DD286479A7 - Beschichtete feinschneide und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Feinschneidenveredlung, beispielsweise fuer Rasierklingen, chirurgischen Schneidinstrumenten durch Metallbeschichtung. Erfindungsgemaesz wird im Schneidenbereich eine Chrom/Kohlenstoff-Compositschicht aufgetragen, welche unmittelbar an der UEbergangstelle zum Schneidenbereich einen Stoffmengenanteil von 1% bis 5% Kohlenstoff aufweist, der bis zum Abschlusz der Stabilisierungsschicht einen Stoffmengenanteil von 50 bis 90% Kohlenstoff erreicht hat. Dabei wird so verfahren, dasz zwischen einer Chromkathode und den zu beschichtenden Feinschneiden ein Gasgemisch aus Edelgas und Kohlenstofftraegergas mittels bekannter Gasdosiereinrichtung so eingeleitet und dabei ionisiert wird, dasz zunaechst mit einem Gasgemisch von 5 at% Kohlenstoff und 95 at% Edelgas eine Stabilisierungsschicht an der UEbergangsstelle zum Schneidenwerkstoff von 1 bis 5 at% Kohlenstoff und 99 bis 95 at% Chrom erzeugt wird und im weiteren Verlauf durch Erhoehung des Kohlenstoffgehalts im Gemisch der Kohlenstoffanteil bei der sich weiter ausbildenden Stabilisierungsschicht kontinuierlich oder diskontinuierlich von 50 at% bis 90 at% veraendert wird.{Feinschneide; Beschichtung; Stabilisierungsschicht; Chrom/Kohlenstoff-Compositschicht; Schneidenbereich; Schneidenwerkstoff; Hochfrequenzzerstaeubung; Gasgemisch; Rasierklinge; chirurgisches Schneidinstrument; Edelgas; Chromkathode}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine beschichtete Feinschneide und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, beispielsweise von Rasierklingen, chirurgischen Schneidinstrumenten etc.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die auf dem Klingenworkstofi aufgetragenen Schichtsysteme sind in der Regel mehrschichtig.

So ist charakteristisch, daß zunächst auf dem Klingenwerkstoff im Scheidenbereich eine reine Metallschicht aufgetragen (OE-PS 2118212) oder nach OD-PS 15397 in einem Auf· Abtragverfahren so hergestellt wird, daß diese Schicht vom Klingenwerkstoff ausgehend aus einer reinen Metallschicht, z. B. einer reinen Chromschicht besteht. Als zweite Schicht wird nach GB-PS 125814 Polytetrafluorethylen aufgetragen. Derartige Beschichtungen zeigten aber mangelnde Härte und zu großen Verschleiß.

Das Aufbringen einer Chromnitrids.nicht auf die Chromschicht, wie in DE-PS 2118211 dargestellt, führte zu Haftproblemen, indem sich die Chromnitridschicht von der darunterliegenden Chromschicht ablöste, so daß zwischen Chromschicht und Chromnitridschicht noch eine Chromoxidzwischenschicht eingefügt wurde.

Die Ausbildung der Chromoxidzwischenschicht verzögert abor den Ablauf des Beschichtungsverfahrens. Ein weiterer Nachteil ist, daß durch Verschleiß der Chromnitridschicht infolge der Rasur die Chromoxidschicht mit der Haut in Berührung kommt und somit zu Hautreizungen Anlaß gibt.

Nach DD-PS 155885 ist vorgesehen, die Schneide mit einer Kohlenstoffschicht zu versehen, der noch andere Elemente beigefügt werden, wie z. B. Wasserstoff. Der Wasserstoffgehalt der Schicht wird dabei so geregelt, daß er vom Klingenwerkstoff und angrenzender Kohlenstoffschicht nach der Oberfläche der Stabilisierungsschicht hin zunimmt, wodurch an der Schichtoberfläche polymerartige Konfigurationen auftreten, die einerseits eine gute Haftgrundlage für nachfolgend aufgetragene Polymergleitschicht bilden, andererseits aber die Härte im Oberflächenbereich mindern. Der unterschiedliche Härtegrad der Schicht von innen nach außen verursacht außerdem Spannungen, die zum Abplatzen der Schicht führen.

