在载体上安装装饰元件的方法和所述载体与流程

本发明涉及在载体上安装至少一个装饰元件的方法。本发明还涉及装饰载体，其意在承纳至少一个装饰元件并带有至少一个被构成基底的填充材料填满的空洞，在所述基底中形成至少一个卡槽(housing)，所述卡槽被设置为承纳所述装饰元件。

发明背景

存在意在用于可佩戴物，如手表或首饰，并具有装饰元件，如石头，尤其是宝石的已知的现有技术装饰载体。

因此，该载体通常由金属合金制成并机械加工以在其内形成卡槽。可以通过压入(pressing-in)或通过镶嵌(setting)将装饰元件安装在这些卡槽中。在通过镶嵌装配的情况下，在机械加工的操作过程中制造钩爪形式的夹紧装置。一般而言，这些钩爪用形成该可佩戴物的材料制成，即与该物体是一体的。当需要镶嵌装饰元件时，将后者置于卡槽中，冷加工夹紧装置并向下折以将所述装饰元件保持在卡槽中。这种镶嵌方法广泛用于在金属载体上镶嵌宝石，因为金属具有有利的塑性变形能力。贵金属如金的这种能力更有利，因为这些贵金属是延性的并容易成型。

但是，这种方法的一个缺点在于其局限于由延性金属或金属合金制成的载体。但是，钟表越来越多地由通常硬和/或脆性的无塑性变形的材料，例如陶瓷、蓝宝石、硅、复合物(例如金属陶瓷)或甚至金属间合金制成。

因此，不再有可能使用现行方法镶嵌装饰元件，如宝石。

可以用胶粘操作替代这种镶嵌操作。胶粘的缺点在于，其不能确保100％留住石头，因为与镶嵌不同，这种技术不涉及石头的机械固位。确实， 由于粘接区域在大多数情况下暴露在外部环境(湿、汗、紫外线、空气污染...)中，使得难以长期保持该粘接。因此，不能保证石头留在原位，这对高级产品而言不可接受。还存在粘合剂盐析出有毒和/或腐蚀手表或首饰的其它部件的产物的风险。此外，该装饰元件需要预先机械加工，这可能困难和昂贵，特别是如果该装饰元件具有复杂几何形状的话。

在欧洲专利2315673中提出另一解决方案；这一解决方案包括通过将其压入载体而嵌入由无定形材料制成的装饰元件。这种方法要求使用无定形预成型物。但是，以无定形形式存在的合金的数量有限，因此不是总能找到具有与手表或首饰匹配的所需颜色的合金。例如，不存在黄色或红金色的无定形合金。此外，该嵌入法要求施加一定的压力，当载体由易碎或脆性材料制成时，其难以采用。

在欧洲专利申请2796297中提出另一解决方案，其特别包括在由无定形合金制成的基底中镶嵌装饰元件。但是，各种方法描述了加热和随后冷却该无定形金属，这必须快速进行以保持该金属的无定形态。快速冷却造成热冲击，其会导致在该载体中出现内应力并由此造成变形或裂纹。此外，该镶嵌法必定涉及在镶嵌时使夹紧装置变形，在使用因其特定弹性而可能难以变形的无定形金属时，这经证实是困难的。此外，如上所述，现有的无定形形式的合金数有限，因此不是总能找到具有与手表或首饰匹配的所需颜色的合金。

