RU2693974C2 - Покрытие лезвия бритвы - Google Patents
Покрытие лезвия бритвы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693974C2 RU2693974C2 RU2017104743A RU2017104743A RU2693974C2 RU 2693974 C2 RU2693974 C2 RU 2693974C2 RU 2017104743 A RU2017104743 A RU 2017104743A RU 2017104743 A RU2017104743 A RU 2017104743A RU 2693974 C2 RU2693974 C2 RU 2693974C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- substrate
- razor blade
- cutting edge
- blade
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 201
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 183
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 112
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 90
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 75
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 54
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 25
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 16
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 9
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 105
- 229910010055 TiB Inorganic materials 0.000 description 46
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 7
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 7
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 7
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000000682 scanning probe acoustic microscopy Methods 0.000 description 4
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002083 X-ray spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 238000004624 confocal microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010421 standard material Substances 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26B—HAND-HELD CUTTING TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B26B21/00—Razors of the open or knife type; Safety razors or other shaving implements of the planing type; Hair-trimming devices involving a razor-blade; Equipment therefor
- B26B21/54—Razor-blades
- B26B21/58—Razor-blades characterised by the material
- B26B21/60—Razor-blades characterised by the material by the coating material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26B—HAND-HELD CUTTING TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B26B21/00—Razors of the open or knife type; Safety razors or other shaving implements of the planing type; Hair-trimming devices involving a razor-blade; Equipment therefor
- B26B21/40—Details or accessories
- B26B21/4012—Housing details, e.g. for cartridges
- B26B21/4031—Housing details, e.g. for cartridges characterised by special geometric shaving parameters, e.g. blade span or exposure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26B—HAND-HELD CUTTING TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B26B21/00—Razors of the open or knife type; Safety razors or other shaving implements of the planing type; Hair-trimming devices involving a razor-blade; Equipment therefor
- B26B21/40—Details or accessories
- B26B21/4068—Mounting devices; Manufacture of razors or cartridges
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/067—Borides
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Dry Shavers And Clippers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области лезвий для бритвы. Лезвие бритвы имеет подложку, содержащую режущую кромку с профилированной формой. Режущая кромка покрыта упрочняющим покрытием, осажденным на подложку лезвия бритвы, по меньшей мере на область режущей кромки лезвия. Упрочняющее покрытие, покрывающее конец подложки, имеет профилированную форму и сужающуюся форму с двумя сторонами покрытия, сходящимися по направлению к концу покрытия. Упрочняющее покрытие содержит упрочняющий нанокристаллический слой. Упрочняющий нанокристаллический слой имеет по меньшей мере одну из обогащенных титаном областей и обогащенных бором областей. Техническим результатом изобретения является улучшение твердости режущей кромки и повышение качества бритья. 6 н. и 21 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к лезвиям бритв.
Уровень техники
В частности, данное изобретение относится к лезвиям бритв, имеющих режущие кромки лезвия бритвы.
Из известного уровня техники были представлены лезвия бритв. Помещенные соответствующим образом в картридж бритвы, они отвечают, в конечном счете, за срезание волоса.
Традиционно, лезвия бритв имеют подложку и упрочняющее покрытие, нанесенное на подложку в области режущей кромки. Упрочняющее покрытие, как правило, представляет собой металл- и/или углеродсодержащий материал и обеспечивает повышенную прочность режущей кромки бритвы, что, в свою очередь, увеличивает ее ожидаемый срок службы.
Иногда упрочняющее покрытие также покрывают смазочным покрытием, таким как ПТФЭ покрытие.
Нанесение более качественных покрытий на режущую кромку бритвы является сложной задачей. Прежде всего, так как подложка лезвия бритвы имеет весьма специфическую форму, осаждение на нее покрытия, которое было бы способно функционировать как соответствующее требованиям покрытие, за счет повышения режущих свойств и упрочнения режущей кромки бритвы, является трудноосуществимым.
Во-вторых, поскольку лезвия бритв являются товаром массового спроса, покрытие должно наноситься довольно единообразно от одного изделия к другому и с высокой производительностью (миллионы изделий в день), что требует использования покрытия, совместимого с высоконадежным процессом.
В-третьих, даже при возможности осаждать новое покрытие на лезвие бритвы, регистрировать улучшения по сравнению с изделиями известного уровня техники также весьма сложно. Причина этого в том, что воспринимаемое качество бритья с помощью обследуемых групп является весьма субъективным.
Таким образом, на разработку нового покрытия для лезвий бритв требуются годы опытно-исследовательской работы.
Тем не менее, по-прежнему ведется поиск улучшения качества бритв за счет создания улучшенных покрытий лезвий бритв.
В WO 2006/027,016 описано покрытие лезвия бритвы, содержащее хром и углерод.
Другие документы известного уровня техники дают бесконечные списки материалов, отмечаемых как пригодные для покрытий лезвия бритвы. Образцом такого документа, является, например, EP 1 287 953. При виде представленного длинного списка материалов вероятно предположить, что не все они в действительности были опробованы в качестве компонентов покрытия лезвия бритвы, а также вероятно предположить, что некоторые из них непригодны в качестве компонентов покрытия лезвия бритвы.
Одна из целей при разработке нового покрытия лезвия бритвы заключается в повышении твердости материала покрытия. Существует много материалов, более твердых, чем смесь хрома и углерода. Одним из возможных кандидатов при поиске более твердых материалов, чем смесь хрома и углерода, является диборид титана.
Следует отметить, что существуют другие режущие инструменты с покрытием, помимо лезвий бритв. Эти режущие инструменты имеют свои проблемные моменты и структуры, направленные на преодоление этих проблемных моментов. Например, в WO 2007/136,777 ставится целью получение стабильной режущей кромки, состоящей из многослойного покрытия с различными структурами на обеих сторонах лезвия вращающегося инструмента. Что касается покрытия как такового, то в него входят специфический верхний износостойкий, имеющий малый коэффициент трения и стойкий к задирному износу сегмент, перекрывающий нижний многослойный связующий металлокерамический сегмент, который принимает на себя внутренние напряжения верхнего сегмента и обеспечивает высочайшую прочность системы покрытия в целом. Указанное покрытие является специфическим покрытием в сфере специфических режущих устройств для резания, где “лезвия” упоминаются как хирургический или стоматологический инструмент.
Возвращаясь к лезвиям бритв, неожиданно, в ходе экспериментов в области осаждения титан- и бор-содержащего покрытия на режущую кромку бритвы, авторы обнаружили покрытие, имеющее превосходные свойства в качестве покрытия лезвия бритвы.
Раскрытие изобретения
Изобретение относится к лезвию бритвы, имеющему область режущей кромки, которое содержит:
- подложку лезвия бритвы, имеющую краевую область подложки в области режущей кромки лезвия бритвы, причем краевая область подложки имеет профилированную форму и сужающуюся форму с двумя сторонами подложки, сходящимися по направлению к концу подложки,
- упрочняющее покрытие, осажденное на подложку лезвия бритвы, по меньшей мере на область режущей кромки лезвия, причем упрочняющее покрытие покрывает конец подложки, причем упрочняющее покрытие имеет профилированную форму и сужающуюся форму с двумя сторонами покрытия, сходящимися по направлению к концу покрытия,
при этом упрочняющее покрытие содержит упрочняющий нанокристаллический слой, образованный из смеси титана и бора, включающей в себя по меньшей мере одну из обогащенных титаном областей и обогащенных бором областей,
причем “обогащенный” используется в сравнении со стехиометрическим составом TiB2.
Указанное лезвие бритвы имеет значительно повышенную твердость, а также технологичность, так что оно отвечает другим требованиям к покрытию лезвия бритвы: надежные и равномерные характеристики при высокой производительности изготовления в промышленных условиях (при разумных затратах).
“Обогащенная титаном” область относится к области, где содержание титана выше, чем в дибориде титана.
“Обогащенная бором” область относится к области, где содержание бора выше, чем в дибориде титана.
