CN106457301B - 处理剃刀片刀刃的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及表现出改善的剃刮性能寿命和较低切削力的剃刀片刀刃和制备刀刃的方法。常规的剃刀片由于外部涂层磨损和粘合损耗，具有随着使用而增大的切削力。当经受羊毛毡切割剃刮模拟时，根据新方法制备的刀刃表现出显著更低的切削力，这与初始和在所述刀片的使用寿命期间更舒适的剃刮相关联。本发明用第一溶剂处理具有第一粘附多氟烃涂层的剃刀刀刃以部分地去除所述多氟烃涂层、增加第二多氟烃涂层、加热、并用第二溶剂处理所述刀刃以提供具有薄的均匀多氟烃涂层的最终刀刃。优选的溶剂包括全氟烷烃、全氟环烷烃、和全氟芳族化合物，它们具有高于所述多氟烃在溶剂中的溶解温度的临界温度或沸点。

Description

处理剃刀片刀刃的方法
技术领域
本发明涉及改善的多氟烃涂覆的剃刀片刀刃及其新的制造方法。具体地，本发明涉及剃刀片刀刃，其具有薄的、粘附良好的多氟烃涂层和显著改善的首次剃刮有益效果，该有益效果在随后的剃刮期间被保持。
背景技术
未涂覆涂层的剃刀片尽管锋利，但不能用于剃刮干燥胡须而无太多不适感和疼痛，并且实际情况是必须同时使用胡须软化剂如水和/或剃刮膏或肥皂。甚至在同时使用胡须软化剂的情况下，用未涂覆涂层的刀片剃刮所产生的疼痛和刺激是由于拉动刀片的切割刃通过胡须所需的力过大，这种力被传递到邻近胡须从中延伸的毛囊的皮肤内神经，并且熟知的是由于过度拉拔这些毛发产生的刺激在已经停止拉拔后仍可持续很长一段时间。开发刀片涂层以解决这些缺点。然而，常规的剃刀片由于外部涂层磨损和粘合损耗，一般具有随着使用而增大的切削力。
Fischbein，公布于1963年1月8日的美国专利3,071,86描述了碳氟化合物涂覆的刀片，尤其是聚四氟乙烯涂覆的刀片。该刀片可通过如下涂覆：(1)将刀刃置于靠近碳氟化合物源处并且随后加热刀片，(2)用碳氟化合物分散体喷涂刀片，(3)将刀片浸入碳氟化合物分散体中，或(4)使用电泳。随后加热所得刀片以将聚四氟乙烯烧结到刀刃上。
Fischbein，公布于1970年6月30日的美国专利3,518,110公开了改善的固体碳氟化合物调聚物，其用于涂覆安全剃刀片。碳氟聚合物在310℃和332℃之间熔融，并且在350℃具有0.005至约600克每十分钟的熔体流。据信优选的聚合物具有范围为约25,000至约500,000克/摩尔的分子量。为了获得最好的结果，将固体碳氟聚合物破碎成范围为0.1至1微米的颗粒。将分散体静电喷雾到不锈钢刀片上。
Fish等人，公布于1972年4月25日的美国专利3,658,742公开了一种含水聚四氟乙烯(PTFE)分散体，其包含Triton X-100品牌的润湿剂，其被静电喷雾到刀刃上。含水分散体通过交换在购自E.I.DuPont，Wilmington，Del.的Vydax牌PTFE分散体(PTFE+Freon溶剂)中的Freon溶剂与异丙醇、并且随后交换异丙醇与水进行制备。
Trankiem，公布于1993年11月23日的美国专利5,263,256公开了一种在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的改善方法，该方法包括以下步骤：使具有至少约1,000,000克/摩尔分子量的碳氟聚合物经受电离辐射以使平均分子量降低到约700至约700,000克/摩尔；将辐射过的碳氟聚合物分散在水溶液中；用分散体涂覆所述剃刀片刀刃；以及加热所获得的涂层以熔融、部分熔融或烧结碳氟聚合物。
Trankiem，公布于2001年5月8日的美国专利6,228,428公开了一种在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，该方法包括使具有至少1,000,000克/摩尔分子量的干粉形式的碳氟聚合物经受电离辐射以降低该聚合物的分子量、在挥发性有机液体中形成辐射过的聚合物的分散体、将分散体喷雾到剃刀片刀刃上并且加热所获得的涂层以烧结多氟烃。多氟烃优选地为聚四氟乙烯并且辐射优选地是有效的以获得具有约25,000克/摩尔的分子量的调聚物。
