Brevet FR2009077A1 — publié le 19700130

La présente invention concerne les lames de rasoirs, et plus particulièrement des lames de rasoirs supérieures particulièrement faciles à affûter, ayant des propriétés mécaniques comparables à celles des lames formées des meilleurs aciers au 5 carbone et qui, bien que contenant moins de chrome que les lames en aciers inoxydables plus coûteux, ont des durées d'utilisation comparables à celles de ces dernières. les lames de rasoirs selon la présente invention ont de plus une résistance nettement supérieure à la détrempe aux tem-10 pératures élevées, ce qui permet l'application de revêtements en polymères tels que les polymères fluorés qui doivent être frittés sur les bords des lames à des températures relativement élevées. Ainsi, les lames de rasoirs selon la présente invention ont une dureté au bords tranchant dépassant 700 Yickers (charge 15 3 kg, VPN 700) par exemple une dureté Yickers comprise entre 740 et 760 après revenu jusqu'à une température de 4-00°0. les lames sont formées en aciers contenant 0,7 à 1,4 $ de carbone, 2 à 7 # de chrome, 0,7 à 2 $ de silicium, 0 à 1 f( de manganèse, le reste étant pratiquement du fer. 20 les lames de rasoirs sont en général formées à partir de tôle d'acier dVine épaisseur d'environ 0,075 à environ 0,375 mm. les bords tranchants sont habituellement en coin avec un angle au. sommet compris environ entre 14° et 35°. les lames préférées ont en général des angles au sommet d'environ 18° à 26°. les 25 faces latérales des bords tranchants s'étendent en arrière du fil sur une distance pouvant atteindre 2,5 mm et même plus,, et ces côtés peuvent comporter une ou plusieurs facettes d'après le nombre d'opérations de rectification et d'affûtage pour former le tranchant. La facette finale, c'est-à-dire la facette 30 immédiatement voisine du fil peut avoir une largeur ne dépassant pas 0,0075 mm et même moins, ce qui peut être comparé au diamètre d'un poil de barbe en moyenne d'environ 0,10 à 0,125 mm. L'épaisseur du fil lui-même étant en général inférieur à o o 6000 A et de préférence à 2500 A. En raison de cette finesse, 35 le fil est extrêmement sensible à la rupture par effet mécanique et par corrosion. Bien que la rupture par corrosion des aciers inoxydables soit plus faible, leurs caractéristiques mécaniques, et en particulier leur dureté, ne sont en général pas aussi bonnes que celles des aciers au carbone, et en l'ab-40 sence de revêtement ils ne permettent pas en général d'obtenir 6AD o 69 16268 2009077 des qualités de rasage égales à celles d'une lame en acier au carbone. Les caractéristiques de rasage de lames de rasoirs ont été nettement améliorées ces dernières années par l'application sur 5 les bords tranchants de revêtements en polymères, tels que des polymères fluorés décrits dans le brevet américain F0 3 071 856. Pour l'application de ces revêtements en polymères fluorés, et en particulier des polymères et des télomères à poids moléculaires les plus élevés sur les bords des lames, il est néces-10 saire de fritter les revêtements à des températures élevées, par exemple entre 228°C et 426°C. Oes températures ont une action de détrempe sur les aciers au carbone ainsi que sur les aciers inoxydables, ce qui réduit leurs caractéristiques de rasage» Les aciers inoxydables supportent mieux les températures 15 de frittage que les aciers au carbone, et la plupart des utilisations commerciales de ces revêtements ont été limitées aux aciers inoxydables. Bien que les aciers inoxydables supportent mieux les températures de frittage, la plupart des fabricants ont cependant trouvé nécessaire de prendre des mesures telles 20 que l'augmentation de l'angle du tranchant, par exemple au-dessus de 26°, pour compenser l'effet de détrempe et obtenir un tranchant d'une résistance suffisante. Malgré cette détrempe partielle et les mesures pour compenser