CN101198447A - 剃刀片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种剃刀片(10)，所述剃刀片包括具有被尖锐的刃尖和邻近面(22)所限定的刀刃的基底(12)、位于刀刃之上的硬涂层(16)、位于硬碳涂层之上的氮化铬保护层(18)、以及位于保护层之上的由聚四氟乙烯涂敷的外层(20)。

Description

剃刀片
技术领域
本发明涉及对剃刀及剃刀片的改进。
发明背景
剃刀片典型地由合适的基底材料如不锈钢形成，并且刀刃形成楔形构型，其中最终的刃尖具有小于约1000埃，例如约200至300埃的半径。通常利用诸如金刚石、非晶金刚石、类金刚石碳(DLC)材料、氮化物、碳化物、氧化物或陶瓷之类的硬涂层来改善强度、耐腐蚀性和剃须能力，保持必要的强度，同时允许使用具有较低切削力的较薄刀刃。可采用聚四氟乙烯(PTFE)外层来降低摩擦。含铌或铬材料的夹层可有助于改善基底(通常为不锈钢)和硬碳涂层(如DLC)之间的结合。剃刀片刀刃结构的实例和制造方法描述于美国专利5,295,305、5,232,568、4,933,058、5,032,243、5,497,550、5,940,975、5,669,144、EP0591334和PCT92/03330中，这些专利均以引用方式并入本文中。
在使用时，具有硬涂层和聚四氟乙烯外层的刀刃的最终刃尖在多次剃须后可变得更圆，使得刃尖半径增加，并且通常可觉察到剃刮性能降低。
美国专利6,684,513描述了具有含铬保护层的剃刀片来解决这些问题。
发明概述
在一个方面，本发明的特征总体在于一种剃刀片，所述剃刀片包括具有被尖锐的刃尖和邻近面所限定的刀刃的基底、位于刀刃之上的硬涂层、位于硬涂层之上的氮化铬保护层、以及位于保护层之上的由聚四氟乙烯涂敷的外层。本发明人已发现，氮化铬提供极好的聚四氟乙烯涂层的粘附性。因此，聚四氟乙烯涂层在多次剃须后仍继续粘附在刀片上，从而增加可使用刀片获得的舒适剃须的次数。此外，氮化铬坚硬、结实且耐腐蚀，从而提供卓越的刀刃强度和增强的剃刮性能。
在另一个方面，本发明的特征总体在于一种剃须刀，所述剃须刀包括手柄和具有刀片的剃刀头部，所述刀片具有带刀刃(被尖锐的刃尖和邻近面所限定)的基底、位于刀刃之上的硬涂层、位于硬涂层之上的氮化铬保护层、以及位于保护层之上的由聚四氟乙烯涂敷的外层。
本发明的特定实施方案可包括下列一个或多个特征。在特定实施方案中，硬涂层材料可由含碳材料(例如，金刚石、非晶金刚石或DLC)、氮化物、碳化物、氧化物或其它陶瓷制成。硬涂层可具有小于2,000埃的厚度。保护层可由具有10％至50％的碳与氮百分比的氮化铬制成。优选地，氮化铬具有约25至35％原子的氮含量。保护层可具有介于100和600埃，例如200至400埃之间的厚度。刀片可包括基底与硬涂层之间的夹层。夹层可包括含铌或铬的材料。聚四氟乙烯可为购自杜邦公司的KRYTOX LW1200TM。PTFE外层可具有介于100和5000埃之间的厚度。
在另一个方面，本发明的特征总体在于制造一种剃刀片，制造方法如下：提供具有被尖锐的刃尖和邻近面所限定的刀刃的基底；在刀刃之上添加硬涂层；在硬涂层之上添加氮化铬保护层；以及在保护层之上添加由聚四氟乙烯涂敷的外层。
本发明的特定实施方案可包括下列一个或多个特征。在特定实施方案中，所述层可通过反应物理气相沉积(例如，磁控溅射或阴极电弧)来添加或者通过化学气相沉积来添加。氮化铬的沉积可包括电弧沉积。电弧沉积可利用介于约100安培和200安培之间的阴极弧电流和-40V至-100V的基底偏压来实现。沉积可在0.0001Pa(10-6托)至1.3Pa(10-2托)的压力下进行，并且可在氮气氛或氮/氩气氛中进行。如果利用氮与氩的混合物，则氮与氩的比率可为约1∶3至3∶1。作为另外一种选择，可利用合适的RF偏置或DC偏置方案以在氮或氩/氮混合物下通过反应磁控溅射实现等价的氮化铬层。
本发明的实施方案可包括下列一个或多个优点。氮化铬保护层的使用改善了聚四氟乙烯外层与硬涂层的粘附性。剃刀片具有由硬涂层所提供的改善的刀刃强度并具有降低的多次剃须刃尖变圆。降低的刃尖变圆最大程度地减少切削力的增加，从而保持卓越的剃刮性能。剃刀片自第一次剃须开始起一直具有优良的剃刮性能。
本发明的一个或多个实施方案的细节阐述于附图和以下说明中。通过阅读说明书、附图以及权利要求书，本发明的其它特征、目的和优点将变得显而易见。
附图概述
图1是剃刀片的刀刃部分的垂直截面图。
图2是包括图1剃刀片的剃须刀的透视图。
发明详述
参见图1，其显示了包括基底12、夹层14、硬涂层16、保护层18和外层20的剃刀片10。基底12通常由不锈钢制成(尽管也可采用其它基底)，并具有尖至刃尖半径小于1,000埃，优选200至300埃的最终刀刃，并且在距刃尖40微米处测量，具有侧面22的夹角介于15和30度，优选约19度的轮廓。
夹层14用于帮助将硬涂层粘结到基底上。合适的夹层材料的实例为含铌或铬的材料。特殊的夹层由大于100埃且优选小于500埃厚度的铌制成。PCT92/03330描述了铌夹层的使用。
