專利名稱：彩色剃刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及剃刀片和用于制造剃刀片的方法，更具體地講涉及彩色剃刀片。
背景技術(shù)：
剃刀片典型地由諸如不銹鋼之類的金屬片材形成，金屬片材被切成所需的寬度并被熱處理以使金屬硬化。硬化操作利用一個(gè)高溫爐，金屬在其中可被置于高于1100℃的溫度下最多10秒，接著進(jìn)行淬火。
在硬化之后，在刀片上形成切刃。切刃典型地具有楔形構(gòu)型，其中最終的刃尖具有小于約0.0001mm(1000埃)例如約0.00002至0.00003mm(200至300埃)的半徑。
切刃可被涂敷各種涂層。例如，通常將諸如鉆石、非晶鉆石、類鉆石碳(DLC)材料、氮化物、碳化物、氧化物或陶瓷之類的硬涂層涂敷到切刃或最終的刃尖上以改進(jìn)強(qiáng)度、耐腐蝕性和剃須能力。含鈮或鉻材料的界層可幫助改進(jìn)基質(zhì)(典型地不銹鋼)和硬涂層之間的結(jié)合性?？刹捎镁鬯姆蚁?PTFE)外層來(lái)降低摩擦。
重要的是可在足夠低的溫度條件下涂敷這些涂層或可執(zhí)行任何其它硬化后加工步驟，以便硬化的、鋒利的鋼不會(huì)被回火。如果鋼被回火，則它將損失其硬度并在使用期間可能性能不佳。
剃刀片切刃結(jié)構(gòu)的實(shí)施例和制造方法描述于美國(guó)專利5,295,305、5,232,568、4,933,058、5,032,243、5,497,550、5,940,975、5,669,144、EP 0591334和PCT 92/03330中，它們均引入本文以供參考。
發(fā)明概述本發(fā)明提供包括彩色涂層即具有與下層的刀片材料色彩不同的涂層的剃刀片。本文所用術(shù)語(yǔ)“彩色”包括所有的色彩，包括黑色和白色在內(nèi)。彩色涂層提供理想的美觀效果，不會(huì)破壞或影響刀片的性能或物理特性。剃刀片的色彩可與剃刀片架殼體或手柄或剃須系統(tǒng)的其它部件的色彩協(xié)調(diào)。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，涂層基本上覆蓋整個(gè)刀片表面，增強(qiáng)了美觀效果并簡(jiǎn)化了加工。涂層是經(jīng)久耐用的、具有對(duì)刀片材料的優(yōu)良附著性，并可被一致地和成本低廉地生產(chǎn)。
在一個(gè)方面，本發(fā)明的特征在于用于濕法剃須系統(tǒng)的剃刀片包括由金屬片材制成并具有鋒利的切刃的刀片和設(shè)置在刀片的至少一部分上的彩色涂層。
一些實(shí)施方案可包括下列一個(gè)或多個(gè)特征。彩色涂層基本上覆蓋整個(gè)刀片。涂層包括金屬氧化物，和/或金屬氧氮化物例如氧化鈦和/或包括鋯、鋁、硅、鎢、鉭、鈮、鐵在內(nèi)的其它過(guò)渡金屬氧化物、以及它們的混合物。金屬片材包括不銹鋼，例如馬氏體不銹鋼。涂層具有選自金色、紫色、綠色和藍(lán)色的色彩。涂層具有約0.00003至0.001mm(300至10,000埃)例如約0.00006至0.00024mm(600至2400埃)的厚度。
所述方法也包括附加步驟。例如，所述方法還包括在涂敷步驟之前或期間加熱刀片材料和/或在涂敷步驟之前或期間離子轟擊刀片材料。
本發(fā)明的特征也在于產(chǎn)生彩色涂層而不會(huì)負(fù)面影響刀片最終性能的方法。例如，在一個(gè)方面，本發(fā)明特征在于所述方法包括將氧化物涂層涂敷到刀片材料上、使已涂敷的刀片材料經(jīng)受硬化處理和將硬化的涂敷刀片材料形成到剃刀片上，氧化物涂層給剃刀片提供彩色涂層。
在一些優(yōu)選的方法中，將涂層涂敷到由其可制造很多刀片的較大金屬片上。例如，可在一片寬度基本上大于剃刀片寬度的刀片材料上執(zhí)行涂敷步驟。為此，所述方法可還包括在涂敷和硬化步驟之間，裁切刀片材料以形成多個(gè)條。一些方法涉及基本連續(xù)的涂敷和熱處理工藝所述方法也包括控制硬化工藝以便通過(guò)硬化工藝改變氧化物涂層的組合物。
一些方法可包括下列一個(gè)或多個(gè)特征。控制步驟包括控制在其下執(zhí)行硬化工藝的環(huán)境條件。例如，控制步驟可包括提供在其內(nèi)部執(zhí)行硬化工藝的腔室和在硬化工藝期間將一種或多種氣體引入到所述腔室中。所述氣體選自由下列氣體組成的組氮、氫和氧、一氧化碳、二氧化碳、氧化氮、二氧化氮、水蒸氣以及它們的混合物。