son inconvénient, les revêtements en polymères fluorés apportent cependant une amé-25 lioration substantielle au confort et à la facilité du rasage. Bien entendu, les avantages apportés par ces revêtements peuvent être plus complets si les revêtements peuvent être appliqués sur des lames ayant initialement les propriétés mécaniques d'une lame en acier au carbone, ayant une bonne résistance à la cor-30 rosion et ayant une résistance supérieure à la détrempe aux températures élevées. La présente invention a pour but d'obtenir une telle lame. L'invention a par suite pour objet une nouvelle lame de rasoir ayant des propriétés mécaniques et en particulier une 35 dureté comparable à celles des lames formées des meilleurs aciers au carbone. L'invention a aussi pour objet des lames de ce type qui .bien que ne contenant pas de chrome en quantité suffisante pour que l'acier soit classé parmi les aciers inoxydables, aient une durée permettant un nombre de rasages comparable à celui des 4-0 aciers inoxydables. L'invention a de même pour objet une lame-de BAD ORIGINAL ' 69 16268 3. 2009077 rasoir ayant une résistance nettement supérieure à la détrempe aux températures élevées utilisées pour le frittage des revêtements en polymères, et aussi une lame ayant des caractéristiques supérieures d'affûtage. 5 D'une façon générale, ces objets sont obtenus en formant les lames en un acier (1) contenant du chrome en quantité inférieure à celle d'un acier inoxydable (2) ne contenant aucun formeur de carbure en dehors du chrome et (3) contenant du carbone et du silicium entre des limites déterminées. Les lames 10 selon la présente invention sont formées en général à partir d'aciers contenant environ 2 $ à environ 7 $ de chrome, environ 0,7 f° à environ 1,4 "b de carbone, environ 0,7 $ à environ 2,0 $ de silicium et 0,0 # à environ 1 $ de manganèse, le reste étant pratiquement du fer avec des impuretés en quantités faibles ne 15 formant pas d'alliage existant habituellement dans le fer. La teneur en carbone doit normalement dépasser 0,9 %• La teneur préférée en silicium est comprise entre 0,9 $ et 1,6 #. Suivant un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, les lames sont en acier contenant environ 0,7 $ à 1,2 $ de car-20 bone, environ 4 $ à 7 f° de chrome, environ 0,9 $ à 1,6 $ de silicium et environ 0 à 1 $ de manganèse. Des lames particulièrement bonnes suivant ce mode de mise en oeuvre sont en acier contenant environ 1 $ de carbone, environ 6 $ de chrome, environ 1,4 $ de silicium, environ 0,75 $ cle manganèse, le reste étant 25 sensiblement du fer. Suivant un autre mode de mise en oeuvre donnant aussi d'excellents résultats, les lames sont formées en acier contenant environ 0,9 $ à 1,4 $ de carbone, 2 $ à 4 $ de chrome, 0,9 fo à 1,6 $ de silicium et 0 à 1-$' de manganèse. Un exemple 30 d'un tel acier contient environ 1,2 $ de carbone, environ 2,5 $ de chrome, environ 1,4 $ de silicium et environ 0 à 1 fo de manganèse, le reste étant pratiquement du fer. Suivant un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, les bords des tranchants des lames portent un revêtement amé-35 liorant le confort et la facilité de rasage. Des exemples de matières de revêtements convenables sont des gels d'organosi-loxanes, tels que ceux décrits dans le brevet américain ÏF° 2 937 976, les polymères d'hydrocarbures, par exemple le polyé-thylène, tel que décrit dans le brevet américain ÎT° 3 071 858 40 et les polymères d'hydrocarbures fluorés tels que décrits dans BAU 69 16268 4 2009077 le brevet américain ïï° 3 071 856 précité. Comme il a été indiqué ci-dessus, en raison de leur bonne résistance à la détrempe, les lames selon la présente invention permettent particulièrement l'application de revêtements polymères, par exemple des poly-5 mères d'hydrocarbures fluorés qui sont en général frittes sur les bords à des températures élevées, par