DE1926308B2 - Rasierklinge - Google Patents

Description

Rest Eisen und erschmelzungshedingie Verunreinigungen.

2. Rasierklinge nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß der Siliziumgehalt 0.9 bis 1,6% beträgt.

3. Rasierklinge nach Anspruch 2 mit der Maßgabe, daß der "Kohlenstoffgehalt 0,70 bis 1.2% und der Chromgehalt 4 bis 7% beträgt.

4. Rasierklinge nach Anspruch 2 mit der Maßgabe, daß der Kohlenstoffgehalt 0.9 bis 1.4% und der Chromgehalt 2 bis 4% beträgt.

5. Rasierklinge nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß deren Schneidkante einen dünnen Chromüberzug trägt.

6. Rasierklinge nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schneidkante derselben mit einem polymeren Fluorkohlenstoff beschichtet ist, der aufgesintert wurde.

7. Rasierklinge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der polymere Fluorkohlenstoff Poly tetrafluorethylen ist.

8. Rasierklinge nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen Kantenwinkel zwischen 18 und etwa 26 hat.

Gewöhnlich werden Rasierklingen aus Stahlblech mit einer Dicke von etwa 0.075 bis 0.375 mm hergestellt (deutsche Auslceschrift 1 147 141). Die Schneidkanten sind im aligemeinen keilförmig ausgebildet und weisen einen geschlossenen Winkel zwischen etwa 14 und 35 auf. Die bevorzugten Klingen haben normalerweise Kcilwinkel zwischen etwa 18 und 26 . Die Flächen der Seiten der Schneidkanten erstrecken sich von der Endkante um einen Betrag \on bis 2.5 mm oder mehr zurück und können eine Facette oder mehrere Facetten je nach der Zahl der Schleifuiiil Honbehandlungen, die bei ihrer Herstellung angewendet werden, aufweisen. Die Endfacettc. d. h. die Facette in unmittelbarer Nachbarschaft der Endkantc kann eine Breite von nur 0.0075 mm oder sogar weniger im Vergleich /um Durchmesser eines Barthaarcshabcn.derim Durchschnitt ctvvaOJ bisO.l 25mm beträgt, während die Dicke der Endkante selbst gewöhnlich geringer ist als 6000 Angström-Einheiten und vorzugsweise weniger als 2500 Angström-Einhciten. Infolge dieser geringen Dicke ist die Endkante außerordentlich empfindlich gegen Beschädigungen durch mechanischen Bruch oder Korrosion. Bei korrosionsbeständigen Stählen ist zwar die Wirkung der Korrosion verringert, jedoch sind die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Härte, im allgemeinen nicht so gut wie bei den Kohlenstoffstähien. und ihre Rasiercigenschaften können im allgemeinen nur dann demjenigen einer Kohlenstoffsiahlümge gleichkommen, wenn sie mit einem Überzug '.ersehen sind.

In den vergangenen Jahren wurden die Rasiereigenschafien \on Rasierklingen dadurch wesentlich verbessert, daß auf die Schneidkante Polymerjberzüsie aufgebracht wurden (USA.-Patentschrift 3 071 S5ti. deutscheAuslegeschrift 1 147 141), beispielsweise Fluorkohlenstoffe. Zum Aufbringen solcher Fluorkohlenstoffüberzüge und insbesondere von Polymeren und

