剃刀刀片的制作方法

本发明涉及剃刀，并且更具体地涉及具有接合的且耐用的刀刃的剃刀刀片。

背景技术：

剃刀刀片通常由合适的基底材料诸如不锈钢形成，并且切割刃形成有楔形构型且具有最终末端，该最终末端具有半径。常常使用硬涂层诸如金刚石、非晶金刚石、类金刚石碳(dlc)材料、氮化物、碳化物、氧化物或陶瓷来改善强度、耐腐蚀性和剃刮能力，从而保持所需的强度、同时使得能够使用具有较低切割力的较薄刀刃。可以使用调聚物或聚四氟乙烯(ptfe)外层以降低摩擦。含铌或铬材料的夹层可以有助于改善通常为不锈钢的基底与硬碳涂层诸如dlc之间的结合。现有技术剃刀通常已知为具有更薄的轮廓和更薄的硬涂层以试图从较小切割力和较大舒适度的角度提高性能。

技术实现要素：

本发明包括一种具有基底的剃刀刀片，该基底具有由锋利的末端限定的切割刃，该基底具有在距刀片末端八微米的距离处测量的大于约4.26微米的厚度。基底具有在距刀片末端四微米的距离处测量的大于约2.30微米的厚度。基底具有在距刀片末端十六微米的距离处测量的大于约7.93微米的厚度。基底具有在距刀片末端四微米的距离处测量的约2.77微米的厚度。基底具有在距刀片末端八微米的距离处测量的约5.00微米的厚度。基底具有在距刀片末端四微米的距离处测量的约9.08微米的厚度。基底具有范围是从约50埃至约300埃的末端半径。

在另一实施方案中，夹层接合至基底。夹层包含铌或铬。涂层接合至夹层。涂层包含碳。碳层包含dlc。dlc的厚度的范围是从约700埃至约3500埃。罩面层接合至涂层。罩面层包含铬。经涂覆的基底具有范围是从约50埃至约400埃的末端半径。外层接合至罩面层，罩面层包含聚合物。外层包含聚四氟乙烯。

在另一实施方案中，外层是不连续的。外层可以是不连续的层，该不连续的层是无规则的、有序的、半有序的、或它们的任何组合。

在又一实施方案中，外层由包含按重量计约0.5％或更少的固体调聚物组分的分散体制备。外层由包含约0.03g/l或更少的调聚物的分散体制备。外层的厚度是约100埃。剃刀刀片的羊毛毡切割力大于约2lbs。

本发明的剃刀刀片使用单一纤维切割效率量度(measure)以小于100％的切割效率进行切割。

基底是马氏体不锈钢。在距刀片末端四微米处测量的厚度与在距刀片末端八微米处测量的厚度的比率是至少0.55，并且在距刀片末端四微米处测量的厚度与在距刀片末端十六微米处测量的厚度的比率是至少0.30。

本发明的剃刀刀片设置在剃刀刀片架内。

在另一实施方案中，剃刀刀片包括具有由锋利的末端限定的切割刃的基底，该基底具有在距刀片末端四微米的距离处测量的介于约2.30微米与约3.00微米之间的厚度、具有在距刀片末端八微米的距离处测量的介于约4.20微米与约5.30微米之间的厚度、并且具有在距刀片末端十六微米的距离处测量的介于约8.40微米与约9.60微米之间的厚度。夹层、涂层、或罩面层中的至少一者接合至基底。在另一实施方案中，没有外层接合至经涂覆的基底。

在距刀片末端四微米处测量的厚度与在距刀片末端八微米处测量的厚度的比率是至少0.55，并且在距刀片末端四微米处测量的厚度与在距刀片末端十六微米处测量的厚度的比率是至少0.30。

在又一实施方案中，剃刀刀片包括具有由锋利的末端限定的切割刃的基底，该基底具有在距刀片末端八微米的距离处测量的大于约4.26微米的厚度、具有在距刀片末端四微米的距离处测量的大于约2.30微米的厚度，硬涂层的厚度的范围是从约700埃至约3500埃，并且外层是完全不连续的、或者部分不连续且部分连续的。外层由包含约0.03g/l或更少的调聚物的分散体制备。剃刀刀片设置在剃刀刀片架中的一个或多个位置中。

