[发明专利]聚合物切割刃结构及其制造方法

说明书

本发明提供了一种功能性聚合物切割刃结构和使用聚合物材料制造切割刃结构的方法。可使用本发明来形成用于剃刀刀片架的剃刀刀片或用于装配于剃刀刀片架框架中的刀片盒。

技术领域

本发明涉及剃刀和制造切割刃结构的方法，并且更具体地涉及由聚合物材料制造切割刃结构诸如剃刀刀片的方法。

背景技术

剃刀刀片通常由诸如不锈钢的合适金属薄片材料形成，该金属薄片材料被纵切成所需的宽度并被热处理以使金属硬化。硬化操作利用高温炉，在高温炉中，金属可被暴露于大于约1000℃的温度最多约20秒，之后进行淬火，由此使金属快速冷却，以获得某些期望的材料特性。

硬化之后，通常通过研磨刀片来形成切割刃。将钢制剃刀刀片机械地磨快以形成切割刃，该切割刃是锋利且强的以长时间切断毛发。连续研磨过程通常限制刀片形状以具有带大致三角形或楔形轮廓(例如，横截面)的直边缘。切割刃楔形构型通常具有半径小于约1000埃的最终末端。

这种现有技术方法的优点是它是一种经过证明的大量、高速制造刀片的经济性方法。如果此类方法可将较低成本的材料用于刀片成形并且还能够实现不是大致三角形的切割刃轮廓，则其将是特别期望的。

公开了用于一次性餐具或一次性外科手术刀的具有由聚合物材料制成的切割刃的刀片(例如，美国专利6,044,566、美国专利5,782,852)。GB2310819A中公开了由聚合物材料制成的剃刀刀片。现有技术聚合物刀片中任一个的缺点在于制备此类塑性刀片的方法不适于形成末端半径小于1μm的切割刃，如切割毛发所需要的。

通常，现有技术利用熔体流动加工技术。将现有技术的熔融聚合物注入通常为金属的模具腔中，但聚合物通常太粘(通常超过100,000厘泊)而不能完全渗入亚微米(如，小于1微米)尺寸的空间中，该空间是腔中形成剃刀刀片边缘所需的。然而，选择可能有利于渗入亚微米尺寸空间中的较低粘度材料或增加注射压力，导致聚合物材料在模具的两个半块的配合表面之间渗透，这被称为“飞边”，因此不能实现所需的切割刃末端半径。聚合物材料的粘度减小还可通过将聚合物原料加热高于玻璃化转变温度，通常超过200℃来获得。此外，在填充腔之后，流体聚合物材料需要冷却以达到固体状态，这导致刀片形状收缩和边缘变圆，因此不能实现所需的切割刃末端半径。

因此，需要由聚合物制备切割刃结构的更好方法和制备剃刀用切割刃结构的更高性价比方法，所述切割刃结构具有所需的末端半径、更少边缘质量可变性和锋利性以提供相当或改善的剃刮体验。

还期望寻找可形成具有任何形状(如非线性边缘)的切割刃结构和/或提供整合组件的材料和方法。

发明内容

本发明提供了用于由聚合物材料制造一个或多个切割刃结构如剃刀刀片的简单有效的方法和功能性聚合物切割刃结构如剃刀刀片。此外，一些方法适用于生产多个此类切割刃结构，或“刀片盒”，其包括待作为单个单元设置在剃刀刀片架中的形成于聚合物材料中的多个剃刀刀片。

在一个方面，用于制造至少一个切割刃结构的方法包括在容器中提供呈液体形式的第一聚合材料；在所述第一聚合材料内提供至少一个切割刃模板；将所述第一聚合材料固化，同时将所述至少一个切割刃模板设置于所述第一聚合材料中以形成基础结构；移除所述模板以在所述基础结构中获得腔；用第二材料填充所述腔，所述第二材料为聚合物材料的前体；固化所述第二材料，以及将所述基础结构与所述固化的第二聚合材料分离，所述至少一个切割刃结构由所述固化的第二聚合材料构成。

此外，第二前体材料由单体材料、低聚物材料，或它们的任何组合构成。至少一个切割刃结构包括哥特式弧形、罗马弧形、或一个或多个底切。至少一个切割刃结构的末端半径小于1微米。

在一个方面，第一聚合材料由聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)或聚二甲基硅氧烷(PDMA)构成。在第二方面，第二前体材料由基于丙烯酸或环氧化物的材料构成。在另一方面，第二前体材料的粘度小于约10000厘泊。