EP3327517A1 - Cadran pour piece d'horlogerie - Google Patents

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EP3327517A1
EP3327517A1 EP16200687.8A EP16200687A EP3327517A1 EP 3327517 A1 EP3327517 A1 EP 3327517A1 EP 16200687 A EP16200687 A EP 16200687A EP 3327517 A1 EP3327517 A1 EP 3327517A1
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EP
European Patent Office
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substrate
dial
layer
light source
window
Prior art date
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Granted
Application number
EP16200687.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3327517B1 (fr
Inventor
Frédéric Dreyer-Gonzales
Arnaud HOURIET
Cédric Chavaillaz
Joël PERRET
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Officine Panerai AG
Original Assignee
Officine Panerai AG
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Publication date
Application filed by Officine Panerai AG filed Critical Officine Panerai AG
Priority to EP16200687.8A priority Critical patent/EP3327517B1/fr
Publication of EP3327517A1 publication Critical patent/EP3327517A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3327517B1 publication Critical patent/EP3327517B1/fr
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/30—Illumination of dials or hands
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/30—Illumination of dials or hands
    • G04B19/32—Illumination of dials or hands by luminescent substances

Definitions

  • the present invention relates to the field of watchmaking. It relates, more particularly, a watch face and its manufacturing process.
  • Panerai House is well known for its multi-level black dials, whose indexes are formed by openings in a top plate. These openings show a lower plate with a luminescent layer. This arrangement provides a clearly readable dial, not only during the day, but also during the night.
  • the readability of the dial depends on the contrast between the color of the top plate and that of the bottom plate, especially under strong direct light. Typically, a black color layer is applied to the top plate to provide this contrast.
  • varnishes and paints commonly used for this purpose reflect too much incident light to provide sufficient readability in case of strong direct light. This disadvantage occurs even when the black color is formed of amorphous carbon deposited in the vapor phase, as described in the document CH705576 .
  • the object of the invention is therefore to provide a timepiece dial, in which the aforementioned defects are at least partially overcome.
  • the invention also relates to a method of manufacturing such a dial.
  • the invention relates to a dial for a timepiece.
  • This dial is multilevel, and for this purpose comprises a first substrate comprising a first surface intended to be located next to a watch glass, and a second surface on the opposite side to said first surface.
  • the first substrate further comprises at least one window, constituted for example by an opening in the case of an opaque material and an optical passage in the case of a translucent material, this window serving as an index.
  • the dial further comprises at least one second substrate fixed to said first substrate facing said second surface and which is associated with a light source, said second substrate comprising a zone facing said at least one window. Therefore, a portion of the second substrate, or a coating thereon, is visible through the window (s).
  • the upper surface of the first substrate comprises a tinted layer on at least a portion of its surface, which according to the invention comprises carbon nanotubes.
  • the windows can be formed by selective deposition of this layer.
  • the use of carbon nanotubes in the layer gives the first substrate a particularly deep blackness, which improves the contrast with the surface of said area of the second visible substrate through the openings. This contrast is even sufficient to provide adequate contrast when the dial is subjected to direct strong illumination, and minimizes light reflections from its surface.
  • said layer comprises a varnish comprising at least 0.1% by weight, preferably at least 1.0% by weight, of carbon nanotubes.
  • the dial can thus be produced using conventional coating equipment, without having to subject the dial to a source of heat.
  • said layer comprises carbon nanotubes deposited directly on said surface or directly on an additional substrate fixed to said surface.
  • a particularly dark color, which has a light absorption coefficient approaching 100% is therefore obtained.
  • at least 50% of the carbon nanotubes may extend substantially perpendicular to the plane of said first substrate.
  • the light source may be a luminescent coating deposited on said second substrate facing said opening, by example in a hollow formed in the surface of this substrate for this purpose, or directly on the flat surface of the latter.
  • the second substrate can even be made of a luminescent material.
  • the light source comprises an electric light source, for example a thin-film LED placed on the surface of the second substrate, a conventional LED or thin-film placed between the two substrates and whose light is reflected by a paint, a surface treatment or coating, a fluorescent tint, the native surface of the substrate, or the like, visible through the apertures, or the like.
  • the light source may be passive, such as an element comprising a photoluminescent material, for example a tritium element.
  • a dial is obtained in which the use of carbon nanotubes in said layer confers a particularly deep blackness to the first substrate, which improves the contrast with the surface of said zone of the second visible substrate through the openings. This contrast is sufficient even to provide adequate contrast when the dial is subjected to direct strong illumination, and minimizes light reflections from its surface.
  • said layer is applied in the form of a varnish comprising at least 0.1% by weight, preferably at least 1% by mass, of carbon nanotubes, which is compatible with common coating equipment, and does not require any heating. of the substrate.
  • the method further comprises a step of burning at least a portion of said layer to generate a combustion of at least a portion of said varnish.
  • a portion of the varnish is converted to amorphous carbon, which reduces the surface brightness and makes it even duller.