ίο Telomeren von höherem Molekulargewicht auf Klingenkanien müssen die Überzüge bei erhöhten Temperaturen von z. B. 228 bis 42frC gesintert werden. Solche Temperaturen bewirken eine Erweichung der Kohlenstoffstahl und auch von korrosionsbeständigen Siählen, wodurch die Rasiereigenschaften nacb-.ilig beeinflußt werden. Die korrosionsbeständigen Stähle können den Sintertemperaturen besser als die Kohlenstoffstähle standhalten, so daß die meisten Anwendungen solcher Überzüge auf die ersteren vorgenommen wurden. Obwohl die korrosionsbeständigen Stähle den Sintertemperaturen besser standhalten können, halten es die meisten Hersteller immer noch für notwendig, zu Maßnahmen, wie Vergrößerung des Klingenwinkels, z. B. auf mehr als 26 , Zuflucht zu nehmen, um einen Ausgleich für die Erweichungswirkung zu schaffen, und die Kante mit ausreichender Festigkeit auszustatten. Trotz einer solchen Erweichung und ungünstiger Gegenmaßnahmen konnte durch die Fluorkohlenstoffüberzüge immer noch eine wesentliche Verbesserung im Rasierkomfort und in der Rasierleichtigkcit erzielt werden. Der Nutzen solcher Überzüge würde sich natürlich noch steigern lassen, wenn sie aufgebracht werden kennten auf Klingen. (1) die anfänglich die mechanischen Eigenschaften einer Kohlenstoffstahlklinge hatten. (2) welche eine gute Korrosionsbeständigkeit haben und (3) eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Erweichung bei höheren Temperaturen aufweisen.

Es ist ferner eine Lccierunc bekannt (britische Patentschrift 7K5004). die aus 2 bis 30% Chrom, 0,1 bis 1^fl „ Mangan, 0.1 bis 6% Silizium. 0,05 bis 1% Kohlenstoff und Rest Eisen besteht. Diese Legierung wird aber aussei.lieWich zur Herstellung von Uhrfedern verwendet.

Es ist schließlich auch dnc Rasierklinge mit einer Vickers-Härte von 650 bis 900 in Fo .11 eines Stahlbandes bekannt (USA.-Patentschrift 3 254 971), das aus einer Legierung mit 0.50 bis 1.30% Kohlenstoff, nicht über 0,60" ,-, Chrom, vorzugsweise nicht über 0.35% Chrom. Rest Eisen besteht, die auch geringe Mengen an Mangan und Silizium enthalten kann. Dieses Stahlband ist in einem Magazin auf einer Rolle aufgewickelt und wird von dieser Rolle durch den Rasierapparat geführt und auf einer /weiten Rolle aufgewickelt, wobei das Band sehr scharf gebogen wird. I'm eine Verminderung der Härte infolge der scharfen Biegung zu vermeiden, wird dieses Stahlband mit einer Metallschicht aus Nickel, Kupfer. Eisen, Gold oder Silber beschichtet, die bei einer Temperatur oberhalb

fio der Härtetemperatur des Stahls schmilzt. Die Herstellung eines solchen Stahlbandes ist verhältnismäßig aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rasierklinge zu schaffen, deren mechanische Eigcnschäften, insbesondere deren Härte, mit denjenigen der besten, aus Kohlenstoffstahl hergestellten Rasierklingen vergleichbar ist, wobei deren I ebensdauer mit derjenigen von Rasierklingen aus koirosionshestän-

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dig.-n SUililen \ergleichhar im. Gegenstand der Erfindung ist cine Rasierklinge mil einer Schneidkantenhiirie über 7tIi 1 Vicker-F.inheiun (Last 3 kp) nach dem Anlagen auf 400 C, bestehend au·. U.7 hi- 1.4",, K₁₁I₁L-IWoIT. 2 his 7»„ Chrom. 0.7 his 2" „ Sili/ium'.'

0 \-\: 1".„ Mangan, Rest Eisen und erschmelzunnshediiigte Verunreinigungen. Vorzug·,weise heträai dor Sili/iumgehalt 0.9 his 1.6" „. Vorzugsweise beträft der kohlenstoffgehalt 0.70 his 1.2" „ und der Chromgeluh 4 his 7"'„. Von besonderem Vorteil ist ein KoIiler-u-if-ehalt \on 0.9 bis 1.4" ., und ein Chromcehalt '.or : hi- 4" „.

fir.e solche Rasierklinge ist besonders leicht zu se Linen. Sie hat eine lange Lebensdauer, und sie belii/i eine beträchtliche Widerstandsfähigkeit gegen F.r'.-.cichung bei erhöhten Temperaturen. Dies ergibt <}ie Möglichkeit, -ine Schneidkante der Klinge durch Aül'-iiuern mit einem polymeren Fluorkohlenstoff zu beschichten, der beispielsweise Polytetrafluorethylen lein kann, ohne daß die Härte der Schneide vermindert v. i i\l.

