JPH119857A - カミソリ刃及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな耐久性及び小さい切断力を備えたカミ
ソリ縁部及びこのカミソリ縁部を製造する製造方法を提
供すること。 【解決手段】 刃の縁部は、コーティングの堆積または
研削によって厚くされる。次にアモルファスダイヤモン
ドのような底摩擦係数を有する薄いフィルムが、縁部に
適用される。潤滑性ポリマーの追加の層を適用すること
もできる。その結果、刃の縁部は、既存のカミソリ刃よ
り著しく小さい切断力を有し、非常に大きい耐久性を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、刃の縁部の切断性
能を修正する刃の縁部の形成及びコーティングに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】カミソリ刃のメーカは、シェービング性
能を改良する種々の方法を長年にわたって試みてきた。
メーカの主な目的は、必要な切断力を増大し、刃の縁部
の寿命を増大することによってシェービング性能及びそ
り心地を改良することである。通常、シェービング性能
を改良し、切断力を低減する努力は、従来の縁部よりも
薄く理論的に鋭い縁部の輪郭を縁部に与えることに焦点
が置かれている。薄い縁部は、厚い縁部より弱いので、
縁部の強度を同時に増大する努力がなされてきた。切断
力に関しては、切断力を低減する１つの手段は、カミソ
リ刃の縁部の外形を変形することである。先端からある
距離刃の縁部を後退して刃の縁部の幅を低減することに
よって、切断力の低減によるシェーブ性能を改良するこ
とが分かった。しかしながら、刃の縁部の幅の低減は、
刃を弱くし、切断中の機械的な変形によって、さらなる
迅速な劣化を招く。

【０００３】通常のカミソリ縁部は、ほぼ２０°の好ま
しい挟角を有するくさび縁部を有する。このくさびは、
先端部の半径に特徴があり、これは、極端な切断先端部
の曲率半径であり、最先端から後退する距離における縁
部の厚さである。通常、先端部の半径は、５００Ａ以下
であることによって特定される。縁部の厚さは、最大限
の縁部からの距離の関数である。例えば、Ｔ２及びＴ１
０は、極端な縁部から２ミクロン及び１０ミクロン後退
する幅として定義される。通常のカミソリ刃Ｔ２の値
は、０．８５ないし１．１μの範囲であり、Ｔ１０は、
３．３ないし４．０μの範囲である。標準的な機械的研
削及びホーニング動作は、“ゴチックアーチ”形状とし
て説明されている凸形状の先端を縁部に与える。大部分
のカミソリ刃は、刃の腐食抵抗を増大し、ポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE)のような潤滑性ポリマーの適用に
適正なベースを提供するように切断縁上にクロムの薄い
層を有する。PTFEは、非常に低い摩擦係数を有し、この
用途はカミソリ刃産業において、非常に一般的である。
PTFE（ＫＲＹＴＯＸ１０００の名称でデュポン社によっ
て販売されている）は、それが流れ、刃の縁部に結合す
るように融点上に加熱される。細かい粉末として刃の縁
部に堆積される。潤滑性ポリマーは、毛を切断するため
に縁部に必要な力を低減する。標準的なフェルト切断試
験は、コートされないクロム縁部と比較してＰＴＦＥコ
ート縁部の切断力の大きな低減を示す。

【０００４】刃の縁部にポリマーを添加することは切断
力を低減するが、刃の先端部を真近に見ると、先端部が
ＰＹＦＥで完全にはカバーされていないことが分かる。
走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）のマイクロ写真は、溶融ポリ
マーが縁部からわずかに後ろに引く傾向を有することを
示す。その結果、ポリマーコートカミソリ刃は、刃の先
端から数ミクロン後方まで延びているコートされない領
域を含む。したがって、極端な先端部及び切断点は、Ｐ
ＴＦＥの潤滑効果の利点を受けない。この発明の目的
は、小さいが重要な領域の潤滑性を改良することであ
る。さらに、本発明の目的は、カミソリ刃の先端部の強
度を改良することである。

