KR20110118569A - 적어도 하나의 금속 장식으로 인레이된 세라믹 부재 - Google Patents

적어도 하나의 금속 장식으로 인레이된 세라믹 부재 Download PDF

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KR20110118569A
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파스깔 그로젠바허
미셸 카이요
알렉상드르 네투실
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오메가쏘시에떼아노님
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Abstract

본원은 장식 (13) 용 패턴을 형성하는 적어도 하나의 리세스 (12) 를 가진 세라믹 본체 (11) 를 포함하는 인레이된 세라믹 장식 (10) 에 관한 것이다. 본원에 따라서, 상기 적어도 하나의 리세스는, 시각적 표현이 개선된 적어도 하나의 금속 장식 (13) 으로 인레이된 세라믹 부재 (10) 를 형성하도록, 대략 50 ㎚ 의 제 1 및 제 2 전기 전도성 층 (14, 15) 및 금속 갈바닉 도금 (16) 에 의해 전체적으로 충전된다.
본 발명은 또한 인레이된 세라믹 부재의 제조 방법에 관한 것이다.
본원은 장식된 세라믹 부분의 분야에 관한 것이다.

Description

적어도 하나의 금속 장식으로 인레이된 세라믹 부재 {CERAMIC ELEMENT INLAID WITH AT LEAST ONE METALLIC DECORATION}
본원은, 적어도 하나의 금속 장식으로 인레이된 세라믹 부재에 관한 것으로, 보다 자세하게는 시계에 장착되는 상기 유형의 부재에 관한 것이다.
투명부를 통하여, 베젤 (bezels) 바로 아래의 리세스에 도금된 증착물 (deposit), 예를 들어 스케일 또는 상표명을 형성하는 증착물을 볼 수 있도록, 합성 사파이어로 적어도 부분적으로 제조되는 시계의 베젤을 형성하는 것은 알려져 있다. 이러한 형상은 사파이어 부분으로 증착물을 전체적으로 덮음으로써 이러한 증착물을 어떠한 기계적 열화로부터 보호하는 장점이 있다. 하지만, 이러한 형상은, 변색된 증착물의 색상이 전달될 뿐만 아니라 사파이어와 증착물간의 색상 차이가 없기 때문에, 장식을 보는데 어려울 수 있다.
본 발명의 목적은, 기계적 저항성의 장점을 유지하고 또한 개선된 시각적 품질의 장점을 추가하면서, 전술한 단점 전부 또는 일부를 극복하는 것이다.
그리하여, 본원은 인레이된 세라믹 부재의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법은:
a) 세라믹 본체를 형성하는 단계;
b) 상기 세라믹 본체의 일 면에서, 장식용 패턴을 각각 형성하는 적어도 하나의 리세스를 에칭하는 단계;
c) 상기 적어도 하나의 리세스를 포함하는 전체 면에 걸쳐서 대략 50 ㎚ 의 제 1 층을 증착하는 단계;
d) 상기 제 1 층을 덮도록, 상기 적어도 하나의 리세스를 포함하는 전체 면에 걸쳐서 대략 50 ㎚ 의 제 2 전기 전도성 층을 증착하는 단계;
e) 상기 적어도 하나의 리세스를 완전히 충전하도록 제 2 전기 전도성 층으로부터 금속 재료 또는 그 합금을 갈바닉 증착하는 단계; 및
f) 상기 적어도 하나의 리세스의 중공을 제외하고, 세라믹 본체의 표면으로부터 모든 증착물을 제거하는 단계를 포함한다.
장식 및/또는 세라믹의 다양한 음영 (shades) 은 세라믹의 투명성에 의해 더 이상 제한되지 않고 또한 양호한 내마모성이 여전히 보장됨이 바로 명확하다. 예를 들어, 그리하여 세라믹에 우수한 양상 및 모든 장식에 새틴 마무리를 줌으로써 복잡한 시각적 표현 (rendering) 을 얻을 수 있다. 유리하게는, 세라믹 부재는, 특히 시계의 전부 또는 일부, 즉 케이스, 손목시계줄, 베젤, 다이얼, 크리스탈, 푸시 버튼 및/또는 시계 크라운을 형성할 수 있음이 명확하다. 본원은 또한 보석 피스의 전부 또는 일부에 적용될 수도 있거나 심지어 식기에도 적용될 수 있다.
