DE2712790A1

DE2712790A1 - Rasierklinge mit schutzbeschichtung

Info

Publication number: DE2712790A1
Application number: DE19772712790
Authority: DE
Inventors: John Paul Auton
Original assignee: Warner Lambert Co LLC
Current assignee: Warner Lambert Co LLC
Priority date: 1976-03-23
Filing date: 1977-03-23
Publication date: 1977-09-29
Also published as: HK61381A; FR2345270A1; JPS52128744A; GB1542299A; BR7701763A; AU2349877A; CA1053454A; NL7703060A; AU515026B2; US4252837A; SE7702924L

Description

Henkel Kern, Feuer fr Hänzel Patentanwälte

Möhlstraße 37 D -8000 München 80 Warner-Lambert Company

• ™ , „ „ ou. λ Tel.: 089/982085-87

Moms Plains, Conn., V.St.A. Telex: 0529802 hnkld

—————————————^———— Telegramme: ellipsoid

2 3. Mär/ 197?

Rasierklinge mit Schutzbeschichtung

Die Erfindung betrifft verbesserte Rasierklingen-Schutzüberzüge.

Praktisch seit man versucht, Körperhaare zu entfernen, wird die Verbesserung der Wirkung von zugeschärften Schneidkanten auf die Haut des Benutzers angestrebt. Trotz aller Anstrengungen in dieser Richtung treten beim Rasiervorgang jedoch immer noch Hautreizung und blutende Schnittwunden auf.

Die Erfindung richtet sich nun speziell, aber nicht ausschließlich, auf das vorzugsweise unter Vakuumbedingungen erfolgende Aufdampfen von strukturellen Elementen auf den Körper einer Rasierklinge und insbesondere auf die Anordnung eines Schutzelements auf der Klingenschneidkante, das dem Benutzer einen Schutz vor Kratz- und Schnittwunden in der Haut bieten soll.

Es sind bereits zahlreiche Verfahren zur Verminderung solcher Rasierverletzungen entwickelt worden, von denen sich der größte Teil auf verbesserte Formen des Klingenschutzes bezieht. Die US-PS 1 035 548 beschreibt einen Rasierapparat

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mit einer langen Klinge bzw. einem Klingenband, auf der bzw. dem ein Draht oder Faden zur Bildung eines Schutzes wendelförmig gewickelt ist· Eine andere Art eines Schutzes ist in der US-PS 3 263 330 beschrieben, bei welcher die Schneidkante der Rasierklinge in eine gefaltete Metallfolie mit einer Reihe von öffnungen eingekapselt ist, welche zwar die Haare zum Abschneiden derselben, nicht jedoch die Haut erfassen können.

Eine neuere Entwicklung ist in der US-PS 3 505 734 beschrieben» die eine Rasierklinge mit unabhängigem Schutz in Form eines Drahts zeigt. Dieser Draht oder Faden eines bestimmten Durchmessers ist so um den Körper der Rasierklinge herumgewickelt, daß er ihre endgültige Schneidkante umschließt. Der Abstand bzw. die Steigung zwischen den aufeinanderfolgenden Drahtwindungen ist in Abhängigkeit vom Drahtdurchmesser so geregelt, daß ein Schutz für die Haut des Benutzers und eine verminderte Möglichkeit für Schnitt- oder Kratzwunden geboten werden. Bei kritischer Wahl von Draht- oder Fadendurchmesser und Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Drahtabschnitten an der Schneidkante kann die Klinge über die Haut geführt werden, ohne selbst mit ihr in Berührung zu gelangen.

Obgleich sich der unabhängige Schutz gemäß dieser US-PS für die Trennung der Haut von der eigentlichen Schneidkante der Rasierklinge als ziemlich erfolgreich erwiesen hat, wirft er zahlreiche schwierige Probleme bezüglich der Fertigung von Rasierklingen dieser Art auf. Der Draht oder Faden muß aus einem flexiblen Material mit genauer Maßanpassung bestehen. Außerdem muß er ausreichend flexibel oder elastisch für das Herumwickeln um den Rasierklingenkörper und trotzdem so fest sein, daß er nicht durchgetrennt wird, wenn er um die Schneidkante herumgelegt wird und mit ihr in Berührung gelangt. Wenn der Draht an der Klinge angebracht worden ist, muß er weiterhin durch Verkleben oder anderweitig in seiner

