JP2019520235A - 高分子切断縁部構造体及び高分子切断縁部構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

機能性高分子切断縁部構造体（４０）及び高分子材料から構成される切断縁部構造体の製造方法を提供する。刃本体又は刃支持体タイプを有する基材（４２）上に、切断縁部構造体を製造してよい。本高分子材料は、電磁放射線によって前駆体材料を硬化させることにより生成され、前記放射線の波長は、前駆体材料を硬化させるのに必要とされる波長の約２倍である。かみそりカートリッジ又はブレードボックスにて使用するかみそり刃（８２）を、本発明を用いて形成してよい。

Description

本発明は、剃毛かみそり及び切断縁部構造体の製造方法に関し、より詳細には、剃毛かみそり刃などの切断縁部構造体を高分子材料から製造することに関する。

かみそり刃は、典型的には、ステンレス鋼などの好適な金属シート材料により形成され、当該金属シート材料は、所望の幅に切断され、かつ金属を硬化させるために熱処理される。焼入れ作業では高温炉を利用し、最大約２０秒の間、約１，０００℃超の温度に金属をさらしてよく、続いて金属を急冷させ、それにより金属を急速に冷却して特定の所望の材料特性を得る。

焼入れ後、一般に刃を研削することにより、切断縁部を形成する。鋼鉄製のかみそり刃は、長期間、体毛にわたって切断する鋭利かつ強硬な切断縁部を得るように、機械的に鋭利に削られる。連続的な研削プロセスは、一般に、実質的に三角形又は楔形の輪郭（例えば、断面）を伴う直線状の刃先を有するように、刃の形状を制限する。刃先の楔形形状は、典型的には、約１０００オングストローム未満の半径を伴う最終先端を有する。

本先行方法の利点は、大量かつ高速での、刃を製造するための立証された経済的なプロセスである、ということである。このようなプロセスが、刃の形成用により低コストの材料を利用し得、かつ実質的に三角形以外の切断縁部の輪郭をも可能にする場合、特に望ましいであろう。

高分子材料から製造される切断縁部を伴う刃は、使い捨て刃物類又は使い捨て外科用メス（例えば、米国特許第６，０４４，５６６号、同第５，７８２，８５２号）に関して、開示されている。高分子材料から製造されるかみそり刃は、英国特許第２３１０８１９Ａ号に開示されている。先行技術の高分子刃のいずれかの欠点は、このようなプラスチック刃では大量生産に関するコスト効果が悪く、また体毛を切断するために必要とされる、１μｍ未満の先端半径を伴う切断縁部を作製するのに好適ではない、ということである。

一般的に、先行技術はメルトフロー加工技術を利用する。先行技術の溶融高分子は、典型的には金属である金型の空洞内へと注入されるが、通常高分子は、かみそり刃の縁部を作製するために空洞内で必要とされるμｍ未満（例えば、１マイクロメートル未満）の寸法の空間内へと浸透するには、粘性（典型的には、１００，０００センチポアズ）が強すぎる。しかし、μｍ未満の寸法の空間内への浸透に効果があり得る、低粘度の材料を選択すること又は注入圧力を増大させることは、「バリ」として知られている、金型の２つの半端の接合面間における高分子材料の浸透を引き起こし、またしたがって、必要とされる切断縁部の先端半径を得ることができない。多くの場合、２００℃超のガラス転移温度を超える温度で高分子原材料を加熱することにより、高分子材料の粘度が低下し得る。なお、空洞を充填した後、固体状態を得るために流体の高分子物質を冷却する必要があるが、これは刃形状の収縮及び端部の丸みつけを引き起こし、またしたがって、必要とされる切断端部の先端半径を得ることができない。

したがって、必要とされる先端半径、端部特性におけるより少ない変動性、及び同等な又は向上した剃毛体験を提供する尖鋭度を有する剃毛かみそり用の、高分子から作製された切断縁部構造体のためのより良好なプロセス、及びよりコスト効果の高い切断縁部構造体の製造方法が、必要とされている。

非線状縁部などの任意の形状を有する切断縁部構造体を形成し得る、及び／又は一体型組立品を提供し得る、材料及びプロセスを見出すこともまた望ましい。

近年、ステレオリソグラフィ及び３次元印刷などの付加製造技術は、高分子構造体を作製するために、広く使用されるようになってきている。両方の場合において、３次元対象体は、対象体全体が形成されるまで互いに連続的に追加される材料の小型の体素、いわゆるボクセルから堆積される。しかし、これらの技術の空間分解能は、切断縁部の最終先端の半径より大きい、数十マイクロメートルの個々のピクセルの寸法に制限される。

例えば、Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｓｐｅｃｔｒａ．、第４０巻（２００６年）、刊行１０、７２〜８０頁に記載された２−光子重合（２ＰＰ）などの高分解能付加製造が知られており、またそのμｍ未満の寸法の対象体を作製する可能性が、機械式マイクロアクチュエータ（例えば、米国特許第７，７７８，７２３Ｂ２号）、マイクロ流体素子、光学素子（例えば、米国特許第８，５３０，１１８Ｂ２号）、フォトニック結晶（例えば、米国特許第２０１３／０３１５５３０Ａ１号）並びに顕微針（例えば、米国特許公開公報第２００９／０９９５３７Ａ１号、中国特許第１０３０１１０５８Ａ号）及び組織工学足場（例えば、米国特許公開公報第２０１３／０１２６１２Ａ１号）などの生体医学的用途に関して、示されてきた。

