CN114080306B - 剃刀和剃刀刀片架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种剃刀刀片架，该剃刀刀片架具有邻近刀片架的前部并且具有设置在其上的一个或多个第一涂层的第一刀片、邻近刀片架的后部的第二刀片，第二刀片具有设置在其上的一个或多个第二涂层，其中设置在第一刀片上的一个或多个第一涂层中的至少一个第一涂层的厚度小于设置在第二刀片上的一个或多个第二涂层中的至少一个第二涂层的厚度。
Description
技术领域
本发明涉及剃刀，并且更具体地，本发明涉及剃刀刀片架，甚至更具体地，本发明涉及在剃刀刀片架中的剃刀刀片以及它们的涂层。
背景技术
在剃刮中，希望实现贴面剃刮，同时也在毛发移除期间提供舒适的体验。希望提供一种剃刀刀片架，剃刀刀片架具有包含在其中的多个剃刀刀片，剃刀刀片中的每个刀片均具有锋利刀刃。锋利刀刃由基底和沉积在其上的一个或多个涂层构成，一个或多个涂层接合毛发并提供剃刮舒适度。已发现，即使当使用旨在提供贴面剃刮和良好舒适度的具有涂覆的锋利刀刃的刀片时，总体剃刮体验对于一些使用者来讲仍然可能是不舒服的。
希望提供一种具有刀片的剃刀刀片架，刀片具有改善剃刮舒适度同时不损害贴面性或其它剃刮属性的涂覆的锋利刀刃。
发明内容
提供了一种用于剃刀的剃刀刀片架。剃刀刀片架包括防护件、顶盖以及位于防护件和顶盖之间的具有平行锋利刀刃的至少两个刀片。第一刀片限定最靠近防护件的刀刃，并且第二刀片限定最靠近顶盖的刀刃。本发明也设想第一刀片不是最靠近防护件而是限定比第二刀片更接近或更靠近防护件的刀片，并且第二刀片也比第一刀片更接近或更靠近顶盖。在本发明中，第一刀片具有一个或多个涂层，涂层的厚度小于第二刀片的涂层厚度。本发明也设想到，在具有多个涂层的剃刀刀片中，仅一个涂层在第一刀片和第二刀片之间的厚度有变化。本发明设想到，第一刀片的硬涂层厚度小于第二刀片的硬涂层厚度。
在第一实施方案中，本发明涉及一种剃刀刀片架，剃刀刀片架包括邻近刀片架的前部的第一刀片，第一刀片具有设置在其上的一个或多个第一涂层，邻近刀片架的后部的第二刀片，第二刀片具有设置在其上的一个或多个第二涂层，其中设置在第一刀片上的一个或多个第一涂层中的至少一个的厚度小于设置在第二刀片上的一个或多个第二涂层中的至少一个的厚度。一个或多个第一涂层中的至少一个第一涂层为第一硬涂层，并且一个或多个第二涂层中的至少一个第二涂层为第二硬涂层。刀片架的前部包括防护件区域，并且刀片架的后部包括顶盖区域。第一剃刀刀片与防护件区域相邻。第二剃刀刀片与顶盖结构相邻。一个或多个第二涂层中的至少一个第二涂层的厚度为一个或多个第一涂层中的至少一个第一涂层的厚度的至少两倍。第一硬涂层的厚度在约150埃至约1800埃的范围。第二硬涂层的厚度在约500埃至约3500埃的范围。
在另一个实施方案中，本发明涉及一种剃刀刀片架，剃刀刀片架包括具有第一硬涂层的第一剃刀刀片、具有第二硬涂层的第二剃刀刀片，第一刀片设置成比第二刀片更靠近剃刀刀片架的防护件区域，并且第二刀片设置成比第一刀片更靠近剃刀刀片架的顶盖区域，其中第二硬涂层具有大于第一硬涂层的第一厚度的第二厚度。
第一硬涂层或第二硬涂层包括含碳材料、含铬材料、含铌材料、含硼材料、含钛材料或它们的任何组合。第一剃刀刀片与防护件区域相邻。第二剃刀刀片与顶盖区域相邻。剃刀刀片架还包括具有至少一个第三硬涂层的至少一个第三剃刀刀片，至少一个第三剃刀刀片设置在第一剃刀刀片和第二剃刀刀片之间。至少一个第三硬涂层中的至少一个与第一硬涂层基本上相同。至少一个第三硬涂层中的至少一个与第二硬涂层基本上相同。第二硬涂层的厚度为第一硬涂层的至少两倍。第一硬涂层的厚度在小于约800埃的厚度范围内，并且第二硬涂层的厚度大于约800埃。第二厚度与第一厚度的比为约1.5至约4.5。第一刀片具有一个或多个厚度比第二刀片的厚度小至少约2.75倍的涂层。
在另一个实施方案中，提供了一种剃刀刀片架，剃刀刀片架包括从剃刀刀片架的前部区域至后部区域设置在刀片架内的多个剃刀刀片，刀片中的每一个均包括涂层，其中涂层的厚度从前部区域至后部区域增加。
在又一个实施方案中，剃刀刀片架具有涂覆的剃刀刀片，所述涂覆的剃刀刀片中的一个设置成更靠近所述刀片架的防护件区域并且具有在所述刀片架中的所述涂覆的剃刀刀片的所有涂层厚度中最低的涂层厚度。
在剃刀具有多个刀片的情况下，一个或多个刀片可被设计成具有厚度减小的涂层，而其它刀片可被设计成具有较厚的涂层。具有不同涂层厚度的不同刀片的这种组合提供了具有改善的舒适度同时保持贴面性的剃刮。
下文的附图和描述中列出了本发明的一个或多个实施方案的细节。从说明书及附图以及从权利要求中可显而易见本发明的其它特征、目的和优点。
附图说明
虽然说明书以特别指出并清楚地要求保护被视为本发明的主题的权利要求书结束，但是据信，通过以下描述结合附图可更充分地理解本发明。
图1-4描绘了具有多个刀片的剃刀刀片架，其中一个或多个刀片具有比定位在剃刀中的至少一个其它刀片相对厚的涂层。
图5为如图4的实施方案所示的具有第一刀片、第二刀片和第三刀片的实际剃刀刀片架的剖面图。
图6为示出本发明的剃刀刀片架(例如图1-4)的第一刀片和第二刀片的图解剖面图。
图7-19描绘了示出本发明的剃刀刀片架中的剃刀刀片的剃刀刀片涂层的相对厚度的布置的图解剖视图。
图20为示出具有涂覆的基底的成品第一刀片的图解剖面图。
图21为示出具有涂覆的基底的成品第二刀片的图解剖面图。
图21a为示出具有涂覆的基底的成品第二刀片的另选的实施方案的图解剖面图。
图22为示出本发明另选的成品第一刀片或第二刀片的图解剖面图。
图23为示出描述具有总体硬涂层的厚度的第一刀片的图解剖面图。
图24为示出描述具有总体硬涂层的厚度的第二刀片的图解视图。
图25和26为现有技术的刀片架和皮肤轮廓的剖面图，示出了刀片架和刀片在皮肤上的应力。
图27和28为显示刀片负载的图。
图29为示出来自本发明的第一刀片和第二刀片的基底中的应力的等高线图。
图30为显示作为本发明的单个刀片负载的函数的皮肤应力的图。
图31为本发明的剃刀刀片架，其显示代表第一刀片和第二刀片的着色刀片。
具体实施方式
在现有技术中，即使当使用旨在提供贴面剃刮和良好舒适度的具有涂覆的锋利刀刃的刀片时，总体剃刮体验对于一些使用者来讲仍然可能是不舒服的。现有技术包含可商购获得的剃刀刀片架，所有这些剃刀刀片架在剃刀刀片架的每个位置上均具有剃刀刀片，使得现有技术的剃刀刀片架中的每个刀片上的刀片涂层均是相同的。令人惊讶地认识到，在剃刮行程期间，具有这种布置在例如剃刮舒适度方面呈现缺点。据发现，当每个刀片处在剃刀刀片架中的不同位置时，每个位置以不同方式接合皮肤和毛发。
例如，在更靠近刀片架前部或靠近或最靠近防护件区域的位置中，需要一个或多个刀片(例如，主刀片或主刀刃)来实现大量的切割动作，因为毛发切割的大部分是通过该一个或多个刀片实现的，并且大多数长毛发被该一个或多个刀片切割。继而，靠近刀片架前部的该一个或多个刀片包括最小的皮肤管理特性。