【０００５】刃の堅い基板を使用することから刃を強化
するために堅いコーティングを使用することまで刃を強
化する種々の手段が提案された。ステンレススチールの
現在使用されているものより強い基板の例は、Kramerに
付与された米国特許第５，１２１，６６０号に説明され
ている。Kramerの特許は、スチールより著しく堅いポリ
クリスタルセラミック材料からつくられた刃を示す。し
かしながら、この材料は処理するのが困難であり、カミ
ソリ刃に商業的に利用することが発見されていない。

【０００６】堅いコーティングは、刃の強度を増大する
手段として何度も説明されている。例えば、Bache等に
付与された米国特許第４，９３３，０５８号は、所望の
先端形状を達成するためにコーティング堆積の間、衝撃
(bombardment)を使用することを説明する。この先端部
は標準的な刃より狭いが、先端の厚く堅いコーティング
の存在によってその強度を維持する。Hahn等に付与され
た米国特許第５，２９５，３０５号は、種々の接着剤の
間層上にダイヤモント状炭素(DLC)コーティングの使用
を説明する。(DLC)コーティングは、強度及び高品質の
シェービング性能を提供する。Grewalに付与された米国
特許第５，１４２，７８５号及びPrentらに付与された
米国特許第５，２３２，５６８号の双方は、モリブデン
接着層上にＤＬＣコーティングの使用を説明する。同様
に刃の縁部を強化するために種々のセラミックコーティ
ングが示される。

【０００７】堅いコーティングの適当な基板を提供する
縁部形状の変化は、Bacheらに付与された米国特許第
５，０３２，２４３号に示されている。この特許は、イ
オンビーム衝撃を通して縁部形状を変形する方法が示さ
れている。イオンビームは、小面の両面から材料を除去
し、その幅を低減する。イオンビーム方法は、機械的な
研削手段を使用してこのような刃の輪郭を得るときの困
難性によって提案された。しかしながら、イオンビーム
方法は、それ自身の困難性を有し、このような構成は、
商品化されないままである。

【０００８】刃の寿命を増大するいくぶん異なる手段
は、Janowskiに付与された米国特許第５，０３２，２４
３号に示されている。この特許は、シェービング中に潤
滑性ポリマーの可能な損失によってシェービング劣化を
低減するためにダイヤモンドまたはＤＬＣコーティング
の使用を示す。ＰＴＦＥが縁部から次第に除去され、底
摩擦コーティングの存在がＰＴＦＥの除去の効果を最小
限にすることが示されている。

【０００９】理解できるように、正常で延長された寿命
を提供しながら、切断力を最小限にする薄くて強い刃を
製造する努力がなされる。これらの方法の大部分は、縁
部を強化する堅い材料の厚いコーティングがなされる刃
の縁部を鋭くする精密な手段を使用する。これらの方法
は、実施するのに困難であり、薄い刃の縁部、低い切断
力の利点を有するが、付随する強度及び生産の困難性を
有することのない刃を製造する利点がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】その結果、本発明の目
的は、このようなカミソリ刃と、従来技術に関連する多
くの困難性を避ける製造手段とを提供することである。
このような刃は、強度と耐久性が向上し、標準のカミソ
リ刃に比較して切断力が低減される。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、改良されたシ
ェービング性能を備えた刃の縁部と、このような刃を製
造する製造方法とに関する。所望の結果を達成するため
に、第１の非ポリマーコーティングを適用することによ
って、または他の装置を適用することによって先端部の
半径及び切断力が増大され、この刃は、低い摩擦係数を
有する第２の非ポリマー接着コーティングでコートされ
る。第２のコーティングの適当な材料は、ダイヤモン
ド、アモルファスダイヤモンド、及びダイヤモンド状炭
素（ＤＬＣ）を含む炭素フィルムのクラスを含む。適当
な低い摩擦係数を有する他の材料は、モリブデン・ジサ
ルファイドである。通常、コーティングの厚さは、５０
０オングストローム未満の連続フィルムが最先端の刃の
縁部上及びそれを含むまで形成されるようなもののみで
ある。このフィルムのアスペクト比は、１：１であり、
前の開示で権利請求した高いアスペクト比の必要がな
い。この刃は、この産業界で標準的に実施例されるよう
なＰＴＦＥのような潤滑性ポリマーでコートされる。そ
の結果の刃は、低摩擦係数のフィルムのない比較可能な
刃よりも著しく低い切断力で切断する。刃は、元の刃の
形状を保持しながら、あたかも縁部が鋭く薄いように実
行される。縁部は少なくとも標準的な厚さであるので、
それは、通常の縁部の堅さ及び耐久性を保持する。

