KR20110099128A

KR20110099128A - 면도기 면도날 형성 방법 및 면도기 면도날

Info

Publication number: KR20110099128A
Application number: KR1020117016073A
Authority: KR
Inventors: 시안동 왕; 네빌 소넨버그
Original assignee: 더 질레트 컴퍼니
Priority date: 2009-01-12
Filing date: 2010-01-12
Publication date: 2011-09-06
Also published as: RU2011121646A; JP2012514504A; EP2389278A1; CN102271877B; SG172880A1; MX2011007466A; US20100178515A1; EP2389278B1; RU2510802C2; US8642122B2; US10723032B2; PL2389278T3; US20200316803A1; US20140101945A1; BRPI1007293B1; WO2010081119A1; CN102271877A; JP5461585B2; US11465307B2

Abstract

본 발명은 중합체 재료(예컨대, PTFE 포일)을 미코팅 상태의 면도기 면도날 에지에 도포하여 면도날 에지 상에 얇은, 치밀한 및 균일한 코팅을 형성함으로써 더욱 편안한 면도와 상관되는 낮은 초기 절삭력을 보이게 되는 등압-성형(IP) 공정의 이용을 개시한다. 등압 성형은 열간 등압 성형(HIP) 또는 냉간 등압 성형(CIP) 또는 임의의 다른 등압 성형 공정일 수 있다. HIP 조건은 불활성 분위기 내에서 상승된 온도 및 압력의 환경을 포함할 수 있다. CIP 조건은 실온 및 상승된 압력을 포함할 수 있다. 중합체 재료는 플루오로중합체 또는 비-플루오로중합체 재료 또는 그 임의의 복합물일 수 있다. 중합체 재료의 하부 표면은 면도날 에지에 대한 접착성을 향상시키기 위해 개질(예컨대, 화학적 에칭)될 수 있다. 유사한 또는 상이한 특성을 갖는 중합체 재료의 2개 이상의 층이 미코팅 상태의 면도날 상으로 등압 성형될 수 있다.

Description

등압 성형을 사용하는 면도날 에지 상의 얇은 균일한 코팅의 형성{FORMATION OF THIN UNIFORM COATINGS ON BLADE EDGES USING ISOSTATIC PRESS}

본 발명은 면도기 면도날에 관한 것으로, 보다 상세하게는 면도기 면도날 절삭 에지 상의 코팅 및 그 제조에 관한 것이다.

종래 기술에서, 플루오로중합체 코팅된 면도날과 조립된 습식 면도기(wet razor)가 플루오로중합체-코팅된 면도날 없이 조립된 면도기보다 우수한 성능을 보이는 것으로 일반적으로 알려져 있다. 면도기 면도날의 코팅에 이용되는 가장 통상적인 플루오로중합체 중 하나는 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 PTFE(또는 테플론(Teflon)(등록상표) 형태)이다. 면도날 절삭 에지에의 PTFE(또는 텔로머(telomer)) 코팅의 부가는 턱수염 모발 또는 다른 유형의 모발 섬유에 대한 절삭력을 급격히 감소시킨다. 감소된 절삭력은 이것이 안전성, 밀착성(closeness) 및 편안함을 비롯한 면도 속성을 현저히 개선하기 때문에 바람직하다. 이러한 공지된 PTFE-코팅된 면도날 에지가 미국 특허 제 3,071,856 호에 기술되어 있다.

중합체 코팅된(예컨대, PTFE) 코팅된 면도날 에지를 생성하는 데 이용될 수 있는 많은 유형의 코팅 공정이 있다. 몇몇 공정은 PTFE의 수성 분산(aqueous dispersion)을 수반하고, 몇몇은 PTFE의 유기 분산을 수반한다. 수성 분산 공정은 스프레잉(spraying), 스핀 코팅(spin coating) 및 딥핑(dipping)을 포함할 수 있다. PTFE는 또한 스퍼터링(sputtering) 또는 열 화학 증착(thermal Chemical Vapor Deposition, CVD)과 같은 진공 기반 공정을 사용하여 면도날 에지 상에 침착될 수 있다. 그러나, 품질, 비용 및 환경 문제가 고려될 때, 수성 PTFE 분산물의 스프레잉이 전형적으로 바람직하다. 유기 용매 내의 PTFE 분산이 또한 당업계에 공지된 공정이다. 이러한 유형의 분산물은, 예를 들어 미국 특허 제 5,477,756 호에 기술된 바와 같이 듀폰(Dupont)의 바이댁스(Vydax) 100 아이소프로판올을 포함할 수 있다.

수성 기반 분산이 이용되든지 유기 기반 분산이 이용되든지와 관계 없이, 스프레잉 공정이 후속 소결 공정과 함께 이용되면, 도 1에 도시된 바와 같이, 불균일한 표면 형태(surface morphology)가 미시적 규모로 면도날 에지 상에 그리고 최종 면도날 팁에 인접한 영역에 생성된다. 이는 PTFE 입자의 입자 크기 분산에 의해 그리고 분산의 습윤 및 확산 역학(wetting and spreading dynamics)에 의해 초래될 수 있다. 전형적으로, 스프레잉 공정에 의해 생성된 PTFE 코팅의 평균 두께는 약 0.2㎛ 내지 약 0.5㎛이다.