朝向刀片架后部或靠近或最靠近顶盖区域的一个或多个刀片将需要接合和切割剩余毛发(例如，清理)并且将包括基本的皮肤管理特性，并且因此将具有刀刃，刀刃与刀片架前部的那些刀刃相比具有较小的接合皮肤的倾向，但将促进在皮肤上滑动而不会割伤、切割或刮擦皮肤。这将减小剃刮后刺激的可能性并且改善剃刮期间和之后的舒适度。这些刀刃也可具有更高的强度和耐久性。
如本文所提及的中部的一个或多个刀片、“第三刀片”或“多个第三刀片”可在功能上类似于刀片架前部的那些刀片和后部的那些刀片之间变化。在具有五个刀片的剃刀刀片架中，一般存在五个狭槽或五个位置，每个刀片一个。第一刀片一般设置在最靠近防护件的第一狭槽中，并且第二刀片一般设置在最靠近顶盖的第五狭槽中，而三个第三刀片一般设置在第一狭槽和第五狭槽之间的第二狭槽、第三狭槽和第四狭槽中。
在剃刮行程中，毛发和皮肤通常从刀片架的前部行进至刀片架的后部。压力是每单位面积垂直于皮肤的力。皮肤和毛发上的每个刀刃的这种压力(每单位面积的力)可自第一位置(在刀片架的前部或防护件区域)中的刀刃至最后位置(在刀片架的后部或顶盖区域)中的刀刃不同。例如，一般来讲，第一刀片上的压力较低，并且剃刀刀片架中的最后一个刀片上的压力较高。随着从第一个刀片到最后一个刀片实现的这种刀片对皮肤压力的增加，每个使用具有锋利刀片的剃刀刀片架的剃刮行程可在剃刮期间提供不适。
出乎意料的是，已确定的是，如果剃刀刀片架中的剃刀刀片上的涂层中的一个或多个不同，则可优化剃刮的舒适度。本发明的涂层的差异可包括总体涂层厚度(例如，合在一起的所有硬涂层厚度)的差异、单个涂层的不同厚度和/或所用材料的类型的差异，无论是在剃刀刀片架内的仅两个刀片之间还是横跨所有刀片。
具体地讲，已确定的是，通过基于剃刀刀片架中的位置以有意的方式增大或减小刀刃的涂层厚度，甚至仅一个涂层的涂层厚度，可极大地改善皮肤管理，同时极大地减小皮肤接合的可能性，皮肤接合导致刮擦感、割伤、切口和刺激。大多数剃刀刀片具有设置在其上的硬涂层和软涂层。即使仅两个刀片之间的硬涂层厚度在特定位置上变化，也实现了该结果。最优选地，在本发明中，增大朝向刀片架后部(例如，顶盖区域)设置的刀刃的一个或多个涂层的厚度和/或减小朝向刀片架前部(例如，防护件区域)设置的刀刃的一个或多个涂层的厚度，剃刮舒适度得到改善并且剃刮的贴面性不受到损害。
在包括防护件、顶盖和位于防护件和顶盖之间的具有平行锋利刀刃的至少两个刀片的本发明的剃刀刀片架中，“第一刀片”限定最靠近防护件的刀刃以及“第二刀片”限定最靠近顶盖的刀刃。应当指出的是，本发明也设想第一刀片不是最靠近防护件而是限定刀刃，刀刃比第二刀片更接近或更靠近防护件，并且第二刀片比第一刀片更接近或更靠近顶盖。
与本发明密切相关的是，第一刀片包括一个或多个涂层，并且第二刀片包括一个或多个涂层，其中第一刀片的一个或多个涂层的厚度小于第二刀片的一个或多个涂层的厚度。
本发明也设想到，在具有多个涂层的剃刀刀片中，在第一刀片和第二刀片之间，仅一个涂层可在厚度上变化，或两个或更多个涂层可在厚度上变化。虽然多个涂层中的任何一个或多个可在厚度上变化，但本发明设想可变化的一个涂层可为第一刀片和第二刀片的硬涂层的一个或多个层，使得第一刀片的硬涂层的厚度小于第二刀片的硬涂层的厚度(例如，更薄)，无论硬涂层是否为相同类型。
如本文所用，“应力”是每单位面积固体材料抵抗趋于由外力引起的分离、压实或滑动的力。本发明中设想的固体材料为基底诸如皮肤或皮肤表面。
如本文所用，“压力”被定义为在所有方向上均匀施加的应力的类型，并且其量度也是每单位面积的力。
如本文所用，术语“刀片负载”表示由单个刀片施加到基底诸如皮肤上的力。由于刀片末端接触皮肤而在皮肤上产生的应力常常被称为“末端应力”。
如本文所用，“硬”涂层表示非润滑涂层。本发明中设想的硬涂层可由可包括或可不包括碳的非晶材料、细晶材料、微晶材料或纳米晶材料、含碳材料(诸如金刚石、非晶金刚石、纳米晶或类金刚石碳或DLC)、氮化物(例如，氮化硼、氮化铌、氮化铬、氮化锆或氮化钛)、碳化物(例如，碳化硅)、含铬材料、含硼材料、含钛材料、氧化物(例如，氧化铝、氧化锆)、金属或金属合金(例如，铬、铬铂、钛)或其他陶瓷材料(包含纳米层或纳米复合材料)、它们的混合物，或多个“硬”涂层的堆叠中的一种或多种构成。材料中任一种可掺杂有其它元素诸如钨、钛、银或铬，方法是在通过溅射进行涂敷期间通过例如在靶标中包含这些添加剂。这些材料也可包含氢，例如氢化的DLC。因此，本发明的硬涂层可由含碳材料、含铬材料、含硼材料、含钛材料或它们的混合物、Ti、Al、Zn、Cr的氮化物(包含但不限于TiN、TiCN、TiAlN、ZrN、TiCN和CrN)或它们的混合物构成。
如本文所用，“层”表示在刀刃上满足多种因素的至少一种材料，因素包含但不限于层的组成、形态或结构，层之间边界的存在，是否期望用于制备产品的方法产生一个或多个层，以及是否存在足够的组成或形态变化以产生一个或多个层。例如，密度、应力状态或晶体结构的变化导致显著不同的层。因此，尽管在刀刃上可仅设置一种类型的材料或组合物，但如果材料的形态有变化，则可存在可分辨的层。这将把材料分割成层，每层具有不同的形态。例如，一个层可比另一个层更致密、更结晶或更圆柱状，尽管由相同的材料制成。
“涂层”通常与“层”互换使用。如本文所用，“涂层”可表示刀刃上的一层或多层材料。因此，本发明的“涂层”可由单层限定，诸如硬涂层型层，或类似地，由作为多个涂层的多个层限定。大多数剃刀具有设置在刀刃上的至少一个硬涂层和至少一个软涂层。本发明也设想到术语“涂层”以表示包含设置在刀刃上的硬涂层材料的所有层的“总体”或总涂层。因此，尽管成品刀刃可包含软涂层，但就本发明的目的而言，“总体”涂层一般旨在仅包括硬涂层而不包括任何软涂层。
如本文所用，术语涂层的“厚度”一般表示一种或多种具体材料的宽度尺寸。对于刀刃涂层，使用扫描电镜(SEM)来可视化厚度并且在刀刃或刀刃区域上获得适当的厚度(例如，在最终末端至从末端返回约40微米或更多的范围内)。距最终末端一定距离处的厚度值通常由从切线上的点到从末端到涂层与基底界面切线上的点的距离处的硬涂层外表面沿正交线的正交距离确定。有效地，外部涂层切线和涂层-基底界面切线之间的横跨涂层的垂直距离表示距离处的厚度值。图23和图24示出了本发明的硬涂层在距最终末端不同距离处的厚度。
尽管不锈钢为本发明的剃刀刀片的所期望的基底，由于其为剃刀刀片的常见基底，因此在本发明中也设想到由另一种金属或多种金属、陶瓷、复合材料、塑料、玻璃或它们的任何组合构成的刀片基底。可有利于产生适当锋利刀刃的一种基底材料为具有较小的较精细分布的碳化物的马氏体不锈钢。这种类型的钢可具有类似的总碳重量百分比。精细的碳化物基底提供了更硬且更脆的硬化后基底，并且使得能够制造更薄且更强的刀刃。此类基底材料的示例为马氏体不锈钢，其具有更细的平均碳化物尺寸，其中碳化物密度为90、100、200、300、400碳化物/100平方微米至600、800、1000碳化物或更多/100平方微米，如通过扫描电子显微镜法(SEM 4000X或更高)所测定的。