发明概述

本发明的一个目的是克服安装装饰元件的已知方法的各种缺点。

更具体地，本发明的一个目的是提供可以使用易碎或脆性载体的在载体上安装装饰元件的方法。

本发明的一个目的还在于提供可适应载体的组成和颜色的在载体上安装装饰元件的方法。

本发明的一个目的还在于提供可以以简单经济的方式实施的在载体 上安装装饰元件的方法。

为此，本发明涉及在载体上安装至少一个装饰元件的方法，其包含以下步骤：

a.提供带有至少一个空洞的载体；

b.提供至少一个装饰元件；

c.用包含至少一种金属粉末和至少一种有机粘合剂并在填充时具有1,000mPa.s至1,000,000mPa.s的粘度的复合填充材料填充所述空洞；

d.将所述复合填充材料加热到高于其熔点的温度以使其为液体；

e.使所述填充材料冷却以形成基底；

f.在所述基底中制作至少一个卡槽；

g.将所述装饰元件安装在所述卡槽中。

这种方法能够使用膏状复合填充材料，其可简单地无应力地局部施加在载体上并且不需要快速冷却。此外，该复合填充材料在金属粉末、粘合剂和任何添加剂的选择上提供极大的灵活性，这能够改进该复合填充材料与载体的亲和性。

本发明还涉及装饰元件，其意在承纳至少一个装饰元件并带有至少一个被构成基底的填充材料填满的空洞，在所述基底中形成至少一个卡槽，所述卡槽被设置为承纳所述装饰元件，所述填充材料由包含至少一种金属粉末和至少一种有机粘合剂并在填充时具有1,000mPa.s至1,000,000mPa.s的粘度的复合填充材料获得。

复合材料的使用能使该基底的颜色适应载体的颜色。

附图简述

在仅作为非限制性实例给出并通过附图图解的本发明的至少一个实施方案的下列详述中更清楚看出本发明的目的、优点和特征，其中：

图1是使用本发明的装饰载体的示意图；且

图2至9示意性图解本发明的安装方法的步骤。

发明详述

参考图1，显示包含本发明的装饰载体2的装饰件1，在装饰载体2中安装装饰元件3。装饰件1是例如镶有构成装饰元件的标记(index)的表圈。装饰件1也可以是表面玻璃或表盘，或手表或钟的任何内部或外部件。装饰件1也可以是笔或袖扣或首饰，如戒指或耳环。

载体2可以由任何类型的材料制成，更特别是没有足以实施传统镶嵌方法的塑性变形的任何硬和脆的材料。载体2的材料具有比复合填充材料高的熔融温度。有利地，载体2由选自陶瓷、金属陶瓷、蓝宝石、红宝石、金刚石、硅、石英或玻璃的材料制成。在其上安装装饰元件3的载体2的表面可以是平面或曲面(凹或凸)。

载体2具有空洞4，其被构成基底6的填充材料填满，所述基底6用于承纳装饰元件3并能将所述装饰元件3安装在载体2上。特别地，基底6可包含夹紧装置5，其变形以固定装饰元件3。

为此并且根据本发明，在载体2上安装装饰元件3的方法包含第一步骤a)，其包括如图2中所示提供优选由不塑性变形的材料，如陶瓷制成的载体2，和如图3中所示在载体2中形成至少一个空洞4。可以例如通过激光加工或适合载体2的材料的任何其它技术制造空洞4。空洞4优选具有垂直于载体2的可见表面的侧面。为了改进基底6在载体2内的最终固定，可以在空洞4内机械加工出倒锥或夹孔或该空洞底部的任何其它特定的结构化。

此外，在载体2上安装装饰元件3的方法可有利地包括，在步骤c)之前，将空洞4的表面金属化的附加步骤h)。空洞4的壁可被金属化层涂覆以改进复合填充材料在载体2上的附着力。这样的金属化层可以由金、镍或铬制成并具有比复合填充材料高的熔融温度。

该方法的步骤b)包括提供装饰元件3。这些装饰元件3可以是宝石，如金刚石或红宝石，或非宝石，如锆石或任何其它合适的装饰元件。

该方法的下一步骤c)包括用复合填充材料填充空洞4。根据本发明，该复合填充材料包含至少一种金属粉末、至少一种有机粘合剂和任何添加剂，并在填充时具有1,000mPa.s至1,000,000mPa.s的粘度。

