JP2018533420A - カミソリ刃 - Google Patents

Abstract

先鋭化された先端によって画定される刃先を備える基材を有するカミソリ刃が提供され、基材は組成の約１．６重量％〜約５重量％のモリブデン（Ｍｏ）含量、及び刃先端からそれぞれ４μｍ及び４０μｍの距離で測定して１．６０〜１．７５μｍ及び９．２５〜１０．００μｍの厚さからなる。この厚さの比は０．１６５〜０．１８５である。基材厚さは、刃先端から８μｍで約２．７０〜３．００μであり、刃先端から１６μｍで約４．４４〜５．００μｍであり、４μｍと８μｍで測定した厚さの比は０．５６〜０．６２であり、４μｍと１６μｍで測定した厚さの比は０．３２〜０．４０である。縁部形状は、式ｗ＝ａｄｎによって定義することができ、「ａ」は０．５０〜０．６２であり、「ｎ」は０．７６〜０．８０である。刃先端から４０μｍ以上の距離で７未満の半夾角が測定される。この基材はクラックを実質的に有することはない。

Description

本発明は、カミソリ、より具体的には、鋭く耐久性のある刃先を有するカミソリ刃に関する。

カミソリ刃は、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、最終的な先端がある半径を有するＶ字型形状で形成される。基材に接合されるダイヤモンド、非晶質ダイヤモンド、ダイヤモンド様炭素（ＤＬＣ）材料、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、及びひげ剃り能力を改善するために使用されることが多く、必要とされる強度を保持しながらに、用いられる切断力が低い薄い縁部を可能にする。摩擦を低減させるためにポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）外層を使用することができる。ニオブ、クロム、又はチタンを含有する材料からなる中間層によって、典型的にはステンレス鋼である基材と、ＤＬＣなどの硬質炭素コーティングとの結合性を高めることができる。

カミソリ刃基材用のマルテンサイトステンレス合金鋼は、高い耐食性及び高い硬度の両方を呈する。しかしながら、結果として得られるこの鋼の高い脆性は、必然的に平坦型以外の刃におけるクラッキング及びフラクチャリングをもたらす。

（例えば、湾曲型の刃で所望される曲げ半径を達成するために）より軟質の鋼を用いることもできるが、しかしながら、この解決法も刃にとって欠点を有する。より軟質の鋼から製造された刃は、多くの場合、深剃りかつ快適なひげ剃りのための丈夫な刃先に必要なエッジ強度を有していない。更に、より軟質の鋼から製造された刃は、縁部の一部が剥離するか、又は剥ぎ取られた（例えば破れ落ちた）、より破損の多い縁部を有する場合がある。

カミソリ刃用に、高い硬度及び耐腐食性を示しながらも、カミソリ刃、その縁部、及びそのひげ剃り特性の頑強性を損なわないように脆性を低下させた、頑強なカミソリ刃基材の種類及び形状（例えばマルテンサイトステンレス鋼）が求められている。例えば、毛髪を切断するのに必要なカッター力を低減させるのに効果的な形状、及び耐久性を改善させるのに効果的な基材は、より快適なひげ剃りをもたらす。

本発明は、基材を含むカミソリ刃を提供する。基材は、先鋭化された刃先端により画定される刃先を有する。基材は、組成物の約１重量％〜約５重量％のモリブデン（Ｍｏ）含量を有する。基材は、刃先端から４マイクロメートルの距離で測定して約１．６０〜１．７５マイクロメートルの厚さ、及び刃先端から４０マイクロメートルの距離で測定して約９．２５〜１０．００マイクロメートルの厚さを有する。基材は、４０マイクロメートルで測定した厚さに対する４マイクロメートルで測定した厚さの比が、０．１６５〜０．１８５である。基材の、刃先端から８マイクロメートルの距離で測定した厚さは約２．７０〜３．００マイクロメートルであり、刃先端から１６マイクロメートルの距離で測定した厚さは約４．４４〜５．００マイクロメートルであり、８マイクロメートルで測定した厚さに対する４マイクロメートルで測定した厚さの比は０．５６〜０．６２であり、１６マイクロメートルで測定した厚さに対する４マイクロメートルで測定した厚さの比は０．３２〜０．４０である。

本発明のカミソリ刃は、等式ｗ＝ａｄ^ｎによって定義される刃縁部の断面形状を備え、式中、「ｗ」は、刃先端からのマイクロメートル単位の距離「ｄ」における刃先端のマイクロメートル単位の厚さであり、「ａ」は０．５０〜０．６２の範囲の比例定数であり、「ｎ」は０．７６〜０．８０の範囲である。