硬化工藝包括將刀片材料通過(guò)第一溫度區(qū)和第二溫度區(qū)，第一溫度區(qū)還原氧化物涂層，而第二溫度區(qū)使涂層氧化。硬化工藝在隧道烘爐中進(jìn)行，并且第一溫度區(qū)是隧道烘爐的第一區(qū)，而第二溫度區(qū)是隧道烘爐的第二、較短的區(qū)域，其中溫度可獨(dú)立于隧道烘爐第一區(qū)域中的溫度控制。隧道烘爐的第二區(qū)域中的氧分壓可獨(dú)立于隧道烘爐第一區(qū)域中的環(huán)境條件控制。通過(guò)控制隧道烘爐第二區(qū)域中的氧分壓，可進(jìn)一步瞄準(zhǔn)和控制氧化膜的所需色彩。硬化工藝可導(dǎo)致刀片材料的馬氏體化。
在一些方法中，形成步驟包括刃磨刀片材料以形成切刃。形成步驟也可包括將裁切的刀片材料分為具有與剃刀片基本上同樣長(zhǎng)度的幾部分。
所述方法還包括將涂料涂敷到切刃上以增強(qiáng)切刃的剃刮性能。涂料選自由下列組成的組含鉻材料、含鈮材料、鉆石涂層、類鉆石涂層(DLC)、氮化物、碳化物、氧化物和調(diào)聚物。所述方法還包括選擇氧化物涂層的化學(xué)計(jì)算成分以給予所需的最終色彩。
在又一方面，本發(fā)明特征在于濕法剃須系統(tǒng)包括包括由金屬片材構(gòu)成并具有鋒利切刃的刀片的剃刀，所述刀片具有設(shè)置在所述刀片至少一部分上的彩色涂層。刀片可包括上面所述的任何特征。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“彩色的”是指具有與涂層被涂敷到其上的未涂層的基質(zhì)材料色彩不同的色彩的涂層。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“彩色涂層”是指已經(jīng)進(jìn)行了熱處理來(lái)增強(qiáng)其彩色化的彩色涂層。
本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的細(xì)節(jié)闡述于附圖和以下說(shuō)明中。通過(guò)該說(shuō)明和附圖并通過(guò)所述權(quán)利要求書，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見(jiàn)。
附圖概述

圖1是帶支撐的剃刀片的頂視圖以及圖1A是側(cè)視圖。
圖2是包括圖1剃刀片的剃須刀的透視圖。
圖3是顯示在依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的剃刀片制造工藝中的步驟的流程圖。
圖4是用于硬化爐的溫度分布曲線。
圖5是氧化區(qū)的示意性側(cè)視圖。
圖5A是沿著圖5中的線A-A截取的噴頭的示意性截面圖。
圖5B是圖5A中所示噴頭的側(cè)視圖。
圖5C是供圖5中所示氧化區(qū)使用的出料門的前視圖。
發(fā)明詳述參見(jiàn)圖1和1A，剃刀片10包括一個(gè)不銹鋼基質(zhì)，其典型地具有約0.0762至0.1016mm(0.003至0.004英寸)的厚度。不銹鋼已經(jīng)被硬化到其馬氏體相。刀片10具有已經(jīng)被刃磨到刃尖16的切刃14(有時(shí)稱作刀片的“最終刃尖”)。優(yōu)選地，刃尖16具有通過(guò)SEM測(cè)得的小于0.0001mm(1,000埃)，優(yōu)選地0.00002至0.00004mm(200至400埃)的半徑。典型地，刃尖16具有在距刃尖40微米處測(cè)得的側(cè)面夾角介于15和30度之間例如約19度的側(cè)面。
刀片10包括一層很薄的例如0.00003至0.001mm(300至10,000埃)的彩色涂層。由于這些圖的比例的緣故，該涂層在圖1和1A中不可見(jiàn)。彩色涂層優(yōu)選地由經(jīng)過(guò)選擇和涂敷的氧化物構(gòu)成以給成品刀片提供所需的色彩并經(jīng)受高溫硬化工藝和其它刀片加工步驟，而不會(huì)使色彩變差或其它損害或退化。
適用的氧化物包括鈦和其它過(guò)渡金屬例如鋯、鋁、硅、鎢、鉭、鈮、鐵的氧化物和這些氧化物的混合物。
