DD155885A1

DD155885A1 - Rasierklinge mit schneidenbeschichtung

Info

Publication number: DD155885A1
Application number: DD22672480A
Authority: DD
Inventors: Manfred Rost; Guenter Reisse; Horst Geier; Max Pertsch
Original assignee: Manfred Rost; Guenter Reisse; Horst Geier; Max Pertsch
Priority date: 1980-10-03
Filing date: 1980-10-03
Publication date: 1982-07-14

Abstract

Ziel der Erfindung ist die Verbesserung der Gebrauchseigenschaften von Rasierklingen und die Einsparung hochwertiger Beschichtungswerkstoffe. Aufgabe ist die Schaffung einer Rasierklinge mit guter Haftfaehigkeit fuer die in einem einheitlichen Arbeitsverfahren kontinuierlich herstellbare Stabilisierungsschicht auf dem Substrat und fuer die Gleitschicht. Die Rasierklinge enthaelt im Schneidenbereich eine Stabilisierungsschicht aus Kohlenstoff mit anderen Elementen, vorwiegend Wasserstoff, die mit dem Kohlenstoff chemisch gebunden oder in diesem eingelagert sind, wobei die Haerte der Schicht nach ihrer Oberflaeche zu mit sinkendem Kohlenstoffanteil abnimmt. Im Bereich ihrer Oberflaeche besteht die bis 80 nm dicke Stabilisierungsschicht aus polymerartigen Kohlenwasserstoffen. Auf der Stabilisierungsschicht ist eine polymere Gleitschicht, insbesondere auf Polyfluorkohlenstoffbasis, aufgetragen. Anwendungsgebiet: Herstellung von Rasierklingen und anderen Feinstschneiden.

Description

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Titel der Erfindung

Rasierklinge mit Schneidenbeschichtung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Rasierklinge, mit Schneidenbeschichtung. Sie ist darüber hinaus anwendbar bei der Herstellung anderer Werkzeuge mit Feinstschneiden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist seit langem bekannt, die Gebrauchseigenschaften von Rasierklingen durch das Aufbringen von Beschichtungen zumindestim Schneidenbereich zu verbessern. Dabei hat sich durchgesetzt', die fertig bearbeitete Schneide zunächst mit einer vorwiegend, metallischen oder auf Metallbasis aufgebauten sehr dünnen Stabilisierungsschicht zum Verschleiß- und Korrosionsschutz und danach mit einer Gleitschicht auf Fluorkohlenstoffbasis zu versehen. .

Durch die GB-PS 1 251 814 ist bekannt geworden, unmittelbar auf die Schneiden einer Rasierklinge durch Kathodenzerstäubung im. Vakuum ein Metall, beispielsweise Chrom, aufzutragen, wodurch die Härte der Schneidkante .erhöht und diese gegen Korrosion infolge der Einwirkung der Medien Wasser und Rasierschaum geschützt werden soll. Auf diese Beschichtung wird eine Gleitschicht aus einem Plastwerkstoff aufgetragen.

•Es zeigt sich aber, daß gerade die für die Beschichtung am häufigsten verwendeten Metalle eine unbefriedigende Haftgrundlage für die Gleitschicht bilden,- so daß die Gleitfähigkeit .derartiger Rasierklingen rascher verloren geht als die Schnei-

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denstabilität. Hinzu kommt, daß die Dicke der einzelnen Schichten wegen der Erhaltung der' Schneidengeometrie begrenzt sein muß, was zum Teil die Wirksamkeit der Beschichtung beeinträchtigt.

Es ist versucht worden, diese Nachteile zumindest teilweise dadurch abzustellen, indem man, wie es die US-PS 3 838 512 · · beispielsweise angibt, an Stelle der reinen Metallschicht ein aus einer Metallschicht als Grundlage und einer Metal!verbindung als Deckschicht bestehendes Schichtsystem auf die Schneide aufbringt, auf das dann die Gleitschicht aufgetragen wird.

Zwar haftet die Gleitschicht auf der Metallverbindung besser als auf reinem Metall, jedoch erfordert diese Beschichtung infolge der unterschiedlichen Seschichtungswerkstoffe aufwendige Technologien, die den erreichten Vorteil wieder kompensieren, und die so erreichten Schichtsysteme platzen gelegentlich ebenso wie reine Hetallschichten vom Grundwerkstoff ab.