Kwiecien等人，公布于1999年11月16日的美国专利5,985,459描述了用溶剂处理多氟烃涂覆的剃刀片刀刃的方法，该方法制备与表现出高初始切削力的常规剃刀片刀刃相比表现出更低的初始切削力的刀刃，这种更低的初始切削力与更舒适的首次剃刮相关联。
在剃刀片刀刃上的聚四氟乙烯涂层是本领域明确已知的。此外，看起来在聚四氟乙烯的文献中已经提出了多种溶剂体系。
然而，本领域未曾认识到薄PTFE涂层的重要性，该涂层在初次或首次剃刮期间保持，但是也用于随后的大部分剃刮。此外，本领域未曾提出从剃刀片刀刃上选择性去除聚四氟乙烯，随后用聚四氟乙烯进行另外的涂覆。
本发明的目的在于提供具有薄的、粘附良好的涂层的剃刀片刀刃，其提供与现有技术相比显著改善的切削力效果，该效果也在使用期间保持。这种切削力的改善转化为改善的首次剃刮和改善的后续剃刮。
本发明的目的也在于提供引起较少的切口、改善舒适度、和/或改善贴面性的剃刀片。
此外，本发明的目的在于提供制备这些改善刀片的方法。该方法利用新的加工步骤。
这些目的以及其它目的将通过下面的公开内容而变得显而易见。
发明内容
本发明提供在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，该方法包括以下步骤：(a)用在分散介质中的多氟烃的第一分散体涂覆剃刀片刀刃；(b)加热涂层以将多氟烃粘附到刀刃上；(c)用第一溶剂处理剃刀片刀刃以部分地去除第一涂层；(d)用在分散介质中的多氟烃的第二分散体涂覆刀刃；以及(e)加热步骤(d)的涂层以将第二多氟烃粘附到刀刃上。
本发明提供在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，该方法还包括以下步骤：(f)用第二溶剂处理步骤(e)的刀刃以部分地去除步骤(d)的第二涂层。
本发明提供在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，其中第一溶剂和第二溶剂的临界温度或沸点分别高于第一多氟烃和第二多氟烃在第一溶剂和第二溶剂中的溶解温度，并且其中刀片处理步骤(c)或步骤(f)在工艺温度分别低于第一溶剂和第二溶剂的沸点或临界温度，并且分别高于第一多氟烃和第二多氟烃在第一溶剂和第二溶剂中的溶解温度的情况下进行。
第一溶剂和第二溶剂选自全氟烷烃、全氟环烷烃、全氟芳族化合物以及它们的低聚物。
多氟烃是具有约700至约4,000,000克/摩尔的平均分子量的聚四氟乙烯。聚四氟乙烯优选地具有约22,000至约200,000克/摩尔的平均分子量。
本发明提供步骤(a)的多氟烃，其是具有平均分子量和分子量分布的聚四氟乙烯，并且提供步骤(d)的多氟烃，其是具有与步骤(a)的多氟烃不同的平均分子量和/或分子量分布的聚四氟乙烯。
本发明提供步骤(a)的聚四氟乙烯，其具有大于约200,000至约4,000,000克/摩尔的平均分子量，并且提供步骤(d)的聚四氟乙烯，其具有约3,000至约200,000克/摩尔的平均分子量。
本发明提供步骤(a)的聚四氟乙烯，其具有约3,000至约200,000克/摩尔的平均分子量，并且提供步骤(d)的聚四氟乙烯，其具有大于约200,000至约4,000,000克/摩尔的平均分子量。
本发明提供步骤(a)的多氟烃，其是具有平均分子量和分子量分布的聚四氟乙烯，并且提供步骤(d)的多氟烃，其是具有基本上与步骤(a)的多氟烃相同的平均分子量和/或分子量分布的聚四氟乙烯。
本发明提供步骤(a)的多氟烃，其是具有大于约200,000至约4,000,000克/摩尔的平均分子量的聚四氟乙烯，并且提供步骤(d)的多氟烃，其是具有大于约200,000至约4,000,000克/摩尔的平均分子量的聚四氟乙烯。
本发明提供步骤(a)的多氟烃，其是具有约3,000至约200,000克/摩尔的平均分子量的聚四氟乙烯，并且提供步骤(d)的多氟烃，其是具有约3,000至约200,000克/摩尔的平均分子量的聚四氟乙烯。
本发明提供步骤(c)的第一溶剂和步骤(f)的第二溶剂，它们的组成、温度、和/或施用方法均不同。
本发明提供第一溶剂和/或第二溶剂，它们选自：十二氟代环己烷(C6F12)、八氟萘(C10F8)、全氟二十四烷(n-C24F50)、全氟全氢菲(C14F24)、全氟全氢苄基萘的异构体(C17F30)、在制造全氟全氢菲(C14F24)中的高沸点低聚副产物、全氟聚醚、或它们的任何组合。
