BR112017001879B1

BR112017001879B1 - Lâmina de barbear e cabeça de lâmina de barbear

Info

Publication number: BR112017001879B1
Application number: BR112017001879-9A
Authority: BR
Inventors: Stergios Logothetidis; Nikolaos Kalfagiannis; Constantinos Mavroidis; Vassilis Papachristos; Michalis Karoussis
Original assignee: Bic-Violex Sa
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2021-12-28
Also published as: US10442098B2; KR20170038055A; JP2017528186A; KR102444205B1; EP3175014B1; RU2017104743A3; RU2693974C2; CN106794585A; EP3175014A1; US20200023533A1; US11400611B2; US20180215056A1; JP6609621B2; CA2956557A1; WO2016015771A1; MX2017001387A; RU2017104743A; US10953558B2; PL3175014T3; US20210162616A1

Abstract

trata-se de um substrato de lâmina de barbear que tem um substrato que compreende uma porção de borda de lâmina que tem uma geometria perfilada que é coberta por um revestimento de reforço depositado no substrato de lâmina de barbear pelo menos na porção de borda de lâmina. o revestimento de reforço que cobre a ponta de borda de lâmina, que tem uma geometria perfilada e que tem uma geometria cônica com dois lados de revestimento que convergem em direção a uma ponta de borda de lâmina. o revestimento de reforço compreende uma camada de reforço produzida a partir de um material que contém titânio e boro.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a lâminas de barbear.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Em particular, a presente invenção é relacionada a lâminas de barbear que têm bordas de lâmina de barbear.

[003] A partir do estado da técnica, as lâminas de barbear foram fornecidas. Colocadas de modo adequado em um cartucho de lâmina de barbear, as mesmas oferecem a função fundamental de cortar cabelo.

[004] No passado, as lâminas de barbear foram dotadas de um substrato e um revestimento de reforço que cobre o substrato na borda de lâmina. O revestimento de reforço é, em geral, um material que contém metal e/ou carbono, e fornece resistência melhorada à borda de lâmina de barbear, que, por sua vez, melhora sua expectativa de vida.

[005] Às vezes, o revestimento de reforço é revestido adicionalmente por um revestimento lubrificante como um revestimento de PTFE.

[006] Fornecer um revestimento melhor em uma borda de lâmina de barbear é um desafio. Em primeiro lugar, devido ao fato de o substrato de borda de lâmina de barbear ter uma geometria muito peculiar, depositar um revestimento no mesmo, o que poderia operar como um revestimento adequado melhorando-se as propriedades de corte e reforçar a borda de lâmina de barbear, é muito difícil.

[007] Em segundo lugar, visto que as lâminas de barbear são um bem de consumo de massa, o revestimento teria que ser aplicado de modo muito uniforme produto a produto, e em um alto rendimento (milhões de partes por dia), o que exige um revestimento compatível com um processo muito confiável.

[008] Em terceiro lugar, mesmo se fosse possível depositar um novo revestimento em uma lâmina de barbear, medir a melhora em relação a produtos do estado da técnica também é muito difícil. Isso é devido ao fato de que a qualidade percebida da raspagem por painéis de teste pode ser muito subjetiva.

[009] Por isso, o desenvolvimento de um novo revestimento de lâmina de barbear leva anos de trabalho de R&D.

[010] Mais do que nunca, uma pessoa continua a buscar a melhoria das lâminas de barbear fornecendo-se um melhor revestimento de lâmina de barbear.

[011] O documento WO 2006/027.016 descreve um revestimento de lâmina de barbear que compreende cromo e carbono.

[012] Outros documentos do estado da técnica rendem listas infindas de materiais tidos como adequados para revestimentos de lâmina de barbear. Um exemplo de tal documento é, por exemplo, EP 1.287.953. Em vista da longa lista de materiais fornecida, é provável que nem todos esses tenham sido testados, de fato, como componentes de revestimento de lâmina de barbear, e também é provável que alguns desses sejam inadequados como componentes de revestimento de lâmina de barbear.

[013] Um objetivo quando se desenvolve um novo revestimento de lâmina de barbear deve ser aumentar a dureza do revestimento material. Existem muitos materiais mais duros que uma mistura de cromo e carbono. Um candidato possível quando se busca por um material mais duro que uma mistura de cromo e carbono é diboreto de titânio.

[014] Deve ser mencionado que existem outras ferramentas de corte revestidas em relação às lâminas de barbear. Essas ferramentas de corte têm seus próprios problemas e estruturas projetadas para lidar com esses problemas. Por exemplo, o documento WO 2007/136,777 tem o objetivo de obter uma borda de corte estável que consiste em um revestimento com múltiplas camadas com diferentes arquiteturas em ambos os lados da lâmina de uma ferramenta giratória. Em relação ao próprio revestimento, o mesmo compreende um segmento antiaspereza de baixa fricção resistente a desgaste de topo específico que sobrepõe um segmento de cermet que reveste por ligação com múltiplas camadas de fundo que acomoda as tensões internas no segmento de topo e mantém a dureza mais alta de todo o sistema de revestimento. Esse é um revestimento específico em vista de aplicações de corte específicas, em que “lâminas de barbear” são mencionadas como um instrumento cirúrgico ou dentário.