參見(jiàn)圖2，刀片10可用于包括手柄112和可置換的剃須刀片架114的剃須刀110中。刀片架114包括殼體116，其承載三個(gè)刀片10、一個(gè)防護(hù)件120和一個(gè)頂蓋122。將每個(gè)刀片10均焊接到支撐11上，并且將刀片10及其支撐11例如如美國(guó)專利5,918,369中所述活動(dòng)安裝，其引入本文以供參考。刀片架114也包括一個(gè)互連構(gòu)件124，其中將殼體116可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在兩個(gè)懸臂128處。
如上所述，刀片的色彩可與殼體或手柄、或殼體或手柄的一部分的色彩協(xié)調(diào)以產(chǎn)生令人愉悅的和與眾不同的美觀效果。例如，涂層的色彩可與殼體和/或手柄的色彩相同和/或形成對(duì)比或互補(bǔ)。涂層的色彩也可與刀片架的彈性體部分例如防護(hù)件的色彩協(xié)調(diào)。
刀片10可用于其它類型的剃刀中，例如具有一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)或更多個(gè)刀片、或雙面刀片的剃刀。刀片10可用于不具有活動(dòng)刀片或繞軸旋轉(zhuǎn)頭部的剃刀中?？蓪⒌镀芸苫蚴强芍脫Q地或是永久地連接到剃刀手柄上。
圖3中示意性地顯示了用于涂敷彩色涂層和制造剃刀片的適用工藝。如圖3所示，優(yōu)選地在將片材裁切到典型地明顯寬于最終的刀片寬度的所需寬度之前，將氧化物層涂敷到由其形成刀片的片材上。在這個(gè)階段執(zhí)行涂敷步驟使制造簡(jiǎn)化，因?yàn)橐淮慰赏糠蠛艽蟮谋砻娣e。氧化物涂層例如通過(guò)物理氣相沉積(PVD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)或其它沉積技術(shù)以一層均勻的厚度被涂敷到一片軟刀片鋼材上。該層典型地為約0.00004至0.001mm(400至10,000埃)，例如約0.00005至0.00008mm(500至800埃)?？稍诔练e之前或期間將基質(zhì)加熱到例如約100℃至350℃的溫度。以這種方式加熱基質(zhì)可增加氧化物涂層的附著性和耐磨性。可將氧化物涂層沉積在非氧化金屬例如鉻、鈦或其它非氧化金屬的抗剝落薄層的頂部上。該抗剝落層例如可通過(guò)物理氣相沉積(PVD)被涂敷到軟刀片鋼材片上，并可具有介于0.000005和0.000025mm(50和250埃)之間的厚度。如果需要，該涂層可在圖3中所示的其它加工步驟之前由供應(yīng)商進(jìn)行預(yù)涂敷?？赏ㄟ^(guò)很多技術(shù)來(lái)沉積氧化物涂層，包括蒸發(fā)(一種PVD技術(shù))、濺射(PVD)、弧源(PVD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)和諸如溶膠-凝膠法和薄膜熱生長(zhǎng)法之類的其它技術(shù)。所采用的工藝參數(shù)將取決于所用的技術(shù)和工具，并經(jīng)過(guò)選擇以產(chǎn)生具有所需厚度和其它性質(zhì)的氧化物層。
在涂層被涂敷后，將片材裁切成條，并將所述條打孔以易于在隨后的加工期間處理。如果需要，可執(zhí)行其它預(yù)硬化步驟例如劃線。
當(dāng)所需的預(yù)硬化步驟順序已經(jīng)被完成之后，使刀片材料經(jīng)受硬化工藝處理，其導(dǎo)致不銹鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變。圖4中顯示了在隧道烘爐中使用的用于硬化工藝的典型溫度分布曲線。爐內(nèi)部的溫度分布曲線包括將材料溫度快速躍升到高溫，例如接近1160℃，將材料在該溫度保溫一段時(shí)間，在該期間發(fā)生不銹鋼的奧氏體化。在材料離開爐子之后，將其快速淬火，引起不銹鋼的馬氏體化。
可將下述工藝添加到現(xiàn)有的刀片鋼硬化工藝中。有利地，在很多情況下，本文所述的彩色化工藝可被集成到現(xiàn)有的硬化工藝中，與現(xiàn)有工藝變化極小。一種現(xiàn)有的刀片鋼硬化工藝?yán)冒鲃?dòng)的混合氣體(氫和氮的混合物)的高溫爐(高于1100℃)。以每條36.6m/min(120ft/min)的速度將兩個(gè)平行連續(xù)的不銹鋼刀片條拉過(guò)該高溫爐。該高溫處理用來(lái)使不銹鋼條奧氏體化。靠近高溫爐的出口是水冷套管(也稱為水冷消音管)。該部分用來(lái)開始不銹鋼刀片條的冷卻工藝。在水冷區(qū)正后方，不銹鋼刀片條被拉過(guò)一套水冷淬火裝置。淬火裝置開始鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變。