如本文所用，术语“约”通常表示大约或周围。当给出一系列数字时，例如本文公开了“约4至约40”，本发明设想每个数字的+/-10％。因此，为清楚起见，如果参考被描述为“约4至约40”，表示本发明所涵盖的“3.6至44”的范围，因为3.6至4.4的范围表示+/-10％的4，并且36至44的范围表示+/-10％的40。
参见图1，剃刀刀片架8包含防护件10、顶盖12以及两个刀片14和16。第一刀片14具有薄于第二刀片16的涂层厚度的涂层，并且如图所示，第一刀片14定位在防护件10和第二刀片16之间。因此，当剃刀刀片架8在使用中时，第一刀片14将在第二刀片16之前接触毛发。
如本文在文本和附图中所用，术语“第一刀片”是指具有相对较薄涂层或较薄硬涂层的刀片，其要求第一刀片上的压力比被称作第二刀片的刀片低，以便皮肤不受负面影响。第一刀片具有良好的毛发接合和效率，但不牺牲安全性和舒适度。同样，术语“第二刀片”是指具有相对较厚的一个或多个涂层或较厚的硬涂层的刀片，其允许第二刀片上的压力(即，力除以面积)比被称为第一刀片的刀片大且不会不利地影响皮肤。
参见图2-4，其它剃刀刀片架可包含防护件10、顶盖12和多个刀片14、15、16(分别为三个、四个、五个或更多个刀片)。在每种情况下，第一刀片14具有比定位在防护件10和顶盖12之间的第二刀片16更薄的涂层。如上所述，第二刀片为大致最靠近或比第一刀片更靠近顶盖12的刀片。
如图2所示，剃刀刀片架8具有三个刀片。第一刀片14为具有较薄涂层并且被定位成最靠近或邻近防护件10(即，在主要位置)的刀片。具有较厚涂层的第二刀片16定位在距防护件10的第三位置，即，定位在最靠近或邻近顶盖12的位置。第三刀片15可定位在第一刀片14和第二刀片16之间。第三刀片15可与第一刀片14相同、与第二刀片16相同或具有与第一刀片14和第二刀片16不同的构型。优选地，第三刀片15与第一刀片14相同。
如图3所示，剃刀刀片架8可包含四个刀片。第一刀片14为具有较薄涂层并且被定位成最靠近防护件10的刀片(即，主要位置)。具有较厚涂层的第二刀片16定位在距防护件10的第四位置，即，定位在最靠近顶盖12的位置。两个第三刀片15可定位在第一刀片14和第二刀片16之间。第三刀片15可与第一刀片14相同、与第二刀片16相同或具有与第一刀片14和第二刀片16不同的构型。优选地，第三刀片15各自与第一刀片14相同，但也可设想任何构型，只要第一刀片具有小于第二刀片的涂层厚度即可。
如图4所示，剃刀刀片架8具有五个刀片。第一刀片14为具有较薄涂层并且被定位成最靠近防护件10(即，主要位置)的刀片。具有较厚涂层的第二刀片16定位在距防护件10的第五位置，即，定位在最靠近顶盖12的位置。三个第三刀片15(15'、15”'和15”')定位在第一刀片14和第二刀片16之间。第三刀片15'、15”和15”'可与第一刀片14相同、与第二刀片16相同、具有不同于第一刀片14和第二刀片16的涂层厚度或在它们自身之间具有任何数目的不同涂层厚度。此外，相对于剃刀刀片架中的其它刀片涂层厚度，每个刀片可具有不同的涂层厚度，如图19所示。
图5示出了在刀片架的基本中点处截取的图4所示实施方案的实际剃刀刀片架8的横截面图像50。可以看出，第一刀片14朝刀片架50a的前部设置在邻近防护件结构10的第一位置或刀片狭槽1中，第二刀片16朝刀片架50b的后部设置在邻近顶盖结构12的位置或刀片狭槽5中，并且第三刀片15位于狭槽(即刀片狭槽或位置2、3和4)的中间部分中。
图6中示出了本发明的代表性刀片的横截面的示意图。在图6中示出了本发明的第一刀片14，其描绘了基底54和沉积在其上的第一硬涂层51。硬涂层51具有总体厚度53，该总体厚度53在距涂覆的刀片末端57约四微米至约四十微米的位置处确定。硬涂层51可由相同或不同材料、结构或形态的一个或多个层构成。例如，如下文所详述，图20描绘了成品第一刀刃，该第一刀刃具有硬涂层和软涂层并且具有总体涂层51a(例如，包含软涂层材料)，并且具有包括若干类型的材料的硬涂层51，该材料被分层以形成硬涂层51的厚度53。这些单独的层可各自具有不同的厚度。
本发明的代表性第二刀片16也示出于图6中，其具有基底56和沉积在其上的硬涂层52。硬涂层52可由相同或不同材料、结构或形态的一个或多个层构成。涂层52具有在距第二刀片16的末端58约4微米至约40微米的位置处确定的总体厚度55。第一刀片的涂层厚度53小于第二刀片的涂层厚度55。如图所示，涂层52比涂层51厚。与第一刀片涂层51一样，涂层52可由相同或不同材料、结构或形态的一个或多个层构成。例如，如下文所详述，图21描绘了成品第二刀刃，第二刀刃具有硬涂层和软涂层并且具有总体涂层52a(例如，包含软涂层材料)和硬涂层52，硬涂层包括分层以形成硬涂层52的总体厚度55的若干类型的材料。这些单独的层可各自具有不同的厚度。将结合图20、21、21a和22进一步描述第一刀片涂层和第二刀片涂层的各种类型的层。
在图7-19的实施方案中，对涂层厚度的所有参考均针对硬涂层厚度。在本发明的一个实施方案中，图4的第三刀片15(15'、15”和15”')每个均与第一刀片14相同。具体地讲，第三刀片15的涂层厚度各自与第一刀片14的涂层厚度相同。图7描绘了剃刀刀片架8内的刀刃的部分的剖面图的此类例证，其分别示出了每个刀片14、16和基底54、56上的涂层51、52。可以看出，第一刀片14和三个第三刀片15(为清楚起见被示出为第一第三刀片15'、第二第三刀片15”和第三第三刀片15”')具有相同厚度53的涂层，它们均薄于第二刀片16的涂层52的涂层厚度55。
图8描绘了剃刀刀片架8内的刀刃的部分的剖面图的例证，其分别示出了每个刀片14、16和基底54、56上的涂层51、52。可以看出，第二刀片16和三个第三刀片15'、15”和15”'具有相同厚度55的涂层，它们均厚于第一刀片14的涂层厚度53。
图9描绘了剃刀刀片架8内的刀刃的部分的剖面图的例证，其分别示出了每个刀片14、16和基底54、56上的涂层51、52。可以看出，第一刀片14和三个第三刀片15中的相邻一个刀片(即第一第三刀片15')具有相同厚度53的涂层，它们两者均薄于第二刀片16和剩余的两个第三刀片15”和15”'的涂层厚度55。
图10描绘了剃刀刀片架8内的刀刃的部分的剖面图的例证，其分别示出了每个刀片14、16和基底54、56上的涂层51、52。可以看出，第一刀片14以及三个第三刀片中的两个刀片15'和15”具有相同厚度53的涂层，它们均薄于第二刀片16和剩余的一个第三刀片15的涂层厚度55。