【００１２】本発明の好ましい実施例は、縁部の耐久性
を保持する。この場合、縁部は、コーティングまたは研
削を介して通常よりも厚くつくられる。通常、厚くする
ことは、切断力を増大する効果を有し、シェービング性
能と妥協する。しかしながら、本発明のコーティングの
追加によって、切断力を名目上の水準まで低減し、ひげ
そりの心地よさを回復する。このようなコートされた刃
は、著しく寿命が長く、それらの厚く強い縁部によって
それらのコートされない刃よりもさらによいシェービン
グ性能を提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して詳細に説明する。

【００１４】本発明の刃の縁部は、増大した先端の厚さ
及び先端部の半径、減少した切断力及び長い寿命を有す
るカミソリ刃を有する。これらの望ましい適性を提供す
るために、切断縁となるべき部分が正規の厚さか、これ
までの刃より厚い輪郭を備えた基板が準備され、その結
果、先端部の厚さの増大、先端部の半径、切断力、及び
摩擦係数が増大する。増大した厚さは、種々の方法で達
成されるが、この形状を達成する好ましい方法は、縁部
を適当に研削するか、やすりで研ぐことによって達成さ
れる。この形状を製造する他の好ましい方法は、適当な
厚さの内側コーティングを刃の縁部に堆積することによ
って行われる。このコーティングは、酸化物、炭化物、
ホウ化物、金属およびその組み合わせを含む互換性金属
からなるが、好ましい金属は、セラミック、クロム、ク
ロム／プラチナ及び窒化クロムを含む。このコーティン
グの基本的な基準は、スチール基板に接着すること、お
よび本発明のコーティングは、それに接着することであ
る。好ましい実施例において、１５００オングストロー
ムのクロムまでのコーティングが研削刃の縁部に適用さ
れる。コーティングの実際の厚さは、スターティング縁
部形状を含む変数に依存し、所望ならば、それより厚い
または薄いコーティングを使用することができる。最初
に厚くするステップの結果は、厚い先端の厚さ、厚い強
度、厚い先端部の半径を有し、前よりも鋭くなく、対応
する大きな切断力を呈する刃の縁部である。例えば、こ
のような厚い縁部は、髪を引く傾向があり、濡れたシェ
ービング中に心地よくないことが証明されるという点で
あまり望ましくない。