[015] Voltando-se para lâminas de barbear de raspagem, inesperadamente, durante experimentação em vista do depósito de um revestimento que contém titânio e boro em uma borda de lâmina de barbear, os inventores encontraram um revestimento que tem propriedades excelentes para um revestimento de lâmina de barbear.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[016] A invenção se refere a uma lâmina de barbear que compreende uma porção de borda de lâmina, sendo que a lâmina de barbear compreende: - um substrato de lâmina de barbear que tem uma porção de borda de substrato na porção de borda de lâmina da lâmina de barbear, sendo que a porção de borda de substrato tem uma geometria perfilada e que tem uma geometria cônica com dois lados de substrato que convergem em direção a uma ponta de substrato, - um revestimento de reforço depositado no substrato de lâmina de barbear pelo menos na porção de borda de lâmina, sendo que o revestimento de reforço cobre a ponta de substrato, sendo que o revestimento de reforço tem uma geometria perfilada e tem uma geometria cônica com dois lados de revestimento que convergem em direção a uma ponta de revestimento,

[017] Em que o revestimento de reforço compreende uma camada nanocristalina de reforço produzida a partir de uma mistura de titânio e boro que compreende pelo menos uma dentre as áreas ricas em titânio e as áreas ricas em boro, em que “rica” é usado a título de referência para uma composição de TiB2 estequiométrica.

[018] A lâmina de barbear acima tem uma dureza significativamente melhorada e sua fabricalidade permite que satisfaça exigências para um revestimento de lâmina de barbear: recursos confiavelmente uniformes em alto rendimento de fabricação industrial (a custo razoável).

[019] Uma área “rica em titânio” se refere a uma área em que a proporção de titânio é mais alta que em diboreto de titânio.

[020] Uma área “rica em boro” se refere a uma área em que a proporção de boro é mais alta que em diboreto de titânio.

[021] Em algumas realizações, uma pessoa também pode usar uma ou mais das seguintes funções: - a proporção média de átomos de boro e titânio na camada de reforço está entre 1,3:1 e 2,3:1; - uma lâmina de barbear, em que a proporção média de átomos de boro e titânio na camada de reforço está entre 2,01:1 e 2,3:1; - a proporção média de átomos de boro e titânio na camada de reforço está entre 1,3:1 e 1,99:1; - a camada nanocristalina compreende áreas de diboreto de titânio; - uma lâmina de barbear, em que as áreas do diboreto de titânio são não colunares; - uma lâmina de barbear em que a camada nanocristalina de reforço compreende arranjos nanocristalinos, em que os átomos dos nanocristais são arranjados em uma configuração de rede hexagonal; - uma lâmina de barbear em que a camada de reforço compreende grãos minerais sem traços expressivos que tem uma dimensão característica entre 2 e 15 nanômetros (nm); - uma lâmina de barbear, em que a camada de reforço é depositada sob condições que, quando aplicadas ao depósito em uma amostra-testemunha lisa, fornecem um revestimento com uma densidade que está acima de 3,9 gramas por centímetro cúbico (g/cm3); - uma lâmina de barbear, em que a espessura combinada do substrato de lâmina e do revestimento de reforço, medida entre os dois lados de revestimento ortogonal a uma linha que bifurca a porção de borda de lâmina, a uma distância de 5 micrômetros a partir da ponta de revestimento, está entre 1,8 e 2,5 micrômetros, e, de preferência, entre 1,9 e 2,4 micrômetros; - uma lâmina de barbear, em que a espessura combinada do substrato de lâmina e do revestimento de reforço, medida entre os dois lados de revestimento ortogonal a uma linha que bifurca a porção de borda de lâmina, a uma distância de 20 micrômetros a partir da ponta de revestimento, está entre 5,1 e 7,3 micrômetros, e, de preferência, entre 5,4 e 7,1 micrômetros; - uma lâmina de barbear, em que o substrato de lâmina de barbear é produzido a partir de aço inoxidável; - uma lâmina de barbear, em que o revestimento de reforço compreende uma intercamada entre o substrato de lâmina de barbear e a camada de reforço; - uma lâmina de barbear, em que a intercamada compreende titânio; - uma lâmina de barbear, em que a intercamada é produzida a partir de titânio; - uma lâmina de barbear, em que o revestimento de reforço compreende uma camada de sobrerrevestimento que contém metal sobre a camada de reforço; - uma lâmina de barbear, em que a camada de sobrerrevestimento compreende cromo; - uma lâmina de barbear, em que a camada de reforço é a única camada do revestimento de reforço; - uma lâmina de barbear, em que a espessura da camada de reforço, medida perpendicularmente em relação ao lado de substrato, está entre 20 e 400 nanômetros (nm), por exemplo, entre 20 e 150 nm ou entre 40 e 250 nm; - uma lâmina de barbear, que compreende adicionalmente um revestimento de polímero sobre o revestimento de reforço; - uma lâmina de barbear, em que a camada de reforço compreende, de modo desordenado, áreas que têm proporções diferentes de átomos de titânio e boro, em que, em pelo menos uma área, a proporção de boro e titânio está compreendida entre y:1 e z:1, em que y e z estão compreendidos entre 1,3 e 1,99, e y é mais baixo que z, e/ou em que, em pelo menos uma área, a proporção de boro e titânio está compreendida entre u:1 e v:1, em que u e v estão compreendidos entre 2,01 e 2,3 e u é mais baixo que v.

[022] De acordo com outro aspecto, a invenção se refere a uma cabeça de lâmina de barbear que compreende um cartucho e uma lâmina de barbear, sendo que a dita lâmina de barbear é montada no dito cartucho.

[023] De acordo com outro aspecto, a invenção se refere a uma lâmina de barbear que compreende um manípulo e uma cabeça de lâmina de barbear em que a cabeça de lâmina de barbear é fixada ao manípulo.

[024] Em algumas realizações específicas, o revestimento não é um revestimento de diboreto de titânio puro. O mesmo compreende titânio e boro. Uma ou mais áreas são áreas ricas em boro e/ou uma ou mais áreas são áreas ricas em titânio. Ainda, a dispersão da concentração de titânio dentro da camada pode ser controlada a fim de não exceder limiares superiores ou inferiores, que podem levar à perda de propriedades.

