KR20220131153A - 패터닝된 장식을 갖는 세라믹-기반 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
패터닝된 장식을 갖는 세라믹-기반 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법
본 발명은 다음의 연속적인 단계들을 포함하는 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다:
- 세라믹 재료로 이루어진 기판에 베이스 플레이트를 제작하는 단계,
- 사용자에게 가시적이도록 의도된, "디스플레이 면" 로서 지칭된, 적어도 하나의 면 상의 베이스 플레이트를 경면 연마하는 단계,
- 예비 단계에서 미리정의된 패턴들에 따라 레이저 가공하는 단계,
- 열 처리에 의해 베이스 플레이트를 산화하는 단계.
본 발명은 다음의 연속적인 단계들을 포함하는 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다:
- 세라믹 재료로 이루어진 기판에 베이스 플레이트를 제작하는 단계,
- 사용자에게 가시적이도록 의도된, "디스플레이 면" 로서 지칭된, 적어도 하나의 면 상의 베이스 플레이트를 경면 연마하는 단계,
- 예비 단계에서 미리정의된 패턴들에 따라 레이저 가공하는 단계,
- 열 처리에 의해 베이스 플레이트를 산화하는 단계.
Description
본 발명은 시계학 또는 쥬얼리 분야에 관한 것으로, 특히 패터닝된 장식을 갖는 세라믹-기반 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 발명은 또한 상기 방법을 구현함으로써 제조된 타임피스의 다이얼에 관한 것이다.
외부 시계 또는 쥬얼리 부품에 대한, 특정 시각적 외관, 예를 들어 반투명 외관을 확보하기 위해 종래 기술에 알려진 여러 방법들이 존재한다.
보다 구체적으로, 바니시 또는 유기 래커의 성막, 외부 부품에 금속성 외관을 부여하는 조성이 알려져 있다.
외부 부품용 기판으로서 오팔 또는 석영 타입의 광물 재료의 사용이 또한 알려져 있다.
또한, 외부 부품의 표면이 스탬핑에 의해 또는 레이저를 사용하여, 패터닝되거나 그레인화되는 제 1 단계를 포함하는 다른 방법이 알려져 있다. 외부 부품은 금속, 예를 들어 알루미늄 또는 구리 합금으로 이루어진다.
표면은 그 후 연마되고 전기도금 또는 진공 박막 증착, 예를 들어 물리 기상 증착 (PVD) 또는 원자층 증착 (ALD) 타입에 의해, 백색 재료, 예를 들어 은의 층으로 코팅된다.
그러나, 이러한 방법들의 구현은 소정의 심미적 특징들, 특히 금속 광택, 즉 높은 반사율 또는 높은 컬러 강도 등이 획득되도록 할 수 없는 한 완전히 만족스럽지 않다.
본 발명은 고도의 광채 및 광택, 그리고 특히 특별히 강렬하고 뚜렷한 반투명 심미적 외관을 갖는 외부 부품을 제작하는 것을 가능하게 하는 솔루션을 제공함으로써 위에 언급된 단점을 극복한다.
이러한 목적을 위해, 본 발명은 다음의 연속적인 단계들을 포함하는 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다:
- 세라믹 재료로 이루어진 기판에 베이스 플레이트를 제작하는 단계,
- 사용자에게 가시적이도록 의도된, "디스플레이 면" 으로서 지칭된, 적어도 하나의 면 상의 베이스 플레이트를 경면 연마하는 단계,
- 디스플레이 면 상에 예비 단계에서 미리정의된 패턴들을 레이저 가공하는 단계,
- 열 처리에 의해 베이스 플레이트를 산화하는 단계.
유리하게, 한편으로는, 레이저 가공 단계에서 수행된 표면의 기계적 패터닝 덕분에, 그리고 다른 한편으로는 무광택 외관을 갖는 상기 패턴들과, 광택 표면을 갖는 나머지 디스플레이 표면 사이의 표면 마감의 차이 덕분에, 패턴들이 시각적으로 나타난다.
따라서 디스플레이 표면의 기계적 패터닝은 광의 회절을 수정함으로써, 상기 표면의 반투명 외관을 보강하는 광학 효과들을 생성하는 것을 가능하게 한다.
특정 구현들에서, 발명은 다음 특징들 중 하나 이상을 더 포함할 수 있으며, 이는 단독으로 또는 기술적으로 가능한 임의의 조합들에 따라 고려되어야 한다.
특정 구현들에서, 베이스 플레이트는 지르코늄 산화물 기판으로 이루어진다.
특정 구현들에서, 베이스 플레이트는 유리, 스톤, 알루미나 또는 사파이어로 이루어진다.
