales 100a y 100b se consigue en una superficie de contacto 100' con forma de envolvente en forma de embudo, que incluso con unas dimensiones de cerda relativamente reducidas permite una unión suficiente entre los tramos parciales 100a y 100b. El perfilado 101 está formado en el tramo de la punta de la cerda 100 por una sección en forma de cruz con cuatro nervios 103 que transcurren axialmente.

En las Figuras 25A y 25B está representada una cerda correspondiente a la Figura 2A, que adicionalmente lleva un revestimiento exterior 119 en la zona inferior del tramo del fuste, en el tramo de la base del fuste y en la zona de la raíz, que puede servir como refuerzo y estabilización de la cerda y/o para visualizar determinadas propiedades de la cerda.

De acuerdo con la Figura 26, toda la cerda lleva un revestimiento 119, estando previstos en el tramo de la punta varios dedos 120 que sobresalen axialmente hacia arriba y que atraviesan el revestimiento 119.

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A continuación se describe con detalle un posible procedimiento de fabricación de una cerda correspondiente conforme a la invención, habiéndose representado por motivos de simplificación una cerda sin perfilado superficial.

Con los parámetros de trabajo antes citados para la presión de inyección y la alta velocidad del núcleo que puede conseguirse con ello con intenso efecto de cortadura por rozamiento en la pared, se pueden producir mediante moldeado por inyección cerdas delgadas de longitud variable, tal como hasta la fecha no era posible siquiera mediante extrusión y monofilares continuos, donde una escasa conicidad de las cerdas a partir de tales monofilares continuos solamente se pueden realizar mediante una considerable complejidad técnica del proceso (retirada por intervalos). En las Figuras 27A y 27B están representados dos ejemplos de realización. La Figura 27A reproduce a escala 2:1 una cerda con un diámetro de 0,77 mm en la zona de la raíz y 0,2 mm en el extremo de la cerda, que a media longitud presenta un diámetro de 0,49 mm. Con una conicidad sumamente escasa con un ángulo de 0,27º, que corresponde a la inclinación del molde del canal de moldeado de la cerda, se pueden producir cerdas con una longitud de 60 mm o más mediante moldeado por inyección, tal como se precisan por ejemplo para pinceles de alta calidad o similares. A media longitud de la cerda presentan un diámetro medio de aprox. 0,5 mm. La Figura 27B muestra a escala 5:1 una cerda con un diámetro de 0,35 mm en la zona de la raíz y 0,25 mm en el extremo de la cerda, con una longitud de cerda de 10,5 mm y con el mismo ángulo de cono (inclinación del molde). El diámetro medio es de 0,3 mm. Las cerdas de esta clase son adecuadas por ejemplo para cepillos de dientes. Debido a la esbelta geometría de estas cerdas, éstas se pueden disponer con gran densidad, sin que se llegue a hacer demasiado grande la separación en la zona de los extremos de las cerdas, a diferencia de las cerdas convencionales fundidas por inyección.

La superioridad técnica y de uso de la cerda fabricada respecto a una cerda fabricada por un procedimiento de extrusión queda clara mediante la Figura 28.

En la hilatura por extrusión de un monofilar para la fabricación de una cerda con un diámetro medio de 0,3 mm, la tobera de hilado presenta un diámetro de salida de 0,9 mm, tal como se indica en la Figura 28 por las líneas verticales exteriores. En el interior de la tobera, la masa fundida de polímero tiene una velocidad de fluencia máxima (velocidad en el núcleo) de normalmente aprox. 300 mm/seg. Ésta viene determinada por la presión de la extrusora y la velocidad de extracción del monofilar. El monofilar que sale de la tobera se estira en un tramo corto mediante las fuerzas de extracción hasta un diámetro que está entre 0,9 y 0,3 mm, e inmediatamente después se enfría para fijar la estructura molecular. En el subsiguiente estiramiento posterior el monofilar adquiere el diámetro definitivo de 0,3 mm con una tolerancia en diámetro de aprox. \pm 10%. El perfil de velocidad está designado en la Figura 28 por e (extrusión).

