CH704429B1 - Materiale composito per la realizzazione di articoli ornamentali e procedimento per la realizzazione di un articolo ornamentale. - Google Patents

Abstract

Materiale composito per la realizzazione di articoli ornamentali il quale comprende almeno un componente polimerico ed almeno una polvere metallica, dispersa nel componente polimerico in una quantità in peso compresa tra il 2% ed il 95%. La polvere metallica comprende particelle piastriformi aventi spessore nanometrico compreso tra 5 e 300 nm e sviluppo preferenziale in una superficie bidimensionale con almeno una dimensione compresa tra 0,6 e 100 µm. È inoltre previsto un procedimento per la realizzazione di un articolo ornamentale, il quale comprende almeno una fase di predisposizione di almeno un componente base di una resina siliconica; almeno una fase di predisposizione della polvere metallica; almeno una prima fase di mescolamento della polvere metallica con il componente base della resina siliconica per ottenere una miscela omogenea; ed almeno una prima fase di reticolazione del componente base nella miscela omogenea con la polvere metallica distribuita in modo omogeneo.

Description

Descrizione

[0001] La presente invenzione concerne un materiale composito per la realizzazione di articoli ornamentali ed un procedimento per la realizzazione di un articolo ornamentale, secondo il preambolo delle relative rivendicazioni indipendenti. Il materiale composito ed il procedimento di cui trattasi sono destinati ad essere impiegati per la realizzazione di articoli ornamentali finiti o di semilavorati e, preferibilmente, per la realizzazione di articoli di gioielleria, di oreficeria o di bigiotteria, Il materiale composito ed il procedimento oggetto della presente invenzione si inseriscono pertanto nel settore manifatturiero della produzione di articoli ornamentali ed in particolare della produzione di articoli preziosi è semipreziosi.

Stato della tecnica

[0002] Tradizionalmente, i metalli preziosi, quali ad esempio l’oro, l’argento ed il platino sono materiali largamente impiegati per la realizzazione di articoli ornamentali. Tuttavia, l’elevato costo di tali metalli, la necessità di migliorarne alcune proprietà meccaniche, quali ad esempio la durezza e la resistenza all’usura, nonché la necessità di adattarne il colore in base alle specifiche esigenze estetiche, rendono a volte preferibile l’utilizzo di metalli preziosi in lega con altri elementi.

[0003] Sono da tempo diffuse, nel settore dell’oreficeria e della bigiotteria, numerose leghe di metalli preziosi, le quali si distinguono le une dalle altre per il loro contenuto in metalli preziosi e per gli alliganti introdotti in lega. Gli alliganti sono solitamente selezionati in base alle proprietà meccaniche e di lavorabilità che sono in grado di conferire alla lega, nonché per le loro caratteristiche estetiche, quali ad esempio il loro colore e la loro lucentezza. Alcuni metalli frequentemente impiegati in qualità di alliganti nelle leghe di metalli preziosi di tipo noto, quali ad esempio il nichel, il cadmio, il piombo, il cobalto, sono tuttavia potenzialmente tossici. Gli articoli ornamentali realizzati con leghe contenti tali metalli, in particolare quando sono a contatto con la pelle e con sostanze acide, quali ad esempio il sudore, possono rilasciare tali metalli nel tempo e possono dare luogo a reazioni allergiche, a volte anche gravi, nella persona che li indossa.

[0004] Inoltre alcune leghe di metalli preziosi di tipo noto, in particolare a basso titolo, presentano proprietà chimico-fisiche, quali ad esempio la resistenza all’ossidazione ed alla corrosione, insoddisfacenti.

[0005] Al fine di ovviare a quest’ultimo inconveniente, è invalso l’uso di depositare uno strato protettivo sulle superfici degli articoli ornamentali, in particolare degli articoli realizzati in leghe metalliche contenenti o meno metalli preziosi. Generalmente, il deposito di tali strati protettivi avviene mediante procedimenti che richiedono l’impiego di sostanze altamente tossiche, quali ad esempio l’elettrodeposizione galvanica. Tali procedimenti prevedono l’utilizzo di acidi, quali ad esempio gli acidi cloridrico, solforico o nitrico, o di solventi, quali ad esempio i solventi clorurati, per il decapaggio e la sgrassatura delle superfici su cui deve essere realizzata la deposizione, nonché l’utilizzo di bagni alcalini o acidi contenenti ad esempio cianuri entro cui vengono immersi gli articoli ornamentali durante la fase di elettrodeposizione. Le sopracitate sostanze, oltre a costituire un pericolo per la salute degli operatori che eseguono i procedimenti di deposizione, sono rilasciate nell’ambiente e permangono in forma di residui negli articoli ornamentali, potendo conseguentemente arrecare danno alle persone che utilizzano gli articoli ornamentali stessi.

