PT91135A - Maquina de barbear - Google Patents

Description

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Descrição referente à patente de invenção de WARNER-LAMBERT COMPANY, norte-americana, industrial e comercial, estabele^ cida em 201 Tabor Road, Morris Plains New Jersey 07950, Esta dos Unidos da América, (inventores: Cari A. Hultman, William E. Vreeland, Peter S. Williams e Ross Boland, residentes nos E.U.A.) para "MÁQUINA DE BARBEAR".

DESCRIÇÃO

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a máquinas de barbear

Como referido nesta descrição, uma "máquina de barbear" define-se como uma unidade de barbear completa possuindo pelo menos uma lâmina, um suporte de lâmina, uma superfície de protecçao ligada ao suporte de lâmina e prolongado externamente sob o suporte de lâmina ou lâminas, e uma tampa cobrindo e protegendo a lâmina ou lâminas. 0 suporte e a tampa combinam-se para manter a lâmina ou lâminas numa posição de barbear pré-determinadas. A máquina pode incluir um cabo rejeitável para proporcionar uma máquina CR. 1

S rejeitável per se ou esta pode estar na forma de uma cápsula rejeitável para utilização com um cabo permanente. Em ambos os casos a cápsula rejeitável e a cabeça da máquina rejeitável sao essencialmente idênticas.

As lâminas utilizadas nas máquinas de bar bear modernas incorporam uma variedade de caracterlsticas que contribuem para proporcionar uma acção de barbear eficiente e confortável. Uma lâmina duma máquina de barbear é muito mais afiada do que uma lâmina de uma máquina industrial ou uma faca. A capacidade de corte pode ser expressa e medida em termos de "Raio do bordo limite". As lâminas das máquinas de barbear normalmente possuem um raio de bordo limite de cerca de 600 Angstroms ou menos, enquanto que as lâminas das máquinas industriais, as facas de corte e análogos possuem normalmente um raio do bordo limite de vários milhares de Angstroms . No entanto, as lâminas das máquinas de barbear modernas possuem revestimentos lubrificantes, tais como revestimentos de polímeros de fluoro-carboneto sobre as suas arestas de corte. O lubrificante diminui as forças de fricção criadas pelo contacto da lâmina com os pêsos individuais, e assim reduz a resistência ou "puxão" experimentado pelo utilizador ao barbear-se.

Para ser considerada satisfatória pelos padrões modernos, uma lâmina duma máquina de barbear deve per manecer utilizável para várias barbas. A lâmina deve conservar uma aresta afiada e deve conservar o seu lubrificante durante barbeares repetidos, "apesar da exposição aos efeitos físicos do contacto com a barba e a pele, e apesar da exposição aos efeitos químicos da água, sabões e o equivalente encontrados no ambiente de barbear. A lâmina da máquina de barbear deve ser adaptada para produção em massa, eficiente e económica. Deve resistir ao carregamento, armazenamento e manipulação sob condiçoes ordinárias, sem cuidados especiais. Todos estes factores em conjunto, criam um desafio técnico enorme.

As lâminas das máquinas de barbear modernas, típicas, incorporaram um substrato de aço inoxidável, 2

tal como um aço inoxidável martensitico contendo ferro e crómio, juntamente com um revestimento duro de crómio ou nitreto de crómio aderindo ao substrato de aço inoxidável, pelo menos ao longo da aresta de corte da lâmina.Um revestimento de um fluoro-polímero lubrificante tal como poli-tetra-fluoro-eti-leno cobre o revestimento duro e adere a ele. 0 revestimento duro pode ter uma espessura na ordem de algumas centenas de Angstroms. 0 revestimento duro aplica-se por um processo conhecido por pulverização. Como se descreve adi-cionalmente em seguida, a pulverização realiza-se normalmente sob uma atmosfera controlada, tipicamente um gás nobre a uma pressão extremamente baixa. Depois do processo de pulverização, as lâminas semi-acabadas, já com o revestimento duro, removem-se da atmosfera controlada. Revestem-se as lâminas com o lubrificante aplicando uma dispersão de um polímero de fluoro-carboneto num solvente líquido volátil, evaporando o solvente e fundindo então o lubrificante remanescente por aquecimento acima do ponto de fusão do polímero. Embora a etapa de fusão se realize normalmente numa atmosfera inerte, as lâminas expõem-se ao ar ambiente normal durante a aplicação de disperssão do lubrificante, e durante qualquer período de armazenagem entre a aplicaçao do revestimento duro e a aplicação da dispersão do lubrificante.

As máquinas de barbear que incorporam lâminas de acordo com esta construção geral, consideravam-se antigamente como superiores, por proporcionarem uma boa combinação das características do barbear, a durabilidade e o baixo custo. Nao obstante, sao ainda necessários melhoramentos adicionais.

Uma contribuição da investigação na técn^ ca das máquinas de barbear, tem-se dirigido para o desenvol-vimemto de um revestimento duro, que se possa utilizar como um substituto para o crómio na lâmina. Os instrumentos de corte ordinárias tornam-se sem corte e inutilizáveis devido ao desgosto abrasivo gradual das suas arestas de corte. A resistên cia a este tipo de desgaste normalmente está relaccionada 3 *

directamente com a dureza. Há vários materiais mais duros do que o crómio. Em teoria, qualquer material duro pode ser um candidato para experimentação. No entanto, as arestas de corte da lamina da máquina de barbear normalmente nao se desgastam devido a este tipo de desgaste As arestas finas e muito afiadas das lâminas da máquina de barbear normalmente desgastam-se devido a fracturas microscópicas da aresta.

