剃刀和剃刀夹头 【技术领域】
本发明涉及剃刀和剃刀夹头。
背景技术
湿剃毛发剃刀的使用者在剃毛发过程中通常喜爱他们皮肤上温暖的感觉。温暖感感觉良好，并且还促使使用者的皮肤湿润以及使胡须软化，导致更舒适地剃毛发。
已经做出了各种尝试以提供剃毛发过程中的温暖感。例如，剃毛发膏被设计成在从剃毛发罐释放后放热性地起反应，以便剃毛发膏给予皮肤温暖感。还有，剃刀刀头利用热空气、加热元件和线性扫描激光束被加热，后者由例如电池等电源提供动力。
【发明内容】
本发明特征在于包括能向使用者皮肤释放热量的相变材料的剃刀。相变材料在熔化时存储潜热，并在再结晶期间将其释放。剃刀中的相变材料在室温下是固体，并且通过把剃刀保持在流动的热水下或将剃刀浸入热水中(相变材料封闭在剃刀中以便其熔化时不会流出)，所述相变材料可以被轻易地熔化，“热补给”所述剃刀。当热充满的剃刀被使用时，因为熔化的相变材料再结晶，它将以被控制的方式释放热量在指定的温度(相变材料的熔点温度)给使用者皮肤温暖的感觉。
一般，即使剃刀在熔解相期间被暴露于较高温度(例如滚烫的水中)，热相变材料的温度不会超过材料的熔化温度，并持续任何有效的一段时间(即多于1或2秒)。剃刀的温度不会超过相变材料熔点，直到所有的相变材料熔化。因此，即使被暴露于更高的温度中，具有相变材料的剃刀不太可能变为不舒适的热度。
本发明的剃刀不需要电源，除了在剃毛发时通常易于获得的热水。本发明的剃刀可以相对廉价地被制造，并且在使用中安全可靠。相变材料的大量潜热能赋予剃毛发者操作这样一种器具地感觉，该器具具有大量的热物质，通常与质量相结合的属性，同时保持低机械质量以易于剃毛发。
在一个方面，本发明的特征在于剃刀，其包括手柄，设置在手柄上的刀头，以及在刀头中的相变材料。措辞“在刀头中”包括在刀头的任何部分，例如在其中安装刀片的外壳中设置相变材料，或者在安装或连接于外壳的封壳或其它构件中设置相变材料。
在一些方案中可以包括以下的一个或多个特征。相变材料具有在约30和50摄氏度之间的熔点，例如，在约32和45摄氏度之间。剃刀具有大于15秒的放热时间。剃刀具有少于10秒的再补给时间，优选少于5秒。刀头包括从约0.1至0.5cm3的相变材料。刀头包含足够数量的相变材料以便在通常的使用情况中刀头温度不会超过相变材料熔化温度。相变材料被装入微封壳并且微封壳(microcapsules)在刀头材料中散布。相变材料被配置在刀头的空腔中。
相变材料可以包括石蜡，低熔盐，包含结晶水的低熔盐，有机或无机成分的低熔共晶混合物，低熔金属或合金。相变材料可以包括烷基羧酸。相变材料可以选自下列物质组成的组：十一(烷)酸，癸酸，十九(碳)烷，二十(碳)烷，和十三(烷)酸。在一些实施方案中，剃刀包括数种相变材料，例如，具有不同的再结晶/再成核速度的相变材料。
在一些实施方案中，剃刀进一步包括对剃刀使用者可视的指示器，其被构造为提供可视信号，例如，显示剃刀是否热充满的颜色变化。所述指示器可以包括一个或多个以下的特征。指示器包括热变色材料。指示器包括位于剃刀刀头上的带。指示器包括分布在刀头材料中或被涂覆在刀头表面的热变色材料。指示器被构建成指示剃刀热充满的程度。指示器包括具有不同颜色变化温度的数种热变色材料。指示器显示字母数字标记或标志以指示剃刀热充满的时候。所述标记或标志出现在剃刀热充满之时。
在一些实施方案中，剃刀的一部分进一步包括润滑剂。相变材料可以被配置在包含润滑剂的剃刀部分中。例如，如果相变材料被装如微封壳，微封壳分布在包含润滑剂的刀头部分材料中。刀头可以包括一个带，其被构造为向使用者的皮肤释放润滑物质，相变材料可以相对于所述带设置，以便相对于如果相变材料不存在时它传送的速度提高润滑物质的传送速度。例如，相变材料可以结合在所述带中。