В некоторых вариантах осуществления изобретения допускается наличие одного или более следующих признаков:
- среднее соотношение содержаний атомов бора и титана в упрочняющем слое находится в пределах от 1,3:1 до 2,3:1;
- лезвие бритвы, в котором среднее соотношение содержаний атомов бора и титана в упрочняющем слое находится в пределах от 2,01:1 до 2,3:1;
- среднее соотношение содержаний атомов бора и титана в упрочняющем слое находится в пределах от 1,3:1 до 1,99:1;
- нанокристаллический слой содержит области диборида титана;
- лезвие бритвы, в котором области диборида титана являются не столбчатыми;
- лезвие бритвы, в котором упрочняющий нанокристаллический слой содержит нанокристаллические структуры, причем атомы нанокристаллов расположены в виде гексагональной решетки;
- лезвие бритвы, в котором упрочняющий слой содержит бесструктурные кристаллиты, имеющие характерный размер 2 – 15 нанометров (нм);
- лезвие бритвы, в котором упрочняющий слой осажден в условиях, которые, в случае осаждения на плоский образец-свидетель, обеспечивают плотность покрытия более 3,9 граммов на кубический сантиметр (г/см3);
- лезвие бритвы, в котором общая толщина подложки лезвия и упрочняющего покрытия, измеренная между двумя сторонами покрытия ортогонально к линии, разделяющей пополам область режущей кромки, на расстоянии 5 микрометров от конца покрытия, находится в пределах от 1,8 до 2,5 микрометров, предпочтительно от 1,9 до 2,4 микрометров;
- лезвие бритвы, в котором общая толщина подложки лезвия и упрочняющего покрытия, измеренная между двумя сторонами покрытия ортогонально к линии, разделяющей пополам область режущей кромки, на расстоянии 20 микрометров от конца покрытия, находится в пределах от 5,1 до 7,3 микрометров, предпочтительно от 5,4 до 7,1 микрометров;
- лезвие бритвы, в котором подложка лезвия бритвы изготовлена из нержавеющей стали;
- лезвие бритвы, в котором упрочняющее покрытие содержит промежуточный слой между подложкой лезвия бритвы и упрочняющим слоем;
- лезвие бритвы, в котором промежуточный слой содержит титан;
- лезвие бритвы, в котором промежуточный слой изготовлен из титана;
- лезвие бритвы, в котором упрочняющее покрытие содержит металлсодержащий верхний слой поверх упрочняющего слоя;
- лезвие бритвы, в котором верхний слой содержит хром;
- лезвие бритвы, в котором упрочняющий слой является единственным слоем упрочняющего покрытия;
- лезвие бритвы, в котором толщина упрочняющего слоя, измеренная по нормали к поверхности подложки, находится в пределах от 20 до 400 нанометров (нм), например, от 20 до 150 нм или от 40 до 250 нм;
- лезвие бритвы, дополнительно содержащее полимерное покрытие поверх упрочняющего покрытия;
- лезвие бритвы, в котором упрочняющий слой содержит хаотично расположенные области с различным содержанием атомов титана и бора,
при этом в по меньшей мере одной из областей содержание бора и титана находится в пределах от y:1 до z:1, где y и z находятся в пределах от 1,3 до 1,99; а также y меньше чем z, и/или при этом в по меньшей мере одной из областей содержание бора и титана находится в пределах от u:1 до v:1, где u и v находятся в пределах от 2,01 до 2,3, а также u меньше чем v.
Согласно другому варианту, изобретение относится к бритвенной головке, содержащей картридж и лезвие бритвы, причем указанное лезвие бритвы помещено в указанный картридж.
Согласно другому варианту, изобретение относится к бритве, имеющей ручку и головку бритвы, причем указанная головка бритвы закреплена на ручке.
В некоторых конкретных примерах осуществления изобретения, покрытие не является покрытием из чистого диборида титана. Покрытие содержит титан и бор. Одна или более областей представляют собой обогащенные бором области и/или одна или более областей представляют собой обогащенные титаном области. При этом разброс концентрации титана
в пределах слоя может контролироваться, так чтобы она не превышала верхний или нижний пределы, что может привести к ухудшению свойств.
Согласно другому варианту, лезвие бритвы содержит:
- подложку лезвия бритвы, имеющую краевую область подложки в области режущей кромки лезвия бритвы, причем краевая область подложки имеет профилированную форму и сужающуюся форму с двумя сторонами подложки, сходящимися по направлению к концу подложки;
- упрочняющее покрытие, осажденное на подложку лезвия бритвы, по меньшей мере на область режущей кромки лезвия, причем упрочняющее покрытие покрывает конец подложки, причем упрочняющее покрытие имеет профилированную форму и сужающуюся форму с двумя сторонами покрытия, сходящимися по направлению к концу покрытия,
причем упрочняющее покрытие содержит смесь титана и бора,
причем упрочняющий слой осажден в условиях, которые, в случае осаждения на плоский образец-свидетель, обеспечивают плотность покрытия более 3,9 граммов на кубический сантиметр (г/см3).
Согласно другому варианту, лезвие бритвы содержит:
- подложку лезвия бритвы, имеющую краевую область подложки в области режущей кромки лезвия бритвы, причем краевая область подложки имеет профилированную форму и сужающуюся форму с двумя сторонами подложки, сходящимися по направлению к концу подложки;
- упрочняющее покрытие, осажденное на подложку лезвия бритвы, по меньшей мере на область режущей кромки лезвия, причем упрочняющее покрытие покрывает конец подложки, причем упрочняющее покрытие имеет профилированную форму и сужающуюся форму с двумя сторонами покрытия, сходящимися по направлению к концу покрытия,
причем упрочняющее покрытие содержит смесь титана и бора,
причем общая толщина подложки лезвия и упрочняющего покрытия, измеренная между двумя сторонами покрытия ортогонально к линии, разделяющей пополам область режущей кромки, на расстоянии 5 микрометров от конца покрытия, находится в пределах от 1,8 до 2,5 микрометров, предпочтительно от 1,9 до 2,4 микрометров.
Согласно другому варианту, общая толщина подложки лезвия и упрочняющего покрытия, измеренная между двумя сторонами покрытия ортогонально к линии, разделяющей пополам область режущей кромки, на расстоянии 20 микрометров от конца покрытия, находится в пределах от 5,1 до 7,3 микрометров, предпочтительно от 5,4 до 7,1 микрометров.
Согласно другому варианту, лезвие бритвы содержит:
- подложку лезвия бритвы, имеющую краевую область лезвия бритвы в области режущей кромки, причем краевая область подложки имеет профилированную форму и сужающуюся форму с двумя сторонами подложки, сходящимися по направлению к концу подложки;
- упрочняющее покрытие, осажденное на подложку лезвия бритвы, по меньшей мере на область режущей кромки лезвия, причем упрочняющее покрытие покрывает конец подложки, причем упрочняющее покрытие имеет профилированную форму и сужающуюся форму с двумя сторонами покрытия, сходящимися по направлению к концу покрытия,
причем упрочняющее покрытие содержит смесь титана и бора,
причем общая толщина подложки лезвия и упрочняющего покрытия, измеренная между двумя сторонами покрытия ортогонально к линии, разделяющей пополам область режущей кромки, на расстоянии 20 микрометров от конца покрытия, находится в пределах от 5,1 до 7,3 микрометров, предпочтительно от 5,4 до 7,1 микрометров.
Согласно другому варианту, общая толщина подложки лезвия и упрочняющего покрытия, измеренная между двумя сторонами покрытия ортогонально к линии, разделяющей пополам область режущей кромки, на расстоянии 5 микрометров от конца покрытия, находится в пределах от 1,8 до 2,5 микрометров, предпочтительно от 1,9 до 2,4 микрометров.
Краткое описание чертежей
Другие характеристики и преимущества изобретения будут ясно видны из последующего описания некоторых вариантов его осуществления, представленных как неограничивающие примеры, и сопроводительных чертежей.
