CN102271878A - 采用等静压在刀刃上形成薄且均匀的涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了施加于聚合物(例如，PTFE)涂覆的剃刀刀刃的等静压(IP)以产生薄的、致密的和均匀的刀刃，其继而表现出与更舒适剃刮相关的低的初始切削力。所利用的等静压可为热等静压(HIP)或冷等静压(CIP)或任何其它等静压方法。HIP条件可包括在惰性气氛中的高温和压力环境。HIP条件可施加于非烧结涂层或烧结涂层或者在方法施加于涂层之前或者之后。CIP条件可包括室温和高压。聚合材料可为含氟聚合物或非含氟聚合物或者它们的任何复合材料。它最初可通过任何方法进行沉积，包括但不限于浸渍、旋涂、溅射、或热化学气相沉积(CVD)。

Description

采用等静压在刀刃上形成薄且均匀的涂层
技术领域
本发明涉及剃刀刀片，以及更具体地讲涉及剃刀片刀刃上的涂层以及其制造。
背景技术
一般来讲本领域中已知用含氟聚合物涂覆的刀片组装的湿式剃刀胜过没有用含氟聚合物涂覆的刀片组装的剃刀。用于涂覆剃刀刀片的最常用的含氟聚合物之一是聚四氟乙烯或PTFE(或
Figure BDA0000075083010000011
的一种形式)。在刀刃上添加PTFE(例如调聚物)涂层显著降低了胡须或其它类型的毛发纤维的切削力。切削力降低是所期望的，因为它显著地改善剃刮特性，包括安全性、贴面性和舒适性。此类已知的PTFE涂覆的刀刃描述于美国专利3,071,856中。
存在着可用来生产聚合物涂层的(例如，PTFE)涂覆刀刃的很多类型的涂覆方法。一些方法涉及PTFE的含水分散体以及一些方法涉及PTFE的有机分散体。含水分散体方法可包括喷涂、旋涂和浸渍。PTFE也可使用真空基方法例如溅射或热化学气相沉积(CVD)被沉积在刀刃上。然而，当考虑质量、成本和环境问题时，含水PTFE分散体的喷涂通常是所期望的。PTFE分散在有机溶剂中也是本领域中一种已知的方法。这种类型的分散体可包括例如在如美国专利5,477,756中所述的异丙醇中的Dupont Vydax 100。
不管是利用含水还是有机基分散体，如果利用了喷涂方法连同后续的烧结方法，则在刀刃上以及在临近最终刀尖的区域中产生了微观尺度上的不均匀表面形貌，如图1所示。这可由PTFE颗粒的颗粒大小弥散以及由弥散的润湿和扩展动力学而引起。通常，由喷涂法产生的PTFE涂层的厚度为约0.2μm至约0.5μm。
应当指出，PTFE涂层在刀刃上变得越薄，切削力越小(假设涂层是均匀的)。尽管如上所述这一般是所期望的，由于PTFE材料的固有性质，刀刃上的PTFE涂层太薄可导致覆盖变差并且耐磨性低。作为另外一种选择，PTFE涂层太厚可产生非常高的初始切削力，其一般可导致阻力、拉伸和拉扯较大，最终损失切割效率和随后的剃刮舒适性。因此，存在着平衡聚合物材料的属性与获得可能提供改进的剃刮特性的最薄涂层的技术挑战。
这给本领域的期望提供了动力来在刀刃上形成具有极低摩擦系数的薄的、致密的和均匀的PTFE涂层。
以前朝向这个目标所进行的努力例如选择不同的PTFE分散体、改变用于分散体的表面剂和/或优化喷射-烧结条件已经具有温和的效果。
用于减薄刀刃上的PTFE的一些已知解决方案包括：(1)机械磨蚀，抛光、磨损或推挤；(2)高能束(电子、伽玛射线或X射线、同步辐射)或等离子刻蚀；和(3)应用
Figure BDA0000075083010000021
技术或全氟氢菲(PP11)低聚物。
第一种机械磨蚀解决方案的缺点是它难以控制，可产生不均匀减薄并也可引起刀刃损坏。施加高能束来减薄PTFE的缺点是，它可改变PTFE的交联和分子量，从而增加摩擦并因此切削力。
一种较成功的方法是利用如美国专利5,985,459所述的
Figure BDA0000075083010000022
