[發明專利]聚合物切割刃結構和制造聚合物切割刃結構的方法

有效

• 申請號: 201780039671.0
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN109414877B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: M·格斯特;R·基巖;U·欣澤;A·埃爾塔默;G·J·西姆斯
• 申請（專利權）人: 吉列有限責任公司
• 主分類號: B29C64/135
• 分類號: B29C64/135;B29C64/141;B26B21/58
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 柳愛國

本發明提供了一種功能性聚合物切割刃結構和用于制造由聚合物材料構成的切割刃結構的方法。所述切割刃結構可在具有刀片主體或刀片支撐體型的基板上產生。通過固化由電磁輻射活化的前體材料來制備所述聚合物材料，其中所述輻射的波長約為活化所述前體材料所需的波長的兩倍。可使用本發明來形成在剃刀刀片架或刀片盒中使用的剃刀刀片。

技術領域

本發明涉及剃刀和制造切割刃結構的方法，并且更具體地涉及由聚合物材料制造切割刃結構諸如剃刀刀片的方法。

背景技術

剃刀刀片通常由諸如不銹鋼的合適金屬薄片材料形成，該金屬薄片材料被縱切成所需的寬度并被熱處理以使金屬硬化。硬化操作利用高溫爐，在高溫爐中，金屬可被暴露于大于約1000℃的溫度至多約20秒，之后進行淬火，由此使金屬快速冷卻，以獲得某些期望的材料特性。

硬化之后，通常通過研磨刀片來形成切割刃。將鋼制剃刀刀片機械地磨快以形成切割刃，該切割刃是鋒利且強的以長時間切斷毛發。連續研磨過程通常限制刀片形狀以具有呈大致三角形或楔形輪廓(例如，橫截面)的直刃。切割刃楔形構型通常具有半徑小于約1000埃的最終末端。

這種現有方法的優點是它是一種經過證明的大量、高速制備刀片的經濟性方法。如果此類方法可將較低成本的材料用于刀片成形并且還能夠實現不是大致三角形的切割刃輪廓，則其將是特別期望的。

公開了用于一次性餐具或一次性外科手術刀的具有由聚合物材料制成的切割刃的刀片(例如，美國專利6,044,566、美國專利5,782,852)。GB2310819A中公開了由聚合物材料制成的剃刀刀片。現有技術聚合物刀片中的任一個的缺點在于制備此類塑性刀片的方法對于大批量生產而言不具成本效益而且也不適于形成末端半徑小于1μm的切割刃，如切割毛發所需的。

通常，現有技術利用熔體流動加工技術。將現有技術的熔融聚合物注入通常為金屬的模具腔中，但聚合物通常太粘(通常超過100,000厘泊)而不能完全滲入亞微米(例如，小于1微米)尺寸的空間中，該空間是腔中形成剃刀刀片刃所需的。然而，選擇可能有利于滲入亞微米尺寸空間中的較低粘度材料或增加注射壓力，導致聚合物材料在模具的兩個半塊的配合表面之間滲透，這被稱為“飛邊”，并且因此不能實現所需的切割刃末端半徑。聚合物材料的粘度降低也可通過將聚合物原料加熱到玻璃化轉變溫度以上(通常超過200℃)來獲得。此外，在填充腔之后，流體聚合物材料需要冷卻以實現固體狀態，這導致刀片形狀的收縮和刃的圓化，并且因此不能實現所需的切割刃末端半徑。

因此，需要由聚合物制備切割刃結構的更好方法和制備用于剃刀的切割刃結構的更高性價比方法，該切割刃結構具有所需的末端半徑、更少刃質量可變性和鋒利性以提供相當或改善的剃刮體驗。

還期望尋找可形成具有任何形狀(諸如非線性刃)的切割刃結構和/或提供整合組件的材料和方法。

近來，增材制造技術諸如立體光刻和三維打印已被廣泛用于制造聚合物結構。在這兩種情況下，三維對象由材料的小體積元素(所謂的體素)構成，將材料的小體積元素連續地添加到彼此直到形成整個對象。然而，這些技術的空間分辨率限于數十微米的單個像素的尺寸，該尺寸大于切割刃的最終末端半徑。

高分辨率增材制造，諸如例如在Photonics Spectra(第40卷(2006)，第10期，第72-80頁)中描述的2光子聚合(2PP)是已知的，并且其形成亞微米尺寸對象的潛力已針對微型機械致動器(例如，US7,778,723B2)、微流體裝置、光學元件(例如，US8,530,118B2)、光子晶體(例如，US2013/0315530A1)和生物醫學應用諸如微針(例如，美國專利公布2009/099537A1、CN103011058A)和組織工程支架(例如，美國專利公布2013/012612A1)展示。