PL170815B1

PL170815B1 - Method of making a safety-razor blade and safety-razor blade as such

Info

Publication number: PL170815B1
Application number: PL92301887A
Authority: PL
Inventors: C Robert Parent; John Madeira; Steve S Hahn; Chong-Ping P Chou; Lamar E Brooks
Original assignee: Gillette Co
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1992-06-11
Publication date: 1997-01-31
Also published as: CA2111343C; DE69226640T2; WO1993000204A1; TW215423B; JP3722829B2; ES2118821T3; JPH07503377A; KR100245979B1; AU2192792A; AU667816B2; TR27155A; ATE169547T1; MA22561A1; DE69226640D1; MX9203147A; CN1039793C; EP0591339B1; CA2111343A1; DK0591339T3; EP0591339A4

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania ostrza maszynki do golenia i ostrze maszynki do golenia

Znane jest ostrze wytwarzane z metalu lub ceramiki, mające krawędź formowaną w kształcie klina z zakończeniem o promieniu mniejszym niż około 1000 angstromów Podczas pracy, ostrze jest trzymane w maszynce pod kątem około 25° i klinową krawędzią dotyka skóry, a gdy jest przesuwane po twarzy to kiedy krawędź natrafi na włos brody, wchodzi w niego i oddziela go w wyniku rosnącego zagłębienia się w rum, w połączeniu z rozpychającym działaniem klina. Uważa się, że cięta część włosa (który przeciętnie ma około 100 mikrometrów średnicy) jest przyciśnięta do powierzchni ostrza oddalonego od powierzchni skóry przy zagłębieniu do około połowy średnicy włosa. Przy dalszym zagłębianiu się, włos może zgiąć się i odchylić od ostrza ulegając działaniu klina. Opór dla penetracji wynikający z reakcji między włosem a ostrzem występuje zatem tylko dla pierwszych sześćdziesięciu mikrometrów od krawędzi ostrza i geometria zakończenia ostrza w tym rejonie jest uważana za najważniejszą z punktu widzenia cięcia.

Uważa się, że zmniejszenie wspomnianego kąta w zakończeniu ostrza powoduje odpowiednie zmniejszenie oporu dla zagłębiania się zakończenia ostrza we włosie.

Z opisu patentowego USA nr 4 720 918 znane jest rozwiązanie ostrza zawierającego stalowy rdzeń. Rdzeń ten jest ostrzony mechanicznie i ma kształt zbliżony do klina. Powierzchnie ostrza zbiegają się ku wierzchołkowi klina początkowo równomiernie, a następnie są coraz bardziej ku sobie nachylone, tak że grubość klina mierzona począwszy od 40 pm do wierzchołka zmienia się nieliniowo. Powierzchnie w kierunku wierzchołka zbiegają się pod kątem od 9° do 11,5°. Ostrze może być pokryte warstwą wzmacniającą. Jednakże, kiedy wspomniany kąt jest za bardzo zredukowany, wytrzymałość zakończenia ostrza jest nieodpowiednia do przeciwdziałania pojawiającym się podczas procesu cięcia siłom zginającym i zakończenie odkształca się plastycznie (lub wykrusza się, zależnie od mechanicznych właściwości materiału, z jakiego jest wykonane) i w ten sposób ulega trwałemu uszkodzeniu, które osłabia jego działanie tnące, to znaczy ostrze staje się tępe. Ponieważ proces golenia jest uciążliwy i uszkodzenia krawędzi ostrzy występują często, a także, aby zwiększyć właściwości tnące, zaproponowano użycie jednej lub więcej warstw dodatkowego materiału powłoki dla ułatwienia golenia i/lub dla zwiększenia twardości, wytrzymałości i/lub odporności na korozję ostrza golącego.

Z opisu patentowego USA nr 3 761 372 znany jest sposób wytwarzania narzędzia tnącego mającego nałożone warstwy wzmacniające. W tym sposobie ostrze najpierw ostrzy się mechanicznie lub chemicznie, a następnie poddaje się bombardowaniu jonowemu. Polega to na tym, ze wytwarza się jony argonu, którymi bombarduje się tarczę i uwalnia się z niej atomy materiału tarczy, które nakłada się na powierzchnię ostrza, a następnie ostrze ponownie bombarduje się jonami i usuwa się materiał kształtując w ten sposób zakończenie ostrza W ten sposób nakłada się jedną lub więcej warstw powłokowych.