면도날 에지 상의 PTFE 코팅이 얇아질수록, 절삭력이 낮아지는 것에 주목하여야 한다(코팅이 균일하다고 가정할 때). 이는 전술된 바와 같이 대체로 바람직하지만, 면도날 에지 상의 너무 얇은 PTFE 코팅은 PTFE 재료의 고유 특성으로 인해 적용 범위의 부족(poor coverage) 및 낮은 내마모성을 초래할 수 있다. 대안적으로, 너무 두꺼운 PTFE 코팅은 매우 높은 초기 절삭력을 생성할 수 있으며, 이는 대체로 더욱 큰 견인, 당기기 및 끌기를 초래할 수 있어, 결국 절삭 효율을 잃게 되고 그 결과로서 면도 편안함을 잃게 된다. 따라서, 개선된 면도 속성을 제공하기 위해 가능한 가장 얇은 코팅을 얻는 것과 중합체 재료의 속성과의 균형을 맞추기 위한 기술적 도전이 있다.

이는 당업계에서 극히 낮은 마찰 계수를 갖는 얇은, 치밀한 및 균일한 코팅을 면도날 에지 상에 형성하려는 요망을 증대시킨다.

상이한 PTFE 분산물의 선택, 분산에 사용되는 계면활성제의 개질 및/또는 스프레이-소결 조건의 최적화와 같은, 이 목적을 위해 이루어진 이전의 노력은 보통의 유효성을 가졌다.

면도날 에지 상의 PTFE를 박화(thinning)시키기 위한 몇몇 공지된 해법은 (1) 기계적 연마, 폴리싱, 마모, 또는 후방 밀림; (2) 고 에너지 빔(전자, 감마선 또는 X-선, 싱크로트론(synchrotron)) 또는 플라즈마 에칭; 및 (3) 플루텍(Flutec)(등록상표) 기술 또는 퍼플루오로퍼하이드로페난트렌(Perfluoroperhydrophenanthrene)(PP11) 올리고머의 도포를 포함한다.

첫 번째 기계적 연마 해법의 단점은, 이것이 제어하기에 어렵고 불균일한 박화를 야기할 수 있으며 또한 에지 손상을 초래할 수 있는 것이다. PTFE를 박화시키기 위해 고 에너지 빔을 인가하는 것의 단점은 이것이 PTFE의 가교결합 및 분자량을 변경시킬 수 있어 마찰 및 이에 따른 절삭력을 증가시킬 수 있는 것이다.

한가지 비교적 성공적인 접근법은 스프레이 및 소결 공정에 의해 생성된 비교적 두꺼운 PTFE 코팅의 두께를 감소(예컨대, 또는 박화)시킬 수 있는, 미국 특허 제 5,985,459 호에 기술된 바와 같은 플루텍(등록상표) 기술의 적용이었다. 이 종래 공정은 도 1에 도시된 바와 같이 흐름(10)을 도시하며, 여기서 팁(13) 상에 그리고 그 주위에 코팅된 스프레이된 PTFE 입자(11)를 구비하는 면도날(12)이 소결된 PTFE 코팅(16)을 생성하기 위해 단계(14)에 도시된 바와 같이 약 101.3㎪(1기압(1atm)) 및 약 330℃ 내지 약 370℃의 온도에서 아르곤으로 소결된다. 전형적으로, 스프레잉 공정에 의해 생성된 PTFE 코팅의 평균 두께는 약 0.2㎛ 내지 약 0.5㎛이다.

이어서 단계(17)에 도시된 바와 같은 플루텍(등록상표) 기술이 박화된 PTFE 코팅(18)을 생성하기 위해 코팅(16) 상에 적용된다. 이는 전형적으로 PTFE 코팅된 면도날(16)을 약 270℃ 내지 약 370℃의 상승된 온도 및 약 304.0㎪(3atm) 내지 약 608.0㎪(6atm)의 압력 하에서 용매 내에 침지시키는 단계를 포함한다. 일반적으로, 플루텍(등록상표) 공정에 채용되는 용매는 퍼플루오로알칸, 퍼플루오로사이클로알칸, 또는 퍼플루오로폴리에테르와 같은 용매를 포함한다.

플루텍(등록상표) 접근법의 경우, 약 10㎚ 내지 약 20㎚의 두께를 갖는 더욱 균일한 PTFE 코팅(18)이 달성될 수 있어, 결과적으로 플루텍(등록상표) 처리의 공지 이전에 이용된 많은 접근법에 비해서 울-펠트-섬유(wool-felt-fiber) 상에서의 면도날 에지의 최초 절삭력의 거의 40%의 감소를 유발한다. 그러나, 플루텍(등록상표) 공정의 주된 단점은 사용되는 용매의 대부분이 재활용될 수 있어도, 일부는 페기물로서 폐기될 필요가 있는 것이다.

플루텍(등록상표) 기술의 다른 단점은 플루텍(등록상표) 공정에 사용되는 화학 용매가 전형적으로 전술된 바와 같이 개선된 면도 속성을 제공하는 PTFE 재료의 대부분을 소결된 코팅(18)으로부터 제거하는 것이다.

플루텍(등록상표) 기술의 다른 단점은 일반적으로 코팅 분자가 치밀하게 패킹되지 않기 때문에 생성된 플루텍(등록상표) 코팅이 여전히 다공성을 보이는 것이다. 이로 인해, 바람직하게는 높은 분자량을 갖는 코팅이 달성되기에 어렵다.

