ЭКСТРУДИРОВАННАЯ АНТИФРИКЦИОННАЯ ЛЕНТА ДЛЯ ГОЛОВКИ БРИТВЫ И ГОЛОВКА БРИТВЫ, ВКЛЮЧАЮЩАЯ В СЕБЯ ТАКУЮ ЛЕНТУ Российский патент 2002 года по МПК B26B21/44 

Изобретение касается области бритья механическим путем с помощью одноразовой бритвы; более конкретно оно касается вспомогательного средства для бритья, выполненного в виде ленты и именуемого ниже лентой, устанавливаемой на головке бритвы предпочтительно непосредственно возле бритвенных лезвий и содержащей по меньшей мере один вспомогательный компонент для бритья, растворимый в воде.

Во время бритья пользователь погружает головку бритвы в теплую воду, вследствие чего становится доступной и вымывается часть вспомогательного компонента или вспомогательных компонентов для бритья, входящих в контакт с кожей при каждом прохождении бритвы.

Во французском патенте FR. A. 24105541 вспомогательное средство для бритья предлагается в сочетании с твердой водорастворимой микроинкапсулируемой или микропористой структурой, предназначенной для удержания вспомогательного компонента для бритья, который может быть выбран из группы веществ, включающей смазывающее средство для смягчения последствий трения между бритвой и кожей, средство для уменьшения трения между бритвой и кожей, средство, способное изменять структуру волоса, моющее средство, фармацевтическое средство, косметическое средство и коагулирующее средство. В качестве смазывающего средства для смягчения последствий трения между бритвой и кожей во французском патенте FR. А. 2410541 приводится микроинкапсулированное масло на основе силикона, а в качестве примера средства для уменьшения трения между бритвой и кожей в том же патенте упоминается полиэтиленоксид с молекулярным весом от 100.000 до 6.000.000, неионный полиакриламид и натуральный полисахарид растительного происхождения, например, из гуаровой смолы.

В Европатенте ЕР. В. 0184440 предложено изготовление вспомогательного средства для бритья в виде ленты путем экструзии полимерного материала, растворимого и нерастворимого в воде. В указанном патенте приводится группа растворимых в воде полимеров, включающая полиэтиленоксид, поливинилпирролидон, гидроксипропилцеллюлоза, поливинилимидазол и полиметакрилат гидроксиэтила. В более конкретном примере выполнения смесь для формирования путем экструзии указанной ленты состоит на 20% по весу из нерастворимого в воде полистирола и на 80% по весу из смеси полиэтиленоксида, содержащей 60% полиэтиленоксида "полиокскоагулянта" с молекулярной массой, равной 5.000.000, и 40% полиэтиленоксида "полиокс WSR N-750" с молекулярной массой, равной 300.000. Указанный патент не дает никакого объяснения относительно целесообразности смешивания этих двух типов полиэтиленоксидов, кроме получения молекулярного веса порядка 3,5 миллионов для полиэтиленоксида в конечной смеси.

Согласно указанному патенту ЕР. В. 0550605, кроме растворимых и нерастворимых в воде полимерных материалов, смесь, предназначенная для изготовления путем экструзии вспомогательного средства для бритья в виде ленты, содержит реагент с низким молекулярным весом, ускоряющий высвобождение растворимого в воде полимерного материала, образующего вспомогательный компонент для бритья. Среди всех примеров в документе упоминаются полиэтиленоксид в качестве вспомогательного компонента для бритья, вымываемого с помощью воды, и полиэтиленгликоль в качестве реагента-ускорителя высвобождения. Отличительным признаком, согласно указанному патенту ЕР.В.0550605, является использование смеси для изготовления путем экструзии вспомогательного средства для бритья в виде ленты, содержащей от 20 до 60% по весу нерастворимого полимерного материала, из которого формируют матрицу для ленты, от 20 до 75% по весу растворимого в воде полимерного материала, из которого получают водорастворимый и вымываемый при помощи воды вспомогательный компонент для бритья, и от 5 до 20% по весу реагента-ускорителя высвобождения. Буквально во всех упомянутых в указанном документе примерах присутствует одна и та же смесь двух типов полиэтиленоксида, уже известных из патента ЕР.В.0184440, а именно, 60% по весу полиокскоагулянта и 40% по весу полиокса WSR N-750. В перечисленных примерах реагент-ускоритель высвобождения представляет собой полиэтиленгликоль с молекулярным весом, колеблющимся в пределах от 4.500 до 20.000. Присутствие реагента-ускорителя высвобождения должно обеспечить поддержание достаточной пропорции растворимого полимера, позволяющей ленте сохранять соответствующую механическую прочность как в момент ее первоначального изготовления и сборки, так и после вымывания значительного количества водорастворимого материала, и в то же время позволяющей обеспечить достаточное высвобождение водорастворимого компонента для эффективного содействия бритью в течение всего полезного срока действия, предусмотренного для лезвия или лезвий.

