DE2416560A1

DE2416560A1 - Verfahren zur herstellung von schneidgeraeten, insbesondere rasierklingen, sowie schneidgeraet, insbesondere rasierklinge

Info

Publication number: DE2416560A1
Application number: DE2416560A
Authority: DE
Inventors: Geb Malmberg Phyllis M Curtis; George C Lane; Arthur E Michael
Original assignee: Warner Lambert Co LLC
Current assignee: Warner Lambert Co LLC
Priority date: 1974-04-05
Filing date: 1974-04-05
Publication date: 1975-10-23

Description

Verfahren zur Herstellung von Schneidgeräten, insbesondere Rasierklingen; sowie Schneidgerät, insbesondere Rasierklinge Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rasierklingen, speziell von Rasierklingen mit einer Schneidkante, die gewisse vorteilhafte Mericmale feuerfester Stoffe zeigt.
Die Rasierklingenindustrie strebt seit langem die Herstellung einer Rasierklinge mit extrem scharfer Schneidkante an, die sowohl lange Lebensdauer als auch gleichzeitig Korrosionsbeständigkeit besitzt. Die Erfüllung dieser Erfordernisse führte erfindungsgemäß zur Herstellung einer Klinge, die auf sweckmäßige Weise aus einem feuerfesten Material hergestellt wird.
Dabei wurde besonders Saphir(quarz) bzw., allgemein ausgedrückt, Korund in Erwägung gezogen.
Feuerfeste Stoffe gemäß dieser Definition umfassen verschiedene Verbindungen, die charakteristisch eine hohe relative Härte, Beständigkeit gegen Verschleiß und Abrieb unter hohen Temperaturen und Beständigkeit in den meisten Atmosphären und unter den meisten Bedingungen besitzen. Die Herstellung einer Rasierklinge aus derartigen Stoffen ist offensichtlich mit großen Schwierigkeiten verbunden. Wenn ein feuerfester Stoff von sich aus gegenüber Verschleiß und Abrieb beständig ist, ist es nämlich äußerst schwierig, die für die Herstellung einer modernen Rasierklinge erforderlichen Schleif- und Honvorgänge durchzuführen. Außerdem ist es für derartige Stoffe charakteristisch, daß sie spröde und nicht biegsam sind und sich somit nicht an die Streifenverfahren zur Herstellung von Klingen anpassen lassen, die derzeit allgemein gebräuchlich sind und die wirtschaftliche Fertigung desEndprodukts gewährleisten.
Aus feuerfesten Stoffen, z.B. Keramik, bestehende Rasierklingen sind äußerst schwierig herzustellen und daher im Hinblick auf die heutigen Marktverhältnisse wirtschaftlich untragbar.
Die US-PS 3 543 402 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Rasierklinge aus einem feuerfesten Stoff sowie das dabei erhaltene Produkt. Die damit verbundenen Schwierigkeiten und die dabei einzuhaltenden strengen Erfordernisse sind in der Beschreibung dieser Patentschrift aufgeführt und weisen auf die vorstehend angedeutete Undurchführbarkeit dieses Verfahrens hin. Weiterhin ist darauf hinzuweisen, daß feuerfeste Stoffe allgemein nicht die Zähigkeit von Metallen, speziell der für Schneidgeräte verwendeten Metalle besitzen, so daß ihre Anwendung im Hinblick hierauf fraglich erscheint. Die Ausrichtung der Keramikkristalle und deren Größe werden äußerst bedeutsam, wenn man sich vor Augen hält, daß der Radius der eigentlichen Schneidkante der meisten heutzutage gefertigten Rasierklingen in der Größenordnung von 300 - 500 i liegt. Der Abrieb oder Verlust auch nur eines einzigen Kristalls einer auf diese Weise hergestellten Schneidkante kann für deren Schneid- und Bebensdauereigenschaften bedeutsam sein.
Einer der größten Fortschritte auf dem Gebiet der Rasierklingen liegt in der Verwendung von auf die Schneidkante aufgetragenen Gleitmitteln. Die Anstrengungen bezüglich einer Verringerung der mit der Rasur verbundenen Schneidkräfte (Rasurkomfort) gehen über einen längeren Zeitraum bis auf die Dreißigerjahre dieses Jahrhunderts und möglicherweise noch weiter zurück, wenn man diesbezüglich die Verwendung von Rasierseifen und -schäumen betrachtet, und sie führten schließlich zur Aufbringung von Gleiteigenschaften besitzenden Polymerüberzügen auf die Schneidkanten von Rasierklingen. Es kann allgemein gesagt werden, daß die meisten heutzutage hergestellten Rasierklingen einen Überzug aus Polytetrafluoräthy len (PTFE) besitzen, da diese Substanz einen äußerst niedrigen Reibungskoeffizienten und eine zur Lebensdauer der Schneidkante selbst beitragende gute Haftung an der Schneidkante gewährleistet, d.h. der PT?E-Überzug scheint so lange in einem brauchbaren Zustand zu bleiben, wie die Rasierklinge eine zum Durchtrennen normaler Barthaare geeignete Schneidkante beibehält. Dieser letztgenannte Umstand ist empirisch untersucht und durch die statistische Analyse von Daten anhand außerordentlich großer Rasierproben bestätigt worden.
Die US-PS 3 518 110 offenbart ein Verfahren zum Auftragen von Polyetrafluoräthylen und ähnlichen polymeren Stoffen, die niedrige Reibung gewährleisten, auf Rasierklingen-Schneidkanten. Diese Patentschrift gibt allerdings nicht den Mechanismus der Haftung von Polytetrafluoräthylen an der Klinge an, sondern stellt lediglich die Hypothese auf, daß eine Einzelschicht des Gleitmaterials auf irgendeine Weise, entweder mechanisch oder durch intramolekulare Bindung, Zwischenflächenbindungskräfte erzeugt, welche die dem Überzug eigenen Eohäsionskräfte übersteigen, so daß die Reibung vermindert wird und außerdem die Unebenheiten zwischen der Schneidfläche und dem zu schneidenden Material beseitigt werden. Es wurde wiederholt versucht, eine genauere Erklärung für die offensichtliche Verbesserung des Rasurkomforts zu erzielen, doch konnten bis jetzt noch keine festen und nachprüfbaren Schlußfolgerungen dargelegt werden. Es muß jedoch betont werden, daß die Adhäsion oder Haftung des Gleitmittelüberzugs groß genug zu sein scheint, um während der gesamten Nutzlebensdauer der Klingenschneidkante einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufrechtzuerhalten, d.h. die nutzbare Lebensdauer der Klinge ist nicht durch den Verlust der Gleitwirkung, sondern durch Abnützung der Sehneidkante begrenzt. Die Erfahrung mit der Verwendung von anderen Rasierklingenwerkstoffen als dem gemäß der zweitgenannten US-PS verwendeten rostfreien Chromstahl hat eine weite Schwankung der Adhäsionseigenschaften des Gleitmittelübersugs aufgezeigt. Rostfreier Stahl sowie Chrom und seine Oxide gewährleisten eine außerordentlich lange Lebensdauer oder Adhäsion des Überzugs. Andere Werkstoffe, z.B Platin und feuerfeste Stoffe im allgemeinen zeigen eine verminderte und in manchen Fällen überhaupt keine Adhäsion.
Die früheren Veröffentlichungen, die außerordentlich zahlreich auf den Auftrag verschiedener Stoffe auf Rasierklingen gerichtet sind, beanspruchen sämtlich für sich eine gewisse Verbesserung der Qualität und Leistungsfähigkeit von Rasierklingen, vermögen jedoch nicht eine Rasierklinge anzugeben, welche die allgemeine Rasurleistung und den Rasurkomfort moderner Rasierklingen in Verbindung mit der Dauerhaftigkeit der vorher genannten feuerfesten Stoffe in sich vereinigt. Abgesehen von den vorher genannten ernsten Schwierigkeiten, gibt die zuerst genannte US-PS überhaupt nicht die Leistungsfähigkeit der beanspruchten Klinge im Vergleich zu den heutigen Produkten an, und sie zeigt tatsächlich auch nicht, auf welche Weise ein Endprodukt erzielt werden kann.
Der Erfindung liegt damit in erster Linie die Aufgabe zugrunde, eine Rasierklinge mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere aus einem feuerfesten Stoff, zu schaffen.
Aufgabe der Erfindung ist auch die Schaffung eines Verfahrens zum Auftragen eines feuerfesten Stoffs auf Bne Rasierklinge.
Zudem bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens zum Auftragen eines Gleitmaterials auf eine Rasierklinge aus feuerfestem Stoff.
Bei diesem Verfahren soll ein feuerfester Stoff, insbesondere Korund auf ein Substrat aufgebracht werden.
Die Erfindung bezweckt also auch die Schaffung eines Verfahrens zum Zerstäubungsauftragen von Materialüberzügen auf eine Rasierklinge sowie eines Verfahrens zur Herstellung von Rasierklingen aus feuerfestem Stoff in einem kontinuierlichen Chargenverfahren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von Rasierklingen gelöst, bei dem die Klinge aus einem beliebigen zweckmäßigen Werkstoff hergestellt ist und einen Schneidkantenabschnitt aufweist, der aus zwei einander schneidenden Flächen besteht, die durch Honen oder durch einen anderen Formvorgang gebildet sein können. Zumindest die die Schneidkante sowie die endgültige Spitze am Schnittpunkt bildenden Plächen werden durch Zerstäubungsablagerung mit einem feuerfesten Stoff beschichtet, worauf die Schneidkante zur Verbesserung der Haftung oder Adhäsion des endgültigen Überzugs aus dem Gleitmaterial mit einem zweiten Stoff der gewünschten Hafteigenschaften beschichtet wird.
Mit der Erfindung wird auch ein Verfahren zum Auftragen eines anhaftenden Überzugs aus einem Gleitmaterial auf eine Rasierklingen-Schneidkante geschaffen, die durch den Schnittpunkt zwischen zwei Flächen aus feuerfestem Stoff gebildet wird. Bei diesem Verfahren werden außerdem die feuerfesten Flächen mit einem Überzug aus einem Stoff versehen, der sowohl an diesen Flächen als auch am Gleitmaterial haftet.
Außerdem wird mit der Erfindung ein Verfahren geschaffen, bei dem Rasierklingen mit durch zwei einander schneidende Flächen gebildeten Schneidkanten in einer ersten Vakuunkammer einer Zerstäubungsätzung unterworfen werden. Sodann werden die Klingen über eine Vakuumschleuse in eine zweite Kammer eingeführt, in welcher durch Zerstäubung ein feuerfestes Material auf ihnen abgelagert wird. Danach werden die Klingen über eine zweite Vakuumschleuse in eine dritte Kammer überführt, in welcher ein Material, das einem anschließend aufzubringenden Gleitmittelüberzug Adhäsion bietet, durch Zerstäubung auf den feuerfesten Stoff aufgetragen wird. Im Anschluß an die genannten Verfahrensschritte werden die Klingen über eine dritte Vakuumschleuse zu einer vierten Vakuumkammer überführt, aus welcher sie schließlich vor einer Endbeschichtung mit dem Gleitmittel zur Außenluft entlassen werden.
Ein anderes Merkmal-der Erfindung richtet sich auf ein Schneidgerät mit einer langgestreckten Kante mit kleinem Einschlußwinkel, die durch zwei einander schneidende Flächen aus einem feuerfesten Stoff gebildet wird, auf denen eine Auflage bzw.
ein Auftrag-Überzug angeordnet ist, die bzw. der an dem Sndüberzug aus einem Gleitmittel haftet.
Die Erfindung befaßt sich auch mit einem Verfahren zum Auftragen von Korund auf ein Substrat. Bei diesem Verfahren wird das Substrat in eine evakuierte Kammer mit einer Elektrode eingebracht, an welcher eine Prallplatte (target) aus Korund angebracht ist. In die Kammer wird ein ionisierbares Gas eingeleitet, wobei durch Anlegung eines Hochf<uenzpotentials zwischen die Elektrode und das Substrat ein Plasma erzeugt wird. Dabei werden Teilchen der Prallplatte, die aus letzterer durch die Beaufschlagung mit Gasionen herausgerissen wurden, welche im Plasma durch die Kollision von durch Hochfrequenz angeregten Elektroden und ionisiertem Gas gebildet werden, mit dem nötigen Energiepegel auf dem Substrat abgelagert, so daß sie die gewünschte Kristallstruktur un<iPorientierung gewährleisten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Klingenhalter vorgesehen, in den Rasierklingen eingesetzt sind. Die Klingen sind dabei so in den Halter eingespannt, daß nur ihre Schneidkanten über die Oberseite des Halters hinausragen. Der die Klingen umschließende Umfangsrand des Halters ist so ausgelegt, daß er eine minimale Oberfläche besitzt, so daß die durch Zerstäubung auf die Klingen-Schneidkanten aufgetragenen bzw. an ihnen abgelagerten Teilchen einen ununterbrochenen, gleichmässigen Überzug bilden.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein funktionelles Blockschema zur Veranschaulichung des Verfahrens und der Vorrichtung zur Herstellung einer Rasierklinge mit einer Schneidkante aus einem feuerfesten Stoff, Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte schematische Ansicht einer typischen Zerstäubungskazmner, Fig. 3 eine teilweise im Schnitt gehaltene schematische Darstellung einer kontinuierlich arbeitenden Mehrkammer-Zerstäubungsanlage, Fig. 4 eine Umrißzeichnung bzw. eine Aufsicht auf eine typische Rasierklinge mit einer Schneidkante, Fig. 5 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen schematischen Schnitt durch eine typische Einzelschneidkanten-Rasierklinge, welcher verschiedene Materialüberzüge nicht maßstabsgerecht veranschaulicht, Fig. 6 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt durch eine Charge bzw. einen Stapel von in einem Halter eingespannten Rasierklingen, Fig. 7 eine Aufsicht auf eine Vorrichtung zur Halterung eines ununterbrochenen, aufgerollten Streifens von Rasierklingen, Fig. 8 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig. 7 und Fig. 9 eine Aufsicht auf eine Vorrichtung zur Halterung einer Anzahl von Rasierklingen(streifen)rollen.