[025] De acordo com outro aspecto, a lâmina de barbear compreende: - um substrato de lâmina de barbear que tem uma porção de borda de substrato na porção de borda de lâmina da lâmina de barbear, sendo que a porção de borda de substrato tem uma geometria perfilada e que tem uma geometria cônica com dois lados de substrato que converge em direção a uma ponta de substrato, - um revestimento de reforço depositado no substrato de lâmina de barbear pelo menos na porção de borda de lâmina, sendo que o revestimento de reforço cobre a ponta de substrato, sendo que o revestimento de reforço tem uma geometria perfilada e tem uma geometria cônica com dois lados de revestimento que convergem em direção a uma ponta de revestimento, em que o revestimento de reforço compreende uma mistura de titânio e boro, em que a camada de reforço é depositada sob condições que, quando aplicadas ao depósito em uma amostra-testemunha lisa, fornecem um revestimento, a densidade do qual está acima de 3,9 gramas por centímetro cúbico (g/cm3).

[026] De acordo com outro aspecto, a lâmina de barbear compreende: - um substrato de lâmina de barbear que tem uma porção de borda de substrato na porção de borda de lâmina da lâmina de barbear, sendo que a porção de borda de substrato tem uma geometria perfilada e que tem uma geometria cônica com dois lados de substrato que converge em direção a uma ponta de substrato, - um revestimento de reforço depositado no substrato de lâmina de barbear pelo menos na porção de borda de lâmina, sendo que o revestimento de reforço cobre a ponta de substrato, sendo que o revestimento de reforço tem uma geometria perfilada e tem uma geometria cônica com dois lados de revestimento que convergem em direção a uma ponta de revestimento, em que o revestimento de reforço compreende uma mistura de titânio e boro, em que a espessura combinada do substrato de lâmina e do revestimento de reforço, medida entre os dois lados de revestimento ortogonal a uma linha que bifurca a porção de borda de lâmina, a uma distância de 5 micrômetros a partir da ponta de revestimento, está entre 1,8 e 2,5 micrômetros, e, de preferência, entre 1,9 e 2,4 micrômetros.

[027] De acordo com outro aspecto, uma espessura combinada do substrato de lâmina e do revestimento de reforço, medida entre os dois lados de revestimento ortogonal a uma linha que bifurca a porção de borda de lâmina, a uma distância de 20 micrômetros a partir da ponta de revestimento, está entre 5,1 e 7,3 micrômetros, e, de preferência, entre 5,4 e 7,1 micrômetros.

[028] De acordo com outro aspecto, a lâmina de barbear compreende: - um substrato de lâmina de barbear que tem uma porção de borda de substrato na porção de borda de lâmina da lâmina de barbear, sendo que a porção de borda de substrato tem uma geometria perfilada e que tem uma geometria cônica com dois lados de substrato que converge em direção a uma ponta de substrato, - um revestimento de reforço depositado no substrato de lâmina de barbear pelo menos na porção de borda de lâmina, sendo que o revestimento de reforço cobre a ponta de substrato, sendo que o revestimento de reforço tem uma geometria perfilada e tem uma geometria cônica com dois lados de revestimento que convergem em direção a uma ponta de revestimento, em que o revestimento de reforço compreende uma mistura de titânio e boro, em que a espessura combinada do substrato de lâmina e do revestimento de reforço, medida entre os dois lados de revestimento ortogonal a uma linha que bifurca a porção de borda de lâmina, a uma distância de 20 micrômetros a partir da ponta de revestimento, está entre 5,1 e 7,3 micrômetros, e, de preferência, entre 5,4 e 7,1 micrômetros.

[029] De acordo com outro aspecto, uma espessura combinada do substrato de lâmina e do revestimento de reforço, medida entre os dois lados de revestimento ortogonal a uma linha que bifurca a porção de borda de lâmina, a uma distância de 5 micrômetros a partir da ponta de revestimento, está entre 1,8 e 2,5 micrômetros, e, de preferência, entre 1,9 e 2,4 micrômetros.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[030] Outras características e vantagens da invenção aparecerão prontamente a partir da descrição a seguir de algumas de suas realizações, fornecidas como exemplos não limitantes, e dos desenhos anexos.

[031] Nos desenhos: - a Figura 1 é um desenho esquemático de um perfil de borda de lâmina em vista em corte, - a Figura 2 é uma vista microscópica eletrônica de transmissão de campo escuro de uma amostra revestida, - a Figura 3 mostra espectros de refração de raios-X das camadas de Ti e TiBx depositadas sob diversas condições em um substrato, - a Figura 4 é um desenho esquemático de um perfil de borda de lâmina revestido em vista em corte, - a Figura 5 é um desenho esquemático de um perfil de borda de lâmina revestido em vista em corte, - a Figura 6 é um desenho esquemático de um perfil de borda de lâmina revestido em vista em corte, - a Figura 7 é uma vista esquemática de um barbeador, - a Figura 8 é uma vista em corte de uma lâmina de barbear que ilustra medições geométricas, - a Figura 9 é uma vista de topo esquemática de um aparelho de depósito útil para a fabricação das lâminas, e - a Figura 10 é uma vista lateral esquemática do aparelho da Figura 9.

[032] Nas diferentes Figuras, os mesmos sinais de referência se referem a elementos parecidos ou similares.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[033] A partir deste ponto no presente documento, a presente invenção é descrita em detalhes com referência aos desenhos anexos. De modo geral, as lâminas de barbear compreendem um substrato de lâmina, que compreende adicionalmente um corpo de lâmina e uma borda de lâmina. A Figura 1 mostra o substrato de borda de lâmina de barbear 10 que compreende lados cônicos 10a, 10b que se encontram em uma ponta de lâmina 10c. O formato do substrato de borda de lâmina 10 pode ser angular ou arqueado ou a combinação desses dois. Entretanto, a geometria espacial e o material do substrato de borda de lâmina 10 normalmente não fornecem dureza suficiente para propósitos da raspagem e as camadas de revestimento são implantadas no substrato de borda de lâmina para melhorar a dureza da borda de lâmina e, desse modo, melhorar a qualidade da raspagem. As camadas de revestimento permitem reduzir o desgaste da borda de lâmina, melhorar as propriedades de corte gerais e prolongar a usabilidade da lâmina de barbear.

