(57)【要約】  鋭利化された先端及び隣接する面（facet）（２２）により形成される刃先を有する基材（１２）と、刃先上に設けられた硬質コーティング層（１６）と、硬質炭素コーティング層上に設けられた窒化クロムの保護被膜層（１８）と、保護被膜層を覆うポリテトラフルオロエチレンコーティングの外層（２０）とを備えた、カミソリの刃（１０）。
2008543377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋭利化された先端及び隣接する面（facet）により形成される刃先を有する基材と、前記刃先上に設けられた硬質コーティング層と、前記硬質コーティング層上に設けられた窒化クロムの保護被膜層と、前記保護被膜層を覆うポリテトラフルオロエチレンコーティングの外層と、を備えたことを特徴とするカミソリの刃。
【請求項２】
前記硬質コーティングが、炭素含有物質からなることを特徴とする請求項１に記載の刃。
【請求項３】
前記炭素含有物質が、ダイヤモンドからなることを特徴とする請求項２に記載の刃。
【請求項４】
前記硬質炭素コーティングが、ダイヤモンドに類似する炭素物質からなることを特徴とする請求項２に記載の刃。
【請求項５】
前記硬質炭素コーティングが、非晶質ダイヤモンド物質からなることを特徴とする請求項２に記載の刃。
【請求項６】
前記保護被膜層が、約１００〜６００オングストロームの厚さを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の刃。
【請求項７】
前記基材と前記硬質炭素コーティング層との間に中間層を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の刃。
【請求項８】
前記中間層が、ニオブからなることを特徴とする請求項７に記載の刃。
【請求項９】
前記中間層が、クロム含有物質からなることを特徴とする請求項７に記載の刃。
【請求項１０】
前記基材と前記硬質コーティングとの間にニオブ中間層を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の刃。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カミソリ及びカミソリの刃に対する改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
カミソリの刃は典型的には、ステンレス鋼などの好適な基材材料で形成され、刃先は、最終的な先端が約１０００オングストローム未満、例えば約２００〜３００オングストロームの半径を有するくさび状に形成される。ダイヤモンド、非晶質ダイヤモンド、ダイヤモンドに類似する炭素（ＤＬＣ）物質、窒化物、炭化物、酸化物又はセラミックなどの硬質コーティングは、強度、耐食性、及びヒゲ剃り能力を改善するために使用されることが多く、より低い切削抵抗で、より薄い刃先の使用を可能にすると同時に、必要とされる強度を保持する。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）外層は、摩擦低減をもたらすために使用することができる。ニオブ又はクロム含有物質の中間層は、基材、典型的にはステンレス鋼と、ＤＬＣなどの硬質炭素コーティングとの結合を改善するのを助けることができる。カミソリの刃の刃先構造及び製造方法の例が、米国特許第５，２９５，３０５号、第５，２３２，５６８号、第４，９３３，０５８号、第５，０３２，２４３号、第５，４９７，５５０号、第５，９４０，９７５号、第５，６６９，１４４号、ＥＰ０５９１３３４、及びＰＣＴ９２／０３３３０に記載されており、これらは参考として本明細書に組み込まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
使用する際、硬質コーティング及びポリテトラフルオロエチレン外層を有する刃先の最終的な先端は、繰り返されるヒゲ剃り後により丸くなる可能性があり、その結果、先端半径が増大し、一般的にヒゲ剃り性能の低下が認められる。
【０００４】