技术，其能够减小(例如，或减薄)由喷涂和烧结方法所产生的厚度较厚的PTFE涂层。如图1所示的这种现有技术方法描述了一个流程10，其中已经喷涂了涂覆在其尖端13和周围上的PTFE颗粒11的刀片12如图所示在步骤14用氩气在约1大气压(1atm)下并在约330摄氏度(℃)至约370℃的温度下进行烧结以产生烧结的PTFE涂层16。通常，由喷涂法所产生的PTFE涂层的平均厚度为约0.2μm至约0.5μm。
随后如图所示的
Figure BDA0000075083010000023
技术在步骤17被后续添加到涂层16上以产生减薄的PTFE涂层18。这通常包括在约270℃至约370℃的高温下及在约3atm至约6atm的压力下在溶剂中浸泡PTFE涂覆的刀片16。一般来讲，用于
Figure BDA0000075083010000024
方法的溶剂包括诸如全氟烷烃、全氟环烷烃或全氟聚醚之类的溶剂。
采用
Figure BDA0000075083010000025
方法可获得具有约10nm至约20nm厚的较均匀的PTFE涂层18，因此与在
Figure BDA0000075083010000026
处理的知识之前所用的很多方法相比，导致刀刃在羊毛毡纤维上的第一切削力降低将近40％。然而，
Figure BDA0000075083010000031
方法的主要缺点是，尽管所用的大部分溶剂能够进行循环使用，一些溶剂需要作为废料进行处理。
Figure BDA0000075083010000032
技术的另一种缺点是，用于
Figure BDA0000075083010000033
方法的化学溶剂通常从如上所述提供改进剃刮特性的所烧结的涂层18移除大部分PTFE材料。
Figure BDA0000075083010000034
技术的另一个缺点是，一般来讲，所得到的
Figure BDA0000075083010000035
涂层仍表现出孔隙率，因为涂层分子未被致密压紧。因为这种原因，具有理想的高分子量的涂层难以获得。
因此，存在着对于在刀刃上生产薄的、均匀的和致密的涂层的备选设备和方法的需求。
发明内容
本发明提供了一种用于形成包括等静压(IP)涂覆有至少一种聚合材料的至少一个刀刃在内的剃刀刀片的方法。
本发明的聚合材料包括含氟聚合物例如PTFE。所述等静压可为热等静压(HIP)或冷等静压(CIP)。产生的厚度范围为约10nm至约100nm的等静压涂层具有基本上均匀的表面形貌并具有基本上零孔隙率。
在某些实施方案中，所述等静压条件包括约300℃至约380℃的范围内的温度、约10MPa至约550MPa的压力范围、氩气或氮气的惰性气氛，其中等静压条件可被施加约10分钟至约10小时的时间。
在聚合物涂层已经被烧结或经历施加之后，等静压条件可施加于刀刃上的聚合物涂层。
在本发明的一个方面，聚合材料包括非含氟聚合物。
在本发明的另一方面，剃刀刀片基质可包括是具有或没有铬(Cr)、类金刚石碳(DLC)、非晶态金刚石或铬/铂(Cr/Pt)的顶层涂层的钢的刀片。
在本发明的另一方面，本发明的刀刃可通过浸渍、旋涂、溅射或热化学气相沉积(CVD)初始涂覆有聚合材料。
除非另外限定，本文所用的所有科技术语均与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的术语具有相同的含义。虽然在本发明的实施或测试中能够使用与本文所述相似或等价的方法和材料，但是下文描述了合适的方法和材料。本文提及的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献均全文以引用方式并入。在冲突的情况下，将以本说明书(包括定义)为准。此外，材料、方法和实施例仅为示例性的而非旨在进行限制。
通过以下的发明详述和权利要求，本发明的其他特征和优点将显而易见。