따라서, 얇은, 균일한 및 치밀한 코팅을 면도날 에지 상에 생성하기 위한 대안적인 장치 및 방법에 대한 필요성이 있다.

본 발명은 적어도 하나의 면도날 에지 상에 등압-성형된 코팅(isostatically-pressed coating)을 형성하도록 등압 성형(isostatic press, IP)에 의해 적어도 하나의 면도날 에지에 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 적어도 하나의 중합체 재료를 도포함으로써 면도기 면도날 에지를 형성하기 위한 방법을 제공한다. 중합체 재료의 하부 표면은 면도날 에지에 접착된다. 중합체 재료는 PTFE와 같은 플루오로중합체를 포함한다. 중합체 재료는 약 10,000 돌턴(Dalton) 내지 약 1,000,000 돌턴 범위의 평균 분자량을 갖는다.

본 발명의 등압 성형은 열간 등압 성형(hot isostatic press, HIP) 또는 냉간 등압 성형(cold isostatic press, CIP)을 포함한다. 등압-성형된 코팅은 실질적으로 0의 다공도(porosity)에 더하여, 두께가 약 10㎚ 내지 약 100㎚ 범위이며, 실질적으로 균일한 두께를 갖고, 실질적으로 균일한 표면 형태를 갖는다. HIP 조건은 약 300℃ 내지 약 380℃ 범위의 온도, 아르곤 또는 질소의 불활성 분위기, 약 10㎫ 내지 약 550㎫의 압력 범위를 포함한다. 이들 조건은 약 10분 내지 약 10시간 범위의 시간 동안 적용된다.

본 발명의 일 태양에서, 중합체 재료의 하부 표면은 면도날 에지에 대한 접착성을 향상시키기 위해 기계적 연마, 화학적 에칭, 또는 필름 도포에 의해 개질된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 중합체 재료는 비-플루오로중합체 재료를 포함한다.

본 발명의 면도기 면도날 기재는 크롬(Cr), 다이아몬드상 탄소(DLC), 비정질 다이아몬드 또는 크롬/백금(Cr/Pt), 또는 다른 적합한 재료 또는 재료들의 조합과 같은 상부 층 코팅이 있거나 없는 강철로 구성될 수 있다.

달리 정의되지 않는다면, 본 명세서에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에 기술된 것들과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험을 위해 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료를 이하에서 기술한다. 본 명세서에 언급된 모든 공보, 특허 출원, 특허, 및 다른 참고 문헌은 전체적으로 참고로 포함된다. 상충되는 경우, 정의를 포함하여, 본 명세서가 우선할 것이다. 또한, 재료, 방법, 및 예는 단지 예시적인 것이며 제한하기 위한 것이 아니다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 하기의 상세한 설명 및 특허청구범위로부터 명백해질 것이다.

본 명세서는 본 발명을 형성하는 것으로 간주되는 요지를 특별히 지적하고 명확하게 청구하는 특허청구범위로 끝맺고 있지만, 본 발명은 실질적으로 동일한 요소를 지시하기 위해서 동일한 도면 부호가 사용되는 첨부 도면과 관련된 후속 설명으로부터 더욱 잘 이해될 것으로 생각된다.
도 1은 플루텍(등록상표) 기술을 사용한 종래 기술의 공정을 도시한 흐름도,
도 2는 본 발명에 따른 등압 성형의 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 균일한 재료를 갖는 개략 흐름도,
도 3a는 본 발명에 따른 불균일한 초기 재료를 갖는 개략 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 개질된 재료를 갖는 개략 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 하나 초과의 재료를 갖는, 도 3의 흐름도.

본 발명은 면도기 면도날 절삭 에지가 최초 수 회의 면도시 면도 속성의 개선을 보이도록 형성되는 면도기 면도날 절삭 에지에 관한 것이다. 본 발명의 한가지 주요 태양은 낮은 절삭력 및 낮은 마찰을 갖는 얇은, 치밀한, 및 균일한 코팅을 면도날 에지 상에 형성하는 것에 관한 것이다. 용어 "얇은"은 본 발명의 코팅의 두께를 지칭한다. 일반적으로, 면도날 에지 상의 코팅이 얇아질수록, 절삭력이 저하되고, 면도 속성이 우수해진다. 본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "치밀한"은 본 발명의 코팅에서 보여지는 다공성의 결여 또는 실질적인 배제를 의미한다. 치밀성은 이것이 보다 낮은 마모율(예컨대, 보다 긴 면도날 수명)에 더하여, 보다 낮은 마찰 및 절삭력, 더욱 일관된 면도를 제공하기 때문에 바람직하다. 본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "균일한"은 본 발명의 코팅에서 보여지는 표면 형태(예컨대, 평활성)를 지칭한다. 유사하게, 코팅의 표면이 균일해질수록, 특히 면도가 편안해질 것이고, 마모율이 저하될 것이다. 전술된 바와 같이, 면도날 에지 코팅에 통상적으로 이용되는 재료는 일종의 플루오로중합체, 즉 PTFE이다. 따라서, PTFE가 본 발명의 설명 전반에 걸쳐 언급될 것이지만, 실질적으로 동등하게 대체될 수 있는 다른 재료(아래에 언급됨)를 배제하지는 않는다.