Por el moldeado por inyección, el canal para la formación de la cerda presenta un diámetro medio de 0,3 mm. En la Figura 28 está indicado por las dos líneas limitadoras verticales interiores. Con una presión de inyección en la gama de 2000 bar (2\cdot10^{5} kPa) se obtiene en el canal una velocidad en el núcleo de aprox. 1000 mm/seg. El perfil de velocidad está designado por i (inyección). Para el autorrefuerzo del polímero termoplástico es determinante el efecto de cortadura en el flujo, especialmente en la zona próxima a la pared, que viene determinada por la relación de cortadura (momento de cortadura) \gamma. La razón de cortadura \gamma a lo largo del radio r del canal de fluencia se calcula a partir de la derivada del perfil de velocidad en función del radio r

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Por lo tanto hay una proporcionalidad inversa al cuadrado del diámetro efectivo del canal de flujo. Respecto a la velocidad de fluencia máxima (velocidad en el núcleo, la tasa de cortadura es proporcional a la primera potencia. En el ejemplo antes citado se obtienen por lo tanto para la cerda inyectada unas tasas de cortadura que rebasan por lo menos en diez veces las del flujo de extrusión indicado.

Las tasas de cortadura están indicadas en la Figura 28 fuera de escala con líneas de trazos para la extrusión, con e_{1} y para el moldeado por inyección con i_{1}. Presentan sus valores máximos respectivamente en las paredes de la tobera o del canal de formación de la cerda.

En las Figuras 29 a 32 se reproduce de forma esquemática una forma de realización de un molde de moldeado por inyección tal como resulta especialmente adecuado para el moldeado por inyección de cerdas según el procedimiento antes descrito, en diferentes fases de trabajo. La escala está muy ampliada para mostrar mejor los detalles.

El molde de moldeado por inyección 1 presenta varios canales de molde 2 paralelos entre sí de gran longitud, que están conectados a través de un canal de alimentación 3 a un dispositivo de moldeado por inyección. El dispositivo de moldeado por inyección está realizado de tal modo que se puedan obtener presiones de inyección del orden de 500 bar (0,5\cdot10^{5} kPa), preferentemente \geq 2000 bar (2\cdot10^{5} kPa). El valor exacto de la presión de inyección se ajusta en función de la variación de la sección del canal de moldeo 2 a lo largo de su extensión longitudinal y en función de la misma longitud, de tal modo que en el canal de moldeo haya una presión específica > 300 bar (0,3\cdot10^{5} kPa). El molde de moldeo por inyección se compone de una pluralidad de placas de molde apiladas 4, que presentan esencialmente igual espesor, así como de una placa de moldeo 5 del lado de la inyección y de una placa de moldeo 6 que forma los extremos de las cerdas. Las placas de molde 4, 5 y 6 contienen cada una un tramo de longitud del canal de moldeo 2, los cuales están realizados preferentemente mediante taladrado.

La placa del molde 5 del lado de la inyección presenta unos ensanches 7 que se van estrechando hacia el canal de moldeo 2, para generar por ejemplo un flujo expansivo y formar la zona de la raíz a de la cerda. Los siguientes tramos longitudinales del canal de moldeo en las placas de molde 4 presentan un trazado de sección cilíndrico o ligeramente cónico en toda su longitud, mientras que la placa del molde 6 que forma los extremos de las cerdas presenta agujeros ciegos 8, que en el ejemplo de realización representado están realizados en forma de calota.

Durante el moldeo por inyección la masa fundida de polímero penetra a través del canal de alimentación 3 en los ensanches 7 de la placa del molde 5 que se van estrechando, y debido a la elevada velocidad del núcleo llena todo el canal de moldeo hasta la placa 8 que forma los extremos. En el canal de alimentación 3, la masa fundida de polímero presenta todavía una estructura molecular bastante desordenada a modo de madeja, que en el ensanche 7 del lado de la inyección y del siguiente canal de moldeo 2 se convierte en una estructura molecular con orientación longitudinal debido al marcado flujo de cortadura.