exemple entre environ 228°C et environ 426°C. les lames selon l'invention peuvent être produites par les procédés et les équipements couramment utilisés actuellement 10 pour cette fabrication. Ces procédés comportant habituellement le laminage et le découpage de l'acier en bandes de l'épaisseur et de la longueur coulues, le découpage des ouvertures voulues dans cfes bandes, la trempe des bandes, une série d'opérations de rectification et d'affûtage de l'un des bords ou des deux 15 bords longitudinaux de la bande trempée pour former les tranchants, et le découpage des bandes en lames de la longueur désirée • Les bandes d'acier selon la présente invention peuvent être trempées par chauffage à au moins 926°C environ et par 20 refroidissement rapide. Les meilleures duretés sont habituellement obtenues par refroidissement à des températures inférieures à zéro, par exemple à moins 172°C ou même à une température plu3 basse. En général, le chauffage des bandes dans un four maintenu à 1077°C et la trempe à moins 172°C donnent 25 des lames ayant une dureté dans la masse d'environ 825 à 925 Vickers (VPtfr) en utilisant une charge de trois kilos. Cette dureté peut être comparée favorablement avec celle des lames en acier au carbone qui sont en général trempées pour avoir une dureté dans la masse du même ordre et celle des laines en 30 acier inoxydable dont la dureté dans la masse est d'environ 750 Vickers. A l'affûtage des lames selon la présente invention peuvent recevoir un fil fin aussi facilement que n'importe quel acier utilisé jusqu'ici pour les lames. Cette facilité d'affûtage 35 peut être considérée comme résultant de l'absence de tout for-meur de carbure en dehors du chrome. Au cours des essais pour l'affûtage d'un acier similaire à ceux de la présente invention, mais contenant des formeurs de carbure constitués par environ 1 % de molybdène, environ 1 $ de vanadium et environ 2 $ de 40 tungstène, il a été constaté qu'il est extrêmement difficile, — i BAD ORIGINAL { 69 16268 2009077 si ce n'est impossible, de former un tranchant de rasage valable. En raison de leur résistance à la détrempe, les lames selon l'invention peuvent être affûtées avec les angles les plus dési-5 rables, par exemple entre 18° et 26°, tout en conservant une résistance suffisante, bien que soumis à des températures élevées de frittage pour former un tranchant ayant une longue durée d'utilisation. Suivant un mode de mise en oeuvre préférée de l'invention, les lames sont affûtées avec un angle de tranchant 10 d'environ 20° à environ 24°, tous les angles de tranchants décrits étant mesurés à environ 1,5 micron du fil. Les polymères fluorés particulièrement utiles pour les lames comprennent en général un certain nombre de motifs -CFgŒEg-. Les hydrocarbures préférés sont ceux ayant une prépondérance de 15 motifs "tel lymères du tétrafluoréthylène avec des quantités plus faibles, par exemple 5 $ en poids, d'autres monomères tels que l'hexa-fluoropropylène. Le poids moléculaire des polymères des hydrocarbures fluorés peut en général varier, par exemple entre 20 environ 2000 et même moins et environ 2 000 000. Une classe particulièrement utile de polymères d'hydrocarbures fluorés sont les télomères du polytétrafluoréthylène. Les revêtements en hydrocarbures fluorés peuvent en général être appliqués par trempage ou par pulvérisation sur les bords du tranchant d'une 25 composition convenable, par exemple une dispersion aqueuse du polymère d'hydrocarbure fluoré, par évaporation du solvant et ensuite par frittage du revêtement, de préférence sous atmosphère de protection, à une température élevée,, par exemple de 288°0 à environ 426°C. 30 Gomme il a été indiqué ci-dessus, quand les lames selon l'invention reçoivent un revêtement d'un polymère d'un hydro-. carbure fluoré et sont frittées à une température comprise dans la plage indiquée ci-dessus, elles subissent nettement moins de détrempe qu'une lame en acier au carbone ou en acier 35 inoxydable. Le tableau ci-après donne une comparaison de la résistance à la détrempe des lames selon l'invention, par rapport à des lames typiques en acier au carbone et en acier inoxydable. "1 on*®"1. 