Grundlegende Verbesserungen haben auch spezielle Verfahren zur Erhöhung der Haftfähigkeit metallischer Überzüge nicht gebracht, wie sie beispielsweise durch die DE-PS 10 02 584 bekannt geworden sind.'Es soll demgemäß vor dem Auftragen der Metallschicht auf das Substrat zunächst ein aus einem Silizium-Sauerstoff -Gemisch bestehender Haftvermittler z.B. aufgedampft werden. Auf den Fall der Erfindung bezogen würde das die Einführung eines zusätzlichen artfremden Arbeitsschrittes bedeuten und damit zu einer weiteren Erhöhung des technologischen Aufwandes führen.

In der jüngsten Zeit ist bekannt geworden, dünne Schichten hoher Härte aus Kohlenstoff- und Kohlenwasserstoffmodifikationen mittels spezieller Vakuumverfaliren abzuscheiden. Zu den dabei angewendeten Verfahren zählen nach der DD-PS 130 157 die Glimmentladung in gasförmigen Kohlenwasserstoffen, die Plasmazerstäubimg von Graphittargets mit- Edelgasen, die lonenstrahlablagerung und -andere an sich bekannte Verfahren. Das Geneins ame bei diesen Verfahren ist, daS die Schichtabscheidung aus gasförmigen oder festen kohlenstoffhaltigen Ausgangsstoffen bei

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Drücken zwischen 100 Pa. und 10 ^ Pa -unter der Einwirkung von Ionen mit Energien zwischen 10 eV und 5 keV erfolgt, wobei es sich um Ionen des Kohlenstoffes, des Kohlenwasserstoffes, der Edelgase oder auch um Gemische dieser Ionen handeln kann. Durch Variieren der Bearbeitungsbedingungen sind die Schichteigenschaften in weiten Grenzen zu verändern und dadurch anpaßbar.

Ein Beispiel eines derartigen Verfahrens zur Herstellung harter Schichten beschreibt die DD-PS 133 680. Danach werden in einer Ionenquelle kohlenstoffhaltige Ionen aus Gasen oder aus verdampften Flüssigkeiten und v/ahlweise auch Edelgasionen erzeugt, extrahiert und in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis auf. die Substratoberfläche beschleunigt. Dadurch entsteht eine sehr harte, verschleißfeste Schicht.

Über diese Kohlenstoffschichten selbst und über ihre Eigenschaften ist bisher jedoch sehr wehig bekannt geworden, und auch die !Technologien zu ihrer Herstellung sind kaum entwikkelt und werden zumindest produktionstechnisch nicht beherrscht. Insbesondere liegen noch keine Kenntnisse über das System Kohlenstoffschicht - Fluorkohlenstoffschic ht vor, so daß die Anwendung für den Fall der Erfindung nicht ohne weiteres möglich ist. Weiterhin ist auch die durchgehend sehr harte Schicht für die Rasierklingenherstellung nicht unbedingt von Vorteil.

Ziel der Erfindung .

Das Ziel „der ..Erfindung ist die Verbesserung der Gebrauchsei-.genschaften von Rasierklingen und die Einsparung hochwertiger Beschichtungswerkstoffe.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Rasierklinge mit einer guten Haftfähigkeit für die in einem einheitlichen Arbeitsverfahren kontinuierlich herstellbare ;Stabilisierungsschicht auf dem Substrat und für die Gleitschicht.

ErfindungsgemäS ist im Schneidenbereich eine dünne Stabillsie-

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rungsschicht aus Kohlenstoff mit Beimengungen anderer Elemente, die mit dem Kohlenstoff chemisch gebunden oder in diesem eingelagert sind, aufgetragen, wobei die Härte der Schicht nach ihrer Oberfläche zu mit. sinkendem Kohlenstoffanteil ab-: nimmt. Die Stabilisierungsschicht enthält heben Kohlenstoff vor allem Wasserstoff. Im Bereich ihrer Oberfläche besteht die' Stabilisierungsschicht aus polymerartigen Kohlenwasserstoff verb indungen oder enthält zumindest solche. Die Dicke der Stabilisierungsschicht übersteigt 80 nm nicht. Auf der Stabilisierimgsschicht ist eine polymere Gleitschicht, insbesondere eine solche auf Eolyfluorkohlenstoffbasis, aufgetragen. . · .

