剃刀刀片及其制造方法
阅读说明：本技术 剃刀刀片及其制造方法 (Razor blade and method of making same ) 是由 桑德拉·贝克尔 斯文·维尔茨 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：在用润滑材料涂布剃刀刀片的方法中,提供了一种剃刀刀片,该剃刀刀片具有主体部分和尖端端部,该尖端端部由至少一个尖端表面和切割刃限定。将润滑材料喷涂在剃刀刀片的尖端端部上,其中,喷涂润滑材料是在蒸气辅助下执行的,其中将润滑材料引入到指向剃刀刀片的尖端端部的过热水蒸气中。此外,提供了一种通过使用前述的用润滑材料涂布剃刀刀片的方法来制造剃刀刀片的方法。最后,还描述了一种根据这些方法涂布的剃刀刀片,以及设置有这种剃刀刀片的剃须刀。(In a method of coating a razor blade with a lubricious material, a razor blade is provided having a body portion and a tip end defined by at least one tip surface and a cutting edge. Spraying a lubricating material on the tip end of the razor blade, wherein the spraying of the lubricating material is performed with the aid of steam, wherein the lubricating material is introduced into superheated water vapour directed towards the tip end of the razor blade. Further, a method of manufacturing a razor blade by using the aforementioned method of coating a razor blade with a lubricating material is provided. Finally, a razor blade coated according to these methods, and a shaver provided with such a razor blade, are also described.)
技术领域
本公开涉及剃刀刀片及其制造方法。
背景技术
现代剃刀刀片使用多层涂层，其允许非常贴近且舒适地剃须。为了剃须的舒适性，在20世纪60年代初，刀片的尖端上的最后一层润滑材料，例如PTFE(聚四氟乙烯)，成为行业标准(例如，参见GB-A-966 084和US-A-2007/0124944)。此后，这种PTFE涂层是剃刀刀片的构成元素(例如，参见WO-A-2010/081118、WO-A-2010/081119、WO-A-2011/047727和US-B-9393 588)。PTFE通常通过喷涂工艺从液态分散体施加，并且液态载体部分蒸发，从而留下PTFE颗粒粘附在刀片的尖端上。为了增加PTFE的粘附性，粉末被加热超过聚合物的熔点，并沿着刀刃产生连续的PTFE层。这种工艺在工业上被称为烧结。
当刀刃在皮肤上移动时，这种PTFE涂层提供了极好的滑移性，并且它减少了剃须期间的切割力。
这些低切割力和滑移力导致剃须期间的高舒适水平。如今，没有PTFE涂层的刀片会被认为不适合剃须。
在PTFE应用中，需要找到相对于施加的PTFE层的厚度的平衡。如果PTFE层太薄，或者如果喷涂的PTFE的量太少，则可能导致颗粒之间的空隙，该空隙在烧结过程中不会抚平。这将导致不适当的覆盖和次优的剃须。因此，有一种趋势是增加PTFE的量和厚度，以避免空隙风险。
