かみそりの原子層蒸着コーティング
かみそり刃に共形コーティングを生成するための原子層蒸着（ＡＬＤ）プロセスの新たな適用例を開示し、刃側面の表面全体及び刃本体の少なくとも一部又は表面全体に均一で共形的な高密度コーティングを蒸着する。コーティング刃のエッジの剃毛能力を向上させる（例えば、刃先端半径を減らす）ため、ＡＬＤプロセス中、プロセス後、又はプロセス中及びプロセス後の両方においてＡＬＤで作製したコーティングをエッチングしてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティング構成要素に関し、より詳細にはかみそり刃などのかみそり構成要素の改善されたコーティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
市販のほとんどのかみそり刃は、研いだステンレス鋼基材に薄膜硬質コーティングを施すことにより作製される。これらのコーティングは一般的に、標的材料と呼ばれる原材料（すなわち、蒸着される材料）が一般的に固体形状である真空状態を有する物理蒸着（ＰＶＤ）技術により、刃のエッジに蒸着される。一般的なＰＶＤ技術は、スパッタコーティング又はパルスレーザー蒸着（ＰＬＤ）などのプロセスを組み込む。
【０００３】
薄い硬質コーティングは、特定の役割及び利点を有する。１つの利点は、硬質コーティングが、刃のエッジを補強し、したがって剃毛時の過度な損傷からエッジを保護することにより、エッジ、特に薄い形状を有するエッジを一般に強化することである。
【０００４】
更に、ＰＶＤ形成コーティングは、一般に刃のエッジ表面によく付着し、その結果、次のコーティング（例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、すなわちテロマーコーティング、又はその他の高分子材料コーティング）の蒸着に適した表面をもたらす。
【０００５】
しかしながら、現在のＰＶＤプロセスの主な欠点は、ＰＶＤプロセスが主として「視線（line of sight）」プロセスであることであり、その結果、最高品質のコーティングは平坦な表面又は構成要素上に蒸着される。ＰＶＤプロセスでは、三次元形状の構成要素上に最適な被覆を得るために、構成要素を真空槽内で一般的に回転及び遊星回転させる。これらの追加の回転及び遊星回転工程は、より均一な被覆を作製するのに役立つが、当該技術分野において既知のように、コーティングの密度は入射角とともに極めて急激に低下し、またＰＶＤプロセスはその蒸着の性質上、柱状成長を有する薄膜又はコーティングを生じることが知られているため、作製されるコーティングの品質が損なわれる。このような薄膜の柱状成長に関する一般的な説明は、Ｊ．Ａ．Ｔｈｏｒｎｔｏｎ、Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ ７，２３９（１９７７）、「Ｈｉｇｈ Ｒａｔｅ Ｔｈｉｃｋ Ｆｉｌｍ Ｇｒｏｗｔｈ」に見ることができる。
【０００６】
ＰＶＤ形成コーティングは、皮膚を切ったり又は傷つけたりすることなく毛髪を切断するのに最適に刃エッジ又は刃先端の最先端を形成できるようにするために蒸着プロセスを中断する必要がないので、蒸着と同時に形成可能である。したがって、密度を高めかつ薄膜の柱状成長を制限するためには、多くの場合、現状のＰＶＤスパッタ薄膜又はコーティングは高バイアスで蒸着され、薄膜の機械的特性を最適化する。ただし、高バイアスの欠点は、（例えば、刃先端領域にコーティングがほとんどない〜全くないという点で）刃の最先端を鋭利にしすぎることがあり、後述するような望ましい最適な先端半径（tip radius）を得るのに限界を有することである。
【０００７】
したがって、従来技術ではかみそり刃のエッジを均一にコーティングすることは困難であった。
【０００８】
多くの場合に入射角が小さく（例えば、１５°以下）、更には高バイアスも印加された従来技術の刃エッジ上のコーティングは、一般に依然として低密度の柱状であり、不十分な機械的特性及び薄膜の粗さを有する。
【０００９】
更に、一般に真空技術を使用したコーティングを蒸着するのに固有の問題は、刃エッジ上のコーティングが、剃毛可能な刃エッジには大きすぎる刃先端半径値をもたらすことがあり、また望ましくない高いウールフェルト切断抵抗を有することがある（例えば、ウールフェルトの切断から得られる最低の切断抵抗が高い）。一般には、切断抵抗は、各刃がウールフェルトを切断するのに要する力を測定することにより刃の切断抵抗を測定する、ウールフェルト切断試験により測定される。各刃を一定回数（例えば、５回）ウールフェルトカッターに通過させ、それぞれの切断力を記録装置で測定する。最低値を切断抵抗として定義する。
【００１０】
刃エッジが効果的に毛髪を剃毛するために（例えば、剃毛能力）、好都合なことに、ウールフェルト切断抵抗は、約２０ｎｍの刃先端半径値に合致する約７．１Ｎ（１．６ポンド）未満である必要があり得ることが一般に知られている。ウールフェルト切断抵抗及び刃先端半径の説明は、本発明の譲渡人に譲渡された、２００７年１０月４日公開の米国特許出願公開第２００７／０２２７００８号「Ｒａｚｏｒｓ」、１９９１年１０月１５日発行の米国特許第５，０５６，２２７号「Ｒａｚｏｒ Ｂｌａｄｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、及び１９９１年９月１７日発行の米国特許第５，０４８，１９１号「Ｒａｚｏｒ Ｂｌａｄｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」に見ることができる。
【００１１】
更に、ＰＶＤなどの既知の従来技術のプロセスは、一般に刃側面の上部のみのコーティングに限定され、一般に刃側面全体を被覆しない。更に、蒸着されたコーティングの厚さは、刃側面の末端部方向で厚さが一般にゼロに近づき得るように、最先端から離れる（例えば、刃本体に近づく）につれて減少する。
【００１２】
ただし、かみそり刃が一般に刃本体及び２つの刃側面を有する場合、一度に１つのプロセスを使用して、刃側面の一部をコーティングするだけでなく、刃側面全体及び刃本体の一部又は全体も同様に均一にコーティングすることが望ましいことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０２２７００８号
【特許文献２】米国特許第５，０５６，２２７号
【特許文献３】米国特許第５，０４８，１９１号
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Ｊ．Ａ．Ｔｈｏｒｎｔｏｎ、Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ ７，２３９（１９７７）、「Ｈｉｇｈ Ｒａｔｅ Ｔｈｉｃｋ Ｆｉｌｍ Ｇｒｏｗｔｈ」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、かみそり刃のコーティングプロセスをよりよく発展させ、剃毛能力を維持しながらコーティングの品質（例えば、均一性及び緻密性）及び適用範囲を向上させる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、真空槽内に配置された少なくとも１つのかみそり刃上に少なくとも１種の材料の少なくとも１つのコーティングを原子層蒸着（ＡＬＤ）プロセスを使用して蒸着し、少なくとも１つのコーティングが少なくとも１つのかみそり刃の少なくとも１つの刃側面の表面全体及び刃本体の表面の少なくとも一部を被覆する、蒸着する工程と、少なくとも１つのコーティングをエッチングする工程と、を含む、かみそり刃のコーティング方法を提供する。エッチングは、ＡＬＤプロセス中、プロセス後、又はプロセス中及びプロセス後の両方で行うことができる。
【００１７】
本発明の別の態様では、かみそり刃は、ＡＬＤプロセスを使用して形成された少なくとも１種の材料の層の少なくとも１つのコーティングを含み、少なくとも１つのコーティングの内の１つがエッチングされる。
【００１８】
本発明の更に別の態様では、かみそり刃は、第１材料の第１コーティング及び第２材料の第２コーティングを含み、第１及び第２コーティングの少なくとも１つはＡＬＤプロセスを使用して蒸着され、第２コーティングは第１コーティングの上面に蒸着される。
【００１９】
本発明の更に別の態様は、ＡＬＤプロセスを使用して、真空槽内に配置された少なくとも１つのかみそり構成要素上に少なくとも１種の材料の少なくとも１つのコーティングを蒸着することにより、かみそり構成要素をコーティングする方法を提供する。かみそり構成要素は、カートリッジクリップ、刃の支持体、かみそり刃本体、かみそり刃側面、屈曲刃、かみそりハンドル、又はこれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。
【００２０】
他に定義されない限り、本明細書において使用されるすべての技術的用語及び科学的用語は、本発明の属する分野の当業者に慣例的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載されているものと同様又は同等の方法及び材料を本発明を実施又は試験するために使用することが可能であるが、好適な方法及び材料を以下に記載する。本明細書で言及されるすべての刊行物、特許出願、特許、及び参照は、参照することによりその全体を本明細書に組み込む。不一致である場合、定義を含め本明細書に従うものとする。更に、材料、方法、及び実施例は一例に過ぎず、制限することを意図していない。
【００２１】
本発明の他の特徴及び利点は、以下の「発明を実施するための形態」及び「特許請求の範囲」から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本明細書は、本発明を形成すると思われる主題を特定して指摘し明確に請求する請求項にて結論とするが、本発明は、添付図と関連づけて行う次の説明によってよりよく理解されると考えられ、添付図中では同様の表記は実質的に同一の要素を示すのに使用する。
【図１】本発明に従って原子層蒸着（ＡＬＤ）によりコーティング可能なかみそり刃を示す真空槽の概略図。
【図１Ａ】本発明に従って原子層蒸着（ＡＬＤ）によりコーティング可能なかみそり刃を示す真空槽の概略図。
【図２】第１前駆体を真空槽に導入した後の２つのかみそり刃のエッジ部分の断面を示す図１の拡大概略図。
【図３】第１前駆体がかみそり刃のエッジに材料の表面単分子層を形成した後の図２の拡大概略図。
【図４】第２前駆体を真空槽に導入した後の図３の拡大概略図。
【図５】第２前駆体がかみそり刃側面に材料の単分子層を形成した後の図４のかみそり刃側面の断面図を示す。
【図６】図１〜５のＡＬＤプロセスを何度も繰り返し、かみそり刃側面に材料の最終コーティングを形成した後のかみそり刃側面の断面図を示す。
【図７】本発明に従って図６のコーティング上にその場イオンエッチングプロセスを実施する前及び実施後のかみそり刃側面の断面図を示す。
【図８】本発明に従ってエッチングする前及びエッチングした後の、ＡＬＤコーティングされた刃の先端及び斜面領域の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。
【図９】本発明のプロセスのフローチャート。
【図１０】本発明に従ってＡＬＤプロセスを使用して蒸着した、対照的な特性（例えば、色）を備えた２つのコーティングを有するかみそり刃（側面及び本体）を示す。
【図１１】本発明に従って刃側面及び刃本体にＡＬＤプロセスを使用して蒸着した２つのコーティングのエッチングを示す。
【図１２】本発明に従ってＡＬＤプロセス及びステンシル又はマスクを使用して蒸着した２つのコーティングを有する刃側面及び本体を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、かみそり刃の本体及び側面をコーティングするための原子層蒸着（ＡＬＤ）プロセスの新規な適用例を開示する。
【００２４】
ＡＬＤは、様々な組成物の基材上に材料の共形薄膜を蒸着する自己制限的で、逐次的な表面化学として一般に当該技術分野において既知である。ＡＬＤは、化学反応において化学蒸着（ＣＶＤ）とほぼ同じであるが、ＡＬＤ反応では、ＣＶＤ反応を２つの半反応に分け、反応中に前駆物質を分離しておく点が異なる。ＡＬＤ薄膜の「成長」は、自己制限的であり、表面反応に基づくため、原子規模で蒸着を達成でき、その結果として蒸着を制御することができる。更に、コーティングプロセスを通じて前駆体を分離しておくことにより、単分子層あたり約０．１ナノメートル（ｎｍ）程度の微細さで成長薄膜の原子層制御を達成できる。
【００２５】
ＡＬＤプロセス及び特性は、一般に、例えば、１９７７年１１月１５日発行の米国特許第４，０５８，４３０号「Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍｓ」及びＭ．Ｒｉｔａｌａ及びＭ．Ｌｅｓｋｅｌａ、「Ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ」、ｉｎ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｈ．Ｓ．Ｎａｌｗａ編、ｖｏｌ．１，ｃｈａｐｔｅｒ ２，ｐｐ．１０３〜１５９，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，２００２に記載されている。従来技術の適用では、ＡＬＤ蒸着は一般に平坦表面上の溝で行われる。
【００２６】
本発明では、ＡＬＤ蒸着は、斜角の交点でのかみそり刃の側面にある刃先上、及び刃本体上に行われる。ＡＬＤは、後述するように、本発明に従ってかみそり刃などのかみそりシステムのコーティング構成要素の新規な適用例に使用されるとき、多くの利点をもたらす。
【００２７】
ＡＬＤの１つの主な利点は、一般に基材の露出面を一度に単一の原子層で均一にコーティングできることであり、従来技術のＰＶＤプロセスのような「視線」技術ではないため、ＡＬＤはその形状（単数又は複数）、構造、又は配置を問わずに表面をコーティングすることができる。したがって、ＡＬＤプロセスをかみそり刃のコーティングに使用すると、刃側面の斜面全体及び刃本体のあらゆる露出部を一度に１つの単分子層で均一にコーティングすることができる。一度に１つの単分子層を蒸着する又は生成するため、最適な密度を有するコーティング又は薄膜を達成できる。高密度の薄膜又はコーティングは、腐食しにくく良好な耐磨耗性を有するため、有利であることが一般に知られている。