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Lage gesichert werden, um eine Störung der Rasur zu verhindern und seine vorteilhaften Eigenschaften zu erhalten· Bezüglich des zuletzt genannten Merkmals ist zu beachten, daß der Draht, wenn er mit der einen Kantenradius von 300 - 500 A besitzenden eigentlichen Schneidkante in Berührung kommt, zwangsläufig die Schneidkante stark beschädigt und diesen BerUhrungsabschnitt dadurch praktisch seiner angenehmen Rasureigenschaften beraubt. Dieses Umwicklungsverfahren führt auch unvermeidlich zu erhöhter Klingenbeschädigung, worunter die Wirtschaftlichkeit der Fertigung leidet.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Anbringung von strukturellen Elementen an einer Schneidkante einer Klinge, insbesondere Rasierklinge, sowie des nach diesem Verfahren hergestellten, mit den strukturellen Elementen versehenen Rasierklingenprodukts. Auf dieser Rasierklinge soll durch Vakuumaufdampfung ein Schutzelement ausgebildet sein. Dabei soll dieses Schutzelement nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wirksamer und wirtschaftlicher auf die eigentliche Schneidkante aufbringbar sein.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale und Maßnahmen gelöst_β

Zur Vermeidung der den bisherigen Konstruktionen anhaftenden Nachteile sieht die Erfindung eine Rasierklinge vor, auf welcher durch Vakuumaufdampfung ausgebildete strukturelle Schutzelemente angeordnet sind« Gemäß einer AusfUhrungsform der Erfindung erstrecken sich diese Elemente über die eigentliche Schneidkante der Klinge hinaus, so daß sie einen Schutz zur Verhütung von Kratz- und Schnittwunden in der Haut des Benutzers bilden.

In weiterer, vorteilhafter Ausgestaltung wird mit der Erfin-

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dung ein Verfahren zum Ablagern oder Aufdampfen der erforderlichen strukturellen Elemente unter Vakuumbedingungen geschaffen· Gemäß diesem Verfahren werden die Bereiche einer oder mehrerer Klingen, in denen diese Elemente aufgedampft werden sollen, durch eine geeignete Naskenanordnung festgelegt. Die maskierte Klinge wird dann in der Weise in eine Vakuumkammer eingesetzt, daß das in einem anderen Teil der Kammer verdampfte Material auf die Klinge aufgedampft wird und auf dieser die beschriebene Schutzstruktur bildet.

Im folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert· Es zeigent

Fig. 1 eine perspektivische Teildarstellung einer Klinge,

insbesondere Rasierklinge, auf welche die angestrebten Ausbildungen aufgedampft sind,

Fig· 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Aufdampfverfahrens und

Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung eines Klingenstapels mit Maskenanordnung, wie sie ftir die Bestimmung der durch Bedampfen aufzubauenden Fläche nötig ist.

Gemäß Fig. 1 weist eine Rasierklinge 10 mindestens zwei einander schneidende Facetten 11 auf, welche die eigentliche Schneidkante 12 bilden. Quer zu dieser Schneidkante sind tragende bzw. strukturelle Elemente bzw. Ausbildungen in Form von Abstandserhebungen bzw« Rippen 13 aufgedampft, welche Über die Schneidkante 12 verlaufen und sich über die Flächen der Facetten 11 zum Körper der Klinge 10 hin erstrecken· Diese aufgedampften Elemente bzw. Rippen 13 sind über die

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Längsachse der Klinge 10 hinweg auf Abstände verteilt. Nicht dargestellt ist in Fig. 1 ein aus einem organischen Polymeren bestehender Überzug, welcher den gesamten Schneidkantenbereich überzieht, das Schneiden der Haare erleichtert und erhöhten Rasierkomfort bietet.

Fig. 2 veranschaulicht schematisch die Vorrichtung zur Durchführung der Vakuumaufdampfung. Eine Pumpen- oder Absauganordnung 14 besteht dabei typischerweise aus einer Kombination von Umlauf- und Diffusionspumpen, doch kann für diesen Zweck Jede beliebige Vorrichtung verwendet werden, welche die Kammer 15 in einer mit dem gesamten Rasierklingenfertigungsvorgang zu vereinbarenden Zeit auf einen (Unter-)Druck von 1O^-^ Torr zu evakuieren vermag. Neben den Pumpen weist die Anlage Meßgeräte (Manometer) zur DruckUberwachung, Ventile und andere, dem Fachmann bekannte Bauteile auf.

