WO2002098619A1

WO2002098619A1 - Lame de rasoir

Info

Publication number: WO2002098619A1
Application number: PCT/JP2002/005113
Authority: WO
Inventors: Tadashi Hamada; Shinji Fujimoto; Shigetoshi Sakon; Takashi Kozai
Original assignee: Matsushita Electric Works, Ltd.
Priority date: 2001-05-28
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2002-12-12
Also published as: JPWO2002098619A1; EP1413407A1; EP1413407A4; US20040143975A1; KR100573755B1; US7124511B2; KR20040002958A; CN1511080A; CN1261287C

Description

明細書

力ミソリ刃技術分野

本発明は、髭ゃ髮等の被切断物の切断性能と安全性に優れた力ミソリ刃、特に、刃先が S i単結晶で形成され、極めて小さいノーズ Rを有する力ミソリ刃に関するものである。背景技術

薄い鋼材シー卜の一側に延出する直線状のエッジに刃先が形成されてなる従来の力ミソリ刃は、その使用時に誤って肌を傷つける場合があり、その安全性の改善が課題とされている。そこで、この力ミソリ刃に細いワイヤーを一定間隔で卷きつけて、肌に与えるダメージを抑制することも試みられているが、髭や髪等の被切断物の優れた切断性能を維持しながら、その安全性を改善するという点で必ずしも満足のいくレベルに達していない。 _:> また、安全性のさらなる改善を図れるものとして、種々のネット刃が提案されている。例えば、そのようなネット刃は、米国特許 4,875,288やヨーロッパ特許 0 541 723 Β1に記載されている。し力し、金属材料でこのようなネット刃を作製する場合は、刃部を機械加工にて形成するため、ノーズ Rの小さい刃先の形成には限界がある。例えば、研削加工で刃先に発生した研削バリをラッビングなどの精密研磨で除去する場合でも、刃先のノーズ Rを 1 μ πι以下とすることは難しい。そのため、ステンレス製のネット刃で、ステンレスシートの研削加工で得られる刃先ノーズ Rが約 0 . 1 μ πιの直線状の刃先を有するカミソリ刃のようにスムーズに髪や髭を剃ることを実現できていない。さらに、市販の力ミソリ刃を含めて、刃先のノーズ Rを 0 . 1 μ πι以下にする技術は未だ十分に確立されていない。発明の開示

そこで、本発明の主たる目的は、ノーズ Rが 0 . 5 μ ΐη以下の刃先を有し、従来の力ミソリ刃に比して、髪や髭等の被切断物の切断抵抗が小さく、且つ使用時における安全性が格段に向上された力ミソリ刃を提供することにある。

すなわ.ち、本発明の力ミソリ刃は、少なぐとも 1つの開口と、前記開口に突出する刃先とを有する S i薄板でなる力ミソリ刃であって、前記刃先は S i単結晶で形成され、前記刃先のノーズ半径は 0 . 5 μ πιもしくはそれ以下、特に好ましくは 0 . 1 μ πιもしくは以下であることを特徴とする。

上記した本発明の力ミソリ刃において、 S i薄板が S iウェハーのような S i 単結晶材料であることが好ましい。この場合は、以下に述べるようなネット状力ミソリ刃や複数のスリットを有する力ミソリ刃をシリコンマイクロマシニング技術を用いて効率よく製造することができる。

また、本発明の好ましい実施形態に基づく力ミソリ刃は、複数の開口と、前記開口の各々に突出する刃先とを有する S i薄板でなるネット刃、もしくは、複数の開口と、前記開口の各々に突出する刃先とを有する S i薄板であって、開口の各々は長方形状であって、隣接する開口とその長手方向に略平行に配列されてなるものであることが好ましい。

本発明のさらなる特徴おょぴそれがもたらす効果は，以下に詳述する発明を実施するための最良の形態に基づいてより明確に理解されるだろう。図面の簡単な説明

図 1 Aは、本発明の好ましい実施形態に基づく力ミソリ刃の上面図であり、図 1 Bは、図 1 Aの M— Mにおける部分断面図であり、図 1 Cは、同力ミソリ刃の刃先の S EM写真である。

図 2は、本発明の好ましい実施形態に基づく別の力ミソリ刃の上面図である。図 3 Aおよぴ図 3 Bは、本発明の力ミソリ刃による髭剃り時の様子を示す概略図である。

図 4 Aは、本発明の好ましい実施形態に基づく別の力ミソリ刃の上面図であり、図 4 Bは図 4 Aの N— Nにおける部分断面図であり、図 4 Cは図 4 Aの P— Pにおける部分断面図である。