本发明提供第一溶剂和/或第二溶剂，它们包括全氟全氢菲。
本发明还可包括后处理步骤(g)以去除多余溶剂。
本发明提供了在步骤(f)后获得的切削力比在步骤(c)后获得的切削力减小了约5％至约15％。
本发明提供了在步骤(e)后获得的切削力比在步骤(c)后获得的切削力在刀片的使用寿命期间减小了约5％至约15％。
本发明提供了加热步骤(b)和/或步骤(e)之后的多氟烃涂层厚度大于1.0微米。
本发明提供根据上述方法制备的剃刀片刀刃。
附图说明
图1是用于处理剃刀片刀刃的本发明示意流程图。
图1A是在执行图1的流程图的每个步骤后，刀片切割刃的图形表示。
图2是剃刀片用于切穿羊毛毡所需的力对用现有技术方法制备的刀片和根据本发明制备的刀片反复穿过羊毛毡的次数绘制的实际曲线图。
图3A是现有技术方法的曲线图，示出在羊毛毡中500次切割后的羊毛毡切削力(lb)。
图3B是图1方法的曲线图，示出在羊毛毡中500次切割后的羊毛毡切削力(lb)。
图4A、4B、4C和4D是在图1的各个加工步骤的多氟烃涂覆刀刃的显微照片，它们中的每个具有约50X的放大倍数。
图5A和5B是在图4B和4D的多氟烃涂覆刀刃的显微照片，它们中的每个具有约50X的放大倍数，示出硅油液体的小珠。
具体实施方式
本发明涉及用于处理多氟烃涂覆的剃刀片刀刃、具体地讲聚四氟乙烯涂覆的剃刀片刀刃的新方法。通过新方法制备的剃刀片刀刃可置于剃刀片架中，为使用者提供具有改善的剃刮性能的剃刀。
本发明涉及剃刀片刀刃以及制备这些剃刀片刀刃的方法，该剃刀片刀刃在首次切削(例如较低的切削力)和后续切削中表现出改善，这与刀片使用寿命期间的剃刮改善相关联。现有技术的剃刀片刀刃表现出初始切削(或首次剃刮)改善。然而，根据本发明方法制备的剃刀片表现出显著更低的初始切削力，它是从开始到刀片的整个使用寿命持续的并且与改善的剃刮性能相关联。根据本发明的改善的刀片涉及用溶剂处理具有粘附多氟烃涂层的剃刀片刀刃以部分地去除涂层，随后用多氟烃涂覆、烧结并用溶剂进一步处理。优选的溶剂包括全氟烷烃、全氟环烷烃、全氟芳族化合物以及它们的低聚物，它们具有高于多氟烃在溶剂中的溶解温度的临界温度或沸点。
除非另有指明，否则本文所述的所有百分比和比率均以重量计。
如本文所用，术语“剃刀片刀刃”包括切削点或最终的刀片末端以及刀片的刀面。整个刀刃可用本文所述的方式进行涂覆；然而；据信本文的包封涂层类型不是本发明必需的。根据本发明的剃刀片包括本领域已知的所有类型。例如，不锈钢刀片是常用的。许多其它商用剃刀片也包括在钢刀片和聚合物之间的铬或铬/铂夹层。其它夹层也可以是可行的并且是本领域已知的。铬夹层通常在聚合物涂层之前被喷涂到刀刃上。此外，可使用类似方法用其它材料涂覆刀片，例如但不限于类金刚石碳(Diamond Like Carbon，DLC)材料涂层，该涂层如以引用方式并入本文的美国专利5,142,785和5,232,568中所述，在外部聚合物涂层之前被涂覆。
已经提出了多种方法用多氟烃涂覆剃刀片刀刃。
令人惊讶的是，发现当涂覆有多氟烃分散体的刀片随后加热并用合适溶剂处理、并且有效地“变薄”、并且随后再次涂覆并再次加热时，所得刀刃具有改善的切削表面，与现有技术相比在刀片的使用寿命期间提供更好的剃刮特性。因此，将一个或多个第二涂层施加在已经变薄的涂层上并且随后加热该涂层提供意料不到的优于现有技术的刀片有益效果，诸如在刀片的整个使用寿命中的舒适度和减小的切削力。这可能是与直觉相反的，因为根据一般已知的，在刀刃上增加涂层或制备更厚的涂层可导致非期望的更高的切削力。
另外更令人惊讶的是，当这种第二加热涂层随后用第二合适溶剂处理一次或多次时，所得刀刃具有比现有技术甚至更加增强的剃刮特性的表面，诸如改善的首次剃刮切削力以及随后在刀片使用寿命中的大部分剃刮中保持的较低切削力。表现出的较低切削力是本领域的技术人员意料不到的，尤其是因为所得刀刃的外部聚合物层看起来类似于现有技术刀片的聚合物层。
有利地，本发明的方法步骤如图1和图1A所示进行。图1A示出刀刃12a的一个示例的剖视图，其经过了图1的方法。