硬涂层16提供改善的强度、耐腐蚀性和剃须能力，并且可由含碳材料(如金刚石、非晶金刚石或DLC)、氮化物(如氮化硼、氮化铌或氮化钛)、碳化物(如碳化硅)、氧化物(如氧化铝、氧化锆)或其它陶瓷材料制成。用溅射涂敷期间通过例如在目标上包括这些添加剂，含碳材料可掺杂有其它元素如钨、钛或铬。材料也可掺入氢，例如氢化DLC。涂层16优选地由金刚石、非晶金刚石或DLC制成。特定实施方案包括小于2,000埃，优选小于1,000埃的DLC。DLC层和沉积方法描述于美国专利5,232,568中。如“Handbook of Physical Vapor Deposition(PVD)Processing”中所述，DLC为无定形碳材料，其显示具有金刚石的许多所需性质但不具有金刚石的晶体结构。
保护层18用于减少硬涂敷刀刃的刃尖变圆，并有利于在将外层粘结到硬涂层上同时还保持两者的有益效果。保护层18由氮化铬制成。氮化铬可具有约10％至50％(化学计量或非化学计量)的Cr/N百分比。在一些实施方案中，氮化铬可包括约30原子百分比的氮。在一些实施方案中，氮化铬电弧沉积为约200至400埃厚度的层。与没有保护层相比，刀片10具有多次剃须后仍不太圆的刀刃。
外层20用于减小摩擦并包括聚四氟乙烯，并且有时被称作调聚物。一种特殊的聚四氟乙烯材料为购自杜邦公司的Krytox LW1200。这种材料是不易燃的稳定的干润滑剂，其由产生稳定分散的小颗粒构成。它以按重量计含20％固体物的水分散液来供给并可通过浸渍、喷射或刷涂来涂敷，并且接下来可进行空气干燥或熔融涂敷。该层优选小于5,000埃，典型地可为1,500埃至4,000埃，并且可薄至100埃，前提条件是保持连续涂敷。假设实现了连续涂敷，调聚物涂层厚度减薄可改善第一次剃须效果。美国专利5,263,256和5,985,459描述了可用来减小所涂敷的调聚物层厚度的技术，它们均以引用方式并入本文中。
剃刀片10通常依据以上参考专利中所述的方法制造。特定实施方案包括铌夹层14、DLC硬涂层16、氮化铬保护层18和Krytox LW1200聚四氟乙烯外涂层20。氮化铬保护层18沉积至最小100埃和最大600埃。其通过电弧沉积进行沉积。电弧沉积可利用介于约100安培和200安培之间(例如，约150安培)的阴极弧电流和-40V至-100V(例如，约-65V)的基底偏压来实现。沉积可在0.0001Pa(10-6托)至1.3Pa(10-2托)，例如约0.013Pa(10-4托)的压力下进行，并且可在氮或氮/氩气氛中进行。如果利用氮与氩的混合物，则N与Ar的比率可为约1∶3至3∶1。
刀片10优选具有约200至400埃的刃尖半径，其在涂敷保护层18之后且添加外层20之前通过SEM测量。
参见图2，刀片10可用于包括手柄112和可替换的剃须刀片架114的剃须刀110中。刀片架14包括外壳116，其承载三个刀片10、防护件120和顶盖122。刀片10活动安装，如以引用方式并入本文的美国专利5,918,369中所述。刀片架114也包括一个互连构件124，在其上将外壳116可枢转地安装在两个臂128处。互连构件124包括可置换地连接到手柄112上的基座127。作为另外一种选择，刀片10可用于其它具有一个、两个或三个以上的刀片、双面刀片的剃刀中，以及不具有活动刀片或可枢转头部(其中刀片架可置换地或永久性地连接到剃刀手柄上)的剃刀中。
在使用时，剃刀片10自第一次剃须开始将一直具有优异的剃刮性能。刀片10具有由硬涂层提供的改善的刀刃强度，并具有由保护层所提供的多次剃须后刃尖较少变圆，同时保持卓越的剃须性能。
其它实施方案在以下权利要求的范围之内。
例如，如果需要可利用其它沉积技术，例如利用DC偏置(比-50伏更负且优选比-200伏更负)和采用氮或氩/氮混合物的毫托范围内的压力或合适的RF偏置的磁控溅射。

Claims (10)

1.一种剃刀片，所述剃刀片包括具有被尖锐的刃尖和邻近面所限定的刀刃的基底；位于所述刀刃之上的硬涂层，特征在于位于所述硬涂层之上的氮化铬保护层；以及位于所述保护层之上的由聚四氟乙烯涂敷的外层。
2.如权利要求1所述的刀片，其中所述硬涂层由含碳材料制成。
3.如权利要求2所述的刀片，其中所述含碳材料包括金刚石。
4.如权利要求2所述的刀片，其中所述硬碳涂层包括类金刚石碳材料。
5.如权利要求2所述的刀片，其中所述硬碳涂层包括非晶金刚石材料。
6.如前述任一项权利要求所述的刀片，其中所述保护层具有约100至600埃的厚度。
7.如前述任一项权利要求所述的刀片，所述刀片还包括介于所述基底和所述硬碳涂层之间的夹层。
8.如权利要求7所述的刀片，其中所述夹层包含铌。
9.如权利要求7所述的刀片，其中所述夹层包括含铬材料。
10.如前述任一项权利要求所述的刀片，所述刀片还包括介于所述基底和所述硬涂层之间的铌夹层。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication