CH715694A2 - Decorative item made of a heavy composite material. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un article décoratif réalisé dans un matériau moulé ayant une densité comprise entre 2 et 7 g/cm 3 , le matériau moulé comprenant en poids : – 60 à 90% d'une matière métallique ou céramique ayant une densité supérieure ou égale à 5 g/cm 3 , – 10 à 32% d'une matière plastique comprenant une résine thermoplastique et un agent de couplage, – 0 à 8% d'un renfort, – 0 à 3% d'un pigment. La présente invention se rapporte également au procédé de fabrication par moulage par injection de cet article décoratif.The invention relates to a decorative article made of a molded material having a density of between 2 and 7 g / cm 3, the molded material comprising by weight: - 60 to 90% of a metallic or ceramic material having a density greater than or equal at 5 g / cm 3, - 10 to 32% of a plastic material comprising a thermoplastic resin and a coupling agent, - 0 to 8% of a reinforcement, - 0 to 3% of a pigment. The present invention also relates to the method of manufacturing by injection molding of this decorative article.
Description
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
[0001] La présente invention se rapporte à un article décoratif et notamment à un composant d'habillage en horlogerie, réalisé dans un matériau composite lourd et résistant aux chocs. Elle se rapporte également à son procédé de fabrication. The present invention relates to a decorative article and in particular to a component for watchmaking, made of a heavy and impact resistant composite material. It also relates to its manufacturing process.
ART ANTERIEURPRIOR ART
[0002] De nombreux composants d'habillage tels que les carrures et les bracelets sont réalisés dans des matériaux plastiques. Ces composants peuvent être réalisés par des procédés de moulage, ce qui présente l'avantage de pouvoir obtenir des formes diverses sans aucune opération de reprise. Ces composants en matériau plastique ont pour caractéristique d'avoir une densité voisine de 1 et donc d'être légers. Cela peut constituer un désavantage pour l'utilisateur souhaitant porter au poignet une montre présentant un certain poids. [0002] Many trim components such as the middle and the bracelets are made of plastic materials. These components can be produced by molding processes, which has the advantage of being able to obtain various shapes without any rework operation. These plastic material components have the characteristic of having a density close to 1 and therefore of being light. This can constitute a disadvantage for the user wishing to wear a watch having a certain weight on the wrist.
[0003] Pour remédier à cet inconvénient, il a été proposé, par exemple dans le document EP 2 482 142, de réaliser des composants horlogers, que ce soit du mouvement ou d'habillage, dans des matériaux plastiques chargés avec une poudre métallique haute densité telle qu'une poudre de tungstène. Ces composants sont réalisés par un procédé de moulage par injection ce qui permet de garder l'avantage de la mise en forme dans le moule sans reprise ultérieure tout en augmentant la densité. To remedy this drawback, it has been proposed, for example in document EP 2 482 142, to produce watch components, whether movement or trim, in plastic materials loaded with a high metal powder. density such as tungsten powder. These components are produced by an injection molding process, which makes it possible to keep the advantage of shaping in the mold without subsequent rework while increasing the density.
RESUME DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
[0004] La présente invention a pour objet de proposer une nouvelle composition de matière composite lourde répondant aux critères esthétiques et mécaniques, et en particulier de ténacité, des applications horlogères. [0004] The object of the present invention is to provide a novel composition of heavy composite material meeting the aesthetic and mechanical criteria, and in particular toughness, of watchmaking applications.
[0005] A cette fin, la présente invention propose un article décoratif réalisé dans un matériau comprenant en poids : <tb>–<SEP>60 à 90% d'une matière métallique ou céramique ayant une densité supérieure ou égale à 5 g/cm<3>, <tb>–<SEP>10 à 32% d'une matière plastique comprenant une résine thermoplastique ou un mélange de résines thermoplastiques et un agent de couplage, <tb>–<SEP>0 à 8% d'un renfort, <tb>–<SEP>0 à 3% d'un pigment.[0005] To this end, the present invention provides a decorative article made of a material comprising by weight: <tb> - <SEP> 60 to 90% of a metallic or ceramic material having a density greater than or equal to 5 g / cm <3>, <tb> - <SEP> 10 to 32% of a plastic material comprising a thermoplastic resin or a mixture of thermoplastic resins and a coupling agent, <tb> - <SEP> 0 to 8% of a reinforcement, <tb> - <SEP> 0 to 3% of a pigment.