米国特許第６，６８４，５１３号は、これらの問題点に対処するための、クロム含有保護被膜層を有するカミソリの刃について説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの態様において、本発明は概して、鋭利化された先端及び隣接する面（facet）により形成される刃先を有する基材と、刃先上に設けられた硬質コーティング層と、硬質コーティング層上に設けられた窒化クロムの保護被膜層と、保護被膜層を覆うポリテトラフルオロエチレンコーティングの外層と、を備えるカミソリの刃を特徴とする。発明者らは、窒化クロムがポリテトラフルオロエチレンコーティングの特に優れた付着をもたらすことを発見した。結果として、ポリテトラフルオロエチレンコーティングは繰り返されるヒゲ剃り後に刃に付着したままであり、その刃で享受できる快適なヒゲ剃りの回数が増える。その上、窒化クロムは、硬く、強く、耐食性があり、結果的に優れた刃先強度及びヒゲ剃り性能の向上をもたらす。
【０００６】
本発明の別の態様において、本発明は概して、ハンドルと、鋭利化された先端及び隣接する面により形成される刃先を有する基材と、刃先上に設けられた硬質コーティング層と、硬質コーティング層上に設けられた窒化クロムの保護被膜層と、保護被膜層を覆うポリテトラフルオロエチレンコーティングの外層とを有する刃を付けたカミソリヘッドとを備えたヒゲ剃り用カミソリの刃を特徴とする。
【０００７】
本発明の特定の実施形態は、以下の特徴の１つ以上を含んでもよい。特定の実施形態において、硬質コーティング材料は、炭素含有物質（例えばダイヤモンド、非晶質ダイヤモンド又はＤＬＣ）、窒化物、炭化物、酸化物又はその他のセラミックで作られる。硬質コーティング層は、２，０００オングストローム未満の厚さを有することができる。保護被膜層は、炭素対窒素のパーセント比が１０％対５０％の窒化クロムで作られる。好ましくは、窒化クロムは、約２５〜３５原子％の窒素含有量を有する。保護被膜層は、１００〜６００オングストローム、例えば２００〜４００オングストロームの厚さとすることができる。刃は、基材と硬質コーティング層との間に中間層を備えることができる。中間層は、ニオブ又はクロム含有物質からなることができる。ポリテトラフルオロエチレンは、デュポン（DuPont）から入手可能なクライトックス（KRYTOX）ＬＷ１２００（商標）としてよい。ＰＴＦＥ外層は、１００〜５０００オングストロームの厚さとすることができる。
【０００８】
別の態様において、本発明は概して、鋭利化された先端及び隣接する面により形成される刃先を有する基材を準備すること、刃先上に硬質コーティング層を追加すること、硬質コーティング層上に窒化クロムの保護被膜層を追加すること、並びに保護被膜層を覆うポリテトラフルオロエチレンコーティングの外層を追加することによって、カミソリの刃を作ることを特徴とする。
【０００９】
本発明の特定の実施形態は、以下の特徴の１つ以上を含んでもよい。特定の実施形態において、反応性物理気相成膜法（例えば、マグネトロンスパッタリング又は陰極アーク）、又は化学気相成膜法により層を追加することができる。窒化クロムの成膜は、アーク成膜を含んでもよい。アーク成膜は、約１００Ａｍｐｓ〜２００Ａｍｐｓの陰極アーク電流、及び−４０Ｖ〜−１００Ｖの基材バイアスを使って行うことができる。成膜は、０．０００１（１０−６Ｔｏｒｒ）〜１．３Ｐａ（１０−２Ｔｏｒｒ）の圧力で行われることができ、また窒素又は窒素／アルゴンの空気中で行われることができる。窒素とアルゴンとの混合物が使用される場合、Ｎ対Ａｒの比は約１：３〜３：１とすることができる。あるいは、適切なＲＦバイアス又はＤＣバイアスのスキームを使用して、窒素又はアルゴン／窒素混合物の下で反応性マグネトロンスパッタリングにより同等の窒化クロム層を得ることができる。
【００１０】