図 5 Aは、本発明の好ましい実施形態に基づく別の力ミソリ刃の上面図であり、図 5 Bは図 5 Aの Q— Qにおける部分断面図である。

図 6 Aは、本発明の好ましい実施形態に基づくさらに別の力ミソリ刃の上面図であり、図 6 Bは図 6 Aの R— Rにおける部分断面図である。

図 7 Aは、本発明の力ミソリ刃の刃先に形成した表面層を示す上面図、および図 7 Bは図 7 Aの S— Sにおける部分新面図である。

図 8 Aは、本発明の好ましい実施形態に基づく力ミソリ刃の上面図であり、図 8 Bは図 8 Aの T— Tにおける部分断面図であり、図 8 Cは図 8 Aの U— Uにおける部分断面図である。

図 9 Aおよび図 9 Bは、本発明のカミソリ刃を種々のボディに装着した状態を示す斜視図である。発明を実施するための最良の形態

本発明の力ミソリ刃は、 S iウェハーのような S i単結晶材料や比較的大きな S iの結晶粒を含む S i多結晶材料を用い、機械的研削や研磨を一切用いることなく、シリコンマイクロマシニング技術によって S i単結晶の刃先を形成してなるものである。シリコンマイクロマシニング技術とは、イオンビームエッチングのような物理エッチング、化学エッチング (異方性エッチング)およびその両方のェツチング技術を組み合わせることによって超微細な 3次元構造を形成する技術である。

一般に、単結晶では、原子配列が長距離範囲において規則的であるとともに、原子同士の結合の方向依存性（S iは共有結合)も長距離範囲において規則的である。したがって、原子配列面の交差、すなわち、結晶面の交差が長距離範囲にわたって維持されることから、この交差部を刃先とすれば、極めて小さいノーズ R を有する刃先を得ることが理論上可能となる。そして、このような超ファインェッジは、上記したシリコンマイクロマシユング技術を用いた超微細形状加工によつて実現することができる。尚、 S i原子 1個づっを積み上げて原子配列の交差部を形成'していく手法によって、力ミソリ刃の単結晶刃先を形成することも本発明の技術思想に含まれるものである。

さて、本発明では、単に微小な開口を複数個設けてなる力ミソリ刃を提供するものではなく、上記したように、 S iの単結晶特性を考慮し、開口 (刃穴)の各々に突出するノーズ Rが 0. 5 μ ιηもしくはそれ以下、特に好ましくは 0 .

もしくはそれ以下の S i単結晶でなる刃先を形成することで優れた切削性能と安全性を兼ね備えた力ミソリ刃とすることができることを見出し、成功に至ったものである。

本発明の力ミソリ刃は、上記したように、シリコンマイクロマシニング技術を用いて製造される。具体的には、半導体技術分野において S iの加工に利用されている化学ェツチングおよびイオンビームエッチングの少なくとも一方を用いることが好ましい。しかしながら、製造効率と要求される刃先精度の両方を満たすため、以下にその好ましい製造方法の一例を紹介する。すなわち、化学エッチングにより S i薄板に少なくとも 1個の開口を形成した後、機械加工を用いることなく、イオンビームエッチングによりノーズ Rが 0 . 5 μ ηιもしくはそれ以下となるように前記開口に突出する S i単結晶の刃先を形成するのである。

また、本発明の力ミソリ刃は、上記した刃先が突出する少なくとも 1つの開口を有するものであるが、実用的には、複数の開口を種々のパターンに配置形成してなる。例えば、図 1 Aおよび図 1 Bに示すように、 S i薄板として S iウェハ一を用い、これに刃先 10が突出する開口 20を複数個所定パターンに配置してなるネット刃 1を例示することができる。この例では、各開口 20は略正方形であり、この正方形の 4辺すべてに刃先が形成されている。したがって、力ミソリ刃を 3 6 0° いずれの方向に移動させても髭を剃ることができる。尚、図 1 Cに力ミソリ刃の刃先の S EM写真を示す。

また、図 2に示すように、 S i薄板に上記した刃先 10を有する複数の開口 20 を所定パターンに配置するにあたり、開口の各々を長方形状とし、隣接する開口とはその長手方向にぉレ、て略平行となるように配列されてなることが好ましレ、。図では、この長方形を形成する 4辺すべてに刃先が形成されているが、開口の長手方向に延出する対向する 2辺にのみ刃先を形成しても良レ、。