【００２８】
以下の用語は、本発明に従って下記のように定義され得る。
【００２９】
本発明における用語「単分子層」は、１つの層、又は「原子」若しくは１つの層に形成された材料を意味する。互いの上に配置されたいくつかの単分子層は、「コーティング」又は「薄膜」を意味することができる。
【００３０】
したがって、用語「薄膜」及び「コーティング」は、本発明では交換可能に使用でき、両用語は一般に蒸着された材料を意味する。
【００３１】
用語「吸着層」は、ＡＬＤプロセスで第１前駆体を真空槽に導入し蒸着させた後に形成される層を意味する。吸着層は、気体、液体、又は溶質の蓄積により凝縮層として基材（例えば、かみそり刃のステンレス鋼材料）の表面上に集積される。
【００３２】
「高密度」材料は、「最密充填」であるか又は気孔率が実質的にゼロであることを特徴とする材料である。「最密充填」とは、分子間に孔又は開口が実質的に形成されず、分子の柱状物が一般に形成されない（例えば、柱状でない）ように、（互いに隣接して互いの上に）密集して入れ子構造になった材料の分子又は元素の原子層の形成を意味する。例えば、図６では、コーティング６２は「最密充填」又は「高密度」であるように図示されている。一般に、コーティングの「密度」は、気孔率に反比例するであろう（例えば、密度が高いほど気孔率が低くなる）。
【００３３】
「均一」な材料とは、全体を通じて実質的に同じ一定の特性又は度合を有する材料である。例えば、均一な厚さを有する蒸着した材料は、蒸着領域全体を通じて実質的に同じ厚さの材料を意味することができる。
【００３４】
「平滑」な表面は、一般に突起又は凹凸がなく粗くない表面を意味する。
【００３５】
「薄い」コーティング又は材料は、約２ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲にあり、望ましくは約５ｎｍの厚さを有することができる。
【００３６】
「均質」なコーティング又は材料は、２ｎｍ未満の厚さを有する。本発明のＡＬＤプロセスは、薄いコーティング及び均質なコーティングの両方で蒸着することができる。
【００３７】
「共形」（例えば、「共形」コーティング）は、（例えば、真空槽内の）構成要素の形状、構造、又は角度若しくは配置にかかわらず全面が被覆されるように、構成要素の全面積を被覆することを意味する。特に、ＡＬＤプロセスの蒸着の性質上、共形コーティングがもたらされるため、本発明におけるＡＬＤプロセスは、望ましくは構成要素を回転又は遊星回転させないことが必要である。
【００３８】
本発明における用語「かみそり刃」は、望ましくは刃本体と少なくとも１つの側面とを備えるステンレス鋼から構成される「基材」を意味する。望ましくは、かみそり刃は、刃エッジを形成する２つの側面と、刃本体とを備える。２つの側面は、先、若しくは先端、又は多くの場合に最先端と呼ばれる位置で交差する。各側面は、１つ、２つ、又はそれ以上の斜面を有することがある。刃本体は、一般に側面又は斜面の下に位置するかみそり刃の残りの領域である。図１のコールアウト部分に示されるように、刃１２は、刃本体２１と、先端２３で交差してエッジ２５を形成する２つの側面２４のそれぞれに２つの斜面２６を備える。「基材」は、本発明でＡＬＤプロセスの作用を受ける物質又は材料を意味する。本発明の基材は、その他の金属、プラスチック、紙、又は任意の他の物質からも構成され得ることが考えられる。本明細書における例証の実施形態は、かみそり刃の形成に一般に使用されるステンレス鋼基材に関する。
【００３９】
「刃先端半径」（多くの場合に「最先端半径」と呼ばれる）は、２つの側面の交差位置に近いかみそり刃の最先端の円形領域で測定され、かみそり刃上で刃のコーティングの有無を測定可能な、半径測定値を意味する。刃先端半径の説明は、一般に当該技術分野において既知のように、本発明の譲渡人に譲渡された１９９１年９月１７日発行の米国特許第５，０４８，１９１号「Ｒａｚｏｒ Ｂｌａｄｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」及び１９９１年１０月１５日発行の同第５，０５６，２２７号「Ｒａｚｏｒ Ｂｌａｄｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」に見られる。
【００４０】
図１〜７は、本発明に従ってステンレス鋼のかみそり刃基材上に酸化ジルコニウム（すなわち、ＺｒＯ２）コーティングを蒸着するための原子層蒸着（ＡＬＤ）プロセスの説明例を示す。
【００４１】
ここで図１を参照すると、真空槽１１内に配置された複数個のかみそり刃１２を有する真空槽システム１０のブロック図が示されている。かみそり刃１２は、刃本体２１、刃先端２３、及び刃エッジ２４を一般に有する。任意の方法でかみそり刃１２を槽内に配置することができる。図示されるように、かみそり刃は、多くの場合にかみそり刃スピンドルと呼ばれる配列で互いに隣接して配置される。ただし、スペーサ１８を使用して（図１Ａに示されるように）かみそり刃を互いの間に間隔をあけて配置してもよい。スペーサ１８の使用により、刃１２の刃本体２１上へのコーティングの適用範囲が増加する。
【００４２】
刃１２は、エッジ及び先端が反対方向に向くか又は互いから異なる角度で向かい合うように配置されてもよい（図示なし）。本発明ではあらゆる実施可能な刃１２の配向が考えられる。
【００４３】
ＡＬＤプロセスの準備では、最初に真空ポンプ１３を使用してバルブ１４を通じて真空槽１１を排気する（又はすべての化学物質若しくは気体を除去する）ことが望ましい。次にヒーター８ａ及び８ｂの電源を入れ、周囲温度又は室温（２０〜２５℃）〜約５００℃、望ましくは約１５０℃〜約４００℃に設定してもよい。本明細書に記載のＡＬＤプロセスを通して、真空槽１１内の圧力条件は、約１．３３Ｐａ〜約３９９．９Ｐａ（０．０１トール〜約３．０トール）の範囲であってもよく、望ましくは約１３３．３Ｐａ（１トール）であってもよい。
【００４４】
ほぼこの時点で、図２に示されるように、投入バルブ１５を通じて真空槽１１に第１蒸着前駆体２２を導入する。この実施例では、第１前駆体２２は、蒸気形態の塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ４）である。図２は、先端２３及び側面２４を有する２つの刃先端領域の拡大図を示す図１の刃先端の断面１２ａと、槽１１内に浮遊するＺｒＣｌ４気体分子２２とを示す。
【００４５】
その後、第１蒸着前駆体２２、すなわちＺｒＣｌ４蒸気は、槽１１内で図３に示されるように刃側面２４に材料の吸着層３２を形成する。層３２は、槽１１内で蒸気２２から刃側面２４の表面に集積した凝縮層であるため、吸着されると考えられる。
【００４６】
図２及び３の拡大図には刃側面２４及び刃先端２３のみが示されているが、真空条件内にある刃本体２１及び側面２４を含む刃１２の任意の露出面は、本発明のプロセスで全体的にかつ共形的にコーティングされるであろうことに留意すべきである。このことは、例えば、刃側面２４がコーティングにより共形的に被覆されている図６と、刃本体１２１及び刃側面１２４が共形的にコーティングされている図１０とに示される。
【００４７】
温度及び気圧に関して上述したように達成される第１真空条件は、吸着層３２を形成させるのに有効である。吸着層３２は厚さが約０．１ｎｍ〜約０．３ｎｍの範囲であってもよく、図３に示されるように、吸着層３２は望ましくは全体を通じてかなり均一な厚さを有することができる。
【００４８】
次に、投入バルブ１６を通じて不活性ガス（望ましくはアルゴン又は窒素ガス）を導入することにより槽１１内に残っている第１蒸着前駆体２２、又はＺｒＣｌ４蒸気を真空槽１１から除去し、それにより第２蒸着前駆体を槽内に導入して後述するような材料の別の単分子層を形成するのに有効な第２真空条件を提供する。
【００４９】
材料の吸着層３２で前もってコーティングされた刃側面２４の拡大図として図４に示されるように、本発明に従って、次に投入バルブ１７を通じて槽内に第２蒸着前駆体４２を導入する。この実施形態では、第２蒸着前駆体４２は、望ましくは「水蒸気」と呼ばれることもある、気体として存在する「水」である（例えば、Ｈ２Ｏガス）。図４は、槽１１内に導入された直後の、槽１１内で浮遊する元素により表される、第２蒸着前駆体４２を示す。前述のように、刃本体２１を含む刃１２の全体は図示されていないが、槽の条件に従う。
【００５０】
次に、槽１１内の第２蒸着前駆体４２、又はＨ２Ｏガスは、ＺｒＣｌ４層３２と反応し、図５に示されるように材料の第１単分子層５２（この実施例では、酸化ジルコニウム、すなわちＺｒＯ２）を生成する。ＺｒＯ２材料の第１単分子層５２は、望ましくはＺｒＣｌ４材料の吸着層３２のような吸着層ではないであろう。第１単分子層５２は、厚さが約０．１ｎｍ〜約０．３ｎｍの範囲であってもよい。図５に示されるように、第１単分子層５２は、実質的に均一な厚さを有することができる。
【００５１】
事実上、吸着層３２は、第１ＡＬＤプロセスサイクルの間、ＺｒＯ２材料の第１単分子層５２の形成に寄与する。ＡＬＤプロセスを使用すると、一度に１つの単分子層（例えば、ＺｒＯ２）のみが生成されるため、必要な回数だけ上記のプロセスを繰り返すことにより、所望のコーティング又は薄膜の厚さを得ることができる。このように、所望のコーティング又は厚さを得るまで、第２単分子層５２’を一般に第１単分子層５２の上に形成し、第３単分子層５２’’を第２単分子層５２’の上に形成するなど、（例えば、単分子層の入れ子構造の層形成を生じるように）続行する。したがって、図６に示されるように、任意数の更なる材料の単分子層を第１単分子層５２の上面に蒸着し、望ましい最終コーティング又は薄膜６２を形成できることが理解されるであろう。
【００５２】
このような各ＡＬＤプロセス又はサイクルを繰り返す前に、残ったガスを（排出バルブ１４を通じて排出真空ポンプ１３により）槽１１から除去することが望ましくい。
【００５３】
図を簡単にするために、図６に、図１〜５に関して上述したプロセスを約３回繰り返した、コーティング６２を生成する刃側面２４上に蒸着させたほぼ３つの単分子層５２を示す。したがって、図６のコーティング６２の厚さは、それぞれ個々の単分子層５２、５２’、及び５２’’の厚さの約３倍未満であると見積もられ得る。コーティング６２の厚さは、それぞれ個々の単分子層５２、５２’、及び５２’’の厚さのほぼ合計に近くなり得るが、個々に層形成した単分子層の最密充填特性のために、コーティング６２の厚さは、それぞれ個々の単分子層５２、５２’、及び５２’’の厚さのほぼ線形倍数（linear multiple）未満であり得ることは理解されるであろう。
【００５４】
ＡＬＤを繰り返す回数又はサイクル数は、蒸着される材料の性質（例えば、原子の大きさ）及び所望の最終コーティングの厚さに一般に依存することができる。所望の最終コーティングの厚さは、望ましくは約５ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲であってもよい。より厚いコーティング（例えば、最大約２０００ｎｍ）が望ましい場合は、ＡＬＤサイクルをより多く繰り返す。より薄い均質なコーティング（例えば、２ｎｍ未満）が望ましい場合は、ＡＬＤサイクルをより少なく繰り返す。したがって、ＡＬＤプロセスを必然的に３回を超えて繰り返し、使用する材料の性質及び種類に望ましい厚さを得る。例えば、本発明では、ＡＬＤプロセスを約５０〜約５０００回程度繰り返してもよく、したがって最終コーティングを形成する約５０〜約５０００の蒸着された個々の単分子層が存在してもよい。例えば、図６に示される最終コーティング６２は、（厚さ及びその他の品質の点で）所望の最終コーティングであってもよく、説明目的で約１００ｎｍの厚さを得るために約１０００回のＡＬＤプロセス又はサイクルを繰り返して形成されたと仮定されることは容易に推測できる。
【００５５】
したがって、図６の最終コーティングは、望ましくはかみそり刃などの構成要素の全表面を完全に被覆できるガス状化学物質を使用するＡＬＤプロセスにより形成された共形コーティングである。更に、図６に示されるような最終コーティングは、望ましくは気孔率が実質的にゼロであり、薄膜の柱状成長を実質的に有さない（例えば、高密度を有する）であろう。また、最終コーティング６２は、一般に蒸着領域全体で同じ特性及び厚さを有し、更にＡＬＤプロセスの完了後に平滑かつ平坦な表面モルホロジーを有するであろうという点で、均一であることが望ましい。これらのコーティングの品質は、上述した従来技術のプロセスのコーティング品質から大いに改善している。
【００５６】
更に、ＡＬＤプロセスの完了後、コーティング６２の厚さは刃の全領域を通じて均一であることが望ましいが、一部の例では、コーティング６２の（図７に示される）刃先端半径６３は約８０ｎｍ〜約３００ｎｍの範囲に入る可能性がある。そしてまた、これらのＡＬＤコーティングされた刃は、潜在的に比較的高いウールフェルト切断抵抗（例えば、８．９〜１３．３Ｎ（２〜３ポンド））を有することがあり、したがって「背景技術」の項で記載したように、高いウールフェルト切断抵抗を有する場合に刃エッジは剃毛能力が低いことがあるため、望ましくない。毛髪を望ましく剃毛できる刃エッジは、約７．１Ｎ（１．６ポンド）未満のウールフェルト切断抵抗（例えば、Ｌ５）を有する必要がある。
【００５７】
必要に応じてウールフェルト切断抵抗を低下させるために、ＡＬＤプロセス完了後又はＡＬＤプロセス中の合間のいずれかに、及び／又はＡＬＤプロセス完了後に、本発明の別の態様に従ってコーティングのエッチング又は望ましくは方向性エッチング（directional etching）を施すことができる。本発明におけるエッチングは、蒸着したコーティングの特定領域を選択的に除去して効果的により薄くする能力を意味する。
【００５８】
従来技術でのＡＬＤ蒸着は、薄膜の成長を妨げ、競合する反応経路が存在しないため、薄膜又は基材のエッチングを伴わないことに留意すべきである。本発明では、ＡＬＤ蒸着層のエッチングは、特に薄膜の成長を最小限に抑える（例えば、刃エッジ領域にコーティングを形成し、刃先端半径を改善する）ため、多くの場合に望ましい。
【００５９】
方向性エッチングは、エッチングが発生する方向又は角度がエッチングプロセス中に制御され得ることを意味する。ウールフェルト切断抵抗を低下させるため、エッチングプロセスを刃エッジ領域又は刃先端領域又は刃側面でのコーティング上に実施するよう調整できるが、本発明は、図１１に関して後述するように、刃本体上のコーティングのエッチングも同様に想定する。
