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EP4528390A1 - Procédé de fabrication d'un composant horloger émaillé - Google Patents

Procédé de fabrication d'un composant horloger émaillé Download PDF

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Publication number
EP4528390A1
EP4528390A1 EP23199362.7A EP23199362A EP4528390A1 EP 4528390 A1 EP4528390 A1 EP 4528390A1 EP 23199362 A EP23199362 A EP 23199362A EP 4528390 A1 EP4528390 A1 EP 4528390A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
colored
enamel
layer
pigment
colored enamel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23199362.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Lucie TABARD
Blaise POINSOT
Marta FORNABAIO
Claire McGill
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Swatch Group Research and Development SA
Original Assignee
Swatch Group Research and Development SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Swatch Group Research and Development SA filed Critical Swatch Group Research and Development SA
Priority to EP23199362.7A priority Critical patent/EP4528390A1/fr
Priority to US18/825,070 priority patent/US20250103009A1/en
Priority to JP2024157148A priority patent/JP2025054207A/ja
Priority to CN202411299750.3A priority patent/CN119710694A/zh
Publication of EP4528390A1 publication Critical patent/EP4528390A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D3/00—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials
    • G04D3/0074—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for treatment of the material, e.g. surface treatment
    • G04D3/0092—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for treatment of the material, e.g. surface treatment for components of the time-indicating mechanism, e.g. dials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A44—HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44C—PERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
    • A44C27/00—Making jewellery or other personal adornments
    • A44C27/001—Materials for manufacturing jewellery
    • A44C27/005—Coating layers for jewellery
    • A44C27/007—Non-metallic coatings
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/06—Dials
    • G04B19/12—Selection of materials for dials or graduations markings
    • G—PHYSICS
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    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/24—Clocks or watches with date or week-day indicators, i.e. calendar clocks or watches; Clockwork calendars
    • G—PHYSICS
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    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/26—Clocks or watches with indicators for tides, for the phases of the moon, or the like
    • G04B19/268—Clocks or watches with indicators for tides, for the phases of the moon, or the like with indicators for the phases of the moon
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/28—Adjustable guide marks or pointers for indicating determined points of time
    • G04B19/283—Adjustable guide marks or pointers for indicating determined points of time on rotatable rings, i.e. bezel
    • G—PHYSICS
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    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B45/00—Time pieces of which the indicating means or cases provoke special effects, e.g. aesthetic effects
    • G04B45/0015—Light-, colour-, line- or spot-effects caused by or on stationary parts
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B45/00—Time pieces of which the indicating means or cases provoke special effects, e.g. aesthetic effects
    • G04B45/0076—Decoration of the case and of parts thereof, e.g. as a method of manufacture thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23D—ENAMELLING OF, OR APPLYING A VITREOUS LAYER TO, METALS
    • C23D5/00—Coating with enamels or vitreous layers

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a watch component comprising an enamel coating incorporating color pigments.
  • the invention also relates to the watch component provided with such an enamel coating and to a timepiece, such as a watch, comprising such a watch component.
  • enamel dials In the field of watchmaking, watch components with an enamel coating, such as enamel dials, have been known for a very long time. Such enamel dials have interesting characteristics, insofar as they are practically unalterable and allow for the creation of decorations with a palette of extremely vivid and rich colors including color pigments containing Cadmium or Selenium.
  • the invention aims in particular to overcome the various drawbacks of the state of the art.
  • Another aim of the invention is to obtain a watch component comprising an enamel coating comprising non-toxic colored pigments, in particular brightly colored pigments.
  • Another aspect of the invention relates to a watch component capable of being obtained from this method.
  • the watch component includes a coating forming a decorative element.
  • Another aspect of the invention also relates to a timepiece comprising such a timepiece component.
  • the invention relates to a method for manufacturing a watch component 2 comprising a colored enamel coating.
  • a method for manufacturing a watch component 2 comprising a colored enamel coating.
  • Such a method helps to obtain a watch component 2 of a timepiece 1, comprising a substrate provided with a receiving zone 8 including this enameled coating incorporating brightly colored pigments.
  • This receiving zone 8 included on the external surface of the substrate/watch component 2 can include all the faces of the substrate/watch component 2 or just a single face or even one or more distinct portions of a single face or of several different faces.
  • this coating 10 can help to form a decorative element on this watch component 2.
  • the watch component 2 is here a decorative element such as a dial 2 of the timepiece 1.
  • This dial 2 comprises on its visible face 9 the coating 10 in colored enamel located in its receiving zone 8.
