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Hintergrund der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft eine CVD-Diamantrasierklinge.
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Das
Schneiden von menschlichem Haar durch Rasieren ist eine anspruchsvolle
und einzigartige Anwendung. Die Haare selbst werden nicht einfach
geschnitten, sondern können
gebogen werden und dann durch eine ungeeignete oder stumpfe Klinge
gezogen werden, was Schmerzen verursacht. Es wird im allgemeinen
akzeptiert, daß die
wichtigste Region der Rasierklinge die ersten 40–150 μm von der Schneidkante sind,
die sauber schneiden müssen,
keine dauerhafte Verformung unter den Schneidbelastungen zeigen
dürfen,
und dennoch so dünn
und reibungsfrei wie möglich
sein müssen.
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Herkömmliche
Rasierklingen bestehen aus Stahl und werden während des Haarrasierprozesses stumpf.
Techniken, um die Langlebigkeit von Stahlklingen zu verbessern,
umfassen die Anwendungen von harten Überzügen und die Behandlung des Stahls
durch zum Beispiel Ionenimplantation. Während diese Verbesserungstechniken
funktionieren, ist die Verbesserung der Langlebigkeit (die Dauer
der Zeit, in der die Klinge scharf bleibt) nur mäßig.
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In
US 4,720,918 wird angegeben,
daß bei herkömmlichen
Stahlrasierklingen der effektive Vollwinkel in einem Abstand von
etwa 40 μm
von der Spitze des Rasierers zurück
so niedrig wie möglich, konsistent
mit einer ausreichend festen Kante gehalten werden muß, und insbesondere
beträgt
dieser Winkel im allgemeinen 20° oder
weniger. Dies reduziert die Zugkraft an dem Haar, das geschnitten
wird, die sich andernfalls ergibt, wenn ein weiterer Klingenwinkel
verwendet wird, da die breitere Klinge es erfordert, daß ein breiter
Keilwinkel im Haar geöffnet
wird, wenn es durchschnitten wird. Dasselbe US-Patent schlägt vor,
daß für Materialien,
die härter
als Stahl sind, wie Saphir, Titankarbid und Diamant, die Klinge dünner gemacht
werden kann, mit einem kleineren Winkel an der Schneidkante der
Klinge. Es werden keine arbeitsfähigen
Beispiele solcher Klingen bereitgestellt.
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Es
ist erkannt worden, daß härtere Materialein
als Stahl, wie Keramik, im allgemeinen langlebigere Klingen ergeben.
Je härter
das Material ist, je länger
wird die Klinge halten, vorausgesetzt, die Kante wird nicht beschädigt oder
splittern.
FR 2 536 691 erkennt
diese Tatsache und zeigt verschiedene Gestaltungen von Diamantrasierklingen,
die aus mehreren Einkristallen aus Diamant bestehen, von denen jeder
eine geschärfte
Kante aufweist. Die Verwendung von mehreren Kanten ist jedoch beschränkt, da sie
eine sorgfältige
Fertigung und Ausrichtung erfordert, um eine einzelne durchgehende
gerade Kante ohne Stufen in den Regionen zu präsentieren, wo angrenzende Kristalle
verbunden sind.
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WO
93/00204 beschreibt eine Rasierklinge, die ein Substrat mit einer
keilförmigen
Schneidkante und eine Schicht aus Diamant oder einem diamantähnlichen
Material aufweist, die das Substrat überzieht und insbesondere die
Schneidkante überzieht. Das
Substrat oder Kern der Klinge stellt die benötigte Steifigkeit und Elastizität bereit,
und die Verschleißfestigkeit
wird durch den Diamantüberzug
erzielt. Im allgemeinen sind diese Überzüge sehr dünn, was sicherstellt, daß der Diamant
durch das Substratmaterial genau bis zur Schneidkante gehalten wird
und daß der Überzug den
Schneidkantenradius nicht nachteilig erhöht.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird eine
Rasierklinge durch eine dünne
Platte aus CVD-Diamant mit einer monolithischen länglichen Schneidkante
bereitgestellt, deren Länge
mindestens 10 mm beträgt.
