JPH06507100A - かみそり刃に関する改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 かみそり刃に関する改良 本発明は、改良されたかみそり及びかみそり刃に関し、耐性を有する鋭い切断縁 部を具備したかみそり刃または同様の切断具を製造するための方法に関する。

かみそり刃は、典型的には金属またはセラミックのような適当な基板材料から形 成され、縁部は、約１０００Å以下の半径を有する先端縁部または先端部を備え たくさび形状の構成から形成される。ひげそりが激しく行われると、ときどき刃 の縁部が損傷を受けるので、ひげそり能力を向上させひげそりを容易にするため 、及び／またはひげそり縁部の堅さ及び／または耐腐食性を増加させるために１ つまたはそれ以上の追加的なコーティング材料が提案されている。重合材料及び 金属並びにダイヤモンド及びダイヤモンドのような炭素（Ｄ　Ｌ　Ｃ）材料を含 む他の材料のような多数のコーティング材料が提案された。このような追加的な 材料の層は、各層がかみそり刃の寿命にわたって基板にしっかりと張り付いて残 るように、またひげそり縁部の形状及び切断の有効性に悪影響を与えないような 接着特性を有しなければならない。

ダイヤモンドまたはダイヤモンド状の炭素材料のコーティングを基板の鋭い縁部 に適用することによって改良された機械的な特性によってかみそり刃の切断縁を 提供することが提案された。このような材料は、はぼｓｐ３の炭素接着、１．５ グラム／ｃｍ３以上の質量；及び約１３３１　ｃｍ　（ダイヤモンド）または約 １５５２　ｃｍ−１（ＤＬＣ）のラーマンピークを有することを特徴とする。

しかしながら、このような提案は、ダイヤモンドまたはダイヤモンド状のコーテ ィングが基板のくさび状の縁部に接着しに＜＜、すなわち剥れやすい傾向がある ために満足のゆくものではなかった。間にモリブデンの層を挿入することは、ダ イヤモンドまたはダイヤモンド上の炭素を基板のくさび形の縁部に対して有効な 接着性を与えることが分かったが、８０℃の熱い蒸留水に１６時間浸けるという 或加速腐食テスト状態において、ダイヤモンド状の炭素コーティングは、電気化 学反応が行われるモリブデン中間層及びスチール刃基板から剥れることが分かっ た。

本発明の１つの観点によれば、くさび形状の縁部を有する基板と、くさび形状の 縁部の先端及び側面上にモリブデン、ニッケル、ニオビウム、ケイ素、シリコン カーバイド、タンタル、バナジウム及びこのような材料の合金からなるグループ から選択された材料の中間層であって、その厚さが約５Ｏ−５００Ａの範囲であ る中間層と、好ましくは、少なくとも約１２００人の厚さを有し、約４００人未 満の先端部の半径、及び１　：１−３　：　１のアスペクト比を規定する中間層 上のダイヤモンドまたはダイヤモンド状の炭素材料の層とからなる。

刃は、優れたひげそり特性及び長いひげそり寿命を呈する。

特定の実施例において、かみそり刃は鋼からつくられ、ダイヤモンドまたはＤＬ Ｃコーティングは金属基板の少なくとも２倍の硬さであり、くさび形の縁部は、 一連の機械的な研磨ステップによって形成され、中間層材料（好ましい材料はニ オビウムである）及びダイヤモンドまたはダイヤモンド状の炭素材料は、中間層 材料及び黒鉛のターゲットから材料をスパッタリングすることによって形成され る。

本発明の他の観点によれば、基板を準備する段階と、３０°未満の傾斜角度及び 好ましくは１２００人未満の先端部の半径（すなわち、このような最先端部が少 なくとも２５，０００倍の倍率で走査電子顕微鏡によって観察されるときに縁部 の最先端内に配置される大きな円の半径）を有するくさび形の鋭い縁部を基板の 縁部上に形成スル段階と、鋭い縁部上にモリブデン、ニッケル、ニオビウム、ケ イ素、シリコンカーバイド、タンタル、バナジウム及びこのような材料の合金か らなるグループから選択された材料の中間層を堆積させる段階と、中間層上にダ イヤモンドまたはダイヤモンド状の層を堆積させて約１，０ＯＯＡ未満のダイヤ モンドまたはダイヤモンド上の炭素材料の最先端部にある半径を形成する段階と を含むかみそり刃を形成する方法が提供される。

