CH620149A5

CH620149A5 -

Info

Publication number: CH620149A5
Application number: CH613476A
Authority: CH
Inventors: Friedrich Blume
Original assignee: Braun Ag
Priority date: 1975-09-11
Filing date: 1976-05-17
Publication date: 1980-11-14
Also published as: DE2540434A1; NL7606222A; DE2540434C3; US4056992A; DE2540434B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Siebfolie für einen elektrischbetriebenen Trockenrasierapparat und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Siebfolien dieser Art wirken einerseits als Schutzgitter gegen Verletzungen der Gesichtshaut durch die angetriebenen Untermesser und bilden andererseits die Gegenschneide für diese Messer. Zu diesem Zwecke sind die Sieblöcher auf einer Seite der Folie mit kragenartigen Vorsprüngen, der sogenannten Lochranderhöhung, versehen, gegen die die angetriebenen Messer anliegen. Diese Lochranderhöhungen sind daher in erster Linie dem Verschleiss ausgesetzt und die Gebrauchsdauer einer solchen Siebfolie hängt im wesentlichen von der Abnutzungsfestigkeit der Lochranderhöhung ab. Siebfolien werden üblicherweise auf galvanoplastischem Wege hergestellt.

Aus der japanischen Patentschrift 20030/70 ist es bekannt, eine dünne Metallplatte mit Fotolack zu beschichten, die Gestaltung des vertieften Anteils der inneren Oberfläche der Siebfolie auf eine Plattenseite zu kopieren, zu belichten und zu entwickeln; danach wird mit einem Ätzbad behandelt. Die Platte wird an den Stellen, an denen sich die Kopien befanden, bis zur Gegenlackschicht ausgeätzt. Nunmehr wird elektrolytisch an den vom Lack nicht bedeckten Stellen Hartmetall abgeschieden und danach der Lack entfernt. Die so gefertigte Siebfolie hat die Lochwandungen mit Hartmetall beschichtet, und die Lochranderhöhungen bestehen zur Gänze aus Hartmetall.

Unter Hartmetall versteht der Fachmann im allgemeinen Metallkarbide, die als Bindemittel Metalle enthalten können. In der Galvanoplastik spricht man allerdings auch von Hartnickel und Hartkobalt, ohne dass es sich dabei um Karbide handelt; diese verdanken vielmehr ihre Härte einer geringen Menge an sogenannten Störstoffen, wie bei Nickel beispielsweise einen Gehalt an Schwefel. Solche sogenannte Hartmetalle, insbesondere Hartnickel, welches für Siebfolien vorliegender Art praktisch ausschliesslich Verwendung findet, werden leider durch atomaren Wasserstoff dahingehend nachteilig beeinflusst, dass sie verspröden. Solcher atomarer Wasserstoff bildet sich in galvanischen Bädern. Je grösser die zu beschichtende Fläche ist, desto stärker ist die Einwirkung und damit die Versprödung. Dadurch, dass in dem Verfahren gemäss dieser japanischen Patentschrift die gesamte Innenfläche der Sieböffnungen beschichtet und die Lochranderhöhung zur Gänze aufgebaut werden, wird das Material, vor allem bei der Abscheidung von Hartchrom, durch die zwangsläufig entstehende beträchtliche Menge an Wasserstoff versprödet. Die so gefertigten Siebfolien weisen meist eine hohe Verschleiss-rate und mangelnde Schnitthaltigkeit auf; auf jeden Fall besteht eine grosse Bruchgefahr bei Benutzung.

