CN115104826A - 包括干涉色涂层的钟表或首饰件的外部部件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括基底(11)的外部部件(10)，其包括由下列相继叠加层组成的涂层(12)：‑不透明或半不透明的反射层(121)，其配置为对600 nm至780 nm的波长具有至少90%的反射率，‑透明或半透明层(122)，其对630 nm的波长具有1.45至2.8的折射率，‑吸收层(123)，所述层赋予涂层(12)预定干涉色。

Description

包括干涉色涂层的钟表或首饰件的外部部件及其制造方法
技术领域
本发明涉及制表或首饰的领域，更特别涉及包括提供干涉色的涂层的钟表或首饰件的外部部件，和制造所述部件的方法。
在本文中，术语“外部部件”是指制表或首饰领域中的任何装饰制品，例如由表壳、表盘、表盘镶字块、表带等组成，其意图为使用者可见。
优选地，本发明涉及包括涂层的钟表或首饰件的外部部件，所述涂层的干涉色为红色色调。
技术背景
在制表或首饰的领域中，更通常在装饰制品的领域中，通过涂装（painting）、上漆（varnishing）或上釉进行的沉积方法并不总是适合的。
实际上，一方面，施加到待装饰制品的表面的材料层太厚以致无法展现任何表面结构，例如拉丝（brushed）、sunray、喷砂、激光结构化的表面等，另一方面，该层的寿命和因此其颜色的寿命并不总是令人满意的。
因此，薄膜真空沉积技术，如物理气相沉积法（以首字母缩略词“PVD”为人所知）、化学气相沉积法（以首字母缩略词“CVD”为人所知）、原子层沉积法（以首字母缩略词“ALD”为人所知）是优选的。
但是，尽管事实上这些沉积技术能够获得多种颜色的涂层，但这些方法的实施无法在工业规模下获得某些特定颜色，如红色色调。
发明内容
本发明通过提供一种用于生产具有预定干涉色的外部部件的解决方案克服上述缺点，所述预定干涉色由相消干涉和相长干涉的相加产生。在本文中，由光学干涉现象产生的颜色被称为“干涉色”。
为此，本发明涉及一种包括基底的外部部件，其包括由下列相继叠加层组成的涂层：
- 不透明或半不透明的（semi-opaque）反射层，其配置为对600 nm至780 nm的波长具有至少90%的反射率，
- 透明或半透明层，其对630 nm的波长具有1.45至2.8的折射率，
- 吸收层。
所述层赋予涂层预定干涉色。
有利地，预定颜色是具有金属光泽的红色色调。更具体地，预定颜色是勃艮第红或紫红的色调。通过由所述涂层的层界定的光学叠层的特定布置获得这种预定颜色。
此外，所述涂层具有极低的厚度，通常小于3 μm，这使其适于覆盖包括表面结构或包括复杂几何形状的任何装饰制品。
本发明的另一个优点在于其能够获得非常多样化的红色色调而基本不改变涂层厚度。例如，在所述涂层可能具有的所有红色色调之间，涂层厚度改变最多小于3 nm的值。
在特定实施方案中，本发明可进一步包括一个或多个以下特征——独自存在或以任何技术上可能的组合存在。
在特定实施方案中，反射层由选自铜(Cu)、金(Au)、铑(Rh)、铂(Pt)的金属材料制成。
在特定实施方案中，反射层由Cu制成。
在特定实施方案中，反射层具有至少40 nm的厚度。
在特定实施方案中，反射层具有100 nm的厚度。
在特定实施方案中，透明层由选自二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、二氧化铪(HfO2)、二氧化锆(ZrO2)、氧化钽(Ta2O5)、二氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化镁(MgO)、氮化硅(Si3N4)和氮化铝(AlN)的材料制成。
在特定实施方案中，透明层由SiO2制成。
在特定实施方案中，透明层具有10 nm至50 nm的厚度。
在特定实施方案中，透明层具有30 nm的厚度。
在特定实施方案中，吸收层由选自钛(Ti)、镍(Ni)或铬(Cr)的材料制成。
