DD284615A5

DD284615A5 - Verfahren zur ausbildung und aufbringung einer hydrophilen beschichtung auf einem formteil

Info

Publication number: DD284615A5
Application number: DD88321144A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Althaus; Jochen Thoene; Helmut Ritter
Original assignee: ��@��@��k��
Priority date: 1987-05-06
Filing date: 1988-10-27
Publication date: 1990-11-21
Also published as: JP2631997B2; EP0289996B1; US5005287A; IL86271A0; DE3866008D1; AU604883B2; DE3814135A1; ES2027340T3; DD299278A5; EP0289996A3; EP0289996A2; IN172419B; ATE69181T1; CA1328989C; BR8802196A; AU1564688A; JPS63294971A; IL86271A; HK62795A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung und Aufbringung einer hydrophilen, im feuchten Zustand hochgleitfaehigen Beschichtung auf einem Rasierapparat, bei dem eine ein wasserloesliches Polymeren, insbesondere Polyvinylpyrrolidon, enthaltende Loesung aufgetragen und ausgehaertet wird, sowie den Rasierapparat aus Kunststoff wie Polystyrol oder ABS oder aus Metall, der mit einer die Gleitfaehigkeit steigernden Einrichtung versehen ist. Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, dasz die auf das Formteil aufgetragene Loesung aus dem wasserloeslichen Polymeren, insbesondere Poly-N-Vinylpyrrolidon oder einem Copolymeren hiervon, einem oder mehreren radikalisch polymerisierbaren Vinylmonomeren und einem bei Bestrahlung in Radikale zerfallenden Photoinitiator besteht, und dasz die aufgetragene Loesung zur Aushaertung einer UV-Bestrahlung ausgesetzt wird. Figur{Ausbildung; Aufbringung, hochgleitfaehige Beschichtung; Rasierapparat; wasserloesliches Polymeren; Polyvinylpyrrolidon; Loesung; Kunststoff; Poly-N-Vinylpyrrolidon; Copolymeren; radikalisch, polymerisierbares Vinylmonomer; Photoinitiator}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung und Aufbringung einer hydrophilen, im feuchten Zustand hochgleitfähigen Beschichtung auf einem Formteil aus Kunststoff oder Metall, insbesondere Rasierapparat bzw. Rasierklingeneinheit, bei dem eine ein wasserlösliches Polymeren, insbesondere Polyvinylpyrrolidon, enthaltende Lösung auf das Formteil aufgetragen und dort ausgehärtet wird.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Aus der DE-OS 2851457 ist ein Rasierapparat aus Kunststoff bekannt, bei dem zwischen einer Rasierklingenauflage und einer Kappe wenigstens eine Rasierklinge angeordnet ist. Der Rasierapparatekopf weist ein integrales festes und wasserlösliches Rasierhilfsmittel auf. Das Rasierhilfsmittel ist dabei in Form eines Streifens aus dem festen, jedoch wasserlöslichen Material vorgesehen, wobei der Streifen in einer angrenzenden Lage zu der Rasierklinge angeordnet ist und entweder an der Klingenauflage oder der Kappe befestigt ist. Insbesondere ist als wasserlösliches Material ein mikroeingekapseltes Silikonöl, Polyäthylenoxid, ein nichtionisches Polyacrylamid oder ein Polysaccharid vorgesehen. Hiermit soll eine perfektionierte Naßrasur dadurch erreicht werden, daß das Rasierhilfsmittel im Kontakt mit der feuchten Haut oder ggf. durch Befeuchten des Rasierapparatkopfes selbst sofort und bei jedem Rasiervorgang aufs neue auf die Haut aufgetragen wird, so daß es mit seinen Gleiteigenschaften kontinuierlich während der Dauer des Rasiervorganges wirkt.

Nachteilig ist bei dem bekannten Rasierapparat, daß sich die als Schmiermittel wirkende Substanz aus dem Trägerkörper herauslöst und sich in Form eines Films auf der Haut des Benutzers ablagert. Damit besteht die Gefahr der Verursachung von Hautirritationen ebenso wie die Notwendigkeit, den Schmierfilm, der auf bereits rasierten Hautflächen antrocknet, nachträglich abzuwaschen, was in Abhängigkeit vom Härtegrad des zur Verfügung stehenden Wassers schwierig sein kann. Darüber hinaus ist die Konstruktion des Rasierapparats mit in einer Ausnehmung angeordnetem Kunststoffstreifen aufwendig und ist es nicht möglich, den Streifen in die wirkliche Nähe der Schneidkante der Rasierklinge zu rücken. Prinzipiell ist daher der bekannte Gleitstreifen nur an einem Ort des Rasierapparats zu positionieren, der für die erwünschten Gebrauchseigenschaften ungünstig ist.