IS ist auch möglich, die Schneidkante der Klinge mit einem dünnen Chromüberzug zu \ersehen.

Zweckmäßig hat die Klinge einen Kantenwinkel y.'.ivjhen IS und etwa 2b''.

Die erfmdiingsgemäße Klinge hat eine Schneidkantenhärte. die "¹OO Vickers (last 3 kg) (VPN 700) übersteigt und z. B. 740 bis 760 Vickers beträgt, nachdem sie auf 400 C angelassen worden ist.

Die erfindungsgemäße Kluue. d'~ Chrom nicht in einem so ausreichenden Maße enthält, daß sie als korrosionsbeständig klassifiziert werden kann, hat eine Nutzungsdauer, die mit derjenigen einer Klinse aus korrosionsbeständigem Stahl vergleichbar ist.

Im allgemeinen werden die vorstehenden Ergebnisse durch die Herstellung der Klingen aus einem Stahl erreicht. (I) der Chrom in Mengen von weniger als diejenige von korrosionsbeständigem Stahl enthält. (2) der frei von allen Karbidbildnern mit Ausnahme des Chroms ist und (3) der Kohlenstoff und Silizium in festen Bereichen einhält.

Bei einer bevor/tigten Ausführungsform der crlindungsgemäßen Klinge wird diese aus einem Stahl hergestellt, der ctv.a 0.70 bis 1.2ⁿ „ Kohlenstoff, etwa 4 bis 7" „ Chrom, etwa 0.9 bis 1.6" „ Sili/ium und etwa 0 bis

1 " „ Mangan enthält. Besonders gute Klingen gemäß dieser Ausführungsform wurden aus einem Stahl hergestellt, der etwa 1 ".·'„ Kohlenstoff, etwa 6"/_n Chrom, etwa 1.4" n Silizium, etwa 0,75"/,, Mangan. Rest im wesentlichen Eisen, enthielt.

Cicmäß einer weiteren Ausführungsform. mit welcher ausgezeichnete Ergebnisse erzielt wurden, werden die Klingen aus einem Stahl hergestellt, der etwa 0.9 bis 1.4".,, Kohlenstoff. 2 bis 4" „Chrom. 0.9 bis 1.6"/,, Silizium und 0 bis 1 "„ Mangan enthält. Beispielsweise wurden die Klingen aus einem Stahl hergestellt, der etwa 1.2ⁿ/_n Kohlenstoff, etwa 2.5"/,, Chrom, etwa 1,4";',, Silizium, etwa 0 bis I "..■'„ Mangan und Rest im wesentlichen Eisen enthielt.

Bei bevorzugten Ausführtmgsformen der Windung fio werden die Schneidkanten der crlindungsgemäßen Klingen mit Überzügen beschichtet, welche den Rasierkomfort und die Leichtigkeit des Rasicrcns noch weiter steigern. Geeignete Beispiele solcher Überzüge sind die Orgaiiosiloxangcle nach dem USA.-Patent (>5

2 937 97ft, die polymeren Kohlenwasserstoffe. z.H. Polyäthylen, wie in dem USA.-I'alcnl 3 071 «58 W • liriebcn. und die polymeren Ihiorkohlcnstoffe nach dem I.SA.-Patent 3071 !S5ii. Wie erwähnt, sind die erlindungsgemäßen Klingen wegen ihrer guten Widerstandsfähigkeit gegen Erweichung besonders vorteilhaft mil polymeren Überzügen, wie die uilymeren Huorkohlensioffc, welche auf die Kamen gewöhnlich hei erhöhten Temperaturen, z. B. zwischen etwa 22S und etwa 426 C. aufgcsinieri werden.

Die hier beschriebenen Klingen können mit den herkömmlichen Verfahren und Einrichtungen hergestellt werden, die in der Rasierklingenfertigung verwendet werden. Gewöhnlich wird bei diesen Verfahren der Stahl zu Streifen von der gewünschten Dicke und Länge gewalzt und geschnitten, werden die gewünschten Perforationen in die Streifen eingestanzt, werden die Streifen gehärtet, werden eine der Lämiskanten des gehärteten Streifens oder beide einer Reihe \on Schleif- und Honbehandlungen unterzogen, um die Schneidkanten zu erhalten, und werden die Streifen in Klingen von der gewünschten Länge abgetrennt.

