説明

少なくとも1つの金属装飾が嵌め込まれたセラミック要素

【課題】本発明は、装飾(13)用のパターンを形成する少なくとも1つの凹部(12)を有するセラミック素地(11)を備えている、象嵌を施されたセラミック装飾(10)に関する。
【解決手段】本発明によると、上記少なくとも1つの凹部は、視覚的表示が改善された少なくとも1つの金属装飾(13)が象嵌されたセラミック要素(10)を形成するために、約50nmの厚さの第1の電気伝導層(14)および第2の電気伝導層(15)ならびに金属の直流電気めっき(16)によって全体が充填される。本発明はまた、象嵌を施されたセラミック要素を製造する方法に関する。本発明は装飾されたセラミック部品の分野に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は少なくとも1つの金属装飾の埋め込み(象嵌)を施されたセラミック要素に関し、より具体的には、時計に装着されることを意図されるこの種の要素に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば目盛またはブランド名を形成するベゼルの下の凹部内にめっきされる被覆物を透明性によって表示するために、少なくとも部分的に人工サファイアで作られる腕時計ベゼルを構成することが知られている。この構成には、被覆物の全体をサファイア部品で覆うことによって被覆物をいかなる機械的劣化からも保護することができるという利点がある。しかし、この構成では、被覆物の透過する色彩効果が弱まることに加えてサファイアと被覆物との間に色の違いがないことにより、装飾を読むことが困難である場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の目的は、機械的耐久性の利点を維持しかつ改善された視覚的品質による利点を追加しながら、上述の欠点のすべてまたは一部を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
したがって、本発明は象嵌を施されたセラミック要素を製造する方法に関し、この方法は、
a)セラミック素地を形成するステップと;
b)装飾用のパターンをそれぞれ形成する少なくとも1つの凹部をセラミック素地の一表面にエッチングするステップと;
c)上記少なくとも1つの凹部を含む表面全体を覆うように約50nmの第1の層を付着させるステップと;
d)第1の層を覆うために、上記少なくとも1つの凹部を含む表面全体を覆うように約50nmの第2の電気伝導層を付着させるステップと;
e)上記少なくとも1つの凹部を完全に充填するために第2の導電層から金属材料またはその合金の電着(galvanic deposition) をするステップと;
f)上記少なくとも1つの凹部の窪みを除いてセラミック素地の表面からすべての被覆物を除去するステップと
を含む。
【0005】
装飾および/またはセラミックの色調の多様性がセラミックの透明性によって制限されずそれでもなお依然として良好な耐摩耗性が維持されることはすぐに分かるであろう。したがって、例えば、セラミックに明瞭な外見を与えて各装飾をサテン仕上げすることによって複雑な視覚的表現を実現することが可能となる。また、とりわけ、セラミック要素が、有利なことに、時計のすべてまたは一部のいずれか、すなわち、ケース、バンド、ベゼル、文字板、ガラスぶた、プッシュ・ボタンおよび/または腕時計りゅうずを形成することができることは明確である。本発明はまた、宝石の部片のすべてまたは一部に適合され得、あるいは卓上食器類にも適用され得る。
【0006】
本発明の別の有利な特徴によると:
−ステップa)は焼結によって達成され、
−セラミック素地はジルコニア・ベースであり、
−ステップb)はレーザによって実施され、
−ステップe)を容易に実行できるようにするために少なくとも1つの凹部の各々が縁部のない内側表面を有し、
−ステップc)が自触媒めっき法(auto-catalytic plating)または気相成長法(vapour phase deposition) によって達成され、
−第1の電気伝導層がCr、Cr2N、TiN、TiW、Ni、NiP、Cu、TiまたはZrの層であり、
−ステップd)が気相成長法によって達成され、
−第2の電気伝導層が、付着性および良好な電気伝導性を最適化しさらには電気めっき(galvanic plating)に近い色を有するために、金および/または銅および/または銀および/またはインジウムおよび/または白金および/またはパラジウムおよび/またはニッケルを含み、
−ステップe)で析出される金属材料が金および/または銅および/または銀および/またはインジウムおよび/または白金および/またはパラジウムおよび/またはニッケルを含み、
−方法が、装飾を時効現象から保護するために、例えば窒化シリコンの層などの実質的に透明の層を付着させる最終的なステップg)を含む。
【0007】
添付図面を参照する、非限定的に示される以下の説明から別の特徴および利点が明確となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明による時計を示す図である。
【図2】本発明による象嵌を施されたセラミック要素を示す断面図である。
【図3】本発明による製造方法の連続するステップを示す図である。
【図4】本発明による製造方法の連続するステップを示す図である。
