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Imitationsschmuckstein mit einem aus durchsichtigem Werkstoff bestehenden
Schmucksteinformkörper und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft
einen Imitationsschmuckstein mit einem aus durchsichtigem Werkstoff bestehenden
Schmucksteinformkörper. Es ist bekannt, bei solchen Imitationsschmuckstesnen zur
Erzeugung der optischen Wirkung entweder den ganzen Schmucksteinformkörper oder
einzelne Flächen desselben mit einem auf-seiner Oberfläche aufgebrachten Belag,
welcher reflexionserhöhend oder reflexionsvermindernd sein kann, oder derFarbeffekte
infolgeInterferenz zeigen kann, zuversehen. Eine besondere Ausführungsart eines
solchen Schmucksteines besitzt auf der vom Beschauer abgewandten Seite eine undurchsichtige
Vollverspiegelung, während die dem Beschauer zugewandte Seite schichtfrei ist. Mit
einem solchen Schmuckstein soll in Verbindung mit einem bestimmten Schliff häufig
das Aussehen eines Brillanten nachgeahmt werden. Es ist jedoch sehr schwierig, das
starke Funkeln eines echten Brillanten zu erzielen. Der bei solchen Imitationsschmucksteinen
angewandte rückseitige metallische Belag zeigt nämlich bloß die Wirkung metallischen
Glänzens, aber kein richtiges Funkeln, d. h. kein ständiges Schwanken zwischen hohen
und niederen Extremwerten der Reflexion. Das »Feuer« eines Brillanten beruht darauf,
daß ein Lichtstrahl, wenn er gerade unter einem Einfallswinkel, der Totalreflexion
erlaubt, auf eine Grenzfläche Diamant-Luft auftrifft, mit hoher Intensität zurückgeworfen
wird und in das Auge des Betrachters fallen kann, wobei dieser Lichtreflex für den
Betrachter aber im nächsten Moment verschwindet, wenn die Orientierung der betreffenden
Fläche gegenüber dem Lichtstrahl z. B. infolge einer leichten Handbewegung eines
Ringträgers geändert wird. Erfindungsgemäß kann dieser Effekt auf einfache Weise
imitiert werden.
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Ein Imitationsschmuckstein nach der Erfindung mit einem aus durchsichtigem
Werkstoff bestehenden Schmucksteinformkörper, welcher sowohl auf der vom Beschauer
abgewandten als auch auf der dem Beschauer zugewandten Seite mit einem auf seiner
Oberfläche aufgebrachten reflexionserhöhenden Belag versehen ist, ist dadurch gekennzeichnet,
daß der genannte Belag auf der dem Beschauer zugewandten Seite eine Durchbrechung
aufweist.
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Wie bei erfindungsgemäßen Schmucksteinen der bessere Imitationseffekt
erzielt wird, wird an Hand der beschriebenen Ausführungsbeispiele erläutert.
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Die F i g. 1 a und 1 b zeigen einen auf der vom Beschauer abgewandten
Seite verspiegelten Schmuckstein, bei dem die eine Hälfte der dem Beschauer zugewandten
Seite mit einem die Reflexion erhöhenden Belag versehen ist, während die andere
Hälfte frei ist. Die freie Hälfte stellt die Durchbrechung des reflexionserhöhenden
Belages dar.
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Die F i g. 2 a und 2 b zeigen einen ähnlichen Schmuckstein, bei welchem
jedoch der reflexionserhöhende Belag nur an den Schrägflächen, die auf der dem Beschauer
zugewandten Seite des Schmucksteinformkörpers liegen, durchbrochen ist.
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Dagegen zeigen die F i g. 3 a und 3 b einen Schmuckstein, bei welchem
von den auf der dem Beschauer zugewandten Seite gelegenen Flächen des Schmucksteinformkörpers
nur diejenigen mit dem reflexionserhöhenden Belag versehen sind, die Schrägflächen
bilden, während die Tafelfläche von dem genannten Belag frei ist.
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In allen Figuren bedeutet 1 den Schmucksteinformkörper. Dieser kann
einen beliebigen Schliff aufweisen. Zum Zweck der Beschreibung der vorliegenden
Erfindung werden einerseits die auf der dem Beschauest zugewandten Seite gelegenen
Flächen betrachtet, die in den Figuren mit 2 und 3 bezeichnet sind; es können bei
andersgeformten Steinen noch mehr solcher Flächen vorhanden sein. Andererseits werden
die auf der vom Beschauer abgewandten Seite gelegenen Oberflächenteile betrachtet,
die summarisch mit 4 bezeichnet sind. Die Flächen 4 sind in an sich bekannter Weise
mit einem reflexionserhöhenden Belag versehen, der als Vollverspiegelung oder teillichtdurchlässige
Verspiegelung ausgebildet ist. Als Verspiegelung können aufgedampfte oder chemisch
aufgebrachte metallische Schichten z. B. aus Silber oder Aluminium verwendet werden.
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Auch die dem Beschauer zugewandten Flächen besitzen einen reflexionserhöhenden
Belag, der in den
Figuren durch Schraffierung angedeutet ist. Dieser
vorderseitige teildurchlässige, reflektionserhöhende Belag ist erfindungsgemäß mit
einer Durchbrechung ausgebildet, welche eine besondere Aufgabe erfüllt.
