JP2017530792A - かみそり刃上に表面コーティングを成形する方法 - Google Patents
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Abstract
かみそり刃上にコーティングを成形する方法及びこの方法を使用して生成されるかみそり刃を提供する。本方法は、ａ）少なくとも１つの先端面と刃先とによって定められた先端部を有するかみそり刃を与える段階、ｂ）少なくとも１つの先端面上に第１の厚みを有する表面コーティングを塗布する段階、及びｃ）少なくとも１つの先端面上の表面コーティングを流体ストリームを使用して第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有するように成形する段階を含む。【選択図】図７
Description
〔関連出願への相互参照〕
本出願は、本明細書にその内容が引用によって全体的に組み込まれている２０１４年１０月６日出願の米国仮特許出願第６２／０６０６１７４号の利益を主張するものである。
本出願は、本明細書にその内容が引用によって全体的に組み込まれている２０１４年１０月６日出願の米国仮特許出願第６２／０６０６１７４号の利益を主張するものである。
本発明の開示は、一般的にかみそり刃に関し、特に表面コーティングを有するかみそり刃に関する。
かみそり刃は、典型的には、ステンレス鋼のような適切な基板材料で作られ、刃先は、約２０から３０ｎｍのような約１００ｎｍ未満の半径を有する最終先端を有する楔形構成で形成される。ダイヤモンド、非晶質ダイヤモンド、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）材料、窒化物、炭化物、酸化物、又はセラミックのような硬質コーティングは、強度、耐食性、及び髭剃り機能を改善し、より低い切削力を有するより薄い刃を使用することを許容しながら必要な強度を維持するのに多くの場合に使用される。
かみそり刃の髭剃り特性は、ポリマー外側表面コーティング（例えば、ポリテトラフルオロエチレン−「ＰＴＦＥ」）を塗布することによって改善される場合があることは、当業技術から、例えば、米国特許第３，７４３，５５１号明細書及び米国特許第３，８３８，５１２号明細書から公知である。典型的には、このタイプのポリマーコーティングは、刃の少なくとも先端上に比較的薄い層（例えば、５００ｎｍに等しいか又はそれ未満）を生成するために塗布される。層は、様々な異なる技術、例えば、噴霧塗布、浴浸漬、その他を使用して塗布することができる。どの塗布工程も、望ましい面全体にわたって完全に均一な層厚を塗布することにはならないので、最初に塗布される層の厚みは、典型的には、予想した厚み変動を加味して適度な層厚を保証するように選択される。この「比較的」薄い層は、適度な層厚を保証するが、それは、髭剃りには最適ではなく、例えば、それは厚すぎる。新たに被覆した刃の使用の最初の数ストローク中に、ポリマーコーティングの一部分（最初の厚みで残された場合）は、刃のユーザによる髭剃り過程中に先端から除去されることになる。接触を通じた刃のユーザによる表面コーティングを移動するこの過程は、コーティングの「押し返し」又は「剥ぎ取り」と呼ばれる場合がある。過剰なポリマーコーティングがユーザによって「押し返された」後に、ポリマーコーティングの遥かに薄い層（１ポリマー分子厚とすることができる層）が、典型的には、刃の耐用寿命を通して刃先に留まる。しかし、ポリマーコーティングの初期厚みが「押し返される」までは、ユーザは、ある程度の不快感を覚える場合がある。
米国特許第５，９８５，４５９号明細書及び米国特許第７，２４７，２４９号明細書は、明らかに、過度に厚いコーティングに関連付けられた上述の不快感を潜在的に回避するために、溶媒を備えた接着性ポリフルオロカーボンコーティングを有するかみそり刃の刃先を処理してコーティングの一部を部分的に除去することを開示している。溶媒を使用することは、製造コストを有意に追加し、一部の事例では、追加の製造段階を追加する可能性がある。例えば、’４５９特許は、一部の事例で溶媒処理後段階を使用してあらゆる過剰な溶媒を除去することができると開示している。
本発明の開示の態様により、かみそり刃上にコーティングを成形する方法を提供する。本方法は、ａ）少なくとも１つの先端面と刃先とによって定められた先端部を有するかみそり刃を与える段階と、ｂ）少なくとも１つの先端面上に第１の厚みを有する表面コーティングを塗布する段階と、ｃ）少なくとも１つの先端面上の表面コーティングを流体ストリームを使用して第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有するように成形する段階とを含む。
上述の態様の実施形態において、本方法は、塗布された表面コーティングが塑性状態になる温度まで塗布された表面コーティングを加熱する段階を含む、塗布された表面コーティングを焼結する段階を更に含む。
上記に与えたいずれかの実施形態又は態様の更に別の実施形態において、塗布された表面コーティングを成形する段階は、塗布された表面コーティングの一部分をかみそり刃の先端部から離すように移動させて第２の厚みを有する残留表面コーティング層を残す方式で、塗布された表面コーティングに流体ストリームを向ける段階を含む。
