[0001] La présente invention se rapporte aux pièces munies d'un revêtement, et plus particulièrement à des pièces comportant une structure en métal et recouvertes partiellement d'un élastomère, de type thermoplastique ou non. De telles pièces peuvent être utilisées notamment dans le domaine de l'horlogerie ou de la bijouterie, mais également dans d'autres objets d'usage courant tels que des téléphones portables par exemple.
[0001] Une pièce de ce type est décrite dans le document EP 1 350 438 au nom de la demanderesse. Sa partie métallique, faite par exemple en acier inoxydable ou en laiton, est revêtue d'un élastomère tel qu'un caoutchouc synthétique. Cette pièce est, en outre, garnie de pierres.
[0002] La combinaison de caoutchouc et de pierres confère à la pièce un aspect original, permettant un contraste entre la clarté des pierres et le côté sombre du caoutchouc.
[0003] Il est toutefois difficile de mettre aussi en valeur le métal du fait que la liaison entre une ou des portions métalliques apparentes et le caoutchouc manque de précision, à cause des techniques de mise en place de ce matériau, par exemple le surmoulage, qui ne permettent pas de garantir une précision suffisante.
[0004] Le but de la présente invention est de permettre une telle liaison.
[0005] A cet effet, la pièce comporte une structure en matériau inorganique, avantageusement en métal, munie d'un décor en relief et d'une couche d'élastomère jouxtant ce relief, une couche d'agent d'adhérisation étant intercalée entre la structure et la couche d'élastomère. Selon l'invention, le relief et la couche d'élastomère ont des surfaces apparentes dont l'état est similaire, reliées l'une à l'autre sans solution de continuité. Dès lors que les états de surface sont similaires, réalisés avec les mêmes outils, on obtient ainsi une surface continue, ayant un aspect homogène, malgré le contraste des matériaux utilisés et leurs caractéristiques physiques et mécaniques très différentes.
[0006] Le métal peut être notamment choisi parmi l'acier inoxydable, le titane et l'or.
[0007] L'élastomère est avantageusement choisi de manière que sa dureté Shore A soit comprise entre 60 et 80. De la sorte, on obtient de bonnes conditions de travail et une bonne résistance au porter.
[0008] Les polymères de type nitrile sont particulièrement bien adaptés pour ce type d'application.
[0009] Il est toutefois également possible d'utiliser un élastomère de type thermoplastique.
[0010] Le relief peut être disposé dans la partie centrale de la couche d'élastomère. Il peut aussi former un cadre entourant la couche d'élastomère.
[0011] Les surfaces de la couche d'élastomère et du relief présentent avantageusement un état satiné ou poli.
[0012] La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'une pièce telle que définie ci-dessus, à partir d'une structure métallique. Ce procédé comporte les étapes suivantes:
définir un relief dans la structure, jouxtant une zone en creux,
revêtir la zone en creux, au moins dans la partie adjacente audit relief d'une couche d'un agent d'adhérisation,
recouvrir la couche d'adhérisation et le relief d'une couche d'un élastomère,
éliminer par abrasion l'élastomère jusqu'à rendre le relief apparent,
effectuer une opération de finition sur les surfaces du relief et de l'élastomère lui conférant leur aspect final.
[0013] Afin de garantir à la pièce un aspect esthétique intéressant, l'opération de finition est de type satinage ou polissage.
[0014] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence au dessin dans lequel:
<tb>les fig. 1 à 6<sep>représentent, en vue cavalière et en coupe, les différentes étapes relatives à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention sur une pièce constitutive d'un fermoir; et
<tb>les fig. 7 à 12<sep>sont des vues en coupe d'une couronne de mise à l'heure pour montre représentée dans les différentes étapes de sa fabrication par le procédé selon l'invention.
[0015] Sur ces figures, les échelles ne sont pas respectées pour rendre plus compréhensibles les différentes étapes du procédé.