  • this watch component 2 can alternatively be another decorative element such as for example a bezel, a moon phase, a date disc 7, a dial index, etc.
  • the timepiece which may be a wristwatch, comprises the dial 2 with an analog display, hour hands 3a, minute hands 3b and second hands 3c which are capable of moving opposite time indexes 5 inscribed on an hour circle 4.
  • the dial 2 comprises an aperture 6 crossing the entire thickness of this dial 2 and below which a date disc 7 moves.
  • such a manufacturing method comprises a step 20 of making available, or even of supplying, the substrate to form this watch component 2.
  • a step 20 may comprise a sub-step 21 of cutting the substrate into a plate, to the dimensions of the watch component 2 to be manufactured, said plate being able to have a thickness appropriate for this component 2.
  • This plate, and therefore this substrate is made of a material configured to be able to withstand enamel firing temperatures. These temperatures are preferably greater than 500 degrees Celsius or even temperatures between 700 degrees Celsius and 1300 degrees Celsius.
  • this material may be metallic or a metal alloy, for example steel, or even ceramic.
  • Such a material can also be transparent, such as a monocrystalline or polycrystalline material, for example quartz, spinel or corundum, notably sapphire.
  • An amorphous material, such as mineral glass, can also be used, provided that its softening point is higher than the enamel firing temperature.
  • This method then comprises a step 22 of preparing a colored enamel composition.
  • This step 22 then comprises a sub-step 23 of preparing an enamel preparation.
  • it may be a sub-step 23 of preparing a colorless, colored, translucent or transparent enamel preparation.
  • This sub-step 23 of preparation is carried out on the basis of well-known operating methods and preparation processes of the state of the art that we will not detail here and which make it possible to obtain an enamel preparation that is colorless, colored, translucent or transparent. It should be noted in particular that the development of this preparation is carried out with a water or oil base which is mixed with enamel.
  • the preparation of colorless or colored enamel is also called " initial composition of colorless or colored enamel ".
  • This step 22 then comprises a sub-step 24 of encapsulating colored pigments in transparent protective shells of inorganic material also called “transparent protective envelopes of inorganic material”.
  • a sub-step 24 provides for encapsulating each pigment intended for the colored enamel composition in such a transparent protective shell in order in particular to improve the thermal and/or chemical stability property of this pigment. Indeed, this improvement in thermal stability allows each encapsulated pigment to retain its intact crystallographic structure when the temperature of the medium in which it evolves rises to the enamel firing temperature.
  • Such pigments are preferably brightly colored or vibrant colors such as red, yellow, orange, green, pink or blue and their variants.
  • a bright color is understood to mean a color that is intense with in the CIELAB color space in transmission mode of the standardized illuminant D65 with an observer of 10° and a measurement geometry d:0°, (in accordance with CIE standards No. 15, ISO 7724/1, DIN 5033 Part 7, ASTM E-1164) with an L* component greater than 40.
  • CIELAB is a CIE 1976 L*a*b* color space corresponding to a color space particularly used for the characterization of surface colors.
  • these color pigments are inorganic pigments.
  • these pigments are non-toxic inorganic pigments.
  • Such pigments belong in a non-limiting and non-exhaustive manner to the family of (oxy)nitrides, to the cerium sulfide family or even the phosphate family.
  • pigments in the (oxy)nitride family typically have a bright color ranging from red to green and from blue to yellow.
  • pigments belonging to the cerium sulfide family they essentially have bright colors ranging from red to orange.
  • pigments in the phosphate family they have bright blue, green or even violet colors.
  • This encapsulation sub-step 24 provides a process for forming/producing a homogeneous and conformal layer of material on the entire surface of each pigment, said material being constituted by a metal oxide. To do this, at least one deposit of this material is then made on this surface in order to produce such a layer. In this context, this layer then forms the protective shell encapsulating each pigment. It is understood that the cycle of deposition of this material on this surface can be configured so as to obtain a determined thickness of this layer. Indeed, this thickness of the layer can vary according to the characteristics of the preparation of colorless enamel and/or according to the characteristics of the colored enamel coating to be produced on the watch component 2.
  • the metal oxide constituting the homogeneous and conformal layer of material may be, in a non-limiting and non-exhaustive manner: a silicon dioxide of formula SiO 2 , an aluminum oxide of formula Al 2 O 3 , a zinc oxide of formula ZnO or even a titanium oxide of formula TiO 2 .
  • This encapsulation sub-step 24 provides that the formation of the layer and therefore of this protective shell encapsulating each pigment, can be carried out for example using a technology for depositing at least one atomic layer, better known by the English acronym ALD for “ Atomic Layer Deposition ”.
