JP7387691B2 - サーメット及び／又はセラミックスによって作られた物 - Google Patents
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Description
本発明は、セラミックス及び／又はサーメットの多段階注入によって得られる物に関する。本発明は、特に、異なる色のセラミックス及び／又はサーメットを注入することによって作られる、ベゼルのような計時器用コンポーネントに関する。
計時器のコンポーネントは、一般的には、注入（射出成形）された様々な色のプラスチック材料によって作られる。したがって、異なる色を有するケースミドル部とベゼルを得ることが可能となる。焼結によって得られるセラミックス又はサーメットを用いる場合、異なる色のコンポーネントを製造することは、はるかに複雑となる。これは、焼結中に３０％に達することがある大幅な収縮が観察されるためである。このような収縮の量は、材料の選択や注入される材料の量などのいくつかの要因に依存する。二段階注入（bi-injection）法、より一般的には多段階注入（multi-injection）法、においては、焼結中の収縮に違いが発生し、このことによって、様々な材料の間の接合部において分離が発生する可能性がある。特に、注入されたベゼルの場合、材料の間の半径方向の収縮の違いに関連する間隙が観察される。この違いは、注入された材料の量が２種類の材料の間で異なる場合にはさらに顕著になる。これは特に、一方の材料が他方の材料と比べて円のうちの小さな円弧のみを占める場合に当てはまる。
この課題を克服するために、欧州特許文献ＥＰ２７４６２４３において、単一の材料を注入し、顔料としてはたらく金属を含有する溶液に未焼成体の一部を含浸させてから焼結することが提案されている。この方法には、着色される部分の材料体において均一な色を得ることが難しいという課題がある。
本発明は、別種類の注入材料の間の収縮の違いを抑えるような、複数種類の材料を注入するための新規な方法を提案することによって、前記課題を解決することを目的とする。
このために、本発明は、注入ステップ中に第１の注入材料上に第２の注入材料のためのアタッチメント面を押し付けて形成するように意図された、出っ張り又は凹みの構造を有するインサートを用いる製造方法に関する。このアタッチメント面によって、第２の注入材料を保持し、焼結ステップ中の収縮を減らし、機械加工ステップ中のこれらの２種類の材料の分離を防ぐことができる。
より正確には、本発明に係る物を製造する方法は、以下のステップを行う。
－ 少なくとも１種類の第１の材料と少なくとも１種類の第２の材料を用意するステップを行う。前記第１の材料は、化学的組成によって第２の材料と区別され、前記第１の材料と第２の材料は、セラミックス又はサーメットのいずれかである。
－ 前記第１の材料にアタッチメント面を形成することを意図された、出っ張り又は凹みがある構造が形成された部分がある空洞壁が形成された型を用意するステップを行う。
－ 前記部分がある前記空洞壁内に前記第１の材料を注入して、前記第１の材料の一部分に前記構造を押し付けて、その一部分に前記アタッチメント面を形成するステップを行う。
－ 前記第１の材料の少なくともアタッチメント面に前記第２の材料を注入して、未焼成体を形成するステップを行う。
－ 前記未焼成体を焼結してブランクを形成するステップを行う。
－ 前記ブランクに仕上げ処理を行って前記物を得るステップを行う。
－ 少なくとも１種類の第１の材料と少なくとも１種類の第２の材料を用意するステップを行う。前記第１の材料は、化学的組成によって第２の材料と区別され、前記第１の材料と第２の材料は、セラミックス又はサーメットのいずれかである。
－ 前記第１の材料にアタッチメント面を形成することを意図された、出っ張り又は凹みがある構造が形成された部分がある空洞壁が形成された型を用意するステップを行う。
－ 前記部分がある前記空洞壁内に前記第１の材料を注入して、前記第１の材料の一部分に前記構造を押し付けて、その一部分に前記アタッチメント面を形成するステップを行う。