본원의 다른 유리한 특징에 따라서:
- 상기 단계 a) 는 소결에 의해 실시되고;
- 상기 세라믹 본체는 지르코니아 기재이며;
- 상기 단계 b) 는 레이저에 의해 실시되고;
- 적어도 하나의 리세스 각각은 상기 단계 e) 의 실시를 용이하게 하도록 모서리 없는 내부 표면을 포함하며;
- 상기 단계 c) 는 자동 촉매 도금 또는 기상 증착에 의해 실시되고;
- 상기 제 1 전기 전도성 층은 Cr, Cr2N, TiN, TiW, Ni, NiP, Cu, Ti 또는 Zr 층이며;
- 상기 단계 d) 는 기상 증착에 의해 실시되고;
- 상기 제 2 전기 전도성 층은, 그의 접착성 및 양호한 전기 전도성을 최적화하고 또한 갈바닉 도금에 근접한 색상을 제공하도록, 금 및/또는 구리 및/또는 은 및/또는 인듐 및/또는 백금 및/또는 팔라듐 및/또는 니켈을 포함하며;
- 상기 단계 e) 에서 증착된 금속 재료는 금 및/또는 구리 및/또는 은 및/또는 인듐 및/또는 백금 및/또는 팔라듐 및/또는 니켈을 포함하고;
- 장식의 노후화로부터 보호하도록 실질적으로 투명한 층, 예를 들어 질화규소 층을 증착하는 최종 단계 g) 를 포함한다.
다른 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 비한정적으로 기재된 이하의 설명으로부터 명백할 것이다.
도 1 은 본원에 따른 시계의 다이어그램,
도 2 는 본원에 따른 인레이된 세라믹 부재의 단면도,
도 3 ~ 도 8 은 본원에 따른 제조 방법의 연속적인 단계를 도시한 도면, 및
도 9 는 본원에 따른 방법의 순서도.
도 1 에 도시된 바와 같이, 시계 (1) 는 보는 바와 같이 적어도 하나의 인레이된 세라믹 부재를 포함한다. 인레이된 세라믹 부재 각각은, 시각적 품질을 개선한, 특히 대비 (contrast) 에 있어서 개선한 적어도 하나의 금속 장식을 포함하는 매우 내마모성인 부분을 형성하도록 되어 있다.
본원에 따른 인레이된 세라믹 부재는 시계 (1) 외부의 전체에 또는 일부에 형성할 수 있다. 그리하여, 상기 인레이된 세라믹 부재는 케이스 (2), 손목시계줄 (3), 베젤 (4), 다이얼 (5), 크리스탈 (6), 푸시 버튼 (7) 및/또는 크라운 (8) 의 전체 또는 일부를 형성할 수 있다. 후술하는 실시형태에 있어서, 본원의 설명은 베젤 (4) 의 스케일을 형성하는, 인레이된 장식 (13) 을 포함하는 세라믹 링 (10) 을 참조한다.
도 1, 도 2 및 도 8 에 도시한 바와 같이, 인레이된 세라믹 부재 (10) 는 장식 (13) 용 패턴을 형성하는 적어도 하나의 리세스 (12) 를 포함하는 세라믹 본체 (11) 를 포함한다. 도 1 에서는, 유리하게는 본원에 따른 장식 (13) 각각이 어떠한 형상, 예를 들어 기하학적 숫자 또는 알파벳숫자 문자를 가질 수 있음을 나타낸다. 본원에 따라서, 리세스 (12) 각각은, 대략 50 ㎚ 의 두께를 각각 가지는 2 개의 전기 전도성 층 (14, 15) 및 금속 재료로 형성된 갈바닉 증착물 (16) 로 전체적으로 충전된다. 이러한 형상은 매우 내마모성인 세라믹 본체 (11) 에서 장식 (13) 각각을 보호한다.