【００１５】一旦適当な刃の縁部が得られると、縁部
は、非常に低い摩擦係数を有する非ポリマー材料の薄い
フィルムの外側コーティングでコートされる。外側コー
ティングは、イオンビームスパッタリング、マグネトロ
ンスパッタリング、レーザビーム衝撃、真空アーク堆
積、または他の適当な方法によって堆積される。この非
ポリマーコーティングの厚さは、約１５００オングルト
ローム以下が好ましく、約１：１のアスペクト比（先端
の厚さ／フランク厚さ）が得られることが好ましい。特
に所望の実施例において、非ポリマーコーティングの厚
さは、１００−１０００オングストロームの範囲であ
る。底摩擦の好ましい値は、約０．３以下であり、０．
２以下が好ましい。薄いフィルムコーティングのこのよ
うな低い摩擦係数の好ましい値は、アモルファスダイヤ
モンド、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）、モリブデンジ
サルファイドまたは他の同様な材料である。好ましい薄
いフィルムコーティング材料は、アモルファスダイヤモ
ンドである。アモルファスダイヤモンドは、少なくとも
４０％ｓｐ３炭素結合、少なくとも４５ギガパスカルの
堅さ及び少なくとも４００ギガパスカルの係数を有する
ＤＬＣの非水素化合物バージョンを有する。それと対照
的に標準のＤＬＣは、約３０ギガパスカルのみの硬度を
有する。その結果の刃の縁部は、増大した先端部の半径
と、第１のコーティングのみを有する刃の縁部の切断力
よりかなり低い切断力を有する。特に好ましい実施例に
おいて、刃の縁部は、さらに切断力を低下するために潤
滑性ポリマーでコートされる。このコーティングは縁部
から後方に引くように示されているので、低い摩擦係数
の堅い薄いフィルムの存在によって、刃が縁部にクロム
または他の従来の材料を有する刃より切断力の著しい低
減を示すようにする。切断力の優位性は、従来のこ使用
して鋭い刃上でも明らかである。特に好ましい実施例に
おいて、まず刃の縁部はアモルファスダイヤモンドのよ
うな低摩擦係数を有する薄いフィルムでコートされ、最
小限の切断力をシェービングに提供するために低分子重
量PTFEまたはKRYTOX１０００のような潤滑性ポリマーで
コートされる。その結果のカミソリ刃は、湿式シェービ
ングカミソリと共に使用するのが特に有利であり、この
ような刃の１つまたはそれ以上は、カミソリに使用され
る。刃は、使い捨て、すなわち、ある回数使用された
後、廃棄される、またはある回数使用した後、カミソリ
カートリッジのみの使い捨て及び交換を必要とするが、
ハンドルの使い捨て及び交換は必要としない湿式シェー
ビング刃で使用される。

【００１６】本発明のコーティングを堆積するために種
々の方法が使用される。固体の炭素源から蒸発した炭素
イオンのプラム(plume)を発生するためにパルスレーザ
堆積を使用する。これらのイオンは、刃の縁部に向か
い、そこで、それらは、適当な低摩擦係数を有する堅い
固体フィルムとして凝縮される。他の方法は、炭素フィ
ルムを形成する刃に同様に凝縮される炭素原子の蒸気を
提供するためにＲＦまたはＤＣのいずれかのスパッタリ
ングを使用する。通常、スパッタフィルムは、他の手段
によって準備されたコーティングほどには堅くないが、
それらは、底摩擦係数によって使用される。ＣＶＤ法
は、源のようなガス状炭化水素ガスを使用して使用され
るが、刃のスチールを柔らかくする期間に３５０℃を越
えない条件で行なわれなければならない。炭素フィルム
を堆積しなければならない好ましい方法は、カソジック
弧方法によって行われる。このような方法は、ニュージ
ャージ州のマルチアーク社に譲渡された特許第５，４５
８，７５４号に完全に説明されており、この特許の内容
は参考としてここに組み込まれている。この方法におい
て、炭素イオンは、固体の雲母ターゲットのアーク蒸発
でつくられる。特許された方法は、非常に低い摩擦係数
を有するアモルファスダイヤモンドフィルムを製造す
る。

【００１７】図１に示すように、クロムでコートされた
刃の縁部は、コートされない刃の縁部に対して大きく増
大する強度を有する。特に、使用されていない標準の刃
の縁部は、刃の縁部に直角に適用される４グラムの荷重
によってほぼ６５０ナノメータの深さまでくぼむ。クロ
ムの３００Ａのコーティングは、約６１０ｎｍへのくぼ
み深さの低減によって示すように縁部強度を増大する
が、６００オングストロームのクロムコーティングは約
５９５ｎｍまでくぼみを低減する。２００−３００オン
グストロームのアモルファスダイヤモンドコーティング
と組み合わせられた６００オングストームクロムコーテ
ィングは、ほぼ５４０ｎｍのくぼみ範囲まで著しく低減
し、本発明の刃は、標準の刃より非常に強いことを示
す。