如上所述，本发明设想到，第一刀片不一定必须是最邻近或最靠近防护件的刀片，并且当与第二刀片的位置相比时可被限定为更接近或更靠近防护件的刀刃。类似地，本发明设想到，第二刀片不一定必须是距顶盖最临近或最靠近的刀片，并且当与第一刀片的位置相比时可被限定为距顶盖更接近或更靠近的刀刃。
因此，本发明设想到具有较厚涂层的第二刀片16，该第二刀片设置在剃刀刀片架的第三刀片位置中，如图11所示，其描绘了剃刀刀片架8内的刀刃的部分的剖视图的例证，其分别示出了每个刀片14、16和基底54、56上的涂层51、52。此处，虽然第三刀片15”'和第二刀片16的编号如前所述，但出于本发明的目的，第三刀片15”'的较厚涂层使其在功能上成为刀片架的“第二刀片”。第三刀片15”'和第二刀片可被认为具有有效交换位置。第三刀片15”'(或第三刀片15”'位置中的有效“第二刀片”)比第一刀片14更接近或更靠近顶盖。在图11中，第一刀片14以及邻近第一刀片14的三个第三刀片中的两个第三刀片15'和15”'连同第二刀片16或有效地第三刀片15”'假设交换(如图所示，其最邻近或最靠近顶盖12)具有相同厚度53的涂层，所有这些均在尺寸上薄于第三刀片15”'的涂层厚度55。有效地，该排列中的“第二刀片”处于剃刀刀片架的位置4。在该实施方案中，存在四个刀片(即，第一刀片14和相邻的第三刀片15'和15”以及第二刀片16)，它们的涂层厚度薄于第三刀片15”'的涂层厚度。另选地，第一第三刀片和第三第三刀片中的一者或两者可具有与第三第三刀片15”'相同的厚度，如图12所示，其中在图12中，第一第三刀片15'和第二第三刀片15”分别具有与图11的第三第三刀片15”'相同的厚度，在图13中仅第一第三刀片15'具有与图11的第三第三刀片15”'基本上相同的厚度，以及在图14中其中仅第二第三刀片15”具有与图11的第三第三刀片15”'基本上相同的厚度。在这些实施方案中，最靠近顶盖的第二刀片16具有与第一刀片14几乎相同的厚度。在这种布置中，第三刀片中的一个或多个有效地用作剃刀刀片架的“第二刀片”，因为其是更靠近顶盖结构的刀片并且其具有比第一刀片厚的涂层。
在图15所示的另选的实施方案中，描绘了剃刀刀片架8内的刀刃的部分的剖面图的例证，其分别示出了每个刀片14、16和基底54、56上的涂层51、52，其中第一刀片14处在最靠近防护件10的主要位置并且第一第三刀片15'处在邻近第一刀片14的下一个位置。第一第三刀片15'的涂层厚度与被定位成最靠近防护件10的第二刀片16的涂层厚度基本上相同。第一刀片14具有的涂层厚度53薄于第一第三刀片15'和第二刀片16的涂层厚度55。所绘的其它第三刀片15(即第三刀片15”和15”')具有与第一刀片14的涂层厚度相同的涂层厚度。
此外，第一第三刀片15'和第三第三刀片15”'可分别具有与第二刀片16的涂层厚度基本相同的涂层厚度，如图16的另选的实施方案所示，第二第三刀片15”可具有与第二刀片16的涂层基本上相同的涂层，其中第一第三刀片15'和第三第三刀片15”'具有与第一刀片14的涂层基本上相同的涂层，如图17的另选的实施方案所示，并且第一第三刀片15'和第二第三刀片15”可分别具有与第二刀片16的涂层厚度基本上相同的涂层厚度，如图18的另选的实施方案所示。
图19描绘了剃刀刀片架8内的刀刃的部分的剖面图的例证，其分别示出了每个刀片和基底20上的涂层。可以看出，涂层厚度在剃刀刀片架上从第一刀片14到第三刀片中的每一个，以及从第三刀片到第二刀片16递增地增加。剃刀刀片上的涂层厚度均不相同。如图所示，与第一刀片14相邻的第一第三刀片15'的第一涂层23具有与第一刀片14的涂层21的涂层厚度22不同的涂层厚度24，而是厚于第一刀片14的涂层21。第二第三刀片15”具有厚度26不同于第一刀片14的涂层21或第三刀片中的第一第三刀片15'的涂层23的厚度的涂层25，而是厚于第一刀片的涂层21和第三刀片中的第一第三刀片15'的涂层23。第三第三刀片15”'具有厚度28不同于第一刀片14或前两个第三刀片15'或15”的任何涂层(例如，分别为涂层21、23和25)的厚度的涂层27，而是厚于第一刀片或前两个第三刀片的涂层。最后，第二刀片16具有厚度30的涂层29。厚度30为布置在剃刀刀片架(未示出)中的所有刀片14、15'、15”、15”'的最厚涂层。
根据所述，第三刀片中的一个或多个可用作本发明的“第二刀片”。尽管上文已用示例性厚度描述并示出了剃刀刀片架，但剃刀刀片架上的剃刀刀刃上的变化的涂层厚度的所有排列均在本发明的范围内并且被设想到。此外，尽管剃刀刀片架已被显示具有两个、三个、四个和五个刀片，但也可期望具有六个或更多个刀片的剃刀刀片架。
优选地，本发明的刀片被布置在剃刀刀片架内，使得它们具有渐进几何形状。具有被布置成具有渐进几何形状的刀片的剃刀刀片架的示例描述于美国专利6,212,777中，该专利全文通过引用并入本文。
在某些情况下，第一刀片的涂层厚度比第二刀片的涂层厚度小至少5％。优选地，第一刀片的涂层厚度比第二刀片的涂层厚度小至少约10％，并且比第二刀片的涂层厚度小最多约50％。
一般来讲，第一刀片的硬涂层厚度介于约300埃和1800埃之间，优选地为约500至约1000埃，并且更优选地为约600至约925埃。这些范围包括所有硬涂层材料，包含构成第一刀片的总体硬涂层的所有硬涂层材料。
第一刀片的硬涂层厚度小于第二刀片的硬涂层厚度。优选地，第一刀片的硬涂层厚度比第二刀片的硬涂层厚度小至少约两倍。
尽管不考虑总体硬涂层的一部分，但应当指出的是，施加到成品第一刀片或第二刀片上的软涂层一般可将约200埃至约5000埃添加到总体硬涂层上。
一般来讲，第二刀片的硬涂层厚度介于约500埃和约3500埃之间，优选约1500埃至约2700埃。第二刀片的硬涂层厚于第一刀片的硬涂层。这些范围包括所有硬涂层材料，包含构成第一刀片的总体硬涂层的所有硬涂层材料。因此，如果不止一种类型的材料构成硬涂层，则每个硬涂层的厚度总和用于总体硬涂层的厚度。
在本发明中，第一刀片的涂层厚度比第二刀片涂层的涂层厚度小至少约500埃。在一个实施方案中，第一硬涂层的厚度小于约800埃，并且第二硬涂层的厚度大于约800埃。在本发明中，第二涂层与第一涂层的厚度比为约1.5至约4.5，更优选地，该比为约2.7。优选地，在本发明中，第二硬涂层与第一硬涂层的厚度比为约1.5至约4.5倍，优选至少约2倍，并且最优选约2.7倍。
提供具有较厚涂层的刀片可通过使构成刀刃上的总体涂层的一个或多个层较厚来实现。例如，参见图20，示出了成品第一刀片14，其包含具有基底54和多个涂层诸如夹层134、硬涂层136、罩面层138和外层130的总体涂层51。基底54通常由不锈钢制成，尽管可利用其它材料。具有基底、夹层、硬涂层、罩面层和外层的剃刀刀片的示例描述于美国专利6,684,513中。
