JP2022169582A

JP2022169582A - 計時器と宝飾品のための材料

Info

Publication number: JP2022169582A
Application number: JP2022124565A
Authority: JP
Inventors: フランソワ，ニコラ; Francois Nicolas; ローペル，ステファーヌ; Lauper Stephane; キスリング，グレゴリー; Kissling Gregory; ブルバン，ステュース; Bourban Stewes; ドエル，アニエスマルロー; Marlot Doerr Agnes
Original assignee: Swatch Group Research and Development SA
Current assignee: Swatch Group Research and Development SA
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2022-08-04
Publication date: 2022-11-09
Also published as: US20200383438A1; CN111465332A; WO2019115249A1; US11583045B2; JP2021504014A; EP3723539A1

Abstract

【課題】計時器や宝飾品を製造するための新規な審美的に魅力的な材料を提案する。【解決手段】本発明は、貴石又は半貴石の粒子（３）を含有する合成材料のマトリックス（２）を含む材料によって作られた物品、特に、宝飾品又は計時器の物品、に関する。前記粒子（３）のｄ９０粒度測定値は、５０μｍ～２ｍｍ、好ましくは１００μｍ～１ｍｍ、より好ましくは１５０μｍ～５００μｍである。【選択図】図１

Description

本発明は、合成マトリックス内における半貴石又はダイヤモンドのような貴石の粉末が
分散しているおかげで発生する特定の美的効果を有する材料によって作られた物品に関す
る。本発明は、より詳細には、この材料によって全体的に又は部分的に作られた計時器又
は宝飾品に関する。

ダイヤモンドは、その特性又はその美的外観のために、一般的に用いられている材料で
ある。ダイヤモンドは、分散された状態で、マトリックスに特定の特性を与えるように用
いられることがある。したがって、マトリックス内に分散されたナノダイヤモンドを扱っ
て熱伝導率や耐摩耗性を改善しようとする研究が多くある。一方、物品に美的外観を与え
るために、計時器においてダイヤモンドを切断しセッティングして用いている。出願人の
知るかぎり、材料の美的外観を改善するためにマトリックス内にてダイヤモンド粉末を分
散させて使用することは行われていない。ルビーのような他の半貴石又は貴石についても
同様である。

本発明の主な目的は、計時器や宝飾品を製造するための新規な審美的に魅力的な材料を
提案することである。

このために、本発明は、特定の美的外観を与えつつ、耐久性（硬度及びヤング率）を向
上させるような、マイクロメートル的な大きさの貴石又は半貴石の粉末を含有する合成材
料によって作られたマトリックスを含む材料を提供する。

好ましくは、前記粒子、例えば、ダイヤモンド粒子は、５０μｍ～２ｍｍ、好ましくは
、１００μｍ～１ｍｍ、より好ましくは、１５０μｍ～５００μｍである直径ｄ９０を有
する。前記粒子は、前記粒子と合成材料の間の結合を強化し安定化させる機能を有するカ
ップリング剤で覆われている。

粒子のまわりにカップリング剤が存在するために、当該物品は補強され、時間が経過し
ても安定であり、製造時に合成材料内の粒子の分散を良好に制御することができる。

前記カップリング剤には、一方では粒子に、他方では前記合成材料の有機的官能基に、
化学的に結合するための反応性官能基がなければならず、好ましくは、カップリング剤は
、オルガノシラン系、チタン酸塩系及びジルコン酸塩系からなる群から選択される化合物
であり、前記カップリング剤は、合成材料と粒子の混合物において０．１～５重量％含有
する。好ましいことに、前記カップリング剤は、３－グリシジルオキシエポキシプロピル
トリメトキシシラン（3-glycidyloxy epoxy propyltrimethoxysilane）、ピロホスファー
トチタン酸塩（pyrophosphatotitanate）、及びイソプロピルトリ［ジ（オクチル）ホス
ファート］チタン酸塩（isopropyl tri[di(octyl)phosphato] titanate）又はテトラ－ｎ
－プロパノール酸ジルコニウム（zirconium tetra-n-propanolate）からなる群から選択
される。

