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KR100241239B1 - 면도칼날에 있어서 또는 그에 관한 개선점 - Google Patents

면도칼날에 있어서 또는 그에 관한 개선점 Download PDF

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KR100241239B1
KR100241239B1 KR1019930703244A KR930703244A KR100241239B1 KR 100241239 B1 KR100241239 B1 KR 100241239B1 KR 1019930703244 A KR1019930703244 A KR 1019930703244A KR 930703244 A KR930703244 A KR 930703244A KR 100241239 B1 KR100241239 B1 KR 100241239B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
diamond
layer
substrate
intermediate layer
carbon
Prior art date
Application number
KR1019930703244A
Other languages
English (en)
Inventor
에스 그리웰 마노하르
피이 초우 총-핑
에스 하안 스티브
마데이라 존
Original Assignee
도날 비. 토빈
더 지렛트 컴퍼니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US07/759,812 external-priority patent/US5142785A/en
Application filed by 도날 비. 토빈, 더 지렛트 컴퍼니 filed Critical 도날 비. 토빈
Application granted granted Critical
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26B—HAND-HELD CUTTING TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B26B21/00—Razors of the open or knife type; Safety razors or other shaving implements of the planing type; Hair-trimming devices involving a razor-blade; Equipment therefor
    • B26B21/54—Razor-blades
    • B26B21/58—Razor-blades characterised by the material
    • B26B21/60—Razor-blades characterised by the material by the coating material

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Dry Shavers And Clippers (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
  • Nonmetal Cutting Devices (AREA)

Abstract

면도칼날은 쐐기-형 연부를 가진 기판, 쐐기-형 연부의 팁 및 측면상의, 니켈, 니오브, 규소, 탄화규소, 탄탈, 바나듐, 및 상기 재료들의 합금으로 구성된 군으로부터 선택된 재료의 중간층, 중간층의 두께는 바람직하게 약 500-5000옹스트롬 범위내이며, 및 바람직하게 약 2000옹스트롬의 두께를 갖고 약 1000옹스트롬 미만의 팁 반지름을 형성하는, 중간층 상의 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 재료의 층을 포함한다.

Description

[발명의 명칭]
면도칼날에 있어서 또는 그에 관한 개선점
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 개선된 면도칼 및 면도칼날 및, 절삭연부가 예리하고 내구성 있는 면도칼날 또는 유사한 절삭공구 생산방법에 관한 것이다.
전형적으로 면도칼날은 금속 또는 세라믹과 같은 적당한 기판재료로 형성되고 연부는 종단연부 또는 팁이 약 1,000옹스트롬 미만의 반지름을 갖는 쐐기-형 형태로 형성되며, 쐐기 형 표면은 30°미만의 끼인각을 갖는다. 면도 행위가 격심하고 칼날연부 손상이 빈번히 결과될 때 면도성을 향상시키기 위해, 1개 이상의 보충적인 코우팅 재료 층의 사용이 면도를 용이하게 하도록, 및/또는 면도연부의 경도 및/또는 내부식성을 증가시키도록 제안되었다. 고분자 재료 및 금속뿐만 아니라, 다이아몬드 및 다이아몬드 같은 탄소(DLC) 재료를 포함한 그 밖의 재료와 같은 수많은 상기 코우팅 재료가 제안되었다. 각각의 상기 보충적인 재료 층 또는 층들은 각각의 층이 면도칼날의 유효수명 전체에 걸쳐 기판에 단단히 부착되어 있도록 부착상용성을 갖고, 바람직하게 면도연부의 배치 및 절삭 효율에 악영향을 미치지 않으면서 개선된 면도성, 개선된 경도 및/또는 내부식성과 같은 특성을 제공해야만 한다. 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소(DLC) 재료의 코우팅을 기판의 예리한 연부에 적용하므로써 기계적 성질이 개선된 면도칼날의 절삭연부를 제공하는 것이 제안되었다. 상기 재료는 실질적인 Sp3탄소결합; 1.5g/㎤ 이상의 질량밀도; 및 약 1331cm-1(다이아몬드) 또는 약 1552cm-1(DLC)에서 라만 피이크를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 그러나, 상기 제안은 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 코우팅이 기판의 쐐기-형 연부로부터 벗겨지거나 부착이 불량하기 때문에 만족할만하지 안았다. 몰리브덴의 중간층은 기판의 쐐기-형 연부에 대한 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소의 우수한 부착을 제공한다고 밝혀졌지만, 16시간 동안 80℃의 뜨거운 증류수내 침지와 같은 특정 가속화 부식 시험 조건하에서, 다이아몬드 같은 탄소 코우팅은 전기화학적 반응인 것으로 생각되는 것에 의해 강철칼날 기판 및 몰리브덴 중간층으로부터 이층할 수 있다는 것이 밝혀졌다.