【図5】本発明による製造方法の連続するステップを示す図である。
【図6】本発明による製造方法の連続するステップを示す図である。
【図7】本発明による製造方法の連続するステップを示す図である。
【図8】本発明による製造方法の連続するステップを示す図である。
【図9】本発明のよる方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図1では、少なくとも1つの象嵌を施されたセラミック要素を含む全体として参照数字1が付された時計が見ることができる。象嵌を施されたセラミック要素は、特にコントラストに関して視覚品質が改善された少なくとも1つの金属装飾を含む耐水性の非常に高い部品を形成することを意図されている。
【0010】
本発明による象嵌を施されたセラミック要素は時計1の外側部分のすべてまたは一部を形成することができる。したがって、セラミック要素は、ケース2、バンド3、ベゼル4、文字板5、ガラスぶた6、プッシュ・ボタン7および/またはりゅうず8のすべてまたは一部を形成することができる。以下で示す実施例では、本発明の説明は、ベゼル4の目盛を形成する、象嵌された装飾13を含むセラミック・リング10を参照して与えられる。
【0011】
図1、2および8に示されるように、象嵌を施されたセラミック要素10は、装飾13用のパターンを形成する少なくとも1つの凹部12を含むセラミック素地11を有する。図1は、各装飾13が本発明に従って有利なことに例えば幾何学的図形または英数文字などの任意の形状をとることができることを示している。本発明によると、各凹部12は、約50nmの厚さをそれぞれ有する2つの電気伝導層14、15ならびに金属材料によって形成される電着物16によって全体が充填される。この構成では、耐摩耗性の非常に高いセラミック素地11内で各装飾13が保護される。
【0012】
素地11内での装飾13の付着力を改善するために、凹部12は好適には100μmの最小深さPを有する。さらに、同じ理由で、各凹部12は、好適には、少なくとも部分的に丸みがつけられた連続する表面Rを有する。すなわち、凹部の内側表面は縁部を有さない。実際、電着では、縁部を有する領域において突出部の影響により充填の不具合が起こる可能性がある。
【0013】
セラミック素地11は多種多様の材料から得られる。しかし、その機械的特性、つや出し性により、さらには程度は小さいが幅の広い色調を出す能力により、好適にはジルコニア・ベースセラミックが使用される。もちろん、例えば炭化チタン・ベースのセラミックなどの別のセラミックが想定され得ることは明確である。
【0014】
第1の層14は、その後の装飾13がセラミック素地11上に付着される力を向上させることを意図されている。実際には、凹部12の底部の粗さが微小であることにより付着性は向上するが、第1の層14が付着されることが好ましい。好適には、第1の層14は約50nmの厚さであり、第2の電気伝導層15とセラミック素地11との間に配置される。第1の層14に対して使用される付着方法に応じて、例えばCr、Cr2N、TiN、TiW、Ni、NiP、Cu、TiまたはZrなどの複数の種類の材料が想定され得る。
【0015】
同様に、第2の電気伝導層15および電着物16に対しても、多様な材料が想定され得る。好適には、第2の電気伝導層15は電着物16の色に可能な限り近づくように選択される。また、第2の層15は、付着特性と、電着(electrodeposition) に必要である高レベルの電気伝導率とを有するように選択される。
【0016】
また、本発明によると、各装飾13の視覚的表現は主として電着物16の色を介して得られる。結果的に、電着物16に使用される材料は、好適には、色、またはより一般的には美的外観によって決められる。したがって、電着による金属析出物(metal galvanic deposition) 16およびそれに付随する第2の層15は、金および/または銅および/または銀および/またはインジウムおよび/または白金および/またはパラジウムおよび/またはニッケルを含む。
【0017】
したがって、例として、セラミック素地11に光沢のある外観を与えて装飾13の外見をサテン仕上げにすることにより複雑な視覚的表現を得ることが可能となる。色を統一するために、周りのセラミック素地11と同じ材料で装飾13を形成することが想定されてもよい。したがって、図1の実施形態の例では、ベゼル4の装飾13の材料を、ケース2、バンド3、ベゼル4の残りの部分、文字板5、プッシュ・ボタン7および/またはりゅうず8と同じにすることが可能である。
【0018】
最後に、図8に示すように、象嵌を施されたセラミック要素10は、本発明によると、装飾13を経年変化から保護するために実質的に透明な任意選択の層18を有していてもよい。この層18は、特に層15および/または16が主として銀ベースである場合に層15および/または16を変色から保護するために例えば窒化シリコンを含んでいてよい。
【0019】
次に、象嵌を施されたセラミック要素10を製造する方法21を図3から9を参照して説明する。図9に示される第1のステップ22では、方法21は例えばジルコニアのセラミック素地11を形成する。図3から図4への変化で部分的に示されるように、ステップ22の最終的なセラミック素地11は、好適には、注入処理を介して実施される焼結により、すなわち未焼結または未焼成の素地17から得られる。ステップ22の終了時では、図4に見られる素地11は最終的な寸法を有する。
