BRPI0407779B1 - Lâmina de aparelho de barbear, aparelho de barbear, e, método de produção de uma lâmina de aparelho de barbear - Google Patents
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Description
“LÂMINA DE APARELHO DE BARBEAR, APARELHO DE BARBEAR, E, MÉTODO DE PRODUÇÃO DE UMA LÂMINA DE APARELHO DE BARBEAR” A invenção refere-se a aparelhos de barbear e lâminas de aparelho de barbear.
Uma lâmina de aparelho de barbear é tipicamente formada de um adequado material de substrato, tal como aço inoxidável, e uma borda de corte é formada com configuração em forma de cunha com uma ponta final tendo um raio menor do que cerca de 1000 Angstroms, por exemplo cerca de 200 - 300 Angstroms. Revestimentos duros, tais como diamante, diamante amorfo, carbono tipo diamante (DLC), nitretos, carbetos, óxidos ou cerâmicas, são ffeqüentemente usados para melhorar a resistência mecânica, resistência à corrosão e capacidade de barbear, mantendo a necessária resistência mecânica enquanto permite que sejam usadas bordas mais finas com menores forças de corte. Uma camada externa de politetrafluoroetileno (PTFE) pode ser usada para prover redução de fricção. Camadas intermediárias de materiais que contêm nióbio ou cromo podem auxiliar em melhorar a adesão entre o substrato, tipicamente aço inoxidável, e duros revestimentos de carbono, tais como DLC. Exemplos de estruturas de borda de corte de lâmina de aparelho de barbear e processos de fabricação são descritos nas Patentes US Nos. 5,295.305; 5.232,568- 4.933.058; 5.032.243; 5.497.550; 5.940.975; 5.669.144; Patente EP 0591334; PCT 92/03330, e PCT 01/64406, que são aqui incorporadas para referência. É conhecido que uma sobrecamada de cromo pode ser usada entre o duro revestimento de carbono e a camada externa de PTFE.
Em termos gerais, a invenção provê uma lâmina de aparelho de barbear incluindo uma borda de corte definida por uma ponta afiada e facetas adjacentes. A borda de corte inclui um revestimento de um material contendo carbono (por exemplo, DLC) incluindo um dopante. O dopante pode ser silício ou um metal, tal como cromo, titânio, molibdênio, nióbio ou tungstênio. O material contendo carbono preferivelmente inclui de 1 a 10 porcento atômico, e mais preferivelmente de 1 a 5 porcento atômico, do dopante.
Em uma outra forma de realização, o dopante é cromo e a lâmina de aparelho de barbear também inclui um revestimento de PTFE sobre o revestimento de material contendo carbono sem qualquer camada de intervenção (por exemplo, uma sobrecamada de cromo).
Em uma outra forma de realização, o dopante novamente é cromo e a lâmina de aparelho de barbear não inclui uma camada intermediária entre a borda de corte e o revestimento de material contendo carbono. A lâmina de aparelho de barbear também pode incluir um revestimento de PTFE e, opcionalmente, uma sobrecamada entre o revestimento de material contendo carbono e o revestimento de PTFE. A invenção também provê aparelhos de barbear incluindo lâminas de barbeado tendo o revestimento de material contendo carbono incluindo um dopante. Em algumas formas de realização, o dopante provê a lâmina de aparelho de barbear com melhores estabilidade térmica e resistência ao desgaste. A invenção também provê a produção de lâminas de aparelho de barbear incluindo um material contendo carbono incluindo um dopante. Em uma forma de realização, uma lâmina de aparelho de barbear é feita pela adição de um revestimento de um material contendo carbono incluindo um dopante (preferivelmente cromo) na borda de corte. Um revestimento de PTFE então é adicionado diretamente ao revestimento de material contendo carbono por meio do contato do revestimento de material contendo carbono com uma dispersão aquosa de PTFE.
Outras características e vantagens da invenção ficarão aparentes da descrição que segue de formas de realização e das reivindicações. A figura 1 é uma vista em seção vertical de uma porção de borda de corte de uma forma de realização de uma lâmina de aparelho de barbear; a figura 2 é uma vista em perspectiva de um barbeado incluindo a lâmina de aparelho de barbear da figura 1; e a figura 3 é uma vista em seção vertical de uma porção de borda de corte de uma forma de realização alternativa de uma lâmina de aparelho de barbear.