尚、図 1 Bに示すように、力ミソリ刃の底面 12と、開口 20内を力ミソリ刃の上面 11から底面 12に向かって延出する傾斜面 13との間に定義される刃先角度 ( 0 )は、 1 0。〜4 5 ° 、特に 2 0 ° 〜3 5 ° の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、髭剃り時においてより好ましい切断性能を提供することができる。例えば、図 3 Aに示すように、力ミソリ刃の底面 12を肌 100に密着させて髭 110を剃る場合は、鋭角な刃先 10が髭 110を根元から切断することができる。また、図 3 Bに示すように、力ミソリ刃の上面 11を肌 100に密着させながら髭 110を剃る場合は、電気力ミソリを使用する場合と同様に、刃穴 20において髭が絞り出されるので、鋭角な刃先 10で深剃りが可能となる。尚、力ミソリ刃を形成するための S i薄板の厚みに特に限定はない。したがって、力ミソリ刃の剛性が重視される場合は、比較的厚い S i板を使用し、深剃り用の力ミソリ刃とする場合は、比較的薄い S i板 (例えば、約 3 5 j ra程度)を使用すれば良い。

また、図 4 Aに示すように、開口 20の長手方向に形成される刃先 10は、刃形成領域 14と刃未形成領域 15とが交互に配置されてなることが好ましい。図 4 B に刃形成領域 14の断面図を、図 4 Cに刃先未形成領域 15の断面図をそれぞれ示す。この場合は、図 4 A中の矢印によって示されるように、髭剃り時に力ミソリ刃 1全体を刃先 10と平行に誤って移動させても肌を切り難くく、本発明のカミソリ刃のさらなる安全性の向上を図る上で効果的である。尚、このような構造は、以下に述べる実施例から理角军されるように、シリコンマイクロマシユング技を用いて比較的容易に設計加工することができる。

また、図 5 Aおよぴ図 5 Bに示すように、個々の開口 20が略矩形形状であり、矩形開口の一辺にのみ刃先 10を配置しても良い。この場合は、図 5 Aの矢印で示す方向に力ミソリ刃を移動させることにより髭を切断することが可能になるので、力ミソリ刃の移動方向が限定されることになるが、刃先の形成領域が減るので力ミソリ刃全体の剛性を高めることができる。また、開口をより高い密度で配置させることで、力ミソリ刃の開口率を上げることができる。

あるいは、図 6 Aおよぴ図 6 Bに示すように、開口 20が略矩形形状であり、矩形開口の対向する 2辺にのみ刃先 10を配置することも好ましい。この場合は、図 6 B中の矢印で示すように 2方向 (往復方向)に力ミソリ刃 1を移動させることで髭を切断することになるので、力ミソリ刃の移動方向が限定されることになる力刃先の形成領域を減らせるので力ミソリ刃全体の剛性を高めることができる。また、力ミソリ刃の移動方向と略平行な方向には刃先が形成されないので、高い密度で開口を配置させてより大きい開口率を有する力ミソリ刃を提供することができる。

また、本発明の力ミソリ刃の刃先 10に表面層 30として S i酸化物層、金属層および合金層の少なくとも一種、アモルファス S i層を設けることが好ましい。特に、図 7 Aおよび図 7 Bに示すように、力ミソリ刃の底面 12からノーズ Rを介して開口 20内の傾斜面 13到る所定領域、および開口 20內において隣接する傾斜面 13の交差領域 (=結晶面方位が異なる傾斜面の交差線を含む領域)に、表面層 30を設けることが好ましい。尚、刃先 10に種々の表面層 30を形成する場合は、刃先のノーズ Rを 0 . 1 μ πι以下に保っためにその厚さを数 1 0 n mより大きくしないことが望ましい。

表面層 30 として、 S i酸化物層を設ける場合、髭剃り時に力ミソリ刃全体あるいは部分的に作用する微小な応力集中による割れなどの破壊に対する抵抗力を高めることができる。例えば、開口 20が略正方形である場合、開口内において傾斜面は 9 0 ° で交差するが、この交差線に沿って S i酸化物を形成する。尚、力ミソリ刃の使用時に肌と接触する表面に S i酸化物層があると、肌と力ミソリ刃との間の接触抵抗を減らせるので、肌にやさしい力ミソリ刃とすることができる。 S i酸ィ匕物層は、力ミソリ刃を構成する S iを選択酸化することによってその最表面に形成することができる。

また、表面層 30 として、金属層もしくは合金層を形成しても良い。例えば、一"

