МНОГОЛЕЗВИЙНЫЕ БРИТВЫ И ЛЕЗВИЯ ДЛЯ НИХ
MULTI-BLADE RAZORS AND BLADES FOR THEM

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к многолезвийным бритвам и лезвиям для применения в многолезвийных бритвах.
Уровень техники
При бритье желательно добиваться чистого бритья, но при этом обеспечивать хороший комфорт и избегать царапин и порезов. Факторы, влияющие на качество бритья, включают в себя сопротивление трением между кромкой(-ами) лезвия и кожей, а также остроту края(-ев) лезвий, причем оба эти фактора влияют на величину силы резанья, приложенной к волосам со стороны лезвия(-й). Другим фактором, который влияет на качество бритья и износ лезвия, является экспозиция лезвия, т.е. степень выхода лезвия из плоскости, которая, как это будет показано ниже, проходит через две смежные точки контакта кожи и бритвы. Лезвия могут устанавливаться с нулевой экспозицией (кромка лезвия лежит в этой плоскости), с положительной экспозицией (кромка лезвия выступает из этой плоскости), и с отрицательной экспозицией (кромка лезвия отодвинута за эту плоскость). Отрицательная экспозиция возможна, поскольку кожа деформируется и «затекает» в пространство за этой плоскостью. Более положительные экспозиции обеспечивают более чистое бритье, однако представляют больше опасности царапин и порезов. В большинстве многолезвийных бритв разные лезвия расположены с различными экспозициями. В результате лезвия входят в контакт с кожей по-разному и в различной степени подвержены износу.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение представляет многолезвийные бритвы, в которых по меньшей мере некоторые лезвия имеют различные радиусы закругления режущих кромок и, следовательно, обладают различной относительной остротой. Кроме того, по меньшей мере некоторые из лезвий обладают различными коэффициентами трения. Радиусы закругления режущих кромок и коэффициенты трения различных лезвий выбираются так, чтобы придать бритве желательные характеристики качества. В некоторых вариантах изготовления лезвия устанавливаются с различными экспозициями, и в таком случае радиус закругления режущей кромки и коэффициент трения каждого лезвия может выбираться с учетом относительной экспозиции лезвия.
Настоящее изобретение в общем представляет бритвы, которые включают в себя лезвийный блок безопасной бритвы, содержащий защитный элемент, головку, а также первое, второе и третье лезвия с параллельными заостренными краями, расположенные между защитным элементом и головкой.
В одном объекте настоящее изобретение представляет бритву, в которой первое лезвие является ближайшим к защитному элементу, третье лезвие наиболее удалено от защитного элемента, а второе лезвие размещено между первым и третьим лезвиями. Лезвия имеют первый, второй и третий радиусы закругления режущих кромок, соответственно, причем по меньшей мере два из трех лезвий имеют разные радиусы закругления режущих кромок и по меньшей мере два из этих лезвий имеют разные коэффициенты трения.
Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут включать в себя один или несколько из следующих признаков. Коэффициент трения первого лезвия больше, чем у второго лезвия. Радиус закругления режущей кромки первого лезвия меньше, чем у второго лезвия. Радиус закругления режущей кромки третьего лезвия меньше, чем у второго лезвия. Коэффициент трения первого лезвия больше, чем у третьего лезвия. Коэффициент трения первого лезвия меньше, чем у второго лезвия. По меньшей мере два из трех лезвий включают в себя полимерное напыление разной относительной толщины.
Данное изобретение в других объектах представляет также лезвийные блоки, имеющие описанные здесь характеристики, а также способы бритья с помощью описанных здесь бритв.
Радиус закругления режущей кромки может измеряться оцениванием радиуса наибольшего круга, который может быть размещен в наиболее отдаленном крае режущей кромки, когда этот наиболее отдаленный край просматривается при сканировании электронным микроскопом с увеличением в 50000 раз. Лезвие представляет собой край, наклоненный под углом 30 градусов от источника поступающего электронного луча в плоскости лезвия.