【００１８】図２は、標準の刃の切断力、本発明によっ
て製造されたあまり鋭くない刃と、アモルファスダイヤ
モンドコーティングを含む同様のあまり鋭くない刃とを
示す。すべての刃は、ＰＴＦＥで標準的な方法でコート
される。標準的な刃の縁部は、２．６４ｌｂの切断力を
呈する。余り鋭くない刃は、２．９６ｌｂの平均の切断
力を示す。余り鋭くない刃の縁部にアモルファスダイヤ
モンドの２５０オングストロームの追加は、２．４６ｌ
ｂの切断力において、コートされない刃において著しい
低減を生じる。その結果、本発明による刃は、非常に耐
久性があり、数百の切断において、従来の刃より利点を
呈する。

【００１９】本発明の好ましい実施例について説明した
が、当業者は、本発明の精神から逸脱することなく種々
の変形及び改造を行うことは明らかであり、このような
変化及び改造は本発明の範囲内である。

【図面の簡単な説明】

【図１】異なるコーティングのくぼみを有する刃の縁部
を示すグラフである。小さいグラフは、強い縁部を示
す。

【図２】２０回切ったときの平均の切断力について本発
明のコーティングの効果を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブライアン・ジー・バリスティー アメリカ合衆国コネチカット州06497，ス トラトフォード，フィドラー・グリーン 107エイ