上記に与えたいずれかの実施形態又は態様の更に別の実施形態において、流体ストリームは、塗布された表面コーティングの一部分をかみそり刃の先端部から離して後方に移動させる方式で、塗布された表面コーティングに向けられる。
上記に与えたいずれかの実施形態又は態様の更に別の実施形態において、残留表面コーティング層は、実質的に全ての先端面にわたって刃先から後方に延びる。
上記に与えたいずれかの実施形態又は態様の更に別の実施形態において、少なくとも１つの先端面上に表面コーティングを成形する段階は、複数の厚みを有するように表面コーティングを成形する段階を更に含む。
本発明の別の態様により、かみそり刃上にコーティングを成形する方法を提供する。本方法は、ａ）各かみそり刃が、少なくとも１つの先端面と刃先とによって定められた先端部を有するかみそり刃のスタックを与える段階であって、スタック内の全てのかみそり刃が、先端部をスタックの一方の側に配置して配列され、各かみそり刃が、少なくとも１つの先端面上に塗布された第１の厚みを有する塗布された表面コーティングを有する前記与える段階と、ｂ）かみそり刃のスタックを固定具内に配置する段階と、ｃ）各かみそり刃の少なくとも１つの先端面上の塗布された表面コーティングを流体ストリームを使用して第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有するように成形する段階とを含む。
上述の態様の実施形態において、本方法は、塗布された表面コーティングが塑性状態になる温度まで各かみそり刃上の塗布された表面コーティングを加熱する段階を含む、スタック内のかみそり刃の各々の上の塗布された表面コーティングを焼結する段階を含む。
上記に与えたいずれかの実施形態の実施形態及び態様において、流体ストリームは、加熱炉に配置された流体ストリームノズルを流出し、各かみそり刃の少なくとも１つの先端面上に塗布された表面コーティングを成形する段階中には、かみそり刃のスタックを保持する固定具は、加熱炉内に配置される。本方法は、ａ）加熱炉内に非反応性ガス環境を与える段階と、ｂ）塗布された表面コーティングが塑性状態になる温度まで加熱炉内で各かみそり刃上の塗布された表面コーティングを加熱する段階とを更に含む。
上記に与えたいずれかの実施形態の実施形態及び態様において、各かみそり刃の少なくとも１つの先端面上に塗布された表面コーティングを成形する段階は、固定具及び流体ストリームノズルの一方又は両方を他方に対して選択的に移動する段階を含む。
上記に与えたいずれかの実施形態又は態様の更に別の実施形態において、流体ストリームは、ガスを含み、このガスは、表面コーティング材料又はかみそり刃材料の一方又は両方と非反応性であるとすることができ、このガスは、窒素又はアルゴンのうちの少なくとも一方を含むことができる。
上記に与えたいずれかの実施形態又は態様の更に別の実施形態において、表面コーティングは、フルオロポリマー、例えば、ポリテトラフロオロエチレンを含む。
上記に与えたいずれかの実施形態又は態様の更に別の実施形態において、流体ストリームは、ガス及び固体粒子を含み、この固体粒子は、ＣＯ2を含むことができる。
上記に与えたいずれかの実施形態又は態様の更に別の実施形態において、流体ストリームは、液体を含み、この液体は、Ｈ2Ｏを含むことができる。
本発明の態様により、かみそり刃を提供する。かみそり刃は、少なくとも１つの先端面と刃先とによって定められた先端部と、コーティングとを含む。少なくとも１つの先端面上のコーティングは、上述の本発明の方法のいずれかの実施形態又は態様によって成形される。
本発明のこれら及び他の目的、特徴、及び利点は、以下に与える本発明の詳細説明に照らしてかつ添付図面に示すように明らかになるであろう。
本発明の開示は、表面コーティングを有するかみそり刃を製造する方法及びその実施形態を含み、より具体的には、かみそり刃の面上に配置された表面コーティングを成形する方法を含む。
図１〜３を参照すると、例示的かみそりカートリッジ１０が、本明細書で提供される説明を容易にするために示されている。本発明の開示は、この特定のかみそりカートリッジの実施形態に限定されない。かみそりカートリッジ１０は、ハンドル１２上にピボット式に又は剛的に装着される（図１に仮想線に示す）。一部の用途では、かみそりカートリッジ１０は、再利用可能なハンドル１２から切り離すことができるように考えられているかみそりアセンブリ１１の使い捨て部分である。他の用途では、かみそりカートリッジ１０及びハンドル１２は、組み合わせて単体使い捨てかみそりアセンブリ１１にされる。後者の形態では、ハンドル１２及びカートリッジ１０は、通常使用中に互いから切り離されるように意図していない。
かみそりカートリッジ１０は、本体１４、１又は２以上のかみそり刃１６、長さ１８、及び幅２０を含む。１又は２以上のかみそり刃１６の各々は、長手方向に延びる刃先２２を有する。本発明の開示は、いずれの特定の刃先構成にも限定されないが、例えば、本発明の開示は、線形刃先、非線形刃先、開口の周囲の周りに延びる刃先、その他に適用可能である。かみそりカートリッジ１０はまた、好ましくは、ガード２４を含む。明確にするために、本明細書に使用される場合に用語「前方」及び「後方」は、従来的に刃を使用する時、例えば、かみそり刃１６を従来方式で使用する時に刃がユーザの皮膚に遭遇する向きによって定義され、刃は、ユーザの皮膚上の点に対して前方から後方に向けて移動することになり、前方刃要素は、後方刃要素よりも前にその点に遭遇することになる。本体１４は、前方部分２６、後部部分２８、第１の横部分３０、及び第２の横部分３２を含む。前方部分２６は、ガード２４と１又は２以上のかみそり刃１６の間に配置される。後部部分２８（「キャップ」と呼ばれる場合がある）は、１又は２以上のかみそり刃１６の後方に配置される。第１の横部分３０及び第２の横部分３２は、１又は２以上のかみそり刃１６の両横側面上に配置され、両方とも前方部分２６と後部部分２８の間を延びる。
