[go: up one dir, main page]

RU2225787C2 - Razor blade and method for making it - Google Patents

Razor blade and method for making it Download PDF

Info

Publication number
RU2225787C2
RU2225787C2 RU2002113322/12A RU2002113322A RU2225787C2 RU 2225787 C2 RU2225787 C2 RU 2225787C2 RU 2002113322/12 A RU2002113322/12 A RU 2002113322/12A RU 2002113322 A RU2002113322 A RU 2002113322A RU 2225787 C2 RU2225787 C2 RU 2225787C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
substrate
thickness
cutting edges
making
edge
Prior art date
Application number
RU2002113322/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002113322A (en
Inventor
Т.В. Виговска
Т.В. Виговская
Е.П. Кокин
Н.М. Львова
Ю.В. Сурин
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие "НИИМП-К"
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
Application filed by Государственное унитарное предприятие "НИИМП-К" filed Critical Государственное унитарное предприятие "НИИМП-К"
Priority to RU2002113322/12A priority Critical patent/RU2225787C2/en
Publication of RU2002113322A publication Critical patent/RU2002113322A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2225787C2 publication Critical patent/RU2225787C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Knives (AREA)

Abstract

FIELD: processes and apparatuses for making cutting devices, namely for making blades designed for removing hairs from human skin. SUBSTANCE: blade is made of rigid monocrystalline material and it has n working zones with wedge-shaped cutting edges arranged in different mutually parallel areas one over another. Each successive working zone has thickness increased by value h = d/n, where d - thickness of substrate, n = 2, 3,.. . Edge of each area is shifted relative to edge of previous area to one side. Method for making blade comprises steps of forming substrate having sharpened wedge- shaped cutting edges and made of rigid monocrystalline material; forming n cutting edges on back side of substrate by anisotropic etching in crystallographic planes along the whole thickness of substrate in specially formed windows; then forming by isotropic etching through windows arranged on upper surface of substrate over each working zone with cutting edge, except last one, working areas with stepwise increased thickness in such a way that increase of thickness of each subsequent area corresponds to value h = d/n, where d - thickness of substrate, n = 2, 3... . EFFECT: increased useful life period of blades, lowered labor consumption for making them due to use of standard manufacturing procedures, enhanced comfortability of using blades. 2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к технике и технологии режущих инструментов, а именно к конструкции и способу изготовления бритвы, предназначенной для удаления волос с кожи человека.The invention relates to techniques and technology for cutting tools, namely, to the design and method of manufacturing a razor designed to remove hair from human skin.

Известна конструкция лезвия бритвы [1], представляющая собой стальную подложку с заостренной режущей кромкой. Недостатком данной конструкции является то, что при эксплуатации происходит окисление металла и, как следствие, затупление режущей кромки. Кроме того, для изготовления бритвы с двумя и более режущими кромками необходимы два и более отдельных лезвий и дополнительные элементы конструкции картриджа-держателя лезвий, так как каждое лезвие имеет лишь одну режущую кромку.A known design of the razor blade [1], which is a steel substrate with a sharp cutting edge. The disadvantage of this design is that during operation, oxidation of the metal and, as a consequence, blunting of the cutting edge occurs. In addition, for the manufacture of a razor with two or more cutting edges, two or more separate blades and additional structural elements of the blade holder cartridge are required, since each blade has only one cutting edge.

Известен способ изготовления лезвия бритвы [2], при котором из листового материала изготавливают лезвие с по меньшей мере одним отверстием и производят заострение кромки отверстия до образования кольцевой режущей кромки с острием. После заострения кромки осуществляют механическое смещение кольцевой кромки, непосредственно прилегающей к острию до выступания последнего в диапазоне 0,01-0,1 мм с образованием угла бритья 15-35°. Недостатком данного способа является то, что для изготовления лезвия по этому способу, требуется несколько механических операций, включая вырубку необходимой формы устройства, заточку, выдавливание режущей кромки специальным пуансоном. Кроме того, лезвие, полученное данным способом, обеспечивает качественное бритье только очень коротких волос (щетины), поскольку волос перед сбриванием должен попасть в отверстие с режущей кромкой.A known method of manufacturing a razor blade [2], in which a sheet with at least one hole is made from sheet material and the edge of the hole is sharpened until an annular cutting edge is formed with a point. After edge sharpening, an annular edge is mechanically displaced immediately adjacent to the tip until the latter protrudes in the range of 0.01-0.1 mm to form a shaving angle of 15-35 °. The disadvantage of this method is that for the manufacture of a blade by this method, several mechanical operations are required, including cutting the necessary form of the device, sharpening, extruding the cutting edge with a special punch. In addition, the blade obtained by this method provides high-quality shaving of only very short hair (bristles), since the hair must be cut into the hole with a cutting edge before shaving.