【００６０】
方向性エッチングは、望ましくは刃を槽１１内で再配置ないしは別の方法で移動する必要がない「その場」で実施されるイオンエッチングプロセスにより発生し得る。本発明のイオンエッチングは、望ましくはＶｅｅｃｏ ３ｃｍ ｇｒｉｄｄｅｄ ＤＣ（ＣＳＣ）Ｉｏｎ Ｓｏｕｒｃｅなどの機器と共にアルゴンガス中で約１．３３Ｐａ（１０ミリトール）の真空条件を有する約１．５ｋＷ出力の高周波供給装置を使用して実施できる。
【００６１】
図７に示されるように、本発明の一態様では、図１〜６のＡＬＤプロセスに続いてイオンエッチングプロセス工程７１を実施でき、ＡＬＤプロセス後上部７６ａ（例えば、刃先端領域）でコーティング７４をエッチングした後、刃先端半径６３を減らして改善された刃先端半径７２を提供するように刃先端２３領域周辺のコーティング６２を成形することができる。図７に示されるように、エッチングの完了後、刃先端７７の両側に２つの斜面７５ａ及び７５ｂが形成される。これらの斜面７５ａ及び７５ｂは、図７に示されるように刃側面の長さ７８を有する刃側面部分７６の上部７６ａの範囲に入る。刃側面の長さ７８は、図７に示されるような刃１２の最先端７７から約１００ｎｍ、すなわち０．１マイクロメートル（例えば、Ｔ．１）以上の範囲であってもよい。刃の刃側面部分全体２４（部分的に示されている）は、典型的に図７に示される長さ７８を越えて延びており、約１５０マイクロメートル〜約３５０マイクロメートルの範囲であってもよい。したがって、この実施例ではエッチングが行われる領域は刃先端７７付近であるが、望ましくはかみそり刃の刃側面部分２４全体に１つ以上の更なる斜面が存在してもよく、したがって図示されていない一部の斜面は長さ７８を越えて（例えば、最先端７７から１００ｎｍを超えて）配置されてもよく、望ましい場合には同様にエッチングされてもよい。
【００６２】
エッチング又は異方性エッチングは、その性質上角度依存性であり、したがって、エッチングは一般に角度が異なれば異なる速度で行われることに留意されたい。典型的には、エッチングの速度は、先端で速く、側面で遅くなり、それにより最適な鋭角を成形するのに役立つことができる。エッチングは、典型的に小さな角度では遅く、大きな角度では速く起こり得る。
【００６３】
図６に関して上述したように、刃先端半径６３は、約８０ｎｍ〜約３００ｎｍの範囲に入っていてもよい。図７の刃先端半径７２（エッチングプロセス工程７１及びＡＬＤプロセスの両方の完了後）は、約１５ｎｍ〜約４０ｎｍの範囲であってもよく、望ましくは約２０ｎｍである。したがって、刃先端半径６３からエッチング後の刃先端半径７２への減少量は、少なくとも約１０％であってよい。こうして、エッチングプロセスの完了後、エッチングされたコーティング７４のウールフェルト切断抵抗も、望ましくは剃毛可能な刃エッジの最適範囲内の約４．４Ｎ〜約６．７Ｎ（１．０ポンド〜約１．５ポンド）に低下させることができる。エッチングプロセスは一般的には作製されたＡＬＤコーティングの均一性及び緻密性に影響を与えないことに留意すべきである。
【００６４】
上述したように、本発明のエッチングプロセスは、刃先端コーティングを形成して望ましい刃先端半径を得るように、ＡＬＤプロセスに続いて及び／又は望ましい場合にはＡＬＤプロセス中の１つ以上の合間に行うことができる。エッチングをＡＬＤプロセスの１つ以上の合間に実施する場合、一般にＡＬＤプロセスを中断してエッチングを実施する。このことは、上述したような蒸着と同時にエッチングが可能な多くの従来技術の蒸着プロセスとは著しく異なる。
【００６５】
同様の改善をもたらす、本発明で更に考えられるその他のエッチング方法には、光による（例えば、レーザー）エッチング、高周波エッチング、プラズマエッチング、化学エッチング、又はこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００６６】
図１〜６に関して上述したように本発明でＡＬＤプロセスを使用して刃に最終コーティング６２を蒸着するための合計所要時間は、約１分〜約１０時間、望ましくは約６〜１５分の範囲であってもよい。本発明で刃に追加のその場イオンエッチングプロセスを実施するための所要時間は（ＡＬＤで最終コーティングを蒸着した後に実施する場合）、約２分〜約６０分、望ましくは約２０〜３０分の範囲であってもよい。
【００６７】
本発明の上記の実施形態とは別の説明例では、第１蒸着前駆体は塩化ハフニウムであってもよく、刃側面上にＨｆＣｌ４の吸着層を形成し、第２蒸着前駆体は水蒸気であってもよく、酸化ハフニウム、すなわちＨｆＯ２の１つの単分子層コーティングを生成する。上記のように、ＨｆＣｌ４の吸着層を蒸着して第１酸化ハフニウム（すなわちＨｆＯ２）の単分子層コーティングを形成するプロセスは、必要な回数だけ繰り返して望ましい薄膜厚を有する多重のＨｆＯ２単分子層を作製することができる。一般に、上記のように、このような各サイクルを繰り返す前に、望ましくは残ったガスを（バルブ１４を通じて真空ポンプ１３により）槽１１から除去する。したがって、図６に関して上述したように、多数の更なるＨｆＯ２材料の単分子層を最初のＨｆＯ２単分子層の上に蒸着し、望ましい特性（例えば、厚さ、密度、均一性）を有する最終コーティングを形成することができる。同様に、図７に関して上述したように、必要に応じて刃先端半径を減らすために、ＨｆＯ２の最終コーティングの生成中又は生成後にその場イオンエッチングプロセスを実施してもよい。
【００６８】
図８は、酸化ハフニウムコーティングのＡＬＤ蒸着後にエッチングを行った及び行っていない刃先端を撮影した実物の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真の比較を示す。示されるように、ＳＥＭ写真８２は、ＡＬＤプロセス使用後にエッチングを行っていない、コーティングされた（エッチングされていない）刃先端８３を示す。ＳＥＭ写真８４及び８６は、本発明に従ってその場イオンエッチングを実施することでエッチングされたコーティングを有する改善された刃先端８５を生成した、写真８２のＡＬＤコーティングされた刃先端８３を示す。ＳＥＭ写真８６は、エッチング後の刃先端８５を有する写真８４の断面を示す。エッチングされていないＡＬＤコーティングの刃先端８３に対する、ＡＬＤプロセス後にエッチングされた刃先端８５の刃先端半径及び均一性並びにその他の特性における改善は、写真を比較すると肉眼で見ることができる。刃先端８３の刃先端半径８３ａは、約８０ｎｍ〜約３００ｎｍの範囲に入ることができる。刃先端８５の刃先端半径８５ａは（ＡＬＤ及びエッチングプロセスの両方の完了後）、約１５ｎｍ〜約４０ｎｍの範囲であってもよく、望ましくは約２０ｎｍである。その結果、刃先端８３の刃先端半径８３ａからエッチング後の刃先端８５の刃先端半径８５ａへの減少は、少なくとも約１０％、望ましくは少なくとも約５０％であってもよい。エッチングプロセスの完了後、刃先端８３に対するエッチングされたコーティング刃先端８５のウールフェルト切断抵抗は、望ましくは（剃毛可能な刃の最適範囲内の）約４．４Ｎ〜約６．７Ｎ（１．０ポンド〜約１．５ポンド）に低下させることができる。
【００６９】
従来技術のプロセスと比較して、かみそり刃基材にＡＬＤプロセス又はエッチングを伴うＡＬＤプロセス（ＡＬＤ／エッチング）を適用すると、多くの利点があることが分かる。１つの主要な利点は、ＡＬＤ又はＡＬＤ／エッチングプロセスでは、どの時点でも、真空槽内でかみそり刃を回転又は遊星回転させる必要がないことである。ＡＬＤ又はＡＬＤ／エッチングプロセスは、従来技術のプロセスのように刃側面の一部のみでなく、刃本体２１及び刃側面２４の全露出面を含む、刃基材の全領域を被覆する共形コーティングを生成する。したがって、ＡＬＤ又はＡＬＤ／エッチングプロセスは、ＰＶＤなどの従来技術のプロセスの場合のように物理的な標的に到達する能力ではなくガス状の化学物質によって左右される一群のコーティング全体を作製することができる。このように、ＡＬＤは、従来のＰＶＤプロセスより低コストなプロセスである可能性がある。
【００７０】
別の利点は、一度に１つの単分子層を蒸着する必要がある原子層形成プロセスを使用してコーティングを適用するため、また前の原子層に以降の各原子層を入れ子構造にするか又は最密充填にするため、の両方により、得られるコーティングは高密度であり、実質的に気孔率がゼロであるコーティングが得られる。コーティングが高密度になるほど、従来技術のコーティングなどの低密度なコーティングに比べて経時的な耐久性がよくなることが一般に知られている。ＡＬＤで作製したコーティングは、一般に従来技術のコーティングより高密度である。恐らくは、ＡＬＤで作製したコーティングは、従来技術のコーティングより少なくとも約５％高密度であり、望ましくは約１０％を超えてより高密度であることができる。
【００７１】
最新技術において刃は常に薄型化の方向に発展するため、この薄型化が強まるにもかかわらず強いエッジ領域を確保する要望が実現される。ＡＬＤプロセスは、かみそり刃に共形特性を有する薄膜又はコーティングを提供し、それにより刃の表面全体（刃側面及び刃本体）を均一かつ高密度にコーティングすることができる。この向上した均一性及び緻密性は、特に刃側面領域においてより高強度のより硬質なコーティングをもたらし、その結果、改善された高強度で硬質な刃エッジ領域（又は本体）をもたらすのに役立つ。
【００７２】
実際において、ＡＬＤプロセスは、従来技術と比べて刃又は刃エッジ（又は側面）に強度をもたらす手段を提供することができる。実施例とは別に言えば、「薄い」２００ｎｍ厚の（例えば、上記のＰＶＤ技術で作製した）従来技術のコーティングを比較すると、ＡＬＤで作製した「薄い」２００ｎｍ厚のコーティングと同じように強く又は硬い可能性はないので、一方、従来技術のコーティングと同じ厚さにＡＬＤで作製したコーティングでは、ＡＬＤで作製したコーティングは従来技術のコーティングより高密度でかつより均一であると考えるのは妥当である。
【００７３】
したがって、恐らくは、ＡＬＤで作製したより薄いコーティング（例えば、１００ｎｍ）は、より厚い従来技術のコーティング（例えば、２００ｎｍ）と同じ強度及び硬度の品質をもたらすことができる。このことは、蒸着時間及びコストを減らして製造時の効率を上げるために、コーティングにＡＬＤ蒸着プロセスを使用することが望ましいこと示す。
【００７４】
したがって、当然の結果として、ＡＬＤプロセスの最大の利点は、おそらくは、より薄いＡＬＤコーティングを刃又は刃側面に蒸着して従来技術のプロセス（ＰＶＤなど）を使用して蒸着したより厚いコーティングと同程度の強度及び硬度を得ることができることであろう。
【００７５】
図９に示されるフローチャートに本発明の基本的なプロセスを示す。工程９１では、真空槽をパージ及び排気して第１真空条件をもたらし、次に工程９２で第１蒸着前駆体を導入し、それにより工程９３で吸着層を形成する。工程９４では、真空槽をパージしかつ再度排気して第２真空条件を準備し、次に工程９５で第２蒸着前駆体を導入し、それにより工程９６で第１単分子層を形成する。工程９７では、所望の単分子層の厚さが達成されていない場合は、プロセス工程９１〜９６を繰り返し、所望の単分子層の厚さを達成した場合は、工程９８でエッチングプロセス（例えば、その場イオンエッチング）を実施し、必要に応じて刃先端周囲のコーティングを改善する。工程９８ａは、中間体又は中間層のエッチングが望ましい場合に、サイクルを繰り返す間にエッチングプロセスを実施することもできることを示す。工程９９では、エッチングの有無にかかわらず最終コーティングが達成される。
【００７６】
本発明の別の態様では、第１蒸着前駆体としての使用に任意の種類の材料を導入してもよく、また第２蒸着前駆体としての使用に任意の種類の材料を導入してもよいと考えられる。
【００７７】
例えば、上記に詳述した前駆体の実施例の他に使用可能なその他の化合物は、塩化チタン又は塩化アルミニウムなどである。本発明で第１蒸着前駆体の化合物を選択する際に一般に望ましい特性は、前駆体が一般に高い誘電率及び熱安定性を有し、自己分解又はフイルム若しくは基材への溶出がないことである。
【００７８】
第２蒸着前駆体に関しては、酸素を含むと考えられる最終コーティング６２は、必然的に酸素源を必要とするであろう。したがって、上述したような水蒸気などの酸素源を有する任意の化合物が好適であり得る。ただし、酸素源として水蒸気を使用する潜在的な欠点は、槽から水蒸気を十分に除去するのに要するパージ時間が長くなり得ることであり、長いパージ時間は一般に低処理量（例えば、単位時間あたりのコーティングされる刃数）と、その結果として高コストとをもたらす可能性がある。第２蒸着前駆体として水蒸気を使用する代わりに、任意のその他の化合物を酸素源に使用してもよい。本発明で考えられるその他の酸素源化合物の１つは、オゾン（Ｏ３）である。
【００７９】
異なる材料のコーティングを互いの上に層状に重ねる場合、本発明では、最終コーティング又はことによると異なる種類の単分子層の混合層を使用して超格子コーティング又は多層コーティングを形成することが考えられる。異なる種類のコーティング材料の数及び層の数は、望みどおりに選択でき、これらの超格子コーティングは、有用な硬度及び密度を有するコーティングを提供することができる。
【００８０】
本発明の更に別の態様では、かみそり刃基材は、クロム（Ｃｒ）、ダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）、非晶質ダイヤモンド、クロム／プラチナ（Ｃｒ／Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（Ｔｉ／Ｎ）、若しくはニオブ（Ｎｄ）、又はこれらの任意の組み合わせからなる上層コーティングを有する又は有さない、鋼鉄から構成される刃を含むことができるが、これらに限定されない。
【００８１】
更に、かみそり刃基材は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）、又はこれらの任意の組み合わせなどの、任意の種類であり得る中間層から構成されてもよいが、これらに限定されない。
【００８２】
本発明の更に別の態様では、ＡＬＤプロセスの開始前に基材を改質してもよい。例えば、かみそり刃基材を改質して基材に化合物がよりよく付着するようにすることができる。前駆体及びその結果として最終コーティングの付着を向上させるために、基材（例えば、刃本体及び／又は側面）を最初にＵＶオゾン、高周波プラズマ又は直流プラズマ環境で約５〜約１５分間洗浄してもよい。