本发明方法10如图1所示，并且起始于将图1的步骤12的刀片引入刀片聚合物涂覆方法。刀片具有刀刃12a(图1A)。刀刃12a可具有一个或多个先前已经沉积在其上的涂层。例如，在本发明的一个非限制性实施方案中，如图1A所示引入的刀片12a具有基材1如不锈钢、夹层2如铌、硬涂层3如金刚石或金刚石样涂层、以及外覆层4如铬。本发明还设想其它类型的层和层数。在图1和1A的方法结束时，将形成在步骤18(或步骤19a)中的最终刀刃18a，其具有薄型均匀层8，如图1A所示。
图1A中的第一多氟烃或聚合物涂层在图1的步骤13中施加到刀刃，得到第一多氟烃涂覆的刀刃，在图1A中的刀刃13a上示为涂层5。如图所示，涂层5是不均匀的。接下来，该刀片在步骤14中加热以制备刀片14a，其具有加热涂层5a(图1A)，并且随后在图1的步骤15中进行溶剂处理以去除一些多氟烃，但是留下薄型均匀多氟烃涂层，在图1A中示为具有处理过的涂层6的刀片15a。
如本文所用，涂层的均匀度或“均匀的”涂层意指该涂层提供基本上完全覆盖以及大体一致的深度和/或整体平坦的外形。
刀片15a随后在图1的步骤16中用第二多氟烃材料7再涂覆，形成刀刃16a(图1A)。这个涂层在沉积时是不均匀的，利用图1的步骤17中的第二加热再加热，制备在刀刃17a上的加热涂层7a(图1A)，并且任选但期望地，随后可在步骤18中用溶剂处理以部分地去除多氟烃，在刀刃18a上留下均匀的薄涂层8。
本发明设想图1的步骤16、17和18可进行一次或多次以实现期望的刀片性能。任选地，溶剂处理过的刀片最终经受后处理步骤(在图1的步骤19中示出)以去除任何多余溶剂。
本发明的方法产生多氟烃涂层，其一般来讲可接近分子水平的厚度。
本发明方法可在进行到步骤19a获得最终刀片之前省略步骤18和19或只省略步骤19，同时仍保持长期的剃刮特性有益效果。
本发明方法的这些步骤或阶段中的每个在下文中进一步描述：
制备多氟烃涂覆的刀刃
根据本发明的多氟烃涂覆的刀刃可通过本领域已知的任何方法进行制备。优选地，刀刃用多氟烃分散体涂覆。接下来加热分散体涂覆的刀刃以驱散弥散的介质并将多氟烃加热到刀刃上。这些加工步骤如下进一步描述：
A.多氟烃分散体
根据本发明，分散体由碳氟聚合物制备。优选的碳氟聚合物(即，起始物质)是那些包含主要包括--CF2--CF2--基团的碳原子链的聚合物如四氟乙烯聚合物，包括共聚物如具有较小比例的那些，例如按重量计最多5％的六氟丙烯。这些聚合物在碳链末端具有末端基团，如所熟知的，它们的性质根据制备聚合物的方法可改变。此类聚合物的常见末端基团为--H、--COOH、--Cl、--CCl3、--CFClCF2Cl、--CH2OH、--CH3等等。本发明的优选聚合物具有范围为约700至约4,000,000克/摩尔范围内，并且优选地约22,000至约200,000克/摩尔的平均分子量。
如本文所用，“平均分子量”一般是指用于制备涂层的多氟烃的数均分子量。它等于代表性样本中的所有聚合物分子总重量除以代表性样本中的聚合物分子总数。如本文所用，术语“分子量分布”是指产生代表性样本的数均分子量的分子量分布。本领域的技术人员可认识到两种物质的平均分子量可为相同的，但是它们各自的分子量分布可以相当不同。
最优选的碳氟聚合物(即，起始物质)是聚四氟乙烯(PTFE)。
本发明设想图1的涂覆步骤13的多氟烃是聚四氟乙烯(PTFE)，其具有的平均分子量和/或分子量分布与图1的涂覆步骤16的多氟烃相同、基本上相同、或在相同的总范围内。
例如，图1的涂覆步骤13的多氟烃可具有大于约200,000至约4,000,000克/摩尔的平均分子量，并且图1的涂覆步骤16的聚四氟乙烯也可具有与涂覆步骤13相同或基本上相同的平均分子量，或者它们在相同范围内，例如大于约200,000至约4,000,000克/摩尔。另选地，图1的涂覆步骤13的多氟烃可具有约3,000至约200,000克/摩尔的平均分子量，并且图1的涂覆步骤16的聚四氟乙烯也可具有与涂覆步骤13相同或基本上相同的平均分子量，或者它们在相同范围内，例如约3,000至约200,000克/摩尔。
此外，图1的涂覆步骤13的多氟烃可为聚四氟乙烯，其具有的平均分子量和/或分子量分布不同于图1的涂覆步骤16的多氟烃具有的平均分子量和/或分子量分布。