Schließlich wird nach DE-PS 304"'888 einer diamantähnlichen Kohlenstoffschicht eine Zwischenschicht aus Silizium oder Siliziumoxid vorgelagert, um die Haftfähigkeit am Klingenwerkstoff "zu verbessern. Auch dieses Verfahren ist wie die bereits beschriebenen auf Grund der Mehrfachbeschichtung technologisch aufwendig und im Vergleich zu Einschichtsystemen teuer.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Verschleiß an den Schneiden zu verringern, den Beschichtungsprozeß zu beschleunigen und kostengünstiger zu gestalten und d\: Gebrauchseigenschaften der Schneidwerkzeuge zu erhöhen.

-2- 286 479 Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine beschichtete Feinschnejde und ein Verfahren zu ihrer Herstellung zu schaffen, die

eine Stabllisierungsschlcht mit nur geringem Härteunterschied an der Übergangsstelle zum Klingenwerkstoff und zunehmender Härte zum Schneidenbereich hin aufweist, bei gleichzeitig guten Hafteigenschaften sowohl zum Klingenwerkstoff als auch zur darüberliegenden Polymerschicht und sich in einer einzigen Prozeßstufe auf den Klingenwerkstoff aufbringen läßt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Schneidenbereich eine Chrom/Kohlenstoff-Compositschicht aufgetragen ist, welche unmittelbar an der Übergangsstelle zum Schneidenwerkstoff einen Stoffmengenanteil von 1 % bis 5% Kohlenstoff aufweist, der bis zum Abschluß der Stabilisierungsschicht einen Stoffmengenanteil von 50% bis 90% Kohlenstoff erreicht.

Zweckmäßigerweise hat bei einer Rasierklinge die Chrom/Kohlenstoff-Compositschlcht eine Dicke von 5 nm bis 75nm.

Vorteilhafterwelse hat bei einem chirurgischen Schneidinstrument oder Feinhobel die Chrom/Kohlenstoff/Compositschicht eine Dicke von 40nm bis 10pm.

Verfahrensgemäß wird zwischen einer Chromkathode und den zu beschichtenden Feinschneiden ein Gasgemisch aus Edelgas und Kohlenstoffträgergas mittels bekannter Gasdosierungseinrichtung so eingeleitet und dabei ionisiert, daß zunächst mit

einem Gasgemisch von 5at% Kohlenstoff und 95 at% Edelgas eine Stabilisierungsschicht an der Übergangsstelle zum Klingenwerkstoff von 1 bis 5 at% Kohlenstoff und 99 bis 95 at% Chrom erzeugt wird und im weiteren Verlauf durch Erhöhung im Gasgemisch der Kohlenstoffanteil bei der sich weiter ausbildenden Stabilisierungsschicht kontinuierlich oder diskontinuierlich von 50at% bis 90at% verändert wird.

Dadurch erhält man eine Stabilisierungsschicht mit nur geringem Härteunterschied an der Übergangsstelle zum Klingenwerkstoff und zunehmender Härte zum Schneidenbereich hin, d. h., an der Oberfläche der Stabilisierungsschicht. Die Stabilisierungsschicht besitzt gute Hafteigenschaften sowohl zum Klingenwerkstoff als auch zur darüber liegenden Polymerschicht.

Durch die besonderen positiven Eigenschaften der so hergestellten Stabilisierungsschicht werden keine Zwischenschichten mehr benötigt, so daß weitere Prozeßstufon entfallen, wodurch der Beschichtungsprozeß beschleunigt und somit weitaus kostengünstiger wird.