Коэффициент трения можно определять косвенно посредством измерения при одинаковых условиях силы резания разных лезвий, имеющих одинаковую геометрию кромки, меняя только характеристики поверхности лезвия. Чтобы определить, имеют ли два лезвия с разными радиусами закругления режущей кромки одинаковые или различные коэффициенты трения, необходимо сделать копию одного из лезвий с сохранением всех характеристик, кроме радиуса закругления режущей кромки, а радиус закругления режущей кромки сделать равным радиусу закругления режущей кромки второго лезвия, и затем протестировать и сравнить силы резания лезвий (тех двух лезвий, у которых радиусы закругления режущей кромки равны). Если силы резания окажутся равными, то коэффициенты трения лезвий также считаются равными; если у одного из лезвий сила резания больше, то считается, что коэффициент трения этого лезвия больше, чем у другого лезвия.
Предпочтительные бритвы проявляют хорошее сочетание чистоты и комфорта бритья при минимуме царапин и порезов даже у пользователей, которые к ним склонны.
Подробности одного и нескольких вариантов осуществления настоящего изобретения представлены на сопровождающих чертежах и в описании, приведенном ниже. Из описания, чертежей и формулы изобретения очевидными станут другие признаки, цели и преимущества настоящего изобретения.
На чертеже дан вид в разрезе лезвийного блока.
Подробное описание
В разных реализациях различные лезвия бритвы имеют разные радиусы закругления режущих кромок и, следовательно, у них разная относительная острота. Острота лезвия может быть численно определена измерением силы резания, которая соответствует его остроте. Сила резания измеряется тестом разрезания шерстяного войлока, в котором измеряют силы резания лезвия путем измерения силы, требуемой каждым лезвием для разрезания шерстяного войлока. Сила резания каждого лезвия определяется в результате измерения силы, требуемой каждым лезвием для разрезания шерстяного войлока. Каждое лезвие тестируется резаком шерстяного войлока за 5 проходов, и сила резания на каждом из проходов измеряется на самописце. Режущей силой считается наименьшая из сил, полученных в пяти проходах.
Сочетание и позиционирование более острых и более тупых лезвий можно выбирать так, чтобы придать бритве желательные качественные характеристики. Обычно, чем острее лезвие, тем меньше время его сцепления с волосами. Увеличенное время сцепления, которое получается с относительно более тупыми лезвиями, приведет к тому, что при срезании волосы вытягиваются из своих волосяных мешочков. Однако то, каким образом функционирует конкретное лезвие, будет зависеть от его экспозиции, а также от его остроты. Лезвия могут, кроме того, обладать различными коэффициентами трения, что повлияет на их взаимодействие с кожей и волосами бреющегося. Например, лезвие с более высоким коэффициентом трения перед срезанием волоса вытягивает его из волосяного мешочка - это будет ниже обсуждаться более детально. Эти две переменные (радиус закругления режущей кромки и коэффициент трения) будут в свою очередь обсуждены ниже.
Радиус закругления режущей кромки
На чертеже показано, что лезвийный блок бритвенного картриджа включает в себя каркас 1, образующий защитный элемент 2 и головку 3. Как здесь показано, головка включает в себя смазывающую полоску 4, установленную на каркасе. Эта полоска может иметь одну из форм, общеизвестных в данной области. Каркас несет первичное, вторичное и третичное лезвия 11, 12, 13 с параллельными заостренными краями. Лезвия могут жестко удерживаться каркасом, чтобы оставаться практически фиксированными в позициях, в которых они изображены (при любой упругой деформации, которой подвергаются лезвия под действием сил, приложенных к лезвиям в процессе бритья). Альтернативно, лезвиям может быть обеспечен ограниченный ход под восстанавливающей силой пружины, к примеру, по направлению вниз, как показано на чертеже.
В лезвийном блоке, показанном на чертеже, края всех трех лезвий лежат в общей плоскости Р. Экспозиция этих лезвий определяется как расстояние по нормали или высота от края лезвия, измеренная по отношению к плоскости, касательной к контактирующим с кожей поверхностям элементов лезвийного блока впереди и позади этого края. Таким образом, для лезвийного блока с тремя лезвиями, показанного на чертеже, экспозиция первого или первичного лезвия измеряется по отношению к плоскости, касательной к защитному элементу и кромке второго лезвия, а экспозиция третьего или третичного лезвия измеряется по отношению к плоскости, касательной к кромке второго лезвия и к головке. Экспозиция лезвия может быть нулевой в том случае, когда кромка лежит в той же плоскости; положительной, когда кромка выступает за эту плоскость по направлению к пользователю; отрицательной, когда кромка отодвинута от плоскости назад, т.е. в сторону от пользователя. Обычно, чем больше экспозиция, тем чище лезвие будет стремиться брить, но и более велика вероятность того, что лезвие поцарапает или порежет пользователя. Лезвия с отрицательной экспозицией будут, тем не менее, срезать волосы вследствие деформируемости кожи, а тем самым стремления выпуклости затекать в углубленную область и по направлению к лезвию.