－ 前記第１の材料の少なくともアタッチメント面に前記第２の材料を注入して、未焼成体を形成するステップを行う。
－ 前記未焼成体を焼結してブランクを形成するステップを行う。
－ 前記ブランクに仕上げ処理を行って前記物を得るステップを行う。
当該方法は、前記焼結ステップの前及び／又は後に、さらに、前記未焼成体及び／又は前記ブランクの大きさを調整し、前記第１の材料が露出するように前記第２の材料を部分的に除去する機械加工ステップを行う。
本発明は、さらに、当該製造方法によって作られた、セラミックス及び／又はサーメットによって作られた物に関する。本発明に係る物は、色によって、又はより一般的には美的外観及び／又は機械的性質によって、区別される別種類の少なくとも２種類の材料を含む。本発明によると、前記物には、前記２種類の材料がインターリーブ構成となっている部分がある。好ましくは、前記物には、前記２種類の材料のうちの一方の材料が他方の材料に形成された凹みを充填する部分がある。
添付の図面を参照しながら例として与えられる好ましい実施形態についての以下の説明を読むことによって、本発明の他の特徴及び利点を理解することができる。
本発明は、サーメット又はセラミックスのいずれかである少なくとも別種類の２種類の材料によって作られる物又は物品を注入によって製造する方法に関する。別種類の材料とは、美的外観、特に、色及び／又は機械的性質によって区別される材料を意味する。その代表的な例は、化学的組成の違いである。ベース材料が同じで色を変えるための顔料が異なる場合であることがあり、また、異なるベース材料であることがある。例として、酸化ジルコニウムをベースとするベース材料が同じであり、一方では黒色の材料を得るための黒色の顔料を含有し、他方では白色を得るためにアルミナを含有するような場合である。一般的には、セラミックスは、窒化物、炭化物及び／又は酸化物であることができる。同様に、サーメットは、炭化物、窒化物及び／又は酸化物を含有するセラミックス相と、及びルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、金及び銀のような貴重な元素などから選択される金属バインダーの相を含むことができる。
本発明に係る物は、携行型時計、宝飾品、ブレスレットなどの構成要素のような装飾性の物又は物品であることができる。計時器の分野において、この物は、ケースミドル部、底部、ベゼル、押し部品、ブレスレットリンク、表盤、針、表盤インデックスのような外側コンポーネントであることができる。また、この物は、発振錘、ディスクのようなムーブメントのコンポーネントであることができる。例として、図６に示しているように、当該物は、例として黒と白である、異なる色の２つのセラミックス２及び３によって作られるベゼル１であり、その一方の色は、ベゼルの円の４分の１を占め、他方の色は、その残りの４分の３を占める。本発明によると、この物においては、２種類の材料２及び３が重なり合っている、具体的にはインターリーブ構成となっている、部分４を含む（図５Ｂ）。インターリーブとは、２種類の材料のうちの一方の材料において、その表面に、他方の材料が充填される構造があることを意味する。図５Ｂにおいて、２種類の材料２及び３を示しており、これらは、一方の材料が他方の材料の表面に形成された凹み２ａにおいてインターリーブ構成となるように重なり合っている。
この物は、様々な材料を注入して未焼成体ないし成形体を形成し、それを焼結することによって作られる。以下において、別種類の２種類の材料を含む物についての製造方法について説明しているが、当該物が別種類の３種類、４種類又はこれより多くの材料を含み、順次的な注入材料のそれぞれに対してアタッチメント面を作ることもできる。
図１～６を参照しながら説明すると、当該製造方法は、以下のステップを行う。
－ 少なくとも１つの第１の材料２と少なくとも１つの第２の材料３を用意するステップを行う。前記第１の材料は、化学的組成によって第２の材料と区別される。前記第１及び第２の材料は、セラミックス又はサーメットのいずれかである。したがって、第１及び第２の材料は、両方ともセラミックスであることができ、又は両方ともサーメットであることができ、又は一方の材料がセラミックスで他方がサーメットであることができる。