본 발명의 한 양상에 있어서, 쐐기-형 연부를 가진 기판, 쐐기-형 연부의 팁 및 측면 상에 몰리브덴, 니켈, 니오브, 규소, 탄화규소, 탄탈, 바나듐, 및 상기 재료의 합금으로 구성된 군으로부터 선택된 재료의 중간층, 중간층의 두께는 바람직하게 약 50-500 옹스트롬 범위내이며, 바람직하게 적어도 약 1,200 옹스트롬의 두께를 갖고, 약 400 옹스트롬 미만의 팁 반지름 및 1:1-3:1 범위의 종횡비를 형성하는, 중간층 상의 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 재료의 층으로 구성된 면도칼날이 제공된다. 상기 칼날은 우수한 면도성질 및 면도수명을 나타낸다.
특별한 구체예에서, 면도칼날 기판은 강철이고; 다이아몬드 또는 DLC 코우팅은 금속 기판 보다 적어도 2배 경질이고; 쐐기-형 연부는 일련의 기계적 연마 단계에 의해 형성되며; 중간층 재료 (니오브가 적절한 재료임) 및 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 재료의 층들은 흑연 및 중간층 재료의 표적물로부터 재료를 스퍼터링함으로써 형성된다.
본 발명의 다른 양상에 있어서, 기판을 제공하고, 30° 미만의 끼인각 및 바람직하게 1,200 옹스트롬 미만의 팁 반지름 (즉, 연부의 종단 팁이 적어도 25,000 배율의 주사 전자 현미경 하에서 관찰될 때 상기 종단팁 내에 위치할 수 있는 더욱 큰 원의 추정 반지름)을 갖는 쐐기-형의 예리한 연부를 기판 연부상에 형성하고; 몰리브덴, 니켈, 니오브, 규소, 탄화규소, 탄탈, 바나듐, 및 상기 재료의 합금으로 구성된 군으로부터 선택된 중간층 재료의 층을 예리한 연부 상에 용착시키며; 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 재료의 층을 중간층 상에 용착시켜 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 재료의 종단 팁에서 약 1,000 옹스트롬 미만의 반지름을 제공하는 단계들을 포함하는 면도칼날 형성 방법이 제공된다.
중간층 및 다이아몬드 또는 DLC 층은 여러 가지 기술 예컨대 탄화수소 기체의 플라즈마 분해, 플라즈마 또는 이온 층으로부터의 이온을 사용하여 표적물에 충격을 가하는 스퍼터 용착, 직접 탄소 이온의 비임을 사용하는 것, 및 E-비임 또는 스퍼터링 공급원을 사용하는 이온 비임 원조 용착(IBAD) 공정에 의해 용착될 수 있다.
특별한 공정에서, 기판은 일련의 호닝가공 단계에서 기계적으로 연마되어 예리한 연부를 형성하고, 니오브 및 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 재료의 층은 스퍼터링에 의해 연속하여 용착되며; 약 500 옹스트롬 미만의 두께를 갖는 니오브 중간층, 및 적어도 약 1,200 옹스트롬의 두께를 갖는, 니오브로 코우팅된 절삭 연부상의 다이아몬드 또는 DLC 코우팅; 약 1331㎝-1에서 라만 피이크를 갖는 다이아몬드 층 및 약 1550㎝-1에서 라만 피이크; 실질적인 sp3탄소 결합; 및 1.5g/㎤ 이상의 질량 밀도를 갖는 다이아몬드 같은 탄소(DLC) 재료 층; 및 부착성 중합체 코우팅이 다이아몬드 또는 DLC로 코우팅된 절삭 연부상에 적용된다.