  • ALD Atomic Layer Deposition
  • this technology allows therefore to carry out a deposit of a thin layer on the surface of each color pigment on the basis of chain reactions in the gas phase from metal oxide precursors such as for example trimethylaluminum when the metal oxide is an aluminum oxide.
  • the formation of the layer encapsulating each pigment can be carried out using microemulsion technology.
  • This technology makes it possible, by microemulsion reaction, to deposit a metal oxide on the surface of the pigment from a precursor of this metal oxide.
  • this precursor can be a tetraethyl orthosilicate when the metal oxide is a silicon dioxide.
  • this formation of the layer encapsulating each pigment can be carried out on the basis of the combination of these two technologies.
  • this formation can, without limitation, begin with the implementation of ALD technology and continue with microemulsion technology.
  • the preparation step 22 of the colored enamel composition also comprises a sub-step 25 of mixing said encapsulated color pigments with the colorless enamel preparation.
  • This mixing sub-step 25 contributes to obtaining the colored enamel composition in which the encapsulated color pigments are then dispersed.
  • the mixture obtained, corresponding to the colored enamel composition comprises a mass percentage of at most 30% or at most 50% of encapsulated color pigments.
  • This mass percentage can preferably be between 2% and 30%.
  • Such a mass percentage may also preferably be between 5% and 10%.
  • the method comprises a step 26 of treating said receiving zone 8 of the substrate on which the colored enamel coating will be produced. During such a step 26, degreasing agents and/or adhesion can be applied to this reception area 8 intended to include this coating 10.
  • the method then comprises a step 27 of applying at least one layer of colored enamel composition thus prepared onto the receiving area 8 of the substrate.
  • the receiving area 8 may for example be in whole or in part the visible face 9 of this timepiece component 2 when it is mounted in the timepiece 1.
  • the layer of colored enamel composition may be deposited onto this receiving area 8 by spraying, projection and/or printing.
  • the method then comprises a step 28 of firing said at least one layer of colored enamel composition included in the receiving zone 8 of the substrate.
  • the substrate is fired at a temperature of between 300 degrees and 1200 degrees, preferably between 500 degrees and 800 degrees, preferably at 690 degrees with a hold of between 1 and 10 minutes, preferably 5 minutes.
  • a firing step 28 is carried out in air or in a controlled atmosphere, for example under argon, nitrogen or even under vacuum.
  • this step 28 may provide a sub-step 29 of drying the layer of colored enamel composition covering the receiving zone 8 of the substrate before proceeding with its firing.
  • a sub-step 29 helps to eliminate the possible presence of water in the layer before this firing. All the usual drying methods can be used, for example in the open air, in an oven or by radiation.
  • this thickness is a function of the number of layers constituting the colored enamel coating 8. It is understood that this thickness is notably defined according to characteristics of the colored enamel coating to be applied to the watch component 2, in particular aesthetic characteristics.
  • the method also comprises a step 30 of finalizing/terminating the substrate provided on the receiving area of the baked colored enamel composition layer in order to obtain this watch component 2 comprising the colored enamel coating 10.
  • This step 30 may then comprise a sub-step 31 of lapping this substrate and in particular of the baked colored enamel composition layer. This sub-step 31 may be carried out until a desired regular thickness of the colored enamel coating 10 is obtained.
  • This step 30 also subsequently comprises a sub-step 32 of polishing or texturizing this substrate and in particular of the baked colored enamel composition layer frosted during the lapping sub-step 31.
  • this step 30 may also provide a sub-step 33 of machining this substrate aimed at sizing it if necessary for its assembly in the timepiece 1.
  • this watch component is dial 2
  • machining operations of this dial 2 can be carried out in order to create a through opening for the passage of a drive shaft of the hands 3a to 3c.
  • operations for producing appliques/indexes if this has not already been done can also be carried out.
  • These appliques can be directly drawn, driven or glued onto the visible face or even glued via parts passing through this dial 2 via holes created during the machining operation.

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Abstract

Un aspect de l'invention concerne un procédé de fabrication d'un composant horloger (2) comprenant un revêtement en émail coloré (10), le procédé comportant les étapes suivantes :
- mise à disposition (20) d'un substrat choisi parmi des matériaux capables de résister à une température de cuisson d'émail ;
- préparation (22) d'une composition d'émail coloré constituant le revêtement en émail coloré dudit composant horloger (2), ladite étape (22) prévoyant la réalisation d'une encapsulation (24) de pigments de couleur dans des coques protectrices transparentes de matière inorganique et la réalisation d'un mélange (25) desdits pigments de couleur encapsulés avec une préparation d'émail ;
- application (27) d'au moins une couche de composition d'émail coloré préparée sur une zone de réception (8) comprise sur le substrat ;
- cuisson (28) de ladite couche de composition d'émail coloré comprise dans cette zone de réception (8).

