JP7232362B2 - 干渉性色の被覆が施された計時器又は宝飾品用の外側部品、及びその製造方法 - Google Patents

干渉性色の被覆が施された計時器又は宝飾品用の外側部品、及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、携行型時計製造又は宝飾品の分野に関連し、特に、干渉性色を与える被覆が施された計時器又は宝飾品用の外側部品、及びその製造方法に関する。
本テキストにおいて、「外側部品」という用語は、ユーザーから見えるように意図されている、例えば、ケース、表盤、表盤アプリーク、ブレスレットなどを含む、携行型時計製造又は宝飾品の分野における任意の装飾性の物を意味する。
好ましくは、本発明は、干渉性色が赤の色合いである被覆が施された計時器又は宝飾品用の外側部品に関する。
携行型時計製造や宝飾品の分野、より一般的には装飾性の物の分野、において、塗装、ワニス塗り、エナメル加工による堆積方法が常に採用されているわけではない。
実際に、一方では、装飾される物の表面に堆積される材料の層が、ブラシド処理、太陽光線処理、サンドブラスト処理、レーザー構造化処理された表面のような表面構造を見えるようにするには厚すぎ、他方では、この層の耐久性、したがってその色の耐久性、は必ずしも満足できるものではない。
したがって、物理蒸着法（ＰＶＤ）、化学蒸着法（ＣＶＤ）、原子層堆積法（ＡＬＤ）のような薄膜真空堆積技術が好ましい。
これらの堆積技術は多くの色の被覆を得ることを可能にするが、これらの方法を実行しても、赤の色合いのような特定の色を工業規模で得ることを可能にするわけではない。
本発明は、弱め合う干渉と強め合う干渉を付与することによって発生する所定の干渉性色を呈する外側部品を作るための手法を提供することによって、前記課題を解決する。本テキストにおいて、光干渉現象によって発生する色を「干渉性色」と呼ぶ。
このために、本発明は、被覆が施された基材を備える外側部品に関し、前記被覆は、６００ｎｍ～７８０ｎｍの波長に対して少なくとも９０％の反射率を有するように構成している不透明又は準不透明の反射層と、６３０ｎｍの波長に対して１．４５～２．８の屈折率を有する透光性又は準透光性の透光層と、及び吸収層とが順に重なり合う層によって構成している。
これらの層は、前記被覆に所定の干渉性色を与える。
好ましいことに、前記所定の色は、金属光沢を有する赤の色合いである。特に、前記所定の色は、バーガンディレッド又はパープルレッドの色合いである。この所定の色は、被覆の層によって定められる光学的スタックの特定の構成によって得られる。
また、被覆は、非常に薄い厚みを有し、通常は３μｍ未満であり、これによって、表面構造を有する又は複雑な幾何学的形状を有する任意の装飾性の物を覆うように構成することができる。
本発明の別の利点は、被覆の厚みを大きく変更することなく、非常に広い範囲の赤の色合いを得ることができることに基づいている。例えば、前記被覆の厚みは、前記被覆が有する可能性のあるすべての赤の色合いの間で、高々３ｎｍ未満の値だけ変わる。
特定の実施形態において、本発明は、単独で又は技術的に可能なすべての組み合わせにしたがって、以下の特徴のうちの１つ又は複数をさらに有することができる。
特定の実施形態において、前記反射層は、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）から選択される金属性材料によって作られる。
特定の実施形態において、前記反射層は、Ｃｕによって作られる。
特定の実施形態において、前記反射層は、少なくとも４０ｎｍの厚みを有する。
特定の実施形態において、前記反射層は、１００ｎｍの厚みを有する。
特定の実施形態において、前記透光層は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、二酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から選択される材料によって作られる。
特定の実施形態において、前記透光層は、ＳｉＯ2によって作られる。
特定の実施形態において、前記透光層は、１０ｎｍ～５０ｎｍの厚みを有する。
特定の実施形態において、前記透光層は、３０ｎｍの厚みを有する。
