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CN103403218A - 剃须刀的刀口及刀片的制造方法 - Google Patents

剃须刀的刀口及刀片的制造方法 Download PDF

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CN103403218A CN2012800108833A CN201280010883A CN103403218A CN 103403218 A CN103403218 A CN 103403218A CN 2012800108833 A CN2012800108833 A CN 2012800108833A CN 201280010883 A CN201280010883 A CN 201280010883A CN 103403218 A CN103403218 A CN 103403218A
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Abstract

本发明涉及一种剃须刀的刀口及刀片的制造方法，更详细而言，涉及一种在刀口（Edge）和刀片具备同时具有用于提高耐久性和硬度的金属特性和陶瓷特性的硬质复合薄膜的剃须刀的刀口及刀片的制造方法。根据本发明，所述制造方法，包括：对不锈钢进行热处理的第一过程、研磨经热处理的所述不锈钢而形成刀口的第二过程、以及在经所述过程形成的所述刀口上蒸镀多个涂层材料的第三过程，在所述第三过程中使用溅镀装置，在所述溅镀装置设置溅镀目标，所述溅镀目标包括蒸镀于所述刀口和刀片的第一成分及第二成分。

Description

剃须刀的刀口及刀片的制造方法
技术领域
本发明涉及一种剃须刀的刀口及刀片的制造方法，更详细而言，涉及一种在刀口（Edge）和刀片具备同时具有用于提高耐久性和硬度的金属特性和陶瓷特性的硬质复合薄膜的剃须刀的刀口及刀片的制造方法。
背景技术
通常，湿式剃须刀的刀片使用不锈钢等母材。尤其，为了提高所述刀片的硬度，对所述不锈钢等母材进行热处理过程，然后为了形成刀口而进行研磨过程。最后，在刀口上蒸镀多种涂层材料。
此时，为了提高刀片的硬度及耐久性，所述涂层材料可使用通常的硬质薄膜材料即金属或陶瓷系列的碳化物、氮化物、氧化物等薄膜。在所述刀片涂抹所述硬质薄膜材料后，为了减少剃须时刀片与皮肤的摩擦力，并提高剃须性能，还蒸镀PTFE（PolyTetraFluoroEthylene，以下称为“PTFE”）等有机材料。但是，所述刀片与所述硬质薄膜材料和所述PTFE等有机材料的粘接力不强。因此，为了提高所述刀片和所述硬质薄膜及所述PTFE等有机材料的粘接力，在所述PTFE和所述硬质薄膜之间还蒸镀Cr（Chromium）、Ti（Titanium）、W（Tungsten）、Nb（Niobium）等金属薄膜。
通常，所述硬质薄膜起提高刀片的耐久性、耐腐蚀性及硬度的作用，在所述刀片主要蒸镀Cr（Chromium）-Pt（Platinium）合金等硬度强的材料。即，在刀口和刀片涂抹硬质薄膜，作为一例涂抹Cr-Pt、DLC、CrN、TiN、TiAlN等而提高耐磨性和硬度，从而提高耐久性。更详细而言，为了在所述刀片蒸镀所述材料，作为一例采用分别使用Cr及Pt目标的物理气相沉积法。
一方面，在所述刀口及刀片用物理气相沉积法蒸镀硬质薄膜时，采用使用两个目标旋转刀片或目标，并层叠两个材料的方法。此时，蒸镀室（Chamber）内需要充分的空间，而在狭小空间无法进行蒸镀。而且，难以同时显示两个目标，即两种材料的特性，而且需要充分的时间。即，为了蒸镀所述硬质薄膜而利用现有目标即两个目标的蒸镀法有一定限制。
而且，两个物质使用化合物或混合物或结晶结合的目标时，难以调整两个物质的特性成分比。由此，产生蒸镀与所述两个物质不同的成分的情况，因此，对于蒸镀涂层材料即蒸镀硬质薄膜有一定限制。
发明内容
因此，本发明是为解决所述现有问题而提出的，其目的在于，提供一种利用物理气相沉积法作为单一目标蒸镀Cr-DLC系硬质薄膜时，从所述单一目标中蒸镀两种成分的薄膜的方法。