カミソリ刃基材は、組成の約１．８重量％〜約３重量％のＭｏを含む。基材は、約０．３５％〜約０．７％のＣ、及び約１２％〜約１４％のＣｒからなる鋼を更に含む。

あるいは、カミソリ刃基材は、組成の約０．４５重量％〜約０．５５重量％の範囲の量の炭素（Ｃ）、組成の約１２重量％〜約１４重量％の範囲の量のクロム（Ｃｒ）、約０．４％〜約１．０％の範囲の量のケイ素（Ｓｉ）、約０．５％〜約１．０％の範囲の量のマンガン（Ｍｎ）、重量％での組成の残部がある量の鉄（Ｆｅ）と不可避不純物とを更に含むか、又はこれらの任意の組み合わせを更に含む。

カミソリ刃は、好ましくはマルテンサイトステンレス鋼である基材からなる。カミソリ刃基材は、光学顕微鏡的断面によって測定して１００平方マイクロメートル当たり少なくとも１５０炭化物以上の炭化物密度を有し得る。

カミソリ刃は、基材に接合している中間層を含んでもよい。中間層は、好ましくはニオブ、クロム、白金、チタン、又はこれらの任意の組み合わせ若しくは合金を含む。カミソリ刃は、中間層に接合しているコーティング層を含んでもよい。コーティング層は、炭素、クロム、白金、窒化物、アルミニウム、チタン、窒素、酸化物、又はこれらの任意の組み合わせを含み得る。

カミソリ刃は、コーティング層に接合している上塗り層を含んでもよく、又は含まなくてもよい。上塗り層は、好ましくは、クロムを含む。カミソリ刃は、上塗り層又は硬質コーティングに接合され外層を含んでもよい。外層は、好ましくはポリテトラフルオロエチレンを含み得るポリマーを含む。

好ましくは、コーティングされた基材は、約１２５〜約５００オングストロームの先端半径を有する。

カミソリ刃は、７度未満である半夾角（semi-included angle）を含み得る。半夾角は、刃先端から４０マイクロメートル以上の距離で測定するのが望ましい。

カミソリ刃基材は、上記の刃先の各面に小面を２つだけ含み得る。

カミソリ刃は、基材の表面又はその下に配設された、プラズマ窒化によって形成され得る窒化物区域を含み得る。１つ又は複数の層は、窒化基材に接合され得る。

カミソリ刃基材は湾曲部分を有し得る。カミソリ刃基材は、湾曲部分にクラックを実質的に含み得ない。

コーティングされた基材は、ひげ剃り後に、刃先端から４マイクロメートルの距離における狭い基材厚さを有する同様の刃縁部と比較して、コーティングされた刃縁部に沿って約５０％少ない剥がれ落ちを有し得る。

本明細書は、本発明としてみなされる主題を具体的に示しかつ明確に権利主張する特許請求の範囲で完結するが、本発明は、以下の説明文を添付の図面と併せて読むことで更に深い理解がなされるものと考えられる。
刃の基材を示す線図である。 カミソリ刃の縁部のプロファイルを示すグラフである。 刃の基材を示す線図である。 本発明の一実施形態で、その上にコーティングが堆積された刃基材を示す線図である。 本発明の代替的実施形態で、その上にコーティングが堆積された刃基材を示す線図である。 本発明の代替的実施形態で、窒化区域を備えた刃基材を示す線図である。 湾曲した刃を示す線図である。 本発明のカミソリ刃の金属構造を示す電子顕微鏡写真である。

本発明は、組成の約１．６重量％〜約５重量％のＭｏを含む基材を包含し、刃先は先鋭化された先端によって画定され、上記の基材は、刃先端から４マイクロメートルの距離で測定した厚さが約１．６０〜１．７５マイクロメートルであり、かつ刃先端から４０マイクロメートルの距離で測定した厚さが約９．２５〜１０．００マイクロメートルである。