米国特許第６，０４４，５６６号 米国特許第５，７８２，８５２号 英国特許第２３１０８１９Ａ号 米国特許第７，７７８，７２３Ｂ２号 米国特許第８，５３０，１１８Ｂ２号 米国特許第２０１３／０３１５５３０Ａ１号 米国特許公開公報第２００９／０９９５３７Ａ１号 中国特許第１０３０１１０５８Ａ号 米国特許公開公報第２０１３／０１２６１２Ａ１号

Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｓｐｅｃｔｒａ．、第４０巻（２００６年）、刊行１０、７２〜８０頁

これらの構造体全ては、非常に小さな対象体長さスケール（例えば、１ｍｍ以下）での高分解能付加製造の使用を可能にする。本プロセスの１つの欠点は、個々の各ボクセルを作製する一定の時間が必要であり、またしたがって、完成した対象体全体の寸法が、その作製のための所要時間を決定する、ということである。したがって、高分解能付加製造を使用して、より速い又はより適切な時間スケールにて、かみそり刃などのより大きな対象体を作製する必要がある。

高分解能付加製造の別の欠点は、硬化中の高分子材料のわずかな収縮故に、内部応力が発生する、ということである。全体の寸法が約１ｍｍを超える対象体が高分解能付加製造により作製される場合、これらの内部応力スケールが規模を有して、寸法が１ｍｍより大きい対象体が不安定となってしまう。したがって、内部応力を伴わない高分解能付加製造を使用して、かみそり刃などの対象体を作製することが必要とされている。

本発明は、高分子材料から作製されるかみそり刃などの、１つ以上の切断縁部構造体、及びかみそり刃などの機能的高分子切断縁部構造体の、容易で効率的な製造方法を提供する。複数のこのような切断縁部構造体、又は高分子材料にて形成される複数のかみそり刃を備え、かみそりカートリッジ内に単一ユニットとして配置される「ブレードボックス」を製造するために、更にいくつかの方法が好適である。

本発明のプロセスの工程は、切断縁部構造体のコンピュータモデルを提供すること、容器内に配置された液体前駆体材料を提供すること、少なくとも１つの基材を液体前駆体材料内へと浸漬させること、少なくとも１つの基材が前駆体材料内に配置されている間に、電磁放射線のレンズにより画定された焦点にて液体前駆体材料の一部を硬化させること（放射線の波長が液体前駆体材料を硬化させるのに必要とされる波長の約２倍であること）、放射線の焦点を前駆体材料内に移動させて、モデルに基づいた少なくとも１つの切断縁部構造体を基材上に形成すること、及び少なくとも１つの切断縁部構造体を伴う基材を容器内の液体前駆体材料から取り除くこと、を含む。

一態様では、基材は、少なくとも１つの切断縁部構造体のための、刃本体又は刃支持体を含む。別の態様では、伸長した切断縁部は、密接して配置された切断縁部要素により形成される。

焦点を移動させる工程は、任意の方向でのレンズの移動、若しくは任意の方向での容器の移動、又はこれらの任意の組み合わせを更に含む。少なくとも１つの切断縁部構造体は、複数のボクセルから形成される。前駆体材料は、高分子材料、オリゴマー材料、又はこれらの任意の組み合わせから構成される。少なくとも１つの切断縁部構造体は、ゴシックアーチ、半円アーチ、又は１つ以上のアンダーカットを含んでよい。少なくとも１つの切断縁部構造体の先端半径は、１マイクロメートル未満である。前駆体材料はアクリル系材料から構成される。

別の態様では、前駆体材料又は硬化済みの高分子材料のうち少なくとも１つが、２５０〜１５００ナノメートルの範囲の波長での電磁放射線に対して透過的である。

取り外し工程は、硬化済みの高分子材料切断縁部構造体から、基材を物理的又は化学的に取り除くことを更に含む。

組成物の約１〜約３重量％の光反応開始剤を、硬化工程に先立って、第２前駆体材料へと追加する。硬化工程は、架橋又は重合を含む。

別の実施形態では、少なくとも１つの切断縁部構造体は、かみそり刃であるか又はブレードボックスの一部である。本発明は、かみそり刃又はブレードボックスをかみそりカートリッジハウジング又はフレーム内へと組立てる工程を更に含む。

別の態様では、本発明のカミソリ刃は、高分子材料から構成される切断縁部構造体を含み、本高分子材料は、本高分子材料のための液体前駆体材料内に配置された基材上に生成され、本液体前駆体材料の一部は、電磁放射線のレンズにより画定された焦点にて硬化し、本放射線の波長は、本液体前駆体材料を硬化させるのに必要とされる波長の約２倍である。別の態様では、前駆体材料又は硬化済みの高分子材料のうち少なくとも１つが、２５０〜１５００ナノメートルの範囲の波長での電磁放射線に対して透過的である。なお、基材は刃本体及び刃支持体を含む。更に依然として、切断縁部構造体は、密接して配置された切断縁部要素により形成される、伸長した切断縁部を含む。

別の実施形態では、ブレードボックスは少なくとも１つの切断縁部構造体と、少なくとも１つの非切断縁部構造体と、を含み、少なくとも１つの非切断縁部構造体が少なくとも１つの切断縁部構造体に連結し、また切断縁部構造体及び非切断縁部構造体の両方が高分子材料から構成され、本高分子材料が、本高分子材料のための液体前駆体材料により生成され、本液体前駆体材料の一部が、電磁放射線のレンズにより画定される焦点にて硬化し、本放射線の波長が、本液体前駆体材料を硬化させるのに必要とされる波長の約２倍である。