Z opisu patentowego USA nr 4 933 058 znany jest sposób wytwarzania ostrza maszynki do golenia polegający na tym, że w komorze próżniowej umieszcza się uchwyt ostrza maszynki do golenia, parownik elektronowy i źródło jonów i w atmosferze zawierającej azot na rdzeń ostrza nakłada się chemicznie z fazy gazowej warstwę diamentową, przy czym tą metodą nakłada się różne warstwy wzmacniające rdzeń. Uzyskuje się ostrze w kształcie klina o powierzchniach tworzących jedną płaszczyznę bez załamań. Oprócz metali i ich stopów i na pokrycia zaproponowano szereg materiałów, takich jak materiały polimerowe, diament i węgiel diamento-podobny (DLC) charakteryzują się posiadaniem wiązań węglowych sp3, gęstością masy większą niż 1,5 grama/cm³ i maksimum impulsu Ramana dla ok. 1331 cm¹ (diament) i ok 1550 cm'¹ (DLC). Każda taka warstwa lub warstwy dodatkowego materiału powinny zapewnić takie charakterystyki jak poprawiona przydatność do golenia, zwiększona twardość, wytrzyma4

170 815 łość ostrza i/lub odporność na korozję a jednocześnie nie powinna ujemnie wpływać na geometrię i efektywność cięcia krawędzi golącej

Celem wynalazku jest opracowanie ostrza oraz sposobu jego wytwarzania mającego duża, wytrzymałość i dobre własności golące

Sposób wytwarzania ostrza do golenia, w którym mechanicznie ostrzy się rdzeń, wykonuje się zaostrzone zakończenie w kształcie klina, na które nakłada się warstwę diamentową lub z materiału węglowego diamento-podobnego według wynalazku charakteryzuje się tym, że kształtuje się zaostrzone zakończenie o kącie rozwarcia mniejszym niż 17° w odległości 40 μm od zakończenia wierzchołka i promieniu mniejszym niz 500 angstromów i umieszcza się rdzeń oraz tarczę grafitową w komorze próżniowej, podaje się napięcie wstępne wielkiej częstotliwości na rdzeń, rozpyla się materiał tarczy grafitowej wytwarzając atomy węgla nakłada się wytworzone atomy węgla na zaostrzone zakończenie rdzenia i wytwarza się warstwę diamentową lub z węgla diamento-podobnego tworzącą ostateczne zakończenie ograniczone wierzchołkowymi powierzchniami o długości około 0,1 mikrometra, kącie rozwarcia około 60°, promieniu wierzchołkowym mniejszym niż około 400 angstromów i współczynniku kształtu między 1:1 do 3:1.

Korzystnie w komorze próżniowej pomiędzy tarczą grafitową i rdzeniem umieszcza się w linii przesłonę, dostarcza się energię elektryczną do tarczy grafitowej, otwiera się przesłonę na określony przeciąg czasu, równocześnie do rdzenia dostarcza się napięcie wstępne wielkiej częstotliwości i nakłada się warstwę diamentową lub z materiału diamento-podobnego.

Korzystnie przed nałożeniem warstwy diamentowej lub z materiału diamento-podobnego umieszcza się w komorze próżniowej i wyrównuje się rdzeń oraz tarczę molibdenową, pomiędzy rdzeniem a tarczą molibdenową umieszcza się przesłonę, rozpyla się molibden z tarczy molibdenowej, wytwarza się materiał molibdenowy, dostarcza się napięcie na rdzeń, otwiera się przesłonę i nakłada się na zaostrzone zakończenie rdzenia międzywarstwę molibdenową do grubości około 300 angstrómów od wierzchołka zaostrzonego zakończenia rdzenia na odległość czterdziestu mikrometrów od tego wierzchołka.

Korzystnie na warstwę diami^i^t^(^^,wą lub z materiału diamento-podobnego nakłada się powłokę z przyczepnego polimeru.