이러한 세라믹 본체 (11) 에서의 장식 (13) 의 접착성을 개선하기 위해서, 리세스 (12) 는 100 ㎛ 의 최소 깊이 (P) 를 갖는 것이 바람직하다. 더욱이, 동일한 이유로, 리세스 (12) 각각은, 연속적인 적어도 부분적으로 라운딩처리된 표면 (R) 을 갖는 것이 바람직한데, 즉 리세스의 내부 표면에는 모서리가 없다. 실제로, 갈바닉 증착물은, 모서리를 가진 영역에서의 뾰족부 영향으로 인해 충전 결함을 받을 수 있다.
세라믹 본체 (11) 는 광범위한 재료로 수득가능하다. 하지만, 기계적 특성, 연마 성능 및 더 적의 범위로의 광범위한 명암 팔레트를 제공하는 능력을 위해서 지르코니아계 세라믹이 사용되는 것이 바람직하다. 물론, 예를 들어 탄화티타늄계 세라믹 등의 다른 세라믹도 상정가능한 것은 명확하다.
제 1 층 (14) 은 세라믹 본체 (11) 상에 추후의 장식 (13) 을 접착하는 힘을 개선하려는 것이다. 사실, 리세스 (12) 의 바닥의 미세 조도가 상기 접착성을 보조해주지만, 제 1 층 (14) 이 증착되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 제 1 층 (14) 은 대략 50 ㎚ 의 두께를 가지고 또한 제 2 전기 전도성 층 (15) 과 세라믹 본체 (11) 사이에 위치된다. 제 1 층 (14) 에 사용되는 증착 방법에 따라서, 예를 들어 Cr, Cr2N, TiN, TiW, Ni, NiP, Cu, Ti 또는 Zr 등의 여러 가지 유형의 재료를 상정할 수 있다.
유사하게, 제 2 전기 전도성 층 (15) 및 갈바닉 증착물 (16) 에 대해서, 광범위한 재료를 상정할 수 있다.
바람직하게는, 제 2 전기 전도성 층 (15) 은 갈바닉 증착물 (16) 의 색상에 가능한 한 근접하도록 선택된다. 제 2 층 (15) 은 또한 전착에 필요한 접착성 및 높은 레벨의 전기 전도성에 대해서 선택된다.
더욱이, 본원에 따라서, 장식 (13) 각각의 시각적 표현은 갈바닉 증착물 (16) 의 색상을 통하여 주로 얻을 수 있다. 그 결과, 갈바닉 증착물 (16) 에 사용되는 재료는, 색상 또는 보다 일반적으로 그 미적인 외관에 의해 좌우되는 것이 바람직하다. 그리하여, 금속 갈바닉 증착물 (16) 및 부수적으로 제 2 층 (15) 은 금 및/또는 구리 및/또는 은 및/또는 인듐 및/또는 백금 및/또는 팔라듐 및/또는 니켈을 포함한다.
예를 들어, 그리하여, 세라믹 본체 (11) 가 장식 (13) 에 반짝이는 외관 및 새틴 양상을 줌으로써 복잡한 시각적 표현을 얻을 수 있다. 색상을 균일하게 하기 위해서, 세라믹 본체 (11) 를 둘러싸는 것과 동일한 재료의 장식 (13) 을 형성하는 것을 상정할 수 있다. 그리하여, 일예로서는, 도 1 의 실시형태에 있어서, 케이스 (2), 손목시계줄 (3), 나머지 베젤 (4), 다이얼 (5), 푸시 버튼 (7) 및/또는 크라운 (8) 과 동일한 재료의 베젤 (4) 의 장식 (13) 을 가질 수도 있다.
마지막으로, 도 8 에 도시한 바와 같이, 인레이된 세라믹 부재 (10) 는, 본원에 따라서, 장식 (13) 의 노후화로부터 보호하도록, 선택적인 실질적으로 투명한 층 (18) 을 제공할 수 있다. 이 층 (18) 은, 예를 들어, 층 (15 및/또는 16) 이 변색되는 것을 방지하도록, 특히 이러한 층이 주로 은 기재일 때, 질화규소를 포함할 수 있다.