[0016] La fig. 1 montre une pièce constitutive d'un fermoir de bracelet 10, en acier inoxydable destiné à être partiellement revêtue d'une couche d'élastomère, par le procédé selon l'invention. La face supérieure a une surépaisseur [Delta]e de 0,05 mm par rapport à la cote e de la partie 10 terminée.
[0017] La face supérieure est ensuite travaillée (fig. 2), par fraisage ou par attaque chimique pour former une creusure 12. Un décor apparaît formant un relief 14, pouvant représenter une marque ou un dessin esthétique. Le pourtour de la creusure 12, également en relief, constitue une cloison en surépaisseur 15 ayant essentiellement une fonction esthétique.
[0018] On relèvera que, si l'état de surface du fond de la creusure 12 n'est pas important, il est par contre primordial que le pourtour du décor soit parfait, celui-ci formant le contraste entre le métal et l'élastomère, comme cela sera expliqué plus loin. La profondeur de la creusure 12 est au minimum de 0,30 mm; elle peut, sans autre atteindre 0,60 mm.
[0019] En variante le décor 14 formant relief pourrait être rapporté, être obtenu par emboutissage ou encore par tout autre procédé connu ou inconnu de l'homme du métier et permettant de former un décor en relief.
[0020] La surface destinée à recevoir l'élastomère est ensuite recouverte d'une couche 16 d'un agent d'adhérisation, visible sur la fig. 3.
[0021] La couche 16 a une épaisseur très faible, de l'ordre de 0,02 mm. Elle est déposée sur la pièce 10 par pulvérisation, les parties devant être épargnées étant protégées par un masque. Il est également possible de faire appel aux techniques de photolithographie. La couche 16 apparaît sur les figures avec une épaisseur exagérée de manière à la rendre apparente.
[0022] En variante, l'agent d'adhérisation peut être éliminé mécaniquement ou chimiquement des zones non recouvertes après seulement que la pièce a été terminée. De la sorte, la couche 16 peut assurer une protection en cours de fabrication.
[0023] On relèvera que le relief ne doit pas nécessairement être recouvert de l'agent d'adhérisation, dès lors que l'élastomère sera ensuite retiré de ces zones-là.
[0024] Après le dépôt de la couche 16, et comme le montre la fig. 4, une couche 18 de l'élastomère est mise en place par surmoulage, selon l'une quelconque des techniques connues, soit l'injection, la compression, l'injection compression, l'injection transferts, etc. Quelle que soit la technique utilisée, la couche 18 recouvrira complètement le décor 14 et la cloison 15 d'au moins 0,05 mm.
[0025] Un nitrile de dureté Shore A comprise entre 60 et 80 convient parfaitement pour de telles applications. On veillera, bien sûr, à choisir un matériau biocompatible.
[0026] L'opération suivante, illustrée à la fig. 5, consiste à enlever la surépaisseur de l'élastomère 18 par abrasion, par exemple au moyen d'une machine à lapider, qui est munie d'une meule. De telles machines sont bien connues de l'homme du métier.
[0027] Enfin, au cours d'une opération de finition, représentée à la fig. 6, l'état de surface est finalisé, par émerisage, satinage ou polissage. C'est au cours de cette opération qu'est enlevée la surépaisseur [Delta]e mentionnée en référence à la fig. 1.
[0028] Les fig. 7 à 12 représentent, vue en coupe, une couronne de mise à heure 20 au cours des différentes étapes conduisant à sa réalisation par un procédé selon l'invention.
[0029] La couronne 20 comprend une partie 22 en métal, en forme de coupelle. Elle est munie, à l'intérieur de la coupelle, d'un tube 24 venu de matière avec la coupelle 22 et percé d'un trou borgne 26 taraudé. La longueur » de la coupelle 22, dans son extrémité pleine 22a, est augmentée d'une valeur [Delta]l environ égale à 0,05 mm. La fabrication de la couronne 20 présente de nombreuses similitudes avec celle de la partie de fermoir décrite précédemment. Les matériaux utilisés et les techniques de travail peuvent être les même. C'est pourquoi les différentes étapes ne seront pas décrites de manière aussi détaillée.