Ostrze maszynki do golenia zawierające rdzeń mający zakończenie w kształcie klina, na którym jest umieszczona warstwa diamentowa lub z materiału węglowego diamento-podobnego według wynalazku charakteryzuje się tym, że zakończenie w kształcie klina rdzenia ma kąt rozwarcia mniejszy niż 17° w odległości 40 μm od wierzchołka mającego promień wierzchołkowy mniejszy niz 500 angsrromów a warstwa diamentowa lub z materiału węglowego diamento-podobnego ma grubość co najmniej około 1200 angsrromów od wierzchołka rdzenia na odległości czterdziestu mikrometrów od tego wierzchołka oraz zakończenie ukształtowane przez wierzchołkowe powierzchnie mające długość około 0,1 mikrometra i tworzące między sobą kąt około 60° oraz mające promień wierzchołkowy mniejszy niż około 400 angstromów, przy czym stosunek odległości między zakończeniem i wierzchołkiem rdzenia do szerokości warstwy diamentowej lub z materiału węglowego diamento-podobnego jest zawarty między 1:1 do 3:1.

Korzystnie pomiędzy warstwą diamentową lub z materiału diamento-podobnego a rdzeniem jest umieszczona międzywarstwa molibdenowa o grubości około 300 angstromów lub mniej.

Korzystnie warstwa diamentowa lub z materiału diamento-podobnego ma twardość co najmniej trzynaście gigapaskali, charakterystykę wiązania węglowego sp3, gęstość masy większą niż 1,5 grama/cm³ i maksimum impulsu Ramana około 1331 cm'¹ (dla diamentu) lub około 1550 cm·¹ (DLC).

Korzystnie na warstwie diamentowej lub z materiału diamento-podobnego jest umieszczona przyczepna warstwa polimerowa.

Przedmiot wynalazku na przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok maszynki do golenia mającej ostrza do golenia według wynalazku, fig 2 przedstawia widok innej maszynki do golenia mającej ostrza do golenia według wynalazku, fig. 3 przedstawia geometrię ostrza według wynalazku, fig. 4 przedstawia schemat

170 815 aparatury do wytwarzania ostrza do golenia, fig. 5 i 6 przedstawiają widma Ramana materiału DLC osadzonego przy pomocy aparatury przedstawionej na fig. 4.

Zgodnie z fig. 1 wkładka do maszynki do golenia 10 ma konstrukcję umożliwiającą zamocowanie w uchwycie oraz podstawę 12 odlaną z twardego polistyrenu, której część tworzy przednią, wydłużoną poprzecznie powierzchnię 14, naciągającą skórę. Na podstawie 12 zamontowane są ostrze przednie 16 o zaostrzonej krawędzi 18 oraz ostrze tylne 20 o zaostrzonej krawędzi 22. Nakładka 24 odlana z twardego polistyrenu zawiera fragment 26 tworzący powierzchnię naciągającą skórę, zlokalizowany za ostrzem 22. Do nakładki 24 przymocowany jest element 28 wspomagający golenie.

Wkładka do maszynki do golenia 30, pokazana na fig. 2 zawiera odlaną obudowę 32 z przednią częścią 34 i tylną częścią 36. W obudowie 32 zamocowane są sprężynująco element ochronny 38, układ ostrza przedniego 40 oraz układ ostrza tylnego 42. Każdy z układów 40 i 42 zawiera ostrze 44 z zaostrzoną krawędzią 46. Wspomagający golenie element 48 jest wciśnięty w zagłębienie w tylnej części 36.