【００８３】
従来技術のＰＶＤプロセスとは異なり、本発明のＡＬＤプロセスは、上述したように当初から（例えば、刃側面のみでなく）刃本体全体に適用されるため、ＡＬＤプロセスをかみそり刃側面及びかみそり刃本体の両方に更に適用することができる。
【００８４】
例えば、望ましくは刃側面又は刃本体上に広範囲の色、文字、図形、又はその他の証印若しくは特徴又はこれらの任意の組み合わせを提供することができる。
【００８５】
例証の一実施形態である、図１０に示されるようなかみそり刃１００では、側面１２４、先端１２３、エッジ１２５、及び本体１２１を有するかみそり刃１１２の第１又は下層コーティング１１４は、ＡＬＤプロセスを使用して形成され、特定の特性又は色（例えば、青）を有していてもよく、第２又は上層コーティング１１６は、下層コーティング１１４の上面に形成され、別の特性又は色（例えば、緑）を有していてもよく、その結果、使用とともに上層コーティング１１６の茶／金色が次第に消えて下層コーティング１１４の青色が現れる。本明細書に記載のＨｆＯ２の最終コーティングは青色を与えることができ、ＴｉＯ２のコーティングは茶／金色〜赤色を与えることができることに留意すべきである。したがって、場合によっては、色が（例えば、交通信号灯のように）緑から赤に変わると、刃がもはや安全に使用できないことをユーザーに知らせることができる。多くのチタン材料は色を与えることができる。ただし、本発明では、様々な特性若しくは色又は多数のコーティングを提供できる任意の種類の材料が考えられ、かみそり刃のカラーコーティングに使用される材料の更なる説明は、本発明の譲渡人に譲渡された２００４年６月３日出願の米国特許出願公開第２００５／０２６８４７０Ａ１号「Ｃｏｌｏｒｅｄ Ｒａｚｏｒ Ｂｌａｄｅｓ」に見ることができる。
【００８６】
更に、本発明は、図１１のかみそり刃１１０の実施形態をも想定し、かみそり刃１１０は、ＡＬＤプロセスにより適用された、第１色（例えば、緑）を有する第１コーティング１１４及び第２色（例えば、ピンク）を有する第２又は上層コーティング１１６を有する刃側面１２４を含み、第２コーティング１１６は、第１コーティング１１４の色がエッチアウトした領域で現れるように、図１１に示されるような特定領域でＡＬＤプロセスに続いてエッチングできる。図１１において、エッチアウトした領域が刃側面１２４上に商品名であるＶｅｎｕｓ（登録商標）という単語を綴った文字が例示されている第１コーティング１１４を示す。本発明では、多数の位置の変更又は異なる態様又は特性が考えられる。
【００８７】
また、図１１にはＡＬＤプロセスを使用して刃本体１２１にも上記のようなコーティング１１４及び１１６を提供し、次いでエッチアウトした領域が刃側面１２４上に商品名であるＶｅｎｕｓ（登録商標）という単語を綴った文字が再度例示されている第１コーティング１１４を示すという概念が示されている。
【００８８】
本発明では、ＡＬＤプロセス中又はプロセス後のいずれにも、任意の色、文字、図形、特徴、若しくはその他認証又はこれらの任意の組み合わせを蒸着する又はエッチングすることができる。
【００８９】
更に、エッチングの代わりに、図形、デザイン、又は文字を基材上に配置するために、（例えば、鋼鉄又はガラス製のリソグラフ的にエッチングされたマスクを使用して）鋼鉄製マスク又はテンプレートと共に本明細書に記載のＡＬＤプロセスを使用することもできる。この配置には、図形、デザイン、又は文字を基材上に塗装又は印刷（例えば、レーザー印刷又はインクジェット印刷）することも含み得る。図１２に示されるように、刃の選択領域１２６上にそれぞれ設置した開口部１２７ａを有する鋼鉄製マスク又はステンシル１２７を使用して、ＡＬＤプロセス中又はプロセス後に、かみそり刃の本体及びエッジ上の選択領域１２６を実現することができる。開口部１２７ａは、図１２に示されるように、選択領域１２６に商品名であるＶｅｎｕｓ（登録商標）という単語を綴った文字、又は花、若しくはその他のデザインを提供することができる。
【００９０】
特定のマスク又はステンシルに依存して、選択領域１２６は、所望の結果に応じてＡＬＤコーティングを蒸着する位置、又は別の方法としてはＡＬＤコーティングを蒸着しない位置を示すであろう。
【００９１】
このように、ＡＬＤ蒸着領域は選択可能であり、本発明では多数の位置の変更及び異なる態様又は特性が想定し得る。
【００９２】
更に、本発明は、ＡＬＤプロセスをかみそり刃のコーティングに使用することに限定されない。例えば、本明細書に記載のＡＬＤプロセスを使用して、かみそりカートリッジクリップ、刃の支持体、屈曲刃、又は任意のかみそりハンドルの部品（例えば、金属部品）、又はこれらの任意の部分などを含むがそれらに限定されない、任意のかみそり構成要素上に材料を設置することができる。したがって、任意の前記金属製かみそりの構成要素を、本発明に記載したようにコーティング及びエッチングすることができる。
【００９３】
更に、本発明は、家庭、健康／医療、美容、女性用品、幼児、パーソナル、ファブリック、ペット、及び食品などを含むがこれらに限定されない応用分野において、紙、木材、セラミックス、プラスチック、ガラス、布地などを含むがこれらに限定されない非金属表面又は基材等の任意の種類の基材又は材料をコーティングするために、本明細書に記載のＡＬＤプロセスを使用することを想定する。
【００９４】
上述したようにＡＬＤプロセスを使用して金属上に蒸着される無機材料に加えて、本発明は、本明細書に記載の一般的なＡＬＤプロセスを使用して任意のポリマー又はエラストマーを任意の有機材料又は有機金属材料（例えば、炭素に結合した金属又は半金属を含む有機化合物）でコーティングできることを想定する。
【００９５】
一例として、かみそりカートリッジ、カートリッジ接続構造、ハウジング及び／又はエラストマー又は任意の潤滑体などの、その他のかみそり構成要素上にＡＬＤプロセスを適用することが挙げられる。
【００９６】
例えば、本発明は、ＡＬＤ蒸着を使用してエラストマー製のかみそりハンドル又は歯ブラシ上に抗真菌及び抗細菌の両特性を示し得る銀又はイソチアゾリノンなどの有機金属又は抗菌コーティング若しくは剤を設置でき、またエッチングを使用してコーティングの外表面内又は外表面上に隆起部若しくは文字又はその他の態様を形成できることを想定する。均質コーティング（例えば、典型的に厚さが２ｎｍ未満）が望ましい場合、抗菌コーティングの実現に要するＡＬＤサイクルの合計数はより少なくてもよいことが考えられる。
【００９７】
したがって、本発明の新規な態様がＡＬＤ蒸着技術及び／又はエッチングプロセスを使用してコーティング可能な任意の基材に等しく適用されることは当然である。これらのＡＬＤ蒸着の厚さは、所望の設計選択及び選択した蒸着材料に応じて約０．１ｎｍ〜約２０００ｎｍの広範囲に及ぶことがある。材料の単分子層が望ましい場合、厚さは約０．５ｎｍであってもよく、又は材料の薄層が望ましい場合、このような層の蒸着コーティングの厚さは約５ｎｍであってもよい。
【００９８】
更に、かみそり刃に関して、ＡＬＤプロセス及びエッチングプロセスに続いて、刃側面はおそらくポリテトラフルオロエチレン、すなわちＰＴＦＥ（すなわち、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）の形態）（多くの場合にテロマーと呼ばれる）などの高分子材料でコーティングされることがあるため、本発明は、既知の従来技術の蒸着プロセスを使用するＡＬＤプロセス及び／又はエッチングプロセスの間に高分子材料のコーティングが起こることをも想定する。
【００９９】
更に、本発明のＡＬＤプロセス及び／又はエッチングプロセスは、従来技術の薄膜又はコーティングの蒸着前、蒸着中、又は蒸着後に使用されてもよい。例えば、ＡＬＤプロセス及び／又はエッチングプロセスを使用して、従来技術のコーティング又はこれらの任意の組み合わせと共に、１つ以上の中間層、下層、又は上層を提供することができる。そしてまた、従来技術のＰＶＤプロセスを使用して既にコーティングされているかみそり刃は、続いて本発明のＡＬＤプロセス及び／又はエッチングを伴うＡＬＤプロセスを使用して上層を蒸着し、表面平滑性又は緻密性を向上させることができる。
【０１００】
本明細書に開示されている寸法及び値は、列挙した正確な数値に厳しく制限されるものとして理解すべきではない。それよりむしろ、特に規定がない限り、こうした各寸法は、列挙された値とその値周辺の機能的に同等の範囲との両方を意味することが意図される。例えば、「４０ｍｍ」として開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することを意図する。
【０１０１】
「発明を実施するための形態」で引用したすべての文献は、関連部分において本明細書に参考として組み込まれるが、いずれの文献の引用も、それが本発明に関して先行技術であることを容認するものとして解釈されるべきではない。この文書における用語のいずれかの意味又は定義が、参考として組み込まれる文献における用語のいずれかの意味又は定義と対立する範囲については、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義を適用するものとする。
【０１０２】
本発明の特定の実施形態が例示され、記載されてきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の様々な変更及び修正を実施できることが、当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内にあるそのようなすべての変更及び修正を、添付の「特許請求の範囲」で扱うものとする。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティング構成要素に関し、より詳細にはかみそり刃などのかみそり構成要素の改善されたコーティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
市販のほとんどのかみそり刃は、研いだステンレス鋼基材に薄膜硬質コーティングを施すことにより作製される。これらのコーティングは一般的に、標的材料と呼ばれる原材料（すなわち、蒸着される材料）が一般的に固体形状である真空状態を有する物理蒸着（ＰＶＤ）技術により、刃のエッジに蒸着される。一般的なＰＶＤ技術は、スパッタコーティング又はパルスレーザー蒸着（ＰＬＤ）などのプロセスを組み込む。
【０００３】
薄い硬質コーティングは、特定の役割及び利点を有する。１つの利点は、硬質コーティングが、刃のエッジを補強し、したがって剃毛時の過度な損傷からエッジを保護することにより、エッジ、特に薄い形状を有するエッジを一般に強化することである。
【０００４】
更に、ＰＶＤ形成コーティングは、一般に刃のエッジ表面によく付着し、その結果、次のコーティング（例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、すなわちテロマーコーティング、又はその他の高分子材料コーティング）の蒸着に適した表面をもたらす。
【０００５】
しかしながら、現在のＰＶＤプロセスの主な欠点は、ＰＶＤプロセスが主として「視線（line of sight）」プロセスであることであり、その結果、最高品質のコーティングは平坦な表面又は構成要素上に蒸着される。ＰＶＤプロセスでは、三次元形状の構成要素上に最適な被覆を得るために、構成要素を真空槽内で一般的に回転及び遊星回転させる。これらの追加の回転及び遊星回転工程は、より均一な被覆を作製するのに役立つが、当該技術分野において既知のように、コーティングの密度は入射角とともに極めて急激に低下し、またＰＶＤプロセスはその蒸着の性質上、柱状成長を有する薄膜又はコーティングを生じることが知られているため、作製されるコーティングの品質が損なわれる。このような薄膜の柱状成長に関する一般的な説明は、Ｊ．Ａ．Ｔｈｏｒｎｔｏｎ、Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ ７，２３９（１９７７）、「Ｈｉｇｈ Ｒａｔｅ Ｔｈｉｃｋ Ｆｉｌｍ Ｇｒｏｗｔｈ」に見ることができる。
【０００６】
ＰＶＤ形成コーティングは、皮膚を切ったり又は傷つけたりすることなく毛髪を切断するのに最適に刃エッジ又は刃先端の最先端を形成できるようにするために蒸着プロセスを中断する必要がないので、蒸着と同時に形成可能である。したがって、密度を高めかつ薄膜の柱状成長を制限するためには、多くの場合、現状のＰＶＤスパッタ薄膜又はコーティングは高バイアスで蒸着され、薄膜の機械的特性を最適化する。ただし、高バイアスの欠点は、（例えば、刃先端領域にコーティングがほとんどない〜全くないという点で）刃の最先端を鋭利にしすぎることがあり、後述するような望ましい最適な先端半径（tip radius）を得るのに限界を有することである。
【０００７】
したがって、従来技術ではかみそり刃のエッジを均一にコーティングすることは困難であった。
【０００８】
多くの場合に入射角が小さく（例えば、１５°以下）、更には高バイアスも印加された従来技術の刃エッジ上のコーティングは、一般に依然として低密度の柱状であり、不十分な機械的特性及び薄膜の粗さを有する。
【０００９】
更に、一般に真空技術を使用したコーティングを蒸着するのに固有の問題は、刃エッジ上のコーティングが、剃毛可能な刃エッジには大きすぎる刃先端半径値をもたらすことがあり、また望ましくない高いウールフェルト切断抵抗を有することがある（例えば、ウールフェルトの切断から得られる最低の切断抵抗が高い）。一般には、切断抵抗は、各刃がウールフェルトを切断するのに要する力を測定することにより刃の切断抵抗を測定する、ウールフェルト切断試験により測定される。各刃を一定回数（例えば、５回）ウールフェルトカッターに通過させ、それぞれの切断力を記録装置で測定する。最低値を切断抵抗として定義する。
【００１０】
刃エッジが効果的に毛髪を剃毛するために（例えば、剃毛能力）、好都合なことに、ウールフェルト切断抵抗は、約２０ｎｍの刃先端半径値に合致する約７．１Ｎ（１．６ポンド）未満である必要があり得ることが一般に知られている。ウールフェルト切断抵抗及び刃先端半径の説明は、本発明の譲渡人に譲渡された、２００７年１０月４日公開の米国特許出願公開第２００７／０２２７００８号「Ｒａｚｏｒｓ」、１９９１年１０月１５日発行の米国特許第５，０５６，２２７号「Ｒａｚｏｒ Ｂｌａｄｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、及び１９９１年９月１７日発行の米国特許第５，０４８，１９１号「Ｒａｚｏｒ Ｂｌａｄｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」に見ることができる。