另一方面，太厚的PTFE层会导致次优的第一次剃须，因为PTFE需要从尖端向后推，以允许胡须被剃刀刀片本身非常锋利的尖端以理想的方式穿透。过多的PTFE层使尖端显得有些钝。PTFE的粘着强度由于其化学性质而相对较低，并且在剃须行为期间，过多的PTFE被去除，只有超薄的“单层”需要留在尖端上，以提供期望的舒适剃须。长期以来，这种效应被称为剥离或回推，但随着PTFE材料的改变以及在现代剃须系统中刀刃(即刀片)数量的增加，产生单层的时间变得更长，并导致第一次剃须稍微不太舒适。这种现象被概括为“第一次剃须效应”。
内部和外部剃须测试表明，刀片刀刃受到第一次剃须效应的(负面)影响，消除该效应将显著改善剃须性能。众所周知，当消费者使用新的刀片架(cartridge)时，用新刀片进行第一次剃须应该是满足消费者期望的最佳剃须。
实现期望的舒适的第一次剃须的一种选项是机械地(例如参见WO-A-2016/057302、WO-A-2016/057473和US-A-2016/0096282)或化学地(例如参见US-A-5 985 459和US-B-7 247 249)去除多余的PTFE材料。这些过程是材料密集和精力密集的，特别是化学去除是非常昂贵的工艺，无论是在设备投资方面，还是在去除化学物质的运行成本方面。在刀片尖端上只带少量PTFE颗粒是有意义的，以几乎产生PTFE单层，并且产生的刀刃不需要“磨合”期，从而导致从第一次剃须开始的极好的剃须舒适性。
WO-A-2005/087387、DE-A-10 2006 019 365、WO-A-2007/122093、GB-A-660233和GB-A-00608中描述了水蒸气辅助涂漆方法。
同样众所周知的是，在剃刀刀片的PTFE涂层之前，剃刀刀片可以涂覆有其它材料，例如在US-A-3 743 551、US-A-3 838 512、US-A-5 488 774、US-A-2007/0186424、WO-A-87/04471和EP-B-2 731 760中公开的材料。
发明内容
本公开提供了一种用润滑材料涂布剃刀刀片的方法，包括以下步骤：
-提供剃刀刀片，该剃刀刀片具有主体部分和尖端端部，该尖端端部由至少一个尖端表面和切割刃限定，以及
-在剃刀刀片的尖端端部上喷涂润滑材料，
-其中，喷涂润滑材料是在蒸气辅助下执行的，其中将润滑材料引入到指向剃刀刀片的尖端端部的过热水蒸气中。
根据本发明，润滑材料，特别是具有优选地0.5μm或更小的颗粒尺寸，更优选地0.2μm或更小的颗粒尺寸的颗粒形式的润滑材料，设置在剃刀刀片的尖端端部上，该尖端端部由至少一个尖端表面和切割刃限定，并且优选地由切割刃和两个尖端表面限定，这两个尖端表面在剃刀刀片的相对侧上邻近切割刃设置。沉积润滑材料颗粒的步骤是在蒸气辅助下执行的，其中将颗粒引入到过热水蒸气中，该水蒸气指向剃刀刀片的尖端端部并撞击到剃刀刀片的尖端端部上。过热水蒸气或水蒸气与润滑材料一起的喷涂是通过喷涂器执行的，该喷涂器优选地包括用于排出过热蒸气的至少一个喷嘴。邻近该至少一个喷嘴并在该至少一个喷嘴附近设置有润滑材料排出喷嘴，该润滑材料排出喷嘴将润滑材料引入到排出蒸气中。蒸气喷嘴可以具有围绕润滑材料喷嘴的环形狭缝状开口。另外的蒸气喷嘴可以设置在过热蒸气和润滑材料的排出流的下游，以便排出用于形成过热水蒸气和润滑材料的流的过热蒸气。这些实施例是用于执行本发明方法的替代和/或优选变型。
出于湿式或干式剃须刀之外的目的，本发明的喷涂工艺可以用于剃刀或类似切割刀片装置的单刃或双刃或多刃刀片的润滑材料涂层。
调节喷涂工艺，使得润滑材料颗粒平稳地沉积在剃刀刀片的尖端端部上。过热水蒸气平稳地接触剃刀刀片，使得润滑材料颗粒沉积或沾(bedew)在剃刀刀片的尖端端部上。为了获得这种喷涂结果而调整的喷涂工艺的参数具体为：