在特定实施方案中，吸收层由Cr制成。
在特定实施方案中，吸收层具有5 nm至8 nm的厚度。
在特定实施方案中，所述涂层具有对350 nm至600 nm的波长小于10%和对620 nm至780 nm的波长大于或等于10%的反射率。
在特定实施方案中，所述涂层具有红色，其特征在于在以D65为光源的CIELAB色彩空间中，25至35的参数L*、8至15的参数a*和0至7的参数b*。
在特定实施方案中，所述涂层包括叠加在吸收层上并对630 nm的波长具有1.48至1.51的折射率的丙烯酸系和/或硝化纤维素保护层。
根据另一个目的，本发明涉及一种制造钟表或首饰件的外部部件的方法，其特征在于其包括在基底表面上生成涂层的下列相继步骤：
- 在基底上沉积不透明反射层，所述层配置为对600 nm至780 nm的波长具有至少90%的反射率，
- 沉积在630 nm下具有1.45至2.8的折射率的透明层，
- 沉积吸收层。
在特定实施方案中，通过借助电子枪蒸发的物理气相沉积法进行反射层、透明层和吸收层的沉积。
在特定实施方案中，以0.01 nm/s至0.1 nm/s的沉积速率进行沉积透明层的步骤。
在特定实施方案中，以0.01 nm/s至0.05 nm/s的沉积速率进行沉积吸收层的步骤。
在特定实施方案中，所述方法包括沉积保护层的最终步骤，所述保护层配置为有利地对630 nm的波长具有1.48至1.51的折射率。
附图说明
在参考附图阅读作为非限制性实例给出的下列详述时，将显现本发明的其它特征和优点，其中：
- 图1示意性显示根据本发明的一个优选示例性实施方案的外部部件的横截面视图；
- 图2显示在根据本发明的涂层上用分光比色计测得的光谱反射率曲线；
- 图3显示在进一步包括保护层的根据本发明的涂层上用分光比色计测得的光谱反射率曲线；
- 图4显示根据本发明的另一个方面制造外部部件的方法的流程图。
具体实施方式
本发明涉及包括基底11的外部部件10，其包括由几个相继叠加层组成的涂层12以在意图为使用者可见的表面上赋予该外部部件预定干涉色。
优选地，预定干涉色为红色色调。
基底11可由金属、陶瓷或聚合物材料制成。此外，其可被电镀底层涂布。
在基底11上沉积反射性、不透明或半不透明的层121，其配置为反射600 nm至780nm的波长。
更具体地，反射层121优选对600 nm至780 nm的波长具有大于0.9的反射系数。
在其可具有非零透射率的意义上，反射层121可以是半不透明的，但是，在可见光谱的波长范围内透射率必须保持小于或等于15%。
这种反射层121优选由金属材料制成并具有至少40 nm的厚度。
优选地，反射层121由选自Cu、Au、Rh或Pt的材料制成。反射层121的材料由于其反射600 nm至780 nm（该区间代表光谱中的红色色调）的波长的光学能力而被选择。此外，这种材料由于其对红色波长的低吸收而被选择。
更优选地，反射层121由Cu制成，特别是出于经济原因和为了易于实施。
反射层121可通过PVD法、通过电镀或通过任何其它合适的薄膜沉积法制成。
在反射层121上叠加透明层122。
在其可吸收在特定波长范围内（例如在所述透明层122由TiO2制成的情况下小于500 nm的波长）的光并对另一波长范围内的光透明的意义上，透明层122也可以是半透明的。
这种透明层122的材料由于其透明性的光学性质而被选择。例如，透明层122由选自SiO2、TiO2、Al2O3、HfO2、ZrO2、Ta2O5、SnO2、ITO、ZnO、MgO、Si3N4、AlN的材料制成。优选地，透明层122由SiO2制成，特别是出于经济原因、易于实施和可重复性。
例如，透明层122有利地对630 nm的波长具有1.45至2.8的折射率并具有10 nm至50 nm的厚度，取决于所述层的折射率。
可通过PVD、CVD、ALD法或通过任何其它适当的薄膜沉积法在反射层121上沉积透明层122。
最后，如图1中所示，在透明层122上叠加吸收层。
