Brevet FR2338775A1 — publié le 19770819

La présente invention concerne un instrument coupant constitué d'un alliage amorphe. Plus particulierement, l'invention concerne un instrument coupant tel qu'une lame de rasoir, constitué d'un alliage amorphe auquel on peut appliquer un polymère fluorocarboné solide par chauffage à tem perature élevée Les alliages amorphes sont connus. Un tel alliage est fourni par Allied Chemical Corporation, Morristown, New Jersey, sous la denomination commerciale de Metglas. Les alliages Metglas sont constitués de métaux de base tels que le fer et le nickel combinés à divers metalloTdes (bore, carbone, silicium, phosphore, etc.).Le procédé fondamental de fabrication, bien que ses détails varient selon la combinaison metal de base-metalloîde consiste en une trempe extrêmement rapide à partir de l'état liquide. On conserve ainsi à l'état solide, aux temperatures ordinaires, la structure atomique désordonnée de la phase liquide. Donc, contrairement aux alliages métalliques classiques les Metglas ne sont pas des agrégats de petits cristaux et ne comportent donc pas les ''joints de grain" qui provoquent un affaiblissement des alliages classiques et les rendent sensibles aux attaques chimiques. D'autre part, contrairement aux produits vitreux ordinaires, les alliages Metglas ne sont pas fragiles. On sait revêtir les bords coupants des lames de rasoir de sflreté d'un polymère fluorocarboné solide. Lors du revetement, on applique des temperatures de l'ordre de 343 à 357 C pendant environ 30 mn pour cuire le revêtement. Des exemples de procédés utilisant de telles températures pour revêtir les bords coupants des lames de rasoir de surjeté avec un polymère fluorocarboné solide sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Ame- rique Nos. 3 071 856 et 3 518 110. La Demanderesse a déterminé que les alliages amorphes à base de nickel et de fer, ayant une teneur élevée en nickel, deviennent fragiles lorsqu'on les cuit à des températures élevées de l'ordre de 343 à 357 C, comme on le fait dans le prooedé précédemment décrit de revetement par un polymere fluorocarboné solide. Il semble que la fragilité soit due à un début de cristallisation de l'alliage amorphe. L'invention concerne,selon un de ses aspects,un instrument coupant tel qu'une lame de rasoir de sureté constitue d'au moins une bande d'un alliage amorphe. L'alliage renferme,60 à 70% en poids de fer, 4 à 10% en poids de nickel, 10 à 20% en poids d'un métal tel que le chrome, le molybdène et le tungstène, et 5 à 15% en poids d'au moins un métalloide. La bande comporte au moins un bord coupant et elle porte au moins sur ce bord coupant un revêtement adhérent d'un polymere fluorocarboné solide. On peut soumettre l'alliage amorphe utilisé dans un instrument coupant selon l'invention aux températures élevées de cuisson utilisées lors de l'application du revetement de polymère. Selon un autre aspect, l'invention concerne un alliage amorphe utile pour préparer des lames de rasoir portant un revêtement adhérent d'un polymère solide cuit en place, à température élevée, l'alliage etant cons titue de60 à 70% en poids de fer, 4 à 10% en poids de nickel, 10 à 20% en poids d'un métal tel que le chrome, le molybdène et le tungstene, et 5 à 15% en poids d'au moins un métalloTde. Comme précédemment indiqué, les bords coupants des lames de rasoir de sûreté sont généralement revêtus d'un polymère fluorocarboné solide. L'exemple non limitatif suivant illustre le revêtement des bords coupants d'une lame avec un polytétrafluoroéthylène de poids moléculaire élevé dispersé dans une base constituée de polytétrafluoroéthylène de bas poids moléculaire. EXEMPLE On dilue une dispersion du télomère fluorocarboné Vydax 1000 de DuPont, ayant un poids moléculaire d'environ 20 000, en le mélangeant à du trichlorotrifluoréthane; on obtient une teneur