本発明の実施形態は、以下の利点の１つ以上を含んでもよい。窒化クロムの保護被膜層を使用することにより、硬質コーティング層へのポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluorethylene）外層の付着が改善される。カミソリの刃は、硬質コーティングによりもたらされる改善された刃先強度を有し、かつ繰り返されるヒゲ剃りで先端が丸くなるのを低減させている。先端が丸くなるのを低減すると、切削抵抗の増加が最低限に抑えられ、その結果、優れたヒゲ剃り性能が維持される。カミソリの刃は、最初のヒゲ剃りから以降、優れたヒゲ剃り特性を持つ。
【００１１】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、添付図面及び以下の説明に示す。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、説明及び図面、並びに請求項から明白となるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１を参照すると、基材１２、中間層１４、硬質コーティング層１６、保護被膜層１８、及び外層２０を備えるカミソリの刃１０が示される。基材１２は、通常、ステンレス鋼で作られ（他の基材を用いることができるが）、１，０００オングストローム未満、好ましくは２００〜３００オングストロームの先端半径まで鋭利にされた最終的な刃先を有し、先端から４０ミクロンのところで測定したときに１５度〜３０度、好ましくは約１９度の挟角でサイドファセット２２を有する断面を持つ。
【００１３】
中間層１４は、硬質コーティング層と基材との結合を促進するために使用される。中間層の好適な材料の例は、ニオブ及びクロム含有物質である。特定の中間層は、１００オングストロームを超え、かつ好ましくは５００オングストローム未満の厚さのニオブで作られる。ＰＣＴ９２／０３３３０は、ニオブ中間層の使用について記載する。
【００１４】
硬質コーティング層１６は、改善された強度、耐食性及びヒゲ剃り能力をもたらし、炭素含有物質（例えば、ダイヤモンド、非晶質ダイヤモンド又はＤＬＣ）、窒化物（例えば、窒化ホウ素、窒化ニオブ又は窒化チタン）、炭化物（例えば、炭化ケイ素）、酸化物（例えば、アルミナ、ジルコニア）又はその他のセラミックス物質から作られることができる。炭素含有物質は、他の元素、例えばタングステン、チタン又はクロムで、例えばスパッタリングによる塗布中にこれらの添加物を目的物に含めることにより、ドープされてもよい。物質は水素、例えば水素添加ＤＬＣを組み込んでもよい。好ましくは、コーティング層１６は、ダイヤモンド、非晶質ダイヤモンド又はＤＬＣで作られる。特定の実施形態は、２，０００オングストローム未満、好ましくは１，０００オングストローム未満のＤＬＣを含む。ＤＬＣ層及び成膜方法は、米国特許第５，２３２，５６８号に記載されている。「物理気相成膜（ＰＶＤ）加工のハンドブック（Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing）」に記載されるように、ＤＬＣは、ダイヤモンドの望ましい特性の多くを示すがダイヤモンドの結晶構造を持たない非晶質炭素物質である。
【００１５】
保護被膜層１８は、硬質コーティングを施した刃先の先端が丸くなるのを低減させ、外層と硬質コーティングとの結合を促進すると同時になお両方の利点を維持させるために使用される。保護被膜層１８は、窒化クロムで作られる。窒化クロムは、約１０％〜５０％（化学量論的又は非化学量論的）のＣｒ／Ｎのパーセント比を有することができる。ある実施形態において、窒化クロムは、約３０原子％の窒素を含んでもよい。ある実施形態において、窒化クロムは、約２００〜４００オングストロームの厚さの層にアーク成膜される。刃１０は、保護被膜層なしの場合よりも、繰り返されるヒゲ剃りにより丸くなるのが少ない刃先を有する。
【００１６】