－ 第１の注入材料にアタッチメント面を形成することを意図された、出っ張り又は凹みがある構造を有する、インサートとも呼ばれる部分７がある空洞壁６がある型５を用意するステップを行う（図１）。好ましくは、前記構造には、出っ張りが形成される。この構造は、好ましくは、不連続的である。したがって、この構造には、複数のスタッド７ａ（図２）又は凹みが形成されていることができる。この不連続的な構造は、溝や舌状体のような連続的な構造と比べて、材料の保持を向上させるために好ましい。好ましくは、凹み又はスタッドはそれぞれ、深さ又は高さが０．２ｍｍ以上である。好ましくは、スタッド又は凹みの数は、表面積１０ｍｍ2当たり、１～１０個、より好ましくは１～３個である。
－ インサート７が設けられた空洞６内に前記第１の材料２を注入して、第１の材料２の一部分に前記構造を押し付けて、第２の材料３のためのアタッチメント構造を形成するステップを行う。
－ 少なくとも前記アタッチメント面において第１の材料２上に第２の材料３を注入して、未焼成体８を形成するステップを行う（図３及び４）。
－ 未焼成体８を焼結して、ブランクを形成するステップを行う。
－ ブランクに対して仕上げ処理をして、前記物を形成するステップを行う。
－ 少なくとも１つの第１の材料２と少なくとも１つの第２の材料３を用意するステップを行う。前記第１の材料は、化学的組成によって第２の材料と区別される。前記第１及び第２の材料は、セラミックス又はサーメットのいずれかである。したがって、第１及び第２の材料は、両方ともセラミックスであることができ、又は両方ともサーメットであることができ、又は一方の材料がセラミックスで他方がサーメットであることができる。
－ 第１の注入材料にアタッチメント面を形成することを意図された、出っ張り又は凹みがある構造を有する、インサートとも呼ばれる部分７がある空洞壁６がある型５を用意するステップを行う（図１）。好ましくは、前記構造には、出っ張りが形成される。この構造は、好ましくは、不連続的である。したがって、この構造には、複数のスタッド７ａ（図２）又は凹みが形成されていることができる。この不連続的な構造は、溝や舌状体のような連続的な構造と比べて、材料の保持を向上させるために好ましい。好ましくは、凹み又はスタッドはそれぞれ、深さ又は高さが０．２ｍｍ以上である。好ましくは、スタッド又は凹みの数は、表面積１０ｍｍ2当たり、１～１０個、より好ましくは１～３個である。
－ インサート７が設けられた空洞６内に前記第１の材料２を注入して、第１の材料２の一部分に前記構造を押し付けて、第２の材料３のためのアタッチメント構造を形成するステップを行う。
－ 少なくとも前記アタッチメント面において第１の材料２上に第２の材料３を注入して、未焼成体８を形成するステップを行う（図３及び４）。
－ 未焼成体８を焼結して、ブランクを形成するステップを行う。
－ ブランクに対して仕上げ処理をして、前記物を形成するステップを行う。
当該方法は、さらに、材料が硬くなりすぎないように、焼結前に、好ましくは未焼成体に対して、機械加工をする機械加工ステップを行う。この機械加工ステップにおいて、第１の材料を露出させるように、第２の材料を少なくとも部分的に除去する。本発明は、前記機械加工ステップを、部分的に焼結の前に行うこと、そして、部分的に焼結の後に行うこと、を除外するものではない。
当該方法は、随意的に、有機バインダー（パラフィン、ポリエチレンなど）のシステムを用いて材料を注入する場合に、前記焼結ステップの前にバインダー除去を行うステップを行うことができる。