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Wesentlich
für die
Klinge der Erfindung ist es, daß die
dünne Platte
aus CVD-Diamant besteht und sie eine monolithische längliche
Schneidkante aufweist. Die Schneidkante ist monolithisch und nicht durch
Bindungsregionen unterbrochen, wie jene in der Klinge aus
FR 2 536 691 . Die Schneidkante
wird vorzugsweise eine Länge
von mindestens 20 mm aufweisen. Die Rasierklingenlänge wird
typischerweise im Bereich von 30 bis 45 mm liegen.
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Die
Form der dünnen
Platte aus CVD-Diamant wird von der Anwendung abhängen, der
die Klinge unterworfen werden soll. Die Form wird im allgemeinen
so gestaltet sein, daß sie
mindestens eine gerade Schneidkante bereitstellt, und wird typischerweise
rechteckig, quadratisch oder dreieckig sein.
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Die
dünne CVD-Diamantplatte
wird typischerweise eine Dicke im Bereich von 50–400 μm, vorzugsweise 150–275 μm aufweisen.
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CVD-Diamant
ist, wie in der Technik bekannt ist, ein Diamant, der durch chemische
Gasphasenabscheidung hergestellt wird. Der Diamant kann ein Einkristall
oder polykristallin sein.
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Es
ist festgestellt worden, daß das
Profil der Schneidkantenspitze und die Region der dünnen Platte,
die zur Schneidkantenspitze führt,
von Wichtigkeit ist. In dieser Hinsicht wird es bevorzugt, daß der effektive
Vollwinkel der Klinge in einem Abstand von 40 μm von der Schneidkantenspitze
im Bereich von 12 bis 28°,
vorzugsweise im Bereich von 15 bis 25°, und bevorzugter im Bereich
von 17 bis 23° liegt.
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Der
effektive Vollwinkel und der effektive Halbwinkel einer Rasierklinge
werden durch die beigefügten 1 und 2 dargestellt.
Zuerst auf 1 bezugnehmend, wird eine asymmetri sche
Rasierklinge gezeigt und weist einen Körper 10 mit einer Schneidkantenregion 12 auf.
Die Schneidkantenregion 12 weist nach innen geneigte Oberflächen 14, 16 auf.
Die Oberfläche 16 weist
eine zusätzliche
Facette 18 auf, die in ihr ausgebildet ist. Die Schneidkantenspitze
oder äußerste Kante
der Klinge befindet sich bei 20.
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Der
effektive Halbwinkel der Klinge ist der Winkel, der am Schnittpunkt
einer Linie 22, die durch die Mitte der Klinge geht, und
einer Linie 26 gebildet wird, die von einem Punkt 24 auf
einer der Oberflächen 14, 16 gezogen
wird. Der Punkt 24 ist dadurch gekennzeichnet, daß er auch
auf einer Linie 34, die normal zur Linie 22 gezogen
wird, typischerweise in einem Abstand von 40 μm von der Spitze 20 der
Klinge liegt. Für
die Oberfläche 16 fällt die
Linie 26 nicht mit der Oberfläche 16 zusammen. Der
effektive Halbwinkel ist der Winkel 28. Für die Oberfläche 14 fällt die
Linie 26 vom Punkt 24 mit der Oberfläche 14 zusammen,
und der effektive Halbwinkel ist der Winkel 30. Der effektive
Vollwinkel ist die Summe der Winkel 28 und 30.
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2 stellt
die effektiven Halbwinkel und effektiven Vollwinkel für eine symmetrische
Klinge dar. In dieser Figur tragen gleiche Teile wie jene der 1 gleiche
Ziffern. Bei dieser Klinge weist die Oberfläche 14 ebenfalls eine
Facette 18 auf, die auf ihr ausgebildet ist. Die Linien 26 von
den Punkten 24 beider Oberflächen 14, 16 fallen
nicht mit diesen Oberflächen
zusammen und schneiden die Linien 22 an der Schneidkantenspitze 20.
Die Winkel 28 und 30 sind dieselben. Folglich
beträgt
für eine
symmetrische Klinge der effektive Vollwinkel das doppelte des effektiven
Halbwinkels 28, 30.