На чертежах:
на фиг. 1 представлено схематическое изображение вида в сечении профиля режущей кромки лезвия,
на фиг. 2 представлено темнопольное изображение образца с покрытием, полученное методом просвечивающей электронной микроскопии,
на фиг. 3 представлены рентгенографические спектры слоев Ti и TiBx, осажденных при различных условиях на подложку,
на фиг. 4 представлено схематическое изображение вида в сечении профиля режущей кромки лезвия с покрытием,
на фиг. 5 представлено схематическое изображение вида в сечении профиля режущей кромки лезвия с покрытием,
на фиг. 6 представлено схематическое изображение вида в сечении профиля режущей кромки лезвия с покрытием,
на фиг. 7 представлено схематическое изображение бритвенного станка,
на фиг. 8 представлен вид в сечении лезвия бритвы, иллюстрирующий геометрические размеры;
на фиг. 9 представлено схематическое изображение вида сверху установки осаждения, применимой для изготовления лезвий,
на фиг. 10 представлено схематическое изображение вида сбоку установки фиг. 9.
На различных чертежах одинаковые позиции обозначают одинаковые или схожие элементы.
Осуществление изобретения
Ниже следует подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемые рисунки. Обычно лезвие бритв содержит подложку, которая содержит тело лезвия и режущую кромку. На фиг. 1 показана подложка 10 режущей кромки лезвия бритвы, которая содержит сужающиеся стороны 10a, 10b, соединяющиеся на конце 10c лезвия. Форма подложки 10 режущей кромки может быть угловой, дугообразной или их комбинацией. Тем не менее, специфические форма и материал подложки 10 режущей кромки обычно не обеспечивают достаточную твердость для бритвенных целей, и на подложку режущей кромки лезвия наносятся слои покрытия с целью улучшения твердости режущей кромки и, следовательно, повышения качества бритья. Слои покрытия позволяют уменьшить износ режущей кромки, улучшить режущие свойства в целом и продлить пригодность к использованию лезвия бритвы.
На фиг. 1, подложка 10 режущей кромки лезвия покрыта слоем 16 упрочняющего покрытия и смазочным слоем 17. Смазочный слой, который может содержать фторполимер, обычно используется в лезвиях бритв с целью уменьшения трения в ходе бритья. Слой 16 упрочняющего покрытия используется вследствие его механических свойств. Слой 16 упрочняющего покрытия содержит титан и бор. Более конкретно, слой 16 упрочняющего покрытия изготовлен из титана и бора с малым содержанием примесей. Содержание примесей поддерживается настолько малым, насколько это возможно из экономической целесообразности. Слой 16 упрочняющего покрытия может быть получен с разными содержаниями титана и бора в слое. Это значит, что там может иметь место смесь диборида титана (TiB2) и/или других компонентов, содержащих титан и/или бор. Слой 16 упрочняющего покрытия содержит обогащенные Ti и/или обогащенные B области. “Обогащенные” используется в отношении к нормальным стехиометрическим соответствующим концентрациям Ti и B по сравнению с TiB2. Материал, составляющий слой 16, может быть обозначен как TiBx. Например, слой 16 покрытия имеет локальные вариации концентраций указанных элементов, включая в себя обогащенные бором области, где атомарное отношение B:Ti составляет от более 2 до 2,3 (x находится в пределах от 2,01 до 2,3), и обогащенные титаном области, где атомарное отношение B:Ti от менее 2 до 1,3 (x находится в пределах от 1,3 до 1,99). Локальные вариации могут хаотично располагаться в этом слое. Указанные содержания титана, бора и диборида титана могут вносить дополнительные усовершенствования в покрытие в целом на подложке 10 режущей кромки. В настоящей заявке, при упоминании TiBx подразумевается покрытие, соответствующее описанному выше.
На фиг. 2 показана структура слоя покрытия, где подложку S покрывает промежуточный слой 15, образованный из титана, который покрывает упрочняющий слой 16, образованный из TiBx. Указанная структура слоя соответствует структуре покрытия на режущей кромке бритвы.
Изготовление лезвий с покрытием может быть осуществлено осаждением методом распыления с помощью мишеней из Ti и TiB2. Как видно из фиг. 9 и 10, подложки S лезвий загружают на держателях 21 в камеру 22 осаждения, которая содержит Ti мишень 23 и две TiB2 мишени 24a, 24b. В некоторых вариантах осуществления изобретения, камера осаждения может содержать также Cr мишень 25. Например, четыре мишени помещают по четырем углам квадрата (вид сверху). К примеру, две TiB2 мишени располагают напротив друг друга. Перед осаждением может быть проведена стадия травления методом распыления. Камеру 22 осаждения вакуумируют до базового давления 10-5 Торр с помощью вакуумирующего устройства 26. Затем газообразный Ar из источника 27 газообразного Ar вводят в камеру 22 до давления 8 мТорр (8∙10-3Торр). При вращении загруженных держателей, соединенных вместе с помощью общего структурного элемента 28, с постоянной скоростью 6 об/мин с помощью электродвигателя 29, все мишени, в частности, Ti и TiB2 мишени, функционируют при поддержании постоянного тока 0,2 Ампера. Постоянное напряжение 200 – 600 В подводят к лезвиям из нержавеющей стали в течение 4 минут. В ходе стадии травления методом распыления, из подложек лезвий и мишеней удаляются примеси посредством бомбардировки ионами аргона.
Для осаждения промежуточного слоя 15 титана, по окончании стадии травления методом распыления, давление в камере доводят до 3 мТорр. Ti и TiB2 мишень (мишени) функционируют при поддержании постоянного тока 3 и 0,2 ампера, соответственно, в то время как постоянное напряжение 0 – 100 В подводят к вращающимся лезвиям. Ток на TiB2 мишенях (а также на Cr мишени, если она присутствует) используется для предотвращения осаждения элементов на этих мишенях. Регулируя продолжительность осаждения, Ti слой толщиной 10 – 100 нм, например, 10 – 50 нм, осаждают на режущую кромку образцов лезвий.
Для осаждения упрочняющего слоя 16 TiBx, после осаждения промежуточного Ti слоя 15, Cr, Ti и TiB2 мишени функционируют одновременно, при этом ток на Cr мишени равен 0,2 ампера, который корректирует ток на Ti мишени (мишенях), а ток на TiB2 мишени (мишенях) задают равным 3 Амперам. Ток на Cr мишени используется для предотвращения осаждения элементов на этой мишени. Кроме того, соотношение токов на Ti и TiB2 мишенях регулируется как функция заданного состава покрытия. Положительное напряжение смещения от 0 до 600 В подводят к вращающимся лезвиям. Регулируя продолжительность осаждения, слой TiBx толщиной 20 – 100 нм осаждают на Ti слой. В соответствии с другим вариантом, слой TiBx толщиной 20 – 400 нм осаждают на Ti слой.
Как более подробно отмечается в последующем описании изобретения, металлсодержащий верхний слой 20 может быть нанесен на упрочняющий слой 16. Например, поверх упрочняющего слоя 16 TiBx может быть осажден тонкий 10 – 50 нм Cr слой 20; указанная структура слоев представлена на фиг. 6. Для проведения данной стадии, лезвия с покрытиями перемещают в другую установку напыления, или же указанная стадия может быть проведена в той же установке, содержащей Cr мишень, как показано на фиг. 9 и 10. Ток на Cr мишени (мишенях) равен 3 Амперам; напряжение смещения 0 – 450 В подводят к лезвиям. Если стадия проводится на той же установке, при этом может обеспечиваться защита нефункционирующих мишени (мишеней) от загрязнений от функционирующих мишеней, а также предотвращение работы нефункционирующих мишеней на каждой стадии.
