Künstlicher Schmuckstein Es ist bekannt, durch Aufbringen einer Vielzahl von sehr dünnen Schichten auf Unterlagen, beispiels weise auf Glasperlen, verschiedenartigste Färbungen durch Lichtinterferenzen hervorzurufen. Es werden hierfür häufig alternierende metallische und nicht metallische Schichten verwendet, um brillierende Effekte zu erzielen. Die Verfahren, welche für das Aufbringen einer Vielzahl von Schichten erforderlich sind, ergeben aber ein teures Produkt.
Ausserdem ist es schwierig, die für eine ganz bestimmte Imitation erforderlichen Farbtöne durch Interferenzschichten zuverlässig zu erreichen, denn die Zahl der Varia tionsmöglichkeiten in bezug auf die Schichtdicken und Materialien ist bei Vielschichtanordnungen sehr gross. Die für eine bestimmte Imitation erforderliche Anordnung der Schichten lässt sich in der Praxis nur durch Probieren zufällig finden und kaum vor ausberechnen.
Die auf dem Markte erhältlichen Schmucksteine mit Interferenzschichten stellen daher meist nicht eine Imitation vorgegebener natürlicher Schmucksteine dar, sondern weisen Farbeffekte eige nen Gepräges auf, wobei eine bei der Herstellung zustande kommende zufällige oder absichtliche gering fügige Änderung der Schichtdicke auch nur einer einzelnen Teilschicht unter Umständen eine völlige Änderung des Farbcharakters hervorbringen kann. Es ist daher bei Interferenzschichtanordnungen sehr schwer, den Farbcharakter stets gleichmässig zu repro duzieren.
Vorliegende Erfindung zeigt eine viel einfachere Schichtanordnung, welche auf entsprechende Unter lagen aufgebracht, eine hervorragende Imitation eines ganz bestimmten Schmucksteines, nämlich Topas, liefert.
Es wurde gefunden, dass es zur Erzielung eines topasähnlichen Aussehens genügt, auf Flächen des geschliffenen oder gepressten Schmucksteines, z. B. aus Glas, Bergkristall u. dgl., eine dünne Schicht aus Silizium-Monoxyd aufzubringen, deren optisch wirk same Dicke grösser als 2,/4 der mittleren Wellenlänge @ = 550 m,y des sichtbaren Lichtes ist.
Man kann hiebei die dem Betrachter zugewandten Begrenzungs flächen des geschliffenen oder gepressten Steines mit den genannten dünnen Schichten belegen; man kann aber auch einfach die Rückseite des Steines mit einer Silizium-Monoxydschicht belegen, und lässt dann ge gebenenfalls auf diese Schicht eine metallisch reflek tierende Schicht - wie bei den bekannten Similisie- rungen - folgen.
Eine solche mehr oder weniger metallisch reflektierende Schicht auf der Rückseite kann auch bei Steinen, welche S10-Schichten nur auf ihrer Vorderseite tragen, von Interesse sein, weil durch eine solche reflektierende Schicht das in die Steine einfallende Licht veranlasst wird, die Si0- Schicht zweimal zu durchsetzen, so dass mit geringe ren Schichtdicken trotzdem eine intensive topas- ähnliche Färbung des Steines möglich wird. Anderer seits erscheinen - was ebenfalls -von Interesse sein kann - die auf der Unterseite nicht mit einer metal lisch reflektierenden lichtdurchlässigen oder undurch sichtigen Schicht versehenen Steine .dunkler.
Wie in der Schmucksteintechnik bekannt, können durch Anschleifen total reflektierender Flächen an die Unterseite der Steine, die Similisierungen manchmal ersetzt und trotzdem funkelnde Effekte erzielt werden.
Da das verwendete Schichtmaterial SiO sehr harte und widerstandsfähige Schichten ergibt, wirken diese zugleich noch als Schutzschichten -für die belegten Oberflächen.
Die Aufbringung der dünnen Schichten erfolgt am zweckmässigsten durch die bekannten Techniken des Vakuumbedampfens oder Kathodenzerstäubens, wo bei beim Aufbringen der Schichten die an sich be kannten Massnahmen einer vorhergehenden sorg- fältigen Reinigung der zu behandelnden Flächen, gegebenenfalls unter Benutzung einer besonderen Glimmvorentladung, zu beachten Sind. Nicht völlig saubere Oberflächen bringen die Gefahr eines späte ren Abblätterns der Schicht mit sieh.
Zur Erhöhung der Haftfestigkeit können zwischen der Si0-Schicht und der Unterlage Haftschichten ein gefügt werden, die so dünn sein können, dass sie ihrer seits die Tönung des Schmucksteines weder stören noch beeinflussen. Obwohl im allgemeinen die Dicken der aufgebrachten Si0-Schichten so gross gewählt werden, dass keine intensive Interferenzfarben mehr auftreten, kann - wenn erwünscht - eine durch entsprechende Wahl der zustande kom mende blasse Interferenzfärbung eine Beeinflussung der feineren Farbnuancen bewirken.
Solche blasse Interferenzfarben erhält man bei dünnen Schichten bekanntlich immer dann, wenn man bei der Her stellung über den Dickenbereich, bei dem sieh inten sive Interferenzfarben ergeben, hinaus zu noch grösse ren Schichtdicken übergeht.
Es hat sich erwiesen, dass es im Rahmen der bei der Schmucksteinfertigung zugelassenen Toleranzen nicht notwendig ist, bei der Herstellung der Schmuck steine nach der Erfindung genaue optische Messgeräte zu verwenden. Es genügt eine Beurteilung der in der Aufdampf- oder Kathodenzerstäubungsanlage befind lichen Steine mit freiem Auge durch ,das Schauglas, um feststellen zu können, wann -die Schichtdicke gerade richtig ist.
Man kann auch einfach eine für eine bestimmte Menge von Schmucksteinen einmal empirisch ermit telte, abgewogene Menge von Schichtsubstanz auf dampfen, ohne irgendwelche Schichtdickenmessung. Auch dieses Verfahren arbeitet genügend genau reproduzierbar. Daher sind erfindungsgemässe Schmucksteine mit wesentlich geringeren Kasten her zustellen als solche mit Vielschichtsystemen auf Inter- ferenzbasis, bei .deren Herstellung sehr präzise Mes sung und Einhaltung der vorgeschrieJbenen Dicke einer Vielzahl von Schichten erforderlich ist.
Das für Schmucksteine nach der Erfindung ver wendete Material SiO lässt sich bekanntlich sehr gut aufdampfen oder durch Kathodenzerstäubung auf bringen. Es ergibt harte und haftfeste Schichten, welche :es ohne weiteres vertragen, dass sie etwa mit den Fingern berührt oder mit den üblichen Mitteln gereinigt werden. Dies ist als besonderer Vorteil gegenüber vielen Steinen mit Mehrfachschichten her vorzuheben. Diese Interferenzschichtsysteme benö tigen nämlich u. a. hochbrechende Substanzen, die sich nicht leicht verdampfen lassen und oft weiche und unbeständige Schichten liefern.
Alle diese Schwierigkeiten können - wenn es sich um die Herstellung von Topasimitationen handelt - nach der Erfindung vermieden werden. Darüber hinaus erfordert die Herstellung erfindungsgemässer Steine wenig Aufwand an Verdampfungsmaterial und Zeit.