Assim, a dureza só por si nem sempre se correlacciona bem com a durabilidade da aresta da lâmina, numa lâmina de máquina de barbear. Os resultados da resistência ao desgaste obtidas noutras aplicações podem não prognosticar com segurança a durabilidade da aresta da lâmina, numa lâmina de máquina de barbear. No entanto, um revestimento duro para utilização numa lâmina de máquina de barbear, deve ser compatível com o revestimento lubrificante e com os processos utilizados para aplicar o lubrificante. Em particular, o lubrificante deve aderir ao revestimento duro para proporcionar um efeito lubrificante durável na utilização. A adesão entre os materiais do revestimento duro e os lubrificantes não e previsível. Vários outros materiais de revestimento duro adequados são incompatíveis com os lubrificantes e então o lubrificante não pode aderir satisfatoriamente. Por estas e outras razões, a procura dos melhores revestimentos duros para utilização nas lâminas da máquina de barbear nao foi bem sucedida ante-riormente.

SUMÃRIO DA INVENÇÃO

Um aspecto da presente invenção proporciona uma máquina de barbear melhorada. A máquina de barbear melhorada, de acordo com este aspecto desta invenção, inclui uma lâmina melhorada. A lâmina inclui um substrato e uma camada de uma composição de revestimento dura cobrindo o substrato pelo menos na aresta de corte da lâmina e definindo o bordo limite da aresta de corte. Mais preferêncialmente, um revestimento lubrificante polimérico que cobre directamente o revestimento duro e lhe adere. 4

Numa maquina de acordo com este aspecto desta invenção, a composição do revestimento duro inclui boro e carbono como carbeto de boro. Desejavelmente, pelo menos a porção maior da composição de revestimento duro, é carbeto de boro. 0 carbeto de boro puro inclui 80 por cento de átomos de boro e 20 por cento de átomos de carbono. Assim, a composição de revestimento duro inclui, desejavelmente, pelo menos cerca de 40 por cento de átomos de boro e pelo menos cerca de 10 por cento de átomos de carbono, de preferência, pelo menos cerca de 60 por cento de átomos de boro e cerca de 15 por cento de atomo de carbono, e mais preferincialmente, pelo menos cerca de 72 por cento de átomos de boro e cerca de 18 por cento de átomos de carbono. De preferência, a razão entre os átomos de boro e de carbono no revestimento duro situa-se entre cerca de 3:1 e 4,5:1, de preferência entre cerca de 3:1 e cerca de 4:1, e mais preferêncialmente cerca de 4:1. A composição de revestimento duro pode incluir um ou mais elementos de metal ou metalóides adicionais, diferentes do boro. Um revestimento que incorpora tais elementos adicionais, consiste essencialmente de carbe-los de boro e do elemento ou elementos adicionais. 0 elemento ou elementos adicionais seleccionam-se, de preferência, dos grupos constituídos por Si, Zr, Hf e suas combinações, sendo o Si particularmente preferêncial. Desejavelmente, qualquer metal adicional ou elemento ou elementos metalóides estão presentes em proporçoes menores de forma que a razao atómica do boro para o metal adicional ou elementos metalóides é de, pelo menos, cerca de 5:1, de preferência de pelo menos cerca de 7;1 e mais preferencialmente de pelo menos cerca de 9:1. 0 Revestimento duro é de preferência essencialmente amorfo, isto é, essencialmente livre de estrutura cristalina vísivel por cristalizaçao por Raio X. 0 lubrificante inclui desejavelmente, uma poli-olefina fluoretada. Os lubrificantes constituídos essen cialmente por poli-tetra-fluoro-etileno (PTFE) são particular mente preferênciais. 0 substrato preferêncial inclui uma liga ferrosa, tal como um aço inoxidável incluindo ferro e crómio 5

Desejavelmente, o revestimento duro cobre e adere directamente à liga ferrosa.

As máquinas de barbear preferenciais, de acordo com este aspecto da presente invenção, proporcionam ex celentes caracteristicas do barbear. Estas caracteristicas excelentes permanecem durante a utilização prolongada. Embora a presente invenção não seja limitada por qualquer teoria de operação, acredita-se que esta combinação de caracteristicas resulta, pelo menos em parte, da boa durabilidade da aresta de corte que incorpora o revestimento duro juntamente com uma boa interacçao entre o revestimento duro e os lubrificantes poliméricos aderentes. Este aspecto da presente invenção incorpora assim a descoberta de que o carbeto de boro proporcio na a combinação das propriedades físicas e lubrificantes compatíveis, as quais eram necessárias de há muito tempo. Aspe£ tos adicionais da presente invenção proporcionam processos para produzir máquinas de barbear e lâminas. Os processos de acordo com este aspecto da invenção, incluem, desejavelmente, etapas de deposição de uma camada da composição de revestimen to de carbeto de boro, sobre um substrato da aresta de corte por pulverização, depositando-se um lubrificante polimérico, tal como uma poli-olefina fluoretada, sobre a camada de reve£ timento duro, e aquecendo-se o substrato tratado com a camada de revestimento duro e lubrificante a uma temperatura próxima da temperatura de fusão do lubrificante superior.