Die erlindungsgemäßen Klingenstreifen können dadurch gehärtet werden, daß sie zumindest auf etwa 926 C erhitzt und dann abgeschreckt werden. Die beste Härte wird gewöhnlich dadurch erhalten, daß die Abschreckung auf Temperaturen unter OC. beispielsweise auf 72 C oder niedriger, erfolgt. Gewöhnlich erhalten die Streifen durch Erhitzen in einem Ofen, der auf 107?"C gehalten wird, und Abschrecken auf 72 C die Klingen eine Härte von etwa 825 bis 925 Vickers (VPN) (bei einer Last von 3 kg). Eine solche Härte ergibt einen günstigen Vergleich mit Klingen aus Kohlenstoffstahl, die gewöhnlich so gehärtet wenden, daß sie Körperhärten innerhalb des gleichen Bereichs haben, und mit den Klingen aus korrosionsbeständigem Stahl, die im allgemeinen Körperhärten von etwa 750 Vickers haben.

Beim Schärfen der ertmdungsgemäßcn Klingen wurde festgestellt, daß sie cine feme Kante mit ebenso großer Leichtigkeit wie jeder bisher bearbeitete Stahl erhalten. E)iese leichte Schärfbarkeit dürfte dem Fehlen aller Carbidbildner, mit Ausnahme von Chrom, im Stahl zuzuschreiben sein. Bei der Durchführung von Versuchen zum Schärfen eines Stahls, der dem erlindungsgemäßen Stahl ähnlich ist. jedoch als Carbidhildnei etwa 1 "_/0 Molybdän, etwa 1 °/₀ Vanadium und etwa 2°/„ Wolfram enthält, wurde festgestellt, daß es außerordentlich schwierig, wenn nicht unmöglich war. irgendeine erwähnenswerte Rasierkante an ihm zu erzielen.

Infolge ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Erweichen können die hier beschriebenen Klingen auf die wünschenswerteren Kantenwinkel, z. B. zwischen etwa 18 und 26 . geschärft werden und immer noch eine ausreichende Festigkeit haben, obwohl sie erhöhten Sintertemperaturen ausgesetzt werden, um der Schneidkante eine hohe Gebrauchsdauer zu verleihen. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden die Klingen auf einen Kantenwinkel zwischen etwa 20 und etwa 24 geschärft, wobei alle hier angegebenen Kantcnwinkel in einem Abstand von etwa 1,5 Mikron von der Lndkante gemessen werden.

Im allgemeinen weisen die Fhiorkohlcnstoff-Polymcre, die sich als besonders vorteilhaft auf den hier beschriebenen Klingen erwiesen haben, mehrere Cl-'aCf-'i-Segmcnte auf. Die bevorzugten Fluorkohlcnstoffe sind diejenigen mit einem Überwiegen von CF₂CIVSegmenten, wie Polytetrafluoräthylen und Mischpolymerisate von Tctrafluoräthylen mit geringeren Mengen, z. Ii. 5 Gewichtsprozent, weiterer

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Ijionomere wie Hexafluorpropylen. Gewöhnlich kann |icli das Molekulargewicht der Fliiorkohlensioff- |*olymeren verändern und kann beispielsweise in einem icreicli von 2000 oder sogar weniger bis über zwei lillionen liegen. Fine besonders vorteilhafte Klasse Viii polymeren Ikiorkohlenstoffen sind die PoIyleirafluoräthylen-Telomeren. Gewöhnlich können die fluorkohlensioffüberzLige im Tauchverfahren oder {lurch Aufsprühen auf die Schneidkanten unter Verwendung einer geeigneten Überzugsmasse aufgebracht Verden, beispielweise einer wässerigen Dispersion des f-'luorkohlenstoff-Polymeren, vvoiauf das Lösungsmittel bzw. die Träger, der in der Überzugsmasse verwendet wurde, zum Verdampfen gebracht und der Überzug gesintert wurde, vorzugsweise in einer Schuizatmosplüire, hei einer erhöhten Temperatur von beispielsweise 2SS bis etwa 426"C.