【００１１】
更に、ＰＶＤなどの既知の従来技術のプロセスは、一般に刃側面の上部のみのコーティングに限定され、一般に刃側面全体を被覆しない。更に、蒸着されたコーティングの厚さは、刃側面の末端部方向で厚さが一般にゼロに近づき得るように、最先端から離れる（例えば、刃本体に近づく）につれて減少する。
【００１２】
ただし、かみそり刃が一般に刃本体及び２つの刃側面を有する場合、一度に１つのプロセスを使用して、刃側面の一部をコーティングするだけでなく、刃側面全体及び刃本体の一部又は全体も同様に均一にコーティングすることが望ましいことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０２２７００８号
【特許文献２】米国特許第５，０５６，２２７号
【特許文献３】米国特許第５，０４８，１９１号
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Ｊ．Ａ．Ｔｈｏｒｎｔｏｎ、Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ ７，２３９（１９７７）、「Ｈｉｇｈ Ｒａｔｅ Ｔｈｉｃｋ Ｆｉｌｍ Ｇｒｏｗｔｈ」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、かみそり刃のコーティングプロセスをよりよく発展させ、剃毛能力を維持しながらコーティングの品質（例えば、均一性及び緻密性）及び適用範囲を向上させる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、真空槽内に配置された少なくとも１つのかみそり刃上に少なくとも１種の材料の少なくとも１つのコーティングを原子層蒸着（ＡＬＤ）プロセスを使用して蒸着し、少なくとも１つのコーティングが少なくとも１つのかみそり刃の少なくとも１つの刃側面の表面全体及び刃本体の表面の少なくとも一部を被覆する、蒸着する工程と、少なくとも１つのコーティングをエッチングする工程と、を含む、かみそり刃のコーティング方法を提供する。エッチングは、ＡＬＤプロセス中、プロセス後、又はプロセス中及びプロセス後の両方で行うことができる。
【００１７】
本発明の別の態様では、かみそり刃は、ＡＬＤプロセスを使用して形成された少なくとも１種の材料の層の少なくとも１つのコーティングを含み、少なくとも１つのコーティングの内の１つがエッチングされる。
【００１８】
本発明の更に別の態様では、かみそり刃は、第１材料の第１コーティング及び第２材料の第２コーティングを含み、第１及び第２コーティングの少なくとも１つはＡＬＤプロセスを使用して蒸着され、第２コーティングは第１コーティングの上面に蒸着される。
【００１９】
本発明の更に別の態様は、ＡＬＤプロセスを使用して、真空槽内に配置された少なくとも１つのかみそり構成要素上に少なくとも１種の材料の少なくとも１つのコーティングを蒸着することにより、かみそり構成要素をコーティングする方法を提供する。かみそり構成要素は、カートリッジクリップ、刃の支持体、かみそり刃本体、かみそり刃側面、屈曲刃、かみそりハンドル、又はこれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。
【００２０】
他に定義されない限り、本明細書において使用されるすべての技術的用語及び科学的用語は、本発明の属する分野の当業者に慣例的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載されているものと同様又は同等の方法及び材料を本発明を実施又は試験するために使用することが可能であるが、好適な方法及び材料を以下に記載する。本明細書で言及されるすべての刊行物、特許出願、特許、及び参照は、参照することによりその全体を本明細書に組み込む。不一致である場合、定義を含め本明細書に従うものとする。更に、材料、方法、及び実施例は一例に過ぎず、制限することを意図していない。
【００２１】
本発明の他の特徴及び利点は、以下の「発明を実施するための形態」及び「特許請求の範囲」から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本明細書は、本発明を形成すると思われる主題を特定して指摘し明確に請求する請求項にて結論とするが、本発明は、添付図と関連づけて行う次の説明によってよりよく理解されると考えられ、添付図中では同様の表記は実質的に同一の要素を示すのに使用する。
【図１】本発明に従って原子層蒸着（ＡＬＤ）によりコーティング可能なかみそり刃を示す真空槽の概略図。
【図１Ａ】本発明に従って原子層蒸着（ＡＬＤ）によりコーティング可能なかみそり刃を示す真空槽の概略図。
【図２】第１前駆体を真空槽に導入した後の２つのかみそり刃のエッジ部分の断面を示す図１の拡大概略図。
【図３】第１前駆体がかみそり刃のエッジに材料の表面単分子層を形成した後の図２の拡大概略図。
【図４】第２前駆体を真空槽に導入した後の図３の拡大概略図。
【図５】第２前駆体がかみそり刃側面に材料の単分子層を形成した後の図４のかみそり刃側面の断面図を示す。
【図６】図１〜５のＡＬＤプロセスを何度も繰り返し、かみそり刃側面に材料の最終コーティングを形成した後のかみそり刃側面の断面図を示す。
【図７】本発明に従って図６のコーティング上にその場イオンエッチングプロセスを実施する前及び実施後のかみそり刃側面の断面図を示す。
【図８】本発明に従ってエッチングする前及びエッチングした後の、ＡＬＤコーティングされた刃の先端及び斜面領域の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。
【図９】本発明のプロセスのフローチャート。
【図１０】本発明に従ってＡＬＤプロセスを使用して蒸着した、対照的な特性（例えば、色）を備えた２つのコーティングを有するかみそり刃（側面及び本体）を示す。
【図１１】本発明に従って刃側面及び刃本体にＡＬＤプロセスを使用して蒸着した２つのコーティングのエッチングを示す。
【図１２】本発明に従ってＡＬＤプロセス及びステンシル又はマスクを使用して蒸着した２つのコーティングを有する刃側面及び本体を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、かみそり刃の本体及び側面をコーティングするための原子層蒸着（ＡＬＤ）プロセスの新規な適用例を開示する。
【００２４】
ＡＬＤは、様々な組成物の基材上に材料の共形薄膜を蒸着する自己制限的で、逐次的な表面化学として一般に当該技術分野において既知である。ＡＬＤは、化学反応において化学蒸着（ＣＶＤ）とほぼ同じであるが、ＡＬＤ反応では、ＣＶＤ反応を２つの半反応に分け、反応中に前駆物質を分離しておく点が異なる。ＡＬＤ薄膜の「成長」は、自己制限的であり、表面反応に基づくため、原子規模で蒸着を達成でき、その結果として蒸着を制御することができる。更に、コーティングプロセスを通じて前駆体を分離しておくことにより、単分子層あたり約０．１ナノメートル（ｎｍ）程度の微細さで成長薄膜の原子層制御を達成できる。
【００２５】
ＡＬＤプロセス及び特性は、一般に、例えば、１９７７年１１月１５日発行の米国特許第４，０５８，４３０号「Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍｓ」及びＭ．Ｒｉｔａｌａ及びＭ．Ｌｅｓｋｅｌａ、「Ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ」、ｉｎ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｈ．Ｓ．Ｎａｌｗａ編、ｖｏｌ．１，ｃｈａｐｔｅｒ ２，ｐｐ．１０３〜１５９，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，２００２に記載されている。従来技術の適用では、ＡＬＤ蒸着は一般に平坦表面上の溝で行われる。
【００２６】
本発明では、ＡＬＤ蒸着は、斜角の交点でのかみそり刃の側面にある刃先上、及び刃本体上に行われる。ＡＬＤは、後述するように、本発明に従ってかみそり刃などのかみそりシステムのコーティング構成要素の新規な適用例に使用されるとき、多くの利点をもたらす。
【００２７】
ＡＬＤの１つの主な利点は、一般に基材の露出面を一度に単一の原子層で均一にコーティングできることであり、従来技術のＰＶＤプロセスのような「視線」技術ではないため、ＡＬＤはその形状（単数又は複数）、構造、又は配置を問わずに表面をコーティングすることができる。したがって、ＡＬＤプロセスをかみそり刃のコーティングに使用すると、刃側面の斜面全体及び刃本体のあらゆる露出部を一度に１つの単分子層で均一にコーティングすることができる。一度に１つの単分子層を蒸着する又は生成するため、最適な密度を有するコーティング又は薄膜を達成できる。高密度の薄膜又はコーティングは、腐食しにくく良好な耐磨耗性を有するため、有利であることが一般に知られている。
【００２８】
以下の用語は、本発明に従って下記のように定義され得る。
【００２９】
本発明における用語「単分子層」は、１つの層、又は「原子」若しくは１つの層に形成された材料を意味する。互いの上に配置されたいくつかの単分子層は、「コーティング」又は「薄膜」を意味することができる。
【００３０】
したがって、用語「薄膜」及び「コーティング」は、本発明では交換可能に使用でき、両用語は一般に蒸着された材料を意味する。
【００３１】
用語「吸着層」は、ＡＬＤプロセスで第１前駆体を真空槽に導入し蒸着させた後に形成される層を意味する。吸着層は、気体、液体、又は溶質の蓄積により凝縮層として基材（例えば、かみそり刃のステンレス鋼材料）の表面上に集積される。
【００３２】
「高密度」材料は、「最密充填」であるか又は気孔率が実質的にゼロであることを特徴とする材料である。「最密充填」とは、分子間に孔又は開口が実質的に形成されず、分子の柱状物が一般に形成されない（例えば、柱状でない）ように、（互いに隣接して互いの上に）密集して入れ子構造になった材料の分子又は元素の原子層の形成を意味する。例えば、図６では、コーティング６２は「最密充填」又は「高密度」であるように図示されている。一般に、コーティングの「密度」は、気孔率に反比例するであろう（例えば、密度が高いほど気孔率が低くなる）。
【００３３】
「均一」な材料とは、全体を通じて実質的に同じ一定の特性又は度合を有する材料である。例えば、均一な厚さを有する蒸着した材料は、蒸着領域全体を通じて実質的に同じ厚さの材料を意味することができる。
【００３４】
「平滑」な表面は、一般に突起又は凹凸がなく粗くない表面を意味する。
【００３５】
「薄い」コーティング又は材料は、約２ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲にあり、望ましくは約５ｎｍの厚さを有することができる。
【００３６】
「均質」なコーティング又は材料は、２ｎｍ未満の厚さを有する。本発明のＡＬＤプロセスは、薄いコーティング及び均質なコーティングの両方で蒸着することができる。
【００３７】
「共形」（例えば、「共形」コーティング）は、（例えば、真空槽内の）構成要素の形状、構造、又は角度若しくは配置にかかわらず全面が被覆されるように、構成要素の全面積を被覆することを意味する。特に、ＡＬＤプロセスの蒸着の性質上、共形コーティングがもたらされるため、本発明におけるＡＬＤプロセスは、望ましくは構成要素を回転又は遊星回転させないことが必要である。
【００３８】
本発明における用語「かみそり刃」は、望ましくは刃本体と少なくとも１つの側面とを備えるステンレス鋼から構成される「基材」を意味する。望ましくは、かみそり刃は、刃エッジを形成する２つの側面と、刃本体とを備える。２つの側面は、先、若しくは先端、又は多くの場合に最先端と呼ばれる位置で交差する。各側面は、１つ、２つ、又はそれ以上の斜面を有することがある。刃本体は、一般に側面又は斜面の下に位置するかみそり刃の残りの領域である。図１のコールアウト部分に示されるように、刃１２は、刃本体２１と、先端２３で交差してエッジ２５を形成する２つの側面２４のそれぞれに２つの斜面２６を備える。「基材」は、本発明でＡＬＤプロセスの作用を受ける物質又は材料を意味する。本発明の基材は、その他の金属、プラスチック、紙、又は任意の他の物質からも構成され得ることが考えられる。本明細書における例証の実施形態は、かみそり刃の形成に一般に使用されるステンレス鋼基材に関する。
【００３９】
「刃先端半径」（多くの場合に「最先端半径」と呼ばれる）は、２つの側面の交差位置に近いかみそり刃の最先端の円形領域で測定され、かみそり刃上で刃のコーティングの有無を測定可能な、半径測定値を意味する。刃先端半径の説明は、一般に当該技術分野において既知のように、本発明の譲渡人に譲渡された１９９１年９月１７日発行の米国特許第５，０４８，１９１号「Ｒａｚｏｒ Ｂｌａｄｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」及び１９９１年１０月１５日発行の同第５，０５６，２２７号「Ｒａｚｏｒ Ｂｌａｄｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」に見られる。
【００４０】
図１〜７は、本発明に従ってステンレス鋼のかみそり刃基材上に酸化ジルコニウム（すなわち、ＺｒＯ２）コーティングを蒸着するための原子層蒸着（ＡＬＤ）プロセスの説明例を示す。
【００４１】
ここで図１を参照すると、真空槽１１内に配置された複数個のかみそり刃１２を有する真空槽システム１０のブロック図が示されている。かみそり刃１２は、刃本体２１、刃先端２３、及び刃エッジ２４を一般に有する。任意の方法でかみそり刃１２を槽内に配置することができる。図示されるように、かみそり刃は、多くの場合にかみそり刃スピンドルと呼ばれる配列で互いに隣接して配置される。ただし、スペーサ１８を使用して（図１Ａに示されるように）かみそり刃を互いの間に間隔をあけて配置してもよい。スペーサ１８の使用により、刃１２の刃本体２１上へのコーティングの適用範囲が増加する。
【００４２】
刃１２は、エッジ及び先端が反対方向に向くか又は互いから異なる角度で向かい合うように配置されてもよい（図示なし）。本発明ではあらゆる実施可能な刃１２の配向が考えられる。
【００４３】