在硬化工藝期間，氧化物涂層被“彩色化”，即氧化物涂層的彩色化被增強(qiáng)和/或改變。彩色化可導(dǎo)致色彩的增強(qiáng)，例如給予更鮮艷的色調(diào)或更亮的外觀，和/或可導(dǎo)致涂層的色彩改變成不同的色彩，例如從藍(lán)灰色變成紫色、金色或藍(lán)色，或從暗綠色變成鮮艷的綠黃色、黑綠色或藍(lán)綠色。該彩色化由涂層的折射指數(shù)上的變化而產(chǎn)生，折射指數(shù)上的變化又由氧化物涂層的成分、化學(xué)計(jì)算成分和/或晶體結(jié)構(gòu)上的變化而產(chǎn)生。表觀薄膜折射指數(shù)的變化程度將控制彩色薄膜的色彩。
彩色化之后涂層的成分和晶體結(jié)構(gòu)以及涂層的最終色彩將取決于幾個(gè)變量。例如，涂層的成分或化學(xué)計(jì)算將取決于硬化步驟期間爐中所存在的氣體。僅將氮引入爐子中通常會(huì)將最初的灰藍(lán)色氧化鈦涂層改變成鮮藍(lán)色或藍(lán)紫色。這種色彩變化是由于氧化鈦涂層的氧含量降低的緣故。如果將空氣和/或水分引入到爐中，氧化鈦涂層的氧含量的降低要少得多，因此所得的折射指數(shù)更高。
影響彩色化的其它變量是氧化物涂層的初始厚度和成分，硬化爐的溫度分布曲線和材料通過(guò)爐子的速度。如果涂層的厚度和/或成分在材料的長(zhǎng)度上變化，則必須調(diào)整硬化工藝的工藝參數(shù)以便獲得一致的最終產(chǎn)品。因?yàn)殡y以快速調(diào)節(jié)典型地用于硬化的大隧道烘爐中的溫度和環(huán)境條件，最理想的是提供一個(gè)可更快調(diào)節(jié)的單獨(dú)的、較短的爐(下文稱為“氧化區(qū)”)。因此，常規(guī)的大隧道烘爐可用于硬化操作的高溫步驟并用來(lái)輕微還原氧化物涂層(其也增加其成分的均勻性)，以及附加的較短的爐子可被用于氧化/彩色化，提供其中氣體成分可被較快地調(diào)節(jié)以補(bǔ)償材料上的變化的氧化區(qū)。在這個(gè)氧化區(qū)中的條溫度并因此彩色化環(huán)境響應(yīng)性可通過(guò)調(diào)節(jié)高溫爐最后一個(gè)區(qū)的設(shè)置點(diǎn)進(jìn)行上下調(diào)節(jié)。根據(jù)材料離開氧化區(qū)和淬火區(qū)時(shí)的外觀，然后可改變引入到氧化區(qū)中的氣體的成分和/或流速。
可采用其它工藝使用上述的氧化物、尤其是氧化鈦(或使鈦氧化的任何化學(xué)配比)作為薄膜來(lái)獲得彩色涂層。在這些工藝中，調(diào)節(jié)高溫爐和/或氧化區(qū)內(nèi)部的任一環(huán)境條件(成分和溫度)來(lái)控制彩色涂層的色彩。
當(dāng)利用時(shí)，氧化區(qū)位于高溫爐和第一套水冷淬火裝置中間，并代替用在標(biāo)準(zhǔn)硬化生產(chǎn)線上的水冷消音管?？尚薷臓t溫度分布曲線以便已涂敷的不銹鋼刀片條以接近或不到1160℃的溫度脫離硬化爐并進(jìn)入氧化區(qū)。也可采用將加熱元件添加到氧化區(qū)上來(lái)改進(jìn)該工藝的穩(wěn)定性，例如在啟動(dòng)期間。
氧化區(qū)例如可為連接到用于硬化生產(chǎn)線高溫爐中的管道上的Inconel管。參見(jiàn)圖5，在一個(gè)實(shí)施方案中，將氣體噴口系統(tǒng)200安裝在距管202的入口約2.9cm處并被確定尺寸向管下延伸5.1cm。在這種情況下，噴口總共具有16個(gè)進(jìn)氣口(未示出)，并進(jìn)行設(shè)計(jì)以便通過(guò)噴口所注入的氣體(圖5A，箭頭)將均勻地沖擊在不銹鋼條上。氣體通過(guò)一對(duì)進(jìn)氣管201、203被引入到噴口?？蓛?nèi)裝氣體擋板204以便將刀片材料的兩個(gè)不銹鋼條彼此隔開，這樣在擋板每一側(cè)上的氣體成分可獨(dú)立進(jìn)行控制。擋板204可限定兩個(gè)腔室210、212，如圖5A所示。在這種情況下，氣體擋板例如可由距氧化區(qū)的入口0.3cm處開始并向管下延伸10.2cm。如果需要，氣體擋板可沿著氧化區(qū)的整個(gè)長(zhǎng)度延伸。設(shè)計(jì)氣體噴口以便雙重氣體流動(dòng)控制是可能的，使兩個(gè)條能夠使用同一個(gè)爐同時(shí)進(jìn)行加工。