此类复合填充材料例如以焊膏形式存在，例如由Hilderbrand&Cie SA出售。该复合填充材料为膏形式的事实使该复合填充材料非常容易局部施加在空洞4内。特别地，膏形式的复合填充材料能在不对载体2施加任何机械应力的情况下填充空洞4。因此，如果载体2由脆性材料制成，其不大可能破裂。该复合填充材料在填充时，即在将其施加在空洞4内时，粘度优选为5,000mPa.s至500,000mPa.s。该复合填充材料可以是触变的并在静置时具有更高粘度。

该金属粉末优选包含选自元素或合金形式的金、银、铜、铂、钯、铝、钛、锌、锡、镓、铟、镍、硅、锗及其混合物的至少一种金属元素。

下表中列出示例性金属粉末组合物：

由铂、钯或金制成的贵金属合金特别优选，因为它们提供良好的耐腐蚀性和良好的颜色稳定性(在佩戴过程中没有氧化或失去光泽)。

该金属粉末中所用的金属粒子的直径通常小于500微米，优选小于100微米。粒度分布可以是单峰或多峰的。可以选择多峰分布(例如双峰)以提高金属相在该复合物的总体积中的体积百分比。有利地，该复合填充材料包含相对于该复合填充材料的总体积的至少50体积％，优选至少60体积％的金属粉末。

该有机粘合剂通常是根据该复合填充材料在膏状态下的所需性质选择的有机粘合剂的混合物的形式。该有机粘合剂优选选自纤维素、甘油、二醇、树脂、石油馏分及其混合物。该粘合剂将在加热该复合填充材料的步骤中除去。

有利地，该复合填充材料可包含添加剂，如至少一种酸洗或助熔(flux)添加剂，以将表面去氧并改进所述液体复合填充材料与载体之间的可湿性。酸洗或助熔添加剂由无机盐和/或酸，如硼酸、硼砂、硼、碱性硼酸盐(五硼酸钾、四硼酸钾...)、碱金属氟氢化物(氟化铝、氟氢化钾…)、氯化物(氯化锌、氯化锂、氯化铵…)、酸(盐酸、磷酸等...)的混合物形成。该添加 剂将在加热该复合填充材料的步骤中除去。

该方法的下一步骤d)包括将该复合填充材料加热到高于其熔点的温度以使其熔化并使其为液体。通过能量手段，如炉、激光束、离子束或任何其它热手段加热该复合填充材料。该温度取决于复合填充材料的性质并可以为例如200℃至1,000℃。特别借助其良好的润湿性和/或借助毛细效应，液体复合填充材料具有填充空洞4的整个体积的优点，无论其形状如何。

该方法的下一步骤e)包括使填充材料冷却。冷却温度循环是标准的。通常，在冷却过程中，在工业钎焊炉(brazing furnace)中以10℃/min至100℃/min降低温度。不采用快速冷却。冷却并固化的填充材料形成结晶形式的基底6。

步骤c)至e)可以相继进行至少两次。实际上，在第一次填充空洞4后，空洞4中的填充材料在冷却后可能收缩。因此必须根据上述步骤c)至e)在空洞4内施加至少第二层复合填充材料、加热、然后冷却。重复c)至e)直至填充材料到达在空洞4中的所需高度。