特定の実施形態において、前記吸収層は、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、又はクロム（Ｃｒ）から選択される材料によって作られる。
特定の実施形態において、前記吸収層は、Ｃｒによって作られる。
特定の実施形態において、前記吸収層は、５ｎｍ～８ｎｍの厚みを有する。
特定の実施形態において、前記被覆は、３５０ｎｍ～６００ｎｍの波長に対して１０％未満、６２０ｎｍ～７８０ｎｍの波長に対して１０％以上の反射率を有する。
特定の実施形態において、前記被覆は、Ｄ６５光源下におけるＣＩＥＬＡＢ色空間において、パラメーターＬ＊が２５～３５であり、パラメーターａ＊が８～１５であり、パラメーターｂ＊が０～７である赤色を呈する。
特定の実施形態において、前記被覆は、前記吸収層上に重なり合っており６３０ｎｍの波長に対して１．４８～１．５１の屈折率を有するアクリル及び／又はニトロセルロースの保護層を有する。
別の目的にしたがって、本発明は、計時器又は宝飾品用の外側部品を製造する方法に関し、基材上に６００ｎｍ～７８０ｎｍの波長に対して９０％以上の反射率を有するように構成している不透明な反射層を堆積させるステップと、６３０ｎｍの波長に対して１．４５～２．８の屈折率を有する透光層を堆積させるステップと、及び吸収層を堆積させるステップとを行うことによって、基材の表面上に被覆を作る。
特定の実施形態において、前記反射層、前記透光層及び前記吸収層の各堆積は、電子銃蒸発を伴う物理蒸着法によって行う。
特定の実施形態において、前記透光層を堆積させるステップは、０．０１ｎｍ／秒～０．１ｎｍ／秒の堆積速度で行う。
特定の実施形態において、前記吸収層を堆積させるステップは、０．０１ｎｍ／秒～０．０５ｎｍ／秒の堆積速度で行う。
特定の実施形態において、この方法は、６３０ｎｍの波長に対して１．４８～１．５１の屈折率を有するように構成している保護層を堆積させる最終ステップを行う。
以下の添付の図面を参照しながら例として与えられる下記の詳細な説明を読むことによって、本発明の他の特徴及び利点が明確となる。
本発明の好ましい例示的な実施形態に係る外側部品の断面図を概略的に示している。 本発明に係る被覆に対して分光比色計によって測定した分光反射率曲線を示している。 保護層をさらに含む本発明に係る被覆に対して分光比色計によって測定した分光反射率曲線を示している。 本発明の別の態様による外側部品の製造方法のフローチャートを示している。
本発明は、ユーザーに見えるように意図されている表面上にて所定の干渉性色を外側部品に与えることを可能にするいくつかの順に重なり合う層によって構成している被覆１２が施された基材１１を備える外側部品１０に関する。
好ましくは、前記所定の干渉性色は、赤の色合いである。
基材１１は、金属性材料、セラミックス材料又はポリマー材料によって作ることができる。また、基材１１をガルバニック下層で被覆することができる。
基材１１上に、６００ｎｍ～７８０ｎｍの波長を反射するように構成している、不透明性又は準不透明性の反射層１２１が堆積される。
特に、反射層１２１は、好ましくは、６００ｎｍ～７８０ｎｍの波長に対して０．９よりも大きい反射係数を有する。
反射層１２１は、ゼロではない透過率を有し得るという意味で準不透明であることができるが、透過率は、可視スペクトルの波長範囲にわたって１５％以下でなければならない。
この反射層１２１は、好ましくは、金属性材料によって作られており、少なくとも４０ｎｍの厚みを有する。
好ましくは、反射層１２１は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｈ又はＰｔから選択される材料によって作られる。反射層１２１の材料は、その６００ｎｍ～７８０ｎｍの波長を反射する光学的能力のために選択される。この範囲は、光スペクトルにおける赤の色合いを表す。また、この材料は、赤色の波長の吸収率が低いために選択される。
また、好ましくは、反射層１２１は、特に経済的理由及び実行の容易さのために、Ｃｕによって作られる。
反射層１２１は、ＰＶＤ法、直流電気めっき、又は他の任意の適切な薄膜堆積法によって作ることができる。
透光層１２２は、反射層１２１上に重なり合う。
また、透光層１２２は、特定の波長範囲、例えば、前記透光層１２２がＴｉＯ2によって作られる場合に５００ｎｍ未満、の波長にわたって光を吸収することができ、別の波長範囲においては透光性であるという意味で、準透光性であることができる。
