Brevet FR2888149A1 — publié le 20070112

L'invention concerne le domaine technique des rasoirs électriques. D'une manière générale, la partie active d'un rasoir électrique est constituée d'au moins un couteau et d'une grille en contact avec la peau et agencée pour permettre l'engagement des poils en vue de les soumettre à l'action du ou des couteau(x). On distingue essentiellement des couteaux animés de mouvements de rotation ou de mouvements alternatifs de vibration. Le matériau utilisé pour réaliser les couteaux est sélectionné pour être suffisamment dur, par exemple en acier. Pour résoudre les problèmes de frottement et d'usure, différentes solutions techniques ont été proposées. Par exemple, la partie active du couteau peut être revêtue d'une couche de chrome. On a proposé également d'appliquer sur les lames de couteau des revêtements à base de nitrure métallique notamment de nitrure de titane. Ces revêtements ont la propriété de présenter une dureté très élevée permettant de réduire de manière significative l'usure des pièces. Par contre, leur coefficient de frottement dépend, d'une manière importante, du matériau antagoniste constituant la grille, en observant qu'il s'agit d'un contact non lubrifié. La conception de la grille est plus délicate étant donné qu'elle doit être suffisamment souple pour, d'une part, correspondre à la forme souhaitée par le concepteur et, d'autre part, épouser la forme de la partie du corps à raser. Le plus souvent la grille est réalisée à partir d'un feuillard de très faible épaisseur en nickel ou en acier inoxydable. Des fentes ou des 2888149 2 trous permettent l'engagement des poils. Bien évidemment, l'épaisseur des feuillards détermine, d'une manière importante, l'élasticité de l'ensemble de la grille. A partir de cet état de la technique, l'invention se propose, non seulement de résoudre les problèmes de frottement et d'usure, mais également d'améliorer, d'une manière importante, le frottement sur la peau grâce à l'emploi de matériau à basse énergie de surface. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un ensemble de coupe pour rasoir électrique comprenant au moins un couteau et une grille en contact avec la peau et réalisés à partir d'une âme métallique. Selon l'invention, l'âme métallique du ou des couteaux et/ou de la grille, est revêtue, en totalité ou en partie, d'une couche mince de carbone adamantin (DLC). Compte tenu de ces caractéristiques, on peut considérer que les composants de l'ensemble de coupe (le couteau et/ou la grille) sont réalisés dans un bi-matériau, l'un ayant la fonction de structure mécanique (âme métallique), l'autre apportant les propriétés superficielles souhaitées (revêtement de DLC), les deux matériaux étant étroitement combinés pour obtenir un effet de synergie. Avantageusement, compte tenu du problème à résoudre, la couche mince de DLC a une épaisseur comprise entre 0,05 m et 3 m, une dureté 2888149 3 comprise entre 5 GPa et 50 GPa et une énergie de surface comprise entre 18 mN/m et 50 mN/m. Selon une forme de réalisation, la couche mince de DLC est obtenue 5 en pulvérisant sous une atmosphère raréfiée d'argon une cible graphite par une technique de pulvérisation cathodique. Dans une autre forme de réalisation, la couche mince de DLC est obtenue par ablation laser. Selon une forme préférentielle, la couche mince de DLC est mise en oeuvre par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (technique dite PACVD). L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'un exemple de réalisation d'un ensemble de coupe pour rasoir électrique composé d'au moins un couteau rotatif et d'une grille; - la figure 2 est une vue partielle, à grande échelle, à caractère schématique de l'âme métallique de la grille et/ou du couteau revêtue d'une couche mince en carbone adamantin (DLC) ; - la figure 3 est un tableau montrant les résultats d'essai du frottement sur la peau d'une grille revêtue de DLC, de TiN et non 25 revêtue. Comme indiqué, l'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour tout ensemble de coupe, d'un rasoir électrique 2888149 4 comprenant au moins un couteau (C) et une grille (G). Le couteau (C) et la grille (G) sont réalisés, d'une manière parfaitement connue pour un homme du métier, à partir d'une âme métallique (1). Selon l'invention, cette âme métallique (1) est revêtue en totalité ou en partie d'une couche mince (2) de carbone adamantin ou DLC (Diamant.Light Carbone). Selon l'invention, la couche mince de DLC (2) présente les caractéristiques suivantes: l'épaisseur est comprise entre 0,05 m et 3 m; la dureté est comprise entre 15 GPa et 50 GPa; l'énergie de surface est comprise entre 18 mN/m et 50 mN/m. Différentes solutions techniques peuvent être utilisées pour revêtir en totalité ou en partie l'âme métallique (1) du couteau (C) et/ou de la grille (G). Par exemple, la couche mince DLC peut être obtenue en pulvérisant sous une atmosphère raréfiée d'argon une cible graphite par une technique de pulvérisation cathodique. Ou bien la couche mince DLC est obtenue par ablation laser ou encore, et de façon préférentielle, par la technique PACVD citée plus haut.. Des tests de frottement sur la peau ont été réalisés à partir d'une grille dont l'âme métallique est en nickel. On renvoie au tableau de la figure 3 qui montre les résultats obtenus dans le cas d'une grille revêtue d'une couche de carbone adamantin (colonne A), dans le cas d'une grille revêtue d'une couche de nitrure de titane (colonne B) et dans le cas d'une grille non revêtue (colonne C). 