특정 구현들에서, 베이스 플레이트는 0.1mm 와 1.2mm 사이, 바람직하게는 0.4mm 의 두께를 포함하는 두께를 갖도록 제작된다.
특정 구현들에서, 예비 단계에서, 미리정의된 패턴들을 디지털 이미지 프로세싱에 의해 획득하여, 흑색 픽셀들 및 백색 픽셀들로 형성된 이미지를 획득하며, 상기 흑색 픽셀들 또는 백색 픽셀들은 가공될 패턴들을 나타낸다.
특정 구현들에서, 예비 단계에서, 획득된 이미지가 흑색 픽셀들, 백색 픽셀들, 및 그레이스케일 픽셀들로 형성되며, 상기 흑색, 백색 또는 그레이스케일 픽셀들은 가공될 패턴들을 나타낸다.
특정 구현들에서, 픽셀들의 그레이 음영은 가공의 깊이를 나타낸다. 다시 말해서, 각각의 그레이스케일 픽셀의 그레이 음영은 상기 픽셀들 각각에 대응하는 패턴 영역의 가공 깊이를 나타낸다.
특정 구현들에서, 디지털 이미지의 그래픽 콘텐츠는 수지상 형상을 포함하여, 베이스 플레이트 상에 가공된 패턴들이 베이스 플레이트에 수지상 외관을 부여한다.
특정 구현들에서, 패턴들의 표면 영역은 디스플레이 영역의 25% 와 75% 사이를 나타낸다.
특정 구현들에서, 패턴들은 200nm 내지 50㎛ 사이, 바람직하게는 5㎛ 와 10㎛ 사이에 포함된 깊이를 갖는다.
특정 구현들에서, 베이스 플레이트를 산화하는 단계에서, 열처리는 500℃ 와 1,000℃ 사이에 포함된 온도에서 수행된다.
특정 구현들에서, "하단 면" 으로 지칭된, 디스플레이 면 반대편의 베이스 플레이트의 면 상에 박층을 성막하는 단계가 산화 단계 후에 수행된다.
특정 구현들에서, 하단 면 상에 박층을 성막하는 단계는 바니시를 도포하는 것으로 구성된다.
특정 구현들에서, 디스플레이 면 상에 투명 또는 반투명 박층을 성막하는 단계가 산화 단계 후에 수행된다.
다른 양태에 따라, 본 발명은 또한 전술한 바와 같이 제조 방법을 구현함으로써 획득된 워치와 같은 타임피스용 다이얼에 관한 것이다.
발명의 다른 특징들 및 이점들은 첨부 도면들을 참조하여, 대략적인 가이드로서 그리고 제한적인 가이드가 아닌 방식으로 제공되는, 다음의 상세한 설명을 읽으면 더 잘 이해될 것이다.
- 도 1 은 발명에 따른 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법의 단계들을 도시하는 플로우 차트를 나타낸다.
- 도 1 은 발명에 따른 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법의 단계들을 도시하는 플로우 차트를 나타낸다.
본 발명은 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 그 단계들은 도 1 에서 플로우차트에 의해 도식적으로 도시된다.
발명에 따른 방법은 다음의 연속적인 단계들을 포함한다:
- 세라믹 재료로 이루어진 기판에 베이스 플레이트를 제작하는 단계 (101),
- 사용자에게 가시적이도록 의도된, "디스플레이 면" 으로서 지칭된, 적어도 하나의 면 상의 베이스 플레이트를 경면 연마하는 단계 (102),
- 디스플레이 면 상에 예비 단계 (105) 에서 미리정의된 패턴들을 레이저 가공하는 단계 (103),
- 열 처리에 의해 베이스 플레이트를 산화하는 단계 (104).
이하, 제조 방법의 단계들이 상세히 설명된다.
베이스 플레이트는 지르코늄 산화물 기판으로 이루어진다. 이 재료는 유리하게 베이스 플레이트를 형성하는데 적합할 뿐만 아니라, 비교적 작업하기 쉬운 광학적 및 기계적 특징들을 갖는다.
대안으로, 기판은 유리, 스톤, 알루미나 또는 사파이어 등과 같은, 임의의 세라믹 재료로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 기판은 단일 컬러, 예를 들어 백색을 갖는다.
베이스 플레이트는 0.1mm 와 1.2mm 사이에 포함된 두께, 바람직하게는 0.4mm 의 두께를 갖도록 제작된다.
베이스 플레이트의 디스플레이 면에 대한 경면 연마 단계 (102) 는 높은 반사력으로 상기 디스플레이 면에 광택 외관을 부여한다.