Наиболее близким техническим решением является лезвие бритвы [3], содержащее стальную подложку с клинообразной режущей кромкой, на которую для увеличения твердости и предотвращения ее окисления нанесен промежуточный слой, выбранный из группы, включающей молибден, ниобий, тантал, ванадий и их сплавы, включая ниобиево-молибденовый сплав, и слой алмазоподобного углеродного материала.The closest technical solution is a razor blade [3], containing a steel substrate with a wedge-shaped cutting edge, on which, to increase hardness and prevent its oxidation, an intermediate layer is applied selected from the group consisting of molybdenum, niobium, tantalum, vanadium and their alloys, including niobium molybdenum alloy, and a layer of diamond-like carbon material.

Недостатком данной конструкции является необходимость введения дополнительных элементов для увеличения срока службы лезвия. Кроме того, для изготовления бритвы с двумя и более режущими кромками, необходимы соответственно два или более отдельных лезвий и дополнительные элементы конструкции картриджа-держателя лезвий, так как каждое лезвие имеет лишь одну режущую кромку.The disadvantage of this design is the need for the introduction of additional elements to increase the life of the blade. In addition, for the manufacture of razors with two or more cutting edges, respectively, two or more separate blades and additional structural elements of the cartridge holder blades are required, since each blade has only one cutting edge.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления вышеописанной конструкции, при котором формируют подложку с клинообразной заостренной кромкой, наносят на нее промежуточный и дополнительный слой. При этом материал промежуточного слоя выбирают из группы, включающей молибден, ниобий, тантал, ванадий и их сплавы, включая ниобиево-молибденовый сплав, а в качестве дополнительного слоя выбирают алмазный или алмазоподобный углеродный материал [3].The closest in technical essence and the achieved result is a method of manufacturing the above construction, in which form a substrate with a wedge-shaped pointed edge, put on it an intermediate and additional layer. In this case, the material of the intermediate layer is selected from the group comprising molybdenum, niobium, tantalum, vanadium and their alloys, including niobium-molybdenum alloy, and diamond or diamond-like carbon material is chosen as an additional layer [3].

Недостатком указанного способа является необходимость нанесения на лезвие промежуточных и дополнительных слоев, а также невозможность данным способом получать лезвия с несколькими режущими кромками.The disadvantage of this method is the necessity of applying intermediate and additional layers to the blade, as well as the inability to obtain blades with several cutting edges in this way.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является увеличение срока службы и возможность получения на единой подложке нескольких режущих кромок, что позволит упростить конструкцию держателя лезвий.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, is to increase the service life and the possibility of obtaining several cutting edges on a single substrate, which will simplify the design of the blade holder.

Для достижения указанного технического результата в известном лезвии бритвы, содержащем подложку с клинообразной режущей кромкой, подложка выполнена из твердого монокристаллического материала и содержит n рабочих областей, в каждой из них имеется клинообразная режущая кромка. Каждая из режущих кромок расположена в разных плоскостях друг над другом, причем каждая последующая рабочая область увеличивается по толщине на величину Δh=d/n, где d - толщина подложки. Число режущих кромок n может быть 2, 3 и т.д. Кроме того, каждая последующая кромка параллельно сдвинута относительно предыдущей в горизонтальном направлении в одну сторону.To achieve the specified technical result in a known razor blade containing a substrate with a wedge-shaped cutting edge, the substrate is made of solid single-crystal material and contains n working areas, each of them has a wedge-shaped cutting edge. Each of the cutting edges is located in different planes one above the other, with each subsequent working area increasing in thickness by Δh = d / n, where d is the thickness of the substrate. The number of cutting edges n may be 2, 3, etc. In addition, each subsequent edge is parallelly shifted relative to the previous one in the horizontal direction in one direction.