2888149 5 Concernant la grille revêtue de carbone adamantin DLC, l'épaisseur était de 1,2 m, sa dureté de 35 GPa, et son énergie de surface de 45 mN/m. La couche DLC a été réalisée en pulvérisant sous atmosphère raréfiée d'argon une cible graphite par la technique de pulvérisation cathodique. Le confort de rasage apporté sur la peau par la couche DLC, c'est-à-dire une impression de douceur apportée lors du frottement sur la peau, a été mesurée indirectement à partir d'une mesure acoustique exprimée en unité arbitraire du bruit généré lors des frottements de la grille sur la peau. Les essais de frottement ont été réalisés en déplaçant manuellement la grille sur la peau, dans des conditions proches de celles d'un vrai rasage. La grille était montée sur un support vibrant, à des fréquences comprises entre 0 et 1000 Hz. Les résultats (moyenne de 10 essais pour chaque test) obtenus avec la grille en Nickel revêtue d'une couche de DLC ont été comparés, comme indiqué, à ceux obtenus, d'une part avec le même type de grille revêtue d'une couche de nitrure de titane (TiN) d'épaisseur 0,8 m et de dureté de 30 GPa et, d'autre part, avec une grille non revêtue. Les différentes colonnes A, B, C du tableau montrant les amplitudes vibratoires obtenues pour les différentes grilles. Plus les valeurs obtenues sont basses, plus grand est le confort de rasage. Il ressort de ces tests que les améliorations obtenues au niveau du confort du rasage sont particulièrement importantes. D'autres tests ont été réalisés en ce qui concerne le frottement du couteau par rapport à la grille. Ce frottement a été simulé en faisant frotter une bille en acier inoxydable sur une grille de rasoir dont l'âme métallique était, comme précédemment, en Nickel. Les tests ont été effectués à partir 2888149 6 d'une grille de Nickel non revêtue, d'une grille de Nickel revêtue d'une couche de nitrure de titane (TiN) et d'une grille de Nickel revêtue d'une couche de carbone adamantin (DLC). Pour évaluer les performances de frottement, le coefficient de frottement a été déterminé en début d'essai et après 10 minutes de fonctionnement. Cet essai a été effectué dans les conditions suivantes: charge d' appui de la bille sur la grille diamètre de la bille mouvement relatif entre la bille et la grille amplitude de la translation vitesse de déplacement ambiance 0,085 daN 10mm translation alternative 4mm 0,01 m/sec à sec dans l'air. Il ressort du tableau ci-après que la présence du revêtement DLC permet de maintenir le coefficient de frottement à des valeurs beaucoup plus basses, notamment à la fin de l'essai. On observe également qu'avec la couche DLC et le coefficient de frottement présentent une certaine stabilité. Grille Coefficient de Coefficient de frottement frottement début d'essai fin d'essai Nickel 0,24 0,26 Revêtue 0,04 0,20 TiN Revêtue 0,035 0,06 Carbone adamantin Les avantages ressortent bien de la description. 8 REVENDICATIONS - 1- Ensemble de coupe pour rasoir électrique comprenant au moins un couteau et une grille en contact avec la peau et réalisés à partir d'une âme métallique (1), caractérisé en ce que l'âme métallique (1) du ou des couteaux et/ou de la grille, est revêtue, en totalité ou en partie, d'une couche mince (2) de carbone adamantin (DLC). -2- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche mince de DLC est comprise entre 0,05 m et 3 m. - 3- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dureté de la couche mince de DLC est comprise entre 15 GPa et 50 GPa. - 4- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'énergie de surface de la couche mince de DLC est comprise entre 18 mN/m et 50 mN/m. -5- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche mince de DLC est obtenue en pulvérisant sous une atmosphère raréfiée d'argon une cible graphite par une technique de pulvérisation cathodique. -6- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche mince de DLC est obtenue par ablation laser. 2888149 9 -7- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche mince de DLC est obtenue par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PACVD)