Este e outros objectivos, aspectos e vantagens da presente invenção podem ser notados prontamente a partir da descrição pormenorizada das formas de realização preferenciais apresentadas seguidamente, tomadas conjuntamente com os desenhos que a acompanham.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura 1 Representa, esquematicamente, uma vista duma secção incompleta de uma lâmina, de acordo com uma forma de realização desta invenção. 6

A figura 2

Representa uma vista esquemática indicando as etapas num processo, de acordo com uma forma de realizaçao, da presente invenção.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERENCIAIS

Uma lâmina, de acordo com uma forma de realizaçao da presente invenção inclui um substrato 10 plano semelhante a uma faixa. 0 substrato pode incorporar, essencialmente, qualquer dos materiais comummente utilizados para lâminas de barbear convencionais. Destes materiais os metais ferrosos tais como aços inoxidáveis são preferenciais. Destes, os aços inoxidáveis martensiticos do tipo comummente referido na marca registada como "400 - Series" são particularmente preferenciais. Estes aços incorporam pelo menos cerca de 80% de Fe e pelo menos cerca de 10% de crómio. 0 aço inoxidável 440A, constituído essencialmente por cerca de 13 a 15% de Cr, cerca de 0,7% de C e o remanescente de Fe, é particularmente preferencial.

Numa forma convencional, proporcionam-se, uma faceta de base 11, uma faceta posterior ou de afiação áspera 12 e uma faceta anterior ou de afiação fria, 14, sobre uma face de um substrato 10 numa aresta de corte 15. Proporcionam-se uma faceta anterior ou de afiação fina 16, uma faceta posterior ou de afiaçao rugosa 18 e uma faceta de base 19, na face oposta mas sobre a mesma aresta de corte 15 do substrato. As facetas anteriores 14 e 16 interceptam uma outra numa extremidade 20 da aresta. As arestas formaram-se por processos convencionais tais como por acção de esmerila-mento, por acção de afiaçao e o análogo. A geometria das facetas pode também ser convencional, e pode ser a mesma que se emprega para as facetas de uma lâmina de barbear de aço inoxidável revestida a crómio, convencional. Tipicamente as facetas anteriores do substrato que se interceptam definem um raio de aresta não superior a cerca de 300 Angstrons.

Para uma lâmina de face dupla, proporciona-se o mesmo arranjo 7

ΐύίιίΛΛϋ** .^-«iiNai-*· —.v . ‘·ν\Vr.-J das facetas sobre uma segunda aresta de corte 21 (Fig. 2) oposta ã primeira aresta de corte mencionada 15.

Depois da formação das facetas, limpam-se as lâminas por um processo de limpeza convencional húmido, que pode incluir lavagem com soluçoes de solvente adequadas para remover fragmentos e gorduras deixados como resíduos dos processos de esmerilagem e afiaçao. A seguir a esta etapa de limpeza preliminar, submeteram-se os substratos 10 a uma etapa de limpeza por pulverização. De preferencia, arrumam-se os substratos 10 numa pilha 22, com as arestas facetadas e de corte 15 e 21 de todos os substratos da pilha alinhados ao longo dos lados da pilha e alinhados paralelamente uns aos outros. Coloca-se a pilha dentro de uma câmara 24 do aparelho de pulverização. Acciona-se uma bomba de vácuo convencional 26 para se conseguir uma pressão sub-atmosférica baixa dentro da câmara, tipicamente da ordem dos 10 ^ a 10 mm Hg, depois do que se acciona um aparelho convencional 28 para fornecer gás para encher a câmara 24 com um gás nobre tal como argon e para _ _3 _2 manter a pressão na camara aproximadamente a 10 a 10 mmHg. Acciona-se então uma fonte de energia de pulverização 30 para aplicar uma frequência potencial rádio ("RF") alternada entre a pilha dos substratos 10 e a câmara de base. Normalmente, a densidade da energia aplicada pode ser de cerca de 0,1 walts/cm a cerca de 1,0 walts/cm , tendo como base a área projectada ao longo dos lados da pilha, isto é, a área da pilha projectada em planos definidos pelas arestas de corte. 0 potencial de corrente alternada cria uma descar ga eléctrica dentro do gás de baixa pressão do interior da câmara 24, convertendo-se assim o gás num plasma ou mistura de ioes carregados positivamente e de electroes. Devido ao bem conhecido do "efeito de díodo" do plasma, a pilha dos substratos 10 assume um potencial negativo relativamente ao plasma. Sob a influência deste potêncial os ioes carregados positivamente do plasma bombardeiam as arestas expostas 15 e 21 dos substratos. Alternativamente, a fonte de energia 30 pode ser organizada para proporcionar um potencial negativo 8