In Fig. 1 sind die beim erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführten Verfahrensschritte schematisch dargestellt. Gemäß der Beschreibung in dieser Zeichnung befaßt sich das erfindungsgemäße Verfahren speziell mit der Herstellung verbesserter Rasierklingen. Dabei wird zunächst die Rasierklinge nach einem normalen, üblichen Verfahren hergestellt. Das Klingenmaterial aus rostfreiem Stahl o.dgl. wird zu Streifen zwikmäßiger Abmessungen geformt und sodann gestanzt, wärmebehandelt, bedruckt, geschliffen und schließlich gehont, um eine durch die Überschneidung zweier Flächslfestgelegte endgültige Schneidkante auszubilden. Wie eingangs angedeutet, ist dieser mit 1 bezeichnete Fertigungsschritt in der Literatur speziell beschrieben und dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt. Aus diesem Grund ist es überflüssig, die Schritte der Ausbildung der Schneidkante näher zu erläutern, vielmehr mag lediglich darauf hingewiesen werden, daß die verschiedenen Verfahrensschritte zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften der Schneidklinge abwandelbar sind. Diese Eigenschaften können zwar in gewissem Ausmaß das eigentliche Verfahren beeinflussen, doch tragen sie keineswegs zu den Erfindungsmerkmalen bei.
Nach der Ausbildung der endgültigen Schneidkante der Rasierklinge, die gemäß der in vergrößertem Maßstab gehaltenen Darstellung nach Fig. 5 einen Einschlußwinkel A besitzt, welcher normalerweise im Bereich von 15 - 250 variiert, in Abhängigkeit vom Substrat bzw. vom Klingenmaterial jedoch über einen noch größeren Bereich hinweg variieren kann, wird die Rasierklinge dann zu einem Reinigungsvorgang 2 geleitet. Dabei werden die während der Fertigung an der Schneidkante gebildeten Verunreinigungen entfernt, nämlich normalerweise Schneidöle, Fette, Druckfarben usw., die einen notwendigen Teil des bekannten Verfahrens darstellen. Aus der Fachliteratur sind wiederum die Art der erforderlichen Reinigung und die hierfür benötigten Werkzeuge bekannt. Bei dem erfindungsgemäß angewandten Verfahren werden die Schneidkanten der in nebeneinander liegender Anordnung gestapelten Rasierklingen mit Strahlen von Trichloräthylen besprüht, wobei diese Flüssigkeit ständig durch Filtern gereinigt wird. Die Anwendung anderer Mittel, wie Ultraschallenergie, Rühren oder Umwälzen, Luftstrahl usw., ist ebenfalls bekannt, doch hat auch hierbei das jeweils angewandte Verfahren keinen Einfluß auf die Erfindung.
Die in dem mit 3 bezeichneten Block angedeuteten Verfahrensschritte beziehen sich auf das erfindungsgemäße Verfahren.
Dieser Teil des Verfahrens umfaßt die Schritte "Oberflächenbehandlung 10", Ablagerung 1" 11, Ablagerung II" 12 und Ablagerung III" 13, und diese Schritte werden nach dem Reinigungsvorgang 2 der Reihe nach durchgeführt. Bei der Oberflächenbehandlung 10 wird die Schneidkante der Rasierklinge bis in atomare Größenordnung gereinigt und für die einwandfreie Aufnahme der anschließend abgelagerten Stoffe vorbereitet.
Dieser Schritt umfaßt normalerweise die Zerstäubungsätzung oder Giühentladungsreinigung der Schneidkante, doch kann er nach einem beliebigen Verfahren durchgeführt werden, bei dem die einander schneidenden, die Schneidkante bildenden Flächen durch atomische Abtragung von Klingensubstratmaterial, Verunreinigungen und adsorbierten Gasen zufriedenstellend gereinigt werden Im folgenden sind nur die Oberflächenbehandlungen erläutert, die als für das erfindungsgemäße Verfahren am günstigsten angesehen werden, doch kann diese Behandlung selbstverständlich innerhalb des Rahmens der Erfindung variiert werden; Bei der Ablagerung I bzw. der ersten Ablagerung wird nach einem zweckmäßigen Ablagerungsverfahren die durch die einander schneidenden Flächen gebildete Schneidkante mit einem feuerfesten Stoff beschichtet. Da derartige Stoffe im allgemeinen dielektrisch sind und eine Hochfrequenzzerstäubung außerdem die gewünschten Ergebnisse gewährleistet, wird dieser erste Überzug aus einem feuerfesten Stoff nach einem Hochfrequenz-Zerstäubungsverfahren aufgebracht. Dabei kann sowohl Wechselstrom ausreichend hoher Frequenz als auch ein modifizierter Gleichstrom mit Mitteln zur Beseitigung der um die Kathode gebildeten Ladungshülle oder eine von verschiedenen Arten von Vorspannungszerstäubungen angewandt werden. Das Verfahren und die Vorrichtung zur Zerstäubung sind in Kapitel 3, Seiten 3-2 bis 3-35, im Handbook of Thin Film Technology", herausgegeben von Leon 1. Maissel und Reinhard Glang, Verlag: McGraw-Hill Book Company, 1970, im einzelnen beschrieben. In diesem Zusammenhang muß darauf hingewiesen werden, daß die Art des Ablagerungsverfahrens nicht notwendigerweise erfindungswesentlich ist, solange damit ein zufriedenstellend haftender und ununterbrochener Überzug des feuerfesten Materials gebildet werden kann, wie er derzeit - soweit bekannt - nur nach einem Zerstäubungs- oder einem ähnlichen Verfahren erzielt werden kann.
Der feuerfeste Stoff, dem erfindungsgemäß größte Aufmerksamkeit gewidmet wird, besteht aus synthetischem Saphir oder, wie erwähnt, Korund. Wenn ein solcher Stoff durch Zerstäubung auf die Schneidkante einer Rasierklinge aufgetragen wird, zeigt er eindeutig die vorher angegebenen Eigenschaften, die für die Herstellung einer verbesserten Rasierklinge wünschenswert und erforderlich sind. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß andere, allgemein als feuerfeste Stoffe klassifizierte Materialien, wie u.a. Glas, Quarz, Aluminiumoxid bzw. Tonerde, Berylliumoxid, Siliziumkarbid, Wolframkarbid und Bornitrid, erfolgreich für die Auftragung auf die Schneidkanten von Rasierklingen verwendet werden können. Weiterhin ist darauf hinzuweisen, daß die Erfindung nicht unbedingt auf feuerfeste Stoffe beschränkt ist, sondern gleichermaßen auf beliebige andere Werkstoffe angewandt werden kann, welche die wünschenswerten Klingen- oder Schneidkanteneigenschaften gewährleisten, ohne den notwendigen oder bevorzugten Adhäsionsgrad gegenüber einem anschließend aufzubringenden Gleitmittelüberzug zu besitzen. Außerdem ist darauf hinzuweisen, daß bei der Zerstäubungsablagerung eines bevorzugten Kristallgefüges von Aluminiumoxid eine Aluminiumprallplatte mit'einer reaktionsfähiges Aluminium enthaltenden Atmosphäre angewandt werden kann. Bei entsprechender Auswahl der Betriebsparameter und des Sauerstoffs bzw. der Sauerstoffmenge kann ein Überzug der gewünschten Morphologie und Zusammensetzung aufgetragen werden.
Die zweite Ablagerungsstufe besteht aus einer Beschichtung der Klingenschneidkante mit einem Material, welches die gewünschte Haftung oder Adhäsion für den später aufzubringenden Überzug aus Gleitmittel gewährleistet. Ziemlich umfangreiches statistisches Material hat dabei die überlegene Leistungsfähigkeit bei vorzugsweiser Verwendung von Überzügen aus Chrom oder einigen Chromlegierungen aufgezeigt. Dieses Material haftet nicht nur fest an dem Gleitmittelüberzug an, sondern gewährleistet auch eine harte und dauerhafte Schneidkante. Neben Chrom haben auch andere Werkstoffe, nämlich u.a. Platin, Aluminium, Titan und Eisen, Anwendung als Schneidkantenüberzüge von Rasierklingen gefunden. Mit zunehmender Kenntnis über den Adhäsionsmechanismus kann es sich möglicherweise zeigen, daß sich neben den genannten auch andere Werkstoffe für den Brfindungszweck eignen. Das bevorzugte Verfahren zur Ablagerung besteht in einer Hochfrequenz-Zerstäubungsablagerung von Chrom auf der Schneidkante. Selbstverständlich kann auch eine Gleichstrom-Zerstäubungsablagerung zur Aufbringung des zweiten Materials auf die Rasierklinge angewandt werden, doch hat es sich herausgestellt, daß insgesamt gesehen das Hochfrequenz-Zerstäubungsverfahren eine deutliche Verbesserung des Produkts bewirkt. Es wird allgemein angenommen, daß diese Verbesserung zu einem gewissen Grad auf die mit diesem Zerstäubungsverfahren verbundene Reinigung und Desorption von Gasen auf der Oberfläche der Rasierklinge zurückzuführen ist. Dieses zweite Material muß in einer solchen Dicke aufgetragen werden, daß die gewünschte Haftung für das anschließend auf zutragende Gleitmittel gewährleistet wird. Es hat sich gezeigt, daß dies mit einem Überzug einer Dicke von etwa 25 i erreicht wird. Die Wirkung dieses dünnen Überzugs ist äußerst überraschend, weil er nur eine Dicke von etwa fünf Atomschichten oder -lagen besitzt und außerdem nicht als sich ununterbrochen über die Gesamtoberfläche des feuerfesten Stoffs erstreckend angesehen werden kann. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß dieses Material bis zu einer beliebigen Dicke aufgetragen werden kann, welche die angestrebte Adhäsion gewährleistet und welche nur durch das Erfordernis eingeschränkt ist, daß diese Dicke in keiner Weise die Schärfe der Schneidkante beeinträchtigen darf. Es hat sich gezeigt, daß Überzugsdicken von bis zu und mehr als etwa 300 A völlig mit den Schneideigenschaften der Schneidkante der Rasierklinge vereinbar sind.
Es ist noch nicht geklärt, weshalb ein so außerordentlich dünner Materialüberzug derart beträchtliche Verbesserungen bezüglich der Haftung der Gleitmittelschicht liefert. Es könnte zwar angenommen werden, daß das zweite Material eine vorteilhafte Kristallflächen-Morphologie o. dgl. gewährleistet, an welcher das Polytetrafluoräthylen o.dgl. Gleitmittel infolge mechanischer Verblockung der Flächen eine vorteilhafte Adhäsion findet. Obgleich diese Hypothese im Fall von dickeren Filmen durchaus annehmbar erscheint, kann sie im Hinblick auf Filme mit einer Dicke von nur 25 ß durchaus bezweifelt werden. In dieser Hinsicht ist die Theorie aufgestellt worden, daß der dünne Überzug aus Chrom o.dgl. Material möglicherweise die Oberflächenenergien des Materials in der Weise verändert, daß irgendeine energetische Verblockung oder Kopplung zwischen den Molekülen oder Atomen des polymeren Überzugs und dem darüber aufgebrachten Überzug aus Chrom entweder allein oder in Verbindung mit dem ersten Überzug aus feuerfestem Stoff ermöglicht wird. Die Erfindung soll jedoch keinesfalls auf den bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichten Adhäsionsmechanismus eingeschränkt sein, vielmehr soll dieses Merkmal als zu den Vorteilen der Erfindung beitragend angesehen werden.
Der dritte Ablagerungsvorgang stellt den letzten Verfahrensschritt zur Beschichtung einer Rasierklingen-Schneidkante mit einem Gleiteigenschaften besitzenden Material dar. Wie erwähnt, wird dieser Gleitmittelüberzug allgemein als für die einwandfreie Rasurleistung aller derzeit hergestellten Rasierklingen erforderlich angesehen. Die zweitgenannte USA-Patentschrift beschreibt verschiedene Verfahren zum Aufbringen eines Polytetrafluoräthylen-Überzugs, und diese Verfahren sind völlig mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vereinbar.