中間層及びダイヤモンドまたはＤＬＣ層は、炭化水素ガスのプラズマ分解、目標 を衝撃するためにプラズマまたはイオンガンからイオンを使用するスパッタ堆積 、炭素イオンのビームを直接使用して及びＥビームまたはスパッタリング源のい ずれかを使用したイオンビーム補助堆積（ＩＢＡＤ）処理のような種々の技術に よって堆積される。

特定の方法において、基板は鋭い縁部を形成するために一連の研磨段階で機械的 に研磨され、ニオビウム及びダイヤモンドまたはダイヤモンド状の炭素材料の層 がス”バッタリングによって連続的に堆積され、ニオビウムの中間層は、約５０ ０人未満の厚さを有し、ニオビウムでコートされた切断縁部上のダイヤモンドま たはＤＬＣコーティングは、少なくとも約１２００Ａの厚さを有し、ダイヤモン ドの層は約１３３１　ｃｍ−１でラーマンピークを有し、ダイヤモンド状炭素（ Ｄ　Ｌ　Ｃ）材料層は、約１５５０　ｃｍ”’Ｑラーマンヒーク、ホｌＺ　ｓ　 ｐ　３　Ｒ常接１１．１．５グラム／ｃｍ”以上の質量を有し、接着ポリマコー ティングは、ダイヤモンドまたはＤＬＣコート切断繰上に適用される。

本発明の他の観点によれば、支持構造体に固定された刃の縁部及び少なくとも１ つの刃部材に使用者の皮膚に係合するための外面を育する刃の支持構造からなる ひげそりユニットが提供される。支持構造体に固定されたかみそり刃構造は、鋭 い先端部から４０マイクロメータの距離で１７°未満の傾斜角を有する小面によ って規定されたくさび形状の切断縁を有する基板と、モリブデン。

ニッケル、ニオビウム、ケイ素、シリコンカーバイド。

タンタル、バナジウム及びこのような材料の合金及び前記基板の鋭い先端部から ４０マイクロメーターの距離に少なくとも１２０　ＯＡの厚さを有する中間層上 の強化材料の層と、少なくとも約０．１マイクロメータの長さを有し、少なくと も６０度の傾斜角、４００Ａ未満の強化材料の先端部の半径、１　：１−３　： 　１の範囲のアスペクト比を規定する小面によって規定される先端部とを含む。

特定のひげそりユニットにおいて、かみそり刃構造は、２つの鋼製の基板を含み 、くさび形状の縁部は、皮膚係合表面の間で互いに平行に配置されており、ニオ ビウムの中間層は鋼製の基板と縁部強化層との間に配置され、縁部強化層は、ダ イヤモンドまたはＤＬＣ材料であり、各ニオビウム層は、約５００人未満の厚さ を有し、各ダイヤモンドまたはＤＬＣコーティングは、約２００ＯＡ（典型的に は処理パラメータによって１８００−２２００Ａの範囲）の厚さを有し、実質的 にｓｐ３炭素接着、１．５グラム／ｃａ＋３以上の質量、ダイヤモンドの層は約 １３３１ＣＩ１１−１（ダイヤモンド）及び約１５５０ｃｔｉ−’　（Ｄ　Ｌ　 Ｃ）でラーマンピークを有することを特徴とし、接着ポリマコーティングは、ダ イヤモンドまたはＤＬＣコート切断縁上に適用される。

ひげそりユニットは、かみそりのハンドルへの結合及び離脱させることができる 使い捨てのカートリッジタイプ、またはハンドルと一体であるものでよく、刃が なまったときに一つのユニットとして完全な刃と交換することができる。前方及 び後方の皮膚係合面は、ひげそり形状を規定するために刃の縁部と共働する。特 に好ましいひげそりユニットは、米国特許第３，８７６．５６３号及び米国特許 第４，５８６，２５５号に開示されるタイプである。