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Gemäß eines
weiteren Aspekts der Erfindung weist die Schneidkantenspitze der
Klinge der Erfindung vorzugsweise einen Radius auf, der kleiner als
60 nm, vorzugsweise kleiner als 40 nm, bevorzugter kleiner als 20
nm ist. Es können
Spitzen mit einem Radius von weniger als 5 nm hergestellt und verwendet
werden. Der Spitzenradius der Klinge wird in 1 durch
die Ziffer 32 identifiziert.
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Die
Erfindung erstreckt sich auf die Verwendung einer Rasierklinge,
wie oben beschrieben, beim Rasieren von Haar von einer Oberfläche eines
Menschen oder eines Tiers.
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Desweiteren
weist erfindungsgemäß ein Rasierer
eine Rasierklinge wie oben beschrieben auf, die so in einem Halter
angebracht ist, daß sie
die monolithische längliche
Schneidkante präsentiert,
die geeignet ist, einen Rasiervorgang auszuführen.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
eine Seitenansicht einer Ausführungsform
einer asymmetrischen Klinge der Erfindung, und
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2 ist
eine Seitenansicht einer Ausführungsform
einer symmetrischen Klinge der Erfindung.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Es
ist wesentlich für
die Erfindung, daß die Schneidkante
der Klinge durch eine längliche
Kante einer dünnen
Platte aus CVD-Diamant bereitgestellt wird. CVD-Diamant ist, wie
in der Technik bekannt ist, ein Diamant, der durch chemische Gasphasenabscheidung
hergestellt wird. Der Diamant kann ein Einkristall oder polykristallin
sein. Ein polykristalliner Diamant wird bevorzugt.
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Die
Schneidkante ist eine monolithische längliche Kante und kann eine
Länge aufweisen,
die ausreicht, um es zu ermögliche,
daß die
Klinge als eine Rasierklinge bei einer Rasieranwendung verwendet
wird. Die Länge
der Schneidkante für
die Rasierklinge wird typischerweise im Bereich von 30 bis 45 mm
liegen.
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Es
ist eine hohes Maß an
Sorgfalt bei der Herstellung der Schneidkante erforderlich, um die Leistung
zu erzielen, die für
Anwendungen wie das Rasieren benötigt
wird. Es ist festgestellt worden, daß die folgenden Verfahren geeignet
sind, um dies zu erreichen:
- 1) Es wird eine
Schicht aus CVD-Diamant auf einem Substrat unter Verwendung von
Verfahren gezüchtet,
die in der Technik bekannt sind. Die Schicht kann ein Einkristall,
der typischerweise epitaxial auf einem Diamantsubstrat gezüchtet wird,
oder polykristallin sein und typischerweise auf einem Substrat wie
Mo, W, Si, SiC oder anderen Karbidbildner gezüchtet werden. Ferner kann der
Diamant dotiert oder undotiert sein, abhängig von den gewünschten
elektrischen Eigenschaften, die ausgewählt werden können, um
die Bearbeitung zu verbessern. Typische Dotierstoffe sind B, P und
S, wobei B die bevorzugte Option ist. Die Diamantschicht wird typischerweise
auf eine Durchschnittsdicke von 50–300 μm dick gezüchtet, und kann anschließend auf
einer oder beiden Seiten poliert werden. Im Fall von polykristallinen Diamantschichten
kann das Polierverfahren verwendet werden, um die typische rauhe
Zuchtfläche
zu entfernen und eine ebene Oberseite der Klinge herzustellen. Das
Polieren kann zu einer Hochglanzpolitur fortgesetzt werden, oder
zu einer Politur mit einer Rauhigkeit von weniger als 100 nm Ra.
Es kann außerdem
bevorzugt werden, die Keimbildungsseite zu polieren (wobei zum Beispiel
5–30 μm entfernt
werden), insbesondere wenn eine asymmetrische Klinge mit der Spitze
nahe der Keimbildungsseite hergestellt werden soll, da das Material
an der Keimbildungsfläche
im allgemeinen die Herstellung einer guten Kante nicht unterstützt.