Las placas del molde 4, 5 y 6 se pueden mover en dirección perpendicular al plano de la placa para poder desmoldear las cerdas fundidas por inyección después de haber alcanzado suficiente estabilidad de forma. La herramienta de moldeo por inyección 1 está preferentemente refrigerada de tal modo que la pared de los canales de moldeo 2 se mantiene relativamente fría, con lo cual se favorece la formación de cristales en la masa fundida de polímero.

Para desmoldar las cerdas se retira primeramente la placa del molde 6 (Figura 30). Para esto hay que vencer muy escasas fuerzas de adherencia, con lo cual queda asegurado que los extremos de las cerdas que son especialmente importantes para el futuro uso de un cepillo o un pincel, se mantienen con su mismo contorno. A continuación se retiran las placas de molde 4 bien de forma individual o formando grupos (Figura 31) hasta que las cerdas con sus extremos 10 hayan sido desmoldeadas en la mayor parte de su longitud. Durante estos pasos de desmoldeado, las cerdas son retenidas mediante la placa del molde 9 del lado de la inyección y por último se retira también esta placa del molde 5, de modo que todas las cerdas 9 con su zona de raíz algo regruesada 11 hayan quedado liberadas (Figura 32). La masa fundida de polímero en el canal de alimentación del lado de la inyección forma al mismo tiempo una unión 12 para todas las cerdas 9 pudiendo retirarse todo el conjunto inyectado para completarlo formando un cepillo, un pincel o similar, para lo cual se integra la unión en la estructura o sirve únicamente como medio auxiliar para la manipulación de las cerdas, y se separa antes de unir las cerdas con un cuerpo de cepillo o similar.

Durante el moldeo por inyección hay que procurar una purga de aire óptima de los canales del molde para poder obtener la alta velocidad del núcleo deseada. La Figura 33 muestra para ello un ejemplo de realización. La purga de aire tiene lugar a través de estrechos intersticios 13 entre las placas del molde 4, 5 y 6, de modo que en toda la longitud de los canales del molde 2 se evacúa el aire según va progresando el frente de masa fundida. En lugar de unos intersticios estrechos 13, las superficies enfrentadas entre sí de las placas del molde 4, 5 y 6 también pueden tener rugosidad, de manera que en conjunto den lugar a unas secciones de purga de aire suficientemente grandes. Para permitir que el aire que sale pueda escapar rápidamente, las secciones de purga de aire presentan ensanchamientos hacia el exterior 14.

Los canales del molde 2 se pueden estrechar en toda su longitud con una inclinación del molde < 1,0º, siendo el estrechamiento más que una cuestión del desmolde, una cuestión de la forma deseada de la cerda y de su comportamiento a la flexión. La variación de sección de los canales del molde 2 también puede diferir de una conicidad continua, tal como se muestra a mayor escala en la Figura 34 con relación a la purga de aire prevista. En la placa del molde superior 4 del dibujo, se muestra un tramo longitudinal cilíndrico 15, y en la placa del molde 4 reproducida abajo una sección longitudinal cilíndrica 16 del canal del molde 2. Entre las dos placas del molde 4 la sección se reduce del tramo longitudinal 15 al tramo longitudinal 15 del canal de moldeo 2 en unas pocas \mum, de modo que en este punto se forma un ligero escalón. En este punto tiene también lugar la purga de aire a través del intersticio 13 entre las dos placas del molde, que terminan en un ensanche 14. Al desmoldear, estos escalones inapreciables no se perciben ópticamente, pero en el conjunto de la longitud de la cerda dan lugar a una ligera conicidad. Los tramos de longitud 15, 16 de las distintas placas del molde 4 se pueden obtener de este modo mediante un sencillo taladrado. En su lugar, los tramos longitudinales de las distintas placas del molde pueden también presentar diámetros iguales, de modo que se obtiene una cerda cilíndrica. En el caso de que haya unos saltos de diámetro marcados se puede producir también una cerda escalonada.