氣體流速可使用氣體流量計(jì)進(jìn)行控制。氧化區(qū)每個(gè)腔室的出口可裝設(shè)一個(gè)法蘭和兩片鋼218，其限定狹縫219并因此起到出料門220的作用(圖5C)。狹縫可為例如0.1至0.2cm寬。該出料門防止任何環(huán)境空氣回流進(jìn)氧化區(qū)中并也促進(jìn)氧化區(qū)內(nèi)部的氣體混合更好。如上所述，在氧化區(qū)正后面，將不銹鋼刀片條拉過(guò)一套水冷淬火裝置206。淬火裝置開始鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變。
氧化氣體，例如作為干燥空氣和氮引入的氧氣和氮?dú)獾幕旌衔?，可被用?lái)控制彩色化工藝，在這種情況下，它被直接添加到來(lái)自高溫爐的氣體流中。
上述所有工藝使著色的過(guò)渡金屬氧化物薄膜能夠在馬氏體不銹鋼的硬化工藝期間得到特別改進(jìn)(彩色化)。如果代之以著色的過(guò)渡金屬氧化物薄膜在硬化工藝之前進(jìn)行彩色化，則它通常會(huì)在標(biāo)準(zhǔn)硬化工藝期間褪色。如果在馬氏體轉(zhuǎn)變之后進(jìn)行彩色化工藝，則它通常會(huì)或是破壞不銹鋼條的馬氏體性能或是會(huì)要求更廣泛的溫度控制和特殊的材料處理。上面所述的工藝通常提供高度粘附性的、保護(hù)性的氧化物，同時(shí)允許優(yōu)良的色彩控制并且不會(huì)負(fù)面影響硬化的不銹鋼刀片條的金屬學(xué)性能。
在硬化工藝之后，刃磨刀片材料以產(chǎn)生圖1中所示的切刃，并且將刀片材料條裁切成所需長(zhǎng)度的刀片。然后可將刀片焊接(例如，采用激光焊接)到支撐11上(圖2，如果要采用這樣一個(gè)支撐)。
除了彩色涂層之外，剃刀片可包括其它特征，例如性能增強(qiáng)涂層和層，其可在刃磨和焊接步驟之間進(jìn)行涂敷。
例如，刃尖可涂敷有一個(gè)或多個(gè)涂層，如上面“發(fā)明背景”一節(jié)中所述。適用的刃尖涂層材料包括但不限于以下材料適用的界層材料包括含鈮和鉻材料。特殊的界層由鈮制成，并具有約0.00001至0.00005mm(100至500埃)的厚度。PCT 92/03330描述了鈮界層的使用。
適用的硬涂層材料包括含碳材料(例如，鉆石、非晶鉆石或DLC)、氮化物(例如氮化硼、氮化鈮或氮化鈦)、碳化物(例如硅碳化物)、氧化物(例如氧化鋁、氧化鋯)和其它陶瓷材料。用濺射涂敷期間通過(guò)例如在目標(biāo)上包含這些添加劑，含碳硬涂層可摻雜有其它元素例如鎢、鈦或鉻。硬涂層材料也可摻有氫，例如氫化DLC。DLC層和沉積方法描述于美國(guó)專利5,232,568中。
適用的過(guò)敷層包括含鉻材料，例如鉻或與聚四氟乙烯相容的鉻合金例如CrPt。一種特殊的過(guò)敷層是具有約0.00001至0.00005mm(100至500埃)厚度的鉻。
適用的外層包括聚四氟乙烯，其有時(shí)也稱作調(diào)聚物。一種特殊的聚四氟乙烯材料為購(gòu)自DuPont的Krytox LW 1200。這種材料是不燃燒的和穩(wěn)定的干潤(rùn)滑劑，其由產(chǎn)生穩(wěn)定彌散的小顆粒構(gòu)成。它以按重量計(jì)含20％固體物的水分散液來(lái)供給并可通過(guò)浸漬、噴射或刷涂來(lái)涂敷，并且接下來(lái)可進(jìn)行空氣干燥或熔融涂敷。該層優(yōu)選地為0.00001至0.0005mm(100至5,000埃)例如0.00015至0.0004mm(1,500至4,000埃)厚。假設(shè)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)涂敷，調(diào)聚物涂層厚度減薄可提供改進(jìn)的第一次剃須結(jié)果。美國(guó)專利5,263,256和5,985,459描述了可用來(lái)減小所涂敷的調(diào)聚物層厚度的技術(shù)，它們均引入本文以供參考。
例如，剃刀片刃尖可包括鈮界層、DLC硬涂敷層、鉻過(guò)敷層和Krytox LW1200聚四氟乙烯外涂敷層。
下面的實(shí)施例旨在進(jìn)行說(shuō)明而非實(shí)際上進(jìn)行限制。