这种吸收层123由由于其光学吸收性质而被选择的金属材料制成。例如，吸收层123由Ti、Ni或Cr制成。优选地，吸收层123由铬制成。
吸收层123具有4 nm至10 nm，优选5 nm至8 nm，更优选7.2 nm至7.8 nm的厚度。
在此要理解的是，由于涂层12，本发明能够有利地获得红色色调的干涉色，所述涂层12具有极低的厚度，大约几微米，更确切地说小于3 µm。
由于上述特征，涂层12有利地配置为对350 nm至580 nm的波长具有小于10%、从8%至3%不等的反射率和对580 nm至750 nm的波长具有从3%至24%不等的反射率。这些值通过图2的光谱反射率曲线图形化表示，来自在涂层12上用分光比色计进行的测量。
这些反射率可有利地界定代表使用者视觉感知红色色调的颜色的反射光谱。
在本发明的一个优选的示例性实施方案中，涂层12可进一步有利地包括叠加在吸收层123上的丙烯酸系和/或硝化纤维素保护层124，以保护其它层免受可能的化学和/或机械侵袭。
这样的保护层124——例如具有3 μm的厚度和对630 nm的波长接近1.5，例如1.48至1.51的折射率——的添加也能够产生相消干涉以有利地降低350 nm至550 nm的反射率，以使580 nm至780 nm的波长能够界定涂层12的颜色。
换言之，在本发明的优选示例性实施方案中，保护层124有利地参与获得涂层12的最终红色。
借助保护层124，涂层12具有在350 nm至550 nm的波长范围内小于或等于5%、对550 nm至750 nm的波长从5%至21%不等的反射率。这些值通过图3的光谱反射率曲线图形化表示，来自在涂层12上用分光比色计进行的测量。
因此，在本发明的优选示例性实施方案中，涂层12具有红色，其特征在于在以D65为光源的CIELAB色彩空间中，25至35的参数L*、8至15的参数a*和0至7的参数b*。
应该指出，保护层124不是必需的，并且在本发明的另一些实施方案中，涂层12可在没有所述保护层124的情况下具有例如在CIELAB色彩空间中以上述参数为特征的红色。
本发明进一步涉及一种制造例如如上所述的钟表或首饰件的外部部件10的方法。这种方法的相继步骤由图4的流程图表示并且在于在基底11的表面上产生涂层12以产生预定干涉色。
更具体地，该方法包括下列相继步骤：
- 101在基底11上沉积不透明反射层121，所述层适于反射600 nm至780 nm的波长，
- 102沉积对630 nm的波长具有1.45至2.8的折射率的透明层122，
- 103沉积吸收层123。
下面详细描述的制造方法的一个实例使用真空沉积技术沉积反射层121、透明层122和吸收层123。
更特别地，在一个优选实施方案中，使用借助电子枪蒸发的物理气相沉积法。
但是，应该指出，可通过其它PVD方法，如在反应性介质中的磁控溅射，或通过CVD方法，如ALD方法和等离子体增强的化学气相沉积（以首字母缩略词PECVD为人所知）进行层的沉积。
进行反射层121的沉积101，例如以使所述反射层121具有100 nm的厚度。优选地，在可考虑用于构成反射层121的下列材料：Cu、Au、Rh或Pt中，Cu是优选的。
然后在反射层121上沉积透明层122，优选以具有30 nm的厚度。优选地，在可考虑用于构成透明层122的下列材料：SiO2、TiO2、Al2O3、HfO2、ZrO2、Ta2O5、SnO2、ITO、ZnO、MgO、Si3N4或AlN中，SiO2是优选的。
例如，为了获得透明层122的沉积的良好可重复性，选择0.01 nm/s至0.1 nm/s，优选0.1 nm/s的沉积速率，且氧气（O2）流量为5 sccm。这些参数也能够非常精确地控制透明层122的材料密度和厚度。
然后在透明层122上沉积吸收层123，优选以具有例如5 nm至8 nm，优选7.2 nm至7.8 nm的厚度。优选地，吸收层123由铬制成。