[034] Na Figura 1, o substrato de borda de lâmina 10 é revestido com uma camada de revestimento de reforço 16 e uma camada de revestimento 17. A camada de revestimento, que pode compreender fluoropolímero, é usada normalmente no campo de lâminas de barbear para reduzir o atrito durante a raspagem. A camada de revestimento de reforço 16 é usada para suas propriedades mecânicas. A camada de revestimento de reforço 16 compreende titânio e boro. De modo mais preciso, a camada de revestimento de reforço 16 é produzida a partir de titânio e boro com um baixo teor de impurezas. O teor de impurezas é mantido tão baixo quanto economicamente possível de modo viável. A camada de revestimento de reforço 16 pode ser preparada com diversas proporções de titânio e boro dentro da camada. Isso significa que pode haver uma mistura de diboreto de titânio (TiB2) e/ou outros componentes que compreendem titânio e/ou boro. A camada de revestimento 16 compreende áreas ricas em Ti e/ou ricas em B. O termo “rica” é usado em relação às respectivas concentrações estequiométricas normais de Ti e B em comparação a TiB2. O material que constitui a camada 16 pode ser indicado como TiBx. Por exemplo, a camada de revestimento 16 tem variações locais de concentrações desses elementos, que tem áreas ricas em B, em que a razão atômica B:Ti está acima de 2, até 2,3 (x compreendido entre 2,01 e 2,3), e as áreas ricas em Ti, em que a razão B:Ti está abaixo de 2, até 1,3 (x compreendido entre 1,3 e 1,99). As variações locais podem ser dispostas de modo aleatório na camada. Essas proporções de titânio, boro e diboreto de titânio podem fornecer melhorias adicionais para o revestimento geral do substrato de borda de lâmina 10. Então, no presente pedido, quando e refere ao TiBx, se refere a um revestimento conforme descrito acima.

[035] Em referência à Figura 2, uma configuração da camada de revestimento é mostrada, em que um substrato S é coberto por uma intercamada 15 produzida a partir de titânio que é coberta por uma camada de reforço 16 produzida a partir de TiBx. Essa configuração da camada corresponde a uma configuração da camada de revestimento em uma borda de lâmina de barbear.

[036] A fabricação das lâminas revestidas pode ser feita por depósito de metalizador proveniente dos alvos de Ti e TiB2. Conforme visível a partir das Figuras 9 e 10, os substratos de lâmina S são carregados nas baionetas 21 na câmara de depósito 22, que compreende um alvo de Ti 23 e dois alvos de TiB2 24a, 24b. Em algumas realizações, a câmara de depósito também pode compreender um alvo de Cr 25. Por exemplo, os quatro alvos são fornecidos como quatro cantos de um quadrado (visto a partir do topo). Por exemplo, os dois alvos de TiB2 estão voltados um para o outro. Antes do depósito, uma etapa de gravura por metalizador pode ser executada. A câmara de depósito 22 é evacuada a até uma pressão-base de 0,0133322 Pa (10-5 Torr) com o uso de meios de vácuo 26. Então, o gás de Ar é inserido de uma fonte de gás de Ar 27 na câmara 22 até uma pressão de 1,06658 Pa (8 mTorr (8.10-3 Torr)). Girando-se as baionetas carregadas conectadas juntas através de uma estrutura comum 28 a uma velocidade constante de 6 rpm com o uso de um motor 29, todos os alvos, e, notavelmente, os alvos de Ti e TiB2 são operados sob o controle de corrente CC a 0,2 Amps. Uma tensão de CC de 200 a 600 V é aplicada nas lâminas de aço inoxidável por 4 minutos. Durante a etapa de gravura por metalizador, são removidas as impurezas dos substratos de lâmina e os alvos através de bombardeamento de íons de Argônio.

[037] Para o depósito da intercamada de titânio 15, após o fim da etapa de gravura por metalizador, a câmara pressão é ajustada para 0,39997 Pa (3 mTorr). O alvo (ou alvos) de Ti e TiB2 é operado sob o controle de corrente CC a 3 e 0,2 Amps respectivamente enquanto uma tensão de CC de 0 a 100 V é aplicada nas lâminas giratórias. A corrente nos TiB2-alvos (e a mesma no alvo de Cr, caso presente) é usada para impedir que os elementos se depositem nesses alvos. Com o ajuste do tempo de depósito, uma camada de Ti de 10 a 100 nm, por exemplo, de 10 a 50 nm está depositado na borda das amostras de lâmina.

[038] Para o depósito da camada de reforço de TiBx 16, após o depósito da intercamada de Ti 15, os alvos de Cr, Ti e TiB2 operam simultaneamente, com a corrente no alvo de Cr definida a 0,2 Amps, que no alvo (ou alvos) de Ti ajustado e a corrente no alvo (ou alvos) de TiB2 definido a 3 Amps. A corrente no alvo de Cr é usada para impedir que os elementos se depositem no alvo. Adicionalmente, a razão das correntes aplicadas nos alvos de Ti e TiB2 é ajustada como uma função da composição desejada do revestimento. A tensão de desvio de CC de 0 a 600 V é aplicada nas lâminas giratórias. Com o ajuste do tempo de depósito, uma camada de TiBx de 20 a 150 nm é depositada na camada de Ti. Alternativamente, uma camada de TiBx de 40 a 250 nm é depositada na camada de Ti. Em geral, uma camada de TiBx de 20400 nm pode ser depositada na camada de Ti.

