CN106232308B - 具有滑动表面的个人护理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种个人护理装置，例如刀片剃须刀或电动剃须刀，其具有用于与皮肤和/或毛发接合的表面。这种装置的表面由基底形成，在基底上设置有硬涂层。在硬涂层上设置有包括亲水性聚合物侧链的润滑层。硬涂层中结合有颗粒，所述颗粒使所述亲水性聚合物侧链共价连接至所述颗粒。此外，本发明涉及一种制造用于这种个人护理装置的皮肤接合表面的方法。

Description

具有滑动表面的个人护理装置

技术领域

本发明涉及一种个人护理装置，特别是具有用来与用户的皮肤和/或毛发可滑动地接合的至少一个表面、即用来在与皮肤和/或毛发的滑动接触中使用的至少一个表面的个人护理装置。优选地，本发明涉及个人护理毛发切割或毛发剃除装置，其具有位于用于与皮肤和/或毛发可滑动地接触的所述至少一个表面上的至少一个毛发切割或毛发剃除区域。这种个人护理装置的示例是：刀片剃须刀，特别是具有被涂覆的剃须刀刀刃的刀片剃须刀；以及电动剃须刀，特别是具有被涂覆的切割单元或其他被涂覆的皮肤接合表面(例如电动剃须刀的剃须头的皮肤接合表面)的电动剃须刀。更具体地，本发明涉及具有提供润滑效果的涂层的刀片剃须刀或电动剃须刀。此外，本发明涉及一种用于制造这种个人护理装置上的低摩擦表面的方法。

背景技术

在剃须期间切割或剪切毛发时，毛发对切割刀片的侧边的摩擦是重要的方面。特别地，切割的容易程度与所述摩擦相关，并且所述摩擦影响剃须期间体验的舒适性。特别是在刀片剃须的情况下，所述摩擦可能导致皮肤上的伤痕和切口。剃须期间的舒适性也受到皮肤与刀片剃须刀或电动剃须刀的其他皮肤接合表面之间的摩擦的影响。

因此，毋庸赘言的是，在现有技术中进行了很多尝试以减小皮肤和/或毛发与用于与用户的皮肤和/或毛发可滑动地接合的个人护理装置的表面之间的摩擦，尤其是(但不是一定地)在潮湿的环境下，例如在刀片剃须刀的情况下。已经提出了多种摩擦减小措施。

例如参照美国专利申请公开No.2003/0096060。所述公开教导了一种包括基底的剃须刀刀片，该基底具有由尖锐的尖端和相邻的侧面限定的切割边缘、切割边缘上的一层硬(碳)涂层以及含铬涂层的外涂层。该外涂层被涂覆聚四氟乙烯(PTFE)外层。所述外层用来提供减小的摩擦。

另外在US-A-3,754,329中描述了剃须刀刀片，其包括由两个侧面部限定的至少一个切割边缘部，所述两个侧面部之间具有狭窄的包角。每个侧面部的至少一部分具有硬金属的RF溅射涂层和/或有机塑料材料的溅射涂层。所述有机塑料材料的示例为疏水的且具有低摩擦特性的聚合物，例如聚四氟乙烯或类含氟或含氯聚合物或聚乙烯。

另外，可以参照德国“offenlegungsschrift”24 16 560，其公开了这样一种剃须刀刀片，该剃须刀刀片具有施加在其上以便于附着至润滑剂的涂层。所描述的低摩擦材料是疏水材料，如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚六氟氧丙化烯、聚三氟氯乙烯和聚乙烯。

不幸的是，PTFE涂层，或者更一般地说是以类似或相应的方式应用的、在前面两段中描述的类型的其他摩擦减小聚合物，当在剃须期间施加的毛发和皮肤的机械载荷的影响下在皮肤上滑动时磨损得相对较快。这导致剃须舒适性随时间而降低。

本发明的目的是提供一种具有用于与用户的皮肤和/或毛发可滑动地接合的一个或多个表面的个人护理装置，其中该个人护理装置具有延长的润滑效果，从而导致在使用该装置时延长的舒适性。