本发明的其他目的在于，提供一种利用物理气相沉积法在刀片蒸镀同时具有两种成分特性的Cr-DLC系硬质薄膜，在所述刀片蒸镀所述硬质薄膜时利用单一目标而不是结晶结合现有化合物或混合物的目标以及所述Cr及DLC目标，从而蒸镀同时具有所述两种成分的薄膜的方法。
为达成所述目的，根据本发明的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，包括对不锈钢进行热处理的第一过程、研磨经热处理的所述不锈钢而形成刀口的第二过程以及在经所述过程形成的所述刀口上蒸镀多个涂层材料的第三过程，在所述第三过程中使用溅镀装置，在所述溅镀装置设置溅镀目标，所述溅镀目标包括蒸镀于所述刀口和刀片的第一成分及第二成分。
如上所述，本发明在刀片同时蒸镀单一目标中的两种成分的薄膜，从而节约在所述刀片蒸镀硬质薄膜所需的时间。而且，无需目标或旋转刀片，也能在狭小空间使用。而且，能够调整蒸镀于表面的目标内的两种成分的物质成分比。
附图说明
图1是体现根据本发明的方法时使用的物理气相沉积的一种的溅镀装置的溅镀目标的概念图。
图2是利用根据本发明的溅镀目标在刀片及刀口蒸镀硬质薄膜的溅镀装置的俯视图。
图3是根据本发明的蒸镀过程中的刀口的蒸镀原理示意图。
图中：
100：溅镀目标，102：金属材料，104：陶瓷材料，200：溅镀装置，206：刀片，208：溅镀目标，300：刀片，302、304：目标
具体实施方式
以下，参照附图详细说明根据本发明的优选实施例。
说明本发明时，若判断为对于相关公知功能或构成的具体说明能够使本发明的要旨变不明确，则省略对其具体说明。参照附图详细说明本发明则为如下。
在本发明的实施例中，说明利用物理气相沉积法（Physical VaporDeposition，以下称为“PVD）在刀口及刀片涂抹即蒸镀Cr-DLC系硬质薄膜，作为一例采用结晶或非结晶特性的薄膜，且利用薄膜的厚度T为0<T≤200nm的Cr-DLC系硬质薄膜来蒸镀的方法。
在说明本发明之前，所述PVD方法可为直流溅镀（DC Sputter）、直流磁控溅镀（DC Magnetron Sputter）、直流不平衡磁控溅镀（DC UnbalancedMagnetron Sputter）、脉冲直流不平衡磁控溅镀（Pulse DC UnbalancedMagnetron Sputter）、射频溅镀（RF Sputter）、电弧离子镀（Arc IonPlating）、电子束蒸镀（Electron-Beam Evaporation）、离子束蒸镀（Ion-Beam Deposition）、离子束辅助沉积（Ion-Beam AssistedDeposition）方法中的一种。
图1是体现根据本发明的方法时使用的物理气相沉积法的一种的溅镀装置的溅镀目标的概念图。
如图1所示，溅镀目标100被分为多个区域，在所述多个区域包括蒸镀于刀片的两种成分。
在所述溅镀目标100的第一区域含有第一成分，作为一例含有金属系列的材料102（以下，称为“金属材料”），在第二区域含有第二成分，作为一例含有陶瓷系列的材料104（以下，称为“陶瓷材料”）。而且，所述金属材料102提高所述刀片的硬度，并提高所述刀片及刀口与有机材料的粘接力。所述陶瓷材料104提高耐腐蚀性及硬度而提高耐久性。作为一例，所述第一区域的金属材料102包括Cr、Ti、W、Nb等，所述第二区域的陶瓷材料104包括碳。所述溅镀目标100内部的各材料的金属材料102和陶瓷材料104的形状作为一例可为圆形、三角形、四边形等多边形中的一种，可根据需要进行变形。
所述材料形状是指插入或接合于溅镀目标100的各区域，例如第一成分的溅镀区域100的第二成分的形状。
在所述第一区域可包括所述第二成分，在所述第二区域可包括所述第一成分。
其次，参照图2说明根据本发明的溅镀装置。
图2是利用根据本发明的溅镀目标在刀片及刀口蒸镀硬质薄膜的溅镀装置的俯视图。