0aV «,**»* DC aos substratos, com ou sem um potencial de corrente alter nada ou RF. Um potencial DC pode provocar, de forma análoga, uma descarga eléctrica e pode provocar um bombardeamento análogo dos substratos pelos iões do plasma. Quer com uma limpeza por pulverização DC ou RF, o bombardeamento de ioes desloca material da superfície das facetas 11-14 e 16-19. 0 material deslocado, na forma de átomos de poder energético neutral elevado, passa para o estado de vapor e passa da câmara ou deposita-se nas paredes da câmara. Esta acçao de pulverização remove os vestígios contaminantes das superfícies dos substratos, particularmente das facetas. É importante continuar esta etapa de limpeza por pulverização até que as superfícies das facetas fiquem essencialmente livres de contaminantes. Em particular é desejável remover, na etapa de limpeza por pulverização qualquer vestígio de oxigénio remanescente sobre aquelas superfícies. Embora se considerem normalmente os aços inoxidáveis como materiais resistentes à oxidaçao, pode verificar-se que a superfície de um substrato de aço inoxidável - as primeiras camadas de átomos que formam a fronteira entre o substrato e as vizinhan ças - possa incorporar, em proporções apreciáveis, oxigénio adsorvido, óxidos de ferro, óxidos de crómio ou combinações destes se os substratos tiverem sido expostos ao ar ambiente normal. Esta etapa de limpeza por pulverização remove estas primeiras camadas de átomos e, por isso, remove o oxigénio adsorvido, óxidos e outros contaminantes. 0 tempo necessário para conseguir um grau de limpeza da superfície aceitável varia, dependendo da pressão do gás, da energia aplicada e da configuração física do aparelho de pulverização. Normalmente, ao fim de pelo menos cerca de cinco minutos a cerca de 15 minutos ou mais, e mais normalmente entre cerca de 10 minutos e cerca de 30 minutos, podem proporcionar-se superfícies de facetas do substrato essencialmente livres de oxigénio na forma de óxido ou não combinado e essencialmente livres também de outros contaminantes.

Em seguida â etapa de limpeza por pulverização, submeteram-se os substratos 10 a uma etapa de reves - 9 -

timento por pulverização. Mantiveram-se os substratos numa atmosfera não oxidante tal como um gás nobre ou redutor ou um vácuo elevado entre estas etapas. Normalmente, a etapa de revestimento por pulverização realiza-se no mesmo aparelho que se empregou para a etapa de limpeza por pulverização, e a etapa de revestimento por pulverização realiza-se imediata mente depois da etapa de limpeza por pulverização. A etapa de revestimento por pulverização realiza-se também utilizando uma atmosfera de gás nobre, tal como o argon. De preferência, a etapa de revestimento por pulverização é realizada para pressões de argon entre aproxi--3 -2 madamente 10 e 10 mmHg. Na etapa de revestimento por pulverização, os alvos 32 confinam com as arestas 15 e 21 dos substratos empilhados. Cada alvo 32 incorpora o material a ser depositado como um revestimento duro sobre os substratos. Para proporcionar o revestimento contendo o carbeto de boro desejado cada alvo 32 â constituído, de preferência e principalmente, por boro e carbono numa razão de átomos de aproximadamente 3:1 a aproximadamente 4,5:1, mais preferênciaJL mente entre aproximadamente 3:1 e aproximadamente 4:1 e mais preferêncialmente cerca de 4:1. Desejavelmente, o boro e carbono estão presentes no alvo como uma liga de boro com car bono, tal como carbeto de boro. O alvo pode incluir também um adicional, metal ou metalóide não boro tal como Si, Zr,

Hf ou suas combinações. O metal ou metalóide adicional pode estar presente no alvo como um carbeto. 0 material adicional no alvo pode estar ligado com boro e carbono, ou também pode estar presente como porções separadas do alvo.

Mantêm-se cada alvo dentro dum recipiente de alvo convencional do tipo comummente empregue nos aparelhos de pulverização. Durante a operação de revestimento por pulverização, aciona-se a fonte de energia 30 para manter a pilha 22 das lâminas 10 no potencial base e para aplicar um potencial RF entre os alvos 32 e a parede da câmara. De novo, o potencial RF aplicado cria uma descarga eléctrica no gás dentro da câmara de forma a converter o gás em plasma. Sob a influência do efeito de díodo, os alvos 32 assumem um potencial negativo relativamente ao plasma, de forma que os iões 10

do plasma carregados positivamente bombardeiam cada alvo e expulsam daí o material. Pode aplicar-se o potencial DC em vez do potencial RF ou uma combinação entre eles. Adicionalmente, os aparelhos e técnicas de pulverização podem empregar os bem conhecidos recursos da pulverização. Por exemplo, pode ser aplicado um campo magnético na vizinhança do alvo para melhorar a pulverização pelo efeito magnético bem conhecido. Também as pilhas de substratos e/ou alvos podem deslocar-se relativamente umas âs outras de modo a melhorar a uniformidade das condiçoes de pulverização ao longo do compr^ mento de cada aresta de corte. 0 material expulso dos alvos 32 deposita--se sobre os substratos 10, e particularmente sobre as suas arestas de corte expostas 15 e 21, como um revestimento 36 cobrindo directamente o material ferroso dos substratos e aderindo-lhes. 0 material do alvo deposita-se dum modo substancialmente amorfo e homogéneo. Em virtude dos substratos 10 estarem arrumados numa pilha 22 como apresentado durante a etapa de revestimento por pulverização, os átomos pulverizados passam geralmente da frente para trás relativamente a cada aresta de corte do substrato (de uma para baixo na fig. 1) antes de encontrar o substrato. O revestimento deposi ta-se geralmente na configuração indicada na Figura 1.