在一些实施方案中，剃刀包括在夹头上的热传递翅片，其被构建为增强从热水到夹头的热传递。可替代或附加地，剃刀可以包括热传导材料，例如金属毛绒或金属泡沫，其邻接于相变材料设置以增强从和向相变材料的热能传递。
本发明特征还在于剃刀夹头，其在夹头外壳中具有相变材料。
在另一方面，本发明特征在于剃刀，其包括手柄，设置在手柄上的刀头，和手柄中的相变材料。
本发明特征还在于一种剃毛发的方法，其包括：(a)使包含相变材料的剃刀刀头与水接触，所述水足够热以便熔化所述相变材料，然后，(b)使皮肤与剃刀刀头接触。
步骤(a)和(b)可以在剃毛发期间重复数次。
在此使用的术语“剃刀”，除非另有指明，否则涉及包括手柄和可替换夹头的剃刀以及剃刀刀头固定安装在手柄上的一次性剃刀。
从详细说明和附图以及从权利要求中，本发明的其他特征及优点将显而易见。
【附图说明】
图1是根据本发明一个实施例的剃刀透视图。
图2是图1中所示的剃刀夹头的放大透视图，以及图2A是图1所示的剃刀夹头沿图2中A-A线截取的横截面视图。
图3是根据本发明的一个可选实施例的剃刀夹头的正视平面图。
图4是根据本发明一个可选实施例的剃刀夹头透视图。
图4A是根据本发明另一个可选实施例的剃刀夹头透视图。
图5是根据本发明一个可选实施例的剃刀夹头横截面视图。
图6是根据本发明一个可选实施的剃刀横截面视图。
【具体实施方式】
参照图1，剃刀10包括手柄14，以及安装在手柄上的剃刀夹头16。参照图2和2A，剃刀夹头16包括模制塑料外壳18，其支撑数个刀片19并包括防护板20。夹头16还包括凹槽24，所述凹槽被构建为容纳手柄14上的互连构件25，外壳18枢转地安装在所述互连构件上。互连构件25可移动且固定地将外壳18与所述手柄连接。
防护板20包括翅片单元，其模制在外壳16前部上以配合和拉伸使用者的皮肤；可以使用其它皮肤配合凸起，例如，如在美国专利号5,191,712中所述的，该专利在此被引作参考。防护板20可以用弹性材料构成，或可以用与外壳16其余部分相同的材料构成。优选地，所述翅片朝刀片19逐渐增高，以便逐渐提升毛发用于更紧密更舒适的剃毛发。
剃刀夹头16也可以包括其它提高性能或延长夹头寿命的组件。例如，可以在一端包括一片铝(未示出)作为损耗阳极。也可以在外壳16的上边缘设置一个剃毛发辅助复合材料26用于向使用者皮肤释放润滑物质，例如，如美国专利号5,113,585和5,454,164所述的，其揭露的内容在此引作参考。
包含相变物质30(图2A)的封壳28安装在外壳18上。当所述封壳被放在流动的热水下或浸入热水时，相变物质30熔化，其如上所述地对剃刀充热。
优选地，封壳28由具有相对较高导热性的材料制成，例如金属。可替代地，封壳28可以由具有低导热性的材料制成，例如塑料，只要封壳壁厚足够薄以致允许足够的热传递。
在如图3所示的可选实施例中，剃刀夹头16’的外壳18’包括数个空腔32。为了清楚，空腔32被显示为空的，但是在完成产品中是用变相材料填充的并且用盖子(未示出)密封。所述盖子可以是不透明或透明的。如上关于封壳28所述的，所述盖子优选地可以由高导热性材料制成或足够薄以致允许相对于相变材料的良好热传递。
适合的相变材料具有在皮肤温度和热自来水标准温度之间的熔化温度。由此，优选的熔化温度范围一般是约30至50℃之间。在大约32至45℃之间的熔化温度一般是优选的，在约35至42℃之间的温度被认为对许多使用是最佳的。具有相对较高熔点(例如40-50℃)的相变材料一般给使用者提供一种理想的高标准温暖感，但是趋于花费更长时间熔化并且更快的释放其潜热(由于和使用者皮肤之间的更大热梯度)。