가공 단계 (103) 는 바람직하게는 나노초, 피코초 또는 펨토초 레이저 조각 (laser engraving) 에 의해 수행된다. 가공 단계는 일반적으로 조각 또는 마킹과 같은, 임의의 재료 제거 동작을 나타낸다.
가공 단계 (103) 에서, 레이저 조각은 디스플레이 면의 표면 상에 패턴들을 가공하도록 제어된 레이저 가공 디바이스에 의해 수행된다.
이러한 패턴들은 예비 단계 (105) 에서 미리결정된 디지털 이미지를 프로세싱한 후에 정의된다. 보다 정확하게, 미리결정된 디지털 이미지의 프로세싱은 이미지 프로세싱 알고리즘에 의해, 특히 미리결정된 디지털 이미지의 밝기 및 콘트라스트를 나타내는 백색 픽셀들 및 흑색 픽셀들의 세트를 포함하는 변환된 디지털 이미지를 획득하는 것으로 구성된다.
보다 구체적으로, 흑색 픽셀들은 미리결정된 디지털 이미지의 가장 어두운 픽셀들, 즉 밝기가 미리정의된 임계치 미만인 픽셀들에 대응하고, 백색 픽셀들은 미리결정된 디지털 이미지의 가장 밝은 픽셀들, 즉 밝기가 미리정의된 임계치 이상인 픽셀들에 대응한다.
흑색 픽셀들 또는 백색 픽셀들은 가공될 패턴들을 나타낸다.
따라서 하나 이상의 미리결정된 디지털 이미지들의 그래픽 콘텐츠, 즉 시각적 외관을 나타내는 패턴들이 베이스 플레이트 상에 가공될 수 있다.
본 발명의 다른 예시의 구현에서는, 예비 단계 (105) 에서, 획득된 이미지가 흑색 픽셀들 및 백색 픽셀들에 부가하여, 그레이스케일 픽셀들로 형성된다. 흑백 및 백색 픽셀들과 유사하게, 각각의 그레이스케일 픽셀의 그레이 음영은 대응 픽셀의 밝기에 대응한다.
각각의 그레이스케일 픽셀의 그레이 음영은 상기 픽셀들 각각에 대응하는 패턴 영역의 가공 깊이를 나타낸다.
바람직하게, 발명에 따른 방법에서는, 디지털 이미지의 그래픽 콘텐츠가 수지상 형상을 포함하여, 베이스 플레이트 상에 가공된 패턴들이 디스플레이 면에 수지상 외관을 부여한다.
패턴들은 디스플레이 면의 표면 상에 또는 미리정의된 영역들에 랜덤으로 배열될 수 있다.
유리하게, 패턴들의 표면 영역은 디스플레이 영역의 25% 와 75% 사이, 바람직하게는 40% 와 60% 사이를 나타낸다. 따라서 디스플레이 면의 수지상 외관이 강화된다.
가공 단계 (103) 에서, 패턴들은 200nm 와 50㎛ 사이, 바람직하게는 5㎛ 와 10㎛ 사이에 포함된 깊이를 갖는다.
이 깊이는 패턴들의 가시성 정도를 결정한다. 즉, 패턴들은 더 깊게 가공될수록, 더 가시적이게 된다.
레이저 가공은 가공된 패턴에서 기판 재료의 국부적 승화를 생성하고 결과적으로 컬러 변화를 야기하는 열을 생성한다.
열 처리에 의해 베이스 플레이트를 산화하는 단계 (104) 는 유리하게 베이스 플레이트가 초기 컬러을 회복할 수 있도록 한다.
바람직하게, 이러한 베이스 플레이트를 산화하는 단계 (104) 동안, 열 처리는 500℃ 와 1,000℃ 사이에 포함된 온도에서 수행된다.
본 발명에 따른 제조 방법의 단계들 덕분에, 획득된 외부 부품은 유리하게 고도의 광채 및 광택을 갖는다.
더욱이, 가공된 패턴들은 무광택 외관을 갖고 나머지 디스플레이 표면은 광택 외관을 갖기 때문에, 디스플레이 면은 패턴들의 수지상 외관과 조합으로, 반투명 외관을 강화하는데 도움이 되는 광학 효과를 생성한다.
바람직하게, "하단 면" 으로 지칭된, 디스플레이 면 반대편의 베이스 플레이트의 면 상에 박층을 성막하는 단계 (106) 가, 산화 단계 (104) 후에 수행될 수 있다.
이 단계는 기판의 불투명화를 유발하고, 예를 들어 베이스 플레이트의 두께가 특히 작은 경우, 외부 부품의 기계적 특징들을 잠재적으로 증가시킨다.