- 2) Die Grundform der Klinge wird dann aus der dünnen Platte
des CVD-Diamanten, zum Beispiel durch einen Laser oder durch Elektroerosion,
in die gewünschte
Form geschnitten, die typischerweise rechteckig ist. Indem so verfahren
wird, wird im allgemeinen eine monolithische längliche Kante unter einem geeigneten
Winkel geschnitten werden, um zum Beispiel eine längliche
Schneidkante bereitzustellen. Um die Schulter oder die abgerundete
Kante zu vermeiden, die typischerweise an der Stelle des Lasereintritts
in einen Diamantfilm gebildet wird, wird dann, wenn Laserschneiden
verwendet wird, die Schneidkante vorzugsweise an der Austrittsfläche des
Lasers aus dem Diamanten gebildet. Alternativ können ein oder mehrere Rohlinge
zum Beispiel durch den Laser mit orthogonalen Seiten geschnitten,
unter einem Winkel aufeinandergestapelt, und der Winkel für die längliche
Schneidkante am zusammengesetzten Stapel durch ein Verfahren des
Läppens
oder Polierens gebildet werden. Der Laser, der zum Schneiden oder
die anschließende
Bearbeitung oder beides verwendet wird, kann einer der folgenden
Typen sein: Nd:YAG, Excimer, Cu-Dampf oder andere Typen eines gepulsten
Lasers.
- 3) Zur Zeit des Schneidens der Grundform der Klinge kann die
Diamantschicht freistehend, in einem Halter angebracht, oder an
ein Substrat geheftet sein. Im Fall von polykristallinen Diamantschichten
kann das Substrat, an das die Schicht angeheftet sein kann, ein
Substrat sein, auf dem der Diamant gezüchtet wurde.
- 4) Laserschneiden versieht im allgemeinen die Schnittfläche mit
einem Maß an
Riffelung oder Welligkeit. Ein Verfahren zum Entfernen dieser Welligkeit
ist es, die Schnittfläche
unter Verwendung einer Läpp-
und/oder Poliertechnik mechanisch zu bearbeiten, die für Diamant
geeignet ist. In diesem Bereich von Techniken sind Gußeisen-, Verbund-
und CVD-Diamantscheibenpolierentechniken, Roheisenverdünnungstechniken
und (insbesondere für
dotierten leitfähigen
Diamant) Elektroerosionstechniken enthalten. Verfahren des mechanischen
Polierens von Diamant führen zu
hohen spezifischen Belastungen an der Schneidkante. Wenn in diesem
Stadium der Diamant an ein Substrat geklebt oder gebunden ist, ist
es ein Vorteil, daß die
dünne Diamantschneidkante
mechanisch unterstützt
wird und Kanten mit einem kleineren eingeschlossenen Winkel (an
einem Punkt, der 40 μm
von der Schneidkante zurückliegen)
hergestellt werden können.
Eine Roheisenverdünnung
kann unter Verwendung einer Reihe von Materialien und Temperaturen
durchgeführt
werden. Typischerweise können
Prozesse im Bereich von 500–1600°C verwendet
werden, wobei am unteren Ende der Temperaturskala seltene Erdmetallverdünnungsplatten,
im mittleren Temperaturbereich um 1000° Stahlplatten, und Metalle wie
Ni und Cr im oberen Temperaturbereich verwendet werden. Die endgültige Kantengeometrie
kann eine asymmetrische Klinge, (wobei eine Seite der Schneidkante
durch die Seite der Schicht gebildet wird) oder eine symmetrische Klinge
sein (wobei eine Facette, die sich von der Seite der Schicht unterscheidet
an jeder Seite der Schneidkante vorhanden ist). Auf einer oder beiden
Seiten, die die tatsächliche
Schneidkante bilden, kann es eine einzelne Facette oder mehreren
Facetten unter unterschiedlich Winkeln geben, abhängig von
den benötigten
Leistungskennwerten.