Kurz gesagt, werden die Rasierklingen nach dem Aufbringen des zweiten Überzugs in gestapeltem Zustand mit einer wässrigen oder auf Freon basierenden Disperion niedrigmolekularen Polytetrafluoräthylens besprüht, bis die Dicke dieses Überzugs wesentlich größer ist als 2000 ß. Nach dem Besprühen werden die Klingen während einer begrenzten Zeitspanne auf eine Temperatur von über 31600 erwärmt. Während dieser Erwärmung werden die Klingen in praktisch inerter Umgebung in Form von Stickstoff oder Spaltammoniak gehalten. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß der Behandlungsatmosphäre für die Rasierklingen bei deren Erwärmung gewisse stärker reaktionsfähige Gase hinzugefügt werden können, um die gewünschten Eigenschaften, wie eine verbesserte Haftung des Polytetrafluoräthylens zu gewährleisten. Die durch Anderung der Erwärmungsatmosphäre erreichten Verbesserungen der Haftung werden jedoch nicht als Teil der Erfindung angesehen, da sie im Vergleich zu der durch die zweite Ablagerung erreichten Verbesserung vernachlässigbar sind. Neben Polytetrafluoräthylen haben sich auch noch andere polymere Stoffe als für Rasierklingen-Schneidkanten brauchbar erwiesen, obgleich sie bisher noch nicht die gleiche Wirkung wie Polytetrafluoräthylen zu gewährleisten vermögen. Beispiele für derartige Stoffe sind u.a. Polypropylen, Polyhexafluorpropylen, Polychlortrifluoräthylen und Polyäthylen. Es ist durchaus denkbar, daß die erwähnten Polymere sowie andere, derzeit nicht für die Verwendung in Betracht gezogene Stoffe in Zukunft für die Beschichtung von Rasierklingen-Schneidkanten eingesetzt werden können, wenn die erforderlichen Abwandlungen des Verfahrens zur Erzielung wünschenswerter Wirkungen entwickelt worden sind oder die Polymermoleküle zwecks vorteilhafter Änderung ihrer Eigenschaften auf irgendeine Weise modifiziert oder vernetzt worden sind.
Fig. 2 ist eine im Schnitt gehaltene, schematische Darstellung einer Vakuumkammer 58 mit zugeordneten Vorrichtungen, in-welcher die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen Zusatzeinrichtungen innerhalb der Kammer 58 dargestellt sind. Innerhalb der Kammer ist eine schematisch dargestellte Hochfrequenz-Elektrode 56 angeordnet, die von einer Abschirmung 56' umschlossen ist, welche eine Abstrahlung der Hochfrequenz nach außen verhindert. An der Stirnfläche der Elektrode ist eine Prallplatte 57 vorgesehen, welche je nach dem durchzuführenden Verfahrensschritt aus dem für die erste Ablagerung verwendeten feuerfesten Stoff oder dem bei der zweiten Ablagerung benutzten Materials wie Chrom, oder einem anderen der vorher genannten Stoffe bestehen kann.
Die Prallplatte 57 kann an der Stirnfläche der Elektrode angeklebt oder vorzugsweise mit Hilfe von Schrauben o.dgl. Befestigungselementen angebracht sein, welche sich nicht zur Prallplatten-StirnflEche erstrecken, so daß eine Verunreinigung der Prallplatte oder des durch Zerstäubung zu besprühenden Substrats durch das Material der Befestigungselemente verhindert wird. Die Elektrode 56 ist üter zweckmäßige Hochfrequenz-Isolatoren und Anschlußstücke an der Außenseite der g;-mvr mit einer Energiequelle verbunden. Eine zweite Elektrode 20 besteht aus einem Element, welches die Rasierklinge bzw. Rasierklingen o.dgl. Vorrichtungen enthält, auf welche das Naterial von der Prallplatte 57 durch Zerstäubung aufgetragen werden soll. Eine Hochfrequenzleitung ist vom Substrat über die Wand der Kammer mittels zweckmäßiger Hochfrequenzanschlüssen und -verbindungen nach außen gefuhrt und an die Energiequelle angeschlossen. Ebenso wie bei der Elektrode 56 ist eine Hochfrequenz-Abschirmung 20' vorgesehen, um einen Energieaustritt zur Umgebungsatmosphäre zu verhindern.
oder Maske Die Bewegung einer Blende/ 53 wird durch ein mechanisches Gestänge 54 hervorgebracht, welches die Wand der Vakuumkammer 58 durchsetzt und mit einer Steuereinheit 55 verbunden ist. Dieser mechanischen Antriebskraftübertragung 54, die aus einem zweckmäßigen mechanischen Gestänge bestehen kann, z.B. aus einem Zahnradsystem oder einem System biegsamer Wellen, aus Zahnstange und Ritzel oder aus einem Schraubspindelantrieb, wird die erforderliche Antriebskraft durch die Steuereinheit 55 geliefert, die aus einem zweckmäßigen Wechselstrom- oder Gleichstrom-Motorantrieb bestehen kann, dessen Endstellungen durch Mikroschalter festgelegt werden, welche innerhalb der Vakuumkammer die Position der Blende 53 abgreifen. Selbstverständlich muß die Durchführungsstelle der mechanischen Gestänge durch die Vakuumkammer 58 mit Hilfe von O-Ringen, Balgen o.dgl. Dichtelementen einwandfrei abgedichtet sein.
Eine Kühlmittel einheit 26 weist normalerweise eine Pumpe oder eine Druckleitung zur Beförderung von Wasser oder eines anderen zweckmäßigen Kühlmittels durch in der Elektrode 56 vorgesehene Kanäle auf. Beim Zerstäubungsvorgang wird in der Elektrode 56 eine beträchtliche Wärmemenge erzeugt, wobei es sich im allgemeinen, wenn nicht immer, als vorteilhaft erweist, ein Mittel für die Wärmeübertragung von der Elektrode 56 in Verbindung mit der Prallplatte 57 vorzusehen, um ein Durchbrennen der Zerstäubungselektrode zu verhindern. Selbstverständlich kann die Kuhlmitteleinheit 26 auch andere Einrichtungen mit Kuhlmittel beschicken, die im Verfahrensverlauf gekühlt werden müssen. Während des Zerstäubungsverfahrens muß ein elektrisches Plasma erzeugt werden. Dieses Plasma wird durch das Vorhandensein eines ionisierbaren Gases aufrechterhalten. Für die Erfindungszwecke hat sich Argon als am zweckmäßigsten erwiesen, und dieses Gas wird der Vakuumkammer durch eine Argoneinheit 25 zugeführt. Für den Einlaß der gewünschten Argonmenge können dem Fachmann bekannte Ventilanordnungen vorgesehen sein, beispielsweise eine Nadelventilanordnung vergleichsweise einfacher Konstruktion. Eine der Argoneinheit 25 ähnliche Stickstoff-Belüftungseinheit 39 ermöglicht die Einführung eines Gases in das Innere der Vakuumkammer 58.
Die Einheit 39 erfüllt bei der Vorrichtung gemäß Fig. 2 eine doppelte Aufgabe: Zum ersten ermöglicht sie nämlich das Durchspülen des Innenraums der Vakuumkammer 58 vor Beginn der Durchführung der Verfahrensschritte, wodurch die Vakuumkammer 58 getrocknet und gereinigt wird. Zum zweiten ermöglicht die Stickstoff-Belüftungseinheit 39 über ein zweckmäßiges Nadelventil oder eine andere Ventilanordnung die Einführung von Gas in die Vakuumkammer 58 vor dem Öffnen derselben nach Durchführung eines Verfahrensschrittes, wodurch eine mögliche Beschädigung der der Vorrichtung zugeordneten Einrichtungen, Dichtungen usw. infolge eines plötzlichen Vakuumverlustes verhindert wird. Außerdem kann es möglicherweise äußerst schwierig sein, verschiedene Teile der Vakuumkammer 58 zu öffnen, ohne den Unterdruck mittels der Stickstoff-Belüftungseinheit 39 zu verringern. Selbstverständlich müssen die Kühlmitteleinheit 26, die Argoneinheit 25 und die Stickstoff-Belüftungseinheit 39 sämtlich zufriedenstellend abgedichtet sein, um Leckverluste in der Umgebung der Vakuumkammer 58 zu vermeiden.
Eine Gleichstrom-Meßeinheit 48 dient zur Messung der Vorspannung, die während des Zerstäubungsvorgangs an der Elektrode 56 aufgebaut wird. Eine solche Vorspannung wird normalerweise für den während des Beschichtungsverfahrens bevorzugten Zerstäubungsgrad bzw. die bevorzugte Zerstäubungsgeschwindigkeit als vorteilhaft angesehen. Ein Hochfrequenz-Generator 31 stellt die Energiequelle für den Hochfrequenz-Zerstäubungsvorgang dar.
Entsprechend den statlichen Vorschriften wird im allgemeinen eine Frequenz von 13,56 mllz angewandt. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß ungeachtet dieser Vorschriften eine beliebige Hochfrequenz angewandt werden kann. Eine Impedanzanpaßeinheit 30 gewährleistet die einwandfreie Leistungs- oder Impedanzanpassung des Hochfrequenz-Generators 31 an den Eingang zur Elektrode 56. Diese Impedanz an der Elektrode ist ziemlich komplex und wird nicht nur durch die Konfiguration der in die Vakuumkammer 58 eingebauten Elektroden, sondern auch durch die Wirkung des während des Zerstäubungsvorgangs erzeugten Plasmas bestimmt. Die Anpaßeinheit 33 weist normalerweise verschiedene induktive und kapazitive Bauteile in t-, T- und Reihen- oder Parallelanordnungen auf, die für die Erzielung einer bestimmten Impedanzanpassung erforderlich sind. In der USA-Patentanmeldung Serial No. 680 926 vom 6. November 1967 ist eine Konfiguration einer Anpaßeinheit 33 dargestellt, die bei der Vorrichtung gemäß Fig. 2 oder bei einer ähnlichen Zerstäubungsvorrichtung verwendet werden kann. Es ist jedoch zu beachten, daß die Festlegung der Parameter der Anpaßeinheit 33 praktisch ein empirischer Vorgang ist, der je nach der speziellen, angewandten Zerstäubungsvorrichtung gewissen Schwankungen unterworfen ist. Die Konstruktion der Anpaßeinheit 33 und die Festlegung ihrer Parameter liegen im Bereich des Könnens des Fachmanns auf diesem Gebiet.
Ein Schalter S ermöglicht eine Anderung der Verbindungen von den Elektroden zur Masse der Vorrichtung sowie zur Anpaßeinheit 33 zwecks Durchführung verschiedener Schritte des Zerstäubungsvorgangs. Der Schalter S kann zweckmäßig mit einem oder mehreren anderen Schaltern in der Anpaßeinheit 33 gekoppelt sein, um die Ausgangsimpedanz entsprechend dem geänderten Impedanzwert zu variieren, wenn der Schalter S in seine zweite Position umgelegt wird. In der Position 1 wird ersichtlicherweise Hochfrequenzenergie an die Substratelektrode 20 angelegt. Bei dieser Schaltkrels-tonfiguratlon wird ein Plasma gebildet, welches durch Anziehen von positiven Argonionen in Richtung auf die Substratelektrode 20 eine Zer3tSubungswirkung hervorbringt. Diese Anziehwirkung wird hauptsächlich durch den Aufbau einer negativen Vorspannung an der Elektrode 20 gewährleistet, welche sich im wesentlichen aus einem Reihenkondensator in der bettung zwischen der Substratelektrode 20 und der Anpaßeinheit 33 ergibt, Dieser Kondensator ist normalerweise in der Anpaßeinheit 33 angeordnet. Diese Konfiguration gewährleistet mithin das Erfordernis des Oberflächenvorbehandlungsschritts 10 durch atomische Reinigung der Schneidkante von Rasierklingen oder anderen Schneidgeräten. Selbstverständlich muß die Größe der Materialabtragung sorgfältig und genau gesteuert werden.
Wenn der Schalter S in die Position 2 umgestellt wird, wird die Substratelektrode 20 ebenso wie die Kammer 58 an Masse gelegt, während die Hochfrequenzenergie über die Anpaßeinheit 33 an die Elektrode 56 angelegt wird. In diesem Schaltzustand lassen sich zwei vorteilhafte Ergebnisse erzielen: Wenn die Blende 53 zwischen die Substratelektrode 20 und die Hochfrequenzelektrode 56 eingefügt ist, bewirkt der Aufbau des Plasmas in der Vakuumkammer 58 eine Zerstäubung des Materials von der Prallplatte 57. Dieses Material kann jedoch wegen der Zwischenfügung der Blende bzw. Maske 53 nicht auf das Substrat 20 auftreffen, wodurch die Oberfläche der Prallplatte vor der Ablagerung von Material auf der Substratelektrode 20 gereinigt wird. Bei durch die Steuereinheit 55 über das Antriebsgestänge 54 zurückgezogener Blende 53 wird bei weiterer Anlegung von *Hochfrequenzenergie eine Zerstäubungsablagerung von Prallplattenmaterial auf der Substratoberfläche bzw. im vorliegenden Fall auf den Schneidkanten der Rasierklingen hervorgebracht.
Wie anhand der mechanischen Konfiguration der Zerstäubungsvorrichtung ersichtlich ist, muß die Vakuumkammer zwischen der ersten Ablagerung und der zweiten Ablagerung geöffnet werden.
Die sich aus diesem Öffnen und Wiederevakuieren der Kammer 58 ergebenden Nachteile werden durch eine Anordnung vermieden, welche im wesentlichen der Konstction gemäß Fig. 3 entspricht.
Fig. 3 zeigt eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete, kontinuierlich arbeitende Behandlungsvorrichtung. Vor der Erläuterung der Arbeitsweise dieser Vorrichtung im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind jedoch die Arbeitsweise der Vorrichtung sowie die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in Verbindung mit der Vorrichtung gemäß Fig. 2 erläutert.
Vor der näheren Erläuterung der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung kann es vorteilhaft sein, zunächst die Konfiguration des Klingenhalters gemäß Fig. 6 zu betrachten. Fig. 6 veranschaulicht in nicht maßstabsgerechter Dar-Stellung einen Schnitt durch einen typischen Klingenstapel, der in Querrichtung durch einen Klingenhalter verspannt ist.
