MÉTODO PARA FABRICAR UNA CUCHILLA DE MÁQUINA DE AFEITAR.
Un método de fabricación de una cuchilla de máquina de afeitar,
caracterizado por depositar un recubrimiento (16) de un carbono tipo diamante impurificado con un metal directamente en un sustrato (12) que tiene un borde de corte definido por una punta afilada y unas caras adyacentes mediante la pulverización catódica de un objetivo que comprende grafito impurificado con el metal; y recubrir de politetrafluoroetileno (18) el recubrimiento de carbono tipo diamante impurificado con un metal
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2004/006230.
Solicitante: THE GILLETTE COMPANY.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: PRUDENTIAL TOWER BUILDING BOSTON, MASSACHUSETTS 02199 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: SONNENBERG, NEVILLE, ZHUK, ANDREW, HAHN, STEVE, S., CLIPSTONE,COLIN, LIU,YIQIAN ERIC.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 1 de Marzo de 2004.
Fecha Concesión Europea: 11 de Agosto de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B26B21/60 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B26 HERRAMIENTAS MANUALES DE CORTE; CORTE; SEPARACION. › B26B HERRAMIENTAS MANUALES DE CORTE, NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR (para la recolección A01D; para la horticultura o la silvicultura A01G; para la carnicería o el tratamiento de la carne A22; para la fabricación o reparación de calzado A43D; pinzas de uñas o cortauñas A45D 29/02; utensilios de cocina A47J; para la cirugía A61B 17/00; para el trabajo del metal B23D; corte mediante chorros de fluidos abrasivos B24C 5/02; herramientas en forma de pinzas B25B 7/22; tenazas B25C 11/02; mangos para utensilios manuales, en general B25G; herramientas de corte del tipo de guillotina B26D; raspadores B43L 19/00; para materiales textiles D06H). › B26B 21/00 Afeitadoras de tipo abierto o de tipo cuchilla; Afeitadoras de seguridad u otros utensilios de afeitado tipo acepilladura; Dispositivos para el corte del cabello que implican el uso de una hoja de afeitar; Equipo a este efecto. › por el revestimiento.
Clasificación PCT:
- B21D53/64 B […] › B21 TRABAJO MECANICO DE LOS METALES SIN ARRANQUE SUSTANCIAL DE MATERIAL; CORTE DEL METAL POR PUNZONADO. › B21D TRABAJO MECANICO O TRATAMIENTO DE CHAPAS, TUBOS, BARRAS O PERFILES METALICOS SIN ARRANQUE SUSTANCIAL DE MATERIAL; CORTE DE METALES POR PUNZONADO (trabajo mecánico o tratamiento de alambre B21F). › B21D 53/00 Fabricación de otros objetos especiales (fabricación de cadenas o de partes de cadenas B21L). › de cuchillos; de tijeras; de cuchillas de corte (B21D 53/72 tiene prioridad; empuñaduras, mangos B21D 53/70).
- B26B21/60 B26B 21/00 […] › por el revestimiento.
Clasificación antigua:
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
La invención se refiere a máquinas de afeitar y a cuchillas de máquina de afeitar.
De forma típica, una cuchilla de máquina de afeitar está formada por un material de sustrato adecuado, tal como acero inoxidable, y un borde de corte está conformado en una configuración en forma de cuña con una punta final que tiene un radio inferior a aproximadamente 1000 Angstroms, p. ej., aproximadamente de 200-300 Angstroms. Con frecuencia, se usan recubrimientos duros, tales como diamante, diamante amorfo, carbono tipo diamante (DLC), nitruros, carburos, óxidos o cerámicas, para mejorar la resistencia, resistencia a la corrosión y capacidad de afeitado, manteniendo la resistencia necesaria y permitiendo obtener al mismo tiempo bordes más delgados con los que se usarán fuerzas de corte inferiores. Es posible usar una capa exterior de politetrafluoroetileno (PTFE) para obtener una reducción de la fricción. Unas capas intermedias de materiales que contienen niobio o cromo pueden ayudar a mejorar la adhesión entre el sustrato, de forma típica acero inoxidable, y los recubrimientos de carbono duro, tales como DLC. Ejemplos de estructuras y procesos de fabricación de un borde de corte de cuchilla de máquina de
afeitar se describen en US5.295.305; US-5.232.568; US4.933.058; US-5.032.243; US-5.497.550; US-5.940.975; US5.669.144; EP 0591334; PCT 92/03330 y PCT01/64406.Se conoce que es posible usar una sobrecapa de cromo entre el recubrimiento de carbono duro y la capa exterior de PTFE.