本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、添付図面及び以下の明細書に記述する。本発明のその他の特徴、目的、及び利点は、明細書及び図面、並びに請求項により明らかとなるであろう。

本発明の好ましい実施形態による、高分子からかみそり刃を製造する第１の方法の流れ図である。 本発明による、図１のプロセスのために用いることができる、種々の実施例の基材の図である。 図１のプロセスを使用して形成されたかみそり刃の切断縁部の、近接した顕微鏡写真図である。 本発明の切断縁部構造体配列の、顕微鏡写真の平面図である。 伸長した高分子切断縁部構造体の図である。 図１のプロセスを使用して形成される、図５に示す伸長した切断縁部の、顕微鏡写真である。 図１のプロセスを使用して形成される、図５に示す伸長した切断縁部の、顕微鏡写真である。 本発明の一実施形態による、図２のプロセスを用いて作製された高分子かみそり刃を有するかみそりカートリッジの、正面図である。 本発明の別の実施形態において、それぞれが複数の刃及びフレームを有する、基本構造における複数のブレードボックスの平面図である。 本発明のかみそりカートリッジ全体の平面図である。 依然として本発明の更なる実施形態による、その内部に形成された複数の非線状切断縁部を有する構造の、斜視図である。 本発明の切断縁部構造体の種々の形状を示す。

本開示の方法は、切断縁部構造体（例えば、剃毛デバイス又はかみそりに使用されてよい、かみそり刃）の製造を提供する。具体的には、剃毛デバイス用の切断縁部又はかみそり刃を高分子材料から製造する方法が、開示されている。

本発明で使用する場合、高分子材料は高分子から形成された材料であることを示し、後者は、小分子であるモノマーからなる、大型の鎖状分子である。一般に、高分子は、自然発生又は合成物であることができる。本発明では、好ましい実施形態は、合成又は半合成高分子からなる。合成又は半合成高分子材料は、一般に、２つの形態又は状態で生じ得る。第１の状態は軟質又は液体状態であってよく、また第２の状態は硬質又は固体状態であってよい。一般に、合成高分子は、第１の状態（例えば、液体又は軟質）にある場合に成形又は押出加工され、その後に第２の状態（例えば、硬質又は固体）である対象体へと形成される。場合によっては、材料は可逆的である（例えば第２の状態にある材料は第１の状態に転化して戻ることができる）が、それ以外では、重合は不可逆（例えば、材料は、その第１の状態に転化して戻ることができない）である。

熱可塑性高分子は、高温（例えば２００℃以上）で軟質又は液体の第１の状態である可逆性高分子のタイプであり、かつ周囲温度へと冷却された場合に、固体の第２の状態へと転化する。熱可塑性高分子は、典型的には、先行技術の射出成形技術又は押出成形技術に使用される。

不可逆重合を介して第１の状態から第２の状態が得られるこれらの高分子材料に関して、高分子材料の第１の状態は、一般に、高分子材料の第２の状態にとっての「前駆体」であると考えてよい。そのようなものであるから、本発明では、前駆体材料又は第１の状態にある材料から高分子材料を生成し得る。

一般に、本発明の切断縁部構造体に好ましい材料は、第１の、軟質又は液体の状態にある材料であり、モノマー若しくはオリゴマーとして知られている短鎖長（例えば、低分子量）高分子又は両方を含む。モノマー及びオリゴマーは、本明細書においては、「前駆体」と称する。これらの前駆体は、重合又は架橋プロセスを介して、第２の固体状態で長鎖長の高分子材料に転化し、本明細書で硬化プロセスと称される。前駆体材料の硬化は、一般に、熱、光、イオン放射線若しくは高エネルギー放射線、又はこれらの任意の組み合わせの影響下で、達成することができる。硬化後、固体高分子材料が得られる。

図１では、本発明の好ましい実施形態による、高分子材料からかみそり刃を製造する方法の流れ図２０が図示されている。

工程５０では、３次元の物理的対象体のコンピュータモデルを提供する。本発明の３次元の物理的対象体は、望ましくはかみそり刃ではあるが、かみそりのカートリッジハウジング又はガード若しくはキャップ若しくは潤滑要素、又はこれらの構成要素の任意の組み合わせなどの、かみそりのその他の構成要素であってよい。

工程５５では、レンズ系５８により、１０マイクロメートル未満の寸法、より好ましくは放射線の波長の約半分まで下げた寸法（例えば、約０．１２マイクロメートル〜約０．５０マイクロメートル）を伴う焦点６０へと、発生源５６からの電磁放射線の焦点を合わせることができる。

工程１０５では、リザーバ又は容器１１５が提供される。リザーバ又は容器は、任意の種類、形状又は寸法であってもよいが、好ましくはかみそり刃などの切断縁部構造体を形成するのに十分な空間を提供するように、選択される。

液体前駆体材料３１５は、工程２０５にて示すように、好ましくはリザーバ又は容器１１５を充填するように選択される。一般に、使用可能な前駆体材料の種類に対する制限はないが、液体前駆体材料が使用され、また電磁放射線へ曝すことにより、液体状態から固体高分子状態へと材料が転化し得る（例えば、硬化する）ことが望ましい。この関連で、本流体は、電磁放射線に対して透過的でなければならない。望ましくは、本発明の充填又は注入工程２０５は、約摂氏１０度から約摂氏４０度の範囲の周囲温度にて実現される、又は摂氏１００度まで加熱して、その粘度を低減させてよい。