Description

    Domaine technique de l'invention
  • La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un composant horloger comprenant un revêtement émaillé incorporant des pigments de couleur.
  • L'invention porte aussi sur le composant horloger muni d'un tel revêtement émaillé et sur une pièce d'horlogerie, comme une montre, comprenant un tel composant horloger.
    • Arrière-plan technologique
  • Dans le domaine de l'horlogerie, on connaît depuis très longtemps des composants horlogers comportant un revêtement en émail tels que des cadrans émail. De tels cadrans émail présentent des caractéristiques intéressantes, dans la mesure où ils sont pratiquement inaltérables et permettent de constituer des décors avec une palette de couleurs extrêmement vives et riches incluant des pigments de couleur contenant du Cadmium ou encore du Sélénium.
  • Toutefois, de tels pigments de couleur ne répondent plus aujourd'hui aux critères d'homologation d'habillage horlogère du fait de leur toxicité.
  • Dès lors, on comprend qu'il existe alors un besoin de trouver une solution alternative à l'état de la technique.
    • Résumé de l'invention
  • L'invention a notamment pour but de pallier les différents inconvénients de l'état de la technique.
  • Un autre but de l'invention consiste à obtenir un composant horloger comprenant un revêtement émaillé comportant des pigments de couleur non-toxiques en particulier des pigments de couleur vive.
  • Dans ce dessein, un aspect de l'invention concerne un procédé de fabrication d'un composant horloger comprenant un revêtement en émail coloré, le procédé comportant les étapes suivantes :
    • mise à disposition d'un substrat choisi parmi des matériaux capables de résister à une température de cuisson d'émail ;
    • préparation d'une composition d'émail coloré constituant le revêtement en émail coloré dudit composant horloger, ladite étape prévoyant la réalisation d'une encapsulation de pigments de couleur dans des coques protectrices transparentes de matière inorganique et la réalisation d'un mélange desdits pigments de couleur encapsulés avec une préparation d'émail ;
    • application d'au moins une couche de composition d'émail coloré préparée sur une zone de réception comprise sur le substrat ;
    • cuisson de ladite couche de composition d'émail coloré comprise dans cette zone de réception.
  • Dans d'autres modes de réalisation :
    • lors de l'encapsulation un processus de formation d'une couche homogène et conforme de matière est réalisé sur la surface entière de chaque pigment de couleur, ladite matière étant constituée par un oxyde métallique ;
    • le processus de formation est effectuée à partir d'une technologie ALD et/ou d'une technologie de microémulsion ;
    • la composition d'émail coloré comprend pourcentage massique d'au plus de 30% de pigments de couleur encapsulés ;
    • la composition d'émail coloré comprend pourcentage massique d'au plus de 50% de pigments de couleur encapsulés ;
    • une étape de traitement de ladite zone de réception du substrat sur laquelle est appliquée la couche de composition d'émail coloré, ladite étape prévoyant l'application d'agents dégraissant et/ou d'adhésion sur cette zone de réception ;
    • une étape de finalisation/terminaison du substrat pourvu sur sa zone de réception de la couche de composition d'émail coloré, ladite étape comprenant des sous-étapes de lapidage et de polissage ;
    • chaque pigment est un pigment de couleur vive ;
    • chaque pigment de couleur est un pigment inorganique ou un pigment inorganique non-toxique.
  • Un autre aspect de l'invention concerne composant horloger susceptible d'être obtenu à partir du ce procédé.
  • Avantageusement, ce composant horloger comprend un substrat choisi parmi les matériaux configurés pour résister à une température de cuisson d'émail et dont une zone de réception comprend un revêtement en émail coloré incluant des pigments de couleur vive inorganiques et non-toxiques encapsulés.
  • Avantageusement aussi, le composant horloger comprend un revêtement formant un élément décoratif.
  • Un autre aspect de l'invention concerne également pièce d'horlogerie comprenant un tel composant horloger.
    • Brève description des figures
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des figures annexées, parmi lesquelles :
    • la figure 1 est une représentation schématique d'une pièce d'horlogerie comprenant un composant horloger tel qu'un cadran, pourvu d'un revêtement en émail coloré, selon un mode de réalisation de l'invention, et
    • la figure 2 représente un logigramme relatif à un procédé de fabrication d'un composant horloger tel que le cadran comprenant le revêtement émaillé incorporant des pigments de couleur vive, selon un mode de réalisation de l'invention.
