JPH0548713B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、電気かみそり刃、電気バリカン
刃、ナイフ、鋏などの刃を製造する方法に関す
る。

〔背景技術〕

一般に、電気かみそり刃は、鋼を素材として、
プレス加工法や電気鋳造法等で作られる。

その剪断作用は、内刃と外刃が剪断平面におい
て互いに摺接することで発揮されるが、そのとき
の摩擦で刃先の磨滅や鈍化が起きやすい。そこ
で、このようなことを防止するために、刃板の表
面にイオンプレーテイング法によつて、炭化物、
窒化物、酸化物、硼素物の被膜をコーテイングす
ることが提案されている（たとえば、特開昭52−
92655号公報参照。） しかし、この方法によれば、被膜の厚みが0.5
〜1μ程度にもなり、膜全体の厚みが大き過ぎて、
刃板の持つ本来の切れ味に比べて切れ味が劣ると
いう問題があつた。

また、特開昭60−243267号公報には、イオンプ
レーテイング法で、金属チタニウムとチタニウム
の窒化物との２層の被膜を、合計0.2〜2.0μ程度
の厚みでコーテイングして、刃板と被膜との密着
性を向上させたり、耐久性を向上させたりする技
術が開示されている。

上記何れの方法でも、前記したように、膜厚が
分厚いために、切れ味が悪くなるという欠点があ
るとともに、刃板の耐食性に劣るという問題もあ
る。

刃板によく使用する刃用鋼板の耐食性について
は、例えば、刃用鋼板の素材にステンレス鋼を用
い、このステンレス鋼の表面に何らコーテイング
を施さずに使用しても、ある程度の耐食性は発揮
できる。ところが、このようなステンレス鋼を用
いても、その表面にイオンプレーテイング法によ
る被膜のコーテイングを行うと、却つて耐食性が
低下してしまうのである。これは、イオンプレー
テイング法によつて形成された被膜は緻密性に劣
るため、被膜中に存在するピンホールを介して、
ステンレス鋼が露出し、この被膜とステンレス鋼
との間で１種の局部電池を構成し、いわゆる孔食
作用を起こすために、耐食性が悪くなつてしまう
ものと考えられる。ステンレス鋼に代えて、通常
の炭素鋼などを用いれば、さらに耐食性が悪くな
ることは言うまでもない。

従来のイオンプレーテイング法で緻密な膜が形
成できない理由は、つぎのように考えられる。

すなわち、従来のイオンプレーテイング法で
は、刃板等の被処理物を、それほど高い真空度で
はない真空雰囲気中に配置し、被膜となる金属を
加熱蒸発させるとともに、真空雰囲気内で放電を
起こさせるなどして、蒸発金属をふくむ雰囲気全
体をイオン化させ、このときにイオン化した金属
を被処理物の表面に堆積させて蒸着を行う。とこ
ろが、蒸発金属を含む雰囲気全体をイオン化させ
るので、外部から供給されたイオン化エネルギー
が効率的に利用されず、金属の蒸着が活発に行わ
れなかつたり、金属と同時に雰囲気中に存在する
他の物質が混ざつて蒸着されたり、真空雰囲気中
に反応性ガスを導入したとしても、イオン化が不
十分で金属との反応も良好に行われなかつたりす
る結果、あまり緻密な膜が形成できず、微細なピ
ンホールが多くなるものと考えられる。

電気かみそり等に用いられる刃板が鋼板の刃に
おいては、使用時に汗や水分が付着し易い環境に
あり、十分な耐食性がなければ実用にならず、耐
食性を向上させて、錆の発生を防止することが強
く要求されていた。それに、耐久性を高めるため
に、被膜の密着性を良くすることも重要である。

〔発明の目的〕

この発明は、上記事情に鑑み、錆発生が防止で
きるとともに良好な切れ味を維持し得る被膜を刃
用鋼板の表面に密着性のよい状態で有する刃を製
造出来る方法を提供することを目的とする。

〔発明の開示〕

上記目的を達成するため、この発明は、刃用鋼
板に金属層からなる第１膜と、金属化合物層から
なる第２膜とを備えた刃を製造する方法であつ
て、真空雰囲気中において、刃の表面に前記第１
膜を形成する前に、前記真空雰囲気中に設けられ
たイオン発生器に反応性ガスを導入し、発生させ
た反応性ガスイオンビームを刃の表面に照射し
て、刃の表面にイオンクリーングを予め施してお
いて、前記第１膜として、蒸着により刃の表面に
金属層を形成し、前記第２膜として、真空雰囲気
中で前記金属と親和性ある金属を加熱蒸発させて
前記第１膜の表面に蒸着させると同時に、真空雰
囲気中に設けられたイオン発生器に反応性ガスを
導入し、この反応性ガスから発生させた反応性ガ
スイオンビームを刃の表面に照射することによ
り、前記第１膜の表面に蒸着する金属に反応性ガ
スイオンを作用させて金属化合物層を形成するよ
うにしている。

