JP5425903B2 - カミソリの刃 - Google Patents

Description

本発明は、カミソリ、より具体的には、鋭く耐久性のある刃先を有するカミソリの刃に関する。

カミソリの刃は、典型的には、ステンレス鋼などの好適な基材材料で形成され、刃先は、最終的な先端がある半径を有するＶ字型形状で形成される。ダイヤモンド、非晶質ダイヤモンド、ダイヤモンド様炭素（ＤＬＣ）材料、窒化物、炭化物、酸化物、又はセラミックなどの硬質コーティングは、強度、耐食性、及びヒゲ剃り能力を改善するために使用されることが多く、用いられる切削抵抗の低い、より薄い縁部の使用を可能にすると同時に、必要とされる強度を保持する。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）外層は、摩擦を低減させるために使用することができる。ニオブ又はクロム含有材料の中間層は、基材、典型的にはステンレス鋼と、ＤＬＣなどの硬質炭素コーティングとの接着を改善するのを助けることができる。

カミソリの刃の基材の形状を改善して、毛髪を切断するのに必要な切断具力を減少させることが望ましい。かかる切断具力の減少は、より快適なひげ剃りにつながる。

本発明は、基材を含むカミソリの刃を提供する。基材は、鋭くされた先端により画定される刃先を有する。基材は、刃の先端から４マイクロメートルの距離で測定されたとき約１．３〜１．６マイクロメートルの厚さを有し、刃の先端から８マイクロメートルの距離で測定されたとき約２．２〜２．７マイクロメートルの厚さを有し、刃の先端から１６マイクロメートルの距離で測定されたとき約３．８〜４．９マイクロメートルの厚さを有し、先端から４マイクロメートルで測定された厚さの、先端から８マイクロメートルで測定された厚さに対する比が少なくとも０．５５であり、先端から４マイクロメートルで測定された厚さの、先端から１６マイクロメートルで測定された厚さに対する比が少なくとも０．３０である。

好ましくは、基材は、約１２５〜３００オングストロームの先端半径を有する。

カミソリの刃は、基材に接合している中間層を含んでもよい。中間層は、好ましくはニオブを含む。

カミソリの刃は、中間層に接合しているコーティング層を含んでもよい。コーティング層は、好ましくは、炭素を含む部分的に非晶質である材料を含む。

カミソリの刃は、コーティング層に接合している上塗り層を含んでもよい。上塗り層は、好ましくは、クロムを含む。

カミソリの刃は、上塗り層に接合している外層を含んでもよい。外層は、好ましくは、ポリマーを含む。外層は、ポリテトラフルオロエチレンを含んでもよい。

本明細書は、本発明とみなされる主題を特定して指摘し明確に請求する特許請求の範囲をもって結論とするが、本発明は、添付の図面と関連させた次の説明から更によく理解されると考えられる。
刃の基材を示す線図。 カミソリの刃を示す線図。

ここで図１を参照すると、カミソリの刃１０が示されている。カミソリの刃１０は、先端１２を有するＶ字型形状の鋭くされた縁部を有するステンレス鋼の本体部又は基材１１を含む。先端１２は、好ましくは、約１２５〜３００オングストロームの半径を有し、小面１４及び１６が先端１２から分岐する。基材１１は、刃の先端１２から４マイクロメートルの距離２０で測定されたとき約１．３〜１．６マイクロメートルの厚さ２１を有する。基材１１は、刃の先端１２から８マイクロメートルの距離２２で測定されたとき約２．２〜２．７マイクロメートルの厚さ２３を有する。基材１１は、刃の先端１２から１６マイクロメートルの距離２４で測定されたとき約３．８〜４．９マイクロメートルの厚さ２５を有する。

基材１１は、先端１２から４マイクロメートルで測定された厚さ２１の、先端１２から８マイクロメートルで測定された厚さ２３に対する比が少なくとも０．５５である。基材１１は、先端１２から４マイクロメートルで測定された厚さ２１の、先端１２から１６マイクロメートルで測定された厚さ２５に対する比が少なくとも０．３０である。

厚さ及び厚さの比は、ひげ剃りを改善するための骨格を提供する。厚さ及び厚さの比は、縁部強度と低切削抵抗又は鋭さとの間のバランスを提供する。より小さい比を有する基材は、最終的な縁部の破損を導く不適切な強度を有する。より厚い厚さを有する基材は、引く力（tug and pull）の増加、及びひげ剃り中のユーザの不快感の増加を導く高い切削抵抗を有する。