Im Inneren der Kammer 15 ist die Klinge oder ein Klingenstapel 16 zusammen mit der zugehörigen Maskenanordnung 17 gehaltert. Außerdem befindet sich in der Kammer 15 eine Einrichtung zum Verdampfen von Material in der Weise, daß dieses auf die Klingen 16 aufgedampft wird. Für diesen Zweck sind zahlreiche Verfahren bekannt, beispielsweise das thermische Ablagern oder Aufdampfen, das Aufsprühen und das Ionenbeschichten (ion plating). Die beschriebene Vorrichtung ist für das Ionenbeschichten vorgesehen, doch können auch andere Verfahren zur Bildung der Elemente oder Rippen 13 angewandt werden β

Die wesentlichen Bauteile der Ionenbeschichtungsanlage umfassen eine üblicherweise wassergekühlte Kathode 18, die gegenüber einem Heizfaden 19 an (negativer) Spannung gehalten werden kann· Die zu beschichtende Anordnung, im vorliegenden Fall der Klingenstapel 16, ist an der Kathode 18 in der Weise

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befestigt, daß die Klingen und die Maske 17 an Kathodenpotential liegen und über die Kathode 18 ebenfalls gekühlt werden· Das aufzudampfende Material wird auf den Heizfaden 19 aufgebracht, der mittels durch ihn hindurchgeleiteten elektrischen Stroms erhitzt werden kann. Für die Anlage ist weiterhin ein mit geregelter Durchlaßmenge arbeitendes Ventil 20 (controlled leak valve) nötig, mit dessen Hilfe ein geeignetes Gas, im vorliegenden Fall Argon, in die Vakuumkammer 15 eingelassen werden kann.

Bei einem typischen Ionenbeschichtungsvorgang wird der Druck in der Vakuumkammer 15 mittels des Absaugsystems 14 auf etwa 10 Torr reduziert. Sodann wird die Kammer 15 über das Durchlaßventil 20 bis zu einem Druck von 10" Torr bis 5 x 10" Torr mit Argon aufgefüllt. Dieser Druck wird durch Zusammenwirken zwischen dem Durchlaßventil 20 und einem Klappenventil 21 aufrechterhalten. Die Vorspannung für die Kathode 18, typischerweise 3 - 5 kV negativ gegenüber dem Heizfaden 19, wird eingeschaltet. Hierdurch wird eine Glühentladung hervorgebracht, bei welcher der Klingenstapel 16 mit der Maskenanordnung 17 mit den dabei gebildeten, hochenergetischen Argonionen beschossen wird. Durch diesen Ionenbeechuß wird Oberflächenmaterial abgetragen, so daß Klingen und Maske gereinigt werden. Dieser Reinigungsvorgang dauert typischerweise 15 min, doch sind manchmal wesentlich längere Zeitspannen nötig.

Als nächstes wird der Heizfaden 19 erhitzt, indem elektrischer Strom durch ihn hindurchgeleitet wird. Der Heizfaden 19 wird beheizt, bis das aufzudampfende, sich am Heizfaden befindende Material in der Entladungsstrecke verdampft ist. Dieses Material, das typischerweise, aber nicht notwendigerweise, ein Metall wie Gold, Aluminium oder Kupfer ist, erhält seine Energie durch Kollision mit den Argonionen in der Entladungsstrecke, wobei es schließlich an den Wänden der Kammer 15 und

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am Klingenstapel 16 abgelagert wird. Aufgrund der ihm durch die Entladung erteilten Energie erreicht dieses Material seinen Bestimmungsort mit hoher Geschwindigkeit, wodurch die Bildung einer guten Bindung an der zu beschichtenden Fläche und einer gut zusammenhängenden Lage oder Schicht des Überzugsmaterials begünstigt wird.

Die Flächen der Klingen 16 des Stapels, die durch die Beschichtung aufgebaut werden, werden durch die noch näher zu beschreibende Maske 17 begrenzt. Die Dicke des Überzugs hängt von der Geometrie der Bedampfungsanlage, den Entladungsbedingungen, der Materialmenge am Heizfaden 19 und der Zeitspanne ab, während welcher die Bedampfung erfolgt. Ein typischer Klingenstapel 16 kann etwa 254 mm lang sein, wobei der Abstand zwischen dem Klingenstapel 16 und dem Heizfaden 19 ebenfalls etwa 254 mm betragen kann. Unter diesen Bedingungen liegt eine typische Aufdampfmenge für Metalle in der handelsüblichen Ionenbeschichtungsanlage bei 5 wm pro Minute. Die Dicke der auf den Klingen gebildeten strukturellen Elemente bzw» Rippen 13 liegt zwischen etwa 12 und 100 um; dies bedeutet, daß für das Aufdampfen zwischen 2 min und 20 min nötig sind.