この透光層１２２の材料は、その光学的な透過性のために選択される。例として、透光層１２２は、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＨｆＯ2、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＳｎＯ2、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮから選択される材料によって作られる。好ましくは、透光層１２２は、特に、経済的理由、実装の容易さ、及び再現性のために、ＳｉＯ2によって作られる。
例えば、透光層１２２は、好ましいことに、６３０ｎｍの波長に対して１．４５～２．８の屈折率を有し、この透光層１２２の屈折率に応じて１０ｎｍ～５０ｎｍの厚みを有する。
透光層１２２を、ＰＶＤ、ＣＶＤ、ＡＬＤ法、又は他の任意の適切な薄膜堆積方法によって、反射層１２１上に堆積させることができる。
最後に、図１に示しているように、吸収層１２３が透光層１２２上に重なり合う。
この吸収層１２３は、光吸収性のために選択される金属性材料によって作られる。例えば、吸収層１２３は、Ｔｉ、Ｎｉ又はＣｒによって作られる。好ましくは、吸収層１２３は、クロムによって作られる。
吸収層１２３は、４ｎｍ～１０ｎｍ、好ましくは５ｎｍ～８ｎｍ、さらに好ましくは７．２ｎｍ～７．８ｎｍ、の厚みを有する。
ここで、本発明は、好ましいことに、被覆１２のおかげで、赤の色合いの干渉性色を得ることができることがわかる。この被覆１２は、非常に薄い厚みを有し、数千分の１ｍｍのオーダーであり、より詳細には３μｍよりも薄い。
被覆１２は、好ましいことに、前記特徴のおかげで、３５０ｎｍ～５８０ｎｍの波長に対して、１０％未満の反射率を有するように、また、８％～３％にわたる反射率を有するように、５８０ｎｍ～７５０ｎｍの波長に対して３％～２４％の反射率を有するように構成している。これらの値は、分光比色計によって行う被覆１２の測定によって得られた図２のスペクトル反射率曲線によってグラフで表されている。
これらの反射率は、好ましいことに、赤の色合いに含まれる色のユーザーの視覚に対応する反射スペクトルを定めることができる。
本発明の好ましい例示的な実施形態において、被覆１２は、好ましいことに、吸収層１２３上に重なり合うアクリル及び／又はニトロセルロースの保護層１２４をさらに含み、可能性のある化学的及び／又は機械的攻撃から他の層を保護することができる。
また、このような保護層１２４、例えば、３μｍの厚みを有し６３０ｎｍの波長に対して屈折率が１．５に近く、例えば１．４８～１．５１であるもの、の追加によって、弱め合う干渉を発生させることが可能になる。このような弱め合う干渉は、好ましいことに、３５０ｎｍ～５５０ｎｍに対する反射率を低減して、５８０ｎｍ～７８０ｎｍの波長が被覆１２の色を形成することを可能にする。
すなわち、本発明の好ましい例示的な実施形態において、保護層１２４は、好ましいことに、最終的な被覆１２の赤色を得ることに寄与する。
保護層１２４があることで、被覆１２は、３５０ｎｍ～５５０ｎｍの波長の範囲内において５％以下、５５０ｎｍ～７５０ｎｍの波長において５～２１％の反射率を有する。これらの値は、分光比色計によって行う被覆１２の測定によって得られた図３のスペクトル反射率曲線によってグラフで表されている。
したがって、本発明の好ましい例示的な実施形態において、被覆１２は、Ｄ６５光源下におけるＣＩＥＬＡＢ色空間において、２５～３５のパラメーターＬ＊、８～１５のパラメーターａ＊、及び０～７のパラメーターｂ＊の特徴がある赤色を呈する。
なお、保護層１２４は必須ではなく、本発明の他の実施形態において、被覆１２は、前記保護層１２４なしで、例えばＣＩＥＬＡＢ色空間における前記パラメーターの特徴を有する、赤色を呈することができる。
本発明は、さらに、例えば上記のような、計時器又は宝飾品用の外側部品１０、を製造する方法に関する。この方法の順次的なステップが、図４のフローチャートによって表されており、所定の干渉性色を発生させるために基材１１の表面上に被覆１２を作ることを伴う。
具体的には、この方法は、
－ 基材１１上に６００ｎｍ～７８０ｎｍの波長を反射するように構成している不透明な反射層１２１を堆積させるステップ１０１と、
