JP7774684B2 - きらめく外観を有する装飾的物品を得る方法 - Google Patents

Description

本発明は、その複数表面の少なくとも一つの表面に、きらめき効果、好ましくは貴重な材料の外観、を有する物品を製造する方法に関する。詳しくは、前記物品は、文字盤のような外部時計コンポーネントである。

装飾的な表面構造を有する物品を、前記装飾的な表面構造を有するモデルを複製する方法を使用することによって製造する方法が先行技術として知られている。この方法はポリマー成形に基づき、このポリマー成形は、装飾的なＰＶＤ層とともにそのまま使用されるか、又は、特許文献１に記載されているようなアモルファス金属のホットスタンピングによる複製、若しくはここに添付された図面の図２に概略的に示されるガルバニック成長による複製、に続いて使用されるかのいずれかである。構造物１ａを有するモデル１が設けられる（Ａ）。ネガ型複製物２を形成するポリマー層が、モデル１の構造物１ａ上に成形される（Ｂ）。モデル１が取り外され、ネガ型複製物２のキャビティ２ａに導電層３が堆積される（Ｃ）。金属層４が、ガルバニック成長によって、複製物２のキャビティ２ａのある面に堆積される（Ｄ）。複製物２が取り除かれ、オリジナルのモデル１のコピーである物品５が残る（Ｅ）。随意的に、この物品５は、追加部品を作るためのモデルとして再利用され得る。ポリマーネガ型複製物２を最終的な物品にしてもよい。

米国特許第５，９５０，７０４号明細書

本発明は、この複製方法を改良して、きらめく多結晶表面を有する物品、随意的に貴重な材料の外観を有する物品、を製造することを目的とする。詳しくは、本方法は、装飾性及び／又は機能性を目的として、物品の表面に特定の形状及び／又は特定の光学的効果を与えるように適合される。

詳しくは、本発明は、きらめく外観を有する装飾物品を得る方法に関し、前記方法は、
・複製が意図される多結晶構造物の面を有するモデルを提供又製造するステップと、
・ポリマー材料を使用して前記面のネガ型複製物を製造するステップと、
・モデルを複製物から分離するステップと
を含み、
・これらのステップの後に、
・ネガ型複製物の複製された面の少なくとも一部分に、ポジ型複製物とも称されるオブジェクトを製造するという随意的なステップが続き、
方法は、装飾的物品に特定の光学的効果及び／又は機能的外観を付与するべく、前述のステップの間に一以上の操作が実装されることを特徴とし、当該操作のうち一以上の操作が、
・モデルの多結晶構造物を局所的に修正する操作と、
・ネガ型複製物の形状を修正する操作と、
・ネガ型複製物の複製された面の所定部分にオブジェクトを選択的に製造する操作と
から選択され、
装飾的物品は、ネガ型複製物か又は随意的なステップが遂行された場合のオブジェクトかのいずれかである。

物品のきらめく、随意的に貴重な外観が、モデルの多結晶性によって付与され、モデルの製造中又は製造後に結晶をパターン化することによって、結晶の成長の制御されたばらつきに関連する特別な装飾的効果がある。物品の多少は貴重な外観は、ポジ型複製物のための材料の選択と、複製後に物品に施される仕上げ処理とに依存する。

他の装飾的効果は、ネガ型複製物に特定の形状を与えることによって、又はネガ型複製物にオブジェクトを選択的に製造することによって、オブジェクトを作るときに得られる。

機能的な側面もまた、当該複製物のこの特定の形状によって、オブジェクトの選択的な製造によって、又は、例えば隠されたデータ（ロゴ、シリアル番号等）を刻み込むことによるモデルの修正によって、付加され得る。

本発明の他の側面は、前記方法によって得られる物品に関する。

本発明に係る方法を使用して得られた装飾的物品、詳しくは文字盤、を示す。 先行技術に係る複製物によって物品を得る方法を概略的に示す。 ポリマーネガ型複製物上へのオブジェクトの２Ｄ成形を伴う本発明の一の代替実施形態に係る製造方法を概略的に示す。 ポリマーネガ型複製物の３Ｄ成形を伴う本発明の他の代替実施形態に係る製造方法を概略的に示す。

本発明は、モデルを複製することによって装飾的物品を得る方法に関する。これは、例えば、宝飾品、又は、中間部、裏蓋、ベゼル、プッシュピース、ブレスレットリンク、フランジ、文字盤、針、文字盤インデックスのような時計の外部コンポーネントである。この物品の特徴は、その複数面のうち少なくとも一つの面が、きらめく、随意的に貴重な、外観を有することである。一例として、本発明の方法を使用して得られたロゴ９を有する文字盤の形態の物品５が図１に示される。