[039] Conforme mais detalhado na descrição a seguir, uma camada de sobrerrevestimento que contém metal 20 pode ser fornecida sobre a camada de reforço 16. Por exemplo, no topo da camada de reforço de TiBx 16, uma camada de Cr fina de 10 a 50 nm 20 pode ser depositada, essa configuração da camada é retratada na Figura 6. Para essa etapa, as lâminas revestidas podem ser movidas para outra máquina de metalizador, ou pode ser executada na mesma máquina, que compreende um alvo de Cr, conforme mostrado nas Figuras 9 e 10. A corrente no alvo (ou alvos) de Cr é definido em 3 Amps e uma tensão de desvio de 0 a 450 V é aplicada nas lâminas. Se a mesma for conduzida na mesma máquina de metalizador, uma pessoa pode possibilitar a proteção do alvo (ou alvos) não operantes de contaminação do alvo (ou alvos) operantes, e para impedir a operação de alvos não operantes em cada etapa.

[040] Em referência à Figura 2, a configuração supracitada da camada de revestimento é mostrada quando o substrato S for coberto por uma intercamada de Ti 15. Adicionalmente, a intercamada de Ti 15 é coberta por uma camada de reforço de TiBx 16. Ademais, as camadas 15 e 16 exibem um arranjo nanocristalino. Na camada de TiBx, os átomos dos nanocristais são arranjados em uma configuração de rede hexagonal. Uma camada que exibe um arranjo nanocristalino também é denominada uma camada nanocristalina. Os nanocristais podem ser definidos como estruturas de cristal que têm pelo menos um, e, notavelmente, todas as 3 dimensões principais abaixo de 100 nanômetros (nm). Os nanocristais de Ti provenientes de colunas finas ao longo da direção de crescimento. As colunas têm diâmetros de até 10 a 12 nm.

[041] A camada de Ti 15 é coberta por uma camada de reforço de TiBx 16 que compreende áreas nanocristalinas TiB2 em que os átomos dos nanocristais são dispostos em uma configuração de rede hexagonal. A estrutura de TiBx não compreende qualquer estrutura colunar, conforme visível na Figura 2. Tal estrutura sem traços expressivos tem propriedades interessantes para um revestimento de lâmina de barbear de reforço.

[042] A estrutura de camada no substrato S, mostrado na Figura 2, corresponde a uma estrutura de camada em um substrato de borda de lâmina 10. As condições de crescimento e a tensão de desvio aplicada durante a formação da camada de reforço de TiBx 16 fornecem uma estrutura dura com propriedades mecânicas preferenciais para raspagem, particularmente em comparação a uma estrutura colunar de TiB2. As condições de crescimento preferenciais e a tensão de desvio aplicada no substrato permitem o crescimento da camada de reforço de TiBx 16 que compreende áreas nanocristalinas de TiB2 em que os átomos dos nanocristais são arranjados em uma configuração de rede hexagonal.

[043] Na Figura 3, uma medição de espectro de difração de raios- X é mostrada para as amostras (T179 a T185) cobertas pela intercamada de Ti 15 supracitada e a camada de reforço TiBx 16, em que o depósito da camada TiBx foi realizado sob condições de depósito diferentes. Os picos P1 se referem a uma orientação de TiB2 (001) na camada de TiBx. Diferentes condições de depósito resultam nos picos diferentes (001) P1. Ou seja, as condições de depósito resultam na estrutura diferente do arranjo nanocristalino hexagonal da camada de TiBx. Conforme retratado na Figura 3, os picos podem variar em termos de intensidade e expansão; entretanto, a posição angular dos picos permanece a mesma. A tensão de desvio, aplicada no substrato de borda de lâmina de barbear 10, para alcançar os revestimentos supracitados está entre 40V e 500V. A densidade da camada de reforço nanocristalina de TiBx 16 pode não ser medida em uma borda de lâmina de barbear. O mesmo revestimento depositado em uma amostra lisa tem uma densidade que está entre 3,9 g/cm3 e 4,4 g/cm3. Uma densidade aumentada está relacionada a uma resistência aumentada da camada.

[044] Como um exemplo de espessuras da intercamada de Ti 15 e da camada de reforço TiBx 16, 40nm de intercamada de Ti 15 e 60nm de camada de reforço TiBx 16 podem ser considerados. Entretanto, outras dimensões das espessuras podem ser consideradas para ambas as camadas, em que a espessura geral da intercamada de Ti 15 e da camada de reforço de TiBx 16 não excede 500 nm e, em alguns casos, não excede 150 nm.

[045] A lâmina de barbear, mais particularmente, o substrato de borda de lâmina de barbear 10 é coberto por um revestimento de reforço 16 que compreende uma camada de reforço 16 produzida a partir de TiBx. Em outra realização, o revestimento de reforço 16 pode compreender uma camada de reforço 16 e uma intercamada de Ti 15. A camada de reforço 16 compreende, de modo desordenado, áreas que têm proporções diferentes de átomos de titânio e boro, e em pelo menos uma área, a proporção de boro e titânio está compreendida entre y:1 e z:1, em que y e z estão compreendidos entre 1,3 e 1,99, e y é mais baixo que z e/ou em que, em pelo menos uma área, a proporção de boro e titânio está compreendido entre u:1 e v:1, em que u e v está compreendida entre 2,01 e 2,3 e u é mais baixo que v. A proporção média de átomos de boro e titânio na camada de reforço 16 está entre 1,3:1 e 2,3:1. Os revestimentos ricos em titânio gerais podem ter, na média, x compreendido entre 1,3 e 1,99. As bordas de lâmina de barbear das lâminas de barbear podem ser revestidas por um revestimento de reforço que compreende uma única camada de reforço 16, conforme descrito acima. Essa configuração da camada de revestimento é retratada na Figura 4, em que o substrato de borda de lâmina 10 é coberto por uma camada de reforço 16. A camada de reforço 16 é coberta por um revestimento de polímero (PTFE) 17. O substrato de lâmina de barbear que compreende a borda de lâmina de barbear é produzido a partir de aço inoxidável. Um aço inoxidável adequado compreende principalmente ferro, e, em peso - 0,62 a 0,75% de carbono, - 12,7 a 13,7% de cromo, - 0,45 a 0,75% de manganês, - 0,20 a 0,50% de silício, - não mais que traços de molibdênio.