－ ６３０ｎｍの波長に対して１．４５～２．８の屈折率を有する透光層１２２を堆積させるステップ１０２と、及び
－ 吸収層１２３を堆積させるステップ１０３と
を順次的に行う。
下において詳細に示している製造方法の例は、真空堆積技術を用いて、反射層１２１、透光層１２２及び吸収層１２３を堆積させる。
特に、好ましい実施形態において、電子銃蒸発を伴う物理蒸着法を用いる。
しかし、これらの層の堆積は、反応性媒体におけるマグネトロンスパッタリングのような他のＰＶＤ法、又はＡＬＤ法やプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）のようなＣＶＤ法によって実行できる。
反射層１２１の堆積１０１は、例えば、前記反射層１２１が１００ｎｍの厚みを有するように行われる。反射層１２１を構成するように考慮することができる材料のうち、Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｈ又はＰｔ、Ｃｕが好ましい。
次に、透光層１２２は、反射層１２１上にて、好ましくは３０ｎｍの厚みを有するように、堆積される。透光層１２２を構成するように考慮することができる材料のうち、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＨｆＯ2、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＳｎＯ2、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｓｉ3Ｎ4、又はＡｌＮ、ＳｉＯ2が好ましい。
例として、透光層１２２の堆積の再現性を良好にするために、堆積速度は、０．０１ｎｍ／秒～０．１ｎｍ／秒、好ましくは０．１ｎｍ／秒、であるように選択され、酸素（Ｏ2）の流量は、５ｓｃｃｍである。また、これらのパラメーターは、透光層１２２の材料密度及び厚みを非常に正確に制御することを可能にする。
次に、吸収層１２３は、透光層１２２上にて、好ましくは、例えば、５ｎｍ～８ｎｍ、好ましくは７．２ｎｍ～７．８ｎｍ、の厚みを有するように堆積される。好ましくは、吸収層１２３はクロムによって作られる。
例として、吸収層１２３の堆積の再現性を良好にするために、堆積速度は、０．０１ｎｍ／秒～０．０５ｎｍ／秒、好ましくは０．０２ｎｍ／秒、であるように選択され、アルゴン（Ａｒ）の流量は、２ｓｃｃｍであり、これによって、吸収層１２３の堆積の再現性に対するエンクロージャの壁の汚れの影響を最小限に抑えることができる。
本発明の実装の好ましい例において、本製造方法は、さらに、保護層１２４を堆積させる最終ステップ１０４を行う。この保護層１２４は、好ましいことに、６３０ｎｍの波長に対して約１．４８～１．５１の屈折率を有するように構成している。
１０ 外側部品
１１ 基材
１２ 被覆
１２１ 反射層
１２２ 透光層
１２３ 吸収層
１２４ 保護層

Claims (19)

  1. 被覆（１２）が施された基材（１１）を備える外側部品（１０）であって、
    前記被覆（１２）は、
    ６００ｎｍ～７８０ｎｍの波長に対して少なくとも９０％の反射率を有するように構成している不透明又は準不透明の反射層（１２１）と、
    ６３０ｎｍの波長に対して１．４５～２．８の屈折率を有する透光性又は準透光性の透光層（１２２）と、及び
    吸収層（１２３）と
    が順に重なり合う層によって構成しており、
    これらの層は、前記被覆（１２）に所定の干渉性色を与え、
    前記被覆（１２）は、Ｄ６５光源下におけるＣＩＥＬＡＢ色空間において、パラメーターＬ＊が２５～３５であり、パラメーターａ＊が８～１５であり、パラメーターｂ＊が０～７である赤色を呈する
    ことを特徴とする外側部品（１０）。
  2. 前記反射層（１２１）は、Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｐｔから選択される金属性材料によって作られる
    ことを特徴とする請求項１に記載の外側部品（１０）。
  3. 前記反射層（１２１）は、Ｃｕによって作られる
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の外側部品（１０）。
  4. 前記反射層（１２１）は、少なくとも４０ｎｍの厚みを有する
    ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の外側部品（１０）。
  5. 前記反射層（１２１）は、１００ｎｍの厚みを有する
    ことを特徴とする請求項４に記載の外側部品（１０）。
  6. 前記透光層（１２２）は、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＨｆＯ2、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＳｎＯ2、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮから選択される材料によって作られる
    ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の外側部品（１０）。
  7. 前記透光層（１２２）は、ＳｉＯ2によって作られる
    ことを特徴とする請求項６に記載の外側部品（１０）。
  8. 前記透光層（１２２）は、１０ｎｍ～５０ｎｍの厚みを有する
    ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の外側部品（１０）。
  9. 前記透光層（１２２）は、３０ｎｍの厚みを有する
    ことを特徴とする請求項８に記載の外側部品（１０）。
  10. 前記吸収層（１２３）は、Ｔｉ、Ｎｉ、又はＣｒから選択される材料によって作られる
    ことを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の外側部品（１０）。
  11. 前記吸収層（１２３）は、Ｃｒによって作られる
    ことを特徴とする請求項１０に記載の外側部品（１０）。
  12. 前記吸収層（１２３）は、５ｎｍ～８ｎｍの厚みを有する
    ことを特徴とする請求項１～１１のいずれか一項に記載の外側部品（１０）。
  13. 前記被覆（１２）は、３５０ｎｍ～６００ｎｍの波長に対して１０％未満、６２０ｎｍ～７８０ｎｍの波長に対して１０％以上の反射率を有する
    ことを特徴とする請求項１～１２のいずれか一項に記載の外側部品（１０）。
  14. 前記被覆（１２）は、前記吸収層（１２３）上に重なり合っており６３０ｎｍの波長に対して１．４８～１．５１の屈折率を有するアクリル及び／又はニトロセルロースの保護層（１２４）を有する
    ことを特徴とする請求項１～１３のいずれか一項に記載の外側部品（１０）。
  15. 計時器又は宝飾品用の外側部品（１０）を製造する方法であって、
    基材（１１）上に６００ｎｍ～７８０ｎｍの波長に対して９０％よりも大きい反射率を有するように構成している不透明な反射層（１２１）を堆積させるステップ（１０１）と、
    ６３０ｎｍの波長に対して１．４５～２．８の屈折率を有する透光層（１２２）を堆積させるステップ（１０２）と、及び
    吸収層（１２３）を堆積させるステップ（１０３）と
    を行うことによって、基材（１１）の表面上に被覆（１２）を作る
    ことを特徴とする方法。
  16. 前記反射層（１２１）、前記透光層（１２２）及び前記吸収層（１２３）の各堆積（１０１、１０２及び１０３）は、電子銃蒸発を伴う物理蒸着法によって行う
    ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
  17. 前記透光層（１２２）を堆積させるステップ（１０２）は、０．０１ｎｍ／秒～０．１ｎｍ／秒の堆積速度で行う
    ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の製造方法。
  18. 前記吸収層（１２３）を堆積させるステップ（１０３）は、０．０１ｎｍ／秒～０．０５ｎｍ／秒の堆積速度で行う
    ことを特徴とする請求項１５～１７のいずれか一項に記載の製造方法。
  19. ６３０ｎｍの波長に対して１．４８～１．５１の屈折率を有するように構成している保護層（１２４）を堆積させる最終ステップ（１０４）を行う
    ことを特徴とする請求項１５～１８のいずれか一項に記載の製造方法。
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