    Description détaillée de l'invention
  • En référence aux figures 1 et 2, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un composant horloger 2 comprenant un revêtement en émail coloré. Un tel procédé participe à obtenir un composant horloger 2 d'une pièce d'horlogerie 1, comprenant un substrat pourvu d'une zone de réception 8 incluant ce revêtement émaillé incorporant des pigments de couleur vive. Cette zone de réception 8 comprise sur la surface externe du substrat/composant horloger 2, peut comprendre toutes les faces du substrat/composant horloger 2 ou juste une seule face ou encore une ou plusieurs portions distinctes d'une seule face ou de plusieurs faces différentes. Ainsi dans ces différentes variantes, ce revêtement 10 peut participer à former un élément décoratif sur ce composant horloger 2.
  • En référence à la figure 1 et pour une meilleure compréhension de l'invention, le composant horloger 2 est ici un élément d'habillage tel qu'un cadran 2 de la pièce d'horlogerie 1. Ce cadran 2 comprend sur sa face visible 9 le revêtement 10 en émail coloré localisé dans sa zone de réception 8. On notera toutefois que ce composant horloger 2 peut être de manière alternative un autre élément d'habillage comme par exemple une lunette, une phase de lune, un disque de quantième 7, un index de cadran, etc.
  • Dans ce mode de réalisation, la pièce d'horlogerie qui peut être une montre bracelet, comprend le cadran 2 à affichage analogique, des aiguilles d'heures 3a, de minutes 3b et de secondes 3c qui sont susceptibles de se déplacer en regard d'index horaires 5 inscrits sur un tour d'heures 4. Dans l'exemple représenté, le cadran 2 comporte un guichet 6 traversant toute l'épaisseur de ce cadran 2 et en dessous duquel se déplace un disque de quantième 7.
  • Dans ce contexte, un tel procédé de fabrication comprend une étape de mise à disposition 20, ou encore de fourniture, du substrat pour former ce composant horloger 2. Une telle étape 20 peut comprendre une sous-étape de découpe 21 du substrat dans une plaque et ce, aux dimensions du composant horloger 2 à fabriquer, ladite plaque pouvant avoir une épaisseur appropriée pour ce composant 2. Cette plaque, et donc ce substrat, est constituée en un matériau configuré pour pouvoir résister à des températures de cuisson de l'émail. Ces températures sont de préférence supérieures à 500 degrés Celsius voire à des températures comprises entre 700 degrés Celsius et 1300 degrés Celsius. A titre d'exemple, ce matériau peut être métallique ou en alliage métallique, par exemple en acier, ou encore en céramique.
  • Un tel matériau peut aussi être transparent tel qu'un matériau mono ou polycristallin par exemple un quartz, un spinelle ou un corindon, notamment le saphir. On peut également employer un matériau amorphe, tel qu'un verre minéral dans la mesure où son point de ramollissement est supérieur à la température de cuisson d'émail.
  • Ce procédé comprend ensuite une étape de préparation 22 d'une composition d'émail coloré. Cette étape 22 comprend alors une sous-étape d'élaboration 23 d'une préparation d'émail. En particulier il peut s'agir d'une sous-étape d'élaboration 23 d'une préparation d'émail incolore, coloré, translucide ou transparent. Cette sous-étape d'élaboration 23 est réalisée sur la base de modes opératoires et de procédés de préparation bien connus de l'état de la technique que nous ne détaillerons pas ici et qui permettent d'obtenir une préparation d'émail qui soit incolore, coloré translucide ou transparent. On notera en particulier que l'élaboration de cette préparation est effectuée avec une base eau ou huile qui est mélangée à de l'émail. En outre, la préparation d'émail incolore ou coloré est aussi appelée « composition initiale d'émail incolore ou coloré ».
  • Cette étape 22 comprend ensuite une sous-étape d'encapsulation 24 de pigments de couleur dans des coques transparentes protectrices de matière inorganique aussi appelées « enveloppes transparentes protectrices de matière inorganique ». Une telle sous-étape 24 prévoit d'encapsuler chaque pigment prévu pour la composition d'émail coloré dans une telle coque protectrice transparente afin notamment d'améliorer la propriété de stabilité thermique et/ou chimique de ce pigment. En effet, cette amélioration de la stabilité thermique permet à chaque pigment encapsulé de conserver sa structure cristallographique intacte lorsque la température du milieu où elle évolue s'élève à la température de cuisson d'émail.