Schematyczny przekrój rejonu ostrzy 16, 20 i 44 jest pokazany na fig. 3. Ostrze zawiera rdzeń 50 wykonany ze stali nierdzewnej z zaostrzonym zakończeniem w kształcie klina utworzonym w wyniku szeregu etapów wygładzania, które wykształcają wierzchołek 52 o promieniu zwykle mniejszym niż 500 angsńrómów z powierzchniami 54 i 56, które tworzą ramiona kąta około 13°. Na wierzchołku 52 oraz powierzchniach 54 i 56 jest położona międzywarstwa 58 z molibdenu, która ma długość około 300 angsfrómów. Na molibdenowej międzywarstwie 58 osadzona jest zewnętrzna warstwa 60 z węgla diamento-podobnego (DLC), która ma grubość około 2000 angsrrómów, z wierzchołkowymi powierzchniami 62 i 64, które mają długość około jednej czwartej mikrometra każda i tworzą ramiona kąta około 80° i promień wierzchołkowy około 400 angsrrómów. Powierzchnie wierzchołkowe 62 i 64 łączą się z głównymi powierzchniami 66 i 68, które tworzą ramiona kąta około 13° i mają współczynnik kształtu (stosunek odległości a od zakończenia DLC 70 do wierzchołka 52 rdzenia 50 i szerokości b warstwy 60 na wierzchołku 52) około 1.7.

Na warstwie 60 położona jest przyczepna warstwa telomeru 72, która ma po osadzeniu znaczną grubość, malejącą przy pierwszym goleniu do grubości pojedynczych cząsteczek.

Aparatura do obróbki ostrzy typu przedstawionego na fig. 3 jest schematycznie przedstawiona na fig. 4. W skład aparatury wchodzi planarny system stałoprądowego rozpylania magnetronowego, który ma komorę 74 ze stali nierdzewnej z układem ścian 80, drzwiami 82 i podstawą 84, w której utworzony jest otwór przelotowy połączony z odpowiednim systemem pomp próżniowych (nie pokazano). W komorze 74 zamontowana jest obrotowa podstawa 88 z ustawioną pionowo podporą 90, na której jest umieszczony zestaw ostrzy do golenia 92 z zaostrzonymi krawędziami 94 ustawionymi w jednej linii i skierowanymi od podpory 90 W komorze 74 umieszczona jest również konstrukcja nośna 76 dla tarczy 96 wykonanej z molibdenu (99,99% czystości) oraz konstrukcję nośną 78 dla tarczy 98 wykonanej z grafitu 99,999 czystości). Tarcze 96 i 98 są płytkami ustawionymi pionowo, każda około dwunastu centymetrów szeroka i około trzydziestu siedmiu centymetrów długa. Konstrukcje nośne 76, 78 i 88 są elektrycznie izolowane od komory 74, zaś zestaw ostrzy 92 połączono elektrycznie ze źródłem 100 napięcia w cz poprzez przełącznik 102 oraz ze źródłem 104 stałego napięcia poprzez przełącznik 106. Tarcze 96 i 98 są połączone poprzez przełączniki 108 i 110 odpowiednio do zasilania 112 magnetronu stałoprądowego. Układy przesłon 114 i 116 są umieszczone w pobliżu tarcz 96 i 98 odpowiednio dla ewentualnego odsłaniania lub zasłaniania danej tarczy.

Obrotowa podstawa 88 podtrzymuje zestaw ostrzy 92 z krawędziami 94 oddalonymi około siedem centymetrów od tarczy 96 lub 98 i może obracać się wokół osi pionowej między pierwszą pozycją, w której zestaw ostrzy 92 jest ustawiony naprzeciw molibdenowej tarczy 96 (fig. 4) a drugą pozycją, w której zestaw ostrzy 92 jest ustawiony naprzeciw grafitowej tarczy 98

W sposobie wytwarzania ostrzy, zestaw ostrzy 92 (o wysokości trzydziestu centymetrów) mocuje się na podporze 90 (wraz z trzema wypolerowanymi płytkami ze stali nierdzewnej