【0020】
図9に示すように、方法21は、セラミック素地11の一方の面Fにおいて、隠れていてよい少なくとも1つの凹部12をエッチングするための第2のステップ23を含み、凹部12は図5に見られるようにその後の装飾13のためのパターンを形成する。好適には、各凹部12は100μmの最小深さPを有する。また、好適には、各凹部12は、後で説明する電着ステップ27の実施を促進するために少なくとも部分的に丸みがつけられた表面Rを有する。ステップ23は、好適には、非常に正確な食刻を実現するために、レーザを使用した破壊的な放射線によって達成される。
【0021】
図9に示されるように、方法21は、図6に見られるように中にある各々の凹部12を含めた面Fの全体にわたって約50nmの厚さの第1の電気伝導層14を付着させるための第3のステップで継続される。本発明によると、このステップは2つの好適な実施形態に従って達成され得る。
【0022】
第1の実施形態では、図9の単線で見られる方法21の第3のステップ24において、例えば化学的な自己触媒めっき法または無電解めっき法などの湿式方法を使用して面Fをコーティングする。したがって、例えば、セラミック素地11に完全に付着し次のステップ26のための非常の良好な付着層を形成するニッケル−リン化学層を付着させることが可能である。
【0023】
第2の実施形態では、図9の二重線で見られる方法21の第3のステップ25において、例えば気相成長法などの乾式方法を使用して面Fをコーティングする。したがって、例えば、セラミック素地11に完全に付着し次のステップ26のための非常に良好な付着層を形成するCr、Cr2N、TiN、TiW、Ni、NiP、Cu、TiまたはZrの層を付着させることが可能である。
【0024】
いずれの実施形態が選択されても、方法21は、電気めっきステップ27のために最適化された表面を提供するために第1の層14を覆うことを目的とした、凹部12を含めた面Fの全体にわたって約50nmの厚さを有する第2の電気伝導層15を付着させる第4のステップ26で継続される。上で説明したように、最適化は、付着性、良好な電気伝導性、および、電着物16に接近する色に対して適用される。
【0025】
結果的に、層15は、例えば金および/または銅および/または銀および/またはインジウムおよび/または白金および/またはパラジウムおよび/またはニッケルで作られてよい。また、ステップ26は、好適には、例えば気相成長法などの乾式方法を使用して実施される。したがって、第1の実施形態の場合、ステップ25およびステップ26が同一のボックス内で実施されてよいことは明白である。
【0026】
方法21は、図7に見られるように各凹部12を完全に充填するために導電層15から金属材料16を電着させる第5のステップ27で継続される。好適には、電解質的の変化は、凹部12のいかなる充填問題も防止するために、攪拌することによりすなわち電気浴の流体を強制的に流動させることにより引き起こされる。
【0027】
上で説明したように、色、より一般的には所望される視覚的表現に応じて、ステップ27で析出される金属材料は金および/または銅および/または銀および/またはインジウムおよび/または白金および/またはパラジウムおよび/またはニッケルを含む。
【0028】
最後に、方法21は、第6のステップ28において、図2および8に見られるように、各凹部12を除いてセラミック素地11の表面Fから被覆物14、15および16を除去することで終了する。象嵌をされたセラミック要素10はこのようにして仕上げられることから、最後は単に組み合わせられるだけでよい。このステップ28は、余分な材料をすべて除去するための研削またはラッピングなどの通常の表面仕上げ手法とその後の研磨とによって達成され得る。
【0029】
本発明のよる方法21は、装飾13を経年変化から保護するために実質的に透明な層18を付着させる任意選択の最終ステップ29を含んでもよい。この層は、特に層15および/または16が主として銀ベースである場合に層15および/または16を変色から保護するために例えば窒化シリコンを含んでいてよい。
【0030】
もちろん、本発明は示した実施例に限定されず、当業者が思いつくであろう種々の変形形態および修正形態が可能である。具体的には、本発明による象嵌を施されたセラミック要素10が適用されるのは時計1のみに限定されない。したがって、象嵌を施されたセラミック要素10は、例えば、宝石の一部片に適合され得、あるいは卓上食器類にも適用され得る。
【0031】
また、ステップ23で作られる凹部12は未焼結素地17内に作られてもよい。すなわち、焼結処理が終了する前に作られてもよい。しかし、その場合、最終的な焼結素地11が未焼結素地17に対して収縮することを考慮に入れる必要がある。同様に、凹部12は図5から8で示した実施例のように必ずしも隠されるわけではなく、全体または一部が裸の凹部であってもよい。綿密に推論することにより、少なくとも1つの凹部は、平坦ではないおよび/または100μmより大きい深さPを有してもよい。
【0032】
正確性および除去率が許容されるならば、レーザ・エッチングの代わりに別のタイプのエッチングをステップ23で使用することも想定可能である。その場合、上で説明したように、代替の食刻は未焼結素地17に対して実施されてよくまたは最終的な素地11に対して実施されてもよい。この食刻は、例えばフライス削りなどのように純粋に機械によるものであってよい。