本発明の他の特徴及び利点は、図面を参照した実施例の説明によって明らかにす る。

第１図は、本発明によるひげそりユニットの概略図である。

第２図は、本発明による他のひげそりユニットの斜視図である。

第３図は、本発明によるかみそり刃縁部の形状の一例を示す断面図である。

第４図は、本発明の実施例の装置の斜視図である。

篤５図及び第６図は、第４図の装置上に堆積されたＤＬＣ材料のラーマンスペク トルである。

特定の実施例の説明 第１図を参照すると、ひげそりユニット］、０は、かみそりハンドルに取り付け るための構造体と、前方の横断する方向に伸びる皮膚係合面１４を含む高衝撃ポ リスチレンから形成されたプラットフォーム部材１２とを有する。鋭い縁部１８ を有する前縁刃１６と鋭い縁部２２を有する後縁刃２０がプラットフォーム部材 １２に取り付けられている。成形された高衝撃のポリスチレンのキャップ部材２ ４は、皮膚係合面２６を規定する構造を有し、この皮膚係合面２６は、刃の縁部 ２２の後方に配置され、ひげそり補助剤２８がキャップ部材２４に固定されてい る。

第２図に示すひげそりユニット３０は、ヤコブソンの米国特許第４．５８６，２ ５５号に示すタイプのものであり、前方部分３４と後方部分３６とを有する成形 本体３２を有している。本体３４にはガード部材３８．前縁刃ユニット４０及び 後縁刃ユニット４２が弾性的に固定されている。各刃ユニット４０．４２は、鋭 い縁部４６を有する刃部材４４を有する。ひげそり補助剤４８は、後方部分３６ の溝内に摩擦的に固定されている。

刃１６．２０及び４４の縁部領域の概略図を第３図に示す。刃は、くさび形状の 鋭い縁部を具備したステンレススチールの本体部分５０を有し、この縁部は、典 型的には５００Ａ未満の半径を有し、約１３°の角度で広がる小面で先端部分５ ２を形成するように一連の縁部形成ホーニング操作によって形成される。先端部 ５２及び小面５４，５６上に約３００Ａの厚さを有するニオビウムの中間層５８ が配置されている。ニオビウムの中間層５８上にダイヤモンド状の炭素（Ｄ　Ｌ 　Ｃ）の外層６０があり、その層は、約２０００Ａの厚さを有し、小面６２゜６ ４は、各々が約１／４マイクロメータの長さを有し、主小面６６．６８に合体す る約８０°の傾斜角を規定し、主小面６６．６８は、１３°の角度及び約１．７ のアスペクト比（ＤＬＣの先端部７０からステンレススチール先端部５２への距 離（ａ）と先端部５２でのＤＬＣのコーティング６０の幅の比）になるように配 置される。層６０上には、積層厚さとして実質的な厚さを有しているが最初のひ げそり中に単一層の厚さに減少される接着テロマ一層７２が配置されている。

第３図に示すタイプの刃を処理するための装置が第４図に概略的に図示されてい る。この装置は、コロラド州のバウルダのバクチクシステムによって製造される ＤＣプレーナマグネトロンスパッタリングシステムを有し、この装置は、壁構造 体８０．ドア８２及び適当な真空装置（図示せず）に接続されたポート８６が形 成されているベース構造体８４を備えたステンレススチール製の室７４を有する 。室７４内には直立した支持部材９０を具備した円形のサポート８８が取り付け られており、その上に鋭い縁部９４がサポート９０から外側に面して整合するよ うにかみそり刃９２が積み重ねられて配置されている。また、室７４内には、黒 鉛（９９，９９９％純粋）のターゲット部材９８用の支持構造体７８とニオビウ ム（９９，９９％純粋）のターゲット部材９６用の支持構造体７６が配置されて いる。ターゲット９６及び９８は、各々が幅約１２センチメートル、長さ約３７ センチメードルの垂直方向に配置されたプレートである。支持構造体７６．７８ 及び８８は、室７４から電気的に絶縁されており、スイッチ１０６を通ってＤＣ 電源１０４からＲＦ電源を供給するように刃のスタック９２を接続するために提 供され、ターゲット９６及び９８は、スイッチ１０８．１１０を通ってＤＣマグ ネトロン電源１１２に接続されている。シャッタ構造体１１４及び１１６は、開 放位置と、それに隣接した目標を覆い隠す位置との間で運動が可能なようにター ゲット９６．９８に隣接して配置されている。