  • said layer is applied by a deposition method, for example a PVD, CVD or similar deposit.
  • At least 20% of the carbon nanotubes extend substantially perpendicular to the plane of said first substrate, which provides a particularly deep blackness to the first substrate.
  • the light source is a luminescent coating deposited on said second substrate, for example in a hollow created for this purpose, or directly on a flat surface of the substrate.
  • the light source may comprise an electric light source, for example a thin-film LED placed on the surface of the second substrate, a conventional LED placed between the two substrates and whose light is reflected by a paint, a surface treatment , a fluorescent shade or the like visible through the openings.
  • the light source may be a tritium element, or an element comprising any other photoluminescent material.
  • the invention also relates to a dial as defined above obtained and / or obtainable by a method as described above, as well as a timepiece comprising such a dial.
  • the figure 1 schematically illustrates a dial 1 according to the invention, in plan and in section along the line AA.
  • This dial 1 comprises a first substrate 3 forming an upper plate, which is perforated in predetermined regions to form windows 5 as an index.
  • these windows 5 are constituted by openings in the first substrate 3.
  • This substrate 3 comprises a first surface 19, intended to be facing a glass of a timepiece and therefore visible to a user , and a second surface 20, opposite said first.
  • the first substrate 3 is superimposed on a second substrate 7, forming a lower plate, facing the second surface 20 of the first substrate 3.
  • the second substrate 7 is a disc having substantially the same diameter as the first 3, but it is also possible that the second substrate is divided into several parts, each being located under corresponding windows.
  • the second substrate 7 may carry dial feet 9, if the construction of the part in which the dial 1 is intended to be integrated requires it.
  • This second substrate 7 is fixed below the first 3, for example by gluing, welding, clamping, or by means of pins, pads, screws, or the like.
  • the dial 1 may comprise, as generally known, openings 17 for the passage of the needle axes.
  • the second substrate 7 is associated with a light source.
  • this light source is a layer 11 of a luminescent material that comprises the surface of the second substrate 7. This layer is provided in recesses 13 formed in the upper surface of the second substrate 7.
  • luminescent is meant (at least partially) photoluminescent, phosphorescent, fluorescent or the like.
  • a varnish can be made luminescent for example by adding luminescent particles.
  • the two substrates 3, 7 may be spaced from each other, and the light source may be on the upper surface of the second substrate 7, as schematically illustrated in the figure 2 .
  • the second substrate 7 may of course include recesses 13 for receiving the light source.
  • the entire surface of the second substrate 7 may be coated with a luminescent layer, or the second substrate 7 itself may be made of a material that is at least partially luminescent as such.
  • the light source 11 may for example be a thin-film LED powered by a battery.
  • the LED is below the window 5 and is therefore directly visible to the user.
  • the light source is a conventional LED, arranged such that it emits light beams in the gap between the two substrates 3, 7.
  • a conventional light bulb is also possible.
  • a zone 11a of light color or having a colored or fluorescent layer may be located opposite the window 5.
  • the LED can emit visible light, or ultraviolet.
  • the entire upper surface of the second substrate 7 is colored or dyed, a surface treatment, a reflective coating (for example metallic) or a fluorescent layer in order to convert and / or broadcast the light emanating from the LED.
  • the LED may be a thin-film LED which is located on the lower surface of the first substrate 3 facing the second substrate 7, or on the upper surface of the second substrate 7 facing the first 3.
  • the lower surface of the first substrate 3 can be arranged to reflect the light emanating from the LED, for example by being polished, colored, or the like.
  • a tritium element can also serve as a light source 11.
  • the first substrate 3 is formed of translucent or transparent material, such as glass, quartz, a transparent polymer or the like, and the window 5 is formed as a part of the substrate 3 which does not have a tinted layer 21 in predetermined regions and thus let in light.
  • This solution can also be applied to any other embodiment such as described above.
  • the light source 11 is outside the substrates 3, 7, and its light is reflected between the surfaces of the latter.
  • This solution is suitable for use with any light source, for example a tritium element, an LED, a bulb, or the like.
  • all or part of the upper surface 19 of the first substrate 3 is provided with a layer 21 comprising carbon nanotubes, more particularly at least 0.1% by weight of such nanotubes, or preferably at least 1.0% by mass.
  • nanotubes can produce an extremely deep black color, with a very high absorption coefficient, up to 99.955%. Therefore, even in the case of a strong direct light, the amount of reflected light remains very small, and the contrast between the color of the first substrate 3 and the portions of the surface of the second substrate 7 visible through the windows 5, stay good.
  • This layer 21 may, for example, be a varnish comprising at least 0.1% by weight of carbon nanotubes, which remains compatible with varnishing equipment already used.
  • the base of the varnish can be transparent or already black.
  • the layer 21 may be a carpet of carbon nanotubes deposited directly on the first substrate 3 or on an additional substrate which is subsequently secured to the first substrate 3.