好ましいことに、特に、ダイヤモンド粉末の場合、ｄ９０は１５０μｍ以上であり、こ
のことによって、ダイヤモンドのきらめく効果を高める。

マトリックスの硬さに応じてアプリケーションの分野が異なる。したがって、ブレスレ
ットの製造にはフレキシブルなマトリックスが好ましく、また、トリム部品やムーブメン
ト部品の製造には硬質のマトリックスが好ましい。

石のタイプ、粒径、マトリックス内の含有率に応じて、見栄えを調整することができる
。したがって、広範囲の色、粉末を構成している粒子の視認性を大きくしたり小さくした
りすること、多かれ少なかれ顕著なスパークリング効果、又はマトリックスの光透過性の
レベルに応じた深さ効果を得ることができる。

また、この新規な材料によって、特に計時器の分野で用いられる、ダイヤモンドや貴石
や半貴石の切断によって発生するスクラップをリサイクルすることができる。

請求の範囲において表現される特徴から、また、例として与えられ図面を参照しながら
行われる以下の本発明の詳細な説明から、他の利点についても明らかになるであろう。な
お、これに限定されない。

本発明に係る材料を用いて作られたブレスレットを備える携行型時計（例、腕時計、懐中時計）の概略図である。

本発明は、計時器に関し、特に、複合材料によって作られた、計時器又は宝飾品に関す
る。物品とは、基材に固定されることを意図されている小さな要素、例えば、装飾要素（
ロゴなど）と、大型の構造要素との両方を意味する。

図１に示しているブレスレット１に適用するための材料は、ダイヤモンド、ルビー、サ
ファイア及びエメラルドのような貴石、又は石英、トパーズ、ガーネットのような半貴石
としても知られているファインストーン、又は真珠質や琥珀のような有機石の粉末３を含
有する合成マトリックス２を含む。貴石又は半貴石には、天然石と合成石の両方が含まれ
る。例として、具体的には、ダイヤモンド粉末に関連する例を用いて説明する。

本発明によれば、粉末はマイクロメートル的規模である。粉末の粒径は、ＩＳＯ１３
３２０：２００９に従いレーザー回折によって測定し、以下において直径ｄ１０及びｄ９
０で表す。ｄ１０及びｄ９０はそれぞれ、粒子の１０％及び９０％（個数）の直径が所与
の直径以下（累積分布）であるものを意味している。好ましくは、粉末の粒度測定値ｄ９
０は、５０μｍ～２ｍｍ、より好ましくは１００μｍ～１ｍｍ、さらに好ましくは１５０
μｍ～５００μｍである。ｄ９０粒度測定値の分布が１５０μｍよりも下では、粒子はき
らめくような外観ではなくなり、貴重な粒子としてはあまり認識されなくなる。しかし、
粒度がより微細であると、樹脂内により多くのダイヤモンドを分散させて、カラット数が
大きい材料を得ることができる。これらの粉末は、好ましくは、１μｍ～１００μｍ、よ
り好ましくは、２０μｍ～５０μｍ、さらに好ましくは１～２０μｍである微細な粒度分
布を有し（より良好な分散性）、積算分布ｄ９０は５～１５μｍであり、ｄ１０は３～５
μｍである。

ダイヤモンドは天然由来のものであることができ、このことによって、３６５ｎｍの紫
外線照射の下で特定の粒子が蛍光発光する。天然由来のものであることによって、粉末に
光沢のあるクリーム的な外観を与える。また、ダイヤモンドは、合成ダイヤモンドである
こともでき、これは、金色の外観を有する光沢のある粉末を与える単結晶であることがで
き、また、粉末が光沢のある黒色を呈する多結晶であることができる。

好ましくは、前記マトリクスは、前記マトリクス内の粒子を可視化できるように、光透
過性の基材樹脂から作られる。この樹脂は、粒子の含有率に応じて、光不透過性になる可
能性が高くなる。しかし、粒子が材料の表面に近くにあっても、その大きさが十分である
かぎり、依然として特定の光沢を与えることができる。