В указанном патенте ЕР.В.0550605 не приводится никаких объяснений относительно того, что позволяет определенным реагентам с низким молекулярным весом ускорять высвобождение вспомогательного компонента для бритья, а именно таким, как полиэтиленгликоль, метоксиполиэтиленгликоль, метилцеллюлоза и карбоксиполиметилен. Следует отметить, что единственные четыре примера, указанные в этом документе, касаются вышеуказанной полиэтиленоксидной смеси и добавки в виде полиэтиленгликоля. Можно напомнить, что полиэтиленоксид и полиэтиленгликоль имеют одну и ту же общую формулу и отличаются только способом получения и средним молекулярным весом. Термином "полиэтиленгликоль" обозначают состав со средним молекулярным весом, превышающим 100.000, при этом известно, что существует большое многообразие предлагаемых на рынке веществ, имеющих ту же общую формулу, что и полиэтиленгликоль, со значениями среднего молекулярного веса от 100.000 до 8.000.000.

Таким образом, по мнению заявителя, указанный в патенте ЕР.В.0550605 полиэтиленгликоль тоже используется в качестве вспомогательного компонента для бритья в дополнение к полиэтиленоксиду с низким молекулярным весом (полиокс WSR N-750) с возможностью достаточного высвобождения вспомогательных компонентов для бритья в течение срока действия одноразовой головки бритвы.

Таким образом, существующие разработки в данной области призваны обеспечить значительное высвобождение растворимого вспомогательного компонента для бритья, а именно полиэтиленоксида предпочтительно с добавкой полиэтиленгликоля. Однако именно по причине такого активного высвобождения указанный компонент остается на поверхности выбритой кожи и при высыхании может образовать пленку. Чтобы устранить данный недостаток, пользователь после бритья должен вымыть лицо. Однако, в зависимости от качества потребляемой воды удаление остатков не всегда может быть достаточным, и на коже остается приклеившийся слой. Если весь растворимый компонент или его часть остается на коже, это может вызвать раздражение, особенно для чувствительной кожи.

Для устранения этих недостатков в патенте ЕР.В. 0321679 было предложено решение, основанное на другом принципе, так как при нем избегают применения растворимого полимера и предлагают использование в качестве антифрикционного средства ксерогель, который во время поглощения воды в качестве диспергатора трансформируется в лиофильный гель, отличающийся очень высокой степенью скольжения по коже пользователя и имеющий коэффициент трения μ менее 0,25. При добавке диспергатора, например воды, путем разбухания ксерогель снова трансформируется в лиофильный гель, при этом его поверхность становится скользкой и имеет низкий коэффициент трения. Во время этой фазы коллоидное вещество, образующее слой лиофильного геля, не переходит в раствор, что позволяет избежать образования на коже пленки из вспомогательного компонента для бритья, извлеченного из ленты, как это происходило в случаях, описанных в вышеупомянутых документах.

Однако, согласно указанному патенту ЕР. В. 0321679, покрытие, образующее ксерогель, необходимо наносить на основу для получения собственно антифрикционной ленты, которую крепят на головке бритвы. На самом деле, материалы, необходимые для получения ксерогеля, не выдерживают температур, предусмотренных технологией изготовления антифрикционной ленты путем экструзии.