  • a carpet may for example comprise at least 50% by weight of carbon nanotubes. or at least 60%, 70%, 80% or 90% by weight, the rest being other forms of carbon (particularly the amorphous form).
  • Vacuum deposition methods for example by evaporation High temperature carbon in a noble gas environment at high pressure (which represents a form of PVD), laser ablation synthesis, or CVD synthesis can be used.
  • the carbon nanotubes may be single-leaf or multi-wall, or a mixture of both, and typically have a diameter of the order of a few nanometers.
  • the carbon nanotubes extend mainly in a direction perpendicular to the plane of the dial, the light absorption effect is particularly pronounced, since the light enters the nanotubes and the interstices between the nanotubes, from where it can difficult to get out without being absorbed. In such a case, it is possible to provide a proportion of at least 20%, at least 30% or even 40% or more nanotubes that follow this direction.
  • a thickness of the layer 21 between 0.05 mm and 1 mm ensures a sufficient absorption of light, and to prevent the layer 21 becomes too thick.
  • This carpet may optionally be itself coated with a protective layer, such as a varnish, or a deposit of another material, to prevent the nanotubes from breaking off the substrate and generate carbon dust at the same time. inside the room.
  • a protective layer such as a varnish, or a deposit of another material, to prevent the nanotubes from breaking off the substrate and generate carbon dust at the same time. inside the room.
  • This protective layer can also be burned as described above.
  • the dial thus constructed therefore has an ultra-black appearance on the first substrate 3, which makes an excellent contrast with the portions of the second substrate 7 visible through the windows 5, even in the case of a very strong direct illumination.
  • FIG 4 schematically illustrates a variant of a method of manufacturing a dial 1 according to the invention. Only a portion of the dial and its components are illustrated in these figures, as is the case for Figures 2 and 3 .
  • a first substrate 3 which may be a metal plate, plastic, crystalline material (diamond, alumina, silicon, SiN, SiC, SiO or the like) or any other suitable material.
  • step 102 the plate constituting the first substrate 3 is perforated, if necessary, to form the openings 5 acting as windows 5 intended to form indexes.
  • These openings 5 can be created by cutting, stamping, wet or dry etching, or any other suitable method.
  • This step may be omitted if the first substrate 3 is created at least partially by additive manufacturing, and if the windows are formed as openings manufactured at the same time as the substrate 3.
  • the first substrate 3 is translucent and the windows are intended to be formed by selective deposition of the layer 21 in the next step, this step can also be omitted.
  • the layer 21 comprising carbon nanotubes is applied to the upper surface 19 of the first substrate 3, either directly or by being formed on an intermediate plate which is attached to the first substrate 3.
  • this application can be carried out by means of a coating, a PVD process, a CVD process, or the like.
  • a possible protective layer may also be applied after formation of the layer 21.
  • the windows 5 may be formed by selective deposition of the layer 21, as mentioned above.
  • step 104 it is provided with a second substrate 7, which may be made of a material as for the first substrate 3 (see above).
  • a recess 13 has already been formed in an area of the second substrate 7 intended to face the opening 5. This recess 13 has previously been filled with a luminescent material 11.
  • the two substrates 3, 7 are brought together, and then secured to one another to form the dial 1, for example by gluing, welding, screwing, clamping or the like.
  • steps 102 and 103 may take place in an opposite order, i.e., layer 21 may be applied to surface 19 of substrate 3 before cutting (where appropriate).
  • this variant requires more manipulations of the coated substrate, which increases the risk of scratches and other surface damage.

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Abstract

Cadran (1) pour pièce d'horlogerie, comprenant :
- un premier substrat (3) comprenant une première surface (19) destinée à se situer en regard d'un verre de montre et une deuxième surface (20) opposée à ladite première surface (19), ledit premier substrat (3) comprenant en outre au moins une fenêtre (5) servant d'index ;
- au moins un deuxième substrat (7) fixé audit premier substrat (3) en regard de ladite deuxième surface (20) et associé à une source lumineuse (11 ; 11, 11a), ledit deuxième substrat (7) comprenant une zone en regard de ladite au moins une fenêtre (5) ;
- une couche (21) teintée situé sur au moins une partie de ladite première surface (19) dudit premier substrat (3).
Selon l'invention, ladite couche (21) comprend des nanotubes de carbone.

Description

    Domaine technique
  • La présente invention se rapporte au domaine de l'horlogerie. Elle concerne, plus particulièrement, un cadran de montre ainsi que son procédé de fabrication.
    • Etat de la technique
  • La maison Panerai est bien connue pour ses cadrans noirs multiniveaux, dont les index sont formés par des ouvertures ménagées dans une plaque supérieure. Ces ouvertures laissent voir une plaque inférieure munie d'une couche luminescente. Cet agencement fournit un cadran bien lisible, non seulement pendant la journée, mais aussi pendant la nuit.