Dabei hat es sich herausgestellt, daß zur Erzielung der gegewünschten Gleichmäßigkeit der Zerstäubungsablagerung sowohl über die einzelnen Rasierklingen als auch über den gesamten Klingenstapel 101 aus noch nicht voll bekannten Gründen die geometrische Form der Enden 102 des Klingenhalters von außerordentlicher Bedeutung ist. Die Spitzen der Endabschnitte 102 des Klingenhalters müssen nämlich praktisch in der gleichen Ebene liegen wie die Spitzen der Schneidkanten der im Klingenhalter verspannten Rasierklingen 101. In diesem Zusammenhang hat es sich herausgestellt, daß die Einhaltung eines maximalen Schrägungswinkels von dieser Spitze aus wesentlich ist, d.h. daß der Einschlußwinkel B der Endabschnitte 102 gemäß Fig. 6 auf dem Mindestwert gehalten werden muß, welcher mit der erforderlichen Festigkeit zur Ausübung der Druckkräfte zum Verspannen der Klingen in einwandfreier Ausrichtung vereinbau ist.
Durch Versuche wurde gefunden, daß dieser Winkel bei Verwendung eines Klingenhalters aus rostfreiem Stahl vom Typ 304 auf etwa 150 begrenzt werden kann. Es kann jedoch angenommen werden, daß bei Verwendung eines zweckmäßigen Werkstoffs auch ein noch kleinerer lESel rfolgreich angewandt werden kann.
Der Winkel von 150 liefert Jedoch bei der industriellen Verwendung der Vorrichtung zufriedenstellende Ergebnisse sowie eine annehmbare Betriebslebensdauer. Wie vorstehend angedeutet, ist der Einfluß der geometrischen Konfiguration'des Klingenhalters bisher noch nicht völlig geklärt. Es ist Jedoch erkannt worden, daß Jegliche Modifikation der Form der Elektrode 20 die Form und das Potential des Plasmas verändert und dabei die Verteilung und die Energien des zerstäubten Materials der Prallplatte 57 beeinflußt. Die Querseiten bzw.
Seitenwände des Klingenhalters sind nicht näher dargestellt, da sie keine spezielle konfiguration zu besitzen brauchen, außer daß die Ebene dieser Seiten praktisch in der Ebene der Schneidkantenspitzen der Rasierklingen 101 liegen und sich über eine ausreichende Strecke um den Umfang des Rasierklingenstapels 101 herum erstrecken muß. Speziell bezüglich der Vorrichtung gemäß Fig. 3, bei welcher doppelte, einander zugewandte Elektroden angewandt werden, ist darauf hinzuweisen, daß eine komplementäre Anordnung des bei 102 angedeuteten Klingenhalters vorgesehen sein kann, um einen zweiten Satz von Einzelschneidkanten-Rasierklingen 101 in einer der Ausrichtung gemäß Fig. 6 entgegengesetzten Anordnung zu stapeln, so daß, die Schneidkanten beider Rasierklingenstapel gleichzeitig -beschichtet werden können, wenn der Klingenhalter zwischen den einander gegenüberliegenden bzw. zugewandten Prallplaten-Elektroden anordnungen angeordnet ist. Ebenso kann ein Klingenhalter praktisch der gleichen geometrischen Form bei weggelassenem planen Bodenglied verwendet werden, um zweiseitige Rasierklingen zu verspannen und die beiden Schneidkanten dieser Rasierklingen in der gleichen Doppelelektrodenanordnung gleichzeitig durch Zerstäubung zu beschichten.
ihi fo'Igden ist nunmehr das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit der Zerstäubungsvorrichtung gemäß Fig. 2 erläutert. Nach der Reinigung gemäß Verfaiensschritt 2 von Fig. 1 werden die Rasierklingen möglichst schnell einzeln oder in Stapelanordnung gemäß Fig. 6 in die'Vakuumkammer 58 eingebracht und starr an der Substratelektrode 20 gehaltert, so daß sie einen Teil dieser Substratelektrode 20 bilden. Sodanre wird das für die erste Ablagerung erforderliche Prallplattenmaterial 57 an der Stirnfläche der Elektrode 56 befestigt. Nach dem Verschließen der Vakuumkammer 58 und dem Durchspülen mit Stickstoff mit Hilfe der Stichstoff-Belüftungseinheit 39 wird die Vakkumkammer mittels einer Pumpe 58' evakuiert. Die Pumpenanordnung kann eine mechanische Vorpumpe, um den Innendruck der Vakuumkammer 58 zunächst auf einen Wert von 10-3 ³ Torr zu reduzieren, und weiterhin Turbomolekularpumpen, Diffusionspumpen, Ionenpumpen oder Cryo-Pumpen allein oder in Kombination aufweisen, um den Arbeitsinnendruck der Vakuumkammer 58 weiterhin auf einen Wert von etwa 10-6 Torr zu reduzieren, welcher unter Normalbedingungen erz Ho für Hochfrequenz-Zerstäubungsverfahren und tatsächlich für die meisten Zerstäubungsverfahren geeignet ist. Sobald der gewünschte Unterdruckwert von etwa 10-6 Torr erreicht ist, wird Argon in die Vakuumkammer eingelassen, wodurch der Unterdruck auf einen Wert von etwa 1 -Torr verringert wird. Durch Anlegung von Hochfrequenzenergie über den Hochfrequenz-Generator 31 1 und die Anpaßeinheit 33 bei in Position 1 befindlichem Schalter wird ein Plasma wischen den Elektroden erzeugt, wobei sich eine negative Eigenvorspannung an der Substratelektrode 20 bildet. Sobald das Plasma gebildet worden ist, bewirken die energetischen Kollisionen von Plasmaelektronen mit den Argongas-Molekülen die Bildung von positiven Argonionen, die - wie vorher angedeutet - an die Oberfläche der Substratelektrode 20 angezogen werden. Beim Auftreffen dieser Ionen auf die Klingenschneidkanten, deren Spitzen zur Elektrode 56 hinweisen, erfolgt eine Abtragung sowohl vom Material des Rasierklingenstahls als auch der an den Klingen schneidkanten anhaftenden Verunreinigungen. Dieser Vorgang wird während einer durch die Arbeitsbedingungen bestimmten Zeitspanne fortgesetzt, die zu einem gewissen Grad durch die Art des verwendeten Klingenmaterials und den Sauberkeitsgrad der Klingenschneidkanten nach dem Reinigungschritt 2 bestimmt wird. Typischerweise liegen die Zeitspannen für diesen als Ätz- oder Zerstäubungsätzvorgang bezeichneten Verfahrensschritt zwischen etwa 3 und 10 Minuten. Andere typische Werte bei diesem Zerstäubungsätzvorgang umfassen die Anlegung einer Hochfrequenzleistung von 300 - 800 W bei etwa Null netragender reflektierter Leistung und die Erzeugung einer Eigenvorspannung an der Substratelektrode mit einer Gleichspannung von etwa 1 KV. Während dieser Zeitspanne hält die Kühlmitteleinheit 26 die Elektroden auf einer gewünschten Temperatur, die mit dem verwendeten Material und dem zulässigen Temperaturbereich innerhalb der Vakuumkammer 58 vereinbar ist.
Nach der Durchführung dieser Zerstubungsätzung der Klingenhalten-Rasierklingen-Kombination auf der Substratelektrode 20 wird der Schalter S in seine zweite Position umgelegt, in welcher Hochfrequenzenergie an die Elektrode 56 angelegt wird, während die Substratelektrode 20 an Masse liegt. Hierbei wird wiederum bei zwischen den Elektroden 56 und 20 angeordneter Blende bzw. Maske das Plasma bei einem Argon- oder Unterdruck von normalerweise höherem Wert, typischerweise zwischen 5 und 7 (10)-3Torr, erzeugt. Der Leistungspegel wird auf einen höheren Wert erhöht, typischerweise im Bereich von 1,5 KW Realleistung, wobei die Vorspannung einen erheblich höheren Pegel, typischerweise im Bereich von 2KV negativer Gleichspannung erreicht. Bei Dieser Schaltkreis-Konfiguration werden die positiv geladenen Argonionen, die im Plasma erzeugt werden, infolge der Erzeugung einer negativen Eugenvorspannung an der Elektrode 56 in Richtung auf die Prallplatte 57 angezogen, wodurch sich eine Materialzerstäubung sowohl des Prallplatenmaterials als auch der Verunreinigungen an der Oberfläche der Prallplatte 57 ergibt. Dies führt zu einer Vorreinigung der Prallplatte vor der Durchfuhrung des eigentlichen Zerstäubungsablagerungsverfahrens auf den in der Substratelektrode 20 enthaltenen Rasierklingen. Typischerweise wird dieser Vorreinigungsvorgang etwa 1 Minute lang durchgeführt. Eine weitere Vorreinigung oder eine Vorreinigung während einer längeren Zeitspanne ist normalerweise nicht erforderlich, wenn das Prallplattenmaterial praktisch rein ist und in einer sauberen Umgebungsatmosphäre gehalten wird.
Durch entsprechende Betätigung der Steuereinheit 55 wird sodann die Blende bzw. Maske aus dem Raum zwischen den Elektroden in der Vakuumkammer 58 entfernt, wodurch die Oberfläche der Prallplatte 57 gegenüber den Spitzen der auf der Substratelektrode 20 angeordneten Rasierklingen freigelegt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das von der Oberfläche der Prallplatte 57 zerstäubte Material zum Auftreffen auf die Schneidkanten der Rasierklingen gebracht, so daß es die einwandfrei in Richtung auf die Elektrode 56 auagerichteten Rasierklingen-Schneidkanten überzieht. Da die eigentliche Konfiguration des inneren Schaltkreises der Vakuuzdçammer durch die Entfernung der Blende oder Maske 53 nicht oder nicht wesentlich verändert wird, bleiben die Arbeitsparameter bei der Zerstäubungsablagerung praktisch die gleichen wie beim Vorreinigungsschritt, d.h. der Druckwert wird in einem Bereich von etwa 5 bis 7 (10) 3 Torr, die Hochfrequenz-Realleistung auf etwa 1,5 kW und die an der Elektrode 56 erzeugte negative Eigenvorspannung auf etwa 2 kV gehalten. Die Zeitspanne der Zerstäubungsablagerung schwankt jedoch selbstverständlich in Abhängigkeit von dem die Prallplatte 57 bildenden Material sowie der gewünschten Dicke des Überzugs erheblich. Zahlreiche Werkstoffe zeigen stark unterschiedliche Zerstäubungsgeschwindigkeiten je nach der Struktur oder Morphologie der Prallplatte 57 sowie der Arbeitsfunktion des verwendeten Materials. Typischerweise kann die Zerstäubungsrzaeitspanne je nach dem Material der Prallplatte 57 zwischen 1 und 15 Minuten variieren.
Sodann wird die Unterdruckkammer 58 mit Hilfe der Stickstoff-Belüftungseinheit 39 durch Einleitung von Stickstoffgas in die Kammer über eine Nadelventilverbindung belüftet. Sobald die Kammer auf etwa Atmosphärendruck belüftet worden ist, wird sie geöffnet, und das Prallplattenmaterial 57 wird durch das beim zweiten Ablagerungsschritt zu verwendende Material ersetzt.
Wie erwähnt, ist das für diesen Zweck bevorzugte Material reines Chrom. Normalerweise wird die Reinheit dieser Chrom Prallplatte auf einem Wert von mehr als 99,999o' gehalten. Es können jedoch auch Prallplatten eines geringeren Reinheitsgrads verwendet werden, ohne daß hierdurch die Burchführbarkeit und die Ergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens beeinträchtigt werden. Das neue Prallplattenmaterial 57 wird auf die gleiche Weise an der Elektrode 56 angebracht, wie das vorher für den ersten Ablagerungsschritt verwendete feuerfeste Prallplattenmaterial. Selbstverständlich kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch eine Vakuumkammer 58 verwendet werden, die so aufgebaut ist, daß sie mehr als eine Elektro den-Prallplatten-Kombination aufzunehmen vermag. Wenn in der Vakuumkammer 58 zwei Prallplatten angeordnet sind, die sich entsprechend umschalten lassen, kann der anschließende, bei der zweiten Ablagerung aufgebrachte Überzug abgelagert werden, ohne daß die Vakuumkammer geöffnet und das Prallplattenmaterial ausgewechselt zu werden braucht. Ersichtlicherweise kann auch die aus dem Substrat 20 und der Blende 53 bestehende Kombination in eine andere Position verschoben und dabei unter einem anderen Prallplattenmaterial angeordnet werden, so daß es überflüssig ist, die Elektrodenanordnung umzuschalten oder umzustellen, was gewisse Schwierigkeiten bezüglich der Hochfrequenzanschlüsse mit sich bringen könnte.