На фиг. 2 показана структура указанного слоя покрытия, причем подложку S покрывает промежуточный слой 15 Ti. Далее промежуточный слой 15 Ti покрывает упрочняющий слой 16 TiBx. Кроме того, слои 15 и 16 проявляют нанокристаллическую структуру. В слое TiBx атомы нанокристаллов расположены в виде гексагональной решетки. Слой, имеющий нанокристалллическую структуру, также называется нанокристаллическим слоем. Нанокристаллы могут быть определены как кристаллические структуры, имеющие по меньшей мере один и, в частности, все 3 основных размера менее 100 нанометров (нм). Ti нанокристаллы образуют тонкие столбики по направлению роста. Столбики имеют диаметр до 10 – 12 нм.
Ti слой 15 покрыт TiBx упрочняющим слоем 16, содержащим нанокристаллические области TiB2, в которых атомы нанокристаллов расположены в виде гексагональной решетки. Структура TiBx не содержит каких-либо столбчатых структур, как видно из фиг. 2. Такое “бесструктурное” строение имеет интересные свойства для упрочняющего покрытия лезвия бритвы.
Структура слоев на подложке S, показанная на фиг. 2, соответствует структуре слоев на подложке 10 режущей кромки. Условия роста и подводимое напряжение смещения в ходе формирования TiBx упрочняющего слоя 16 обеспечивают получение твердой структуры с предпочтительными механическими свойствами для бритья, в частности, по сравнению со столбчатой структурой TiB2. Предпочтительные условия роста и подводимое напряжение смещения на подложке позволяют выращивать TiBx упрочняющий слой 16, содержащий нанокристаллические области TiB2, в которых атомы нанокристаллов расположены в виде гексагональной решетки.
На фиг. 3 показаны полученные рентгенографические спектры образцов (T179 – T185), покрытых указанными промежуточным слоем 15 Ti и упрочняющим слоем 16 TiBx, причем осаждение слоя TiBx проводили при различных условиях осаждения. Пики P1 соответствуют TiB2 с ориентацией (001) в TiBx слое. Различные условия осаждения дают различные пики (001) P1. То есть, условия осаждения обеспечивают образование различных структур в гексагональном нанокристаллическом строении TiBx слоя. Как видно на фиг. 3, пики могут различаться по интенсивности и ширине; тем не менее, угловая позиция пиков остается той же. Напряжение смещения, подводимое к подложке 10 лезвия бритвы с целью получения указанных покрытий, находится в интервале от 40 В до 500 В. Плотность нанокристаллического упрочняющего TiBx слоя 16 не может быть измерена на режущей кромке бритвы. То же самое покрытие, осажденное на плоский образец, имеет плотность в интервале от 3,9 г/см3 до 4,4 г/см3. Повышенная плотность соответствует повышенной прочности слоя.
Как пример толщины промежуточного Ti слоя 15 и упрочняющего TiBx слоя 16, можно привести 40 нм для промежуточного Ti слоя 15 и 60 нм для упрочняющего TiBx слоя 16. Тем не менее, другие значения толщины могут быть рассмотрены для обоих слоев, причем общая толщина промежуточного Ti слоя 15 и упрочняющего TiBx слоя 16 не превышает 500 нм и, в некоторых случаях, не превышает 150 нм.
Лезвие бритвы, более конкретно, подложка 10 режущей кромки лезвия покрыта упрочняющим покрытием 16, содержащим упрочняющий слой 16, образованный из TiBx. В другом варианте осуществления изобретения, упрочняющее покрытие 16 может содержать упрочняющий слой 16 и промежуточный Ti слой 15. Упрочняющий слой 16 содержит хаотично расположенные зоны с различным содержанием атомов титана и бора, причем в по меньшей мере одной из областей содержание бора и титана находится в пределах от y:1 до z:1, причем y и z находятся в пределах от 1,3 до 1,99; а также y меньше чем z, и/или причем в по меньшей мере одной из областей содержание бора и титана находится в пределах от u:1 до v:1, причем u и v находятся в пределах от 2,01 до 2,3, а также u меньше чем v. Среднее соотношение содержаний атомов бора и титана в упрочняющем слое находится в пределах от 1,3:1 до 2,3:1. Обогащенные титаном покрытия в целом могут иметь, в среднем, величину x в интервале от 1,3 до 1,99. Режущие кромки лезвий бритв могут быть покрыты упрочняющим покрытием, содержащим только упрочняющий слой 16, как описано выше. Эта структура слоев покрытия изображена на фиг. 4, где подложка 10 режущей кромки лезвия покрыта упрочняющим слоем 16. Упрочняющий слой 16 покрыт полимерным покрытием (ПТФЭ) 17. Подложка лезвия бритвы, содержащая область режущей кромки бритвы, изготовлена из нержавеющей стали. Соответствующая нержавеющая сталь содержит, главным образом, железо, а также, по массе:
- 0,62 – 0,75% углерода,
- 12,7 – 13,7% хрома,
- 0,45 – 0,75% марганца,
- 0,20 – 0,50% кремния,
- не более следовых количеств молибдена.
Другие нержавеющие стали также могут использоваться в изобретении.
Структура слоев покрытия подложки 10 режущей кромки лезвия также может содержать промежуточный слой 15 между подложкой 10 кромки лезвия бритвы и упрочняющим слоем 16. Указанная структура слоев покрытия показана на фиг. 5, где подложка 10 режущей кромки лезвия покрыта промежуточным слоем 15, который покрыт упрочняющим слоем 16. Промежуточный слой 15 может быть образован из титана. Титановый промежуточный слой 15 может быть образован из столбчатых нанокристаллов, что не оказывает негативное влияние на упрочняющий слой 16. Упрочняющий слой 16 покрыт полимерным покрытием (ПТФЭ) 17.
Толщина упрочняющего слоя 16, измеренная по нормали к поверхности подложки, находится в интервале от 20 до 150 нанометров (нм). В соответствии с другим вариантом, указанная толщина находится в интервале от 40 до 250 нанометров (нм). В целом, указанный слой может иметь толщину от 20 до 400 нм.
Кроме того, упрочняющее покрытие может содержать металлсодержащий верхний слой 20 поверх упрочняющего слоя 16. Например, металлсодержащий верхний слой 20 может представлять собой слой хрома. Указанная структура слоев покрытия изображена на фиг. 6, где подложка 10 режущей кромки покрыта промежуточным слоем 15, который покрыт упрочняющим слоем 16. Упрочняющий слой 16 покрыт металлсодержащим верхним слоем 20, который покрыт полимерным покрытием (ПТФЭ) 17.
Металлсодержащий верхний слой может дополнительно улучшать общую твердость покрытия режущей кромки лезвия. И/или он может использоваться для улучшения сцепления смазочного слоя 17 на упрочняющем покрытии.
Указанное новое покрытие лезвия может использоваться для лезвий бритв с традиционной формой. В то же время, покрытие также может использоваться для нанесения на подложки лезвий бритв с новой формой, при этом достигается походящая эффективность бритья.
Толщина t5 лезвия (учитывая подложку и упрочняющее покрытие и исключая полимерное покрытие), измеренная между двумя сторонами покрытия ортогонально к линии, разделяющей пополам область режущей кромки (см. фиг. 8), на расстоянии 50 микрометров от края покрытия, может находиться, например, в интервале от 1,8 до 2,5 микрометров, предпочтительно в интервале от 1,9 до 2,4 микрометров, по данным конфокальной микроскопии.
Толщина t20 лезвия (учитывая подложку и упрочняющее покрытие и исключая полимерное покрытие), измеренная между двумя сторонами покрытия ортогонально к линии, разделяющей пополам область режущей кромки (см. фиг. 8) на расстоянии 20 микрометров от конца покрытия, может находиться, например, в интервале от 5,1 до 7,3 микрометров, предпочтительно в интервале от 5,4 до 7,1 микрометров.
Кроме того, на фиг. 7 представлены два описанных выше лезвия бритвы, которые помещены в картридж 105 бритвы, образуя головку 110 бритвы, соединенную с ручкой 201 бритвы, так что формируется станок 200 для бритья.
