ПАТЕНТКО-ТЕХЙНЧЕ-^КАЯБИБЛИОТРНА Советский патент 1971 года по МПК B26B21/60 

СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ БРЕЮЩИХ СВОЙСТВ ЛЕЗВИЙ

Изобретение касается лезвий для бритв, и в частности оно касается способа улучшения бреющих свойств лезвий за счет покрытия режущей кромки лезвия твердым полиэфирным материалом.

Известно, что бреющие свойства лезвий для бритв можно улучшить, покрывая режущую кромку полимерными материалами, например политетрафторэтиленом, политрифторхлорэтиленом, фторированным сополимером этилена и пропилена.

Обнаружено, что бреющие свойства лезвий для бритв можно существенно повысить, если нанести на режущую кромку покрытие из полиэфира общей формулы

(-R-O-)n,

где R представляет собой алкиленовую группу с 2-4 углеродными атомами или перфторалкиленовую группу с 2-3 углеродными атомами, а п является числом повторяющихся звеньев в полимере.

Улучшение бреющих свойств заключается в уменьшении усилия, необходимого для бритья, что проявляется в ослаблении нажима и значительного увеличеиия удобства и легкости бритья. Лезвие может быть изготовлено из

ДЛЯ БРИТВ

углеродистой стали, закаленной нержавеющей стали и т. д. и в случае необходимости сталь может быть дополнительно покрыта другими металлами или сплавами, например хромом. Полиэфирное покрытие может простираться вдоль всей клиновидной поверхности режущей кромки или может покрывать только ту грань, которая непосредственно прилегает к острию. Последнее относится к случаю, когда режущий край состоит из двух или более «граней, выполненных в процессе щлифовки или полировки и пересекающихся по линии, параллельиой острию. Толщину покрытия можно варьировать в определенных пределах.

Считается, что наиболее предпочтительными являются покрытия толщиной, например, в случае мономолекулярного слоя, до 1 мк, иричем эти покрытия являются непрерывными и имеют хорошую адгезию к металлическому

лезвию.

Как уже указывалось, под термином полиэфиры следует понимать прелсде всего полиалкиленовые эфиры, алкиленовая группа которых содержит от 2 до 4 атомов углерода, и

можно упомянуть этилен, -СНа-СН2-; 1,3-пропилен или триметилен, -СН2СН2СН2- и тетраметилен, -СН2СН2СН2СН2-. В качестве перфторалкиленовых групп можно упомянуть тетрафторэтилен, -СР2СР2- и 1,2-гексафторпропилен, (СРз)-. В полиэфирах, используемых в настоящем изобретении, группы R могут быть одинаковыми или различными. Следовательно, при известных обстоятельствах могут использоваться сополимеры.

Полиалкиленовые эфиры, используемые в предлагаемом способе, являются, как правило, веществами с высоким молекулярным весом, что используется для получения на режущей кромке лезвия водоотталкивающей, имеющей хорошую адгезию пленки, которая не смывается водой и не сдвигается с режущей кромки в процессе бритья. Обычно полиалкиленовые эфиры, содержащие 3 и более углеродных атома, в частности включающие триметиленовые или тетраметиленовые группы, можно получить в виде жестких водоотталкивающих полимеров. Однако, такие полиалкиленовые эфиры, как полиэтиленгликоли, получаются обычно растворимыми в воде или чувствительными к действию воды и имеют незначительную когезию. Поэтому в случае использования предлагаемых полиалкиленгликолевых эфиров последние подвергаются линейному структурированию при вступлении в реакцию с концевыми гидроксигруппами бифункциональных соединений для увеличения длины эфирной цепи. Особенно предпочтительным в данном случае является то, что полиалкиленгликолевые эфиры подвергаются линейному структурированию соединениями, которые не только удлиняют полимерную цепочку, но и в результате реакции образуют другие реакционноспособные группы, в частности аминогруппы, которые предназначены для поперечного сшивания полиэфиров и образования на режущей кромке лезвия водоотталкивающего и имеющего хорощую адгезию покрытия. Примерами такого рода соединений могут служить диизоцианаты. Эти диизоцианаты в результате реакции образуют вспомогательные аминогруппы, способные встуиать в реакцию с диизоцианатом, сшивая таким образом полиэфиры на режущей кромке лезвия.