发明内容

在第一方面，本发明涉及一种具有用于与用户的皮肤和/或毛发可滑动地接合的一个或多个表面的个人护理装置，其中所述一个或多个表面包括通过物理气相沉积技术、溅射技术、或化学气相沉积技术来应用的硬涂层，所述硬涂层通过在其中结合颗粒而被改性，所述颗粒使亲水性聚合物侧链(pendant hydrophilic polymer chain)通过共价键连接至颗粒。在本发明的一个优选实施方式中，个人护理装置是毛发切割或毛发剃除装置，其具有位于用于与用户的皮肤和/或毛发可滑动地接合的所述一个或多个表面上的至少一个毛发切割或毛发剃除区域。

与在“背景技术”一节中讨论的上述非亲水性聚合物链相反，亲水性聚合物链吸水并且发生膨胀，以形成具有与毛发和皮肤的低摩擦的水凝胶结构或相似类型的结构。由于亲水性聚合物链是侧链的并且通过结合在设置于个人护理装置上的相关表面(例如剃须刀刀片表面)上的硬涂层中的颗粒而共价连接，所以与这种亲水性聚合物链非共价地直接连接至表面的基本基底的皮肤接合表面相比，实现了剃须期间对磨损的高抵抗力。因此，亲水性聚合物链形成了个人护理装置上的高度润滑的涂层，具有对表面的良好附着性。获得了例如用于剃须应用的高耐久性。

此外，个人护理装置的可用寿命、特别是在具有涂覆切割刀片的刀片剃须刀的情况下通过将亲水性聚合物侧链共价键合至嵌入在硬涂层(硬涂层设置于皮肤接合表面的基底上)中的颗粒而得以延长。在本文的描述和所附权利要求中，术语“颗粒”指的是由嵌入在涂层中的化合物或组分构成的实体，其中该涂层由不同的材料构成。

也就是说，硬涂层中结合有具有活性基或反应基的颗粒，亲水性聚合物侧链通过所述活性基或反应基被共价连接。通过将这些颗粒(这些颗粒由于与其连接的活性基或反应基也可以称为“功能化颗粒”)结合到硬涂层中，将活性基设置在硬涂层的外表面。这使得亲水性聚合物链能够强力地共价连接至硬涂层，特别是结合至硬涂层中的颗粒。“具有活性和/或反应基的颗粒”意指非惰性的、但是能够与亲水性聚合物链或其结构单元(单体或低聚物)反应以形成能使共价键合的亲水性聚合物链连接至其的颗粒。这将在下文中进一步阐述。

根据本发明的个人护理装置可以例如是包括切割刀片的刀片剃须刀或包括切割单元的电动剃须刀，其中所述切割刀片或所述切割单元包括硬涂层，根据本发明，所述硬涂层具有结合在其中的所述颗粒，所述颗粒使亲水性聚合物侧链共价连接至所述颗粒。可替代地，根据本发明，刀片剃须刀或电动剃须刀的另一个皮肤接合表面(例如与切割刀片或切割单元相邻地布置的皮肤支撑表面)可以设置有所述硬涂层，所述硬涂层具有结合在其中的所述颗粒，所述颗粒使亲水性聚合物侧链共价连接至所述颗粒。

在另一个方面，本发明涉及一种制造根据本发明的具有用于与用户的皮肤和/或毛发可滑动地接合的一个或多个表面的个人护理装置的方法，在一个实施方式中，该个人护理装置具有位于用于与皮肤和/或毛发可滑动地接合的所述一个或多个表面上的至少一个毛发切割和/或毛发剃除区域；或者，本发明涉及一种改性根据本发明的个人护理装置的皮肤接合表面的方法，所述方法包括：

(i)通过物理气相沉积技术、溅射技术、或化学气相沉积技术而向所述表面提供硬涂层，通过在所述硬涂层中结合了具有活性基或反应基的颗粒而对所述硬涂层改性；以及

(ii)将亲水性共聚物侧链共价连接至所述活性基或反应基。

本发明的这些及其他方面将从下面描述的实施方式显而易见并将参照这些实施方式进行阐释。

具体实施方式

如前所述，在第一方面，本发明涉及一种具有用于与用户的皮肤和/或毛发可滑动地接合的一个或多个表面、例如剃须刀刀片或毛发切割刀片的表面的个人护理装置，其中术语“毛发切割刀片”用作“剃须刀刀片”的同义词，其中所述一个或多个表面包括硬涂层，所述硬涂层具有与其共价连接的亲水性共聚物链侧。