  • La lisibilité du cadran dépend du contraste entre la couleur de la plaque supérieure, et celle de la plaque inférieure, particulièrement sous une lumière directe forte. Typiquement, une couche de couleur noire est appliquée à la plaque supérieure afin d'assurer ce contraste.
  • Cependant, les vernis et les peintures communément utilisés à cette fin réfléchissent trop de lumière incidente pour conférer une lisibilité suffisante en cas de lumière directe forte. Cet inconvénient se produit même lorsque la couleur noire est formée de carbone amorphe déposé en phase vapeur, comme décrit dans le document CH705576 .
  • Le but de l'invention est par conséquent de proposer un cadran pour pièce d'horlogerie, dans lequel les défauts susmentionnés sont au moins partiellement surmontés. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel cadran.
    • Divulguation de l'invention
  • De façon plus précise, l'invention concerne un cadran pour pièce d'horlogerie. Ce cadran est multiniveau, et à cet effet comprend un premier substrat comprenant une première surface destinée à se situer en regard d'un verre de montre, ainsi qu'une deuxième surface sur le côté opposé à ladite première surface. Le premier substrat comprend en outre au moins une fenêtre, constituée par exemple par une ouverture dans le cas d'un matériau opaque et un passage optique dans le cas d'un matériau translucide, cette fenêtre servant d'index. Le cadran comporte en outre au moins un deuxième substrat fixé audit premier substrat en regard de ladite deuxième surface et qui est associé à une source lumineuse, ledit deuxième substrat comprenant une zone en regard de ladite au moins une fenêtre. Par conséquent, une partie du deuxième substrat, ou un revêtement situé dessus, est visible au travers de la ou des fenêtre(s).
  • La surface supérieure du premier substrat comprend une couche teintée sur au moins une partie de sa surface, qui, selon l'invention, comprend des nanotubes de carbone. Dans le cas d'un premier substrat translucide, les fenêtres peuvent être formées par déposition sélective de cette couche.
  • L'utilisation de nanotubes de carbone dans la couche confère au premier substrat une noirceur particulièrement profonde, ce qui améliore le contraste avec la surface de ladite zone du deuxième substrat visible au travers des ouvertures. Ce contraste suffit même à conférer un contraste adéquat lorsque le cadran est soumis à une illumination forte directe, et minimise les réflexions de lumière de sa surface.
  • Dans une variante, ladite couche comprend un vernis comprenant au moins 0,1% massique, de préférence au moins 1,0% massique, de nanotubes de carbone. Le cadran peut ainsi être produit à l'aide d'équipements de vernissage conventionnels, sans devoir soumettre le cadran à une source de chaleur.
  • Dans une autre variante, ladite couche comprend des nanotubes de carbone déposés directement sur ladite surface ou directement sur un substrat supplémentaire fixé à ladite surface. Une couleur particulièrement foncée, qui présente un coefficient d'absorption de lumière qui s'approche à 100% est donc obtenue. Pour maximiser cet effet, au moins 50% des nanotubes de carbone peuvent s'étendre substantiellement perpendiculairement au plan dudit premier substrat.
  • Avantageusement, la source lumineuse peut être un revêtement luminescent déposé sur ledit deuxième substrat en regard de ladite ouverture, par exemple dans un creux formé dans la surface de ce substrat à cet effet, ou directement sur la surface plane de ce dernier. Le deuxième substrat peut même être réalisé dans un matériau luminescent.
  • Alternativement, la source lumineuse comporte une source de lumière électrique, par exemple une LED à couche mince placée sur la surface du deuxième substrat, une LED conventionnelle ou à couche mince placée entre les deux substrats et dont la lumière est réfléchie par une peinture, un traitement ou revêtement de surface, une teinte fluorescente, la surface native du substrat, ou similaire, visible au travers des ouvertures, ou similaire. Alternativement, la source lumineuse peut être passive, comme un élément comprenant un matériau photoluminescent, par exemple un élément à tritium.
  • L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un cadran pour pièce d'horlogerie, comprenant les étapes suivantes, qui ne doivent pas nécessairement se dérouler dans l'ordre indiqué ; toute suite d'étapes réalisable est possible :
    • se munir d'un premier substrat comprenant une première surface destinée à se situer en regard d'un verre de montre et une deuxième surface opposée à ladite première surface, au moins une région dudit premier substrat étant destinée à former au moins une fenêtre servant d'index. Le premier substrat peut être obtenu par des procédés de fabrication additive ou soustractive, ou une combinaison des deux ; s'il est réalisé de manière additive, ladite au moins une fenêtre peut être formée en tant qu'ouverture directement lors de la fabrication du substrat ;
    • ajourer, le cas échéant, ledit substrat afin de former au moins une ouverture constituant ladite fenêtre. Cette étape n'est pas effectuée dans le cas d'un substrat présentant des ouvertures formées intégralement lors d'une fabrication additive, ou dans le cas d'un substrat translucide non ajouré ;
    • appliquer sur au moins une partie de ladite première surface du premier substrat une couche comprenant des nanotubes de carbone ; il faut noter que cette étape peut être effectuée avant celle de l'ajourage du substrat, le cas échéant, et dans le cas d'un substrat translucide, les fenêtres peuvent être formées par application sélective de ladite couche pendant cette étape ;
    • se munir d'un deuxième substrat associé à une source lumineuse, ledit deuxième substrat comprenant une zone destinée à se situer en regard de ladite au moins une fenêtre ;
    • fixer ledit deuxième substrat au premier substrat en regard de la deuxième surface, afin que ladite zone est en regard de ladite au moins une ouverture. À nouveau, cette étape peut avoir lieu avant l'étape d'application de ladite couche.