인레이된 세라믹 부재 (10) 의 제조 방법 (21) 은 이하 도 3 ~ 도 9 를 참조하여 설명된다. 도 9 에 도시한 제 1 단계 (22) 에서, 본 방법 (21) 은, 예를 들어 지르코니아로 된 세라믹 본체 (11) 를 형성하는 단계로 이루어진다. 도 3 에서 도 4 로 변경할 때 부분적으로 도시한 바와 같이, 상기 단계 (22) 에서의 최종 세라믹 본체 (11) 는 소결에 의해, 즉 사출 공정을 통하여 실시되는 생형체 또는 비소성체 (17) 로부터 얻어지는 것이 바람직하다. 상기 단계 (22) 의 종료시, 도 4 에서 볼 수 있는 상기 세라믹 본체 (11) 는 최종 치수를 가진다.
도 9 에 도시한 바와 같이, 본 방법 (21) 은, 세라믹 본체 (11) 의 일면 (F) 에서 일측이 막힌 적어도 하나의 리세스 (12) 를 에칭하는 제 2 단계 (23) 를 포함하고, 상기 리세스 (12) 는 도 5 에서 볼 수 있는 바와 같이 추후의 장식 (13) 을 위한 패턴을 형성한다. 바람직하게는, 리세스 (12) 각각은 100 ㎛ 의 최소 깊이 (P) 를 가진다. 더욱이, 바람직하게는, 리세스 (12) 각각은, 후술하는 전착 단계 (27) 의 실시를 용이하게 하도록, 적어도 부분적으로 라운딩처리된 표면 (R) 을 가진다. 상기 단계 (23) 는 고정밀한 에칭을 얻도록 레이저를 사용하여 파괴 방사선 (destructive radiation) 에 의해 얻어지는 것이 바람직하다.
도 9 에 도시된 바와 같이, 본 방법 (21) 은, 도 6 에 도시된 바와 같이 그 내의 리세스 (12) 각각을 포함하는, 전체면 (F) 에 걸쳐서 대략 50 ㎚ 의 두께를 가진 제 1 전기 전도성 층 (14) 을 증착하는 제 3 단계로 계속된다. 본원에 따라서, 상기 단계는 2 개의 바람직한 실시형태에 따라서 얻어질 수 있다.
도 9 에서 단일선으로 볼 수 있는 제 1 실시형태에 있어서, 본 방법 (21) 의 제 3 단계 (24) 는, 예를 들어 화학적 자동 촉매 또는 무전해 도금 등의 습식 방법을 사용하여 면 (F) 을 코팅하는 것으로 구성된다. 그리하여, 예를 들어 세라믹 본체 (11) 에 완전히 접착하고 또한 후속 단계 (26) 를 위한 매우 양호한 접착 층을 형성하는 니켈-인 화학 층을 증착시킬 수 있다.
도 9 에서 이중선으로 볼 수 있는 제 2 실시형태에 있어서, 본 방법 (21) 의 제 3 단계 (25) 는, 예를 들어 기상 증착 등의 건식 방법을 사용하여 면 (F) 을 코팅하는 것으로 구성된다. 그리하여, 세라믹 본체 (11) 에 완전히 접착하고 또한 후속 단계 (26) 를 위한 매우 양호한 접착 층을 형성하는, 예를 들어 Cr, Cr2N, TiN, TiW, Ni, NiP, Cu, Ti 또는 Zr 층을 증착시킬 수 있다.
어떠한 실시형태가 선택되더라도, 본 방법 (21) 은, 전착 단계 (27) 를 위한 최적의 표면을 제공하도록 제 1 층 (14) 을 덮기 위해, 즉 리세스 (12) 에 포함하는, 전체 면 (F) 에 걸쳐서, 대략 50 ㎚ 의 두께를 가진 제 2 전기 전도성 층 (15) 을 증착하는 제 4 단계 (26) 로 계속된다. 전술한 바와 같이, 접착성, 양호한 전기 전도성 및 갈바닉 증착물 (16) 에 근접한 색상으로 최적화된다.