本発明の開示によるかみそり刃１６は、様々な構成を有することができ、各々は、先端部３８と後端部４０との間を延びる幅３６と、第１の側縁４４と第２の側縁４６の間を延びる長さ４２とを有する本体３４を含む。本体３４は、上側本体面４８及び下側本体面５０を更に含み、この本体面４８、５０は、先端部３８と後端部４０の間で幅方向に、かつ第１及び第２の側縁４４、４６の間で長手方向に延びる。本明細書に与えて図に示すかみそり刃の説明は、本発明の開示の理解を容易にするために含めたものである。本発明の開示は、この特定のかみそり刃の実施形態に限定されない。
図４及び５を参照すると、先端部３８は、典型的には、第１の先端面５２、第２の先端面５４、及び刃先２２によって定められる。第１及び第２の先端面５２、５４は、刃先２２で収束し、各々は、かみそり刃１６のそれぞれの本体面４８、５０まで後方に延びる。厳密には、多くの事例において、第１及び第２の先端面５２、５４の収束点に小さい放射状面（「先端半径」と呼ばれる場合がある）が存在する場合がある。先端部３８は、これに代えて、かみそり刃１６の刃先２２と本体面の間を延びる単一先端面を有するように構成することができる。本発明の開示は、いずれの特定の刃先端構成にも限定されない。図１４に示すかみそり刃１６は、刃の本体面の間に刃を通って延びる複数の開口を含む。開口５６の一部を使用して、かみそりカートリッジ内に刃１６を位置付ける／固定することができ、他の開口５８は、髭剃りデブリの除去を容易にする洗浄貫通ポートである。かみそり刃１６はまた、典型的には、少なくとも先端部３８に近い領域において本体面４８、５０と平行である幅方向に延びる中心線６０を有すると説明することができる。かみそり刃１６は、多くの場合に、必ずしもステンレス鋼材料から製造されるとは限らず、上述のように、ダイヤモンド、非晶質ダイヤモンド、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）材料、窒化物、炭化物、酸化物、又はセラミックなどの１又は２以上の材料を含むコーティングを含み、強度、耐食性、及び髭剃り機能を改善することができる。かみそり刃１６の面に接着された表面コーティングを成形する方法を含む、表面コーティングを有するかみそり刃１６を製造するための本発明の方法は、いずれの特定のかみそり刃構成の実施にも、いずれの特定のかみそり刃先端構成にも、又は刃先形状又は刃材料にも限定されない。
図６〜９を参照すると、本発明の態様により、かみそり刃１６の先端部３８に塗布された表面コーティングは、表面コーティングに向けられる流体のストリームを使用して成形される。以下に説明するように、本発明の成形工程は、表面コーティングの厚みを最初に塗布された厚みから残留塗布厚みまで変化させる。
表面コーティングは、かみそり刃１６の先端部３８に最初に塗布され、初期コーティングは、以下では「初期表面コーティング６２”」（図６を参照）と呼ぶ場合がある。典型的には、初期表面コーティング６２は、先端部３８の外面上だけに配置されるが、かみそり刃１６の追加の面にも塗布することができる。以下では、表面コーティングが先端部３８上に堆積されていると説明されている場合に、そのような説明は、先端部３８の少なくとも一面に塗布されており、かみそり刃１６の追加の面上にも堆積させることができると解釈しなければならない。
本発明の開示による表面コーティングは、様々な異なる材料を含むことができる。有用な表面コーティング材料は、以下に限定されるものではないが、フルオロポリマーを含む。特に有用なフロオロポリマー表面コーティング材料は、ポリテトラフルオロエチレン「ＰＴＦＥ」である。フルオロポリマーの特定の例は、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ及びＣｏｍｐａｎｙ，Ｕ．Ｓ．Ａによって製造されたＺｏｎｙｌ（登録商標）ＭＰ１１００、ＭＰ１２００、ＭＰ１６００、及びＫｒｙｔｏｘ（登録商標）ＬＷ１２００商標のポリテトラフロオロエチレン粉末を含む。表面コーティング材料の他の非限定的な例は、シリコン、オルガノシロキサンゲル、その他を含む。本発明の方法は、材料を以下に説明するように処理することができる限り、いずれの特定のタイプの表面コーティング材料を使用することにも限定されない。本発明の方法の説明を容易にするために、表面コーティング材料をＰＴＦＥとして以下で考察する。しかし、上述のように、本発明の方法は、ＰＴＦＥタイプの表面コーティング材料と共に使用することに限定されない。