如图2所示，在溅镀装置200设置有溅镀目标208和刀片206。所述溅镀装置200由六面体形态或圆柱形而构成，可根据需要变形为其他形态。所述溅镀装置200的内部为真空而可通过注入气体204形成大气压及等离子体202。所述刀片206和溅镀目标208相互相对设置，所述溅镀目标208为固定型或可进行移动。所述刀片206也为固定型或可进行移动。
首先，在所述溅镀装置200固定有所述溅镀目标208。为了在所述刀片206蒸镀所述溅镀目标208的薄膜，在所述溅镀装置200固定所述刀片。在所述溅镀装置200固定所述刀片206时，所述溅镀装置200成为高真空状态。
其次，在所述溅镀装置200注入氩气（Ar）并施加直流电源（DC Power）。由此，所述溅镀装置200内的氩气被等离子化而生成氩离子。所述生成的氩离子与所述溅镀目标208发生冲突，与所述氩离子发生冲突的所述溅镀目标208被原子化而释放所述两种成分。
此时，在所述刀片206施加阴极（-）的直流电源，并在所述刀片206蒸镀所述释放的溅镀目标208，即所述两种成分。
在所述溅镀装置可进一步设置离子枪（ion gun）。而且，还能够将所述溅镀装置与电弧离子镀方法一起使用而进行通过所述溅镀目标的薄膜蒸镀过程。
以下，参照图3说明刀口的截面图。
图3是根据本发明的蒸镀过程中的刀口的蒸镀原理示意图。
如图3所示，刀片300由不锈钢等母材而成，为了提高所述刀片300的硬度而进行热处理过程，然后为了形成刀口而进行研磨过程。
根据图2所示的溅镀装置的蒸镀原理，首先注入空气，作为一例氩气被等离子化而成为氩离子。所述氩离子与溅镀目标发生冲突，此时，通过由此产生的能量目标材料被原子化302′、304′而掉落。所述经原子化的目标材料附着于所述刀片300，与此同时，与目标302、304相同的材料蒸镀于所述刀片300。
通过如上所述原理，旋转或固定刀片300或溅镀目标中的一个而能够蒸镀薄膜以便同时具有两个目标302、304的特性。此时，与现有技术相比，能够在短时间内且在狭小空间蒸镀具有结晶或非结晶特性的薄膜，而可构成为蒸镀同时具有非层叠的单一构造的金属物质和陶瓷物质的特性的薄膜。
通过调整所述溅镀目标所含有的金属系列的材料和陶瓷系列的材料的比率，即含有所述材料的表面积的比率，从而能够容易调整蒸镀的薄膜成分的金属系列的材料和陶瓷系列的材料的比率。而且，通过所述比率能够获取结晶或非结晶特性的所述薄膜。通过施加于所述溅镀目标的电量和蒸镀时间而能够容易控制所需薄膜的厚度。
1.在溅镀装置固定刀片后，使蒸镀室（chamber）保持10-6torr的初期真空度。
2.为了去除所述刀片的残留物及氧化膜而通过氩等离子体进行蚀刻工序。
3.使用Cr和C目标进行蒸镀工序。为了清洗目标而在氩气大气压自由溅镀5～20秒。
4.为了在刀片牢固地蒸镀从所述目标掉落的材料，施加-300V～-600V的电压。
5.向所述溅镀目标施加3kw～6kw的直流电源。所要蒸镀的薄膜的厚度为100nm～300nm。
参照下表1说明根据薄膜的刀片的切割力。
【表1】
测试方法 与Cr薄膜相比 与CrN薄膜相比
切断性能 -5.74% +5.15%
切削性能 -9.80% +6.36%
耐腐蚀性 +16.54% +21.27%
耐磨性 -1.31% +2.23%
耐久性 +28.83% +8.66%
整体评价 +12.44% +8.73%
表1比较分析了蒸镀有Cr-DLC薄膜的刀片和现有的蒸镀有Cr及CrN薄膜的刀片。
首先，对利用切削用母材进行剃须时最重要的切断性能及切削性能进行了测试。其次，比较了耐腐蚀性特性，并利用所述切削用母材比较了耐磨性和耐久性。整体性的比较结果，蒸镀有Cr-DLC薄膜的刀片其耐久性和耐腐蚀性高于所述现有的蒸镀有Cr及CrN薄膜的刀片。而且，切削性能及切断性能也高于蒸镀有CrN薄膜的刀片。
为了比较蒸镀有所述Cr-DLC薄膜的刀片和现有的蒸镀有Cr及CrN薄膜的刀片，在实际刀架适用所述刀片，然后在不告知使用者刀片的种类的情况下测试了剃须时的性能。其结果，蒸镀有Cr-DLC薄膜的刀片在舒适性、紧贴性、有无伤口、安全性、剃须后的感觉等方面高于现有的刀片，即蒸镀有Cr及CrN薄膜的刀片。