附图说明

虽然说明书以特别指出并清楚地要求保护被视为本发明的主题的权利要求书结束，但是据信，通过以下描述结合附图可更充分地理解本发明。

图1为图解视图，其示出了刀片基底。

图2为图解视图，其示出了剃刀刀片。

图3是本发明的剃刀刀刃的微观图。

图4至图6、图6a、图6b-1和图6b-2是本发明的一系列微观图和表格，其描绘了剃刀刀刃上的调聚物。

图7是本发明的毛发的切割指示的图表。

图8是剃刀刀片架的俯视透视图，该剃刀刀片架具有设置在其中的本发明的至少一个剃刀刀片。

图9是图8的剃刀刀片架的剖视图。

具体实施方式

在本发明中，总体上希望提供这样一种剃刀刀刃：该剃刀刀刃使在刀片与毛发接合并穿透到毛发中之后切断毛发所需的力增大。这种类型的刀刃被设计成接合在毛发处并在毛发处拉扯，而不是干净利落且容易地切断毛发。这些高切割力刀刃可以有利地用于在与毛发接合之后将毛发拉出毛囊，使得剃刀刀片架中的第二切割刀片或其它后面的切割刀片可以切割毛发以捕获更多的滞后。这种类型的刀片允许消费者增加剃刮之间的时间或维持较长的贴面剃刮。这已被显示为有益于例如剃刮腿部(例如，女性的腿部)或具有类似毛发类型和总面积的其它区域。

刀片的行为由于其切断毛发而使用已知为单一纤维切割器(sfc)的“切割效率”量度被限定。这种用于测量由刀片施加在纤维诸如毛发上的切割力的方法公开在2016年2月9日授予的其受让人的美国专利号9,255,858中，该美国专利申请的全部内容通过参引并入本文中。

首先翻到图7，如图所示，在切割毛发指示72处，具有100％切割效率的刀片将提供干净的切割。本文中的干净切割表示径直横切与毛发的轴线正交的毛发直径且从毛发的相反侧离开。本发明的刀片具有小于100％的切割效率，并且通常不会有效地直接切断毛发(例如，不会径直横切毛发直径)。例如，这些类型的刀片将在图7中所示的切割毛发指示74、76、78和79的四个示例性场景中的任一场景中沿切割方向70切割毛发。本发明的刀片能够实现的如以74示出的切割表示这样的切割：该切割将开始从正交切割过渡至轴向切割之后从毛发的相反侧离开。这可以被称为“削”切割。在该示例中，这也是带有侧出口的切割。本发明的另一刀片能够实现的不同类型的削切割在切割毛发指示76处示出、能够在切断头发的直径的一半或更多之后过渡至主轴向切割(例如，削薄了毛发但是不从毛发的与刀片入口点相反的那一侧离开)。本发明的能够在切断小于毛发的约一半之后过渡至主轴向切割的另一刀片具有如图7中所示的以78示出的切割毛发指示。本发明的刀片也可能产生错失的切割(例如，毛发可能被刀片推进)或者产生这样的切割：该切割具有如在切割毛发指示79处所示的可忽略的可见切割。

因此，与现有技术的操作原理相比，本发明描述了一种新型剃刀刀片，该新型剃刀刀片有利地以小于100％的切割效率操作。

存在可以获得增大的接合和所需的切割力的三个方案。本发明设想这些解决方案可以单独地或以任何组合的方式使用。本发明的第一解决方案是获得具有显著宽的基底轮廓的锋利刀刃基底。该刀刃具有比实际中所用的刀刃大得多的厚度(例如，在距刀片末端四微米、八微米和/或十六微米的距离处)，这是因为实际中所使用的刀刃适合于小的切割力以获得非常锋利的刀片以便于切割、增大贴面性和舒适性。下面将更详细地描述这些新型刀片的厚度。

本发明的第二解决方案包括在刀刃上使用减少量的调聚物。利用减少量的调聚物——潜在地不包含调聚物——可以有利地在剃刀刀刃上形成减小的覆盖或不连续的调聚物膜。该解决方案是有益的，原因在于该解决方案增大了毛发切割力，同时仍保持优异的毛发接合/刀片穿透。通过将显著减少量的调聚物敷用至刀刃，将实现不连续的调聚物涂层，从而得到更高的切割力刀刃。然而，存在的调聚物或ptfe的量将足以减轻皮肤相关的剃刮不适，同时还保持优异的毛发接合。

除了宽的轮廓和减少的、非连续的调聚物之外，本发明的用于提供高切割力的第三解决方案是利用与传统刀片相比显著更厚的硬涂层。这种类型的涂层可以优选地为含碳涂层、或者含碳材料诸如dlc。