装飾的物品５を得る方法は、前置きとして、周知技術において知られている以下のステップ、すなわち
・複製が意図される多結晶構造物の面１ａを有するモデル１を提供又は製造するステップと、
・ポリマー材料を使用して前記面１ａのネガ型複製物２を製造するステップと、
・ネガ型複製物２をモデル１から分離するステップと、
・随意的に、ネガ型複製物２の複製された面２ａの少なくとも一部分に、ポジ型複製物とも称するオブジェクト４を製造するステップと
を含み、
・前記装飾的物品５は、ネガ型複製物２又はポジ型複製物４のいずれかである。

多結晶構造を有するモデル１は、自己組織化とも称される自然な多結晶成長によって得られる。これにより、原子スケールで滑らかなファセットと完璧なエッジが得られる。例えば、多結晶成長は、蒸発によって、真空アーク生成若しくはマイクロ波プラズマによって、又は高温フィラメントによって、達成され得る。すべての場合において、温度が、モデルにおける結晶成長を支配する因子となる。

モデル１の多結晶材料は、例えば、金属、ダイヤモンド又はセラミック材料としてよい。代替的に、モデルは、事前に作られた複製物から製造された部品であってもよい。この場合、複製される面は結晶構造を有し、この結晶構造は、自然の多結晶成長によって得られたものではない結晶構造を再現するパターンとも表現できる。双方の場合において、これは、多結晶構造を有する表面１ａを備えるモデル１に関する。

オブジェクト４は、事前に導電層３によってコーティングされた複製面２ａ上に金属を電鋳することによって、鋳型のインサートとして使用されるネガ型複製物２に材料を射出することによって、又は複製面２ａに材料をスタンピングすることによって、得られる。オブジェクト４は、ガルバニック成長によって得られる場合、金属又は金属合金から作られる。オブジェクトはセラミックから作られ、射出成形又はスタンピングによって得られる場合は、アモルファスであってよい金属、ポリマー、又は複合材料から作られる。物品５は、ネガ型複製物２である場合、ポリマーから作られる。

本発明によれば、物品における装飾的及び／又は機能的効果は、製造方法中に、モデル１において、ネガ型複製物２において、又はその双方において遂行される以下の操作のうちの一以上によって得られる。

特定の光学的効果を得るべく、モデル１の製造中又は製造後にモデル１に対して操作が遂行される。モデル１の自己組織化成長プロセスの間、成長パラメータ、特に温度は、モデル１の表面上の結晶のサイズ及び／又は配向を選択的に変化させるべく局所的かつ制御された方法で修正される。これにより、美観の向上を目的として、きらめきという点での追加光学的効果がもたらされる。機能的及び／又は装飾的目的のために、成長パラメータの局所的変化を使用して、モデル１の多結晶表面１ａにロゴを刻んだり、多結晶アップリケを作成したり、任意の他の装飾を施したりすることができる。

ひとたび多結晶構造物１ａを有する模型１が製造されると、その頂点及び面を再加工及び面取りすることによって、結晶の形状が修正され得る。これは、例えば、選択的レーザーエッチング又は局所的機械加工によって遂行され得る。これによってもまた、美観の向上を目的として、きらめきという点での追加光学的効果がもたらされる。これにより、例えばホログラフィック画像を作成することが可能になる。機能的目的としては、特別な光学デバイスを使用して読み取り可能な、離散的なロゴ、データマトリックス、又はシリアル番号等のような隠されたデータを刻み込むために使用することができる。結晶の形状は、オリジナルのモデル１上でも、又はモデルとして機能するポジ型複製物４上でも、修正することができる。

本発明によれば、モデル１の製造中及び製造後の操作を組み合わせることができる。

操作はまた、ポリマーのネガ型複製物２上でも遂行可能である。これは、美的外観の向上及び／又は機能性の付加を目的とする２Ｄ、２．５Ｄ及び／又は３Ｄ成形を必要とする。成形は、オブジェクト４を製造する前にネガ型複製物２を構造化することからなる。

ＬＩＧＡ（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｉｅ（リソグラフィ），Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ（電鋳），Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ（成型））法は、図３に示されるように、ネガ型複製物２におけるオブジェクト４の２Ｄ成形に使用される。例えばＰＶＤ真空蒸着法によって複製物２の面２ａ上に導電層３を堆積させた後（Ｃ）、オブジェクト４をガルバニック成長させる前に、面２ａの少なくとも一部にフォトレジスト層６を堆積させる（Ｄ）。このフォトレジスト層６は、事前に構造化されたマスク７を通して、すなわち図３に示されるような従来型フォトリソグラフィによって、又はマスクを必要としない所定部分へのレーザーリソグラフィによって、選択的に照射される（Ｅ）。照射された又は照射されなかったフォトレジスト部分が、使用されたフォトレジストがポジ型かネガ型かのそれぞれに応じて、化学的手段により除去され、キャビティ８が形成され、その後、その中に電鋳によりオブジェクト４が製造される（Ｆ）。これにより、きらめく多結晶表面を保持しながら、複雑な輪郭、貫通孔１０、鋭利なエッジ等を有する物品を作成することが可能になる。