Assim as camadas frontalmente opostas 38 e 40 depositam-se sobre as superfícies directamente opostas de cada substrato 10 na aresta 15. A camada 38 cobre as facetas 12 e 14, enquanto a camada 40 recobre as facetas 16 e 18. Cada camada 38 e 40 porjecta-se numa direcçao anterior para além da extremidade da lâmina 20, de forma que as duas camadas se fundem uma com a outra. As camadas fundidas definem o bordo limite ou extremidade 42 da aresta de corte. 0 revestimento duro sobre a segunda aresta de corte 21 de cada lâmina é substancialmente o mesmo. Como aqui utilizado relativamente a uma camada de revestimento duro cobrindo uma superfície do substrato, o termo "espessura" refere-se â dimensão perpendicular ao plano da superfície subjacente. Como ilustrado, a espessura t de cada camada de revestimento duro 38 e 40 11 • v««!>sa»S‘vni~-«M«*'/irt!'‘ Í-S^’ decresce progressivamente para a direcçao posterior, em oposição ao bordo limite 42 da aresta de corte. De preferência, a espessura média de cada camada de revestimento duro 38 e 40 sobre as facetas anteriores 14 e 16 mais próximos da extremidade anterior 20 do substrato está entre aproximadamente 100 e aproximadamente 400 Angstrons, mais preferêncialmente entre aproximadamente 150 e aproximadamente 300 Angstrons, e mais preferêncialmente entre aproximadamente entre aproximada mente 200 e aproximadamente 250 Angstrons. A dimensão limite a limite ou a dimensão anterior a anterior de entre a extremidade mais anterior 20 do substrato e a extremidade mais anterior 42 do revestimento duro está, desejavelmente compreendida entre aproximadamente 200 e aproximadamente 900 Angstrons, mais preferêncialmente entre aproximadamente 300 e aproximadamente 700 Angstrons, e ainda mais preferêncialmente entre aproximadamente 500 e aproximadamente 600 Angstrons. Ambas, a espessura média do revestimento t e a distância extremo a extremo d aumentam á medida que progride o processo de revestimento por pulverização. O tempo necessário para depositar o material do revestimento duro para uma espessura do revestimento desejada e distância bordo a bordo depende da geometria do aparelho de pulverização, da pressão do gás e da energia apli. cada pela fonte 30. Os factores que governam a razão de deposição dos vários materiais nos processos de pulverização são, em geral, bem conhecidos dos especialistas nas técnicas de pulverização, e aplicam-se os mesmos factores na presente etapa de revestimento por pulverização. Meramente a titulo de exemplo refere-se que entradas de energia de pulverizações mais elevadas tendem a produzir uma de deposição mais elevada No entanto sob condiçoes típicas, utilizando aproximadamente 1 a aproximadamente 30, e, desejavelmente, cerca de 6 Watts/ /cm duma energia de pulverização RF com base na area do alvo 32 a pulverizar , pode completar-se o processo de deposição entre aproximadamente 5 minutos e aproximadamente 50 minutos, normalmente entre aproximadamente 20 minutos e aproximadamente 40 minutos e mais preferêncialmente em aproximadamente 30 minutos. 12

Os processos de pulverização que depositam revestimentos das espessuras preferenciais anteriormente mencionadas dentro dos tempos preferenciais, geralmente não provocam sobreaque-cimento ou outros efeitos adversos sobre os substratos ou os revestimentos.

Desde que as superfícies das facetas sejam escrupulosamente limpas durante a etapa de limpeza por pulverização, o revestimento duro pode aderir firmemente as superfícies das facetas. Normalmente não são necessárias técnicas ou etapas de pulverização especiais, para além da fase de limpeza por pulverização, para melhorar esta adesao. Como é bem conhecido da técnica de pulverização, a adesão entre um revestimentoe os substratos pode ser melhorada por técnicas tais como, implantaçao de ião, em que algum do material pulverizado do alvo é ionizado e acelerado em direcção ao substrato e aplicado um potencial eléctrico, e por aplicação dum potencial negativo dos substratos durante as técnicas de pulverização convencionais. Estas técnicas adicionais são, no entanto, geralmente desnecessárias.

As lâminas semi-acabadas resultantes da etapa de revestimento por pulverização, e que incorporam os substratos com os revestimentos duros, removem-se da câmara de pulverização. Deposita-se então um lubrificante polimé-rico sobre as lâminas, por contacto das lâminas com uma dispersão do polímero num veículo líquido volátil.