-水蒸气离开其出口喷嘴时的压力，
-润滑材料或分散体离开其出口喷嘴时的压力，以及
-剃刀刀片距出口喷嘴的距离。
在优选实施例中，对待通过在其尖端端部上喷涂润滑材料来处理的剃刀刀片进行预热。
由于携带了润滑材料的过热水蒸气，处于几乎(或准)干燥状态的润滑材料沉积在剃刀刀片的尖端端部上。在喷涂工艺之后，剃刀刀片的尖端端部上没有残留水。为了进一步确保水不会凝结在剃刀片上，将剃刀刀片预热。因此，当撞击在剃刀刀片上时，在蒸气和润滑材料的混合物中没有或至少只有很少的热能损失，这对于防止或减少水的凝结是有利的。将剃刀刀片预热到约90℃至约180℃之间，优选地110℃至140℃之间。
在本发明的另一优选实施例中，将过热水蒸气在一个或多个出口喷嘴处加热到约105℃至约200℃之间，优选地约120℃至约190℃之间，最优选地约130℃至约170℃之间的温度，并且/或者蒸气发生器中的过热水蒸气的压力为约1.5bar至约2bar。
在本发明的另一实施例中，为了将润滑材料喷涂在剃刀刀片的尖端上，将若干剃刀刀片并排地布置为堆叠，其中尖端端部面向相同的方向，或者，将多个剃刀刀片布置为整体剃刀刀片带，其中剃刀刀片带是卷绕的。在这两种情况下，为了涂布堆叠的所有刀片或卷的尖端端部，喷涂器和刀片材料(堆叠或卷)相对于彼此移动。在堆叠的情况下，相对移动可以是在行程之间具有侧向位移的前后移动。当刀片材料被卷绕时，喷涂器可以从卷的中心螺旋地移动到其周边(或者反过来)，或者卷被旋转并且喷涂器相对于卷并在其上方径向地移动。在这些情况下，调节卷的旋转速度，使得喷涂到卷绕的剃刀刀片带的尖端端部上的润滑材料的量在剃刀刀片带的每单位长度上是相同的。这意味着，喷涂器径向向外移动地越多，卷的旋转速度降低，或者喷涂器径向向内移动地越多，卷的旋转速度增加。作为替代方案，剃刀刀片卷和喷涂器的相对移动以同心圆进行，其中在完成例如多个圆中的每个圆之后径向向内或径向向外位移。如果剃刀刀片卷静止不动，并且喷涂器以同心圆移动或螺旋地移动，则喷涂器的速度可以保持恒定。然而，单独地处理剃刀刀片也是可能的，其中多个分离的剃刀刀片相继地被处理，或者其中多个剃刀刀片布置为整体剃刀刀片带，该剃刀刀片带沿着喷涂站或喷涂器前行并经过从喷涂器或喷涂站排出的过热水蒸气。
在本发明的另一实施例中，润滑材料以润滑材料颗粒在液体(尤其包括水)中的分散体的形式提供，其中分散体被引入到水蒸气中。此外，在该优选实施方案中，进一步优选地的是，将分散体保持在约20℃至约50℃之间的温度，并且/或者分散体包括约1％分散体重量至约5％分散体重量，优选地1.5％分散体重量至约2.5％分散体重量的润滑材料颗粒，以及至少约95％分散体重量至约99％分散体重量的液体，特别是水，优选地约97.5％分散体重量的液体，其中液体包括约99％至约99.8％液体重量的水，优选地99.5％液体重量的水，和约1％液体重量至约0.2％液体重量的稳定剂，优选地约0.5％液体重量的稳定剂，其中稳定剂优选为表面活性剂。稳定剂的优点在于，润滑材料颗粒和液体的混合物(即，分散体)更均匀。
而且，分散体可以被预热，以支持保持水蒸气和分散体的混合物的干燥状况，其液体的重量百分比与蒸气体积相比相当低。
将分散体引入到水蒸气或蒸气中的步骤可以通过将分散体喷射到水蒸气中来执行并且/或者通过根据文丘里效应并且由于水蒸气流动的速度将分散体吸入到水蒸气中来执行。
在本发明的另一优选实施例中，水蒸气由蒸气发生器提供，并且被引导穿过加热导管到达喷涂器，在喷涂器中将润滑材料合并到水蒸气中，并且通过喷涂器将二者一起喷涂到剃刀刀片的尖端端部上。这提供了水蒸气在离开喷涂器时保持在过热温度。