Wie erwähnt, erfahren, wenn erlmdungsgeniäl.v Klingen mil einem Fluorkohlenstoli-Polyiy.eren beschichtet und innerhalb des vorsiehend angegebenen Temperaturbereiches gesintert werden, diese eine wesentlich geringere Erweichung als eine Klinge aus Kohlenstoffstahl oder korrosionsbeständigem SmIiI nach einer ähnlichen Behandlung. Die folgende Tahelle zeigt die Widerstandsfähigkeit erfindungsgeniäliei¹ Klingen gegen Erweichen im Vergleich zu typischen Klingen aus Kohlenstoffstahl und korrosionsbr-iändicem Stahl:

Klinge	Körperhärte nach dem Härten (3 kg Last)	Sintertemperatur und -dauer	Körperhiirte nach dem Sintern (3 kg Las!)
Errmdungsgemäße Klingen Kohlenstoffstahl-Klinaen Klinsen aus korrosionbeständigem Stahl	825 bis 925 Vickers 825 bis 880 Vickers 750 Vickers	400^C — 10 Minuten 343CC — 10 Minuten 343^C — 10 Minuten	740 bis 760 Vickers 510 bis 560 Vickers 580 bis 595 Vickers

Erfindungsgemäße Klingen, die mit einem Fluorkohlenstoffpolymeren beschichtet waren, wurden einem Rasurtest für 10 Rasuren im Vergleich zu einer in ähnlicher Weise beschichteten Klinge aus korrosionsbeständigem Stahl unterzogen, wobei sich aus einer statistischen Analyse der kumulativen Daten für die i0 Rasuren ergab, daß ein deutlicher Vorzug für die ertindungsgemäßcn Klingen bestand. Außerdem konnten bei der 10. Rasur sowohl die Klingen aus korrosionsbeständigem Stahl als auch die erfindungsgemäßen KIi.igen immer noch als rasierfähig bezeichnet werden, und die hier beschriebenen Klingen wurden zumindest ebenso hoch wie die Klingen aus korrosionsbeständigem Stahl bewertet. Offenbar wird durch die überlegenen mechanischen Eigenschaften der crlindungsgemäßen Klingen jedes Abfallen in der Korrosionsbeständigkeit wegen der verringerten Chrommenge ausgeglichen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Korrosionsbeständigkeit der Klingen noch weiter durch das Aufbringen eines dünnen Chromüberzugs erhöht. Im allgemeinen kann der Chromüberzug entweder auf die Schneidkanten allein oder, falls gewünscht, auf die gesamte Klinge aufgebracht werden: gewöhnlich werden beste Ergcbnisse erzielt, wenn der Chromüberzug in der Dicke weniger als 600 Angstrom beträgt. Bei bevorzugten Ausführungsformen liegen die Überzüge zwischen etwa 50 bis 500 Angström in der Dicke und vorzugsweise zwischen 100 bis 400 Angströmeinheiten, licsonders gute Ergebnisse werden unter Verwendung von Chromüberzügen mit einer Dicke von etwa i00 Angströmcinheitenerhalten. Gewöhnlich erfordern solche Verfahren die Anordnung der Klingen in einem Stapel in der Weise, daß sich ihre Körper miteinander in Kontakt befinden und ihre geschärften Kanten ausgefluchtet sinJ, die geschärften Kanten einem Reinigungsvorgang in einer Umgebung verringerten Drukkes, z. B. durch Glimmentladung, unterzogen werden und der Chromüberzug durch Vakuum-Bedampfung aufgebracht wird. Die erhaltenen chrombcsehichteten Klingen werden vorzugsweise weiter mit einem Polymerüberzug, beispielsweise aus Fluorkolilenstoffcn, beschichtet. Solche doppelt beschichtete Klingen vermitteln nicht nur eine verlängerte Gebrauchsdauer, sondern auch wegen der ihnen zugrunde liegenden überlegenen mechanischen Eigenschaften einen verbesserten Rasierkomfort und eine Leichtigkeit der Rasur während einer solchen verlängerten Gebrauchsdauer.