特别地，本发明的包括所述硬涂层的个人护理装置在所述硬涂层中结合了具有活性和/或反应基的颗粒，亲水性共聚物侧链通过所述颗粒共价连接至硬涂层。

通常地，具有用于与用户的皮肤和/或毛发可滑动地接合的一个或多个表面的个人护理装置一般由适当的基底材料形成，例如不锈钢、金属或其他金属合金、陶瓷、复合物、塑料、玻璃、或这些材料的组合。更通常地，不锈钢用作剃须刀刀片的基底。如所指出的，在本发明的个人护理装置中，这些基底被涂覆硬涂层。

当今，用来与皮肤滑动接触的装置的表面或基底通常(如果不是总是)被直接应用在基底层上或者应用在中间层上的硬涂层覆盖。这种硬涂层可以提供提高的强度、抗腐蚀性和/或提高的剃须效率。该硬涂层可以由含碳材料例如金刚石、非晶金刚石或类钻碳、氮化物、碳化物、氧化物或其他陶瓷材料制成。在前面这里提到的US-A-2003/0096060中描述了适当的材料，并且在US-A-2013/0031794中还描述了原理，下文中将对这些文献进行参考。根据本发明，使用这种硬涂层延长了剃须刀刀片的寿命，或者更一般地说，延长了个人护理装置的皮肤接合表面的寿命，所述涂层从与皮肤和毛发具有低摩擦的材料中选择，这些材料例如是类钻碳(DLC)。

中间层有助于硬涂层键合(bond)至基底材料。适当的中间层例如是含铌或含铬的材料。

另外根据本发明，硬涂层可以直接应用至基底，或者通过使用一个或多个中间层间接地应用至基底。

在本发明中可用的亲水性聚合物链是基于具有极性基或带电功能基的单体的聚合物，这使得聚合物能够溶于水。

合适的亲水性聚合物能够吸水并且膨胀以形成水凝胶。这种聚合物的示例是多糖、纤维素衍生物、聚(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物、聚乙二醇和聚丙二醇。其他合适的亲水性聚合物是基于丙烯酰胺、顺丁烯二酸酐等的均聚物或共聚物。非常有利的聚合物是聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。

根据本发明，这种例如基于聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的涂层当不共价键合于设置在个人护理装置的皮肤接合表面(例如剃须刀刀片表面)上的硬涂层中的颗粒时，具有下述缺点：其通过聚合物链直接在基底表面上的缠结(entanglement)而非常弱地连接至表面。这导致剃须期间这种涂层快速磨损并且当应用于剃须刀刀片时与例如PTFE相比(如在前面引用的US-2003/0096060-A1中所教导的)较不合适。更一般地，亲水性聚合物涂层的缺点在于，当通过聚合物链直接在基底表面上的缠结以常规的方式应用时，涂层弱地连接至装置的表面。这不仅导致润滑层的快速磨损，而且还导致装置(例如剃须刀刀片)本身的表面的磨损。

根据本发明应用的亲水性涂层通过化学地键合至用于与皮肤滑动接触的表面而非仅仅物理地结合，从而对例如剃须期间的磨损的抵抗性更强。结果，根据本发明的亲水性涂层的聚合物链具有与结合在硬涂层中的颗粒的共价键合，硬涂层设置于基底上。最理想地，这通过接枝到存在于硬涂层中的颗粒上或者可替代地通过将聚合物(或低聚物)键合至存在于硬涂层中的颗粒的活性基而实现。

在一个优选实施方式中，个人护理装置是包括剃须刀刀片的刀片剃须刀，其中剃须刀刀片具有被硬涂层涂覆的尖锐的基底，并且使亲水性聚合物侧链共价连接至硬涂层中的颗粒。

剃须刀刀片一般包括通常由不锈钢制成的尖锐的基底，但是其他合适的材料和合金也能够用作基底的材料。根据本发明的个人护理装置的剃须刀刀片或毛发切割刀片可以是干式剃须刀或湿式剃须刀(无论是电驱动还是手动操作)的一部分。