使用更宽的锋利轮廓、不连续的调聚物和更厚的硬涂层令人惊讶地导致在滞后捕获型应用方面擅长的刀刃。

现在参照图1，示出了剃刀刀片10。剃刀刀片10包括具有楔形的锋利刀刃的不锈钢本体部分或基底11，该锋利刀刃具有末端12。末端12优选地具有约50埃至300埃的半径，其中小平面14和16从末端12发散。基底11的在距刀片末端12四微米的距离20处测量的厚度21大于约2.30微米、优选地介于约2.30微米与约3.00微米之间并且更优选地为约2.77微米。基底11的在距刀片末端12八微米的距离22处测量的厚度23大于约4.30微米、优选地介于约4.20微米与约5.30微米之间并且更优选地为约5.03微米。基底11的在距刀片末端12十六微米的距离24处测量的厚度25大于约7.93微米、优选地介于约8.40微米与约9.60微米之间并且更优选地为约9.08微米。

基底11的在距末端12四微米处测量的厚度21与在距末端12八微米处测量的厚度23的优选比率为至少0.55。

基底11的在距末端12四微米处测量的厚度21与在距末端12十六微米处测量的厚度25的优选比率为至少0.30。

这些厚度以及厚度比率提供了用于切削的框架以及刀刃强度与切割力或锋利度之间的平衡。具有较小比率的基底可以具有非足够的强度，从而导致最终刀刃失效。具有较大厚度的基底可以具有较高的切割力，从而导致在剃刮期间的拉扯和牵拉增大以及使用者的不适感增大。

可以有助于产生适当的接合刃的一个基底11的材料为马氏体不锈钢。所述材料可以包含较小且更精细分布的碳化物，但具有相似的总碳重量百分比。精细的碳化物基底提供了更硬且更脆的硬化后基底，并且使得能够制造更薄且更强的刀刃。这种基底材料的一个示例为具有更细平均碳化物尺寸的马氏体不锈钢，其碳化物密度为至少约200个碳化物/平方微米，更优选地至少约300个碳化物/平方微米，并且最优选地至少约400个或更多个碳化物/100平方微米，所述密度由光学显微横截面确定。

现在参照图2和图3，分别示出了成品的刀片10和30的示意图和微观图，成品的刀片10和30包括基底11、夹层34、硬涂层36、罩面层38和外层30(外层仅沉积在图2的成品刀片10中)。图3示出为不具有外层。在图3的微观图中所示的刀片30的一部分代表距刀片末端12的向后约1微米的距离。基底11通常由不锈钢制成，尽管可利用其它材料。具有基底、夹层、硬涂层、罩面层和外层的剃刀刀片的示例描述于美国专利6,684,513中。本发明的剃刀刀片可以包括这样的刀片：该刀片不具有接合至基底的各个层中的一个或多个层。例如，本发明设想不具有外层。本发明还设想不具有罩面层。

夹层34用于帮助将硬涂层36结合至基底11。合适的夹层材料的示例为含铌材料、含钛材料或含铬材料。特定的夹层由厚度大于约100埃且优选地小于约500埃的铌制成。夹层可以具有约150埃至约350埃的厚度。pct/us92/03330描述了铌夹层的使用。

硬涂层36提供改善的强度、耐腐蚀性和剃刮能力，并且可由如下材料制成：包含细小结晶碳、微米结晶碳或纳米结晶碳的材料(例如，金刚石，非晶金刚石或dlc)、氮化物(例如，氮化硼，氮化铌、氮化铬、氮化锆、或氮化钛)、碳化物(例如，碳化硅)、氧化物(例如，氧化铝、氧化锆)或其它陶瓷材料(包括纳米层或纳米复合材料)。含碳材料可掺杂有其它元素诸如钨、钛、银或铬，方法是在通过溅射进行涂敷期间通过例如在靶标中包括这些添加剂。这些材料也可包含氢，例如氢化的dlc。涂层36优选地由金刚石、非晶金刚石或dlc制成。本发明包括大于约700埃、优选地在约2000埃至约3500埃的范围内并且最优选地为约2100埃的硬涂层。该厚度范围提供了特别用于高切割力刀刃的刀刃强度和耐用性的益处。

在优选的实施方案中，硬涂层包含碳或含碳材料。在优选的实施方案中，该材料为dlc。dlc层和沉积方法描述于美国专利5,232,568中。如“handbookofphysicalvapordeposition(pvd)processing”中所述，“dlc为一种非晶碳材料，其表现出许多所期望的金刚石的特性，但不具有金刚石的结晶结构。”