例如，图1的涂覆步骤13的多氟烃可具有大于约200,000至约4,000,000克/摩尔的平均分子量，并且图1的涂覆步骤16的聚四氟乙烯可具有约3,000至约200,000克/摩尔的平均分子量。或者另选地，图1的涂覆步骤13的多氟烃可具有约3,000至约200,000克/摩尔的平均分子量，并且图1的涂覆步骤16的聚四氟乙烯可具有大于约200,000至约4,000,000克/摩尔的平均分子量。
一般来讲，在刀刃上具有第一平均分子量的第一涂层或PTFE层和随后沉积在第一涂层或层上的单独的第二涂层或PTFE层(具有相似或不同的第二平均分子量)的有益效果是所得提高的覆盖率、均匀性、和/或粘附力，导致更低的总体摩擦和/或切削力，这一般来讲在更长时间内提供更加改善的剃刮特性。
另外，本发明设想在步骤14和/或17后的所得多氟烃涂层包含聚四氟乙烯，其具有小于约0.5微米的所得厚度。
在一个另选的优选实施方案中，本发明设想在步骤14和/或17后的所得多氟烃涂层包含聚四氟乙烯，其所得厚度为大于约0.5微米，更优选地接近或大于约1.0微米。具体地，加热第二多氟烃涂层的刀刃显著厚于现有技术的多氟烃涂覆的刀刃(例如美国专利5,985,459)，该刀刃在可能期望使用时的皮肤舒适度和/或切削力减小的情况下具有特定的应用。
与本发明的粘附良好且溶剂处理过的第一PTFE涂层相比更厚的第二PTFE涂层是有利的，因为所得刀刃也可通过减小刀片与皮肤的相互作用而提供皮肤舒适度，同时还保持刀刃与毛发的接合与切削能力。
如下所述，本发明的第二涂层可在如图1所示的步骤18中经溶剂处理，进一步提高剃刮特性如减小切削力。另外，本发明设想在步骤15和/或18后的所得多氟烃涂层包含聚四氟乙烯，其具有小于或等于约0.2微米的所得厚度。
优选的市售多氟烃包括DuPontTM制造的材料，诸如DuPontTM
Figure BDA0001193214580000091
氟添加剂粉末和/或分散体(例如MP1100、MP1200、MP1600、和MPD1700)或DuPontTM
Figure BDA0001193214580000092
分散体，例如LW-2120或RA系列。
根据本发明的多氟烃分散体包含分散在分散剂介质中的0.05至10％(重量)，优选地0.5至2％(重量)的多氟烃。可将聚合物分散体直接引入流动料流或者可将聚合物粉末混入分散介质并随后在引入流动料流之前进行匀化。
为了形成旨在喷涂到切割刃上的分散体，多氟烃应具有非常小的亚微米颗粒尺寸。
分散介质通常选自氟碳化合物(例如DuPont生产的Freon品牌)、水、挥发性有机化合物(如异丙醇)和超临界CO2。水是最优选的。
当使用含水分散体介质时，润湿剂常常是必需的，尤其是当颗粒尺寸大时。一般来讲，这些润湿剂可选自各种表面活性物质，它们可用于含水聚合分散体中。用于本发明的优选润湿剂包括烷基苯基聚亚烷基醚醇如Dow Corporation销售的Triton
Figure BDA0001193214580000093
但是多种其它活性剂是本领域已知的。一般来讲，使用的润湿剂/分散剂的量可改变。润湿剂/分散剂一般以范围为按碳氟聚合物的重量计约2％至20％，优选至少约10％的量使用。
B.施用分散体
分散体可通过任何合适的方式施用于切割刃以提供尽可能均匀的涂层，例如通过浸渍或喷涂；喷雾尤其优选地用于涂覆切割刃，在这种情况可使用静电场和喷雾器，用于提高沉积效率。为了进一步讨论这种静电喷雾技术，参见授予Fish的美国专利3,713,873，其公布于1973年1月30日，以引用方式并入本文。可能期望预热分散体以有利于喷涂，预热程度取决于分散体的性质。将刀片预热至接近沸点的温度或高于分散介质沸点的温度，也可为期望的。
C.将多氟烃加热到刀片上
在任何情况下，在它们的切割刃上承载沉积聚合物颗粒的刀片必须在高温下加热以在切割刃上形成粘附涂层并驱除分散介质。继续加热的时间段可变化很大，从短至数秒到长至几小时，这取决于使用的特定聚合物特性、切割刃性质、刀片升至期望温度的速度、达到的温度、和在其中加热刀片的气体的性质。优选的是刀片在惰性气体如氦气、氩气、氮等气体环境中加热，或者在还原气体如氢气的气体环境中加热，或者在此类气体的混合气中加热，或者在真空中加热。加热必须足以允许聚合物的单个颗粒至少被烧结。
优选地，加热应足以允许聚合物铺展成合适厚度的基本上连续的膜，并且使得它牢固地粘附到刀刃材料上。