适合地相变材料包括石蜡，烷基羧酸，和各种无机盐水合物。优选的相变材料包括：十一(烷)酸，癸酸，十九(碳)烷，二十(碳)烷，十三(烷)酸。其它适合的相变材料包括低熔盐，包含结晶水的低熔盐，低熔的有机或无机成分共晶混合物，低熔金属和合金。
一般优选剃刀有短的“再补给时间”，即通过使剃刀在热自来水下(约40-50℃)保持相对较短的一段时间可以使剃刀热充满。为此目的，优选剃刀有增强从热水蒸气到剃刀热传递的装置(例如，剃刀上的热传递翅片)和增强相变材料封壳中热传递的装置(例如，在相变材料封壳中的低容积分数的高热传导性材料)。在剃刀中基本全部的相变材料熔化时，剃刀被认为是完全热充满。优选的，再补给时间短于约10秒，当剃刀被为保持在45℃的流动的自来水中时，优选少于约5秒。
相变材料的熔化温度越低，再补给时间将越短。容纳在剃刀中的相变材料容积也会影响再补给时间。一般，使用越多的相变材料，再补给时间将会越长。
没有必要在使用前完全热充满剃刀；即使不是所有相变材料被熔化剃刀也会提供温暖的感觉。一般，如果至少0.2cm3的材料熔化，热量就会被使用者感知到。实际上，一些相变材料保持未熔化可能是有利的。当所有的相变材料被熔化时，相变材料的温度可能超过它的熔化温度(例如，如果自来水的温度比材料的熔化温度高很多)。如果自来水非常热，这可能导致相变材料的短时间过热，其导致对使用者可能不舒适的剃刀温度。如果使用足够的相变材料以致于它不太可能在通常的再补给期间完全熔化，则相变材料可以提供一个“恒温器”功能，防止剃刀头的过热。
然而，通常即使相变材料的温度超过其熔化温度，在其从水中被移开之后，相变材料也会比释放潜热快得多地返回到其熔化温度。发生这样迅速返回熔化温度是因为相变材料的潜热通常远大于任何位于相变材料熔化点之上的合理的温度偏差乘以材料的特定比热。
另一个设计剃刀的标准是放热时间，即在剃刀释放热量期间的时间。放热时间可以通过第一次完全充满的剃刀来测量，即通过把刀头浸入略高于被使用的相变材料熔化温度的温度的水中足够长的时间以熔化所有的相变材料，然后确定剃刀释放潜热的时间长度。当相变材料的温度降到低于其熔化点时，没有更多的潜热被释放。放热时间优选大于15秒，例如从约15秒至3分钟。因为大部分的使用者经常清洗剃刀，一般不需要长的放热时间。如果使用者用热水清洗，剃刀在每一次清洗中被再充热。在认为使用者不经常清洗或者用冷水清洗的使用中，优选相对长的放热时间，例如2-3分钟。
放热时间取决于熔化点；熔化点越高，使用者面部和剃刀之间的热梯度越高，如上所述。放热时间还取决于使用的相变材料的容积；相变材料越多，放热时间会越长。也希望设计这样的夹头以便其优先向面部释放热量，并且在这样的速度，其恰好足够大到保持剃毛发者温暖的感觉。
剃刀中相变材料的优选容积将取决于上述的因素。通常0.1-0.5cm3将提供一个适合的性能平衡。优选的，包括足够量的相变材料以提供10-60秒的约1.0-3.0W的能量输出。可以包括的相变材料数量一般被设计限定因素而限制，例如剃刀头或夹头外壳的可用容积的量。由此优选相变材料具有高的每单位容积熔化潜热，以便相变材料相对小的容积存储相对大量的能量。适合的相变材料一般具有约100-500千焦/分米3(kj/dm3)的单位容积熔化潜热。
在另一个可选实施例中，相变材料是被装入微封壳的，微封壳遍及刀头或部分刀头分布，例如如图5中所示，其中剃刀夹头42的外壳38包括微封壳40(为了清楚被高度放大地显示)。装入微封壳的相变材料是商业可得的。这种材料已经被用于导热衣物，例如通过GatewayTechnologies和Outlast Technologies。