附图说明
虽然在说明书之后提供了特别指出和清楚地要求保护本发明的权利要求书，但是据信通过下面的描述并结合附图可以更好地理解本发明，其中类似的标号用于指示基本上相同的元件，并且其中：
图1是利用技术的描述现有技术减薄方法的流程图。
图2是根据本发明的等静压的示意图。
图3是利用热等静压方法的根据本发明的一个实施方案的流程图。
图3a显示采用热等静压方法之前图3的刀片斜面区的光学显微镜照片。
图3b显示采用热等静压方法之后图3的刀片斜面区的光学显微镜照片。
图4是采用热等静压方法的根据本发明的另一个实施方案的流程图。
图4a显示在采用热等静压方法之前的图4的刀片斜面区的光学显微镜照片。
图4b显示在烧结方法之后的图4a的刀片斜面区的光学显微镜照片。
图4c显示在利用热等静压方法之后图4b的刀片斜面区的光学显微镜照片。
图5a、5b和5c是根据本发明的不同厚度轮廓的示意图。
图6是图5a、5b和5c的厚度分布曲线图。
具体实施方式
本发明涉及剃刀片刀刃，它们被形成为使得它们在首先几次剃刮中表现出剃刮特性上的改善。本发明的一个重要方面涉及在刀刃上形成具有低切削力和低摩擦的薄的、致密的和均匀的涂层。术语“薄的”是指本发明的涂层的厚度。一般来讲，刀刃上的涂层变得越薄，切削力就越低并且剃刮特性越好。本文所用术语“致密的”表示在本发明的涂层中所表现出的孔隙的缺乏或基本消除。致密是所期望的，因为它提供较低的摩擦和切削力，更一致的剃刮，此外提供较低的磨损速率(例如，更长的刀片寿命)。本文所用术语“均匀的”是指在本发明的涂层中所表现出的表面形貌(例如，光滑度)。类似地，此外，涂层的表面越均匀，剃刮就越舒适并且磨损速率就越低。如上所述，刀刃涂层常用的材料是一种含氟聚合物即PTFE。同样，在本发明的整个说明书中将提及PTFE，但并非排斥可基本上等同地进行取代的其它材料(下面提及的)。
如下面将要描述的那样，与用常规喷涂和烧结技术所生产的那些剃刀刀刃相比，根据本发明生产的剃刀刀刃表现出较低的初始切削力，其与较舒适的首先几次剃刮有关。
本发明公开了所谓等静压的已知方法或技术的一种新应用，等静压可包括热等静压(HIP)、冷等静压(CIP)、其它相关的CIP方法或其它等静压方法。一般来讲，等静压为人所知是用于压缩材料例如陶瓷、金属合金和其它无机材料。采用HIP方法的一些实例包括陶瓷涡轮叶片、镍基超合金涡轮、铝铸件和需要低空隙率的材料。尽管等静压方法代表一种较为成熟的技术，它们还没有普遍地用于聚合物工业。
如图2所示，HIP方法设备20通常使组件置于加热室23中的高温和高压安全壳24中的高等静压气压下。在本发明中，放在设备20中的组件是例如呈刀轴22形式插入的剃刀刀片。真空泵25将空气泵入到容器24中。通过压缩机27的最常用于HIP方法的加压气体是氩气，其为惰性气体。可采用其它气体例如氮气。这样一种惰性气体用来减轻对刀片和聚合材料的损害。加热HIP室20，使压力容器24内的压力增大并通过控制单元28控制气体、压力和温度。一般来讲，等静压方法例如HIP可被施加约10分钟至约10小时、可取地约20至30分钟的时间范围。
在所有类型的等静压方法中，将压力从所有的方向施加到组件；因此，术语为“等静压”。
尽管图2中未示出，CIP方法非常类似于HIP方法，除了它在室温下运行并可涉及液体介质(通常油-水混合物)作为加压机制之外，抽进并在所有方向上加压以生产均匀的产品并且在很多情况下可需要额外的加工(例如烧结)来提供合适的成品。一般来讲，CIP涉及施加超过约98MPa(1000kgf/cm2)至约550MPa的高等静压力。CIP是一种非常有效的粉末压实方法。两种熟知的CIP方法包括其中包封在橡胶袋中的粉末物质被直接浸入压力介质中的湿袋法和其中通过固定在压力容器中的橡胶模具完成加压工作的干袋法。