Nach dem Auswechseln des Prallplattenmaterials gegen Chrom wird die Vakuumkammer 58 wieder verschlossen und abgedichtet, worauf die Vorbereitungsverfahrenschritte für die Zerstäubungsablagerung mit Ausnahme der Oberflächenvorbehandlung 10, d.h. zu der der Zerstäubungsätzung des Substrats vor der Ablagerung, wiederholt werden. Ersichtlicherweise braucht der bei der ersten Ablagerung aufgetragene Oberflächenüberzug vor der anschließenden Ablagerung keiner Zerstäubungsätzung unterworfen zu werden, weil das auf die Oberfläche aufgetragene Material praktisch rein und frei von Verunreinigungen ist. Kurz gesagt, wird die Vakuumkammer 58 mit von der Einheit 39 geliefertem, trockenen Stickstoff durchgespült, worauf die Kammer 58 mittels der Pumpe 58' auf einen Unterdruck von etwa 10-6 Torr evakuiert wird. Anschließend wird über die Argoneinheit 25 Argongas bis zu einem Druck von 5 bis 7 (10) ³ Torr in die Vakuumkammer 58 eingelassen, wobei die Kühlmittel einheit 26 selbstverständlich ein Kühlmittel durch die entsprechenden Hochfrequenzelektroden zirkulieren läßt. Wenn der Schalter S in Position 2 steht, wird bei zwischen dem Substrat 20 und der Elektrode angeordneter Blende 53 Hovchfrequenzenergie an die Elektrode 56 angelegt. Der Beistungspegel wird auf etwa 1,4 kW eingestellt, und die entwickelte Eigenvorspannung beträgt etwa 2 kV Gleichstrom. Unter Anwendung dieser Betriebsparameter wird die neue Prallplatte 57 etwa 1 Minute lang vorgereinigt.
Nach dieser Vorreinigung wird die Prallplatte 57 durch Entf ernen der Blende oder Maske 53 durch Betätigung der Blenden-Steuereinheit 55 gegenüber dem Substrat 20 freigelegt. Bei einem im Bereich von 5 bis 8 (10) ³ Torr liegenden Unterdruckwert wird das Substrat 2Q sodann etwa 1 Minute lang mit dem Chrom von der Prallplatte 57 durch Zerstäubung beschichtet.
Unter den genannten Betriebsbedingungen wird ein etwa 25 R dicker Chromüberzug auf das Substrat 20 aufgetragen, welcher sich praktisch auf den Schneidkanten der einstückig in der Substratelektrode 20 gehalterten Rasierklingen ablagert. Wie erwähnt, kann diese Zerstäubungszeitspanne auch verlängert werden, wenn ein dickerer Chromüberzug gewünscht wird, dessen Dicke sich mit der gewtinschten Schneidkantenschärfe der Rasierklingen vereinbaren läßt, welche durch verschiedene, an sich bekannte Versuchsvorrichtungen ermittelt wird. Ein bekannter Versuch zur Bestimmung der Schärfe einer Schneidkante besteht im Durchtrennen von auf einem bewegbaren Band angeordneten Nylonfasern unter einem bestimmten Winkel zur Schneidkante der Rasierklinge. Eine Messung der bei diesem Versuch auftretenden Schneidkräfte liefert zweckmäßige Daten für die Bestimmung und Abstimmung der Schneidkantenschärfe. Normalerweise oder zumindest in den meisten Fällen liegt der endgültige KrWnmungsradius der Sclmeidkante einer Rasierklinge im Bereich von etwa 400 i. Dieser Radius gewährleistet eine Relativanzeige der zulässigen Gesamtdicke des Materials, das im ersten und im zweiten Ablagerungsschritt aufgebracht worden ist. Normalerweise ist eine etwa 500 i übersteigende Gesamtdicke nicht zulässig.
Nach der Durchführung der zweiten Ablagerung wird die Vakuumkammer 58 wiederum mittels der Stickstoff-Belüftungseinheit 39 belüftet und zur Entfernung der Rasierklingen zur Außenluft hin geöffnet. Hierauf werden die Rasierklingen durch Besprühen oder anderweitig mit dem zweckmäßigen Gleitmittel, normalerweise Polytetrafluoräthylen, beschichtet und der zur Gewährleistung eines endgültigen, anhaftenden Überzugs erforderlichen Wärmebehandlung unterworfen. Bei dieser Wärmebehandlung werden aus der Dispersion die für das Auftragen der Bestandteile von Polytetrafluoräthylen erforderlichen flüchtigen Stoffe ausgetrieben. Bei dieser Wärmebehandlung wird neben der Verdampfung der flüchtigen Stoffe die Temperatur der dispergierten Polytetrafluoräthylen-Deilchen etwa auf deren Schmelztemperatur erhöht, so daß das Polytetrafluoräthylen praktisch mit der Oberfläche versintert wird und einen nahezu ununterbrochenen Überzug über der eigentlichen Spitze der Rasierklingen-Schneidkante und den diese Spitze bildenden Facetten bzw. Schnittflächen bildet.
Fig. 5 zeigt in nicht maßstabsgerechter Darstellung einen Schnitt durch eine als Endprodukt erhaltene Räsierklinge, welche die während der drei Ablagerungsschritte aufgebrachten Materialüberzüge aufweist. Bei dieser Rasierklinge handelt es sich um eine Einzelschneidenklinge, die von der Basis bis zur eigentlichen Schneidkantenspitze eine Höhe K besitzt. Die Schneidkante wird dabei durch zwei Schnittflächen mit einem Einschlußwinkel A festgelegt. Bei den derzeit tatsächlich vertriebenen und benutzten Produkten bestehen diese Schnittflächen tatsächlich aus einer Anzahl von Facetten unterschiedlicher Einschlußwinkel, von denen nur die Fndfacetten den gleichen Einschlußwinkel A besitzen, wie er für die Schnittflächen gemäß Fig. 5 angedeutet ist. Normalerweise sind alle Facetten und bis zu einem gewissen Grad auch der Körper der Rasierklinge 101 mit den verschiedenen, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebrachten Überzügen versehen. Für die Rasurleistung ist es jedoch nicht erforderlich, daß sich diese Überzüge über die Facetten der Rasierklinge hinaus erstrecken.
Der mit I bezeichnete erste Überzug auf der Rasierklinge besteht aus dem bei der ersten Ablagerung aufgetragenen Material.
Dieser durch Zerstäubungsablagerung aufgebrachte Überzug besteht, wie erwähnt, normalerweise aus dem feuerfesten Stoff oder einem anderen Material, welches derRasierklinge die gewünschten Eigenschaften verleiht, welches selbst jedoch nicht an Polytetrafluoräthylen su haften vermag. Die Dicke dieses Überzugs an der die eigentliche Schneidkante der Rasierklinge überdeckenden Stelle wird normalerweise auf einen Wert zwischen 200 und 500 i festgelegt, wobei jedoch zu beachten ist, daß diese Dicke erheblichen Anderungen zugänglich ist, falls andere Eigenschaften der Rasierklinge, zum Beispiel erhöhte oder verringerte Schärfe, gewünscht werden. Der mit II bezeichnete Überzug wurde bei der zweiten Ablagerung aufgebracht und besteht, wie erwähnt, normalerweise aus einer Chrombeschichtung. Obgleich dieser Überzug mit praktisch der gleichen Dicke wie- die Überzüge I und III dargestellt ist, ist zu beachten, daß die Dicke dieses Überzugs normalerweise im Bereich von 25 i liegt, so daß diese Dicke in einem relativen Maßstab in der Zeichnung von Fig. 5 nicht dargestellt werden könnte. Zur Erläuterung ist daher ein Überzug mit der gleichen Dicke wie die anderen Überzüge veranschaulicht. Der Überzug III ist derjenige, der während der dritten Ablagerung auf die Klinge aufgebracht worden ist. Wie erwähnt, wird dieser Überzug normalerweise mittels eines Sprühstrahls und durch anschließende Erwärmung zuq'Ausbildung einer praktisch ununterbrochenen und gleichmäßigen Beschichtung gebildet. Wie in der USA-Patentanmeldung Serial Nr. 680 794 erläutert, kann dieser endgültige Gleitmittel-Überzug jedoch ebenfalls nach einem Zerstäubungsverfahren aufgebracht werden, das in der gleichen Vakuumkammer 58 und mit der gleichen Ausrüstung wie derjenigen gemäß Fig. 2 durchgeführt werden kann. Wenn dieser endgültige Gleitmittel-Überzug durch Zerstäubung aufgebracht werden soll, müssen ;jedoch das Prallplattenmaterial 57 sowie die Betriebsparameter der Vakuumkammer wesentlich verändert werden. Da dieser Gleitmittel-Überzug III eine stark vergrößerte Dicke im Bereich von 2000 i und sogar erheblich mehr besitzt, ist diese Dicke in Fig. 5 nicht maßstabsgerecht eingezeichnet, so daß nur der Überzug selbst veranschaulicht ist, ohne daß die Rasierklinge und die Uberzüge I und II in solchem Maßstab dargestellt zu werden brauchen, bei welchem die wesentlichen Punkte bezüglich der Konstruktion des Endprodukts nicht' mehr dargestellt werden könnten. Fig. 4 ist eine Aufsicht auf die Rasierklinge 101, aus welcher hervorgeht, daß sich die Überzüge praktisch ununterbrochen über die gesamte Ausdehnung der Endfacetten der Rasierklingen-Schneidkante erstrecken.
Zur besseren Verdeutlichung ist die Erfindung im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel 1 Handelsübliche Doppelschneiden-Rasierklingen aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von etwa 0,1 mm wurden gemäß dem Reinigungsschritt 2 gereinigt und in einer Vakuumkammer praktisch der Art gemäß Fig. 2 gehaltert. Das vorliegende Beispiel sowie die folgenden Beispiele werden im Zusammenhang mit der Vorrichtung gemäß Fig. 2 erläutert. Jeweils eine Schneidkante einer-Doppelschneiden-Klinge wurde auf der Substratelektrode 20 so angeordnet, daß sie der Elektrode 56 und der Prallplatte 57 zugewandt war. Die bei diesem Beispiel angewandten Betriebsparameter sind nachstehend in Verbindung mit den einzelnen, vorher beschriebenen Verfahrens schritten aufgeführt: Oberflächenvorbehandlung 10 Anfangsunterdruck 10 6 Torr Argondruck 1 - 2 (10)-6 Torr Hochfrequenzleistung 400 W Eigenvorspannung 1 kV (Gleichstrom) Zerstäubungszeit 5 min Vorreinigung der Prallplatte 57 Argondruck zwischen 5 und 7 (10)-) Torr Hochfrequenzleistung 1,4 KW Eigenvorspannung 2,2 kV (Gleichspannung) Erste Zerstäubungsablagerung Material der Prallplatte 57 Synthetischer Saphir (Linde), bestehend im wesentlichen aus einem Sechseck-Kristallgittergefüge aus Al2O3, hergestellt von der Firma Linde Crystal Products Division of Union Carbide.
Prallplattenabmessungen 100 mm Burchmesser und 6,35 mm Dicke Argondruck 5 - 7 (10) ³ Torr Hochfrequenzleistung 1,4 kW Eigenvorspannung 2,2 kV (Gleichspannung) Zerstäubungszeit etwa 7,5 min Zerstäubungsgeschwindigkeit etwa 30 Å pro min Überzugs dicke 200 bis 300 i Zweite Zerstäubungsablagerung Material der Prallplatte 57 reines Chrom Vorreinigung der Prallplatte Argondruck 5 - 7 (10)³ Torr Hochfrequenzleistung 1,4 kW Elektroden-Lgenvorspannung 2,2 kV (Gleichspannung) Vorreinigungszeitspanne 1 min Zerstäubungsablagerung Argondruck 5 - 7 (10)³ Torr Leistung 1 kW Eigenvorspannung 2,2 kV (Gleichspannung) Behandlungszeitspanne 10 sec Zerstäubungsgeschwindigkeit etwa 180 i pro min Überzugsdicke etwa 30 Å Danach wurde der dritte Ablagerungsschritt durchgeführt, bei dem ein Überzug aus Polytetrafluoräthylen auf die Klingenoberfläche aufgetragen wurde. Mittels üblicher Versuchsverfahren wurden ein niedriger Reibungskoeffizient und eine erhöhte Betriebslebensdauer der Rasierklinge festgestellt.
Beispiel 2 Bei diesem Beispiel wurden die Bedingungen gemäß Beispiel 1 mit Ausnahme der Zerstäubungsätzzeit, die von 5 Minuten auf 1 Minute verkürzt wurde, wiederholt. Hierbei wurden bezüglich der Rasierleistung des Endprodukts nach der Auftragung des endgultigen Gleitmittel-Überzugs aus Polytetrafluoräthylen die gleichen Ergebnisse erzielt.
Beispiel 3 Unter Verwendung der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 1 und 2 wurde die Rasierklingen-Schneidkante unter den folgenden Bedingungen durch Zerstäubung geätzt: Hochfrequenzleistung 200 W Argondruck 1 (10) ³ Torr Eigenvorspannung 1 kV (Gleichspannung) Zerstäubungsätzzeit 5 min Vorreinigung der Prallplatte Prallplattenmaterial Quarz Argondruck wie Beispiel 1 Hochfrequensleistung t tt Vorreinigungszeitspanne 1l Eigenvorspannung tI Erste Zerstäubungsablagerung Argondruck wie Beispiel 1 Hochfrequenzleistung " " " Zeitspanne " " " Eigenvorspannung " " " Dicke etwa 200 i Zweite Zerstäubungsablagerung Prallplattenmaterial reines Chrom Vorreinigungsbedingungen wie bei der Vorreinigung der Prallplatte für die erste Ablagerung Zerstäubungsablagerung Argondruck wie Beispiel 1 Hochfrequenzleistung " " Zersdtäubungszeitspanne " " " Eigenvorspannung " Überzugs dicke etwa 30 i Die bei diesem Beispiel hergestellte Rasierklinge besaß eine ähnliche Rasierleistung wie die Rasierklingen gemäß Beispiel 1 und 2, und sie zeigte ähnliche verbesserte Reibungs- und Lebensdauereigenschaften. (Anmerkung: In den Beispielen 1 bis 3 wurde ein 6- Zoll-Bendix-Diffusionspumpensystem mit Blüssigstickstoff-Prallplatte zur Erzeugung der gewünschten Unterdruclnwerte benutzt, und bei allen drei Beispielen betrug der Abstand von der Prallplatte zu den Rasierklingen etwa 50,8 mm).