円形支持体８８は、対向する目標プレート９６．９８から約３センチメードル離 れた刃の縁部９４を有する刃のスタック９２を支持し、刃のスタック９２がニオ ビウムのターゲット９６に反対に整合する第１の位置と刃のスタック９２が黒鉛 のターゲット９８に反対に整合する第２の位置との間で垂直方向の軸線のまわり に回転可能である。

特定の処理方法において、（高さが５センチメートルの）刃９２のスタックがサ ポート９０上に固定され、室７４が真空とされ、ターゲラ）９６．９８が５分間 にわたってＤＣスパッタリングによって洗浄され、スイッチ１０２が閉鎖され、 刃９２が１０ミリトル（ｍｉｌｌｉｔｏ＋＋　）の圧力、２００ＳＣＣｍのアル ゴン流及び１．５キロワツトの動力で５分間にわたってアルゴンの環境において ＲＦ洗浄され、アルゴンの流れが室７４で２．０ミリトルの圧力で１５０ｓｅｃ ｍまで低減され、スイッチ１０６が刃９２上に一２５ボルトのＤＣバイアスを適 用するために閉じられ、スイッチ１０８は、１キロワツトの電力でスパッタリン グを開始するために閉じられ、ニオビウムターゲット９６の前方のシャッタ１１ ４は、刃の縁部９４の約３００人の厚さのニオビウム層５８を堆積するために３ ０秒の間にわたって開放される。次にシャッタが閉鎖され、スイッチ１０６及び １０８が開放され、円形のコンベヤ８８が黒鉛目標９８と刃のスタック９２の刃 の縁部を併置するために９０°にわたって回転される。室７４内の圧力は、１５ ０ｓｅｃｍのアルゴンの流れで２ミリトルに維持され、スイッチ１１０は７５０ ワツトで黒鉛のターゲット９８をスパッタリングするために閉じられ、スイッチ １０２は、刃９２上の８００ワツト（−４２０ボルトＤＣ自己バイアス電圧）の １３．５６ＭＨｚＲＦバイアスを印加するために閉鎖され、結果としてシャッタ １１６は、ニオビウムの層５８上に約２０００人の厚さのＤＬＣ層６０を堆積さ せるために２０分にわたって開放される。ＤＬＣコーティング６０は、約８０° 及び約１．９：１のアスペクト比とを有する小面６２，６４によって規定される 約３５０人の先端部７０での半径を有する。第５図に示すように、この方法で堆 積されたコーティング材料６０は、約１３５０と１５３０　ｃｍ−１の波数の間 に伸びる広いラーマンビーク１１８、ＤＬＣ構造体の典型的なスペクトルを示す 。

次に、ポリテトラフルオロエチレンのコーティング７２が刃のＤＬＣコート縁部 に適用される。この方法は、アルゴンの中性の大気内で刃を加熱し、刃の切断繰 上に接着剤及び固体ＰＴＥＦのポリマーコーティングを添加する。コーティング ５８及び６０は、刃本体５０にしっかりと接着され、第１の低いウール感覚の切 断力（ウェットウール感覚（Ｌ５）は約０．４５キログラム）を提供し、ウール 感覚のカッタカの繰り返し行われる適用に耐え、この力は、この感覚のカッタテ ストの厳格な条件に露呈されることによっても悪影響を受けず、１６時間にわた って８０℃の蒸留水に浸けた後でも本体５０にしっかりと接着したままであるこ とを示す。刃のエレメント４４が第２図に示すタイプのカートリッジユニット３ ０に組み込まれた結果、優れたひげそりの結果が得られた。