原则上，可以使亲水性聚合物链共价地且侧链地连接至剃须刀的尖锐基底的材料。然而，由于用于剃须应用的不锈钢具有有限的形成这种共价键的能力，所以根据本发明提出了硬涂层材料作为基底与亲水性聚合物层之间的中间层。特别地，硬涂层能够容易地改性以实现能够实现亲水性聚合物链的共价键合，其中亲水性聚合物链形成具有用于剃须的良好的附着性和耐久性水凝胶。

特别地，根据本发明，用于与用户的皮肤和/或毛发可滑动地接合的个人护理装置的表面设置有硬涂层，该硬涂层通过在其中结合具有活性基和/或反应基的颗粒而被改性。

这种活性基和/或反应基应当提供亲水性聚合物链与硬涂层的连接或键合，并且应当以允许在个人护理装置的相关表面上形成有效的亲水性聚合物涂层的数量存在。

在一个具体的实施方式中，颗粒的密度朝所述硬涂层的外表面增大。该实施方式保留了常规的硬涂层的功能并且使用于亲水性聚合物层的共价键合或接枝的能力最大化。

理想的方法是将在表面具有活性基的陶瓷颗粒结合到硬涂层的材料中。

如所指出的，将硬涂层应用至相关的皮肤接合表面的基底并且在应用过程中将诸如具有活性基的聚合物或陶瓷之类的材料包括到该硬涂层中是容易的。在该材料中，在材料颗粒的表面处存在大量的活性基。通过将该材料分布到硬涂层中，活性基将设置在硬涂层的外表面处。这些活性基用来实现随后被应用在硬涂层上的亲水性聚合物链的强力共价键合。

另外，将颗粒包括在基底材料特别是钢中将减损钢的基本属性。此外，硬涂层是对剃须刀刀片的相关且有用的添加物。另外，通过硬涂层设置有朝向硬涂层的外表面的颗粒密度梯度的实施方式，所述共价键合不会实质地减损或消除硬涂层的功能。

在制造根据本发明的个人护理装置的方法中，通过将包括所述活性基和/或反应基的颗粒引入到设置在装置的相关皮肤接合表面上的硬涂层中而提供所述活性基和/或反应基。合适的活性基和/或反应基例如从由羟基、酸根、胺基、酰胺基及其混合物构成的组中选择。

这些功能性活性基可以形成引入到硬涂层中的颗粒的一部分。这种颗粒的示例是二氧化硅颗粒或金属颗粒，例如氧化铝或具有适于共价键合的氧化物层的其他金属颗粒。此外，可以使用聚合物颗粒，即具有适于与亲水性聚合物的基发生反应的活性基的聚合物颗粒。这种功能性聚合物颗粒的示例是尼龙和多氧化物。

在本发明的制造方法中，将亲水性聚合物链共价连接至所述活性基的步骤可以例如通过将聚合物链接枝到所述活性基中而实现，或者可以通过将低聚物或聚合物连耦合至所述活性基而实现。

因此，根据本发明，在设置于个人护理装置的相关表面上的硬涂层中结合了下述材料：所述材料(例如具有活性基或陶瓷或金属成分的聚合物颗粒)并不一定本身具有低摩擦，但是能够牢固地包含在设置于所述表面上的硬涂层中，并且具有活性基和/或反应基、或者暴露于环境的活性基和/或反应基。

优选地，当硬涂层被应用于形成个人护理装置的皮肤接合表面的基础的基底时，含有活性基或反应基的化合物和/或颗粒被引入。硬涂层通常通过已知的技术例如物理气相沉积(PVD)、(磁电管或射频)溅射或化学气相沉积(CVD)来应用。在一个优选的实施方式中，包括活性基和/或反应基的颗粒或成分根据浓度梯度被结合到硬涂层内，其中该梯度优选地形成为使得活性基和/或反应基的浓度沿朝向意在与皮肤接触的硬涂层的外表面的方向增大。