ＡＬＤプロセスの準備では、最初に真空ポンプ１３を使用してバルブ１４を通じて真空槽１１を排気する（又はすべての化学物質若しくは気体を除去する）ことが望ましい。次にヒーター８ａ及び８ｂの電源を入れ、周囲温度又は室温（２０〜２５℃）〜約５００℃、望ましくは約１５０℃〜約４００℃に設定してもよい。本明細書に記載のＡＬＤプロセスを通して、真空槽１１内の圧力条件は、約１．３３Ｐａ〜約３９９．９Ｐａ（０．０１トール〜約３．０トール）の範囲であってもよく、望ましくは約１３３．３Ｐａ（１トール）であってもよい。
【００４４】
ほぼこの時点で、図２に示されるように、投入バルブ１５を通じて真空槽１１に第１蒸着前駆体２２を導入する。この実施例では、第１前駆体２２は、蒸気形態の塩化ジルコニウム（ＺｒＣｌ４）である。図２は、先端２３及び側面２４を有する２つの刃先端領域の拡大図を示す図１の刃先端の断面１２ａと、槽１１内に浮遊するＺｒＣｌ４気体分子２２とを示す。
【００４５】
その後、第１蒸着前駆体２２、すなわちＺｒＣｌ４蒸気は、槽１１内で図３に示されるように刃側面２４に材料の吸着層３２を形成する。層３２は、槽１１内で蒸気２２から刃側面２４の表面に集積した凝縮層であるため、吸着されると考えられる。
【００４６】
図２及び３の拡大図には刃側面２４及び刃先端２３のみが示されているが、真空条件内にある刃本体２１及び側面２４を含む刃１２の任意の露出面は、本発明のプロセスで全体的にかつ共形的にコーティングされるであろうことに留意すべきである。このことは、例えば、刃側面２４がコーティングにより共形的に被覆されている図６と、刃本体１２１及び刃側面１２４が共形的にコーティングされている図１０とに示される。
【００４７】
温度及び気圧に関して上述したように達成される第１真空条件は、吸着層３２を形成させるのに有効である。吸着層３２は厚さが約０．１ｎｍ〜約０．３ｎｍの範囲であってもよく、図３に示されるように、吸着層３２は望ましくは全体を通じてかなり均一な厚さを有することができる。
【００４８】
次に、投入バルブ１６を通じて不活性ガス（望ましくはアルゴン又は窒素ガス）を導入することにより槽１１内に残っている第１蒸着前駆体２２、又はＺｒＣｌ４蒸気を真空槽１１から除去し、それにより第２蒸着前駆体を槽内に導入して後述するような材料の別の単分子層を形成するのに有効な第２真空条件を提供する。
【００４９】
材料の吸着層３２で前もってコーティングされた刃側面２４の拡大図として図４に示されるように、本発明に従って、次に投入バルブ１７を通じて槽内に第２蒸着前駆体４２を導入する。この実施形態では、第２蒸着前駆体４２は、望ましくは「水蒸気」と呼ばれることもある、気体として存在する「水」である（例えば、Ｈ２Ｏガス）。図４は、槽１１内に導入された直後の、槽１１内で浮遊する元素により表される、第２蒸着前駆体４２を示す。前述のように、刃本体２１を含む刃１２の全体は図示されていないが、槽の条件に従う。
【００５０】
次に、槽１１内の第２蒸着前駆体４２、又はＨ２Ｏガスは、ＺｒＣｌ４層３２と反応し、図５に示されるように材料の第１単分子層５２（この実施例では、酸化ジルコニウム、すなわちＺｒＯ２）を生成する。ＺｒＯ２材料の第１単分子層５２は、望ましくはＺｒＣｌ４材料の吸着層３２のような吸着層ではないであろう。第１単分子層５２は、厚さが約０．１ｎｍ〜約０．３ｎｍの範囲であってもよい。図５に示されるように、第１単分子層５２は、実質的に均一な厚さを有することができる。
【００５１】
事実上、吸着層３２は、第１ＡＬＤプロセスサイクルの間、ＺｒＯ２材料の第１単分子層５２の形成に寄与する。ＡＬＤプロセスを使用すると、一度に１つの単分子層（例えば、ＺｒＯ２）のみが生成されるため、必要な回数だけ上記のプロセスを繰り返すことにより、所望のコーティング又は薄膜の厚さを得ることができる。このように、所望のコーティング又は厚さを得るまで、第２単分子層５２’を一般に第１単分子層５２の上に形成し、第３単分子層５２’’を第２単分子層５２’の上に形成するなど、（例えば、単分子層の入れ子構造の層形成を生じるように）続行する。したがって、図６に示されるように、任意数の更なる材料の単分子層を第１単分子層５２の上面に蒸着し、望ましい最終コーティング又は薄膜６２を形成できることが理解されるであろう。
【００５２】
このような各ＡＬＤプロセス又はサイクルを繰り返す前に、残ったガスを（排出バルブ１４を通じて排出真空ポンプ１３により）槽１１から除去することが望ましくい。
【００５３】
図を簡単にするために、図６に、図１〜５に関して上述したプロセスを約３回繰り返した、コーティング６２を生成する刃側面２４上に蒸着させたほぼ３つの単分子層５２を示す。したがって、図６のコーティング６２の厚さは、それぞれ個々の単分子層５２、５２’、及び５２’’の厚さの約３倍未満であると見積もられ得る。コーティング６２の厚さは、それぞれ個々の単分子層５２、５２’、及び５２’’の厚さのほぼ合計に近くなり得るが、個々に層形成した単分子層の最密充填特性のために、コーティング６２の厚さは、それぞれ個々の単分子層５２、５２’、及び５２’’の厚さのほぼ線形倍数（linear multiple）未満であり得ることは理解されるであろう。
【００５４】
ＡＬＤを繰り返す回数又はサイクル数は、蒸着される材料の性質（例えば、原子の大きさ）及び所望の最終コーティングの厚さに一般に依存することができる。所望の最終コーティングの厚さは、望ましくは約５ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲であってもよい。より厚いコーティング（例えば、最大約２０００ｎｍ）が望ましい場合は、ＡＬＤサイクルをより多く繰り返す。より薄い均質なコーティング（例えば、２ｎｍ未満）が望ましい場合は、ＡＬＤサイクルをより少なく繰り返す。したがって、ＡＬＤプロセスを必然的に３回を超えて繰り返し、使用する材料の性質及び種類に望ましい厚さを得る。例えば、本発明では、ＡＬＤプロセスを約５０〜約５０００回程度繰り返してもよく、したがって最終コーティングを形成する約５０〜約５０００の蒸着された個々の単分子層が存在してもよい。例えば、図６に示される最終コーティング６２は、（厚さ及びその他の品質の点で）所望の最終コーティングであってもよく、説明目的で約１００ｎｍの厚さを得るために約１０００回のＡＬＤプロセス又はサイクルを繰り返して形成されたと仮定されることは容易に推測できる。
【００５５】
したがって、図６の最終コーティングは、望ましくはかみそり刃などの構成要素の全表面を完全に被覆できるガス状化学物質を使用するＡＬＤプロセスにより形成された共形コーティングである。更に、図６に示されるような最終コーティングは、望ましくは気孔率が実質的にゼロであり、薄膜の柱状成長を実質的に有さない（例えば、高密度を有する）であろう。また、最終コーティング６２は、一般に蒸着領域全体で同じ特性及び厚さを有し、更にＡＬＤプロセスの完了後に平滑かつ平坦な表面モルホロジーを有するであろうという点で、均一であることが望ましい。これらのコーティングの品質は、上述した従来技術のプロセスのコーティング品質から大いに改善している。
【００５６】
更に、ＡＬＤプロセスの完了後、コーティング６２の厚さは刃の全領域を通じて均一であることが望ましいが、一部の例では、コーティング６２の（図７に示される）刃先端半径６３は約８０ｎｍ〜約３００ｎｍの範囲に入る可能性がある。そしてまた、これらのＡＬＤコーティングされた刃は、潜在的に比較的高いウールフェルト切断抵抗（例えば、８．９〜１３．３Ｎ（２〜３ポンド））を有することがあり、したがって「背景技術」の項で記載したように、高いウールフェルト切断抵抗を有する場合に刃エッジは剃毛能力が低いことがあるため、望ましくない。毛髪を望ましく剃毛できる刃エッジは、約７．１Ｎ（１．６ポンド）未満のウールフェルト切断抵抗（例えば、Ｌ５）を有する必要がある。
【００５７】
必要に応じてウールフェルト切断抵抗を低下させるために、ＡＬＤプロセス完了後又はＡＬＤプロセス中の合間のいずれかに、及び／又はＡＬＤプロセス完了後に、本発明の別の態様に従ってコーティングのエッチング又は望ましくは方向性エッチング（directional etching）を施すことができる。本発明におけるエッチングは、蒸着したコーティングの特定領域を選択的に除去して効果的により薄くする能力を意味する。
【００５８】
従来技術でのＡＬＤ蒸着は、薄膜の成長を妨げ、競合する反応経路が存在しないため、薄膜又は基材のエッチングを伴わないことに留意すべきである。本発明では、ＡＬＤ蒸着層のエッチングは、特に薄膜の成長を最小限に抑える（例えば、刃エッジ領域にコーティングを形成し、刃先端半径を改善する）ため、多くの場合に望ましい。
【００５９】
方向性エッチングは、エッチングが発生する方向又は角度がエッチングプロセス中に制御され得ることを意味する。ウールフェルト切断抵抗を低下させるため、エッチングプロセスを刃エッジ領域又は刃先端領域又は刃側面でのコーティング上に実施するよう調整できるが、本発明は、図１１に関して後述するように、刃本体上のコーティングのエッチングも同様に想定する。
【００６０】
方向性エッチングは、望ましくは刃を槽１１内で再配置ないしは別の方法で移動する必要がない「その場」で実施されるイオンエッチングプロセスにより発生し得る。本発明のイオンエッチングは、望ましくはＶｅｅｃｏ ３ｃｍ ｇｒｉｄｄｅｄ ＤＣ（ＣＳＣ）Ｉｏｎ Ｓｏｕｒｃｅなどの機器と共にアルゴンガス中で約１．３３Ｐａ（１０ミリトール）の真空条件を有する約１．５ｋＷ出力の高周波供給装置を使用して実施できる。
【００６１】
図７に示されるように、本発明の一態様では、図１〜６のＡＬＤプロセスに続いてイオンエッチングプロセス工程７１を実施でき、ＡＬＤプロセス後上部７６ａ（例えば、刃先端領域）でコーティング７４をエッチングした後、刃先端半径６３を減らして改善された刃先端半径７２を提供するように刃先端２３領域周辺のコーティング６２を成形することができる。図７に示されるように、エッチングの完了後、刃先端７７の両側に２つの斜面７５ａ及び７５ｂが形成される。これらの斜面７５ａ及び７５ｂは、図７に示されるように刃側面の長さ７８を有する刃側面部分７６の上部７６ａの範囲に入る。刃側面の長さ７８は、図７に示されるような刃１２の最先端７７から約１００ｎｍ、すなわち０．１マイクロメートル（例えば、Ｔ．１）以上の範囲であってもよい。刃の刃側面部分全体２４（部分的に示されている）は、典型的に図７に示される長さ７８を越えて延びており、約１５０マイクロメートル〜約３５０マイクロメートルの範囲であってもよい。したがって、この実施例ではエッチングが行われる領域は刃先端７７付近であるが、望ましくはかみそり刃の刃側面部分２４全体に１つ以上の更なる斜面が存在してもよく、したがって図示されていない一部の斜面は長さ７８を越えて（例えば、最先端７７から１００ｎｍを超えて）配置されてもよく、望ましい場合には同様にエッチングされてもよい。
【００６２】
エッチング又は異方性エッチングは、その性質上角度依存性であり、したがって、エッチングは一般に角度が異なれば異なる速度で行われることに留意されたい。典型的には、エッチングの速度は、先端で速く、側面で遅くなり、それにより最適な鋭角を成形するのに役立つことができる。エッチングは、典型的に小さな角度では遅く、大きな角度では速く起こり得る。
【００６３】
図６に関して上述したように、刃先端半径６３は、約８０ｎｍ〜約３００ｎｍの範囲に入っていてもよい。図７の刃先端半径７２（エッチングプロセス工程７１及びＡＬＤプロセスの両方の完了後）は、約１５ｎｍ〜約４０ｎｍの範囲であってもよく、望ましくは約２０ｎｍである。したがって、刃先端半径６３からエッチング後の刃先端半径７２への減少量は、少なくとも約１０％であってよい。こうして、エッチングプロセスの完了後、エッチングされたコーティング７４のウールフェルト切断抵抗も、望ましくは剃毛可能な刃エッジの最適範囲内の約４．４Ｎ〜約６．７Ｎ（１．０ポンド〜約１．５ポンド）に低下させることができる。エッチングプロセスは一般的には作製されたＡＬＤコーティングの均一性及び緻密性に影響を与えないことに留意すべきである。
【００６４】
上述したように、本発明のエッチングプロセスは、刃先端コーティングを形成して望ましい刃先端半径を得るように、ＡＬＤプロセスに続いて及び／又は望ましい場合にはＡＬＤプロセス中の１つ以上の合間に行うことができる。エッチングをＡＬＤプロセスの１つ以上の合間に実施する場合、一般にＡＬＤプロセスを中断してエッチングを実施する。このことは、上述したような蒸着と同時にエッチングが可能な多くの従来技術の蒸着プロセスとは著しく異なる。
【００６５】
同様の改善をもたらす、本発明で更に考えられるその他のエッチング方法には、光による（例えば、レーザー）エッチング、高周波エッチング、プラズマエッチング、化学エッチング、又はこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００６６】
図１〜６に関して上述したように本発明でＡＬＤプロセスを使用して刃に最終コーティング６２を蒸着するための合計所要時間は、約１分〜約１０時間、望ましくは約６〜１５分の範囲であってもよい。本発明で刃に追加のその場イオンエッチングプロセスを実施するための所要時間は（ＡＬＤで最終コーティングを蒸着した後に実施する場合）、約２分〜約６０分、望ましくは約２０〜３０分の範囲であってもよい。
【００６７】
本発明の上記の実施形態とは別の説明例では、第１蒸着前駆体は塩化ハフニウムであってもよく、刃側面上にＨｆＣｌ４の吸着層を形成し、第２蒸着前駆体は水蒸気であってもよく、酸化ハフニウム、すなわちＨｆＯ２の１つの単分子層コーティングを生成する。上記のように、ＨｆＣｌ４の吸着層を蒸着して第１酸化ハフニウム（すなわちＨｆＯ２）の単分子層コーティングを形成するプロセスは、必要な回数だけ繰り返して望ましい薄膜厚を有する多重のＨｆＯ２単分子層を作製することができる。一般に、上記のように、このような各サイクルを繰り返す前に、望ましくは残ったガスを（バルブ１４を通じて真空ポンプ１３により）槽１１から除去する。したがって、図６に関して上述したように、多数の更なるＨｆＯ２材料の単分子層を最初のＨｆＯ２単分子層の上に蒸着し、望ましい特性（例えば、厚さ、密度、均一性）を有する最終コーティングを形成することができる。同様に、図７に関して上述したように、必要に応じて刃先端半径を減らすために、ＨｆＯ２の最終コーティングの生成中又は生成後にその場イオンエッチングプロセスを実施してもよい。
【００６８】