本発明の刃縁部外形及び基材材料は、刃縁部の強度及び耐久性を大幅に増加させ、ひげ剃り中の耐用寿命が改善された成形可能な刃を可能にする。更に、有利なことに、ひげ剃り後に分析されたコーティングされた刃縁部の破損又は損傷は、同様の切断力及びコーティングを有するが、刃先端から４マイクロメートルの距離における基材厚さがより狭い刃縁部と比較して、一般に約５０％低減される。剥がれ落ち、又は除去された縁部片を分析することが、刃縁部に沿った破損又は損傷を判定する１つの方法である。従来技術のコーティングされたカミソリ刃の縁部に沿って見られる剥がれ落ちの平均数が約９．７であるのに対して、本発明のコーティングされた刃は、カミソリ刃の縁部沿いでは平均で３．５の剥がれ落ちであることが判明した。これは、新規な刃縁部は、従来技術の縁部の約半分未満の剥がれ落ち数を有することを意味する（例えば、除去された縁部合計のおよそ半分）。

ここで図１を参照すると、カミソリ刃１０が示されている。カミソリ刃１０は、先端１２を有するＶ字形の先鋭化縁部（又は刃先）を備えるステンレス鋼本体部又は基材１１を含む。基材１１は、刃先端１２から４マイクロメートルの距離２０で測定して約１．６０〜１．７５マイクロメートルの厚さ２１を有する。

基材１１は、刃先端１２から８マイクロメートルの距離２２で測定して約２．７〜３．００マイクロメートルの厚さ２３を有する。

基材１１は、刃先端１２から１６マイクロメートルの距離２４で測定して約４．４４〜５．０マイクロメートルの厚さ２５を有する。

基材１１は、刃先端１２から４０マイクロメートルの距離２６で測定して約９．２５〜１０．００マイクロメートルの厚さ２７を有する。

基材１１は、先端１２から４０マイクロメートルで測定した厚さ２７に対する先端１２から４マイクロメートルで測定した厚さ２１の比が、０．１６５〜０．１８５である。

基材１１は、先端１２から８マイクロメートルで測定した厚さ２３に対する先端１２から４マイクロメートルで測定した厚さ２１の比が、０．５６５〜０．６２である。

基材１１は、先端１２から１６マイクロメートルで測定した厚さ２５に対する先端１２から４マイクロメートルで測定した厚さ２１の比が、０．３２〜０．４０である。

下記の表１は、本発明で検討される値の概要を示す。距離及び厚さの単位はマイクロメートルである。

厚さ及び厚さの比は、ひげ剃りを改善するための骨格を提供する。厚さ及び厚さの比は、縁部強度と低切断力又は鋭さとの間のバランスを提供する。より小さい比を有する基材は、最終的な縁部の破損につながる不適切な強度を有する。より厚い厚さを有する基材は、引く力（tug and pull）の増加、及びひげ剃り中のユーザの不快感の増加につながる高い切断力を有する。

本発明によれば、図１で説明した区域の刃１０の断面形状は、式ｗ＝ａｄ^ｎにより定義することができ、式中「ｗ」は、刃先端１２からのマイクロメートル単位の距離「ｄ」における基材のマイクロメートル単位の厚さであり、式中、変数「ａ」は０．５０〜０．６２の範囲の値を有する比例定数であり、変数「ｎ」は、強度、耐久性、及び切断性能などの改善された縁部特性を与える０．７６〜０．８０の範囲であり得る値を有する指数である。

上記の図１の厚さ及び距離の値範囲を適用した、本発明の、「ａ」が０．５０〜０．６２の範囲であり、「ｎ」が０．７６〜０．８０の範囲である式ｗ＝ａｄ^ｎのグラフ３０を図２に示す。

領域３２は、本発明の縁部のプロファイルを示し、一方で残る線３４は、特に米国特許第４，７２０，９１８号の、従来技術の「ａ」及び「ｎ」の範囲で記述される、異なる縁部のプロファイルを示す。グラフ３０で分かるように、領域３２は従来技術に対して新規な形状を示す。

基材１１は、適切に先鋭化された縁部の製造を促進する任意の種類のステンレス鋼材料であってもよい。本発明のステンレス鋼は、好ましくは組成の約１重量％〜約５重量％のモリブデン（Ｍｏ）、より好ましくは組成の約１．６重量％〜約５重量％のＭｏ、より好ましくは組成の約２．１重量％〜約２．８重量％のＭｏを含むステンレス鋼であってよい。Ｍｏに加えて、ステンレス鋼は、望ましくは約０．３５％〜約０．７％の炭素（Ｃ）、及び約１２％〜約１４％のクロム（Ｃｒ）を含み得る。