實(shí)施例1至4一般的彩色涂層工藝裝置在下面的實(shí)施例(實(shí)施例1至4)中，具有0.000065mm(650埃)氧化鈦涂層的不銹鋼片材的樣本在具有圖4所示的硬化溫度分布曲線的高溫爐中進(jìn)行熱處理。高溫爐的出口裝設(shè)有氧化區(qū)(僅實(shí)施例1至3)。高溫爐的溫度分布曲線以及高溫爐的氣體環(huán)境是受控的。氣體也在彩色涂層工藝的最后步驟中被引入到氧化區(qū)(僅實(shí)施例1至3)。高溫爐中的溫度被設(shè)定在1160℃，并且四個(gè)區(qū)的最后一個(gè)區(qū)(出口溫度)被設(shè)定在1060℃。
實(shí)施例1高溫爐中的氮?dú)?；用于色彩控制的氧化區(qū)中的干燥空氣在本實(shí)驗(yàn)中，高溫爐保持圖4中所示的溫度分布曲線。高溫爐內(nèi)的環(huán)境是流動(dòng)的氮?dú)?18.9升/分鐘)。將已涂敷的不銹鋼片材以36.6米/分鐘(120英尺/分鐘)的速度拉過(guò)爐子。將氮?dú)?1升/分鐘)和干燥空氣(0至225毫升/分鐘)的控制混合物引入到氧化區(qū)的每一側(cè)。引入到氧化區(qū)的空氣量決定彩色涂層的最終色彩。樣本的初始色彩是藍(lán)一灰色。如果沒(méi)有空氣流到氧化區(qū)，則最終的色彩將是紫色。當(dāng)空氣流速增加到25毫升/分鐘時(shí)，色彩變?yōu)樯钏{(lán)色。當(dāng)空氣流速大于200毫升/分鐘時(shí)，色彩是淺藍(lán)色。氧化區(qū)的采用允許快速響應(yīng)彩色化工藝，從而允許在線色彩控制。在該工藝中，據(jù)信初始氧化鈦薄膜被致密和還原，從而降低在高溫爐內(nèi)部的表觀薄膜折射指數(shù)。當(dāng)熱薄膜被拉過(guò)氧化區(qū)時(shí)，增強(qiáng)的氧環(huán)境使薄膜再次氧化，增大表觀薄膜折射指數(shù)，從而使薄膜變成彩色。
實(shí)施例2高溫爐中的混合氣體；
用于色彩控制的氧化區(qū)中的干燥空氣高溫爐包含流動(dòng)混合氣體(75％氫氣，25％氮?dú)?的環(huán)境。流速被設(shè)定在4.7升/分鐘和18.9升/分鐘之間。將氮?dú)?1升/分鐘)和干燥空氣(0至225毫升/分鐘)的控制混合物引入到氧化區(qū)的每一側(cè)。引入到氧化區(qū)的空氣量確定彩色涂層的最終色彩。在該工藝中，據(jù)信最初的氧化鈦薄膜被致密、還原和輕微氮化。當(dāng)薄膜在高溫爐的內(nèi)部時(shí)，這些變化減小了氧化物薄膜的表觀薄膜折射指數(shù)。當(dāng)熱薄膜被拉過(guò)氧化區(qū)時(shí)，增強(qiáng)的氧環(huán)境使薄膜再次氧化，從而增大表觀薄膜折射指數(shù)并改變薄膜的色彩。對(duì)于給定的薄膜厚度而言，工藝響應(yīng)性和色彩可變性相對(duì)于在實(shí)施例1中所描述的實(shí)驗(yàn)期間所觀察到的響應(yīng)性和可變性降低了。
實(shí)施例3高溫爐中的混合氣體和氮?dú)?；用于色彩控制的氧化區(qū)中的干燥空氣在該實(shí)驗(yàn)中，除了將氮?dú)馓砑拥交旌蠚怏w流以降低整個(gè)氫含量之外，工藝參數(shù)與實(shí)施例2的上述工藝參數(shù)相同?；旌蠚怏w流被減少到高溫爐內(nèi)部的整個(gè)氣體流的25％和75％之間。對(duì)于給定薄膜厚度和相對(duì)于氧化區(qū)的空氣流速范圍而言，相對(duì)于高溫爐中僅利用混合氣體或氮?dú)獾墓に?，工藝色彩可變性顯著降低了。
實(shí)施例4高溫爐中的混合氣體和/或氮?dú)?；用于色彩控制的高溫爐中的干燥空氣；未用于色彩控制的氧化區(qū)在本實(shí)驗(yàn)中，高溫爐包含流動(dòng)混合氣體(75％氫氣，25％氮?dú)?、氮?dú)夂透稍锟諝獾沫h(huán)境?；旌蠚怏w和氮的每種流速均在0升/分鐘和18.9升/分鐘之間變化；其中混合氣體加上氮?dú)獾目偭魉俳橛?.7升/分鐘和18.9升/分鐘之間。干燥空氣流速在0和225毫升/分鐘之間變化。沒(méi)有空氣或氮?dú)獗惶砑拥窖趸瘏^(qū)(在本實(shí)驗(yàn)中，其為水冷消音套管)。引入到高溫爐前端的空氣量確定彩色涂層的最終色彩。在該工藝中，氧化狀態(tài)以及表觀薄膜折射指數(shù)通過(guò)控制高溫爐內(nèi)部的氧化還原驅(qū)動(dòng)力來(lái)控制。相對(duì)于實(shí)施例1至3，該工藝允許更寬范圍的色彩控制。