En US-6.468.642-B1 se describen artículos que comprenden sustratos recubiertos con recubrimientos tipo diamante impurificados con flúor.
Generalmente, la invención consiste en una cuchilla de máquina de afeitar que incluye un borde de corte definido por una punta afilada y unas caras adyacentes. El borde de corte
incluye un recubrimiento de un material que contiene carbono (por ejemplo, DLC) que incluye un impurificador. El impurificador puede ser silicio o un metal, tal como cromo, titanio, molibdeno, niobio o tungsteno. Preferiblemente, el material que contiene carbono incluye del 1 al 10 por ciento atómico, y más preferiblemente del 1 al 5 por ciento atómico, de impurificador.
En una realización, el impurificador es cromo y la cuchilla de máquina de afeitar incluye además un recubrimiento de PTFE en el recubrimiento de material que contiene carbono sin que intervenga ninguna capa (por ejemplo, una sobrecapa de cromo).
En otra realización, el impurificador es nuevamente cromo y la cuchilla de máquina de afeitar no incluye una capa intermedia entre el borde de corte y el recubrimiento de material que contiene carbono. La cuchilla de máquina de afeitar también puede incluir un recubrimiento de PTFE y, opcionalmente, una sobrecapa entre el recubrimiento de material que contiene carbono y el recubrimiento de PTFE.
La invención también consiste en máquinas de afeitar que incluyen cuchillas de máquina de afeitar que tienen el recubrimiento de material que contiene carbono que incluye un impurificador. En algunas realizaciones, el impurificador proporciona a la cuchilla de máquina de afeitar una estabilidad térmica y una resistencia al desgaste mejoradas.
La invención también consiste en fabricar cuchillas de máquina de afeitar que incluyen un material que contiene carbono que incluye un impurificador. En una realización, una cuchilla de máquina de afeitar se fabrica añadiendo un recubrimiento de un material que contiene carbono que incluye un impurificador (preferiblemente, cromo) al borde de corte. Luego, un recubrimiento de PTFE se añade directamente al recubrimiento de material que contiene carbono haciendo entrar
en contacto el recubrimiento de material que contiene carbono con una dispersión acuosa de PTFE.
Otras características y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones y a partir de las reivindicaciones.
La Fig. 1 es una vista de sección vertical de una parte del borde de corte de una realización de una cuchilla de máquina de afeitar que no forma parte de la invención.
La Fig. 2 es una vista en perspectiva de una máquina de afeitar que incluye la cuchilla de máquina de afeitar de la Fig. 1; y
la Fig. 3 es una vista de sección vertical de una parte del borde de corte de una realización de una cuchilla de máquina de afeitar.
Haciendo referencia a la Fig. 1, la cuchilla 10 de máquina de afeitar incluye un sustrato 12, una capa intermedia 14, una capa 16 de carbono duro y una capa exterior 18. De forma típica, el sustrato 12 está hecho de acero inoxidable (aunque es posible utilizar otros sustratos) y tiene un borde final afilado que tiene un radio de punta inferior a 1.000 Angstroms, preferiblemente de 200 a 300 Angstroms, y tiene un perfil con unas caras laterales 20 que forman un ángulo incluido de entre 15 y 30 grados, preferiblemente de aproximadamente 19 grados, medido a 40 micrómetros de la punta.
La capa intermedia 14 se usa para facilitar el ligado de la capa de recubrimiento dura al sustrato. Ejemplos de material de capa intermedia adecuado son los materiales que contienen niobio y cromo. Una capa intermedia específica está hecha de niobio, con un espesor superior a 100 Angstroms y preferiblemente inferior a 500 Angstroms. En PCT 92/03330 se describe el uso de una capa intermedia de niobio.