【0033】
最後に、ステップ24が自触媒めっき法や無電解めっき法に限定されず、代わりに例えば気相成長法またはイオン照射によって実施されてもよいことに留意されたい。
【符号の説明】
【0034】
1 時計; 2 ケース; 3 バンド; 4 ベゼル; 5 文字板;
6 ガラスぶた; 7 プッシュ・ボタン; 8 りゅうず;
10 セラミック要素; 11 セラミック素地; 12 凹部; 13 装飾;
14、15 電気伝導層; 16 金属材料; 17 未焼結素地; 18 透明の層。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
a)セラミック素地(11)を形成するステップ(22)と;
b)装飾(13)用のパターンをそれぞれ形成する少なくとも1つの凹部(12)を前記セラミック素地(11)の一表面(F)にエッチングするステップ(23)と;
c)前記少なくとも1つの凹部を含む前記表面(F)全体を覆うように約50nmの第1の層(14)を付着させるステップ(24、25)と;
d)前記第1の層(14)を覆うために、前記少なくとも1つの凹部を含む前記表面(F)全体を覆うように約50nmの第2の電気伝導層(15)を付着させるステップ(26)と;
e)前記少なくとも1つの凹部を完全に充填するために前記第2の導電層(15)から金属材料(16)を電着させるステップ(27)と;
f)前記少なくとも1つの凹部の窪みを除いて前記セラミック素地(11)の表面からすべての前記被覆物(14、15、16)を除去するステップ(28)と
を含む、象嵌を施されたセラミック要素(10)を製造する方法。
【請求項2】
ステップa)が焼結によって達成されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記セラミック素地(11)がジルコニア・ベースであることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
【請求項4】
ステップb)がレーザによって実施されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
少なくとも1つの凹部(12)の各々がステップe)の実施を促進するために縁部を有さない内側表面を含む、ことを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
ステップc)が無電解めっき法によって達成されることを特徴とする、請求項1から5までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記第1の層(14)がニッケル−リンを含むことを特徴とする、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
ステップc)が気相成長法によって達成されることを特徴とする、請求項1から5までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記第1の層(14)がCr、Cr2N、TiN、TiW、Ni、NiP、Cu、TiまたはZrの層であることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
ステップd)が気相成長法によって達成されることを特徴とする、請求項1から9までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記第2の電気伝導層(15)が、付着性および良好な電気伝導性を最適化しさらには前記直流電気めっき(16)に近い色を有するために、金および/または銅および/または銀および/またはインジウムおよび/または白金および/またはパラジウムおよび/またはニッケルを含む、ことを特徴とする、請求項1から10までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
ステップe)の間に析出される前記金属材料(16)が金および/または銅および/または銀および/またはインジウムおよび/または白金および/またはパラジウムおよび/またはニッケルを含む、ことを特徴とする、請求項1から11までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
前記装飾(13)を時効現象から保護するために、実質的に透明の層(18)を付着させるための最終ステップg)(29)を含むことを特徴とする、請求項1から12までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記保護層(18)が窒化シリコンを含むことを特徴とする、請求項13に記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2011−230506(P2011−230506A)
【公開日】平成23年11月17日(2011.11.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−95840(P2011−95840)
【出願日】平成23年4月22日(2011.4.22)
【出願人】(507276380)
【Fターム(参考)】