Патентко-техйнче-^каябиблиотрна

Патентко-техйнче-^каябиблиотрна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 293322

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента ¹â€”

Заявлено 31.1.1969 (№ 1301740/23 5)

Приоритет 01.II.1968, № 702212, США

МПК В 26Ь 21/54

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете й1иннстров

СССР

Опубликовано 15.1.1971. Бюллетень № 5

УДК 672.718(088.8) Дата опубликования описания ОЗХП1.1971

Авторы изобретения

Иностранцы

Ирвин Вильям Фишбейн, Джон Дональд Гэллигэн, Энтони Макс

Шварц и Вильям Свен Янгквист (Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма

«Дзе Жиллет Компани» (Соединенные Штаты Америки) ВО Со,СЗ АД пллпйтыО-техЫКЦГКМ

БИБЛ

Заявитель

СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ БРЕЮЩИХ СВОЙСТВ ЛЕЗВИЙ

ДЛЯ БРИТВ

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 — Π— ) где R представляет собой алкиленовую группу с 2 — 4 углеродными атомами или перфторалкиленовую группу с 2 — 3 углеродными атомами, а tz является числом повторяющихся звеньев в полимере.

Улучшение бреющих свойств заключается в уменьшении усилия, необходимого для бритья, что проявляется в ослаблении нажима и значительного увеличения удобства и легкости бритья. Лезвие может быть изготовлено из углеродистой стали, закаленной нержавеющей стали и т. д. и в случае необ«одимости 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, ког10 да режущий край состоит из двух или более

«граней», выполненных в процессе шлифовки или полировки и пересекающихся по линии, параллельной острию. Толщину покрытия можно варьировать в определенных пределах.

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

20 лезвию.

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

2S перфторалкиленовые эфиры, перфторалкиленовая группа которых содержит от 2 до 3 атомов углерода. В качестве алкиленовых групп

293322

65 можно упомянуть этилен, — СН вЂ” CH> —, 1,3-пропилеи или триметилен, — СН СН СН вЂ” и тетраметилен, — СН СН СН СН вЂ”. В качестве перфторалкиленовых групп можно упомянуть тетрафторэтилен, — СРгСР— и 1,2-гексафторпропилен, — CFq — CF (CF>) —. В полнэфирах, используемых в настоящем изобретении, группы R могут быть одинаковыми или различными. Следовательно, при известных обстоятельствах могут использоваться сополимеры.

Поли алкиленовые 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 хорошую адгезию покрытия. Примерами такого рода соединений могут служить диизоцианаты. Эти диизоцианаты в результате реакции образуют вспомогательные аминогруппы, способные вступать 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 больше 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 весом более 5000, например от 6000 до 20000.

Применяемые пол иалкиленгликолевые эфиры могут быть получены конденсацией окиси этилена с этйленгликолем (получение полиэтиленгликолевого эфира), полимеризацией окиси 1,3-пропилена, — СН СН СН вЂ” Π—, в присутствии катионного катализатора, в частности дигидрата трехфтористого бора (НРз 2Н О) (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-а-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 проведении реакции при комнатной температуре целесообразно поддерживать молярное соотношение диизоцианата к гликолю более 3:1, предпочтительно 5 — 20:1. Реакция линейного структурирования доводится вплоть 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

N,N-диметилбензиламин. При использовании

его все гидроксигруппы реагируют в течение

1 — 30 час при комнатной температуре.

Линейно структурированные полиалкиленовыв 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 сшивающего 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.

Используемые полиперфторкарбоновые эфиры могут быть получены путем полимеризации фторуглеродных эпоксидов, в частности

293322 (— CFRg — СР2 — Π— ) и

I0

65 — CFg — — CFg — и СРз — CF — CF, в присутст,( вии подходящего катализатора, например активированного древесного угля или фторангидрида. Полученные полимеры могут быгь представлены по существу следующей формулой: где К представляет собой фтор- или трифторметильный радикал, а и 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 вЂ” F или !

0 — CF (С).= ) — С вЂ” F. При известных обстояИ

0 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 и настолько велико, что обеспечивает жесткость полимера. Особенно хорошие результаты достигнуты при использовании твердых тетр афторэтиленовых пол иэфиров.

Полиперфторкарбоновые полиэфиры обычно имеют низкую температуру плавления (меньше 100 С) и растворяются в таких растворителях, как 2-и-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

10о/,.

Несмотря на то что перфторкарбоновые полиэфиры можно наносить на режущие кромки в виде сплошного слоя без их нагревания до температуры плавления, что необходимо для создания хорошего сцепления с подложкой, установлено, что лучшие 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 сшивания. Верхний предел температур для протекания процесса поперечного сшивания определяется температурами, которые может выдержать само лезвие без существенно5

15 г0 г5

50 го 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 м аслоо бр азн ых продуктов. В качестрастворителя для 3TQH пользовать тетрагидронафталин, декагидронафталин, бензплдиметиламин, 2,2 - дихлорэтиловый эфир, а также N,N-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 пли повышенной температуре, что зависит 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), 1,5О/о 2,4-тол уилендиизоцианата (соотношение диизоцианата к гликолю 10: 1) и 0,08О/о 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.