図示している例において、注入デバイスは、固定部５ａがある型５を備え、この固定部５ａは、第１の材料２を注入するための第１の空洞壁６ａと、及び第２の材料３を注入するための第２の空洞壁６ｂとの２つの空洞壁６があるように形成される（図１）。第１の空洞壁６ａには、出っ張り構造を有するインサート７がある。この例において、インサートは、空洞壁に取り付けられるが、空洞壁の残りの部分と一体化することもできる。注入時に、図３の右側に示しているように、固定部５ａと可動部５ｂによって形成される型５内に第１の材料２が注入される。次に、可動部５ｂが、注入された第１の材料２とともに、他の第２の空洞壁６ｂの可動部５ｂの方へと動いて、第２の材料３の注入を行う（図３の左側）。出っ張り構造を有するインサート７は、第２の材料３の注入の際にアタッチメントとして機能する第１の材料２に形成される凹み２ａを押し付けることを意図している。同じ平面内に２つの色を有するベゼルに関連する図示している例において、インサート７は、空洞壁６ａの平面に対して突出して、第２の注入の間に、第２の材料３で充填されるポケット９を形成する（図３の左側）。図４は、第２の材料３が第１の材料２上に重なり合う二段階注入によって得られた未焼成体８を示している。ベゼルを形成するために、スプルー１０が切断され、ベゼルの内径部分が除去される。同様に、第２の材料３の層が、ポケット９を充填する層を除いて除去されて、図５Ａのブランクを得る。第２の材料を除去することによって、第１の材料を露出させて、同じ平面内にて２種類の材料が並置されているベゼルを得ることができる。第１の材料に形成されるアタッチメント面のおかげで、焼結ステップ中に第２の材料が保持され、これによって、２種類の材料の間に、間隙のない完全な接合部１１を得ることが可能になる。製造方法は、焼結後に、焼結されたブランクの表面を研磨し、該当する場合は、ベゼル１の場合はインデックス１２を設けるように、表面をエッチングする仕上げステップを行う（図６）。典型的には、図６におけるベゼル１は、ホワイトジルコニウムとブラックジルコニウムを注入し、酸化性雰囲気下で４８時間１４００℃の温度で焼結することによって得られる。
１ ベゼル
２ セラミックスとも呼ばれる第１の材料
２ａ 凹み
３ セラミックスとも呼ばれる第２の材料
４ 物の部分
５ 型
５ａ 固定部
５ｂ 可動部
６ 空洞
６ａ 第１の空洞壁
６ｂ 第２の空洞壁
７ 空洞壁の部分とも呼ばれるインサート
７ａ スタッド
８ 未焼成体
９ ポケット
１０ 未焼成体のスプルー
１１ 接合部
１２ インデックス
２ セラミックスとも呼ばれる第１の材料
２ａ 凹み
３ セラミックスとも呼ばれる第２の材料
４ 物の部分
５ 型
５ａ 固定部
５ｂ 可動部
６ 空洞
６ａ 第１の空洞壁
６ｂ 第２の空洞壁
７ 空洞壁の部分とも呼ばれるインサート
７ａ スタッド
８ 未焼成体
９ ポケット
１０ 未焼成体のスプルー
１１ 接合部
１２ インデックス
Claims (19)
- 別種類の少なくとも２種類の材料を注入することによって、セラミックス及び／又はサーメットによって作られた物を製造する方法であって、
少なくとも１種類の第１の材料（２）と少なくとも１種類の第２の材料（３）を用意するステップと、
注入後に前記第２の材料（３）と対向する前記第１の材料（２）の表面の少なくとも一部にアタッチメント面を形成することを意図した部分（７）がある空洞（６）を備える型（５）であって、前記部分（７）が前記アタッチメント面の一部分に出っ張り又は凹み（２ａ）を形成することを意図した構造（７ａ）を有する型（５）を用意するステップと、
前記部分（７）がある前記空洞（６）内に前記第１の材料（２）を注入して、前記第１の材料（２）の一部分に前記構造を押し付けて、その一部分に前記アタッチメント面を形成するステップと、
前記第１の材料（２）の少なくともアタッチメント面に前記第２の材料（３）を注入して、未焼成体（８）を形成するステップと、
前記未焼成体（８）を焼結してブランクを形成するステップと、及び
前記ブランクに仕上げ処理を行って前記物を得るステップとを行い、
前記第１の材料（２）は、化学的組成によって第２の材料（３）と区別され、
前記第１の材料（２）と第２の材料（３）は、セラミックス又はサーメットのいずれかであり、
前記方法は、さらに、前記未焼成体（８）及び／又は前記ブランクの大きさを調整し、前記第１の材料（２）が露出しつつ前記アタッチメント面全体が前記第２の材料（３）によって覆われるように前記第２の材料（３）を部分的に除去する機械加工ステップを行う