其它實(shí)施方案在以下權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。例如，盡管為便于制造將氧化物涂層在裁切和打孔之前涂敷通常是優(yōu)選的，但涂層也可在硬化之前在制造工藝中的任何點(diǎn)處進(jìn)行涂敷。此外，在一些工藝中，可去掉圖3所示的打孔和/或焊接步驟。如果需要，可添加其它工序，例如在打孔之前可執(zhí)行劃線操作。
權(quán)利要求
1.一種用于濕法剃須系統(tǒng)的剃刀片，所述剃刀片包括刀片，所述刀片由金屬片材形成并具有鋒利的切刃；和彩色涂層，所述彩色涂層設(shè)置在所述刀片的至少一部分上。
2.如權(quán)利要求1所述的剃刀片，其中所述彩色涂層基本上覆蓋所述整個(gè)刀片。
3.如權(quán)利要求1所述的剃刀片，其中所述涂層包括金屬氧化物和/或金屬氧氮化物。
4.如權(quán)利要求2所述的剃刀片，其中所述氧化物由氧化鈦和/或包括鋯、鋁、硅、鎢、鉭、鈮、鐵在內(nèi)的其它過(guò)渡金屬氧化物以及它們的混合物組成。
5.如權(quán)利要求1所述的剃刀片，其中所述金屬片材包括不銹鋼。
6.如權(quán)利要求5所述的剃刀片，其中所述不銹鋼包括馬氏體不銹鋼。
7.如權(quán)利要求1所述的剃刀片，其中所述涂層具有選自金色、紫色、綠色和藍(lán)色的色彩。
8.如權(quán)利要求1所述的剃刀片，其中所述涂層具有約300至10,000埃的厚度。
9.如權(quán)利要求8所述的剃刀片，其中所述涂層具有約600至2400埃的厚度。
10.一種制造剃刀片的方法，所述方法包括將氧化物涂層涂敷到刀片材料上；使所述已涂敷的刀片材料經(jīng)受硬化工藝處理；和將所述硬化涂層刀片材料形成到剃刀片上，所述氧化物涂層給所述剃刀片提供彩色涂層。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述刀片材料包括不銹鋼。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，所述方法還包括控制所述硬化工藝以便所述氧化物涂層的成分通過(guò)所述硬化工藝而改變。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述控制步驟包括控制在其下執(zhí)行所述硬化工藝的環(huán)境條件。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述控制步驟包括提供在其內(nèi)部執(zhí)行所述硬化工藝的腔室和在所述硬化工藝期間將一種或多種氣體引入到所述腔室中。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述氣體選自由下列氣體組成的組氮?dú)狻錃夂脱鯕?、一氧化碳、二氧化碳、氧化氮、二氧化氮、水蒸氣、以及它們的混合物?br> 16.如權(quán)利要求10所述的方法，所述方法還包括在所述涂敷步驟之前或期間加熱所述刀片材料。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，所述方法還包括在所述涂敷步驟之前或期間離子轟擊所述刀片材料。
18.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述形成步驟包括刃磨所述刀片材料以形成切刃。
19.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述涂敷步驟在具有基本上大于所述剃刀片寬度的刀片材料片上執(zhí)行。
20.如權(quán)利要求10所述的方法，所述方法還包括在所述涂敷和硬化步驟之間裁切所述刀片材料以形成多個(gè)條。
21.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述形成步驟包括將所述裁切的刀片材料分成與所述剃刀片具有基本上同一長(zhǎng)度的幾部分。
22.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述硬化工藝導(dǎo)致所述刀片材料的馬氏體化。
23.如權(quán)利要求10所述的方法，其中在刀片劃線操作之前將所述氧化物涂層涂敷到刀片材料上。