  • Ce faisant, un cadran est obtenu dans lequel l'utilisation de nanotubes de carbone dans ladite couche confère une noirceur particulièrement profonde au premier substrat, ce qui améliore le contraste avec la surface de ladite zone du deuxième substrat visible au travers des ouvertures. Ce contraste suffit même pour conférer un contraste adéquat lorsque le cadran est soumis à une illumination forte directe, et minimise les réflexions de lumière de sa surface.
  • Dans une variante, ladite couche est appliquée sous forme de vernis comprenant au moins 0,1% massique, de préférence au moins 1% massique, de nanotubes de carbone, ce qui est compatible avec des équipements de vernissage courants, et ne nécessite aucun chauffage du substrat.
  • Avantageusement, le procédé comprend en outre une étape consistant à brûler au moins une partie ladite couche afin d'engendrer une combustion d'au moins une partie dudit vernis. Ce faisant, une partie du vernis est converti en carbone amorphe, ce qui réduit l'éclat de la surface et le rend encore plus mat.
  • Dans une variante alternative, ladite couche est appliquée par un procédé de dépôt, par exemple un dépôt PVD, CVD ou similaire.
  • Avantageusement, au moins 20% des nanotubes de carbone s'étendent substantiellement perpendiculairement au plan dudit premier substrat, ce qui fournit une noirceur particulièrement profonde au premier substrat.
  • Dans une variante, la source lumineuse est un revêtement luminescent déposé sur ledit deuxième substrat, par exemple dans un creux crée à cette fin, ou directement sur une surface plane du substrat.
  • Alternativement, la source lumineuse peut comporter une source de lumière électrique, par exemple une LED à couche mince placée sur la surface du deuxième substrat, une LED conventionnelle placée entre les deux substrats et dont la lumière est réfléchie par une peinture, un traitement de surface, une teinte fluorescente ou similaire visible au travers des ouvertures. Alternativement, la source lumineuse peut être un élément à tritium, ou un élément comprenant n'importe quel autre matériau photoluminescent.
  • Finalement, l'invention porte également sur un cadran comme défini ci-dessus obtenu et/ou obtenable par un procédé comme décrit ci-dessus, ainsi qu'une pièce d'horlogerie comprenant un tel cadran.
    • Brève description des dessins
  • D'autres détails de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • Fig. 1 est une vue schématique en coupe et une vue en plan schématique d'un cadran selon l'invention ;
    • Fig. 2 est une vue schématique en coupe d'une partie d'un cadran selon une autre variante de l'invention ;
    • Fig. 3 est une vue schématique en coupe d'une partie d'un cadran selon encore une autre variante de l'invention ;
    • Fig. 3a est une vue schématique en coupe d'une partie d'un cadran selon encore une autre variante de l'invention ; et
    • Fig. 4 est une représentation d'un procédé de fabrication d'un cadran selon l'invention, illustrant une partie des composants concernés à chaque étape.
    Modes de réalisation de l'invention
  • La figure 1 illustre schématiquement un cadran 1 selon l'invention, en plan et en section selon la ligne A-A. Ce cadran 1 comporte un premier substrat 3, formant une plaque supérieure, qui est ajourée dans des régions prédéterminées afin de former des fenêtres 5 faisant office d'index. Dans la variante illustrée, ces fenêtres 5 sont constitués par des ouvertures dans le premier substrat 3. Ce substrat 3 comporte une première surface 19, destinée à être en regard d'un verre d'une pièce d'horlogerie et donc visible à un utilisateur, et une deuxième surface 20, opposée à ladite première.
  • Le premier substrat 3 est superposé à un deuxième substrat 7, formant une plaque inférieure, située en regard de la deuxième surface 20 du premier substrat 3. Dans la variante illustrée, le deuxième substrat 7 est un disque présentant substantiellement le même diamètre que le premier substrat 3, mais il est également possible que le deuxième substrat soit divisé en plusieurs parties, chacune étant située sous des fenêtres 5 correspondantes. Le deuxième substrat 7 peut porter des pieds de cadran 9, si la construction de la pièce dans laquelle le cadran 1 est destiné à être intégré l'exige.