- 5) In diesem Stadium ist die Grunddiamantklingengeometrie erzeugt
worden, und kann durch die Entfernung irgendeines Substrats offengelegt werden,
an das der Diamant noch anhaften kann. Vorzugsweise wird dies durch
chemische oder elektrochemische Mittel durchgeführt, wie Säureauflösung. Alternativ können Verfahren,
wie eine Elektroerosion für
elektrisch leitfähige
Substrate verwendet werden; der Diamant kann dann vorzugsweise dotiert
oder undotiert sein, abhängig
von den Einzelheiten des Verfahrens. Weitere Alternativen zur Substratentfernung
umfassen reaktive Ionenätztechniken,
wo das Substratmaterial vorzugsweise durch einen Ionenstrahl geätzt wird.
Jedoch sollte es für
mindestens die ersten 100 μm,
vorzugsweise die ersten 150 μm,
und bevorzugter die ersten 200 μm
weg von der Schneidkantenspitze kein Substrat geben.
- 6) Entweder vor oder nach der Substratentfernung (falls anwendbar)
kann die Diamantschneidkante unter Verwendung von Ionenstrahlfrästechniken
weiter bearbeitet werden. Bei Diamant ist gezeigt worden, daß die Ätzgeschwindigkeit
von Diamant unter einem Ionenstrahl für den Einfallswinkel empfindlich
ist, wobei sie bei einem Einfallswinkel von etwa 50° vom Normaleinfall
ihren Höhepunkt
erreicht. Folglich kann die Ionenstrahlfräsung verwendet werden, um die
relative Größe der Facetten
bei einer Kantengestaltung mit mehreren Facetten zu variieren, um
ein Maß an
Abrundung oder eine Mikrofacette an der Facettenverbindungsstelle
bereitzustellen, um einen kleineren Schneidkantenspitzenradius bereitzustellen,
und die Oberflächeneigenschaften
des Diamanten und insbesondere seine Reibungseigenschaften zu modifizieren.
Während
der Ionenstrahlfräsung
kann die Klinge feststehend sein oder in einer schwingenden oder
anderen weise bewegt werden, die für die gewünschten Ergebnisse geeignet
ist, und die Klinge kann durch einen Ionenstrahl an einer oder beiden
Seiten behandelt werden. Es kann eine teilweise Substratentfernung
(wo anwendbar) als eine Technik verwendet werden, um eine Maske
für die
Ionenstrahlfrässtadium
zu bilden und so die Geometrie der end gültigen Schneidkante zu modifizieren,
die nach der Vollendung der Substratentfernungsprozeduren erreicht
wird.
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In
der oben beschrieben Weise kann eine scharfe Schneidkante und insbesondere
eine Schneidkantenspitze mit einem effektiven Vollwinkel, wie oben
beschrieben, erreicht werden. In dieser Hinsicht sollte beachtet
werde, daß es
herkömmlich
ist, Schneidkanten an chirurgischen Diamantklingen zu polieren.
Jedoch weisen für
solche kommerziell erhältlichen
Klingen die Schneidkanten an einer Position 40 μm von der Schneidkantenspitze
einen effektiven Vollwinkel auf, der größer als 30° ist und typischerweise im Bereich
von 35 bis 50° liegt.
Als solche sind die Schneidkanten des Stands der Technik für Rasieranwendungen
ungeeignet. Dieser Typ Kante an einer chirurgischen Diamantklinge
ist als Folge der hohen Belastungen entwickelt worden, die bei normalen
Diamantpoliertechniken vorhanden sind, die ein Kantenabsplittern
bei Kanten mit kleineren effektiven Vollwinkeln bewirken. Dieses
Kantenabsplittern hat diamantüberzogene
Kanten auf große
effektive Vollwinkel und/oder große Spitzenradien beschränkt.
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Die
CVD-Diamant-Rasierklinge der Erfindung weist eine scharfe Schneidkante
auf, die selbst während
eines ausgedehnten Gebrauchs infolge der Tatsache scharf bleiben
wird, daß die
Klinge aus reinem Diamant, dem härtesten
bekannten Material besteht. Die Diamantschneidkante wird nicht rosten oder
in irgendeiner Weise oxidieren, weder während des Gebrauchs noch während der
Lagerung, da Diamant chemisch inert ist. Die Schneidkante wird durch den
Kontakt mit irgendeinem Material außer Diamant selbst nicht zerkratzt
und so beschädigt
werden. Da es keine harten Beschichtungen gibt, die in oder an der
Schneidkante beteiligt sind, gibt es keine Möglichkeit einer Ablösung oder
Erosion einer harten Beschichtung während des Gebrauchs, wie bei
Rasiererklingen des Stands der Technik. Es können Gleitmittelbeschichtungen,
die Metalle enthalten, verwendet werden, um den Reibungspegel zwischen der
Klinge und dem Haar und/oder der Haut zu kontrollieren.