Для достижения указанного технического результата в известном способе, заключающемся в формировании подложки с заостренными клинообразными режущими кромками, подложку формируют из твердого монокристаллического материала, на котором методом анизотропного (селективного) травления по кристаллографическим плоскостям через всю толщину подложки d в специально сформированных n окнах на обратной ее стороне получают в них n режущих кромок. При этом режущие кромки расположены на одной плоскости и параллельны друг другу. Затем методом изотропного (неселективного) травления через окна, расположенные над верхней поверхностью с каждой режущей кромкой, кроме последней, формируют ступенчато возрастающие по толщине рабочие области, причем увеличение по толщине каждой последующей рабочей области соответствует величине Δh=d/n, где d - толщина подложки, а n=2, 3 и т.д.To achieve the specified technical result in the known method, which consists in forming a substrate with pointed wedge-shaped cutting edges, the substrate is formed from a solid single-crystal material on which by anisotropic (selective) etching along crystallographic planes through the entire thickness of the substrate d in specially formed n windows on its back side receive n cutting edges in them. In this case, the cutting edges are located on the same plane and parallel to each other. Then, by the method of isotropic (non-selective) etching, through the windows located above the upper surface with each cutting edge, except the last one, work areas stepwise increasing in thickness are formed, and the increase in thickness of each subsequent working area corresponds to Δh = d / n, where d is the thickness substrates, and n = 2, 3, etc.

На Фиг.1-5 приведена иллюстрация этапов изготовления лезвия для определенности с двумя режущими кромками (n=2) предлагаемым способом. На Фиг.6 показан вид сверху полученной при этом предлагаемой конструкции лезвия. Аналогично может быть изготовлена конструкция с тремя режущими кромками, представленная видом в разрезе - Фиг.7 и видом сверху - Фиг.8, либо с другим числом n.Figure 1-5 shows an illustration of the steps of manufacturing a blade for definiteness with two cutting edges (n = 2) of the proposed method. Figure 6 shows a top view of the resulting thus obtained design of the blade. Similarly, a design with three cutting edges can be made, represented by a sectional view of FIG. 7 and a top view of FIG. 8, or with a different number n.

В качестве исходной подложки выбирается, например, пластина кремния 1 с ориентацией (100) и толщиной d - Фиг.1. На обеих сторонах пластины формируют защитную маску 2 и 3 путем гальванического выращивания слоев меди толщиной ~5 мкм с двумя окнами для травления 4 на нижней стороне подложки и одним окном 5 на ее верхней стороне - Фиг.2. В двух окнах 4 с нижней стороны подложки производят анизотропное (селективное) травление кремния сквозь всю толщину подложки в растворе щелочи 45% КОН при температуре 95°С - Фиг.3. Селективное травление обеспечивает наклон боковых стенок в окне 6 в соответствии с кристаллографической ориентацией пластины с острым углом 54°. В этих окнах после травления образуются две режущие кромки 7 и 8, расположенные в одной плоскости на верхней стороне подложки и параллельны друг другу. Через окно 5 на верхней стороне подложки, расположенное над областью с первой режущей кромкой 7, выполняют изотропное (неселективное) травление кремния, например, методом плазменного травления на глубину d/2 - Фиг.4. При этом первая режущая кромка 7 опускается вниз на половину толщины подложки. Таким образом оказываются сформированными две режущие кромки 7 и 8, расположенные в двух параллельных плоскостях одна над другой, причем первая кромка располагается ниже второй на величину d/2. Линии обеих режущих кромок остаются параллельны друг другу и сдвинуты одна относительно другой на заданное расстояние. После скрайбирования (резки) формируется лезвие бритвы с необходимыми габаритными размерами - Фиг.5. Боковая стенка 10 служит держателем первой рабочей области лезвия с нижней режущей кромкой 7. На Фиг.6 представлен вид сверху конструкции полученного лезвия.As the initial substrate is selected, for example, a silicon wafer 1 with an orientation of (100) and a thickness d - Figure 1. A protective mask 2 and 3 is formed on both sides of the wafer by galvanic growth of ~ 5 μm thick copper layers with two etching windows 4 on the bottom side of the substrate and one window 5 on its upper side - Figure 2. In two windows 4, anisotropic (selective) etching of silicon through the entire thickness of the substrate in an alkali solution of 45% KOH at a temperature of 95 ° C is performed on the bottom side of the substrate — FIG. 3. Selective etching provides the inclination of the side walls in the window 6 in accordance with the crystallographic orientation of the plate with an acute angle of 54 °. After etching, two cutting edges 7 and 8 are formed in these windows, located in the same plane on the upper side of the substrate and parallel to each other. Through the window 5 on the upper side of the substrate, located above the region with the first cutting edge 7, isotropic (non-selective) silicon etching is performed, for example, by plasma etching to a depth d / 2 - FIG. 4. In this case, the first cutting edge 7 is lowered down by half the thickness of the substrate. Thus, two cutting edges 7 and 8 are formed, arranged in two parallel planes one above the other, with the first edge being lower than the second by d / 2. The lines of both cutting edges remain parallel to each other and are shifted one relative to the other by a predetermined distance. After scribing (cutting), a razor blade is formed with the required overall dimensions - Figure 5. The side wall 10 serves as the holder of the first working area of the blade with the lower cutting edge 7. Figure 6 presents a top view of the structure of the resulting blade.

