剃刀刀片制造技术

一种剃刀刀片，其切削如胡子、毛发等物体的切割阻力比传统刀片的小，并且在使用中更加安全。这种剃刀刀片是这样获得的：通过使用例如硅片的单晶硅材料或者含有较大的硅晶粒的多晶硅材料作为硅薄片，通过化学蚀刻在该硅薄片上形成至少一开口，然后，不依靠机械加工，而使用离子束蚀刻形成一单晶硅的刀片尖端（ｂｌａｄｅ　ｐｏｉｎｔ），其凸入该开口，从而刀尖半径为０．５μｍ或者更小，优选为０．１μｍ或者更小。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种剃刀刀片，其在切削如胡子、毛发等物体时具有优良的安全性和切削性能，特别是，这种剃刀刀片具有一由单晶硅构成的刀刃(cuttingedge)并具有一非常小的刀尖半径(nose radius)。
技术介绍
传统的剃刀刀片沿薄钢片的一边成直线地形成有一刀刃，在使用的过程中，传统的剃刀刀片偶尔会切伤皮肤。因此，提高其安全性是十分重要的。例如，曾经有人提议在剃刀刀片上每隔一定间距地缠绕多圈细金属丝来减小对皮肤的伤害。然而，虽然在切割如胡子、毛发等物体时保持了良好的切割性能，但从提高安全性的角度看，却总不能获得令人满意的水平。另外，为了获得更好的安全性，曾经有人提议使用各种各样的网格刀片(net blade)。例如，美国专利4875288号和欧洲专利0541723B1号都公开了这些网格刀片。但是，对由金属材料制成的网格刀片，由于它的刀刃是由机械加工形成的，所以要形成具有很小的刀尖半径的刀刃就受到了限制。例如，即使使用精磨例如抛光的方式来去除由于研磨而在刀刃上产生的毛边，也很难获得1μm或者更小的刀尖半径。由于这个原因，由不锈钢制成的网格刀片还不能顺畅地刮胡子或者毛发，除非使用通过研磨不锈钢薄片而获得的刀尖半径约为0.1μm的直线形刀刃的剃刀刀片。而且，在市场上的传统的剃刀刀片中，形成刀尖半径为0.1μm或者更小的刀刃的技术还没有完全成形。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的是提供一种剃刀刀片，其刀刃的刀尖半径(R)为0.5μm或者更小。和传统的剃刀刀片相比，这种剃刀刀片能十分显著地改善使用安全性，而且可以减小切割如胡子和毛发等物体时的切割阻力。也就是说，本专利技术的剃刀刀片由硅薄片制成，具有至少一开口和凸入(Project into)该开口的刀刃，并且其中该刀刃由单晶硅构成，并且刀刃的刀尖半径为0.5μm或者更小，特别地为0.1μm或者更小。在本专利技术的上述剃刀刀片中，优选硅薄片为单晶硅材料，例如硅片(silicon wafer)。这样，如下所述，可以通过硅微机械加工技术有效地制造网格状剃刀刀片(net-like razor blade)或者具有多个狭缝的剃刀刀片。另外，优选的是，根据本专利技术一优选实施例的剃刀刀片为由硅薄片制成的网格刀片，它有多个开口和凸入各开口的刀刃。或者，优选该剃刀刀片由硅薄片制成，它有多个开口和凸入各开口的刀刃，并且每个开口是形成为矩形，以与相邻的开口沿其纵向基本上平行的方式排列。通过下文参考附图进行详细说明的本专利技术的最优实施方式，本专利技术的上述和其它目的和优点将能更明显易懂。附图说明图1A为根据本专利技术一优选实施例的剃刀刀片的俯视图，图1B为沿图1A的M-M线剖开的部分剖面图，以及图1C为相同的剃刀刀片的刀刃的扫描电镜照片；图2为根据本专利技术另一优选实施例的剃刀刀片的俯视图；图3A和图3B为使用本专利技术的剃刀刀片进行刮削操作的示意图；图4A为根据本专利技术另一优选实施例的剃刀刀片的俯视图，图4B为沿图4A的N-N线剖开的部分剖面图，以及图4C为沿图4A的P-P线剖开的部分剖面图；图5A为根据本专利技术另一优选实施例的剃刀刀片的俯视图，以及图5B为沿图5A的Q-Q线剖开的部分剖面图；图6A为根据本专利技术另一实施例的剃刀刀片的俯视图，以及图6B为沿图6A的R-R线剖开的部分剖面图；图7A为在本专利技术剃刀刀片的刀刃上形成的表面层的俯视图，以及图7B为沿图7A的S-S线剖开的部分剖面图；图8A为根据本专利技术一优选实施例的剃刀刀片的俯视图，图8B为沿图8A的T-T线剖开的部分剖面图，以及图8C为沿图8A的U-U线剖开的部分剖面图；图9A和图9B为本专利技术的剃刀刀片安装在不同本体上的立体图。