Aus der schweizerischen Patentschrift 519 582 ist es bekannt, mindestens die Arbeitspartien des Schermessers mit einem Belag aus einem Hartmaterial und einem Metall durch elektrische Abscheidung zu versehen. Als Hartmaterial sind Diamant, Siliziumkarbid, Aluminiumoxyd, Titankarbid, Titan-borid oder Titannitrid genannt, als Zusatzmetall Nickel, Kobalt oder Kupfer. Die Belagsdicke liegt zwischen 3 und 50 Mikron, der Anteil an Hartmaterial zwischen 5 und 80 Volum- % für das Schermesser. In einem Beispielsfall ist zwar nur die Stirnseite des Randflansches beschichtet, in anderen jedoch die Plattenflächen und in einem weiteren Beispiel wird nach dem Erzeugen des die ganze Höhe der Platte mit ihren Rundlöchern des Aussenmessers überdeckenden Hartbelags dieser an der Stirnseite der Randflanschen abgeschliffen. Dies bedeutet einen zusätzlichen Arbeitsaufwand, und der unbefangene Fachmann wird von dem nur beispielhaft angegebenen Fall der Beschichtung nur der Stirnseite des Randflansches weggeleitet. Allenfalls wird er annehmen, dass für eine Beschichtung nur der Stirnseite des Randflansches ausschliesslich die besondere Zusammensetzung von 17 Volum-% Diamantpulver mit einer mittleren Korngrösse von 1 Mikron und Nickel als Zusatzmetall, entsprechend 83 Volum-%, in einer Schichtdicke von 6 Mikron aufzubringen ist. Offensichtlich ist das Zusatzmaterial elektrolytisch abgeschiedenes Rein-Nickel, das für den hier verfolgten Zweck zu weich ist und deshalb den Gehalt an Hartmaterial aufweist. Tatsächlich dient es nur als Bindemittel für das Hartmaterial. Es ist nun ohne weiteres erkennbar, dass bei einer Schichtdicke von nur 6 Mikron und einer mittleren Korngrösse des Hartmaterials von 1 Mikron eine sehr wenig homogene Beschichtung resultiert. Insbesondere wird an den Stellen, die aus Nickel bestehen, ein erhöhter Verschleiss zu beobachten sein, insbesondere wenn man bedenkt, dass gerade die Lochranderhöhungen die Lauffläche bilden. Dies mag der Grund sein, dass in dem einen Beispiel die Beschichtung der Stirnseite der Randfläche nachträglich entfernt wird. Auch ist darauf hinzuweisen, dass Hartmaterial enthaltendes Nickel sehr spröde und damit unzureichend gebrauchsgeeignet ist.

Im übrigen besteht die in Frage kommende Beschichtung überwiegend aus galvanisch abgeschiedenem Nickel.

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Es ist bekannt, dass galvanisch abgeschiedenes Nickel bezüglich gewisser Werkstoffeigenschaften wie beispielsweise Verschleiss und Gleiteigenschaften, für den vorliegenden Zweck nicht besonders geeignet ist. Es ist gezeigt worden, dass der Verschleiss bei einer Siebfolie gemäss der schweizerischen Patentschrift keinesfalls gemindert sein kann und es ist offensichtlich, dass der Gehalt an Hartmaterial eine Verschlechterung der Gleiteigenschaften mit sich bringen muss; deshalb auch der in dieser Patentschrift empfohlene Zusatz von Festschmierstoffen.

An sich erscheint für den vorliegenden Zweck Chrom gut geeignet. Es sind auch auf ihrer ganzen Innenseite verchromte Siebfolien bekannt. Sie haben jedoch nicht befriedigt.

Ein Grund dafür ist, dass das bei der galvanoplastischen Herstellung von Siebfolien für Trockenrasiergeräte abgeschiedene Nickel schwefelhaltig ist. Solche Folien können weder einer thermischen noch einer stärkeren Wasserstoffeinwirkung ausgesetzt werden. So führt die Hartverchromung zur Versprödung. Aufgrund der niedrigen Stromausbeute der Chrombäder entwickelt sich Wasserstoff in erheblichen Mengen und diffundiert in die Nickelfolie ein. Die nachträgliche Entfernung des Wasserstoffs ist problematisch.

Nun kann man zwar Folien aus Rein-Nickel oder Kupfer ohne besondere Schwierigkeiten verchromen, jedoch zeigen solche Siebfolien unzureichende Schneidwirkung.