借助本发明的剃刀刀片和本发明的方法，出人意料地有可能的是，非常薄的一层润滑材料颗粒可以沉积在剃刀刀片的尖端端部上。理想地，该层仅包括并排布置在剃刀刀片的尖端端部上的润滑材料颗粒。润滑材料颗粒粘附到尖端端部的表面上，以便机械地稳定这种理想的单层润滑材料颗粒，通过烧结润滑材料来处理在其尖端端部上具有润滑材料颗粒的剃刀刀片，以便在尖端端部上形成润滑材料涂层。根据结合本发明进行的测试，剃刀刀片上的润滑材料涂层的厚度小于约1.5μm，优选地在约0.1μm至约1μm之间，最优选地在约0.25μm至约0.75μm之间，并且其中切割刃几乎完全被润滑材料覆盖，并且其中至少一个尖端表面或每个尖端表面的至少70％被润滑材料覆盖至距切割刃100μm，优选地70μm的距离。
通常，根据本发明，可以采用用于改善剃刀刀片在待剃须的皮肤上的滑移的所有已知种类的润滑材料。最优选地，润滑材料包括含氟聚合物、聚四氯乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯-全氟-甲基乙烯基醚(MFA)、聚[四氟乙烯-全氟(烷氧基乙烯基醚)]PFA、乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯-三元共聚物EFEP、全氟甲基乙烯基醚、全氟乙基乙烯基醚、全氟丙基乙烯基醚、全氟丁基乙烯基醚、全氟丁基乙烯、全氟己基乙烯、乙烯-四氟乙烯-共聚物(ETFE)、四氟乙烯-六氟丙烯-共聚物(FEP)以及全氟乙烯和全氟丙烯的共聚物。
在剃刀刀片中，允许非常紧密和舒适剃须的多层涂层基本上是已知的，如上面已经提及的。因此，根据本发明，那些多层涂层和相应的涂层技术可以用于制备剃刀刀片以便被润滑材料涂布(通常作为最终涂布步骤)。因此，在本发明的优选实施例中，提供剃刀刀片包括提供具有主体部分以及由至少一个尖端表面和切割刃限定的尖端端部的基体(通常由金属制成)，其中切割刃和至少一个尖端表面的邻近切割刃的至少一个区域被涂布有中间层、在中间层上的硬涂层、以及可选地在硬涂层上的外涂层，或者被涂布有施加到切割刃和至少一个尖端表面的邻近切割刃的至少一个区域的硬涂层、以及可选地施加到硬涂层上的外涂层。
因此，以下涂层变型是可能的：
-基体-润滑材料
-基体-硬涂层-润滑材料
-基体-中间层-硬涂层-润滑材料
-基体-中间层-硬涂层-外涂层-润滑材料
更具体地，根据本发明，可以设置的是，提供剃刀刀片包括提供具有主体部分以及由至少一个尖端表面和切割刃限定的尖端端部的基体，其中切割刃和至少一个尖端表面的邻近切割刃的至少一个区域被涂布有中间层(包括铌、铬、钛、银、锆、不同金属(比如铬和钛或银)的混合物、或这些金属和合金的氮化物或碳化物、或其它陶瓷)、中间层上的硬涂层(其中该硬涂层包括金刚石、类金刚石材料或陶瓷涂层，例如氮化铬、碳化铬、氮化钛、碳化钛、氧化锆、氮化锆、碳化钨、氮化钨或其它陶瓷)、以及可选地硬涂层上的外涂层(其中，该外涂层包括金属或金属合金，例如铬、钛、银、金、铌、锆、钨或上述金属的混合物)。然而，本发明也可以用于非预涂布基体(即在裸基体(通常是金属))上的润滑材料涂层。
除了前面提到的本发明的优点之外，应该注意的是，喷涂水蒸气和润滑材料颗粒的混合物的步骤可以在自然环境中执行。对于将润滑材料颗粒沉积到剃刀刀片的尖端端部上的步骤，不需要特定的气体环境，例如保护性环境。
在本发明的另一变型中，提供了一种制造剃刀刀片的方法，包括以下步骤：
-提供未涂布或预涂布的基体，该基体具有主体部分以及由至少一个尖端表面和切割刃限定的尖端端部，
-根据前述方法将润滑材料喷涂到基体的尖端端部上，以及
-烧结所喷涂的润滑材料以提供润滑材料涂层。
此外，本发明提供了一种剃刀刀片，包括：
-未涂布或预涂布的基体，该基体具有主体部分以及由至少一个尖端表面和切割刃限定的尖端端部，以及
-外部润滑材料涂层，
-其中，剃刀刀片可以通过前述制造方法获得。
在优选实施例中，剃刀刀片包括中间层、金属或硬涂层、以及可选的外涂层中的至少一个，其中所述一层或多层布置在基体与外涂层之间。