В варианте осуществления, показанном на чертеже, первичное лезвие 11 имеет отрицательную экспозицию (к примеру, -0,04 мм), экспозиция вторичного лезвия 12 равна нулю, а экспозиция третичного лезвия 13 положительна (к примеру, +0,06 мм), при этом кромки всех трех лезвий лежат в плоскости Р. Таким образом, имеет место ступенчатое нарастание экспозиции от переднего лезвия 11 к заднему лезвию 13. Бритвенные картриджи со ступенчато отличающейся экспозицией описаны в патенте США №6.212.777, полное раскрытие которого включено сюда посредством ссылки.
В одном варианте осуществления первичное лезвие 11, у которого экспозиция отрицательна, имеет меньший радиус закругления режущей кромки и потому является более острым и создает более низкую силу резания, чем вторичное лезвие 12. Предпочтительно, третичное лезвие 13 имеет меньший радиус закругления режущей кромки, чем вторичное лезвие, например радиус его кромки может приблизительно равняться радиусу закругления режущей кромки первого лезвия или лежать в промежутке между величинами радиусов закругления режущих кромок первичного и вторичного лезвий. В этом случае первичное лезвие будет стремиться подрезать волосы, а третичное лезвие будет срезать те волосы, которые вытянуты вторичным лезвием. Введение относительно более тупого вторичного лезвия приводит к уменьшению царапин и порезов по неосторожности без потерь в чистоте бритья. Первичное лезвие благодаря своей отрицательной экспозиции может быть весьма острым без большого риска царапин и порезов.
В некоторых альтернативных вариантах осуществления третичное лезвие, которое имеет наивысший уровень экспозиции, может иметь радиус закругления режущей кромки, равный или больше, чем у второго лезвия. Эта опция преимущественна для пользователей, весьма склонных к нанесению себе царапин и порезов.
В ряде случаев первичное лезвие имеет радиус закругления режущей кромки меньше 300 Ангстрем, к примеру, от примерно 235 до примерно 295, что порождает силу резания, которая меньше примерно 1,15 фунтов, предпочтительно меньше примерно 1,05 фунтов. Здесь считается, что такие лезвия являются относительно острыми. Если желательно, чтобы первичное лезвие было острее вторичного, то радиус закругления режущей кромки первичного лезвия может быть выбран так, чтобы обеспечивать силу резания по меньшей мере на примерно 0,1 фунта меньше, предпочтительно на примерно 0,4 фунта меньше, чем сила резания вторичного лезвия. Обычно, если желательно совершенно тупое вторичное лезвие, то радиус закругления режущей кромки вторичного лезвия может быть от примерно 600 до примерно 1000 Ангстрем, а если требуется, чтобы вторичное лезвие было лишь слегка менее острым, чем первичное лезвие, то его радиус берется от примерно 350 до примерно 450 Ангстрем. Радиус закругления режущей кромки от 600 до 1000 Ангстрем будет обычно соответствовать силе резания от примерно 1,75 до примерно 2,0 фунтов, в то время как радиус закругления режущей кромки от 350 до 450 Ангстрем порождает силу резания от примерно 1,3 до 1,6 фунтов. Третичное лезвие может иметь радиус закругления режущей кромки от примерно 235 до примерно 1000 Ангстрем в зависимости от того, желательно ли, чтобы третичное лезвие было относительно более или более тупым, чем другие лезвия.
