镶嵌有至少一个复合陶瓷装饰物的陶瓷元件

摘要

本发明涉及一种制造用于钟表(1)的镶嵌的陶瓷元件(10)的方法(21)，所述方法包括如下步骤：a)形成(22)陶瓷本体(11)；b)在陶瓷本体(11)的一个面(F)内刻蚀出(23)至少一个凹部(12)，每个凹部形成用于装饰物(13)的凹腔；c)改变(24)所述至少一个凹部的底部的表面状态以便增大该底部的接触表面；d)采用复合陶瓷(16)填充(26)所述至少一个凹部以形成所述装饰物(13)；e)整平(27)所述复合陶瓷(16)以使得所述复合陶瓷仅保留在所述至少一个凹部的空腔内。本发明涉及钟表领域。

说明书

技术领域

本发明涉及镶嵌有至少一个复合陶瓷装饰物的陶瓷元件，且更具体地 涉及一种用于安装在钟表中的上述类型元件。

背景技术

形成至少部分由合成蓝宝石制成的表圈以借助于透明度示出位于表圈 下方的凹部中的沉积物是已知的，所述沉积物例如形成刻度或商标名。此 构型具有通过采用蓝宝石部件全部遮盖沉积物而使沉积物免受任何机械损 害的优点。然而，由于沉积物颜色的透射被削弱以及由于蓝宝石和沉积物 之间缺少颜色差异，此构型可能会使得难以读取装饰物。

发明内容

本发明的一个目的是克服上述缺陷的全部或部分，同时保持机械强度 的优点且增加改善视觉效果的优点。

为此，本发明涉及一种制造用于钟表的镶嵌的陶瓷元件的方法，该方 法包括如下步骤：

a)形成陶瓷本体；

b)在陶瓷本体的一个面内刻蚀出至少一个凹部，所述至少一个凹部中 的每一个形成用于装饰物的图案凹腔；

c)改变所述至少一个凹部的底部的表面状态以便增大该底部的接触 表面；

d)采用复合陶瓷填充所述至少一个凹部以形成所述装饰物；

e)整平所述复合陶瓷以使得所述复合陶瓷仅保留在所述至少一个凹 部的空腔内。

显然清楚的是，装饰物和/或陶瓷的各种各样的色调(shade)不再受 到装饰物和/或陶瓷的透明度的限制，并且仍能确保良好的耐磨性能。因此， 作为示例，可采用深色陶瓷本体和一种(或多种)浅色的复合陶瓷装饰物 实现高对比度的视觉呈现，同时仍具有“陶瓷”的外观。

根据本发明的其他有利特征：

-通过烧结实现步骤a)；

-陶瓷本体包括诸如钛、硅、铝或锆的材料的碳化物、氧化物或氮化物， 或者金属陶瓷；

-通过激光完成步骤b)；

-所述至少一个凹部中的每一个具有80～500μm的深度，以便增大附着 力；

-通过激光、喷砂或化学刻蚀完成步骤c)；

-当通过激光完成步骤c)时，可在所述至少一个凹部的所述底部内形成 凹孔；

-所述凹孔形成在所述至少一个凹部的所述底部上延伸的沟槽；

-在所述至少一个凹部的所述底部上延伸的所述沟槽相互交叉；

-所述凹孔的深度小于所述至少一个凹部的深度的1/5；

-步骤d)包括阶段i)：采用包含有陶瓷颗粒的有机基质(organic matrix) 填充所述至少一个凹部，和阶段ii)：在受控的气氛中使所述基质交联并且 变得致密，以便形成复合陶瓷；

-所述有机基质由改性的或未改性的环氧树脂和/或改性的或未改性的 丙烯酸树脂和/或聚氨酯和/或硅树脂形成；

-所述陶瓷颗粒由诸如钛、硅、铝或锆的材料的碳化物、氧化物或氮化 物形成；

-阶段ii)在20～300℃的温度下和/或在1～6巴的压力下完成；

-在步骤d)之前，所述方法包括步骤f)：在所述至少一个凹部的底部上 形成结合层/结合层以确保所述复合陶瓷的改进的附着性；

-所述结合层由以下形成：漆/涂膜(lacquer)、金属、金属合金、金 属氮化物、金属碳化物、硅烷、有机硅氧烷、烷硫醇、烷二硫化物(alkane  disulfide)、锆酸盐、钛酸盐和/或铝酸盐；