あるいは、カミソリ刃は、組成の約０．４５重量％〜約０．５５重量％の範囲の量の炭素（Ｃ）、組成の約１２重量％〜約１４重量％の範囲の量のクロム（Ｃｒ）、約０．４％〜約１．０％の範囲の量のケイ素（Ｓｉ）、約０．５％〜約１．０％の範囲の量のマンガン（Ｍｎ）、及びある量の鉄（Ｆｅ）及び不可避不純物からなる重量パーセント単位の組成の残部又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。

本発明のステンレス鋼は、望ましくは、マルテンサイトステンレス鋼であってよい。

鋼基材中のモリブデン（Ｍｏ）の存在は、全面腐食及び局部腐食の両方に対する耐性を大幅に高め、かつ高硬度化を補助することが一般的に知られているが、本発明のＭｏ含有量を増加させた（最大で組成の約５重量％）カミソリ刃基材用の鋼組成もまた、驚くべきことに、鋼の延性を向上させ、ひいては、鋼におけるクラックの形成を抑制するという予期せぬ効果を有する。これはカミソリ刃の形成における利点である。例えば、湾曲した刃に関する特定の利点が存在する。

「背景技術」の項で述べたとおり、延性又は柔軟性の増加は、従来技術では一般的に望まれていないが、これは、より軟質の鋼組成が、多くの場合、深剃りかつ快適なひげ剃りに必要なエッジ強度を有さないためである。

用語「延性」又は「延性のある」は、本明細書で使用するとき、フラクチャリング又はクラッキングする前に塑性変形する材料の能力を意味する。延性材料は、一般に可鍛性であるか、又は容易に成型若しくは成形され得る。刃に関して、カミソリ刃鋼の延性を概ね評価し得るプロセスは、曲げ破断（bend-to-fail）式機器を用いて、ピーク破断角度の値、及び鋼刃を破断又は曲げるまでに必要なエネルギー量を測定することによる、曲げプロセスである。組成の約１．６重量％〜約５重量％の範囲のモリブデン（Ｍｏ）量を含む基材を有するカミソリ刃鋼、曲げプロセス、及びクラッキングの分析の詳細な説明は、本願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれる「Ｒａｚｏｒ Ｂｌａｄｅ Ｓｔｅｅｌ」と題された係属中の米国特許出願第１４／７３７，０７４号で開示されている。

用語「クラック」は、本明細書で使用するとき、「マクロクラック」又は「マイクロクラック」を意味するものとして理解され得る。「マクロ」クラックは、一般的に、肉眼で又は低倍率（通常、約５０ｘだが１００ｘは超えない）で視認可能なクラックのタイプを指し、「マイクロ」クラックは、一般的に、高倍率（一般的に、１００ｘ又は２００ｘより高い）でしか見ることができないクラックを指す。マクロクラックは、マイクロクラックと比べて、より長く、かつ基材により深く延在する傾向があり得る。

Ｍｏの量が増加すると、炭化物析出（Ｍ_３Ｃ）が減少し、また、鋼の高硬度及び機械的強度を損なうことなく鋼の延性を驚くほど向上させることが見出された。急冷又は焼戻し後の鋼材の加工性又は延性は、結晶粒界に形成されるＭ_３Ｃの量を減少させるように鋼組成を変更することによって向上し得ることが判明した。これは、硬化工程後にフラクチャリング及びクラックが低減するため、カミソリ刃の改善である。湾曲型の刃の場合、曲げ加工性もまた改善され、クラックが減少する。

特に、Ｍｏ含有量が１．６％よりも多い場合、好ましくはＭｏが２．１％よりも多い場合、Ｍｏが、熱処理加工中に、焼戻し炭化物（Ｍ_３Ｃ形成）を抑制し、かつ焼戻し炭化物のサイズを０．１μｍ以下に減少させることが望ましい。自力で炭化物を形成する能力がある元素であるモリブデン（Ｍｏ）は、Ｍ_３Ｃ（Ｍは、Ｆｅ、Ｃｒ又はＭｏなどの金属元素）にはほとんど溶け込まないことが認められた。

本発明の実施形態は、実用上、上述の元素を有する組成に着目しているが、本発明は、上述の元素（Ｍｏは除く）が、量、種類及び重量パーセントに関して調整され得ることを想到している。例えば、基材は、１．６％〜５％の新規な範囲のＭｏに加えて、実質的にＣ、Ｃｒ及びＳｉのみを含んでもよい。

