PL171843B1 - Method of producing a polyflurohydrofarbon coating on a cutting edge of blade - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania powloki polifluoroweglowodorowej na krawedzi tnacej ostrza, zwlaszcza krawedzi tnacej ostrza maszynki do golenia, w którym na krawedz tnaca ostrza nanosi sie zawiesine polimeru fluoroweglowodorowego oraz ogrzewa sie ostrze z powloka, znamienny tym, ze poddaje sie polimer fluoroweglowodorowy, korzystnie policzterofluo- roetylen, o ciezarze czasteczkowym co najmniej 1 000.000 w postaci suchego proszku promieniowaniu jonizujacemu w dawce od 20 do 80 megaradów redukujac ciezar czastecz- kowy polimeru korzystnie do okolo 25.000, sporzadza sie zawiesine napromieniowanego polimeru w lotnej cieczy organicznej, korzystnie w izopropanolu, wolna od rozpuszczalni- ków chlorofluoroweglowodorowych i zawierajaca korzystnie od okolo 0,5 do 0,7% wago- wych napromieniowanego polimeru, nastepnie natryskuje sie te zawiesine na krawedz tnaca ostrza i ogrzewajac uzyskana powloke spieka sie polifluoroweglowodór. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania powłoki polifluorowęglowodorowej na krawędzi tnącej ostrza, zwłaszcza krawędzi tnącej ostrza maszynki do golenia.

Z opisu patentowego GB 906 005 znane jest pokrywanie krawędzi tnącej, ostrzy polifluorowęglowodorami, zwłaszcza policzterofluoroetylenem (PTFE).

Polifluorowęglowodorami stosowanymi do tego celu są telomery, to jest polimery mające stosunkowo niski ciężar cząsteczkowy. PTFE zwykle stosowany do pokrywania krawędzi tnących ostrza ma ciężar cząsteczkowy około 25000 podczas gdy PTFE konwencjonalnie stosowany do wytwarzania nieklejących się powłok, ma ciężar cząsteczkowy 3-6 milionów.

Telomery fluorowęglodorowe dają lepszą jednorodność ostrzy i powłoki o większej trwałości niż materiały o wysokim ciężarze cząsteczkowym, dlatego lepiej nadaje się do pokrywania krawędzi tnących ostrzy maszynek do golenia

Z opisu patentowego USA nr 4 777 192 znany jest sposób i urządzenie do napromieniowywania materiału stałego o wysokim ciężarze cząsteczkowym w celu zmniejszenia jego ciężaru cząsteczkowego. Stały policzterofluoroetylen umieszcza się w pojemniku, następnie wybrany obszar pojemnika poddaje się napromieniowaniu, a materiał przemieszcza się do i poza obszar napromieniowywany tak, że otrzymuje się materiał napromieniowany jednakowo i chłodzi się materia! aby w czasie przeprowadzania procesu utrzymać temperaturę poniżej 260°C.

Z opisu patentowego USA nr 4 029 870 znane są polimery czterofluoroetylenowe, a zwłaszcza ich dyspersje w ośrodku organicznym. Proszek PTFE poddaje się ,napromieniowaniu ze źródła promieni y i otrzymuje się cząstki o wielkości 15 mikronów lub mniejsze. Takie napromieniowane cząstki, po zmieleniu są bardziej okrągłe.

Z opisu patentowego USA nr 3 518 110 znany jest sposób wytwarzania ostrza maszynki do golenia, w którym krawędź tnącą pokrywa się stałymi polimerami fluorowęglodorowymi topiącymi się w temperaturze pomiędzy 310°C a 332°C i mającymi w temperaturze 350°C stopień płynięcia od około 0,005 do około 600 gramów na dziesięć minut. W tym celu przygotowuje się dyspersję polimeru w płynie, takim jak eter lub woda, następnie nakłada się przez natryskiwanie dyspersję polimeru na krawędź tnącą i po odparowaniu płynu ostrze podgrzewa się

171 843 do temperatury powyżej temperatury topnienia polimeru otrzymując powłokę o grubości od 0,1 do 0,3 mikrona na odległości około 50 mikronów

Z opisu patentowego USA nr 3 203 829 znany jest sposób pokrywania krawędzi tnącej ostrza maszynki do golenia fluoropochodnymi węglowodorów polegający na tym. że nakłada się dyspersję materiału stałego w płynie, który stanowi woda lub rozpuszczalnik organiczny, a po odparowaniu płynu wygrzewa się ostrze w atmosferze redukującej.

