DE202006020384U1

DE202006020384U1 - Rasierklingen

Info

Publication number: DE202006020384U1
Application number: DE202006020384U
Authority: DE
Original assignee: Gillette Co LLC
Current assignee: Gillette Co LLC
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2016-06-08
Also published as: JP2008543377A; KR20080005457A; RU2007149026A; US20060277767A1; PL1899121T3; CA2607970A1; WO2006138153A1; BRPI0612227A2; EP1899121A1; ZA200709452B; DE602006004591D1; EP1899121B1; IL187674A0; MX2007015721A; ATE419098T1; CN101198447A; AU2006259636A1

Abstract

Rasierklinge, umfassend
ein Substrat mit einem Schneiderand, der durch eine geschärfte Spitze und angrenzende Facettenflächen definiert ist,
eine Schicht aus harter Beschichtung auf dem Schneiderand,
gekennzeichnet durch
eine Überzugsschicht aus Chromnitrid auf der Schicht aus harter Beschichtung und
eine Außenschicht aus Polytetrafluorethylen-Beschichtung über der Überzugsschicht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft Verbesserungen für Rasierer und Rasierklingen.
HINTERGRUND
Eine Rasierklinge wird in der Regel aus einem geeigneten Substratmaterial, wie Edelstahl, gebildet, und eine Schneidekante bzw. ein Schneiderand wird mit einer keilförmigen Konfiguration mit einer äußeren Spitze mit einem Radius von weniger als ungefähr 1000 Angström, z. B. ungefähr 200–300 Angström, gebildet. Harte Beschichtungen, wie Diamant, amorpher Diamant, diamantartiges Kohlenstoffmaterial (DLC), Nitride, Carbide, Oxide oder Keramik werden oft verwendet, um Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Rasierleistung zu verbessern, wobei die erforderliche Festigkeit bewahrt wird, während dünnere Ränder möglich sind, für die weniger Schneidekräfte verwendet werden müssen. Eine Außenschicht aus Polytetrafluorethylen (PTFE) kann verwendet werden, um für eine verringerte Reibung zu sorgen. Zwischenschichten aus niob- oder chromhaltigen Materialien können die Verbesserung der Bindung zwischen dem Substrat, in der Regel Edelstahl, und harten Kohlenstoffbeschichtungen, wie DLC, unterstützen. Beispiele für Rasierklingen-Schneiderandstrukturen und Herstellungsverfahren sind in den US-Patenten Nr. 5,295,305 ; 5,232,568 ; 4,933,058 ; 5,032,243 ; 5,497,550 ; 5,940,975 ; 5,669,144 ; EP 0591334 ; und PCT 92/03330 , die hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen sind, beschrieben.
Bei Gebrauch können die äußerten Spitzen der Kanten bzw. Ränder, die harte Beschichtungen und Außenschichten aus Polytetrafluorethylen aufweisen, nach wiederholtem Rasieren abgerundet werden, so dass es einen Anstieg im Radius der Spitze und eine generell wahrgenommene Abnahme in der Rasierleistung gibt.
US-Patent Nr. 6,684,513 beschreibt Rasierklingen mit einer chromhaltigen Überzugsschicht, um diesen Problemen zu begegnen.
ZUSAMMENFASSUNG
Unter einem Gesichtspunkt betrifft die Erfindung im Allgemeinen eine Rasierklinge, einschließlich eines Substrats mit einer Schneidekante bzw. einem Schneiderand, die bzw. der durch eine geschärfte Spitze und angrenzende Facettenflächen definiert ist, einer Schicht aus harter Beschichtung auf der Schneidekante bzw. dem Schneiderand, einer Überzugsschicht aus Chromnitrid auf der Schicht der harten Beschichtung und einer Außenschicht aus Polytetrafluorethylen-Beschichtung auf der Überzugsschicht. Die Erfinder haben herausgefunden, dass Chromnitrid für eine besonders gute Haftung der Polytetrafluorethylen-Beschichtung sorgt. Demzufolge bleibt die Polytetrafluorethylen-Beschichtung auch nach wiederholtem Rasieren an der Klinge haften, was die Anzahl komfortabler Rasiergänge, die mit der Klinge erreicht werden können, erhöht. Außerdem ist Chromnitrid hart, fest und korrosionsbeständig, was zu hervorragender Randfestigkeit und verbesserter Rasierleistung führt.