Com referência à figura 1, a lâmina de aparelho de barbear 10 inclui um substrato 12, camada intermediária 14, camada dura de carbono 16, e camada externa 18. O substrato 12 é tipicamente feito de aço inoxidável (embora outros substratos possam ser empregados) e tem uma borda final afiada para um raio de ponta de menos do que 1.000 Angstroms, preferivelmente 200 a 300 Angstroms, e tem um perfil com facetas laterais 20 em um ângulo incluso de entre 15 e 30 graus, preferivelmente em tomo de 19 graus, medido em 40 mícrons a partir da ponta. A camada intermediária 14 é usada para facilitar a ligação da camada de revestimento ao substrato. Exemplos de adequado material de camada intermediária são nióbio e materiais contendo cromo. Uma particular camada intermediária é feita de nióbio tendo espessura maior do que 100 Angstroms e preferivelmente menor do que 500 Angstroms. O PCT 92/03330 descreve o uso de uma camada intermediária de nióbio. A camada de carbono dura 16 provê melhores resistência mecânica, resistência à corrosão e capacidade de barbear e pode ser feita a partir de materiais contendo carbono, tais como diamante, diamante anfótero, e DLC, que foram dopados com cromo. O material contendo carbono é dopado com cromo por meio da inclusão de cromo no alvo durante a aplicação da camada de carbono durante a crepitação. O cromo pode ser metal de cromo, ou, por exemplo, uma liga de cromo, tal como CrPt. O material contendo carbono preferivelmente inclui de 0,1 a 10 porcento atômico de cromo, e mais preferivelmente de 0,5 a 7 porcento atômico ou 1 a 5 porcento atômico de cromo. O material contendo carbono pode também incorporar hidrogênio, por exemplo, DLC hidrogenado.
Uma forma de realização particular da camada de carbono dura é DLC dopado com 2 porcento atômico de cromo. A camada preferivelmente tem espessura menor do que 2.000 Angstroms, e, mais preferivelmente espessura menor do que 1.000 Angstroms. O revestimento de DLC e métodos de deposições são descritos na Patente US 5.232.568, a qual é aqui incorporada para referência. O procedimento geral na Patente US 5.232.568 é modificado na medida em que um alvo de grafita, dopado com 2 porcento atômico de cromo, foi usado em lugar de um puro alvo de grafita. A camada de DLC dopada com cromo pode ser aplicada, por exemplo, por meio do uso de crepitação usando uma tensão DC de cerca de - 500 Volts e uma pressão de cerca de 2 mtorr. Como descrito no “Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing”, DLC é um material de carbono anfótero que exibe muitas das propriedades desejáveis, mas não tem a estrutura cristalina de diamante. A camada externa 18 provê fricção reduzida e inclui PTFE e algumas vezes é referida como um telômero. Um material de PTFE preferido é Krytox LW 1200, disponível de DuPont. Este material é um lubrificante seco não inflamável e estável, o qual consiste de pequenas partículas que produzem dispersões estáveis. Ele é fornecido como uma dispersão aquosa de cerca de 20% de sólidos em peso e pode ser aplicado por meio de imersão, pulverização, ou escovação, e pode em seguida ser secado ao ar ou revestido derretido. A camada tem preferivelmente espessura menor do que 5.000 Angstroms e podería tipicamente ter 1.500 Angstroms a 4.000 Angstroms, e pode ser tão delgada quanto 100 Angstroms, desde que um revestimento contínuo seja mantido. Desde que um revestimento contínuo seja atingido, a reduzida espessura do revestimento de telômero pode prover melhores primeiros resultados de barbear. As patentes U.S. Nos. 5.263.256 e 5.985.459, as quais são aqui incorporadas para referência, descrevem técnicas que podem ser usadas para reduzir a espessura de uma camada de telômero aplicada. A camada de politetrafluoroetileno adere bem à camada de DLC dopada com cromo, mesmo que o politetrafluoroetileno tenha sido aplicado diretamente à camada de DLC dopada com cromo como ma dispersão aquosa. Se acredita que o dopante de cromo ajuda na adesão entre as camadas. A lâmina de aparelho de barbear 10 é feita geralmente de acordo com os processos descritos nas acima referidas patentes. Uma forma de realização particular inclui uma camada intermediária de nióbio 14 tendo espessura de 200 Angstroms, uma camada de DLC 16, dopada com cromo, tendo espessura de 700 Angstroms, e uma camada de revestimento externo de politetrafluoroetileno de Krytox LW1200 18 tendo espessura de 200 Angstroms. A lâmina 10 preferivelmente tem um raio de ponta de cerca de 200 - 400 Angstroms, medido pelo SEM antes de adição da camada externa 18.