Aus der DE-PS 2828617 ist ferner ein Formkörper aus einem polymeren Substrat und einer auf dieses Suostrat aufgetragenen Überzugsschicht bekannt, bei dem diese aus einem Polyvinylpyrrolidon-Polyurethan-Interpolymeren besteht. Für einen solchen Formkörper werden verschiedene Anwendungszwecko, wie Kontaktlinsen, Katheter, peristaltische Pumpenkammern, Kondome und dgl. genannt, bei denen es erwünscht ist, ein Material, wie Polyurethan, einen Acrylsäure-Polyester oder ein Vinylharz zu verwenden, das im feuchten Zustand einen geringeren Reibungskoeffizienten hat als er bei solchen Materialien sonst möglich ist. Anders als in der Medizintechnik bestehen solche Forderungen bei herkömmlichen Rasierapparaten nicht und ist es auch nicht üblich, derartige Materialien, insbesondere Polyurethan, zu verwenden. Vielmehr bestehen Rasierapparate und Rasierklingeneinheiten aus Polystyrol, das in seinen Eigenschaften nicht vergleichbar ist. Insbesondere würde ein nach dem Verfahren gemäß der DE-PS 2828617 aufgebrachter Überzug nicht auf Polystyrol haften. Dort ist nämlich vorgeschlagen, daß man auf das Substrat die Lösung eines Polyisocyanats aufträgt und nach dem Verdampfen des Lösungsmittels auf das so behandelte Substrat eine Lösung von Polyvinylpyrrolidon aufträgt, wonach das Lösungsmittel verdampft wird, um ein Polyvinylpyrrolidon-Polyurethan-Interpolymeres zu erhalten. Nachteilig ist bei diesem Verfahren darüber hinaus, daß die derartige Ausbildung einer Überzugsschicht ein zeitraubender Prozeß ist, da die einzelnen Komponenten aus verdünnten Lösungen aufgetragen werden, die Lösungsmittel langsam verdampft werden und freie Isocyanatgruppen bei erhöhter Temperatur zur Reaktion gebracht werden. Würde dies komplizierte Verfahren auf die Herstellung von Rasierapparaten übertragen werden, bestünde die Gofahr, daß Spannungsrisse entstehen oder Deformationsprozesse eingeleitet würden. Schließlich ist dies Verfahren auf die Herstellung von Rasierapparaten deshalb nicht übertragbar, weil die Lösungen nurzu etwa 10 bis 15% aus im Rahmen des Herstellungsprozesses nicht verdampfenden Substanzen bestehen, so daß nur außerordentlich geringe Schichtstärken für den Gleitüberzug erzielbar sind. Die Schichtstärken sind auch außerordentlich schlecht zu kontrollieren, und es ist ein Auftragen auf runden Oberflächen zumindest schwierig durchzuführen.

Auch die Steuerung des Aushärtungsprozesses durch Verdampfen muß sehr langsam und sorgfältig erfolgen, damit der Prozeß von innen nach außen verläuft und vermieden wird, daß unerwünschte Substanzen im Endprodukt eingeschlossen bleiben, die sich während des Rasiervorgangs herauslösen und auf der Haut zurückbleiben würden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Gebrauchswerteigenschaften gattungsgemäßer Rasierapparate bzw. Rasierklingeneinheiten auf kostengünstige Weise zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabeder Erfindung ist es, ein Verfahren zur Ausbildung und Aufbringung einer hydrophilen Beschichtung auf oinem Formteil derartzu verbessern, daß die Herstellung von Formteilen derart zu verbessern, daß die Herstellung von Formteilen aus Kunststoff oder Metall, insbesondere Rasierapparaten bzw. Rasierklingeneinheiten oder deren Te'len, hoher Gleitfähigkeit im feuchten Zustand ermöglicht wird, wobei die Beschichtung auch auf Polystyrol oder ABS oder Metall gut haften und in kurzer Zeit aufzubringen und auszuhärten sein soll. Insbesondere liegt der Erfindung die Zielsetzung zugrunde, die Gleiteigenschaften eines Rasierapparats gerade im klingennahen Bereich auf einem Wege zu verbessern, der ausschließt, daß sich Substanzen nach Art eines Schmiermittels auf der Haut des Benutzers ablagern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf das Formteil aufzutragende Lösung aus dem wasserlöslichen Polymer, insbesondere Poly-N-Vinylpyrrolidon oder einem Copolymeren davon, einem oder mehreren radikalisch polymerisierbaren Vinylmonomeren und einem bei einer Bestrahlung in Radikale zerfallenden Photoinitiator besteht und daß die aufgetragene Lösung zur Aushärtung einer UV-Bestrahlung ausgesetzt wird. Die Lösung härtet dann rasch zu einem gut haftenden Überzug kontrollierter Schichtstärke aus, der im feuchten Zustand einen stark verminderten Reibungskoeffizienten bei Hautkontakt aufweist. Vorzugsweise enthält die Lösung 0,1 bis 90 Massenanteile in % Polyvinylpyrrolidon, insbesondere 5 bis 30 Massenanteile in % Polyvinylpyrrolidon, bezogen auf das eingesetzte Vinylmonomeren. Das mittlere Molekulargewicht von Polyvinylpyrrolidon kann unterschiedliche Werte von 15000 bis 800000g/mol, vorzugsweise 200000 bis 500000g/mol, betragen.