Unter einem anderen Gesichtspunkt betrifft die Erfindung im Allgemeinen einen Rasierer, einschließlich eines Griffs und eines Rasierkopfes mit einer Klinge, die ein Substrat mit einer Schneidekante bzw. einem Schneiderand, die bzw. der durch eine geschärfte Spitze und angrenzende Facettenflächen definiert ist, eine Schicht aus harter Beschichtung auf der Schneidekante bzw. dem Schneiderand, eine Überzugsschicht aus Chromnitrid auf der Schicht der harten Beschichtung und eine Außenschicht aus Polytetrafluorethylen-Beschichtung auf der Überzugsschicht aufweist.
Spezielle Ausführungsformen der Erfindung können ein oder mehrere der folgenden Merkmale einschließen. In speziellen Ausführungsformen kann das harte Beschichtungsmaterial aus kohlenstoffhaltigen Materialien (z. B. Diamant, amorphem Diamant oder DLC), Nitriden, Carbiden, Oxiden oder anderer Keramik hergestellt sein.
Die harte Beschichtungsschicht kann eine Dicke von weniger als 2.000 Angström haben. Die Überzugsschicht kann aus Chromnitrid mit einem prozentualen Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff von 10% bis 50% bestehen. Vorzugsweise hat das Chromnitrid einen Stickstoffgehalt von ungefähr 25 bis 35 Atomprozent. Die Überzugsschicht kann zwischen 100 und 600 Angström dick sein, z. B. 200 bis 400 Angström. Die Klinge kann eine Zwischenschicht zwischen dem Substrat und der Schicht der harten Beschichtung einschließen. Die Zwischenschicht kann ein niob- oder ein chromhaltiges Material enthalten. Das Polytetrafluorethylen kann KRYTOX LW1200^TM, erhältlich von DuPont, sein. Die PTFE-Außenschicht kann zwischen 100 und 5000 Angström dick sein.
Unter einem anderen Gesichtspunkt betrifft die Erfindung im Allgemeinen die Herstellung eines Rasierers durch Bereitstellen eines Substrats mit einem Schneiderand, der durch eine geschärfte Spitze und angrenzende Facettenflächen definiert ist, Hinzufügen einer Schicht aus harter Beschichtung auf dem Schneiderand, Hinzufügen einer Überzugsschicht aus Chromnitrid auf der Schicht der harten Beschichtung und Hinzufügen einer Außenschicht aus Polytetrafluorethylen-Beschichtung über der Überzugsschicht.
Spezielle Ausführungsformen der Erfindung können ein oder mehrere der folgenden Merkmale einschließen. In speziellen Ausführungsformen können die Schichten durch reaktive physikalische Dampfabscheidung (z. B. Magnetron-Sputtering oder Kathodenbogen) oder durch chemische Dampfabscheidung hinzugefügt werden. Die Abscheidung von Chromnitrid kann eine Bogen-Abscheidung einschließen. Bogen-Abscheidung kann mit einem Kathodenbogenstrom zwischen ungefähr 100 Amp und 200 Amp und einer Substrat-Vorspannung von –40 V bis –100 V erfolgen. Die Abscheidung kann bei einem Druck von 10^–6 Torr bis 10^–2 Torr erfolgen und kann in einer Stickstoff- oder Stickstoff/Argon-Atmosphäre erfolgen. Wenn ein Gemisch aus Stickstoff und Argon verwendet wird, kann das Verhältnis von N zu Ar von ungefähr 1:3 bis 3:1 betragen. Alternativ kann eine geeignete RF-Vorspannung oder ein geeignetes Gleichstrom-Vorspannungsschema verwendet werden, um eine äquivalente Chromnitridschicht durch reaktives Magnetron-Sputtering unter Stickstoff- oder Argon/Stickstoff-Mischungen zu erzielen.