夹层134用于帮助将硬涂层136结合至基底54。合适的夹层材料的示例为含铌材料、含钛材料或含铬材料。特定的夹层由厚度大于约100埃且优选地小于约500埃的铌制成。夹层可具有约150埃至约350埃，并且更优选地约160至240埃的厚度。PCT 92/03330描述了铌夹层的使用。
硬涂层136提供改善的强度、耐腐蚀性和剃刮能力，并且可由上述材料中的任一种制成。优选地，硬涂层136由金刚石、非晶金刚石或DLC制成。刀片14的硬涂层136具有厚度137。第一刀片14的特定实施方案包含由DLC构成的硬涂层，该硬涂层具有介于约100埃至约1,000埃，优选约200埃至约750埃，更优选约300埃至约600埃，并且最优选约450埃至约550埃之间的厚度137。DLC层和沉积方法描述于美国专利5,232,568中。如“Handbook ofPhysical Vapor Deposition(PVD)Processing”中所述，“DLC为一种非晶碳材料，其表现出许多所期望的金刚石的特性，但不具有金刚石的结晶结构”。
罩面层138用于降低硬涂覆刀刃的末端圆化，并有助于将外层结合至硬涂层，同时仍保持外层和硬涂层这两者的益处。罩面层138优选地由含铬材料制成，含铬材料例如为与聚四氟乙烯相容的铬或铬合金或铬化合物，例如铬铂。特定的罩面层为约100至约200埃厚的铬。罩面层可具有约50埃至约500埃，优选地约100埃至约300埃，并且最优选地约180埃至约250埃的厚度。与若没有这种罩面层的情况相比，第一刀片14具有经多次剃刮仍不太圆化的切割刀刃。
硬涂层136为其厚度将包含在总体硬涂层厚度53中的硬涂层。由铌构成的夹层134被认为是硬涂层，因此其厚度将被包含在硬涂层厚度53中。由铬构成的罩面层138也被认为是硬涂层，并且其厚度将包含在硬涂层厚度53中。
外层130用于提供减小的摩擦。外层130可以是诸如聚合物组合物或改性聚合物组合物的润滑材料的软涂层。该聚合物组合物可为多氟烃。合适的多氟烃是有时被称为调聚物的聚四氟乙烯。特定的聚四氟乙烯材料为购自Chemours(以前为Dupont)的Krytox LW1200。这种材料是不可燃且稳定的干润滑剂，干润滑剂由产生稳定分散体的小颗粒组成。它以20％重量固体的含水分散体形式提供，并且可通过浸渍、喷雾或刷涂来施用，然后可风干或熔融涂覆。该层优选地小于5,000埃，并且通常可为1,500埃至4,000埃，但如果保持连续涂覆，也可薄至100埃。如果实现连续涂覆，调聚物涂层厚度减小可提供改善的第一剃刮效果。美国专利5,263,256、5,985,459和10,118,304描述可用于改变施加的调聚物层厚度的技术，这些专利通过引用并入本文。
第一刀片14通常是根据以上引用专利中所述的方法制造的。特定的实施方案包含铌夹层134、DLC硬涂层136、铬罩面层138和Krytox LW1200聚四氟乙烯外涂层130。铬罩面层138被沉积到100埃的最小量和500埃的最大量。铬罩面层138是使用DC偏压(小于-50伏且优选地小于-200伏)和约2毫托氩的压力通过溅射而被沉积的。据信增大的负偏压促进在铬罩面层中的压缩应力(与拉伸应力相反)，据信这促进改善的对末端圆化的阻力，同时保持良好的剃刮性能。第一刀片14优选地具有约200至约400埃范围内的末端半径，该末端半径在施加罩面层138之后且在添加外层130之前通过SEM测量。
现在参见图21，示出了成品第二刀片16，其包含具有硬涂层52的基底56和包含硬涂层52和软涂层(诸如外层135)的总体涂层52a。硬涂层52可包括单独的层、夹层131、硬涂层132和罩面层133，该罩面层可包括硬涂层52的一部分。基底56通常由不锈钢制成，尽管可利用其它材料。具有基底、夹层、硬涂层、罩面层和外层的剃刀刀片的示例描述于美国专利6,684,513中。
与第一刀片14一样，夹层131可用来有利于将硬涂层132粘结到基底56。合适的夹层材料的示例为含铌材料、含钛材料或含铬材料。特定的夹层由具有大于约100埃且优选地小于约500埃的厚度的铌制成。例如，夹层可具有约150埃至约350埃，并且更优选地约160至240埃的厚度。PCT 92/03330描述了铌夹层的使用。
硬涂层132提供了改善的强度、耐腐蚀性和剃刮能力，并且可由本文所述的任何材料制成。涂层132优选地由金刚石、非晶金刚石或DLC制成。刀片16的硬涂层132具有厚度139。在本发明中，硬涂层厚度139理想地比第一刀片的厚度137大或厚约1.5至4.5倍，优选地比厚度137厚至少约2倍，并且最优选地比第一刀片14的厚度137厚约2.75倍。第二刀片16的特定实施方案包含硬涂层或DLC，其厚度范围为约400至约3000埃，约900埃至约2500埃，优选大于1000埃，更优选大于1200埃，并且最优选约1700至约2500埃。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为一种非晶碳材料，其表现出许多所期望的金刚石的特性，但不具有金刚石的结晶结构。
罩面层133用于降低硬涂覆刀刃的末端圆化，并且有助于将外层结合至硬涂层，同时仍保持外层和硬涂层的益处。罩面层133优选地由含铬材料制成，含铬材料例如为与聚四氟乙烯相容的铬或铬合金或铬化合物，例如铬铂。特定的罩面层为约100至约200埃厚的铬。罩面层可具有约50埃至约500埃，优选地约100埃至约300埃，并且最优选地180埃至约250埃的厚度。与若没有罩面层的情况相比，第二刀片16具有经多次剃刮仍不太圆化的切割刀刃。
硬涂层132为其厚度将包含在总体硬涂层厚度55中的硬涂层。由铌构成的夹层131被认为是总体硬涂层52的一部分，因此其厚度将被包含在硬涂层厚度55中。由铬构成的罩面层133也被认为是硬涂层52的一部分，并且其厚度将包含在硬涂层厚度55中。
外层135用于提供减小的摩擦。外层135可以是诸如聚合物组合物或改性聚合物组合物的润滑材料的软涂层。该聚合物组合物可为多氟烃。合适的多氟烃是聚四氟乙烯，有时也称为调聚物。特定的聚四氟乙烯材料为购自DuPont的Krytox LW 1200。这种材料是不可燃且稳定的干润滑剂，干润滑剂由产生稳定分散体的小颗粒组成。它以20％重量固体的含水分散体形式提供，并且可通过浸渍、喷雾或刷涂来施用，然后可风干或熔融涂覆。所述层优选小于5,000埃，并且通常可为1,500埃至4,000埃，并且如果保持连续涂覆，可薄至100埃。如果实现连续涂覆，调聚物涂层厚度减小可提供改善的第一剃刮效果。美国专利5,263,256、5,985,459和10,118,304描述了可以用来改变所施加的调聚物层厚度的技术，这些专利通过引用并入本文。