Die beschichteten Feinschneiden haben außerdem einen geringeren Verschleiß und damit bessere Gebrauchseigenschaften.

Ausführungsbelsplel

Die zu beschichtenden Schneidwerkzuegewerden in eine handelsübliche Vakuumbeschlchtungsanlage eingebracht und zunächst durch Glimmreinigung im Schneidenbereich von Kontaminationsmaterial befreit. Zwischen der Chromkathode und den zu beschichtenden Feinschneiden wird ein Gasgemisch aus Edelgas und Kohlenstoffträgergas mittels bekannter Gasdosioreinrichtung eingeleitet. Gleichzeitig wird über die Kathode Hochfrequenzenergie eingespeist, die einen Ionenaustausch zwischen Chromkathode und den zu beschichtenden Feinschneiden bewirkt. Zu Beginn wird ein Gasgemisch von 5at% Kohlenstoff und 95 at% Edelgas eingeleitet und dadurch an der Übergangsstelle zum Klingenwerkstoff eine Stabilisierungsschicht von 1 bis 5at% Kohlenstoff und 99 bis 95 at% Chrom erzeugt. Im weiteren Verlauf der Beschichtung wird der Kohlenstoffgehalt im Gasgemisch erhöht, und damit der Kohlenstoffanteil der weiter anwachsenden Stabilisierungsschicht kontinuierlich oder diskontinuierlich von 50at% bis 90at% verändert. Bei einer Rasierklinge beträgt die Stabilsierungsschicht vorzugsweise 45nm. Bei einem Hornhauthobel haben sich Stabilisierungsschichten von 200nm als vorteilhaft erwiesen.

Auf die Stabilisierungsschicht einer Rasierklinge wird anschließend In bekannter Weise eine gesinterte PTHE-Gleitschieht als sogenannte polymere Gleitrchicht aufgebracht.

Claims (4)

1. Beschichtete Peinschneide, beispielsweise Rasierklinge, chirurgisches Schneidinstrument oder Feinhobel mit einer im Schneidenbereich aufgetragenen Stabilisierungsschicht, dig Chrom und Kühenstoff enthält, gekennzeichnet dadurch, daß im Schneidenbereich eine Chrom/Kohlenstoff-Compositschicht aufgetragen ist, welche unmittelbar an der Übergangsstelle zum Schneidenwerkstoff einen Stoffmeng8nan'ieil von 1 % bis 5% Kohlenstoff aufweist, der bis zum Abschluß der Stabilisierungsschicht einen Stoffmengenanteil von 50% bis 90% Kohlenstoff erreicht hat.

2. Beschichtete Feinschneide nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Chrom/Kohlenstoff-Compositschicht bei einer Rasierklinge eine Dicke von 5nm bis ibnm aufweist.

3. Beschichtete Feinschneide nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Chrom/Kohlenstoff-Compositschicht bei einem chirurgischen Schneidinstrument oder Feinhobel 40 nm bis 10 pm beträgt.

4. Verfahren zur Beschichtung von Feinschneiden, insbesondere Rasierklingen mittels Hochfrequenzzerstäubung in einer bekannten Vakuumbeschichtungsanalge, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen einer Chromkathode und den zu beschichtenden Feinschneiden ein Gasgemisch aus Edelgas und Kohlenstoffträgergas mittels bekannter Gasdosiereinrichtung so eingeleitet und dabei ionisiert wird, daß zunächst mit einem Gasgemisch von 5at% Kohlenstoff und 95at% Edelgas eine Stabilisierungsschicht an der Übergangsstelle zum Schneidenwerkstoff von 1 bis 5at% Kohlenstoff und 99 bis95at% Chrom erzeugt wird und im weiteren Verlauf durch Erhöhung des Kohlenstoffgehalts im Gasgemisch der Kohlenstoffanteil der sich weiter ausbildanden Stabilisierungsschicht kontinuierlich oder diskontinuierlich von 50 bis 90 at% verändert.