Com referência à figura 2, a lâmina 10 pode ser usada no aparelho de barbear 110, o qual inclui um cabo 112 e cartucho de barbear substituível 114. O cartucho 114 inclui um alojamento 116, o qual porta três lâminas 10, protetor 120 e tampa 122. As lâminas 10 são movivelmente montadas, como descrito, por exemplo, na Patente US 5.918.369, a qual é aqui incorporada para referência. O cartucho 114 também inclui um membro de interconexão 124, sobre o qual o alojamento 116 é pivotavelmente montado em dois braços 128.0 membro de interconexão 124 inclui uma base 127 que é substituivelmente conectada com o cabo 112. Alteraativamente, a lâmina 10 pode ser usada em outros aparelhos de barbear tendo um, dois, três ou mais do que três lâminas, lâminas de dois lados, e aparelhos de barbear que não têm lâminas móveis ou cabeças pivotantes onde o cartucho é ou substituível ou permanentemente fixado em um cabo de aparelho de barbear.
Com referência à figura 3, uma lâmina de aparelho de barbear alternativa 22 inclui um substrato 12, camada de carbono duro 16, camada de sobrerevestimento 24, e camada externa 18. O substrato, camada de carbono dura e camada externa geralmente são os mesmos que na lâmina de aparelho de barbear 10. A camada de sobrerevestimento 24 é discutida no pedido U.S.S.N. 09/515.421, que é aqui incorporado para referência. A camada de sobrerevestimento reduz o arredondamento de ponta da dura borda revestida e pode facilitar a ligação da camada externa ao revestimento duro, enquanto ainda mantém os benefícios de ambos. A camada de sobrerevestimento 24 é preferivelmente feita material contendo cromo, por exemplo, cromo ou ligas de cromo, por exemplo, CrPt, os quais são compatíveis com politetrafluoroetileno. Uma particular camada de sobrerevestimento é cromo com espessura de cerca de 100-200 Angstroms. A lâmina 10 tem uma borda de corte que tem menor arredondamento com barbear repetido do que teria sem a camada de sobrerevestimento. A camada de sobrerevestimento de cromo 24 é depositada em um mínimo de 100 Angstroms e um máximo de 500 Angstroms. Ela é depositada por crepitação usando uma tensão DC (mais negativa do que -50 Volts e preferivelmente mais negativa do que -200 Volts) e pressão de cerca de 2 militorr de argônio. Acredita-se que a elevada tensão negativa promova uma tensão compressíva (em contraste com uma tensão de tração), na camada de sobrerevestimento de cromo, que se acredita que promova a resistência aperfeiçoada ao arredondamento de ponta enquanto mantém bom desempenho de barbear. A lâmina 10 preferivelmente tem um raio de ponta de cerca de 200-400 Angstroms, medido por SEM, após aplicação da camada de sobrerevestimento 24 e antes da adição da camada externa 20. A camada de carbono dura 16, a qual é dopada com cromo, adere no substrato 12 mesmo quando a camada de carbono dura é depositada diretamente sobre o substrato, sem uma camada intermediária. Se acredita que a presença do dopante de cromo ajuda na adesão entre a camada de carbono dura e a borda de corte.
Outras formas de realização estão nas reivindicações. Por exemplo, a lâmina de aparelho de barbear opcionalmente pode não incluir nem uma camada intermediária 14 nem uma camada de sobrerevestimento 24. Em adição, titânio, nióbio, tungstênio, molibdênio ou silício podem ser usados em lugar de cromo ou em adição ao cromo, como o dopante no duro material de carbono.
Além disto, a lâmina de aparelho de barbear pode incluir duas ou mais duras camadas de carbono. Cada camada pode incluir uma diferente quantidade de dopante e uma ou mais camadas podem não incluir dopante. As duras camadas de carbono podem incluir o mesmo ou diferente material contendo carbono.
Por exemplo, uma camada dura contendo carbono pode incluir uma quantidade variável de dopante. Por exemplo, a superfície interna da dura camada de carbono pode incluir 1 porcento atômico de dopante, e esta quantidade pode elevar-se por um gradiente, com a superfície externa da camada de carbono dura incluindo 5 ou 10 porcento atômico do dopante.
Em adição, uma dura camada contendo carbono pode incluir dois ou mais dopantes selecionados, por exemplo, dentre aqueles previamente mencionados.
Outras formas de realização estão nas reivindicações.
Claims (21)
1. Lâmina de aparelho de barbcar compreendendo: um substrato com uma borda de corte, definida por uma ponta afiada e facetas adjacentes, caracterizada pelo fato de compreender um revestimento de um material contendo carbono, dopado com cromo sobre a borda de corte, e um revestimento de politetrafluoroetileno sobre o revestimento de um material contendo carbono; sendo que nào existe camada de sobrerevestimento entre o revestimento de um material contendo carbono e o revestimento de politetrafluoroetileno.