更に、マルテンサイトステンレス鋼は、より小さく、より微細に分布した炭化物を含んでもよいが、炭素全体の重量％は同様にする。微細な炭化物基材は、より硬く、かつより脆性である後硬化基材を提供し、より薄く、かつより強い縁部の製造を可能にする。かかる基材材料の例は、光学顕微鏡的断面によって測定して１００平方マイクロメートル当たり少なくとも約１５０炭化物、より好ましくは１００平方マイクロメートル当たり少なくとも約３００炭化物、最も好ましくは１００平方マイクロメートル当たり少なくとも約４００炭化物以上の炭化物密度を有するより微細な平均炭化物寸法のマルテンサイトステンレス鋼である。

上述したように、刃１０のＶ字形縁部の図１の小面１４及び１６は先端１２から分岐する。本発明の別の好適な実施形態によれば、本発明のカミソリ刃のＶ字形縁部の各縁部は、追加の小面を更に含んでもよい。図３を参照すると、各側面又は縁部上に小面を２つだけ備えた基材３１を有する本発明の刃４０が示される。両方の縁部上の第１の小面４４、４５は、既知の方法で一般には最初に形成されてもよい。鋼を薄化させて頑強で耐久性のある縁部を形成することが望ましい。研磨は、縁部が一旦形成されても基材の硬度が損なわれないため、おそらく最も好ましい方法である。同様に、続いて第２の小面４２、４３が最終的な刃先端４１を画定するように、第２の小面４２、４３を形成することができる（例えば小面４２、４３が先端４１から分岐する）。第２の小面４２、４３は、刃先端４１から後方に約１２〜５０マイクロメートルの距離４２ａを有し得る。２段階の研磨プロセスが、本発明の第１及び第２の小面をより好ましく生産し得ることに留意されたい。一部の用途では、第３の小面を製造する３段階の研磨プロセスを用いてもよい。

したがって、本発明では、刃先端４１から１６及び／又は４０マイクロメートルの距離を、第２の小面４２、４３内、又は第１の小面４４、４５内のいずれかに配設し得ることが検討される。

第１の小面４４、４５は、一般には、好ましくは７度未満、より好ましくは４〜６度、最も好ましくは約６度であり得る半夾角４６（及び／又は半夾角４９）を画定する。示されるとおり、半夾角４９は、第２の小面４２、４３が形成される前に、第１の小面４４、４５の延長線４８（第１の小面４４、４５から延在するものとして点線で示される）の交点４７の間に形成される夾角の半分として測定され得る。線４８は基材３１の一部ではなく、半夾角がどのように測定されるかを示す役割を果たすだけであることに留意されたい。あるいは、半夾角４６は、刃本体５１の垂線又は線延長部５０と第１の小面４４又は４５との間に配設された角度によっても測定することができる。これらの半夾角は、カミソリの２つの異なる位置で示されているが、これらは概ね同じ幾何学的形状を示すように、実質的に同一となることを意図されている（例えば、半夾角４６は、半夾角４９と概ね同じ値である）。これらの角度は、当業者によってテーパ半角（half-included angles）と称される場合もある。

第１の小面４４、４５は、一般に、刃先端４１から約１７５〜約４００マイクロメートル後方の距離４４ａに延在し得る。

したがって、本発明では、刃先端から４０マイクロメートル以上後方に距離を有する刃の区域中に、７度未満の半夾角が想到される。

あるいは、本発明では、好ましくは７度未満の半夾角が想到され、ここでカミソリ刃は、カミソリ刃の各側面又は縁部上に小面を２つのみ含む。

厚さ及び厚さの比は、ひげ剃りを改善するための骨格を提供する。厚さ及び厚さの比は、縁部強度と低切断力又は鋭さとの間のバランスを提供する。より小さい比を有する基材は、最終的な縁部の破損につながる不適切な強度を有する。より厚い厚さを有する基材は、引く力（tug and pull）の増加、及びひげ剃り中のユーザの不快感の増加につながる高い切断力を有する。

半夾角が小さくなると、刃は、刃上の先端から更に後方で（例えば、刃先端区域から１６マイクロメートル後方で、又はそれを超える位置で、具体的には刃先端から４０〜１００マイクロメートルの範囲で後方に）より細くなり得る。これは、上記の幾何学的形状（例えば厚さ、及び厚さ比など）によって、当該技術分野で認識されていない鋭度と強度との独特な組み合わせを提供する。