[046] Outros aços inoxidáveis podem ser usados dentro da invenção.

[047] A configuração da camada de revestimento do substrato de borda de lâmina 10 também pode compreender uma intercamada 15 entre o substrato de borda de lâmina de barbear 10 e a camada de reforço 16. Essa configuração da camada de revestimento é retratada na Figura 5, em que o substrato de borda de lâmina 10 é coberto por uma intercamada 15 que é coberta por uma camada de reforço 16. A intercamada 15 pode ser de titânio. A intercamada de titânio 15 pode ser produzida a partir de nanocristais colunares, sem afetar de modo adverso a camada de reforço 16. A camada de reforço 16 é coberta por um revestimento de polímero (PTFE) 17.

[048] A espessura da camada de reforço 16, medida normal ao lado do substrato, está entre 20 e 150 nanômetros (nm). Alternativamente, essa espessura está entre 40 e 250 nanômetros (nm). Em geral, essa camada pode ser entre 20 e 400 nm.

[049] Ademais, o revestimento de reforço pode compreender uma camada de sobrerrevestimento que contém metal 20 sobre a camada de reforço 16. Por exemplo, a camada de sobrerrevestimento que contém metal 20 é uma camada de cromo. Essa configuração da camada de revestimento é retratada na Figura 6, em que o substrato de borda de lâmina 10 é coberto por uma intercamada 15 que é coberta por uma camada de reforço 16. A camada de reforço 16 é coberta por uma camada de sobrerrevestimento que contém metal 20 que é coberta por um revestimento de polímero (PTFE) 17. A camada de sobrerrevestimento que contém metal pode melhorar adicionalmente a dureza geral do revestimento de borda de lâmina. E/Ou, a mesma pode ser usada para auxiliar na aderência da camada de revestimento 17 no revestimento de reforço.

[050] Esse novo revestimento de lâmina pode ser usado com lâminas de barbear com geometria convencional. Entretanto, o mesmo também pode ser usado para revestir substratos de lâmina de barbear com geometria nova, enquanto continua a exibir o desempenho de raspagem correta.

[051] Uma espessura t5 da lâmina (considerando o substrato e o revestimento de reforço, excluindo o revestimento de polímero), medida entre os dois lados de revestimento ortogonal a uma linha que bifurca a porção de borda de lâmina (consultar Figura 8), a uma distância de 5 micrômetros a partir da ponta de revestimento, pode estar, por exemplo, entre 1,8 micrômetros e 2,5 micrômetros, e, de preferência, entre 1,9 e 2,4 micrômetros, quando medido com o uso de microscopia confocal.

[052] Uma espessura t20 da lâmina (considerando o substrato e o revestimento de reforço, excluindo o revestimento de polímero), medida entre os dois lados de revestimento ortogonal a uma linha que bifurca a porção de borda de lâmina (consultar Figura 8), a uma distância de 20 micrômetros a partir da ponta de revestimento, pode estar, por exemplo, entre 5,1 micrômetros e 7,3 micrômetros, e, de preferência, entre 5,4 e 7,1 micrômetros.

[053] Ademais, a Figura 7 ilustra duas lâminas de barbear descritas acima que são montadas em um cartucho de lâmina de barbear 105 para formar uma cabeça de lâmina de barbear 110 que é conectada a um manípulo de lâmina de barbear 201 para formar um barbeador 200 para propósitos da raspagem.

[054] As lâminas de barbear com os revestimentos de reforço descritos acima também foram testadas. Um primeiro teste inclui medições de dureza realizadas nos revestimentos depositados em amostras lisas. A deposição do revestimento de TiBx, conforme definido acima, em amostras lisas, revelaram que a dureza da camada de reforço nanocristalina 16 alcançou até 15,8 GPa, que é muito mais que a dureza obtida para revestimentos atuais padrão depositados nas mesmas amostras lisas. A dureza maior do revestimento em lâminas de barbear, portanto, pode ser esperada.

[055] As lâminas revestidas de barbear anteriormente mencionadas também foram comparadas a lâminas de produção padrão. As lâminas revestidas por camadas de titânio, TiBx, cromo e PTFE, conforme descrito acima, foram comparadas a lâminas de produção padrão revestidas por camadas de cromo, CrC e PTFE. O material e o perfil do substrato, a espessura de revestimento inorgânica total e a espessura do revestimento de PTFE foram os mesmos para as lâminas de acordo com a presente invenção e para as lâminas de produção padrão. O teste específico envolve repetir a ação de corte da lâmina em um feltro móvel, com o uso de uma célula de carga para medir a carga na lâmina para uma série de 10 cortes. O teste resultou em faixas de carga para o último (10°) corte que eram pelo menos 39% mais baixas que a carga das lâminas em comparação à produção padrão. Esse resultado (consultar Tabela 1) mostra que as lâminas com o revestimento que contém o TiBx descrito acima preservam sua capacidade de corte, formato e integridade, de modo mais efetivo durante a ação de corte.