[0006] Inoltre, quando l’articolo ornamentale è dismesso, il recupero dei metalli preziosi dalle leghe può essere effettuato solamente mediante procedimenti molto costosi ed altamente inquinanti.

[0007] Nel settore manifatturiero di riferimento è da tempo sentita l’esigenza di mettere a punto materiali e procedimenti che consentano di realizzare articoli ornamentali di pregio, dotati di buone caratteristiche chimico-fisiche e meccaniche, pur mantenendo contenuti i costi delle materie prime, di produzione e di recupero dei metalli preziosi eventualmente presenti.

[0008] A tale riguardo, è noto ad esempio dal brevetto US 4,282,174 un procedimento per realizzare articoli ornamentali, il quale prevede una prima fase di miscelazione di particelle di un materiale metallico, in particolare scelto tra oro, argento e platino, con particelle di un materiale polimerico. Sono quindi previste una fase di predisposizione della miscela di particelle metalliche e polimeriche in uno stampo, una fase di stampaggio sotto pressione e ad alta temperatura della miscela ed una fase di estrazione dell’articolo ornamentale così formato dallo stampo. Le particelle metalliche, in particolare, sono introdotte nella miscela in una percentuale pari ad almeno 92,5% in peso della miscela stessa, sono preferibilmente in forma di polvere ed hanno dimensioni comprese tra 0,5 e 50 µm. La temperatura di stampaggio, in particolare, è preferibilmente compresa tra 100 e 250 °C.

[0009] Il procedimento sopra brevemente descritto si è dimostrato tuttavia nella pratica non scevro di inconvenienti. Come riportato nello stesso brevetto US 4,282,174, infatti, gli articoli ornamentali ottenuti mediante il suddetto procedimento presentano scarse proprietà meccaniche ed una finitura superficiale insoddisfacente. In particolare, il metallo prezioso inglobato nel materiale polimerico secondo il presente procedimento porta alla formazione di articoli dotati di scarsa brillantezza.

[0010] Il documento US 5 578 383 insegna a realizzare gioielli a partire da una miscela composta da polveri di metalli preziosi, quali in particolare oro, argento e platino, di dimensioni comprese nell’intervallo di 1–100 µm, da polveri di un polimero di plastica termoindurente reticolabile e da un componente inorganico di riempimento quale silice, silicati o polvere di alluminio. Gli inconvenienti del procedimento sopra brevemente citato sono analoghi a quelli riscontrabili nel procedimento connesso al brevetto US 4 282 174 e riguardano la difficoltà di produrre semilavorati con caratteristiche di lucentezza e brillantezza elevate. Il brevetto JP 5 132 702 si riferisce ad un processo di produzione di articoli ornamentali, il quale è ottenuto mediante la preparazione di una miscela contenente polveri di metalli preziosi (scelti tra oro argento platino o loro leghe) ed un legante organico in particolare a base di cellulosa in percentuale del 5–30%. Quest’ultimo può essere rimosso mediante sinterizzazione. In accordo con l’insegnamento di questo brevetto, il semilavorato ottenuto assume il colore del metallo prezioso che si desidera imitare.

[0011] L’inconveniente di questo procedimento, risiede, come per i procedimenti precedenti, nel fatto che il semilavorato ottenuto pur presentando un colore simile a quello del metallo prezioso (o della lega di metalli preziosi) che si desidera imitare non presenta le caratteristiche di brillantezza e lucentezza desiderate.

Presentazione dell’invenzione

[0012] In questa situazione, scopo principale della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un materiale composito per la realizzazione di articoli ornamentali, il quale presenti caratteristiche meccaniche migliorate rispetto alle leghe metalliche disponibili nel mercato.

[0013] Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un materiale composito per la realizzazione di articoli ornamentali il quale presenti migliorate caratteristiche estetiche di brillantezza e lucentezza.

[0014] Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un materiale composito per la realizzazione di articoli ornamentali il quale consenta di ottenere articoli ornamentali che non necessitino di ulteriori finiture superficiali.