適切に鋭くされた縁部の作製を促進することができるある基材１１の材料は、より小さく且つより微細に分散した炭化物を有するが、類似の全炭素重量％を有するステンレス鋼である。微細な炭化物基材は、より硬く且つより脆性である後硬化基材を提供し、より薄く且つより強い縁部の作製を可能にする。かかる基材材料の例は、光学顕微鏡断面積により測定したとき、１００平方マイクロメートル当たり少なくとも約２００炭化物、より好ましくは１００平方マイクロメートル当たり少なくとも約３００炭化物、最も好ましくは１００平方マイクロメートル当たり少なくとも約４００炭化物以上の炭化物密度を有する、より微細な平均炭化物寸法のマルテンサイト系ステンレス鋼である。

次に図２を参照すると、基材１１、中間層３４、硬質コーティング層３６、上塗り層３８、及び外層４０を含む完成した第１のカミソリの刃１０が示される。基材１１は、典型的には、ステンレス鋼で作製されるが、他の材料を使用してもよい。基材、中間層、硬質コーティング層、上塗り層、及び外層を有するカミソリの刃の例は、米国特許第６，６８４，５１３号に記載されている。

中間層３４は、硬質コーティング層３６の基材１１に対する接着を促進するために使用される。中間層の好適な材料の例は、ニオブ、チタン、及びクロム含有材料である。特定の中間層は、約１００オングストローム超、且つ好ましくは約５００オングストローム未満の厚さのニオブで作られる。中間層は、約１５０オングストローム〜約３５０オングストロームの厚さを有してもよい。ＰＣＴ ９２／０３３３０は、ニオブ中間層の使用について記載している。

硬質コーティング層３６は、強度、耐食性、及びヒゲ剃り能力を改善し、微細結晶、マイクロ結晶、又はナノ結晶性炭素含有材料（例えば、ダイヤモンド、非晶質ダイヤモンド又はＤＬＣ）、窒化物（例えば、窒化ホウ素、窒化ニオブ、窒化クロム、窒化ジルコニウム、又は窒化チタン）、炭化物（例えば、炭化ケイ素）、酸化物（例えば、アルミナ、ジルコニア）、又は他のセラミック材料（ナノ層又はナノ複合材料を含む）から作製することができる。炭素含有材料は、タングステン、チタン、銀、又はクロムなどの他の元素で、例えばスパッタリングによる塗布中にこれらの添加物を標的に含めることにより、ドープされてもよい。材料は水素、例えば水素添加ＤＬＣを組み込んでもよい。好ましくは、コーティング層３６は、ダイヤモンド、非晶質ダイヤモンド又はＤＬＣで作製される。具体的な実施形態としては、約３，０００オングストローム未満、好ましくは約５００オングストローム〜約１，５００オングストロームのＤＬＣが挙げられる。ＤＬＣ層及び蒸着方法は、米国特許第５，２３２，５６８号に記載されている。「Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＰＶＤ）Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」に記載されるように、ＤＬＣは、ダイヤモンドの望ましい特性の多くを示すがダイヤモンドの結晶構造を有しない非晶質炭素材料である。

上塗り層３８は、硬質コーティングされた縁部の先端が丸くなるのを低減し、外層の硬質コーティングに対する接着を促進すると同時になお両方の利益を維持させるために使用される。上塗り層３８は、好ましくは、クロム含有材料、例えば、クロム、又はクロム合金、又は例えばＣｒＰｔ等のポリテトラフルオロエチレンと適合性であるクロム化合物から作製される。具体的な上塗り層は、約１００〜２００オングストロームの厚さのクロムである。上塗り層は、約５０オングストローム〜約５００オングストローム、好ましくは約１００オングストローム〜約３００オングストロームの厚さを有してもよい。カミソリの刃１０は、上塗り層のない場合よりも、ヒゲ剃りを繰り返しても丸くならない刃先を有する。

摩擦を低減するために外層４０が用いられる。外層４０は、ポリマー組成物又は修飾ポリマー組成物であってもよい。ポリマー組成物は、ポリフルオロカーボンであってもよい。好適なポリフルオロカーボンは、テロマーと呼ばれることもある、ポリテトラフルオロエチレンである。具体的なポリテトラフルオロエチレン材料は、ＤｕＰｏｎｔから入手可能なＫｒｙｔｏｘ ＬＷ １２００である。この材料は、安定な分散体を生じさせる小粒子から成る、不燃性及び安定な乾燥した潤滑剤である。これは、２０重量％固形分の水性分散体として供給され、浸漬、噴霧、又ははけ塗りにより塗布されて、その後空気乾燥、又は溶融コーティングされ得る。層は、好ましくは５，０００オングストローム未満であり、典型的には１，５００オングストローム〜４，０００オングストロームであってもよく、連続的なコーティングが維持される限り１００オングストロームほどの薄さであってもよい。連続的なコーティングが得られる限り、テロマーコーティングの厚さの減少は、最初のひげ剃り結果を改善することが供できる。米国特許第５，２６３，２５６号及び第５，９８５，４５９号は、付与されるテロマー層の厚さを減少するために使用できる技術を記載しており、この特許は参考として本明細書に組み入れられる。

