ES2204651T3 - Procedimiento para la fabricacion de cerdas. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para fabricar cerdas mediante extrusión y estiramiento, constando las cerdas de un núcleo, de como mínimo una hebra, y de un revestimiento de material sintético termoplástico, y presentando los materiales del núcleo y del revestimiento propiedades técnicas y físicas diferentes, caracterizado porque el núcleo se suministra como material continuo prefabricado y de color, con una reserva de alargamiento, y porque sobre el núcleo circulante se extruye el revestimiento de un material sintético termoplástico transparente, y porque en el posterior estiramiento del revestimiento se consume como mínimo una parte de la reserva de alargamiento del núcleo.

Description

Procedimiento para la fabricación de cerdas.

La invención se refiere a un procedimiento para fabricar cerdas mediante extrusión y estiramiento, constando las cerdas de un núcleo, de como mínimo una hebra, y de un revestimiento de material sintético termoplástico, y presentando los materiales del núcleo y del revestimiento propiedades técnicas y físicas diferentes.

Las cerdas de plástico se fabrican generalmente mediante extrusión o hilado en forma de monofilamentos continuos y se obtienen mediante tronzado de los filamentos o de monofilamentos reunidos en cordeles. Se conocen además cerdas de plástico que constan de un núcleo y un revestimiento para aprovechar las distintas propiedades de los materiales o, en el caso de los revestimientos transparentes, las diferentes características ópticas, por ejemplo para una indicación del desgaste (DE 34 00 941 A1, US 3 258 805 A1, EP 0 303 202).

Mientras que revestimiento y núcleo sean de material sintético termoplástico, pueden producirse mediante coextrusión de ambos plásticos (GB 2 050 156, WO 94/10 539). El material continuo así obtenido debe estirarse inmediatamente después de la extrusión, todavía en estado plástico blando, y volverse a estirar después de un enfriamiento suficiente para conferir al material, mediante orientación molecular, la necesaria resistencia a la flexión pero manteniendo la elasticidad suficiente. Ya que los dos plásticos, tal como se desea, presentan características diferentes, su comportamiento en el estiramiento también es distinto de tal manera que hay que acordar compromisos con respecto a las propiedades materiales del producto final.

En otro procedimiento conocido (WO 96/30567 A1), en especial para fabricar sedales de pesca, sobre un núcleo multifilamento se extruye un revestimiento de un polímero termoplástico. El multifilamento está preferentemente torcido y se estira al extruir el revestimiento. Por último, se estira también el material del núcleo y al mismo tiempo se enfría para conseguir en el material del núcleo una orientación molecular acentuada. Con ello -aunque no se describe- probablemente también se estira el material del revestimiento. Éste y el núcleo deben ser de polímeros termoplásticos de diferente temperatura de fusión. En primer plano está la obtención de un material compuesto muy resistente a la tracción y al desgaste, proporcionando la resistencia a la tracción principalmente el material del núcleo y la resistencia al desgaste el del revestimiento.

Se sabe además (US 4.297.413 A) recubrir mediante extrusión un monofilamento de núcleo de orientación molecular media con un revestimiento, que es de un polímero no orientado. El material compuesto es estirado a continuación, de tal manera que se optimiza la orientación molecular en el núcleo, y al mismo tiempo se lleva el material del revestimiento a un estado orientado. También en este caso se trata principalmente de la fabricación de sedales de pesca.

Se sabe además (GB 2 050 156 A) al extrusionar cerdas, alimentar de manera discontinua el plástico para el núcleo y de manera continua el que es para el revestimiento, de tal manera que se origina un material continuo en el que hay inmersas secciones de núcleo separadas entre sí. Entre las secciones de núcleo el revestimiento está estrangulado. En la zona del estrangulamiento hay que separar el material continuo para obtener cerdas individuales con un núcleo cada una, que están recubiertas en sus dos extremos del material del revestimiento. Este procedimiento podría ser lógico para la fabricación de cerdas, pero fracasa en la viabilidad. El estirado de 1,5 a 10 veces en cada una de las etapas de estiramiento, obligatoriamente necesario después de la extrusión, conduce inevitablemente a la rotura del material del revestimiento en las estrangulaciones. Ya que las fuerzas de tracción no pueden transmitirse al material del núcleo, éste no experimenta necesariamente una orientación molecular y en consecuencia es totalmente inadecuado para las cerdas.