次に図４を参照すると、基材（例えば示される図１の基材１１）、中間層５４、硬質コーティング層５６、上塗り層５８、及び外層５２を含む本発明の完成した第１の刃５０が示される。基材１１は、典型的には、ステンレス鋼で作製されるが、他の材料を使用してもよい。基材、中間層、硬質コーティング層、上塗り層、及び外層を有するカミソリ刃の例は、米国特許第６，６８４，５１３号に記載されている。

中間層５４は、硬質コーティング層５６の基材１１に対する接着を促進するために使用される。好適な中間層材料の例は、ニオブ、クロム、白金、チタン、又はそれらの任意の組み合わせ若しくは合金である。特定の中間層は、約１００オングストローム超、且つ好ましくは約５００オングストローム未満の厚さのニオブで作られる。中間層は、約１５０オングストローム〜約３５０オングストロームの厚さを有してもよい。国際公開第９２／０３３３０号は、ニオブ中間層の使用について説明している。

硬質コーティング層５６は、改善された強度、耐食性、及びひげ剃り能力を提供し、微細結晶、マイクロ結晶、又はナノ結晶性炭素含有材料（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、窒化クロム、窒化ジルコニウム、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）、又は他のセラミック材料（ナノ層又はナノ複合材料を含む）から作製することができる。炭素含有材料は、タングステン、チタン、銀、又はクロムなどの他の元素で、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ターゲットに含めることにより、ドープされてもよい。材料は水素、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５６は、ダイヤモンド、非晶質ダイヤモンド、又はＤＬＣで作製される。具体的な実施形態としては、約３，０００オングストローム未満、好ましくは約５００オングストローム〜約１，５００オングストロームのＤＬＣが挙げられる。ＤＬＣ層及び蒸着方法は、米国特許第５，２３２，５６８号に記載されている。「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材料である。

コーティング層は、炭素、クロム、白金、窒化物、アルミニウム、チタン、窒素、酸化物、又はこれらの任意の組み合わせを含有する材料を含み得る。

上塗り層５８は、硬質コーティングされた縁部の先端が丸くなるのを低減させ、外層の硬質コーティングに対する接着を促進させながらも、なお両方の利益を維持させるために使用される。上塗り層５８は、好ましくは、クロム含有材料、例えば、クロム、若しくはクロム合金、又は例えばＣｒＰｔなどのポリテトラフルオロエチレンと適合性があるクロム化合物から製造される。具体的な上塗り層は、約１００〜２００オングストロームの厚さのクロムである。上塗り層は、約５０オングストローム〜約５００オングストローム、好ましくは約１００オングストローム〜約３００オングストロームの厚さを有してもよい。カミソリ刃１０は、上塗り層のない場合よりも、ヒゲ剃りを繰り返しても丸くならない刃先を有する。

摩擦を低減するためには外層５２が一般に用いられる。外層５２は、ポリマー組成物又は修飾ポリマー組成物であってもよい。ポリマー組成物は、ポリフルオロカーボンであってもよい。好適なポリフルオロカーボンは、テロマーと呼ばれる場合もあるポリテトラフルオロエチレンである。特定のポリテトラフルオロエチレン材料は、元ＤｕＰｏｎｔのＣｈｅｍｏｕｒｓから入手可能であるＫｒｙｔｏｘ ＬＷ２１２０である。この材料は、安定な分散液を生じさせる小粒子からなる、不燃性かつ安定な乾燥潤滑剤である。これは、２０重量％固形分の水性分散液として供給され、浸漬、噴霧、又はブラッシングにより塗布されて、その後風乾、又は溶融コーティングされ得る。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ってもよく、連続的なコーティングが維持される限り１００オングストロームほどの薄さであってもよい。連続的なコーティングが達成される限り、テロマーコーティングの厚さの減少は、第１のひげ剃り結果の改善をもたらし得る。参考として本明細書に組み入れられる米国特許第５，２６３，２５６号及び同第５，９８５，４５９号は、塗布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術を記載している。

カミソリ刃５０は一般に、上記の引用特許に記載される方法により作製される。特定の実施形態は、ニオブ中間層５４、ＤＬＣ硬質コーティング層５６、クロム上塗り層５８、及びＫｒｙｔｏｘ ＬＷ２１２０ポリテトラフルオロエチレンの外部コート層５２を含む。クロム上塗り層５８は、最小１００オングストロームから最大５００オングストロームまで蒸着される。カミソリ刃５０は、上塗り層５８の塗布後かつ外層５２の追加前に、より好ましくはＳＥＭで測定して約１２５〜約５００オングストローム、より好ましくは約２００〜４００の先端半径を有する。