Anstelle der Verwendung reinen Polyvinylpyrrolidone, das besonders geeignet ist, können auch Copolymere des Pyrrolidons mit beispielsweise Maleinaten oder Acrylaien im erfindungsgemäßen Sinne verwendet werden. Ferner sind andere wasserlösliche Polymere, wie Polyvinylalkohol, Polyacrylamid enthaltende Polymere, Polysaccharide oder Polyäthylenoxid als Additiv geeignet.

Im Sinne der Erfindung geeignete radikalisch polymorisierbare Vinylmonomeren sind vorzugsweise Acrylsäure, Methacrylsäure und deren Derivate sowie Mischungen aus Styrol und Maleinsäure bzw. Fumarsäure enthaltenden Polyesterharzen. Beispielse sind cyclische oder offenkettige Ethergruppen enthaltende Acrylsäureester oder Methacrylsäureester, wie Ester von einfach oder mehrfach ethoxylierten oder propoxyjierten Cf^o-Alkoholen, THF-Carbinolacrylat oder THF-Carbinolmethacrylat, Hydroxyalkylester, wie 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat oder 2-Hydroxypropylmethacrylat, N_;N-Dimethylamino-2-iiydroxyethylacrylat, Ν,Ν-Dimethylaminoethylmethacrylat oder Salze hiervon, wie N.N.N-Trimethylammonium^-ethylmethylacrylat-chlorid, ferner Acrylamid, N-Alkylacrylamid mit 1 bis 10 C-Atomen in der Alkylgruppe, N-2-hydroxyethylacrylamid, N-2-Hydroxypropylacrylamid oder Metharylamid, N-2-Hydroxyethylmethacrylamid, Acrylnitril und Methacrylnitril.

Die außerdem geeigneten Polyesterhantsystbme enthalten Maleinsäure bzw. Fumarsäure sowie ζ. Β. Phthalsäure, Adipinsäure, Sebazinsäure und hydrophile Polyetheröle, wie Diethylenglycol, Oligoethylenglycol mit 3 bis 1000 Ethylenoxidbausteinen, Oligopropylenglycol mit 1 bid 1000 Propylenoxidbausteinen, ferner Ethylenglycol, Butandiol, Trimethylolpropan oder ethoxyliertes Trimethylolpropan mit 3 bis 60 Ethylenoxidanteilen sowie ethoxyliertes und/oder propoxyliertes Trimethylolpropan mit 0 bis 60 Propylenoxidanteilen.

Vor. ugsweise sind in den hydrophilen Vinylmonomermischungen Anteile von 0 bis 80 Massenanteilo in %, insbesondere 0,5 bis 50 Massenanteile in %, an hydrophoben Monomeren, wie Methylmethacrylat, Butylacrylat, Ethylarcrylat, Cyclohexylacrylat oder Ethyl-hexylacrylat, vorhanden. Auch können urethanmodifizierte Acryl- und Methacrylester eingesetzt werden, die in bekannter Weise z. B. durch die Umsetzung von 2-lsocyanatoethylmethacrylat mit verschiedenen C\- bis Cg-Alkoholen, insbesondere Methanol, Ethanol oder Butanol, Alkoxyalkoholen, wie ethoxylierter und/oder propoxylierter Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-oder Hexyl- bzw. Ethylhexylalkohol, oder durch Umsetzung von Hydroxylalkylacrylaten oder Hydroxyalkylmethacrylaten mit aromatischen oder aliphatischen Mono-, Di- oder Triisocyanaten, wie Hexamethylendiisocyanat, Lysin-methylesterdiisocyanat, Toluoldiisocyanat, MDI Diphenylmethandiisocyanat oder ein Addukt aus Trimethylolpropan und 3 mol Toluoldiisocyanat, erhalten werden. Ferner kann N-Vinylpyrrolidon in der hydrophilen Vinylmonomermischung verwendet werden, welches als Zusatz besonders geeignet ist im Sinne der Erfindung.

