EP4012507B1

EP4012507B1 - Composant horloger phosphorescent

Info

Publication number: EP4012507B1
Application number: EP20213368.2A
Authority: EP
Inventors: Sophie NAPOLI; Nicolas François
Original assignee: Swatch Group Research and Development SA
Current assignee: Swatch Group Research and Development SA
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2026-04-01
Anticipated expiration: 2040-12-11
Also published as: EP4012507A1; US12317973B2; JP2023160968A; CN114624983A; JP2022093255A; US20220183426A1

Description

Domaine technique

L'invention est relative à un composant horloger phosphorescent multicouche, en particulier un bracelet de montre.

Arrière-plan technologique

L'utilisation de matériaux photoluminescents est assez répandue sur le marché et ce pour des applications variées, telles que des pneus, des accessoires de signalisation, etc. (Par exemple : US6431236B1 , JPH10121424A ).
Les sociétés d'horlogerie proposent en particulier des bracelets phosphorescents à base de silicone, et plus récemment l'offre s'est développée via une société proposant une montre dotée d'un bracelet caoutchouc phosphorescent. Pour son bracelet en caoutchouc synthétique luminescent, cette société ajoute des pigments directement dans la matière, qui est ensuite moulée à chaud et pressée.
Néanmoins, lorsque le pigment est ainsi dispersé dans la masse, une proportion importante de la lumière produite par les pigments est perdue, soit par absorption dans la matière dans le cas de couches épaisses, soit par émission vers la face arrière qui ne représente aucun intérêt pour le porteur. De la sorte, une proportion importante des coûteux pigments phosphorescents est en pratique inutilisée.
On connait du document JPH07265111 un élément décoratif par exemple, un pendentif ou porte-clés formé d'un élément de base en plastique ou en métal présentant une forme définie. Une couche réfléchissante est formée sur la surface de l'élément de base ladite couche étant à son tour recouverte d'une couche photoluminescente.

Résumé de l'invention

L'invention vise à fournir une structure phosphorescente qui ne souffre pas des inconvénients décrits ci-dessus.
La présente invention concerne un composant horloger selon les termes de la revendication 1 annexée.
De préférence, les deux couches de la structure de l'invention comprennent une matrice polymérique, avantageusement élastomérique.
Par élastomérique, nous entendons un matériau présentant un module d'élasticité inférieur à 100 MPa, de préférence inférieur à 50 MPa. De façon particulièrement préférée, l'élastomère présente un module élastique inférieur à 10 MPa à 25°C.
Avantageusement, les deux couches comprennent des polymères compatibles. Par compatibles, nous entendons que ces deux couches adhèrent entre elles sans l'utilisation d'une couche adhésive.
De préférence, les polymères des deux couches comprennent des polymères de même nature, différant essentiellement par les pigments et/ou les charges qui y sont dispersées.
Avantageusement, la couche avant présente une épaisseur comprise entre 0,04 et 1mm.
De préférence, la couche arrière est rendue réfléchissante par la dispersion d'un pigment blanc tel que, de préférence, de l'oxyde de titane.
Avantageusement, le pigment phosphorescent présente une taille de particule, mesurée par tamisage, inférieure à 30µm.
De préférence, la couche avant comprend au moins 20% en poids du pigment phosphorescent.

Brève description des figures

La figure 1 représente une vue schématique d'une coupe illustrant la structure multicouche phosphorescente d'un composant horloger selon l'invention.
La figure 2 représente une vue schématique d'une montre comprenant un bracelet fornant un composant horloger selon l'invention.