为了本发明，预期利用或是在温度、压力上或是附加方法上的似合理的一些修改，可基本可互换地采用任何已知的等静压方法来产生所需的产品结果。因此，尽管下面详细描述了本发明的热等静压实施方案，在本发明中考虑了使用任何其它类型的等静压(或是除其以外或是在其替代方法中)。
在本发明的一个期望的实施方案中，在刀刃或聚合物涂覆的(例如，PTFE涂覆的)刀刃上采用热等静压方法以生产薄的、致密的和均匀的刀刃。利用等静压方法例如HIP方法优于现有技术
Figure BDA0000075083010000061
方法的一种主要优点是，等静压方法(例如，HIP)通常不涉及使用任何有机溶剂，从而提供环境友好的和简单的解决方案。
当在本发明中在刀刃上施加PTFE涂层时，热等静压(HIP)促使刀刃上的PTFE涂层烧结并蠕变(类似于熔化)，如下面将要描述的那样。烧结将加热并形成PTFE颗粒的凝聚团。在持续施加热或加压期间，蠕变将使PTFE颗粒涂层逐渐地并永久地变形。因此，通过使材料烧结和蠕变(类似于熔化)，HIP方法能够在刀刃上形成致密的、薄而均匀的PTFE涂层。
在一个方面，为处理PTFE涂覆的刀刃(例如，传统上喷涂或喷涂-烧结的)热等静压(HIP)方法在本发明中的新应用可生产特别薄的、致密的和均匀的PTFE涂层。如上所述，已经知道，刀刃上的PTFE涂层的厚度以及其形貌二者对于降低切削力和获得更好的剃刮体验均非常关键和重要。
因此，施加到刀刃上的HIP方法为HIP条件提供了新应用，其如下所述可有效地控制聚合物涂层的厚度。在图3的本发明的一个实施方案中，在涂覆的刀刃上采用热等静压来生产薄的、致密的和均匀的涂覆刀刃。
现在参见图3，包括在刀片尖端33上及其周围的至少一个聚合物涂层例如PTFE颗粒34(例如，以前喷涂的)的至少一个刀片32在步骤35处置于连同图2一起所描述的HIP条件下以根据本发明的一个实施方案在刀片32上提供薄而均匀的PTFE涂层38。
本发明中步骤35处的HIP条件可包括在约300℃至约380℃范围内的温度或靠近约327℃的PTFE熔融温度的温度。本发明中的理想温度可为约330℃至约370℃。此外，在本发明中，在步骤35处的HIP条件可包括约100MPa至约550MPa的压力范围。通常HIP在约100MPa至约350MPa下并且可取地在约220MPa下运行。如上所述，在本发明中步骤35处的HIP条件可必定包括惰性气氛，可取地成氩气或氮气气氛。
通过具有相当高的HIP温度，PTFE涂层如上所述被软化，从而增强PTFE材料在刀刃表面上的成形性或“蠕变”或“流动”(例如，类似于熔融)。当PTFE材料流动时，它蠕变进刀刃表面内部的图3的孔34a中。大部分孔的去除提供具有基本零空隙率的致密涂层。除了在HIP期间的这种蠕变机制之外，高HIP压力同时推动在刀片尖端附近的现有厚度PTFE涂层远离尖端，以便如图3所示在涂层38处在刀片尖端刀刃33上形成非常薄的、致密的和均匀的涂层。图3的产生的PTFE涂层38的厚度处在约10nm至约100nm的范围内，并且可取地为约20nm。涂层38的厚度38a在涂层的整个面积上基本上是均匀的，可能具有一些略微不明显的或者略微较厚的区域(例如，在刀片尖端)。涂层38的表面形貌是光滑的，几乎没有PTFE颗粒的积聚(例如，厚度上不均匀的区域或者突出的PTFE颗粒)，从而提供最佳的摩擦和切削力。在某些情况下，被涂层38所覆盖的表面积32b(例如，在HIP之后)可大于被涂层34所覆盖的表面积31。表面积或长度37可取地大于150μm，因为这大约是剃刀刀片将要接触使用者皮肤的区域。因为HIP条件一般具有进行良好质量控制的能力，150μm的期望涂层尺寸一般可容易达到。