在另一优选实施例中，外部润滑材料涂层的厚度小于约1.5μm，优选地在约0.1μm至约1μm之间，最优选地在约0.25μm至约0.75μm之间。
此外，在另一优选实施例中，切割刃几乎完全被润滑材料覆盖，并且其中至少一个尖端表面或每个尖端表面的至少70％被润滑材料覆盖至距切割刃100μm，优选地70μm的距离。
在另一优选实施例中，硬涂层包括金刚石、类金刚石材料或陶瓷涂层，例如氮化铬、碳化铬、氮化钛、碳化钛、氧化锆、氮化锆、碳化钨、氮化钨或其它陶瓷。
在又一优选实施例中，基体上的各层的顺序是中间层、硬涂层和外部润滑材料涂层，或者基体上的各层的顺序是中间层、硬涂层、外涂层和外部润滑材料涂层。
最后，本发明提供了一种剃须刀，该剃须刀包括手柄、壳体和至少一个根据前述方法制造的和/或具有前述特征的剃刀刀片。剃刀可以包括可更换或不可更换刀片架形式的壳体，该壳体具有框架，其中至少一个且优选地多于一个的剃刀刀片安装在塑料或其它已知材料优选地通过注射成型技术制造的框架中。此外，剃刀可以具有壳体，该壳体可以容纳至少一个可更换双刃剃刀刀片。
在另一优选实施例中，所述壳体包括至少两个至十个彼此平行布置的剃刀刀片。
在优选实施例中，多个刀片节段布置在所述壳体内。
根据本发明，润滑材料颗粒借助过热水蒸气流被携带，并且仅在接触优选地被预热的刀片时或之后熔融，使得水蒸气不会改变其聚集状态，并且因此不会凝结，这意味着，几乎没有水沉积在刀片或润滑材料颗粒层上。各个参数(例如过热水蒸气的温度、预热刀片的温度、水蒸气流的流量、润滑材料颗粒的尺寸、每单位表面和/或单位体积的颗粒密度、每水蒸气体积的润滑材料颗粒的量、喷涂器的出口开口与待涂布刀片之间的距离、以及喷涂器与待涂布的刀片带或刀片长度之间的相对移动的速度)必须通过实验来确定，以便获得具有由刀片制造商限定的期望性能的刀片的润滑涂层。
附图说明
将参照附图更详细地解释本发明，其中
图1是包括剃刀刀片架和手柄的剃刀组件的平面前视图；
图2是图1所示的剃刀刀片架的平面俯视图；
图3是剃刀刀片架的透视图；
图4是可以与本方法一起使用的示例性剃刀刀片的平面俯视图；
图5是可以与本方法一起使用的示例性剃刀刀片的平面侧视图；
图6是具有通过喷涂器喷涂的初始润滑材料颗粒层的剃刀刀片尖端端部的示意图；
图6A是图6的喷涂器的喷嘴部分的放大视图；
图7是具有在烧结如图6所示的颗粒层之后的润滑材料表面涂层的剃刀刀片尖端端部的示意图；
图8是设置在夹具实施例内的剃刀刀片的堆叠的示意图，其中示出了夹具和喷涂器的相对移动；以及
图9是卷绕的剃刀刀片带的示意图，其中示出了夹具和喷涂器的相对移动。
具体实施方式
本公开包括用于制造具有表面涂层的剃刀刀片的方法及其实施例，更具体地，包括用于施加设置在剃刀刀片表面上的表面涂层的方法。
参考图1至图3，示出了具有壳体13的示例性剃刀刀片架10，以便于本文提供的描述。本公开不限于这种特定的剃刀刀片架实施例，并且还可以用于具有至少一个可更换或不可更换的双刃剃刀刀片的剃刀壳体。术语“壳体”应包括可更换和不可更换的壳体，它们可以可枢转地或不可枢转地连接到手柄。剃刀、剃刀手柄和壳体以及剃刀刀片可以具有任何设计，并且可以由任何合适的材料制成，并且可以以湿式和干式剃须刀领域中已知的任何技术制造。
示例性剃刀刀片架10可枢转地或刚性地安装在手柄12上(在图1中以虚线示出)。在一些应用中，剃刀刀片架10是剃刀组件11的一次性部分，旨在可从可重复使用的手柄12上拆卸。在其它应用中，剃刀刀片架10和手柄12结合为一体的一次性剃刀组件11。在后一种形式中，手柄12和刀片架10不旨在在正常使用期间从彼此拆卸。刀片架可以具有任何类型的壳体13，该壳体由干式和湿式剃须刀领域中主要已知的任何材料并通过任何技术制造。