Заявитель предлагает другое решение, которое не использует ксерогель и которое позволяет получить антифрикционную ленту путем экструзии, сохраняя при этом способность скольжения на коже пользователя, и избежать образования из растворимого компонента пленки на коже пользователя.

Эта задача в полной мере достигается, в соответствии с настоящим изобретением, при получении путем экструзии антифрикционной ленты для разовой бритвы на основе полимерной смеси, состоящей из нерастворимого полимерного материала и полиэтиленоксида, используемого в качестве растворимого полимера. В соответствии с настоящим изобретением, отличительным признаком указанной ленты является первоначальный коэффициент динамического трения (К_D), примерно равный или ниже 0,2, и то, что экструдируемая смесь содержит в качестве полиэтиленоксида исключительно вещество со средним молекулярным весом, превышающим 3,5 миллиона.

Заявитель действительно убедился, что присутствие полиэтиленоксида с более низким молекулярным весом даже в смеси с полиэтиленоксидом с более высоким молекулярным весом приводит к увеличению коэффициента динамического трения.

Кроме того, выяснилось, что, чем больше молекулярный вес полиэтиленоксида, тем ниже его растворимость в воде. Поэтому, при использовании полиэтиленоксида с молекулярным весом, превышающим 3,5 миллиона, получают относительно слабое высвобождение в сравнении с цифрами, приведенными в патентах ЕР. В. 184440 и ЕР.В.650605. Благодаря этому значительно уменьшается и даже полностью исчезает риск возникновения раздражения кожи или ощущения скользкой кожи.

Кроме того, во время сравнительных испытаний при бритье заявитель заметил еще одно техническое преимущество, которое заключается в том, что при использовании в смеси только одного полиэтиленоксида с высоким молекулярным весом антифрикционная лента сохраняет способность скольжения, остающуюся в значительной мере постоянной или меняется относительно мало во время многих сеансов бритья при использовании той же ленты. Для сравнения, в антифрикционной ленте, содержащей полиэтиленоксид с более низким молекулярным весом, после двух или трех сеансов бритья отмечается значительное снижение способности скольжения, что вызывает у пользователя совершенно неприятное ощущение.

В предпочтительном варианте, имея в виду указанное техническое преимущество, антифрикционную ленту получают путем экструзии смеси полистирола и полиэтиленоксида со средним молекулярным весом, превышающим 4 миллиона.

Заявитель искал также решение другой проблемы, заключающейся в закреплении антифрикционной ленты на головке бритвы. Во французском патенте FR.A. 4210541 описано закрепление ленты на головке бритвы предпочтительно в специально предусмотренной для этого выемке. Однако там не указан способ крепления. Согласно патенту ЕР.В.0184440 лента имеет специальный профиль, и ее фиксируют на месте при помощи конструкционных элементов, выполненных в головке бритвы. Такое решение усложняет изготовление головки. Согласно патенту ЕР. В. 0550650 антифрикционную ленту закрепляют при помощи клея в полостной части головки бритвы. Такое решение требует применения быстро схватывающего клея, чтобы достичь высоких темпов производства.

Заявитель решил применить для закрепления антифрикционной ленты на головке бритвы хорошо известную технологию ультразвуковой сварки. Данная технология заключается в создании вибрации под воздействием ультразвука, позволяющей достичь локального повышения температуры двух соприкасающихся материалов из пластмассы и локального взаимопроникновения этих двух материалов.

При этом заявитель обнаружил, что при использовании в антифрикционной ленте полиэтиленоксида с молекулярным весом, превышающим 3,5 миллиона, можно обеспечить высокое качество сварочного шва при сварке ультразвуком. Под высоким качеством сварочного шва между первым материалом из пластмассы, используемым в качестве основы, и вторым материалом, играющим роль накладки, понимают ситуацию, при которой разрыв шва от механического воздействия происходит в основном на уровне основы или накладки, а не на уровне собственно шва. В некотором роде происходит вырывание материала вне зоны взаимопроникновения двух материалов.