La invención tiene como objetivo proponer un procedimiento para la fabricación de material de cerdas en el que el revestimiento ofrece las propiedades físicas y técnicas que se deben exigir a una cerda, mientras que el núcleo presenta cualquier perfil de características, debiendo visualizarse en especial las propiedades de desgaste o los fines de utilización de las cerdas acabadas.

Este objetivo se resuelve según la invención suministrando el núcleo como un material continuo de color, previamente fabricado y con una reserva de alargamiento, y extruyendo sobre el núcleo el revestimiento de un material sintético termoplástico transparente, y aprovechando en el estirado final del revestimiento al menos una parte de la reserva de alargamiento del núcleo.

Mediante la prefabricación del material continuo para el núcleo y su suministro para la posterior extrusión del plástico para el revestimiento, se pueden conferir al núcleo casi cualquier característica mediante la correspondiente selección del material o mediante el tipo y la estructura del material continuo. En el estiramiento en caliente directamente después de la extrusión, lo mismo que también con el posterior estiramiento en frío o en caliente del revestimiento, se confieren al revestimiento las características necesarias para las cerdas en cuanto a la capacidad de flexión y el poder de recuperación, mientras que el material continuo del núcleo puede seguir el proceso de estiramiento consumiendo la reserva de alargamiento y, eventualmente, obtiene sus características finales y deseadas. A diferencia de la coextrusión, en la que ambos materiales deben trabajarse en estado fundido, con el procedimiento según la invención también pueden utilizarse para el núcleo materiales que no pueden trabajarse en estado fundido o, como mínimo, en unión del material del revestimiento. Puede tratarse también de materiales que por sí mismos son sensibles a la temperatura o que contienen aditivos sensibles a la temperatura, porque el contacto con la masa fundida de polímero del revestimiento es sólo breve y, debido a la menor sección con respecto a un monofilamento, el revestimiento se enfría más rápidamente. Con la configuración transparente del revestimiento y la cromaticidad del núcleo se pueden visualizar determinadas características de desgaste o fines de utilización de las cerdas. Este procedimiento puede usarse también para un indicador de desgaste de las cerdas, en el que el material del núcleo se libera al aumentar el desgaste y el color del núcleo aparece o se vuelve más intenso.

La reserva de alargamiento del material continuo para el núcleo puede realizarse de diferentes maneras, por ejemplo puede suministrarse el núcleo en forma de un material continuo con una elevada capacidad de dilatación. Interesan a este respecto en especial materiales con propiedades del tipo de la goma, que después del estirado y del enfriado en la cerda generan una especie de tensión previa. Con ello la cerda obtiene, con su material comparativamente rígido frente al núcleo, características de flexión especialmente buenas.

En lugar de eso es posible suministrar el material continuo del núcleo en forma de al menos un monofilamento no lineal, produciendo total o parcialmente la reserva de alargamiento mediante el estiramiento del monofilamento en una forma casi lineal.

Es posible, además, suministrar el material continuo del núcleo en forma ondulada, aplastada o espiralada y extraer la reserva de alargamiento del ondulado, el aplastado o el espiralado. Si la reserva de alargamiento se consume sólo parcialmente, el ondulado, el aplastado o el espiralado se reflejan en el revestimiento, siempre que éste se extrusione en estrecho contacto con el material continuo del núcleo. Esto da lugar a cerdas con superficie perfilada, que tienen un efecto de limpieza más intenso.

El material continuo del núcleo se puede suministrar, además, en forma trenzada, tricotada o tejida, donde al estirar el revestimiento se estira de manera correspondiente el material continuo. Finalmente, el núcleo puede suministrarse en forma de como mínimo un monofilamento de plástico no estirado, o sólo parcialmente, que en el estiramiento del revestimiento posee por tanto una reserva de alargamiento suficiente para poder estirarse conjuntamente.

Al estirar el revestimiento puede consumirse toda la reserva de alargamiento, por lo cual deberá ajustarse el material continuo, con respecto a su estructura o la elección del material, al plástico del revestimiento y al estiramiento necesario.