前記マトリクスは、作る物品に応じて、フレキシブルであることができ、また、硬質で
あることができる。

フレキシブルなマトリックスとは、８０以下のショアＡ（ＩＳＯ７６１９－１：２０
１０）硬度を有するマトリックスをいい、このようなフレキシブルなマトリックスを、「
ソフトタッチ」の外観を与えるためにオーバーモールディングによって、ブレスレットの
ようなフレキシブルな部品を製造するために、あるいはベゼルやリュウズのような部品の
装飾を製造するために選択する。
前記マトリックスは、アプリケーションに必要な弾性特性を与える光透過性エラストマー
のマトリックスである。好ましくは、エラストマーの選択は、時間経過に対する耐性が大
きいことが知られている光透過性のフッ素化エラストマー（ＦＫＭ、ＦＦＫＭ）に基づく
ものである。しかし、熱加硫性シリコーン（ＥＶＣ）、ポリウレタンエラストマー（ＰＵ
Ｒ）又は熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）のような他の光透過性エラストマーを選択する
こともできる。

粉末の含有率は、材料のフレキシブル性を維持するように調整される。したがって、粉
末を材料の全重量に対して０．５～４０重量％、好ましくは０．５～３０重量％、より好
ましくは１～５重量％含有する。含有率が５％以下であることによって、機械的性質を劇
的に変えることなく材料の光透過性を維持することが可能になる。複合材料の光透過性が
維持されると、複合材料を装飾要素として用いるときのケース底部の材料との深さ効果の
ような光学的効果を達成することができる。また、基材の特性を維持することによって、
オーバーモールドによるブレスレットの成形又は計時器の装飾に対して良好に使用できる
ことを確実にすることができる。

Solvay社から入手したベース樹脂ＦＦＫＭ（グレード５９１０Ｍ）に対して試験を実施
し、この試験は成功した。オープンミキサーで混合すること（カレンダリング）によって
、ｄ９０が５０μｍであるダイヤモンド粉末をエラストマー内に分散させた。エラストマ
ーの特徴及びその粘度を変えることなく単結晶及び多結晶の天然又は合成のダイヤモンド
粉末を２．５重量％含有するように分散させて、最終的に、得られた産生物に所望のきら
めく効果を与えることができた。

また、ｄ９０が６０μｍである単結晶及び多結晶の天然又は合成のダイヤモンド粉末を
３０重量％含有させたＲＴＶ（室温バルカニゼーション）シリコーンを用いて追加の試験
を行った。エラストマーに亀裂は観察されなかった。最終的には、ダイヤモンド粉末の含
有率が高いために産生物は光不透過性である。それにもかかわらず、この産生物は魅力的
な外観を有する。ダイヤモンド粉末を加えて３０重量％にすることによって、材料のショ
アＡが１０点大きくなり、それにもかかわらず、常に７５点よりも下であり、典型的には
ショアＡが６０～７０点である。これは、ブレスレットの快適性に望ましい値である。な
お、このように含有率が高いと、ダイヤモンドの硬さのためにミキサーのローラーを損傷
してしまう傾向がある。このことは工業的に望ましくない。この場合、熱加硫可能なエラ
ストマーの溶液内にマイクロダイヤモンドを予め分散させることが好ましい。そして、溶
媒を蒸発させることによって、マイクロダイヤモンドを含有するＦＫＭ微粒を得た。

上述したようなフレキシブルなマトリクスの代わりに剛性／硬質マトリクスによって置
き換えて、ケースミドル部、ケース底部、ベゼル、押し部品、ブレスレットリンク、表盤
、針、表盤のインデックスのようなトリム部品、あるいはブリッジやプレートのようなム
ーブメント部品を製造することができる。「硬質マトリックス」とは、ショアＤ硬度が８
０以上（ＩＳＯ８６８：２００３）であるマトリックスを意味する。