[0030] Dans une première opération (fig. 8), un décor en relief 28 est formé sur la partie extérieure de l'extrémité 22a, par exemple le logo de la marque que portera la montre. La hauteur du décor est avantageusement comprise entre 0,30 et 0,60 mm.
[0031] L'étape suivante, illustrée à la fig. 9, consiste à déposer une couche 30 d'un agent d'adhérisation recouvrant tout l'extérieur de la coupelle 22.
[0032] Un élastomère est ensuite déposé sur la coupelle 22, formant une couche 32 qui recouvre totalement la coupelle 22 et le décor 28. La couche 32 est en surépaisseur de 0,05 mm à 0,10 mm au-dessus du décor 28, comme illustré à la fig. 10. Cette figure montre, en outre, que l'élastomère est également déposé sur la portion cylindrique extérieure de la coupelle 22, formant ainsi la portion de la couronne destinée à être manipulée pour effectuer le remontage ou la mise à l'heure de la montre.
[0033] La couche d'élastomère 32 formant l'extrémité de la couronne 20 est abrasée, jusqu'à voir apparaître le décor 28 (fig. 11). La surface du décor 28 et la portion adjacente 32a de la couche 32 sont ensuite traités pour assurer la terminaison de la surface, enlevant le supplément de longueur [Delta]l, par exemple par satinage ou polissage.
[0034] On relèvera que la portion cylindrique de la couche 32 ne doit pas nécessairement être abrasée dès lors que la liaison avec la portion 32a se fait par une arête.
[0035] Ainsi, tant dans le premier que dans le deuxième mode de réalisation, le relief et l'élastomère adjacent forment des surfaces se trouvant au même niveau et présentant des états similaires.
[0036] De prime abord, un tel résultat peut paraître surprenant dès lors que le matériau inorganique, par exemple un métal tel que l'acier inoxydable notamment, et les élastomères, présentent des duretés différentes et réagissent différemment aux abrasifs. Malgré cela, l'expérience montre que, dans la mesure où l'épaisseur de la couche d'élastomère est ajustée de manière satisfaisante, dans tous les cas supérieure ou égale à 0,25 mm après les opérations de terminaison, les surfaces adjacente du métal et de l'élastomère sont jointives et au même niveau.
[0037] Dans les exemples donnés, l'élastomère est un nitrile dont la dureté Shore A est comprise entre 60 et 80. Il est évident que d'autres élastomères pourraient aussi être utilisés, notamment des élastomères thermoplastiques. La gamme de dureté joue toutefois un rôle important. Si le matériau organique utilisé présente une dureté plus faible que 60, il est difficile d'obtenir un raccord parfait entre les deux surfaces.
[0038] Le matériau inorganique est un métal. Il est également possible d'envisager l'usage d'un autre type de matériau, par exemple une pierre telle que du granit. Il devra toutefois présenter une dureté suffisamment faible pour pouvoir être abrasée en même temps que le thermoplastique.
[0039] L'homme du métier veillera, bien sûr à n'utiliser que des matériaux biocompatibles, tant en ce qui concerne le matériau inorganique que l'élastomère.
[0040] Ainsi, grâce au procédé décrit, il est possible de réaliser des pièces constituées à la fois de métal et d'un élastomère, reliées l'une à l'autre sans solution de continuité, dès lors qu'elles ont des surfaces apparentes d'aspect similaire, par exemple poli ou satiné.
The present invention relates to parts provided with a coating, and more particularly to parts comprising a metal structure and partially covered with an elastomer, thermoplastic or non-thermoplastic type. Such parts can be used in particular in the field of watchmaking or jewelery, but also in other commonly used objects such as mobile phones for example.