El núcleo puede suministrarse también como material continuo con debilitamientos en su sección, pudiendo estar dispuestos estos debilitamientos de su sección preferentemente equidistantes. Al estirar el revestimiento, después de consumirse la reserva de alargamiento el material continuo del núcleo puede sobre dilatarse hasta romperse por múltiples puntos, de tal manera que en el material de cerda acabado del núcleo se presenta en secciones intermitentes, sin que -como en el caso del estado de la técnica descrito al principio- el revestimiento se rompa al estirar. Si las debilitaciones de la sección están previstas equidistantes en el material continuo del núcleo, pueden ajustarse las distancias, especialmente en cuanto a la longitud de la cerda, de tal manera que cada cerda presente como mínimo una sección de núcleo y que el material del núcleo quede cubierto de material de revestimiento en ambos extremos.

La invención da además la posibilidad de dotar al material continuo del núcleo antes de su suministro con aditivos químicos, físicos, higiénicos o médicos, que después de la extrusión del revestimiento quedan cubiertos por éste. El plástico del revestimiento puede seleccionarse de tal manera que estos aditivos, sin más medidas o por acción de la humedad, se difundan al revestimiento y desde éste al entorno. Esto se recomienda, por ejemplo, en el caso de aditivos de acción médica o higiénica al utilizar las cerdas para cepillos de dientes. Aunque se conocen materiales de cerdas que contienen aditivos de este tipo, se depositan directamente en el monofilamento o se aplican superficialmente. Una deposición directa fracasa con muchos aditivos debido a su sensibilidad a la temperatura, con la consecuencia de que se dañan en la extrusión. Este riesgo no existe en el caso del procedimiento según la invención. La emisión de los aditivos de este tipo también puede controlarse durante el uso mediante una selección del material del revestimiento.

El núcleo también puede suministrarse en forma de un material continuo con efecto médico o higiénico inmediato. Esto se cumple en especial para los formadores de iones metálicos, como plata o compuestos de plata, cuyo efecto antibacteriano es conocido. Se sabe incluirlos en los monofilamentos, pero dan lugar a un color gris desagradable.

El núcleo puede suministrarse, además, en forma de un material continuo de alambre metálico o plástico metalizado. También con esto pueden aprovecharse las propiedades formadoras de iones u otras características de los metales.

El núcleo puede suministrarse, finalmente, en forma de un material continuo de monofilamentos paralelos, torcidos o trenzados, que ofrecen una cierta reserva de alargamiento, y por otro lado poseen una alta resistencia a la tracción en forma torcida o trenzada.

A continuación, se describe el procedimiento según la invención basándose en el modo de trabajo de los ejemplos de dispositivos reproducidos en los dibujos. En éstos se muestra:

Fig. 1 una vista esquemática; de una extrusora para realizar el procedimiento;

Fig. 2 un corte aumentado en la zona de la tobera de extrusión en una primera forma de realización y

Fig. 3 un corte correspondiente a la Fig. 2 de otra forma de realización.

La Fig. 1 muestra una extrusora 1 convencional con una base 2, la propia caja de la extrusora 3 y una tolva de carga 4 para un granulado de polímero para el revestimiento del material de cerdas que hay que fabricar. La tobera 4 de la extrusora 1 lleva conectada directamente una cabeza de molde 5, en la que el material extrusionado que sale de la tobera 4 es desviado un cierto ángulo -en el ejemplo de realización mostrado 90º hacia arriba. En la cabeza de molde 5 se suministra desde abajo material continuo 6 para formar el núcleo del material de cerdas. Naturalmente, el material continuo también puede suministrarse desde arriba hacia abajo. Igualmente es posible hacer que el material extrusionado salga verticalmente y se desvíe a la horizontal, de tal manera que el cordel continuo se puede suministrar horizontal. En la parte superior de la cabeza de molde 5 sale un cordel compuesto 7 del material continuo 6 situado en el interior, que posee una reserva de alargamiento, y que consta del material extrusionado que sale de la tobera 4.

Para tirar del cordel compuesto 7 sirve un dispositivo 8 con cilindros de estirado, que al tirar estiran al mismo tiempo el material extrusionado que forma el revestimiento. El dispositivo 8, que puede constar también de varios cilindros de estirado conectados en serie, puede llevar conectado un dispositivo adicional para el estirado en frío o en caliente.