Z opisu patentowego USA nr 3 071 856 znany jest sposób wytwarzania ostrza maszynki do golenia. Krawędź tnącą ostrza maszynki do golenia pokrywa się stałymi polimerami czterofluoroetylenowymi zawierającymi łańcuch atomów węgla mający wiele grup (-CF2-CF2-). Polimer nakłada się na ostrze albo bezpośrednio podgrzewając go w bliskim sąsiedztwie ostrza albo przez elektroforezę, albo w formie dyspersji. W formie dyspersji polimer nakłada się w lotnym płynie, wodzie albo rozpuszczalniku organicznym, który to płyn, po nałożeniu dyspersji na krawędź tnącą, odparowuje się, a następnie ogrzewa się ostrze z nałożonym materiałem i otrzymuje się powłokę przylegającą do powierzchni ostrza.

Z opisu patentowego GB nr 768 554 znany jest sposób jonizującego napromieniowywania policzterofiuoroetylenu. Sposób ten polega na poddawaniu materiału promieniowaniu jonizującemu od 2 do 13 jednostek, (przy czym jednostkę stanowi 50 x 10⁶ rentgenów), dzięki czemu uzyskuje się materiał o temperaturze mięknienia około 200°C lub niższej, bardzo dobrze nadający się do obróbki plastycznej.

Polifluorowęglowodory, takie jak PTFE, są konwencjonalnie wytwarzane przez polimeryzację monomeru w dyspersji wodnej, a to powoduje powstanie materiału o wysokim ciężarze cząsteczkowym, omówionego powyżej, który zastosowany jako powłoka na krawędzi tnącej ostrza do golenia nie zapewnia jej dostatecznej jednorodności i trwałości. Telomery fluorowęglowodorowe są wytwarzane przez polimeryzację chlorofluoropochodnych węglowodorów, takich jak trójchloroirójfluoroetan. Ponadto dotychczas ostrza pokrywane były polifluorowęglowodorem, zwykle policzterofluoroetylenem, o niskim ciężarze cząsteczkowym, stosowanym w postaci zawiesiny polimeru w rozpuszczalniku chlorofluorowęglowodorowym, przy czym z uwagi na własności powierzchniowe polimeru trudno jest uzyskać jego zawiesiny i rozpuszczalniki chlorofluorowęglowodorowe typu freonów należą do nielicznych znanych i stosowanych rozpuszczalników. Jednakże, ze względów ekologicznych konieczne jest wyeliminowanie stosowania chlorofluoropochodnych węglowodorów w procesach technologicznych i w produktach, tak więc powstaje potrzeba zastosowania procesu alternatywnego do wytwarzania telomerów fluorowęglowodorowych oraz do rezygnacji z użycia rozpuszczalników chlorofluorowęglowodorowych, przyczyniających się w dużej mierze do powstawania efektu cieplarnianego.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania powłoki polifluorowęglowodorowej na krawędzi tnącej ostrza, o dobrej trwałości i przyczepności, w którym wyeliminowano konieczność stosowania chloru lub jego związków.