Аналогично может быть изготовлено лезвие с тремя и более режущими кромками. При этом число окон 4 соответствует количеству n заданных режущих кромок лезвия, а число окон 5 - величине (n-1). В каждом из окон 5 глубина травления задается таким образом, чтобы обеспечить последовательное возрастание толщины от одной рабочей области с режущей кромкой к следующей на величину Δ/h=d/n. На фиг.7 показана конструкция лезвия с тремя режущими кромками 7, 8 и 9 с видом в разрезе и на Фиг.8 - эта же конструкция с видом сверху. В данном случае Δh=d/3.Similarly, a blade with three or more cutting edges can be made. The number of windows 4 corresponds to the number n of specified cutting edges of the blade, and the number of windows 5 corresponds to the value (n-1). In each of the windows 5, the etching depth is set in such a way as to ensure a sequential increase in the thickness from one working area with a cutting edge to the next by Δ / h = d / n. In Fig.7 shows the design of the blade with three cutting edges 7, 8 and 9 with a view in section and Fig.8 is the same design with a top view. In this case, Δh = d / 3.

Химическое анизотропное травление кремниевой пластины с ориентацией (100) дает угол травления 54°, что обеспечивает необходимую остроту режущей кромки. Так, в известном решении [3] угол заточки лезвия после нанесения всех дополнительных покрытий составляет ~80°.Chemical anisotropic etching of a silicon wafer with an orientation of (100) gives an etching angle of 54 °, which provides the necessary sharpness of the cutting edge. So, in the well-known solution [3], the blade sharpening angle after applying all the additional coatings is ~ 80 °.

Таким образом, в процессе изготовления лезвия нужной конфигурации одновременно формируется и заданное число режущих кромок необходимой остроты, что невозможно для стальных лезвий известных конструкций. Кроме того, в естественных условиях использования лезвия толщина природного окисла, образующегося на кремнии, в том числе и на режущей кромке составляет несколько десятков ангстрем, поэтому окисная пленка, в основном SiO2, в отличии от Fе2О3 (ржавчины) для стальных лезвий, не может ее затупить. Никаких дополнительных защитных покрытий рабочей области лезвия не требуется. Конструкция картриджа - держателя предлагаемого лезвия принципиально не отличается от известных устройств.Thus, in the process of manufacturing a blade of the desired configuration, a predetermined number of cutting edges of the required sharpness is simultaneously formed, which is impossible for steel blades of known designs. In addition, under natural conditions of use of the blade, the thickness of the natural oxide formed on silicon, including the cutting edge, is several tens of angstroms; therefore, an oxide film, mainly SiO 2 , in contrast to Fe 2 O 3 (rust) for steel blades can't dull her. No additional protective coatings of the working area of the blade is required. The design of the cartridge holder of the proposed blade does not fundamentally differ from known devices.

В качестве материала подложки для изготовления лезвия может быть также использован другой монокристаллический материал с достаточной степенью твердости, например, фосфид галлия, карбид кремния и др.Another single-crystal material with a sufficient degree of hardness, for example, gallium phosphide, silicon carbide, etc., can also be used as the substrate material for the manufacture of the blade.

Предлагаемая конструкция лезвия обеспечивает длительный срок службы бритвы, практична в эксплуатации и проста в изготовлении. Формирование нескольких рабочих областей в едином технологическом цикле, использующем стандартные операции и оборудование, и не требующем высокой квалификации исполнителей, снижает трудоемкость изготовления и, как следствие, стоимость всего лезвия.The proposed blade design provides a long razor life, is practical to use and easy to manufacture. The formation of several work areas in a single technological cycle, using standard operations and equipment, and not requiring highly skilled performers, reduces the complexity of manufacturing and, as a result, the cost of the entire blade.

Список источников информации:List of sources of information:

1. US 5603161, патент, В 26 В 21/54, 1997.1. US 5603161, patent, B 26 V 21/54, 1997.

2. РФ 2119424, патент, В 26 В 21/00, 1998.2. RF 2119424, patent, В 26 В 21/00, 1998.

3. РФ 2108234, патент, В 26 В 21/54, 1998.3. RF 2108234, patent, В 26 В 21/54, 1998.

