形成整体的透明钟表构件的方法 |
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| 申请号 | CN201280049043.8 | 申请日 | 2012-10-02 | 公开(公告)号 | CN103917926B | 公开(公告)日 | 2016-10-12 |
| 申请人 | ETA瑞士钟表制造股份有限公司; | 发明人 | C·波费特; P·盖施特; X·廷古利; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于形成透明的钟表构件（1）的方法，该钟表构件包括顶表面（2）和底表面（3），其中：选择可聚合的透明材料（5）；将柔性的母模（9）施加到板（15）上，其中所述模具的一个 接触 表面（10）是底表面（3）的阴模并且由边缘（11）界定，所述模具（9）包括毛细管网（14）；借助边缘（11）密封地紧靠在板（6）上而形成腔体（17），所述板的一个接触表面（7）是前述顶表面（2）的阴模；腔体（17）填充通过毛细管网（14）注射的材料（5）；材料（5）聚合以获得刚性的构件（1）；通过所述柔性模具（9）的 变形 而将构件（1）从板中取出。通过紫外线辐照提高了所述构件（1）的硬度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于形成光学透明的整体式的单层的钟表构件(1)的方法，所述钟表构件包括由边缘(4)连接的顶表面(2)和底表面(3)，所述边缘(4)在所述钟表构件(1)的厚度中延伸，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 形成整体的透明钟表构件的方法技术领域[0001] 本发明涉及一种用于形成透明的整体式钟表构件的方法，该构件包括由边缘连接的顶表面和底表面，所述边缘在所述构件的厚度中延伸。 [0002] 本发明还涉及利用所述方法制造钟表构件的用途。 [0003] 本发明还涉及包括根据所述方法制造的至少一个构件的钟表机芯。 [0004] 本发明还涉及包括根据所述方法制造的至少一个构件的钟表。 [0005] 本发明还涉及一种称为“神秘”钟表的钟表，其包括至少一个利用所述方法制造的主机板。 背景技术[0006] 用模制材料制成的透明组件代替矿物来源的透明组件提供了一种功能性的替代方案，其生产成本低且完全不依赖于高档透明材料的特定供应源。 [0007] 然而，一方面，模制透明零件由于难以以具有足够再现性的质量模制非常薄的零件而较厚。另一方面，这些已知塑料材料的耐磨性、特别是耐刮性非常普通。因此，其在钟表的外部构件—表壳的中间部件、表圈或表镜—中的应用总是受到限制。 [0009] 在钟表制造中，使构件——尤其是那些经受环境和使用者所造成的应力的钟表外部构件——具有大的表面硬度是有益的。这些构件还必须具有一些诸如弹性、刚性或相反具有柔性或特定的光学性能的物理性能，或者特定光学性能，用以增强对某些构件的显示，或者相反地用于隐藏钟表的某些部件。 [0011] SUWA SEIKOSHA的日本专利申请No 58080587A描述了通过使用经丙烯酸硅烷处理并且与诸如具有如苯甲酮的光聚合引发剂的螺烷树脂的合成UV固化树脂混合的玻璃纤维而对表壳在耐磨性和尺寸精度方面所做的改进。这些表壳由弹性合成橡胶或硅树脂模制而成，表壳被固定在玻璃板上，然后根据辐射的强度进行UV照射30秒至30分钟。 [0012] LONZA的瑞士专利申请No 369407A描述了采用聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的混合物来生产表镜或光学镜片的方法。 [0013] ETA的欧洲专利申请No 0549978A1描述了一种将表镜组装在由可热熔的热塑性材料制成的表壳上的方法，其中在表镜和表壳之间具有机械分度装置。 [0014] Bruce CARVALHO的美国专利申请No 2004/0241049A1中描述了采用柔性弹性体工具生产热塑性构件的方法。 发明内容[0016] 本发明提出了实施一种用于以经济的方式并具有高度尺寸精确性地获得透明的整体式钟表构件的方法。 [0017] 更具体地，本发明的目的是生产这种类型的构件，其表面硬度比通常由模制塑料材料获得的钟表构件的表面硬度大。 [0018] 一个特别的目的是还制造外部钟表部件，其包括例如用刻面切割或钻石切割制成的尖角并且耐磨。 [0019] 因此，本发明涉及一种用于形成光学透明的整体式的单层钟表构件的方法，所述钟表构件包括由边缘连接的顶表面和底表面，所述边缘在所述构件的厚度中延伸，其特征在于： [0020] -选择用于制造所述构件的第一透明可聚合模制材料，所述第一材料按占总量的比例包括： [0023] -1-苯甲酰基环己醇：0.7-2.3％ [0024] -至少一种添加剂：0-50％； [0025] -选择聚甲基硅氧烷作为第二模制材料，用以制造用于模制所述第一模制材料的柔性模具和允许将该第一模制材料从所述模具中取出； [0026] -制造板，该板的接触表面是所述顶表面的阴模； [0027] -用所述第二模制材料制造柔性的母模，该母模包括： [0028] -构成所述底表面的母模的第一接触表面； [0029] -围绕所述第一接触表面的边缘，该边缘包括设置成用于以互补方式与所述板的所述接触表面配合作用的第一承载表面； [0030] -与所述第一接触表面相对的第二承载表面； [0031] -在所述母模中制造出注射和脱气毛细管网； [0032] -将所述母模的所述第二承载表面施加到支承板上； [0033] -在与所述第一接触表面相距与所述构件所需的厚度对应的距离并且关于所述第一接触表面准确定位的情况下，所述板定位成使其所述接触表面面向所述母模的所述第一接触表面，并使所述第一承载表面与所述板的所述接触表面密封地接触； [0034] -所述第一模制材料通过所述注射毛细管网注射，使得所述第一模制材料完全充满由所述板的所述接触表面、所述母模的所述第一接触表面以及所述边缘界定的腔体，所述边缘藉由所述母模的所述第一承载表面密封地紧靠在所述接触表面上； [0035] -使已注射到所述腔体中的所述第一材料聚合，直到获得一个所述刚性的构件； [0036] -将所述板和所述支承板移开； [0037] -通过所述模具的变形将所述构件从所述柔性的母模中取出。 [0038] 根据本发明的特征，选择典型组合物作为所述第一材料，其中所述第一材料按占总量的比例包括： [0039] -三羟甲基丙烷三(丙烯酸酯)：78.0％ [0040] -季戊四醇四丙烯酸酯：19.5％ [0041] -过氧二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯：0.5％ [0042] -1-苯甲酰基环己醇：2.0％。 [0044] 根据本发明的特征，在注射所述第一模制材料以后，通过以紫外线能透过的板的形式制造的所述板或者在将所述已聚合的构件从所述腔体中移出以后，将所述构件暴露至紫外线辐照中，以获得所述刚性构件的提高的硬度。 [0045] 根据本发明的特征，将所述第二模制材料选择成紫外线能透过的以获得紫外线能透过的所述柔性母模，并且将所述支承板选择成紫外线能透过的以使所述构件暴露至紫外线辐射中，从而使得已注射到所述腔体中的所述第一材料除了通过所述透明的板之外，还通过所述支承板和所述柔性的母模暴露至紫外线辐射中，用以获得所述刚性构件的提高的硬度。 [0046] 根据本发明的特征，在将所述第一模制材料注射到所述腔体中的过程中和在所述第一模制材料聚合过程中向所述板和所述支承板施加压紧力，以形成所述构件。 [0048] 本发明的其它特征和优点将在参照附图阅读以下详细描述中更加清楚，在附图中： [0049] -图1示出用于实施本发明方法的一系列操作的示意性流程图； [0050] -图2示出穿过待成形的部件的厚度、大致垂直于其主表面的示意性的剖面，其中示出模制设备处于构件成形期间的构型、未通过所述设备照射的第一变型； [0051] -图3以与图2相似的方式示出构件通过设备的的一个部分被照射的第二变型； [0052] -图4以与图2相似的方式示出构件通过设备的多个部分被照射的变型； [0053] -图5示出包括至少一个根据本发明制成的构件的钟表的示意图； [0054] -图6示出接近利用根据本发明一具体变型制成的构件的顶表面的截面图。 具体实施方式[0055] 本发明涉及一种用于形成透明的钟表构件1的方法，该钟表构件包括由边缘4连接的顶表面2和底表面3，边缘4在构件1的厚度中延伸。 [0056] 所述方法的第一步骤在于选择第一模制材料5。 [0057] 总体上，第一材料5包括至少丙烯酸类单体、至少一种热引发剂、至少一种UV引发剂和至少一种可以通过所述丙烯酸类单体中的至少一种形成的交联剂。第二材料还可以包括一种或多种添加剂，这将在后面详述。 [0058] 更具体地，第一材料5包括具有至少一种官能度大于或等于2的单体的丙烯酸类单体的混合物、至少一种热引发剂和至少一种光化学引发剂。同样，该材料可包括一种或多种添加剂。 [0059] 甚至更具体地，所述第一材料5按占总量的比例包括： [0060] -官能度大于或等于2的丙烯酸类单体的混合物：50-97.5％ [0061] -至少一种热引发剂：0.5-3％ [0062] -至少一种光化学引发剂：0.5-3％ [0063] -至少一种添加剂：0-50％。 [0064] 在更具体的组合物中，所述第一材料5按占总量的比例包括： [0065] -三羟甲基丙烷三(甲基丙烯酸酯)和季戊四醇四丙烯酸酯的混合物：50-97.5％[0066] -过氧二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯：0.5-1.5％ [0067] -1-苯甲酰基环己醇：0.7-2.3％ [0068] -至少一种添加剂：0-50％。 [0069] 在将于下文中称为第一材料5的典型组合物CT的优选组合物中，所述第一材料5按占总量的比例包括： [0070] -三羟甲基丙烷三(甲基丙烯酸酯)：78.0％ [0071] -季戊四醇四丙烯酸酯：19.5％ [0072] -过氧二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯：0.5％ [0073] -1-苯甲酰基环己醇：2.0％ [0074] 对于第一材料5的包括添加剂的那些组合物——所述添加剂在第一材料5的总量的0-50％的范围内，这些添加剂可按占所述第一材料的总量的百分比包括： [0075] a.抗静电剂 [0076] a.聚酰胺-聚醚共聚物：0-15％，优选0-15％ [0077] b.烯属离聚物树脂：0-30％，优选10-30％ [0078] c.三新烷氧基锆酸酯：0-30％，优选0-30％ [0079] b.导电剂： [0081] c.磁性材料： [0083] d.抗菌剂： [0084] a.银离子：0-30％，优选10-30％ [0085] e.抗UV剂： [0086] a.吸收剂：苯并三唑：0-0.2％，优选0.05-0.2％。 [0087] b.HALS(受阻胺光稳定剂)：0-0.2％，优选0.05-0.2％ [0088] f.抗氧化剂： [0090] g.阻燃剂： [0091] a.磷衍生物：磷酸三苯酯0-15％ [0092] b.剥离型蒙脱土(离层蒙脱土)：0-15％ [0093] c.粘土纳米管：0-15％ [0094] h.润滑剂： [0095] a.硅酮丙烯酸酯：0-2％，优选0.5-2％ [0096] i.染料： [0097] a.蒽醌类：0-50％ [0098] b.偶氮类：0-50％ [0099] j.颜料：0-50％ [0100] k.受控递送的助剂：在掺入配制剂中后，这些助剂逐渐释放到工作环境中：0-50％[0101] l.修复剂的微胶囊，所述修复剂由与所涉及的组合物、尤其是与典型组合物CT性质相同的可聚合的液体形成，因而其包含在总含量中的含量是：0-50％ [0102] 为实施所述方法，执行以下步骤： [0103] -A：优选选择具有典型组合物CT或 的“Cover ”材料的透明可聚合材料5，以形成构件1；第一透明可聚合模制材料5还可以从丙烯酸聚合物类或Hanse的 中选择以制造构件1； [0104] -B：制造柔性母模9，其由边缘11界定的接触表面10是底表面3的阴模，所述模具9包括毛细管网14； [0105] -C：将具有由边缘11界定的、是底表面3的阴模的接触表面10的柔性母模9施加到支承板15上，所述模具9包括毛细管网14； [0106] -D：腔体17通过具有是顶表面2的阴模的接触表面7的板6而由密封地并置的边缘11界定； [0107] -E：材料5通过毛细管网14注射以填充腔体17； [0108] -F：材料5聚合以获得刚性构件1； [0109] -G：构件1通过所述模具的变形而与板和柔性模具9脱离。 [0110] 通过对构件1进行紫外线辐照来提高硬度。本发明的优选实施包括该UV辐照，这使得可以激活光化学引发剂以发生反应，否则所完成的构件1的机械性能较差。 [0111] 优选地，为了实施本发明，将第一材料5选择为典型组合物CT，其按占总量的比例包括： [0112] -三羟甲基丙烷三(丙烯酸酯)：78.0％ [0113] -季戊四醇四丙烯酸酯：19.5％ [0114] -过氧二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯：0.5％ [0115] -1-苯甲酰基环己醇：2.0％； [0116] 或者选择Evonik 的Cover 材料作为用于制造构件1的第一可聚合模制材料5。这种材料来源于两种组分的混合：标识为30A的液体反应剂和标识为30B的液体引发剂。 [0117] 所述操作模式将在下面详细说明。 [0118] 优选地，为了制造非常精确的母模9，用诸如 等材料制造与底表面3的公轮廓匹配的精确模型，利用由第二模制材料8制成的所述精确模型来制造柔性母模9。用于制造柔性模具以模制第一模制材料5并允许其从模具中移出的第二模制材料8从 或聚甲基硅氧烷中选择。 [0119] 母模9优选地包括： [0120] -形成底表面3的母模的第一接触表面10； [0121] -围绕第一接触表面10的边缘11，该边缘包括设置成以互补方式与板6的接触表面7接触的第一承载表面12； [0122] -以及与第一接触表面10相对的第二承载表面13。 [0123] 在母模9中制造出注射和脱气毛细管网14。 [0124] 母模9的第二承载表面13优选地施加到支承板15上。为了有助于自动化，支承板15优选是刚性的。当所述板在本发明的有利变型中选择成透明的时，该板可以由玻璃等制成。 [0125] 板6制成具有接触表面7，该接触表面是顶表面2的阴模；板6由有助于聚合后的构件1的分离的材料形成。为了有助于所述方法的自动化，板6优选是刚性的。当所述板在本发明的有利变型中选择成透明的时，该板可以由玻璃等制成。当然，所述板也可以由相同的第二模制材料8制成，然后被添加到附图中未示出的支承板上。 [0126] 在与第一接触表面10相距与构件1所需的厚度对应的距离并且关于第一接触表面10准确定位的情况下，板6利用定中剂、定位剂等定位成使其接触表面7面向母模9的第一接触表面10，并使承载表面12与板6的接触表面7密封地接触。 [0127] 第一模制材料5通过注射毛细管网14注射，使得第一模制材料5完全充满由透明板6的接触表面7、母模9的第一接触表面10以及边缘11界定的腔体17，所述边缘11藉由所述母模的承载表面12密封地紧靠在接触表面7上。小心地将腔体17完全脱气，以使没有气泡残留。 [0128] 使已注射到腔体17中的第一材料5聚合，直到获得刚性构件1。这种自然聚合可伴随有加热H，和/或紫外线(以下称为“UV”)照射J，其均具有通过使系统永久交联而增加所获得的构件1的表面硬度的效果。与在室温下聚合的相同构件相比，或与在加热的情况下聚合的构件相比，辐照/照射提供了约10％的明显硬度增加，并且在后一种——即在加热情况下聚合——情况中，表面硬度已经大于在室温下聚合的相同构件的表面硬度。 [0129] 聚合后，将板6和支承板15移开。清楚的是，在构件1被限制在由模制设备限定的腔体17内部时或者在将构件从腔体中取出时可以执行互补性的加热和/或辐照两者。在加热情况下进行的注射和聚合周期是短暂的，约30-40秒。辐照周期约持续10至20秒。 [0130] 在优选实施例中，聚合加热在构件1仍在模具内时执行，而对照射在模制设备之内还是之外进行的选择主要取决于生产周期的约束条件：在一种情况下，模制设备在成形下一构件之前固定略微较长的时间，在其它情况下则需要额外处理。在这种情况下，已注射到腔体17中的第一材料5在聚合过程中经受低于150℃、接近110℃的温度——特别是在100℃和120℃之间的温度——10至20秒。 [0131] 在一个有利的变型中，至少与加热一样突然地执行至室温的冷却以小于20秒的持续时间。 [0132] 简单地通过使母模9变形能容易地使构件1与柔性母模9脱离。 [0133] 有利地，为了进一步提高通过实施所述方法获得的构件1的表面硬度，将所述构件暴露至UV辐射中。 [0134] 为此，在如图3所示的第二变型中： [0135] -板6制造成UV辐射能透过的； [0136] -在注射第一模制材料5之后，通过透明的板6或者在将已在腔体17中聚合的构件1取出后，使构件1暴露至UV辐射中，以获得刚性构件1的提高的硬度。 [0137] 为了进一步提高通过实施所述方法获得的构件1的表面硬度，以相似且有利的方式将构件的所有表面暴露至UV辐射中。 [0138] 为此，在如图4中可见的第三变型中： [0139] -将第二模制材料8选择成UV能透过的以获得UV能透过的柔性母模9，并且将支承板15选择成UV能透过的以使构件1暴露至UV辐射中，这样，注射到腔体17中的第一材料5除了通过透明的板6被照射之外，还通过支承板15和柔性母模9被照射，以获得刚性部件1的提高的硬度。 [0140] 通过选择本文提出的材料，考虑到由典型组合物CT或Cover 产品形成的第一材料5在未聚合状态下的高流动性能，因而不必执行高压注射，这是因为所述材料的润湿性足以能够使其充分和精确地占据腔体17的全部——当然条件是毛细管网14适当地形成以确保完全脱气和不存在任何气泡。第一模制材料5可以因此在低于150MPa的压力下注射，特别是在低压、尤其是低于10MPa的压力下注射。 [0141] 在有利的变型实施中，在第一模制材料5注射到腔体17中的过程中和在第一模制材料5聚合过程中向板6和支承板15施加压紧力FS，以制造构件1。 [0142] 在特定实施例中，当构件1具有平的顶表面2时，板6制造成至少使其接触表面7是平的，并且柔性母模9制造成使其边缘11具有平的第一承载表面12。 [0143] 图6示出特定实施例，其中在注射第一模制材料5之前或期间或所述注射之后，将球状体18嵌入形成模具的腔体17中，每个球状体18包括特别是具有驻极体、铁素体、钕磁体类型等的可带电的和/或可磁化的和/或已带电和/或已磁化的芯部。带电或磁化可在注射之前或之后进行。例如，图6示出在第一模制材料5、特别是具有由典型组合物CT或Cover形成的第一模制材料5完全聚合之后磁化的颗粒。图6还示出在顶表面2的一个区域中的设置用于润滑的腔室19。然后相应地设置板6的接触表面7。 [0144] 在另一变型中，润滑材料与第一模制材料5以与上述球状体18的混合相似的方式混合。 [0145] 本发明还涉及将所述方法应用至从下列构件中选定的钟表构件1：表镜、表冠、表壳的中间部件、主机板、桥夹板、轮、擒纵轮、擒纵叉、摆轮锤、轴承壳、减震器/缓冲器，但此列表并未详尽。 [0146] 第一材料5的选择是所涉及的构件的耐受力/抗力的决定性因素。事实上，一些材料是专为表面涂覆设计的，但是当厚度小于50μm时，并非总是可以施用这些材料用于制造完整的钟表构件。优选地选择使用由典型组合物CT或Cover 形成的第一材料5——厚度的范围可以大得多，尤其用于表镜的数毫米——不是显见的，而是从一长系列的试验得到的。自然地，在这样的厚度下，收缩是重要的，相关联的模具必须相应地调整尺寸。 [0147] 本发明还涉及包括至少一个根据所述方法制成的构件1的钟表机芯100。 [0148] 本发明还涉及一种包括至少一个根据本发明的方法制成的构件1或者至少一个上述的机芯100的钟表1000。 [0149] 在特定实施例中，被称为“神秘”钟表的钟表1000包括至少一个根据所述方法制成的主机板。 [0150] 在另一具体实施例中，钟表1000包括根据所述方法制成的宝石切割面表圈。 [0151] 本发明使得可以获得这样的构件，即，所述构件具有更大的透明度，具有比由普通模制塑料材料制成的构件的表面更好的表面，并具有持久的硬度。耐刮擦性是非常好的。通过使用由典型组合物CT或Cover 产品形成的第一材料5作为第一模制材料5，在于低于130℃的温度下进行热处理以及进行UV固化的情况下，获得了在石墨铅笔硬度标度上等级为7H的硬度，相比之下，通过防刮擦涂层处理过的标准PMMA的硬度为2H，或者聚酰胺的硬度为HB。 [0152] 由此形成的构件耐玻璃棉/玻璃丝刮擦。 [0153] 如果使用以高品质仔细完成的模具，则不需要在制造以后对构件进行抛光。 |
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