La forma cónica de la cerda ofrece ventajas técnicas para el moldeo por inyección o para el desmoldeo, por cuanto la sección mínima del extremo de la cerda se enfría más rápidamente que las zonas contiguas de la cerda hasta la zona de la raíz. El desmoldeo paso a paso desde el extremo de la cerda hasta la raíz de la cerda sigue por lo tanto al gradiente de temperatura en la cerda.

El espesor de las placas del molde 4 es de unos pocos milímetros. Puede corresponder aproximadamente a tres a quince veces el diámetro del canal del molde 2, de modo que es posible taladrar con extraordinaria precisión los tramos longitudinales en las distintas placas del molde. Dado que por la presión de cierre de la máquina de moldeo por inyección se mantienen adosadas entre sí, incluso estas delgadas placas del molde mantienen su medida y forma a pesar de la elevada presión de inyección. Debido al reducido espesor queda asegurada también una buena evacuación del calor, ya que las placas del molde están en cierto modo aisladas entre sí debido a los intersticios de purga de aire. Por este mismo motivo también se pueden enfriar sin problema, por ejemplo empleando medios refrigerantes externos que aun estando el molde cerrado pero en particular durante el tiempo entre la apertura y el nuevo cierre pueden resultar especialmente eficaces. Debido a la posición independiente de las placas del molde y a su reducido espesor, tiene lugar una refrigeración eficaz incluso sólo por el aire ambiente.

En lugar de esto, los medios de refrigeración también pueden estar integrados en las placas del molde o entre éstas. Por último, la escasa solicitación debida a la presión de inyección ofrece la posibilidad de realizar las placas de molde de materiales que sean buenos conductores del calor y que tengan unos valores de resistencia inferiores a los del acero o similares.

Los efectos que tiene una refrigeración eficaz para la estructura molecular de las cerdas ya se han explicado.

La Figura 35 vuelve a mostrar un molde para moldeo por inyección en representación esquemática, a base de placas de molde 4 apiladas, donde la placa del molde del lado de la inyección no presenta ninguna sección ensanchada. A diferencia de las formas de realización antes descritas, las placas del molde 4 están subdivididas en dos grupos 17, 18 (véase la Figura 36), donde cada grupo presenta por lo menos una placa de molde desplazable transversalmente, tal como se indica en las Figuras 36 a 39 mediante las dobles flechas 19, 20.

Estas placas de molde desplazables en dirección transversal actúan juntamente con las placas del molde contiguas como una especie de dispositivo de apriete para las piezas inyectadas 21, que en este ejemplo de realización forman solamente una zona (tramo longitudinal) de la cerda definitiva. La pieza fundida 21 se inyecta a partir de un polímero termoplástico con un perfil de fuste propio ajustado a este tramo longitudinal de la cerda terminada. Después del ciclo de inyección se sitúa por lo menos una de las placas desplazables del grupo 18 de las placas de molde 4 (Figura 36) en la posición de apriete, siendo arrastradas las piezas inyectadas 21 al retirar el grupo 18, y al hacerlo se desmoldean parcialmente de las placas del molde 4 del grupo 17 del lado de la inyección, de modo que en las placas del molde 4 del grupo 17 queda libre un tramo de longitud predeterminable 22 de los canales de moldeo. En el extremo de la pieza inyectada 21 pueden estar moldeados eventualmente unos perfilados tal como se indica en el dibujo. Después de retirar las placas del molde del grupo 18, se lleva la placa del molde desplazable del grupo 17 a la posición de apriete, y a continuación los tramos de longitud 22 se llenan con una masa fundida de polímero que es de otro polímero o de un polímero con otros aditivos. Los tramos de longitud 23 de la cerda que se forman de este modo se unen con las piezas fundidas 21 mediante enlace de material o positivo. A continuación se vuelve a llevar la placa del molde desplazable del grupo 17 a su posición de partida, y se vuelven a retirar parcialmente las piezas fundidas 21 con los tramos de longitud 23 añadidos, estando cerrado el dispositivo de apriete del grupo 18, nuevamente fuera de los canales del molde del grupo 17, de modo que en los canales del molde quedan libres unos tramos de longitud 24. En otro ciclo de inyección se llenan los tramos de longitud 24 con otra masa fundida de polímero que tenga eventualmente propiedades otra vez diferenciadas, de modo que finalmente se obtienen cerdas de zonas múltiples 27, compuestas por tres zonas (tramos 21, 23 y 25), que a lo largo de la longitud de las cerdas presentan diferentes valores de resistencia y/o distintas propiedades para el uso. Para ello, puede servir como indicador de desgaste para señalar el grado de desgaste de la cerda en particular la zona 21 que incluye el extremo de la cerda. El desmolde definitivo de las cerdas tiene lugar en la forma antes descrita.