工程３０５では、固体の物理的基材２１５をリザーバ１１５内の液体前駆体材料３１５内へと浸漬させる。基材は平滑表面を有してもよく、また好ましくは平面であってもよい。基材は、ガラス、シリコン、サファイア、ダイヤモンド、セラミック、鋼鉄、又は本発明における別の高分子材料から構成されてよい。約１００ナノメートル〜約１ナノメートルの範囲の基材の粗度値が、本発明において意図される。

材料の構成要素に関わらず、基材２１５は、かみそり用の切断縁部の形成を許容する、任意の形状又は輪郭を有してよい。基材は、かみそり全体が作製される平坦又は伸長した基材であってよい、又は刃本体若しくは刃支持体などの、ただ単に縁部用の基部から構成されてよい。図１のプロセスのために使用することができる種々のタイプの基材２１５を、図２に示す。例えば、示されるＡタイプの平面状又は平坦な基剤は、本発明において同様に示されるＢタイプの刃本体、又はＣタイプの刃支持基材として考えられる。これら基材のそれぞれは、工程４０５にて高分子切断縁部構造体が形成される、表面２１６を有する。

工程３０５にて、基材２１５を液体前駆体材料へと浸漬させた後、液体の第１状態にある前駆体材料３１５を硬化させ、これにより、前駆体材料が第２の固体状態にある高分子物質となる。これは工程４０５において、電磁放射線の焦点６０を、リザーバ１１５に収容された液体前駆体材料３１５内へと向けることにより、透過的な液体前駆体材料３１５を、焦点を合わせた放射線により照射される体素（本明細書では、以後、「ボクセル」と称される）４１５である固体高分子材料へと転化させることより、実施される。図１の工程４０５における図面は、後述する２ＰＰプロセスを利用して得られたボクセルを示す。なお、工程４０５では、所望の対象体の第１ボクセルは、基材２１５に隣接して液体前駆体３１５内に生成され、これにより、完成した対象体を基材表面２１６へと固定する。

２ＰＰなどの高分解能付加製造に関しては、電磁放射線は、望ましくは、前駆体材料を活性化させるのに必要とされる（例えば、後述のように使用する場合、光反応開始剤を活性化させるのに必要とされる）波長の約２倍を有する。この波長は、一般に、約２５０ナノメートルから約１５００ナノメートル、好ましくは、４００ナノメートル〜１３００ナノメートルの範囲である。電磁放射線の発生源５６は、液体高分子前駆体材料３１５により、焦点６０にて２つの光子が同時に吸収される有限確率を生じさせるのに十分な出力を放出して、固体高分子ボクセル４１５を生成する。望ましくは、電磁放射線は、発生源５６の必要とされる平均出力を許容レベル（例えば、１００ミリワット）へと減少させるために、非常に短い（例えば、フェムト）パルスを放出する。

工程５０５では、好ましくは、リザーバ１１５内の液体前駆体３１５内で、又は液体前駆体３１５を介して、発生源５６をレンズ５８上で中央に維持しつつ、レンズ５８を任意の方向で移動させることによって、焦点６０を移動させる又は走査させることにより、異なるボクセル４１５にわたって電磁放射線の焦点６０を配置させて、対象体５１０を作製することができる。矢印５０６、５０７、５０８は、レンズ５８の３つの可能な移動方向を示すが、移動方向は、任意の方法で角度をなしてよい、又は回転してよい。あるいは、コンピュータモデル５０に従って、任意の方向にてリザーバ１１５を移動させてよい。なお、異なる方向における、レンズ及びリザーバ両方の移動の組み合わせを、本発明にて利用してよい。

工程５０５における対象体５１０の作製を促進するために、複数の放射線発生源５６及び／又はレンズ５８（図示せず）を平行に利用して、複数のボクセル４１５を同時に作製してよい。

いずれかのシナリオでは、互いに結合した多数の固体高分子材料のボクセル４１５が生成され、３次元の物理的対象体５１０又は工程５１５にて所望される対象体（例えば、１つ以上のかみそり刃）に相当する。切断縁部構成体５１０は、最終の切断縁部又は最終のかみそり刃縁部の形状における構造に相当する。

図１の工程５１５の後に、リザーバから固体高分子構造体５１０を取り出すことができる。図１の工程６０５において、リザーバ１１５から基材２１５に沿って形成された固体高分子構造体５１０を、共に取り出すことが望ましい。例えば、基材２１５が、切断縁部構造体５１０用の刃支持体として機能する場合、矢印８０５により示されるように、これは洗浄工程７１５及び体毛除去デバイスにおける切断縁部構造体の組立工程９０５に先立った、直前の工程であってよい。図１の工程７０５にて示すように、固体高分子構造体５１０を、物理的又は化学的に基材から取り除いて（例えば、基材がＢタイプの刃本体若しくはＣタイプの刃支持体ではない、又は別の方法が必要である場合）、工程９０５において、組立のために完成した３次元対象体５１０を露呈させることができる。アクリル系固体高分子構造を、例えば、酢酸プロピレングリコールメチルエーテル（ＰＧＭＥＡ）及びｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）系の溶媒を使用して基材から取り除いてよい。

組立工程９０５に先立って、図１の工程７１５にて示すように、あらゆる余分な未硬化材料、又は三次元の固体高分子対象体５１０（例えば、作製された切断縁部構造体又は刃）により形成された表面若しくは空洞からの残部を取り除くこと、あるいは洗い流すことが必要又は有益な場合がある。好適な洗浄剤又は溶媒は、１−プロパノール又はイソプロパノールを含む。