en matières solides de 7,5% en poids. On dilue ensuite neuf parties de ce mélange avec 24 parties d'alcool butylique tertiaire et 5 parties de tétrachlorodifluoréthane. On place ensuite le melange dans un récipient sous pression à pulverisation pneumatique et à recyclage en utilisant une pression de canalisation de 0,14 à 0,55 bars et un rechauffeur de fluide pour empêcher la congélation. On pulvérise les lames, en utilisant une pression gazeuse d'atomisation de 1,4 à 9,8 bars, alors qu'elles passent devant les pistolets de pulvérisation à la vitesse de 0,9 à 7,6 m/mn. Apres application du télomère de base, on préchauffe les lames en utilisant un four de maintien à la température, un four à induction ou un four à infrarouge, jusqu'à ce que leur température se stabilise entre 60 et 93 C. Lorsque les lames ont atteint cette temperature, on les traite en utilisant un second récipient sous pression, à pulvérisation pneumatique sans recyclage, avec une pression du réservoir de 0,069 à 0,69 bars et une pression d'atomisation de 0,21 à 2,8 bars en pulvérisant un mélange dilué de particules de polytétrafluoréthylène renfermant une partie de Téflon PTFE Product Type 30 de DuPont à 50-70% en poids de matières solides et 9 parties d'eau déionisée, tan- dis que les lames passent à une vitesse d'environ 0,9 à 7,6 m/rn. Lorsqu'on a appliqué de façon satisfaisante les deux revetements, on place les lames dans un four à atmosphère contrôlée. On utilise une atmosphère inerte constituée d'azote et on élève la température des lames aussi rapidement que possible entre 343 et 3570 C, cette valeur étant supérieure à la temperature de frittage des deux matières, et on maintient pendant 8 à 30 mn à cette temperature, puis on refroidit rapidement. On soumet des échantillons d'alliages amorphes produits par AI lied Chemical Corporation sous la dénomination commerciale de Metglas, aux températures éle- vées utilisées de façon typique pour revetir les bords des lames d'un polymère fluorocarbone solide. Les compositions d'échantillons figurent dans le Tableau I ci-apres. TABLEAU I Elément Echantillon No. en % pondéral 2 3 4 Fer ... 6g 65 63 35 Nickel ... 4 6 g 42 Chrome ... 4 5 17 15 Cobalt ... 2 O 5 O Cuivre ... O O O O Molybdène . l2 11 O Q Métalloides 10 13 1 8 Chaque échantillon est constitue de six bandes d'au moins 15 cm de longueur. L'épaisseur et la largeur des échantillons, exprimées en millimetres, figurent entre parenthèses dans la colonne portant le titre "Echantillon" du Tableau II. On soumet cinq bandes de chaque échantillon à l'action de températures différentes pendant 30 mn, comme indique dans le Tableau II. On soumet ensuite les six bandes de chaque échantillon à un essai de rupture dans lequel on place une boucle de chaque portion de 12,7 à 19,1 mm entre les deux platines parallèles d'un micromètre de table, et on comprime jusqu'à ce que la boucle se rompe. TABLEAU II Echantillon tel que reçu 316 C 343 C 371 C 399 C 499 C RE RI RE RI RE RI RE RI RE RI RE RI 1. (0,041 x 22,4) PR PR 0,81R 4,11R 1,17R 3,18R TF TF TF TF TF TF 2. (0,043 x 19,3) PR PR 0,76 3,10 1,17R 4,11R TF TF 1,47R 4,85R TF TF 3. (0,236 x 3,56) PR PR PR PR 2,08R 3,18R 1,14R 2,95R TF TF TF TF 4. (0,036 x 3,81) 1,11 1,02 4,32R 4,27R TF TF TF TF TF TF TF TF RE = Surface réfléchissante vers l'extéreur. RI = Surface réfléchissante vers l'intérieur. R = Rupture de la matière à la valeur indiquée. TF = Trop fragile,on ne peut plier la matière pour la soumettre à l'essai de rupture. PR = Pas de rupture, trop ductile pour se rompre. Les distances en trin separant les plaques lors de la rupture des portions figurent dans le Tableau II. Cependant, il convient de noter que les portions des échantillons 1, 2 et 3 telles qu'on les a reçues, et la portion de 1 'échan- tillon 3 qu'on a chauffé 30 mn à 316 C, sont trop ductiles pour se rompre (voir