En las Figuras 40 a 43 se vuelve a representar un molde de moldeo por inyección 1 (Figura 21) que se compone de dos grupos 17, 18 de placas del molde 4, que presentan cada uno por lo menos una placa del molde desplazable en dirección transversal para formar un dispositivo de apriete. A diferencia de la realización antes descrita, la placa del molde 5 del lado de la inyección vuelve a presentar unos ensanches que se van estrechando hacia el canal del molde. La placa del molde 6 que moldea los extremos de las cerdas presenta unos agujeros ciegos 28, 29 y 30 de diferente profundidad con un fondo de agujero en forma de calota, de modo que se pueden producir una pluralidad de cerdas de diferente longitud, cuyos extremos están situados sobre una envolvente curvada.

En el ejemplo de realización según las Figuras 40 a 43 se inyectan sucesivamente cerdas con dos zonas diferentes 31, 32, donde la zona 31 presenta una raíz de la cerda 33 ensanchada. Las cerdas multizona 34 inyectadas de este modo (Figura 41) se desmoldean a continuación por sus extremos, para lo cual se retira la placa del molde 6 que forma los extremos de las cerdas, así como las placas del molde 4 del grupo 18, eventualmente de modo diferido en el tiempo (Figura 41). A continuación se sitúa por lo menos una placa del molde desplazable en dirección transversal del grupo 18 en posición de apriete, y se desplaza todo el grupo 18, eventualmente junto con la placa del molde 6 situada en el extremo, en sentido opuesto de modo que las cerdas 34 sobresalen con una parte de su zona 31 con la zona de raíz 33 de la placa del molde 5 del lado de la inyección. A continuación se une el molde de moldeo por inyección 1 (Figura 42) con otro molde de moldeo por inyección 35 con una cavidad de molde 36, en la que se inyecta una masa fundida de polímero mediante la cual se rodean las zonas de raíz 23 y los tramos longitudinales de las zonas 31 que penetran dentro de la cavidad 36. La cavidad del molde 36 puede estar realizada de tal modo que sea un soporte intermedio para las cerdas o que forme un cuerpo de cepillo completo en el que van empotrados los extremos de las cerdas sin intersticios y a prueba de arranque.

Como variante de esta forma de realización, los canales del molde 2 del molde de moldeo por inyección 3 según la Figura 40 también se pueden llenar enteramente con una única masa fundida de polímero, y sus zonas de raíz con el tramo de longitud unido a ésta se pueden dejar al descubierto en la forma representada en las Figuras 41 y 42, para ser rodeados por inyección por una masa fundida de polímero que forma el soporte.

En otra variante, las cerdas inyectadas de acuerdo con las Figuras 40 a 42 y dejadas al descubierto por sus extremos del lado de la fijación, se pueden desmoldear enteramente retirando para ello la placa del molde 6 que forma los extremos y la mayor parte de las placas del molde siguiente 4, mientras están sujetadas por unas pocas, concretamente como mínimo tres placas de molde, por ejemplo la placa del molde 5 del lado de la inyección y las dos placas de molde siguientes, una de las cuales es desplazable en dirección transversal para formar un dispositivo de apriete. Estas placas del molde que sirven como soporte para el transporte, se pueden llevar entonces junto con las cerdas a otra estación de moldeo por inyección en la que se ponen en contacto con el molde de moldeo por inyección 35 mientras que al mismo tiempo se acerca un nuevo juego de placas del molde con la placa del molde 5 del lado de la inyección para completar el molde de moldeo por inyección 1. Este soporte para el transporte no solamente puede servir para llevar las cerdas a una segunda estación de moldeo por inyección sino también para continuar el transporte a otras estaciones de mecanizado.