170 815 umieszczonymi równolegle do tarczy). Z komory 74 wypompowywuje się powietrze. Tarcze 96 i 98 czyści się przez stałoprądowe rozpylanie przez pięć minut. Przełącznik 102 następnie zamyka się i ostrza 92 czyści się prądami w. cz w atmosferze argonu przez trzy minuty pod ciśnieniem dziesięciu militorów, przy przepływie argonu z szybkością 200 cm³/s i mocy źródła napięcia 1,5 kilowatów. Następnie szybkość przepływu argonu redukuje się do 150 cm³/s przy ciśnieniu 4,5 militora w komorze 74, przełącznik 106 zamyka się i podaje się na ostrza 92 stałe napięcie polaryzacji -50 wolt. Przełącznik 108 zamyka się i rozpyla się tarczę 96 przy mocy elektrycznej jednego kilowata, a przesłona 114 przed molibdenową tarczą 96 otwiera się na dwadzieścia osiem sekund i osadza się molibdenową warstwę 58 o grubości około 300 angstromów na krawędziach ostrzy 94. Następnie przesłonę 114 zamyka się, przełączniki 106 i 108 otwiera się i obrotową podstawę 88 obraca się o 90° aby umieścić zestaw ostrzy 92 naprzeciw grafitowej tarczy 98. Ciśnienie w komorze 74 redukuje się do dwu militorów z przepływem argonu z szybkością 150 cm³/s. Przełącznik 110 zamyka się i rozpyla się grafitową tarczę 98 przy pomocy elektrycznej 500 watów. Przełącznik 102 zamyka się i podaje się napięcie przemienne o częstotliwości 13,56 Mhz i mocy tysiąca watów (-440 wolt stałego napięcia autopolatyzacji) na ostrza 92, jednocześnie przesłonę 116 otwiera się na dwadzieścia minut i osadza się warstwę 60 z DLC o grubości około dwu tysięcy ang^itrromów na molibdenowej międzywarstwie 58. Warstwa 60 z DLC ma promień około 250 angstromów na zakończeniu, utworzonym przez wierzchołkowe powierzchnie 62 i 64, między którymi jest kąt około 80°, współczynnik kształtu około 1,7.1 i twardość (mierzona przyrządem Nanoindenter X na płaskiej powierzchni towarzyszącej płytki ze stali nierdzewnej do głębokości pięciuset angstrómów) około siedemnastu gigapaskali (płytka ze stali nierdzewnej ma twardość około osiem gigapaskali). Jak pokazano na fig. 5, spektroskopia ramanowska materiału warstwy 60 osadzonej tym sposobem wykazuje szerokie maksimum impulsu 120 dla liczby fałowej około 1400-1500 cm¹, widmo typowe dla struktury DLC.

Następnie nakłada się na pokryte DLC ostrza przyczepną warstwę 72 z połicztetofłuotoetylenowego teamem. Sposób polega na tym, że grzeje się ostrza w neutralnej atmosferze argonu i nakłada się na tnące powierzchnie ostrzy, przylepną i zawierającą wewnętrzny smar powłokę polimerową ze stałego PTFE. Warstwy 58 i 60 są silnie związane z rdzeniem 50 ostrza i próba z cięciem mokrego filcu wełnianego (najlżejsza z pierwszych pięciu cięć mokrego filcu wełnianego /L5/ miała około 0,45 kilograma) oraz wytrzymanie powtarzanych prób z cięciem mokrego filcu wełnianego (najniższa siła dla 496-500 cięć była około 0,65 kilograma), wskazują, że warstwa 60 z DLC jest w zasadzie odporna na narażanie jej na ciężkie warunki testu z filcem i pozostaje silnie związana z rdzeniem 50 ostrza. Uszkodzenia krawędzi i rozwarstwienia po dziesięciu cięciach suchym filcem wełnianym, jak wykazały badania mikroskopowe były znacznie mniejsze niż w przypadku ostrzy chromowanych. Wystąpiły mniej niż cztery małe rejony uszkodzeń krawędzi (każdy z małych rejonów uszkodzeń miał mniej niz dwadzieścia mikrometrów średnicy i mniej niż dziesięć mikrometrów głębokości) i nie było rejonów uszkodzeń o większych wymiarach lub głębokości. Powstałe tak ostrza 44 montuje się we wkładce 30 typu przedstawionego na fig. 2.