因此，加热涂层旨在使得聚合物粘附到刀片上。加热操作能够得到烧结的、部分熔融的或熔融的涂层。部分熔融或完全熔融的涂层是优选的，因为它允许涂层铺展并更彻底地覆盖刀片。为了更详细地讨论熔融、部分熔融和烧结，参见McGraw-Hill Encyclopediaof Science and Technology，第12卷，第5版，第437页(1992)，其以引用方式并入本文。
加热条件，即，最大温度、加热时长等等，明显地必须经调节以避免聚合物的大量降解和/或切割刃的金属的过度回火。优选地，DuPont制造的MP1100牌聚四氟乙烯的目标加工温度为约650℉，并且一般应不超过750℉。
如本文所述，本发明方法需要两个加热步骤，在图1的步骤14和随后的步骤17中。图1的第二加热步骤17可期望在以下步骤之后进行：步骤13的第一多氟烃涂覆、步骤14的第一加热步骤、步骤15的第一溶剂处理步骤和步骤16的第二多氟烃涂覆步骤。
本发明的第二加热步骤17有助于将第一多氟烃和/或第二多氟烃(例如聚合物如PTFE调聚物)涂层充分粘附到刀刃表面上，并且具体地(当存在时)粘附到刀刃表面上的任何“活性位点”上。活性位点在本文一般是指在刀刃表面上多氟烃能够经久粘结的区域。这些区域一般可存在于刀刃表面上，因为它们在进行第一涂覆步骤13后未被合适地涂覆或覆盖，或者因为它们在本发明的第一加热步骤14和/或溶剂处理步骤15后产生或被暴露。
如上所述，本发明设想处理刀片切割刃的方法可在完成图1的步骤17的第二加热步骤后(图1A的刀片17a)完成。然而，优选地图1的第二溶剂处理步骤18也可期望被进行以制备最终的刀片切割刃，例如如图1A所示的刀刃18a。
溶剂处理
如上文所述的那些，本发明的主要特征涉及用溶剂处理多氟烃涂覆的刀片以基本上使多氟烃涂层“变薄”。溶剂处理部分地去除初始沉积并加热在刀刃表面上的多氟烃涂层。去除的部分多氟烃涂层一般可称为“非粘附的”可溶解聚合物分子涂层。
第二溶剂处理(例如图1的步骤18)可期望在第二涂覆步骤16后进行，并且已经执行了图1的第二加热步骤17。所得刀片具有沿切割刃表面基本上均匀的薄涂层。
应当指出的是，本发明设想第一溶剂处理步骤和第二溶剂处理步骤可利用相同的溶剂或者在组成、温度、和/或施用方法方面不同的溶剂，以便优化或定制刀片涂层和所得刀片特性。
溶剂一般基于它们的多氟烃溶解力、在溶解温度下是液体、和/或具有低极性进行选择。这些参数描述于美国专利5,985,459中，该专利以引用方式并入本文。
后处理
在刀刃已经如上所述进行溶剂处理后，刀片可另外经处理以去除任何多余溶剂。这可通过将刀刃浸入溶剂的洗涤溶液中来完成。优选地，洗涤溶液应容易与溶剂分离。
以下实施例大体上示出了本发明的实质，本发明改善了首次剃刮和随后剃刮的质量。
刀片制备实施例
一批刀片如下进行喷涂、加热、和溶剂处理，随后进行再次喷涂、再次加热、和再次溶剂处理：
1.将固定刀片的夹具设置在支架上。
将刀片夹具预热到大于约212℉并且随后喷涂约1％(w/w)的PTFE/水分散体。夹具随后通过大于约650℉的烘箱，其中加热PTFE涂层以确保其粘附到刀刃上。刀刃随后在大于约500℉，在约60PSI或更高的压力下，在全氟全氢菲中溶剂处理至少约1分钟。
2.收集刀片样本。
在步骤1中处理的一批刀片在与上述条件相同的条件下进行喷涂、加热、和溶剂处理，并且收集另外的样本以用于评估目的。
切削力测定
为了展示本发明在能够影响刀片使用寿命的首次剃刮和随后剃刮方面的改善，通过测量切穿安装在羊毛毡切割器中的羊毛毡所需的力来测定每个刀片样本的切削力。一般使每个刀片首先划过羊毛毡切割器5次，记录这些次切割的力，并且获得初始切削力。使每个刀片随后划过羊毛毡切割器500次以模拟剃刮并记录切削力。在500次羊毛毡切割后，测量另外三次切割的力并进行平均(Avg.3)。
本发明刀刃的实际切削力的曲线图20存在于图2中。从图2的曲线图中可见，相比于通过美国专利5,985,459的现有技术方法制备的剃刀片，如图20上的线22所示，已经根据本发明方法制备的剃刀刀刃在首次或初始切割以及总计约500次切割中表现出更低的切削力，如线24所示，表明从一开始就获得了更低的切削力，并且保持了至少500次羊毛毡切割。在这两种方法中利用的多氟烃类型为Dupont LW-2120。将三次初始切割进行平均并且随后每经100次切割后，取3次切割的平均值。用这种方法，精确表示切削力数据。