-在步骤d)和步骤e)之间，所述方法包括：步骤b’)：在所述复合陶瓷 的一个面内刻蚀出至少一个第二凹部，步骤c’)：改变所述至少一个第二凹 部的底部的表面状态以便增大该底部的接触表面，和步骤d’)：采用由包含 有陶瓷颗粒的有机基质形成的第二复合陶瓷填充所述至少一个第二凹部， 以便形成具有两种复合陶瓷的装饰物。

此外，本发明涉及钟表的外部件的一部分、钟表机芯的一部分，或者 更一般地涉及钟表，其特征在于，所述钟表包括镶嵌有装饰物的至少一个 陶瓷元件，所述装饰物由根据前述变型中的任一项所述的方法获得的至少 一种复合陶瓷形成。

有利地，因此应理解的是，所述陶瓷元件特别可形成手表的表壳、表 链、表圈、表盘、表镜、按钮、表冠、桥夹板、主机板和/或摆锤的全部或 部分。

附图说明

参照附图，其他特征和优点将从以非限制性方式给出的以下说明中显 见，其中：

-图1为根据本发明的钟表的示意图；

-图2至4为根据本发明的制造方法的连续的步骤；

-图5为根据本发明所获得的元件的局部视图；

-图6为根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

图1中所示的示例示出了总体以附图标记1表示的钟表，该钟表包括 至少一个镶嵌元件10。每个镶嵌元件10用于形成包括至少一个复合陶瓷 装饰物13的耐磨部件，所述装饰物13诸如为有机基质形成的陶瓷制品， 其视觉效果特别是在对比度方面得到了改进。

根据本发明的镶嵌元件10可形成钟表1的外部的全部或部分。因此， 它可形成表壳2、表链3、表圈4、表盘5、表镜6、按钮7和/或表冠8的 全部或部分。在以下所示的示例中，将参照环形件10对本发明进行介绍， 该环形件10包括镶嵌装饰物13，该镶嵌装饰物13形成表圈4的刻度。还 可以形成用于钟表机芯(诸如，桥夹板和/或主机板和/或摆锤)的镶嵌元 件10。

如图1和5所示，镶嵌的陶瓷元件10包括本体11，该本体11包括至 少一个凹部12，所述至少一个凹部形成用于装饰物13的图案凹腔。图1 示出：有利地根据本发明，每个装饰物13可采用诸如几何图形或字母数字 字符的任何形式。根据本发明，每个凹部12被至少一种复合陶瓷16完全 地填满。此构型将每个装饰物13保护在本体11内。

如后文中更清晰地介绍的，根据本发明，复合陶瓷16从包含有陶瓷颗 粒的有机基质获得，使得能够获得将与本体11同时被抛光的具有足够硬度 的各种各样的材料。

根据本发明，本体11可从各种各样的材料获取。优选地，本体11由 陶瓷制成。它也可由金属陶瓷形成，所述金属陶瓷是一种由陶瓷和金属的 混合物形成的材料。更一般地，作为示例，可以采用诸如钛、硅、铝或锆 的材料的碳化物、氧化物或氮化物来形成本体11的全部或部分。

为了提高装饰物13在本体11中的附着性，凹部12具有80～500μm且 优选基本等于400μm的深度。因此应理解的是，凹部12优选不能通到相 对面P。

此外，出于复合陶瓷16的附着性的原因，优选地，所述至少一个凹部 12的各底部具有经修改的表面状态以便增大该底部的接触表面。如下文将 介绍的，特别可以通过在所述至少一个凹部的所述底部内形成凹孔或者通 过局部增大所述底部的粗糙度来实现表面的增大。

最后，如图5中所见，可选地，可在所述至少一个凹部的底部和复合 陶瓷16之间形成2～150μm的结合层15，以确保增大装饰物13的附着性。 作为示例，可通过印刷技术形成结合层15以便连续地覆盖所述至少一个凹 部的底部。特别地，该技术可包括移印、溅射或采用辊子或刷子施加。