本発明の方法は、初期表面コーティング６２を塗布するためのいずれの特定のタイプの工程も必要とせず、従って、それに限定されない。使用することができる塗布工程の例は、化学気相蒸着、レーザ蒸着、スパッタ蒸着、及び噴霧工程を含む。特定の有用な塗布工程は、表面コーティング材料（例えば、ＰＴＦＥ粒子）を最初に分散状態で配置したものである。次に、分散液は、例えば、分散液をブラッシング、浸漬、又は噴霧によるようなあらゆる適切な方式で先端部３８上に堆積され、初期表面コーティング６２を形成することができる。表面コーティング材料は、上述の材料の層が適切な面の適度なカバレージを保証する厚みで形成されるまで、先端部３８上に堆積される。
更に本発明の開示により、堆積した表面コーティング材料を有する１又は複数の刃１６は、ＰＴＦＥ粒子が互いに溶融してかみそり刃１６に接着し、一部の事例では、分散媒質を追い出し、それによって上述の初期表面コーティング６２の焼結された形態を形成するのに適切な期間にわたって予め決められた温度まで刃及び堆積した表面コーティング材料を加熱する段階を含む熱焼結工程を受ける。焼結工程中に、表面コーティングの厚みは、初期表面コーティング６２の厚みから減少することができる。
焼結表面コーティングが塑性状態にある間に、刃先端部３８は、その特定の流体ストリームが先端部３８で初期表面コーティング６２に影響を与えて初期表面コーティング６２の一部分を先端部３８から離すように移動する（又は取り除く）のに適切な流体及び流れパラメータ（例えば、速度、圧力、容積流量、温度、その他）での流体ストリーム６４を受け、初期表面コーティング６２の厚み７０未満の厚み６８を有する表面コーティング材料の層（これは、本明細書では「残留表面コーティング層６６」と呼ぶことがある）を残す。表面コーティング層の寸法を説明するのに本明細書に使用される場合に、用語「厚み」は、表面コーティング層の厚みがその表面コーティング層を有すると説明するかみそり刃の領域において正確に均一であることを意味すると解釈すべきではない。そうではなく、用語「厚み」は、上述の領域における平均厚みを指し、例えば、「Ｘ」の厚みの残留表面コーティング層６６を有すると説明する領域は、領域内で「Ｘ」の平均厚みを有することになるが、領域内の特定の点内の厚みの僅かな変動を有する場合がある。本発明の開示は、いずれの特定の流体ストリームパラメータにも限定されず、例えば、流体及び流れパラメータは、使用する流体のタイプ及び表面コーティング材料の関数として選択することができる。
本明細書に使用される用語「塑性状態」は、以下に説明するような流体ストリームによって成形され、成形工程の後でその形状を保持することができる形態になる表面コーティング材料を説明するのに使用される。ポリマー表面コーティング材料は、典型的には、その融点の近く又はそれよりも高い温度で「塑性状態」になる。一例として、ＰＴＦＥのようなポリマーは、それがその融点の近く又はそれよりも高い高温で保有するよりも周囲温度で実質的に大きい剛性を有する。
刃先端部３８に向けられる流体ストリーム６４は、長手方向に延びる刃先端部３８のうちの実質的に全てに影響を与える単一の定められたストリーム、又は長手方向に延びる刃先端部３８のうちの実質的に全てに集合的に影響を与えるように向けられた複数のストリーム６４、又は刃１６の長さよりも小さくて刃１６に対して移動される（あるいは、その逆も可能）形状（例えば、直径）を有するストリーム６４、又はそのいずれかの組合せに構成することができる。流体ストリーム６４は、絶えず又は断続的に塗布すること、例えば、パルス駆動することができる。流体ストリーム６４は、典型的には、処理されている刃先端部３８から予め決められた距離に位置決めされたノズル出口オリフィスを有する１又は２以上のノズル７２から生成される。ノズルオリフィスを出る流体ストリーム６４の形状は、流体及び流れパラメータ、及び同じくノズルオリフィスの形状の関数である。ノズルオリフィス形状は、選択された流体ストリーム６４が先端部３８で初期表面コーティング６２に影響を与えて初期表面コーティング６２の一部分を先端部３８から離れるように移動し（又は取り除き）、上述の残留表面コーティング層６６を残すのに適切であるように流体及び流れパラメータに調和して選択される。
刃先端部３８に対する流体ストリーム６４の向き（例えば、流体ストリーム６４の中心線７４と刃１６の幅方向に延びる中心線６０の間の角度「α」）は、部分的に、刃先端部３８の形状（例えば、２つの先端面対１つの先端面など）に基づいて選択され、選択された流体ストリーム６４が先端部３８で初期表面コーティング６２に影響を与えて初期表面コーティング６２の一部分を先端部３８から離れるように移動し（又は取り除き）、上述の残留表面コーティング層６６を残すのに適切であるように選択される。
流体ストリーム６４を形成するのに使用する流体は、１又は２以上の材料を含むことができる。好ましくは、材料は、表面コーティング材料及びかみそり刃材料と非反応性（例えば、化学的に非反応性）である。「非反応性」流体は、その用語を本明細書に使用する場合に、表面コーティング材料の機能に悪影響を及ぼして表面コーティングとして実施するための表面コーティング材料の材料特性の変化（例えば、表面コーティング材料の化学的変化）を引き起こさないことを意味する。同様に、かみそり刃１６に関しては、「非反応性」流体は、その用語を本明細書に使用する場合に、かみそり刃１６と係合した時の流体がかみそり刃１６の性能又は外観（例えば、面変色）に悪影響を及ぼすようなかみそり刃材料の材料特性の変化（例えば、かみそり刃材料の化学的変化）を引き起こさない。