본 발명에 따라 생성되는 면도기 면도날 에지는 아래에서 설명될 바와 같이, 종래의 스프레잉 및 소결 기술에 의해 생성되는 것보다, 더욱 편안한 최초 수 회의 면도와 상관되는 더욱 낮은 초기 절삭력을 보인다.

본 발명은 열간 등압 성형(HIP), 냉간 등압 성형(CIP), 다른 관련 CIP 공정 또는 다른 등압 공정을 포함할 수 있는 등압 성형으로 불리우는 공지된 공정 또는 기술의 새로운 적용을 개시한다. 일반적으로, 등압 성형은 세라믹, 금속 합금 및 다른 무기 재료와 같은 재료를 압축시키는 데 사용되는 것으로 알려져 있다. HIP 공정의 사용의 몇몇 예는 세라믹 터빈 블레이드, 니켈계 초합금 터빈, 알루미늄 주조 및 낮은 다공성을 필요로 하는 재료를 포함한다. 등압 성형 공정이 비교적 성숙된 기술을 나타내지만, 이들은 일반적으로 중합체 산업에 이용되지 않았다.

도 2에 도시된 바와 같이, HIP 공정 장치(20)는 전형적으로 구성요소에 가열 챔버(23) 내의 상승된 온도 및 고압 격납 용기(24) 내의 상승된 등압 가스 압력 둘 모두를 가한다. 본 발명에서, 장치(20) 내에 배치된 구성요소는, 예를 들어 면도날 스핀들(22)의 형태로 삽입된 면도기 면도날이다. 진공(25)이 공기를 용기(24) 내로 펌핑한다. 압축기(27)를 통해 HIP 공정에 가장 통상적으로 사용되는 가압 가스는 불활성 가스인 아르곤(Ar)이다. 질소와 같은 다른 가스가 사용될 수 있다. 이러한 불활성 가스는 면도날 및 중합체 재료에 대한 손상을 감소시키기 위해 사용된다. HIP 챔버(20)는 가열되어 압력 용기(24) 내부의 압력이 증가되게 하고, 가스, 압력 및 온도는 제어 유닛(28)에 의해 조정된다. 일반적으로, HIP와 같은 등압 공정은 약 10분 내지 약 10시간, 바람직하게는 약 20분 내지 30분 범위의 시간 동안 적용될 수 있다.

모든 유형의 등압 공정에서, 압력이 모든 방향으로부터 구성요소에 인가되며; 따라서 용어 "등압"이다.

도 2에 도시되지는 않았지만, CIP 공정은, 이것이 실온에서 기능하고 균일한 제품을 생성하기 위해 모든 측에서 펌핑되고 가압되는 압력 메커니즘으로서 액체 매질(흔히 오일-물 혼합물)을 포함할 수 있으며 적합한 완성된 제품을 제공하기 위해 많은 경우에 추가의 처리(예컨대, 소결과 같은)를 필요로 할 수 있는 것을 제외하고는, HIP 공정과 상당히 유사하다. 일반적으로, CIP는 약 98㎫(1000kgf/㎠) 내지 약 550㎫에 걸친 높은 등압 압력을 인가하는 단계를 포함한다. CIP는 매우 효과적인 분말-압밀 공정이다. 2가지 잘 알려진 CIP 방법은 고무 백(rubber bag) 내에 담긴 분말 물질이 고압 매질 내에 직접 침지되는 습식(wet-bag) 공정과, 압력 용기 내에 설치된 고무 몰드(rubber mold)를 통해 성형 작업이 달성되는 건식(dry-bag) 공정을 포함한다.

본 발명의 목적을 위해서, 임의의 공지된 등압 성형 공정이 원하는 제품 결과를 발생시키기 위해 온도, 압력 또는 추가된 처리의 가능한 일부 변경과 함께 실질적으로 호환가능하게 사용될 수 있는 것으로 고려된다. 따라서, 본 발명의 열간 등압 성형 실시예가 아래에서 더욱 상세히 설명되지만, 본 발명에서는 임의의 다른 유형의 등압 성형(추가하여 또는 대신에)을 사용하는 개념이 고려된다.

면도날 에지에 적용되는 HIP 공정은 아래에 설명되는 바와 같이 중합체 코팅과 같은 코팅의 두께 프로파일을 효과적으로 조작할 수 있는 HIP 조건을 위한 새로운 적용을 제공한다. 도 3의 본 발명의 바람직한 실시예에서, 열간 등압 성형이 얇은, 치밀한 및 균일하게 코팅된 면도날 에지를 생성하기 위해 미코팅 상태의 면도날 에지 상에 사용된다.

이제 도 3을 참조하면, 바람직하게는 임의의 이전에 도포된 코팅(예를 들어, 그 상에 스프레이된 PTFE와 같은 플루오로중합체 입자)을 포함하지 않는 면도날(32)에, 단계(35)에서, 본 발명의 일 실시예에 따라 면도날(32) 상에 중합체 재료(34)(예를 들어, 필름, 시트, 테이프, 포일(foil), 예컨대 얇은 PTFE 포일, 또는 임의의 다른 형태)를 배치하기 위해 도 2와 관련하여 설명된 바와 같이 HIP 조건이 가해진다. 이러한 실시예는 면도날(32) 상에 얇은, 균일한, 치밀한 등압-성형된 PTFE 코팅(38)을 형성하며, 동시에 종래 기술과는 대조적으로 높은 분자량을 갖는 PTFE 코팅을 또한 생성한다. 더 높은 분자량은, 이것이 종래 기술의 공정을 통해 형성된 동일한 두께 등을 갖는 코팅에 훨씬 더 낮은 절삭력 및 더 낮은 마찰을 제공하기 때문에 바람직하다. 또한, 생성된 등압-성형된 코팅(38)의 높은 분자량은 종래 기술의 공정을 통해 형성된 코팅에 비해 더 낮은 마모율을 갖고서 더 큰 내구성을 허용한다. 평균 분자량은 약 30000 돌턴 내지 약 60000 돌턴의 범위, 바람직하게는 약 45000 돌턴일 수 있다.