Лезвия бритвы с описанными выше упрочняющими покрытиями также были протестированы. Первый тест включал в себя измерения твердости, проводившиеся для покрытий, осажденных на плоские образцы. Осаждение TiBx покрытий, как отмечено выше, на плоские образцы, выявило, что твердость нанокристаллического упрочняющего слоя достигала 15,8 ГПа, что заметно больше твердости, получаемой для стандартных современных покрытий, осаждаемых на такие же плоские образцы. Следовательно, можно ожидать большей твердости покрытий на лезвиях бритвы.
Описанные лезвия бритв с покрытием также сравнивали с лезвиями стандартного производства. Лезвия, покрытые слоями титана, TiBx, хрома и ПТФЭ, как описано выше, сравнивали со стандартными лезвиями, покрытыми слоями хрома, CrC и ПТФЭ. Материал и профиль подложки, общая толщина неорганического покрытия и толщина ПТФЭ покрытия являлись идентичными для лезвий согласно настоящему изобретению и для стандартных лезвий. Данный тест включал в себя повторяющиеся режущие движения лезвия по движущемуся войлоку, с применением датчика нагрузки для измерения нагрузки на лезвие в серии из 10 надрезов. Тест показал, что диапазоны нагрузок для последнего (10-го) надреза оказались по меньшей мере на 39% меньше нагрузок на лезвия стандартного производства. Эти результаты (см. таблицу 1) показывают, что лезвия с описанным выше TiBx-содержащим покрытием сохраняют режущую способность, форму и целостность более эффективным образом в ходе операции резания.
Разрушения, нанесенные режущей кромке после 10 надрезов в ходе описанного выше теста, также оценивали с помощью оптического микроскопа. Разрушение лезвия режущей кромки выражали как область отсутствующего материала (т.е. материала, который измельчен и удален с режущей кромки), и область интенсивной деформации. Лезвия с покрытием TiBx демонстрировали 90%-ное уменьшение области отсутствующего и/или интенсивно деформированного материала по сравнению со стандартными лезвиями. Этот результат (см. таблицу 1) указывает на повышенную долговечность лезвий с указанным покрытием TiBx. Повышенная долговечность могла бы способствовать использованию более тонких профилей режущей кромки в изделиях с лезвием бритвы, что, в свою очередь, сказывалось бы положительно на эффективности бритья для изделия с точки зрения подвижности и оценки в целом.
Таблица 1. Данные по усилиям резания и разрушения кромки для TiBx и традиционного покрытий
| Образец лезвия бритвы | Усилие при 10-м надрезе (кг) | Площадь области разрушения (мкм2) |
| Традиционное покрытие |
3,19 | 51822 |
| TiBx покрытие | 1,95 | 6169 |
Выше был представлен вариант осуществления изобретения, в котором весь обогащенный Ti слой TiBx осаждают посредством регулирования отношения токов на Ti и TiBx мишенях в ходе одновременного функционирования указанных мишеней. Наряду с этим, очевидно, есть и другие возможности получать описанные выше покрытия на основе соответствующего выбора технологических параметров, таких как ток на мишенях, смещающее напряжение на лезвии, скорость перемещения лезвий, внутреннее давление в камере и т.д. В частности, благодаря различной эффективности осаждения титана и бора из TiB2 мишеней, могут быть получены обогащенные бором области. Среднее соотношение содержаний атомов бора и титана в упрочняющем слое 16 находится в пределах от 2,01:1 до 2,3:1.
За пределами объема притязаний первоначально заявленного пункта 1 заявки, указанные параметры могут регулироваться с целью осаждения TiB2 покрытий. Хотя TiB2 покрытие не имеет состава по первоначально заявленному пункту 1 заявки, который делает покрытие пригодным в качестве покрытия лезвия бритвы, такого как описанное выше, все же подразумевается, что могут быть получены некоторые TiB2 покрытия, которые также имеют некоторые преимущества как упрочняющее покрытие лезвия бритвы. Некоторые предварительные тесты дают основание предположить, что лезвие бритвы со специфическим профилем, как описано выше, может использовать преимущества титан- и бор-содержащих покрытий с улучшенной эффективностью бритья. Некоторые предварительные тесты также дают основание предположить, что лезвие бритвы с плотным титан- и бор-содержащим покрытием, как обсуждено выше, может обеспечивать улучшенную эффективность бритья.
Данные по толщине слоев упрочняющего покрытия могут быть получены посредством профилирования по глубине с помощью Оже-электронной спектроскопии (AESDP). Измерения могут быть проведены собственно для лезвия бритвы (например, после удаления полимерного покрытия или перед нанесением полимерного покрытия).
Профилирование по глубине с помощью Оже-электронной спектроскопии производили посредством возбуждения поверхности режущей кромки тонким сфокусированным электронным пучком, который вызывает эмиссию Оже-электронов из поверхности режущей кромки. Эти электроны принадлежат материалу, расположенному не глубже примерно 5 мкм от поверхности. Они регистрируются с помощью электронного спектрометра, состоящего из энергоанализатора и системы детектирования электронов. Измеренные энергии Оже-электронов могут быть скоррелированы для соответствующих элементов анализируемого материала.
С целью регистрации профиля по глубине для выбранных элементов, поверхность образца удаляли, например, путем распыления с помощью бомбардировки ионами Ar+. Скорость удаления (в нанометрах в минуту) для процесса распыления на данный вид покрытия находили из предшествующих калибровочных измерений.
Эксперименты по профилированию прекращали, когда Оже-электронная спектроскопия выявляла, что основной материал представляет собой материал подложки (чаще всего, нержавеющая сталь в случае лезвий бритв). Таким образом, зная общую толщину покрытия, можно определить, на какой глубине проводили каждое измерение.
Анализируемая область для обзорных спектров и профиля глубины может располагаться очень близко к концу лезвия (5 – 10 мкм от конца режущей кромки. Она имеет размер порядка 10 мкм (например, квадратный участок 10 мкм x 10 мкм).
Перед анализом методом AES (Оже-электронная спектроскопия) образцы лезвий закрепляли на держателе и вводили в сверхвысоковакуумную камеру Оже-электронного спектрометра. Обзорные Оже-спектры регистрировали для только что полученной поверхности, и по истечении определенной продолжительности распыления в зависимости от интенсивности профилирования, выявляли элементы, содержащиеся в тонкой пленке на режущей кромке.
Профилирование по глубине проводили для образцов в ходе распыления, например, с использованием энергии ионов Ar
+
3 кэВ. Точное измерение масштаба глубины было возможно при использовании предварительно откалиброванных скоростей распыления (т. е. толщины удаляемого материала как функции времени). Эти скорости распыления определяли на стандартных образцах с теми же покрытиями, что и для анализируемых образцов. Эти образцы были получены путем осаждения на плоские подложки тонких пленок идентичного состава и осажденных при тех же условиях, как слои на режущей кромке, и измерения их толщин другим методом профилирования с целью калибровки в рамках метода AES.
Другой метод профилирования может включать в себя, например, наложение маски на покрываемый образец, последующее осаждение, удаление материала покрытия с зоны с наложенной маской и измерение высоты ступеньки между оставшимся материалом покрытия и подложкой, где материал покрытия удален.
В соответствии с другим вариантом, средняя величина скоростей распыления может быть определена из известных скоростей распыления, относящихся к покрытию, осажденному на сертифицированный стандартный материал BCR-261T (Ta2O5 (100 нм)/Ta-лист).
Таким образом, в соответствии с одним вариантом, предложен способ определения состава упрочняющего покрытия лезвия бритвы, при котором многократно выполняют:
- измерения поверхностного состава покрытия и
- удаление материала из покрытия с заданной скоростью посредством распыления,
до тех пор пока не будет достигнут нижележащий слой или подложка лезвия бритвы и,
используя калибровочные данные для скорости удаления посредством распыления для покрытия и общей толщины упрочняющего покрытия согласно другому методу измерения, относят найденные составы поверхности к глубине внутри покрытия.