一部の実施形態において、流体ストリーム６４は、ガスストリームとすることができる。本発明の開示は、いずれの特定のタイプのガスにも限定されず、満足できるガスは、表面コーティング及びかみそり刃１６に存在する材料のタイプによって決定することができる。窒素（Ｎ2）及びアルゴン（Ａｒ）は、ステンレス鋼かみそり刃１６に塗布されるＰＴＦＥタイプの表面コーティングと共に使用するための満足できるガス状流体の例である。一部の実施形態において、流体ストリーム６４は、固体粒子を含むことができる。例えば、ガス状流体流れは、凍結二酸化炭素（ＣＯ2）粒子を含むことができる。凍結ＣＯ2のような材料を含む粒子は、小さい粒子サイズ及びかみそり刃１６の硬度に対する粒子硬度、例えば、かみそり刃（例えば、基板）に損傷を与えないことになる表面コーティング材料の一部分を除去するように作動可能なサイズ及び高度の粒子に起因して好ましい。一部の実施形態において、流体ストリーム６４は、液体（例えば、水−Ｈ2Ｏ）とすることができる。
表面コーティング材料の特性に応じて、流体ストリーム６４は、焼結工程中、又は焼結工程の後であるが表面コーティング材料が依然として塑性状態にある間、又は焼結工程の後の段階において刃１６に印加することができる。
流体ストリーム６４が焼結工程中の時点で刃１６に印加される工程の例として、主としてＰＴＦＥから構成される表面コーティングが、かみそり刃先端部３８に塗布されて初期表面コーティング６２を形成する。塗布された初期表面コーティング６２を有する刃１６は、焼結工程を開始するための期間にわたって刃１６を高温に維持する第１の加熱期間を受けることができる。焼結工程は、好ましくは、高温に制御されたガス環境にかみそり刃１６を配置することを可能にする環境的に制御された加熱炉（例えば、図１２を参照）において実施される。典型的には、焼結工程において使用する環境ガスは、表面コーティング材料と非反応性のもの及びかみそり刃１６の劣化（例えば、酸化）を最小にするか又は防止するものである。窒素ガス（Ｎ2）及びアルゴンガス（Ａｒ）は、満足できる環境ガスの非限定的な例である。一部の用途では、環境ガスは、加熱炉中に存在する酸素と反応して加熱炉内の要素を酸化させる可能性を低下させる１又は２以上のガスを含むことができる。第１の加熱期間の終わりには、初期表面コーティング６２は、典型的には、少なくとも部分的に溶融され、従って、塑性状態になる。
この時点で、流体ストリーム６４（与えられたパラメータ及びノズル構成での）は、流体ストリーム６４が先端部３８で初期表面コーティング６２に影響を与えて初期表面コーティング６２の一部分を先端部３８から離れるように移動する（又は取り除く）ことができるように刃先端部３８に向けられ、初期表面コーティング６２の厚み７０未満の厚み６８を有する表面コーティング材料の層（すなわち、残留表面コーティング層６６）を残す。流体ストリーム６４を使用して初期表面コーティング６２を成形して残留表面コーティング層６６を残す期間は、「形成期間」と呼ばれる場合がある。形成期間中に、かみそり刃１６及び塗布された表面コーティングは、第１の加熱期間に使用するものと同じ温度又は異なる温度に維持することができる。刃先２２にほぼ垂直になるように向けられた中心線７４を有する流体ストリーム６４は、表面コーティング材料を刃１６の刃先２２から離れるように後方に移動させることになる。一部の用途では、流体ストリーム６４は、「移動した」表面コーティングの一部又は全てをかみそり刃１６から取り除くことを可能にすることができる。流体ストリーム６４は、表面コーティング材料粒子のほぼ単層に同等である厚み６８を有することができる残留表面コーティング層６６のみが刃先２２の後方に適度な距離を移動して戻されるまで印加される。残留表面コーティング層６６は、先端部面（図８を参照）全体にわたって均一な厚み６８を有することができるが、そのような均一な厚みの残留表面コーティング層６６は必要ではない。当然のことながら、一部の用途では、残留表面コーティング層６６は、複数の異なる厚み領域（例えば、６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、ここで６８ａ＜６８ｂ＜６８ｃ、図１０を参照）を含むことができ、例えば、第１の距離７６だけ刃先２２から後方に延びる実質的に均一な第１の厚みの第１の領域６８ａ、次に、第２の距離７８だけ第１の領域から後方に延びる実質的に均一な第２の厚み領域６８ｂへ移行し、次に、第３の距離８０だけ第２の領域から後方に延びる実質的に均一な第３の厚み領域６８ｃへ移行する等々である。これに代えて、残留表面コーティング層６６は、予め決められたプロファイル（例えば、Ｔ１＜Ｔ２、図９を参照）に従って刃先から後方に延びて厚みを増し、例えば、線形厚み増加などとすることができる。
上記説明は、流体ストリーム６４が焼結工程中の時点でかみそり刃１６に印加される工程の例を提供している。先端部３８での表面コーティングが残留表面コーティング層６６に成形された状態で、焼結工程は、焼結工程を完了するまで流体ストリーム６４なしで追加の期間（例えば、第１の加熱期間に使用するものと同じ温度又は異なる温度であるか、又は形成期間に使用するもののような第２の加熱期間）にわたって予め決められた温度で継続される。