본 발명의 다른 양상에 있어서, 사용자 피부에 칼날 연부 또는 연부들의 전방 및 후방을 접촉시키기 위한 외부 표면을 갖는 칼날 지지 구조물 및 지지 구조물에 고정된 적어도 하나의 칼날 부재로 구성된 면도 유니트가 제공된다. 지지 구조물에 고정된 면도칼날 구조물은 예리한 팁으로부터 40 마이크로미터의 거리에서 17° 미만의 끼인각을 갖는 마면에 의해 형성된 쐐기-형 절삭 연부를 가진 기판, 몰리브덴, 니켈, 니오브, 규소, 탄화규소, 탄탈, 바나듐, 및 상기 재료들의 합금으로 구성된 군으로부터 선택된 중간층 및 상기 기판의 예리한 팁에서부터 예리한 팁에서 40 마이크로미터 거리까지 적어도 1200 옹스트롬의 두께, 및 적어도 약 0.1 마이크로미터의 길이를 갖고 적어도 60°의 끼인각, 보강 재료의 종단 팁에서 400 옹스트롬 미만의 반지름 및 1:1-3:1 범위의 종횡비를 형성하는 마면에 의해 형성된 종단 팁을 갖는 중간층 상의 보강 재료의 층을 포함한다.
특별한 면도 유니트에서, 면도칼날 구조물은 2개의 강철 기판을 포함하고, 쐐기-형 연부는 피부-접촉면들 사이에서 서로에 대해 평행하게 배치되고; 니오브 중간층은 강철 기판 및 연부 보강층 사이에 있고 연부 보강 층은 다이아몬드 또는 DLC 재료이고; 각각의 니오브 층은 약 500 옹스트롬 미만의 두께를 갖고; 각각의 다이아몬드 또는 DLC 코우팅은 약 2000 옹스트롬 (전형적으로 가공변수에 따라 1800-2200 옹스트롬 범위)의 두께를 갖고 실질적인 sp3탄소결합; 1.5g/㎤ 이상의 질량 밀도; 및 약 1331㎝-1(다이아몬드) 또는 약 1550㎝-1(DLC)에서 라만 피이크를 특징으로 하며; 부착성 중합체 코우팅이 각각의 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 재료의 층상에 있다.
면도 유니트는 면도기 손잡이와 결합하고 그로부터 떨어질 수 있게 만든 1회용 카트릿지 타입일 수 있거나 칼날 또는 칼날들이 무디어질 때 전체 면도기가 하나의 유니트로서 버려지도록 손잡이와 함께 일체 될 수 있다. 정면 및 후면 피부 접촉면은 칼날 연부 (또는 연부들)와 협력하여 면도 배치를 형성한다. 특히 적절한 면도 유니트는 U.S. 특허 3,876,563 및 U.S. 특허 4,586,255에 제시된 타입들이다.
본 발명의 그 밖의 특징 및 이점은 도면과 함께 하기 특별한 구체예 설명이 진행됨에 따라 알 수 있을 것이며, 이때 :
제1도는 본 발명에 따른 면도 유니트의 투시도이고;
제2도는 본 발명에 따른 다른 면도 유니트의 투시도이고;
제3도는 본 발명에 따른 면도칼날 연부 배치의 한 예를 설명하는 개략도이고;
제4도는 본 발명의 실시를 위한 장치의 개략도이며;
제5도 및 제6도는 제4도의 장치로 용착된 DLC 재료의 라만 스펙트럼들이다.
[특별한 구체예의 설명]
제1도에 관하여 말하면, 면도 유니트(10)는 면도기 손잡이에 부착시키기 위한 구조물, 및 전방의, 횡방향으로 연장하는 피부 접촉면(14)을 형성하는 구조물을 포함하는, 고-충격 폴리스티렌으로 성형된 플랫폼 부재(12)를 포함한다. 플랫폼 부재(12) 상에 예리한 연부(18)를 갖는 앞선 칼날(16) 및 예리한 연부(22)를 갖는 후속 칼날(20)을 설치한다.
고-충격 폴리스티렌으로 성형된 캡 부재(24)는 칼날 연부(22)의 후방으로 배치된 피부-접촉면(26)을 형성하는 구조물을 갖고, 면도 보조 복합재(28)를 캡 부재(24)에 첨부한다.
제2도에 제시된 면도 유니트(30)은 쟈코브손(Jacobson) U.S. 특허 4,586,255에 제시된 타입이고 정면 부분(34) 및 후면 부분(36)을 가진 성형 본체(32)를 포함한다. 보호 부재(38), 앞선 칼날 유니트(40) 및 후칼날 유니트(42)를 본체(32)에 탄성 있게 고정시킨다. 각각의 칼날 유니트(40,42)는 예리한 연부(46)을 갖는 칼날 부재(44)를 포함한다. 면도 보조 복합재(48)를 후방 부분(36)의 리세스 내에서 마찰 고정시킨다.