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird-nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Rasierklinge ist nach bekannten Technologien aus Bandstahl durch die Arbeitsschritte Stanzen, Härten, Bedrucken, Schleifen, Vereinzeln, Abziehen und Reinigen der Schneiden hergestellt. Sie besitzt im Schneidenbereich eine Stabilisierungsschicht mit Kohlenstoff als Hauptbestandteil. Daneben enthält sie Wasserstoff mit steigendem Anteil in Richtung der Schichtoberfläche, wobei der Wasserstoff mit dem Kohlenstoff chemisch gebunden oder in diesem eingelagert ist. An der Oberfläche weist die Stabilisierungsschicht polymerartige Kohlenwasserstoffkonfigurationen auf. In unmittelbarer Nähe des Klingenkörpers hat die Stabilisierungsschicht in Abhängigkeit von ihrem höchsten Kohlenstoffanteil auch ihre größte Härte. Diese sinkt mit zunehmendem Wasserstoff anteil nach der Schientob er- fläche hin ab. Die Dicke der Schicht hat an der Schneidkante ihre größte Ausdehnung mit 60 nm bis 80 nm. In Richtung der zurückliegenden Schneidenfacetten nimmt die Schichtdicke verfahrensbedingt ab bis zu etwa 10 % bis 30 % der größten Dicke.. Auf der Stabilisierungsschicht ist die Rasierklinge mit einer Gleitschicht auf Fluorkohlenstoffbasis versehen, die auf den polymerartigen Kohlenwasserstoffkonfiguriationen der Oberfläche sehr gut haftet.

Zur Ablagerung der Stabilisierungsschicht wird eines der an

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•sich bekannten Vakuumverfahren, die zur Abscheidung von Kohlenstoff schichten .aua der Gasphase geeignet sind, eingesetzt. Dazu werden beispielsweise Sas i erkling en stapelweise in-eine. ."Vakuumanlage eingebracht und dort als Kathode in einer Hochfrequenzentladung geschaltet. Zunächst erfolgt die Reinigung der Schneiden durch Ionenätzung mit Edelgas, wie beispielsweise Argon, und anschließend die Kohlenstoffbeschichtung aus der Gasphase unter Einsatz von beispielsweise Ithin. Durch Veränderung der Verfahrensbedingungen während des Beschichtungsvorganges sind die Schichtzusammensetzung und damit die Eigenschaften der aufgetragenen Schicht kontinuierlich oder in Abstufungen veränderbar. Beispielsweise kann bei einem gleichbleibenden Druck von etwa 0,2 Pa zu Beginn des Beschichtpngsvorganges mit Ionenenergien zwischen i keV und 3 keV und am Ende der Beschichtung mit lonenenergien zwischen 100 eV und 300 eV gearbeitet werden. Es besteht auch die Möglichkeit, mehrere Verfahrensbedingungen gleichzeitig zu variieren.

Bei kontinuierlicher Veränderung der Verfahrensbedingungen verändern sich auch die Schichteigenschaften über die gesamte Dicke der Stabilisierungsschicht kontinuierlich, wodurch eine Beschichtung ohne Übergänge' entsteht. Da die Kohlenstoffschicht auf dem Grundwerkstoff sehr gut haftet und auch zu der abschließend aufgebrachten Gleitschicht aus Polytetrafluorethylen aufgrund der gleichartigen Eigenschaften an der Oberfläche der .Stabilisierungsschicht gutes Haftvermögen besteht, hat die nach der Erfindung hergestellte Rasierklinge die gemäß der Aufgabe der Erfindung zu erreichenden Eigenschaften. ' . · '

Claims

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Erfindungsanspruch

Λ . Rasierklinge mit. Schneideribeschichtimg,/gekennzeichnet da-, durch, daß im Schneidenbereich eine dünne Stabilisierungsschicht aus Kohlenstoff mit Beimengungen anderer Elemente, die mit dem Kohlenstoff chemisch gebunden oder in diesem gelost sind, aufgetragen ist, wobei die Härte der Schicht nach ihrer Oberfläche zu mit sinkendem Kohlenstoffanteil abnimmt.
2. Rasierklinge nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Stabilisierungsschicht neben ihrem Hauptbestandteil Kohlen-

. stoff vor allem Y/asserstoff enthält.
3. Rasierklinge nach Pankt 1 bis 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Stabilisier-jngsschicht im Bereich ihrer Oberfläche polymerartige Kohlenwasserstoffverbindungen enthält oder aus solchen besteht.
4. Rasierklinge nach Punkt 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß die Dicke der Stabilisierungsschicht 80 nm nicht übersteigt.
5· Rasierklinge nach Punkt 1 bis 4-, gekennzeichnet dadurch, daß auf der Stabilisierungsschicht eine polymerartige Gleitschicht,, insbesondere eine solche auf Polyfluorkohlenstoffbasis, aufgetragen ist.