具体实施例方式本专利技术的剃刀刀片具有一单晶硅的刀刃，其是采用例如硅片的单晶硅材料或包括较大硅晶粒的多晶硅材料通过硅微机械加工技术形成的，没有使用机械研磨或抛光技术。硅微机械加工技术是指通过例如离子束蚀刻的物理蚀刻，化学蚀刻(各向异性蚀刻)，或者两者结合来形成一个超小的三维立体结构的技术。通常，单晶体在原子排列上为长程有序，并且长程有序在方向上依赖于原子间结合键(硅原子之间的共价键)，因此，原子排列的平面之间的相交线(intersection)，即晶面间的相交线在长程范围内被保持。用这个相交线作为刀刃，理论上是可能形成具有一非常小的刀尖半径(R)的刀刃。这样的超小刀刃是可以通过使用上述硅微机械加工技术的超微制造技术而得到。而且，可以通过使硅原子一个接一个地堆垛以在原子排列之间形成交叉点而形成剃刀刀片的单晶体刀刃，这包含于本专利技术的技术构思。顺便提及地，本专利技术不是要提供一种具有多个微小开口的简单的剃刀刀片。也就是说，如上所述，本专利技术是这样获得的通过发现由单晶硅构成刀刃提供了优良的切削性能和使用安全性，其以凸入各开口(刀片开口)的方式形成，而且具有直径为0.5μm或更小的刀尖半径、考虑到硅的单晶硅的性质而优选刀尖半径为0.1μm或者更小。如上所述，本专利技术的剃刀刀片可以由硅微机械加工技术制成。具体地说，优选采用半导体
中用来制造硅的化学蚀刻或者离子束蚀刻中的至少一种。下面介绍一种优选制造方法，既可满足制造效率又可满足刀刃所需的精度。也就是，通过化学蚀刻技术在硅薄片上形成至少一开口，然后形成由单晶硅构成的刀刃，其凸入该开口而且具有通过离子束蚀刻形成的0.5μm或者更小的刀尖半径。另外，本专利技术的剃刀刀片具有至少一开口，该刀刃凸入其内。在实际实施过程中，可以多种样式来形成多个开口。例如，图1A和图1B中所示的网格刀片1可以这样获得按需要的样式在作为硅薄片的硅片上形成多个开口20而且刀刃10凸入各开口20。在这种情况下，各开口20都设定为实质地正方形，该刀刃是设于正方形开口的四边的每一条边。因此，可以通过在360度的各个方向移动剃刀刀片来实现切削。图1C为剃刀刀片的刀刃的扫描电镜照片。另外，如图2所示，当按照需要的样式在硅薄片上形成多个开口20时，优选各开口都是长方形的，其是以与相邻的开口纵向平行的方式排列。在此图中，刀刃是设于长方形开口的所有四边上。或者，刀刃可以只设于沿纵向延伸的相对的两条边上。另外优选地是，刀刃角(θ)，其被限定在剃刀刀片的底面12和在开口20中从上表面11延伸到剃刀刀片的下表面12的斜面13之间，如图1B所示，刀刃角是在10°到45°的范围内，优选在20°到35°的范围内。在这个的范围内，则可以在切削过程中提供更好的切削性能。例如，在切削胡须110的情况下，剃刀刀片的下表面12紧贴皮肤100，如图3A所示，锋利的刀刃10可以在胡须的根部剃除胡须。另一方面，在切削胡须110的情况下，让剃刀刀片的上表面13紧贴皮肤100，如图3B所示，正如使用电动剃须器一样，因为胡须是在剃刀的刀口20被拔出，所以通过锋利的刀刃10可以获得齐根刮削(close shaving)。此专利技术对于形成剃刀刀片的硅薄片的厚度是没有限制的。因此，当对剃刀刀片的刚度有要求的时候，可以使用相对厚的硅薄片。另一方面，为了齐根刮削，可以使用较薄的硅薄片(例如，厚度接近35μm)来形成剃刀刀片。另外，优选地是，在开口20的纵向上形成的刀刃10是由刀刃形成部分14和无刀刃部分15构成的，他们是以交错的方式排列，如图4A所示。图4B为刀刃形成部分14的剖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种剃刀刀片，由硅薄片制成，其具有至少一开口和凸入所述开口的刀刃，其中所述刀刃由单晶硅构成，并且所述刀刃的刀尖半径为０．５μｍ或者更小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：滨田纠，藤本真司，佐近茂俊，小财敬，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]