Références des figures

1. Couche phosphorescente
2. Couche réfléchissante
3. Bracelet de montre
4. Montre

Description détaillée

La présente invention concerne un composant horloger comprenant une structure multicouche phosphorescente permettant de maximiser les performances lumineuses de la structure tout en minimisant la quantité de pigments phosphorescents dans la structure complète. Cette structure est particulièrement adaptée à la fabrication de composant horloger destinée à réaliser des bracelets de montre. Il va de soi que le composant horloger peut également former d'autres éléments constitutifs d'une montre bracelet tels qu'un cadran de montre, des aiguilles ou encore une lunette ou une boite de montre.
Selon l'invention, la structure multicouche comprend une face avant, destinée à être vue en utilisation normale, et une face arrière destinée par exemple à être en contact avec la peau dans le cas d'un bracelet de montre.
Selon l'invention, la face avant comprend une couche avant 1 comprenant une matrice élastomère transparente ou translucide comprenant un pigment phosphorescent. L'épaisseur de cette couche est optimisée pour que la lumière émise par les pigments les plus profonds ne soit pas exagérément absorbée par la matière comprise entre ledit pigment profond et la surface. Selon les caractéristiques optiques de la matrice polymérique de la couche, cette couche présente une épaisseur comprise entre 30 µm et 1 mm.
Selon une variante qui ne fait pas partie de l'invention, une couche mince transparente peut éventuellement être ajoutée pardessus la couche phosphorescente, pour autant qu'elle n'absorbe pas de façon significative la lumière émise. Une telle couche supplémentaire peut par exemple être ajoutée pour améliorer l'état de surface du produit final ou protéger la zone comprenant le pigment.
Sous la couche avant est disposée une couche réfléchissante 2. Cette couche peut soit être une couche mince réfléchissante telle qu'une couche métallique mince déposée par exemple par évaporation ou dépôt plasma sur un substrat, soit, de préférence, une couche de polymère chargé d'un pigment réfléchissant tel que par exemple de l'oxyde de titane. Cette couche peut être également déposée sur un substrat ou encore être une couche autoporteuse. Cette couche 2 peut par exemple former la couche arrière 2 du bracelet en contact avec la peau tel que cela est représenté aux figures 1 et 2. Néanmoins, la structure pourrait comprendre une troisième couche (non représentée) par exemple colorée, par exemple disposée au-dessus de la couche avant 1, l'important pour résoudre le problème susmentionné étant que la couche immédiatement sous la couche phosphorescente soit réfléchissante.
La petite taille des particules de TiO₂ (typiquement comprise entre 200 nm et 400nm) permet de maximiser la réflexion de la lumière visible. Le mélange de base comprend avantageusement un élastomère, un système de vulcanisation, de la silice, de l'oxyde de titane et un azurant optique.
Afin de présenter une réflexion suffisante, la couche réfléchissante, lorsqu'elle est de nature polymérique telle que décrite ci-dessus, présente une épaisseur d'au moins 20µm, de préférence d'au moins 40µm.
La couche avant 1 et la couche réfléchissante, lorsqu'elle est de nature polymérique, sont choisies de préférence parmi l'ensemble comprenant un élastomère fluoré de la famille des FKM ou un polymère thermoplastique élastomère de la famille des TPU (Polyuréthanes), des EVA (Ethylène vinyl acétate copolymère), des silicones, des EPR (éthylène propylène rubber) et leur dérivés thermoplastiques (TPO) ou encore de la famille des élastomères acryliques, ou un mélange de ces derniers.
Dans le cas d'un bracelet de montre, l'épaisseur totale de la couche arrière, sous la couche phosphorescente, comprenant donc la couche réfléchissante 2 et une éventuelle couche supplémentaire présente une épaisseur comprise entre 20µm et 1,5mm.
Trois techniques de mise en forme sont préférées pour la confection de bracelets :

La couche inférieure peut être surmoulée sur la couche supérieure d'élastomère phosphorescent (ou inversement)
La couche phosphorescente peut être réalisée par moulage et la couche réflective peut être revêtue par pulvérisation.
Les deux couches (produites séparément par injection ou compression) peuvent être assemblées via la technique de mise en forme du type « bracelet sellier » : les deux couches sont collées-cousues l'une à l'autre afin de former un bracelet.

Exemple de réalisation.