ＣＡＤ仕様に従って、光子硬化性の前駆体槽内で又は光子硬化性の前駆体槽にわたって、高強度電磁放射線の焦点を３次元で走査することにより構造体を製造してμｍ未満の寸法特性を伴う対象体５１０を作製し、図３に見ることができるように、高分子対象体５１０が、約２５０ｎｍの先端半径４５を伴うμｍ未満の寸法のボクセルから形成されて、基材４２上に配置される、２−光子重合プロセス（２ＰＰ）に基づいた本発明のプロセスの利用が示された。作製された対象体５１０は、刃先端４４及び先端４４から分出する２つの小面４６及び４８を有する、切断縁部構造体４０である。したがって、図３に示すように、図１のプロセスにより製造された固体高分子構造４０は、所望の先端半径（例えば、１μｍ未満）を伴う、かみそり刃の形状及び輪郭を有する。

５×５の配列４９にて配置され、かつガラス基材４２上に存在する、刃縁部要素４０の上部からの図を示す、図４の顕微鏡写真にて示すように、図１のプロセスにより、固体の高分子切断縁部構造体４０の配列４９を作製することができる。

本発明では、高分子材料は、好ましくはアクリル系材料であり、より好ましくは、Ｌａｓｅｒ Ｚｅｎｔｒｕｍ Ｈａｎｎｏｖｅｒ ｅ，Ｖ．，（ドイツ）により供給されるＦｅｍｔｏｂｏｎｄ ４Ｂ、又はＥｎｖｉｓｉｏｎＴＥＣ ＧｍｂＨ（ドイツ）により供給されるＥ−ＳＨＥＬＬ（登録商標）３００、及び最も好ましくは、Ｍｉｃｒｏｒｅｓｉｓｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨにより供給されるＯＲＭＯＣＯＲＥなどのＯＲＭＯＣＥＲ（登録商標）群からの高分子材料などの、モノマー又はオリゴマーの配合による高分子である。

組成物の約１〜約３重量％の光反応開始剤を、図１における硬化工程４０５に先立って、第２高分子材料へと追加してよい。光反応開始剤は、通常、特定の波長の放射線、一般に可視光線又は紫外線を吸収することにより、高分子材料の前駆体の重合又は架橋（例えば、硬化）プロセスを開始させ、かつモノマー又はオリゴマーと反応して、それらを共に架橋するラジカルを生じさせる。一般にアクリル系の前駆体と共に使用される光反応開始剤は、商標名イルガキュア（Irgacure）１８４にてＢＡＳＦにより販売されている、αヒドロキシケトンである。ＯＲＭＯＣＯＲＥの場合には、光反応開始剤は、同様にＢＡＳＦによる、ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）３６９であってよい。

光反応開始剤を使用する場合には、高分子材料は、使用される光反応開始剤について最適に選択した、この範囲での特定の波長で透過的である。したがって、本発明の前駆体及び硬化済みの固体高分子は、一般に、電磁放射線の波長に対して少なくとも部分的に透過的であり、効果的である必要がある。光が高分子の表面より下に貫通できない場合に光を使用すると、一般に、対象体（例えば、切断縁部構造体）全体の硬化又は重合が発生し得ないので、高分子の透過性選択が有効性に関して必要である。

あるいは、３Ｄ印刷、ステレオリソグラフィ、医療用途（例えば歯科医療）又は硬化に限り使用することができる結合（例えば、重合若しくは架橋又はモノマー前駆体若しくはオリゴマー前駆体の両方）において知られている、任意の光硬化性高分子を含む材料を、電磁放射線へと前駆体を曝すことにより得ることができる。したがって、望ましくは、前駆体及び硬化済みの高分子は、一般に、電磁放射線の所望の周波数に関して透過性である。

硬化中に発生する収縮は、結果として、伸長した寸法にわたって増す内部応力をもたらし、また使用時に、伸長した高分子対象体の破壊を引き起こし得る。図５にて示すように接合して、伸長した切断縁部２２０を伴う伸長した切断縁部構造体２１９を形成する、一連の幅の狭い（例えば、幅１ｍｍ未満）密接して配置された、互いに隣接した切断縁部要素２１８により、この欠点を克服することができる、と示されてきた。別個の密接して配置された切断縁部要素２１８、並びに伸長した切断縁部構造体２１９の一部、及び伸長した縁部２２０は、図６Ａの顕微鏡写真において目視可能である。図６Ｂの本顕微鏡写真は、長さ約１．２ｍｍ、高さ約０．４５ｍｍ、幅約４μｍの水平方向寸法を伴う、伸長した切断縁部構造体２１９全体を示す。

切断縁部構造体の寸法は、センチメートルの範囲である。２ＰＰなどの高分解能付加製造プロセスにより、切断構造全体を単独で作製する場合、μｍ未満の分解能を得るために全体の刃寸法をミリメートル長に制限してもよく、大規模（例えば、センチメートルの状態）な対象体を作製するためのより長い時間を必要とする走査工程を、順次小規模にしていかなければならない。理論的には、２ＰＰプロセスを使用してμｍ未満の分解能にてその上へと切断縁部が追加される、より大きな刃本体又は刃支持体を、従来のステレオリソグラフィー（例えば、１−光子重合）を使用して低分解能かつ高走査速度にて最初に作製することにより、これを克服することができる。あるいは、図２にて示すように、Ｂタイプの刃本体又はＣタイプの刃支持体を使用して、作製プロセスを促進してよい。