剃刀刀片架10包括主体14和一个或多个剃刀刀片16，并且具有长度18和宽度20。一个或多个剃刀刀片16中的每一个都具有纵向延伸的切割刃22。然而，本公开不限于任何特定的切割刃和/或剃刀刀片构造；例如，本公开可适用于线性切割刃、非线性切割刃、围绕孔的周边延伸的切割刃、整体弯曲的剃刀刀片、安装在弯曲或不弯曲的刀片支架上的剃刀刀片等。剃刀刀片架10优选地还包括防护装置24。为了清楚起见，本文使用的术语“前”和“后”是根据传统地使用刀片时刀片碰到使用者皮肤的取向来定义的；例如，当以传统方式使用剃刀刀片16时，刀片将相对于使用者皮肤上的一个点沿从前向后的方向移动，前刀片元件将在后刀片元件之前遇到该点。主体14包括前部26、后部28、第一侧部30和第二侧部32。前部26设置在防护装置24与一个或多个剃刀刀片16之间。后部28(有时称为“盖”)设置在一个或多个剃刀刀片16之后。第一侧部30和第二侧部32设置在一个或多个剃刀刀片16的相对侧面上，并且都在前部26与后部28之间延伸。刀片架或壳体13还可以设置有刀片间防护装置和多个剃刀刀片，所有剃刀刀片面向相同的方向，或者包括面向不同方向(其中还存在相反方向)的若干组。
根据本公开的剃刀刀片16可以采取各种构造，每种构造包括主体34，该主体具有在尖端端部38与后端部40之间延伸的宽度36，以及在第一侧向边缘44与第二侧向边缘46之间延伸的长度42。主体34进一步包括上主体表面48和下主体表面50，主体表面48、50在尖端端部38与后端部40之间横向地延伸，并在第一侧向边缘44与第二侧向边缘46之间纵向地延伸。本文提供并在附图中示出的剃刀刀片描述被包括在内是为了便于理解本公开。本公开不限于这种特定的剃刀刀片实施例。
参照图4和图5，尖端端部38通常由第一尖端表面52、第二尖端表面54和切割刃22限定。第一尖端表面52和第二尖端表面54在切割刃22处会聚，每个尖端表面向后延伸至剃刀刀片16的相应主体表面48、50。严格地说，在许多情况下，在第一尖端表面52和第二尖端表面54的会聚处可以存在小半径表面(有时称为“尖端半径”)。尖端端部38也可以替代地构造为具有在切割刃22与剃刀刀片16的主体表面之间延伸的单个尖端表面。本公开不限于任何特定的刀片尖端构造。图4所示的剃刀刀片16包括在刀片的主体表面之间延伸穿过刀片的多个孔。一些孔56可以用于将刀片16定位/固定在剃刀刀片架内，而其它孔58是便于移除剃须碎屑的冲洗口。剃刀刀片16还可以描述为具有横向延伸的中心线60，该中心线通常至少在靠近尖端端部38的区域中平行于主体表面48、50。剃刀刀片16通常但不总是由不锈钢材料制成，并且如上所述可以包括涂层，该涂层包括一种或多种材料，比如金刚石、无定形金刚石、类金刚石碳(DLC)材料、氮化物、碳化物、氧化物、陶瓷等，以改善强度、抗腐蚀性和剃须能力。用于制造具有表面涂层的剃刀刀片16的本方法，包括用于形成粘附到剃刀刀片16的表面上的表面涂层的方法，不限于在任何特定的剃刀刀片构造上实践，也不限于在任何特定的剃刀刀片尖端构造或切割刃几何结构或刀片材料上实践。
参照图6和图6A，示出了根据本发明的喷涂工艺的实施例。喷涂工艺的结果是润滑材料颗粒63的初始表面涂层62，润滑材料颗粒形成几乎单层或仅几层并排布置并覆盖剃刀刀片16的尖端端部38或尖端端部38的至少一部分的润滑材料颗粒63。润滑材料颗粒63由喷涂器66喷涂的水蒸气67的流64携带，该喷涂器具有主体68，在例如螺纹连接到主体68的喷嘴板71中具有至少两个喷嘴70、72。蒸气发生器55内的过热蒸气被加热到约105℃至约200℃之间，或约120℃至约190℃之间，优选地130℃至170℃之间，过热蒸气流过流量计57(或流量调节器)或直接流入到喷涂器66的内部环通道或类似的歧管59中，并进一步流过通道61到达优选地成形为类似环形狭缝的喷嘴70。被喷嘴70环绕布置的是喷嘴72，该喷嘴用于排出水、稳定剂和润滑材料颗粒的分散体73。