Wie vorstehend erläutert, können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und den in den Beispielen beschriebenen Methoden Rasierklingen mit verbesserten Rasureigenschaften hergestellt werden. Die gemäß der vorstehenden Offenbarung durchgeführten Verfahren liefern Rasierklingen, welche die Güte der handelsüblichen Rasierklingen erreichen und in einigen Fällen bei weitem übertreffen. Obgleich die Vorrichtung gemäß Fig. 2 für industrielle Fertigungsanlagen verwendbar ist, speziell wenn sie so abgewandelt ist, daß sie mehr als eine Prallplatte und/oder mehr als einen einzigen Klingenhalter mit zugeordneter Vorschub- bzw. Fortschaltausrüstung aufweist, ist diese Vorrichtungsart den Fertigungserfordernissen einer großen Rasierklingenherstellerfirma nicht am besten angepaßt. Wenn man berücksichtigt, daß bei der Massenfertigung täglich mehr als 2 bis 3 Millionen Rasierklingen nach dem in Fig. 1 umrissenen Verfahren behandelt werden müssen, läßt sich erkennen, daß eine die Fertigungsgeschwindigkeit und mithin den Endausstoß an fertigen Rasierklingen erhöhende Konstruktion von besonderem Nutzen und von besonderer Bedeutung ist. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß durch die Zugabe gewisser reaktionsfähiger Gase, z.B. Sauerstoff, zur Zerstäubungskammer während der Zerstäubungsablagerung des feuerfesten Stoffs unter entsprechend gewählten Betriebsbedingungen die Zerstäubungsgeschwindigkeit wesentlich erhöht und dabei die ffir die Zerstäubung erforderliche Gesamtzeit verkürzt wird. Jede derartige Verkürzung der für die Durchführung des Verfahrens erforderlichen Gesamtzeit bei der Herstellung von buchstäblich Millionen von Rasierklingen ist für die Gesamtfertigungskosten des Produkts von äußers-ter Bedeutung.
Fig. 3 veranschaulicht nun eine Vorrichtung, die sich besonders für die Herstellung von Rasierklingen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eignet. Diese Vorrichtung ermöglicht die kontinuierliche, schrittweise Chargenbehandlung einer großen Zahl von Rasierklingen unter Aufrechterhaltung der extremen Anforderungen an die Sauberkeit der Prallplatten und der verwendeten Vakuuinkammer und unter Begrenzung der Notwendigkeit für das wiederholte Belüften der Zerstäubungsablagerungskammer vor dem Eintritt des Produktes in diese und nach dem Austritt des Produktes aus diesen Kammern.
Fig. 3 veranschaulicht also eine beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung, die in erster Linie für die kontinuierliche, chargenweise Behandlung von Rasierklingen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgelegt ist. Bei dieser Vorrichtung stellen Kammern 10, 11, 12 und 24' die für die Durchführung des Verfahrens erforderlichen Unterdruck- bzw. Vakuumkammern dar. Diese Kammern sind durch zwischen den Kammern 10, 11 und 12 bzw. 24' angeordnete Vakuumschleusen 21', 22' bzw. 23' miteinander verbunden. Die Eintritts- und Austritts-Vakuumschleusen 21 bzw. 24 dienen zur Einführung der Rasierklingen in die Vakuumkammer 10 und für den Austritt der Rasierklingen aus der Vakuumkammer 24' Jeder Valcuumkammer ist ein als Pumpe A 27, B 28, C 29 und Pumpe D 30 dargestelltes Unterdrucksystem zugeordnet, wobei diese Pumpen die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen, in der vorstehenden Beschreibung und in Verbindung mit den Beispielen 1 bis 3 angegebenen Unterdruckvrerte erzeugen können müssen. Bei der dargestellten Ausführungsform bewegt sich das Klingensubstrat 20 der Reihe nach durch die Kammern, bis es über die Vakuumschleuse 24 aus der letzten Vakuumkammer 24' austritt. Hierbei ist zu beachten, daß bei einem kontinuierlich arbeitenden Chargensystem stets in einer vorgegebenen Kammer eine Charge von auf der Substratelektrode 20 montierten Rasierklingen vorhanden ist, und daß nur zu Beginn und zum Ende jedes kontinuierlichen Produktionsvorganges bestimmte Kammern ohne eine derartige Rasierklingencharge sind.
Die Kammer 10 weist in ihrem Inneren zwei Elektroden 42, 42' auf, die durch Hochfrequenz-Abschinungen 45,/bzw. 45' umschlossen sind. Die beiden Elektroden 42, 42' dienen zur gleichzeitigen Behandlung beider Schneidkanten von doppelseitigen Rasierklingen oder jeweils der Einzelschneidkanten von Rücken an Rücken am Substrathalter 20 verspannten Binzelschneiden-Klingen. Durch diese gleichzeitige Behandlung beider Schneidkanten wird die für die Durchführung des Verfahrens erforderliche Zeit beträchtlich herabgesetzt. Die Vakuumkarnmer 10 steht die Situation dar, in welcher die Zerstäubungsätzung der Rasierklingen-Schneidkanten durchgeführt wird, so daß die Entfernung von Verunreinigungen und die Abtragung von Schneidkantenmaterial in einer einzigen Kammer erfolgt, wodurch jeglicher Einfluß derartiger Verunreinigungen auf die Ablagerungsvorgänge im Verfahrensverlauf ausgeschaltet wird. Die Substratelektrode 20 ist an die Impedanz-Anpaßeinheit 33 angeschlossen und von einer Hochfrequenz-Abschftmung 49 umgeben. Auf ähnliche Weise weist die Vakuumkammer 11 zwei Hochfrequenz-Elektroden 43,'43' auf, welche von jeweils zugeordneten Abschirmungen 46 bzw. 46' umschlossen sind. Der Substrathalter 20 ist mittels einer Leistung 51 an die Wand der Kammer 11 angekoppelt, wobei diese Kammer 11, ebenso wie die anderen Kammern 10, 12 und 24' jeweils an Vorrichtungsmasse angeschlossen sind. Bei der Vakuumkammer 11 sind beide Hochfrequenz-Elektroden 43, 43' zur Gewährleistung ihrer Hochfrequenzleistungserregung an die Impedanz-Anpaßeinheit 33 angeschlossen. Dies steht im Gegensatz zur Vakuumkammer 10, bei welcher die beiden Elektroden 42, 42' über Leitungen 50 bzw. 50' mit den Kammerwänden verbunden sind, die, wie erwähnt, an Masse liegen. Prallplatten 40, 40' sind auf die gleiche Weise an den Hochfrequenz-Elektroden 43, 43' befestigt, wie dies in Verbindung mit der Prallplatte 57 und der Elektrode 56 gemäß Fig. 2 beschrieben wurde. Die Vakuumkammer 11 dient zur Durchführung der ersten Ablagerungsbeschichtung, so daß die Prallplatten aus dem feuerfesten Stoff o.dgl. Material bestehen, welches zuerst auf die Klingenschneidkanten aufgetragen werden soll, um bestimmte, wunschenswerte Eigenschaften der Rasierklinge zu erzielen. Die nachgeschaltete Vakuumkammer 12 ist ähnlich aufgebaut wie die Vakuumkammer 11. In die Vakuumkammer 12 sind Hochfrequenz-Elektroden 44, 44' mit zugeordneten Hochfrequenz-Abschirmungen 47 bzw. 47' eingebaut. An den Stirnflächen dieser Elektroden sind Prallplatten 41, 41t befestigt, die aus dem beim zweiten Ablagerungsvorgang aufzutragenden Material, d.h. Chrom oder einem anderen Material bestehen, welches die erforderliche Haftung sowohl gegenüber dem endgültigen Gleitmittel-Überzug aus Polytetrafluoräthylen als auch gegenüber dem beim ersten Ablagerungsschritt aufgebrachten Überzug besitzt. Die Substratelektrode 20 ist über eine Leitung 52 mit der Kammerwand verbunden, während die Hochfrequenzleistung an die Elektroden über Anschlüsse 37 und 38 angelegt wird. Inallen Fällen werden zur Einführung und Herausführung von Leitungen und Anschlüssen in den Vakuumkammern entsprechende Hochfrequenzanschlüsse und die erforderlichen Dichtungen vorgesehen. Die Vakuumkammer 24' weist schließlich keine eingebaute Elektrodenkonstruktion auf, da sie lediglich als Austrittskammer für das Produkt benutzt wird. Die Verwendung einer getrennten Austritts-Vakuumkammer 24' ermöglicht die Aufrechterhaltung eines sauberen Zustands in beiden Vakuumkammern 11 und 12 sowie einer Herabsetzung der Evakuierzeitpunkte auf ein Mindestmaß. Die Vakuumschleusen 21, 21', 22, 23, 24 bestehen im wesentlichen aus Ventilschieberklappen, welche den Durchgang der Klingenhalter in die und durch die einzelnen, der Reihe nach angeordneten Kammern bis zu ihrem endgültigen Austritt über die letzte Vakuumkammer 24 ermöglichen. Zwischen den Vakuumkammern 12 und 24' kann eine weitere Vakuumkammer zum Zerstäuben des Gleitmittel-Überzugs,falls dieser Verfahrensschritt durchgeführt werden soll, vorgesehen sein, doch ist darauf hinzuveisen, daß die Einrichtung zum Auftragen dieses Gleitmittel-Überzugs keinen wesentlichen Teil der Erfindung darstellt, sondern vielmehr einen für die Bildung des Endprodukts erforderlichen Verfahrensschritt bildet.
Die Hochfrequenzene;ie wird wiederum von einer 13,56 MHz-Energiequelle gelief-ert, welche die Elektroden 43, 43', 47, 47' sowie die Substratelektrode 20 in der Vakuumkammer 10 mit der erforderlichen Energie versorgt. Die Hochfrequenzleistung wird über die genannten Leitungen 34 - 38 zu den erwähnten Elektroden und zur Substratelektrode 20 zugeführt. Die Schalteinheit 32 dient dazu, die Hochfrequenzleistungszufuhr durch den Hochfrequenz-Generator 31 zum gewünschten Zeitpunkt zu unterbrechen und weiterhin entweder Hochfrequenzenergie an die verschiedenen Leitungen anzulegen oder die Anlegung zu unterbrechen, wenn dies der jeweilige Verfahrensschritt verlangt. Zur kurzen Erläuterung der Funktion der Schalteinheit sei darauf hingewiesen, daß bei dem in der Vakuumkammer 10 durchgeführten Zerstäubungsätzvorgang Hochfrequenzenergie an der Leistung 34 anliegt. Wenn die aufeinaner olgenden Zerstäubungsablagerungsschritte in den Vakuumkav ern 11 und 12 durchgeführt werden, wird die gleiche Hochfrequenzleistung an den entsprechenden Leitungen 34 - 38 angelegt. Die Impedanz-Anpaßeinheit 33 weist getrennte Anpaßeinrichtungen für jede der in das Verfahren eingeschalteten Elektroden auf. Selbstverständlich kann diese Einheit aus einem einzigen Gerät mit verschiedenen, an die Leitungen 34 - 38 angeschlossenen Zuleitungen oder Anzapfungen bestehen, doch hat es sich als wirtschaftlicher und konstruktiv einfacher erwiesen, jeweils eine getrennte Impedanz-Anpaßeinrichtung innerhalb der Einheit 33 vorzusehen, um die jeweiligen Elektroden während des betreffenden Verfahrensschritts einzeln anzupassen.
Die Gleichspannung- Meßeinheit 48 dient zur Überwachung der Eigenvorspannung, die während des Hochfkequenz-Zerstäubungsvorgangs an jeder der Beitungen 34 - 38 erzeugt wird. Wie erwähnt, erzeugt jede der den Hochfrequenzleitungen zugeordneten Elektroden eine von der Größe der angelegten Leistung und anderen Betriebsparametern des Systems abhängende Eigenvorspannung. Neben den für die Durchführung des erfahren mittels der Vorrichtung gemäß Pig. 3 erforderlichen äußeren Einheiten ist aus ähnlichen Gründen wie den vorher in Verbindung mit der Vorrichtung gemäß Fig. 2 beschriebenen eine Stickstoff-Belüftungseinheit vorgesehen, mit welcher die Unterdruekkammern durchgespült werden können und der Unterdruckpegel vor dem Öffnen der Kammern nach deren Evakuierung angehoben werden kann. Außerdem ist eine Argoneinheit 25 vorgesehen, welche die in das Zerstäubungsverfahren einbezogenen Vakuumkammern, nämlich die Kammern 10, 11 und 12, mit dem ionisierbaren Gas beschickt. Schließlich liefert eine Kühlmittel einheit 26 entweder Wasser oder ein anderes Kühlmittel, wie Äthylenglykol, zur einwandfreien Kühlung der Hochfrequenzel ektroden und anderer Elemente, welche bei der Durchführung Qer beschriebcnen Verfahrensschritte thermischen Problemen unterworfen sein können.