本発明のプロセスにより製造された切断縁部構造体の先端半径は、望ましくは約１マイクロメートル未満の範囲である。ＯＲＭＯＣＥＲ（登録商標）などを用いて形成される高分子切断縁部構造体の硬度は、硬化後に１００ＭＰａ付近に達してよい。

従来のかみそり刃のウェッジの輪郭が図３及び６Ａに示すタイプと類似している一方で、本発明は、例えば２個〜３個を超える任意の数の小面を伴う切断縁部構造体を意図しており、またこれらの小面は平面である必要がない。本発明のいくつかの代表的な形状を、図１０及び図１１にて以下に示すが、任意の望ましい許容形状が本発明にて意図される。

基材から切断縁部構造体を取り除くことが、必要であっても、又は必要でなくともよい。いずれの場合も、製造される各切断縁部構造体を、一般に、かみそりカートリッジへと個別に組立てることができる。例えば、切断縁部構造体が刃支持体タイプの基材を含まない場合、１つ以上の高分子かみそり刃を刃支持体へと（例えば、接着剤、超音波溶接を用いて）接着させて、かみそりカートリッジハウジングへと組立ててよい。なお、図１の工程９０５において、かみそりカートリッジへの組立に先立って、必要に応じて、切断縁部構造体を加工又はコーティングしてよい。

１つ以上の切断縁部構造体又は本発明の高分子７４から作製されたかみそり刃７２を有するかみそりカートリッジ７０を、図７にて示すように組立てることができる。かみそりカートリッジ７０は、切断要素である鋼鉄刃を利用し、かつプラスチック要素ハウジング及びフレーム構成要素７６などの非切断縁部構造体を伴う、市販のかみそりカートリッジに類似している。組立工程９０５では、フレーム７６若しくはハウジングへと挿入されるのに先立って、高分子かみそり刃７２を取付組立体へと固定することができる、又はそれらはフレーム上に直接取付けられてよい。

本明細書に記載の製造方法が、本来、単一の切断縁部構造体（例えば、かみそり刃）におけるものである一方で、本方法は、同時に複数の切断縁部構造体の製造へと容易に適用される。

図８に戻ると、複数のかみそり刃８２を形成して、小型のフレーム８４を伴う３つの刃の群に、互いにクラスター型に密集させてよい。図８におけるかみそり刃が切断縁部構造体である一方で、図８におけるフレームは非切断縁部構造体である。クラスターは一般的に長方形であり、かつ議論における容易さのために、本明細書においては、ブレードボックス８６と称する。複数のカミソリ刃８２を、本クラスター型の構成にて製造し、剃毛かみそり系組立体における後続加工工程を減少させることができる。ブレードボックス８６は、図示されているように、フレーム８４によって囲い込まれている３個の個別のカミソリ刃８２を有する。ブレードボックス８６を同一に製造することができる、又は各ボックスが、刃の間隔、包含される刃の角度、刃の数、刃の配向等において違いを有するように、ブレードボックスは異なることができる。切断縁部構造体のコンピュータモデルを変化させることにより、この差を作り出すことができる。上記と同様に、ブレードボックス８６を下部構造から取り外すことができるが、これにより、内蔵型のブレードボックス８６は単一の一体型部分である。図９では、ブレードボックス８６は、かみそりカートリッジ９０のハウジング９４における開口９２内へと挿入され、かつその内部に固定される、又は最初に完全にかみそりカートリッジへと形成される（図示せず）。

このような方法でかみそりカートリッジを組立てることは、いく分かの時間の浪費を排除し、また各個別のかみそり刃を刃支持体又はハウジングへと取付ける困難な工程、各刃支持体−かみそり刃の対又は各刃をかみそりカートリッジハウジング内に挿入する困難な工程、並びに各別個のかみそり刃を所望の刃の高さ、角度、及び間隔へと位置合わせする困難な工程を、排除する。本明細書に記載された方法を利用することにより、複数のかみそり刃がブレードボックス内に位置合わせされかつ固定され、それにより、個々の刃支持体へと取付ける必要性及び３つ以上の別個のかみそり刃をかみそりカートリッジハウジング内へと位置合わせする困難なプロセスを排除する。図８が、３つのかみそり刃を有するブレードボックス８６を示す一方で、２個、４個、５個、又はそれ以上などの任意の数のかみそり刃を、共にクラスター型にて密集させることができる、ということを理解すべきである。

図にて示される刃が、これまで一般に線状の刃縁部を有する一方で、本明細書に記載された方法により、その他の刃の形状及び縁部の様式を作製することができる。

その目的のために、依然として更なる代替的実施形態では、刃縁部のための直線状の刃先又はウェッジ形状の構成に加えて異なる切断構造もまた、本発明において意図される。

これらのその他の形状は、３次元対象体の異なるコンピュータモデルを含む図１のプロセスを使用することにより、作製される。場合によっては、材料１５１のシートは、非線状である内部切断縁部１５２を収容する開口１５４を伴う３次元対象体であってよく、例えば図１０のブレードボックス１５０にて示されるように、基材フレーム１５３を使用して、図１の工程により作製される。

切断縁部の鋳型に関し、またしたがって切断縁部構造体又は形成される構造に関する任意の数の形状及び輪郭が、本発明において意図される。本発明は、図１１に示した追加の例示的実施形態を含むが、これらに限定されない。２つのアーチ状の切断縁部の輪郭、例えば、ゴシックアーチの輪郭１６２、半円アーチの輪郭１６４を図１１に示すが、任意のその他の許容される切断縁部構造体形状（例えば、波形、鋸歯状、鋸歯形）が、本発明により包含されている。更に、１つ以上のアンダーカット１６７を有する切断縁部の輪郭１６６もまた、図１１に示す。