le Nota du Tableau ci-avant). Il convient également de noter que les bandes de Metglas n'ont qu'une surface fortement réfléchissante et que la surface opposée est relativement mate. Comme le montre le Tableau II, on soumetuneportion de chaque bande à un essai de rupture avec la surface réfléchissante regardant vers l'extérieur (RE), et une autre portion de chaque bande avec la surface réfléchissante regardant vers l'intérieur (RI). Les résultats du Tableau II montrent que les quatre bandes de ltechantil- lon 4 qu'on a respectivement chauffées pendant 30 mn à 343, 371, 399 et 4990C, sont trop fragiles pour etre disposées en boucle avant l'essai de rupture. Cependant, les bandes des échantillons 1 et 2 ne sont pas trop fragiles tant qu'on ne les chauffe pas à 371 C, et les bandes de l'échantillon 3 deviennent trop fragiles à 3990C. Il semble que la fragilité soit due à un début de cristallisation des alliages. Le Tableau montre également que lorsqu'on abaisse egalement la teneur en nickel de 42% en poids à moins de 10% et qu'on élève la teneur en fer de 35% en poids à environ 60 à 70% en poids, les alliages doivent être utilisés dans des procédés de revêtement d'un polymere fluorocarboné des bords coupants d'une lame de rasoir à des températures relativement élevées. Le polymere fluorocarboné préféré est le polytétrafluoréthylène. La teneur en métallode est de préférence comprise dans la gamme de 5 à 15% en poids, et ces métalloïdes sont constitués d'au moins un élément tel que le phosphore, le bore, le carbone, l'aluminium, le soufre, le silicium, le gallium, le germanium, l'arsenic, le sélénium, et le tellure. On préfère choisir les métal lottes parmi le phosphore, le bore, le carbone, l'aluminium, le soufre et le silicium, et tout particulièrement le phosphore, le bore et le carbone. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limite à l'exemple et aux modes de mise en oeuvre mentionnés ci-dessus; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications en visagées et sans que l'on ne s'ecarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. - Instrument coupant, caractérisé en ce qu'il est constitué (a) d'au moins une bande d'un alliage amorphe constitue de . 60 à 70% en poids de fer, , 4 à 10% en poids de nickel, . 10 à 25% en poids d'au moins un métal tel que le chrome, le molybdene, le cobalt et le tungstène, . 5 à 15% en poids d'au moins un metallo7de tel que le phosphore, le bore, le carbone, l'aluminium, le soufre, le silicium, le gallium, le germanium, l'arsenic, le sélénium, et le tellure, de préférence les six premiers d'entre eux et tout particulierement les trois premiers; (b) d'au moins un bord coupant formé sur cette bande d'alliage amorphe, et (c) d'un revêtement adhérant recouvrant au moins ce bord coupant et constitué d'un polymère fluorocarboné solide, en particulier de polytétrafluoréthylène. 2. - Instrument selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande d'alliage amorphe renferme 10 à 20% en poids de chrome et/ou de molybdene. 3. - Instrument coupant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en une lame de rasoir de sûreté. 4. - Lame de rasoir de sûrete selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'alliage qui la constitue renferme O à 0,1% en poids d'impuretés. 5. - Procédé pour préparer une lame de rasoir de sûreté comportant au moins un bord coupant, caractérisé en ce qu'on la réalise en utilisant un alliage amorphe constitué de . 60 à 70% en poids de fer, . 4 à 10% en poids de nickel, . 10 à 25% en poids d'au moins un métal tel que le chrome, le molybdène, le cobalt et le tungstène, et . 5 à 15% en poids d'un metallolde, on depose une composition constituée d'un polymère fluorocarboné solide au moins sur le bord coupant et on chauffe le polymère déposé au-dessus de sa gamme de fusion à une température d'au moins 329 C.