Наилучшие результаты были получены при выполнении антифрикционной ленты путем экструзии из смеси полистирола и полиэтиленоксида со средним молекулярным весом, превышающим 7 миллионов, и ее закрепления при помощи ультразвуковой сварки на участке головки бритвы, выполненном из полистирола.

Настоящее изобретение очевидно из нижеследующего описания примера выполнения антифрикционной ленты с низким коэффициентом динамического трения путем экструзии из смеси полистирола и полиэтиленоксида с молекулярным весом, превышающим 3,5 миллиона, и из прилагаемого чертежа, на котором единственная фигура является схематическим изображением испытательного устройства для определения коэффициента динамического трения.

Для определения способности скольжения антифрикционной ленты в соответствии с настоящим изобретением заявитель применил зарегистрированный французский стандарт NF T54-112. Целью данного стандарта является измерение коэффициентов динамического и статического трения листов пластика, скользящих один на другом или на других материалах. В данном случае первый лист пластика представляет собой антифрикционную ленту, а второй, далее именуемый "полосой скольжения", является материалом с признаками, близкими к признакам кожи, например, лист полиуретана, покрытие из полиуретана и полиэфирная пластмасса (товарный выпуск материала осуществляется компанией CATRY под маркой 4РЕ100/В09Т) или лист из меламина кислотного катализа (выпускается под товарным знаком "Велледа"). Само собой разумеется, что точное значение коэффициента динамического трения зависит от материала, из которого выполнена полоса скольжения.

Коэффициент динамического трения (К_D) является отношением силы тяги, которую необходимо приложить, чтобы поддерживать скольжение одной поверхности по другой, к силе, прижимающей эти поверхности друг к другу. Для расчета этого коэффициента измеряют силу, необходимую для начала и затем поддержания перемещения двух соприкасающихся материалов по отношению друг к другу, при этом давление соприкосновения между этими двумя материалами во время испытания поддерживается постоянным.

Разработанное для такого испытания устройство 1 состоит из горизонтального кронштейна 2, предназначенного для установки полосы скольжения 3, например полиуретанового листа длиной 30 см и шириной 15 см, и стального башмака 4 массой 198 г, длиной 6,35 см и шириной 3,4 см. Испытательный образец 9 антифрикционной ленты помещают под башмаком 4 в соприкосновении с полосой скольжения 3. Башмак 4 тянут при помощи тросика 5, соединенного с динамометром 6, при этом горизонтальное перемещение башмака 4 обеспечивается направляющим шкивом 7. Кронштейн 2 образует днище бака 8 с температурным реле, в котором находится вода, нагретая до 42^oС, в достаточном количестве, чтобы образовать пленку между полосой скольжения 3 и испытательным образцом 9 антифрикционной ленты.

Осуществляют прямолинейное перемещение башмака с образцом по полосе скольжения со скоростью 150±15 мм в мин на расстояние 12 см. Один образец испытывают десять раз. Измеряют среднее значение силы, необходимой для поддержания перемещения башмака 4. Коэффициент динамического трения (К_D) является отношением этой силы к весу блока, состоящего из башмака 4 и образца 9.

Значение коэффициента динамического трения (К_D), о котором идет речь, является первоначальным значением, полученным во время первого испытания. На самом деле это значение изменяется при проведении серии испытаний, разделенных между собой периодом высыхания ленты. Кстати, было замечено, что это значение меняется меньше, когда, после десяти испытаний, позволяющих определить среднее значение, ленту обильно смачивают водой. Предпочтительно также очищать и даже менять полосу скольжения между двумя испытаниями.

Разрабатывая этот способ, заявитель провел сравнительные испытания для антифрикционных лент, выполненных путем экструзии из смеси полистирола и полиэтиленоксида с разными молекулярными весами.