[056] O dano imposto na borda de lâmina após 10 cortes durante o teste descrito acima também foi avaliado com um microscópio óptico. O dano na ponta de borda de lâmina foi quantificado em termos de área de material que está faltando (isto é, material que foi quebrado e removido da borda) e área de deformação intensa. As lâminas revestidas por TiBx resultaram em 90% de diminuição das áreas de material que está faltando e/ou deformadas de modo intenso em comparação a lâminas de produção padrão. Esse resultado (consultar Tabela 1) mostra a durabilidade aumentada das lâminas com o revestimento de TiBx anteriormente mencionado. A durabilidade aumentada pode permitir o emprego de perfis de borda de lâmina mais finos em produtos de lâmina de barbear que seriam, por sua vez, benéficos no desempenho da raspagem do produto em termos de fluidez e avaliação geral.

TABELA 1: RESULTADOS DA FORÇA DE CORTE E DANOS DE BORDA PARA REVESTIMENTOS DE TiBX E CONVENCIONAIS

[057] Acima, foi apresentada uma realização em que uma camada geral de TiBx rica em Ti pode ser depositada ajustando-se à razão de corrente dos alvos de Ti e TiB2 durante a operação simultânea desses alvos. Entretanto, parece haver outros modos de obter o revestimento descrito acima com base em escolhas adequadas de parâmetros de operação como corrente aplicada nos alvos, a tensão de desvio de lâmina, a velocidade de deslocamento das lâminas, pressão interna da câmara ... Em particular, devido a diferentes produções de depósito de titânio e boro a partir dos alvos de TiB2, áreas ricas em boro podem ser obtidas. A proporção média de átomos de boro e titânio na camada de reforço 16 está entre 2,01:1 e 2,3:1.

[058] Fora do escopo da reivindicação original 1, esses parâmetros podem ser ajustados a fim de depositar um revestimento de TiB2. Embora o revestimento de TiB2 possa não exibir a composição da reivindicação original 1 que torna o revestimento particularmente adequado como um revestimento de lâmina de barbear como exemplificado acima, é contemplado que alguns revestimentos de TiB2 podem ser alcançados de modo que também possam mostrar alguns benefícios como um revestimento de lâmina de barbear de reforço. Alguns testes preliminares de que uma lâmina de barbear com um perfil específico conforme revelado acima pode se beneficiar dos revestimentos que contêm titânio e boro para desempenho de raspagem aumentado. Alguns testes preliminares também sugerem que uma lâmina de barbear com um denso revestimento que contém titânio e boro conforme discutido acima podem fornecer desempenho de raspagem aumentado.

[059] Os dados de espessura para as camadas do revestimento de reforço podem ser obtidos por Perfilagem de Profundidade de Espectroscopia de Elétron de Auger (AESDP). A medição pode ser realizada na própria lâmina de barbear (por exemplo, após se livrar do revestimento de polímero, ou antes de aplicar o revestimento de polímero).

[060] A Perfilagem de Profundidade de Espectroscopia de Elétron de Auger é conseguida excitando-se uma superfície de borda de lâmina com um feixe de elétrons focado de modo fino, o que faz com que os elétrons de Auger sejam emitidos a partir da superfície da borda de lâmina. Esses elétrons se referem ao material localizado aproximadamente até 5 nm de profundidade a partir da superfície. Os mesmos são detectados pelo uso de um espectrômetro de elétrons que consistem em um analisador de energia e um sistema detector de elétrons. As energias medidas dos elétrons de Auger podem estar correlacionadas a elementos correspondentes do material analisado.

[061] Para registrar os perfis de profundidade elementares de elementos selecionados, a superfície de amostra é removida, por exemplo, pulverizada por bombardeamento com íons de Ar+. A taxa de remoção (em nanômetros/minuto) do processo de pulverização nesse tipo de revestimento é conhecida a partir de medições de calibração anteriores.

[062] O experimento de perfilamento é detido quando a Espectroscopia de Elétron de Auger determina que o principal material é o material de substrato (mais frequentemente aço inoxidável no campo de lâminas de barbear). Dessa forma, sabendo a espessura geral do revestimento, é possível determinar a qual profundidade cada uma das medições foi realizada.

[063] A região analisada para os espectros de pesquisa e o perfil de profundidade pode estar localizada muito próximas à ponta da lâmina (5 a 10 μm longe da ponta de borda). Seu tamanho é da ordem de magnitude de 10μm (por exemplo, uma correção quadrada de 10 μm x 10μm).

[064] Antes da análise de AES, as amostras de lâmina são montadas em um retentor de amostra e introduzidas na câmara de vácuo ultra alto do Espectrômetro de Elétron de Auger. Os espectros de pesquisa de Auger são medidos na superfície recebida e após certos tempos de pulverização dependendo das intensidades de perfilamento, buscando pelos elementos localizados no filme fino na borda de lâmina.

[065] O perfilamento de profundidade pode ser executado por pulverização, por exemplo, aplicando-se 3 keV de energia de íon de Ar+. A quantificação de escala de profundidade precisa é possível aplicando-se taxas de pulverização pré-calibradas (isto é, remoção de espessura de material como uma função de tempo). Essas taxas de pulverização são determinadas com padrões de referência com o mesmo revestimento que as amostras analisadas. Essas amostras foram preparadas depositando-se, em substratos lisos, filmes finos de composição idêntica, e depositadas sob as mesmas condições, como as camadas na borda de lâmina e medindo-se sua espessura por outro método de perfilamento a fim de calibrar o método de AES.

[066] O outro método de perfilamento pode ser, por exemplo, para colocar uma máscara em uma amostra a ser revestida e, adicionalmente para depósito, para remover o material de revestimento em que a máscara foi colocada, de modo a medir a altura da etapa entre o material revestido restante e o substrato em que o material de revestimento foi removido.

[067] Alternativamente, um valor aproximado para taxas de pulverização pode ser determinado a partir de taxas de pulverização conhecidas aplicadas ao revestimento depositado no material de referência certificado BCR- 261T (Ta2O5 (100nm)/folha de Ta).