第二刀片16通常是根据以上引用的专利中所述的方法制造的。第二刀片16的特定实施方案包含铌界层(夹层131)、DLC或含碳的硬涂层132、含铬的罩面层133和KrytoxLW1200聚四氟乙烯外涂层135。含铬的铬罩面层133被沉积到100埃的最小量和500埃的最大量。铬罩面层138是使用DC偏压(小于-50伏且优选地小于-200伏)和约2毫托氩的压力通过溅射而被沉积的。据信增大的负偏压促进压缩应力(与拉伸应力相反)，在铬罩面层中据信这促进改善的对末端圆化的阻力，同时保持良好的剃刮性能。第二刀片16优选地具有约200至约400埃的末端半径，该末端半径在施加罩面层133之后且在添加外层135之前通过SEM测量。
现在参见图21a，示出了成品第二刀片16，其包含具有硬涂层52的基底56和包含硬涂层52和软涂层(诸如外层135)的总体涂层52a。硬涂层52可包括单独的层、夹层131、硬涂层132和罩面层133。在图21a中，当与图20相比时，仅一个层具有不同的厚度。图21a中的第二刀片16的硬涂层132厚于图20的硬涂层136，或厚度137小于厚度139a。硬涂层132为硬涂层52的一部分，其厚度将包含在总体硬涂层厚度55中。然而，由铌构成的夹层131被认为是硬涂层52的一部分，因此其厚度将被包含在硬涂层厚度55中，并且由铬构成的罩面层133也被认为是硬涂层52的一部分，并且其厚度将被包含在硬涂层厚度55中。
本发明设想具有任何其它可行涂层的刀片。例如，如图22所示，本发明的剃刀刀片架中的第一刀片或第二刀片60的另选的实施方案具有基底64，其中总体涂层61a包含第一层62，第一层由任何仅铬材料或含铬材料(诸如铂铬材料、氮化铬、碳化铬或任何其他含铬材料，无论是掺杂的、混合的还是以其他方式构成)构成，以及润滑外涂层63，诸如聚四氟乙烯。涂层61a也可由任何其它可行的材料构成。第一层62是刀片60中唯一的硬涂层，因此，第一层62的涂层厚度65占总体硬涂层厚度。
还应当指出的是，本发明设想到，图20中的第一刀片14的基底54和图21的第二刀片16的基底56可为不同的。例如，基底56可具有较小的形状、较尖锐的轮廓，或包括与基底54不同的材料，或反之亦然。类似地，图22的基底64可具有与基底54或56中的任一者不同的形状或轮廓或材料。
第一刀片14的涂敷刀刃区域141的图解视图显示于图23中。第一刀片14包含其上设置有涂层51的不锈钢主体部分或基底54，如本文所述。涂覆的楔形锋利刀刃141具有末端146。末端146优选地具有约125埃至约300埃的半径，其中小平面A和B从末端146发散。当在距刀片末端146四微米的距离142处测量时，涂层51具有介于约300埃至约1800埃之间的厚度143。厚度143由沿线P1从与硬涂层51的外表面相切的直线上的距离142处的点T1到与基底54的涂层界面51b相切的直线上的点T2截取的正交距离确定。由外表面和垂直线P1形成90度角。有效地，T1和T2之间跨涂层的垂直距离表示距离142处的厚度143。
当在距刀片末端146十微米的距离144处测量时，涂层51具有介于约300埃至约1800埃之间的厚度145。厚度145由沿着线P2从在涂层51的外表面51c上的距离144处与硬涂层的外表面相切的线上的点T3到与基底54的涂层界面51d相切的线上的点T4截取的正交距离确定。由外表面51c和垂直线P2形成90度角。有效地，T3和T4之间跨涂层的垂直距离表示距离144处的厚度145。在距刀片末端超过十微米的距离处，涂层51具有基本上相同的厚度。涂层51可逐渐变细以从尖端进一步向后降低厚度(例如，四十微米或更大)。
图24显示了第二刀片16的涂敷刀刃区域151的图解视图。第二刀片16包含其上设置有涂层52的不锈钢主体部分或基底56，如本文所述。涂覆的楔形锋利刀刃151具有末端156。末端156优选地具有约125埃至约300埃的半径，其中小平面A和B从末端156发散。当在距刀片末端156四微米的距离152处测量时，涂层52具有介于约600埃至约3000埃之间的厚度153。
为了提供适当的厚度值比较，使用相同的技术以相同的方式确定第二刀片的厚度，并且与第一刀片的厚度在距最终末端相同的距离处。
厚度153由沿着线P3从硬涂层52的外表面上的切线上的点T5到与基底54的涂层界面52b上的切线上的点T6截取的距离152的正交距离确定。由外表面和垂直线P3形成90度角。有效地，T5和T6之间跨涂层52的垂直距离表示距离152处的厚度153。
当在距刀片末端156十微米的距离154处测量时，涂层52具有介于约600埃至约3000埃之间的厚度155。厚度155由沿着线P4从涂层52的外表面52c上的切线上的点T7到与基底54的涂层界面52d上的切线上的点T8截取的距离154的正交距离确定。在外表面52c和垂直线P4之间形成90度角。有效地，T7和T8之间横跨涂层52的垂直距离表示距离154处的厚度155。在距刀片末端超过十微米的距离处，涂层52具有基本上相同的厚度。涂层52可逐渐变细以从末端进一步向后降低厚度(例如，四十微米或更大)。
由于皮肤响应于负载的机械复杂性，模拟建模可预测皮肤在各种动态负载情况下(诸如存在于剃刮行程期间的那些情况下)的机械行为。一种此类模拟技术为有限元分析模型。使用皮肤、毛发和剃刮装置的有限元分析技术的示例在转让给本发明的受让人的美国专利8,306,753中有所描述，并且该专利全文通过引用并入本文。
图25示出了剃刀刀片架80的横截面图70，该剃刀刀片架具有施加在皮肤的有限元分析模型上的现有技术的刀片84、85和86，描绘了刀片架应当压靠或加载抵靠皮肤72。
防护件71和顶盖73为剃刀刀片架80的两个区域，其中施加到皮肤上的应力可为最高的，如由暗区域、红色或阴影74所指示的那样。现有技术刀片架的刀片也在阴影74中在皮肤上表现出应力，并且具体地，朝向顶盖的刀片(例如刀片85”'和86)被示出为包括最大应力。
图26描绘了3维有限元模型90，其示出了现有技术刀片架(诸如图25的刀片架)的五个刀片96、95'、95”、95”'和94的顶盖92上的压力区域A和B。与图25一样，被设置成最靠近顶盖92的剃刀刀片96具有最高程度的应力区域A，如由暗区域A所指示，随后是刀片95”'、95”和95'，它们各自与区域A相比具有略微较低程度的压力区域B，而最靠近防护件结构95的刀片94显现为基本上不具有如区域C所指示的压力。
每个刀片的单个刀片负载占本文所述现有技术刀片架中的总刀片架负载的百分比的代表性图可见于图27中。刀片5(例如，图26中的刀片96)具有约7.6的最高的刀片负载，刀片4(例如，图26的刀片95”')具有约5.9的负载，刀片3(例如，图26的刀片95”)具有约3.9的负载，刀片2(例如，图26的刀片95')具有约0.3的负载，并且刀片1(最靠近防护件结构，图26的刀片94)不具有负载。