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延性おょぴ耐食性に優れた A u、 P t、 N i、 T i、 A 1などの金属を単独あるいはそれらの合金の状態で物理蒸着することにより形成することができる。この場合においても、上記と同様に、髭剃り時に力ミソリ刃全体あるいは部分的に作用する微小な応力集中による割れなど対する抵抗力を高めることができる。また、上記 S i酸ィ匕物層の代りに、アモルファスシリコン層を形成しても良い。例えば、アモルファスシリコン層は、'レーザー光照射による再溶融と急冷方法、あるいは電子線や中†生子線などの照射損傷法、あるいはイオン注入法等により形成することができる。

また、上記刃先のノーズ Rを除く領域に多結晶シリコン層を形成しても良い。多結晶シリコン層は、アモルファスシリコン層の場合と同様の方法を用いてその条件を制御することで形成することができる。この場合は、多結晶シリコン層を刃先に形成するとその粒界部でのマイクロチッビングを誘発する恐れがあるが、ノーズ Rを除く領域に多結晶シリコン層を形成することで、力ミソリ刃全体の割れなど破壌に対する抵抗力を高めることができる。

また、力ミソリ刃 1の使用時に使用者の肌が接触する表面であって、刃先近傍を除く表面に微小な凹凸 50 (図 6 B) を設けることが好ましい。この場合は、髭剃り時の力ミソリ刃と肌の接触面積を減らせるので、よりスムーズに髭を剃ることが可能になる。また、図 8 A〜図 8 Cに示すように、力ミソリ刃の底面、すなわち、力ミソリ刃の使用時に肌が接触する表面の所定位置に溝 52， 54を設けて髭剃り時の力ミソリ刃と肌の接触面積を減らしても良い。さらに、開口 20への被切断物の導入を促進するため、力ミソリ刃の使用時に肌が接触する表面に溝を設けることが好ましレ、。例えば、図 5 Bに示すように、刃先を矩形開口の一辺のみに配置する場合は、開口 20を介して刃先 10に対向する側に溝 56を設けることが好ましい。伸びた髭を着実に開口 20内に導入でき、溝 56の対向位置に設けた刃先 10で効率よく髭を切断することができる。

本発明の力ミソリ刃は、図 9 Aや図 9 Bに示すように、専用の治具や接着剤等を用いてカミソリ刃 1を種々のボディ 60, 62に取り付けて使用することができる力力ミソリ刃 1を微振動させる手段を有する電気力ミソリ（図示せず)用の刃として使用しても良い。力ミソリ刃の微震動が伸びた髭を効率よく開口（刃穴)に導入するので、より迅速且つスムーズに髭剃りを完了することができる。また、力ミソリ刃の開口の少なくとも 1つに圧力センサー (図示せず)を装着すれば、過剰な圧力で力ミソリ刃が肌に押し付けられた時、警告音などで使用者に危険を知らせることができるので、刃穴への髭の絞り出し量が過剰に多くなって肌を傷つけるような不具合の発生を防いでさらなる高い安全性を確保することができる。 (実施例 1 )

結晶粒の大きさが約 1 0 mmの多結晶 S iブロックから厚さ 0 . 3 mmで 7 m ' m x 7 mm角の板状の S i単結晶を切り出し、 1 . 5 mm x l . 5 mmの正方开さ開口（刃穴)を図 1に示すようなパターンに化学エッチングにより形成した。次いで、 A rを使用したイオンビームエッチングにより刃先角度 2 0 ° で各開口 20 に突出する刃先 10を形成した。この場合、正方形開口 20の 4辺それぞれに刃先 10が形成されている。また、瞵り合う刃穴 20の中心間距離を 2 . 0 mmとした。刃穴は平面上、最密充填となるように配置され、図 1の点線で示すように、隣り合う 3つの開口の中心は 1辺の長さが 0 . 7 mmの正三角形の各頂点に位置することになる。

得られた力ミソリ刃 1の刃先 10の先端を走査型電子顕微鏡で観察したところ、刃先のノーズ Rは 1 O n iti以下であった。髮一本の切断抵抗は 1 g f であり、比較として用いた刃先角度が約 2 0 ° である市販の力ミソリ刃を使用した場合における髮一本の切断抵抗が 1 0 g f であったことから、本実施例の力ミソリ刃は従来の 1 / 1 0の小さい切断抵抗を示すことを確認した。また、この力ミソリ刃を 5個並列に並べ、所定のボディに接着剤により固定装着し、肌に押し当てて髭を剃ったところ、開口寸法が非常に小さいため、肌を傷つけることなくスムーズに髭を剃れることを確認できた。

(実施例 2 )