図８は、酸化ハフニウムコーティングのＡＬＤ蒸着後にエッチングを行った及び行っていない刃先端を撮影した実物の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真の比較を示す。示されるように、ＳＥＭ写真８２は、ＡＬＤプロセス使用後にエッチングを行っていない、コーティングされた（エッチングされていない）刃先端８３を示す。ＳＥＭ写真８４及び８６は、本発明に従ってその場イオンエッチングを実施することでエッチングされたコーティングを有する改善された刃先端８５を生成した、写真８２のＡＬＤコーティングされた刃先端８３を示す。ＳＥＭ写真８６は、エッチング後の刃先端８５を有する写真８４の断面を示す。エッチングされていないＡＬＤコーティングの刃先端８３に対する、ＡＬＤプロセス後にエッチングされた刃先端８５の刃先端半径及び均一性並びにその他の特性における改善は、写真を比較すると肉眼で見ることができる。刃先端８３の刃先端半径８３ａは、約８０ｎｍ〜約３００ｎｍの範囲に入ることができる。刃先端８５の刃先端半径８５ａは（ＡＬＤ及びエッチングプロセスの両方の完了後）、約１５ｎｍ〜約４０ｎｍの範囲であってもよく、望ましくは約２０ｎｍである。その結果、刃先端８３の刃先端半径８３ａからエッチング後の刃先端８５の刃先端半径８５ａへの減少は、少なくとも約１０％、望ましくは少なくとも約５０％であってもよい。エッチングプロセスの完了後、刃先端８３に対するエッチングされたコーティング刃先端８５のウールフェルト切断抵抗は、望ましくは（剃毛可能な刃の最適範囲内の）約４．４Ｎ〜約６．７Ｎ（１．０ポンド〜約１．５ポンド）に低下させることができる。
【００６９】
従来技術のプロセスと比較して、かみそり刃基材にＡＬＤプロセス又はエッチングを伴うＡＬＤプロセス（ＡＬＤ／エッチング）を適用すると、多くの利点があることが分かる。１つの主要な利点は、ＡＬＤ又はＡＬＤ／エッチングプロセスでは、どの時点でも、真空槽内でかみそり刃を回転又は遊星回転させる必要がないことである。ＡＬＤ又はＡＬＤ／エッチングプロセスは、従来技術のプロセスのように刃側面の一部のみでなく、刃本体２１及び刃側面２４の全露出面を含む、刃基材の全領域を被覆する共形コーティングを生成する。したがって、ＡＬＤ又はＡＬＤ／エッチングプロセスは、ＰＶＤなどの従来技術のプロセスの場合のように物理的な標的に到達する能力ではなくガス状の化学物質によって左右される一群のコーティング全体を作製することができる。このように、ＡＬＤは、従来のＰＶＤプロセスより低コストなプロセスである可能性がある。
【００７０】
別の利点は、一度に１つの単分子層を蒸着する必要がある原子層形成プロセスを使用してコーティングを適用するため、また前の原子層に以降の各原子層を入れ子構造にするか又は最密充填にするため、の両方により、得られるコーティングは高密度であり、実質的に気孔率がゼロであるコーティングが得られる。コーティングが高密度になるほど、従来技術のコーティングなどの低密度なコーティングに比べて経時的な耐久性がよくなることが一般に知られている。ＡＬＤで作製したコーティングは、一般に従来技術のコーティングより高密度である。恐らくは、ＡＬＤで作製したコーティングは、従来技術のコーティングより少なくとも約５％高密度であり、望ましくは約１０％を超えてより高密度であることができる。
【００７１】
最新技術において刃は常に薄型化の方向に発展するため、この薄型化が強まるにもかかわらず強いエッジ領域を確保する要望が実現される。ＡＬＤプロセスは、かみそり刃に共形特性を有する薄膜又はコーティングを提供し、それにより刃の表面全体（刃側面及び刃本体）を均一かつ高密度にコーティングすることができる。この向上した均一性及び緻密性は、特に刃側面領域においてより高強度のより硬質なコーティングをもたらし、その結果、改善された高強度で硬質な刃エッジ領域（又は本体）をもたらすのに役立つ。
【００７２】
実際において、ＡＬＤプロセスは、従来技術と比べて刃又は刃エッジ（又は側面）に強度をもたらす手段を提供することができる。実施例とは別に言えば、「薄い」２００ｎｍ厚の（例えば、上記のＰＶＤ技術で作製した）従来技術のコーティングを比較すると、ＡＬＤで作製した「薄い」２００ｎｍ厚のコーティングと同じように強く又は硬い可能性はないので、一方、従来技術のコーティングと同じ厚さにＡＬＤで作製したコーティングでは、ＡＬＤで作製したコーティングは従来技術のコーティングより高密度でかつより均一であると考えるのは妥当である。
【００７３】
したがって、恐らくは、ＡＬＤで作製したより薄いコーティング（例えば、１００ｎｍ）は、より厚い従来技術のコーティング（例えば、２００ｎｍ）と同じ強度及び硬度の品質をもたらすことができる。このことは、蒸着時間及びコストを減らして製造時の効率を上げるために、コーティングにＡＬＤ蒸着プロセスを使用することが望ましいこと示す。
【００７４】
したがって、当然の結果として、ＡＬＤプロセスの最大の利点は、おそらくは、より薄いＡＬＤコーティングを刃又は刃側面に蒸着して従来技術のプロセス（ＰＶＤなど）を使用して蒸着したより厚いコーティングと同程度の強度及び硬度を得ることができることであろう。
【００７５】
図９に示されるフローチャートに本発明の基本的なプロセスを示す。工程９１では、真空槽をパージ及び排気して第１真空条件をもたらし、次に工程９２で第１蒸着前駆体を導入し、それにより工程９３で吸着層を形成する。工程９４では、真空槽をパージしかつ再度排気して第２真空条件を準備し、次に工程９５で第２蒸着前駆体を導入し、それにより工程９６で第１単分子層を形成する。工程９７では、所望の単分子層の厚さが達成されていない場合は、プロセス工程９１〜９６を繰り返し、所望の単分子層の厚さを達成した場合は、工程９８でエッチングプロセス（例えば、その場イオンエッチング）を実施し、必要に応じて刃先端周囲のコーティングを改善する。工程９８ａは、中間体又は中間層のエッチングが望ましい場合に、サイクルを繰り返す間にエッチングプロセスを実施することもできることを示す。工程９９では、エッチングの有無にかかわらず最終コーティングが達成される。
【００７６】
本発明の別の態様では、第１蒸着前駆体としての使用に任意の種類の材料を導入してもよく、また第２蒸着前駆体としての使用に任意の種類の材料を導入してもよいと考えられる。
【００７７】
例えば、上記に詳述した前駆体の実施例の他に使用可能なその他の化合物は、塩化チタン又は塩化アルミニウムなどである。本発明で第１蒸着前駆体の化合物を選択する際に一般に望ましい特性は、前駆体が一般に高い誘電率及び熱安定性を有し、自己分解又はフイルム若しくは基材への溶出がないことである。
【００７８】
第２蒸着前駆体に関しては、酸素を含むと考えられる最終コーティング６２は、必然的に酸素源を必要とするであろう。したがって、上述したような水蒸気などの酸素源を有する任意の化合物が好適であり得る。ただし、酸素源として水蒸気を使用する潜在的な欠点は、槽から水蒸気を十分に除去するのに要するパージ時間が長くなり得ることであり、長いパージ時間は一般に低処理量（例えば、単位時間あたりのコーティングされる刃数）と、その結果として高コストとをもたらす可能性がある。第２蒸着前駆体として水蒸気を使用する代わりに、任意のその他の化合物を酸素源に使用してもよい。本発明で考えられるその他の酸素源化合物の１つは、オゾン（Ｏ３）である。
【００７９】
異なる材料のコーティングを互いの上に層状に重ねる場合、本発明では、最終コーティング又はことによると異なる種類の単分子層の混合層を使用して超格子コーティング又は多層コーティングを形成することが考えられる。異なる種類のコーティング材料の数及び層の数は、望みどおりに選択でき、これらの超格子コーティングは、有用な硬度及び密度を有するコーティングを提供することができる。
【００８０】
本発明の更に別の態様では、かみそり刃基材は、クロム（Ｃｒ）、ダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）、非晶質ダイヤモンド、クロム／プラチナ（Ｃｒ／Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（Ｔｉ／Ｎ）、若しくはニオブ（Ｎｄ）、又はこれらの任意の組み合わせからなる上層コーティングを有する又は有さない、鋼鉄から構成される刃を含むことができるが、これらに限定されない。
【００８１】
更に、かみそり刃基材は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）、又はこれらの任意の組み合わせなどの、任意の種類であり得る中間層から構成されてもよいが、これらに限定されない。
【００８２】
本発明の更に別の態様では、ＡＬＤプロセスの開始前に基材を改質してもよい。例えば、かみそり刃基材を改質して基材に化合物がよりよく付着するようにすることができる。前駆体及びその結果として最終コーティングの付着を向上させるために、基材（例えば、刃本体及び／又は側面）を最初にＵＶオゾン、高周波プラズマ又は直流プラズマ環境で約５〜約１５分間洗浄してもよい。
【００８３】
従来技術のＰＶＤプロセスとは異なり、本発明のＡＬＤプロセスは、上述したように当初から（例えば、刃側面のみでなく）刃本体全体に適用されるため、ＡＬＤプロセスをかみそり刃側面及びかみそり刃本体の両方に更に適用することができる。
【００８４】
例えば、望ましくは刃側面又は刃本体上に広範囲の色、文字、図形、又はその他の証印若しくは特徴又はこれらの任意の組み合わせを提供することができる。
【００８５】
例証の一実施形態である、図１０に示されるようなかみそり刃１００では、側面１２４、先端１２３、エッジ１２５、及び本体１２１を有するかみそり刃１１２の第１又は下層コーティング１１４は、ＡＬＤプロセスを使用して形成され、特定の特性又は色（例えば、青）を有していてもよく、第２又は上層コーティング１１６は、下層コーティング１１４の上面に形成され、別の特性又は色（例えば、緑）を有していてもよく、その結果、使用とともに上層コーティング１１６の茶／金色が次第に消えて下層コーティング１１４の青色が現れる。本明細書に記載のＨｆＯ２の最終コーティングは青色を与えることができ、ＴｉＯ２のコーティングは茶／金色〜赤色を与えることができることに留意すべきである。したがって、場合によっては、色が（例えば、交通信号灯のように）緑から赤に変わると、刃がもはや安全に使用できないことをユーザーに知らせることができる。多くのチタン材料は色を与えることができる。ただし、本発明では、様々な特性若しくは色又は多数のコーティングを提供できる任意の種類の材料が考えられ、かみそり刃のカラーコーティングに使用される材料の更なる説明は、本発明の譲渡人に譲渡された２００４年６月３日出願の米国特許出願公開第２００５／０２６８４７０Ａ１号「Ｃｏｌｏｒｅｄ Ｒａｚｏｒ Ｂｌａｄｅｓ」に見ることができる。
【００８６】
更に、本発明は、図１１のかみそり刃１１０の実施形態をも想定し、かみそり刃１１０は、ＡＬＤプロセスにより適用された、第１色（例えば、緑）を有する第１コーティング１１４及び第２色（例えば、ピンク）を有する第２又は上層コーティング１１６を有する刃側面１２４を含み、第２コーティング１１６は、第１コーティング１１４の色がエッチアウトした領域で現れるように、図１１に示されるような特定領域でＡＬＤプロセスに続いてエッチングできる。図１１において、エッチアウトした領域が刃側面１２４上に商品名であるＶｅｎｕｓ（登録商標）という単語を綴った文字が例示されている第１コーティング１１４を示す。本発明では、多数の位置の変更又は異なる態様又は特性が考えられる。
【００８７】
また、図１１にはＡＬＤプロセスを使用して刃本体１２１にも上記のようなコーティング１１４及び１１６を提供し、次いでエッチアウトした領域が刃側面１２４上に商品名であるＶｅｎｕｓ（登録商標）という単語を綴った文字が再度例示されている第１コーティング１１４を示すという概念が示されている。
【００８８】
本発明では、ＡＬＤプロセス中又はプロセス後のいずれにも、任意の色、文字、図形、特徴、若しくはその他認証又はこれらの任意の組み合わせを蒸着する又はエッチングすることができる。
【００８９】
更に、エッチングの代わりに、図形、デザイン、又は文字を基材上に配置するために、（例えば、鋼鉄又はガラス製のリソグラフ的にエッチングされたマスクを使用して）鋼鉄製マスク又はテンプレートと共に本明細書に記載のＡＬＤプロセスを使用することもできる。この配置には、図形、デザイン、又は文字を基材上に塗装又は印刷（例えば、レーザー印刷又はインクジェット印刷）することも含み得る。図１２に示されるように、刃の選択領域１２６上にそれぞれ設置した開口部１２７ａを有する鋼鉄製マスク又はステンシル１２７を使用して、ＡＬＤプロセス中又はプロセス後に、かみそり刃の本体及びエッジ上の選択領域１２６を実現することができる。開口部１２７ａは、図１２に示されるように、選択領域１２６に商品名であるＶｅｎｕｓ（登録商標）という単語を綴った文字、又は花、若しくはその他のデザインを提供することができる。
【００９０】
特定のマスク又はステンシルに依存して、選択領域１２６は、所望の結果に応じてＡＬＤコーティングを蒸着する位置、又は別の方法としてはＡＬＤコーティングを蒸着しない位置を示すであろう。
【００９１】
このように、ＡＬＤ蒸着領域は選択可能であり、本発明では多数の位置の変更及び異なる態様又は特性が想定し得る。
【００９２】
更に、本発明は、ＡＬＤプロセスをかみそり刃のコーティングに使用することに限定されない。例えば、本明細書に記載のＡＬＤプロセスを使用して、かみそりカートリッジクリップ、刃の支持体、屈曲刃、又は任意のかみそりハンドルの部品（例えば、金属部品）、又はこれらの任意の部分などを含むがそれらに限定されない、任意のかみそり構成要素上に材料を設置することができる。したがって、任意の前記金属製かみそりの構成要素を、本発明に記載したようにコーティング及びエッチングすることができる。
【００９３】
更に、本発明は、家庭、健康／医療、美容、女性用品、幼児、パーソナル、ファブリック、ペット、及び食品などを含むがこれらに限定されない応用分野において、紙、木材、セラミックス、プラスチック、ガラス、布地などを含むがこれらに限定されない非金属表面又は基材等の任意の種類の基材又は材料をコーティングするために、本明細書に記載のＡＬＤプロセスを使用することを想定する。
【００９４】