本发明的一个有益效果可用特定剃刀刀片架中的刀片排列(例如，图7)来实现，如图28所示，代表性图描绘了每个刀片的单个刀片负载的减少占总刀片架负载的百分比。在图28中，刀片5(例如，图7中的刀片16)上的负载从约7.6的负载显著减小至约5.7的负载。虽然仍然是最高的刀片负载，但这种减小极大地有助于改善舒适度和剃刮性能。刀片4(例如，图7的刀片15”')具有约3的负载，刀片3(例如，图7的刀片15”)具有约3.5的负载，刀片2(例如，图7的刀片15')具有约3的负载，并且刀片1(最靠近防护件结构，图7的刀片14)不具有负载。
图29示出了四个等高线图300、310、320和330，它们描绘了由于在剃刮负载下与刀片接触而在基底(例如，皮肤模拟物)中产生的应力。根据所述，定义为每单位面积的力的应力可在不同的方向上作用于基底上。剃刀刀片架被理想地设计成控制刀片负载处于或低于设计负载情形。超过刀片被设计用于的负载是不可取的，因为过大的负载在剃刮期间可降低舒适度或导致割伤、切口或其它伤害。“设计负载”可被定义为施加到刀片的力，由此最大应力强度和大小的位置在接触期间有利地位于刀片的肩部相对于其末端处。在设计负载或低于设计负载施加到刀片上的力导致来自刀片肩部(例如，位于距最终末端约1微米或更小处)的更多负载支撑，这与超过设计负载时锋利末端处的应力的强烈集中形成对比。
如本文所述，第二刀片16上的较厚涂层改变如图所示的形状，并且影响设计负载，使得第一刀片14的设计负载低于第二刀片16的设计负载。因此，当超过负载时，具有比第二刀片16更薄的涂层的第一刀片14可被认为比第二刀片对更高负载条件(诸如割伤和切口)更敏感。可布置不同涂层厚度的刀片以确保通过在刀片架中的位置保持所需的设计负载一致性。例如，与具有与第二刀片相比厚度减小的涂层的第一刀片相比，具有较厚涂层的本发明的第二刀片可被认为是“皮肤安全”型刀片，其提供舒适度、皮肤管理和较少的割伤和切口，并且其可被要求最佳地更紧密且有效地切割毛发。因此，第一刀片被有利地布置成比第二刀片更靠近刀片架的前部(更靠近或最靠近防护件结构)。
等高线图300和320描绘了在设计负载下的刀片剃刮，该设计负载是以相同的标度建模的，分别用于本发明的第一刀片14和第二刀片16。由刀片接触引起的基底(例如，皮肤)305中的应力由轮廓302示出，其中大致较暗的区域307指示较大的应力，并且较亮的区域314指示较小的应力。如在等高线图300中可见，来自在设计负载下接触基底的第一刀片14的应力的所得分布包含在刀片的末端306处的应力集中301和在斜面或肩部区域308处的应力集中307。等高线图300中来自刀片14的应力集中由暗区域指示，该暗区域在刀片的末端306处和肩部区域308处具有紧密布置的轮廓。这些区域通常出现在刀片轮廓的曲率在与基底305接触的情况下变化最大的地方。类似地，等高线图320中的刀片16描绘了在末端316处具有应力集中303并且在肩部区域318处具有应力集中309的轮廓302。当将第二刀片16与第一刀片14进行比较时，第一刀片14和第二刀片16的末端306和316以及肩部308和318处的应力集中的大小对于第二刀片通常小于或低于第一刀片14的应力集中的大小。因此，在它们各自的设计负载下，第一刀片14在基底305上比第二刀片16上具有稍大的应力。然而，在它们各自的设计负载下，如等高线图300和320所示，刀片14和16在肩部308和318处具有比在末端306和316处更高的应力集中的大小。因此，在设计负载或低于设计负载时，如等高线图300和320所示，希望大部分或所有应力分布在肩部处并且远离末端。
因此，当超过设计负载时，第一刀片14将仍然具有比由不同涂层(例如，不同涂层厚度)引起的第二刀片16更大的对基底的应力。等高线图310和330示出了超过所期望的设计水平的剃刮负载，并且示出了本发明的第一刀片和第二刀片如何接触基底(例如，皮肤)。需注意，等高线图300和320的设计负载场景下的应力小于等高线图310和330的超过设计负载场景下的应力。如上所述，刀片与基底(例如，皮肤)305的接触由轮廓302和一般较暗区域示出，较暗区域具有更紧密布置的轮廓(比如刀片末端306处的区域311和刀片14的刀片肩部308处的区域317)，它们指示具有较大应力大小和集中的区域。类似地，来自与基底305接触的刀片16的应力313和319的集中分别发生在末端316和肩部318处。如在等高线图310中可见，当超过设计负载时，第一刀片14在基底305上的应力包含刀片末端306处的应力311和斜面或肩部区域308处的应力317。同样，在等高线图330中，第二刀片16在超过设计负载时在基底305上的应力包含末端316处的应力集中313和肩部318处的应力集中319。然而，在如等高线图310和330中已经超过设计负载的情况下，可以观察到，应力的大小和集中在末端306和316处分别大于在两个刀片14和16的肩部308和318处。当超过刀片14和16的设计负载时，如等高线图310和330中那样，应力集中在末端306和316处的强度和大小大于肩部308和318处的强度和大小。超过设计负载会在末端306和316处集中比在肩部308和318处更高大小的应力并且是不可取的，因为末端处的高应力强度在剃刮期间可降低舒适度或导致割伤、切口或其它损伤。
等高线图310和330还示出了图中刀片末端左侧区域中的基底(例如，皮肤)的凸起区域315。该凸起区域在等高线图300和300中不明显。凸起区域315通常是基底对由刀片施加在基底上的过量负载的响应，无论它是第一刀片还是第二刀片。由于该凸起在剃刮期间位于刀片前部从而导致其行进方向，因此一般期望最小化凸起区域315以避免由剃刮引起的不适、割伤、切口或其它不可取的效应。
如等高线图310和330所示，当在这些等高线图中超过设计负载的相同负载下时，第一刀片14在基底上的末端和肩部处均具有比第二刀片16更大的应力。当超过设计负载时，希望在末端具有较小的应力。
有利的是，在设计负载或低于设计负载的情况下，应力在末端和肩部均匀分布，而当超过设计负载而肩部有一些应力时，应力更有可能在末端分布。更期望的是，以末端不超过皮肤的失效应力的方式分布应力以在肩部支撑皮肤。
现在转到图30，其描绘了来自刀片末端405的皮肤应力作为刀片负载406值(例如代表性的剃刀刀片架(例如图25)的411、412、413、414、415)的函数的图400。在使用剃刀的动作中，剃刀使用者通过柄部向被剃刮表面上的刀片架施加力。该力根据剃刀使用者对平衡贴面性和舒适度的偏好而变化。一般来讲，由剃刀使用者施加的负载可在约50克力(gF)至约1000克力(gF)的范围内。刀片架被设计成将这种剃刮负载中的一些分配在刀片上。一个或多个刀片上的单个力起因于该负载分布。
如上文所述的应力区域所示，每个刀片上的负载一般从最靠近或更靠近防护件的第一刀片增大到最靠近或比防护件更靠近顶盖的第二刀片上的最小值至最大值。对于平均剃刮负载，单个刀片负载一般可在约0gF至约25gF的范围内(例如，约250gF至约375gF)。