分散体从储存器51借助泵53(或流量计或压力调节器，如果储存器51内的分散体73处于压力下的话)供给到喷涂器66，穿过喷涂器66内的通道49。过热蒸气以及分散体都被供给到喷涂器66(未示出)。分散体储存在罐(未示出)中，并借助泵或类似的供给装置供给到喷涂器的主体68。过热蒸气在蒸气发生器中产生，并经过管子供给到主体68，其中管子被加热，以便将过热蒸气保持在期望的温度。作为替代方案，分散体也可以永久地处于一定的压力下，并且离开喷嘴的每单位时间的分散体的量(即流量)可以由流量计等通过流量调节器或调节装置来控制。对于控制离开蒸气喷嘴的过热水蒸气的流量也是如此。
根据本公开的初始润滑材料颗粒表面涂层62可以包括各种不同的材料。有用的表面涂层材料包括但不限于含氟聚合物。特别有用的含氟聚合物表面涂层材料是聚四氯乙烯(“PTFE”)。含氟聚合物的具体示例包括MP1100、MP1200、MP1600和LW1200以及美国EI杜邦公司(E.I.DuPont de Nemours and Company，现为Chemours公司)制造的DryLW2120品牌聚四氟乙烯粉末。表面涂层材料的其它非限制性示例包括硅、有机硅氧烷凝胶等。本方法不限于使用任何特定类型的表面涂层材料，只要该材料能够以下面描述的方式加工即可。为了便于描述本方法，将以PTFE讨论表面涂层材料。然而，如上所述，本方法不限于使用PTFE类型的表面涂层材料。
本方法使用喷雾工艺，并且如上所述，包括过热蒸气流64，该过热蒸气流包括喷射到蒸气流中的分散体。然而，本发明不限于通过将分散体喷射到蒸气流中的方式将润滑材料颗粒引入到蒸气流64中。然而，特别有用的应用工艺是将表面涂层材料(例如，PTFE颗粒)最初以分散体形式设置。分散体几乎以单层或几层润滑材料颗粒63的形式沉积在尖端端部38上。
进一步根据本公开，具有沉积的初始润滑材料颗粒表面涂层62的刀片16或多个刀片16经受热烧结工艺，该热烧结工艺包括将刀片和沉积的表面材料涂层加热到预定温度一段时间，该段时间足以使PTFE颗粒融合在一起并粘附到剃刀刀片16上，并且在一些情况下赶走分散介质，从而形成前述初始润滑材料颗粒表面涂层62的烧结形式。在烧结工艺期间，表面涂层的厚度可以从初始润滑材料颗粒表面涂层62的厚度减小。
图7示出了烧结工艺之后且具有一定厚度(参见附图标记74)的最终表面涂层65。
在图6和图7中，附图标记69表示一个或多个(例如硬的)如上所述的底涂层或中间层，其由表面涂层65覆盖。然而，这种额外的(多个)底涂层或(多个)中间层是可选的，并且因此，表面涂层65也可以直接施加到刀片的材料(例如，钢或不锈钢或其它金属或陶瓷)上。
指向刀片尖端端部38的过热蒸气流64可以配置为冲击到基本全部纵向延伸的刀片尖端端部38上的单一限定流，或配置为取向为共同冲击基本全部纵向延伸的刀片尖端端部38的多个流64，或配置为具有小于刀片16的长度并相对于刀片16移动(或者反过来)的几何结构(例如直径)的流64，或其任意组合。蒸气流64可以不断地或间歇地施加；例如脉冲。蒸气流64通常由具有定位为距正在处理的刀片尖端端部38预定距离的喷嘴出口孔的一个或多个喷嘴印模(nozzle stamp)产生。从喷嘴孔排出的蒸气流64的几何结构是流体和流动参数的函数，也是喷嘴孔的几何结构的函数。喷嘴孔几何结构选择为与流体和流动参数相一致，以便足以使所选择的蒸气流64在尖端端部38处沉积初始润滑材料颗粒表面涂层62。喷涂器处或蒸气流下游的附加流体出口喷嘴(未示出)可以用于形成蒸气流，并且蒸气流的尺寸可以被改变并适配(adopted)待用润滑材料覆盖的表面。