Obwohl mehrfunktionelle Vinylverbindungen im Sinne der Erfindung nicht zwingend erforderlich sind, führt die Zugabe in einer Menge von 0 bis 80 Massenanteile in %, vorzugsweise bis zu 50 Massenanteile in %, ebenfalls zu qualitativ guten Ergebnissen. Geeignete Vernetzerkomponenten sind beispielsweise Butandiolbisacrylat, 1,6-Hexandiolbisacrylat, Oligoethylenglycol-Bisacrylate mit 1 bis 400 Ethylenglycoleinheiten, Acrylate oder Methacrylate des Trimethylolpropans, ethoxylierten und/oder propoxylierton Trimethylolpropans. Ebenfalls geeignet ist Bis(2-hydroxyethyl)-bisphenol-A-dimethacrylat oder en Addukt aus (Metb)acrylsäure und Bisphenol-A-diglycidether oder urethanmodifizierte Bis-acrylate.

Die genannten auf das Formteil aufzutragenden Mischungen können mit einem Lösungsmittel hergestellt sein, das die Verarbeitbarkeit des Systems günstig beeinflußt. Geeignete Lösungsmittel sind Aceton, Methylethylketon, Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Ethylacetat, Butylacetat, Methylenchlorid, Toluol, THF, Wasser sowie Mischungen hiervon. Photoinitiatoren können in einer effektiven Menge von 0,01 bis 5 Massenanteile in %, insbesondere 0,1 bis 5 Massenanteile in %, und vorzugsweise in einer Menge von 0,3 bis 1 Massenanteile in % in der Vinylmonomermischung verwendet werden. Dabei werden Verbindungen herangezogen, die durch UV-Bestrahlung in Radikale zerfallen. So sind wirksame Photoinitiatoren beispielsweise die bekannten Verbindungen Benzophenon, Acetophenon, Fluorenon, Benzaldehyd, Propiophenon, Anthrachinon, Carbazol, 3- oder 4-Methylacetophenon, 3- oder 4-Methoxybenzophenon, 4,4'-Dimethoxybenzophenon, Allylacetophenon, 2,2'-Diphenoxyacetophenon. Benzoin, Methylbenzoinether, Ethylbenzoinether, Propylbenzoinether, Benzoinacetat, Benzoinphenyl-carbamat, Benzoinacrylat, Benzoinphenylether, Benzoylperoxid, Dicumylperoxid, Azoisobutyronitril, Phenyldisulfid, Acylphosphanoxide oder Chlormethylanthrachinon sowie Mischungen hiervon. Zusätzlich zum Photoinitiator können noch 0,3 bis 5,0 Massenanteile in % eines Aktivators dem Beschichtungssystem zugemischt werden. Geeignete Aktivatoren sind beispielsweise Mercaptoessigsäure, organische Amine, wie n-Decylamin, Piperazin, Morpholin, Tributylamin, Benzylamin, Allylamin, Polyethylenimin und/oder Piperidin.

Ausführungsbeispiele

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Beispiele sowie der Zeichnung, in der ein Rasierapparat gemäß der Erfindung schematisch dargestellt ist.

Beispiel 1

Eine Mischung aus 2,40g Tetcahydrofuranyl-2-methylacrylat, 0,05g Photoinitiator (Darocur 1116), 0,25g Polyvinylpyrrolidon und 0,05g Tetraethylenglycol-diacrylat wird auf einen Polystyrolträger mit einem Pinsel aufgetragen und anschließend die Deckschicht mit einer 80-W-UV-Lampe in einem Abstand von 5cm 15min bestrahlt. Der gehärtete Überzug weist im angefeuchteten Zustand einen drastisch verminderten Reibungswiderstand auf. Gleitreibung einer Lederscheibe, die mit 1 kg/8cm² auf die beschichtete Oberfläche gepreßt wird:

trocken 350CN naß 180CN

Beispiel 2

Eine Mischung aus 2,45g Tetrahydrofurariyl-2-methylacrylijt, 0,05g Photoinitiator (Darocur 1116), 0,25g Polyvinylpyrrolidon werden gemischt, mit einer Rolle auf einem Polystyrolträf/er aufgetragen und anschließend mit einer 80-W-UV-Lampe in einem Abstand von 5cm 15min gehärtet. Der Reibungswiderstar. J der beschichteten Oberfläche reduziert sich durch Anfeuchten in starkem Maße. Gleitreibung einer Lederscheibe, die mit 1 kg/8 cm² Druck auf die gehärtete Oberfläche gepreßt wird:

trocken 350CN naß 210CN

Beispiel 3

10g N-Vinylpyrrolidon, 10g Trimethylolpropanmonoacrylat (Roskydal KL 5-2475), werden mit 4g PVP und 0,75g Photoinitiator(Darocur 1116) gemischt, mit einem Rakel auf einenTräger aus AGG odereine Folie aus PVC aufgebracht und in einem Abstandvon 5cm mit einer 80-W-UV-Lampe 3min bestrahlt.