Установлено, что для линейного структурирования полиалкиленовых эфиров предпочтительно использовать полиэфиры большого молекулярного веса, например, более 1540, что необходимо для получения в результате линейного структурирования полимера, который по своим свойствам больще относится к полиэфиру, чем к полиуретану. Если в качестве исходных соединений применяют полиэтиленгликоли, то наилучшие результаты получают при использовании продуктов с молекулярным весом более 3000 и особенно с молекулярным BeqoM более 5000, например от 6000 до 20000.

Применяемыеполиалкиленгликолевые

эфиры могут быть получены конденсацией

окиси этилена с этйленгликолем (получение

полиэтиленгликолевого эфира), нолимеризацией окиси 1,3-пропилена, -СН2СН2СН2-О-,

в присутствии катионного катализатора, в частности дигидрата трехфтористого бора

(НРз-21 20) (получение политриметиленгликолей), а также полимеризацией тетрагидрофурана в присутствии катализатора, например пятифтористой сурьмы или пятифтористого фосфора (получение политетраметиленгликолей).

В качестве используемых для линейного структурирования диизоцианатов применяют толуилен-2,4-диизоцианат, нафтален-1,5-диизоцианат, метиленди-/г-фенилдиизоцианат,

3,3-диметокси-4,4-бифенилендиизоцианат и гексаметилен-1,6 - диизоцианат. Предпочтительно, однако, использовать первый и второй из вышеуказанных диизоцианатов.

Реакция линейного структурирования может протекать в инертном растворителе, в котором может растворяться структурированный полимер, например в диоксане и толуоле. Если реакцию проводить при комнатной температуре, то это способствует образованию линейно структурированного полимера и сводит к минимуму возникновение в полимере поперечных связей. Установлено, что при нроведении реакции нри комнатной температуре целесообразно поддерживать молярное соотношение диизоцианата к гликолю более 3:1, предпочтительно 5-20:1. Реакция линейного структурирования доводится внлоть до того момента, когда все гидроксигруппы гликоля

прореагировали. Как правило, реакция линейного структурирования завершается при комнатной температуре примерно через 15-30 дней. Однако реакцию можно значительно ускорить, используя катализатор, в частности

М,Ы-диметилбензиламин. При использовании его все гидроксигруппы реагируют в течение 1-30 час при комнатной темнературе.

Линейно структурированные полиалкиленовы эфиры можно наносить на режущую кромку непосредственно из растворов, в которых они получены. При этом присутствующий в них структурирующий агент может быть использован в качестве сщивающего агента при

последующем нанесении раствора и соединении покрытия с металлической поверхностью без использования дополнительных сшивающих средств. Нанеся покрытие на режущую кромку, полиэфир можно подвергнуть желатинизации путем нагревания лезвия до температуры 100-250°С, предпочтительно до температуры 160°С в течение 30 мин.

-Ср2--Ср2- И СРз-CF-CF, в присутст- О

ВИИ подходящего катализатора, например активированного древесного угля или фтор ангидрида. Полученные полимеры могут быть представлены по существу следующей формулой:

(CFR(-CF2-0-)«

где RI представляет собой фтор- или трифторметильный радикал, а п является числом повторяющихся звеньев в полимере. Эфиры, как правило, содержат в качестве одной концевой группы перфторалкиленовую группу, а в качестве другой - перфторкислотный фторидный радикал, например -CF-С-F или

1

-CF(CF3)-С-F. При известных обстояII О

тельствах фторкислотная концевая группа может быть с помощью известных реакций переведена в соответствующую карбоновую кислоту, соль карбоновой кислоты, сложный эфир, амид и т. д. Наиболее пригодны такие перфторкарбоновые эфиры, у которых значение п настолько велико, что обеспечивает жесткость полимера. Особенно хорошие результаты достигнуты при использовании твердых тетрафторэтиленовых полиэфиров.