図５に示す別の実施形態は、好ましくはクロムの中間層６２と、ドーパントを含んでも含まなくてもよい硬質コーティング層と、ポリテトラフルオロエチレン外部コート層６６（例えば、Ｋｒｙｔｏｘ ＬＷ２１２０）と、を有する基材（例えば示される図１の基材１１、又は図３の基材３１）を有する本発明の完成した刃６０を示す。ホウ化アルミニウムマグネシウム系コーティングなどの硬質コーティングは、本願の譲受人に譲渡され、参照により本願に組み込まれる米国特許出願公開第２０１３／００３１７９４号に記載されている。図５では、この実施形態では上塗り層は存在しないため、一般に上記の図４で説明した外層５２と同じ種類の材料からなる外層６６は、硬質コーティング層６４上に直接配設される。

本発明のカミソリ刃の基材プロファイルは、刃の鋭さを改善する。刃の鋭さは、鋭さと相関する切断力を測定することによって定量化され得る。切断力は、各刃が単一の毛髪を切断するのに必要とされる力を測定することによって刃の切断力を測定する、単一繊維切断試験によって測定され得る。各刃の切断力は、各刃が単一のヒト毛髪を切断するのに必要な力を測定することによって決定される。各刃は毛髪を５０回超切断し、各切断の力がレコーダで測定される。対照の刃集団が、より信頼性の高い切断力の比較を決定するために断続的な切断でしばしば用いられる。切断される毛髪は完全に水和されている。切断速度は５０ミリメートル／秒である。刃先端の「皮膚面」からのオフセットは１００マイクロメートルである。「皮膚面」に対する刃の角度は一般に約２１．５度である。「皮膚面」に対する毛髪の配向は９０度である。データ取得レートは１８０ｋＨｚである。このタイプの切断力試験プロセスは、本願の譲受人に譲渡され、参照により本願に組み込まれる米国特許出願公開第２０１１０２１４４９３号に記載されている。

１００マイクロメートル近い直径を有する毛髪の場合、本発明の最終の又はコーティングされた刃（例えば刃５０又は６０）は、約４０ミリニュートン未満、好ましくは３５ミリニュートン未満の切断力を有する。これは、本明細書では、比較的鋭い刃であると見なされる。

図６は、刃基材７１と、図１〜３と関連して上記で説明した幾何学的形状を備える小面７２及び７４と、窒化工程段階の結果として形成される、基材表面上又はその真下にある窒化物区域７６と、を有する、本発明の代替的実施形態を示す。窒化工程段階は、窒化物区域７６を形成するためのプラズマ窒化工程を含み得る。窒化物区域は、縁部に近接した基材を補強し、この特別強度は本発明の刃形に特に有用である。所望する場合は、１つ又は複数の層７８を、窒化基材７１に接合してもよい。１つの層７８を図６に示す。上記の外層５２又は外層６６と同様、層７８はポリマーを含み得る。窒化工程の一種が、本願の譲受人に譲渡され、参照により本願に組み込まれる米国特許出願公開第２０１０／０２９９９３１（Ａ１）号に記載されている。

図７は、湾曲ゾーン８６内に湾曲部分８４を有する本発明の湾曲式のカミソリ刃８２を示す。

図８は、熱処理及び結合プロセスの両方を受けた後の、湾曲式の典型的な金属構造のカミソリ刃８２の湾曲ゾーン中の湾曲部分の引張面（tensile surface）９４の一部を示す倍率５０００倍の電子顕微鏡写真であり、ここで屈曲角度は約７０度であり、基材は２．６１％の新規なＭｏ含量を有する。図８で分かるように、引張面９４は滑らかであるように見えるため、クラックは生じていない。滑らかな外観は、一般的に、表面が含む欠陥（例えば、クラック、境界、凹凸又は他の不整）の量が低減したことによるものである。組成の約１．６重量％〜約５重量％の範囲のモリブデン（Ｍｏ）量を含む基材を有するカミソリ刃鋼、曲げプロセス、及びクラッキングの分析の詳細な説明は、本願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれる「Ｒａｚｏｒ Ｂｌａｄｅ Ｓｔｅｅｌ」と題された係属中の米国特許出願第１４／７３７，０７４号で開示されている。