Vielfach ist es auch erwünscht, nur eine Siebfolienseite mit verschleissbeständigem Werkstoff zu versehen, da die andere (bei der Benutzung der Haut zugewandte) bereits mit einem Edelmetall beschichtet ist. In einem solchen Fall treten gegenüber einer doppelseitigen Beschichtung zusätzliche Schwierigkeiten auf.

Insbesondere Chrom, das sich, wie bereits vorerwähnt, aufgrund seiner Werkstoffeigenschaften besonders für eine solche Beschichtung anbietet, weist nach galvanischer Abscheidung erhebliche Zugspannungen auf. Eine einseitig solcherart verchromte Folie verformt sich, welcher Umstand nicht nur das Aussehen beeinträchtigt, sondern auch bei der Weiterverarbeitung sehr erhebliche Schwierigkeiten mit sich bringt, die nur mit grossem Zeitaufwand überwunden werden können.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine mit Lochranderhöhungen versehene galvanoplastisch hergestellte Siebfolie für elektrisch betriebene Trockenrasierapparate zur Verfügung zu stellen, die bei nur geringfügig verringerter Duktilität eine höhere Verschleissbeständigkeit und einen günstigeren Reibungskoeffizienten bei besserer Schnitthaltig-keit aufweist und bei der Weiterverarbeitung keine Schwierigkeiten bereitet. Die Erfindung hat es sich weiter zur Aufgabe gemacht, ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsge-mässen Siebfolie zur Verfügung zu stellen.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch Zurverfügungstellung einer mit Lochranderhöhungen versehenen Siebfolie, welche nur an den Lochranderhöhungen mit Chrom in einer Dicke von 1 bis 5 Mikrometer beschichtet ist. Zweckmässig wird diese Siebfolie galvanoplastisch hergestellt.

In einer bevorzugten Ausbildung umfasst die Chromschicht die Kanten und erstreckt sich bis in die Lochtrichter.

In einer bevorzugten Ausbildung weist die Siebfolie ein Lochfeld bis zum Rande der Folie auf.

Der Fachmann erkennt ohne weiteres den allgemeinen Erfindungsgedanken, bei der Aufbringung von Chrom die zu vergütende Fläche auf ein Mindestmass, nämlich auf die notwendigen Stellen, zu beschränken und damit die sonst bei der Verchromung, grösserer Flächen unvermeidbaren Nebenwirkungen und ihre Folgen praktisch auszuschliessen.

Zum Zwecke der Erzeugung einer Siebfolie mit Lochranderhöhungen ist es bekannt, eine Metallplatte mit dem

Muster des Lochfeldes abzudecken, anschliessend an den dem Gitter des Siebes entsprechenden Stellen eine Metallzwischenfolie aus Nickel als Gerüst galvanisch aufzubauen, wobei die Dicke der Metallzwischenfolie der Lochkantenerhöhungen 5 entsprechend grösser als die Dicke der Lochfeldabdeckung ist und darauf nach einer oxydierenden Behandlung als Badelektrode für die Erzeugung des Siebes unter Abscheidung eines Nickelniederschlages, der sich über die Flanken der Metallzwischenfolie hinwegzieht, zu verwenden.

10 Erfindungswesentlich ist, nunmehr eine Chromabschei-dung auf der Rückseite der Siebfolie noch in Gegenwart der Metallzwischenfolie vorzunehmen und erst dann die Metallzwischenfolie zu entfernen.

15 Die Verfahrensstufen sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Erfindungsgemäss wird die Vorderseite des noch auf der Matrize befindlichen Nickelniederschlages mit einem geeigneten Abdecklack beschichtet. Diese Verfahrensstufe ist in 20 Figur 1 schematisch dargestellt. Dabei und in den folgenden Figuren bedeutet 1 eine Metallplatte als Matrize, 2 ein Abbild der Folie auf der Matrize, 3 eine Metallzwischenfolie, 4 einen galvanisch abgeschiedenen Nickelniederschlag, 5 einen Abdecklack.