Sposób wytwarzania powłoki polifluoro węglowodorowej na krawędzi tnącej ostrza, zwłaszcza krawędzi tnącej ostrza maszynki do golenia, w którym na krawędź tnącą ostrza nanosi się zawiesinę polimeru fluorowęglowodorowego oraz ogrzewa się ostrze z powłoką, odznacza się według wynalazku tym, ze poddaje się polimer fluorowęglowodorowy, korzystnie policzterofluoroetylen, o ciężarze cząsteczkowym co najmniej 1 000.000 w postaci suchego proszku promieniowaniu jonizującemu w dawce od 20 do 80 megaradów redukując ciężar cząsteczkowy polimeru korzystnie do około 25.000, sporządza się zawiesinę napromieniowanego polimeru w lotnej cieczy organicznej, korzystnie w izopropanolu, wolną od rozpuszczalników chlorofluorowęglowodorowych i zawierającą korzystnie od około 0,5 do 0,7% wagowych napromieniowanego polimeru, następnie natryskuje się tę zawiesinę na krawędź tnącą ostrza i ogrzewając uzyskana powłokę spieka się polifluorowęglowodór.

Korzystnie jako źródło promieniowania stosuje się źródło Co6°, emitujące promienie y.

Korzystnie stosuje się zawiesinę napromieniowanego polifluorowęglowodoru o średnim wymiarze cząstek nie większym niż 100 mikronów

171 843

Stwierdzono, ze telomery fluorowęglowodorowe, zwłaszcza telomery czterofluorowęglowodorowe, wytwarzane przez poddanie polifluorowęglowodorów o wysokim ciężarze cząsteczkowym, w postaci suchego proszku, napromieniowaniu jonizującemu, mogą być zastosowane do wytwarzania bardzo dobrych powłok pohfluorowęglowodorowych, na krawędziach tnących ostrza golarek, to jest powłok mających własności równoważne własnościom otrzymanym za pomocą telomerów fluorowęglowodorowych wytwarzanych przez polimeryzację chlorofluoropochodnych węglowodorów. W celu wytwarzania takich powłok, telomer wytworzony przez napromieniowanie jest dyspergowany w lotnym rozpuszczalniku organicznym, korzystnie izopropanolu, dyspersja jest natryskiwana na krawędzie tnące i ogrzewana aby usunąć rozpuszczalnik i spiec telomer, przy czym etapy natryskiwania i ogrzewania są przeprowadzane na ogół w warunkach konwencjonalnych. Polifluorowęglowodór poddany napromieniowaniu jonizującemu, stosowany do utworzenia zawiesiny powinien mieć wymiar cząstek, korzystnie średnio nie większy niż 100 mikronów. Dostępny sproszkowany wyjściowy materiał polifuorowęglowodorowy jest zazwyczaj bardziej gruboziarnisty - wówczas należy go rozdrobnić przed lub po etapie napromieniowania, korzystnie po napromieniowaniu.

Dobre wyniki otrzymane sposobem według wynalazku, przy zastosowaniu napromieniowania polifluorowęglowodorów w postaci proszku do utworzenia zawiesin nakładanych na ostrze tnące, które to wyniki jak stwierdzono powyżej, są równoważne wynikom otrzymanym przy użyciu telomerów fluorowęglowodorowych, wytwarzanych przez polimeryzację chlorofluoropochodnych węglowodorów (czyli materiałów, które są aktualnie stosowane do wytwarzania powłok na krawędziach tnących ostrzy golarek) są zaskakujące, ponieważ stwierdzono równocześnie, ze nie można otrzymać równoważnych wyników przez poddanie polifuorowęglowodorów o wysokim ciężarze cząsteczkowym, w postaci dyspersji cieczowych, napromieniowaniu jonizacyjnemu, a następnie zastosowanie takich napromieniowanych dyspersji do utworzenia powłok Podczas gdy powłoki polifluorowęglowodorowe na krawędziach ostrzy tnących można wytworzyć przez nałożenie na nie napromieniowanych dyspersji tych polimerów, to nie można jednak uzyskać pożądanych własności takich powłok na krawędziach tnących ostrzy golarek. Nieoczekiwane zatem było otrzymanie pozytywnego rezultatu w postaci jednorodnej i trwałej powłoki na ostrzu przy napromieniowaniu suchego sproszkowanego polimeru fluorowęglowodorowego i następnie utworzeniu z niego zawiesiny do nałożenia na ostrze tnące, podczas gdy napromieniowanie zawiesiny tego polimeru, przebiegające również ze zmniejszeniem ciężaru cząsteczkowego polimeru me pozwalało na uzyskanie z niej, po naniesieniu na ostrze golarki i dalszej analogicznej obróbce, powłoki o zadawalających własnościach. Nie jest natomiast znana przyczyna, dla której istotne jest prowadzenie napromieniowania polifluorowęglowodorów w postaci proszków, a nie zawiesiny.