[0015] Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un materiale composito per la realizzazione di articoli ornamentali il quale presenti un titolo puntuale omogeneo.

[0016] Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un materiale composito per la realizzazione di articoli ornamentali il quale presenti una elevata elasticità e consenta di realizzare articoli ornamentali particolarmente agevoli e confortevoli da indossare.

[0017] Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un materiale composito per la realizzazione di articoli ornamentali il quale sia anallergico e non rilasci nel tempo sostanze dannose per la salute di chi indossa l’articolo ornamentale.

[0018] Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un materiale composito per la realizzazione di articoli ornamentali, il quale comprenda metalli preziosi facilmente recuperabili.

[0019] Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un procedimento per la realizzazione di articoli ornamentali, il quale consenta di realizzare articoli ornamentali in modo semplice e rapido.

[0020] Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un procedimento per la realizzazione di articoli ornamentali, il quale sia del tutto affidabile.

[0021] Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un procedimento per la realizzazione di articoli ornamentali, il quale sia ecologico. Questi ed altri scopi ancora vengono tutti raggiunti dal materiale composito per la realizzazione di articoli ornamentali e dal procedimento per la realizzazione di un articolo ornamentale, secondo le rivendicazioni allegate.

Breve descrizione dei disegni

[0022] Le caratteristiche tecniche dell’invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui: la fig. 1 mostra due immagini al microscopio elettronico a scansione effettuate a due diversi ingrandimenti di particelle di oro appartenenti ad una polvere metallica per la realizzazione del materiale composito oggetto della presente invenzione.

Descrizione dettagliata

[0023] Il materiale composito ed il procedimento secondo la presente invenzione sono destinati ad essere preferibilmente impiegati per la realizzazione di articoli ornamentali finiti, ed in particolare di articoli di gioielleria o di bigiotteria, quali ad esempio collane, bracciali, orecchini, pendenti, spille etc., ovvero per la realizzazione di accessori, quali ad esempio fibbie, bottoni o simili. Inoltre, lo stesso materiale composito e lo stesso procedimento possono trovare impiego nella realizzazione di prodotti semilavorati, ovvero di prodotti suscettibili di essere sottoposti a successive ulteriori fasi di lavorazione per ottenere articoli ornamentali, ovvero accessori, finiti.

[0024] In particolare il materiale composito ed il procedimento oggetto della presente invenzione sono previsti per la realizzazione di articoli ornamentali o di accessori preziosi o semipreziosi.

[0025] Il materiale composito per la realizzazione di articoli ornamentali secondo la presente invenzione comprende almeno un componente polimerico sostanzialmente trasparente ed almeno una polvere metallica di uno o più metalli preziosi, i quali possono essere presenti singolarmente o in lega, dispersa nel componente polimerico in una quantità in peso compresa tra il 2% ed il 95%. In particolare, i metalli preziosi sono preferibilmente scelti all’interno del gruppo contenente oro, argento, platino e loro leghe.

[0026] Con l’espressione componente polimerico sostanzialmente trasparente si intenderà indicare nel seguito un componente polimerico trasparente o anche solo parzialmente trasparente o traslucido, ovvero in grado di trasmettere la radiazione luminosa e nello stesso tempo di diffonderla.

[0027] In accordo con l’idea alla base della presente invenzione, la polvere metallica comprende particelle piastriformi aventi spessore nanometrico compreso tra 5 e 300 nm e sviluppo preferenziale in una superficie bidimensionale con almeno una dimensione compresa tra 0,6 e 100 µm.

[0028] Tali particelle presentano preferenzialmente una forma sostanzialmente planare e poligonale, ovvero con spigoli nel pur assottigliato spessore, al fine di riflettere in maniera efficace la luce e conferire la massima lucentezza al materiale composito.

[0029] Le dimensioni e la forma delle polveri selezionate conferiscono sorprendentemente al semilavorato una notevole brillantezza e lucentezza. Le dimensioni delle particelle della polvere metallica, in particolare, si sono dimostrate nella pratica particolarmente importanti per conferire all’articolo ornamentale finito l’aspetto e le proprietà meccaniche desiderate.

[0030] Si è infatti notato che le particelle aventi uno sviluppo preferenziale in una superficie bidimensionale con almeno una dimensione inferiore a 0,6 µm non sono in grado di conferire una adeguata lucentezza al materiale composito finale. Tali particelle, infatti, avendo dimensioni paragonabili alle lunghezze d’onda della radiazione luminosa nel visibile (in particolare nel campo della luce blu), non sono in grado di riflettere tutte le lunghezze d’onda della radiazione luminosa e presentano una colorazione più scura rispetto al metallo originale come solitamente conosciuto, ovvero dai toni più spenti.