２．５Ｄ成形に対しても、方法は実質的に同じであり、導電層を堆積するステップとフォトレジスト層を照射するステップとを複数回繰り返すことにより、階層又はブラインドホール等を形成する。

２Ｄ成型及び２．５Ｄ成形に対しては、従来型機械加工を使用して複雑な構造物を追加することもできる。

３Ｄ成形に対しては、可撓性ポリマー、例えばシリコーン、を使用してネガ型複製物２を製造する必要がある。この方法は、図４に示されており、可撓性複製物２を所望の形状に成形することと、当該所望の形状の剛性基板１１（これは図示の例では第２の剛性ポリマーとしてもよい）に可撓性複製物２を配置することにより、その可撓性複製物２をこの形状に固定することとからなる（Ｃ）。複製物２は、例えば、剛性基板１１に接着され得る。形状は様々でよい。ドーム状、球状、円筒又は円柱状等であってよい。その後、ガルバニック成長に必要な導電層３が堆積される（Ｄ）。代替的に、金属層３が堆積された後にポリマー２が成形されてもよい。その後、ガルバニック成長が遂行され（Ｅ）、オブジェクト４が製造される。代替的に、この態様で成形された可撓性ポリマー複製物２が射出成形金型のインサートとして使用されてよく、セラミック若しくは金属、又は任意の他の射出可能材料を金型に射出することにより、又はスタンピングすることにより、オブジェクトが得られる。これにより、きらめく多結晶表面を有する３Ｄ物品を生成することが可能になる（Ｆ）。例えば、多結晶の針、多結晶の中間部、又は多結晶構造物を有するリンクが製造され得る。

上述された様々な複製方法により得られた物品は、その後、例えばＰＶＤ、ＣＶＤ、ＡＬＤ、又は金属オブジェクトの場合のガルバニック成長によって、従来型機械加工法、レーザー法、ウォータージェット法、着色法のような成形方法で仕上げてよい。薄い貴金属層（金、金合金、白金等）、又は貴金属の外観（黄色いＴｉＮ等）の真空蒸着により、物品は、きらめき効果を有する貴重な外観を得る。例えば、ラッカーによる着色で、貴金属の外観はなくても、きらめき効果がある物品が生成される。

本発明の一の代替実施形態において、真空蒸着による着色は、多結晶構造物のファセットにおいてコンフォーマルに遂行される。指向性ＰＶＤの場合、これは、均質な着色を得るべくネガ型複製物又はオブジェクトの表面への法線方向入射又は部品の回転を必要とする。

本発明の他の代替実施形態において、ＰＶＤ法の指向性、特に蒸着の指向性が使用され、傾斜入射又はグレージング（ｇｒａｚｉｎｇ）入射によるメタライゼーション又は誘電体層の堆積によって、ネガ型複製物又はオブジェクトの多結晶表面が着色されるので、特定の光学的外観を与えるように所定の配向においてのみファセットがカバーされる。

１．モデル
１ａ．多結晶表面
２．ネガ型複製物
２ａ．複製面
３．導電層
４．オブジェクト（ポジ型複製物とも称する）
５．装飾的物品
６．フォトレジスト層
７．マスク
８．キャビティ
９．ロゴ
１０．孔
１１．剛性基板

Claims (19)