罩面层38用于降低硬涂覆刀刃的末端圆化，并有助于将外层结合至硬涂层，同时仍保持外涂层和硬涂层这两者的益处。罩面层38优选地由含铬材料制成，含铬材料例如为与聚四氟乙烯相容的铬或铬合金或铬化合物，例如铬铂或者crpt。特定的罩面层可以具有约50埃至约500埃、优选地约100埃至约300埃的厚度。与若没有罩面层的情况相比，剃刀刀片10具有经多次剃刮仍不太圆化的切刃。

外层40通常用于降低摩擦，而在本发明中，外层40用于帮助确保刀片与毛发成功接合，但是还用于获得一些拉扯和牵拉以使毛发伸长。外层40可以有利地是软涂层诸如聚合物组合物、或改性的聚合物组合物。该聚合物组合物可为多氟烃。合适的多氟烃是有时被称为调聚物或ptfe的聚四氟乙烯。特定的聚四氟乙烯材料为购自以前为dupont的chemours的krytoxlw-1200或krytoxlw-2120。这些类型的材料是不易燃的且稳定的干润滑剂，其由产生稳定分散体的小颗粒构成。该材料用作含有按重量计小于2％的固体调聚物组分、更优选地按重量计约0.5％或更少的固体调聚物组分且最优选地按重量计约0.0004％或更少的固体调聚物组分——包括没有固体聚合物——的水性分散体，并且该材料可以通过浸渍、喷涂、印刷、或涂刷而被敷用并且此后可以进行空气干燥或熔融涂覆(例如，烧结)。本发明设想利用高度稀释的调聚物分散体。调聚物的施用优选地是通过利用喷雾方法将材料沉积在剃刀刀刃上而发生的。调聚物分散体中的新型调聚物量的范围是在约0.01g/l至约0.06g/l之间，并且可以优选地为约0.0307g/l。

所得的调聚物外层在沉积到剃刀刀片上之后优选地为约3500埃，并且尽可能约100埃(例如，在一个示例中，如果减小)的薄。

本发明的刀刃优选地包括外层40，该外层40在刀刃的具有一些连续调聚物区域的部分中是不连续的，或者该外层40是完全不连续的。本发明还设想不具有外层(例如，无调聚物)。如本文所用的，术语“不连续的”表示：外层的特征在于中断或间断使得外层不是均匀的层。在本发明的另一实施方案中，外层包括部分连续且部分不连续的层，这是由于软涂层有利地在刀刃的某些部分上是连续的且在其它部分上是不连续的。软涂层有利地沿着最终末端或者在切割刃附近是连续的并且进一步地在小平面14和16下方是不连续的。如果是完全不连续的，则软涂层外层在所有部分中都是不连续的。在任一示例中，外层软涂层的不连续性质可以是无规则的、有序的、半有序的、或它们的任何组合。

如在1999年11月16日授予的且全部内容通过参引并入本文中的美国专利5,985,459中所描述的，图4、图5和图6中所示的液体珠粒是硅油，从而证明金属表面仍保留一些ptfe涂层并且还证明不连续外层的通常的变化性质。

在图4中，微观图41描绘了沉积到刀刃末端42的外层40上的硅油滴44。由于硅油滴44的大体明确限定的且均匀的球形形状，调聚物覆盖被认为是大致连续的。

在图5中，本发明的微观图50描绘了在液滴已沉积在刀刃55的末端52上之后的硅油54。由于油缺乏限定形状且缺乏均匀性(例如，硅油的液滴基本上已展开并大致平坦地遍布于剃刀刀刃55)，因此刀刃被认为不具有调聚物外层。

在图6中，本发明的微观图60描绘了沉积在本发明刀刃60的外层上的硅油滴。由于非均匀的形状且缺乏对硅油滴的限定，因此图6的调聚物覆盖被认为是不连续的。例如，如图所示，调聚物区域64自刀片末端62开始并且延伸贯穿整个刀片。区域64表示刀片的未被施用硅油的部分。区域63和65示出了展开在刀刃上的硅油，以指示在某些区域不存在一些调聚物。

在图6a中，示出了本发明的表格62，表格62描绘了图6的刀片中的调聚物的区域。表格62可以被可视化为覆盖图6的微观图上。表格62具有这样的方框：该方框在各行和各列中具有字母“t”或“nt”以分别表示图6中所示的刀刃区域上的调聚物区域和无调聚物区域。如图6a中所示，表格62的第一行指示：在最靠近图6的刀片末端的区域中存在调聚物区域(t)和无调聚物区域(nt)。因此，本发明设想一种具有外层的刀刃，该外层具有调聚物区域和无调聚物区域的混合物。本发明中所预期的一种布置可以是在刀片末端处起始的水平聚合物区域或水平聚合物带，水平聚合物区域或水平聚合物带由延伸至刀刃的不锋利区域的基本上不具有调聚物的区域跟随着。