그리하여, 상기 층 (15) 은, 예를 들어 금 및/또는 구리 및/또는 은 및/또는 인듐 및/또는 백금 및/또는 팔라듐 및/또는 니켈로 제조될 수 있다. 더욱이, 상기 단계 (26) 는, 예를 들어 기상 증착 등의 건식 방법을 사용하여 실시되는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 제 1 실시형태의 경우에 있어서, 상기 단계 (25) 및 단계 (26) 는 동일한 인클로저에서 실시될 수 있는 것이 명확하다.
본 방법 (21) 은, 도 7 에 도시된 바와 같이, 리세스 (12) 각각을 완전히 충전하도록, 전도성 층 (15) 으로부터 금속 재료 (16) 의 갈바닉 증착하는 제 5 단계 (27) 로 계속된다. 바람직하게는, 리세스 (12) 에서의 전해질 개조는, 리세스 (12) 의 어떠한 충전 문제를 방지하도록, 교반에 의해 강제로 되고, 즉 갈바닉 욕 유체의 강제 이동을 실시함으로써 강제로 된다.
전술한 바와 같이, 색상 또는 보다 일반적으로 소망하는 시각적 표현에 따라서, 단계 (27) 에서 증착된 금속 재료는 금 및/또는 구리 및/또는 은 및/또는 인듐 및/또는 백금 및/또는 팔라듐 및/또는 니켈을 포함한다.
마지막으로, 제 6 단계 (28) 에서, 본 방법 (21) 은 도 2 및 도 8 에서 볼 수 있는 바와 같이 리세스 (12) 각각을 제외하고 세라믹 본체 (11) 의 표면 (F) 으로부터 증착물 (14, 15, 16) 을 제거함으로써 종료된다. 그리하여, 인레이된 세라믹 부재 (10) 는 마무리되고 또한 최종부에서 단순히 조립을 필요로 한다. 상기 단계 (28) 는 어떠한 여분의 재료를 제거하도록 연마 또는 래핑 후의 광택 등의 통상의 표면처리 방법에 의해 얻어질 수 있다.
본원에 따른 방법 (21) 은 또한 장식 (13) 의 노후화로부터 보호하도록 실질적으로 투명한 층 (18) 을 증착시키는 선택적인 최종 단계 (29) 를 가질 수 있다. 이 층은, 예를 들어, 층 (15 및/또는 16) 이 변색되는 것을 방지하도록, 특히 이러한 층이 주로 은 기재일 때, 질화규소를 포함할 수 있다.
물론, 본원은 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 당업자에게 명백한 다양한 변형 및 수정을 할 수 있다. 특히, 본원에 따른 인레이된 세라믹 부재 (10) 의 적용은 시계 (1) 에 한정된 방법이 아니다. 그리하여, 예를 들어, 인레이된 세라믹 부재 (10) 는 보석 피스 또는 심지어 식기에도 적용될 수 있다.
더욱이, 단계 (23) 에서 형성된 리세스 (12) 는, 소결 공정의 종료전에, 생형체 (17) 에 형성될 수 있다. 하지만, 생형체 (17) 에 대한 최종 소결체 (11) 의 수축을 고려해야 한다. 유사하게, 리세스 (12) 는 도 5 ~ 도 8 에서 설명한 실시형태와 같이 반드시 일측이 막힐 필요는 없지만 리세를 통하여 전부 또는 부분적으로 그럴 수도 있다. 비슷한 이유로 인해, 적어도 하나의 리세스는 평탄하지 않고/않거나 100 ㎛ 보다 큰 깊이 (P) 를 가질 수 있다.
또한, 정밀도 및 불합격률이 허용가능하다면, 단계 (23) 에서의 레이저 에칭을 다른 유형의 에칭으로 대체하는 것을 상정할 수 있다. 전술한 바와 같이, 그 후에 생형체 (17) 또는 최종 본체 (11) 에서 다른 에칭을 실시할 수 있다. 이러한 에칭은, 예를 들어 밀링 등의 순수하게 기계식일 수 있다.