W drugim przykładzie sposobu wykonywania ostrzy, zestaw ostrzy 92 ( o wysokości trzydziestu centymetrów) montuje się na podporze 90 (wraz z trzema polerowanymi płytkami ze stali nierdzewnej umieszczonymi równolegle do tarczy). Z komory 74 wypompowywuje się powietrze. Tarcze 96 i 98 czyści się przez stałoprądowe rozpylanie przez pięć minut. Przełącznik 102 następnie zamyka się i ostrza 92 czyści się prądem w. cz. w atmosferze argonu przez dwie i ćwierć minuty pod ciśnieniem dziesięciu militorów, przy przepływie argonu z szybkością 200 cm³/s i przy mocy 1,5 kilowata. Następnie przepływ argonu redukuje się do 150 cm³/s przy ciśnieniu sześciu militorów w komorze 74, przełącznik 106 zamyka się dla podania stałoprądowej polaryzacji napięciem -50 wolt na ostrza. Przesłonę 114 przed molibdenową tarczą 96 otwiera się, przełącznik 108 zamyka się i rozpyla się materiał tarczy 96 przy mocy elektrycznej jednego kilowata przez trzydzieści dwie sekundy oraz osadza się molibdenową warstwę 58 o grubości około 300 angsfrómów na powierzchnie ostrzy 94. Przesłonę następnie zamyka się, przełączniki 106 i 108 otwiera się i obrotową podstawą 88 obraca się o 90° aby

170 815 umieścić zestaw ostrzy 92 naprzeciw grafitowej tarczy 98. Ciśnienie w komorze 74 zmniejsza się do dwu militorów przy przepływie argonu z szybkością 150 cm³/s. Przełącznik 110 zamyka się i rozpyla się grafitową tarczę 98 przy pomocy elektrycznej 500 watów. Przełącznik 102 zamyka się i podaje się napięcie przemienne o częstotliwości 13,56 Mhz i mocy 320 watów (-220 wolt stałego napięcia autopolaryzacji) na ostrza 92, a jednocześnie przesłonę 116 otwiera się przez siedem minut w celu osadzenia warstwy DLC 60 o grubości 900 angstromów na molibdenowej warstwie 58 Warstwa 60 z DLC ma zakończenie o promieniu około 300 angstromów, współczynnik kształtu około 1,6:1, twardość (mierzoną na płaskiej powierzchni towarzyszącej płytki ze stali nierdzewnej przy pomocy przyrządu Nanoindenter X) około trzynastu gigapaskali.

Następnie nakłada się na pokryte DLC powierzchnie ostrzy przyczepną warstwę 72 pohczterofluoroetylenowego telomeru W tym celu grzeje się ostrza w neutralnej atmosferze argonu i nakłada się na tnące powierzchnie ostrzy przylepną, zawierającą wewnętrzny smar warstwę polimeru z zestalonego PTFE. Warstwy 58 i 60 są silnie związane z rdzeniem ostrza 50, dają niską siłę cięcia mokrego filcu wełnianego (najsłabsze z pierwszych pięciu cięć mokrego filcu wełnianego /L5/ miało około 0,6 kilograma) i wytrzymuje powtarzanie cięcia mokrego filcu wełnianego (najsłabsze cięcia spośród 496-500 cięć miało około 0,76 kilograma), wskazując, że warstwa 60 z DLC jest w zasadzie odporna na ciężkie warunki testu z cięciem filcu i silnie przylega do rdzenia ostrza 50. Uszkodzenia krawędzi i odwarstwienia po dziesięciu cięciach suchego filcu wełnianego, jak wykazały badania mikroskopowe były znacznie mniejsze niż ostrzy chromowanych, było mniej niż cztery małe rejony uszkodzenia krawędzi (każdy rejon miał mniej niż dwadzieścia mikrometrów szerokości i mniej niż dziesięć mikrometrów głębokości) i nie było rejonów uszkodzeń o większych wymiarach lub głębokości. Powstałe w ten sposób ostrza 44 montuje się we wkładce 30 typu przedstawionego na fig. 2