Claims (2)

1. Лезвие бритвы, содержащее подложку с клинообразной заостренной режущей кромкой, отличающееся тем, что подложка выполнена из твердого монокристаллического материала и содержит n рабочих областей с клинообразными режущими кромками, расположенными в разных параллельных плоскостях друг над другом, причем каждая последующая кромка параллельно сдвинута относительно предыдущей в одну сторону, при этом каждая последующая рабочая область увеличивается по толщине на величину Δh=d/n, где d - толщина подложки; n=2, 3, 4...1. A razor blade containing a substrate with a wedge-shaped pointed cutting edge, characterized in that the substrate is made of solid single-crystal material and contains n work areas with wedge-shaped cutting edges located in different parallel planes one above the other, with each subsequent edge parallel shifted relative to the previous in one direction, with each subsequent working area increasing in thickness by Δh = d / n, where d is the thickness of the substrate; n = 2, 3, 4 ... 2. Способ изготовления лезвия бритвы, заключающийся в формировании подложки с заостренными клинообразными режущими кромками, отличающийся тем, что подложку формируют из твердого монокристаллического материала, на которой методом анизотропного травления по кристаллографическим плоскостям через всю толщину подложки d в специально сформированных n окнах на ее обратной стороне получают в них n режущих кромок, находящихся на одной плоскости и параллельных друг другу, а затем методом изотропного травления через окна, расположенные на верхней поверхности подложки над каждой рабочей областью с режущей кромкой, кроме последней, формируют ступенчато возрастающие по толщине рабочие области, причем увеличение по толщине каждой последующей соответствует величине Δh=d/n, где d - толщина подложки; n=2, 3, 4...2. A method of manufacturing a razor blade, which consists in forming a substrate with pointed wedge-shaped cutting edges, characterized in that the substrate is formed of a solid single-crystal material on which anisotropic etching along crystallographic planes through the entire thickness of the substrate d in specially formed n windows on its reverse side get n cutting edges in them, located on the same plane and parallel to each other, and then by isotropic etching through windows located on the top the first surface of the substrate above each working area with a cutting edge, in addition to the last one, form working areas stepwise increasing in thickness, and an increase in thickness of each subsequent corresponds to Δh = d / n, where d is the thickness of the substrate; n = 2, 3, 4 ...
RU2002113322/12A 2002-05-21 2002-05-21 Razor blade and method for making it RU2225787C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002113322/12A RU2225787C2 (en) 2002-05-21 2002-05-21 Razor blade and method for making it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002113322/12A RU2225787C2 (en) 2002-05-21 2002-05-21 Razor blade and method for making it

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002113322A RU2002113322A (en) 2003-11-27
RU2225787C2 true RU2225787C2 (en) 2004-03-20

Family

ID=32390412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002113322/12A RU2225787C2 (en) 2002-05-21 2002-05-21 Razor blade and method for making it

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2225787C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602931C1 (en) * 2015-07-22 2016-11-20 Закрытое акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ" Microsurgical blade manufacturing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602931C1 (en) * 2015-07-22 2016-11-20 Закрытое акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ" Microsurgical blade manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5842387A (en) Knife blades having ultra-sharp cutting edges and methods of fabrication
DE60210449T2 (en) CUTTING EDGE OF CVD DIAMOND
DE60002812T2 (en) Process for producing atomically sharp cutting blades.
AU779862B2 (en) Safety razor
EP1490191B1 (en) Method for the manufacture of surgical blades
US8499673B2 (en) Microsurgical cutting instruments
CA1243588A (en) Cutting implement and method of making same
US8904650B2 (en) Cutting tool with blade made of fine-crystalline diamond
JPH05507241A (en) safety leather blade
US7124511B2 (en) Razor blade
TR26981A (en) Developments in shaving knives or related to them.
RU93057879A (en) METHOD OF MAKING SHAVE BLADE, SHAVE BLADE AND SHAVING DEVICE
EP3895859A1 (en) Cutting blade and hair removal device
EP4079474A1 (en) Skin treatment sheet and skin treatment device
US20040226176A1 (en) Razor blades having a non-linear cutting edge and a method for manufacture thereof
US20230032402A1 (en) Cutting blade and hair removal device
DE112021002343T5 (en) shaving device
RU2225787C2 (en) Razor blade and method for making it
US3453909A (en) Shear plate and screen for dry shaver
JP2001123203A (en) Manufacturing method of blade
US20040187319A1 (en) Microreplicated shaving surface and a method for making the same
US20240042636A1 (en) Cutting element with asymmetric cutting segments
US20240042637A1 (en) Cutting element and hair removal device
CN100587916C (en) Methods of fabricating complex blade geometries from silicon wafers and strengthening blade geometries
KR20070005725A (en) Manufacturing Method of Composite Blade Appearance from Silicon Wafers and Reinforcement of Blade Appearance

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050522

NF4A Reinstatement of patent
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060522