結晶粒の大きさが約 1 0 mmの多結晶 S iブロックから厚さ 0 . 3 mmで 7 m mx 7 mm角の板状の S i単結晶を切り出し、 1. 5 mm x 5 mmの長方形状の開口（刃穴)を図 2に示すようなパターンに化学エッチングにより形成した。次いで、 A rを使用したイオンビームエッチングにより刃先角度が 20° で各開口 20 に突出する刃先 10を形成した。この場合、長方形開口の 4辺それぞれに刃先 10 が形成されている。また、隣り合う開口の中心間距離を 2. 0mmとした。

得られた力ミソリ刃の刃先先端を走査型電子顕微鏡で観察したところ、刃先のノ一ズ Rは 10 nm以下であった。実施例 1と同様に、市販の力ミソリ刃の髪一本の切断抵抗と比較したところ、本実施例の力ミソリ刃は従来の 1 / 10の小さい切断抵抗を示すことがわかった。また、この力ミソリ刃を 3個並列に並べ、所定にボディに専用の治具を用いて固定装着し、肌に押し当てて髭を剃ったところ、開口寸法が非常に小さいため、肌を傷つけることなくスムーズに鬆を剃れることを確認できた。

(実施例 3)

(1 10)単結晶 S iプロックから薄板状に切り出した厚さ 0. 3111111の3 iゥェハーを使用し、（1 1 1)面の化学エッチング (選択エッチング)により、 1. 5m mx 1. 5 mmの正方形状の開口 (刃穴)を図 1に示すようなパターンに形成した。この場合、 (1 10)面と（1 1 1)面の交差で刃先角度 35。 4。の刃先 10を形成した (図 1 C)。この刃先を走査型電子顕 '微鏡で観察したところ、刃先のノーズ R は 1 O nm以下であった。この力ミソリ刃を使用して髪一本を切断する際の切断抵抗は 3 g f であり、比較として用いた刃先角度が約 20。である市販のカミソリ刃を使用した場合における髮一本の切断抵抗（10 g f)よりも小さいことがわかった。また、髭剃り時に肌を傷つけることもなかった。さらに、この力ミソリ刃を用いて、図 3 Bに示すように力ミソリ刃 1の上面 11を肌に接触させて湿式条件下で髭剃り試験を実施した。その結果、髭を根元から切断することができ、髭の切断面はその長さ方向に対して略垂直であった。また、本実施例の力ミソリ刃では、正方形開口の 4辺すべてに刃先が配置されているので、力ミソリ刃をあらゆる方向に動かしても髭を剃ることができた。さらに、モーターの使用により振幅を約 0. 2mm、振動数を 5 OH zでこの力ミソリ刃を微振動させることができる電動髭剃り器を試作した。力ミソリ刃全体を微振動させることにより、比較的長い髭を切断する時であっても、髭を確実 'に刃穴に導入して効率よく髭を切断することができた。尚、安全装置として、この力ミソリ刃の刃穴の一^ 3に圧力センサーを組み込んだ。これにより力ミソリ刃全体を肌に押し付けた時の圧力値を読み取ることが可能になり、過剰な圧力で力ミソリ刃が肌に押し付けられた時、警告音などにより使用者に警告することができた。

さらに、本実施例の追加試験として、本実施例の力ミソリ刃の使用時に肌に接触する底面 12に、厚さ 10 nmの S i酸化物層を形成した。この場合は、図 3 Aに示すように、力ミソリ刃の底面 12を肌に接触させて髭剃り試験したところ、力ミソリ刃の底面と肌の摩擦力は、 S i酸化物層を形成しない場合に比べて約 4 0 %減少することを確認できた。

(実施例 4)

結晶粒の大きさが約 1 Ommの多結晶 S iブロックから厚さ 0. 3mmで 7m mx 7mm角の板状の S i単結晶を切り出し、 1. 5 mm x 10 mmの長方形状の開口（刃穴)を図 2に示すようなパターンに化学エッチングにより形成した。次いで、刃を形成したくない領域をマスキングし、 Arを用いたイオンビームエツチングにより刃形成工程を行うことで、図 4 Aに示すように、刃先の形成される刃形成領域 14と刃先を形成しない刃未形成領域 15とを長方形開口の長手方向に交互に設けた。この時、刃形成領域 14の長手方向の寸法は 0. 5mmであり、刃先未形成領域 15の長手方向における寸法は 0. 3mmである。尚、形成した刃先の刃先角度は 20° であり、隣り合う開口 (刃穴)の中心間距離を 2. Omm であった。

得られた力ミソリ刃の刃先先端を走査型電子顕微鏡で観察したところ、刃先のノーズ Rは 1 Onra以下であった。本実施例のように、長方形開口の長手方向に交互に刃幵さ成部 14と刃未形成部 15を交互に配置することで、開口の長手方向の寸法を大きくした場合であっても、力ミソリ刃 1全体を刃先と平行に動かすことによる肌の切断は生じなかつた。