재료(34)는 상부 표면(34a) 및 하부 표면(또는 밑면)(34b)을 갖는다. 하부 표면(34b)은 단계(35)에서 HIP 조건에 의해 면도날(32) 및 면도날 팁 상에 접착되도록 배치될 표면이다. 상부 표면(34a)은 면도될 피부 또는 영역과 접촉하게 될 표면이다.

본 발명에서, 재료(34)는 균일한 또는 불균일한 두께를 가질 수 있는데, 후자가 도 3a에서 도면부호(34')로 도시되어 있다. 재료(34)는 또한 2개 이상의 별개의 시트로 형성될 수 있다. 예를 들어, 개별 시트가 개별 면도날 에지 및 팁에 도포될 수 있다(도시 안됨). 재료(34)의 초기 특성에 관계 없이, HIP 조건은 단계(35)에서 얇은, 치밀한 및 균일한 생성된 코팅(38)을 제공한다. 재료(34)에 대한 개질, 특히 접착성을 향상시키기 위한 재료(34)의 하부 표면(34b)에 대한 개질이 도 4와 관련하여 설명될 것이다.

본 발명에서 단계(35)에서의 HIP 조건은 약 300℃ 내지 약 380℃ 범위의 온도 또는 약 327℃인 PTFE 용융 온도 부근의 온도를 포함할 수 있다. 본 발명에서 바람직한 온도는 약 330℃ 내지 약 370℃일 수 있다. 또한, 본 발명에서, 단계(35)에서의 HIP 조건은 약 100㎫ 내지 약 550㎫의 압력 범위를 포함할 수 있다. 보통, HIP는 약 100㎫ 내지 약 350㎫, 바람직하게는 약 220㎫에서 수행된다. 전술된 바와 같이, 본 발명에서 단계(35)에서의 HIP 조건은 반드시 불활성 분위기, 바람직하게는 아르곤 또는 질소를 포함할 수 있다.

상승된 온도를 받음으로써, HIP 조건은 PTFE 포일 재료가 연화, 변형, 및 "크리프(creep)"되거나 면도날 에지 표면 위로 유동하게 한다. 크리핑은 열 또는 응력(예컨대, 압력)의 지속적인 인가시 PTFE 코팅을 점진적으로 그리고 영구적으로 변형시킬 것이다. PTFE 재료가 유동함에 따라, 이것은 면도날 에지의 표면의 양 사면(bevel) 영역 위에 얇은, 균일한 및 치밀한 코팅 층을 형성한다. 전술된 바와 같이, 면도날 에지 상에서의 PTFE 코팅 두께 및 그 형태 둘 모두는 절삭력의 저하 및 더욱 우수한 면도 경험의 획득 면에서 아주 결정적이고 중요한 것으로 알려져 있다.

도 3의 생성된 PTFE 코팅(38)의 두께는 약 10㎚ 내지 약 100㎚ 범위, 바람직하게는 약 20㎚이다. 코팅(38)의 두께(38a)는 일부 다소 유의미하지 않은 또는 약간 더 두꺼운 영역(예컨대, 면도날 팁에서)의 가능성을 갖고서 코팅의 모든 영역 전반에 걸쳐 실질적으로 균일하다. 코팅(38)의 표면 형태는 사실상 PTFE 입자의 응집체(예컨대, 두께가 불균일한 영역 또는 돌출된 PTFE 입자)를 구비하지 않고서 평활하여, 최적의 마찰 및 절삭력을 제공한다. 또한, 성형된 코팅(38)은 실질적으로 0의 다공도(예컨대, 최소한의 구멍)를 가지며, 따라서 비교적 치밀하다. HIP 조건이 포일(34)에 적용된 후, 형성된 코팅(38)의 표면 영역 또는 길이(37)는 일반적으로 150㎛를 초과하는 것에 주목하여야 한다. 이는 이 표면 영역 또는 길이가 사용자의 피부와 접촉할 면도기 면도날의 대략적인 표면 영역이기 때문에 바람직하다. HIP 조건은 일반적으로 우수한 품질 제어 능력을 갖기 때문에, 150㎛의 원하는 코팅 치수는 대체로 쉽게 이룰 수 있다.

특히, 실질적으로 치밀한, 얇은 및 균일한 면도날 에지의 최종 팁 주위의 PTFE 코팅의 두께의 한가지 유리한 특성은 면도날의 절삭력의 상당히 저하이다(예컨대, 울-펠트 섬유 또는 모발 섬유 절삭력이 상당히 감소됨). 예를 들어, 최초 울-펠트-절단 힘(또는 절삭력)은 HIP 처리 후 약 15% 내지 약 65%의 힘 감소 백분율을 가질 수 있거나, 최초 울-펠트-절단 힘(또는 절삭력)은 HIP 처리 후 약 4.89N(1.10lb) 내지 약 7.56N(1.70lb)의 범위로 감소될 수 있다.