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Es
werden nun Beispiele der Erfindung beschrieben.
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Beispiel 1
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Es
wurde eine dünne
Platte aus polykristallinem CVD-Diamant von einem Wolframsubstrat
entfernt, auf dem sie gezüchtet
wurde. Die dünne
Platte wies gegenüberliegende
ebene und parallele Oberflächen
auf, die bearbeitet wurden, indem die rauhe Zuchtfläche auf
dem Diamant unter Verwendung einer auf einem Edelsteinschneider
beruhenden Technik entfernt wurde. Dann wurden beide Oberflächen auf
eine Rauhigkeit von weniger als 100 nm Ra poliert, wobei mindestens
5 μm Diamant
von der Keimbildungsseite entfernt wurde und eine dünne Platte von
etwa 200 μm
Dicke gebildet wurde.
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Die
dünne Diamantplatte
wurde unter Verwendung eines Nd:Yag-Lasers geschnitten, um einen
Rohling der Grundrasierklingengeometrie herzustellen; in diesem
Fall eine rechteckige Form mit den Abmessungen 40 mm lang und 4
mm breit und 200 μm
dick und orthogonal geschnittenen Kanten.
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Es
wurde ein Halter vorbereitet, um einen Stapel dieser Klingenrohlinge
unter einem Winkel von 70° zur
Normalen einer Bearbeitungsscheibe zu halten. Die Rohlinge wurden
geläpt
und poliert, um asymmetrische Klingen mit einem effektiven Vollwinkel
von 20° zu
bilden.
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Eine
der Klingen wurde dann in einem zum Rasieren geeigneten Halter angebracht,
und wurde beim Schneiden oder Rasieren von Haar, und insbesondere
männlicher
Gesichtsbehaarung, von der Haut einer Person als effektiv befunden.
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Beispiel 2
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Eine
der im Beispiel 1 hergestellten Klingen wurde durch Laserschneiden
und dann Ionenstrahlfräsung
der Schneidspitze weiter bearbeitet, um eine kleine (annähernd 5 μm) sekundäre Facette
unter einem Winkel von 35° zur
Keimbildungsseite zu bilden, die zwischen der primären Facette
und der Schneidkante angeordnet war. Die Hinzufügung dieser sekundären Facette
diente dazu, den effektiven Vollwinkel der Klinge bei 40 μm von der
Spitze von 20° auf
etwa 22° zu
erhöhen.
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Diese
Klinge wurde dann in einem zum Rasieren geeigneten Halter angebracht,
und wurde beim Schneiden oder Rasieren von Haar, und insbesondere
männlicher
Gesichtsbehaarung, von der Haut einer Person als effektiv befunden.
Im Gebrauch wurde die Klinge in einem Halter angebracht, so daß sichergestellt
wurde, daß die
Oberfläche 16 die
Haut der Person berührte,
die rasiert wurde, wobei es ermöglicht
wurde, daß die
Schneidkantenspitze 20 in die Haare eindrang und sie schnitt
und nicht die Haut der Person beschädigte, die rasiert wurde.
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Beispiel 3
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Das
Verfahren in Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch der Winkel
variiert wurde, unter dem die Klingenrohlinge während des Läppens und Polieren angebracht
waren, um die primäre
Facette zu bilden. Insbesondere wurden auch primäre Facetten unter einem Winkel
von 15° und
25° von
der Keimbildungsseite hergestellt. Einige der Rohlinge wurden weiter
bearbeitet, um sekundäre
Facetten zu bilden, wie in Beispiel 2 beschrieben.
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Diese
Klingen wurden dann jeweils in einem zum Rasieren geeigneten Halter
angebracht, und beim Schneiden oder Rasieren von Haar, und insbesondere
männlicher
Gesichtsbehaarung, von der Haut einer Person als effektiv befunden.