随后，例如通过将预聚合的聚合物链共价键合到存在于硬涂层的表面附近的颗粒上而实现亲水性聚合物层。在另一个实施方式中，聚合物链能够从存在于硬涂层的表面附近的各个单体生长(接枝)。这能够例如通过接枝酰胺以产生非常亲水的聚酰胺涂层来实现。

与共价键合的亲水性聚合物层的制备方式无关地，可以地基于所需的属性与亲水性聚合物层发生进一步反应，例如交联或着色。在一个优选的实施方式中，亲水性聚合物链被交联，以进一步减小亲水性涂层的磨损。

共价键合的亲水性涂层能够具有装饰属性，并且更重要地是能够具有功能属性。在适当的实施方式中，共价键合层由用作润滑层的亲水性聚合物构成，同时与常规应用的亲水性涂层相比耐磨性更高。

亲水性聚合物层能够通过将预聚合的聚合物链共价键合到结合在硬涂层中的颗粒上而实现。在另一个实施方式中，聚合物链从存在于硬涂层的表面上的单体生长(接枝)。在一个优选的实施方式中，共价键合层由用作润滑层的亲水性聚合物构成；与常规应用的亲水性涂层相比，该润滑层更耐磨。

适用于剃须装置并使得能够包括聚合物的特定的硬涂层是低摩擦铝硼化镁(BMA)涂层。然而，下面的描述同样适用于其他硬涂层材料的应用。在美国申请2013/0031794中详细描述了BAM涂层的示例。顺带地说，已知的是在这种涂层中能够包括低摩擦聚合物(例如PTFE)，并且这种包括的聚合物的浓度和分布能够在使用PVD和/或CVD的涂层应用工艺期间变化。然而，形成亲水性聚合物的低摩擦水凝胶不太适于在BAM沉积过程中被包括，并且不太可能幸免于所用的沉积工艺而存在。

在本发明的一个实施方式中，在应用BAM层期间，能够将具有活性基的聚合物或颗粒结合到BAM层中。通过将这种载有活性基的材料包括到BAM层中，这些活性基能够用来产生或包括设置在例如剃须刀刀片或剃须头的皮肤接合表面上的BAM层上方的耐久的亲水性涂层。

随后，通过使亲水性聚合物链与所包括的颗粒、化合物或组分的活性基发生反应而将这些聚合物链应用至含有活性基的BAM层的表面。反应的类型将取决于聚合物链的类型和活性基的类型，但可以例如是酯化作用或醚化作用或酰胺功能的产生。

在中间步骤中，包括在BAM中的聚合物可以进一步通过等离子处理或电晕处理或臭氧处理而被活化，如在涂层领域所广泛公开的那样。

前面所述的实施方式已经描述了BAM层的一些细节。然而，在替代性实施方式中，硬涂层也可以由其他材料、例如基于复合DLC(类钻碳)涂层或电解质、无电镀Ni涂层或全生长Ni涂层的其他材料制成。也就是说，在后面两种替代形式中，也可以将材料包括在硬涂层中。

与硬涂层的类型以及结合在硬涂层中的材料或颗粒的类型无关地，优选使材料或颗粒以一定的梯度分布在硬涂层中。该梯度优选地提供颗粒的数量沿朝向硬涂层的外表面的方向增大。这种布置对能够实现活性基在硬涂层的外表面上的较高浓度的存在以及在更靠近基底的位置优化硬涂层本身是最佳的。

现在将在参照下面基于包括铝硼化镁(BMA)的硬涂层的剃须刀刀片的非限制性示例进一步阐述本发明。

示例1

利用如US 2013/0031794中描述的磁电管溅射向刀片剃须刀的剃须刀刀片的常规的不锈钢基底涂覆BAM层，改动之处在于，在该涂覆工艺期间，以增加的浓度添加二氧化硅颗粒。

获得涂覆了BAM的剃须刀刀片，其中二氧化硅颗粒沿朝向BAM涂层的外表面的方向以增大的浓度结合在BAM涂层中。

示例2

在适当的容器中，利用电晕处理使根据示例1制备的被涂覆的剃须刀刀片的表面活化。活化的表面、特别是存在于活化表面处的二氧化硅颗粒与无氧去离子水溶液接触，其中该水溶液含有重量百分比为7％的丙烯酰胺和重量百分比为1.5％的硝酸。该溶液具有45℃的温度。