1. きらめく外観を有する装飾的物品（５）を得る方法であって、
   ・複製が意図される多結晶構造物の表面（１ａ）を有するモデル（１）を、多結晶成長に基づいて提供又は製造するステップと、
   ・ポリマー材料を使用して前記表面（１ａ）のネガ型複製物（２）を製造するステップと、
   ・前記モデル（１）を前記ネガ型複製物（２）から分離するステップと
   を含み、
   ・これらのステップの後に、
   ・前記ネガ型複製物（２）の複製された面（２ａ）の少なくとも一部分に、ポジ型複製物とも称されるオブジェクト（４）を製造する随意的なステップを含み、
   前記方法は、前記装飾的物品（５）に特定の光学的効果及び／又は機能的外観を付与するべく、前述のステップの間に一以上の操作が実装されることを特徴とし、前記操作のうち一以上の操作が、
   ・前記モデル（１）の多結晶構造物を局所的に修正する操作と、
   ・前記ネガ型複製物（２）の形状を修正する操作と、
   ・前記随意的なステップが遂行される場合に、前記ネガ型複製物（２）の前記複製された面（２ａ）の所定部分に前記オブジェクト（４）を選択的に製造する操作と
   から選択され、
   得られた前記装飾的物品（５）は、前記ネガ型複製物（２）、又は前記随意的なステップが遂行される場合の前記ポジ型複製物（４）のいずれかである、方法。
2. 前記モデル（１）の多結晶構造物が、前記モデル（１）の製造中に、結晶成長中に前記モデル（１）の温度を局所的に変化させることによって修正されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記モデル（１）の前記表面（１ａ）の構造物が、前記モデル（１）の製造後に、所定の結晶の形状を再加工することによって修正されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 前記モデル（１）の前記表面（１ａ）の結晶の、いくつかの頂点及び面の形状が、選択的レーザーエッチングにより又は局所機械加工により修正されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 前記オブジェクト（４）は、前記ネガ型複製物（２）の前記複製された面（２ａ）における前記オブジェクト（４）の２Ｄ成形に鑑みて前記ネガ型複製物（２）の前記複製された面（２ａ）の所定位置に選択的に製造され、前記オブジェクト（４）は、
   ・前記ネガ型複製物（２）の前記複製された面（２ａ）に導電層（３）を堆積させるサブステップと、
   ・前記導電層（３）にフォトレジスト層（６）を堆積させるサブステップと、
   ・前記フォトレジスト層（６）を選択的に照射するサブステップと、
   ・前記導電層（３）を露出させるキャビティ（８）を生成するように、前記フォトレジスト層（６）の照射された部分又は代替的に非照射の部分を除去するサブステップと、
   ・前記キャビティ（８）において前記オブジェクト（４）をガルバニック成長させるサブステップと
   を有するＬＩＧＡ法によって製造されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. 前記導電層（３）を堆積させるステップ、前記フォトレジスト層（６）を堆積させるステップ、前記フォトレジスト層（６）を選択的に照射するステップ、前記フォトレジスト層（６）の部分を除去するステップ、及び前記オブジェクト（４）をガルバニック成長させるステップが、前記ネガ型複製物（２）の前記複製された面（２ａ）における前記オブジェクト（４）の２．５Ｄ成形に鑑みて、数回繰り返されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記ネガ型複製物（２）は、前記オブジェクト（４）を製造するステップの間に前記オブジェクト（４）に３次元形状を付与するように成形され、シリコーンを含む可撓性ポリマーによって前記ネガ型複製物（２）を製造するステップが遂行され、その後、前記ネガ型複製物（２）が前記３次元形状を製造するように成形されて前記３次元形状に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
8. 前記ネガ型複製物（２）が剛性基板（１１）に固定されることによって前記３次元形状に固定されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記オブジェクト（４）が、電鋳によって、射出によって、又はスタンピングによって製造されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
10. 前記オブジェクト（４）が、金属、金属合金、セラミック、ポリマー及び複合材料から選択された材料から作られることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
11. 前記オブジェクト（４）又は前記ネガ型複製物（２）が前記装飾的物品（５）を形成するように意図される場合に前記オブジェクト（４）又は前記ネガ型複製物（２）を着色することを追加ステップとして含み、前記着色することは、前記オブジェクト（４）への若しくは前記ネガ型複製物（２）への真空蒸着によって、又は前記オブジェクト（４）が金属である場合には前記オブジェクト（４）におけるガルバニック成長によって、遂行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
12. 前記複製された面（２ａ）のファセットが、特定の光学的効果を得るように所定の方向においてのみカバーされるように、前記オブジェクト（４）が、傾斜入射又はグレージング入射による指向性ＰＶＤによって施される金属又は誘電体の堆積によって着色されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
13. 前記装飾的物品（５）が宝飾品又は外部時計コンポーネントであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
14. 前記外部時計コンポーネントは、中間部、文字盤、針、アップリケ又はリンクであることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
15. 前記装飾的物品（５）が一以上のパターン、レリーフ及び／又は非平坦形状を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
16. 前記一以上のパターン及び前記レリーフが、ロゴ（９）、ホログラフィック画像、シリアル番号、データマトリックス及び孔（１０）から選択されることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
17. 前記装飾的物品（５）が貴重な外観をも有することを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
18. 前記多結晶成長が自己組織化成長プロセスを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
19. 前記温度を局所的に変化させることが、前記モデル（１）の前記表面（１ａ）にロゴを刻み、又は多結晶アップリケを作成するために使用されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。