Все проведенные испытания показали, что присутствие в смеси только одного полиэтиленоксида с низким молекулярным весом, а именно порядка 300.000, или в присутствии полиэтиленгликоля приводит к возникновению склеивания, мешающего скольжению.

И наоборот, в соответствии с настоящим изобретением, при использовании полиэтиленоксидов с молекулярным весом, превышающим 3,5 миллиона, были получены первоначальные коэффициенты динамического трения, примерно равные или ниже 0,2, то есть коэффициенты, обеспечивающие хорошее скольжение, при которых не возникает склеивания.

Заявителем были разработаны испытания, которые, хотя и являются субъективными, все же более приближены к реальным условиям бритья. Две сравниваемые друг с другом антифрикционные ленты приклеивают на несущую пластину, причем обе ленты располагают параллельно друг другу на расстоянии примерно от двух до трех сантиметров. Испытания включают в себя две операции, повторяемые многократно последовательно, а затем одновременно в течение нескольких дней подряд: первая операция заключается в погружении пластины в теплую воду (порядка 40-42^oС), тем самым имитируют ополаскивание бритвы в теплой воде под краном; во время второй операции двумя пальцами одной руки трут одновременно обе ленты, имитируя движение при бритье. При каждом испытании операции проводятся в течение разных промежутков времени. В первом примере первая операция длится 15 с, а вторая - 1 мин, при этом обе операции осуществляют последовательно всего два раза. Во втором примере первая операция длится 5 с, а вторая - 30 с, и обе операции осуществляют последовательно всего четыре раза. Серию испытаний, состоящую из повторения этих двух операций, проводят в течение нескольких дней подряд, например 6 или 7 дней, имитируя продолжительность использования одноразовой бритвы.

Ощущение скольжения, возникающее одновременно на двух пальцах, позволяет произвести относительное сравнение двух лент с точки зрения способности скольжения и оценить разницу в скольжении между двумя лентами. В частности, благодаря таким испытаниям, воспроизводящим очень близко процесс бритья, заявитель смог выяснить, что антифрикционная лента, полученная путем экструзии из полимерной смеси, состоящей из полистирола и полиэтиленоксида типа "Алькокс 300", обладает способностью скольжения, постоянно превышающей способность скольжения известной ленты, полученной при тех же условиях, но из смеси полиэтиленоксида и полиэтиленгликоля; более того, эта разница становится все заметнее с каждой последующей операцией имитации бритья.

В случае применения антифрикционной ленты в соответствии с настоящим изобретением отмечается небольшое уменьшение способности скольжения, относительно равномерное в каждый последующий день испытаний, тогда как при применении уже известной ленты происходит такое же уменьшение, но на третий или четвертый день испытаний отмечается резкое падение способности скольжения.

Относительно крепления антифрикционной ленты в соответствии с настоящим изобретением на головке бритвы заявитель предлагает применять технологию ультразвуковой сварки. С целью проверки качества ультразвуковой сварки между полистиролом и полиэтиленоксидом полистироловые пластинки были сварены с пластинками, экструдированными из смеси 60% полиэтиленоксида и 40% полистирола. Чтобы проверить качество сварочного шва пластинку, экструдированную из полистирола и полиэтиленоксида, закрепляют в тиски, захватывают пластинку из полистирола и тянут ее до момента разрыва. Разрыв происходит либо на уровне собственно сварочного шва, либо на уровне пластинки из полистирола и полиэтиленоксида. В основном считают, что достигнуто хорошее качество сварочного шва, когда в большинстве случаев разрыв происходит на уровне пластинки, а не на уровне шва.