[0006] Préférentiellement, le matériau comprend comme matière métallique un acier inoxydable, comme résine thermoplastique un MABS (méthylméthacrylate butadiène styrène) et comme agent de couplage un copolymère d'éthylène-acide méthacrylique. Preferably, the material comprises as metallic material a stainless steel, as thermoplastic resin an MABS (methyl methacrylate butadiene styrene) and as coupling agent an ethylene-methacrylic acid copolymer.
[0007] Avantageusement, le matériau comprend un renfort dans un pourcentage en poids supérieur ou égal à 1% afin d'augmenter la ténacité du matériau et/ou de limiter le retrait du matériau lors du moulage. Ce renfort peut être présent sous différentes formes, par exemple, sous forme de fibres ou de particules. [0007] Advantageously, the material comprises a reinforcement in a percentage by weight greater than or equal to 1% in order to increase the toughness of the material and / or to limit the shrinkage of the material during molding. This reinforcement can be present in different forms, for example, in the form of fibers or particles.
[0008] Par ailleurs, le matériau peut comporter un pigment organique tel que du noir de carbone. [0008] Furthermore, the material may comprise an organic pigment such as carbon black.
[0009] Le matériau composite ainsi développé a une densité comprise entre 2 et 7g/cm3 et présente une bonne ténacité. [0009] The composite material thus developed has a density of between 2 and 7 g / cm3 and has good toughness.
[0010] En outre, la présente invention se rapporte au procédé de fabrication de ce matériau qui est optimisé pour assurer un mélange homogène et une bonne compatibilité entre les différents composants du matériau. [0010] In addition, the present invention relates to the process for manufacturing this material which is optimized to ensure a homogeneous mixture and good compatibility between the different components of the material.
[0011] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante d'un mode de réalisation préféré, présenté à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé. [0011] Other characteristics and advantages of the present invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment, presented by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawing.
BREVE DESCRIPTION DE LA FIGUREBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURE
[0012] La figure 1 représente une pièce d'horlogerie comprenant une carrure réalisée avec le matériau en composite lourd selon l'invention. [0012] Figure 1 shows a timepiece comprising a middle part made with the heavy composite material according to the invention.
DESCRIPTION DETAILLEEDETAILED DESCRIPTION
[0013] La présente invention se rapporte à un article décoratif réalisé dans un matériau composite comprenant une matière plastique et une matière métallique ou céramique. L'article décoratif peut être un élément constitutif de montres, bijoux, bracelets, etc. Dans le domaine horloger, cet article peut être un composant d'habillage tel qu'une carrure, un fond, une lunette, un poussoir, un maillon de bracelet, un cadran, une aiguille, un index de cadran, etc. A titre illustratif, une carrure 1 réalisée avec le matériau composite selon l'invention est représentée à la figure 1. The present invention relates to a decorative article made of a composite material comprising a plastic material and a metallic or ceramic material. The decorative article can be a component of watches, jewelry, bracelets, etc. In the watchmaking field, this article can be a covering component such as a caseband, a caseback, a bezel, a push-piece, a bracelet link, a dial, a hand, a dial index, etc. By way of illustration, a caseband 1 made with the composite material according to the invention is shown in FIG. 1.