칼날(16, 20 및 44)의 연부 영역의 개략도를 제3도에 제시한다. 칼날은 약 13°의 각도에서 분기하는 마면(54 및 56)을 가진 전형적으로 500 옹스트롬 미만의 반지름을 갖는 팁 부분(52)를 형성하는 일련의 연부 성형 호닝가공 작업으로 형성된 쐐기-형의 예리한 연부를 가진 스테인레스강 본체 부분(50)을 포함한다. 약 300 옹스트롬의 두께를 갖는 니오브의 중간층(58)을 팁(52) 및 마면(54, 56)상에 용착시킨다. 약 2,000 옹스트롬의 두께를 갖는 다이아몬드 같은 탄소(DLC)의 외부층(60)을 니오브 중간층(58) 상에 용착시키며, 약 13°의 끼인각 및 약 1.7의 종횡비(DLC 팁(70)에서부터 스테인레스 강 팁(52)까지의 거리(a)및 팁(52)에서 DLC 코우팅(60)의 나비(b)의 비)에서 배치되는 주요 마면(66, 68)과 함께 병합하는 마면(62, 64)는 각각 약 0.25 마이크로미터의 길이를 갖고 약 80°의 끼인각을 형성한다.
제3도에 제시된 타입의 칼날을 가공하기 위한 장치를 제4도에 개략적으로 도해한다. 장치는 적당한 진공 시스템(제시되지 않음)에 연결된 성형구(formed port)(86)가 안에 있는 기본 구조물(84), 문(82) 및 벽 구조물(80)을 가진 스테인레스 강 챔버(74)을 갖는 콜로라도(Colorado), 보울더(Boulder)의 Vac Tec 시스템에 의해 제조된 DC 평면 마그네트론 스퍼터링 시스템을 포함한다.
챔버(74)내에 지지물 부재(90)가 직립한 카루우젤 지지물(88)을 설치하는데, 지지물 부재 상에는 지지물(90)로부터 외부로 면하는 정렬되는 예리한 연부를 가진 면도칼날(92)의 더미가 배치된다. 또한 니오브(99.99% 순도)의 표적물 부재(96)를 위한 지지 구조물(76) 및 흑연(99.999% 순도)의 표적물 부재(98)를 위한 지지 구조물(78)을 챔버(74)내에 설치한다. 표적물(96 및 98) 각각은, 나비 약 12㎝ 및 길이 약 37㎝인, 수직 배치된 평판이다. 지지 구조물(76, 78 및 88)을 챔버(74)로부터 전기적으로 분리시키고 칼날 더미(92)를, 스위치(102)를 통해 RF 전원장치(100)에 및 스위치(106)를 통해 DC 전원장치(104)에 연결시키는 전기접속을 제공하며; 표적물(96 및 98)을 각각, 스위치(108, 110)를 통해 DC 마그네트론 전원장치(112)에 연결시킨다. 셔터 구조물(114 및 116)을 각각, 그들의 표적물(96, 98)과 인접하게 배치하여, 개방 위치 및 그들의 인접 표적물을 가리는 위치사이에서 이동시킨다.
카루우젤(88)은 반대 표적판(96, 98)으로부터 약 7㎝ 떨어진 칼날 연부(94)를 가진 칼날 더미(92)를 지지하고, 칼날 더미(92)가 니오브 표적물(96)(제4도)과 반대로 정렬되는데 제1위치 및 칼날 더미(92)가 흑연 표적물(98)과 반대로 정렬되는 제2위치 사이에서 세로축에 대하여 회전 가능하다.
