EP0098660A1 - Glace de montre en matière minérale - Google Patents

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EP0098660A1
EP0098660A1 EP83200985A EP83200985A EP0098660A1 EP 0098660 A1 EP0098660 A1 EP 0098660A1 EP 83200985 A EP83200985 A EP 83200985A EP 83200985 A EP83200985 A EP 83200985A EP 0098660 A1 EP0098660 A1 EP 0098660A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
layer
wafer
glass
titanium nitride
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP83200985A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Robert Soder
Erich Stettler
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.)
Hans Stettler AG
Original Assignee
Hans Stettler AG
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
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • G04B39/00—Watch crystals; Fastening or sealing of crystals; Clock glasses
    • G04B39/004—Watch crystals; Fastening or sealing of crystals; Clock glasses from a material other than glass
    • G04B39/006—Watch crystals; Fastening or sealing of crystals; Clock glasses from a material other than glass out of wear resistant material, e.g. sapphire

Definitions

  • the new ultra-thin quartz resonator electronic movements have, for current diameters of about 25 mm, a total thickness of only 4.5 mm and less. So a cavity with a depth of 4.6 mm is enough to accommodate the movement of the dial and the hands.
  • the present invention relates to a watch crystal in mineral material, characterized in that it is composed of a first plate in transparent mineral material and of a hardness greater than 6 according to the MOSH scale. and a second plate of mineral material, transparent or not, welded to the first plate, with the same contour as the first plate and having a cutout defining with the first plate a cavity capable of receiving an ultra-thin watch movement and its time display means.
  • the strap attachments can be adapted either to the removable bottom or to the intermediate plate.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a crystal as defined above, characterized in that the junction zones of the two plates are metallized and that they are welded by means of a welding material for metals. Metallization simultaneously conceals the weld.
  • the single figure in the drawing represents a partial sectional view of a compound glass with its removable bottom.
  • the crystal 1 is constituted by a polished sapphire plate. It is welded to a plate 2 having a cutout 3 defining with the sapphire plate 1 a cavity in which can be housed a movement not shown provided with its dial and its hands.
  • the plate 2 can be made of sapphire, ceramic or metal or other materials which will be specified in the examples which follow.
  • the bottom 4 is formed by a simple very thin metal plate fixed by screws 5 screwed into metal studs 6 embedded in the plate 2. The sealing is ensured by a thin gasket of flexible material 7 or by an elastomeric adhesive material .
  • a circular or rectangular glass or any other shape, bevelled or with a faceted edge, is provided in the area to be welded with a very thin layer of chromium.
  • the thickness of this layer is below the crystallization threshold for chromium, so that it is transparent.
  • On this layer of chrome we deposit, by vacuum evaporation, a gold layer for which the chromium layer constitutes a chemical anchoring layer allowing a very solid fixation of the gold layer.
  • On the gold layer is deposited by evaporation a layer of -nickel which is then reinforced by a galvanic deposition of nickel.
  • the second wafer 2 is also metallized by vacuum evaporation and galvanically, but only for the purpose of allowing welding.
  • the chromium layer can therefore be greater and on this chromium layer can be directly deposited a layer of nickel.
  • the two plates thus prepared are welded with a solder containing silver and giving an extremely solid bond.
  • a metal powder is deposited, composed of 86% molybdenum, 12% manganese and 2% chromium oxide Cr 2 O 3 , which is heated to 1100 °. vs.
  • the metals attach very securely to the surface of the sapphire. Chromium oxide partially diffuses into the crystal network of sapphire, causing a red coloration. The longer the heat treatment, the darker the coloration. The area thus prepared is weldable. By the ruby red coloration the welding area is hidden and there is an aesthetic effect.
  • the surface to be welded of plate 2 made of polycrystalline alumina, quartz or another ceramic material, is treated in the same way as plate 1. The two plates are then welded as in Example 1.
  • a preparation of a liquid containing 50 to 70Z of silver is deposited, sold commercially under the brand (DEMETRON, DEGUSSA) for the creation of conductive paths in the electronic circuits with ceramic substrate, to which was added 0.5 to 10Z of titanium nitride in calibrated powder or in flakes.
  • the preparation gives, after heat treatment, a weldable surface with very good adhesion, but the appearance of the weld visible through the glass is not pleasant.
  • the addition of titanium nitride thanks to the golden color particles takes on a glittery gold appearance, creating an original aesthetic effect.
  • the wafer 2 is metallized by the same process or by another process so as to obtain a weldable zone.
  • the transparent plate 1 can be made of another hard material than sapphire.
  • the wafer 2 it can be made of the same material as the wafer 1, that is to say a transparent material or, for example, the following materials: alumina oxide, translucent, white or tinted, tungsten carbide with or without coating of titanium nitride, silicon carbide, boron or titanium, titanium nitride, cermets, smoked or pure quartz, pink or purple with inclusion of rutile or asbestos, silicates with or without inclusion, opals , jade, nephrite or a weldable metal, for example an alloy containing nickel.
  • a transparent material or, for example, the following materials: alumina oxide, translucent, white or tinted, tungsten carbide with or without coating of titanium nitride, silicon carbide, boron or titanium, titanium nitride, cermets, smoked or pure quartz, pink or purple with inclusion of rutile or asbestos, silicates with or without inclusion, opals , jade, nephrite or
  • the metallization of the transparent sapphire plate can be achieved by means of a metal other than gold, for example with silver, platinum, rhodium, ruthenium, palladium, iridium or chromium tinted or not.
  • Titanium nitride containing titanium carbide also has a metallic appearance like gold and can be deposited by cathodic evaporation of titanium in the presence of nitrogen and traces of organic vapors.
  • the back could be made of a material other than metal, for example sapphire.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