Ausführungsformen der Erfindung können einen oder mehrere der folgenden Vorteile aufweisen. Die Verwendung einer Chromnitrid-Überzugsschicht für eine verbesserte Haftung der Polytetrafluorethylen-Außenschicht an der harten Beschichtungsschicht. Die Rasierklinge hat eine verbesserte Randfestigkeit, die durch die harte Beschichtung bereitgestellt wird, und weist eine reduzierte Spitzenabrundung bei wiederholtem Rasieren auf. Eine reduzierte Spitzenabrundung minimiert die Erhöhung der Schneidekraft, wodurch eine hervorragende Rasierleistung bewahrt wird. Die Rasierklinge hat hervorragende Rasiereigenschaften vom ersten Rasieren an.
Die Details einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen und der Beschreibung nachstehend dargelegt. Andere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen und aus den Ansprüchen offensichtlich.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine vertikale Schnittansicht eines Schneiderandabschnitts einer Rasierklinge.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Rasierers, einschließlich der Rasierklinge von 1.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bezugnehmend auf 1 ist eine Rasierklinge 10 einschließlich Substrat 12, Zwischenschicht 14, harter Beschichtungsschicht 16, Überzugsschicht 18 und Außenschicht 20 dargestellt. Das Substrat 12 ist in der Regel aus Edelstahl hergestellt (obwohl andere Substrate verwendet werden können) und hat einen äußersten Rand, der zu einem Spitzenradius von weniger als 1.000 Angström, vorzugsweise 200 bis 300 Angström geschärft wurde, und hat ein Profil mit Seitenflä chen 22 mit einem Spitzenwinkel zwischen 15 und 30 Grad, vorzugsweise ungefähr 19 Grad, gemessen bei 40 Mikrometer von der Spitze.
Eine Zwischenschicht 14 wird verwendet, um die Bindung der harten Beschichtungsschicht an dem Substrat zu erleichtern. Beispiele für geeignetes Zwischenschichtmaterial sind niob- und chromhaltiges Material. Eine spezielle Zwischenschicht ist aus Niob mit mehr als 100 Angström und vorzugsweise weniger als 500 Angström Dicke hergestellt. PCT 92/03330 beschreibt die Verwendung einer Niob-Zwischenschicht.
Die harte Beschichtungsschicht 16 sorgt für eine verbesserte Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Rasierleistung und kann aus kohlenstoffhaltigen Materialien (z. B. Diamant, amorphem Diamant oder DLC), Nitriden (z. B. Bornitrid, Niobnitrid oder Titannitrid), Carbiden (z. B. Siliciumcarbid), Oxiden (z. B. Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid) oder anderen Keramikmaterialien hergestellt sein. Die kohlenstoffhaltigen Materialien können mit anderen Elementen, wie Wolfram, Titan oder Chrom, durch Einschluss dieser Zusatzstoffe, zum Beispiel in das Zielobjekt während des Auftragens durch Sputtern, aufgebessert werden. Die Materialien können auch Wasserstoff, z. B. hydrierten DLC, enthalten. Vorzugsweise ist die Beschichtungsschicht 16 aus Diamant, amorphem Diamant oder DLC hergestellt. Eine spezielle Ausführungsform enthält DLC von weniger als 2.000 Angström, vorzugsweise weniger als 1.000 Angström. DLC-Schichten und Abscheidungsverfahren sind in US-Patent Nr. 5,232,568 beschrieben. Wie im „Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing" beschrieben, ist DLC ein amorphes Kohlenstoffmaterial, das viele der wünschenswerten Eigenschaften von Diamant zeigt, aber nicht die kristalline Struktur von Diamant hat.