A part of this type is described in EP 1 350 438 in the name of the applicant. Its metal part, made for example of stainless steel or brass, is coated with an elastomer such as a synthetic rubber. This room is also furnished with stones.
The combination of rubber and stone gives the room an original appearance, allowing a contrast between the clarity of the stones and the dark side of the rubber.
However, it is difficult to emphasize the metal as well because the connection between one or more apparent metal portions and the rubber lack of precision, because of the techniques of introduction of this material, for example overmolding, which do not guarantee sufficient accuracy.
The object of the present invention is to allow such a connection.
For this purpose, the part comprises a structure of inorganic material, preferably metal, provided with a relief decoration and an elastomer layer adjacent to this relief, a layer of bonding agent being interposed between the structure and the elastomer layer. According to the invention, the relief and the elastomer layer have apparent surfaces whose state is similar, connected to each other without a solution of continuity. Since the surface conditions are similar, made with the same tools, a continuous surface is obtained, having a homogeneous appearance, despite the contrast of the materials used and their very different physical and mechanical characteristics.
The metal may especially be selected from stainless steel, titanium and gold.
The elastomer is advantageously chosen so that its Shore A hardness is between 60 and 80. In this way, one obtains good working conditions and good wear resistance.
[0008] Nitrile polymers are particularly well suited for this type of application.
However, it is also possible to use a thermoplastic elastomer.
The relief may be disposed in the central portion of the elastomer layer. It can also form a frame surrounding the elastomer layer.
The surfaces of the elastomer layer and the relief advantageously have a satin or polished state.
The present invention also relates to a method of manufacturing a part as defined above, from a metal structure. This process comprises the following steps:
define a relief in the structure, adjacent to a recessed area,
coating the hollow zone, at least in the portion adjacent to said relief, with a layer of a bonding agent,
covering the adhesion layer and the relief with a layer of an elastomer,
remove by abrasion the elastomer until the relief appears,
perform a finishing operation on the surfaces of the relief and the elastomer giving them their final appearance.
In order to guarantee the piece an attractive appearance, the finishing operation is of the satin or polishing type.
The invention will be better understood on reading the description which follows, given by way of example and with reference to the drawing in which:
<tb> figs. 1 to 6 <sep> represent, in a cavalier view and in section, the various steps relating to the implementation of the method according to the invention on a component part of a clasp; and
<tb> figs. 7 to 12 <sep> are sectional views of a watch setting ring shown in the different stages of its manufacture by the method according to the invention.
In these figures, the scales are not respected to make more understandable the different steps of the process.
FIG. 1 shows a constituent part of a bracelet clasp 10, made of stainless steel intended to be partially coated with an elastomer layer, by the method according to the invention. The upper face has a thickness [Delta] e of 0.05 mm compared to the dimension e of the completed part 10.
The upper face is then worked (Figure 2) by milling or etching to form a hollow 12. A decoration appears forming a relief 14, which can represent a mark or an aesthetic design. The perimeter of the recess 12, also in relief, is a partition made of extra thickness 15 having essentially an aesthetic function.
It will be noted that, if the surface of the bottom of the hollow 12 is not important, it is essential that the perimeter of the decor is perfect, it forming the contrast between the metal and the elastomer, as will be explained later. The depth of the hollow 12 is at least 0.30 mm; it can, without further reaching 0.60 mm.
Alternatively the decor 14 forming relief could be reported, be obtained by stamping or by any other method known or unknown to those skilled in the art and to form a decoration in relief.
The surface intended to receive the elastomer is then covered with a layer 16 of a bonding agent, visible in FIG. 3.
The layer 16 has a very small thickness, of the order of 0.02 mm. It is deposited on the part 10 by spraying, the parts to be spared being protected by a mask. It is also possible to use photolithography techniques. The layer 16 appears in the figures with an exaggerated thickness so as to make it apparent.
Alternatively, the bonding agent may be removed mechanically or chemically uncovered areas after only the part has been completed. In this way, the layer 16 can provide protection during manufacture.