[0014] L'article décoratif est réalisé par moulage par injection. Le procédé de fabrication comporte les étapes consistant à: <tb>a)<SEP>Préparer des granulés de quelques millimètres comprenant en poids: <tb><SEP>–<SEP>60 à 90 % d'une matière métallique ou céramique ayant une densité supérieure ou égale 5 g/cm<3>, <tb><SEP>–<SEP>9 à 25% d'une résine thermoplastique ou d'un mélange de résines thermoplastiques, <tb><SEP>–<SEP>1 et 7% d'un agent de couplage, <tb><SEP>–<SEP>0 à 8 % d'un renfort, de préférence entre 1 et 6%, <tb><SEP>–<SEP>0 à 3 % d'un pigment, <tb>b)<SEP>Mouler par injection lesdits granulés pour former l'article décoratif. L'injection est réalisée dans un moule qui a une température de l'ordre de 90-100°C tandis que la matière lors de l'injection a une température comprise entre 200 et 300°C, et, de préférence, entre 220 et 280°C.[0014] The decorative article is made by injection molding. The manufacturing process includes the steps of: <tb> a) <SEP> Prepare granules of a few millimeters comprising by weight: <tb> <SEP> - <SEP> 60 to 90% of a metallic or ceramic material having a density greater than or equal to 5 g / cm <3>, <tb> <SEP> - <SEP> 9 to 25% of a thermoplastic resin or a mixture of thermoplastic resins, <tb> <SEP> - <SEP> 1 and 7% of a coupling agent, <tb> <SEP> - <SEP> 0 to 8% of a reinforcement, preferably between 1 and 6%, <tb> <SEP> - <SEP> 0 to 3% of a pigment, <tb> b) <SEP> Injection molding said granules to form the decorative article. The injection is carried out in a mold which has a temperature of the order of 90-100 ° C while the material during the injection has a temperature of between 200 and 300 ° C, and, preferably, between 220 and 280 ° C.
[0015] A l'étape a), les granulés peuvent être fabriqués par découpe d'un boudin issu de l'extrusion des matières premières susmentionnées. Avantageusement, la matière métallique ou céramique et l'agent de couplage tous deux sous forme de poudre sont introduits dans un premier temps dans une trémie de l'extrudeuse de manière à enrober la poudre métallique ou céramique avec l'agent de couplage avant d'introduire la résine thermoplastique et le renfort. Ainsi, dans un second temps, la résine thermoplastique et le renfort sont introduits par exemple latéralement dans une autre trémie de l'extrudeuse. Le pigment peut être introduit lors de l'extrusion et avantageusement dans le second temps. Il est également envisageable de le mélanger aux granulés juste avant l'injection. In step a), the granules can be manufactured by cutting a rod resulting from the extrusion of the aforementioned raw materials. Advantageously, the metallic or ceramic material and the coupling agent both in powder form are introduced firstly into a hopper of the extruder so as to coat the metallic or ceramic powder with the coupling agent before introduce the thermoplastic resin and the reinforcement. Thus, in a second step, the thermoplastic resin and the reinforcement are introduced, for example laterally into another hopper of the extruder. The pigment can be introduced during extrusion and advantageously in the second step. It is also possible to envisage mixing it with the granules just before the injection.
[0016] La poudre métallique peut, par exemple, être une poudre d'acier conventionnel au carbone, d'acier inoxydable, de cuivre, d'un alliage de cuivre ou une poudre de tungstène. Une poudre de métaux précieux ou d'un alliage de métaux précieux typiquement d'or, d'argent, de platine peut également être envisagée. Préférentiellement, il s'agit d'une poudre d'acier inoxydable sans nickel. La poudre d'acier est préférentiellement présente dans un pourcentage en poids compris entre 60 et 80%. La poudre de tungstène est préférentiellement présente dans un pourcentage en poids compris entre 65 et 90%. Il peut également s'agir d'une poudre céramique telle qu'une poudre de ZrO2, CeO2, ZnO, etc. Certaines poudres céramiques peuvent présenter l'avantage d'être blanches, ce qui, en comparaison avec des poudres métalliques, facilite la coloration par les pigments. Avantageusement, la poudre métallique ou céramique est présente dans un pourcentage en poids compris entre 71 et 80%. La poudre a une granulométrie telle que d90 est inférieur ou égal à 100 µm, de préférence à 30 µm, et plus préférentiellement à 16 µm. [0016] The metal powder can, for example, be a powder of conventional carbon steel, stainless steel, copper, a copper alloy or a tungsten powder. A powder of precious metals or of an alloy of precious metals typically gold, silver or platinum can also be envisaged. Preferably, it is a nickel-free stainless steel powder. The steel powder is preferably present in a percentage by weight of between 60 and 80%. The tungsten powder is preferably present in a percentage by weight of between 65 and 90%. It can also be a ceramic powder such as a powder of ZrO2, CeO2, ZnO, etc. Certain ceramic powders may have the advantage of being white, which, in comparison with metallic powders, facilitates coloring by pigments. Advantageously, the metallic or ceramic powder is present in a percentage by weight of between 71 and 80%. The powder has a particle size such that d90 is less than or equal to 100 μm, preferably 30 μm, and more preferably 16 μm.