したがって、その他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内である。

実施例／組み合わせ：
Ａ．少なくとも１つの切断縁部構造体を製造するための方法は、
切断縁部構造体のコンピュータモデルを提供すること、
容器内に配置された液体前駆体材料を提供すること、
少なくとも１つの基材を前記液体前駆体材料中に浸漬させること、
前記少なくとも１つの基材が前記前駆体材料内に配置されている間に、前記液体前駆体材料の一部を、電磁放射線の焦点にて硬化させること、
前記放射線の波長が、前記液体前駆体材料を硬化させるのに必要とされる波長の約２倍であること、
前記放射線の焦点を前記前駆体材料内に移動させて、前記モデルに基づき、少なくとも１つの切断縁部構造体を前記基材上に形成すること、及び
前記少なくとも１つの切断縁部構造体を伴う前記基材を、前記容器内の前記液体前駆体材料から取り除くこと、の工程を含む。
Ｂ．基材が、前記少なくとも１つの切断縁部構造体のための刃本体又は刃支持体を含む、段落Ａの方法。
Ｃ．伸長する切断縁部が、密接して配置された切断縁部要素により形成される、段落Ａ又はＢの方法。
Ｄ．焦点を移動させる前記工程が、任意の方向での前記レンズの移動、若しくは任意の方向での容器の移動、又はこれらの任意の組み合わせを更に含む、段落Ａ、Ｂ、又はＣの方法。
Ｅ．前記少なくとも１つの切断縁部構造体が複数のボクセルから構成される、先行する段落のいずれかの方法。
Ｆ．前記前駆体材料が、モノマー材料、オリゴマー材料、又はこれらの任意の組み合わせから構成される、先行する段落のいずれかの方法。
Ｇ．前記少なくとも１つの切断縁部構造体が、ゴシックアーチ、半円アーチ、又は１つ以上のアンダーカットを含む、先行する段落のいずれかの方法。
Ｈ．前記少なくとも１つの切断縁部構造体の先端半径が、１マイクロメートル未満である、先行する段落のいずれかの方法。
Ｉ．前記前駆体材料が、アクリル系材料から構成される、先行する段落のいずれかの方法。
Ｊ．少なくとも１つの前駆体材料又は前記硬化済みの高分子材料が、２５０〜１５００ナノメートルの範囲の波長での電磁放射線に対して透過的である、先行する段落のいずれかの方法。
Ｋ．取り除く工程が、前記硬化済みの高分子材料切断縁部構造体から、基材を物理的又は化学的に取り除くことを更に含む、先行する段落のいずれかの方法。
Ｌ．組成物の約１〜約３重量％の光反応開始剤を、硬化工程に先立って、第２前駆体材料へと追加する、先行する段落のいずれかの方法。
Ｍ．硬化の前記工程が架橋又は重合を含む、先行する段落のいずれかの方法。
Ｎ．前記少なくとも１つの切断縁部構造体が、かみそり刃又はブレードボックスの一部である、先行する段落のいずれかの方法。
Ｏ．前記かみそり刃又は前記ブレードボックスをかみそりのカートリッジのハウジング又はフレーム内へと組立てる工程を更に含む、段落Ｎの方法。
Ｐ．高分子材料から構成される切断縁部構造体であって、前記高分子材料が、前記高分子材料のための液体前駆体材料内に配置された基材上に生成され、前記液体前駆体材料の一部が、電磁放射線の焦点にて硬化し、前記放射線の波長が、前記液体前駆体材料を硬化させるのに必要とされる波長の約２倍である、高分子材料から構成される切断縁部構造体。
Ｑ．基材が刃本体又は刃支持体を含む、段落Ｐの切断縁部構造体。
Ｒ．前記切断縁部構造体が、密接して配置された切断縁部要素により形成された、伸長した切断縁部を含む、段落Ｐ又はＱの切断縁部構造体。
Ｓ．前記前駆体材料が、モノマー材料、オリゴマー材料、又はこれらの任意の組み合わせから構成される、段落Ｐ、Ｑ、又はＲの切断縁部構造体。
Ｔ．前記少なくとも１つの切断縁部構造体が、ゴシックアーチ、半円アーチ、又は１つ以上のアンダーカットを含む、段落Ｐ、Ｑ、Ｒ、又はＳの切断縁部構造体。
Ｕ．前記少なくとも１つの切断縁部構造体の先端半径が、１マイクロメートル未満である、先行する段落のいずれかの切断縁部構造体。
Ｖ．少なくとも１つの前記前駆体材料又は前記硬化済みの高分子材料が、２５０〜１５００ナノメートルの範囲の波長での電磁放射線に対して透過的である、先行する段落のいずれかの切断縁部構造体。
Ｗ．前記前駆体材料が、架橋又は重合により硬化する、先行する段落のいずれかの切断縁部構造体。
Ｘ．先行する段落のいずれかの切断縁部構造体は、かみそり刃である。
Ｙ．
少なくとも１つの切断縁部構造体と、
前記少なくとも１つの切断縁部構造体に連結した少なくとも１つの非切断縁部構造体であって、前記切断縁部構造体及び前記非切断縁部構造体の両方が高分子材料から構成され、前記高分子材料が、前記高分子材料のための液体前駆体材料内に配置された基材上に生成され、前記液体前駆体材料の一部が、電磁放射線の焦点にて硬化し、前記放射線の波長が、前記液体前駆体材料を硬化させるのに必要とされる波長の約２倍である、切断縁部構造体及び非切断縁部構造体と、を含むブレードボックス。
Ｚ．前記前駆体材料が、アクリル系材料から構成される、段落Ｙのブレードボックス。
ＡＡ．前記電磁放射線が、任意の方向で焦点を移動させることにより、複数のボクセルにおいて前記前駆体材料を硬化させる、段落Ｙ又はＺのブレードボックス。