69 16268 6. 2009077 5 10 revêtement d'un polymère d'hydrocarbure fluoré et d'une lame en acier inoxydable portant un revêtement similaire pour dix rasages montre d'après une analyse statistique des résultats 15 cumulés des dix rasages, une supériorité appréciable des lames selon l'invention. De plus, au dixième rasage, les lames en acier inoxydable ainsi que les lames selon l'invention sont encore considérées comme satisfaisantes pour le rasage, les lames selon l'invention ayant une durée au moins égale à celle 20 des lames en acier inoxydable, les caractéristiques mécaniques supérieures des lames selon l'invention compensent apparemment la diminution de la résistance à la corrosion résultant de la réduction de la teneur en chrome. Suivant une variante de mise en oeuvre de l'invention, la 25 résistance des lames à la corrosion est améliorée par application d'une couche mince de chrome. Ce chromage peut être effectué uniquement sur les bords du tranchant, ou bien il peut être effectué sur l'ensemble de la lame, les meilleurs résultats sont en général obtenus quand la couche de chrome est d'une 30 épaisseur inférieure à environ 600 A. les revêtements préférés ont ■une épaisseur comprise environ entre 50 et 500 A ou mieux O entre 100 et 400 A. les résultats particulièrement bons, sont obtenus avec une couche de chrome d'une épaisseur d'environ O 100 A . le dépôt peut en général être effectué en empilant les 35 lames de façon que les corps soient en contact et les tranchants affûtés alignés, en nettoyant les tranchants affûtés sous une pression réduite, par exemple en utilisant le nettoyage par °-?~ fluve électrique et en appliquant la couche de chrome par dépôl; à partir d'une vapeur, les lames ainsi chromées reçoivent de 40 préférence aussi un revêtement en polymère, par exemple en hy~ 1 s BAD ORIGINAL lame Selon l'invention Acier au carbone Acier inoxydable Dureté du corps après trempe (charge 3 kg) 825-925 Yickers 825-880 Yickers 750 Yickers Température et durée du frittage 400°C 10 mn 343°C 10 mn 343°C 10 mn Dureté du corps après frittage (charge 3 kg) 740-760 Yickers 510-560 Yickers 580-595 Yickers Un essai de lames selon la présente invention portant un 69 16268 2009077 drocarbure fluoré, la durée d'utilisation des lames portant ce revêtement double est augmentée, mais de plus permettent un confort, une facilité de rasage supérieure pendant cette durée prolongée d'utilisation en raison de leurs propriétés mécani-5 que s supérieures sous les couches. l'invention est illustrée plus particulièrement par les exemples suivants. EXEMPLE 1 Une feuille en acier inoxydable ayant pour composition 10 environ 1 $ de carbone, environ 1,4 5» de silicium, environ 6 $ de chrome et 0,75 $ de manganèse, le reste étant pratiquement du fer, est d'abord laminée à une épaisseur d'environ 0,1 mm et est ensuite découpée en bandes d'une largeur de 22,4 mm. les ouvertures voulues sont ensuite découpées et les bandes sont 15 passées à travers un four tunnel dans lequel la température est réglée entre environ 1077°C et 1093°C. la vitesse de circulation des bandes à travers le four est réglée pour qu'une lame séjourne dans le four pendant environ une minute. A la sortie du four, la lame est immédiatement trempée dans un mé-20 lange de glace carbonique et d'alcool (-72°C) et elle est ensuite vieillie dans de l'eau bouillante, la bande trempée est ensuite rectifiée et affûtée pour former des tranchants ayant un angle au fil d'environ 25»5°. la bande est ensuite découpée en lames individuelles, les lames sont nettoyées dans du tri-25 chloréthylène