特别地，层15可包括漆和/或金属和/或金属合金和/或金属氮化物和/ 或金属碳化物和/或硅烷和/或钛酸盐和/或锆酸盐和/或铝酸盐。以非限制性 的方式，特别表明，铬层、钛层或铬的氮化物层改善了本体11的陶瓷和复 合陶瓷16之间的结合。

因此，根据本发明，通过复合陶瓷16的颜色可获得各装饰物13的视 觉呈现。因此，用于复合陶瓷16的材料将优选根据它的颜色或更一般地根 据它的美学外观而定。因此，作为示例，可以采用深色的本体11和一种(或 多种)浅色的装饰物13实现高对比度的视觉呈现，同时仍然具有“陶瓷” 的外观。

当使用任选的结合层15时，它的颜色也可以选择或修改为改变复合陶 瓷16的外观。实际上，根据应用，复合陶瓷16的厚度使其基本是半透明 的。因此，如果使用任选的结合层15，则它的颜色将透过复合陶瓷16可 见。因此，作为示例，可以向任选的结合层15的组成中添加颜料或选定的 材料，以改变复合陶瓷16的基本半透明的外观。

应理解的是，装饰物13可采用相同的材料形成以提供均一的外观，或 者采用若干种不同的材料形成以便例如给两个装饰物提供不同的颜色，诸 如在图1的情形下用于标记的第一种颜色以及用于字母数字字符的另一种 颜色。

为使得颜色统一，还可以设想使用与围绕的本体11的材料相同的材料 形成装饰物13。因此，在图1的实施例中，可获得采用与表壳2、表链3、 表圈4的剩余部分、表盘5、按钮7和/或表冠8的材料相同的材料制成的 表圈4的装饰物13。

现在将利用陶瓷本体11的示例参照附图2至6介绍制造镶嵌元件10 的方法21。

在图6中所示的第一步骤22中，方法21包括形成例如由氧化锆或氧 化铝构成的本体11。如从图2转变到图3所部分示出的，步骤22的最终 的本体11优选通过烧结获得，即，从经由注塑和/或压制过程预成形的生 坯17烧结获得。在步骤22结束时，在图3中可见的本体11具有该本体的 最终尺寸。当然，步骤22可通过除烧结之外的其他方法实现。

如图6中所示，方法21包括第二步骤23，用于在陶瓷本体11的一个 面F内刻蚀出至少一个非贯通的凹部12，所述凹部12形成如图4中可见 的、用于将来的装饰物13的图案凹腔。优选地，每个凹部12具有80～500μm 的深度。优选通过采用激光进行破坏性放射来完成步骤23，以获得适当的 刻蚀精度。

如图6所示，方法21继续进行到第三步骤24，用以改变所述至少一 个凹部12的底部的表面状态，以增大底部的接触表面。优选地，步骤24 在所述至少一个凹部的底部内形成凹孔，或者仅仅增大该底部的局部粗糙 度。

所述凹孔或粗糙部分的深度可优选不超过凹部12的深度的1/5，以便 确保增大的接触表面。优选通过采用激光进行的破坏性放射、通过喷砂或 者通过化学刻蚀来完成步骤24。

作为示例，用深度为400μm的凹部12进行试验。通过破坏性放射制 得凹孔，形成第一系列的基本平行的直线沟槽，该直线沟槽与第二系列的 基本平行的直线沟槽相交。凹孔的深度在10～50μm之间调整，并且对于装 饰物13在本体11上的附着性而言，发现每次都是令人满意的。因此，所 述凹孔可形成在所述至少一个凹部的所述底部上延伸的沟槽，并且这些沟 槽的全部或部分可相互交叉。

当然，也可设想在模型中粗略地形成孔然后进行激光精加工操作以获 得相同的刻蚀精度。目的是通过增大表面来提高附着性，但是却不会不利 地影响材料——该材料必须填满凹孔和每个凹部——的可润湿性。

在第一实施例中，如图6中用双线示出的，跟在步骤24之后的是方法 21的步骤25，所述步骤25包括在所述至少一个凹部的底部上形成结合层 15，以便确保改善在步骤26中形成的将来的复合陶瓷16的附着性。此第 一实施例涉及装饰物13的材料由复合陶瓷16和可选的结合层15形成的情 形，如图5中所见。