Wynalazek zilustrowano poniżej przykładami realizacji sposobu wytwarzania powłoki polifluorowęglowodorowej na krawędzi tnącej ostrza.

Przykład I. Policzterofluoroetylen (Teflon 60, znak towarowy, dostarczony przez E. I. du Pont de Nemours and Co.) mający ciężar cząsteczkowy ponad 1.000.000 i postać suchego proszku umieszczono w ampułkach ze szkła żaroodpornego, a ampułki poddano napromieniowaniu y ze źródła Co⁶⁰ w temperaturze pokojowej (25°C) w atmosferze powietrza, przy czym natężenie dawki wynosiło 3 megarady na godzinę. Po napromieniowaniu polimeru dozą napromieniowania około 25 megaradów, napromieniowanie przerwano i proszek wyjęto z ampułek. Stwierdzono, że ciężar cząsteczkowy polimeru zmniejszył się do 30 000 Nie zaobserwowano zmiany barwy proszku. Napromieniowany materiał przedmuchano powietrzem aby usunąć fluorowodór wytwarzany przez napromieniowanie policzterofluoroetylenu. Napromieniowany proszek rozdrobniono następnie w młynie aby zmniejszyć wymiary cząstek i przesiano przez stumikronowe sito.

Przygotowano dyspersję w izopropanolu zawierającą 0,7% wagowych rozdrobnionego i przesianego proszku, a następnie ujednorodniono ją za pomocą ultradźwięków. Krawędzie tnące ostrza golarki z nierdzewnej stali spryskano dyspersją. Po wysuszeniu, warstwę na krawędziach ostrza spieczono w azocie w temperaturze 343 °C przez 35 minut.

Przykład II Postępowano analogicznie jak w przykładzie I, jedynie zastosowano dawkę napromieniowania wynoszącą 75 megaradów. Stwierdzono, ze ciężar cząsteczkowy polimeru zmniejszył się do 20.000.

W obu nłir/Y plŁjyuurvuvn rsiAno un

UlVUV w ' unolz-erra <\έΑ ΙοηοΎΰ lalzncp y u tyiw/Jtą jvwuvuivuv, juwvuv i taką samą trwałość powłoki jak podobne ostrza, które zostały obrobione dokładnie w taki sam sposób, ale z pominięciem etapu napromieniowania.

171 843

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz Cena 2,00 zł

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1 Sposób wytwarzania powłoki polifluorowęglowodorowej na krawędzi tnącej ostrza, zwłaszcza krawędzi tnącej ostrza maszynki do golenia, w którym na krawędź tnącą ostrza nanosi się zawiesinę polimeru fluorowęglowodorowego oraz ogrzewa się ostrze z powłoką, znamienny tym, ze poddaje się polimer fluorowęglowodorowy, korzystnie policzterofluoroetylen, o ciężarze cząsteczkowym co najmniej 1.000.000 w postaci suchego proszku promieniowaniu, jonizującemu w dawce od 20 do 80 megaradów redukując ciężar cząsteczkowy polimeru korzystnie do około 25.000, sporządza się zawiesinę napromieniowanego polimeru w lotnej cieczy organicznej, korzystnie w izopropanolu, wolną od rozpuszczalników chlorofluorowęglowodorowych i zawierającą korzystnie od około 0,5 do 0,7% wagowych napromieniowanego polimeru, następnie natryskuje się tę zawiesinę na krawędź tnącą ostrza i ogrzewając uzyskaną powłokę spieka się polifluoro węglowodór
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze jako źródło promieniowania stosuje się źródło Co⁶⁰, emitujące promienie γ.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się zawiesinę napromieniowanego polifluorowęglowodoru o średnim wymiarze cząstek nie większym niż 100 mikronów