他の例において、ターゲット９６は、モリブデンでターゲット９８は黒鉛である 。この装置に関する特定の処理方法において、室７４が真空にされ、ターゲット ９６゜９８が５分間の間ＤＣスパッタリングによって洗浄され、刃９２は、１． ５キロワツト及び２００５ｃｍのアルゴン流で１０ミリトルの圧力でアルゴンの 環境でＲＦ洗浄され、室７４で２ミリトルの圧力で１５０ｓｅｃｍまで減少され 、モリブデンターゲット９６の前方のシャッタ１１４が開放され、ターゲット９ ６は、刃の縁部９４上の約２００人の厚さのモリブデン層５８を堆積するために ２２秒の聞方８２上に一１５０ボルトのバイアスで１キロワツトの電力でスパッ タリングされる。シャッタ１１４は、次に閉鎖され、円形コンベヤ８８が黒鉛タ ーゲット９８と刃のスタック９２に併置されるように９０°回転される。室７４ 上の圧力は、１５０５ｃｍｍのアルゴンの流れで２ミリトルに維持され、黒鉛の ターゲット９８は、モリブデン層５８上に約８００Ａの厚さのＤＬＣ層６０を堆 積するために１０秒の間、刃９２上に一１５０ボルトのバイアスで９００ワツト の電力でスパッタリングされる。第６図に示すように、この方法で堆積されたコ ーティング材料６０のラーマンスペクトルは、約１５２５　ｃｍ−１波数を中心 として広いラーマンピーク１２０、ＤＬＣ構造体の典型的なスペクトルを示す。

ＤＬＣコーティング６０は、刃本体５０にしっかりと接着され、ウール感覚のカ ッタカを繰り返して加えることに耐えて、この感覚のカッタのテストの厳しい条 件に露されることによって実質的に悪影響を与えず、刃本体５０にしっかりと接 着されたまま残る。その先端部７゜は、７００Ａの半径と、１．７：１のアスペ クト比とを有する。

次にポリテトラフルオロエチレンのテロマーのコーティング７２は、米国特許第 ３．５１８，１１０号の教示によって刃のＤＬＣ縁部に適用される。この方法は 、窒素またはアルゴンのような中性の気体またはクラックアンモニアのような減 少気体内での刃の加熱と、刃の切断縁上に接着剤と固体のＰＴＦＥの摩擦低減ポ リマーコーティングを提供することを含む。結果としての刃のエレメント４４は 、第２図内に示されるタイプのカートリッジユニット３０内に組み立てられ、優 れたひげそり結果が得られるようにひげをそられる。

他の処理シーケンスにおいて、室７４は、真空にされ、５分間にわたってＤＣス パッタリングによってＤＣ洗浄され、刃８２は、１．５キロワツトの電力で１０ ミリト／ｌ、　（７）　圧力で、及び２分間にわたって２００ｓｅｃｍのアルコ ン流でアルゴンの環境でＲＦ洗浄され１アルゴン流が室７４で２ミリトルの圧力 で１５０ｓｅｃｍまで減少され、モリブデンターゲット９６の前方のシャツタ１ １４が開放され、刃の縁部９４上に約３００Ａの厚さのモリブデンの層５８を堆 積するために３２秒の間−１５０ボルトのバイアスで１キロワツトでスパッタリ ングされる。シャッタ１１４は、閉鎖され、円形コンベヤ８８は、黒鉛のターゲ ット９８に刃のスタック９２を併置するために９０°回転される。室７４内の圧 力は１５０ｓｅｃｍのアルゴンの流れで２ミリトルに維持され、シャッタ１１６ が開放され、黒鉛のターゲット９８は、モリブデン層５８上に約１．０００人の 厚さのＤＬＣ層６０を堆積するために１０分間にわたって刃９２上に一１００ボ ルトのバイアスで５００ワツトでスノくツタリングされる。その結果、刃はしつ かりした接着剤ＤＬＣコーティング６０を有し、優れたひげそりの結果でひげを そることができた。