步骤25可通过粘合剂的液态或浆状沉积物形成，其要求随后采用加热 和/或干燥处理进行活化。这种结合层15可例如由以下物质形成：单独的 或部分水解的硅烷或乙烯基有机硅氧烷以及单独的或部分水解的被环氧官 能团官能化的由硅烷或乙烯基有机硅氧烷生成的其反应产物之一以及单独 的或部分水解的由氨基官能化的硅烷或有机硅氧烷生成的其反应产物之一 以及单独的或部分水解的被酸酐残基官能化的硅烷或有机硅氧烷的反应产 物之一以及其反应产物之一、和/或金属醇盐(metal alkoxide)或金属螯合物 诸如钛、锆、铝、诸如钛酸叔丁酯。因此，还可以设想漆、金属、金属合 金、金属氮化物、金属碳化物、硅烷、有机硅氧烷、烷硫醇、烷二硫化物、 锆酸盐、钛酸盐和/或铝酸盐。

在第一实施例中，在步骤25之后，方法21继续步骤26。

在第二实施例中，如图6中单线示出的，步骤24后紧随着步骤26。 此第二实施例涉及装饰物13的材料仅由复合陶瓷16形成的情形。

步骤26包括采用所述复合陶瓷16填满所述至少一个凹部12以便形成 所述装饰物。优选地，步骤26包括阶段i)和ii)。

在第一阶段i)，方法21包括采用包含有陶瓷颗粒的有机基质填充所述 至少一个凹部12。方法21继续第二阶段ii)，用以在受控的气氛下加热所 述基质使其交联并且变得致密。因而清晰的是，获得了这样的复合陶瓷16， 即，该复合陶瓷16的硬度足以使其能够与本体11同时进行抛光。

优选地，步骤26中所用的有机基质例如由改性的或未改性的环氧树脂、 改性的或未改性的丙烯酸树脂、聚氨酯或硅树脂形成。因此，取决于基质 的性质，可采用电磁辐射(诸如通过紫外辐射)来触发和/或执行和/或改 善所述交联。因此，作为示例，可采用由斯沃琪集团研究发展公司的聚合 物部门售卖的商品E28311、E2840。因此，根据这些材料，阶段ii)可在 20～300℃的温度和1～6巴的压力下进行。

此外，优选地根据本发明，陶瓷颗粒可由诸如钛、硅、铝或锆的材料 的碳化物、氧化物或氮化物形成，以形成装饰物13的全部或部分。因此应 理解的是，这些颗粒可能来自与本体11相同的族，或者不是来自与本体 11相同的族。此外，除了陶瓷颗粒以外，还可以添加金刚石颗粒。

如上所述，取决于期望的颜色或者更一般地取决于期望的视觉呈现， 步骤26中形成的复合陶瓷16优选包括与本体11的颜色形成对比的一种或 多种颜色。

最后，在最后的步骤27中，方法21以整平各复合陶瓷16结束，以使 得所述复合陶瓷16仅保留在各凹部12的空腔内。镶嵌元件10因而完成并 且仅需组装成最终的部件。步骤27可通过普通的表面处理方法诸如磨削或 研磨完成，以移除任何多余的材料，然后进行抛光。

当然，本发明并不限于所示出的示例，而是能够做出本领域技术人员 可以想到的各种变型和修改。特别是，根据本发明的镶嵌元件10的应用绝 不仅限于钟表1。因此，作为示例，镶嵌元件10可应用到珠宝首饰或者甚 至餐具中。

此外，还可设想用其它类型的刻蚀方法替代步骤23中的激光刻蚀和/ 或步骤24中的激光刻蚀、喷砂或化学刻蚀，条件是该替代方法的精度和废 品率是可接受的。

此外，还可形成包括若干个覆盖的(overlaid)和/或相邻的复合陶瓷 的装饰物。此类型的实施例可例如允许实现多色元件。因此，具有第一色 彩的第一复合陶瓷自身可例如通过激光被刻蚀，以形成具有第二色彩的第 二复合陶瓷。因此，可以在实际的装饰物内通过发磷光材料(诸如 )获得两种形成对比的颜色或一种颜色。

最后，还应注意的是，本体11不应限于陶瓷元件，而是更一般地涉及 由可机加工的硬质材料制成的元件。