[0031] Diversamente, si è notato che le particelle aventi uno sviluppo piastriforme ovvero preferenziale in una superficie bidimensionale con almeno una dimensione superiore a 100 µm, è possibile che risultino apprezzabili ad occhio nudo conferendo un aspetto non omogeneo all’articolo ornamentale. Inoltre queste ultime particelle presentano una massa troppo elevata e, conseguentemente, favoriscono la comparsa di fenomeni di segregazione nel materiale composito durante la realizzazione degli articoli ornamentali. In accordo con una forma realizzativa preferenziale del materiale composito oggetto della presente invenzione, la polvere metallica comprende particelle di oro (preferibilmente allo stato sostanzialmente puro), in particolare ottenute mediante sintesi con un metodo che impiega polioli (come verrà meglio descritto nel seguito), in presenza di capping agent che impediscono l’accrescimento delle particelle di oro lungo una direzione spaziale, favorendo, conseguentemente, la formazione di particelle piastriformi.

[0032] Preferibilmente, ciascuna delle particelle di polvere metallica così ottenuta è sostanzialmente costituita da un monocristallo, il più possibile esente da difetti reticolari. Le particelle dotate di tali proprietà presentano caratteristiche morfologiche che le rendono particolarmente adatte ad essere impiegate nella realizzazione del materiale composito secondo la presente invenzione. Tali particelle sono infatti dotate di una forma poligonale, dovuta allo sviluppo preferenziale dei singoli cristalli lungo precise direzioni cristalline. Pertanto, nel caso vantaggioso di particelle di oro ottenute mediante sintesi con il metodo impiegante polioli sopra citato, ciascuna di tali particelle di oro presenta generalmente una forma poligonale ed in particolare triangolare o esagonale, come visibile nelle allegate figure, dovuta al suo accrescimento preferenziale lungo alcune direzioni del reticolo cristallino.

[0033] Le particelle della polvere metallica presentano, vantaggiosamente, una elevata omogeneità dimensionale per conferire al manufatto finito un aspetto omogeneo ed un titolo puntuale costante. In particolare, almeno il 70% e preferibilmente circa il 90% delle particelle ha uno sviluppo preferenziale in una superficie bidimensionale con almeno una dimensione compresa tra 6 e 55 µm.

[0034] Quest’ultima caratteristica, consente di ottenere un materiale composito avente un comportamento meccanico sostanzialmente identico in tutti i suoi punti ed un aspetto uniforme.

[0035] Vantaggiosamente, il componente polimerico sostanzialmente trasparente compreso nel materiale composito è un materiale elastomerico, cosicché gli articoli ornamentali con esso realizzati risultano particolarmente agevoli e confortevoli da indossare, oltre a presentare migliorate caratteristiche estetiche di lucentezza e di brillantezza rispetto alle leghe metalliche di tipo tradizionale disponibili nel mercato. Tale materiale elastomerico trasparente potrà essere ad esempio scelto tra le famiglie dei poliuretani, dei lattici, dei siliconi e delle gomme naturali.

[0036] Preferibilmente, il componente polimerico è una resina siliconica elastomerica. Le resine siliconiche elastomeriche sono dotate di proprietà chimico-fisiche e meccaniche che le rendono particolarmente adatte ad essere impiegate nel materiale composito per la realizzazione di articoli ornamentali oggetto della presente invenzione. In particolare, le resine siliconiche elastomeriche presentano un’ottima resistenza alle alte temperature e permangono flessibili anche a basse temperature (finanche a – 40 °C), rendendo quindi possibile un utilizzo del tutto sicuro degli articoli ornamentali con esse realizzati anche in condizioni ambientali critiche, senza il rischio che tali articoli possano deteriorarsi o infragilirsi e rompersi. Inoltre, le resine siliconiche elastomeriche presentano elevate percentuali di elongazione a rottura (comprese tra il 50 ed il 400%), elevati carichi di rottura a trazione (compresi tra 0,4 e 6 MPa) e, in funzione della loro specifica composizione, presentano una durezza variabile tra un minimo di circa 10 ShoreA ed un massimo di circa 80 ShoreA. A seconda delle caratteristiche di maggiore o minore morbidezza che si desiderano conferire all’articolo ornamentale, è quindi possibile realizzare il materiale composito secondo la presente invenzione selezionando una resina siliconica di opportuna durezza.