La glace est composée d'une première plaquette en matière minérale transparente (1) et d'une seconde plaquette en matière minérale (2) présentant une découpe définissant avec la première plaquette (1) une cavité (3) apte à recevoir un mouvement d'horlogerie extra-plat et ses moyens d'affichage de l'heure. Les deux plaquettes sont métallisées et soudées; La zone de jonction peut être revêtue d'une couhe de nitrure de titane, contenant éventuellement du carbure de titane, ou d'une autre composition destinée à chacher la soudure et à créer un effet esthétique original.

Description

  • La tendance actuelle est de construire des montres toujours plus minces avec des matériaux de plus en plus durs. On cherche à réduire l'épaisseur de la boite en logeant les aiguilles et les chiffres en relief dans une glace aménagée en cavité. De telles glaces en saphir synthétiques revidées, monolithiques, sont déjà dans le commerce. Leur fabrication et surtout leur polissage sont très difficile et onéreux et s'accompagnent d'une perte importante de saphir.
  • D'autre part, il est connu de munir une glace en saphir plate et polie d'un anneau périphérique en saphir, en verre, ou en céramique semi-transparente, fixée par liaison céramique, de manière à former une cavité dans laquelle peuvent être logés les éléments d'affichage __horaires de la montre (LA SUISSE HORLOGERE No.18,1er Mai 1980).
  • On a également proposé de réaliser une boite de montre au moyen d'une glace plane en saphir collée sur une carrure en matière minérale dure présentant approximativement la même dureté et le même coefficient de dilatation (brevet CH 622 151).
  • Les nouveaux mouvements électroniques à résonateur à quartz extra-plats, avec seconde au centre et avec quantième, ont, pour des diamètres courants d'environ 25 mm, une épaisseur totale de seulement 4,5 mm et moins. Il suffit donc d'une cavité d'une profondeur de 4,6 mm pour y loger le mouvement le cadran et les aiguilles.
  • Partant de cette constatation, la présente invention a pour objet une glace de montre en matière minérale, caractérisée par le fait qu'elle est composée d'une première plaquette en matière minérale transparente et d'une dureté supérieure à 6 selon l'échelle MOSH et d'une seconde plaquette en matière minérale, transparente ou non, soudée à la première plaquette, de même contour que la première plaquette et présentant une découpe définissant avec la première plaquette une cavité apte à recevoir un mouvement d'horlogerie extra-plat et ses moyens d'affichage de l'heure.
  • Il suffit de fermer la cavité obtenue par un fond, pour obtenir une montre sans carrure. Les attaches du bracelet peuvent être adaptées soit au fond amovible, soit à la plaquette intermédiaire.
  • L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une glace telle que définie ci-dessus, caractérisé en ce qu'on métallise les zones de jonction des deux plaquettes et qu'on les soude au moyen d'un matériau de soudure pour métaux. La métallisation a simultanément pour effet de dissimuler la soudure.
  • Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention.
  • L'unique figure du dessin représente une vue partielle en coupe d'une glace composée avec son fond amovible.
  • La glace 1 est constituée par une plaquette en saphir poli. Elle est soudée à une plaquette 2 présentant une découpe 3 définissant avec la plaquette de saphir 1 une cavité dans laquelle peut être logé un mouvement non représenté muni de son cadran et de ses aiguilles. La plaquette 2 peut être en saphir, en céramique ou en métal ou en d'autres matériaux qui seront précisés dans les exemples qui suivent. Le fond 4 est constitué par une simple plaquette métallique très mince fixée par des vis 5 vissées dans des plots métalliques 6 noyés dans la plaquette 2. L'étanchéité est assurée par une mince garniture de joint en matière souple 7 ou par une matière adhésive élastomère.
  • La réalisation de cette glace sera illustrée au moyen de quelques exemples.
    • Exemple I