Man erhält eine im feuchten Zustand hochgleitfähige Oberfläche.

Reibwert trocken 330CN " Reibwert naß 80CN

Beispiel 4 Sg NVP, Bg Trlmethylolpropanmonoacrvlat werden mit 2g PVP und 0,18g Photoinitiator (Lucirin LR 9726) gemischt, mit einem Rakel auf einen Träger aus ABS oder eine Folie aus PVC aufgebracht und in einem Abstand von 5cm m.'t einer 80-W-UV-Lampe

45s bestrahlt.

Man erhält gleichfalls eine Oberfläche, deren Reibungswiderstand sich durch Anfeuchten drastisch verringert.

trocken 340 CN naß 100CN

Der in der Figur der Zeichnung perspektivisch dargestellte Rasierapparat 1 weist eine auf einen Handgriff aufsetzbare Rasierklingeneinheit 3 auf, bei der zwei Rasierklingen 4; 5 zwischen einem Rasierklingenträger 6 und einer Kappe 7 in herkömmlicher Weise fest angeordnet sind. Am Rasierklingenträger ist eine Schutz· und Führungsleiste 8 angeordnet, welche in der üblichen Weise verrippt ist. Die gesamte Kappe 7 sowie ggf. Führungsfläche ist mit einer in der Zeichnung schraffiert dargestellten Gleitschicht 2 versehen, die gemäß einem der oben genannten Beispiele 1 bis 3 aufgebracht worden ist und aus den genannten bevorzugten Stoffmischungen besteht.

Claims

1. Verfahren zur Ausbildung und Aufbringung einer hydrophilen, im feuchten Zustand hochgleitfähigen Beschichtung auf einem Formteil aus Kunststoff oder Metall unmittelbar oder mittelbar über eine Kunstoffolie, insbesondere Rasierapparat bzw. Rasierklingeneinheit, bei dem eine ein wasserlösliches Polymeren, insbesondere Poyvinylpyrrolidon, enthaltende Lösung auf das Formteil aufgetragen und dort ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das Formteil aufgetragene Lösung aus dem wasserlöslichen Polymeren, insbesondere PoIy-N-¹ Vinylpyrrolidon oder einem Copolymeren hiervon, einem oder mehreren radikalisch polymerisierbaren Vinylmonomeren und einem bei Bestrahlung in Radikale zerfallenden Photoinitiator besteht, und daß die aufgetragene Lösung zur Aushärtung einer UV-Bestrahlung ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung 0,1 bis 90 Massenanteile in % Polyvinylpyrrolidon, vorzugsweise 5 bis 30 Masseanteile in % Polyvinylpyrrolidon, enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Molekulargewicht des Polyvinylpyrrolidone 200000 bis 500000g/mol beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Vinylmonomeren Acrylsäure, Methacrylsäure und deren Derivate und Mischungen aus Acrylsäurederivaten mit N-Vinylpyrrolidon sowie Mischungen aus Styrol und Maleinsäure bzw. Fumarsäure enthaltenden Polyesterharzen verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vinylmonomerenmischungen mit Anteilen von 0 bis 80 Massenanteile in %, vorzugsweise 0,5 bis 50 Massenanteile in %, an hydrophobem Monomeren, wie Methylmethacrylat, Butylacrylat, Ethylacrylat, Cyclohexylacrylat oder Ethylhexylacrylat, sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vinylmonomeren urethanmodifizierte Acryl- oder Methacrylester sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrfunktionelle Vinylverbindungen in einer Menge bis zu 50 Massenanteile in % zugegeben werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel für die aufzutragende Lösung Aceton, Methylethylketon, Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Ethylacetat, Butylacetat, Methylenchlorid, Toluol, THF oder Wasser sowie Mischungen hiervon verwendet werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Photoinitiator in einer Menge von 0,01 bis 5 Massenanteile in %, vorzugsweise 0,3 bis 5 Massenanteile in %, in der Lösung verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösung zusätzlich 0,3 bis 5 Massenanteile in % eines Photoaktivators, insbesondere Mercaptoessigsäure und/oder organische Amine, zugesetzt werden.