특히, 하단 면 상에 박층을 성막하는 단계 (106) 는 바니시를 도포하는 것으로 구성된다.
또한, 디스플레이 면 상에 박층을 성막하는 단계 (107) 가 산화 단계 (104) 후에 수행될 수 있으며, 상기 박층은 투명하거나 반투명하다.
따라서 이 박층은 임의의 화학적 또는 기계적 공격으로부터 베이스 플레이트를 보호하고 잠재적으로 그 컬러를 변화시키는 효과가 있다.
이 성막 단계 (107) 는 물리적 기상 증착 (PVD) 에 의한 박층의 도포로 구성될 수 있다.
대안으로, 이 성막 단계 (107) 는 예를 들어, 패터닝되는 바니시 또는 래커의 도포로 구성될 수 있다.
성막 단계들 (106 및 107) 은 하나가 다른 하나는 수행되지 않으면서 수행될 수 있다는 점에서 서로 독립적이며, 도 1 에서 플로우 챠트는 성막 단계 (107) 가 수행되기 전에 성막 단계 (106) 가 수행되는 것을 나타내지만, 이들 단계들이 수행되는 순서는 중요하지 않다.
바람직한 애플리케이션에서, 발명에 따른 방법을 구현함으로써 제조된 외부 시계 또는 쥬얼리 부품은 워치와 같은 타임피스의 다이얼이다.
보다 일반적으로, 발명에 따른 방법에 의해 제조된 외부 부품은 사용자에게 가시적이도록 의도된 시계학 또는 쥬얼리 분야에서 임의의 장식 아이템에 의해 형성될 수 있다.
Claims (14)
- 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법으로서,
다음의 연속적인 단계들:
- 세라믹 재료로 이루어진 기판에 베이스 플레이트를 제작하는 단계 (101),
- 사용자에게 가시적이도록 의도된, "디스플레이 면" 으로서 지칭된, 적어도 하나의 면 상의 상기 베이스 플레이트를 경면 연마하는 단계 (102),
- 상기 디스플레이 면 상에 예비 단계 (105) 에서 미리정의된 패턴들을 레이저 가공하는 단계 (103),
- 열 처리에 의해 상기 베이스 플레이트를 산화하는 단계 (104)
를 포함하고,
상기 방법은 상기 예비 단계 (105) 에서, 상기 미리정의된 패턴들을 디지털 이미지 프로세싱에 의해 획득하여, 흑색 픽셀들 및 백색 픽셀들로 형성된 이미지를 획득하며, 상기 흑색 픽셀들 또는 백색 픽셀들은 가공될 상기 패턴들을 나타내는 것을 특징으로 하는, 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 베이스 플레이트는 지르코늄 산화물 기판으로 이루어지는, 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 베이스 플레이트는 유리, 스톤, 알루미나, 또는 사파이어로 이루어지는, 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 베이스 플레이트는 0.1mm 와 1.2mm 사이에 포함된 두께를 갖도록 제작되는, 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 예비 단계 (105) 에서, 획득된 상기 이미지는 흑색 픽셀들, 백색 픽셀들, 및 그레이스케일 픽셀들로 형성되고, 상기 흑색, 백색 또는 그레이스케일 픽셀들은 가공될 상기 패턴들을 나타내는, 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 픽셀들의 그레이 음영은 가공의 깊이를 나타내는, 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
디지털 이미지의 그래픽 콘텐츠는 수지상 형상을 포함하여, 상기 베이스 플레이트 상에 가공된 상기 패턴들이 상기 베이스 플레이트에 수지상 외관을 부여하는, 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 패턴들의 표면 영역은 디스플레이 영역의 25% 와 75% 사이를 나타내는, 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 패턴들은 200nm 와 50㎛ 사이에 포함된 깊이를 갖는, 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 베이스 플레이트를 산화하는 단계 (104) 동안, 상기 열 처리가 500℃ 와 1,000℃ 사이에 포함된 온도에서 수행되는, 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
"하단 면" 으로 지칭된, 상기 디스플레이 면 반대편의 상기 베이스 플레이트의 면 상에 박층을 성막하는 단계 (106) 가, 산화 단계 (104) 후에 수행되는, 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 하단 면 상에 박층을 성막하는 단계 (106) 는 바니시를 도포하는 것으로 구성되는, 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이 면 상에 투명 또는 반투명 박층을 성막하는 단계 (107) 가 산화 단계 (104) 후에 수행되는, 외부 시계 또는 쥬얼리 부품을 제조하기 위한 방법. - 제 1 항에 기재된 방법을 구현하여 획득된 타임피스 다이얼.
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