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Beispiel 4
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In
einer alternativen Form der Erfindung wurde eine symmetrische Klinge
aus den Klingenrohlingen hergestellt, die wie in Beispiel 1 beschrieben
hergestellt wurden. Der Klingenrohling wurde mit einer länglichen
Kante zuoberst angebracht, und zwei Laserschnitte von der Oberkante
herab verwendet, um rauhe symmetrische primäre Facetten mit einem eingeschossenen
Vollwinkel von 15° zu
herzustellen. Es wurden dann kleine sekundäre Facetten von etwa 5 μm Breite
an der Spitze unter Verwendung einer Ionenstrahlfräsung hergestellt,
wobei von der Kantenabrundung an der Stelle des Lasereintritts vorteilhafter
Gebrauch gemacht wurde. Diese sekundären Facetten wiesen einen eingeschossenen
Vollwinkel von etwa 30° auf,
und der resultierende wirksame Vollwinkel bei 40 μm von der
Spitze betrug etwa 17°.
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Die
Klinge war zum Anbringen in einem herkömmlichen Rasiermesserhalter
geeignet und wurde beim Schneiden oder Rasieren von Haar von der Haut
einer Person als effektiv befunden.
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Beispiel 5
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Eine
dünne Platte
aus polykristallinem CVD-Diamant wurde von einem Wolframsubstrat
entfernt, auf dem sie gezüchtet
wurde. Die dünne
Platte wies gegenüberliegende
ebene und parallele Oberflächen
auf, die bearbeitet wurden, indem die rauhe Zuchtfläche auf
dem Diamant unter Verwendung einer auf einem Edelsteinschneider
beruhenden Technik entfernt wurde. Dann wurden beide Seiten auf eine
Rauhigkeit von weniger als 100 nm Ra poliert, wobei mindestens 5 μm Diamant
von der Keimbildungsseite entfernt wurden und eine dünne Platte oder
Schicht von etwa 200 μm
Dicke gebildet wurde.
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Die
dünne Diamantplatte
wurde unter Verwendung eines Nd:Yag-Lasers geschnitten, um einen
Rohling der Grundrasierklingengeometrie herzustellen; in diesem
Fall eine rechteckige Form mit den Abmessungen 40 mm lang und 4
mm seitwärts
und 200 μm
dick. Alle Kanten wurden orthogonal geschnitten, mit der Ausnahme
der länglichen
Schneidkante, die unter einem Winkel von 70° zur Normalen der Platte geschnitten
wurde, wobei eine Schneidkante mit einem Winkel von 20° an der Austrittsseite der
Diamantschicht gebildet wurde, die die Keimbildungsseite des Diamantfilms
war. Diese lasergeschnittene Facette wurde dann ionenstrahlgefräst, um eine
endgültige
Schneidfläche
zu bilden.
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Eine
der Klingen wurde dann in einem zum Rasieren geeigneten Halter angebracht,
und wurde beim Schneiden oder Rasieren von Haar, und insbesondere
männlicher
Gesichtsbehaarung, von der Haut einer Person als effektiv befunden.
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Beispiel 6
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Es
wurde dem Verfahren des Beispiels 5 gefolgt, jedoch wurde eine lasergeschnittene
Facette durch mechanisches Polieren weiter bearbeitet, und dann
wurde eine sekundäre
Facette hinzugefügt,
wie in Beispiel 2 beschrieben.
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Eine
der Klingen wurde dann in einem zum Rasieren geeigneten Halter angebracht,
und wurde beim Schneiden oder Rasieren von Haar, und insbesondere
männlicher
Gesichtsbehaarung, von der Haut einer Person als effektiv befunden.
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Beispiel 7
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Es
wurde dem Verfahren des Beispiels 5 gefolgt, mit der Ausnahme, daß die Schneidspitze
auf der Züchtseite
des Diamantfilms gebildet wurde.
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Eine
der Klingen wurde dann in einem zum Rasieren geeigneten Halter angebracht,
und wurde beim Schneiden oder Rasieren von Haar, und insbesondere
männlicher
Gesichtsbehaarung, von der Haut einer Person als effektiv befunden.