ことを特徴とする方法。 - 前記部分（７）の構造は、不連続的である
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記部分（７）の前記構造には、出っ張り構造がある
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。 - 前記部分（７）の前記構造は、複数のスタッド（７ａ）によって形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。 - 前記部分（７）の前記構造には、凹みがあり、前記部分（７）の前記構造は、複数の凹みによって形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。 - 前記部分（７）は、前記空洞（６）の平面に対して突出しており、これによって、前記第１の材料（２）において、注入中に前記第２の材料（３）で充填されるように意図されたポケット（９）を形成する
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第２の材料（３）を前記第１の材料（２）上に注入して、前記第１の材料（２）の層と前記第２の材料（３）の層が重なり合った２つの層がある未焼成体（８）を形成する
ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ポケット（９）に充填されている材料を除くすべての前記第２の材料（３）を機械加工中に除去する
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。 - 化学的組成によって区別される少なくとも２種類の材料を含む、サーメット及び／又はセラミックスによって作られた物であって、
前記２種類の材料は、セラミックス又はサーメットであり、
前記物には、前記２種類の材料が積層されている部分（４）があり、
この部分（４）における積層された前記２種類の材料が互いに接する表面の少なくとも一部には、前記２種類の材料のうちの一方の材料の中に他方の材料が入り込んでいるインターリーブ構造が形成され、
前記物は、計時器のための外側又はムーブメントのコンポーネントである
ことを特徴とする物。 - 前記２種類の材料のうちの一方の材料には、他方の材料で充填される凹み（２ａ）がある
ことを特徴とする請求項９に記載の物。 - 前記凹み（２ａ）の深さは、０．２ｍｍ以上である
ことを特徴とする請求項１０に記載の物。 - 前記凹み（２ａ）は、１０ｍｍ2の表面積当たり、１～１０個ある
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の物。 - 前記計時器のための外側又はムーブメントのコンポーネントは、ケースミドル部、底部、ベゼル、押し部品、ブレスレットリンク、表盤、針、表盤インデックス、振動錘及びディスクからなる群から選択される
ことを特徴とする請求項１２に記載の物。 - 前記２種類の材料は、互いに色によって区別することができる
ことを特徴とする請求項９～１３のいずれか一項に記載の物。 - 前記物は、少なくとも２つの異なる色を有するベゼル（１）である
ことを特徴とする請求項１４に記載の物。 - 第１の色が第１の円弧を占め、第２の色が第２の円弧を占め、
前記第２の円弧は、前記第１の円弧を補って、前記ベゼル（１）の円を形成する
ことを特徴とする請求項１５に記載の物。 - 前記第１の円弧は、前記第２の円弧よりも大きさが小さい
ことを特徴とする請求項１６に記載の物。 - 前記第１の円弧は、前記円の４分の１を占め、前記第２の円弧は、前記円の４分の３を占める
ことを特徴とする請求項１７に記載の物。 - 前記凹み（２ａ）は、１０ｍｍ 2 の表面積当たり、１～３個ある
ことを特徴とする請求項１０および請求項１０を引用する請求項１１～１８のいずれか一項に記載の物。
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