특별한 가공 순서에서, 칼날들(92)의 더미(5㎝ 높이)를 지지물(90)상에 고정시키고; 챔버(74)를 비우고; 표적물(96, 98)을 5분 동안 DC 스프터링에 의해 청소하고; 그런 다음 스위치(102)를 폐쇄하고 칼날(92)을 10밀리토르의 압력, 200sccm의 아르곤 유량 및 1.5킬로와트의 전력에서 5분 동안 아르곤 환경 내에서 RF 청소하고; 그런 다음 아르곤 유량을 챔버(74)내 2.0밀리토르의 압력에서 150sccm으로 감소시키고; 스위치(106)을 폐쇄하여 칼날(92)상에 -25볼트의 DC 바이어스를 적용시키고; 스위치(108)을 폐쇄하여 1킬로와트 전력에서 스퍼터링을 시작하여 니오브 표적물(96) 전방의 셔터(114)를 30초 동안 열어 칼날 연부(94)상에 약 300 옹스트롬 두께의 니오브 층(58)을 용착시킨다. 그런 다음 셔터(114)를 닫고, 스위치(106 및 108)를 열며, 카루우젤(88)을 90°회전시켜 흑연 표적물(98)과 칼날더미(92)의 칼날 연부를 병렬시킨다. 챔버(74)내 압력을 150sccm의 아르곤 유량을 수반한 2밀리토르에서 유지시키고; 스위치(110)을 폐쇄하여 750와트에서 흑연 표적물(98)을 스퍼터하고; 스위치(102)를 폐쇄하여 칼날(92)상에 800와트(-420볼트 DC 셀프 바이어스 전압)의 13.56MHz RF 바이어스를 적용시키며, 동시에 셔터(116)을 20분 동안 열어 니오브 층(58)상에 약 2000 옹스트롬 두께의 DLC 층(60)을 용착시킨다. DLC 코우팅(60)은 약 80°의 끼인각 및 약 1.9:1의 종횡비를 갖는 마연(62,64)에 의해 형성되는 팁(70)에서 약 350 옹스트롬의 반지름을 갖는다. 제5도에 도해된 바와 같이, 상기 공정에서 용착된 코우팅 재료(60)의 라만 분광분석법은 DLC 구조물의 특징적 스펙트럼인, 약 1350 및 1530㎝-1파수 사이에서 높아진 폭넓은 라만 피이크(118)을 제시한다.
그런 다음 폴리테트라플루오로에틸렌 텔로머의 코우팅(72)을 칼날의 DLC-코우팅 연부에 적용시킨다. 공정은 아르곤의 중성분위기 하에서 칼날을 가열하고 고체 PTFE의 부착성 및 마찰-감소 중합체 코우팅을 칼날의 절삭 연부 상에 제공하는 것을 포함한다. 코우팅(58 및 60)은 칼날 본체(50)에 단단히 부착되었으며, 단 웨트 울 펠트 커터 힘(wet wool felt cutter force)이 낮고(웨트 울 펠트(L5)를 가진 처음 다섯 컷트 중 가장 낮은 것은 약 0.45㎏ 임), DLC 코우팅(60)이 상기 펠트 커터 테스트의 가혹한 조건에 대한 노출에 의해, 심지어 16시간 동안 80℃, 증류수에 침지한 후에도 실질적으로 불리한 영향을 받지 않았음을 지적하는 울 펠트 커터 힘의 반복된 적용에도 잘 견디었다. 결과의 칼날 요소(44)를 제2도에 제시된 타입의 카트릿지 유니트(30)내에 조립하였고 우수한 면도 결과를 나타내었다.
다른 예에서, 표적물(96)은 몰리브덴이고 표적물(98)은 흑연이다. 상기 시스템을 가진 특별한 가공 순서에서, 챔버(74)를 비우고; 표적물(96, 98)을 5분 동안 DC 스퍼터링에 의해 청소하고; 그런 다음 칼날(92)을 10밀리토르의 압력, 1.5킬로와트의 전력 및 200sccm의 아르곤 유량에서 아르곤 환경 하에서 RF 청소하고; 아르곤 유량은 챔버(74)내 2밀리토르의 압력에서 150sccm으로 감소되었고; 몰리브덴 표적물(96) 전방의 셔터(144)를 열고, 표적물(96)을 22초 동안 칼날(82)상에 -150볼트의 바이어스로 1킬로와트 전력에서 스퍼터하여 칼날 연부(94)상에 약 200 옹스트롬 두께의 몰리브덴 층(58)을 용착시킨다. 그런 다음 셔터(114)를 닫고, 카루우젤(88)을 90° 회전시켜 흑연 표적물(98)과 칼날 더미(92)를 병렬시킨다. 