Die Überzugsschicht 18 wird verwendet, um die Spitzenabrundung des harten beschichteten Randes zu reduzieren und die Bindung der Außenschicht an der harten Beschichtung zu erleichtern, während trotzdem die Vorteile von beiden bewahrt werden. Die Überzugsschicht 18 ist aus Chromnitrid hergestellt. Das Chromnitrid kann ein Cr/N-Prozentverhältnis von ungefähr 10% bis 50% auf weisen, stöchiometrisch oder nichtstöchiometrisch. In einigen Ausführungsformen kann das Chromnitrid ungefähr 30 Atomprozent Stickstoff enthalten. In einigen Ausführungsformen wird das Chromnitrid per Bogen in einer Schicht von ungefähr 200–400 Angström Dicke abgeschieden. Die Klinge 10 hat einen Schneiderand, der bei wiederholtem Rasieren weniger Abrundung aufweist, als es ohne die Überzugsschicht der Fall gewesen wäre.
Die Außenschicht 20 wird verwendet, um für eine verringerte Reibung zu sorgen, und enthält Polytetrafluorethylen und wird gelegentlich als ein Telomer bezeichnet. Ein spezielles Polytetrafluorethylenmaterial ist Krytox LW 1200, erhältlich von DuPont. Dieses Material ist ein nichtbrennbares und stabiles trockenes Schmiermittel, das aus kleinen Teilchen besteht, die stabile Dispersionen erzeugen. Es wird als wässrige Dispersion von 20 Gew.-% Feststoffen, bezogen auf das Gewicht, geliefert und kann durch Eintauchen, Sprühen oder mit Pinseln aufgetragen werden und kann danach luftgetrocknet oder schmelzbeschichtet werden. Die Schicht ist vorzugsweise weniger als 5.000 Angström und könnte in der Regel 1.500 Angström bis 4.000 Angström und kann sogar 100 Angström dünn sein, vorausgesetzt, dass eine kontinuierliche Beschichtung bewahrt wird. Vorausgesetzt, dass eine kontinuierliche Beschichtung erreicht wird, kann eine reduzierte Telomerbeschichtungsdicke für verbesserte Ergebnisse beim ersten Rasieren sorgen. Die US-Patente Nr. 5,263,256 und 5,985,459 , die hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen sind, beschreiben Verfahren, die verwendet werden können, um die Dicke einer aufgetragenen Telomerschicht zu reduzieren.
Die Rasierklinge 10 wird generell gemäß den Verfahren, die in den vorstehend genannten Patenten beschrieben sind, hergestellt. Eine bestimmte Ausführungsform beinhaltet eine Niob-Zwischenschicht, eine harte DLC-Beschichtungsschicht 16, eine Chromnitrid-Überzugsschicht 18 und eine äußere Beschichtungsschicht 20 aus Polytetrafluorethylen Krytox LW 1200. Die Chromnitrid-Überzugsschicht 18 bis auf mindestens 100 Angström und höchstens 600 Angström abgeschieden. Sie wird durch Bogen-Abscheidung abgeschieden. Bogen-Ab scheidung kann mit einem Kathodenbogenstrom zwischen ungefähr 100 Amp und 200 Amp, z. B. ungefähr 150 Amp, und einer Substrat-Vorspannung von –40 V bis –100 V, z. B. ungefähr –65 V, erfolgen. Die Abscheidung kann bei einem Druck von 10^–6 Torr bis 10^–2 Torr, z. B. ungefähr 10^–4 Torr, erfolgen und kann in einer Stickstoff- oder Stickstoff/Argon-Atmosphäre erfolgen. Wenn ein Gemisch aus Stickstoff und Argon verwendet wird, kann das Verhältnis von N zu Ar von ungefähr 1:3 bis 3:1 betragen.