Las Figuras 44 y 45 muestran una parte de un molde de moldeo por inyección 1 con las placas del molde 4 y 5 después de producir las cerdas y de retirar por lo menos la placa del molde 6 del lado extremo (que no está representada). En su lugar, se introduce desde los extremos que están al descubierto de las cerdas 38 una placa de empuje plana 39 mediante la cual se desplazan las cerdas 38 por los canales de moldeo de las placas de molde restantes, hasta que con su zona de raíz 37 y eventualmente el tramo longitudinal contiguo sobresalen de la parte del molde 5 del lado de la inyección o dentro de la cavidad del molde 36 del otro molde de moldeo por inyección 35, y son rodeadas por inyección por una masa fundida de polímero que forma un soporte de cerdas o un cuerpo de cepillo.

Las Figuras 46 y 47 muestran un ejemplo de realización en el que después de la fabricación de las cerdas 38 en la forma descrita con respecto a las Figuras 44 y 45, se introduce delante de los extremos al descubierto de las cerdas una placa de empuje dotada de salientes 41 y 42 a modo de botones de diferente altura, en lugar de la placa de empuje plana 39. Después de aproximar la placa de empuje 44 a las placas del molde 4 se desplazan las cerdas mediante empuje a diferente profundidad dentro de los canales del molde, de modo que con su zona de la raíz 37 penetran a diferente profundidad en la cavidad del molde 36 del molde de moldeo por inyección 35, y después de rodearlas por inyección y retirar la placa de empuje 40 y las placas del molde 4 y 5, los extremos de las cerdas quedan situados sobre una superficie envolvente curvada.

Las Figuras 48 y 49 muestran un ejemplo de realización que sólo se diferencia del de las Figuras 44 y 45 porque las cerdas están unidas en la zona de la placa del molde 5 del lado de inyección por medio de una unión 43 en forma de puentes, enrejados o similares, y porque después de desplazarlas mediante la placa de empuje 39 penetran con la unión 43 y los tramos de longitud contiguos de las cerdas 38 dentro de la cavidad 36 del molde de moldeo por inyección 35.

Un grupo menor de placas del molde 4, incluyendo preferentemente la placa del molde 5 del lado de la inyección y con por lo menos una placa de molde 4 desplazable en dirección transversal que actúa como dispositivo de apriete, puede servir también como soporte de transporte para llevar las cerdas a otras estaciones de moldeo por inyección, otras estaciones de mecanizado o similares.

La disposición por capas del molde de moldeo por inyección a base de una pluralidad de placas del molde y el desmoldeo por tramos que de este modo resulta posible, así como el incremento del módulo de elasticidad y de la resistencia a la tracción conseguida por los parámetros del procedimiento de la presión de inyección y de la velocidad de flujo en el canal del molde permiten fabricar también cerdas cuyo eje central no esté situado en la dirección de desmoldeo. En las Figuras 50 y 51 se muestran ejemplos al respecto. La Figura 50 muestra una parte de un molde de moldeo por inyección con unos canales de molde inclinados 44, 45 que en el ejemplo de realización están inclinados convergentes entre sí. En lugar de esto o adicionalmente el molde de moldeo por inyección 1 puede presentar unos canales de molde curvados de forma ondulada 46 o con varios acodamientos 47, de modo que se obtienen cerdas debidamente formadas que por medio de una unión 48 se pueden inyectar en conjunto. Al desmoldear, se van retirando las placas del molde 4 y 5, empezando por esta última, y se van desmoldeando las cerdas por tramos, en cuyo proceso no sufren deformaciones debido a su elevada elasticidad a la flexión y a la reducida longitud de desmoldeo.