カミソリの刃１０は一般に、上記の参照特許に記載される方法により作製される。特定の実施形態は、ニオブの中間層３４、ＤＬＣの硬質コーティング層３６、クロムの上塗り層３８、及びＫｒｙｔｏｘ ＬＷ１２００ポリテトラフルオロエチレンの外被膜層４０を含む。クロムの上塗り層３８は、最低１００オングストロームから最高５００オングストロームまで蒸着される。直流バイアス（−５０ボルトより小さく、好ましくは−２００ボルトより小さい）及び約２ミリトールのアルゴン圧を用いてスパッタリングすることにより蒸着される。マイナスのバイアスが増加すると、優れたひげ剃り性能を維持しながら、先端の丸まりに対する抵抗力の改善を促進すると考えられるクロム上塗り層における圧縮応力（引っ張り応力とは対照的）を高めると考えられている。カミソリの刃１０は、上塗り層３８の塗布後且つ外層４０の追加前に、ＳＥＭによって測定したときに、好ましくは約２００〜４００オングストロームの先端半径を有する。

本発明のカミソリの刃の基材プロファイルは、刃の鋭さを改善する。刃の鋭さは、鋭さと相関する切断具力を測定することによって定量化されてもよい。切断具力は、各刃がウールフェルトを切断するのに必要な力を測定することによって刃の切断具力を測定する、ウールフェルト切断機試験によって測定される。各刃の切断具力は、各刃がウールフェルトを切断するのに必要な力を測定することによって決定される。各刃は、ウールフェルト切断機を５回通過し、切断ごとの力を記録器に測定する。５回の切断の最も低いものを切断力として定義する。

完成した刃１０は、約１．１０ｌｂｓ未満、好ましくは約１．０５ｌｂｓ未満の切断具力を有する。これは、本明細書では、比較的鋭い刃であるとみなされる。

本明細書に開示される寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳しく制限されるものとして理解されるべきでない。それよりむしろ、特に指定されない限り、各こうした寸法は、列挙された値とその値周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味することを意図する。例えば、「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味するものとする。

「発明を実施するための形態」で引用したすべての文献は、関連部分において本明細書に参考として組み込まれるが、いずれの文献の引用も、それが本発明に関して先行技術であることを容認するものとして解釈されるべきではない。本書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における同一の用語の任意の意味又は定義と相反する限りにおいて、本書においてその用語に与え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について説明し記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正が可能であることが当業者には自明である。したがって、本発明の範囲内にあるそのようなすべての変更及び修正を、添付の特許請求の範囲で扱うものとする。

Claims (11)

1. 鋭くされた先端により画定される刃先を有する基材であって、前記基材が、刃の先端から４マイクロメートルの距離で測定されたとき１．３〜１．６マイクロメートルの厚さを有し、刃の先端から８マイクロメートルの距離で測定されたとき２．２〜２．７マイクロメートルの厚さを有し、刃の先端から１６マイクロメートルの距離で測定されたとき３．８〜４．９マイクロメートルの厚さを有し、４マイクロメートルで測定された厚さの、８マイクロメートルで測定された厚さに対する比が少なくとも０．５５であり、４マイクロメートルで測定された厚さの、１６マイクロメートルで測定された厚さに対する比が少なくとも０．３０である基材を含み、
   前記基材が、光学顕微鏡断面積により測定したとき、１００平方マイクロメートル当たり少なくとも２００炭化物以上の炭化物密度を有するマルテンサイト系ステンレス鋼である、カミソリの刃。
2. 前記基材が、１２５〜３００オングストロームの先端半径を有する、請求項１に記載のカミソリの刃。
3. 前記基材に接合している中間層を更に含む、請求項１に記載のカミソリの刃。
4. 前記中間層がニオブを含む、請求項３に記載のカミソリの刃。
5. 前記中間層に接合しているコーティング層を更に含む、請求項３に記載のカミソリの刃。
6. 前記コーティング層が炭素を含有する非晶質材料を含む、請求項５に記載のカミソリの刃。
7. 前記コーティング層に接合している上塗り層を更に含む、請求項５に記載のカミソリの刃。
8. 前記上塗り層がクロムを含む、請求項７に記載のカミソリの刃。
9. 前記上塗り層に接合している外層を更に含む、請求項７に記載のカミソリの刃。
10. 前記外層がポリマーを含む、請求項９に記載のカミソリの刃。
11. 前記外層がポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項９に記載のカミソリの刃。

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