Am Ende des Bedampfungsvorgangs werden alle elektrischen Spannungen abgeschaltet, und das Klappenventil 21 wird, ebenso wie das Durchlaßventil 20, geschlossen. Der Klingenstapel 16 kann dann aus der Kammer 15 entnommen werden, nachdem der Druck auf Atmosphärendruck erhöht worden ist«,

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Material in der Entladungsstrecke durch Widerstandsbeheizung eines Heizfadens 19 verdampft. Dies stellt jedoch nur ein Verdampfungsverfahren dar_t während innerhalb des Erfindungsrahmens auch andere Verfahren anwendbar sind. Insbesondere sieht die Er-

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findung als Mittel zum Verdampfen des Materials auch die Anwendung eines Elektronenstrahls hoher Energie vor, welcher das aufzudampfende Material beaufschlagt. Andere Varianten, wie die Verwendung von Tiegeln und Schiffchen (boats) anstelle einer Heizspirale, sind ebenfalls möglich.

Fig. 3 zeigt schematisch einen Klingenstapel 16 in Kombination mit einer Maskenanordnung 17. In Fig. 3 ist die Maske als Folie dargestellt, in welche auf passende Weise, z.B. durch chemisches "Fräsen" bzw. Ätzen, Schlitze 22 eingestochen worden sind. Diese Schlitze 22 begrenzen die Fläche der Klingen-Schneidkante 12, die mit dem Beschichtungsmaterlal versehen werden soll. Die Breite dieser Schlitze bestimmt die Breite der Elemente bzw. Rippen 13; diese Breite beträgt typischerweise 12 - 100 um, weshalb die Breite der Schlitze der Maske 17 ebenfalls in diesem Bereich liegt. Der Abstand zwischen den Schlitzen 22 beträgt normalerweise 350 - 750 um.

Als Alternative zu den in der Folie ausgebildeten Schlitzen können parallele Streifen oder Drähte so angeordnet werden, daß die Abstände zwischen ihnen die Breite bestimmen, Über welche das Material vor dem Aufdampfen auf die Klinge hindurchtreten kann.

Bei den meisten Aufdampfverfahren bewegt sich das aufgedampfte Material in einer geraden Linie zwischen Verdampfungsquelle und Bestimmungsort· Bei der Ionenbeschichtung verändern Jedoch Kollisionen im Plasma die Bewegungsrichtung der Moleküle des verdampften Stoffs. Bei der Maskenanordnung gemäß Fig. 3 entspricht nur die Breite des strukturellen Elements bzw» der Rippe 13 unmittelbar auf der Klingenschneidkante derjenigen des Schlitzes 22 der Maske, und diese Breite nimmt mit größerem Abstand auf den Facetten 11 zu. Dieser Effekt ist aufgrund der zerstreuenden Kollision bei der Entladung im Fall

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der Ionenbeschichtung als Bedampfungsverfahren besonders auffällig, doch hat das sich erweiternde Profil der Elemente bzw, Rippen 13 keinen ungünstigen Einfluß auf die Rasierleistung der fertiggestellten Rasierklingen. Die Länge, über welche sich die Elemente oder Rippen 13 auf der Facette 11 rückwärts erstrecken, ist nicht kritisch; sie liegt normalerweise im Bereich von 50 - 150 um. Die Dicke der Elemente bzw. Rippen nimmt ebenfalls mit zunehmendem Abstand von der Schneidkante 12 längs der Facette 11 ab.

Rasierklingen, die mit den nach dem Vakuumverfahren aufgedampften Elementen oder Rippen 13 versehen sind, weisen eine Klingenabschirmung bzw. einen Klingenschutz mit großer Gleichförmigkeit zwischen den einzelnen Klingen auf, und sie können mit niedrigen Fertigungskosten nach Massenfertigungsverfahren hergestellt werden. Ersichtlicherweise bieten die mit dem durch Vakuumaufdampfung gebildeten Schneidkantenschutz versehenen Rasierklingen eine größtmögliche Sicherheit gegen Hautaufschürfungen und Schnittverletzungen, ohne die Gründlichkeit der Rasur zu beeinträchtigen oder den Rasiervorgang schwierig oder unwirksam zu gestalten.