先端部３８での表面コーティングが焼結工程の後で残留表面コーティング層６６に成形されるが、表面コーティング材料は依然として塑性状態にある工程に関して、本質的には、上述したものと同じ工程は、例えば、初期表面コーティング６２の一部分を先端部３８から離して残留表面コーティング層６６を残す流体ストリーム６４の用途に従うことができる。先端部３８での表面コーティングが焼結工程の後で残留表面コーティング層６６に成形される工程に関して、初期表面コーティング６２を有するかみそり刃１６（ここでは焼結形態の）は、表面コーティング材料が塑性状態になるまで加熱することができる。塑性状態に達すると、上述のような流体ストリーム形成工程を使用することができる。これに代えて、焼結初期表面コーティング６２を有するかみそり刃１６は、周囲温度で上述の刃１６及び焼結コーティング６２と共に処理することができ、比較的高温の流体ストリーム６４を使用して、その後の成形のために塑性状態まで表面コーティング材料を加熱することができる。
残留表面コーティング層６６の特定の物理特性に関して、残留表面コーティング層６６の特定の厚み及び残留表面コーティング層６６（及び必要に応じてその領域）が刃先２２の後方に延びる距離は、直近の用途に適合し、例えば、特定のかみそり刃１６及び表面コーティングのユーザに対して望ましい快適性を生じるように選択することができる。かみそり刃１６の通常の耐用寿命中に、表面コーティング材料の残留層は、先端部面に接着したままになるということが本出願人の理解である。
図１１〜１３を参照すると、本発明の開示の態様により、かみそり刃１６上に表面コーティングの残留層を生成する方法は、刃先端部３８を露出して同じ向きで刃１６を積み重ねることを可能にする固定具８２内に複数のかみそり刃１６（すなわち、刃の「スタック８６」）を装着する段階を含む。一実施形態において、固定具８２は、１又は２以上の刃の保持部材、例えば、刃１６内の開口を通じて（例えば、位置／装着開口５６を通じて又は洗い出しポートを通じて）延びる少なくとも１つのロッド８４を含む。固定具８２は、各かみそり刃１６の間に配置されたスペーサ（図示せず）を提供することができ、又はこれに代えて、刃１６が表面コーティング形成工程中に互いに対して移動することができるように、クリアランス空間９２を提供することができる（例えば、固定具８２及び８４は、刃のスタック８６よりも長い）。本方法では、流体ストリーム６４は、流体ストリーム６４が先端部３８で初期表面コーティング６２に影響を与えて初期表面コーティング６２の一部分を先端部３８から離れるように移動し、上述の残留表面コーティング層６６を残すことができるように、固定具８２に配置された刃先端部３８に向けられる。固定具８２は、上述の残留表面コーティング層６６の形成を可能にすることができるように流体ストリーム６４に対して移動するか又はその逆も可能である。任意的なクリアランス空間９２を提供する固定具８２を使用するこれらの事例では、固定具８２及び流体ストリーム６４の相対移動が、スタック８６内の個々のかみそり刃１６が互いに対して移動することを可能にするというのが本出願人の経験である。スタック８６内の各個々のかみそり刃１６の移動は、流体ストリーム６４が、スタック８６内でそれぞれの個々の刃先２２にアクセスして刃間スペーサの必要なく残留表面コーティング層６６の上述の形成を完了することを可能にする。上述の固定具８２は、単一刃の表面コーティング工程とは対照的に、単一工程で複数の刃１６を処理するのに使用することができる固定具の非限定的な例である。
固定具８２は、表面コーティング材料が塑性状態にある温度まで固定具８２内のかみそり刃１６を加熱するように作動可能なデバイスに対して選択的に装着可能である。例えば、刃１６のスタック８６を保持する固定具８２は、非反応性ガスの制御された環境内で表面コーティング材料を有するかみそり刃１６のスタック８６を加熱するように作動可能な加熱炉８８内に選択可能に装着することができる。加熱炉８８は、１又は２以上の流体ストリームノズル７２を含み、ノズル７２に対して予め定められた向きで固定具８２（及び従ってかみそり刃１６）を装着するように修正される。かみそり刃１６上に表面コーティングを成形するための上述の方法は、その後に加熱炉８８内で実施することができる。
本発明の開示の完全に使用可能な説明を保証するために、形成工程の特定の例が以下に示されている。本発明の開示は、以下の例に限定されない。
この例では、複数のかみそり刃１６を処理して、各刃の先端部３８の面上に残留表面コーティング層６６を生成する。最初に、ＰＴＦＥ（例えば、Ｃｈｅｍｏｕｒｓ ＣｏｍｐａｎｙによるＫＲＹＴＯＸ（登録商標）ＬＷ−１２００）の初期表面コーティング６２層が、分散媒質内に配置されたＰＴＦＥ粒子を含む分散液で先端部面５２、５４を噴霧することによって複数の刃１６の先端部面５２、５４に塗布される。初期表面コーティング層６２は、５００ｎｍよりも大きくない厚みに塗布され、好ましくは、１００ｎｍ〜４００ｎｍの厚みに塗布されて自然に乾燥させられ、すなわち、分散媒質を蒸発させる。