Указанный метод определения может быть применен не только к TiBx покрытиям, но и к другим упрочняющим покрытиям.
Claims (42)
1. Лезвие бритвы, содержащее область режущей кромки лезвия, которое также содержит:
- подложку лезвия бритвы, имеющую краевую область подложки в области режущей кромки лезвия бритвы, причем краевая область подложки имеет профилированную и сужающуюся форму с двумя сторонами подложки, сходящимися по направлению к концу подложки,
- упрочняющее покрытие, осажденное на подложку лезвия бритвы, по меньшей мере на область режущей кромки лезвия, причем упрочняющее покрытие покрывает конец подложки, имеет профилированную и сужающуюся форму с двумя сторонами покрытия, сходящимися по направлению к концу покрытия,
- при этом упрочняющее покрытие содержит упрочняющий нанокристаллический слой, образованный из смеси титана и бора TiBx, отличающееся тем, что упрочняющий нанокристаллический слой имеет по меньшей мере одну из обогащенных титаном областей и обогащенных бором областей по сравнению со стехиометрическим составом TiB2, при этом обогащенные бором области имеют атомарное отношение B:Ti x, составляющее от 2,01 до 2,3, а обогащенные титаном области имеют атомарное отношение B:Ti x, составляющее от 1,3 до 1,99.
2. Лезвие бритвы по п. 1, в котором упрочняющий нанокристаллический слой содержит области диборида титана.
3. Лезвие бритвы по п. 2, в котором области диборида титана имеют не столбчатую структуру.
4. Лезвие бритвы по любому из пп. 1-3, в котором упрочняющий нанокристаллический слой содержит нанокристаллические структуры, в которых атомы нанокристаллов расположены в виде гексагональной решетки.
5. Лезвие бритвы по любому из пп. 1-4, в котором упрочняющий нанокристаллический слой содержит бесструктурные кристаллиты, имеющие характерный размер в интервале от 2 до 15 нанометров (нм).
6. Лезвие бритвы по любому из пп. 1-5, в котором упрочняющий нанокристаллический слой осажден в условиях, которые, в случае осаждения на плоский образец-свидетель, обеспечивают плотность покрытия более 3,9 граммов на кубический сантиметр (г/см3).
7. Лезвие бритвы по любому из пп. 1-6, в котором общая толщина подложки лезвия и упрочняющего покрытия, измеренная между двумя сторонами покрытия ортогонально к линии, разделяющей пополам область режущей кромки, на расстоянии 5 микрометров от конца покрытия, находится в пределах от 1,8 до 2,5 микрометров, предпочтительно от 1,9 до 2,4 микрометров.
8. Лезвие бритвы по любому из пп. 1-7, в котором общая толщина подложки лезвия и упрочняющего покрытия, измеренная между двумя сторонами покрытия ортогонально к линии, разделяющей пополам область режущей кромки, на расстоянии 20 микрометров от конца покрытия, находится в пределах от 5,1 до 7,3 микрометров, предпочтительно от 5,4 до 7,1 микрометров.
9. Лезвие бритвы по любому из пп. 1-8, в котором подложка лезвия бритвы изготовлена из нержавеющей стали.
10. Лезвие бритвы по любому из пп. 1-9, в котором упрочняющее покрытие содержит промежуточный слой между подложкой лезвия бритвы и упрочняющим нанокристаллическим слоем.
11. Лезвие бритвы по п. 10, в котором промежуточный слой содержит титан.
12. Лезвие бритвы по п. 11, в котором промежуточный слой образован из титана.
13. Лезвие бритвы по любому из пп. 1-12, в котором упрочняющее покрытие содержит металлсодержащий верхний слой поверх упрочняющего нанокристаллического слоя.
14. Лезвие бритвы по п. 13, в котором верхний слой содержит хром.
15. Лезвие бритвы по любому из пп. 1-9, в котором упрочняющий нанокристаллический слой является единственным слоем упрочняющего покрытия.
16. Лезвие бритвы по любому из пп. 1-15, в котором толщина упрочняющего нанокристаллического слоя, измеренная по нормали к поверхности подложки, находится в пределах от 20 до 400 нанометров (нм).
17. Лезвие бритвы по п. 16, в котором толщина упрочняющего нанокристаллического слоя, измеренная по нормали к поверхности подложки, находится в пределах от 20 до 150 нанометров (нм).
18. Лезвие бритвы по п. 16, в котором толщина упрочняющего нанокристаллического слоя, измеренная по нормали к поверхности подложки, находится в пределах от 40 до 250 нанометров (нм).
19. Лезвие бритвы по любому из пп. 1-18, которое дополнительно содержит полимерное покрытие поверх упрочняющего покрытия.
20. Лезвие бритвы по любому из пп. 1-19, в котором упрочняющий нанокристаллический слой содержит хаотично расположенные области с различным содержанием атомов титана и бора, при этом в по меньшей мере одной из областей содержание бора и титана находится в пределах от y:1 до z:1, причем y и z находятся в пределах от 1,3 до 1,99, а также y меньше, чем z, и/или при этом в по меньшей мере одной из областей содержание бора и титана находится в пределах от u:1 до v:1, причем u и v находятся в пределах от 2,01 до 2,3, а также u меньше, чем v.
21. Бритвенная головка, содержащая картридж и лезвие бритвы по любому из пп. 1-20, причем указанное лезвие бритвы помещено в указанный картридж.
22. Бритва, содержащая ручку и бритвенную головку по п. 21, причем указанная бритвенная головка закреплена на указанной ручке.
23. Лезвие бритвы, содержащее область режущей кромки лезвия, которое содержит:
- подложку лезвия бритвы, имеющую краевую область подложки в области режущей кромки лезвия бритвы, причем краевая область подложки имеет профилированную форму и сужающуюся форму с двумя сторонами подложки, сходящимися по направлению к концу подложки,
- упрочняющее покрытие, осажденное на подложку лезвия бритвы, по меньшей мере на область режущей кромки лезвия, причем упрочняющее покрытие покрывает конец подложки, причем упрочняющее покрытие имеет профилированную форму и сужающуюся форму с двумя сторонами покрытия, сходящимися по направлению к концу покрытия,
при этом упрочняющее покрытие содержит смесь титана и бора,
при этом упрочняющий нанокристаллический слой осажден в условиях, которые, в случае осаждения на плоский образец-свидетель, обеспечивают плотность покрытия более 3,9 граммов на кубический сантиметр (г/см3).
24. Лезвие бритвы, содержащее область режущей кромки лезвия, которое содержит:
- подложку лезвия бритвы, имеющую краевую область подложки в области режущей кромки, причем краевая область подложки имеет профилированную форму и сужающуюся форму с двумя сторонами подложки, сходящимися по направлению к концу подложки;
- упрочняющее покрытие, осажденное на подложку лезвия бритвы, по меньшей мере на область режущей кромки лезвия, причем упрочняющее покрытие покрывает конец подложки, причем упрочняющее покрытие имеет профилированную форму и сужающуюся форму с двумя сторонами покрытия, сходящимися по направлению к концу покрытия,
при этом упрочняющее покрытие содержит смесь титана и бора,
при этом общая толщина подложки лезвия и упрочняющего покрытия, измеренная между двумя сторонами покрытия ортогонально к линии, разделяющей пополам область режущей кромки, на расстоянии 5 микрометров от конца покрытия, составляет от 1,8 до 2,5 микрометров, предпочтительно от 1,9 до 2,4 микрометров.
25. Лезвие бритвы по п. 24, в котором общая толщина подложки лезвия и упрочняющего покрытия, измеренная между двумя сторонами покрытия ортогонально к линии, разделяющей пополам область режущей кромки, на расстоянии 20 микрометров от конца покрытия, составляет от 5,1 до 7,3 микрометров, предпочтительно от 5,4 до 7,1 микрометров.