(実施例 5 )

(1 10)単結晶 S iプロックから板状に切り出した厚さ 0. 3111111の3 iゥェハーを使用し、（1 1 1)面の化学エッチング (選択エッチング)により、 0. 6mm X 0. 6 mmの正方形状の開口（刃穴)を図 1に示すようなパターンに形成した。この場合、（1 10)面と（1 1 1)面の交差で刃先角度 35。 4° の刃先を形成した。この刃先を走査型電子顕微鏡で観察したところ、刃先のノーズ Rは 1 O nm以下であった。この力ミソリ刃を図 3 Bに示すように、肌に接触させながら湿式条件で髭を剃ったところ (WET剃り）、刃穴での髭が絞り出され、深剃りすることができた。 .

(実施例 6 )

(1 10)単結晶 S iブロックから板状に切り出した厚さ 0. 3111111の3 iゥェハ一を使用し、（1 1 1〉面の化学エッチング (選択エッチング)により、 1. 5mm X 1. 5mmの正方形状の開口 (刃穴)を図 5 Aに示すようなパターンに形成した。本実施例では、正方形開口 20の一辺にのみ刃先が形成されるように、開口 20の他の 3辺についてはマスキング処理を実施した。次いで、 Arを用いたイオンビームエッチングにより刃形成工程を行うことで、（1 10)面と（1 11)面の交差で刃先角度 35. 4。の刃先を形成した。この刃先を走査型電子顕微鏡で観察したところ、刃先 Rは 10 nm以下であった。本実施例の場合、髭剃り時の力ミソリ刃の移動方向を一方向に限定されるが、力ミソリ刃全体の剛性を確保し易く、隣接する刃穴間の距離を小さくしてネット刃全体の開口率を大きくすることができる。尚、本力ミソリ刃を用いた湿式条件下での髭剃り試験では、髭剃り時に肌を傷つけることもなく、良好な鬆剃り性能を達成できた。

(実施例 7 )

(1 10)単結晶 S iプロックから板状に切り出した厚さ 0. 3111111の3 i ゥェハーを使用し、（1 1 1)面の化学エッチング (選択エッチング)により、 1. 5mm x 1 . 5 mmの正方形状の開口（刃穴)を図 6 Aに示すようなパターンに形成した。本実施例では、正方形開口 20の対向する二辺にのみ刃先 10が形成されるように、開口の他の対向する 2辺についてはマスキング処理を実施した。次いで、 A rを用いたイオンビームエッチングにより刃形成工程を行うことで、（1 1 0 )面と（1 1 1 )面の交差で刃先角度 3 5 . 4 ° の刃先 10を形成した。この刃先を走査型電子顕微鏡で観察したところ、刃先のノーズ Rは 1 0 n m以下であった。本実施例の場合、髭剃り時の力ミソリ刃の移動方向は 2方向 (往復方向)に限定されるが、実施例 6の場合と同様に、力ミソリ刃全体の剛性を確保し易く、隣接する刃穴間の距離を小さくしてネット刃全体の開口率を大きくすることができる。尚、本力ミソリ刃を用いた湿式条件下での髭剃り試験では、髭剃り時に肌を傷つけることもなく、良好な髭剃り性能を達成できた。

(実施例 8 )

実施例 3と同様の方法により作製した力ミソリ刃 1に対して選択酸化を実施し、図 7 Aおよび図 7 Bに示すように、刃先付近および刃先を構成する傾斜面の交差部の S iを選択的に酸ィヒさせた。酸ィヒ層の厚さは約 1 O n mである。走査電子顕微鏡により刃先 10を観察したところ、刃先のノーズ Rは 1 O n m以下に維持されていた。この酸化層の形成により、酸ィヒ層を形成しない場合に比べ約 2 0 %力ミソリ刃の強度を向上できた。

(実施例 9 )

実施例 3と同様の方法により作製した力ミソリ刃に対して金 (Au)の真空蒸着を実施し、図 7 Aおよび図 7 Bに示すように、刃先付近および刃先を構成する傾斜面の交差部 (傾斜面同士の境界)に金を 2 O n m蒸着した。走查電子顕微鏡により刃先を観察したところ、刃先 10のノーズ Rは約 1 5 n mであった。この金蒸着層の形成により、金蒸着層を形成しない場合に比べ約 4 0 %力ミソリ刃の強度を向上できた。

(実施例 1 0 )