HIP 공정의 이러한 결과(예컨대, 종래의 소결 공정에 비해 면도날 에지의 최초 절삭력을 상당히 저하시키는)는 면도날 에지에 보다 낮은 최초 절삭력을 제공하여, 더욱 편안한 그리고 더욱 밀착된 면도로 이어진다. 밀착성 및 편안함과 같은 개선된 면도 속성은 습식 면도 시스템의 경우 HIP-처리된 PTFE 코팅된 면도날로 달성된 것으로 나타났다.

실질적으로 "노출된(naked)" 면도날을 중합체 재료의 포일 또는 시트로 코팅하기 위한 장치 및 공정은 또한 많은 다른 이점을 갖는다.

한가지 명백한 이점은, 면도날이 다른 장치 및 공정에 의해 중합체로 초기에 코팅될 필요가 없기 때문에, 코팅의 스프레잉 및/또는 소결 단계가 제거되어, 면도날 에지를 코팅하기 위한 비용 및 노력이 감소되는 것이다.

또한, 면도날 에지에 적용되는 새로운 등압 성형 기술은 면도날 에지 상에 PTFE 포일을 코팅하기 위한 비-화학적 기술을 제공하기 때문에(예컨대, 어떠한 유기 용매도 사용하지 않아, 환경적으로 무해한 그리고 간단한 해법을 제공함), 최초 중합체 재료의 손실이 없으므로, 공지된 화학적 공정(예컨대, 플루텍(등록상표) 기술)에 비해 또한 유리하다. 따라서, 최적화된 조건 하에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 이러한 새로운 기술은 공지된 코팅 또는 박화 공정(예컨대, 스프레이 소결 및 플루텍(등록상표) 기술을 도시한 도 1의 공정)의 대안적인 접근법일 수 있어, 비용 효과의 면에서도 이들 공정 대신에 전체적으로 사용될 수 있다.

이제 도 4를 참조하면, PTFE 포일 재료(44)(도 3의 재료(34)와 유사함)가 본 발명에 따라 그의 하부 표면(44b)이 개질된 것으로 도시되어 있다. 이러한 표면 개질은 기계적, 화학적 또는 다른 수단에 의해 달성될 수 있다. 기계적으로, 표면 연마가 이루어질 수 있다. 본 발명에서 고려되는 화학적 개질의 몇몇 예는, HIP 조건에 의해 제공되는 상승된 온도 및 압력에 의해 접착성이 개선되도록 단계(45)에서 HIP 조건이 적용되기 전에, 하부 표면(44b) 상으로 나프탈렌 용매(예컨대, 모스 볼(moth ball)) 중 나트륨의 층을 도포하는 것 또는 화학적 에칭을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 다른 개질은 하부 표면(44b)에 대한 친수성 박막 재료의 도포 또는 접착제의 도포를 포함할 수 있다.

본 발명의 표면 개질은 면도날(42) 상의 재료(44)의 유지에 도움을 주거나, 적어도 하나의 면도날 에지의 상부 표면(예컨대, 사면 영역(47)) 상으로의 중합체 포일 재료(44)의 향상된 접착을 제공할 것이다.

임의의 표면 개질은 도 4에 도시된 바와 같이 단계(45)에서 등압 성형(예컨대, HIP) 조건이 적용되기 전에 이루어지는 것이 바람직하다. 얇은, 치밀한 및 균일한 특성의 등압-성형된 코팅(48)은 도 3과 관련하여 전술된 바와 같이 달성된다. 예를 들어, 두께(48a)는 도 3에서 전술된 바와 같이 약 10㎚ 내지 약 100㎚ 범위, 바람직하게는 약 20㎚이다. 코팅(48)의 두께(48a)는 역시 일부 다소 유의미하지 않지만 약간 더 두꺼운 영역(예컨대, 면도날 팁에서)의 가능성을 갖고서 코팅의 모든 영역 전반에 걸쳐 실질적으로 균일하다. 코팅(48)의 표면 형태는 사실상 PTFE 입자의 응집체(예컨대, 두께가 불균일한 영역 또는 돌출된 PTFE 입자)를 구비하지 않고서 평활하여, 최적의 마찰 및 절삭력을 제공한다. 또한, 등압-성형된 코팅(48)은 실질적으로 0의 다공도(예컨대, 최소한의 구멍)을 가지며, 따라서 비교적 치밀하다. HIP 조건이 재료(44)에 적용된 후, 형성되는 성형된 코팅(48)의 표면 길이(47)는 일반적으로 약 150㎛ 또는 이를 초과하는 것이 바람직하다.

이제 도 5를 참조하면, 도 3의 재료(54)가 본 발명에 따라 그의 상부 표면(54a)에 추가의 재료(53)가 배치된 것으로 도시되어 있다. 재료(53, 54)는 바람직하게는 플루오로중합체 재료(예컨대, PTFE 포일)과 같은 중합체 재료이다. 이들은 전술된 바와 같이 시트, 포일, 테이프 또는 필름, 또는 임의의 다른 형태를 포함할 수 있다. 2개 이상의 그러한 재료가, HIP 조건이 적용된 후 개선된 등압-성형된 코팅(58)을 제공하도록, 단계(55)에서 HIP 조건이 적용되기 전에 서로의 상으로 층을 이뤄 배치될 수 있다. 등압-성형된 코팅(58)은 도 3 및 도 4와 관련하여 전술된 바와 같이 얇은, 치밀한 및 균일한 특성을 가질 것이다.