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切断縁を有する基板であって、前記切断
   縁は、第１の先端部の半径及び第１の先端部の厚さ及び
   最初の切断力を有し、前記最初の切断力を増大し、第２
   の増大した先端部の半径、第２の増大した先端部の厚さ
   を提供し、前記切断縁の強度を増大するのに十分なよう
   に第１の材料の非ポリマー内側コーティングと、低摩擦
   係数を有する第２の材料の非ポリマー外側コーティング
   とによってコートされた切断縁を有する基板を有し、前
   記第２のコーティングは、第２の先端部の半径より大き
   い第３の先端部の半径と、第２の先端部の厚さより大き
   い第３の先端部の厚さと、最初の切断力より小さい切断
   力とを提供し、前記第１及び第２の材料は、互いに異な
   るカミソリ刃。
2. 【請求項２】 前記第１の材料は、酸化物、炭化物、窒
   化物、金属、クロム、セラミックス、クロム／プラチ
   ナ、窒化クロム及びこのグループの組み合わせからなる
   グループから選択される請求項１に記載のカミソリ刃。
3. 【請求項３】 前記第１の材料は、クロムである請求項
   ２に記載のカミソリ刃。
4. 【請求項４】 前記内側コーティングは、１５００オン
   グストローム以下の厚さである請求項２に記載のカミソ
   リ刃。
5. 【請求項５】 前記第２の材料は、基板の摩擦係数を低
   減するのに十分な非ポリマー材料を有する請求項１に記
   載のカミソリ刃。
6. 【請求項６】 前記第２の材料は、約０．３以下の摩擦
   係数を有する請求項５に記載のカミソリ刃。
7. 【請求項７】 前記第２の材料は、アモルファスダイヤ
   モンド、ＤＬＣ（ダイヤモンド状炭素）及びモリブデン
   ジサルファイドからなるグループから選択される請求項
   ６に記載のカミソリ刃。
8. 【請求項８】 前記第２の材料は、アモルファスダイヤ
   モンドである請求項７に記載のカミソリ刃。
9. 【請求項９】 前記アモルファスダイヤモンドコーティ
   ングは、約１００ないし約１０００オングストロームの
   範囲の厚さである請求項８に記載のカミソリ刃。
10. 【請求項１０】 潤滑性ポリマーから成る第３のコーテ
    ィングを有する請求項９に記載のカミソリ刃。
11. 【請求項１１】 前記潤滑性ポリマーは、ポリテトラフ
    ルオロエチレンまたはＫＲＹＴＯＸである請求項１０に
    記載のカミソリ刃。
12. 【請求項１２】 アスペクト比は１：１である請求項９
    に記載のカミソリ刃。
13. 【請求項１３】 請求項１に記載の少なくとも１つの刃
    を有する湿式シシェービングカミソリ。
14. 【請求項１４】 切断力を増大するのに十分な幅及び先
    端部の半径において増大する切断縁と、先端部の幅及び
    先端部の半径を増大し、切断縁の切断力を低減するのに
    十分な非ポリマーコーティングとを有する基板を有する
    カミソリ刃。
15. 【請求項１５】 前記切断縁は研削または研ぎを介して
    先端部の半径及び幅が増大する請求項１４に記載のカミ
    ソリ刃。
16. 【請求項１６】 前記コーティングは、約０．３以下の
    摩擦力を有する非ポリマー材料を有する請求項１４に記
    載のカミソリ刃。
17. 【請求項１７】 前記コーティングは、アモルファスダ
    イヤモンド、ダイヤモンド状炭素、およびモリブデンジ
    サルファイドからなるグループから選択される請求項１
    ６に記載のカミソリ刃。
18. 【請求項１８】 前記コーティングは、アモルファスダ
    イヤモンドである請求項１７に記載のカミソリ刃。
19. 【請求項１９】 前記アモルファスダイヤモンドコーテ
    ィングは、約１００ないし１０００オングストロームの
    厚さの範囲である請求項１８に記載のカミソリ刃。
20. 【請求項２０】 潤滑性ポリマーからなる第２のコーテ
    ィングを有する請求項１９に記載のカミソリ刃。
21. 【請求項２１】 前記コーティングは、ポリテトラフル
    オロエチレンまたはＫＲＹＴＯＸである請求項２０に記
    載のカミソリ刃。
22. 【請求項２２】 アモルファスダイヤモンドコーティン
    グのアスペクト比は約１：１である請求項１９に記載の
    カミソリ刃。
23. 【請求項２３】 請求項１４に記載の少なくとも１つの
    刃を有する湿式カミソリ刃。
24. 【請求項２４】 ａ）基板を準備する工程と、 ｂ）先端部の厚さ、先端部の半径及び切断縁の切断力を
    増大するために十分な第１の非ポリマーコーティングで
    カミソリ刃の切断縁をコーティングする工程と、 ｃ）
    前記切断縁の先端部の半径および先端部の厚さを増大
    し、前記切断縁の摩擦係数を低減するのに十分な第２の
    非ポリマーコーティングでカミソリ刃の切断縁をコーテ
    ィングする工程とを有する切断縁を有するカミソリ刃の
    製造方法。
25. 【請求項２５】 前記カミソリ刃の切断縁を潤滑性ポリ
    マーでコーティングする工程を有する請求項２４に記載
    のカミソリ刃を製造する製造方法。
26. 【請求項２６】 ａ）基板を準備する工程と、 ｂ）刃の切断力を増大するようにカミソリ刃の切断縁を
    十分に厚くする工程と、 ｃ）前記切断縁の先端部の厚
    さ及び先端部の半径を増大し、前記縁部の切断力を低減
    するのに十分な低摩擦係数を有する非ポリマーコーティ
    ングで前記カミソリ刃の切断縁をコーティングする工程
    とを有する切断縁を有するカミソリ刃を製造する製造方
    法。
27. 【請求項２７】 前記刃の切断縁を厚くする工程は、研
    削または研ぎを介して実行される請求項２６に記載のカ
    ミソリ刃を製造する製造方法。
28. 【請求項２８】 前記カミソリ刃の切断縁を潤滑性ポリ
    マーでコーティングする他の工程を有する請求項２７に
    記載のカミソリ刃を製造する製造方法。