专利名称：剃刀片的制作方法
技术领域：
本发明涉及对剃刀及剃刀片的改进。
背景技术：
剃刀片典型地由合适的基底材料如不锈钢形成，并且刀刃形成楔形构
型，其中最终的刃尖具有小于约1000埃，例如约200至300埃的半 径。通常利用诸如金刚石、非晶金刚石、类金刚石碳(DLC)材料、氮化 物、碳化物、氧化物或陶瓷之类的硬涂层来改善强度、耐腐蚀性和剃须能 力，保持必要的强度，同时允许使用具有较低切削力的较薄刀刃。可采用 聚四氟乙烯(PTFE)外层来降低摩擦。含铌或铬材料的夹层可有助于改善基 底(通常为不锈钢)和硬碳涂层(如DLC)之间的结合。剃刀片刀刃结构 的实例和制造方法描述于美国专利5, 295, 305、 5,232,568、 4,933,058、 5,032,243 、 5,497,550 、 5，940，975 、 5,669,144 、 EP 0591334和PCT 92/03330中，这些专利均以引用方式并入本文中。
在使用时，具有硬涂层和聚四氟乙烯外层的刀刃的最终刃尖在多次剃 须后可变得更圆，使得刃尖半径增加，并且通常可觉察到剃刮性能降低。
美国专利6,684,513描述了具有含铬保护层的剃刀片来解决这些问题。
发明概述
在一个方面，本发明的特征总体在于一种剃刀片，所述剃刀片包括具 有被尖锐的刃尖和邻近面所限定的刀刃的基底、位于刀刃之上的硬涂层、 位于硬涂层之上的氮化铬保护层、以及位于保护层之上的由聚四氟乙烯涂 敷的外层。本发明人已发现，氮化铬提供极好的聚四氟乙烯涂层的粘附 性。因此，聚四氟乙烯涂层在多次剃须后仍继续粘附在刀片上，从而增加
可使用刀片获得的舒适剃须的次数。此外，氮化铬坚硬、结实且耐腐蚀， 从而提供卓越的刀刃强度和增强的剃刮性能。
在另一个方面，本发明的特征总体在于一种剃须刀，所述剃须刀包括 手柄和具有刀片的剃刀头部，所述刀片具有带刀刃(被尖锐的刃尖和邻近 面所限定)的基底、位于刀刃之上的硬涂层、位于硬涂层之上的氮化铬保 护层、以及位于保护层之上的由聚四氟乙烯涂敷的外层。
本发明的特定实施方案可包括下列一个或多个特征。在特定实施方案
中，硬涂层材料可由含碳材料(例如，金刚石、非晶金刚石或DLC)、氮 化物、碳化物、氧化物或其它陶资制成。硬涂层可具有小于2,000埃的 厚度。保护层可由具有10%至50°/ 的碳与氮百分比的氮化铬制成。优选 地，氮化铬具有约25至35%原子的氮含量。保护层可具有介于100和 600埃，例如200至400埃之间的厚度。刀片可包括基底与硬涂层之间 的夹层。夹层可包括含铌或铬的材料。聚四氟乙烯可为购自杜邦公司的 KRYTOX LW120(T。 PTFE外层可具有介于100和5000埃之间的厚度。
在另一个方面，本发明的特征总体在于制造一种剃刀片，制造方法如 下提供具有被尖锐的刃尖和邻近面所限定的刀刃的基底；在刀刃之上添 加硬涂层；在硬涂层之上添加氮化铬保护层；以及在保护层之上添加由聚 四氟乙烯涂敷的外层。
本发明的特定实施方案可包括下列一个或多个特征。在特定实施方案 中，所述层可通过反应物理气相沉积(例如，磁控賊射或阴极电弧)来添 加或者通过化学气相沉积来添加。氮化铬的沉积可包括电弧沉积。电弧沉 积可利用介于约100安培和200安培之间的阴极弧电流和-40V至-100V的基底偏压来实现。沉积可在0. 0001Pa(l(T6托)至1.3Pa(l(T2托) 的压力下进行，并且可在氮气氛或氮/氩气氛中进行。如果利用氮与氩的 混合物，则氮与氩的比率可为约1:3至3:1。作为另外一种选择，可利 用合适的RF偏置或DC偏置方案以在氮或氩/氮混合物下通过反应磁控 溅射实现等价的氮化铬层。