本明細書に開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものと理解されるべきではない。むしろ、特に指示がない限り、そのような各寸法は、記載された値及びその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば、「４０マイクロメートル」として開示される寸法は、「約４０マイクロメートル」を意味するものとする。

「発明を実施するための形態」の中で引用される全ての文献は、関連部分において本明細書に参照により援用されている。いかなる文書の引用も、それが本発明に対する先行技術であることを認めるものとして解釈されるべきではない。本文書における用語のいずれかの意味又は定義が、参照により組み込まれる文書における同じ用語のいずれかの意味又は定義と相反する限りにおいては、本文献においてその用語に与えられる意味又は定義が優先するものとする。

本発明の特定の実施形態を例示及び説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を行うことができる点は当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内に含まれるそのような全ての変更及び修正は、添付の特許請求の範囲にて網羅することを意図したものである。

Claims (15)

1. 組成の約１重量％〜約５重量％のＭｏを含む基材であって、先鋭化された先端によって画定された刃先を備え、前記刃先端から４マイクロメートルの距離で測定した厚さが約１．６０〜約１．７５マイクロメートルであり、かつ、前記刃先端から４０マイクロメートルの距離で測定した厚さが約９．２５〜１０．００マイクロメートルの厚さである、基材を含む、カミソリ刃。
2. 更に、４０マイクロメートルで測定した厚さに対する４マイクロメートルで測定した厚さの比が、０．１６５〜０．１８５である、請求項１に記載のカミソリ刃。
3. 前記基材の、前記刃先端から８マイクロメートルの距離で測定した厚さが約２．７０〜３．００マイクロメートルであり、前記刃先端から１６マイクロメートルの距離で測定した厚さが約４．４４〜５．００マイクロメートルであり、８マイクロメートルで測定した厚さに対する４マイクロメートルで測定した厚さの比が０．５６〜０．６２であり、１６マイクロメートルで測定した厚さに対する４マイクロメートルで測定した厚さとの比が０．３２〜０．４０である、請求項１に記載のカミソリ刃。
4. 前記刃の断面形状が、式ｗ＝ａｄ^ｎ（式中、ａは０．５０〜０．６２の範囲であり、ｎは０．７６〜０．８０の範囲である）によって定義される、請求項１に記載のカミソリ刃。
5. 前記基材が、組成の約１．８重量％〜約３重量％のＭｏ、約０．３５重量％〜約０．７重量％のＣ、及び約１２重量％〜約１４重量％のＣｒを更に含む、請求項１に記載のカミソリ刃。
6. 前記基材が、組成の約０．４５重量％〜約０．５５重量％の範囲の量の炭素（Ｃ）、組成の約１２重量％〜約１４重量％の範囲の量のクロム（Ｃｒ）、約０．４％〜約１．０％の範囲の量のケイ素（Ｓｉ）、約０．５％〜約１．０％の範囲の量のマンガン（Ｍｎ）、重量％での組成の残部がある量の鉄（Ｆｅ）と不可避不純物とを更に含み、又は前記基材がこれらの任意の組み合わせを更に含む、請求項１に記載のカミソリ刃。
7. 前記基材がマルテンサイトステンレス鋼である、請求項１に記載のカミソリ刃。
8. 前記基材が、光学顕微鏡的断面によって測定した場合に１００平方マイクロメートル当たり少なくとも１５０炭化物以上の炭化物密度を有する、請求項１に記載のカミソリ刃。
9. ７度未満の半夾角を更に有する、請求項１に記載のカミソリ刃。
10. 前記半夾角が、前記刃先端から４０マイクロメートル以上の距離で測定される、請求項９に記載のカミソリ刃。
11. 前記基材の表面に、又はその下に配設された窒化物区域を更に含む、請求項１に記載のカミソリ刃。
12. 前記基材上に１つ又は複数の層を更に含む、請求項１又は１１に記載のカミソリ刃。
13. 前記カミソリ刃が、湾曲部分を有する、請求項１に記載のカミソリ刃。
14. 前記基材が、前記湾曲部分中にクラックを実質的に含まない、請求項１３に記載のカミソリ刃。
15. ひげ剃り後に、前記刃先端から４マイクロメートルの距離におけるより狭い基材厚さを有する刃縁部と比較して、前記コーティングされた刃縁部に沿った剥がれ落ちが約５０％低減されている、請求項１４に記載のカミソリ刃。

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