Después de separar la unión, las cerdas se pueden confeccionar para formar un cepillo, bien individualmente o por grupos o también junto con la unión 48, mediante la inyección rodeando a ésta o empleando otros procedimientos de unión térmicos o mecánicos de clase conocida.

En el ejemplo de realización según la Figura 51, el molde de moldeo por inyección 1 vuelve a presentar placas de molde apiladas 4 y dos placas de molde 49, 50 del lado extremo, que sirven para realizar unos extremos de cerda estructurados más intensamente. Las cerdas 51 fundidas por inyección presentan cada una unos extremos de cerda 52 a modo de dedos, que debido a las delgadas placas del molde y a la superior estabilidad de las cerdas se pueden desmoldear sin problemas.

Las placas de molde 6 ó 49, 50 que forman los extremos de las cerdas pueden ser eventualmente de un metal sinterizado, especialmente en el caso de extremos de cerda con mayor subdivisión, que en esta zona también se ocupan de una purga de aire adicional para evitar eficazmente inclusiones de aire. Naturalmente también las placas del molde 4 pueden ser de tales metales sinterizados para favorecer la purga de aire de los canales del molde. Las microrrugosidades tales como existen por ejemplo en los metales sinterizados o que también se pueden producir mediante tratamiento superficial de los canales del molde, dan lugar en la superficie de la cerda terminada a las correspondientes rugosidades dentro del campo micrométrico, que durante el uso de la cerda dan lugar a un efecto "loto" repelente de la humedad.

Claims

1. Cerda para un cerdamen, en particular para un cepillo de limpieza, un cepillo de dientes o un cepillo de aplicación, donde la cerda (100) presenta una zona inferior de raíz (a) mediante la cual se puede unir en o dentro de un soporte de cerdas o que es parte de un soporte de cerdas, y una longitud libre (1) situada fuera del soporte de la cerda y dispuesto por encima de la zona de raíz (a), que se compone de una zona del fuste (S) contigua a la zona de raíz (a) y de una zona flexible (F) situada por encima, donde la zona de fuste (S) se compone de un tramo inferior (b) de base del fuste contiguo a la zona de raíz (a) y un tramo de fuste (c) situado encima y donde la zona de flexión (F) se compone de un tramo inferior de acción y flexión (d) contiguo a la zona del fuste (S) y un tramo de punta (t) situado encima y que forma el extremo libre de la cerda, presentando la cerda en el tramo de base del fuste (b) una superficie envolvente continua sin rebajes y también en el tramo del fuste (c) una superficie envolvente continua y sin rebajes, y en la zona de flexión (F), por lo menos por tramos, un perfilado (101; 105; 108; 115; 118) formado por tramos sobre la superficie envolvente a base de elevaciones y/o rebajes, situados dentro de una superficie envolvente de la cerda, comprendiendo el perfilado (108) por lo menos una ranura (109) que rodea la cerda, caracterizada porque la zona del fuste (S) comprende del 15% al 85% de la longitud libre (1).

2. Cerda según la reivindicación 1, caracterizada porque la zona del fuste (S) comprende del 35 al 65% de la longitud libre (1).

3. Cerda según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el perfilado (101; 105; 108; 115; 118) está realizado en la zona superior del tramo de acción y flexión (d) y/o en el tramo de la punta (t).

4. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque sólo el tramo de la punta (t) está dotado de un perfilado (101; 115).

5. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la sección de la cerda en el tramo del fuste (b) y/o en el tramo del fuste (c) y/o en el tramo de acción y flexión (c) tiene forma circular, ovalada o poligonal con aristas redondeadas.

6. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la superficie envolvente de la cerda está formada en su longitud libre (1), al menos por tramos, por la superficie envolvente de un cilindro recto.

7. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la superficie envolvente de la cerda está formada en su longitud libre (1), al menos por tramos, por la superficie envolvente de un cono o de un tronco de cono.

8. Cerda según la reivindicación 7, caracterizada porque el ángulo de conicidad es inferior a 50, y en particular inferior a 10.

9. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la forma geométrica de la sección cambia en la zona de la punta (t).

10. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque las transiciones entre los perfilados y/o entre el perfilado y la superficie envolvente exenta de rebajes transcurren sin escalonamiento.

11. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque entre dos perfilados distanciados axialmente (101; 101, 105; 101, 108) está situado un tramo (104) con una superficie envolvente exenta de rebajes.

12. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque están dispuestas varias ranuras (109) unas sobre otras.

13. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque el perfilado (105) comprende varias ranuras longitudinales (106) situadas una junto a la otra en la dirección periférica de la cerda.

14. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque entre ranuras contiguas (106; 109) está formada una arista de ángulo agudo (107; 110).

15. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque la cerda presenta en la zona del perfilado una sección en forma de cruz o de estrella con varios nervios (103) que transcurren en la dirección longitudinal de la cerda y están dispuestos distribuidos por el perímetro de la cerda.

16. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque la cerda presenta en la zona del perfilado una sección poligonal, en particular triangular o cuadrada.

17. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque por zonas van superpuestos dos perfilados diferentes.

\newpage

18. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizada porque el tramo de la punta (t) está formada por dedos (114; 120) que se extienden axialmente.

19. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque la cerda consiste en tramos parciales de diferentes materiales superpuestos axialmente (100a, 100b, 100c).

20. Cerda según la reivindicación 19, caracterizada porque al menos uno de los tramos parciales (100a, 100b, 100c) está teñido.

21. Cerda según la reivindicación 19 ó 20, caracterizada porque por lo menos uno de los tramos parciales (100a, 100b, 100c) está realizado como indicador de desgaste.

22. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizada porque la cerda está dotada de un revestimiento (16), por lo menos por tramos.

23. Cerda según la reivindicación 22, caracterizada porque el perfilado está dotado al menos parcialmente del revestimiento (116).

24. Cerda según la reivindicación 22 ó 23, caracterizada porque el revestimiento (116) está realizado como indicador de desgaste.

25. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizada porque la cerda presenta un canal axial hueco interior (117) partiendo de la zona de la raíz.

26. Cerda según la reivindicación 25, caracterizada porque el canal hueco (117) se extiende a través de la totalidad de la cerda hasta poco por debajo del extremo libre.

27. Cerda según la reivindicación 25, caracterizada porque el canal hueco (117) se extiende a través de la totalidad de la cerda y desemboca en el tramo de la punta (t).

28. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 27, caracterizada porque el perfilado comprende por lo menos un elemento de perfil axial (118) que forma el tramo de la punta (t).

29. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 28, caracterizada porque la transición entre el perfilado y la superficie envolvente no perfilada tiene lugar en un plano (E) que transcurre esencialmente perpendicular al eje longitudinal de la cerda.

30. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 28, caracterizada porque la transición entre el perfilado y la superficie envolvente sin perfilar tiene lugar en un plano (E) que transcurre inclinado respecto al eje longitudinal de la cerda.

31. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 30, caracterizada porque la zona de la raíz (a) y el tramo base del fuste (b) están dotados de un revestimiento (119).

32. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 31, caracterizada porque la totalidad de la cerda está dotada de un revestimiento.

33. Cerda según la reivindicación 31 ó 32, caracterizada porque el revestimiento es parte del soporte de las cerdas.

34. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 33, caracterizada porque el tramo base del fuste (b) tiene una longitud axial \leq 10 mm, y en particular \leq 1 mm.

35. Cerda según una de las reivindicaciones 1 a 34, caracterizada porque está fabricada por un procedimiento de fundición o un procedimiento de moldeo por inyección.

36. Cerdamen, en particular cepillo de limpieza, cepillo de dientes o cepillo de aplicación con cerdas conforme a una de las reivindicaciones 1 a 35.