A. Préparation du substrat.
Un fluoroélastomère est préparé en mélangeant un grade FKM Tecnoflon^® P-457 pur de chez Slovay par travail sur un mélangeur ouvert avec 5% d'oxyde de titane.
En fin de mélange un système de vulcanisation est ajouté (2.5% en poids de Luperox^® 101XL-45 + 3% en poids de Drimix^® TAIC 75%, les pourcentages étant exprimés par rapport au polymère).
Préférablement, de l'huile Nafol 1822B^™ commercialisée par Sasol (jusqu'à 1.8%) est aussi ajoutée. L'ensemble constitue le mélange FKM réfléchissant prêt à être mis en forme.
Ce mélange est mis en forme par compression et partiellement réticulé.
B. Préparation de la couche phosphorescente
Le mélange-maître suivant est réalisé :
Le grade FKM Tecnoflon^® P-457 pur de Solvay qui est fabriqué sur une ligne propre et qui est transparent est utilisé comme matrice du mélange-maître.
Le Tecnoflon^® P-457 est dilué dans un ratio 1 :1 dans de la méthyl éthyl cétone (Methyl Ether Ketone ou MEK).
Un pigment photoluminescent préalablement tamisé à 30 µm est incorporé dans le mélange obtenu à l'étape précédente, la quantité de pigment étant dans un ratio 1:1 par rapport au Tecnoflon^® P-457 et l'ensemble est mélangé sur un mélangeur haute vitesse à 3000 tr.mn-1.
Un fluorochrome est introduit à hauteur de 0.5% par rapport au total (soit 1,5% par rapport au polymère FKM) et l'ensemble est de nouveau mélangé sur mélangeur à haute vitesse à 3000 tr.mn-1.
Le solvant est évaporé en étuve à 80°C jusqu'à élimination du solvant.
Le mélange-maître préalablement réalisé est incorporé à hauteur de 60% minimum dans un FKM P-457 pur par travail sur un mélangeur ouvert.
En fin de mélange un système de vulcanisation est ajouté (2.5% en poids de Luperox^® 101XL-45 + 3% en poids de Drimix^® TAIC 75%, les pourcentages étant exprimés par rapport au polymère).
Préférablement, de l'huile Nafol 1822B^™ commercialisée par Sasol (jusqu'à 1.8%) est aussi ajoutée. L'ensemble constitue le mélange FKM photoluminescent optimisé, prêt à être mis en forme et réticulé.
Le mélange B obtenu est ensuite surmoulé par compression et réticulé sur le substrat A préalablement préparé.
Le composant ainsi obtenu comprend une couche avant de 100µm présentant une concentration en pigments de 30% adhérente sur une couche d'élastomère réfléchissante comprenant 10% d'oxyde de titane.

Claims

Composant horloger comprenant une structure multicouche (3) phosphorescente comprenant une couche avant (1) à matrice polymérique transparente ou translucide et comprenant des pigments phosphorescents et une couche sous-jacente réfléchissante (2) dans lequel la couche avant (1) comprend une matrice d'élastomère.
Composant horloger selon la revendication 1 dans lequel la couche sous-jacente (2) comprend une matrice polymérique chargée d'un pigment réfléchissant.
Composant horloger selon la revendication 2 dans lequel le pigment réfléchissant comprend de l'oxyde de titane.
Composant horloger selon la revendication 2 ou 3 dans lequel la matrice polymérique de la couche sous-jacente (2) est compatible avec la matrice polymérique de la couche avant (1).
Composant horloger selon la revendication 4 dans lequel la couche avant (1) et la couche sous-jacente (2) comprennent un fluoroélastomère.
Composant horloger selon l'une des revendications précédentes dans lequel la couche avant (1) présente une épaisseur comprise entre 0,03mm et 1mm.
Composant horloger selon l'une des revendications précédentes formant un bracelet de montre (4), un cadran de montre, des aiguilles, une lunette ou une boite de montre.