Im folgenden ist die Arbeitsweise gemäß Fig. 3 kurz,erläutert: Zunächst wird ein Rasierklingenstapel in einer Vorrichtung ähnlich derjenigen gemäß Fig. 6 verspannt, wobei die Rasierklingen in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind, so daß beide Schneidikanten der Rasierklingen im Fall von doppelseitigen Klingen oder die in entgegengesetzte Richtungen weisenden Schneidkanten im Fall von Einzelschneidenklingen 101 den Zerstäubungs- oder Zerstäubungsätzelektroden zugewandt sind. Die erste Klingencharge wird über die Vakuumschleuse oder das Schieberventil 21 in die Vakuumkammer 10 eingeführt. Sobald sich die Charge in dieser Kammer befindet, wird der Druck des gesamten Systems aus den Kammern 10, 11, 12 und 24' auf einen Unterdruck von etwa 10 6 Torr reduziert. Sodann wird über die Argoneinheit 25 Argongas in die Unterdruckkammer 10 eingeleitet, so daß bei der Anlegung von Hochfrequenzenergie an die Leistung 34 ein Plasma gebildet wird und Material sowie Verunreinigungen von den freiliegenden Schneidkanten der Rasierklingen durch Zerstäubung abgetragen. werden Im Anschluß hieran wird die Vakuumkammer 10 wiederum auf den Unterdruck von 10 6 Torr evakuiert, und die Vakuumschleuse 21' wird geöffnet, um die Rasierklingen mit Hilfe entsprechender Träger zur Vakuumkammer 11 zu überführen. Ähnlich wie bei der vorstehend beschriebenen Arbeitsreihenfolge des Zerstäubungsätzens der Rasierklingen in der Kammer 10 wird bei gleichzeitiger Anlegung von Hochfrequenzenergie an die Leitungen 35, 36 Argongas mittels der Argoneinheit 25 in die Vakuumkammer 11 eingeleitet. Hierbei entsteht wiederum ein Plasma. Da in diesem Fall jedoch die Elektroden 43, 43' und deren Prallplatten 40 und 40' nunmehr an Hochfrequensleistung liegen, findet die Zerstäubung von der Prallplatte zu den Klingenschneidkanten hin statt. Da die Elektroden, an welche die Hochfrequenzenergie angelegt ist, eine negative Eigenvorspannung annehmen, werden die im Plasma durch Kollision mit den energetischen Elektronen erzeugten positiven Ionen an die Prallplatten 40, 40' angezogen, wodurch von deren Oberflächen Material abgetragen und infolgedessen energetisch auf den die Klingenschneidkanten bildenden Schnittflächen abgelagert wird. Die Vakuumkammer 11 wird wiederum auf den Wert von 10 6 Torr evakuiert und die zugeordnete Vakuumschleuse 22 wird zum Durchtritt der Rasierklingen zur Vakuumkammer 12 geöffnet.
Beim zweiten Ablagerungsvorgang werden in der Vakuumkammer 12 die gleichen Verfahrensschritte wiederholt, wie sie beim ersten Ablagerungsvorgang in der Vakuumkammer 11 durchgeführt wurden, wobei eine Rasierklinge erhalten wird, die auf ihrer endgültigen bzw. eigentlichen Schneidkante und den diese Schneidkante bildenden facetten bzw. Flächen zwei Überzüge aufweist. Nach diesem letzten Ablagerungsschritt wird die VaMuumkammer 12 wiederum auf 10 6 Torr evakuiert, und die Rasierklingen werden über die Vakuumschleuse 23 zur letzten Vakuumkammer 241 überführt. Selbstverständlich werden die Schleusen 21, 21', 22, 23 nach dem Durchlauf der Rasierklingen zur nächsten Vakuumkammer jeweils wieder geschlossen. Nach der Einführung der Rasierklingen in die Vakuumkammer 24' wird letztere mittels der Stickstoff-Belüftungseinheit 29 auf Atmosphärendruck belüftet, worauf die Vakuumschleuse 24 zum Austragen der Rasierklingen aus dem System geöffnet wird. Da die Rasierklingen, wie erwähnt, jeweils aus einer Vaku'mkammer zur nächsten überführt werden, werden jeweils neue Rasierklingen von der vorgeschalteten Vakuumkammer zugeführt, wodurch ein kontinuierlich und schrittweise arbeitendes Chargenbehandlungsverfahren gebildet wird. Die Betriebsparameter, d.h.
Vakuum, Zeitspannen, Leistung und Eigenvorspannung, entsprechen praktisch den in Verbindung mit den Beispielen 1 - 3 und in der vorhergehenden Beschreibung genannten Faktoren, und der Unterschied besteht lediglich darin, daß jeder Verfahrensschritt in einer getrennten Kammer und nicht in einer einzigen Kammer durchgeführt wird, die ein wiederholtes Öffnen und Schließen des Systems mit der davon herrührenden Anfälligketi für Verschmutzung bedingt. Der Betrieb einer derartigen Vorrichtung ist für den Fachmann offensichtlich, wenn er von den wesentlichen Betriebsparametern und Bedingungen Kenntnis erlangt hat. Hierbei sei darauf hingswiesen, daß die USA-Patentanmeldung Serial Nr.144,510 vom 18.Mai 1971 / +) ein zweckmäßiges System zur Durchführung des vorstehend offenbarten lediglich nötig, die Prallplattenmaterialien und die Betriebskontinuierlichen Chargenverfahrens beschreibt. Dabei ist es parameter entsprechend den Merkmalen des erfindungsgemäßigen Verfahrens anzupassen.
Bezüglich des kontinuierlichen Chargenverfahrens gemäß Fig. 3 und den Einzelchargenverfahrens nebst der entsprechenden Vorrichtung gemäß Fig. 2 sei auf deren Anwendbarkeit auf streifenförmige Rasierklingen, d.h. Rasierklingenstreifen hingewiesen, die jeweils aus einem ununterbrochenen Streifen vorbestimmter Länge entsprechend einer bestimmten Zahl von Schneidkanten, wie sie normalweise an einzeln bemessenen Rasierklingen vorhanden sind, bestehen. Im Betrieb werden diese ununterbrochenen Streifen jeweils über ein vborbestimmtes Stück vorgeschoben, welches praktisch einer Schneidkantenlängs einer einzelnen Rasierklinge entpsricht. Bei der Ablarung von Überzügen bzw., genaur gesagt, beim Aufbringen von Überzügen durch Zerstäubungsablagerung auf derartige Schneidkanten wird ein ununterbrochenes Rasierklingen-Stahlband verwendet, dasa oftmals kilometerlang oder nahezu kilometerlang ist. In einer früheren USA-Patentanmeldung ist die Konfiguration einer einzigen Prallplattenielektrode beschreiben, mit deren Hilfe durch Zerstäubungsablagerung Überzüge auf einen Streifen aus Rasierklingenstahl aufgebracht werden können. Infolge der begrenzten +) (Patent-Nr. 3,775,285) Abmessungen der Prallplatte muß jedoch der Klingenstreifen während es des Zerstäubungsvorgangs unter der Prallplatte gedreht werden, wodurch der Wirkungsgrad und die Ausstoßleistung des Verfahrens stark beeinträchtigt werden. Während bei der Vorrichtung gemäß Fig. 2 hauptsächlich wegen der begrenzten Abmessungen dieser Unterdruckkammern immer noch ein Drehen des Rasierklingenstreifens unter der Prallplatte 57 erforderlich wäre, um eine zufriedenstellend gleichmäßige und ununterbrochene Zerstäubungsablagerungsbeschichtung zu erreichen, eignet sich die kontinuierlich und chargenweise arbeitende Vorrichtung gemäß Fig. 7 wesentlich wirksamer zur Behandlung dieser Art von Rasierklingenmaterial.
In den Fig0 7 - 9 sind beispielhafte Ausfühungsformen für Vorrichtungen zur Halterung von ununterbrochenen Rasierklingenstreifen während des Zerstäubungsvorgangs dargestellt. Infolge der großen Prallplattenabmessungen, die in der Vakuwnkammer 10, 11, 12 5er genannten Vorrichtung verwendet werden können, kann eine vollständige Spirale aus Rasierklingenbandstahl in einer den Zerstäubungs-Prallplatten gegenüberliegenden Lage angeordnet werden, so daß die Schneidkanten während des Zerstäubungsvorgangs nicht mehr quer über die Fläche der Prallplatte gedreht zu werden brauchen. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, in der Vorrichtung gemäß den Fig. 7 - 9 mehr als eine Spirale der Rasierklingenstreifen anzuordnen und diese in entgegengesetzte Richtungen weisend auszurichten, so daß aus der Donpelelektrodenallordnung gemäß Fig. 3 Nutzen gezogen werden kann. Auf diese Weise wird eine wesentliche Verbesserung des Wirkungsgrads und der Gleichmäßigkeit des Zerstäubungsverfahrens bei Anwendung auf Rasierklingen-Bandstahl erreicht, da nämlich insgesamt vier ortsfeste Spiralen gleichzeitig beschichtet werden können, während bisher eine einzige Spirale unter einer Prallplatte in Drehung versetzt werden mußte. Die Vorrichtung zur Halterung des Rasierklingenstreifens weist zwei Ausnehmungen auf, in welche der Streifen in spiralig aufgerollter Konfiguration eingesetzt werden kann und Cie dann mittels eines Spannrings verspannt werden können, so daß die Schneidkanten der Rasierklingenstreifen in entgegengesetzte Richtungen weisen. Es hat sich hierbei herausgestellt, daß das Rasierklingen'iiaterial derart in die Ausnehmungen eingesetzt werden sollte, daß es um höchstens 0,13 mm über die Oberseite des Halters 110 hinausragt, wobei eine gleichmäßige Beschichtung der die Klingenschneidkanten bildenden Flächen gewährleistet wird. Obgleich weniger wichtig als der Überstand der Schneidkanten über die Oberseite des Halters 110, hat es sich auch gezeigt, daß die Abmessungen der inneren Nabe, mit dem Durchmesser D1 bezeichnet, und des Außenrings, mit dem Durchmesser D2 bezeichnet, von Bedeutung sind, Im allgemeinen sollte der diametrale Abstand von der Außenseite des durch den Durchmesser D2 gebildeten Umfangs zur Außenkante der Rasierklingenspirale zwecksmäßig zwischen 25,4 mm und 50,8 mm liegen und die innere Nabe einen Durchmesser von etwa 127 -228,6 mm besitzen. Diese Abmessungen können jedoch selbstverständlich in Abhängigkeit von der in der Rasierklingenstreifenspirale unterzubringenden Menge an Rasierklingenstahl und den Abmessungen der Zerstäubungskammern geändert erden. Die tiajter 110 in Verbindung mit dem Spannband 111 werden ihrerseits in eine zweite Vorrichtung 112 eingesetzt, die dann tatsächlich in die kontinuierlich und chargenweise arbeitende Vorrichtung eingeführt wird. Die Haltevorrichtung 112 wird sodann durch zweckmäßige Antriebs einrichtungen zum Auftragen der gegewünschten Überzüge durch die verschiedenen Kammern hindurchgefördert.
Wie im Beispiel 1 erwähnt, hat es sich gezeigt, daß das beim ersten Zerstäubungsablagerungsschritt auf die Substratoberfläche aufgetragene Material ein Kristallgefüge von Sechseckgitterform mit einer bevorzugten Orientierung besitzt. Außerdem hat es sich bei einer Mikrosondenanalyse, d.h. durch Untersuchung der emittierten Röntgenstrahlen bei Bestrahlung des Materials mittels eines Elektronenstrahls, herausgestellt, daß dieses Material innerhalb der Meßgenauigkeit der Mikrosondenvorrichtung in elementarer Form aus reinem A1203 besteht.
Diese beiden Faktoren bezüglich der Morphologie des Überzugs und der Reinheit seiner Bestandteile zeigen, daß das aus der Prallplatte 57 auf das Substrat übertragene Material offensichtlich aus dem gleichen synthetischen Saphir besteht, aus dem die Prallplatte gebildet ist. Neben einem neuartigen Verfahren zum Aufbringen von feuerfestem Stoff auf Rasierklingen und insbesondere auf deren Schneidkanten sowie für die anschließende Vorbehandlung dieser Flächen für den Auftrag eines Gleitmittels wird mit der Erfindung außerdem noch ein Verfahren zum Aufbringen eines Überzugs aus Korund oder synthetischem Saphir auf die Oberfläche eines Substrats geschaffen.
Obgleich der Mechanismus dieser Materilübertragung durch Zerstäubungsablagerung noch nicht vollständig bekannt ist, wird angenommen, daß die Energien der Atomgröße besitzenden, von der Oberfläche der Prallplatte 57 abgetragenen Teilchen oder Moleküle in einem solchen Bereich liegen, daß sie die gewünschte Kristallstruktur auf der Substratoberfläche bilden. Die Eigenschaften des feuerfesten Prallplattenmaterials werden mithin in Form eines aus diesem Material gebildeten dünnen Films vollständig auf das Substrat übertragen. Dieses völlig unerwartete und überraschende Ergebnis des beschriebenen Verfahrens zur Herstellung von Rasierklingen ist folglich ohne weiteres auch auf andere Zwecke anwendbar. Es erweist sich dabei als möglich, Saphir oder einen anderen Stoff mit Hilfe von Zerstäubungsablagerungseinrichtungen von einer Prallplatte auf ein Substrat zu übertragen, wobei dieses Substrat aus einem beliebigen Element bestehen kann, auf welchem Überzüge aus feuerfesten Stoff im Hinblick auf die Verschleißfestigkeit, auf die dielektrischen Eigenschaften oder aus anderen zweckmäßigen Gründen vorteilhaft sind.