이제 도 4와 관련하여 전술된 바와 같이, 도 5의 재료(54)의 하부 표면(54b)이 또한 본 발명에 따라 개질될 수 있다(도시 안됨) 또한, 상부 표면(54a)은 재료(54)에 대한 재료(53)의 접착성에 도움을 주도록 개질될 수 있다.

본 발명에서, 재료(53, 54)는 동일한 유형의 것일 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 이들은 유사하거나 상이한 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 재료(53, 54)는 상이한 평균 분자량을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 피부와 직접 접촉하게 되는 재료(53)는 재료(54)보다 더 높은 분자량을 갖는 것일 수 있다. 더 높은 분자량은 이것이 대체로 보다 낮은 절삭력 및 보다 낮은 마찰을 제공하여, 보다 우수한 마모율 및 면도의 일관성으로 이어지기 때문에 바람직하다. 약 10,000 돌턴 내지 약 1,000,000 돌턴 범위 또는 바람직하게는 약 100,000 돌턴 초과의 평균 분자량이 피부와 접촉하게 되는 그러한 재료(예컨대, 재료(53))에 적합할 것이다. 재료(54)는 재료(53)보다 더 낮은 분자량을 가질 수 있으며, 평균이 약 2,000 돌턴 내지 약 10,000 돌턴, 바람직하게는 3,000 돌턴 내지 5,000 돌턴 범위일 수 있다.

또한, 본 발명에서, 재료(53, 54) 중 하나 또는 다른 하나의 재료가 중합체 재료로 구성될 수 있고, 다른 하나의 재료가 중합체 복합물 또는 심지어 비-중합체 재료로 구성될 수 있다.

따라서, 재료의 임의의 설계 선택 또는 가능한 변경 및 그들 각각의 특성이 본 발명에 이용될 수 있는 것으로 고려된다.

본 발명의 실시예는 등압 성형 기술이 일반적으로 면도날 에지 품질 면에서 더욱 견실할 수 있고, 잠재적으로 유익한 비용 절감을 제공할 수 있는 것을 나타낸다.

코팅 상의 IP(HIP 또는 CIP)-생성된 개선된 형태학적 특징은 면도날 에지의 절삭력 변동을 최소화시키고 면도날을 손상으로부터 더욱 우수하게 보호할 것이다. 또한, IP 공정은 전체 제품 품질을 개선하고, 소비자가 매끄럽고 일관된 면도 경험을 달성하는 데 도움을 줄 것이다.

본 발명은 HIP 또는 CIP와 같은 등압 공정, 또는 다른 관련 등압 공정이 또한 PTFE에 더하여, PFA(퍼플루오로알콕시 중합체 수지), FEP(플루오르화된 에틸렌-프로필렌), ETFE(폴리에틸렌테트라플루오로에틸렌), PVF(폴리비닐플루오라이드), PVDF(폴리비닐리덴 플루오라이드), 및 ECTFE(폴리에틸렌클로로트라이플루오로에틸렌)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 플루오로중합체와 함께 사용되는 것에 적용가능할 수 있는 것으로 고려된다.

본 발명은 HIP 또는 CIP와 같은 등압 공정, 또는 다른 관련 등압 공정이 또한 PTFE/나노다이아몬드, PTFE/실리카, PTFE/알루미나, PTFE/실리콘, PTFE/PEEK(폴리에테르에테르케톤), 및 PTFE/PFA를 포함하지만 이에 제한되지 않는 플루오로중합체(예컨대, PTFE) 복합물과 함께 사용되는 것에 적용가능할 수 있는 것으로 고려된다.

또한, 본 발명의 HIP 공정은 반드시 PTFE 또는 PTFE 유형 재료에 적용되는 것으로 구속되지는 않으며, 예를 들어 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 파릴렌 및/또는 그 밖의 것을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 비-플루오로중합체(예컨대, 비-PTFE) 코팅 재료에 또한 적용가능할 수 있다.

또한, 면도날 기재는 크롬(Cr), 다이아몬드상 탄소(DLC), 비정질 다이아몬드, 크롬/백금(Cr/Pt) 또는 다른 적합한 재료 또는 재료들의 조합과 같은 상부 층 코팅이 있거나 없는 강철로 구성될 수 있다. 이들 재료(예컨대, Cr 또는 DLC)로 구성되는 면도날 기재는 HIP 조건이 적용된 후 면도날 에지 상의 중합체 코팅 재료의 접착성을 개선하는 것으로 나타났다.

본 발명의 다른 실시예에서, HIP 조건은 습식 면도기에 더하여 건식 면도기와 함께 사용될 수 있고, 여기에서 건식 면도기의 커터 면도날에는 유사하게 전술된 바와 같은 HIP 조건이 가해지는 것으로 고려된다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 전술된 바와 같은 HIP 조건은 의료용 또는 수술용 기구, 예컨대 수술용 칼날(surgical blade), 수술용 메스(scalpel), 나이프, 포셉(forceps), 가위, 전단기 등 또는 다른 비-수술용 칼날 또는 절삭 기구로 구현되는 칼날과 함께 사용될 수 있는 것으로 고려된다.