剛性マトリックスの場合、ダイヤモンドの添加後に硬度が増加しても、フレキシブルな
マトリックスの場合よりも重大な影響を与えない。したがって、粉末の含有率を相当に大
きくして、含有率を５０重量％よりも大きくすることができる。したがって、重量％は、
０．５～９０％、好ましくは５～８０％、より好ましくは３０～７０％である。含有率の
選択は、光透過性のレベル、樹脂の所望の粘度及び所望の最終結果にしたがって行う。マ
トリックスは、光透過性の樹脂であり、これは、例えば、アクリル樹脂系、ポリウレタン
系、エポキシド系、又はこれらの系のモノマーを組み合わせたコポリマー樹脂系からなる
群から選択される熱硬化性樹脂であることができる。また、樹脂の選択は、ＰＭＭＡのよ
うなアクリル系熱可塑性樹脂を選択してもよく、また、ポリカーボネート（ＰＣ）熱可塑
性樹脂を選択してもよい。本発明によれば、硬化剤を添加する前に、ダイヤモンド粉末を
樹脂内に予め分散させる。樹脂が型内に注入される前に硬化剤を添加する。したがって、
あらゆる種類のロゴや装飾のようなインサートを製造することができ、これらはその後に
、例えば、オーバーモールド、接着、溶接、リベット付け又はねじ締めによって、トリム
部品に組み付けられる。また、計時器を直接成形することも可能であり、その機械的特徴
は主に、選択される樹脂及びダイヤモンドの含有率に依存する。また、機械加工されて押
し部品、ベゼル、サファイアガラスなどにされたハウジング内にシリンジ蒸着によって粉
末を含有する樹脂を注入することも可能である。樹脂は、ハウジング内に堆積した後に、
硬化して、余分な樹脂が研磨によって除去される。この物品における配置は、エポキシの
ような樹脂の良好な流動性（＜１０００ｍＰａ・ｓ^-1）によって促進され、典型的には８
０℃の低温で硬化させることができる。

ショア硬度９０Ｄのエポキシアミンタイプの２成分の光透過性の熱硬化性樹脂（屈折率
１．５）を用いて試験を行った。マイクロダイヤモンドとエポキシ樹脂の間のカップリン
グ剤としてDynasylan Glyeo（登録商標）ブランドのエポキシシラン（３－グリシジルオ
キシエポキシプロピルトリメトキシシラン）を用いて６０重量％のマイクロダイヤモンド
をエポキシ樹脂内に分散させた。ｄ９０が１００μｍ及び５００μｍである各タイプのダ
イヤモンドについて、単結晶及び多結晶の天然及び合成のマイクロダイヤモンドを用いて
試験を行った。天然ダイヤモンドの場合、産生物は、粒径に応じて多かれ少なかれ光沢の
あるクリーム的な外観であった。合成単結晶ダイヤモンドの場合、産生物は、粒径に応じ
て多かれ少なかれ光沢のある金色的な外観であった。合成多結晶ダイヤモンドの場合、産
生物は黒い外観であった。また、組成式Ａｌ₂Ｏ₂Ｃｒの計時器のルビー石を粉砕してｄ９
０が５００μｍであるスクラップを得て６０重量％含有するように光透過性のエポキシ樹
脂内に分散させたものを用いて、さらなる試験を行った。マトリックス内に目に見えるル
ビー粒子が入っている美しい色効果を観察した。

まとめると、マトリックス内における石のタイプ、大きさ及び含有率に応じて、広範囲
の効果（色、光沢、光透過性、粉末粒子の視認性）を得ることができることがわかる。最
後に、色付け、蛍光及び／又はリン光の材料を（フレキシブル又は剛性の）マトリックス
に加えて、必要に応じて物品の審美性を適応させることができることを明記する。

また、代替実施形態において、マトリックスが光不透過性であることができ、この場合
、１００～５００μｍの大きさを有する石粒子が好ましい。当然、射出、成形などによっ
て得られた物品を研磨して表面上に石の粒子を出現させることができる。