2. Lâmina de aparelho de barbear compreendendo: um substrato com uma borda de corte definida por uma ponta afiada e facetas adjacentes; caracterizada pelo fato de compreender um revestimento de um material contendo carbono, dopado com cromo, sobre a borda de corte; e um revestimento de politetrafluoroetileno sobre o revestimento de um material contendo carbono; sendo que nào existe camada intermediária entre o revestimento de um material contendo carbono e a borda de corte.
3. Lâmina de aparelho de barbear de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o revestimento de um material contendo carbono inclui de 0,1 a 10 porcento atômico de cromo
4. Lâmina de aparelho de barbear de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o revestimento de um material contendo carbono inclui de 1 a 5 porcento atômico de cromo.
5. Lâmina de aparelho de barbear de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o revestimento de um material contendo carbono é carbono tipo diamante.
6. Lâmina de aparelho de barbear de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o revestimento de um material contendo carbono é selecionado do grupo contendo diamante e diamante anfótero.
7. Lâmina de aparelho de barbear de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que também compreende uma camada intermediária entre o revestimento de um material contendo carbono e a borda de corte.
8. Lâmina de aparelho de barbear de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a camada intermediária compreende nióbio.
9. Lâmina de aparelho de barbear de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que também compreende uma camada de sobrerevestimento entre o revestimento de um material contendo carbono e o revestimento de politetrafluoroetileno.
10. Lâmina de aparelho de barbear de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a camada de sobrerevestimento compreende cromo.
11. Lâmina de aparelho de barbear de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o revestimento de um material contendo carbono tem uma espessura menor do que 2.000 Angstroms e o revestimento de politetrafluoroetileno tem uma espessura entre 100 e 5.000 Angstroms.
12. Aparelho de barbear compreendendo um cabo; um alojamento conectado com o cabo; e pelo menos uma lâmina de aparelho de barbear montada no alojamento, a lâmina de aparelho de barbear compreendendo um substrato com uma borda de corte definida por uma ponta afiada e facetas adjacentes, caracterizada pelo fato de que dita lâmina de aparelho compreende um revestimento de um material contendo carbono, dopado com cromo sobre a borda de corte, e um revestimento de politetrafluoroetileno sobre um revestimento de um material contendo carbono, sendo que não existe camada de sobrerevestimento entre o revestimento de um material contendo carbono e o revestimento de politetrafluoroetileno.
13. Aparelho de barbear compreendendo: um cabo, um alojamento conectado com o cabo, e pelo menos uma lâmina de aparelho de barbear montada no alojamento, a lâmina de aparelho de barbear compreendendo um substrato com uma borda de corte definida por uma ponta afiada e facetas adjacentes, caracterizada pelo fato de que dita lâmina de aparelho compreende um revestimento de um material contendo carbono, dopado com cromo sobre a borda de corte, e um revestimento de politetrafluoroetileno sobre o revestimento de um material contendo carbono; sendo que não existe camada intermediária entre o revestimento de um material contendo carbono e a borda de corte,
14. Método de produção de uma lâmina de aparelho de barbear, caracterizado pelo fato de que compreende: revestir um substrato tendo uma borda de corte definida por uma ponta afiada e facetas adjacentes com a material contendo carbono, dopado com cromo, e revestir o revestimento de material contendo carbono com politetrafluoroetileno por meio do contato do revestimento de um material contendo carbono diretamente com uma dispersão aquosa incluindo politetrafluoroetileno.
15. Lâmina de aparelho de barbear compreendendo: um substrato com uma borda de corte definida por uma ponta afiada e facetas adjacentes; e caracterizada pelo fato de compreender um revestimento de carbono tipo diamante sobre a borda de corte, o revestimento incluindo de 0,1 a 10 porcento atômico de um dopante.
16. Lâmina de aparelho de barbear de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o revestimento inclui de 1 a 5 porcento atômico de um dopante.
17. Lâmina de aparelho de barbear de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o dopante é selecionado do grupo consistindo de titânio, nióbio, tungstênio, molibdênio e silício.
18. Lâmina de aparelho de barbear de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o dopante é selecionado do grupo consistindo de nióbio, molibdênio e silício.
19. Lâmina de aparelho de barbear de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o dopante é cromo.
20. Lâmina de aparelho de barbear de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que também compreende uma camada intermediária entre o revestimento de carbono tipo diamante e a borda de corte.
21. Lâmina de aparelho de barbear de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que também compreende um revestimento de politetrafluoroetileno sobre o revestimento de carbono tipo diamante.
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