  • Ce deuxième substrat 7 est fixé en dessous du premier 3, par exemple par collage, soudage, serrage, ou au moyen de goupilles, de plots, de vis, ou similaire.
  • Par ailleurs, le cadran 1 peut comporter, comme généralement connu, des ouvertures 17 pour le passage des axes d'aiguilles.
  • Le deuxième substrat 7 est associé à une source lumineuse. Dans la variante illustrée dans la figure 1, cette source lumineuse est une couche 11 d'un matériau luminescent que comporte la surface du deuxième substrat 7. Cette couche est prévue dans des creux 13 formés dans la surface supérieure du deuxième substrat 7. Par « luminescente », on entend (au moins partiellement) photoluminescent, phosphorescent, fluorescent ou similaire. Un vernis peut être rendu luminescent par exemple par adjonction de particules luminescentes.
  • Alternativement, les deux substrats 3, 7 peuvent être espacés l'un de l'autre, et la source lumineuse peut se trouver sur la surface supérieure du deuxième substrat 7, comme illustré schématiquement dans la figure 2. Dans cette variante, le deuxième substrat 7 peut bien entendu comporter des creux 13 pour recevoir la source lumineuse. Encore alternativement, toute la surface du deuxième substrat 7 peut être revêtue d'une couche luminescente, ou le deuxième substrat 7 lui-même peut être réalisé dans un matériau qui est au moins partiellement luminescent en tant que tel.
  • En tant qu'alternative à une couche luminescente, la source lumineuse 11 peut être par exemple une LED à couche mince, alimentée en énergie par une batterie. La LED se situe en dessous de la fenêtre 5 et est donc directement visible à l'utilisateur.
  • Dans la variante de la figure 3, la source lumineuse est une LED conventionnelle, disposée de telle sorte qu'elle émet des faisceaux lumineux dans l'interstice entre les deux substrats 3, 7. Une ampoule conventionnelle est également possible. Une zone 11a de couleur claire ou comportant une couche colorée ou fluorescente peut se situer en regard de la fenêtre 5. Le LED peut émettre de la lumière visible, ou ultraviolette. Il est également possible que toute la surface supérieure du deuxième substrat 7 soit colorée ou revêtue d'une teinte, un traitement de surface, un revêtement réfléchissant (par exemple métallique) ou d'une couche fluorescente afin de convertir et/ou de diffuser la lumière émanant de la LED. Encore alternativement, la LED peut être une LED à couche mince qui se situe sur la surface inférieure du premier substrat 3 en regard du deuxième substrat 7, ou bien sur la surface supérieure du deuxième substrat 7 en regard du premier 3. Dans ce dernier cas, la surface inférieure du premier substrat 3 peut être agencée pour réfléchir la lumière émanant de la LED, par exemple en étant polie, colorée, ou similaire. Un élément à tritium peut également servir de source lumineuse 11.
  • Dans la variante de la figure 3a, le premier substrat 3 est formé en matériau translucide ou transparent, tel que le verre, le quartz, un polymère transparent ou similaire, et la fenêtre 5 est formée en tant qu'une partie du substrat 3 qui ne comporte pas de couche teintée 21 dans des régions prédéterminées et laisse donc passer de la lumière. Cette solution peut s'appliquer également à n'importe quel autre mode de réalisation comme décrit ci-dessus. Par ailleurs, la source de lumière 11 se trouve à l'extérieure des substrats 3, 7, et sa lumière est réfléchie entre les surface de ces derniers. Cette solution est apte d'être utilisée avec n'importe quelle source de lumière, par exemple un élément à tritium, un LED, une ampoule, ou similaire.
  • Selon l'invention, tout ou partie de la surface supérieure 19 du premier substrat 3 est muni d'une couche 21 comprenant des nanotubes de carbone, plus particulièrement au moins 0.1% massique de tels nanotubes, ou de préférence au moins 1.0% massique.
  • En effet, certains agencements de nanotubes peuvent produire une couleur noire extrêmement profonde, avec un coefficient d'absorption très élevé, jusqu'à de l'ordre de 99,955%. Par conséquent, même dans le cas d'une lumière directe forte, la quantité de lumière réfléchie reste très faible, et le contraste entre la couleur du premier substrat 3 et les portions de la surface du deuxième substrat 7 visible au travers les fenêtres 5, reste bon.
  • Cette couche 21 peut, par exemple, être un vernis comprenant au moins 0.1% massique de nanotubes de carbone, ce qui reste compatible avec des équipements de vernissage déjà utilisés. Plus la proportion de nanotubes est grande, plus le teinte est sombre. Par exemple, >1%, >10%, >20%, >30%...(pourcentage massique) sont également avantageux. La base du vernis peut être transparente ou déjà de couleur noire.
  • Afin de rendre le vernis encore plus sombre, on peut brûler au moins une partie de sa surface, par exemple par l'intermédiaire d'un traitement thermique tel qu'une flamme à gaz, afin d'effectuer une combustion du vernis. Ce brûlage convertit une partie du vernis en carbone amorphe, ce qui réduit les éclats de la surface, et rend la surface noir mat.