他の処理シーケンスにおいて、室７４は真空にされ、ターゲット９６．９８は、 ５分間にわたってＤＣスパッタリングによって洗浄され、刃は１．５キロワツト の電力で１０ミリトルの圧力で２分間で２００ＳＣＣｍのアルゴン流でアルゴン の環境内でＲＦ洗浄され、アルコン流は、室７４内で２ミリトルの圧力で１５０ ｓｅｃｍまで減少され、モリブデンターゲット９６の前方でシャ・ツタ１１４が 開放され、ターゲット９６は、刃の縁部９４上の約２００人の厚さのモリブデン 層５８を堆積するためにスパッタリングされた。シャッタ１１４は、閉鎖され、 円形コンベヤ８８は、黒鉛のターゲット９８に刃のスタック９２を併置するため に９０°回転される。室７４内の圧力は、１５０ｓｅｃｍのアルゴン流で２ミリ トルに維持され、シャッタ１１６は開放され、黒鉛ターゲット９８は、モリブデ ン層５８上に約３００Ａの厚さのＤＬＣ層を堆積するために６００ワツトでスパ ッタリングされる。ＤＬＣコーティング６０は結果としての天上にしっかりと接 着され、ＤＬＣ先端部７０は約５００Ａの半径を有する。

本発明の特定の実施例を示して説明したが、種々の変形が当業者には明らかであ る。従って、本発明は開示された実施例に、またはその詳細に制限されるもので はなく、本発明の精神及び観点内でその変形が行われる。

ＯＭ−Ｉ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、　６

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．基板を準備する工程と、 前記基板上に３０°以下の傾斜角度及び１２００Å以下の先端部の半径を有する くさび形状の鋭い縁部を形成する工程と、 前記鋭い縁部上にモリブデン，ニッケル，ニオビウム，ケイ素，シリコンカーバ イド，タンタル，バナジウム及びこのような材料の合金からなるグループから選 択された材料の中間層を堆積する工程と、 前記中間層上にダイヤモンドまたはダイヤモンド状の炭素材料を堆積する工程と からなるかみそり刃製造方法。
2. ２．前記切断縁上の前記中間層は、約５００Å以下の厚さを有し、前記中間層コ ート切断縁部上の前記ダイヤモンドまたはダイヤモンド状炭素層は、鋭い先端部 から４０マイクロメーターの距離まで少なくとも１２００Åの厚さを有する請求 項１に記載のかみそり刃製造方法。
3. ３．前記基板は金属製であり、前記ダイヤモンドまたはダイヤモンド状の炭素層 は前記金属基板の少なくとも２倍の硬さである請求項１または２に記載のかみそ り刃製造方法。
4. ４．前記ダイヤモンドまたはダイヤモンド状の層は黒鉛及びニオビウムターゲッ トが配置される真空室内のアルゴン環境内で堆積され、前記ニオビウムターゲッ トを励磁し、スパッタリングによって前記刃の縁部上にニオビウムの中間層を堆 積し、ＲＦバイアスを前記基板に印加する間、前記黒鉛ターゲットを励磁して前 記ニオビウム中間層上にダイヤモンドまたはダイヤモンド上の炭素材料の前記層 を堆積する請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. ５．前記くさび形状の縁部は、３０°以下の角度を有し、１，２００Å以下の先 端部の半径を有し、ダイヤモンドまたはダイヤモンド状炭素材料は、約４００Å 以下の前記ダイヤモンドまたはダイヤモンド状炭素材料の先端部で所定の半径を 有する請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. ６．前記鋭い縁部上のダイヤモンドまたはダイヤモンド伏の炭素層は、２０００ Åの厚さである請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. ７．前記ダイヤモンドまたはダイヤモンド状炭素コートの鋭い縁部状に接着ポリ マコーティングを適用する段階を含む請求項１から６に記載の製造方法。
8. ８．請求項１から７の製造方法によるかみそり刃。
9. ９．ダイヤモンドまたはダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）材料の前記層は、約１３ ３１ｃｍ−１（ダイヤモンド）または約１５５２ｃｍ−１（ＤＬＣ），約３：１ 以下のアスペクト比、ほぼｓｐ３の炭素接着及び１．５グラム／ｃｍ２以上の質 量を有する請求項８に記載のかみそり刃。
10. １０．間隔を置いた皮膚係合面を規定する支持構造体及びその支持構造体に固定 された請求項８または９によるかみそり刃構造体を有し、前記ダイヤモンドまた はダイヤモンド状炭素コートくさび形状縁部は、前記皮膚係合面との間に配置さ れているかみそりユニット。