25 Der Nickelniederschlag 4 wird nun zusammen mit der Metallzwischenfolie 3 als Ganzes von der Matrize abgezogen. Diese Verfahrensstufe ist in Figur 2 dargestellt.

Es wird nun, bevorzugt nach einer Aktivierung der nicht mit Abdecklack beschichteten Rückseite des Metallnieder-30 schlages, eine 1 bis 5 Mikrometer dicke Schicht Chrom elek-trolytisch aufgebracht, und entlackt. Diese Verfahrensstufe zeigt schematisch Figur 3, wobei 6 die Chromschicht, bedeutet. Bei der Aktivierung der nicht mit Abdecklack beschichteten Rückseite des Nickelniederschlages wird der die andere 35 Seite bedeckende Abdecklack an seinen Rändern angegriffenen und bei der Chromabscheidung das Chrom die Kanten umfassend bis in die Lochtrichter hineinreichend abgeschieden; dadurch wird eine Kantenstabilisierung bewirkt.

Die Metallzwischenfolie wird nun durch Abriss entfernt, 40 wobei überraschenderweise eine glatte Trennung gemäss den strichlierten Linien 8 der Figur 3 erfolgt.

Eine so hergestellte erfindungsgemässe Siebfolie ist in ihrem Endzustand schematisch in Figur 4 dargestellt.

In einer Weiterausbildung des erfindungsgemässen Ver-45 fahrens wird zwischen den schrittweisen Abscheidungsvor-gängen vor der Chromabscheidung die Abscheidung einer Wasserstoffdiffusionssperre, bevorzugt aus Kupfer, in an sich bekannter Weise vorgenommen. In den Figuren 5 und 6 bedeutet 7 bzw. T die Wasserstoff diffusionssperre. Im Falle der so Figur 5 ist sie zwischen der Metallzwischenfolie und der Chromabscheidung aufgebracht, im Falle der Figur 6 vor der Abscheidung der Metallzwischenfolie.

In Fortentwicklung des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Metallzwischenfolie zur Gänze als Wasserstoffdiffu-55 sionssperre ausgebildet. Die Figur 7 stellt schematisch diese Verfahrensstufe dar, wobei 37 eine zur Gänze als Wasserstoffdiffusionssperre ausgebildete Metallzwischenfolie, bedeutet.

Der Fachmann erkennt ohne weiteres, dass, auch wenn die galvanische Abscheidung bevorzugt ist, andere ihm be-60 kannte Verfahren, wie beispielsweise ein chemisch-autokata-lytisches, erfindungsgemäs benutzt werden können.

Die erfindungsgemässe Siebfolie weist infolge der erhöhten Verschleissbeständigkeit eine bis zehnfache Erhöhung der Gebrauchsdauer auf, die Duktilität ist nicht nachteilig ver-65 ändert und damit keine Bruchgefahr bei Benutzung gegeben; der Reibungskoeffizient ist entscheidend niedriger, die Schnitthaltigkeit ist vervielfacht und die Weiterverarbeitung bereitet keinerlei Schwierigkeiten.

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Zur weiteren Verdeutlichung des erfindungsgemässen Verfahrens wird ein Beispiel des in den Zeichnungen erläuterten Verfahrens näher beschrieben.

Beispiel

Eine Messingplatte wird elektrolytisch entfettet und in einem Bad enthaltend je Liter wässriger Lösung 300 g Nik-kelsulfat, 35 g Borsäure, 50 g Nickelchlorid, 1 g Benzoe-säuresuIfimid-Natriumsalz, welches Bad mit Laurylsulfat auf eine Oberflächenspannung von 33 dyn eingestellt ist, bei 50°C und einer Stromdichte von 4A/dm2 innerhalb 2 Stunden Nickel in einer Schichtdicke von ca. 120 Mikrometer abgeschieden. Es wird nun mit einem handelsüblichen Photolack in an sich bekannter Weise beschichtet, entwickelt, ausgehärtet, entschleiert und mit einer 1 % igen Chromsäurelösung passiviert.