Ниже приводится таблица с результатами, полученными для ранее указанных материалов Алькокс 160, 240 и 300. Дополнительное испытание было проведено для материала Алькокс Е 100, имеющего объявленный товаропроизводителем молекулярный вес от 2,5 до 3 миллионов. Как можно убедиться, в последнем случае качество сварочного шва менее удовлетворительно, поскольку все разрывы произошли на уровне собственно шва, а не на уровне материала. Кроме того, отмечается значительное различие между средней силой в килограммах, необходимой для разрыва ленты, полученной из Алькокс Е 100, по отношению к результатам, полученным при испытаниях материалов Алькокс Е 160, Е 240 и Е 300, для которых значения результатов оказались очень близкими. Что же касается коэффициента динамического трения и свариваемости материалов ультразвуком, наилучший результат отмечен для антифрикционной ленты, полученной путем экструзии из смеси, содержащей 40% по весу полистирола и 60% по весу полиэтиленоксида с молекулярным весом от 7 до 8 миллионов, при этом указанную ленту наваривают ультразвуком на полистироловую головку бритвы.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения наилучшие результаты с точки зрения способности скольжения и продолжительности действия такой способности, а также с точки зрения качества продукции, обеспечиваются при изготовлении антифрикционной ленты путем экструзии из полимерной смеси, содержащей примерно 30% полистирола и примерно 70% полиэтиленоксида со средним молекулярным весом, превышающим 7 миллионов. Экструдированная масса более компактна по сравнению с полиэтиленоксидами меньшего молекулярного веса, что позволяет получить более точный и равномерный профиль ленты.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения с применением материала Алькокс 300 (средний молекулярный вес - от 7 до 8 миллионов) смесь содержит 66,5% материала Алькокс 300, 32% полистирола и 1,5% добавок, в частности красящих пигментов.

Разумеется, что, кроме вышеупомянутых характерных полимерных материалов, антифрикционная лента в соответствии с настоящим изобретением может содержать добавки, необходимые для бритья, в частности, указанные в документе FR. 2410541 моющие средства, фармацевтические средства, косметические средства и коагулянты.

Антифрикционная лента для головки бритвы относится к вспомогательным средствам для бритья и используется при бритье механическим путем в одноразовой бритве. Головка бритвы используется в одноразовых бритвах. Антифрикционную ленту получают путем экструзии из полимерной смеси, содержащей нерастворимый полимерный материал и полиэтиленоксид. Лента имеет первоначальный коэффициент динамического трения, примерно равный или ниже 0,2. Экструдируемая смесь содержит в качестве полиэтиленоксида исключительно вещество со средним молекулярным весом, превышающим 3,5 млн. За счет этого значительно уменьшается риск возникновения раздражения кожи или ощущения скользкой кожи, при этом сохраняется способность скольжения на коже пользователя и не образуется из растворимого компонента пленка на коже. На головке бритвы путем ультразвуковой сварки крепят данную антифрикционную ленту. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Антифрикционная лента для одноразовой бритвы, получаемая путем экструзии, содержащая нерастворимый полимерный материал и полиэтиленоксид, отличающаяся тем, что она имеет первоначальный коэффициент динамического трения (К_D), примерно равный или ниже 0,2, причем экструдируемая смесь содержит в качестве полиэтиленоксида исключительно вещество со средним молекулярным весом, превышающим 3,5 млн. 2. Антифрикционная лента по п. 1, отличающаяся тем, что ее получают путем экструзии из смеси, состоящей из полистирола и полиэтиленоксида со средним молекулярным весом, превышающим 4 млн. 3. Антифрикционная лента по п. 2, отличающаяся тем, что ее получают путем экструзии из смеси полистирола и только одного полиэтиленоксида с молекулярным весом, превышающим 7 млн. 4. Антифрикционная лента по п. 3, отличающаяся тем, что ее получают из смеси, содержащей примерно 30% полистирола и примерно 70% только одного полиэтиленоксида с молекулярным весом, превышающим 7 млн. 5. Антифрикционная лента по п. 4, отличающаяся тем, что ее получают из смеси, содержащей 32% полистирола, 66,5% полиэтиленоксида с молекулярным весом от 7 до 8 млн и 1,5% добавок, в частности красящих пигментов. 6. Головка бритвы, на которой путем ультразвуковой сварки крепят антифрикционную ленту по любому из пп. 1-5. 7. Головка бритвы по п. 6, в которой участок, на котором крепят антифрикционную ленту, выполняют из полистирола.