一般来讲，本发明与现有技术相比的切削力总体改善或减小了约5％至约15％。
应当指出的是，在如图2所示的曲线图类型中的切削力量值可由于羊毛毡自身、刀刃几何形状、沉积在刀刃上的涂层等的改变而改变，但是在常规的现有技术方法和本发明方法之间的差异一般预计为不受影响的或大约相同的。
图3A是示出在美国专利5,985,459的现有技术方法500次切割后的羊毛毡切削力(lb)(在500次切割后取3次切割的平均值，标记为Avg.3)的剃刮模拟曲线图，而图3B是示出在图1的本发明方法500次切割羊毛毡后的羊毛毡切削力(lb)(在500次切割后取3次切割的平均值，标记为Avg.3)的剃刮模拟曲线图。
通过比较能够看出，图3A的平均切削力为约1.85lb，标准偏差为约0.13，而图3B的平均切削力预期更低，为约1.62lb，标准偏差也低于约0.08。注意到图3B中的所有刀片显示改善。更明显地，在进行图1的加工步骤、尤其是加工步骤16-18后，存在于图3A中曲线图的刀片中的一般更高范围的切削力预期在图3B中曲线图的刀片中降低。
图4A示出在图1的第一加热步骤14后，在形成刀刃上的所得多氟烃涂层的显微照片(放大倍数约50X)。图4B示出在图1的第一溶剂处理步骤15后，在形成刀刃上的所得多氟烃涂层的显微照片(放大倍数约50X)。
图4C示出在图1的第二加热步骤17后，在形成刀刃上的所得多氟烃涂层的显微照片(放大倍数约50X)。图4D示出在图1的第二溶剂处理步骤18后，在形成刀刃上的所得多氟烃涂层的显微照片(放大倍数约50X)。
在显微镜下，分别与包括一些PTFE晶粒的图4A和4C相比，在图4B和4D的溶剂处理过的刀片中不易看到可见的PTFE涂层。
图5A和5B分别对应于图4B和4D(在图1的步骤15和18后的显微照片)，它们每个具有小液珠，示出喷涂在刀刃上的硅油。在刀刃上大体上均匀的圆形小油珠表明在第一溶剂和第二溶剂处理后的涂覆金属表面保持足够的PTFE涂层。应当指出的是，在未涂覆涂层的刀刃上，硅油铺展但是不成小珠。在图4B和4D中的刀片的切削力是低的，更证实了每次溶剂处理有效地去除了未粘附的PTFE涂层，产生薄的多氟烃层。
未能预测到的是，如上所述，尽管在图4B的第一溶剂步骤后的涂层与在图4D的第二溶剂步骤后的涂层相比无明显差异，根据本发明制备的在图4D中的刀片的切削力一般显著低于图4B的那些。
本发明方法可扩展到剃刀领域期望的涂层之外，涉及利用或能够利用多氟烃涂层的其它装置或产品。例如，低摩擦和耐磨涂层在工具中是期望的，例如切割工具包括刀具、外科手术刀、锯等等，以及机械部件例如轴承表面、齿轮等等。潜在用途的其它方面包括非粘性和释放涂层以及防水涂层。
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
除非明确排除或限制，将本文引用的每篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请，全文以引用方式并入本文。任何文献的引用不是对其相对于任何本发明所公开的或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其单独地或以与任何其它参考文献或多个参考文献的组合提出、建议或公开了任何此类发明的认可。此外，如果此文献中术语的任何含义或定义与以引用方式并入本文的文献中相同术语的任何含义或定义相冲突，将以此文献中赋予该术语的含义或定义为准。
虽然已经举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可做出多个其它改变和变型。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有这些改变和变型。

Claims (15)

1.一种在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)用在分散介质中的第一多氟烃的第一分散体涂覆剃刀片刀刃以形成第一涂层；
(b)加热所述第一涂层以将所述第一多氟烃粘附到所述刀刃上；
(c)用第一溶剂处理所述剃刀片刀刃以部分地去除所述第一涂层；
(d)用在分散介质中的第二多氟烃的第二分散体涂覆所述刀刃以形成第二涂层；以及