随后，在氮气流下，添加硝酸铈铵至重量百分比为0.18％的总浓度，以催化接枝反应。

如果不再检测到硝酸铈铵的颜色，则将剃须刀刀片移除并用去离子水清洗。

将其放置在40℃的去离子水中的1M的氢氧化钠溶液中以将聚合的聚丙烯酰胺转化成酸式盐。

示例3

利用在示例2中描述的方法活化剃须刀刀片。

活化的表面此时被放置在含有重量百分比为5％的预聚合聚丙烯酰胺的溶液中，该溶液具有80℃的温度。

在15分钟的停留时间之后，用去离子水清洗剃须刀刀片，并将其放置在40℃的去离子水中的1M的氢氧化钠溶液中以将共价键合的聚丙烯酰胺转化成其酸式盐。

本发明不限于所公开的实施方式。这些实施方式被认作是很多替代方案的示例。在本说明中使用的词语“包括”并不排除其他元件或步骤。词语“一”并不排除多个，并且因此可以意指“至少一个”或“一个或多个”。

当在说明书和权利要求中述及百分比时，除非另有说明，否则这些百分比是相对总的组分的重量而言的重量百分比。

在各个权利要求中提到的或者在具体的各个实施方式中描述的特征可以有利地组合。

Claims (15)

1.一种个人护理装置，具有用于与用户的皮肤和/或毛发可滑动地接合的一个或多个表面，所述一个或多个表面包括通过物理气相沉积技术、或化学气相沉积技术来应用的硬涂层，所述硬涂层通过在其中结合颗粒而被改性，所述颗粒使亲水性聚合物侧链共价连接至所述颗粒。

2.根据权利要求1所述的个人护理装置，其中，所述物理气相沉积技术包括溅射技术。

3.根据权利要求1所述的个人护理装置，其中，所述个人护理装置是具有位于所述一个或多个表面上的至少一个毛发切割或毛发剃除区域的个人护理毛发切割或毛发剃除装置。

4.根据权利要求1所述的个人护理装置，其中，所述颗粒的密度朝所述硬涂层的外表面增大。

5.根据权利要求1所述的个人护理装置，其中，所述亲水性聚合物侧链通过键合或接枝而共价连接至所述颗粒。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的个人护理装置，其中，所述硬涂层被直接地或间接地应用在所述一个或多个表面上。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的个人护理装置，其中，在所述硬涂层上直接地或间接地应用有外涂层。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的个人护理装置，其中，所述个人护理装置是包括切割刀片的刀片剃须刀或者是包括切割单元的电动剃须刀，并且其中所述切割刀片、所述切割单元、或所述刀片剃须刀或所述电动剃须刀的另外的皮肤接合表面包括结合有所述颗粒的所述硬涂层，使所述亲水性聚合物侧链共价连接至所述颗粒。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的个人护理装置，其中，所述亲水性聚合物侧链是交联的。

10.一种制造具有用于与用户的皮肤和/或毛发可滑动地接合的一个或多个表面的前述权利要求中任一项所述的个人护理装置的方法或一种改性根据前述权利要求中任一项所述的个人护理装置的皮肤接合表面的方法，所述方法包括：

(i)通过物理气相沉积技术、或化学气相沉积技术而向所述表面提供硬涂层，通过在所述硬涂层中结合具有活性基或反应基的颗粒而对所述硬涂层改性；以及

(ii)将亲水性共聚物侧链共价连接至所述活性基或反应基。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述物理气相沉积技术包括溅射技术。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述颗粒引入到所述硬涂层中，使得所述颗粒的密度朝所述硬涂层的外表面增大。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述活性基或反应基从由羟基、酸根、胺基、酰胺基及其混合物构成的组中选择。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其中，步骤(ii)通过将聚合物链接枝到所述活性基或反应基而实现。

15.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其中，步骤(ii)通过将低聚体或聚合物耦合到所述活性基或反应基而实现。