本发明的实施方案可包括下列一个或多个优点。氮化铬保护层的使用 改善了聚四氟乙烯外层与硬涂层的粘附性。剃刀片具有由硬涂层所提供的 改善的刀刃强度并具有降低的多次剃须刃尖变圓。降低的刃尖变圓最大程
度地减少切削力的增加，从而保持卓越的剃刮性能。剃刀片自第一次剃须 开始起一直具有优良的剃刮性能。
本发明的一个或多个实施方案的细节阐述于附图和以下说明中。通过 阅读说明书、附图以及权利要求书，本发明的其它特征、目的和优点将变 得显而易见。
附图概述
图1是剃刀片的刀刃部分的垂直截面图。
图2是包括图1剃刀片的剃须刀的透视图。
发明详述
参见图1,其显示了包括基底12、夹层14、硬涂层16、保护层18 和外层20的剃刀片10。基底12通常由不锈钢制成(尽管也可采用其 它基底)，并具有尖至刃尖半径小于l，OOO埃，优选200至300埃的最 终刀刃，并且在距刃尖40微米处测量，具有侧面22的夹角介于15和 30度，优选约19度的轮廓。
夹层14用于帮助将硬涂层粘结到基底上。合适的夹层材料的实例为 含铌或铬的材料。特殊的夹层由大于100埃且优选小于500埃厚度的铌 制成。PCT 92/03330描述了铌夹层的使用。
硬涂层16提供改善的强度、耐腐蚀性和剃须能力，并且可由含碳材 料(如金刚石、非晶金刚石或DLC)、氮化物(如氮化硼、氮化铌或氮化 钛)、碳化物(如碳化硅)、氧化物(如氧化铝、氧化锆)或其它陶资材料 制成。用溅射涂敷期间通过例如在目标上包括这些添加剂，含碳材料可掺 杂有其它元素如钨、钛或铬。材料也可掺入氢，例如氢化DLC。涂层16 优选地由金刚石、非晶金刚石或DLC制成。特定实施方案包括小于 2,000埃，优选小于l，OOO埃的DLC。 DLC层和沉积方法描述于美国专 利5,232, 568中。如"Handbook of Physical Vapor Deposit ion (PVD) Processing"中所述，DLC为无定形碳材料，其显示具有金刚石的许多所 需性质但不具有金刚石的晶体结构。
保护层18用于减少硬涂敷刀刃的刃尖变圓，并有利于在将外层粘结 到硬涂层上同时还保持两者的有益效果。保护层18由氮化铬制成。氮化 铬可具有约10%至50% (化学计量或非化学计量)的Cr/N百分比。在 一些实施方案中，氮化铬可包括约30原子百分比的氮。在一些实施方案 中，氮化铬电弧沉积为约200至400埃厚度的层。与没有保护层相比， 刀片10具有多次剃须后仍不太圓的刀刃。
外层20用于减小摩擦并包括聚四氟乙烯，并且有时被称作调聚物。 一种特殊的聚四氟乙烯材料为购自杜邦公司的Krytox LW 1200。这种材 料是不易燃的稳定的干润滑剂，其由产生稳定分散的小颗粒构成。它以按 重量计含20%固体物的水分散液来供给并可通过浸渍、喷射或刷涂来涂 敷，并且接下来可进行空气干燥或熔融涂敷。该层优选小于5,000埃， 典型地可为1,500埃至4,000埃，并且可薄至100埃，前提条件是保 持连续涂敷。假设实现了连续涂敷，调聚物涂层厚度减薄可改善第一次剃 须效果。美国专利5， 263， 256和5,985,459描述了可用来减小所涂敷的 调聚物层厚度的技术，它们均以引用方式并入本文中。