  • Une glace circulaire ou rectangulaire ou de toute autre forme, biseautée ou à bord facetté, est munie dans la zone à souder d'une très mince couche de chrome. L'épaisseur de cette couche se trouve au-deessous du seuil de cristallisation du chrome, de telle sorte qu'elle est transparente. Sur cette couche de chrome on dépose, par évaporation sous vide, une couche d'or pour laquelle la couche de chrome constitue une couche d'ancrage chimique permettant une fixation très solide de la couche d'or. Sur la couche d'or on dépose par évaporation une couche de -nickel qui est ensuite renforcée par un dépôt galvanique de nickel. La seconde plaquette 2 est également métallisée par évaporation sous vide et par voie galvanique, mais uniquement dans le but de permettre un soudage. La couche de chrome peut donc être plus importante et sur cette couche de chrome on peut directement déposer une couche de nickel. Les deux plaquettes ainsi préparées sont soudées avec une soudure contenant de l'argent et donnant une liaison extrêmement solide.
    • Exemple II
  • Sur la zone de soudure de la plaquette 1 en saphir poli, on dépose une poudre métallique composée de 86% de molybdène, 12% de manganèse et 2% d'oxyde de chrome Cr2O3, que l'on chauffe à 1100°C. Les métaux se fixent très solidement à la surface du saphir. L'oxyde de chrome diffuse partiellement dans le réseau cristallin du saphir en provoquant une coloration rouge. Plus on prolonge le traitement thermique, plus la coloration devient foncée. La zone ainsi préparée est soudable. Par la coloration rouge rubis la zone de soudage est cachée et il en ressort un effet esthétique. La face à souder de la plaquette 2, en alumine polycristalline, en quartz ou en une autre matière céramique, est traitée de la même manière que la plaquette 1. Les deux plaquettes sont ensuite soudées comme dans l'exemple 1.
    • Exemple III :
  • Sur la zone de soudure de la plaquette 1 en saphir poli, on dépose une préparation d'un liquide contenant 50 à 70Z d'argent, vendue- dans le commerce sous la marque (DEMETRON,DEGUSSA) pour la création de voies conductrices dans les circuits électroniques à substrat céramique, à laquelle on a ajouté 0,5 à 10Z de nitrure de titane en poudre calibrée ou en paillettes. La préparation, telle qu'on la trouve dans le commerce, donne, après traitement thermique, une surface soudable de très bonne adhérence, mais l'aspect de la soudure visible à travers la glace n'est pas plaisant. L'addition de nitrure de titane, grâce aux particule de couleur dorée prend un aspect d'or pailleté, créant un effet esthétique original.
  • La plaquette 2 est métallisée par le même procédé ou par un autre procédé de manière à obtenir une zone soudable.
  • La plaquette transparente 1 peut être en une autre matière dure que le saphir. On peut utiliser, par exemple, le rubis de faible teinte, le spinel, le quartz pur et le quartz faiblement fumé, les verres minéraux durcis teintés ou non et, pour des raisons de propriété optique, d'indice de réfraction et de dispersion chromatique, le rutile et le zircon. Ces deux derniers matériaux se justifient lors de l'exécution des bords des glaces en forme de facettes. D'une manière générale on utilisera toute matière transparente d'une dureté supérieure à 6 selon l'échelle MOHS.
  • Quant à la plaquette 2 elle peut être constituée du même matériau que la plaquette 1, c'est-à-dire un matériau transparent ou, par exemple, des matériaux suivants: oxyde d'alumine, translucide, blanc ou teinté, carbure de tungtène avec ou sans revêtement de nitrure de titane, carbure de silicium, de bore ou de titane, nitrure de titane, cermets, quartz fumé ou pur, rose ou violet avec inclusion de rutile ou d'amiante, des silicates avec ou sans inclusion, opales, jade, néphrite ou encore un métal soudable, par exemple un alliage contenant du nickel.
  • La métallisation de la plaquette de saphir transparent, dont le but est de cacher la soudure, peut être réalisée au moyen d'un autre métal que l'or, par exemple avec de l'argent, du platine, du rhodium, du ruthénium, du palladium, de l'iridium ou du chrome teinté ou non. Le nitrure de titane contenant du carbure de titane a également un aspect métallique comme l'or et peut être déposé par évaporation cathodique du titane en présence d'azote et de trace de vapeurs organiques.
  • Dans le but d'augmenter la transparence de la glace complète et de la rendre quasi invisible on peut supprimer ses reflets en déposant une couche antiréfléchissante telle qu'utilisée en optique.
  • Selon une autre variante d'exécution le fond pourrait être en une autre matière que le métal, par exemple en saphir.