26. Лезвие бритвы, содержащее область режущей кромки лезвия, которое содержит:
- подложку лезвия бритвы, имеющую краевую область подложки в области режущей кромки лезвия бритвы, причем краевая область подложки имеет профилированную форму и сужающуюся форму с двумя сторонами подложки, сходящимися по направлению к концу подложки,
- упрочняющее покрытие, осажденное на подложку лезвия бритвы, по меньшей мере на область режущей кромки лезвия, причем упрочняющее покрытие покрывает конец подложки, причем упрочняющее покрытие имеет профилированную форму и сужающуюся форму с двумя сторонами покрытия, сходящимися по направлению к концу покрытия,
при этом упрочняющее покрытие содержит смесь титана и бора,
при этом общая толщина подложки лезвия и упрочняющего покрытия, измеренная между двумя сторонами покрытия ортогонально к линии, разделяющей пополам область режущей кромки, на расстоянии 20 микрометров от конца покрытия, составляет от 5,1 до 7,3 микрометров, предпочтительно от 5,4 до 7,1 микрометров.
27. Лезвие бритвы по п. 26, в котором общая толщина подложки лезвия и упрочняющего покрытия, измеренная между двумя сторонами покрытия ортогонально к линии, разделяющей пополам область режущей кромки, на расстоянии 5 микрометров от конца покрытия, составляет от 1,8 до 2,5 микрометров, предпочтительно от 1,9 до 2,4 микрометров.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2014/066511 WO2016015771A1 (en) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | Razor blade coating |
| EPPCT/EP2014/066511 | 2014-07-31 | ||
| PCT/EP2015/067477 WO2016016359A1 (en) | 2014-07-31 | 2015-07-30 | Razor blade coating |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017104743A RU2017104743A (ru) | 2018-08-28 |
| RU2017104743A3 RU2017104743A3 (ru) | 2019-02-01 |
| RU2693974C2 true RU2693974C2 (ru) | 2019-07-08 |
Family
ID=51257511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017104743A RU2693974C2 (ru) | 2014-07-31 | 2015-07-30 | Покрытие лезвия бритвы |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US10442098B2 (ru) |
| EP (1) | EP3175014B1 (ru) |
| JP (1) | JP6609621B2 (ru) |
| KR (1) | KR102444205B1 (ru) |
| CN (1) | CN106794585A (ru) |
| BR (1) | BR112017001879B1 (ru) |
| CA (1) | CA2956557C (ru) |
| MX (1) | MX2017001387A (ru) |
| PL (1) | PL3175014T3 (ru) |
| RU (1) | RU2693974C2 (ru) |
| WO (2) | WO2016015771A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU196516U1 (ru) * | 2020-01-15 | 2020-03-03 | Владимир Васильевич Галайко | Безопасная бритва |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130014396A1 (en) * | 2011-07-14 | 2013-01-17 | Kenneth James Skrobis | Razor blades having a wide facet angle |
| US11148309B2 (en) * | 2013-06-05 | 2021-10-19 | The Gillette Company Llc | Razor components with novel coating |
| WO2016015771A1 (en) * | 2014-07-31 | 2016-02-04 | Bic-Violex Sa | Razor blade coating |
| KR102402007B1 (ko) * | 2014-12-22 | 2022-05-25 | 빅-비올렉스 에스아 | 면도날 |
| US11230025B2 (en) | 2015-11-13 | 2022-01-25 | The Gillette Company Llc | Razor blade |
| NL2017180B1 (en) * | 2016-07-18 | 2018-01-24 | Ihc Holland Ie Bv | Additive manufactured tooth for dredging or mining |
| US11654588B2 (en) * | 2016-08-15 | 2023-05-23 | The Gillette Company Llc | Razor blades |
| EP3372362A1 (en) * | 2017-03-08 | 2018-09-12 | BIC-Violex S.A. | Razor blade |
| EP3372361A1 (en) * | 2017-03-08 | 2018-09-12 | BIC-Violex S.A. | Razor blade |
| WO2018184723A1 (en) * | 2017-04-04 | 2018-10-11 | Bic Violex S.A. | Coated razor blades comprising graphene |
| KR102211395B1 (ko) * | 2019-05-22 | 2021-02-03 | 주식회사 도루코 | 면도날 및 면도날 제조방법 |
| KR102211399B1 (ko) * | 2019-05-22 | 2021-02-03 | 주식회사 도루코 | 면도날 및 면도날 제조방법 |
| EP3828311A1 (en) | 2019-11-28 | 2021-06-02 | BIC-Violex S.A. | Razor blade coating |
| CN114672779A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-06-28 | 上海大学 | 一种TiB2/Ti复合涂层的制备方法 |
| WO2024039156A1 (ko) * | 2022-08-16 | 2024-02-22 | 주식회사 도루코 | 면도날 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2108234C1 (ru) * | 1991-04-26 | 1998-04-10 | Дзе Джиллет Компани | Способ изготовления лезвия бритвы, лезвие бритвы и устройство для бритья |
| US6617057B2 (en) * | 1999-11-29 | 2003-09-09 | Vladimir Gorokhovsky | Composite vapor deposited coatings and process therefor |
| US20060199013A1 (en) * | 2005-03-07 | 2006-09-07 | Malshe Ajay P | Nanoparticle compositions, coatings and articles made therefrom, methods of making and using said compositions, coatings and articles |
| WO2007136777A2 (en) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | G & H Technologies Llc | Wear resistant coating |
Family Cites Families (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1465697A (en) * | 1973-06-20 | 1977-02-23 | Wilkinson Sword Ltd | Razor blades |
| DE3372189D1 (en) | 1982-11-19 | 1987-07-30 | Gillette Co | Razor blades |
| US4933058A (en) | 1986-01-23 | 1990-06-12 | The Gillette Company | Formation of hard coatings on cutting edges |
| US5232568A (en) | 1991-06-24 | 1993-08-03 | The Gillette Company | Razor technology |
| ZA928617B (en) | 1991-11-15 | 1993-05-11 | Gillette Co | Shaving system. |
| US5669144A (en) | 1991-11-15 | 1997-09-23 | The Gillette Company | Razor blade technology |
| PL178753B1 (pl) * | 1994-04-25 | 2000-06-30 | Gillette Co | Ostrze golarki i sposób wytwarzania ostrza golarki |
| US6032372A (en) * | 1998-06-22 | 2000-03-07 | Dischler; Louis | Intrinsically fenced safety razor head |
| US6684513B1 (en) * | 2000-02-29 | 2004-02-03 | The Gillette Company | Razor blade technology |
| JP4741056B2 (ja) | 2000-06-05 | 2011-08-03 | 株式会社貝印刃物開発センター | 刃部材及びその刃先の製造方法 |
| SE522722C2 (sv) * | 2001-03-28 | 2004-03-02 | Seco Tools Ab | Skärverktyg belagt med titandiborid |
| EP1419036A1 (en) | 2001-07-11 | 2004-05-19 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Cutting member with dual profile tip |
| GB0207375D0 (en) * | 2002-03-28 | 2002-05-08 | Hardide Ltd | Cutting tool with hard coating |
| JP5184886B2 (ja) * | 2004-09-08 | 2013-04-17 | ビック・バイオレクス・エス・エー | 剃刀の刃先及び剃刀の刃上に所定の層を堆積する方法 |
| FR2921672B1 (fr) * | 2007-09-28 | 2014-08-15 | Commissariat Energie Atomique | Procede d'obtention d'une surface dure a l'echelle nanometrique |
| CN102149844B (zh) * | 2008-07-09 | 2014-05-14 | 欧瑞康贸易股份公司(特吕巴赫) | 涂覆体系、涂覆的工件及其生产方法 |
| CN101531074B (zh) * | 2009-04-02 | 2012-04-25 | 天津师范大学 | 超硬TiB2/Si3N4纳米多层膜及其制备方法 |