在另一个实施例中，相变材料可以是蜡，其被吸收在二级支持结构中，例如硅藻土(例如，Rubitherm GmbH的Rubitherm GR相变材料)，硅土(例如，Rubitherm GmbH的Rubitherm PI/PO相变材料)，或者交联聚合物(例如，Rubitherm PK相变材料)。这些材料可以遍及刀头或部分刀头分布。
可取的是包括向使用者提供剃刀是否被烧焦(charred)的可见信号的指示器。具有这种指示器可以防止使用者因为把剃刀放在水中长于所需时间而不必要地浪费时间和能量。所述指示器也可以防止使用者因为把剃刀头放在特别热的水中(比相变材料熔点热很多的水)长于补给剃刀所必需的时间而使剃刀过热。
优选的指示器包括热变色材料，其响应于温度变化而改变颜色。指示器可以包括两种或多种不同的热变色材料，其在不同的温度改变颜色。例如，指示器可以包括在剃刀头处于环境温度时变成蓝色的第一热变色材料，在剃刀头处于期望的温度范围内时变成绿色的第二热变色材料，和剃刀头高于期望的温度范围时变成橙色的第三热变色材料。如另一个示例，指示器可以包括第一热变色材料，其在恰好高于相变材料熔点时变成橙色，和第二热变色材料，其刚低于相变材料熔点时变成蓝色。在此情况中，如果指示器是橙色的，这代表基本所有的相变材料已经熔化，因为相变材料的温度一般不会超过其熔点温度直到所有材料被熔化。
可以使用热变色材料的许多其它组合。热变色材料也可以和非热变色的染料和/或颜料组合以获得预定的颜色。
指示器可以是带60的形式，所述带60安装在剃刀夹头外壳上或模制在其中，如图4中所示。在此情况中，不同的热变色材料可以沿着所述带相隔一段间距设置。可替代的，指示器可以为可见或不可见的字母或其它标记的形式，例如“HOT”(62)和“COLD”(64)，如图4A中所示。可以提供标记，例如通过形成包括热变色材料的标记，或通过设置由热变色涂层使之模糊的非热变色标记，所述涂层在预定温度变成透明。
在其它实施方案中，热变色材料可以与剃刀头或夹头外壳的塑料混合，或可以与相变材料混合，如果设置透明窗口，通过所述窗口相变材料可以被使用者看见。热变色材料也可以被涂覆在外壳上。
尽管热变色指示器从可读性和简单的角度是理想的，也可以使用其它指示器，例如各种形状的充液温度计或复合杆状刻盘温度计。
其它的实施例在以下权利要求的范围中。
例如，剃刀夹头可以包括两种或更多相变材料，所述相变材料可以具有不同的再结晶/再成核温度。由此，不同材料以不同的速度再结晶，所述速度可以延长放热时间的间隔，例如如果一种材料恰好在另一种材料完成再结晶(由此失去其潜热)之后开始再结晶。
此外，剃刀手柄可以包括相变材料，附加上或替代刀头中的相变材料，例如在图6中所示，其中手柄100包括容纳相变材料的空腔102。可替代地，相变材料可以被装入微封壳，如上所述。在手柄中设置相变材料给使用者提供加热手柄的选择，用于舒适温暖的握持和增强的触感性能。
而且相变材料可以被设置在刀头中任何想要的位置。例如相变材料可以结合在剃毛发辅助复合材料26中(图2)。在此情况中，相变材料的加热可以进一步促进剃毛发辅助物从所述复合材料释放。
刀头也可以包括任何期望数量的容纳相变材料的空腔或封壳。
封壳可以包括热传导性材料以促进进出封壳更快速的热传导，例如金属泡沫，例如铜泡沫或金属毛绒。一般的，封壳包含低容积分数的传导材料。翅片或肋也可以被用于增强对于相变材料的热传导。封壳也可以包括通孔，水可以穿过其流动，只要所述孔足够小以致于防止相对较高粘性的熔化的相变材料的流出。
此外，虽然某些剃刀的设计已在以上通过示例的方式被示出和说明，但是在此所述的相变材料可以被用在任何想要的剃刀设计中。所述相变材料可以被用在男用和女用剃刀中。