上述したようにＡＬＤプロセスを使用して金属上に蒸着される無機材料に加えて、本発明は、本明細書に記載の一般的なＡＬＤプロセスを使用して任意のポリマー又はエラストマーを任意の有機材料又は有機金属材料（例えば、炭素に結合した金属又は半金属を含む有機化合物）でコーティングできることを想定する。
【００９５】
一例として、かみそりカートリッジ、カートリッジ接続構造、ハウジング及び／又はエラストマー又は任意の潤滑体などの、その他のかみそり構成要素上にＡＬＤプロセスを適用することが挙げられる。
【００９６】
例えば、本発明は、ＡＬＤ蒸着を使用してエラストマー製のかみそりハンドル又は歯ブラシ上に抗真菌及び抗細菌の両特性を示し得る銀又はイソチアゾリノンなどの有機金属又は抗菌コーティング若しくは剤を設置でき、またエッチングを使用してコーティングの外表面内又は外表面上に隆起部若しくは文字又はその他の態様を形成できることを想定する。均質コーティング（例えば、典型的に厚さが２ｎｍ未満）が望ましい場合、抗菌コーティングの実現に要するＡＬＤサイクルの合計数はより少なくてもよいことが考えられる。
【００９７】
したがって、本発明の新規な態様がＡＬＤ蒸着技術及び／又はエッチングプロセスを使用してコーティング可能な任意の基材に等しく適用されることは当然である。これらのＡＬＤ蒸着の厚さは、所望の設計選択及び選択した蒸着材料に応じて約０．１ｎｍ〜約２０００ｎｍの広範囲に及ぶことがある。材料の単分子層が望ましい場合、厚さは約０．５ｎｍであってもよく、又は材料の薄層が望ましい場合、このような層の蒸着コーティングの厚さは約５ｎｍであってもよい。
【００９８】
更に、かみそり刃に関して、ＡＬＤプロセス及びエッチングプロセスに続いて、刃側面はおそらくポリテトラフルオロエチレン、すなわちＰＴＦＥ（すなわち、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）の形態）（多くの場合にテロマーと呼ばれる）などの高分子材料でコーティングされることがあるため、本発明は、既知の従来技術の蒸着プロセスを使用するＡＬＤプロセス及び／又はエッチングプロセスの間に高分子材料のコーティングが起こることをも想定する。
【００９９】
更に、本発明のＡＬＤプロセス及び／又はエッチングプロセスは、従来技術の薄膜又はコーティングの蒸着前、蒸着中、又は蒸着後に使用されてもよい。例えば、ＡＬＤプロセス及び／又はエッチングプロセスを使用して、従来技術のコーティング又はこれらの任意の組み合わせと共に、１つ以上の中間層、下層、又は上層を提供することができる。そしてまた、従来技術のＰＶＤプロセスを使用して既にコーティングされているかみそり刃は、続いて本発明のＡＬＤプロセス及び／又はエッチングを伴うＡＬＤプロセスを使用して上層を蒸着し、表面平滑性又は緻密性を向上させることができる。
【０１００】
本明細書に開示されている寸法及び値は、列挙した正確な数値に厳しく制限されるものとして理解すべきではない。それよりむしろ、特に規定がない限り、こうした各寸法は、列挙された値とその値周辺の機能的に同等の範囲との両方を意味することが意図される。例えば、「４０ｍｍ」として開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することを意図する。
【０１０１】
「発明を実施するための形態」で引用したすべての文献は、関連部分において本明細書に参考として組み込まれるが、いずれの文献の引用も、それが本発明に関して先行技術であることを容認するものとして解釈されるべきではない。この文書における用語のいずれかの意味又は定義が、参考として組み込まれる文献における用語のいずれかの意味又は定義と対立する範囲については、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義を適用するものとする。
【０１０２】
本発明の特定の実施形態が例示され、記載されてきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の様々な変更及び修正を実施できることが、当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内にあるそのようなすべての変更及び修正を、添付の「特許請求の範囲」で扱うものとする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子層蒸着（ＡＬＤ）プロセスを使用して、真空槽内に配置された少なくとも１つのかみそり刃上に少なくとも１つの材料からなる少なくとも１つのコーティングを蒸着する工程であって、前記少なくとも１つのコーティングが前記少なくとも１つのかみそり刃の少なくとも１つの刃側面の表面全体及び刃本体の表面の少なくとも一部を被覆する、蒸着する工程と、
前記少なくとも１つのコーティングをエッチングする工程と、
を特徴とする、かみそり刃のコーティング方法。
【請求項２】
前記コーティングの前記エッチング工程が、前記少なくとも１つの刃側面又は前記刃本体又は前記刃側面と前記刃本体との両方で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エッチング工程が、前記コーティングを除去して約１５ｎｍ〜約４０ｎｍの範囲の刃先端半径をもたらす、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記エッチング工程が、前記ＡＬＤプロセス中、前記ＡＬＤプロセス後、又は前記ＡＬＤプロセス中とプロセス後との両方で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記エッチング工程が、方向性エッチング、その場イオンエッチング、化学エッチング、高周波エッチング、プラズマエッチング、光によるエッチング、又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記コーティングが、共形であり、実質的に均一な厚さ、平滑表面形態、及び実質的にゼロの気孔率を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記コーティングが、約０．１ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲の厚さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ＡＬＤプロセスが、
ａ．前記少なくとも１つのかみそり刃上に第１材料の第１単分子層を蒸着する工程と、
ｂ．前記少なくとも１つのかみそり刃上に第２材料の第２単分子層を蒸着する工程と、
ｃ．前記少なくとも１つのコーティングの最適な厚さが得られるまで工程（ａ）及び（ｂ）を繰り返す工程と、を更に特徴とし、
工程（ａ）又は工程（ｂ）が、
ｄ．前記真空槽を排気する工程と、
ｅ．前記槽内に第１蒸着前駆体を導入して前記少なくとも１つのかみそり刃上に吸着層を形成する工程と、
ｆ．前記真空槽をパージする工程と、
ｇ．前記槽内に第２蒸着前駆体を導入して前記少なくとも１つのかみそり刃上に前記材料の単分子層を生成する工程と、を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１材料と前記第２材料とが同じである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１蒸着前駆体が、塩化ジルコニウム、塩化ハフニウム、塩化アルミニウム、若しくは塩化チタン、又はこれらの任意の組み合わせを含み、前記第２蒸着前駆体が、水蒸気を含み、前記かみそり刃が、鋼鉄、クロム（Ｃｒ）、ダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）、非晶質ダイヤモンド、クロム／プラチナ（Ｃｒ／Ｐｔ）、チタン、窒化チタン、若しくはニオブ、又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法を使用して形成される、カミソリ刃。
【請求項１２】
第１材料の第１コーティング及び第２材料の第２コーティングであって、前記第１コーティング及び第２コーティングの少なくとも１つがＡＬＤプロセスを使用して蒸着され、前記第２コーティングが前記第１コーティングの上面に蒸着されることを特徴とする、かみそり刃。
【請求項１３】
前記第２コーティングが、前記第１コーティングを部分的に被覆する、請求項１２に記載のかみそり刃。
【請求項１４】
前記第２コーティングの少なくとも一部がエッチングにより除去される、請求項１２に記載のかみそり刃。
【請求項１５】
前記第１材料が第１の特性を有し、前記第２材料が第２の特性を有する、請求項１２に記載のかみそり刃。
【請求項１】
原子層蒸着（ＡＬＤ）プロセスを使用して、真空槽内に配置された少なくとも１つのかみそり刃上に少なくとも１つの材料からなる少なくとも１つのコーティングを蒸着する工程であって、前記少なくとも１つのコーティングが前記少なくとも１つのかみそり刃の少なくとも１つの刃側面の表面全体及び刃本体の表面の少なくとも一部を被覆する、蒸着する工程と、
前記少なくとも１つのコーティングをエッチングする工程と、
を特徴とする、かみそり刃のコーティング方法。
【請求項２】
前記コーティングの前記エッチング工程が、前記少なくとも１つの刃側面又は前記刃本体又は前記刃側面と前記刃本体との両方で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エッチング工程が、前記コーティングを除去して約１５ｎｍ〜約４０ｎｍの範囲の刃先端半径をもたらす、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記エッチング工程が、前記ＡＬＤプロセス中、前記ＡＬＤプロセス後、又は前記ＡＬＤプロセス中とプロセス後との両方で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記エッチング工程が、方向性エッチング、その場イオンエッチング、化学エッチング、高周波エッチング、プラズマエッチング、光によるエッチング、又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記コーティングが、共形であり、実質的に均一な厚さ、平滑表面形態、及び実質的にゼロの気孔率を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記コーティングが、約０．１ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲の厚さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ＡＬＤプロセスが、
ａ．前記少なくとも１つのかみそり刃上に第１材料の第１単分子層を蒸着する工程と、
ｂ．前記少なくとも１つのかみそり刃上に第２材料の第２単分子層を蒸着する工程と、
ｃ．前記少なくとも１つのコーティングの最適な厚さが得られるまで工程（ａ）及び（ｂ）を繰り返す工程と、を更に特徴とし、
工程（ａ）又は工程（ｂ）が、
ｄ．前記真空槽を排気する工程と、
ｅ．前記槽内に第１蒸着前駆体を導入して前記少なくとも１つのかみそり刃上に吸着層を形成する工程と、
ｆ．前記真空槽をパージする工程と、
ｇ．前記槽内に第２蒸着前駆体を導入して前記少なくとも１つのかみそり刃上に前記材料の単分子層を生成する工程と、を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１材料と前記第２材料とが同じである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１蒸着前駆体が、塩化ジルコニウム、塩化ハフニウム、塩化アルミニウム、若しくは塩化チタン、又はこれらの任意の組み合わせを含み、前記第２蒸着前駆体が、水蒸気を含み、前記かみそり刃が、鋼鉄、クロム（Ｃｒ）、ダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）、非晶質ダイヤモンド、クロム／プラチナ（Ｃｒ／Ｐｔ）、チタン、窒化チタン、若しくはニオブ、又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法を使用して形成される、カミソリ刃。
【請求項１２】
第１材料の第１コーティング及び第２材料の第２コーティングであって、前記第１コーティング及び第２コーティングの少なくとも１つがＡＬＤプロセスを使用して蒸着され、前記第２コーティングが前記第１コーティングの上面に蒸着されることを特徴とする、かみそり刃。
【請求項１３】
前記第２コーティングが、前記第１コーティングを部分的に被覆する、請求項１２に記載のかみそり刃。
【請求項１４】
前記第２コーティングの少なくとも一部がエッチングにより除去される、請求項１２に記載のかみそり刃。
【請求項１５】
前記第１材料が第１の特性を有し、前記第２材料が第２の特性を有する、請求項１２に記載のかみそり刃。
【図１】
【図１Ａ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１Ａ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２０１２−５３３３４４（Ｐ２０１２−５３３３４４Ａ）
【公表日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２０６７４（Ｐ２０１２−５２０６７４）
【出願日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４１３０４
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／００８６１７
【国際公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【出願人】（５９３０９３２４９）ザ ジレット カンパニー (349)
【公表日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４１３０４
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／００８６１７
【国際公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【出願人】（５９３０９３２４９）ザ ジレット カンパニー (349)
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