et une dispersion de polytétrafluoréthylène est pulvérisée sur les lames nettoyées ainsi que sur des lames témoins en acier inoxydable (contenant environ 14,5 % de chrome et 0,9 fo de carbone), les lames sont ensuite frittées sous atmosphère protectrice à 371°C pendant 18 mn. les lames selon 30 l'invention ainsi que les lames témoins sont utilisées pour des essais de rasage comportant dix: rasages, l'analyse statistique des résultats cumulés pour des rasages montre une supériorité appréciable des lames selon l'invention. Après le dixième rasage, les lames des deux: types sont considérées comme 35 encore valables pour le rasage mais les lames selon l'invention ont des qualités de rasage supérieures à celles des lames en acier inoxydable. "RTTgf.rPTTP! î> les lames sont préparées suivant l'exemple 1 jusqu'à l'opé-40 ration de rectification et d'affûtage compris, les lames résul- ,0 08>®WN- 69 16268 8 2009077 tantes ayant des tranchants avec un angle au fil de 25^2° et une dureté du corps d'environ 905 Vickers, sont ensuite nettoyées et sont revêtues d'une couche mince de chrome. Une dispersion de télomères de tétrafluoréthylène est appliquée ensuite 5 sur ces lames chromées ainsi que sur des lames témoins en acier inoxydable (contenant environ 0,6 $ de carbone et 13»5 $ de chrome) et après séchage, le tétrafluoréthylène est fritté sous protection d'argon pendant 10 mn à 371°C. L'analyse statistique des résultats cumulés pour les lames chromées et pour les lames 10 témoins après dix rasages montre une supériorité appréciable des lames chromées. Après dix rasages, les lames sont considérées comme encore valables pour le rasage, mais les lames chromées sont supérieures du point de vue des qualités de rasage aux lames témoins. 15 Bien entendu, la description qui précède n'est pas limita tive e-fc l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. BAD ORIGINAL 69 16268 9' 2009077 REVENDICATIONS 1. Des lames de rasoirs ayant une dureté supérieure à 700 Viokers (charge 3 kg) au tranchant après revenu jusqu'à 400°C caractérisées en ce qu'elles sont formées d'un acier 5 contenant 0,7 ch à 1,4 $ de carbone, 2 $ à 7 # de chrome, 0,7 $ à 2 de silicium, O à 1 ^ de manganèse, le reste étant pratiquement du fer. 2. Lames de rasoirs selon la revendication 1, caractérisées en ce que la teneur en silicium est de 0,9 $ à 1,6 $. 10 3. Lames de rasoirs selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisées en ce que l'acier contient de 0,7 $ à 1,2 $ de carbone, 4 $ à 7 $ de chrome, 0,9 ^ à 1,6 $ de silicium et O à 1 $ de manganèse. 4. Lames de rasoirs selon l'une des revendications 1 et 2 15 caractérisées en ce que l'acier contient de 0,9 1° à 1,4 $ de carbone, 2 fo à 4 $ de chrome, 0,9 à 1,6 $ de silicium et 0 à 1 # de manganèse. " 5. Lames de rasoirs selon la revendication 3» caractérisées en ce que l'acier est formé essentiellement de 1 £ de car- 20 bone, environ 6 £ de chrome, environ 1,4 fo de silicium, de 0 à environ 1 £ de manganèse, le reste étant pratiquement du fer. 6. Lames de rasoirs selon la revendication 4» caractérisées en ce que l'acier est formé essentiellement d'environ 1,2 fo de carbone, environ 2,5 $ de chrome, environ 1,4 £ de si-25 licium et 0 à environ 1 p de manganèse, le reste étant pratiquement du fer. 7. Lames de rasoirs selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisées par une couche mince de chrome sur le tranchant. 8. Lames de rasoirs selon l'une des revendications 1 à 7» 30 caractérisées par un revêtement, sur le tranchant, en un polymère d'un hydrocarbure fluoré fritte. 9. Lames de rasoirs selon la revendication 8, caractérisées en ce que le polymère d'hydrocarbure fluoré est du poly-t étrafluoréthy1ène. 35 10. Lames de rasoirs selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisées en ce que l'angle du tranchant à côté du fil est compris entre environ 18° et 26°. '"b*d