[0017] La résine thermoplastique peut être un polyamide, un acrylique, une polyoléfine, un polyesther, un polycarbonate, un acrylonitrile butadiène styrène, un méthylméthacrylate butadiène styrène, un acide polylactique, un polysulfure de phénylène, un polyétheréthercétone, un polyméthacrylate de méthyle, un polyoxyméthylène, teréphtalate (PBT), ainsi que des résines thermoplastiques elastomères etc., ou un mélange de ces dernières Préférentiellement, il s'agit d'un méthylméthacrylate butadiène styrène (MABS) qui est une nuance d'ABS transparent. Préférentiellement, la résine thermoplastique est introduite sous forme de poudre pour faciliter le mélange lors de la préparation des granulés. Dans le cas du MABS disponible commercialement sous forme de granulés de quelques millimètres de diamètre, une étape préalable à l'étape a) consiste à microniser les granulés pour obtenir une poudre avec un d90 inférieur ou égal à 500 µm et, de préférence, à 315 µm. The thermoplastic resin can be a polyamide, an acrylic, a polyolefin, a polyester, a polycarbonate, an acrylonitrile butadiene styrene, a methylmethacrylate butadiene styrene, a polylactic acid, a polyphenylene sulfide, a polyetheretherketone, a polymethyl methacrylate, a polyoxymethylene, terephthalate (PBT), as well as thermoplastic elastomeric resins etc., or a mixture of the latter. Preferably, it is a methylmethacrylate butadiene styrene (MABS) which is a shade of transparent ABS. Preferably, the thermoplastic resin is introduced in the form of a powder to facilitate mixing during the preparation of the granules. In the case of MABS available commercially in the form of granules of a few millimeters in diameter, a step prior to step a) consists in micronizing the granules to obtain a powder with a d90 less than or equal to 500 μm and, preferably, to 315 µm.
[0018] L'agent de couplage est nécessaire pour assurer une bonne accroche entre la poudre métallique ou céramique et la résine thermoplastique. Avantageusement, il s'agit d'un copolymère d'éthylèneacide méthacrylique avec un pourcentage en poids compris entre 5 et 20% d'acide méthacrylique dans le copolymère. Avantageusement, ce copolymère est utilisé en combinaison avec le MABS comme résine thermoplastique. Cet agent de couplage peut être introduit sous forme de poudre avec un d90 inférieur ou égal à 500 µm et, de préférence, à 315 µm. [0018] The coupling agent is necessary to ensure good adhesion between the metal or ceramic powder and the thermoplastic resin. Advantageously, it is a copolymer of ethylene methacrylic acid with a percentage by weight of between 5 and 20% of methacrylic acid in the copolymer. Advantageously, this copolymer is used in combination with MABS as thermoplastic resin. This coupling agent can be introduced in the form of a powder with a d90 of less than or equal to 500 μm and, preferably, to 315 μm.
[0019] Le renfort peut être présent sous différentes formes, par exemple, sous forme de fibres ou de particules. Par exemple, il peut s'agir de fibres de verre, de billes de verre, de fibres de carbone et/ou de fibres d'aramide avec une longueur de fibres inférieure ou égale à 300 µm, et, de préférence, à 200 µm. Il a pour objet d'améliorer la ténacité du matériau et/ou de limiter le retrait de la matière lors de l'injection. The reinforcement can be present in different forms, for example, in the form of fibers or particles. For example, they may be glass fibers, glass beads, carbon fibers and / or aramid fibers with a fiber length less than or equal to 300 μm, and, preferably, 200 μm. . Its object is to improve the toughness of the material and / or to limit the shrinkage of the material during injection.
[0020] Le pigment est préférentiellement un pigment organique ayant un pouvoir de coloration de la poudre métallique ou céramique plus important que les pigments inorganiques. Par exemple, il peut s'agir du noir de carbone pour le noir, du dicétopyrrolopyrrole pour le rouge (par ex. Irgazin Red K3840LW de BASF), du phthalocyanine de cuivre pour le bleu (par ex. Heliogen Blue K7096 de BASF), d'un pigment monoazo pour le jaune (par ex. Paliotol Yellow K1760 de BASF), etc. Selon une variante, le pigment peut être fluroescent et/ou phosphorescent. [0020] The pigment is preferably an organic pigment having a greater power of coloring of the metallic or ceramic powder than the inorganic pigments. For example, it can be carbon black for black, diketopyrrolopyrrole for red (eg Irgazin Red K3840LW from BASF), copper phthalocyanine for blue (eg Heliogen Blue K7096 from BASF), a monoazo pigment for yellow (eg Paliotol Yellow K1760 from BASF), etc. According to one variant, the pigment can be fluroescent and / or phosphorescent.