W innym przykładzie sposobu wytwarzania ostrzy, z komory 74 odpompowuje się powietrze; tarcze 96 i 98 czyści się poprzez stałoprądowe rozpylanie przez pięć minut. Przełącznik 102 następnie zamyka się i ostrza 92 czyści się prądami w. cz. w atmosferze argonu przez dwie i ćwierć minuty pod ciśnieniem dziesięć militorów, przy przepływie argonu z szybkością 200 cm³/s i przy mocy elektrycznej 1,5 kilowata. Następnie szybkość przepływu argonu redukuje się do 150 cm⁵/s przy ciśnieniu sześć militorów w komorze 74; przełącznik 106 zamyka się i podaje się stałe napięcie polaryzacji -50 wolt na ostrza 92. Przesłonę 114 przed molibdenową tarczą 96 otwiera się; przełącznik 108 zamyka się i rozpyla się tarczę 96 z mocą elektryczną jednego kilowata przez trzydzieści dwie sekundy oraz osadza się molibdenową międzywarstwę 58 o grubości 300 angstromów na powierzchniach ostrza 94. Przesłonę 114 następnie zamyka się, przełączniki 106 i 108 otwiera się, zaś obrotową podstawę 88 obraca się o 90° i ustawia się zestaw ostrzy 92 naprzeciw grafitowej tarczy 98. Ciśnienie w komorze 74 zmniejsza się do dwu militorów przy przepływie argonu z szybkością 150cm³/s; przełącznik 110 zamyka się i rozpyla się grafitową tarczę 98 z mocą elektryczną 500 watów. Przełącznik 102 zamyka się w celu podania napięcia przemiennego o częstotliwości 13,56 Mhz i mocy 320 watów (-220 wolt stałego napięcia autopolaryzacji) na ostrza 92, a jednocześnie przesłonę 116 otwiera się na pięć minut i osadza się warstwę 60 DLC o grubości około 600 angstromów na molibdenowej międzywarstwie 58. Powłoka 60 z DLC ma promień zakończenia około 400 angstromów, współczynnik kształtu 1,7.1 i twardość (mierzona na płaskiej powierzchni towarzyszącej płytki ze stali nierdzewnej przy pomocy przyrządu Nanoindenter X) około trzynaście gigapaskali. Jak widać na fig. 6, spektroskopia ramanowska materiału warstwy 60 osadzonej tym sposobem wykazuje szerokie maksimum impulsu Ramana 122 dla liczby falowej około 1543cm' - co jest typowym widmem dla struktur DLC.

Przyczepna warstwa telomerowa 72 nakłada się na powierzchnie ostrzy w atmosferze azotu. Uzyskane warstwy 58 i 60 silnie przylegały do rdzenia 50 ostrza, dawały niską siłę cięcia mokrego filcu wełnianego (najsłabsze cięcie spośród pierwszych pięciu cięć mokrego filcu wełnianego /L5/ było około 0,6 kilograma), wytrzymywały powtarzane cięcia mokrego filcu wełnianego (najsłabsze cięcie spośród 496-500 cięć miało około 0,76 kilograma siły), wskazu8

170 815 jąc na to, że warstwa 60 z DLC jest w zasadzie odporna na ciężkie warunki testu i pozostaje silnie związana z rdzeniem 50.

Uszkodzenia krawędzi i odwarstwienia po dziesięciu cięciach suchego filcu wełnianego, lak wykazały badania mikroskopowe były znacznie mniejsze niż ostrzy chromowanych, było mniej niż pięć małych rejonów uszkodzenia krawędzi (każdy rejon miał mniej niż dwadzieścia mikrometrów szerokości i mniej niż dziesięć mikrometrów głębokości) i nie było rejonów uszkodzeń o większych wymiarach lub głębokości Powstałe w ten sposób ostrza 44 montuje się we wkładce 30 typu przedstawionego na fig. 2.

O ile konkretne wdrożenie wynalazku zostało przedstawione i opisane, różne modyfikacje są widoczne dla specjalistów, a zatem nie jest intencją ograniczenie wynalazku do pokazanych sposobów lub ich szczegółów i modyfikacje mogą być robione w ramach wyznaczonych przez ideę i treść wynalazku.