参照图8，根据本公开的一方面，用于在剃刀刀片16上产生润滑材料表面涂层的方法包括将多个剃刀刀片16(即刀片的“堆叠86”)安装在夹具82内，该夹具允许刀片16以相同的取向堆叠，其中暴露刀片尖端端部38。在一个实施例中，夹具82可以包括一个或多个刀片保持构件；例如延伸穿过刀片16内的孔(例如，穿过定位/安装孔56，或穿过冲洗口58)的至少两个杆。夹具82可以提供设置在每个剃刀刀片16之间的间隔物(未示出)，或者剃刀刀片16布置为使得相应的邻近刀片彼此接触。在该方法中，蒸气流64以使得颗粒63在尖端端部38形成初始润滑材料颗粒表面涂层62的方式指向布置在夹具82中的刀片尖端端部38。上述夹具82是可以用于在单个工艺中处理多个刀片16(与单个刀片表面处理工艺相反)的夹具的非限制性示例。
夹具82可相对于一装置选择性地安装，该装置可操作以将固定装置82内的剃刀刀片16预热到一定温度，特别是高达约90℃至约180℃之间，优选地110℃至140℃之间，以防止过热蒸气流64的凝结。此外，例如，保持刀片16的堆叠86的夹具82可以选择性地安装在一炉内，该炉可操作以加热具有表面涂层材料的剃刀刀片16的堆叠86，以便烧结初始润滑材料颗粒表面涂层62。烧结之后，烧结的润滑材料颗粒表面涂层65可以具有小于约1.5μm，优选地在约0.1μm至约1μm之间，最优选地在约0.25μm至约0.75μm之间的厚度76，并且优选地完全覆盖尖端端部38，其中切割刃几乎完全被润滑材料覆盖，并且其中至少一个尖端表面或每个尖端表面的至少70％被润滑材料覆盖至距切割刃100μm，优选地70μm的距离。厚度76可以通过合适的方法确定，比如原子力显微技术(AFM)。
在图8中，箭头84、85示出了喷涂器66和夹具82的相对前后移动，其中在每个前和/或后移动路径之后具有侧向位移。然而，也可以例如垂直于箭头84、85发生相对前后移动。
图9示意性示出了根据本发明另一实施例的喷涂工艺，其中喷涂器66用于以类似沉积的方式将润滑材料颗粒施加到卷绕的剃刀刀片带88的尖端端部上。卷90和喷涂器66相对于彼此移动，使得带的所有尖端端部长度可以被润滑材料颗粒覆盖。例如，卷90可以沿箭头92的方向(或沿相反方向)在喷涂器66下方旋转。当喷涂器66径向移动(见箭头94)时，旋转速度需要根据喷涂器66在卷半径上方的位置来适配。这有助于保持从卷外部到内部的每单位时间和/或每单位尖端端部长度的喷涂量恒定，而无需调节喷涂的介质的流量/量。作为替代方案，喷涂器66可以在卷上方以同心圆(例如在每个圆之后有径向位移)或以螺旋模式移动。
尽管本发明已经参照其具体说明性实施例进行了描述和说明，但是本发明并不旨在局限于这些说明性实施例。本领域技术人员将认识到，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的真实范围的情况下，可以进行变型和修改。因此，本发明旨在包括落入所附权利要求及其等同物的范围内的所有这些变型和修改。
附图标记列表
10 剃刀刀片架
11 组件
12 手柄
13 壳体
14 主体
16 刀片
18 长度
20 宽度
22 切割刃
24 防护装置
26 前部
28 后部
30 侧部
32 侧部
34 主体
36 宽度
38 尖端端部
40 后端部
42 长度
44 侧向边缘
46 侧向边缘
48 主体表面
49 通道
50 主体表面
51 储存器
52 尖端表面
53 泵
54 尖端表面
55 蒸气发生器
56 孔
57 流量计
58 孔
59 环形通道(歧管)
60 中心线
61 通道
62 初始润滑材料颗粒表面涂层
63 颗粒
64 流
65 烧结涂层
66 喷涂器
67 蒸气
68 喷涂器的主体
69 底涂层和/或中间层
70 喷嘴
71 喷嘴板
72 喷嘴
73 分散体
74 烧结涂层的厚度
76 初始润滑材料颗粒表面涂层的厚度
82 用于剃刀刀片堆叠的夹具
84 移动箭头
85 移动箭头
86 堆叠
88 卷绕的剃刀刀片带
90 卷
92 移动箭头
94 移动箭头