実施例 3と同様の方法により作製した力ミソリ刃に対して、電子線照射処理を実施し、図 7Aおよぴ図 7Bに示すように、刃先付近および刃先を構成する ί頃斜面の交差部 (傾斜面同士の境界)に約 10 n mのァモルファスシリコン層を形成した。電子線の照射条件は、 2MeV、 10²Vcm² - s e cである。走査電子顕微鏡により刃先を観察したところ、刃先のノーズ Rは約 1 O nm以下に保たれていた。このアモルファスシリコン層の形成により、アモルファスシリコン層を形成しない場合に比べ約 40%力ミソリ刃の強度を向上できた。

(実施例 1 1 )

実施例 3と同様の方法により作製した力ミソリ刃に対して、電子線照射処理を実施し、図 7 Aおよび図 7 Bに示すように、刃先のノーズ Rを除く傾斜面および底面の所定領域に約 10 n mの多結晶 S i層を形成した。電子線の照射条件は、 2Me V、 10¹⁹/cm² - s e cである。走查電子顕微鏡により刃先を観察したところ、刃先のノーズ Rは約 10 ηιη以下であった。この多結晶シリコン層の形成により、多結晶シリコン層を形成しない場合に比べ約 30 %力ミソリ刃の強度を向上できた。

(実施例 12 )

実施例 7と同様の方法により作製した力ミソリ刃 1に、その使用時に肌に接触する底面 12のうち刃先近傍以外の領域に深さ 0. 05mm、幅 0. 05 mmの窪みを 0. 1mm間隔で設け、図 6 Bに示すように、底面に凹凸 50を形成した。この力ミソリ刃 1を肌に接触させて髭剃り試験を行ったところ、力ミソリ刃の底面と肌の摩擦力は、上記の窪みを形成しない場合に比べて約 30%減少した。

(実施例 13 )

実施例 3と同様の方法により作製した力ミソリ刃 1に、その使用時に肌に接触する底面 12 に、図 8 Bおよび図 8 Cに示すように、深さ 0. 05mm、幅が隣接する刃穴間の上面 11の約 1ノ 2である溝 52， 54を設けた。この力ミソリ刃の底面 12を肌に接触させて髭剃り試験を行ったところ、力ミソリ刃の底面と肌の摩擦力は、上記の窪みを形成しない場合に比べて約 40%減少した。尚、本実施例では、 S i単結晶薄板ではなく、各刃先 10を S i単結晶で形成できる程度の大きさの S i単結晶粒を複数個含む多結晶 S i薄板を使用した。図 8 A中、番号 1 9は、 S i単結晶粒子の境界を示す粒界である。このように、多結晶 S i薄板を使用する場合は、開口 20の配置に際して粒界の位置を考慮に入れる必要があるが、この実施例は、 S i単結晶薄板以外の多結晶 S i薄板を用いても本発明の力ミソリ刃を製造可能であることを示している。

(実施例 1 4 )

実施例 6と同様の方法により作製した力ミソリ刃 1に、図 5 Bに示すように、その使用時に肌に接触する底面 12で開口 20を介して刃先 10に対向する側に深さ 0 . 0 5 mmの所定幅を有する溝 56を形成した。この力ミソリ刃 1の底面 12 を肌に接触させて髭剃り試験を行ったところ、力ミソリ刃の底面と肌の摩擦力は、上記の溝を形成しない場合に比べて約 4 0 %減少した。また、この溝を形成したことで、伸びた髭を剃る場合であっても、開口 20に着実に髭を導入でき、開口を介して溝の対向位置にある刃先 10で髭を効率よく切断することができた。 (比較例 1 )

S i単結晶で刃先を形成できない程度に細かい S i結晶粒でなる多結晶 S i 薄板から厚さ 0 . 3 mmで 7 mm X 7 mm角の多結晶薄板を切り出し、 1 . 5 m m x 1 - 5 mmの正方形状の開口を化学エッチングにより図 1と同様のパターンに形成した。次いで、 A rを使用したイオンビ一ムエッチングにより刃先角度 2 0 ° で開口に突出する刃先を形成した。この場合、隣り合う刃穴の中心間距離を 2 . O mmとした。

得られた力ミソリ刃の刃先先端を走査型電子顕微鏡で観察したところ、刃先は S i多結晶で形成されており、多結晶を構成する粒界でのマイクロチッビングによる凹状の窪みができ、シャープな刃先を形成することができなかった。

(比較例 2 )