例如，为了获得吸收层123的沉积的良好可重复性，选择0.01 nm/s至0.05 nm/s，优选0.02 nm/s的沉积速率，且氩气（Ar）流量为2 sccm以使外壳的壁的结垢对吸收层123的沉积的可重复性的影响最小化。
在本发明的一个优选实施例中，制造方法还包括沉积保护层124的最终步骤104。这种保护层124配置为有利地对630 nm的波长具有大约1.48至1.51的折射率。

Claims (19)

1.一种包括基底(11)的外部部件(10)，其包括由下列相继叠加层组成的涂层(12)：
- 不透明或半不透明的反射层(121)，其配置为对600 nm至780 nm的波长具有至少90%的反射率，
- 透明或半透明层(122)，其对630 nm的波长具有1.45至2.8的折射率，
- 吸收层(123)，
所述层赋予涂层(12)预定干涉色，所述涂层(12)具有红色，其特征在于在以D65为光源的CIELAB色彩空间中，25至35的参数L*、8至15的参数a*和0至7的参数b*。
2.根据权利要求1的外部部件(10)，其中所述反射层(121)由选自Cu、Au、Rh、Pt的金属材料制成。
3.根据权利要求1或2的外部部件(10)，其中所述反射层(121)由Cu制成。
4.根据权利要求1或2的外部部件(10)，其中所述反射层(121)具有至少40 nm的厚度。
5.根据权利要求4的外部部件(10)，其中所述反射层(121)具有100 nm的厚度。
6.根据权利要求1或2的外部部件(10)，其中所述透明层(122)由选自SiO2、TiO2、Al2O3、HfO2、ZrO2、Ta2O5、SnO2、ITO、ZnO、MgO、Si3N4、AlN的材料制成。
7.根据权利要求6的外部部件(10)，其中所述透明层(122)由SiO2制成。
8.根据权利要求1或2的外部部件(10)，其中所述透明层(122)具有10 nm至50 nm的厚度。
9.根据权利要求8的外部部件(10)，其中所述透明层(122)具有30 nm的厚度。
10.根据权利要求1或2的外部部件(10)，其中所述吸收层(123)由选自Ti、Ni或Cr的材料制成。
11.根据权利要求10的外部部件(10)，其中所述吸收层(123)由Cr制成。
12.根据权利要求1或2的外部部件(10)，其中所述吸收层(123)具有5 nm至8 nm的厚度。
13.根据权利要求1或2的外部部件(10)，其中所述涂层(12)具有对350 nm至600 nm的波长小于10%和对620 nm至780 nm的波长大于或等于10%的反射率。
14.根据权利要求1或2的外部部件(10)，其中所述涂层(12)包括叠加在吸收层(123)上并对630 nm的波长具有1.48至1.51的折射率的丙烯酸系和/或硝化纤维素保护层(124)。
15.一种制造钟表或首饰件的外部部件(10)的方法，其特征在于其包括在基底(11)的表面上生成涂层(12)的下列相继步骤：
- 101在基底(11)上沉积不透明反射层(121)，所述层配置为对600 nm至780 nm的波长具有大于90%的反射率，
- 102沉积对630 nm的波长具有1.45至2.8的折射率的透明层(122)，
- 103沉积吸收层(123)。
16.根据权利要求15的制造方法，其中反射层(121)、透明层(122)和吸收层(123)的各自的沉积101、102和103通过借助电子枪蒸发的物理气相沉积法进行。
17.根据权利要求15或16的制造方法，其中以0.01 nm/s至0.1 nm/s的沉积速率进行沉积透明层(122)的步骤102。
18.根据权利要求15或16的制造方法，其中以0.01 nm/s至0.05 nm/s的沉积速率进行沉积吸收层(123)的步骤103。
19.根据权利要求15或16的制造方法，其包括沉积保护层(124)的最终步骤104，所述保护层配置为对等于630 nm的波长具有1.48至1.51的折射率。
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