В некоторых вариантах осуществления может оказаться желательным, чтобы первичное лезвие было менее острым, чем вторичное лезвие. Если первичное лезвие является менее острым, чем вторичное лезвие, то оно в процессе бритья будет стремиться вытягивать волосы из волосяного мешочка дальше, чем лезвие нормальной заточки, и поэтому волосы будут подрезаться вторым лезвием ниже, так что когда они втягиваются обратно в волосяные мешочки, их концы окажутся ниже поверхности кожи. Например, первичное лезвие может иметь радиус закругления режущей кромки от примерно 350 до примерно 450 Ангстрем, при этом вторичное лезвие имеет радиус закругления режущей кромки от примерно 235 до примерно 295 Ангстрем. В таких воплощениях третичное лезвие может быть таким же острым, как и вторичное лезвие, может быть более острым или более тупым, чем вторичное лезвие, или может даже быть таким же тупым или даже более тупым, чем первичное лезвие. Относительно тупое третичное лезвие будет обеспечивать безопасное бритье с невысокой опасностью царапин и порезов, а относительно острое третичное лезвие будет обеспечивать очень чистое бритье.
Радиус R закругления режущей кромки можно изменять за счет управления свойствами покрытий, нанесенных на кромку лезвия, например, подбирая условия напыления. Для обеспечения нужной скорости травления можно изменять напряжение смещения на лезвиях перед началом и (или) в ходе напыления. Обычно лезвия, обработанные высоким напряжением смещения (к примеру, более -1000 вольт постоянного тока), дают меньшие радиусы закругления режущих кромок, и тем самым более низкие силы резания, нежели лезвия, обработанные при более низком напряжении смещения (к примеру, при -200 вольтах постоянного тока). Управлять скоростью напыления и травления можно также и изменением отношения ионов к атомам. Альтернативно, для уменьшения радиуса закругления режущей кромки может использоваться ионное травление с последующим напылением. В этом случае условиями напыления будут управлять для обеспечения большого радиуса закругления режущей кромки, а затем радиус закругления режущей кромки будет до желательного уровня с помощью ионного травления. Соответствующие процессы описаны в патенте США №4.933.058, раскрытие которого включено сюда посредством ссылки. Другая альтернатива состоит в том, чтобы изменять радиус закругления режущей кромки путем управления процессом заточки, чтобы получить желательный радиус закругления режущей кромки при заточке.
Если желательно, бритва может включать в себя четыре, пять и более лезвий. Лезвия могут иметь различные комбинации остроты. Например, в бритве с четырьмя лезвиями два лезвия с более высокими силами резания могут размещаться для чередования с двумя лезвиями, имеющими более низкие силы резания. Лезвия с более высокими силами резания могут быть первичным и третичным лезвиями, или в альтернативном варианте осуществления они могут быть вторичным и четвертичным лезвиями. В этих и иных вариантах осуществления лезвия с более высокой силу резания могут в некоторых случаях иметь радиус закругления режущей кромки от примерно 350 до примерно 450 Ангстрем, в то время как лезвия с более низкой силой резания могут иметь радиус закругления, режущей кромки от примерно 235 до примерно 295 Ангстрем. Для определения желательной степени остроты различных лезвий применяются обсуждавшиеся выше принципы, а именно: более тупое лезвие в общем будет обеспечивать большую безопасность и будет прикладывать натяжение к волосу и вытягивает его из волосяного мешочка, позволяя срезать его более чисто последующими лезвиями, тогда как более острое лезвие будет срезать волос более чисто и при меньшей силе резания. Как правило, обеспечение более тупых лезвий в положениях с большей экспозицией будет снижать случаи царапин и порезов, в то время как обеспечение более острых лезвий в этих положениях будет давать чистое и более комфортное бритье. Изобретатели по данной заявке также отмечают, что для некоторых женских бритв в общем желательно обеспечить острое лезвие в первичной позиции независимо от общего количества используемых лезвий. Желательную комбинацию лезвий различной остроты можно определить на основе желательных качественных характеристик бритвы.
Коэффициент трения
Ссылаясь снова на чертеж, отметим, что первичное лезвие 11 может иметь более высокий коэффициент трения (измеренный по более высокой силе резания), чем у вторичного лезвия 12. При пользовании бритвой первичное лезвие 11 будет соприкасаться с волосом перед вторичным лезвием 12. По мере того, как лезвие 11 проходит по коже пользователя, оно зацепляет волос, тянет его и тем самым вытягивает его из волосяного мешочка и срезает волос на первую длину. По мере того, как вторичное лезвие 12 проходит по коже пользователя, оно снова срезает волос, оставляя меньшую длину. Волос после срезания возвращается назад в свой волосяной мешочек под поверхность кожи. Третичное лезвие может обладать любой желательной силой резания, как правило, в диапазоне от 0,8 до 1,5 фунтов.