  • De tels pigments sont de préférence de couleurs vives ou encore de couleurs éclatantes comme par exemple les couleurs rouge, jaune, orange, vert, rose ou encore bleu et leurs variantes. Il convient d'entendre par couleur vive une couleur qui est intense avec dans l'espace colorimétrique CIELAB en mode transmission de l'illuminant normalisé D65 avec un observateur de 10° et une géométrie de mesure d :0°, (conforme aux normes CIE n°15, ISO 7724/1, DIN 5033 Teil 7, ASTM E-1164) avec une composante L* supérieure à 40. Précisons ici que CIELAB est un espace chromatique L*a*b* CIE 1976 correspondant à un espace de couleur particulièrement utilisé pour la caractérisation des couleurs de surface.
  • Dans ce mode de réalisation de l'invention, ces pigments de couleur sont des pigments inorganiques. En particulier, ces pigments sont des pigments inorganiques non-toxiques. De tels pigments appartiennent de manière non limitative et non exhaustive à la famille des (oxy)nitrures, à la famille des sulfures de cérium ou encore à la famille des phosphates. On notera que les pigments de la famille des (oxy)nitrures ont typiquement une couleur vive allant du rouge au vert et du bleu au jaune. S'agissant des pigments appartenant à la famille des sulfures de cérium, ils ont essentiellement des couleurs vives allant du rouge à l'orange. Et concernant, les pigments de la famille des phosphates, ils ont des couleurs vives bleues, vertes ou encore violettes.
  • Cette sous-étape d'encapsulation 24 prévoit un processus de formation/réalisation d'une couche homogène et conforme de matière sur la surface entière de chaque pigment, ladite matière étant constituée par un oxyde métallique. Pour ce faire, au moins un dépôt de cette matière est alors réalisé sur cette surface afin de réaliser une telle couche. Dans ce contexte, cette couche forme alors la coque protectrice encapsulant chaque pigment. On comprend que le cycle de dépôt de cette matière sur cette surface peut être configuré de manière à obtenir une épaisseur déterminée de cette couche. En effet, cette épaisseur de la couche peut varier selon les caractéristiques de la préparation d'émail incolore et/ou selon les caractéristiques du revêtement d'émail coloré à réaliser sur le composant horloger 2.
  • On comprend qu'une telle couche est bien sûr transparente pour ne pas altérer la couleur intrinsèque du pigment de couleur vive.
  • L'oxyde métallique constituant la couche homogène et conforme de matière, peut être de manière non limitative et non exhaustive : un dioxyde de silicium de formule SiO2, un oxyde d'aluminium de formule Al2O3, un oxyde de zinc de formule ZnO ou encore un oxyde de titane de formule TiO2.
  • Cette sous-étape d'encapsulation 24 prévoit que la formation de la couche et donc de cette coque protectrice encapsulant chaque pigment, peut être réalisée par exemple à partir d'une technologie de dépôt d'au moins une couche atomique, plus connue sous l'acronyme anglais ALD pour « Atomic Layer Déposition ». Dans le contexte de l'invention, cette technologie permet donc d'effectuer un dépôt d'une couche mince à la surface de chaque pigment de couleur sur la base de réactions en chaîne en phase gazeuse à partir de précurseurs d'oxyde métallique comme par exemple le triméthylaluminium lorsque l'oxyde métallique est un oxyde d'aluminium.
  • Dans une variante, la formation de la couche encapsulant chaque pigment peut être réalisée à partir d'une technologie de microémulsion. Cette technologie permet par réaction de microémulsion de déposer un oxyde métallique sur la surface du pigment à partir d'un précurseur de cet oxyde métallique. Dans le contexte de l'invention, ce précurseur peut être un orthosilicate de tétraéthyle lorsque l'oxyde métallique est un dioxyde de silicium.
  • Dans une autre variante, cette formation de la couche encapsulant chaque pigment peut être réalisée sur la base de la combinaison de ces deux technologies. Par exemple, cette formation peut de manière non limitative, débuter par la mise en oeuvre de la technologie ALD et se poursuivre avec la technologie de microémulsion.
  • On comprend qu'une telle sous-étape 24 participe ainsi à encapsuler chaque pigment dans une coque protectrice formée par la couche transparente de matière qui est comprise sur la surface du pigment. Une telle couche est caractérisée par :
    • son homogénéité ;
    • sa conformité ;
    • une épaisseur comprise entre 2 nm et 1000 nm, de préférence 10 nm ou de préférence 30 nm ou encore de préférence 50 nm;
    • sa rigidité ; et/ou
    • sa transparence.
  • Par ailleurs, on notera que cette couche, et donc la coque, apporte une protection efficace au pigment de couleur contre, simultanément :
    • l'oxydation à la température de cuisson de l'émail ;
    • un milieu acide notamment acide léger avec un pH ≃ 4.5 ;
    • une exposition aux rayonnements ultraviolets ;
    • des agents cosmétiques.
  • L'étape de préparation 22 de la composition d'émail coloré comprend aussi une sous-étape de mélange 25 desdits pigments de couleur encapsulés avec la préparation d'émail incolore. Cette sous-étape de mélange 25 contribue à obtenir la composition d'émail coloré dans laquelle les pigments de couleur encapsulés sont alors dispersés. Durant cette sous-étape 25, le mélange obtenu, correspondant à la composition d'émail coloré, comprend un pourcentage massique d'au plus de 30% ou encore d'au plus de 50% de pigments de couleur encapsulés.
  • Ce pourcentage massique peut être compris de préférence entre 2 % et 30 %.
  • Un tel pourcentage massique peut aussi être de préférence compris entre 5 % et 30 %.
  • Un tel pourcentage massique peut aussi être de préférence compris entre 5 % et 10 %.
  • On comprend que ces pourcentages massiques de pigments de couleur contribuent à établir des compromis dans ce mélange entre la couleur, la transparence et l'intensité de la couleur tout en garantissant de bonnes propriétés finales (par ex. : mécaniques, homogénéité etc.).
  • En outre on remarquera que ce mélange peut se faire par voie liquide ou par tout autre moyen de mélange connu par l'homme du métier.
  • Par la suite, le procédé comprend une étape de traitement 26 de ladite zone de réception 8 du substrat sur laquelle le revêtement en émail coloré va être réalisé. Lors d'une telle étape 26, des agents dégraissant et/ou d'adhésion peuvent être appliqués sur cette zone de réception 8 destinée à comprendre ce revêtement 10.
  • Le procédé comprend ensuite une étape d'application 27 d'au moins une couche de composition d'émail coloré ainsi préparée sur la zone de réception 8 du substrat. On comprend que la zone de réception 8 peut par exemple être en tout ou partie la face visible 9 de ce composant horloger 2 lorsqu'il est monté dans la pièce d'horlogerie 1. Lors de cette étape 27, la couche de composition d'émail coloré peut être déposée sur cette zone de réception 8 par pulvérisation, projection et/ou impression.
  • Le procédé comprend ensuite une étape de cuisson 28 de ladite au moins une couche de composition d'émail coloré comprise dans la zone de réception 8 du substrat. Lors de cette étape, le substrat est cuit à une température comprise entre 300 degrés et 1200 degrés, de préférence entre 500 degrés et 800 degrés, de préférence à 690 degrés avec un palier compris entre 1 et 10 minutes, de préférence de 5 minutes. Une telle étape de cuisson 28 est mise en oeuvre sous air ou sous atmosphère contrôlée, par exemple sous argon, sous azote ou encore sous vide.
  • On notera que cette étape 28 peut prévoir une sous-étape de séchage 29 de la couche de composition d'émail coloré recouvrant la zone de réception 8 du substrat avant de procéder à sa cuisson. Une telle sous-étape 29 participe à éliminer l'éventuelle présence d'eau dans la couche avant cette cuisson. Tous les modes de séchage habituels peuvent être utilisés, par exemple à l'air libre, dans une étuve ou par rayonnement.
  • On notera que la succession d'étapes d'applications 27 et de cuisson 28 du procédé peut être réitérée si nécessaire afin d'obtenir une épaisseur déterminée ou désirée du revêtement d'émail coloré sur la zone de réception 8 et sur le composant horloger 2. Dans ce contexte, cette épaisseur est fonction du nombre de couches constituant le revêtement 8 d'émail coloré. On comprend que cette épaisseur est notamment définie selon des caractéristiques du revêtement d'émail coloré à réaliser sur le composant horloger 2 notamment des caractéristiques esthétiques.
  • Le procédé comprend également une étape de finalisation/terminaison 30 du substrat pourvu sur la zone de réception de la couche de composition d'émail coloré cuite en vue d'obtenir ce composant horloger 2 comprenant le revêtement d'émail coloré 10. Cette étape 30 peut alors comporter une sous-étape de lapidage 31 de ce substrat et en particulier de la couche de composition d'émail coloré cuite. Cette sous-étape 31 peut être réalisée jusqu'à l'obtention d'une épaisseur désirée régulière du revêtement d'émail coloré 10. Cette étape 30 comporte aussi par la suite une sous-étape de polissage ou de texturation 32 de ce substrat et en particulier de la couche de composition d'émail coloré cuite dépolie lors de la sous-étape de lapidage 31.