Пример 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 л ин. Когда эти лезвия были сопоставлены с непокрытыми лезвиями, оказалось, что лезвия с покрытием значительно лучше, чем лезвия без покрытия, 293322

Предмет изобретения

45

Составитель А. Буяновский

Редактор Л. М. Новожилова Техред А. А. Камышникова Корректоры: В Петрова и Е. Ласточкина

Заказ 2156)5 Изд. М 923 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Сапунова, 2

Типография, пр.

Пример 3. Приготовлены тем же способом, что и в примере 2, группы растворов, с той разницей, что молекулярное соотношение диизоцианата и гликоля составляет 17: 1. Растворы реагируют от т/2 до 7 час и затем их наносят на группы лезвий из углеродистой стали, которые обрабатывают так же, как и в примере 2. Лезвия с покрытием признаны более лучшими, чем эти же лезвия без покрытий большинством датчиков испытательного стенда.

Пример 4. Раствор покрытия приготовлен так же, как и раствор в примере 1, с той разницей, что вместо 2,4-толуилендиизоцианата используют 1,5-нафталендиизоцианат и гликоль с молекулярным соотношением 10: 1. Раствор реагирует при комнатной температуре в течение 2 час и затем его наносят на несколько лезвий из углеродистой стали, которые после этого обработаны в воздуходувной печи при 160 С в течение 30 мин. Полученные в результате этого лезвия отмечены, как значительно лучшие по сравнению с непокрытыми лезвиями большинством датчиков испытательного стенда.

Пример 5. Группа лезвий из углеродистой стали покрыта твердым политриметиленгликолем, полученным при раскрытии кольца

1,3-пропиленоксида в присутствии трехфтористого бора. Покрытия обрабатывают на лезвиях в течение 20 мин при температуре 160 С.

Полученные в результате этого лезвия для бритв отмечены, как значительно лучшие по сравнению с лезвиями без покрытия большинством датчиков испытательного стенда.

Пример 6. Диоксановый раствор покрытия, содержащий 5 /о карбопарафина и 1,15%

2,4-толуилендиизоцианата, реагирует в течение 23 дней при комнатной температуре. Полученный гелеобразный раствор, который превращается в жид ::ость посредством встряхивания, нанесен на лезвия из углеродистой стали погружением, и покрытие обрабатывают в течение 10 ник при 160 С. Когда эти лезвия были сопоставлены с лезвиями без покрытия, оказалось, что лезвия с покрытием значительно лучше, чем лезвия без покрытия.

Пример 7. Несколько лезвий из нержавеющей стали погружены в 2-и-перфторпропилоксациклоперфторгексановый раствор покрытий, содержащий 1 твердого политетрафторэтиленоксидного полимера. Покрытие лезвия нагревают в атмосфере аргона при температуре 371 С в течение 30 мин. В результате нагревания покрытие из тетрафтор5

35 этиленового полиэфира претерпевает изменения, после которых оно становится уже нерастворимым в 2-и - перфторпропилоксациклоперфторгексане. Когда лезвия испытаны на срезание смоченных волос, оказалось, что для сбривания этих волос лезвия требуют на 50o меньше усилия, необходимого для бритья лезвиями без покрытия. Они были признаны значительно лучшими большинством людей, испытывавших их.

Пример 8. Две группы лезвий покрыты, как описано в примере 7, с той разницей, что одну группу подвергают термической обработке в водородной атмосфере вместо аргоновой, а другую обрабатывают в атмосфере азота вместо аргона. Лезвия не уступают по своим свойствам лезвиям, обрабатываемым в атмосфере аргона.

Пример 9. Несколько лезвий из нержавеющей стали, предварительно очищенных в трихлорэтилене, погружены на 10 сек в раствор, содержащий 10 смз 1,1,2 - трихлор-1,2,2трифторэтана, 5 мг полигексафторпропиленоксидного полимера и 0,08 мг гидроперекиси кумола. Погруженные лезвия размещены в зажиме на некотором расстоянии друг от друга и подвергаются нагреванию в атмосфере аргона при температуре 287 С в течение 10мин.

Затем лезвия вновь смачивают раствором и снова подвергают нагреванию в атмосфере аргона при температуре 287 С в течение

30 мин. Когда лезвия были испытаны, большинство испытывающих их людей отметили значительное превосходство этих лезвий по сравнению с непокрытыми контрольными.

Лезвия с покрытием требуют меньшего усилия для срезания влажных волос, чем лезвия, не имеющие покрытия.

Способ улучшения бреющих свойств лезвий для бритв путем нанесения на режущую кромку лезвия полимерного покрытия с последующей термической обработкой нанесенного покрытия, отличающийся тем, что для нанесения покрытия используют полиэфир общей формулы (— К вЂ” Π— )„, где R представляет собой алкиленовую группу с 2 — 4 углеродными атомами или перфторалкиленовую группу с 2 — 3 углеродными атомами, а и является числом повторяющихся звеньев в полимере.