La capa 16 de carbono duro proporciona una resistencia, resistencia a la corrosión y capacidad de afeitado mejoradas, y puede estar hecha de materiales que contienen carbono, tales como diamante, diamante amorfo y DLC impurificados con cromo. El material que contiene cromo se impurifica con cromo incluyendo cromo en el objetivo durante la aplicación de la capa de carbono durante la pulverización catódica. El cromo puede ser el metal cromo o, por ejemplo, una aleación de cromo, tal como CrPt. Preferiblemente, el material que contiene carbono incluye del 0,1 al 10 por ciento atómico de cromo y, más preferiblemente, del 0,5 al 7 por ciento atómico o del 1 al 5 por ciento atómico de cromo. El material que contiene carbono también puede incorporar hidrógeno, por ejemplo, DLC hidrogenado.
Una realización específica de una capa de carbono duro es DLC impurificado con un 2 por ciento atómico de cromo. Preferiblemente, la capa tiene un espesor inferior a
2.000 Angstroms y, más preferiblemente tiene un espesor inferior a 1.000 Angstroms. Los recubrimientos de DLC y los métodos de deposición se describen en US-5.232.568. El procedimiento general descrito en US-5.232.568 varía por el hecho de que se usa un objetivo de grafito impurificado con un 2 por ciento atómico de cromo en vez de usar un objetivo de grafito puro. Por ejemplo, es posible aplicar la capa de DLC impurificado con cromo usando pulverización catódica, usando una polarización por corriente continua de aproximadamente 500 voltios y una presión de aproximadamente 0,27 Pa (2 militorr). Tal como se describe en “Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing”, el DLC es un material de carbono amorfo que presenta muchas de las propiedades deseables pero que no tiene la estructura cristalina del diamante.
La capa exterior 18 proporciona una menor fricción e incluye PTFE, y se hace referencia al mismo ocasionalmente como
telómero. Un material de PTFE preferido es Krytox LW 1200, comercializado por DuPont. Este material es un lubricante seco no inflamable y estable que consiste en pequeñas partículas que producen una dispersión estable. El mismo está disponible como una dispersión acuosa con aproximadamente el 20% en peso de sólidos y puede ser aplicada por inmersión, pulverización o mediante brocha y, por lo tanto, puede ser secada al aire o ser aplicada como recubrimiento por fusión. Preferiblemente, la capa es inferior a 5.000 Angstroms y, de forma típica, podría ser de
1.500 Angstroms a 4.000 Angstroms, y puede ser tan delgada como 100 Angstroms, siempre que se mantenga un recubrimiento continuo. Si se consigue un recubrimiento continuo, un espesor de recubrimiento reducido del telómero puede proporcionar mejores resultados en el primer afeitado. En US-5.263.256 y US
5.985.459 se describen técnicas que pueden ser usadas para reducir el espesor de una capa de telómero aplicada.
La capa de politetrafluoroetileno se adhiere bien a la capa de DLC impurificado con cromo incluso si el politetrafluoroetileno se aplica directamente en la capa de DLC impurificado...
Reivindicaciones:
1. Un método de fabricación de una cuchilla de máquina de afeitar, caracterizado por depositar un recubrimiento (16) de un carbono tipo diamante impurificado con un metal directamente en un sustrato (12) que tiene un borde de corte definido por una punta afilada y unas caras adyacentes mediante la pulverización catódica de un objetivo que comprende grafito impurificado con el metal; y recubrir de politetrafluoroetileno (18) el recubrimiento de carbono tipo diamante impurificado con un metal.
2. Un método según la reivindicación 1, caracterizado por que el metal es cromo.
3. Un método según la reivindicación 1, caracterizado por que el recubrimiento (16) de carbono tipo diamante está impurificado del 0,1 por ciento atómico al 10 por ciento atómico con el metal.
4. Un método según la reivindicación 1, caracterizado por que el recubrimiento (16) de carbono tipo diamante está impurificado del 1 por ciento atómico al 5 por ciento atómico con el metal.
5. Un método según la reivindicación 1, caracterizado por que el recubrimiento de politetrafluoroetileno (18) se aplica directamente en el recubrimiento (16) de carbono tipo diamante impurificado con el metal.
6. Un método según la reivindicación 1, caracterizado por que la cuchilla (22) de máquina de afeitar resultante tiene un radio de punta de 200 Angstroms a 400 Angstroms.
7. Un método según la reivindicación 1, caracterizado por que el metal es cromo y el recubrimiento (16) de carbono tipo diamante está impurificado del 0,1 por ciento atómico al
10 por ciento atómico con el cromo; y la cuchilla (22) de máquina de afeitar resultante tiene un radio de punta de 200 Angstroms a 400 Angstroms.
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