Claims

貴石又は半貴石の粒子（３）を含有する合成材料のマトリックス（２）を含む材料によ
って作られた物品、特に、宝飾品又は計時器の物品、であって、
前記粒子（３）のｄ９０粒度測定値は、５０μｍ～２ｍｍ、好ましくは１００μｍ～１
ｍｍ、より好ましくは１５０μｍ～５００μｍであり、
前記粒子は、前記粒子と前記合成材料の間の結合を強化する機能を有するカップリング
剤で覆われている
ことを特徴とする物品。
前記カップリング剤は、オルガノシラン系、チタン酸塩系及びジルコン酸塩系からなる
群から選択される化合物である
ことを特徴とする請求項１に記載の物品。
前記カップリング剤を合成材料と粒子の混合物において０．１～５重量％含有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の物品。
前記カップリング剤は、３－グリシジルオキシエポキシプロピルトリメトキシシラン、
ピロホスファートチタン酸イソプロピルトリ［ジ（オクチル）ホスファート］チタン酸塩
、及びテトラ－ｎ－プロパノール酸ジルコニウムからなる群から選択される
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の物品。
前記粒子（３）のｄ９０粒度測定値は、マトリックス内における貴石の含有率を最大に
するように、１μｍ～１００μｍ、好ましくは１～５０μｍ、より好ましくは１～２０μ
ｍであり、ｄ９０が８～１５μｍであり、ｄ１０が３～５μｍである
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の物品。
前記マトリックス（２）は、フレキシブルなマトリックスであり、
前記材料は、ショアＡ硬度が８０以下であり、好ましくは５０～７５である、フレキシ
ブルなマトリクスを含む
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の物品。
前記合成材料のマトリックス（２）は、フッ素化エラストマー、熱加硫性シリコーン、
ポリウレタンエラストマー、及び熱可塑性エラストマーからなる群から選択される光透過
性エラストマー樹脂によって作られている
ことを特徴とする請求項６に記載の物品。
前記粒子（３）の含有率は、０．５～４０重量％、好ましくは０．５～３０重量％、よ
り好ましくは１～５重量％である
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の物品。
前記マトリックス（２）は剛性マトリックスであり、
前記材料は、ショアＤ硬度が８０以上である前記マトリクス（２）を含む
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の物品。
前記粒子（３）の含有率は、０．５～９０重量％、好ましくは５～８０重量％、より好
ましくは３０～７０重量％である
ことを特徴とする請求項９に記載の物品。
前記合成材料のマトリックス（２）は、アクリル又はポリカーボネートの光透過性の熱
可塑性樹脂によって、又はアクリル系、ポリウレタン系、エポキシド系及びこれらの系の
モノマーを組み合わせたコポリマーからなる群から選択される光透過性の熱硬化性樹脂に
よって作られている
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の物品。
前記粒子（３）は、天然又は合成由来のダイヤモンド、エメラルド、サファイア又はル
ビーの粒子である
ことを特徴とする請求項１～１１のいずれか一項に記載の物品。
前記ダイヤモンドは、前記材料にクリーム的な色を与えるように天然由来のものであり
、前記材料に金色を与えるように合成の単結晶由来のものであり、又は前記材料に黒色を
与えるように合成の多結晶由来のものである
ことを特徴とする請求項１２に記載の物品。
前記マトリクス（２）は、さらに、色付け、蛍光及び／又はリン光の材料を含む
ことを特徴とする請求項１～１３のいずれか一項に記載の物品。
計時器製造において用いられるムーブメント部品又はトリム部品を形成する
ことを特徴とする請求項１～１４のいずれか一項に記載の物品。
前記ムーブメント部品又はトリム部品は、前記材料を大量に含む
ことを特徴とする請求項１５に記載の物品。
前記ムーブメント部品又はトリム部品は、前記材料によって作られた部分を備え、
前記部分は、前記物品の表面上に組み付けられ、又は前記物品内に形成された凹部内に
収容される
ことを特徴とする請求項１５に記載の物品。
前記部品は、計時器に柔らかいタッチを与えるロゴ、装飾又は要素である
ことを特徴とする請求項１７に記載の物品。
剛性マトリクスを含む材料によって作られ、ブレスレットリンク、クラスプ、ケースミ
ドル部、押し部品、リュウズ、ベゼル、風防、表盤、針、表盤のインデックス、ケース底
部、プレート、車及びブリッジからなる群から選択される計時器に用いる物品である
ことを特徴とする請求項１５～１８のいずれか一項に記載の物品。
フレキシブルなマトリクスを含む材料によって作られ、
ブレスレット（１）である
ことを特徴とする請求項１５～１８のいずれか一項に記載の物品。
請求項１５～２０のいずれか一項に記載の物品を備える
ことを特徴とする携行型時計。