本明細書にて開示された寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものと理解されるべきではない。その代わりに、特に指定されない限り、このような各寸法は、記載された値とその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味することが意図されている。例えば、「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することを目的としている。

あらゆる相互参照又は関連特許若しくは関連出願を含む、本明細書で引用される全ての文献は、明確に除外ないしは別の方法で限定されない限り、その全体が本明細書に参照として組み込まれる。いかなる文献の引用をも、本明細書中で開示又は特許請求されている任意の発明に関する先行技術であるとは認められず、あるいは上記の引用は、単独で又はその他の任意の参考文献（単数又は複数）と組み合わせて、そのような任意の発明を教示、示唆又は開示するとは認められない。更に、本文献における用語の任意の意味又は定義が、参照として組み込まれた文献内の同じ用語のいずれかの意味又は定義と矛盾する限りにおいて、本文献におけるその用語に割り当てられた意味又は定義が適用されるものとする。

本発明の特定の実施形態を例示及び記載してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、その他の種々の変更及び修正を行うことができることが、当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内に含まれるそのような全ての変更及び修正は、添付の特許請求の範囲にて網羅することを目的としている。

Claims (15)

1. 少なくとも１つの切断縁部構造体を製造する方法であって、
   切断縁部構造体のコンピュータモデルを提供すること、
   容器内に配置された液体前駆体材料を提供すること、
   少なくとも１つの基材を前記液体前駆体材料内へと浸漬させること、
   前記少なくとも１つの基材が前記前駆体材料内に配置されている間に、電磁放射線の焦点にて前記液体前駆体材料の一部を硬化させること、
   前記放射線の波長が前記液体前駆体材料を硬化させるのに必要とされる波長の約２倍であること、
   前記放射線の前記焦点を前記前駆体材料内に移動させて、前記モデルに基づいた少なくとも１つの切断縁部構造体を前記基材上に形成すること、及び
   前記少なくとも１つの切断縁部構造体を伴う前記基材を前記容器内の前記液体前駆体材料から取り除くこと、の工程を含む、方法。
2. 前記基材が、前記少なくとも１つの切断縁部構造体のための刃本体又は刃支持体を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記焦点を移動させる前記工程が、任意の方向での前記レンズの移動、若しくは任意の方向での前記容器の移動、又はこれらの任意の組み合わせを更に含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つの切断縁部構造体が複数のボクセルから構成され、前記前駆体材料が、モノマー材料、オリゴマー材料、又はこれらの任意の組み合わせから構成され、前記前駆体材料が、アクリル系材料から構成される、請求項１に記載の方法。
5. 少なくとも１つの前記前駆体材料又は前記硬化済みの高分子材料が、２５０〜１５００ナノメートルの範囲の波長での電磁放射線に対して透過的である、請求項１に記載の方法。
6. 前記取り除く工程が、前記硬化済みの高分子材料切断縁部構造体から、前記基材を物理的又は化学的に取り除くことを更に含む、請求項１に記載の方法。
7. 組成物の約１〜約３重量％の光反応開始剤を、前記硬化工程に先立って、前記第２前駆体材料へと追加する、請求項１に記載の方法。
8. 硬化の前記工程が架橋又は重合を含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記少なくとも１つの切断縁部構造体が、かみそり刃であるか又はブレードボックスの一部である、請求項１に記載の方法。
10. 高分子材料から構成される切断縁部構造体であって、前記高分子材料が、前記高分子材料のための液体前駆体材料内に配置された基材上に生成され、前記液体前駆体材料の一部が、電磁放射線の焦点にて硬化し、前記放射線の波長が、前記液体前駆体材料を硬化させるのに必要とされる波長の約２倍である、切断縁部構造体。
11. 前記基材が刃本体又は刃支持体を含む、請求項９に記載の切断縁部構造体。
12. 密接して配置された切断縁部要素により形成された、伸長した切断縁部を含む、請求項９に記載の切断縁部構造体。
13. 前記少なくとも１つの切断縁部構造体が、ゴシックアーチ、半円アーチ、又は１つ以上のアンダーカットを含み、かつ前記少なくとも１つの切断縁部構造体の先端半径が、１マイクロメートル未満である、請求項９に記載の切断縁部構造体。
14. 請求項９の切断縁部構造体は、かみそり刃である。
15. 少なくとも１つの切断縁部構造体と、
    前記少なくとも１つの切断縁部構造体に連結した少なくとも１つの非切断縁部構造体
    とを含むブレードボックスであって、
    前記切断縁部構造体及び前記非切断縁部構造体の両方が高分子材料から構成され、前記高分子材料が、前記高分子材料のための液体前駆体材料内に配置された基材上に生成され、前記液体前駆体材料の一部が、電磁放射線の焦点にて硬化し、前記放射線の波長が、前記液体前駆体材料を硬化させるのに必要とされる波長の約２倍であり、前記前駆体材料がアクリル系材料から構成される、少なくとも１つの切断縁部構造体及び少なくとも１つの非切断縁部構造体と、
    を含む、ブレードボックス。

Images