  • Alternativement, la couche 21 peut être un tapis de nanotubes de carbone déposés directement sur le premier substrat 3 ou sur un substrat supplémentaire qui est ultérieurement solidarisé au premier substrat 3. Un tel tapis peut par exemple comporter au moins 50% massique de nanotubes de carbone, ou même au moins 60%, 70%, 80% ou 90% massique, le reste étant constitué d'autres formes de carbone (particulièrement la forme amorphe). Des procédés de dépôt sous vide, par exemple par évaporation de carbone à haute température dans un environnement de gaz noble à haute pression (ce qui représente une forme de PVD), de synthèse par ablation laser, ou de synthèse CVD, peuvent être utilisés. Les nanotubes de carbone peuvent être monofeuillets ou multifeuillets, ou un mélange des deux, et présentent typiquement un diamètre de l'ordre de quelques nanomètres.
  • Si les nanotubes de carbone s'étendent principalement selon une direction perpendiculaire au plan du cadran, l'effet d'absorption de lumière est particulièrement prononcé, puisque la lumière entre dans les nanotubes et dans les interstices entre les nanotubes, d'où elle peut difficilement sortir sans être absorbée. Dans un tel cas, on peut prévoir une proportion d'au moins 20%, au moins 30% ou même 40% ou plus des nanotubes qui suivent cette direction. Une épaisseur de la couche 21 comprise entre 0.05 mm et 1 mm permet de garantir une absorption suffisante de lumière, et d'éviter que la couche 21 devienne trop épaisse.
  • Ce tapis peut éventuellement être revêtu lui-même par une couche protectrice, tel qu'un vernis, ou un dépôt d'un autre matériau, afin d'empêcher que les nanotubes se détachent du substrat et engendrent de la poussière de carbone à l'intérieur de la pièce. Cette couche protectrice peut également être brulée comme décrit ci-dessus.
  • Le cadran ainsi construit présente par conséquent une apparence ultra-noire sur le premier substrat 3, ce qui fait un excellent contraste avec les parties du deuxième substrat 7 visibles au travers des fenêtres 5, même dans le cas d'une illumination directe très forte.
  • La figure 4 illustre schématiquement une variante d'un procédé de fabrication d'un cadran 1 selon l'invention. Seule une portion du cadran et de ses composants est illustrée dans ces figures, comme c'est le cas pour les figures 2 et 3.
  • Dans une étape 101, on se munit d'un premier substrat 3, qui peut être une plaque en métal, plastique, matériau cristallin (diamant, alumine, silicium, SiN, SiC, SiO ou similaire) ou tout autre matériau approprié.
  • Dans l'étape 102, la plaque constituant le premier substrat 3 est ajourée, le cas échéant, afin de former les ouvertures 5 faisant office de fenêtres 5 destinées à former des index. Ces ouvertures 5 peuvent être créées par découpage, étampage, gravage par voie humide ou sec, ou tout autre procédé approprié. Cette étape peut être omise si le premier substrat 3 est créé au moins partiellement par fabrication additive, et si les fenêtres sont formées en tant qu'ouvertures fabriquées en même temps que le substrat 3. Par ailleurs, si le premier substrat 3 est translucide et les fenêtres sont destinées à être formées par déposition sélective de la couche 21 dans l'étape suivante, cette étape peut également être omise.
  • Dans l'étape 103, la couche 21 comprenant des nanotubes de carbone est appliquée à la surface supérieure 19 du premier substrat 3, soit directement, soit en étant formée sur une plaque intermédiaire qui est fixée au premier substrat 3. Comme mentionné ci-dessus, cette application peut être effectuée par l'intermédiaire d'un vernissage, un procédé PVD, un procédé CVD, ou similaire. Une éventuelle couche protectrice peut également être appliquée après formation de la couche 21. Dans cette étape, si le premier substrat 3 est translucide, les fenêtres 5 peuvent être formées par déposition sélective de la couche 21, comme évoqué ci-dessus.
  • Dans l'étape 104, on se munit d'un deuxième substrat 7, qui peut être réalisé dans un matériau comme pour le premier substrat 3 (voir ci-dessus). Dans la variante illustrée ici, un creux 13 a déjà été formé dans une zone du deuxième substrat 7 destinée à être en regard de l'ouverture 5. Ce creux 13 a précédemment été rempli d'un matériau luminescent 11.
  • Dans les étapes 105a, 105b, les deux substrats 3, 7 sont rapprochés, et puis solidarisés l'un sur l'autre afin de former le cadran 1, par exemple par collage, soudage, vissage, serrage ou similaire.
  • Plusieurs variantes de ce procédé sont possibles. Par exemple, les étapes 102 et 103 peuvent se dérouler dans un ordre opposé, c'est-à-dire que la couche 21 peut être appliquée sur la surface 19 du substrat 3 avant découpage (le cas échéant). Cependant, cette variante nécessite plus de manipulations du substrat revêtu, ce qui augmente le risque de rayures et d'autres endommagements de la surface.