Es wird nun eine Metallzwischenfolie elektrolytisch aus einem wässrigen Bad, enthaltend je Liter 250 g Kupfersulfat und 50 g Schwefelsäure, elektrolytisch mit einer Stromdichte von 4A/dm2 in einer Schichtdicke von ca. 25 Mikrometer innerhalb einer halben Stunde abgeschieden und mit l%iger Chromsäurelösung präpariert. Nun wird ein Metallniederschlag aus Nickel aus einem Bad, enthaltend je Liter wässiiger Lösung 60 g Nickel als Sulfamat, 30 g Borsäure, 10 g Nickel-5 chlorid, 0,5 g Cumarin, 1 g Benzoesäuresulfimid-Natriumsalz, welches Bad mit Laurylsulfat auf eine Oberflächenspannung von 33 dyn eingestellt ist, elektrolytisch bei 50°C und einer Stromdichte von 4A/dm2 in ca. 45 Minuten abgeschieden. In an sich bekannter Weise wird nun der Metallniederschlag io elektrolytisch mit Platin überzogen.

Nun wird mit einem handelsüblichen Bitumenlack die piatinierte Seite beschichtet und der Metallniederschlag zusammen mit der Metallzwischenfolie als Ganzes von der Matrize abgezogen. In einer 3%igen wässrigen Chlorwasser-15 stofflösung wird eine Minute kathodisch mit einer Strom-dichte von 2A/dm2 aktiviert. Aus einem wässrigen Bad enthaltend je Liter 300 g Chromtrioxyd und 1 g Schwefelsäure wird nun bei 55°C innerhalb 10 Minuten bei einer Strom-dichte von 60A/dm2 eine Hartchromschicht von 3 Mikro-20 meter aufgebracht. Danach wird der Bitumenlack mit Per-chloräthylen entfernt und die Metallzwischenfolie abgerissen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Siebfolie für einen elektrischbetriebenen Trockenrasierapparat mit Lochranderhöhungen, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Lochranderhöhungen mit Chrom in einer Dicke von 1 bis 5 Mikrometer beschichtet sind.

2. Siebfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Chrombeschichtung die Kanten umgreifend bis in die Lochtrichter hineinreichend ausgebildet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Siebfolie nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Chrom auf einer Nickelfolie aufgebracht ist.

4. Verfahren zur Herstellung einer Siebfolie nach Ansprüchen 1 bis 3 durch Metallabscheidung enthaltend den galvanischen Aufbau einer Metallzwischenfolie an den dem Gitter entsprechenden Stellen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Chromabscheidung auf der Rückseite der Siebfolie noch in Gegenwart der Metallzwischenfolie vorgenommen und erst dann die Metallzwischenfolie entfernt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4 durch Abdecken einer Metallplatte mit dem Muster des Lochfeldes, anschliessendem galvanischen Aufbau einer Metallzwischenfolie an den dem Gitter des Siebes entsprechenden Stellen, deren Dicke der Lochranderhöhung entsprechend grösser als die Dicke der Lochfeldabdeckung ist, und darauffolgend eine oxydierende Behandlung vorgenommen und für die Erzeugung des Siebes galvanisch ein Nickelniederschlag, der sich auch über die Flanken der Metallzwischenfolie hinwegzieht, bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Nickelniederschlag noch auf der Matrize auf der Vorderseite mit einem geeigneten Abdecklack beschichtet wird, danach zusammen mit der Metallzwischenfolie als Ganzes von der Matrize abgezogen wird und, bevorzugt nach einer Aktivierung der nicht mit Abdecklack beschichteten Rückseite des Nickelniederschlages, eine Schicht von 1 bis 5 Mikrometer Chrom, vorzugsweise elektrolytisch, aufgebracht, entlackt und die Metallzwischenfolie durch Abriss entfernt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den schrittweisen Abscheidungsvor-gängen vor der Metallabscheidung die Abscheidung einer Wasserstoffdiffusionssperre, bevorzugt aus Kupfer, vorgenommen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallzwischenfolie zur Gänze als Wasserstoffdiffusionssperre ausgebildet ist.