Claims (21)

1.一种剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，包括：
对不锈钢进行热处理的第一过程、
研磨经热处理的所述不锈钢而形成刀口的第二过程、以及
在经所述过程而形成的所述刀口上蒸镀多个涂层材料的第三过程，
在所述第三过程中使用溅镀装置，在所述溅镀装置设置溅镀目标，所述溅镀目标包括蒸镀于所述刀口和刀片的第一成分及第二成分。
2.根据权利要求1所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，所述第三过程包括在刀口蒸镀金属薄膜或陶瓷系列的碳化物、氮化物、氧化物薄膜的步骤。
3.根据权利要求1所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，所述金属薄膜包括Cr、Ti、W、Nb中的一种。
4.根据权利要求1所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，所述第三过程进一步包括在刀片蒸镀有机材料PTFE（PolyTetraFluoroEthylene）的步骤。
5.根据权利要求1所述的剃须刀刀口和刀片的制造方法，其特征在于，所述第三过程进一步包括在有机材料和硬质材料的薄膜之间蒸镀金属薄膜的步骤。
6.根据权利要求1所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，所述第一成分为金属系列的材料。
7.根据权利要求6所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，所述金属系列的材料由圆形或多边形而形成。
8.根据权利要求6所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，所述金属系列的材料为Cr、Ti、W、Nb中的一种。
9.根据权利要求1所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，所述第一成分为陶瓷系列的材料。
10.根据权利要求9所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，所述陶瓷系列的材料由圆形或多边形而形成。
11.根据权利要求9所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，所述陶瓷系列的材料为碳。
12.根据权利要求1所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，所述第二成分为金属系列的材料。
13.根据权利要求12所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，所述金属系列的材料由圆形或多边形而形成。
14.根据权利要求1所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，所述第二成分为陶瓷系列的材料。
15.根据权利要求14所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，所述陶瓷系列的材料由圆形或多边形而形成。
16.根据权利要求1所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，所述溅镀装置由六面体或圆柱形而形成。
17.根据权利要求1所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，所述溅镀装置为真空。
18.根据权利要求1所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，所述第三过程包括：
向所述溅镀装置注入气体的步骤；
通过所述注入的气体而形成大气压和等离子体的步骤。
19.根据权利要求1所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，在所述第三过程中，将刀片和所述溅镀目标相互相对设置，
所述刀片或溅镀目标为固定型或可移动型。
20.根据权利要求1所述的剃须刀的刀口及刀片的制造方法，其特征在于，在所述第三过程中，在所述溅镀装置进一步设置离子枪来使用。
21.根据权利要求1所述的刀口和刀片的制造方法，其特征在于，在所述第三过程中，一起使用所述溅镀装置和电弧离子镀方法。
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