Assim, a aspersao pode ser aspergida de um local de aspersao convencional 44 para as arestas de corte expostas 15 e 21 das lâminas. Imersão ou outras técnicas convencionais de aplicação de líquidos podem ser empregues como alternativas à aspersão. Quando o polímero está na forma de po, podem ser utilizadas técnicas convencionais de aplicação de pó A etapa da deposição do polímero e qualquer armazenamento e manuseamento entre o revestimento duro e a deposição do polímero pode ser realizada ao ar ambiente normal. Depois da etapa de deposição do polímero, submetem-se as lâminas a um tratamento térmico num forno industrial convencional 48 equipado com um aparelho para fornecimento de gás 50. 13

0 aparelho de fornecimento de gás opera de forma a manter uma atmosfera nao oxidante tal como uma atmosfera redutora ou inerte dentro do forno, durante o tratamento térmico. 0 tratamento térmico realiza-se a uma temperatura igual ou superior á temperatura de fusão do polímero, e, de preferência a aproximadamente a temperatura de fusão do polímero, durante um período de tempo suficiente para fundir o lubrificante num revestimento lubrificante corrente 52 que recobre o revestimento duro 36. A espessura do revestimento lubrificante 52 depende da quantidade do lubrificante aplicado. De preferência, a quantidade de lubrificante aplicado é a quantidade miníma necessária para formar um revestimento corrente sobre aquelas porções do revestimento duro 36 que recobre as facetas 14 e 16 mais em evidência. Embora algum lubrificante possa ser aplicado sobre outras áreas da lâmina, o mesmo nao é essencial.0 lubrificante é de preferência , uma poli-olefina fluoreta-da. Assim, é desejável que o lubrificante inclua polímeros que possuam uma cadeia principal ou estrutura composta principalmente por unidade repetidas de ^2' ® lubrifican te inclui, de preferência, poli-tetra-fluoro-etileno ("PTFE")) e mais preferêncialmente é constituído essencialmente por PTFE. 0 peso molecular do PTFE preferencial é de aproximadamente preferêncialmente 10.000 a aproximadamente 30. 000.00. Polímeros de PTFE de peso molecular relativamente baixo, comummente referidos como telómeros, são preferenciais. 0 PTFE possuindo um peso molecular entre aproximadamente 10.000 e aproximadamente 50.000, e par-ticularmente aproximadamente 30.000, é especialmente pre-ferêncial. Uma dispersão adequada de um PTFE de peso molecular 30.000, num solvente de fluoro-carboneto volátil, encontra-se disponível comercialmente sob a marca registada VIDAX 1000 da DuPont Company of Wilmington, Delaware, U.S.A. Outras dispersões PTFE estão disponíveis sob a marca registada ICI Chemical Industries of Great Britain. As PTFE de elevado peso molecular adequadas para serem utilizadas no presente processo são vendidas sob a marca registada Teflon pela Dupont Company. Como a temperatura de fusão do PTFE é de aproximadamente 3272C, as temperaturas entre aproximada- 14 * *"·*Λ*Λ mente 3279C e aproximadamente 3359C são preferenciais para a etapa de tratamento térmico quando se emprega o PTFE.

Como anteriormente referido, o material do revestimento duro depositado define o bordo limite 42 da aresta de corte. A capacidade de corte da aresta neste bordo limite pode ser expressa em termos do raio do bordo limite R, que i o raio de curvatura da superfície de revestimento duro no bordo. 0 raio do bordo limite R mede-se normalmente utilizando um microscópio electrónico de varrimento de imagem. Nao se considera o lubrificante na medição do raio do bordo limite. Como utilizado nesta descrição relativamente a uma lâmina revestida de lubrificante o termo "Raio do bordo limite" deve ser entendido como referido ao raio sem o lubrificante.

Para formar uma máquina de barbear com- _ pleta, a lâmina 10 junta-se a um suporte de lâmina 54 e uma tampa 56 de forma que a lâmina 10 fique presa entre o suporte da lâmina e a tampa.0 suporte da lâmina 54 define uma superfí. cie de protecção 58 que se prolonga externamente do suporte inferior â aresta de corte 15 da lâmina 10, e uma superfície de protecção adicional 60 associada com a aresta 21. A tampa e o suporte podem estar permanentemente ligadas â lâmina, como numa cápsula de máquina de barbear rejeitável típica, por técnicas convencionais. Alternativamente, a lâmina pode cooperar com uma tampa e suporte reutilizáveis, como numa "máquina de fazer a barba" convencional. Normalmente, a máquina de barbear é provida de um cabo 62, o qual pode estar integrado com o suporte de lâmina ou ligados a ele mas destacável .

As lâminas acabadas proporcionam caracte-rísticas particularmente desejáveis. As forças geradas durante o corte quando a lâmina é nova sao geralmente menores do que aquelas de lâminas semelhantes possuindo outros sistemas de revestimento duro. Embora as forças de corte aumentem gradualmente com a utilização repetida da lâmina, este aumento tende a ser menor para uma lâmina realizada de acordo com a presente invenção, do que para lâminas comparáveis, com revestimentos duros de crómio convencionais. Estes 15 factores demonstram que as laminas, de acordo com a presente invenção, retêm a capacidade de corte da aresta de corte, e retém também uma ligaçao eficaz entre o lubrificante e o revestimento duro.

Os exemplos nao limitativos que se apresentam em seguida tencionam ilustrar certos aspectos da presente invenção.

Exemplo 1

Esmerilou-se e afiou-se uma tira de aço inoxidável 440-A para proporcionar um lote de laminas ou substratos semi-acabados e não revestidos. Os processos de esmerilamento e afiação mantêm-se substancialmente uniformes em todo o lote. Retiram-se do lote duas séries de amostras.