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Durch die Umhüllung fast des ganzen Steines mit einem reflexionserhöhenden
Belag entsteht nämlich im Innern des Steines ein Strahlungshohlraum. Durch die wenigstens
auf der dem Beschauer zugewandten Seite teillichtdurchlässige reflexionserhöhende
Schicht hindurch dringen Lichtstrahlen in diesen Hohlraum ein und werden dort von
den spiegelnden Wänden mehrfach hin und her reflektiert. Bei jeder Reflexion an
einer teildurchlässigen Begrenzungsfläche tritt ein Teil des Lichtes wieder nach
außen aus, am meisten Licht tritt aber durch die Durchbrechung im reflexionserhöhenden
Belag aus. Die Durchbrechungsstelle bewirkt eine Konzentration des austretenden
Lichtes. Dieses ist aber nicht gleichmäßig über alle Richtungen verteilt. Wegen
der zahlreichen Reflexionsmöglichkeiten im Innern des Steines an den verschiedenen
spiegelnden Facetten gibt es zahlreiche Vorzugsrichtungen, in welche das Licht zurückgeworfen
wird und dann durch die Durchbrechungsstelle nach außen gelangt. Die erwähnte Lichtkonzentration
und Richtungsverteilung haben zur Folge, daß ein solcher Schmuckstein auch bei sehr
schwacher Raumbeleuchtung ein intensives Funkeln zeigt. Geringste Änderungen .der
Orientierung des Schmucksteines gegenüber dem betrachtenden Auge lassen nacheinander
die aus dem Stein in verschiedenen Richtungen austretenden Lichtstrahlen ins Auge
fallen, was in Verbindung mit der erhöhten Intensität den Eindruck des Funkelns
erzeugt.
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Ein weiterer Effekt, der zur guten Imitationswirkung beiträgt, ist
folgender: Bei echten Brillanten erleidet das eindringende Licht beim Durchgang
durch die brechende Grenzfläche eine starke Dispersion, d. h., es tritt eine Zerlegung
in die verschiedenen Spektralfarben auf. Die verschiedenfarbigen Lichtstrahlen besitzen
im Innern des Steines eine verschiedene Richtung, und bei jeder nachfolgenden Reflexion
wird die räumliche Trennung zwischen den verschiedenfarbigen Strahlen verstärkt.
Wenn diese genügend stark ist, wird das in verschiedenen Richtungen aus dem Stein
austretende Licht farbig. Das betrachtende Auge sieht dann, wenn der Stein bewegt
wird, einen fortwährenden Wechsel der Reflexionsfarbe.
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Der gleiche Effekt wird auch mit dem erfindungsgemäßen künstlichen
Schmuckstein erzielt. Auch bei diesem wird das eindringende Licht als Folge der
Dispersion des Materials des Schmucksteinformkörpers spektral zerlegt. Dieser Effekt
wäre aber bei den für künstliche Schmucksteine meist verwendeten verhältnismäßig
niederbrechenden Materialien so gering, daß er mit freiem Auge nicht bemerkt werden
könnte. Durch den reflexionserhöhenden Belag aber wird jeder eintretende Lichtstrahl
im Innern des Steines so oft hin und her reflektiert; daß die räumliche Trennung
beobachtbar wird. Zwar sind schon Schmucksteine mit einem allseitig aufgebrachten
reflexionserhöhenden Belag bekanntgeworden. Bei diesen wurde aber der erfindungsgemäß
beabsichtigte Effekt nicht erzielt, weil der Lichtaustritt aus dem Stein nicht durch
eine Blende - die Durchbrechungsstelle nach vorliegender Erfindung nämlich -, begrenzt
war. Es bestand das Dilemma, daß man zwischen einem stark reflektierenden Belag,
der das in einer bestimmten Betrachtungsrichtung austretende Licht schwächte, oder
einem schwach reflektierenden Belag, der die Dispersion nicht genügend verstärkte,
wählen mußte. Die Erfindung erlaubt hingegen, das Reflexionsvermögen des Belages
hinreichend groß zu wählen, denn die Lichtstrahlen, die durch die Durchbrechungsstelle
austreten, besitzen eine viel höhere Intensität als die Strahlen, die durch einen
teildurchlässigen Belag hindurch nach außen gelangen könnten.
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Die Ausbildung des reflexionserhöhenden Belages mit einer Durchbrechungsstelle
hat offenbar eine Blendenwirkung zur Folge, so daß schon eine schwache Dispersion
sichtbar wird, indem ein vom Innern des Steines herkommendes Bündel verschiedengerichteter
farbiger Strahlen durch den Rand des Belages an der Durchbrechungsstelle beschnitten
wird. Es kann dann nur ein Teil dieser Strahlen nach außen gelangen, das austretende
Licht ist demgemäß nicht mehr weiß, sondern zeigt ein je nach Blickrichtung wechselndes
Farbenspiel.
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Das Aufbringen der für die Durchführung der Erfindung benötigten durchbrochenen
reflexionserhöhenden Beläge auf die Schmucksteinformkörper erfolgt in erster Linie
im Vakuum in der Weise, daß diese Beläge unter Benutzung von Abdeckmasken an den
Durchbrechungsstellen aufgedampft werden. Zur Erzielung eigenartiger Schmuckwirkungen
ist es dabei oft empfehlenswert, die Durchbrechungsstelle mit verlaufenden Rändern
auszubilden, indem die Masken während des Aufdampfens relativ zu den zu bedampfenden
Schmucksteinformkörpern bewegt werden oder indem die Masken während des Aufdampfens
in einem bestimmten Abstand von den zu bedampfenden Schmucksteinformkörpern gehalten
werden. Die Durchbrechungsstelle des reflexionserhöhenden Belages selbst kann unbelegt
bleiben oder sogar zur Erhöhung ihrer Lichtdurchlässigkeit mit einem wenigstens
für einen Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes reflexionsvermindernden Belag
in an sich bekannter Weise versehen werden.