Полиперфторкарбоновые полиэфиры обычно имеют низкую температуру плавления (меньще 100°С) и растворяются в таких растворителях, как 2-н-перфторпропилоксациклоперфторгексан. Это свойство отличает данные соединения от перфторкарбоновых полимеров, например политетрафторэтилена, которые имеют высокие температуры плавления (более 300°С) и не растворяются в известных растворителях. Растворимость перфторкарбоновых полиэфиров, а также их хорошая смачивающая способность обеспечивают довольно легкое нанесение сплошной пленки полиэфира на режущую кромку. Концентрацию раствора можно изменять в зависимости от специфики применения полимеров, однако обычно эта концентрация составляет от 1 до 10%.

Несмотря на то что перфторкарбоновые полиэфиры можно наносить иа режущие кромки в виде сплощного слоя без их нагревания до температуры плавления, что необходимо для создания хорошего сцепления с подложкой, установлено, что лучщие результаты достигаются при нагревании нанесенного слоя до температур, несколько превышающих температуры их плавления. При этом при температуре выше 160°С происходит процесс, называемый в данном способе процессом поперечного сщивания. Верхний предел температур для протекания процесса поперечного сшивания определяется температурами, которые может выдержать само лезвие без существенного размягчения, т. е. температурой около 427°С для лезвий из нержавеющей стали. Предпочтительно, однако, нагревать лезвия с нанесенным покрытием из перфторкарбоновых полиэфиров в печи при температуре от 287 до 371 °С в течение 30 мин. Желательно, чтобы окончательный процесс поперечного сшивания проходил в защитной атмосфере, например в вакууме, в восстановительном газе, например водороде или крекированном аммиаке, в инертном газе, например азоте или аргоне, или в слегка окисленной атмосфере. Применение атмосферы из аргона является наиболее предпочтительным.

При нанесении полиэфирного покрытия лезвия заостряют обычным способом, а затем промывают при повышенной температуре в подходящем растворителе, служащем для удаления маслообразных продуктов. В качестве растворителя для этой цели можно использовать тетрагидронафталин, декагидронафталин, бензилдиметиламин, 2,2 - дихлорэтиловый эфир, а также Ы,М-диметилформамид, который следует считать наиболее удачным растворителем. Покрытие может быть нанесено на режущую кромку любым известным способом, например погружением в полиэфир, распылением и т. п. Лучше наносить покрытия из растворов в соответствующих

растворителях, которые удаляют затем при комнатной или повышенной температуре, что завпсит от типа применяемого растворителя. Желательно, чтобы термическая обработка покрытий проводилась в закрытых камерах, атмосфера и температура которых поддаются точному регулированию.

Пример 1. Раствор, содержащий 5% полиэтиленгликоля (мол. вес 6000), 1,5% 2,4-толуилендиизоцианата (соотношение диизоциапата к гликолю 10 : 1) и 0,08% бензилдиметиламина в диоксане, подвергают взаимодействию при комнатной температуре в течение 1 час. Несколько лезвий из углеродистой стали, предварительно промытых диметилформамидом, опускают в раствор и нагревают в печи с нагнетаемым воздухом при температуре 160°С в течение 30 мин. После этого лезвия подвергают испытанию на стенде в сравнении с непокрытыми лезвиями. Покрытые лезВИЯ признаны значительно более удобными большинством датчиков.

П р и .м е р 2. Раствор покрытия приготовлен так же, как и в примере 1, с той разницей, что молекулярное соотношение диизоцианата к гликолю составляет 7:1. Раствор разливают на отдельные части и реакция протекает (у каждой части по разному) от 5 до 24 час при комнатной температуре. Группы

лезвий из углеродистой стали покрывают различными растворами и нагревают до температуры 160°С в течение 30 мин. Когда эти лезвия были сопоставлены с непокрытыми лезвиями, оказалось, что лезвия с покрытием