以下、これを、その一実施例を示す図面を参照
しつつ、詳しく述べる。

第１図は、この発明にかかる製造方法で製造さ
れた刃が、固定刃１と可動刃２に用いられている
電気かみそりの刃部を示している。この図では、
上記刃部にヒゲ３が入り込み、このヒゲは、可動
刃２の図中右方向への動きで今まさに切られよう
としている。固定刃１では、刃用鋼板１１の全表
面が被膜１２で被覆され、可動刃２では、刃用鋼
板２１の固定刃１と摺接する部分の表面のみが被
膜２２で被覆されている。なお、可動刃は被膜を
有しない場合がある。

第２図に拡大してみるように、前記固定刃１の
表面の被膜１２は、２層構造からなり、刃用鋼板
１１の表面が、錆発生防止および刃用鋼板１１と
被膜の密着性向上に有効な第１膜１２１で被覆さ
れ、この第１膜１２１の表面が切れ味維持と耐磨
耗性向上、および、錆発生防止にも有効な第２膜
１２２で被覆されている。

第１膜１２１は、真空蒸着法などの通常の各種
蒸着法によつて得られた、チタン、ニツケルまた
はジルコニウム等の耐食性に優れた金属の蒸着膜
（厚み約300〜500Å）である。

第２膜１２２は、後述する反応性ガスイオンビ
ームの照射を利用する蒸着方法で得られ、前記チ
タン、ニツケルまたはジルコニウム等に対して親
和性のある金属（それら自身も含む）に窒素ガス
や炭素ガス等の反応性ガスを反応させて得られる
金属化合物（例えば、チタンの場合、TiN、
TiC、TiCN等）の蒸着膜（厚み約300〜500Å）
である。上記窒化物、炭化物や窒化炭化物以外の
蒸着膜であつてもよい。

以上のことは、可動刃２でも同じである。ま
た、電気かみそり以外の刃であつても同様であ
る。

つぎに、上記のような構造の刃を製造する方法
の具体例について説明する。第３図に示す装置を
用いる。

まず、真空容器４内の排気が行われ、室内がた
とえば、×10^-5〜×10^-6Torrに減圧される。つぎ
に、室内に設けられたイオン発生器に４１にガス
導入部４２よりアルゴンガス等の不活性ガスを導
入する。この導入は、たとえば、室内圧が×10^-4
〜×10^-5Torrになる程度で行われる。他方、フ
イラメント４３から熱電子を放出させるととも
に、アノード４４，４４間で放電（たとえば、〜
300V）させて、上記不活性ガスのイオン化を促
進し、電極４５でこのイオンの加速（たとえば、
100〜1500V）を行う。

真空容器４内には、ホルダー４６に刃用鋼板１
１，２１が装着されているので、上述のうよにし
て照射されたイオンビームで、まず、刃用鋼板表
面のクリーニングが行われる。この刃用鋼板表面
の清浄化は第１膜の密着性を向上させる。

つぎに、室内に設けられた蒸発源４７を電子銃
等で加熱して、チタン等を蒸発させて第１膜を作
る。この工程は、通常の蒸着法で行われる。

その後、イオン発生器４１に窒素ガス等の反応
性ガスを×10^-4〜×10^-5Torrになる程度で導入
し、イオン発生器４１で、反応ガスのイオンビー
ムを作り、この反応性ガスイオンビームを刃用鋼
板１１，２１の表面に向かつて照射する。そうす
ると、前記蒸発源４７からの金属チタン等の蒸発
および刃用鋼板１１，２１表面への蒸着と同時
に、反応性ガスイオンビームが金属チタン等に作
用して反応を起こし、金属チタン等と反応性ガス
からなる金属化合物層すなわち第２膜が第１膜の
上に形成される。

この第２膜の形成方法は、従来のイオンプレー
テイング法のように、金属をイオン化して蒸着さ
せるのではなく、金属自体は単に蒸発させるだけ
で、この金属と反応させる反応性ガスのみをイオ
ン化させ、この反応性ガスイオンに電圧をかけて
加速させた高いエネルギーを有するイオンの流
れ、すなわち反応性ガスイオンビームを、金属が
蒸着する刃用鋼板表面に照射する点が、従来の方
法と異なつている。

イオン発生器における反応性イオンビームの形
成は、従来のイオンプレーテイング法において、
蒸発金属を含む真空雰囲気全体をイオン化させる
場合に比べて、はるかに効率的にイオン化が行え
るので、高いエネルギーを有し反応性に優れた反
応性ガスイオンビームを作ることができる。

このようにして、刃用鋼板の表面に、第１膜と
第２膜の合計厚みが600〜1000Åの非常に薄い被
膜を形成することができるのである。この薄い被
膜が、耐磨耗性および耐食性などに極めて優れた
性能を発揮できるとともに、良好な切れ味を確保
できることになる。