챔버(74)내 압력을 150sccm의 아르곤 유량을 수반한 2밀리토르에서 유지시키고, 셔터(116)을 열고, 흑연 표적물(98)을 10분 동안 칼날(92) 상에서 -150볼트의 바이어스를 수반한 900와트에서 스퍼터하여 몰리브덴 층(58)상에 약 800 옹스트롬 두께의 DLC 층(60)을 용착시킨다. 제6도에 도해된 바와 같이, 상기 공정에서 용착된 코우팅 재료(60)의 라만 분광분석법은 DLC 구조물의 특징적 스펙트럼인, 약 1525㎝-1파수의 집중된 폭넓은 라만 피이크(120)을 제시한다. DLC 코우팅(60)은 칼날 본체(50)에 단단히 부착되었고 울 펠트 커터 힘의 반복된 적용에도 잘 견디었으며, 이는 DLC 코우팅(60)이 상기 펠트 커터 테스트의 가혹한 조건에 대한 노출에 의해 실질적으로 불리한 영향을 받지 않고 칼날 본체(50)에 단단히 부착되어 남아 있음을 지적한다. 그의 팁(70)은 약 700 옹스트롬의 반지름 및 1:7:1의 종횡비를 가졌다. 그런 다음 폴리테트라플루오로에틸렌 텔로머의 코우팅(72)을 U.S. 특허 No. 3,518,110의 언지에 따라 칼날의 DLC-코우팅 연부에 적용하였다. 상기 공정은 질소 또는 아르곤과 같은 중성 분위기 하에서 또는 분해 암모니아와 같은 환원 분위기 하에서 칼날을 가열하고 고체 PTFE의 부착성 및 마찰-감소 중합체 코우팅을 칼날의 절삭연부 상에 제공하는 것을 포함한다. 결과의 칼날 요소(44)를 제2도에 제시된 타입의 카트릿지 유니트(30)내에 조립하였고 우수한 면도 결과로 면도하였다.
다른 가공 순서에서, 챔버(74)를 비웠고 ; 표적물(96, 98)은 5분 동안 DC 스퍼터링에 의해 청소하였고 ; 그런 다음 칼날(82)을 2분 동안 10밀리토르의 압력, 1.5킬로와트의 전력 및 200sccm의 아르곤 유량에서 아르곤 환경 하에서 RF 청소하였고 ; 아르곤 유량은 챔버(74)내 2밀리토르의 압력에서 150sccm으로 감소하였고 ; 그런 다음 몰리브덴 표적물(96) 전방의 셔터(114)를 열었으며 ; 표적물(90)을 32초 동안 칼날(92)상의 -150볼트의 바이어스를 수반한 1킬로와트 전력에서 스퍼터하여 칼날연부(94) 상에 약 300 옹스트롬 두께의 몰리브덴 층(58)을 용착시켰다. 셔터(114)를 닫았고 카루우젤(88)을 90° 회전시켜 흑연 표적물(98)과 칼날 더미(92)를 병렬하였다. 챔버(74)내 압력을 150sccm의 아르곤 유량을 수반한 2밀리토르에서 유지시켰고, 셔터(116)를 열었으며, 흑연 표적물(98)을 10분 동안 칼날(92)상에 -100볼트의 바이어스를 수반한 500와트에서 스퍼터하여 몰리브덴 층(58)상에 약 1,000옹스트롬 두께의 DLC 층(60)을 용착시켰다. 결과의 칼날은 단단히 부착한 DLC 코우팅(60)을 가졌고 우수한 면도 결과로 면도되었다.
다른 가공 순서에서, 챔버(74)를 비웠고 ; 표적물(96, 98)을 5분 동안 DC 스퍼터링에 의해 청소하였고 ; 그런 다음 칼날(92)을 2분 동안 1.5킬로와트의 전력 및 200sccm의 아르곤 유량에서 10밀리토르의 압력에서 아르곤 환경 하에서 RF 청소하였고 ; 아르곤 유량은 챔버(74)내 2밀리토르의 압력에서 150sccm으로 감소하였고 ; 그런 다음 몰리브덴 표적물(96) 전방의 셔터(114)를 열었으며 ; 표적물(96)을 스퍼터하여 칼날 연부(94)상에 약 200 옹스트롬 두께의 몰리브덴 층(58)을 용착시켰다. 셔터(114)를 닫았고 카루우젤(88)을 90° 회전시켜 흑연 표적물(98)과 칼날 더미(92)를 병렬하였다. 챔버(74)내 압력을 150sccm의 아르곤 유량을 수반한 2밀리토르에서 유지시켰고, 셔터(116)를 열었으며, 흑연 표적물(98)을 600와트에서 스퍼터하여 몰리브덴 층(58)상에 약 300옹스트롬 두께의 DLC 층(60)을 용착시켰다. DLC 코우팅(60)을 결과의 칼날 상에 단단히 부착시켰고, DLC 팁(70)은 약 500옹스트롬의 반지름을 가졌다.