本发明的涂层38的特性比涂层34改善得多。确认这种改善的一种方法依赖于评估PTFE涂层38的干涉色。例如，如图3a和图3b的照片所示，使用具有偏振光的光学显微镜是评估PTFE涂覆的刀刃的特性(例如，均匀性、表面形貌、致密度等)的一种方法。在图3a中，显示了在施加HIP方法之前所获取的未烧结的PTFE涂层(例如，图3的涂层34)，其中利用了2.50wt％的Dupont公司的LW1200 PTFE分散体，具有约45,000道尔顿的分子量平均数。图3a相当于图3的刀刃的斜面区32b或一侧的照片，刀刃32c具有约250um的总长。尖端33被指示在图3a和3b照片的底部。
在或约在370℃以及在或约在250MPa下施加HIP方法之后(例如在图3的步骤35处)，所产生的最终涂层38适形在刀刃表面上，因为它有效地“紧抱”表面轮廓并将聚合物蠕变进在刀刃表面内部的图3的孔34a中。它也可使成群的PTFE颗粒簇34b平滑。这些斑点34b指示在涂覆刀刃的表面形貌中的不均匀区域，因为它们可增加那些区域中的厚度；这样一种厚度是不可取的(例如，在刀片的尖端33处)，因为它可影响摩擦和切削力。在图3b的照片中描述了涂层38。肉眼可容易的注意到在“HIP前”照片(图3a中所示)和“HIP后”照片(图3b中所示)之间的涂层表面形貌上的差别。一种可见的差别包括在图3b的照片中孔隙34a和PTFE颗粒附聚体34b的基本消除。
一般来讲，PTFE涂层在刀刃基质上的覆盖范围和涂层的表面(或生物)性质在HIP处理后将得到改善。具体地讲，一种改进的特性是，在刀刃的实际尖端周围的PTFE涂层的厚度可基本上被减薄并均匀，理想的结果明显地降低刀片的切削力(例如，羊毛毡纤维或毛发纤维切削力显著得到降低)。例如，第一羊毛毡切割力(或切割力)在HIP处理之后可具有约15％至约65％的力降低百分比或者第一羊毛毡切割力(或切割力)在HIP处理之后被降低到约1.10lbs至约1.70lbs的范围内。
HIP方法的这种结果(例如，基本上与传统的烧结法相比降低刀刃的第一切削力)给刀刃提供较低的第一切削力，导致剃刮更舒适并且更贴面。已经显示，对于用于湿剃系统的HIP处理过的PTFE刀片，已经获得了改进的剃刮特性例如贴面性和舒适性。
因为施加于刀刃的新型HIP技术为减薄刀刃上的PTFE涂层提供非化学技术，它也有利地优于已知的化学方法(例如，
Figure BDA0000075083010000081
技术)，因为没有PTFE材料的损失。因此，在最佳条件下，如本文所述的这种新技术可作为对已知减薄方法(例如，图1描述喷涂烧结和
Figure BDA0000075083010000082
技术的)的备选方法并且同样可完全替代这些方法来使用。
以上图3、3a和3b描述HIP方法直接施加于处理没有经历任何其它处理(例如烧结)的聚合物涂覆的刀片来减薄所涂覆的聚合物并获得低切削力刀刃，总体上简化聚合物涂层方法的。
现在参见图4，在本发明的另一个实施方案中，HIP方法可在通过烧结处理PTFE涂覆的刀刃之后施加。如图4所示，包括在刀片尖端43及其周围具有PTFE颗粒44(例如，喷涂的)的涂层的刀片42在步骤45处经受烧结。烧结步骤包括使刀片42置于为或约为1atm以及约330℃至约370℃下。在烧结步骤之后，在涂层46内部发现的孔44a可明显减少。这给涂层46提供有些改进的密度。成群的PTFE颗粒44b描述附聚体并指示涂层44中的不均匀区域并且在烧结之后也可被减少，尽管如图4所示可保持在涂层46中斑点46a处。如图4所示，PTFE颗粒46在烧结后比初始的PTFE颗粒44光滑。PTFE颗粒46的厚度可为约0.2μm至约1μm。根据本发明的另一个实施方案，在步骤47处使具有颗粒46的刀片42置于所述的HIP条件下在刀片42上提供较薄的均匀PTFE涂层48。PTFE颗粒48的厚度为约10nm至约100nm，或者可取地为约20nm。在图4中的步骤47处的HIP条件类似于以上连同图3一起所述的HIP条件。