  • En outre cet étape 30 peut prévoir aussi une sous- étape d'usinage 33 de ce substrat visant à le dimensionner si nécessaire pour son montage dans la pièce d'horlogerie 1.
  • On notera que lorsque ce composant horloger est le cadran 2, des opérations d'usinage de ce cadran 2 peuvent être réalisées afin de créer une ouverture traversante pour le passage d'un axe d'entrainement des aiguilles 3a à 3c. Dans ce contexte, des opérations de réalisation d'applique/index si cela n'a pas encore été fait peuvent aussi être effectuées. Ces appliques peuvent être directement dessinées, chassées ou collées sur la face visible ou encore collées via des pièces traversant ce cadran 2 par l'intermédiaire de trous créés lors de l'opération d'usinage.
  • La description qui précède correspond à un mode de réalisation préféré et ne saurait en aucun cas être considérée comme limitative, en ce qui concerne plus particulièrement le type pigments de couleur utilisé pour la coloration de l'émail. En effet, d'autres pigments de couleur autres que des couleurs vives font aussi partie de l'invention.
    • Nomenclature
    • 1. Pièce d'horlogerie
    • 2. Composant horloger tel qu'un cadran
    • 3a. Aiguille des heures
    • 3b. Aiguille des minutes
    • 3c. Aiguille des secondes
    • 4. Index horaires
    • 5. Tour d'heure
    • 6. Guichet
    • 7. Disque de quantième
    • 8. Zone de réception du substrat et du composant horloger
    • 9. Face visible du composant horloger
    • 10. Revêtement d'émail coloré

Claims (13)

  1. Procédé de fabrication d'un composant horloger (2) comprenant un revêtement en émail coloré (10), le procédé comportant les étapes suivantes :
    - mise à disposition (20) d'un substrat choisi parmi des matériaux capables de résister à une température de cuisson d'émail ;
    - préparation (22) d'une composition d'émail coloré constituant le revêtement en émail coloré dudit composant horloger (2), ladite étape (22) prévoyant la réalisation d'une encapsulation (24) de pigments de couleur dans des coques protectrices transparentes de matière inorganique et la réalisation d'un mélange (25) desdits pigments de couleur encapsulés avec une préparation d'émail ;
    - application (27) d'au moins une couche de composition d'émail coloré préparée sur une zone de réception (8) comprise sur le substrat ;
    - cuisson (28) de ladite couche de composition d'émail coloré comprise dans cette zone de réception (8).
  2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel lors de l'encapsulation un processus de formation d'une couche homogène et conforme de matière est réalisé sur la surface entière de chaque pigment de couleur, ladite matière étant constituée par un oxyde métallique.
  3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le processus de formation est effectuée à partir d'une technologie ALD et/ou d'une technologie de microémulsion.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la composition d'émail coloré comprend pourcentage massique d'au plus de 30% de pigments de couleur encapsulés.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la composition d'émail coloré comprend pourcentage massique d'au plus de 50% de pigments de couleur encapsulés.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape de traitement (26) de ladite zone de réception du substrat sur laquelle est appliquée la couche de composition d'émail coloré, ladite étape (26) prévoyant l'application d'agents dégraissant et/ou d'adhésion sur cette zone de réception.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape de finalisation/terminaison (30) du substrat pourvu sur sa zone de réception (8) de la couche de composition d'émail coloré, ladite étape (30) comprenant des sous-étapes de lapidage (31) et de polissage (32).
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel chaque pigment est un pigment de couleur vive.
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel chaque pigment de couleur est un pigment inorganique ou un pigment inorganique non-toxique.
  10. Composant horloger (2) susceptible d'être obtenu à partir du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.
  11. Composant horloger (2) selon la revendication précédente, comprenant un substrat choisi parmi les matériaux configurés pour résister à une température de cuisson d'émail et dont une zone de réception (8) comprend un revêtement en émail coloré incluant des pigments de couleur vive inorganiques et non-toxiques encapsulés.
  12. Composant horloger (2) selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, dans lequel ledit revêtement (8) forme un élément décoratif.
  13. Pièce d'horlogerie (1) comprenant un composant horloger (2) selon l'une quelconque des revendications 10 à 12.
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