剃刀片10通常依据以上参考专利中所述的方法制造。特定实施方案 包括铌夹层14、 DLC硬涂层16、氮化铬保护层18和Krytox LW1200 聚四氟乙烯外涂层20。氮化铬保护层18沉积至最小100埃和最大600 埃。其通过电弧沉积进行沉积。电弧沉积可利用介于约100安培和200 安培之间(例如，约150安培)的阴极弧电流和-40V至-100V (例 如，约-65V )的基底偏压来实现。沉积可在0. 0001Pa(l(T托)至 1. 3Pa(10—2托)，例如约0. 013Pa(10"托)的压力下进行，并且可在氮或 氮/氩气氛中进行。如果利用氮与氩的混合物，则N与Ar的比率可为约 1: 3至3: 1。
刀片10优选具有约200至400埃的刃尖半径，其在涂敷保护层 18之后且添加外层20之前通过SEM测量。
参见图2,刀片10可用于包括手柄112和可替换的剃须刀片架 114的剃须刀110中。刀片架14包括外壳116,其承栽三个刀片10、 防护件120和顶盖122。刀片10活动安装，如以引用方式并入本文的 美国专利5,918, 369中所述。刀片架114也包括一个互连构件124，在
其上将外壳116可枢转地安装在两个臂128处。互连构件124包括可 置换地连接到手柄112上的基座127。作为另外一种选择，刀片10可 用于其它具有一个、两个或三个以上的刀片、双面刀片的剃刀中，以及不 具有活动刀片或可枢转头部(其中刀片架可置换地或永久性地连接到剃刀 手柄上)的剃刀中。
在使用时，剃刀片10自第一次剃须开始将一直具有优异的剃刮性 能。刀片10具有由硬涂层提供的改善的刀刃强度，并具有由保护层所提 供的多次剃须后刃尖较少变圆，同时保持卓越的剃须性能。
其它实施方案在以下权利要求的范围之内。
例如，如果需要可利用其它沉积技术，例如利用DC偏置(比-50 伏更负且优选比-200伏更负)和采用氮或氩/氮混合物的毫托范围内的 压力或合适的RF偏置的磁控濺射。
权利要求
1.一种剃刀片，所述剃刀片包括具有被尖锐的刃尖和邻近面所限定的刀刃的基底；位于所述刀刃之上的硬涂层，特征在于位于所述硬涂层之上的氮化铬保护层；以及位于所述保护层之上的由聚四氟乙烯涂敷的外层。
2. 如权利要求1所述的刀片，其中所述硬涂层由含碳材料制成。
3. 如权利要求2所述的刀片，其中所述含碳材料包括金刚石。
4. 如权利要求2所述的刀片，其中所述硬碳涂层包括类金刚石碳材 料。
5. 如权利要求2所述的刀片，其中所述硬碳涂层包括非晶金刚石材料。
6. 如前述任一项权利要求所述的刀片，其中所述保护层具有约100 至600埃的厚度。
7. 如前述任一项权利要求所述的刀片，所述刀片还包括介于所述基底 和所述硬碳涂层之间的夹层。
8. 如权利要求7所述的刀片，其中所述夹层包含铌。
9. 如权利要求7所述的刀片，其中所述夹层包括含铬材料。
10. 如前述任一项权利要求所述的刀片，所述刀片还包括介于所述基底 和所述硬涂层之间的铌夹层。
全文摘要
本发明公开了一种剃刀片(10)，所述剃刀片包括具有被尖锐的刃尖和邻近面(22)所限定的刀刃的基底(12)、位于刀刃之上的硬涂层(16)、位于硬碳涂层之上的氮化铬保护层(18)、以及位于保护层之上的由聚四氟乙烯涂敷的外层(20)。
文档编号B26B21/00GK101198447SQ200680021438
公开日2008年6月11日 申请日期2006年6月7日 优先权日2005年6月14日
发明者J·马黛拉, N·索南伯格, S·孙 申请人:吉莱特公司