  • Les modifications nécessaires pour fabriquer les autres variantes des cadrans 1 mentionnées ci-dessus sont à la portée de l'homme du métier, et ne doivent pas être décrites en détail.
  • Bien que l'invention ait été décrite ci-dessus en lien avec des modes de réalisation spécifiques, des variantes supplémentaires sont également envisageables sans sortir de la portée de l'invention comme définie par les revendications.

Claims (16)

  1. Cadran (1) pour pièce d'horlogerie, comprenant :
    - un premier substrat (3) comprenant une première surface (19) destinée à se situer en regard d'un verre de montre et une deuxième surface (20) opposée à ladite première surface (19), ledit premier substrat (3) comprenant en outre au moins une fenêtre (5) servant d'index ;
    - au moins un deuxième substrat (7) fixé audit premier substrat (3) en regard de ladite deuxième surface (20) et associé à une source lumineuse (11 ; 11, 11 a), ledit deuxième substrat (7) comprenant une zone en regard de ladite au moins une fenêtre (5) ;
    - une couche (21) teintée située sur au moins une partie de ladite première surface (19) dudit premier substrat (3) ;
    caractérisé en ce que ladite couche (21) comprend des nanotubes de carbone.
  2. Cadran (1) selon la revendication 1, dans lequel ladite couche (21) comprend un vernis comprenant au moins 0,1% massique, de préférence au moins 1% massique, de nanotubes de carbone.
  3. Cadran (1) selon la revendication 1, dans lequel ladite couche (21) comprend des nanotubes de carbone déposés directement sur ladite surface (19) ou sur un substrat supplémentaire fixé à ladite surface.
  4. Cadran (1) selon la revendication 3, dans lequel au moins 20% des nanotubes de carbone s'étendent substantiellement perpendiculairement au plan dudit premier substrat (3).
  5. Cadran (1) selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la source lumineuse (11 ; 11, 11 a) est un revêtement luminescent déposé sur ledit deuxième substrat (7) au moins dans ladite zone en regard de ladite fenêtre (5), ou est un matériau luminescent dans lequel ledit substrat (7) est au moins partiellement réalisé.
  6. Cadran (1) selon la revendication 5, dans lequel la source lumineuse (11 ; 11, 11a) comporte une source de lumière électrique.
  7. Procédé de fabrication d'un cadran (1) pour pièce d'horlogerie, comprenant les étapes suivantes :
    - se munir d'un premier substrat (3) comprenant une première surface (19) destinée à se situer en regard d'un verre de montre et une deuxième surface (20) opposée à ladite première surface (19), au moins une région dudit premier substrat (3) étant destinée à former au moins une fenêtre (5) servant d'index ;
    - ajourer, le cas échéant, ledit substrat (3) afin de former au moins une ouverture (5) constituant ladite fenêtre ;
    - appliquer sur au moins une partie de ladite première surface (19) du premier substrat (3) une couche (21) comprenant des nanotubes de carbone ;
    - se munir d'un deuxième substrat (7) associé à une source lumineuse (11, 11a), ledit deuxième substrat (7) comprenant une zone destinée à être en regard de ladite au moins une fenêtre (5) ;
    - fixer ledit deuxième substrat au premier substrat en regard de ladite deuxième surface (20) afin que ladite zone est en regard de ladite au moins une fenêtre (5).
  8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel ledit premier substrat (3) est au moins partiellement transparent, et ladite couche (21) est appliquée sélectivement afin de définir ladite fenêtre (5).
  9. Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, dans lequel ladite couche (21) est appliquée en tant que vernis comprenant au moins 0,1% massique, de préférence au moins 1% massique, de nanotubes de carbone.
  10. Procédé selon la revendication 9, dans comprenant en outre une étape consistant à brûler au moins une partie de ladite couche (21) afin d'engendrer une combustion d'au moins une partie dudit vernis.
  11. Procédé selon la revendication 7, dans lequel ladite couche (21) est appliquée par un procédé de dépôt.
  12. Procédé selon la revendication 9, dans lequel au moins 50% des nanotubes de carbone s'étendent substantiellement perpendiculairement au plan dudit premier substrat (3).
  13. Procédé selon l'une des revendications 7 à 12, dans lequel la source lumineuse (11) est un revêtement luminescent (1) déposé sur ledit deuxième substrat, ou est un matériau luminescent dans lequel ledit substrat (7) est au moins partiellement réalisé.
  14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel la source lumineuse (11) comporte une source de lumière électrique (11).
  15. Cadran (1) selon l'une des revendications 1 à 6 obtenable et/ou obtenu par un procédé selon l'une des revendications 7 à 14.
  16. Pièce d'horlogerie comprenant un cadran (1) selon l'une des revendications 1-6 et 15.
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