ステンレス鋼製の厚さ 3 5 μ πιのシ一トに機械加工で 1 , 5 mm χ 1 . 5 mm の正方形状の開口（刃穴)を設けると共に、刃先角度 3 0 ° でその開口に突出する刃先を形成した。得られたカミソリ刃を H v 6 5 0になるように焼入れ硬ィ匕させた。この力ミソリ刃の髭剃り時に肌に接触する表面をラッビングした。走查型電子顕微鏡で刃先を観察したところ刃先のノーズ Rは約 1 mであり、このカミソリ刃を用い、湿式条件下、髭を剃ったところ刃先の髭への切り込みが不十分で良好な切断性能は得られなかつた。また、髭剃り試験中に肌を傷つけるァクシデントの発生があった。産業上の利用可能性

本発明によれば、単結晶 S iや比較的大きい S i結晶粒を含有する S i多結晶力らなる S i薄板を用い、少なくとも 1つの開口、より好ましくは複数の開口をその S i薄板に形成し、次いで、機械加工を用いることなく、ノーズ Rが 0 . 5 μ πιもしくはそれ以下、より好ましくは 0 . 1 mもしくはそれ以下となるように開口に突出する S i単結晶の刃先を形成することによって、髪や髭の切断抵抗を従来の力ミソリ刃に比べ格段に低減するとともに、肌を誤って切るようなァクシデントの発生を抑えて安全 1"生を高めた力ミソリ刃を提供することができる。

Claims

請求の範囲

1. 少なくとも 1つの開口と、前記開口に突出する刃先とを有する S i薄板でなる力ミソリ刃であって、前記刃先は S i単結晶で形成され、前記刃先のノーズ R は 0. 5 μπιもしくはそれ以下であることを特徴とする力ミソリ刃。

2. 上記 S i薄板は、 S i単結晶からなることを特徴とする請求項 1に記載の力ミソリ刃。

3. 上記刃先のノーズ Rは、 0. 1 μπιもしくはそれ以下であることを特徴とする請求項 1に記載の力ミソリ刃。

4. 上記力ミソリ刃は、複数の開口と、開口の各々に突出する上記刃先とを有する S i薄板でなるネット刃であることを特徴とする請求項 1に記載の力ミソリ刃。

5. 上記力ミソリ刃は、複数の開口と、開口の各々に突出する上記刃先とを有する S i薄板であって、上記開口の各々は長方形状であって、隣接する開口とその長手方向に略平行に配列されてなることを特徴とする請求項 1に記載の力ミソリ刃。

6. 上記刃先は、開口の各々の長手方向に形成されることを特徴とする請求項 5 に記載の力ミソリ刃。

7 . 上記開口の長手方向に形成される刃先は、刃形成領域と刃未形成領域とが交互に配置されてなることを特徴とする請求項 6に記載の力ミソリ刃。

8 . 上記力ミソリ刃の底面と、上記開口内を力ミソリ刃の上面から前記底面に向力、つて延出するィ頃斜面との間に定義される刃先角度は、 1 0 ° 〜4 5 ° の範囲であることを特徴とする請求項 1に記載の力ミソリ刃。

9 . 上記開口は略矩形形状であり、上記刃先は開口の一辺にのみ形成されることを特徴とする請求項 1に記載の力ミソリ刃。

1 0. 上記開口は略矩形形状であり、上記刃先は開口の対向する 2辺にのみ形成されることを特1¾とする請求項 1に記載の力ミソリ刃。

1 1 . 上記刃先に S i酸化物層を形成してなることを特徴とする請求項 1に記載の力ミソリ刃。

1 2 . 上記刃先に金属層および合金層の少なくとも一種を形成してなることを特徴とする請求項 1に記載の力ミソリ刃。

1 3 . 上記刃先にアモルファス S i層を形成してなることを特 ^;{敷とする請求項 1 に記載の力ミソリ刃。

1 4 . 上記刃先のノーズ Rを除く領域に多結晶シリコン層を形成してなることを特徴とする請求項 1に記載の力ミソリ刃。

1 5 . 上記力ミソリ刃の使用時に肌が接触する表面に微小な凹凸を設けることを特徴とする請求項 1に記載の力ミソリ刃。

1 6 . 上記力ミソリ刃の使用時に肌が接触する表面に、肌とカミソリ刃との間の接触抵抗を減らす形状の溝を設けることを特徴とする請求項 1に記載の力ミソリ刃。

1 7 . 上記力ミソリ刃の使用時に肌が接触する表面に、開口への被切断物の導入を促進する形状の溝を設けることを特徴とする請求項 1に記載の力ミソリ刃。

1 8 . 上記力ミソリ刃の使用時に肌が接触する表面に S i酸化物層を設けることを特徴とする請求項 1に記載の力ミソリ刃。

1 9 . 上記開口の少なくとも 1つに圧力センサーが装着されてなることを特徴とする請求項 1に記載の力ミソリ刃。