Claims (9)

1. Glace de montre en matière minérale, caractérisée par le fait qu'elle est composée d'une première plaquette en matière minérale-transparente d'une dureté supérieure à 6 selon l'échelle MOHS et d'une seconde plaquette en matière minérale, transparente ou non, soudée à la première plaquette, de même contour que la première plaquette et présentant une découpe définissant avec la première plaquette une cavité apte à recevoir un mouvement d'horlogerie extra-plat et ses moyens d'affichage de l'heure.
2. Glace selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la zone de jonction de la première plaquette à la seconde plaquette est métallisée.
3. Glace selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite zone de jonction est revêtue d'une couche de nitrure de titane contenant éventuellement du carbure de titane.
4. Glace selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la zone de jonction entre la première et la seconde plaquette contient des paillettes constituées de nitrure de titane procurant un effet d'or pailleté.
5. Procédé de fabrication d'une galce de montre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on métallise les zones de jonction des deux plaquettes et qu'on les soude au moyen d'un matériau de soudure des métaux.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on dépose préalablement, sur la zone à métalliser de la première plaquette en saphir poli, une couche de chrome d'épaisseur inférieure au seuil de cristallisation, puis dépose successivement une couche d'or et une couche de nickel par évaporation, cette dernière couche étant ensuite renforcée par dépôt galvanique.
7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la métallisation de la première plaquette en saphir poli et de la seconde plaquette est réalisée par déposition d'une poudre métallique composée de 86% de molybdène, 12% de maganèse et 2% d'oxyde de chrome Cr2O3 chauffée à 1100°C, le chauffage de la poudre sur la plaquette en saphir étant effectué jusqu'à l'obtention d'une coloration rouge.
8. procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la métallisation de la première plaquette ou des deux plaquettes est réalisée par la déposition d'une préparation liquide contenant 50 à 70Z d'argent et 0,5 à 10% de nitrure de titane.
9. Procédé selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'on dépose une couche antiréfléchissante sur les faces de la glace.
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Inventor name: SODER, ROBERT