Die Klinge 10 hat vorzugsweise einen Spitzenradius von ungefähr 200–400 Angström, gemessen durch Rasterelektronenmikroskopie nach Auftragen der Überzugsschicht 18 und vor dem Hinzufügen der Außenschicht 20.
Bezugnehmend auf 2 kann die Klinge 10 in dem Rasierer 110 verwendet werden, der einen Griff 112 und eine austauschbare Rasierkassette 114 einschließt. Die Kassette 14 schließt ein Gehäuse 116, das drei Klingen 10 trägt, einen Schutz 120 und eine Kappe 122 ein. Die Klingen 10 sind beweglich angebracht, wie z. B. in US-Patent Nr. 5,918,369 , das durch Bezugnahme eingeschlossen ist, beschrieben ist. Die Kassette 114 enthält auch ein Zwischenverbindungselement 124, auf dem das Gehäuse 116 schwenkbar an zwei Armen 128 angebracht ist. Das Zwischenverbindungselement 124 beinhaltet eine Grundplatte 127, die austauschbar mit dem Griff 112 verbunden ist. Alternativ kann die Klinge 10 in anderen Rasierern mit einer, zwei oder mehr als drei Klingen, doppelseitigen Klingen und in Rasierern, die keine beweglichen Klingen oder Schwencköpfe haben, wo die Kassette entweder austauschbar oder dauerhaft an einem Rasierergriff befestigt ist, verwendet werden.
Bei Gebrauch hat die Rasierklinge 10 hervorragende Rasiereigenschaften vom ersten Rasieren an. Die Klinge 10 hat eine verbesserte Randfestigkeit, die durch die harte Beschichtung bereitgestellt wird, und hat eine reduzierte Spitzenabrundung bei wiederholtem Rasieren, die durch die Überzugsbeschichtung bereitgestellt wird, während hervorragende Rasiereigenschaften bewahrt werden.
Andere Ausführungsformen sind innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche.
Falls gewünscht, können zum Beispiel andere Abscheidungsverfahren verwendet werden, z. B. Magnetron-Sputtern mit einer DC-Vorspannung (negativer als –50 Volt und vorzugsweise negativer als –200 Volt) und einem Druck im Millitorr-Bereich mit Stickstoff oder Argon/Stickstoff-Gemischen oder einer geeigneten RF-Vorspannung.

Claims

Rasierklinge, umfassend ein Substrat mit einem Schneiderand, der durch eine geschärfte Spitze und angrenzende Facettenflächen definiert ist, eine Schicht aus harter Beschichtung auf dem Schneiderand, gekennzeichnet durch eine Überzugsschicht aus Chromnitrid auf der Schicht aus harter Beschichtung und eine Außenschicht aus Polytetrafluorethylen-Beschichtung über der Überzugsschicht.
Klinge nach Anspruch 1, wobei die harte Beschichtung aus einem kohlenstoffhaltigen Material hergestellt ist.
Klinge nach Anspruch 2, wobei das kohlenstoffhaltige Material Diamant umfasst.
Klinge nach Anspruch 2, wobei die harte Kohlenstoffbeschichtung diamantartiges Kohlenstoffmaterial umfasst.
Klinge nach Anspruch 2, wobei die harte Kohlenstoffbeschichtung amorphes Diamantmaterial umfasst.
Klinge nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Überzugsschicht eine Dicke von ungefähr 100 bis 600 Angström hat.
Klinge nach einem der vorstehenden Ansprüche, die ferner eine Zwischenschicht zwischen dem Substrat und der Schicht aus harter Kohlenstoffbeschichtung umfasst.
Klinge nach Anspruch 7, wobei die Zwischenschicht Niob umfasst.
Klinge nach Anspruch 7, wobei die Zwischenschicht ein chromhaltiges Material umfasst.
Klinge nach einem der vorstehenden Ansprüche, die ferner eine Niob-Zwischenschicht zwischen dem Substrat und der harten Beschichtung umfasst.