Можно использовать много других комбинаций лезвий с разными коэффициентами трения, к примеру, лезвие с относительно низким коэффициентом трения в первичной позиции, лезвие с относительно более высоким коэффициентом трения во вторичной позиции, а лезвие с относительно низким коэффициентом трения в третичной позиции.
В ряде случаев лезвия с относительно низкими коэффициентами трения имеют силы резания (измеренные резанием шерстяного войлока) по меньшей мере на примерно 0,1 фунт больше, чем силы резания лезвий с относительно высоким коэффициентом. трения. Обычно сила резания лезвия с относительно низким коэффициентом трения находится между примерно 0,1 и 1,0 фунта (к примеру, по меньше мере примерно 0,2, 0,3, 0,4 или 0,5 фунтов и не более примерно 1,0, 0,9, 0,8, 0,7 или 0,6 фунтов), и эти значения меньше, чем у лезвий с относительно более высокими коэффициентами трения. Обеспечить лезвию более высокие силы резания можно разными способами. В некоторых случаях желательно, чтобы первое лезвие имело модифицированное полимерное покрытие. Например, лезвие может включать в себя тефлоновое покрытие, которое модифицировано, например, с помощью плазменного травления для пошагового увеличения его поверхностного трения. Обработка плазмой покрытого лезвия при надлежащих условиях может привести как к химическим, так и физическим изменениям полимерного покрытия. Эти изменения могут влиять на различные свойства покрытия, в том числе - но не ограничиваясь ими - шероховатость, смачиваемость, межмолекулярные связи и молекулярная масса, каждое из которых может влиять на силу резания этого лезвия. Соответствующие способы модификации полимерного покрытия описаны в заявке на патент США №11/392.127, поданной 29 марта 2006 г. под названием «Бритвенные лезвия и бритвы», полное раскрытие которой включено сюда посредством ссылки.
В ряде случаев может использоваться лезвие практически без покрытия. Однако лезвие без какого-либо полимерного покрытия может приводить к нежелательному уменьшению комфорта. Например, оно может тянуть волос слишком сильно.
Сочетание радиуса закругления режущей кромки, силы трения и экспозиции лезвия
Предполагается множество различных сочетаний этих трех параметров, причем каждое сочетание дает отличающиеся качественные характеристики бритвы. Например, в ряде случаев желательно иметь относительно острое (малый радиус закругления режущей кромки) лезвие, которое имеет относительно высокий коэффициент трения (высокая сила резания благодаря поверхностным характеристикам лезвия, а не величина радиуса закругления режущей кромки). Такое лезвие будет способствовать более комфортному срезанию волос, создавая также эффект гистерезиса (вытягивание волоса из волосяного мешочка, в результате чего следующее лезвие может срезать его более чисто срезает волос прежде, чем он вернется в волосяной мешочек). Таким образом, может быть желательно, чтобы первичное лезвие имело малый радиус закругления режущей кромки и относительно высокий коэффициент трения. Вторичное лезвие может иметь больший радиус закругления режущей кромки вследствие своей относительно более высокой экспозиции и более низкий коэффициент трения, поскольку не нужно, чтобы это лезвие тянуло волос. Характеристики третичного лезвия можно выбирать так, чтобы удовлетворить потребности конкретной группы пользователей, например, чтобы устранить царапины и порезы (большой радиус закругления режущей кромки) или обеспечить чистоту (малый радиус закругления режущей кромки; высокий коэффициент трения, если используется четвертое лезвие).
Другие варианты осуществления
Описано несколько вариантов осуществления изобретения. Тем не менее, понятно, что могут быть сделаны различные модификации без отхода от сущности и объема данного изобретения.
Например, в некоторых вариантах изготовления бритвы могут включать в себя лишь два лезвия. В этом случае выгодно, чтобы первичное лезвие было более тупым (имело больший радиус закругления режущей кромки), чем вторичное лезвие. Такое размещение позволяет первичному лезвию прикладывать натяжение и вытягивать волосы для более чистого срезания вторичным лезвием.
Соответственно, другие варианты осуществления находятся в объеме нижеследующей формулы изобретения.