「初期コーティング塗布された」刃１６は、その後に積み重ねられ、刃１６内の開口を通って延びる１対のロッド８４を有する固定具８２内に保持され、固定具８２は、積み重ね軸９０に沿ってクリアランス空間９２を含み、表面コーティング形成工程中に積み重ね軸９０に沿って個々の刃の間の相対移動を可能にすることができる。刃１６のスタック８６を収容する固定具８２は、その後に、高温で実質的に窒素ガス（Ｎ2）から構成される制御された環境を与えるように実質的に作動可能な加熱炉８８内に置かれる。窒素ガスは、表面コーティング材料及びかみそり刃材料とは非反応性である。加熱炉８８は、ノズル７２に対して予め定められた向きで１又は２以上のノズル７２を含み、固定具８２（及び従ってかみそり刃１６）を装着するように修正される。例えば、固定具８２は、かみそり刃のスタック８６が、ノズル７２に面するかみそり刃先端部３８に対して水平に向けられるように装着することができる。各ノズル７２は、先端部３８に向けて窒素の流体ストリーム６４を生成するように作動可能である。説明を容易にするために、各かみそり刃１６の刃先２２は、「Ｙ」軸に沿って延び（例えば、各刃の長さは、ページの面に垂直に延びる図１３に示す「Ｙ」軸に沿って延びる）、各刃１６の幅３４は、「Ｘ」軸に沿って延び、かみそり刃の積み重ね軸９０は、「Ｚ」軸に沿って延びると仮定する。上述のような固定具８２を使用する時に、ノズル７２は、各かみそり刃１６の刃先２２に垂直な（例えば、「Ｙ」軸に垂直な）流体ストリーム中心線７４を生成するように向けることができる。ノズル７２の向きはまた、流体ストリーム中心線７４がＸ軸に位置合わせすることを可能にすることができ、又はＸ軸に対してある角度（例えば、「α」）で配置することができる。残留層形成工程中に、刃１６（及び従ってかみそり刃１６）のスタック８６を収容する固定具８２は、ノズル７４に対してＺ軸（潜在的に他の軸も同じ）に沿う方向に移動し、その逆も可能である。積み重ね軸９０（これはＺ軸に平行である）に沿った固定具８２内のクリアランス空間９２は、スタック８６内のかみそり刃１６の間の相対移動（例えば、スタック８６内の個々の刃の動揺）を可能にし、それによってスタック８６内の各個々の刃が十分に流体ストリーム６４に露出され、上述の残留層形成を可能にすることを保証する。代替案では、スタック８６内のかみそり刃１６は、クリアランス空間９２がない固定具８２内に動かないように締結することができる。表面コーティングに作用する流体ストリーム６４によって作り出される力の量、ノズル出口オリフィスと刃１６の先端部３８の間の分離距離、及び各かみそり刃１６を流体ストリーム６４に露出する滞留時間の量のようなパラメータは、特定の表面コーティング材料、かみそり刃の先端部構成、加熱炉８８内の環境（例えば、温度）などに基づいて選択される変数である。
固定具８２が加熱炉８８内に装着され、かつ周囲加熱炉環境が窒素ガス環境と置換された後に、約３００℃〜４００℃の範囲の温度まで、好ましくは、先端部３８で約３６０℃〜３８０℃の範囲の温度までかみそり刃１６が加熱され、表面コーティング分散液内でＰＴＦＥ粒子を溶融し、あらゆる分散媒質を除去し、かつＰＴＦＥ粒子の少なくとも一部を刃先端部３８に対して溶融して実質的に均一な厚みの膜にする。かみそり刃１６は、約一分から約十分（１−１０分）の範囲の期間、より好ましくは、約四分から約八分（４−８分）の範囲の期間にわたってこの温度で維持される。
刃先端部３８を実質的に窒素ガス（Ｎ2）から構成される流体ストリーム６４に露出する前に、窒素ガスは、好ましくは、約３６０℃〜４２０℃の範囲の温度まで予熱される。流体ストリーム６４を予熱する必要はないが、予熱した流体ストリーム６４を使用することで、流体ストリーム６４による表面コーティング層の冷却を防止する。表面コーティング材料が塑性状態になった状態で、流体ストリームが、次に開始される。上述のように、流体ストリーム６４の正確なパラメータは、特定の用途によって決定され、本発明の開示は特定の値に限定されない。ステンレス鋼材料かみそり刃に対して、表面コーティング材料は、約１００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の初期表面コーティング６２の厚みでの約３６０℃〜４２０℃の範囲の温度での本質的にＫＲＹＴＯＸ（登録商標）ＬＷ１２００から構成され、ノズルの前で測定かつ制御された１秒当たり約３０メートル（３０／ｍ）の流速、１時間当たり約６．８立方メートル（６．８ｍ3／ｈｒ）の容積流量、約１０バールの圧力で実質的に窒素ガスから構成される予熱した流体ストリーム６４は、ノズルが、処理されているかみそり刃先端部３８から約１〜３ミリメートル（１〜３ｍｍ）に配置された約２２平方ミリメートル（２２ｍｍ2）のノズルオリフィス区域を流出し、表面コーティング材料の一部分を後方に（すなわち、刃先２２から離れるように）移動することによって表面コーティング材料を成形するのに十分である。流体ストリーム６４は、単一ノズル７２によって形成され、固定具８２は、ノズル７２に対して移動する。流体ストリーム形成工程は、刃先２２から離れる方向に（後方に）移動して厚みを増す刃先２２で約２０〜５０ナノメートル（２０〜５０ｎｍ）の範囲の厚みを有するＰＴＦＥ残留表面コーティング層６６を生成する。表面コーティング層の成形部分（すなわち、残留表面コーティング層６６）は、約３０マイクロメートル（３０μｍ）の距離を刃先２２から後方に延びるが、必ずしも同じ厚みではない。上述のように、上記の特定の例は、本発明の方法の使用可能な説明を容易にするように提供された非限定的な例であり、本発明の方法はこれに限定されない。