此外，通过具有相当高的HIP温度，PTFE涂层46得到软化，从而增强PTFE材料在刀刃表面上的变形或“蠕变”或流动。当PTFE材料流动时，它进一步蠕变进在刀刃表面内部的图4的任何残余的孔或孔隙44a中。孔44a的去除给所期望的致密涂层提供基本上零空隙率，其提供一致的剃刮、低摩擦和改进的磨损速率。成群的PTFE颗粒44b描述附聚体和指示不均匀区域并且在HIP步骤47期间也基本上使其进一步平滑和减薄。在涂层46内部图4中的斑点46a也描述PTFE颗粒的残余附聚体。这些斑点46a指示在涂覆刀刃的表面形貌中的不均匀区域，因为通过突出，它们可增加那些区域中的厚度并且这一般是不可取的，因为它可负面影响摩擦和切削力。这些斑点46a在所得的涂层48中可基本上被移除。因此，在所得涂层48中的孔隙率基本上不存在，只有很少几个孔44a和其它附聚体44b(如果有的话)，其中最终表面形貌基本上是均匀的、光滑的，并且具有很少的PTFE颗粒46a(如果有的话)。
在HIP方法期间除了这种蠕变机制之外，HIP高压同时推动刀片尖端附近的现有厚PTFE涂层后退并远离尖端，以便如图4所示在刀片尖端刀刃43上形成了非常薄且均匀的PTFE涂层48。关于图3的如上所述的图4产生的PTFE涂层48的厚度为约10nm至约100nm，并且可取地为约20nm。
现在参见图4a、4b和4c，在连同图4一起所述的三个阶段涂层特性的改善用光学显微镜照片来描述。通过使用偏振光作为评估PTFE涂覆的刀刃的特性(例如，均匀性、表面形貌和密度)的一种方法，如上所述的这些照片有助于显示PTFE涂层的干涉色。图4a、4b和4c中的每个照片分别对应于图4的每个斜面区域42b，其中刀刃可具有约250um的总长42c。尖端43被表示是分别在图4a、4b和4c中照片的底部。这些照片利用在不同阶段的2.50wt％PTFE(Dupont Te-3667N分散体)涂覆的刀刃样本而得到。分子量平均数为约110,000道尔顿。本发明涂层的分子量范围是处在约3000至1百万道尔顿的范围内，并且可取地处在约40,000道尔顿至约200,000道尔顿的范围内。
在图4a中，在光学显微镜照片A中显示了在烧结步骤45之前施加到刀片42上的图4的涂层44。在图4b中显示了传统烧结的PTFE涂层(例如，图4的涂层46)，其在施加HIP方法之前在343℃在氩气中在1atm下取得。在或约在343℃在氩气中并且在约2040atms下施HIP方法之后(例如，在图4的步骤47处)，所产生的最终涂层48适形在刀刃的表面上，因为它有效地“紧抱”表面轮廓并将聚合物蠕变进在刀刃的表面内部的图4的孔44a中。所得的涂层48被描述于图4c的照片中。
肉眼可容易地注意到在“烧结前”照片(图4a所示)、“烧结后”照片(图4b所示)和“HIP后”照片(图4c所示)之间的涂层表面形貌上的差别。一种可见的差别包括在图4b和4c的照片中很多PTFE颗粒46a的附聚体和孔(或孔隙)44a的消除。颗粒46a指示在涂覆刀刃的表面形貌中的不均匀区域，因为通过突出，它们可增加那些区域的厚度。
现在参见图5a、5b和5c，其显示了不均匀和均匀厚度轮廓的图例，并且在图6中均以曲线形式进行描述。涂层52是在图5a所描述的刀片的刀刃上的不均匀PTFE涂层，其中涂层52外观上以52a所示的刀刃或侧面上厚于以52b所示的刀片尖端处。涂层54是在图5b所示的刀片刀刃上的不均匀PTFE涂层，其中涂层54外观上在以54b所示的刀片尖端处厚于在刀片的侧面54a上。根据本发明，涂层56被显示成在图5c所示的刀片侧面56a和刀片的刀片尖端56b处具有基本上均匀的厚度。在有些情况下，在刀片尖端56b处的厚度可略微大于(未示出)在刀片侧面56a处的厚度。52a、52b和54a、54b的尺寸范围为约0.2um至约1um并且在56b处缩减为约20nm至约100nm。