[068] Por isso, de acordo com um aspecto, uma pessoa aplica um método para determinar uma composição de revestimento de lâmina de barbear de reforço, em que uma pessoa realiza repetidamente: - uma pessoa mede a composição de superfície do revestimento e, - uma pessoa remove o material do revestimento a uma dada taxa de remoção de pulverização, até que uma pessoa alcance uma camada subjacente ou o substrato de lâmina de barbear e com o uso dos dados de calibragem da taxa de remoção de pulverização para o revestimento e a espessura total do revestimento de reforço a partir de outro método de medição, uma pessoa atribui as composições de superfície medida a uma profundidade dentro do revestimento.

[069] Esse método de determinação pode ser aplicado para um revestimento de TiBx, mas pode ser aplicado a outros revestimentos de reforço também.

Claims

1. LÂMINA DE BARBEAR, que compreende uma porção de borda de lâmina, que compreende: - um substrato de lâmina de barbear (10) que tem uma porção de borda de substrato na porção de borda de lâmina da lâmina de barbear (10), sendo que a porção de borda de substrato tem uma geometria perfilada e que tem uma geometria cônica com dois lados de substrato (10a, 10b) que converge em direção a uma ponta de substrato (10c), - um revestimento de reforço (16) depositado no substrato de lâmina de barbear (10) pelo menos na porção de borda de lâmina, sendo que o revestimento de reforço (16) cobre a ponta de substrato (10c), sendo que o revestimento de reforço (16) tem uma geometria perfilada e tem uma geometria cônica com dois lados de revestimento que convergem em direção a uma ponta de revestimento, em que o revestimento de reforço (16) compreende uma camada nanocristalina de reforço (16) produzida a partir de uma mistura de titânio e boro TiBx, a lâmina de barbear (10) sendo caracterizada pela camada nanocristalina de reforço (16) ter pelo menos uma das áreas ricas em titânio e áreas ricas em boro, em que o termo “rica” é usado a título de referência a uma composição de TiB2 estequiométrica, em que as áreas ricas em boro têm uma razão atômica B:Ti x compreendida entre 2,01 e 2,3 e as áreas ricas em titânio têm uma razão atômica B:Ti x compreendida entre 1,3 e 1,99.

2. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela camada nanocristalina compreender áreas de diboreto de titânio.

3. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelas áreas de diboreto de titânio serem não colunares.

4. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pela camada nanocristalina de reforço compreender arranjos nanocristalinos, em que os átomos dos nanocristais são arranjados em uma configuração de rede hexagonal.

5. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4 caracterizada pela camada de reforço compreender grãos minerais com traços inexpressivos que têm uma dimensão característica entre 2 e 15 nanômetros (nm).

6. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pela camada de reforço fornecer uma densidade acima de 3,9 gramas por centímetro cúbico (g/cm3), a densidade sendo medida quando a camada é aplicada ao depósito em uma amostra- testemunha lisa.

7. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por uma espessura combinada do substrato de lâmina (10) e do revestimento de reforço (16), medida entre os dois lados de revestimento ortogonal a uma linha que bifurca a porção de borda de lâmina, a uma distância de 5 micrômetros a partir da ponta de revestimento, estar entre 1,8 e 2,5 micrômetros, e, de preferência, entre 1,9 e 2,4 micrômetros.

8. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada por uma espessura combinada do substrato de lâmina (10) e do revestimento de reforço (16), medida entre os dois lados de revestimento ortogonal a uma linha que bifurca a porção de borda de lâmina, a uma distância de 20 micrômetros a partir da ponta de revestimento, estar entre 5,1 e 7,3 micrômetros, e, de preferência, entre 5,4 e 7,1 micrômetros.

9. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo substrato de lâmina de barbear (10) ser produzido a partir de aço inoxidável.

10. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo revestimento de reforço (16) compreender uma intercamada (15) entre o substrato de lâmina de barbear (10) e a camada de reforço (16).

11. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pela intercamada (15) compreender titânio.

12. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pela intercamada (15) ser produzida a partir de titânio.

13. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo revestimento de reforço (16) compreender uma camada de sobrerrevestimento que contém metal (20) sobre a camada de reforço.

14. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pela camada de sobrerrevestimento (20) compreender cromo.

15. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizada pela camada de reforço ser a única camada do revestimento de reforço (16).

16. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizada pela espessura da camada de reforço (16), medida normal ao lado de substrato, estar entre 20 e 400 nanômetros (nm).

17. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pela espessura da camada de reforço (16), medida normal ao lado de substrato, estar entre 20 e 150 nanômetros (nm).

18. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pela espessura da camada de reforço (16), medida normal ao lado de substrato, estar entre 40 e 250 nanômetros (nm).

19. LÂMINA DE BARBEAR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizada por compreender adicionalmente um revestimento de polímero (17) sobre o revestimento de reforço (16).

20. LÂMINA DE BARBEAR de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizada pela camada de reforço (16) compreender, de modo desordenado, áreas que têm proporções diferentes de átomos de titânio e boro, em que, em pelo menos uma área, a proporção de boro e titânio está compreendida entre y:1 e z:1, em que y e z estão compreendidos entre 1,3 e 1,99, e y é mais baixo que z, e/ou em que, em pelo menos uma área, a proporção de boro e titânio está compreendida entre u:1 e v:1, em que u e v estão compreendidos entre 2,01 e 2,3 e u é mais baixo que v.

21. CABEÇA DE LÂMINA DE BARBEAR (110) caracterizada por compreender um cartucho (105) e uma lâmina de barbear, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 20, sendo que a lâmina de barbear é montada no cartucho (105).

22. LÂMINA DE BARBEAR caracterizada por compreender um manípulo (201) e uma cabeça de lâmina de barbear (110), conforme definida na reivindicação 21, sendo que a cabeça de lâmina de barbear (110) é fixada ao manípulo (201).