| US9598761B2 (en) * | 2009-05-26 | 2017-03-21 | The Gillette Company | Strengthened razor blade |
| US9327416B2 (en) * | 2009-07-17 | 2016-05-03 | The Gillette Company | Atomic layer deposition coatings on razor components |
| JP5532305B2 (ja) * | 2010-01-08 | 2014-06-25 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 金属酸化物ナノ結晶の製造方法、金属酸化物ナノ結晶配列膜の作製方法、金属酸化物ナノ結晶配列膜被覆基板及びその製造方法 |
| US20130014395A1 (en) * | 2011-07-14 | 2013-01-17 | Ashok Bakul Patel | Razor blades having a large tip radius |
| US20130014396A1 (en) * | 2011-07-14 | 2013-01-17 | Kenneth James Skrobis | Razor blades having a wide facet angle |
| US20130031794A1 (en) * | 2011-08-05 | 2013-02-07 | Duff Jr Ronald Richard | RAZOR BLADES WITH ALUMINUM MAGNESIUM BORIDE (AlMgB14)-BASED COATINGS |
| JP2014094163A (ja) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | 3M Innovative Properties Co | カッターブレード |
| DE102014104799B4 (de) * | 2014-04-03 | 2021-03-18 | Schott Ag | Substrat mit einer Beschichtung zur Erhöhung der Kratzfestigkeit, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung |
| US11090826B2 (en) * | 2014-07-31 | 2021-08-17 | Bic Violex Sa | Razor blade |
| WO2016015771A1 (en) * | 2014-07-31 | 2016-02-04 | Bic-Violex Sa | Razor blade coating |
| EP3372362A1 (en) * | 2017-03-08 | 2018-09-12 | BIC-Violex S.A. | Razor blade |
| CN114080306B (zh) * | 2019-07-31 | 2024-03-29 | 吉列有限责任公司 | 剃刀和剃刀刀片架 |
-
2014
- 2014-07-31 WO PCT/EP2014/066511 patent/WO2016015771A1/en not_active Application Discontinuation
-
2015
- 2015-07-30 KR KR1020177005774A patent/KR102444205B1/ko active IP Right Grant
- 2015-07-30 RU RU2017104743A patent/RU2693974C2/ru active
- 2015-07-30 EP EP15744564.4A patent/EP3175014B1/en active Active
- 2015-07-30 JP JP2017505121A patent/JP6609621B2/ja active Active
- 2015-07-30 US US15/500,698 patent/US10442098B2/en active Active
- 2015-07-30 MX MX2017001387A patent/MX2017001387A/es unknown
- 2015-07-30 PL PL15744564T patent/PL3175014T3/pl unknown
- 2015-07-30 CA CA2956557A patent/CA2956557C/en active Active
- 2015-07-30 WO PCT/EP2015/067477 patent/WO2016016359A1/en active Application Filing
- 2015-07-30 BR BR112017001879-9A patent/BR112017001879B1/pt active IP Right Grant
- 2015-07-30 CN CN201580044676.3A patent/CN106794585A/zh active Pending
-
2019
- 2019-09-10 US US16/565,664 patent/US10953558B2/en active Active
-
2021
- 2021-02-08 US US17/169,689 patent/US11400611B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2108234C1 (ru) * | 1991-04-26 | 1998-04-10 | Дзе Джиллет Компани | Способ изготовления лезвия бритвы, лезвие бритвы и устройство для бритья |
| US6617057B2 (en) * | 1999-11-29 | 2003-09-09 | Vladimir Gorokhovsky | Composite vapor deposited coatings and process therefor |
| US20060199013A1 (en) * | 2005-03-07 | 2006-09-07 | Malshe Ajay P | Nanoparticle compositions, coatings and articles made therefrom, methods of making and using said compositions, coatings and articles |
| WO2007136777A2 (en) * | 2006-05-17 | 2007-11-29 | G & H Technologies Llc | Wear resistant coating |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU196516U1 (ru) * | 2020-01-15 | 2020-03-03 | Владимир Васильевич Галайко | Безопасная бритва |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2956557A1 (en) | 2016-02-04 |
| KR20170038055A (ko) | 2017-04-05 |
| CN106794585A (zh) | 2017-05-31 |
| BR112017001879B1 (pt) | 2021-12-28 |
| BR112017001879A8 (pt) | 2021-11-16 |
| RU2017104743A (ru) | 2018-08-28 |
| RU2017104743A3 (ru) | 2019-02-01 |
| US20180215056A1 (en) | 2018-08-02 |
| KR102444205B1 (ko) | 2022-09-19 |
| US20210162616A1 (en) | 2021-06-03 |
| US10442098B2 (en) | 2019-10-15 |
| BR112017001879A2 (pt) | 2017-11-28 |
| MX2017001387A (es) | 2017-10-31 |
| PL3175014T3 (pl) | 2021-08-30 |
| EP3175014B1 (en) | 2021-05-19 |
| CA2956557C (en) | 2022-09-27 |
| US10953558B2 (en) | 2021-03-23 |
| EP3175014A1 (en) | 2017-06-07 |
| JP2017528186A (ja) | 2017-09-28 |
| JP6609621B2 (ja) | 2019-11-20 |
| WO2016015771A1 (en) | 2016-02-04 |
| US11400611B2 (en) | 2022-08-02 |
| WO2016016359A1 (en) | 2016-02-04 |
| US20200023533A1 (en) | 2020-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2693974C2 (ru) | Покрытие лезвия бритвы | |
| US11090826B2 (en) | Razor blade | |
| Yu et al. | Microstructure and properties of TiAlSiN coatings prepared by hybrid PVD technology | |
| CN102099138B (zh) | 覆盖构件及其制造方法、包括该覆盖构件的覆盖切削工具 | |
| KR102375084B1 (ko) | Cvd 피복 절삭 공구 | |
| RU2758424C2 (ru) | Режущий инструмент с покрытием | |
| KR20160131046A (ko) | 피복 절삭 공구 및 그 제조 방법 | |
| Zalar | Auger electron spectroscopy depth profiling during sample rotation | |
| Braic et al. | Structure and properties of Zr/ZrCN coatings deposited by cathodic arc method | |
| Jakubéczyová et al. | Investigation of thin layers deposited by two PVD techniques on high speed steel produced by powder metallurgy | |
| Lukaszkowicz et al. | Characteristics of CrAlSiN+ DLC coating deposited by lateral rotating cathode arc PVD and PACVD process | |
| Valleti et al. | Studies on cathodic arc PVD grown TiCrN based erosion resistant thin films | |
| Bemporad et al. | Characterisation and wear properties of industrially produced nanoscaled CrN/NbN multilayer coating | |
| Petkov et al. | Study of surface morphology, structure, mechanical and tribological properties of an AlSiN coating obtained by the cathodic arc deposition method | |
| JP2019010707A (ja) | 硬質被覆層が優れた耐摩耗性・耐チッピング性を発揮する表面被覆切削工具 | |
| JP6457023B2 (ja) | ［０ ０ １］テクスチャのκ‐Ａｌ２Ｏ３層を有するＣＶＤコーティングされた切削工具 | |
| JP7132548B2 (ja) | 表面被覆切削工具 | |
| Hernandez-Renjifo et al. | Tribomechanical analysis and machining development for TiSiCN material deposited on industrial steel | |
| Paradecka et al. | Structure and tribological properties of MoS2 low friction thin films | |
| Willich et al. | EPMA and quantitative MCs+-SIMS of metal-DLC coating materials | |
| Lukaszkowicz et al. | Charasteristics of TiCN coating deposited by cathodic arc evaporation | |
| Tomcik | Deposition and characterization of ultra thin diamond like carbon films | |
| Caicedo et al. | Tribomechanical Analysis and Machining development for TiSiCN Material Deposited on Industrial Steel | |
| Caner | Synthesis and Characterization of Sputter Deposited BN and Cu/BN Multilayer Thin Films | |
| Krzanowski et al. | The effects of substrate bias and edge proximity on the mechanical properties and machining performance of TiN-coated carbide inserts |