图5a、5b和5c所示的刀片的涂层厚度52a、52b、54a、54b、56a和56b对距刀片尖端的距离也以曲线图形式被描述在图6中，其中x轴代表涂层厚度值，而y轴代表距刀片尖端的距离值。如图6所示，具有涂层56的图5c的刀片具有均匀的厚度(例如，图上的直线66)，与距刀片尖端的距离无关，而具有涂层厚度54a和54b的图5b的刀片由曲线64描述，显示涂层厚度在尖端处最厚，但随着它远离刀片尖端而进一步减小，而具有涂层厚度52a和52b的图5a的刀片由曲线62描述，显示涂层在刀片倒角往下的中间最厚而在刀片尖端处较薄。
应当指出，HIP对于预形成的PTFE涂层在厚度、均匀性、分子量、颗粒大小等方面的体现不敏感，因此出现了以下结果，根据本发明，可利用初始PTFE涂层的任何方法，包括但不限于浸渍、旋涂、溅射和热化学气相沉积(CVD)。因此，不管最初形成的聚合物涂层如何不均匀或劣质，HIP方法通过PTFE材料在涂层内的重新分布可产生具有更完整覆盖范围的更顺滑、更致密、更均匀的涂层。因此，有利的是，预期简单浸渍方法可代替喷涂方法用于产生初始的聚合物(例如，PTFE)涂层，尽管与后一方法相比，前一方法具有不太均匀的产物。
还预期(未示出)本发明可包括图1的现有技术
Figure BDA0000075083010000111
技术，其中本文所述的等静压方法(例如，HIP方法)或是在
Figure BDA0000075083010000112
方法之前或是之后施加到刀片涂层。
此外，可容易地使用来自不同供应商的不同分散体或其它形式的原材料来获得薄而均匀的涂层。
因此，取得了从等静压方法在PTFE涂覆的刀片上获得的有益效果，无论用于刀刃上初始PTFE涂层的方法如何，并且同样不限于具体的涂覆类型(例如，喷涂方法)。
这表明IP技术在刀刃质量方面一般可更强健并提供潜在有益的成本节约。
在涂层上IP(HIP或CIP)产生的改进的形貌特征将最小化刀刃的切削力变化并更好地保护刀刃免于被损坏。此外，IP方法将改善整个产品质量并帮助消费者获得顺滑如一的剃刮体验。
本发明设想所述的等压方法例如HIP或CIP或其它相关的等压方法也可适用于与除了PTFE以外的其它含氟聚合物一起使用，所述含氟聚合物包括但不限于PFA(全氟烷氧基聚合物树脂)、FEP(氟化的乙烯-丙烯)、ETFE(聚乙烯四氟乙烯)、PVF(聚乙烯氟化物)、PVDF(聚偏二氟乙烯)和ECTFE(聚乙烯氯三氟乙烯)。
本发明设想所述的等压方法例如HIP或CIP或其它相关的等压方法也可适用于与含氟聚合物(如PTFE)复合材料一起使用，所述复合材料包括但不限于PTFE/纳米金刚石、PTFE/二氧化硅、PTFE/氧化铝、PTFE/硅氧烷、PTFE/PEEK(聚醚醚酮)和PTFE/PFA。
此外，本发明所述HIP方法不必非得施加于PTFE或PTFE型材料，并且也可适用于其它无氟聚合物(如非PTFE)涂覆材料，包括但不限于例如聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯、聚丙烯、超高分子量聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对二甲苯和/或其它的。
此外，剃刀刀片基质可包括钢，其具有或没有顶层涂层例如铬(Cr)、类金刚石碳(DLC)、非晶态金刚石、铬/铂(Cr/Pt)或其它适用的材料或材料组合物。已经显示，在已经施加HIP条件之后，包括这些材料(例如，Cr或DLC)的刀片基质改善聚合物涂层材料在刀刃上的粘附性。
在本发明的另一个实施方案中，预期HIP条件除了湿式剃刀之外还可连同干式剃刀一起使用，其中干式剃刀的刀片类似地置于如上所述的HIP条件下。
在本发明的另一个实施方案中，还预期以上所述的HIP条件可连同在医学或外科手术仪器中应用的刀片一起使用，例如外科手术刀片、解剖刀、刀具、钳子、剪子、大剪刀等或其它非外科手术刀片或切割仪器。