本発明をその詳細な実施形態に関連して図示かつ説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなくその形態及び詳細に様々な変更を行うことができることは当業者によって理解されるであろう。
１６ かみそり刃
３８ 先端部
６２ 初期表面コーティング
６４ 流体ストリーム
６６ 残留表面コーティング層
３８ 先端部
６２ 初期表面コーティング
６４ 流体ストリーム
６６ 残留表面コーティング層
Claims (16)
- かみそり刃上にコーティングを成形する方法であって、
少なくとも１つの先端面と刃先とによって定められた先端部を有するかみそり刃を与える段階と、
少なくとも１つの先端面上に第１の厚みを有する表面コーティングを塗布する段階と、
前記少なくとも１つの先端面上の前記塗布された表面コーティングを流体ストリームを使用して前記第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有するように成形する段階と、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記塗布された表面コーティングを該塗布された表面コーティングが塑性状態にある温度まで加熱する段階を含む、該塗布された表面コーティングを焼結する段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記塗布された表面コーティングを成形する前記段階は、該塗布された表面コーティングの一部分を前記かみそり刃の前記先端部から離れるように移動させて前記第２の厚みを有する残留表面コーティング層を残す方式で前記流体ストリームを該塗布された表面コーティングに向ける段階を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
- 前記流体ストリームは、前記塗布された表面コーティングに該塗布された表面コーティングの一部分を前記かみそり刃の前記先端部から離れるように後方に移動させる方式で向けられることを特徴とする請求項３に記載の方法。
- 前記残留表面コーティング層は、前記先端面のうちの実質的に全てにわたって前記刃先から後方に延びることを特徴とする請求項３に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの先端面上に前記表面コーティングを成形する前記段階は、該表面コーティングを複数の厚みを有するように成形する段階を更に含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
- 前記流体ストリームは、ガスを含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の方法。
- 前記流体ストリームは、表面コーティング材料又はかみそり刃材料の一方又は両方と非反応性であるガスを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
- 前記ガスは、窒素及びアルゴンのうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
- 前記表面コーティングは、フロオロポリマーを含むことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の方法。
- 前記流体ストリームは、ガス及び固体粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記流体ストリームは、液体を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記かみそり刃のスタックが与えられ、前記表面コーティングは、該スタック内の各かみそり刃の前記少なくとも１つの先端面に塗布され、
前記かみそり刃のスタックを固定具内に配置する段階、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記流体ストリームは、加熱炉に配置された流体ストリームノズルを流出し、各かみそり刃の前記少なくとも１つの先端面上に前記塗布された表面コーティングを成形する前記段階中に、前記かみそり刃のスタックを保持する前記固定具は、該加熱炉内に配置され、
方法が、
前記加熱炉内に非反応性ガス環境を与える段階と、
前記加熱炉内で各かみそり刃上の前記塗布された表面コーティングを該塗布された表面コーティングが塑性状態にある温度まで加熱する段階と、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。 - 前記塗布された表面コーティングを成形する前記段階は、前記固定具及び前記流体ストリームノズルの一方又は両方を他方に対して選択的に移動する段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
- かみそり刃であって、
少なくとも１つの先端面と刃先とによって定められた先端部を有するかみそり刃と、
請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の方法によって成形された前記少なくとも１つの先端面上のコーティングと、
を含むことを特徴とするかみそり刃。
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