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Beispiel 8
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Es
wurde eine Diamantschicht auf einem 500 μm dicken Si-Wafer gezüchtet, um eine Schicht mit etwa
250 μm Dicke
zu bilden. Die Züchtseite
des Diamanten wurde dann auf eine Rauhigkeit von weniger als 100
nm Ra geläpt
und poliert, wobei eine Diamantschicht von etwa 200 μm Dicke gebildet
wurde.
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Die
an den Si-Wafer gebundene Diamantschicht wurde dann durch einen
Laser geschnitten, um einen Rohling der Grundrasierklingengeometrie zu
erzeugen; in diesem Fall eine rechteckige Form mit den Abmessungen
40 mm lang und 4 mm seitwärts
mit orthogonal geschnittenen Kanten.
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Es
wurde ein Halter vorbereitet, um einen Stapel dieser Klingenrohlinge
unter einem Winkel von 70° zur
Normalen einer Bearbeitungsscheibe zu halten. Die Rohlinge wurden
geläpt
und poliert, um asymmetrische Klingen mit einem effektiven Vollwinkel
von 20° zu
bilden. Die Diamantschicht wurde während der Bearbeitung durch
das Si-Wafersubstrat gehalten. Der Si-Wafer wurde dann unter Verwendung
eine Standard-Si-Ätzung
entfernt.
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Es
wurde eine sekundäre
Facette zwischen der Keimbildungsseite und der Schneidkantenspitze unter
Verwendung des Verfahrens des Laserschneidens und der Ionenstrahlfräsung hergestellt,
das in Beispiel 2 beschrieben wird.
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Eine
der Klingen wurde dann in einem zum Rasieren geeigneten Halter angebracht,
und wurde beim Schneiden oder Rasieren von Haar, und insbesondere
männlicher
Gesichtsbehaarung, von der Haut einer Person als effektiv befunden.
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Beispiel 9
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Es
wurde eine dünne
Platte aus polykristallinem CVD-Diamant von einem Wolframsubstrat
entfernt, auf dem sie gezüchtet
wurde. Die dünne
Platte wies gegenüberliegende
ebene und parallele Oberflächen
auf, die bearbeitet wurden, indem die rauhe Zuchtfläche auf
dem Diamant unter Verwendung einer auf einem Edelsteinschneider
beruhenden Technik entfernt wurde. Dann wurden beide Oberflächen auf
eine Rauhigkeit von weniger als 100 nm Ra poliert, wobei mindestens
5 μm Diamant
von der Keimbildungsseite entfernt wurden und eine dünne Platte von
etwa 200 μm
Dicke gebildet wurde.
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Die
dünne Diamantplatte
wurde unter Verwendung eines Nd:YAG-Laser geschnitten, um einen Rohling
der Grundrasierklingengeometrie herzustellen; in diesem Fall eine
rechtekkige Form mit den Abmessungen 40 mm lang und 4 mm breit und
200 μm dick
und orthogonal geschnittenen Kanten.
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Es
wurde ein Halter vorbereitet, um einen Klingenrohling unter einem
Winkel von 62° zur
Normalen einer Roheisenverdün nungsschablone
zu halten. Die Bearbeitung fand im Vakuum statt, wobei die Stahlverdünnungsplatte
auf 1080°C
gehalten wurde, und wobei die Klinge unter leichtem Anpreßdruck auf ihr
gehalten wurde, bis der Bearbeitungsanschlag, der in der Gestaltung
der Halterung gefertigt war, in Kontakt mit der Verdünnungsplatte
kam. Dieser Prozeß erzeugte
eine asymmetrische Klinge mit einer einzelnen Facette und einem
wirksamen Gesamtwinkel von etwa 28°. Die Klinge wurde dann unter
Verwendung einer Ionenstrahlfräsung
weiter bearbeitet, um eine scharfe Schneidkante zu erzeugen.
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Die
Klinge wurde dann in einem zum Rasieren geeigneten Halter angebracht,
und wurde beim Schneiden oder Rasieren von Haar, und insbesondere
männlicher
Gesichtsbehaarung, von der Haut einer Person als effektiv befunden.