Die folgenden nicht beschränkenden Beispiele sollen die Herstellung von erfindungsgemäßen Rasicrkhngen erläutern.

Beispiel 1

Ein Stahlblech mit einer Zusammensetzung von etwa 1 °/_a Kohlenstoff, etwa 1,4"Z₀ Silizium, etwa 6% Chrom, 0,75 °/₀ Mangan, Rest im wesentlichen Eisen, wurde auf eine Dicke von etwa 0,1 mm gewalzt und in Streifen mit einer Breite von 22,4 mm geschntten. Die Streifen wurden perforiert und durch einen langgestreckten Ofen hindurchgeführt, in wiehern die Temperatur im Bereich von etwa 1077 bis 1093 C gehalten wurde. Die Fördergcsch^'indigkeit der Streifen durch den Ofen war derart, daß eine Klinge etwa 1 Minute lang im Ofen blieb. Der Streifen wurde r>ach dem Heraustreten aus dem Ofen sofort in einem Trockcneis-Alkoholbad ( 72 C) abgeschreckt und dann in siedendem Wasser ausgehärtet. Der gehärtete Streifen wurde dann geschliffen und gehont, um Schneidkanten mit Kantcnwinkcln von etwa 25,5" zu erhalten. Der Streifen wurde dann in einzelne Klingen abgetrennt. Die Klingen wurden in Trichloräthylcn gereinigt und zusammen mit Vergleichsklingcn aus korrosionsbeständigem Stahl (mit etwa 14,5ⁿ/₀ Chrom und 0,9% Kohlenstoff) mit einer Dispersion aus Polytetrafluoräthylcn-Polymcren besprüht. Die beschichteten Klingen wurden zusammen mit den Vergleichsklingen unter einer Schiitzatmosphäre bei 37I°C während 18 Minuten gesintert. Die erfindungsgemäßen Klingen wurden einem Rasurtest gegenüber den Vergleichsklingcn für eine Periode von 10 Rasuren unterzogen. Eine statistische Analyse der kumulativen Daten über die Rasuren zeigte, daß ein beträchtlicher Vorzug für die criindungsgcmäßen Klingen bestand. Bei der 10. Rasur konnten beide Arten von Klingen als immer

noch rasierfähig bezeichnet werden, wobei die erfindungsgemäi.lcn Klingen liinsiclitlich der Rasicrqualität etwas höher als die Klingen aus korrosionsbeständigem Stahl bewertet wurden.

U e i s ρ i e I 2

Klingen wurden in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 1 bi.-, zur Schlcifbchundlimg hergestellt. Die erhaltenen Klingen, die Kantcnwinkel von etwa 25.2 und Körperhärten von etwa 905 Vickers hatten, wurden dann gereinigt und mit einer dünnen Chromschicht überzogen. Die chronibeschichtetcn Klingen wurden zusammen mit Vergleichsklingen aus korrosionsbestän

digem Stahl (mit etwa 0.6ⁿ _/n Kohlenstoff und 13,5% Chrom) mit einer Telrafluorätliylenlelomer-Dispersior besprüht und unter einer Argonatmosphäre während 10 Minuten bei 371 C gesintert. Heim Rasurtest dei chrombeschichtctcn Klingen für 10 Rasuren gegenübci dm Vergleichsklingen zeigte eine statistische Analyse der kumulativen Daten, daß ein wesentlicher Vorzug für die chrombeschichteten Klingen bestand. I3ci dei 10. Rasur wurden die Klingen immer noch als rasier ίο fähig bewertet, wobei die chrombeschichtctcn Klinger hinsichtlich der Rasierqualität höher bewertet wurdet als die Vercleichsklinecn aus korrosionsbeständigen" Stahl.

2C9SG9 3!

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Rasierklinge mit einer Schneidkantenhärte Jjber 700 Viekers-Einheiten (Last 3 kpi nach dem Anlassen auf 400 C, bestehend aus

0.7 bis 1,4" ₀ Kohlenstoff,
2 bis 7% Chrom.
0.7 his 2" „ Silizium,
0 bis !"ο Mangan