170 815

FIG. 5

RCM-1

FIG. 6

170 815

FIG. 1

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania ostrza maszynki do golenia, w którym mechanicznie ostrzy się rdzeń, wykonuje się zaostrzone zakończenie w kształcie klina, na które nakłada się warstwę diamentową lub z materiału węglowego diamento-podobnego, znamienny tym, że kształtuje się zaostrzone zakończenie o kącie rozwarcia mniejszym niż 17° w odległości 40 ,Llm od zakończenia wierzchołka i promieniu mniejszym niż 500 angstrómów i umieszcza się rdzeń oraz tarczę grafitową w komorze próżniowej, podaje się napięcie wstępne wielkiej częstotliwości na rdzeń, rozpyla się materiał tarczy grafitowej wytwarzając atomy węgla nakłada się wytworzone atomy węgla na zaostrzone zakończenie rdzenia i wytwarza się warstwę diamentową lub z węgla diamento-podobnego tworzącą ostateczne zakończenie ograniczone wierzchołkowymi powierzchniami o długości około 0,1 mikrometra, kącie rozwarcia około 60°, promieniu wierzchołkowym mniejszym niż około 400 angstromów i współczynniku kształtu między 1:1 do 3:1.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze w komorze próżniowej pomiędzy tarczą grafitową i rdzeniem umieszcza się w linii przesłonę, dostarcza się energię elektryczną do tarczy grafitowej, otwiera się przesłonę na określony przeciąg czasu, równocześnie do rdzenia dostarcza się napięcie wstępne wielkiej częstotliwości i nakłada się warstwę diamentową lub z materiału diamento-podobnego.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że przed nałożeniem warstwy diamentowej lub z materiału diamento-podobnego umieszcza się w komorze próżniowej i wyrównuje się rdzeń oraz tarczę molibdenową, pomiędzy rdzeniem a tarczą molibdenową umieszcza się przesłonę, rozpyla się molibden z tarczy molibdenowej, wytwarza się materiał molibdenowy, dostarcza się napięcie na rdzeń, otwiera się przesłonę i nakłada się na zaostrzone zakończenie rdzenia międzywarstwę molibdenową do grubości około 300 angsfromów od wierzchołka zaostrzonego zakończenia rdzenia na odległość czterdziestu mikrometrów od tego wierzchołka.
4 Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na warstwę diam^^^ową lub z materiału diamento-podobnego nakłada się powłokę z przyczepnego polimeru.
5. Ostrze maszynki do golenia zawierające rdzeń mający zakończenie w kształcie klina, na którym jest umieszczona warstwa diamentowa lub z materiału węglowego diamento-podobnego, znamienne tym, że zakończenie w kształcie klina rdzenia (50) ma kąt rozwarcia mniejszy niż 17° w odległości 40 pm od wierzchołka (52) mającego promień wierzchołkowy mniejszy niż 500 angshrómów a warstwa (60) diamentowa lub z materiału węglowego diamento-podobnego ma grubość co najmniej około 1200 angsfrómów od wierzchołka (52) rdzenia (50) na odległości czterdziestu mikrometrów od tego wierzchołka (52) oraz zakończenie (70) ukształtowane przez wierzchołkowe powierzchnie (62, 64) mające długość około 0,1 mikrometra i tworzące między sobą kąt około 60° oraz mające promień wierzchołkowy mniejszy niz około 400 angstrómów, przy czym stosunek odległości (a) między zakończeniem (70) i wierzchołkiem (52) rdzenia (50) do szerokości (b) warstwy (60) diamentowej lub z materiału węglowego diamento-podobnego jest zawarty pomiędzy 1:1 do 3:1.
6. Ostrze według zastrz. 5, znamienne tym, że pomiędzy warstwą (60) diamentową lub z materiału diamento-podobnego a rdzeniem (50) jest umieszczona międzywarstwa (58) molibdenowa o grubości około 300 angstromów lub mniej.
7. Ostrze według zastrz. 5, znamienne tym, że warstwa (60) diamentowa lub z materiału diamento-podobnego ma twardość co najmniej trzynaście gigapaskali, charakterystykę wiązania węglowego sp3, gęstość masy większą niż 1,5 grama/cm³ i maksimum impulsu Ramana około 1331 cm'¹ (dla diamentu) lub około 1550 cm’¹ (DLC).

170 815
8 Ostrze według zastrz 5, znamienne tym, że na warstwie (60) diamentowej lub z materiału diamento-podobnego jest umieszczona przyczepna warstwa (72) polimerowa.