24.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述硬化工藝包括使所述刀片材料通過(guò)使所述氧化物涂層還原的第一溫度區(qū)和使所述涂層氧化的第二溫度區(qū)。
25.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述硬化工藝在隧道烘爐中執(zhí)行，并且所述第一溫度區(qū)是所述隧道烘爐的第一區(qū)，所述第二溫度區(qū)是所述隧道烘爐的第二、較短的區(qū)，其中所述溫度可獨(dú)立于所述隧道烘爐的第一區(qū)中的溫度控制。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述第二區(qū)未被加熱。
27.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述隧道烘爐的第二區(qū)中的氧分壓可獨(dú)立于隧道烘爐的第一區(qū)中的環(huán)境條件控制。
28.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述涂敷步驟包括涂敷氧化物，所述氧化物選自由下列組成的組鈦、硅、鋅、鎢、鋁、鉭、鈮、鐵和鋯氧化物以及它們的混合物。
29.如權(quán)利要求10所述的方法，所述方法還包括將涂層涂敷到切刃上以增強(qiáng)所述切刃的剃刮性能。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述涂層選自由下列組成的組含鉻材料、含鈮材料、鉆石涂層、類鉆石涂層(DLC)、氮化物、碳化物、氧化物和調(diào)聚物。
31.如權(quán)利要求10所述的方法，所述方法還包括選擇所述氧化物涂層的化學(xué)計(jì)算成分以給予所期望的最終色彩。
32.一種濕法剃須系統(tǒng)，所述剃須系統(tǒng)包括剃刀，所述剃刀包括由金屬片材形成并具有鋒利切刃的刀片，所述刀片具有設(shè)置在所述刀片的至少一部分上的彩色涂層。
33.如權(quán)利要求34所述的剃須系統(tǒng)，其中所述彩色涂層基本上覆蓋所述整個(gè)刀片。
34.如權(quán)利要求32所述的剃須系統(tǒng)，其中所述涂層包括金屬氧化物和/或金屬氧氮化物。
35.如權(quán)利要求34所述的剃須系統(tǒng)，其中所述氧化物由氧化鈦和/或包括鋯、鋁、硅、鎢、鉭、鈮、鐵在內(nèi)的其它過(guò)渡金屬氧化物以及它們的混合物組成。
36.如權(quán)利要求32所述的剃須系統(tǒng)，其中所述金屬片材包括不銹鋼。
37.如權(quán)利要求36所述的剃須系統(tǒng)，其中所述不銹鋼包括馬氏體不銹鋼。
38.如權(quán)利要求32所述的剃須系統(tǒng)，其中所述涂層具有選自金色、紫色、綠色和藍(lán)色的色彩。
39.如權(quán)利要求32所述的剃須系統(tǒng)，其中所述涂層具有約300至10,000埃的厚度。
40.如權(quán)利要求39所述的剃須系統(tǒng)，其中所述涂層具有約600至2400埃的厚度。
41.如權(quán)利要求24所述的方法，所述方法還包括控制在所述第一區(qū)中所發(fā)生的還原量和所述第二區(qū)中所發(fā)生的再次氧化量以獲得所需的氧化物色彩。
42.如權(quán)利要求27所述的方法，所述方法還包括控制所述硬化工藝以獲得預(yù)定的最終色彩。
43.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述彩色涂層是由于光學(xué)干涉作用的緣故。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，所述方法還包括控制所述薄膜的光學(xué)性能以獲得所述所需的色彩。
全文摘要
本發(fā)明提供了彩色剃刀片。也提供了用于制造此類刀片的方法，包括涉及在刀片材料熱處理之前沉積氧化物涂層和在所選擇的條件下熱處理以增強(qiáng)涂層色彩的方法。
文檔編號(hào)C23C14/06GK1960839SQ200580018012
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2005年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月3日
發(fā)明者K·J·斯克羅畢斯, A·博卡洛, R·J·斯萬(wàn)森, E·劉 申請(qǐng)人:吉萊特公司