En la extrusora según la Fig. 2, la tobera 4 presenta una sección 9 que se va estrechando y a través de ella sale el material extrusionado 10 fundido como un monofilamento macizo. La cabeza de molde 5 presenta un canal de molde 11 que está inclinado hacia arriba 90º y en el que se desvía el material extrusionado. La cabeza de molde 5 presenta además un canal de guía 12, que está dispuesto corriente abajo de la tobera 4 en la cabeza de molde y que en la zona de la desviación 13 desemboca en el canal de molde 11. A través del canal de guía 12 se suministra el material continuo 6, cuya reserva de alargamiento aparece indicada mediante la representación ondulada. Puede tratarse de una reserva de alargamiento pura o también de una reserva de dilatación.

El material continuo 6 discurre en el eje del canal de molde 11 y por eso queda totalmente rodeado por el material extrusionado. De ello se encarga el dispositivo 8, que tira de la extrusora 14 para el revestimiento de las cerdas, que sale del canal de molde 11, y al mismo tiempo del material continuo 6 para el núcleo de las cerdas. La sección de la extrusora 14 se estrecha, directamente después de la salida de la cabeza de molde 5 y en una medida prefijada, hacia el cordel compuesto 7 y al mismo tiempo se consume como mínimo una parte de la reserva de alargamiento del material continuo 6, tal como puede verse en el dibujo. En el cordel compuesto 7, el revestimiento 20 rodea al núcleo 21 en arrastre de forma y/o material.

En la extrusora según la Fig. 3 la tobera 4 está configurada como tobera anular 15, cuyo diámetro interior 16 es mayor que la máxima dilatación del material continuo 6 transversalmente a su extensión longitudinal. El canal de molde 11 presenta un diámetro interior que equivale aproximadamente al diámetro exterior de la tobera anular 15, de tal manera que el material extrusionado todavía fundido que abandona la extrusora está configurado en forma de un monofilamento 17 capilar. El material continuo 6 suministrado a través del canal de guía 12 es llevado axialmente en el canal de molde 11 y discurre en el espacio capilar del monofilamento 17 para formar el cordel compuesto 7 con el revestimiento 20 y el núcleo 21. Al tirar y estirar del cordel compuesto 7 primero se adosa el revestimiento del monofilamento 17 capilar al material continuo 6. Ya que el material de revestimiento tiene plasticidad blanda en este lugar, sólo se reviste por el lado exterior el material continuo 6. Mediante el correspondiente dimensionamiento constructivo y ajuste de la fuerza de tracción en el dispositivo 8, se consigue una aplicación más o menos lisa del revestimiento 20 sobre el núcleo 21, de tal manera que el núcleo permanece fijo en el revestimiento o se puede desplazar axialmente, por ejemplo, para poder extraer parcialmente el núcleo en la cerda acabada y para aprovechar el efecto de cepillado del producto de cerdas fabricado con ello.

Claims (14)

1. Procedimiento para fabricar cerdas mediante extrusión y estiramiento, constando las cerdas de un núcleo, de como mínimo una hebra, y de un revestimiento de material sintético termoplástico, y presentando los materiales del núcleo y del revestimiento propiedades técnicas y físicas diferentes, caracterizado porque el núcleo se suministra como material continuo prefabricado y de color, con una reserva de alargamiento, y porque sobre el núcleo circulante se extruye el revestimiento de un material sintético termoplástico transparente, y porque en el posterior estiramiento del revestimiento se consume como mínimo una parte de la reserva de alargamiento del núcleo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el núcleo se suministra en forma de un material continuo con una elevada capacidad de dilatación.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el material continuo del núcleo se suministra en forma de como mínimo un monofilamento no lineal.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el núcleo se suministra en forma de como mínimo un monofilamento de plástico no estirado, o sólo parcialmente.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el material continuo del núcleo se suministra en forma ondulada, aplastada o espiralada.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el material continuo del núcleo se suministra en forma trenzada, tricotada o tejida.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque al estirar el revestimiento se consume toda la reserva de alargamiento.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el núcleo se suministra como material continuo con debilitamientos de la sección.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el núcleo se suministra como material continuo con debilitamientos de la sección equidistantes.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque al estirar el revestimiento con consumo de la reserva de alargamiento, el material continuo del núcleo se dilata hasta romperse por varios puntos.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque antes del suministro, se dota al material continuo del núcleo de sustancias química, física, higiénica o medicinalmente activas.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el núcleo se suministra en forma de un material continuo con un efecto médico o higiénico inmediato.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el núcleo se suministra en forma de un material continuo de alambre metálico o plástico metalizado.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el núcleo se suministra en forma de un material continuo de monofilamentos paralelos, torcidos o trenzados.