[0021] L'article ainsi obtenu comporte une matière métallique ou céramique et une matière plastique, aussi dite synthétique, comprenant la résine thermoplastique, l'agent de couplage et un éventuel produit issu de la réaction entre la résine et l'agent de couplage lors de l'extrusion ou de l'injection. Il comporte également le renfort et le pigment, si pigment et renfort il y a. The article thus obtained comprises a metallic or ceramic material and a plastic material, also called synthetic, comprising the thermoplastic resin, the coupling agent and a possible product resulting from the reaction between the resin and the coupling agent during extrusion or injection. It also has the reinforcement and the pigment, if there is pigment and reinforcement.
[0022] A titre d'exemple, des essais ont été réalisés pour fabriquer par injection des carrures partant de granulés cylindriques ayant un diamètre et une longueur respectivement de l'ordre de 3 mm. Les granulés comprennent un mélange homogène en poids de 72% de poudre d'acier inoxydable sans Ni (Fe17Cr11Mn3Mo) de Carpenter ayant un d90<16 µm, de 18.5% de MABS (Terlux 2802) micronisés avec un d90<315 µm, de 3.5% d'éthylène-acide méthacrylique avec 15% d'acide (Coathylene RP 9065-34), de 6% de fibres de verre de 200 µm de long (Glasfasser-Flocken de Suter-Kunststoffe AG). Un autre mélange présentant les mêmes pourcentages de MABS et d'agent de couplage mais avec 71% d'acier inoxydable et 1% de noir de carbone (Printex 55 noir) a été préparé. By way of example, tests have been carried out to manufacture by injection moldings starting from cylindrical granules having a diameter and a length respectively of the order of 3 mm. The granules consist of a homogeneous mixture by weight of 72% Ni-free stainless steel powder (Fe17Cr11Mn3Mo) from Carpenter with a d90 <16 µm, 18.5% of MABS (Terlux 2802) micronized with a d90 <315 µm, of 3.5 % ethylene-methacrylic acid with 15% acid (Coathylene RP 9065-34), 6% glass fiber 200 µm long (Glasfasser-Flocken from Suter-Kunststoffe AG). Another mixture having the same percentages of MABS and coupling agent but with 71% stainless steel and 1% carbon black (Printex 55 black) was prepared.
[0023] Le rendu esthétique des carrures est bon avec une couleur grise pour la composition sans pigment et une couleur noire pour celle avec le pigment. Les carrures ainsi obtenues ont une densité de 3.05 g/cm3 pour la version grise et de 3 g/cm<3>pour la version noire. Des essais de résilience par chocs au mouton pendule suivis de tests d'étanchéité sur les carrures intégrées à des boîtiers ont par ailleurs démontré la bonne ténacité des carrures réalisées avec la composition susmentionnée. The aesthetic rendering of the middle pieces is good with a gray color for the composition without pigment and a black color for that with the pigment. The middle pieces thus obtained have a density of 3.05 g / cm3 for the gray version and of 3 g / cm <3> for the black version. Impact impact tests with a pendulum hammer followed by leaktightness tests on the middle parts integrated into cases have also demonstrated the good toughness of the middle parts produced with the above-mentioned composition.
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CH001604/2018A CH715694B1 (en) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | Decorative item made from a heavy composite material. |
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CH001604/2018A CH715694B1 (en) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | Decorative item made from a heavy composite material. |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP4276143A1 (en) * | 2022-05-11 | 2023-11-15 | ETA SA Manufacture Horlogère Suisse | Item made of a heavy plastic material |
-
2018
- 2018-12-24 CH CH001604/2018A patent/CH715694B1/en unknown
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EP4276143A1 (en) * | 2022-05-11 | 2023-11-15 | ETA SA Manufacture Horlogère Suisse | Item made of a heavy plastic material |
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