마지막으로, 상기 단계 (24) 는 자동 촉매 또는 무전해 도금에 한정되지 않으며, 대안으로 예를 들어 기상 증착 또는 이온 충격 (ionic bombardment) 에 의해 실시될 수도 있다.

Claims (14)

  1. 인레이된 세라믹 부재 (10) 의 제조 방법 (21) 으로서,
    a) 세라믹 본체 (11) 를 형성하는 단계 (22),
    b) 상기 세라믹 본체 (11) 의 일 면 (F) 에서, 장식 (13) 용 패턴을 각각 형성하는 적어도 하나의 리세스 (12) 를 에칭하는 단계 (23),
    c) 상기 적어도 하나의 리세스를 포함하는 전체 면 (F) 에 걸쳐서 대략 50 ㎚ 의 제 1 층 (14) 을 증착하는 단계 (24, 25),
    d) 상기 제 1 층 (14) 을 덮도록, 상기 적어도 하나의 리세스를 포함하는 전체 면 (F) 에 걸쳐서 대략 50 ㎚ 의 제 2 전기 전도성 층 (15) 을 증착하는 단계 (26),
    e) 상기 적어도 하나의 리세스를 완전히 충전하도록 제 2 전기 전도성 층 (15) 으로부터 금속 재료 (16) 를 갈바닉 증착하는 단계 (27), 및
    f) 상기 적어도 하나의 리세스의 중공을 제외하고, 세라믹 본체 (11) 의 표면으로부터 모든 증착물 (14, 15, 16) 을 제거하는 단계 (28) 를 포함하는 인레이된 세라믹 부재의 제조 방법 (21).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 a) 는 소결에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 인레이된 세라믹 부재의 제조 방법 (21).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 세라믹 본체 (11) 는 지르코니아 기재인 것을 특징으로 하는 인레이된 세라믹 부재의 제조 방법 (21).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 b) 는 레이저에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 인레이된 세라믹 부재의 제조 방법 (21).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 리세스 (12) 각각은 상기 단계 e) 의 실시를 용이하게 하도록 모서리 없는 내부 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 인레이된 세라믹 부재의 제조 방법 (21).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 c) 는 무전해 도금에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 인레이된 세라믹 부재의 제조 방법 (21).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 층 (14) 은 니켈-인을 포함하는 것을 특징으로 하는 인레이된 세라믹 부재의 제조 방법 (21).
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 c) 는 기상 증착에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 인레이된 세라믹 부재의 제조 방법 (21).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 층 (14) 은 Cr, Cr2N, TiN, TiW, Ni, NiP, Cu, Ti 또는 Zr 층인 것을 특징으로 하는 인레이된 세라믹 부재의 제조 방법 (21).
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 d) 는 기상 증착에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 인레이된 세라믹 부재의 제조 방법 (21).
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전기 전도성 층 (15) 은, 그의 접착성 및 양호한 전기 전도성을 최적화하고 또한 갈바닉 도금 (16) 에 근접한 색상을 제공하도록, 금 및/또는 구리 및/또는 은 및/또는 인듐 및/또는 백금 및/또는 팔라듐 및/또는 니켈을 포함하는 것을 특징으로 하는 인레이된 세라믹 부재의 제조 방법 (21).
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 e) 에서 증착된 금속 재료 (16) 는 금 및/또는 구리 및/또는 은 및/또는 인듐 및/또는 백금 및/또는 팔라듐 및/또는 니켈을 포함하는 것을 특징으로 하는 인레이된 세라믹 부재의 제조 방법 (21).
  13. 제 1 항에 있어서,
    장식 (13) 의 노후화로부터 보호하도록 실질적으로 투명한 층 (18) 을 증착하는 최종 단계 g) (29) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 인레이된 세라믹 부재의 제조 방법 (21).
  14. 제 13 항에 있어서,
    보호 층 (18) 은 질화규소를 포함하는 것을 특징으로 하는 인레이된 세라믹 부재의 제조 방법 (21).
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