Zusammenfassend wird mit der Erfindung somit ein Verfahren geschaffen, bei dem die durch zwei einander schneidende Flächen gebildete Schneidkante eines Schneidgeräts durch Zerstäubungsablagerung mit einem feuerfesten Stoff beschichtet wird, auf den sodann durch Zerstäubungsablagerung ein Uberzug aus einem Material aufgebracht wird, welches einem endgültigen bzw. abschließenden Gleitmittel-Überzug die erforderliche Adhäsion bietet.

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h e

17 Verfahren zur Herstellung mindestens eines Schneidge-Täts mit einer durch zwei einander schneidende Flächen gebildeten Schneidkante aus einem Material, das gegenüber einem Gleitmittel nur begrenzte Adhäsion besitzt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß auf die Schneidkante ein Überzug aufgebracht wird, welcher dem Gleitmittel die erforderliche Adhäsion bietet, und daß die Schneidkante sodann mit dem Gleitmittel beschichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überzug aus einem feuerfesten Stoff aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als feuerfester Stoff Glas, Quarz, Korund, Alwniniumoxid bzw. Tonerde, Berylliumoxid, Siliziumkarbid, Bornitrid oder Wolframkarbid verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als feuerfester Stoff synthetischer Saphir verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel ein polymerer Stoff ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleitmittel Polytetrafluoräthylen, Polypropylen, Polyhexafluorpropylen, Polychlortrifluoräthylen oder Polyäthylen verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleitmittel IIischpolymere und Telomere von Polymeren von Polytetrafluoräthylen, Polypropylen, Polyhexafluorpropylen, Polychlortrifluoräthylen oder Polyäthylen verwendet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleitmittel Polytetrafluoräthylen verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daB der aufgetragene Überzug aus einem metallhaltigen Material besteht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus Chrom, Platin, Titan, Aluminium oder Basen besteht.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einer Legierung aus metallischem Chrom, Platin, rnitarl oder Eisen besteht.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß als Überzugsmaterial Chrom verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug in einer solchen Dicke abgelagert wird, daß er dem anschließend aufgebrachten Gleitmittel Adhäsion bietet.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug mit einer Dicke von etwa 25 Q aufgebracht wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel mit einer Dicke von mindestens 1000 Å aufgebracht wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der feuerfeste Stoff in From eines Überzugsmit einer Dicke von etwa 300 Å aufgebracht wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der verzug durch Zerstäubungsablagerung auf die Schneidkante aufgebracht wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der feuerfeste Stoff als auch der Überzug durch Zerstäubungsablagerung auf die Schneidkante aufgebracht werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der feuerfeste Stoff als auch der Überzug durch Hochfrequenz-Zerstäubung auf die Schneidkante aufgebracht werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 19, dadurch gekennzeichnet, draß der feuerfeste Stoff eine Aluminiumoxidverbindung ist, die durch Zerstäubungsablagerung von Aluminium in einer Sauerstoffatmosphäre gebildet worden ist.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel durch Zerstäubungsablagerung auf dem Überzug abgelagert wird.
22. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdicke des abgelagerten feuerfesten Stoffs und des Überzugs auf den zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Schärfegrads der Schneidkante erforderlichen Wert beschränkt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdicke des abgelagerten feuerfesten Stoffs und des Überzugs etwa 500 A beträgt.
24. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des feuerfesten Stoffs etwa 300 A und die Dicke des Ueberzugs etwa 25 Ä beträgt.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der feuerfeste Stoff in der Weise durch Zerstäubungsablagerung auf die Schneidkante aufgetragen wird, daß zunächst d.as Schneidgerät in eine evakuierte Kammer mit einer Elektrode eingebracht wird, an welcher eine Prallplatte aus- dem feuerfesten Stoff angebracht ist, sodann ein ionisierbares Gas in die Kammer eingeleitet und durch Anlegung eines Hochfrequenzpotentials zwischen die Elektrode und die Klinge bzw. das Schneidgerät ein Plasma erzeugt wird und schließlich auf der Schneidkante Teilchen abgelagert werden, die von der Prallplatte durch den Aufprall von im Plasma bei der Kollision von durch Hochfrequenz erregten oder angeregten Elektroden und Molekülen des ionisierbaren Gases gebildete Gas ionen abgetragen werden.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer auf etwa 10 6 Torr evakuiert wird und daß das ionisierbare Gas bis zu einem Druck von etwa 5 - 8 (10) Torr eingeleitet wird.
27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß als feuerfester Stoff synthetischer Saphir verwendet wird, daß das ionisierbare Gas Argon ist und daß die Schneidkante etwa 50,8 mm von der Prallplatte entfernt angeordnet wird, wobei die Schneidkantenspitze praktisch in einer parallel zur Prallplatte liegenden Ebene angeordnet ist und der feuerfeste Stoff mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 ß pro min während einer Zeitspanne von etwa 5 - 10 min-abgelagert wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß eine Frequenz von 13,56 MHz angewandt wird und daß das Schneidgerät vor der Ablagerung des feuerfesten Materials durch Zerstäubung geätzt und während dieses Vorgangs eine Blende oder Maske zwischen die Prallplatte und die Schneidkante eingefügt wird.
29. Verfahren nach Anspruch 28, da durch gekennzeichnet, daß eine Kondensatoreinrichtung in Reihe zwischen das Schneidgerät und das Hochfrequenzpotential eingeschaltet und die Blende oder Maske während des Zerstäubungsätzens an Masse angelegt wird und daß bei entfernter Blende oder Maske das Hochfrequenzpotential an die Elektrode angelegt und das Schneidgerät für die Zerstäubungsablagerung an Masse gelegt wird.
30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte vor dem Zerstäubungsätzen vorgereinigt wftd und daß während der Vorreinigm g die Blende oder Maske eingefügt, das Hochfrequenzpotential an die Elektrode angelegt und die Blende oder Maske mit Masse verbunden wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß während der Vorreinigung, der Zerstäubungsätzung bzw. der Zerstäubungsablagerung die folgenden Parameter aufrechterhalten werden: Leistung etwa 400 W, 1,4 k--T bzw. 1,4 kr Eigenvorspannung der Elektrode etwa 1 kV, 2,2 kV bzw.

2,2 kV (Gleichspannung) Zeitspanne etwa 5 min, 1 min bzw.

5 - 10 min
32. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug durch Hochfrequenz-Zerstäubungsablagerung nach den Verfahrensschritten gemäß Anspruch 25 aufgetragen wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet daß das Schneidgerät eine Rasierklinge ist.
34. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante in einer ersten Vakuumkammer durch Zerstäubung geätzt wird, daß das Schneidgerät über eine Vakuumschleuse in eine zweite Vakuumkammer überführt wird, in welcher durch Zerstäubungsablagerung der feuerfeste Stoff auf die Schneidkante aufgetragen wird, daß das Schneidgerät sodann über eine zweite Vakuumschleuse zu einer dritten Vakuumkammer überführt wird, in welcher durch Zerstäubungsablagerung der Überzug aufgebracht wird, und daß das Schneidgerät schließlich iiber eine dritte Vakuumschleuse in eine vierte Vakuumkammer eingeführt wird, die auf Atmosphärendruck belüftet wird, so daß das Schneidgerät für die anschließende Beschichtung mit dem Gleitmittel ausgetragen werden kann.
35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasierklingen kontinuierlich und schrittweise durch die Vakuumkammern hindurchgeleitet werden.
36. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennseichnet, daß der feuerfeste Stoff aus einer Aluminiumoxidverbindung besteht, die dadurch auf der langgestreckten Schneidkante gebildet wird, daß sich das von einer Aluminium-Prallplatte zerstäubte Material mit dem in der Zerstäubungsatmosphäre vorhandenen Sauerstoff vereinigt.
37. Schneidgerät, gekennzeichnet durch eine langgestreckte Schneidkante mit engem Einschlußwinkel, die durch zwei einander schneidende Flächen aus einem £euarfesten Stoff gebildet wird, einen auf die Schneidkante aufgebrachten Überzug aus einem Material, das dem feuerfesten Stoff und einem Gleitmittel Haftung bzw. Adhäsion bietet, und einen Endüberzug aus einem Gleitmittel.
38. Schneidgerät nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der feuerfeste Stoff und der Überzug durch Zerstäubungsablagerung auf die Schneidkante aufgebracht worden sind.
39. Schneidgerät nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, daß der feuerfeste Stoff synthetischer Saphir ist.
40. Schneidgerät nach einem der Ansprüche 37 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß der feuerfeste Stoff aus Korund, Aluminiumoxid bzw. Tonerde, Glas, Quarz, Berylliumoxid, Siliziumkarbid, Bornitrid oder Wolframkarbid besteht.
41. Schneidgerät nach einem der Ansprüche 37 bis 40, dadurch -gekennzeichnet, daß der feuerfeste Stoff durch Hochfrequenzzerstäubung auf der Schneidkante abgelagert worden ist.
42. Schneidgerät nach einem der Ansprüche 37 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug durch Hochfrequenzzerstäu bung abgelagert worden ist.
43. Schneidgerät nach einem der Ansprüche 37 bis 42, dadurch gekennzeiqchnet, daß das Gleitmittel durch Hochfrequenzzerstäubung aufgetragen worden ist.
44. Schneidgerät nach einem der Ansprüche 37 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdicke des feuerfesten Stoffs und des Überzugs höchstens etwa 500 beträgt.
45. Schneidgerät nach einem der Ansprüche 37 bis 43, dadurch gekennzeiet, daß die Dicke des feuerfesten Stoffs etwa 300 i und die Dicke des Überzugs etwa 25 i beträgt.
46. Schneidgerät nach einem der Ansprüche 37 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß, die einander schneidenden Flächen gehonte Flächen sind und daß der enge Einschlußwinkel kleiner als etwa 300 ist.
47. Schneidgerät nach einem der Ansprüche 37 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß der enge Einschlußwinkel etwa 200 beträgt,
48. Schneidgerät nach einem der Ansprüche 37 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Rasierklinge aus rostfreiem Stahl ist.
49. Schneidgerät nach einem der Ansprüche 37 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Rasierklinge aus rostfreiem Stahl, Kohlenstoffstahl, Chromstahl, Wolframstahl, Molybdänstahl oder Chromnickelstahl ist.
50. Schneidgerät nach einem der Ansprüche 37 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Rasierklinge ist.
51. Verfahren zum Ablagern von Korund auf einem Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat in eine evakuierte Kammer eingebracht wird, die eine Elektrode aufweist, an der eine Prallplatte aus Korund angebracht ist, daß so dann ein ionisierbares Gas in die Kammer eingeleitet und ein Plasma erzeugt wird, indem ein Hochfrequenzpotential zwischen die Elektrode und das Substrat angelegt wird, und daß auf dem Substrat Teilchen abgelagert werden, die durch das Auftreffen der Gasionen, welche bei der Kollision zwischen den durch Hochfrequenz angeregten Elektronen und den ionisierten Gasmolekülen im Plasma erzeugt werden, von der Prallplatte abgetragen werden, wobei die abgetragenen Teilchen einen für die Bildung des gewünschten Kristallgefüges beider gewunschten Kristallorientierung ausreichenden Energiepegel besitzen.
52. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß -6 -die Kammer auf einen Unterdruck von etwa 10 6 Torr evakuiert wird und daß das Gas bis zu einem Druck von etwa 5 - 8 (10) 3 Torr eingeleitet wird.
53. Verfahren nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat eine Rasierklinge verwendet wird, die eine etwa 50,8 mm von der Prallplatte entfernt angeordnete und in einer parallel zur Oberfläche der Prallplatte verlaufenden Ebene liegende Schneidkantenspitze aufweist, und daß die Teilchen mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 i pro min abgelagert werden.
54. Verfahren nach einem der Ansprüche 51 bis 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzleistung etwa 1,4 ki; und die Eigenvorspannung der Elektrode etwa 1 kV (Gleichspannung beträgt.
55. Verfahren nach einem der Ansprüche 51 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß als das ionisierbare Gas Argon verwendet wird.
56. Verfahren nach einem der Ansprüche 51 bis 55, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus rostfreiem Stahl besteht.
57. Verfahren nach einem der Ansprüche 51 bis 56, dadurch gekennzeichnet, daß die abgelagerten Teilchen zumindest teilweise eine Morphologie mit Polykristallinität und bevorzugt gerichteter Orientierung besitzen.
58. Verfahren nach einem der Ansprüche 51 bis 56, dadurch gekennzeichnet, daß die abgelagerten Teilchen eine Korund entsprechende Morphologie besitzen.
59. Rasierklinge mit mindestens einer Schneidkante, gekennzeichnet durch einen durch Zerstäubungsablagerung aufgebrachten Überzug aus Korund auf der Schneidkante.
60. Klingenhalter zur Verwendung nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klingen derart in den Halteieinspannbar sind, daß nur ihre Schneidkanten über die Oberseite des Halters herausragen, wobei der die Klingen umschließende Umfangsrand des Halters so ausgelegt ist, daß er eine minimale Oberfläche besitzt, so daß die durch Zerstäubung auf die Klingen-Schneidkanten aufgetragenen bzw. an ihnen abgelagerten Teilchen einen ununterbrochenen, gleichmäßigen Überzug bilden.