外層２０は、摩擦の低減をもたらすために使用され、ポリテトラフルオロエチレンからなり、テロマーと呼ばれることがある。特定のポリテトラフルオロエチレン物質は、デュポン（DuPont）から入手可能なクライトックス（Krytox）ＬＷ１２００である。この物質は、安定した分散体をもたらす小粒子から成る、不燃性で安定なドライ潤滑剤である。これは、２０重量％固形物の水性分散体として供給され、浸漬、噴霧、又ははけ塗りにより塗布されて、その後空気乾燥、又は溶融コーティングされることができる。層は、好ましくは５，０００オングストローム未満であり、典型的には１，５００オングストローム〜４，０００オングストロームであることができ、連続的なコーティングが維持されるなら１００オングストロームほど薄くてもよい。連続的なコーティングが得られるならば、テロマーコーティングの厚さの減少により、改善された最初のヒゲ剃り結果をもたらすことができる。米国特許第５，２６３，２５６号及び第５，９８５，４５９号は、適用されるテロマー層の厚さを減少するために使用できる技法を記載しており、この特許を参考として本明細書に組み込む。
【００１７】
刃１０は一般に、上記の参照特許に記載される方法により作られる。特定の実施形態は、ニオブ中間層１４、ＤＬＣ硬質コーティング層１６、窒化クロム保護被膜層１８、及びクライトックス（Krytox）ＬＷ１２００ポリテトラフルオロエチレン外側被膜層２０を含む。窒化クロム保護被膜層１８は、最低１００オングストローム及び最高６００オングストロームまで成膜される。これはアーク成膜によって成膜される。アーク成膜は、約１００Ａｍｐｓ〜２００Ａｍｐｓ、例えば約１５０Ａｍｐｓの陰極アーク電流、及び−４０Ｖ〜−１００Ｖ、例えば−６５Ｖの基材バイアスを使って行われることができる。成膜は、０．０００１Ｐａ（１０−６Ｔｏｒｒ）〜１．３Ｐａ（１０−２Ｔｏｒｒ）、例えば約０．０１３Ｐａ（１０−４Ｔｏｒｒ）の圧力で行われることができ、また窒素又は窒素／アルゴンの空気中で行われることができる。窒素とアルゴンとの混合物が使用される場合、Ｎ対Ａｒの比は約１：３〜３：１であることができる。
【００１８】
刃１０は、保護被膜層１８の塗布後で外層２０の追加前にＳＥＭによって測定したときに、好ましくは約２００〜４００オングストロームの先端半径を有する。
【００１９】
図２を参照すると、刃１０は、ヒゲ剃り用カミソリ１１０で使用されることができ、これにはハンドル１１２と、交換可能なヒゲ剃り用カートリッジ１１４とを備える。カートリッジ１４は、ハウジング１１６を備えており、これは３枚の刃１０、ガード１２０及びキャップ１２２を入れる。刃１０は、例えば参考として組み込まれる米国特許第５，９１８，３６９号に記載されるように可動に取り付けられる。カートリッジ１１４はまた、ハウジング１１６が２つのアーム１２８で枢動可能に取り付けられる相互接続部材１２４を備える。相互接続部材１２４は、交換可能にハンドル１１２に接続される基部１２７を備える。あるいは、刃１０は、１つ、２つ又は３つ以上の刃、両面刃を有する他のカミソリ、及び可動刃又はカートリッジが交換可能であるか若しくはカミソリのハンドルに永久的に取り付けられる枢動ヘッドを持たないカミソリで使用されることができる。
【００２０】
使用する際、カミソリの刃１０は、最初のヒゲ剃りから以降、優れたヒゲ剃り特性を持つ。刃１０は、優れたヒゲ剃り特性を維持しながらも硬質コーティングによりもたらされる改善された刃先強度を有し、かつ繰り返されるヒゲ剃りで先端が丸くなるのを保護層コーティング（overlayer coating）により低減させる。
【００２１】
他の実施形態は、添付の請求項の範囲内にある。
【００２２】
例えば、所望であれば、他の成膜技術、例えば、ＤＣバイアス（−５０ボルトより負、好ましくは−２００ボルトより負）及び窒素若しくはアルゴン／窒素の混合物を使用するミリトール範囲の圧力又は適切なＲＦバイアスを使ったマグネトロンスパッタリングを使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】カミソリの刃の刃先部分の垂直断面図。
【図２】図１のカミソリの刃を備えるヒゲ剃り用カミソリの斜視図。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
2008543377.tif 000005
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