Submetem-se ambas as amostras âs mesmas etapas de lavagem e limpeza preliminares. Processam-se as duas amostras em apare lhos de pulverização idênticos. Uma das amostras, designada por amostra de controlo, é limpa por pulverização durante nove -3 minutos sob uma pressão de aproximadamente 10 mmHg de argon 2 e uma densidade de energia RF de aproximadamente 0,1 watts/cm.

Depois desta operaçao de limpeza por pulverização, a amostra de controlo reveste-se por pulverização com crómio durante 30 -3 minutos sob uma pressão de aproximadamente 10 mmHg de argon 2 a uma densidade de energia de aproximadamente 3,0 watts/cm . A outra amostra, designada por amostra de ensaio, submete-se a um ciclo de limpeza por pulverização durante 18 minutos, sob -3 uma pressão de aproximadamente 10 mmHg de argon e utilizando 2 uma densidade de energia RF de aproximadamente 0,3 watts/cm . Depois do ciclo de limpeza por pulverização, a amostra de ensaio reveste-se por pulverização utilizando um alvo composto -3 por carbeto de boro sob uma pressão de aproximadamente 10 mmHg de argon e uma densidade de energia de aproximadamente 2 6,0 watts/cm .

Depois das operações de revestimento por pulverização, recolhem-se sub-amostras a partir das amostras de controlo e ensaio.

Estas sub-amostras, designadas como de controlo não lubrificadas e de ensaio não lubrificadas colo- - 16 - a ’.ν, sSgiigtí© /

caram-se à parte para ensaios posteriores. Estudos de difra£ çao pelo Raio X e micrográficos de electrao das amostras de ensaio demonstram que o revestimento é essencialmente amorfo e destituídos de contornos de grao. 0 revestimento consiste de boro e carbono numa razão molar de 4:1. As amostras de controlo restantes e as amostras de ensaio restantes são aspergidas com uma dispersão de fluoro-polímero Vydax 1000, sob condições de aspersão idênticas, e subsequentemente tratadas térmicamente a uma temperatura de aproximadamente 3279C durante aproximadamente 10 minutos sob uma atmosfera de azoto seco. Designaram-se as lâminas resultantes por lubrificadas de controlo e nao lubrificadas de controlo.

As lâminas individuais de cada um dos quatro grupos submeteram-se a um ensaio de força de corte do feltro.

Neste ensaio, mediu-se a força necessária para fazer avançar a aresta de corte da lâmina através de um bocado de filtro possuindo propriedades físicas conhecidas, a uma razão pré-determinada.. Repetiu-se o ensaio utilizando a mesma lâmina com uma porção de feltro nova em cada repetição. Os resultados sao os indicados na Tabela I. Em cada caso, os valores numéricos representam o sinal da força do aparelho transductor em millivolts. Este sinal é proporcional ã força de corte.

TABELA I AMOSTRA 19 CORTE 59 CORTE 209 CORTE 409 CORTE Nao lubrificada de controlo 43 49 65 87 Não lubrificada de ensaio 41 40 42.5 42.5 Lubrificada de controlo 28.4 21.5 27.3 Não testada Lubrificada de ensaio 22.6 18.4 21.0 Não testada - 17 -

:¾

Os resultados para as amostras de controlo não lubrificadas apresentam a forma tipica da degradação da aresta para uma lâmina nao lubrificada. A força de corte aumenta prqgnessivamente, a uma razão média de aproximadamente lmv por corte. Por contraste, a lâmina de ensaio não lubrificada apresenta um aumento médio da força de corte de apenas aproximadamente 0,04 mv por corte. Este aumento é essencialmente insignificante, e indica que o revestimento duro sobre as lâminas de ensaio, e o bordo limite definido pelo revestimento duro, não é substancialmente afectado pela exposição repetida a estas condições severas de ensaio do corte do feltro.

Os resultados para os dois grupos de lâminas lubrificadas apresentam uma diminuição típica das forças de corte para os primeiros cortes. Depois desta diminuição, os resultados da amostra de controlo apresentam um aumento progressivo substancial, para um declive médio de aproximadamente 0,39 mv por corte do quinto para trigésimo corte. Embora a amostra de ensaio também apresente um aumento, o aumento medio é menor, apenas de aproximadamente 0,17 mv por corte do quinto para o trigésimo corte. Isto indica que as amostras de ensaio proporcionam a adesao entre o revestimento duro e o revestimento lubrificante, pelo menos igual â propor cionada pelas amostras de controlo.

Exemplo II

Repetiu-se o procedimento do Exemplo I excepto que o alvo de pulverização para o grupo de ensaio incluía aproximadamente 5l de átomos de silício, 76l de átomos de boro e 191 de átomos de carbono. Os resultados foram substancialmente os mesmos dos verificados no Exemplo I.