在步骤e)和f)之间的可能的下一步骤i)包括除去空洞4周围存在的填充材料。可以通过任何适当的方法，如抛光、机械加工等除去空洞4周围的这种过剩填充材料。

随后获得如图4中所示的载体2，其包含被非无定形态的纯金属基底6填满的空洞4，有机粘合剂和添加剂已在加热步骤d)中烧除或蒸发。

该方法的下一步骤f)包括如图5中所示在基底6中制作至少一个卡槽8。可以通过传统方法，如机械加工、铣削(milling)、钻孔等实现这一步骤。

该方法的下一步骤g)包括在卡槽8中安装装饰元件3。

根据第一个变体，通过推入所述元件实现安装装饰元件3的步骤g)。为实现这一点，使装饰元件3表现出略大于空洞4的尺寸并用力压入所述空洞4中。

根据第二个变体，通过镶嵌实现安装装饰元件3的步骤g)。在这种情 况下，步骤g)包括在基底6中制作夹紧装置5并通过使所述夹紧装置5变形以将所述装饰元件3保持在其卡槽8内来镶嵌装饰元件3。更具体地，夹紧装置5为至少一个镶嵌元件(setting element)9的形式。在例如珠式镶嵌的情况下，这种镶嵌元件9由布置在各卡槽8的外周上的钉柱(stud)或珠构成。在制作卡槽8之前或之后通过机械加工制作图6和7中可见的这些钉柱9。实际上，在机械加工卡槽8时，除去基底6的一些材料以形成这些镶嵌元件9。优选地，在珠式镶嵌的情况下，理想地在卡槽8旁边提供四个定位珠9。

显然可以考虑其它镶嵌类型，如封闭式镶嵌、狭长方形镶嵌、导轨镶嵌或隐形镶嵌。例如，封闭式镶嵌由沿装饰元件3的外周延伸的单个镶嵌元件9构成。狭长方形镶嵌用于镶嵌切割成狭长方形(baguette)的装饰元件3。这种镶嵌包括提供与装饰元件3的各边平行延伸并向下折在装饰元件3上的镶嵌元件9。对于隐形镶嵌，作为位于卡槽8中的凸出部分设置镶嵌元件9。这些凸出部分与在所述装饰元件3上制作出的至少一个凹槽配合，以通过将装饰元件3嵌入卡槽8直至该凸出部分嵌入所述凹槽中来实现镶嵌。

该镶嵌步骤包括将装饰元件3置于卡槽8内和使夹紧装置5变形以将它们压到所述装饰元件3上。因此，使装饰元件3保持在卡槽8内。借助如图8中所示的用于使各镶嵌元件9变形的被称作成粒工具(beading tool)100的工具实现夹紧装置5的变形。由此获得如图9中所示的镶好的装饰元件3。构成基底6的填充材料具有足够的延性以允许该夹紧装置变形。

显然任何其它合适的方法都可用于将该装饰元件安装在基底中。本发明的一个优点在于其能在任何类型的材料中，尤其是在硬和/或脆的材料中安装装饰元件。实际上，所用的原理是嵌件原理，即在不可塑性变形的材料中嵌入由能够变形的材料制成的基底以允许安装装饰元件，如镶嵌件，并制造出被镶嵌的是不可塑性变形的材料的错觉。不可塑性变形的载体材 料不经受任何机械应力，因此不大可能破裂。

为了保持安装在载体2中的错觉，空洞4的宽度理想地设置为等于装饰元件3的宽度。因此，必须将装饰元件3与空洞4的边缘之间的距离减至最小，并理想地减至0，以使填充材料不可见并产生装饰元件3仍嵌在例如由陶瓷制成的载体2中而非嵌在填充材料中的印象。在实践中，装饰元件3与空洞4的边缘之间的距离取决于装饰元件3的尺寸和形状。例如，对于直径1毫米的装饰元件3，装饰元件3与空洞4的边缘之间的距离为0.45毫米。

此外，复合填充材料的使用能够为形成基底提供非常大量的不同组合物，例如根据装饰元件的颜色或相对于使用该装饰载体的构件的其它部件调节其颜色。

此外，复合填充材料的使用能够提供改进该复合填充材料与载体的亲和性的非常大量的不同组合物。特别地，复合填充材料的使用在组合物的选择上提供极大的灵活性以使该复合填充材料的化学与载体的化学相匹配。例如，构成该复合填充材料的金属粉末的基本元素与构成载体2的基本元素相同，以确保该复合填充材料与载体之间的化学亲和性。也可以选择该复合填充材料的组成以使其具有与载体类似的热膨胀系数。酸洗剂的添加改进该复合填充材料的润湿性。