(e)加热步骤(d)的所述第二涂层以将所述第二多氟烃粘附到所述刀刃上。
2.根据权利要求1所述的在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，所述方法还包括以下步骤：
(f)用第二溶剂处理步骤(e)的所述刀刃以部分地去除步骤(d)的所述第二涂层。
3.根据权利要求2所述的在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，其中所述第一溶剂和第二溶剂的临界温度或沸点分别高于所述第一多氟烃和第二多氟烃在所述第一溶剂和第二溶剂中的溶解温度，并且其中所述刀片处理步骤(c)或步骤(f)在工艺温度分别低于所述第一溶剂和第二溶剂的沸点或临界温度，并且分别高于所述第一多氟烃和第二多氟烃在所述第一溶剂和第二溶剂中的溶解温度的情况下进行。
4.根据权利要求3所述的在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，其中所述第一溶剂和所述第二溶剂选自全氟烷烃、全氟环烷烃、全氟芳族化合物以及它们的低聚物。
5.根据权利要求1所述的在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，其中所述第一多氟烃和第二多氟烃是具有700至4,000,000克/摩尔的平均分子量的聚四氟乙烯。
6.根据权利要求1所述的在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，其中步骤(a)的所述第一多氟烃为具有平均分子量和分子量分布的聚四氟乙烯，并且其中步骤(d)的所述第二多氟烃为具有与步骤(a)的所述第一多氟烃不同的平均分子量和/或分子量分布的聚四氟乙烯。
7.根据权利要求1所述的在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，其中步骤(a)的所述第一多氟烃为具有平均分子量和分子量分布的聚四氟乙烯，并且其中步骤(d)的所述第二多氟烃为具有基本上与步骤(a)的所述第一多氟烃相同的平均分子量和分子量分布的聚四氟乙烯。
8.根据权利要求2所述的在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，其中步骤(c)的所述第一溶剂和步骤(f)的所述第二溶剂的组成、温度、和/或施用方法均不同。
9.根据权利要求2所述的在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，其中所述第一溶剂和/或第二溶剂选自：
十二氟代环己烷(C6F12)、
八氟萘(C10F8)、
全氟二十四烷(n-C24F50)、
全氟全氢菲(C14F24)、
全氟全氢苄基萘的异构体(C17F30)、
在制造全氟全氢菲(C14F24)中的高沸点低聚副产物、
全氟聚醚、或它们的任何组合。
10.根据权利要求2所述的在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，其中所述第一溶剂和/或第二溶剂包含全氟全氢菲。
11.根据权利要求2所述的在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，所述方法还包括用于去除多余溶剂的后处理步骤(g)。
12.根据权利要求1或2所述的在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，其中对于初始切削和在所述刀片的使用寿命期间，在步骤(e)或(f)后获得的切削力比在步骤(c)后获得的切削力减小了5％至15％。
13.根据权利要求1或2所述的在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，其中在所述加热步骤(b)和/或步骤(e)后，所述多氟烃涂层的厚度大于1.0微米。
14.根据权利要求2所述的在剃刀片刀刃上形成多氟烃涂层的方法，其中进行步骤(d)、(e)和(f)超过一次。
15.一种根据权利要求1所述的方法制备的剃刀片刀刃。
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