Podem empregar-se numerosas variações e combinações das carac; terísticas anteriormente descritas, sem sair da presente invenção . Meramente a título de exemplo, a invenção pode aplicar-se relativamente a uma lâmina de aresta simples, do 18

Claims (2)

1. *> * 1 mesmo modo que a uma lâmina de aresta dupla, anteriormente descritas. Consequentemente, a descrição já mencionada da forma de realização preferencial deve ser entendida mais como ilustração do que como uma limitação da presente invenção, como definido nas reivindicações. REIVINDICAÇÕES - li - Máquina de barbear caracterizada por incorporar um suporte de lâmina, uma tampa e uma lâmina possuin do uma aresta de corte, incluindo a referida lâmina um substrato, pelo menos uma camada de uma composição de revestimento duro constituída por boro e carbono sob a forma de carbeto de boro revestindo o referido substrato pelo menos a referida aresta de corte, e um revestimento lubrificante polimérico cobrindo e aderindo directamente ã referida composição de revestimento duro.
2. - 2§ - Máquina de barbear de acordo com a reivin dicação 1, caracterizada por a referida composição de revesti_ mento duro incluir pelo menos cerca de 40% de átomos de boro e pelo menos cerca de 10% de átomos de carbono. 19 Λ - 3§ - Máquina de barbear de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a referida composição de revestimento duro incluir pelo menos 60l de átomos de boro e pelo menos 15% de átomos de carbono aproximadamente. _ 4§ _ vindicação vestimento pelo menos Máquina de barbear de acordo com a rei-3, caracterizada por a referida composição de re duro incluir pelo menos 72% de átomos de boro e 18% de átomos de carbono aproximadamente. - 5§ - Máquina de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por a referida composição de revestimento duro consistir essencialmente em carbeto de boro. - 6ê - Máquina de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a referida composição de revestimento incluir além disso pelo menos um elemento metálico diferente de boro ou metaloide. - 7§ - Máquina de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por o referido revestimento duro consistir essencialmente em carbetos de boro e em pelo menos um elemento metálico diferente de boro ou metaloide. - 8§ - Máquina de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por o referido elemento metálico diferente de boro ou metaloide ser seleccionado entre o grupo constituído por Si, Zr, Hf e suas combinações. - 9§ - Máquina de barbear de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por o referido elemento metaloide - 20 -

   ser Si. - 10§ - Máquina de barbear de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por a razão atómica entre o boro e o elemento metálico diferente de boro ou metaloide ser de 9:1 aproximadamente. - 11§ - Máquina de barbear de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a referida composição de re vestimento duro na camada ser essencialmente amorfa. - 12§ - Máquina de barbear de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o referido substrato incluir uma liga ferrosa, por o referido revestimento duro cobrir e aderir imediatamente ã referida liga ferrosa. - 13§ - Máquina de barbear de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por a referida liga ferrosa incluir pelo menos 10% de crómio e pelo menos 80% de ferro aproximadamente. - 14e - Máquina de barbear de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o referido lubrificante incluir uma poli-olefina fluoretada. - 15§ - Máquina de acordo com a reivindicação 14, caracterizada por a referida poli-olefina fluoretada ser poli -tetra-fluoro-etileno. - 16§ - Máquina de barbear de acordo com a reivindicação 15, caracterizada por o referido lubrificante 21

   consistir essencialxnente em poli-tetra-fluoro-etileno. j t I - 17§ - Máquina de barbear de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a interface entre a referida camada da composição de revestimento duro e por o referido substrato ser essencialmente livre de oxigénio. - 18* - Máquina de barbear de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a referida aresta de corte incluir um par de facetas anteriores convergentes no referido substrato, que se intersectam e definem a extremidade mais avançada do referido substrato, pelo menos uma camada da referida composição de revestimento duro incluindo uma camada sobre cada uma das referidas facetas anteriores, fundindo as camadas de composição de revestimento duro sobre as facetas anteriores com uma outra e projectando-se para a frente da extremidade do referido substrato, pelo que a composição de revestimento duro constitui o bordo limite da referida aresta de corte. - 19§ - Máquina de barbear de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o raio do bordo limite da referida aresta de corte ser aproximadamente de 500 Angstroms ou menor. - 20* - Máquina de barbear de acordo com a reivindicação 19, caracterizada por cada camada nas facetas anteriores ter aproximadamente entre 200 e 900 Angstroms de ejq pessura. - 21§ - Processo para a fabricação de uma máquina de barbear, caracterizado por se proporcionar um substrato possuindo uma aresta de corte, por se depositar pelo menos 22

   uma camada de uma composição de revestimento duro constituído por boro e carbono como carbeto de boro na referida aresta de corte do suporte por pulverização, por se depositar um lubrificante polimérico na camada da referida composição de revestimento duro e por o substrato possuindo um revestimento duro e um lubrificante ser tratado a uma temperatura pelo menos igual â temperatura de fusão de lubrificante referido de forma forma a fundí-lo na composição de revestimento duro. - 22§ - Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por a composição de revestimento incluir pelo menos 40% de átomos de boro e pelo menos 10% de átomos de carbono. - 23§ - Processo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por o lubrificante incluir uma poli-olefina fluoretada. - 24§ - Processo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por ser realizado numa atmosfera de ar o passo de deposição do referido lubrificante polimérico. A requerente reivindica a prioridade do pedido norte-americano apresentado em 13 de Julho de 1988, sob o número de série 218,637. 23 * ? « Lisboa, 12 de Julho de 1989. •u -· · - - _ ‘ ' _ : h’1 * iR-LLlU

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