不应将本文所公开的量纲和值理解为对所引用精确值的严格限制。相反，除非另外指明，每个这样的量纲旨在表示所引用的值和围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
在发明详述中引用的所有文件都在相关部分中以引用方式并入本文。对任何文献的引用均不应解释为承认其是关于本发明的现有技术。当该书面文件中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中术语的任何任何含义或定义矛盾时，应当服从在该书面文件中赋予该术语的含义或定义。
尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明，但是对那些本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的实质和范围的情况下可作出许多其它的改变和变型。因此，这意味着在所附权利要求中包括了属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (15)

1.一种用于形成剃刀刀片的方法，其特征在于：
对涂覆有至少一种聚合材料的至少一个刀刃进行等静压(IP)。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述等静压包括热等静压(HIP)或冷等静压(CIP)。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述聚合材料包括含氟聚合物。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述等静压过的聚合物涂层的厚度在约10nm至约100nm的范围内。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述等静压过的聚合物涂层具有基本上均匀的表面形貌。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述等静压过的聚合物涂层具有基本上零孔隙率。
7.如权利要求2所述的方法，其中所述HIP还包括在约300℃至约380℃范围内的温度、约10MPa至约550MPa范围内的压力、氩气或氮气的惰性气氛，并且其中所述HIP被施加约10分钟至约10小时范围内的时间。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述等静压步骤在所述聚合材料已经被烧结之后施加于所述聚合材料。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述聚合材料包括非含氟聚合物。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述剃刀刀片包括钢、铬(Cr)、类金刚石碳(DLC)、非晶态金刚石或铬/铂(Cr/Pt)。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个刀刃通过浸渍、旋涂、溅射或热化学气相沉积(CVD)涂覆有所述聚合物。
12.一种采用如权利要求1所述的方法形成的剃刀刀刃。
13.一种剃刀刀片，其特征在于，刀刃涂覆有等静压过的聚合材料。
14.如权利要求13所述的剃刀刀片，其中所述聚合材料包括含氟聚合物。
15.如权利要求13所述的剃刀刀片，其中所述等静压过的涂层通过热等静压(HIP)形成，所述涂层的厚度在约10nm至约100nm范围内，具有基本上均匀的表面形貌，并具有基本上零孔隙率。
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