由本发明的涂层的厚度驱动的刀片末端和刀刃设计在剃刀刀片架中提供切割动作和皮肤管理特性的平衡。刀片负载和涂层厚度影响施加在被剃刮表面上的应力。如图30所示，当考虑所有刀片负载时，在剃刮表面结果上施加一系列应力。
在图30中，本发明的第一刀片14具有更薄的涂层，优化以实现大量的切割动作，由曲线420表示，与具有更厚涂层的第二刀片16相比，作为刀片负载的函数施加更大的应力，优化以实现实质的皮肤管理特性，由曲线430表示，并且作为刀片负载的函数施加较小的应力。
因此，当第一刀片14施加更大的应力时，其可被定位在刀片架中，使得第一刀片上的负载被控制在不适阈值以下。第二刀片作为负载的函数总体施加较小的应力，并且可根据需要定位在刀片架中以适应更高的负载以用于贴面性。在本发明中，第一刀片被定位成更靠近或最靠近防护件结构，并且第二刀片被定位成靠近或最靠近顶盖结构)。
该图指示，在高刀片负载值下，诸如在413、414和415处，第二刀片可能是期望的，因为第二刀片类型(例如，较厚的涂层)在刀片末端下具有较小的皮肤应力。也可遵循，在较低的刀片负载值(诸如图400的411或412)下，可选择本发明的第一刀片14。
现有技术曲线440和450表示在两种不同的现有技术刀片(诸如存在于商业Gillette剃刀中的那些刀片)上的应力。
现有技术曲线基于现有技术刀片架的两个刀片，其中更靠近或最靠近顶盖的剃刀刀片架中的一个刀片不具有比更靠近或最靠近防护件的另一个刀片的涂层厚的涂层。应当注意，本发明的第一刀片14和第二刀片16的图30中的刀片末端应力远落在现有技术刀片的现有技术曲线440和450之外。这可归因于第二刀片具有比第一刀片更厚的涂层。
本发明设想第一刀片14和第二刀片16也可包括不同的颜色以区分它们的厚度。例如，第一刀片可为蓝色刀片，并且第二刀片可不具有附加颜色(例如，钢色)或除第一刀片的蓝色之外的任何不同颜色，诸如绿色或金色或甚至浅蓝色色调。本发明的第三刀片也可为任何颜色，无论其与第二刀片的颜色相同还是不同。这样，使用者能够根据布置在刀片架中的刀片的颜色识别刀片架的类型。例如，具有基于所述实施方案中的任一个的刀片厚度或可行地可被布置的本发明的颜色布置是可能的。因此，具有代表图7的实施方案的厚度布置的防护件540和顶盖530的刀片架500可具有如图31所示的四个蓝色刀片，如前四个刀片位置中的第一刀片540s和所有第三刀片550的颜色和第五刀片位置中的第二刀片560的灰色。这些具有不同颜色刀片的刀片架可被认为具有可识别的属性或被触摸成这样，例如，对于使用者来讲，“有效的”、“舒适的”刀片架或“敏感的”刀片架。
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及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”。
本发明的具体实施方式中所引用的所有文件的相关部分均以引用方式并入本文；对于任何文件的引用均不应当被解释为承认其是有关本发明的现有技术。当本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相同术语的任何含义或定义相冲突时，应当服从在本文件中赋予该术语的含义或定义。
虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出各种其它变化和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。
Claims (14)
1.一种剃刀刀片架，所述剃刀刀片架包括：
邻近所述剃刀刀片架的前部的第一刀片，所述第一刀片具有设置在其上的一个或多个第一涂层，所述剃刀刀片架的所述前部包括防护件区域；
邻近所述剃刀刀片架的后部的第二刀片，所述第二刀片具有设置在其上的一个或多个第二涂层，所述剃刀刀片架的所述后部包括顶盖区域，
其特征在于，设置在所述第一刀片上的所述一个或多个第一涂层中的至少一个第一涂层的厚度小于设置在所述第二刀片上的所述一个或多个第二涂层中的至少一个第二涂层的厚度；其中所述一个或多个第一涂层中的所述至少一个第一涂层为第一硬涂层；
其中所述一个或多个第二涂层中的所述至少一个第二涂层为第二硬涂层。
2.根据权利要求1所述的剃刀刀片架，其中所述第一刀片邻近所述防护件区域，和/或其中所述第二刀片邻近所述顶盖区域。
3.根据权利要求1或2所述的剃刀刀片架，其中所述一个或多个第二涂层中的所述至少一个第二涂层的厚度为所述一个或多个第一涂层中的所述至少一个第一涂层的厚度的至少两倍。
4.根据权利要求1或2所述的剃刀刀片架，其中所述第一硬涂层的厚度范围为150埃至1800埃，并且其中所述第二硬涂层的厚度范围为500埃至3500埃。
5.根据权利要求1或2所述的剃刀刀片架，所述剃刀刀片架包括从所述剃刀刀片架的前部区域至后部区域设置在所述剃刀刀片架内的多个刀片，所述刀片中的每个刀片均包括涂层，其中所述涂层的厚度从所述前部区域至所述后部区域增加。
6.一种剃刀刀片架，所述剃刀刀片架包括具有第一硬涂层的第一刀片、具有第二硬涂层的第二刀片，所述第一刀片设置成比所述第二刀片更靠近所述剃刀刀片架的防护件区域，并且所述第二刀片设置成比所述第一刀片更靠近所述剃刀刀片架的顶盖区域，其特征在于，所述第二硬涂层具有大于所述第一硬涂层的第一厚度的第二厚度。
7.根据权利要求6所述的剃刀刀片架，其中所述第一硬涂层或所述第二硬涂层包括含碳材料、含铬材料、含铌材料、含硼材料和含钛材料中的任何一种或它们的任何组合。
8.根据权利要求6或7所述的剃刀刀片架，其中所述第一刀片邻近所述防护件区域，和/或其中所述第二刀片邻近所述顶盖区域。
9.根据权利要求6或7所述的剃刀刀片架，还包括具有至少一个第三硬涂层的至少一个第三刀片，所述至少一个第三刀片设置在所述第一刀片和所述第二刀片之间。
10.根据权利要求9所述的剃刀刀片架，其中所述至少一个第三硬涂层中的至少一个第三硬涂层的厚度与所述第一硬涂层的厚度基本上相同。
11.根据权利要求6或7所述的剃刀刀片架，其中所述第二硬涂层的厚度为所述第一硬涂层的厚度的至少两倍。
12.根据权利要求6或7所述的剃刀刀片架，其中所述第一硬涂层的厚度在小于800埃的范围内，并且所述第二硬涂层的厚度大于800埃。
13.根据权利要求6或7所述的剃刀刀片架，其中所述第二厚度与所述第一厚度的比为1.5至4.5。
14.根据权利要求6或7所述的剃刀刀片架，所述剃刀刀片架包括从所述剃刀刀片架的前部区域至后部区域设置在所述剃刀刀片架内的多个刀片，所述刀片中的每个刀片均包括涂层，其中所述涂层的厚度从所述前部区域至所述后部区域增加。
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