본 명세서에 개시된 치수 및 값은, 기재된 정확한 수치 값으로 엄격히 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 대신, 달리 명시되어 있지 않는 한, 각각의 그러한 치수는 기재된 값 및 그 값 주변의 기능적으로 등가인 범위 둘 모두를 의미하는 것으로 의도된다. 예를 들어, "40㎜"로 개시된 치수는 "약 40㎜"를 의미하는 것으로 의도된다.

본 발명의 상세한 설명에 인용된 모든 문헌은 관련 부분에서 본 명세서에 참고로 포함되며; 어떠한 문헌의 인용도 본 발명에 관한 종래 기술로 인정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 기재된 본 명세서의 용어의 임의의 의미 또는 정의가 참고로 포함된 문헌의 용어의 임의의 의미 또는 정의와 상충되는 경우에는, 기재된 본 명세서에서의 그 용어에 할당된 의미 또는 정의가 우선할 것이다.

본 발명의 특정한 실시예가 예시되고 기술되었지만, 당업자에게는 다양한 다른 변경 및 수정이 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주 내에 있는 이러한 모든 변경과 수정을 첨부된 특허청구범위에 포함하고자 한다.

Claims

면도기 면도날을 형성하기 위한 방법에 있어서,
등압 성형(isostatic press, IP)에 의해 적어도 하나의 면도날 에지에 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 적어도 하나의 중합체 재료를 도포하여, 상기 적어도 하나의 면도날 에지 상에 등압-성형된 코팅(isostatically-pressed coating)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
면도기 면도날 형성 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 면도날 에지는 초기에 미코팅 상태(uncoated)인
면도기 면도날 형성 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 중합체 재료의 상기 하부 표면은 개질되는
면도기 면도날 형성 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 중합체 재료는 플루오로중합체 재료를 포함하는
면도기 면도날 형성 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 중합체 재료는 약 10,000 돌턴(Dalton) 내지 약 1,000,000 돌턴 범위의 평균 분자량을 갖는
면도기 면도날 형성 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 등압-성형된 코팅은 두께가 약 10㎚ 내지 약 100㎚ 범위이며, 두께가 실질적으로 균일하고, 실질적으로 균일한 표면 형태(surface morphology)를 가지며, 실질적으로 0의 다공도(porosity)를 갖는
면도기 면도날 형성 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 중합체 재료는 비-플루오로중합체 재료를 포함하는
면도기 면도날 형성 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 등압 성형은 열간 등압 성형(HIP) 또는 냉간 등압 성형(CIP)으로 구성되며, 상기 HIP는 약 300℃ 내지 약 380℃ 범위의 온도 및 아르곤 또는 질소의 불활성 분위기, 약 100㎫ 내지 약 550㎫의 압력 범위를 추가로 포함하고, 상기 HIP는 약 10분 내지 약 10시간 범위의 시간 동안 적용되는
면도기 면도날 형성 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 면도기 면도날은 강철, 크롬(Cr), 다이아몬드상 탄소(DLC), 비정질 다이아몬드, 또는 크롬/백금(Cr/Pt)으로 구성되는
면도기 면도날 형성 방법.
제 1 항의 방법을 이용하여 형성되는
면도기 면도날.
면도기 면도날에 있어서,
상부 표면 및 하부 표면을 갖는 적어도 하나의 중합체 재료가 등압 성형(IP)에 의해 상기 면도기 면도날의 적어도 하나의 면도날 에지에 도포되어, 상기 적어도 하나의 면도날 에지 상에 등압-성형된 코팅을 형성하는 것을 특징으로 하는
면도기 면도날.
제 11 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 중합체 재료는 플루오로중합체 재료를 포함하는
면도기 면도날.
제 11 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 중합체 재료는 약 10,000 돌턴 내지 약 1,000,000 돌턴 범위의 평균 분자량을 갖는
면도기 면도날.
제 11 항에 있어서,
상기 중합체 재료의 상기 하부 표면은 기계적 연마, 화학적 에칭, 또는 필름 도포에 의해 개질되는
면도기 면도날.
제 11 항에 있어서,
상기 등압 성형은 열간 등압 성형(HIP) 또는 냉간 등압 성형(CIP)으로 구성되며, 상기 HIP는 약 10분 내지 약 10시간 범위의 시간 동안 적용되는, 아르곤 또는 질소의 불활성 분위기에서의 약 300℃ 내지 약 380℃ 범위의 온도, 약 10㎫ 내지 약 550㎫의 압력 범위를 추가로 포함하는
면도기 면도날.
제 11 항에 있어서,
상기 등압-성형된 코팅은 두께가 약 10㎚ 내지 약 100㎚ 범위이며, 실질적으로 균일한 두께를 갖고, 실질적으로 균일한 표면 형태를 가지며, 실질적으로 0의 다공도를 갖는
면도기 면도날.
제 11 항에 있어서,
상기 면도기 면도날의 기재는 강철, 크롬(Cr), 다이아몬드상 탄소(DLC), 비정질 다이아몬드, 또는 크롬/백금(Cr/Pt)으로 구성되는
면도기 면도날.