本发明的遍布刀片区域的调聚物区域的各种其它设想的实施方案示出于图6b-1的表格(1)至(3)中、图6b-2的表格(4)至(6)以及相关的微观图中。

因此，尽管过去已知的技术明确期望形成均匀的软涂层从而避免形成不连续(例如，不均匀)的调聚物覆盖的条件和/或方法，但本发明加强了这种条件和/或方法，同时保持调聚物粘附性并且提供刀片与毛发的优异接合。

假若在刀刃上实现软涂层，根据需要，可以进一步减小调聚物涂层厚度。美国专利5,263,256和5,985,459描述了可以用来甚至进一步减小所涂敷的调聚物层的厚度的技术，这些专利通过参引的方式并入本文。

剃刀刀片10或30通常是根据以上参考专利中所述的方法制造的。特定的实施方案包括铌夹层34、dlc硬涂层36、铬罩面层38和krytoxlw-1200或krytoxlw-2120聚四氟乙烯外涂层40。铬罩面层38被沉积到100埃的最小量和500埃的最大量。铬罩面层38是使用dc偏压(小于-50伏且优选地小于-200伏)和约2毫托氩的压力通过溅射而被沉积的。据信增大的负偏压促进压缩应力(与拉伸应力相反)，在铬罩面层中据信这促进改善的对末端圆化的阻力，同时保持良好的剃刮性能。图3的成品剃刀刀片30优选地具有在罩面层38施用之后通过sem测量的约50埃至约400埃的末端半径。

本发明的剃刀刀片的基底轮廓提供了接合和拉扯以及牵拉方面的改善。刀片锋利度可以通过测量与锋利度相关的切割力来量化。切割力是通过羊毛毡切割器试验而测量的，该羊毛毡切割器试验通过测量每个刀片切断羊毛毡所需的力来测量刀片的切割力。使每个刀片划过羊毛毡切割器5次并在记录仪上测量每次切割的力。将5次切割中最小的力定义为切割力。

成品刀片10具有大于约2.00lbs、优选地大于约3.30lbs的切割力。这可以被认为是相对较高的切割力刀片并且因此被认为是如在本发明中所需要的较低效的切割刀片。

现在参照图8，本发明的剃刀刀片架80被示出为具有本发明的剃刀刀片82，该剃刀刀片82具有本文所述类型的切割刃82a。在本发明中，希望具有这样的剃刀刀片82：该剃刀刀片82具有本发明的靠近剃刀刀片架80的前部区域81设置的切割刃82a。还希望具有刃84a的更锋利的刀片84：该更锋利的刀片84具有更小的切割力且靠近剃刀刀片架80的后部区域83。这种布置允许刀片82的新型切割刃82a接合毛发(例如，拉扯和牵拉毛发)，同时允许后面的刀片84提供干净的切割。

如图8的剖视图和图9中所示，本发明的刀片82设置在刀片架80的位置1、2、3和4(例如，靠近前部区域81)中，并且刀片84设置在刀片架80的位置5和6(例如，靠近后部区域83)中。尽管本发明的剃刀刀片设想成设置在剃刀刀片架中的任何位置，但希望的是：本发明的具有刀刃82a的刀片82设置在剃刀刀片架的第一位置(例如，在位置1)中、或者刀片区域中的前几个位置中的任一位置中。如果设置在前部区域中的任何位置中，则该刀片将是第一刀片或第一刀片中的一个以与毛发接合。具有刀刃82a的刀片82可以设置在根据本发明的剃刀刀片架的位置1、2、3和4中的一个、两个、三个、或所有四个位置、或其任何组合中(所有四个位置1-4中的后一种布置在图9中示出)。具有刀刃82a的刀片82可以设置在根据本发明的剃刀刀片架的位置1、2、3、4、5和6中的任何一个、两个、三个、四个、五个或所有六个位置、或其任何组合中。

本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

本发明的具体实施方式中所引用的所有文件的相关部分均以引用方式并入本文；对于任何文件的引用均不应当被解释为承认其是有关本发明的现有技术。当本文件中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中相同术语的任何含义或定义相冲突时，应当服从在本文件中赋予该术语的含义或定义。

虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出各种其它变化和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有这些变化和修改。