〔発明の効果〕

この発明にかかる刃の製造方法は、上記のごと
く、第１膜となる金属層を通常の蒸着法で形成し
た後、第２膜となる金属化合物層を反応性ガスイ
オンビームの照射を利用した蒸着方法で形成して
いることによつて、厚みが薄く、そのため、刃用
鋼板がもつ本来の切れ味を損なうことなく、しか
も、緻密で耐食性が非常に優れた刃を提供できる
ことになる。

これは、第２膜の金属化合物層を形成する方法
として、金属の蒸着に加えて、反応性ガスイオン
ビームの照射により、反応性ガスイオンと金属と
を反応させて、目的とする金属化合物層を形成し
ていることによる。

従来のイオンプレーテイング法では、蒸発金属
を含む雰囲気全体をイオン化させていたので、イ
オン化の効率が低く、反応性ガスを導入したとし
ても、反応性ガスイオンと蒸発金属の反応が十分
に行われず、蒸着も不十分になり、緻密な金属化
合物の膜が形成出来なかつた。

これに対して、この発明の方法では、イオン発
生器という限定された場所で、反応性ガスのみを
イオン化させるので、反応性ガスが極めて効率良
くイオン化され、このようにして得られた反応性
ガスイオンを加速して高いエネルキーを有するイ
オンビームを形成させ、このイオンビームを刃の
表面あるいは蒸発金属に照射して、反応性イオン
を金属に衝撃的にぶつけるようにして反応させる
ので、金属と反応性イオンとの反応が非常に良好
に行われ、反応によつて形成された金属化合物
が、緻密な層になつて蒸着されることになるので
ある。

緻密な金属化合物層が形成されれば、薄い被膜
であつても、前記したようなピンホールによる孔
食作用は発生せず、耐食性が格段に向上すること
になる。なお、金属化合物層が耐食性に優れてい
れば、その下の金属層も薄くてよいので、金属化
合物層および金属層を含めた被膜全体の厚みを極
めて薄く設定することができる。

そして、このように緻密な金属化合物層で表面
をコーテイングしておくことにより、耐食性とと
もに刃の耐磨耗性や強度などを大幅に高めること
ができる。しかも、従来のイオンプレーテイング
法による金属化合物層では、膜厚が分厚くなつ
て、切れ味を損なうことになつていたが、前記し
たこの発明の方法では、1000Å以下という極めて
薄い被膜を形成できるので、切れ味の非常に良い
刃を製造することができる。

また、被膜の密着性が高いのは、第１膜と第２
膜の両方ともが密着力が高いからである。被膜の
密着性の向上は刃の耐久性を向上させる。

第１膜の膜形成である刃用鋼板表面がクリーニ
ングで予め清浄されているため、第１膜と刃用鋼
板表面の密着力が高く、さらに、第１膜の上に設
ける第２膜の金属が第１膜の金属と親和性がよい
ため、第２膜と第１膜の密着力も高いのである。

以上のようにして、刃用鋼板の表面に形成され
は被膜は、刃用鋼板の素材を錆や磨耗から確実に
保護できるので、刃用鋼板の材質を、ステンレス
鋼から低級な炭素鋼等に置き換えることが可能に
なり、その結果、この発明によれば、刃のコスト
低減も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる製造方法で得られた
刃が固定刃と可動刃に用いられている電気かみそ
りの刃部を示す断面図、第２図はこの発明にかか
る刃の拡大断面図、第３図は上記刃の製造方法を
示す簡略説明図である。 １，２……かみそり刃、１１，２１……刃用鋼
板、１２，２２……被膜、１２１……第１膜、１
２２……第２膜、４……真空容器、４１……イオ
ン発生器、４６……ホルダー、４７……蒸発源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 刃用鋼板に金属層からなる第１膜と、金属化
   合物層からなる第２膜とを備えた刃を製造する方
   法であつて、真空雰囲気中において、刃の表面に
   前記第１膜を形成する前に、前記真空雰囲気中に
   設けられたイオン発生器に反応性ガスを導入し、
   発生させた反応性ガスイオンビームを刃の表面に
   照射して、刃の表面にイオンクリーングを予め施
   しておいて、前記第１膜として、蒸着により刃の
   表面に金属層を形成し、前記第２膜として、真空
   雰囲気中で前記金属と親和性ある金属を加熱蒸発
   させて前記第１膜の表面に蒸着させると同時に、
   真空雰囲気中に設けられたイオン発生器に反応性
   ガスを導入し、この反応性ガスから発生させた反
   応性ガスイオンビームを刃の表面に照射すること
   により、前記第１膜の表面に蒸着する金属に反応
   性ガスイオンを作用させて金属化合物層を形成す
   ることを特徴とする刃の製造方法。 ２ 第１膜と第２膜の合計厚みが1000Å以下にな
   るように、第１膜の金属層および第２膜の金属化
   合物層を形成する特許請求の範囲第１項記載の刃
   の製造方法。 ３ 第１膜がチタン、ニツケルおよびジルコニウ
   ムの中から選ばれた金属であり、第２膜が前記金
   属の窒化物、炭化物および窒化炭化物のいずれか
   である特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   刃の製造方法。