It will be noted that the relief does not necessarily have to be covered with the bonding agent, since the elastomer will then be removed from these areas.
After the deposition of the layer 16, and as shown in FIG. 4, a layer 18 of the elastomer is set up by overmolding, according to any one of the known techniques, namely injection, compression, injection compression, transfer injection, etc. Whatever the technique used, the layer 18 will completely cover the decoration 14 and the partition 15 by at least 0.05 mm.
A nitrile of Shore A hardness between 60 and 80 is ideally suited for such applications. Of course, you will have to choose a biocompatible material.
The following operation, illustrated in FIG. 5, consists in removing the excess thickness of the elastomer 18 by abrasion, for example by means of a stoning machine, which is provided with a grinding wheel. Such machines are well known to those skilled in the art.
Finally, during a finishing operation, shown in FIG. 6, the surface condition is finalized, by emery, satin or polishing. It is during this operation that the excess thickness [Delta] e mentioned with reference to FIG. 1.
Figs. 7 to 12 show, in section, a setting crown 20 during the various steps leading to its completion by a method according to the invention.
The ring 20 comprises a portion 22 of metal, cup-shaped. It is provided, inside the cup, a tube 24 integral with the cup 22 and pierced with a blind hole 26 threaded. The length "of the cup 22, in its full end 22a, is increased by a value [Delta] 1 approximately equal to 0.05 mm. The manufacture of the crown 20 has many similarities with that of the clasp portion described above. The materials used and the working techniques can be the same. This is why the different steps will not be described in such a detailed way.
In a first operation (FIG 8), a relief decoration 28 is formed on the outer portion of the end 22a, for example the logo of the mark that will wear the watch. The height of the decoration is advantageously between 0.30 and 0.60 mm.
The next step, illustrated in FIG. 9, consists in depositing a layer 30 of a bonding agent covering the entire outside of the cup 22.
An elastomer is then deposited on the cup 22, forming a layer 32 which completely covers the cup 22 and the decoration 28. The layer 32 is in excess of 0.05 mm to 0.10 mm above the decor 28 as shown in fig. 10. This figure shows, in addition, that the elastomer is also deposited on the outer cylindrical portion of the cup 22, thus forming the portion of the crown to be manipulated to perform the winding or setting the time of the shows.
The elastomer layer 32 forming the end of the crown 20 is abraded until the decoration 28 appears (FIG 11). The surface of the decoration 28 and the adjacent portion 32a of the layer 32 are then treated to ensure the termination of the surface, removing the extra length [Delta] 1, for example by satin or polishing.
It will be noted that the cylindrical portion of the layer 32 need not be abraded when the connection with the portion 32a is by a ridge.
Thus, both in the first and in the second embodiment, the relief and the adjacent elastomer form surfaces at the same level and having similar states.
At first glance, such a result may seem surprising since the inorganic material, for example a metal such as stainless steel in particular, and elastomers, have different hardnesses and react differently to abrasives. Despite this, experience shows that, insofar as the thickness of the elastomer layer is satisfactorily adjusted, in all cases greater than or equal to 0.25 mm after the termination operations, the adjacent surfaces of the metal and elastomer are joined and at the same level.
In the examples given, the elastomer is a nitrile whose Shore A hardness is between 60 and 80. It is obvious that other elastomers could also be used, including thermoplastic elastomers. The hardness range, however, plays an important role. If the organic material used has a hardness lower than 60, it is difficult to obtain a perfect connection between the two surfaces.
The inorganic material is a metal. It is also possible to envisage the use of another type of material, for example a stone such as granite. It must, however, have a sufficiently low hardness to be abraded at the same time as the thermoplastic.
Those skilled in the art will take care, of course, to use only biocompatible materials, both as regards the inorganic material and the elastomer.
Thus, thanks to the method described, it is possible to produce parts consisting of both metal and an elastomer, connected to one another without a solution of continuity, since they have surfaces. apparent similar appearance, for example polished or satin.