본 발명의 특별한 구체예가 제시되고 서술되는 동안, 각종 변형들이 당업자에게 명백해질 것이고, 그러므로, 본 발명을 공개된 구체예, 또는 그들의 세부사항에 제한시킬 의도는 없으며, 본 발명의 범위 및 정신 내에서 그것으로부터 변경될 수 있다.

Claims (10)

  1. 기판(50)을 제공하고, 30° 미만의 끼인각을 갖는 상기 기판 상에 쐐기-형 예리한 연부(52)을 형성하고, 중간층(58)을 상기 기판 상에 용착시키고, 다이아몬드 도는 다이아몬드 같은 탄소 (DLC) 재료의 층(60)을 상기 중간층 상에 용착시켜, 중간층이 한 면 상으로는 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 재료 층과 접촉하고 다른 한 면 상으로는 예리한 연부를 포함하는 기판과 접촉하여 상기 중간층이 상기 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 재료 층과 상기 예리한 연부를 포함하는 기판 사이에 놓이도록 하는 것으로 구성되는 면도 칼날 형성방법으로서, 상기 기판은 1200 옹스트롬 미만의 팁 반지름을 갖고 상기 중간층(58)은 니오브, 탄탈륨 또는 바나듐 또는 이들 금속의 합금으로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 예리한 연부(52) 상의 상기 중간층이 약 500 옹스트롬 미만의 두께를 갖고, 상기 중간층으로 코팅된 예리한 연부 상의 상기 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 층(60)이 상기 기판의 예리한 연부로부터 상기 연부에서 40 마이크로미터의 거리까지 적어도 1200 옹스트롬의 두께를 갖는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판(50)은 금속이고 상기 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 층(60)이 상기 금속 기판보다 적어도 2배 경질인 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 재료의 층(60)을 흑연 또는 니오브 표적물(96, 98)이 위치한 비워진 챔버(74) 내에서 아르곤 분위기 하에 용착시키고; 상기 니오브 표적물(96)에 전류를 통하게 하며, 니오브의 중간 층(58)을 스퍼터링에 의해 상기 칼날 연부 상에 용착시키며; 그런 다음 상기 흑연 표적물(98)에 전류를 통하게 하여, RF 바이어스가 상기 기판(50)에 적용되는 동안 상기 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 재료의 층(60)을 상기 니오브 층 상에 용착시키는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 재료의 층(60)이 상기 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 재료의 종단 팁에서 약 400 옹스트롬 미만의 반지름을 갖는 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 예리한 연부(52) 상의 상기 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 층(60)이 약 2000 옹스트롬의 두께를 갖는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 부착성 중합체 코팅(73)을 상기 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소로 코팅된 예리한 연부(52) 상에 적용하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 30° 미만의 끼인각을 갖는 쐐기-형 연부를 가지는 기판, 상기 기판 상의 중간층 및 상기 중간층 상의 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 재료 층으로 구성되어, 중간층이 한 면 상으로는 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 재료층과 접촉하고 다른 한 면 상으로는 예리한 연부를 포함하는 기판과 접촉하여 상기 중간층이 상기 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소 재료 층과 상기 예리한 연부를 포함하는 기판 사이에 놓이며, 상기 기판은 1200 옹스트롬 미만의 팁 반지름을 갖고 상기 중간층은 니오브, 탄탈륨 또는 바나듐 또는 이들 금속의 합금으로 구성됨을 특징으로 하는, 제1항의 방법의 직접적인 최종 산물로서 얻어지는 면도 칼날.
  9. 제8항에 있어서, 상기 다이아몬드 또는 다이아몬드 같은 탄소(DLC) 재료 층(60)이 약 1331㎝-1(다이아몬드) 또는 약 1552㎝-1(DLC)에서 라만 피이크; 약 3:1 미만의 종횡비; 실질적인 SP3탄소 결합; 및 1.5 g/㎤ 이상의 질량 밀도를 갖는 면도 칼날.
  10. 제8항 또는 제9항에 따른 면도 칼날을 하나 이상 포함함을 특징으로 하는 면도 유니트.
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