Mit der Erfindung wird also ein Verfahren zur Herstellung einer Rasierklinge geschaffen, die ohne Beeinträchtigung der Wirksamkeit des Schneide- bzw. Rasiervorgangs oder der Wirtschaftlichkeit der Fertigung ihr eigene, sichere Schneideigenschaften gewährleistet. Durch die neuartige Anwendung der Vakuumbedampfung für die Ausbildung eines die eigentliche Schneidkante der Rasierklinge umfassenden Schutzelements werden ganz spezielle Vorteile für die Rasierklingenindustrie und ein verbessertes Produkt geboten. Selbstverständlich sind dem Fachmann jedoch verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß vom Rahmen der Erfindung abgewichen wird.

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Claims

1 .. I.ail I«!?? Patentansprüche

1.: Rasierklinge mit einem auf ihrer Schneidkante vorgesehenen Schutzelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzelement eine Anzahl von auf praktisch gleiche Abstände voneinander verteilten, im Vakuum aufgedampften strukturellen Elementen bzw. Abstandserhebungen oder Rippen (13) aufweist, die sich vorzugsweise praktisch in der Ebene der
Rasierklinge über die Schneidkante (12) hinauserstrecken.

2. Rasierklinge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strukturellen Elemente oder Rippen durch Ionenbeschichtung auf die Rasierklingen-Schneidkante aufgebracht sind.

3. Rasierklinge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die strukturellen Elemente oder Rippen um etwa 12 - 100 um über die Schneidkante hinausragen und jeweils etwa 350 750 um weit voneinander entfernt sind.

4. Rasierklinge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die aufgedampften strukturellen Elemente oder Rippen über eine Strecke von etwa 50 - 100 um längs der Facetten der Rasierklingen-Schneidkante rückwärts erstrecken.

Rasierklinge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die strukturellen Elemente oder Rippen im Verlauf
ihrer Erstreckung längs der Facetten verjüngen.

6. Rasierklinge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante und die strukturellen Elemente oder Rippen mit einem fest anhaftenden Film aus Polytetrafluoräthylen beschichtet sind.

7· Rasierklinge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgedampften strukturellen Elemente bzw. Rippen aus

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einem Werkstoff wie Chrom, Platin, Gold, Aluminium, Kupfer und Nickel bestehen.

8. Verfahren zur Herstellung eines Schutzelements an der Schneidkante einer Rasierklinge, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasierklinge in eine Vakuumkammer eingesetzt wird, daß die Schneidkante der Rasierklinge in einem vorbestimmten Muster maskiert bzw. abgedeckt wird, daß in der Vakuumkammer ein Vakuum erzeugt wird und daß schließlich in der Vakuumkammer ein Material in der Weise verdampft wird, daß das verdampfte Material entsprechend dem Maskenmuster auf der Rasierklingen-Schneidkante abgelagert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Vakuumerzeugung ein Inertgas in die Vakuumkammer eingeleitet, an die Rasierklinge gegenüber einem in der Vakuumkammer vorgesehenen Anodenelement ein negatives Potential angelegt und ein Plasma durch Erhöhung des Potentials auf einen Durchbruchpunkt erzeugt wird, wobei die Schneidkante der Rasierklinge durch Kollision mit ionisierten Inertgasmolekülen gereinigt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Anodenelement ein Heizfaden benutzt wird, welcher das auf die Schneidkante aufzudampfende Material enthält, und daß der Heizfaden nach der Reinigung der Schneidkante zum Verdampfen des Materials unter Aufrechterhaltung des Plasmas erhitzt wird,

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumkammer zunächst auf einen Unterdruck von etwa 10~*

Torr evakuiert wird, daß sodann Argongas bis zum Erreichen

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eines Drucks von 10 Torr bis 5 x 10 Torr in die Vakuumkammer eingeleitet wird und daß zur Bildung des Plasmas die negative Spannung auf etwa 3 kV bis -5 kV eingestellt wird.

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^ 3.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasierklinge vorder Verdampfung des aufzudampfenden Materials etwa 15 min lang gereinigt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Maskieren mittels einer Folie erfolgt, in welcher Schlitze ausgebildet sind, deren Breite praktisch der ge· wünschten Breite des aufgedampften Materials entspricht.

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