[0037] Le caratteristiche meccaniche intrinseche della resina siliconica permettono vantaggiosamente di trattenere le particelle inglobate senza disperdere le particelle stesse nell’ambiente, neppure quelle più superficiali, anche sottoponendo l’articolo ornamentale a sforzi o ad usura.

[0038] Le resine siliconiche elastomeriche presentano infine ottime doti di inerzia chimica e di resistenza all’invecchiamento che le rendono sorprendentemente adatte a realizzare articoli ornamentali destinati a mantenere inalterate caratteristiche estetiche e meccaniche nel tempo.

[0039] Pertanto, la resina siliconica conferisce al materiale composito oggetto della presente invenzione una elevata elasticità e lo rende particolarmente resistente alle lacerazioni, all’invecchiamento, alle aggressioni chimiche ed all’ossidazione per gli usi a cui è destinato in accordo con la presente invenzione. Il materiale composito oggetto della presente invenzione è inoltre atossico ed anallergico. Gli articoli ornamentali con esso realizzati, pertanto, non rilasciano sostanze nocive e possono essere mantenuti a contatto con la pelle senza il rischio di provocare reazioni allergiche indesiderate nelle persone che li indossano. In accordo con una forma realizzativa preferenziale del presente trovato, il componente polimerico è una resina siliconica vulcanizzabile a temperatura ambiente. Quest’ultimo tipo di resina, in particolare, consente vantaggiosamente di realizzare articoli ornamentali già a temperatura ambiente, con conseguenti bassi costi di produzione.

[0040] Vantaggiosamente, la resina siliconica presenta una percentuale di trasmissione della radiazione luminosa nel visibile superiore al 70%, misurata in conformità alla norma ASTM D1003 con uno spessore di 6 mm. Conseguentemente, le particelle di polvere metallica disperse nel componente polimerico possono essere raggiunte dalla radiazione luminosa e possano rifletterla, conferendo ottime proprietà di brillantezza e lucentezza al materiale composito ed agli articoli ornamentali con esso ottenuti.

[0041] Forma oggetto della presente invenzione anche un procedimento per la realizzazione di un articolo ornamentale, in particolare con un materiale composito del tipo sopra descritto.

[0042] Tale procedimento comprende almeno una fase di predisposizione di almeno un componente base di una resina siliconica ed almeno una fase di predisposizione di una polvere metallica avente le caratteristiche sopra descritte, ovvero in particolare comprendente particelle piastriformi di spessore nanometrico compreso tra 5 e 300 nm ed aventi sviluppo preferenziale in una superficie bidimensionale con almeno una dimensione compresa tra 0,6 e 100 µm. La polvere metallica potrà essere in particolare sintetizzata e presenterà preferibilmente, come precedentemente specificato, una elevata omogeneità dimensionale,

[0043] Più in dettaglio, in accordo con una forma realizzativa preferenziale della presente invenzione, la polvere metallica comprende particelle piastriformi di oro e la fase di predisposizione della polvere metallica comprende una fase di sintesi delle particelle piastriformi di oro mediante il metodo impiegante polioli, in presenza di capping agent che ne impediscono l’accrescimento lungo una o più direzioni spaziali. In particolare, la fase di sintesi delle particelle di oro è preferibilmente ottenuta mediante una fase di dissoluzione di oro in acqua regia e, successivamente, una fase di aggiunta in quest’ultima soluzione di un blando riducente, in particolare glicole etilenico, e di polivinilpirrolidone. In una fase di adsorbimento, le molecole del polivinilpirrolidone vengono adsorbite sulla superficie delle particelle di oro, preferenzialmente su alcune direzioni del reticolo cristallino di ciascuna particella di oro.

[0044] In una successiva fase di accrescimento delle particelle di oro, gli atomi di oro presenti in soluzione, a seguito dell’azione riducente esercitata dal glicole etilenico, tendono ad aggregarsi alle particelle lungo le direzioni del reticolo cristallino di queste ultime non occupate dalle molecole di polivilipirrolidone. Le particelle di oro, pertanto, si accrescono acquisendo una forma sostanzialmente planare. Inoltre, tali particelle tendono ad accrescersi lungo precise direzioni del reticolo cristallino, assumendo, come precedentemente riportato, una forma poligonale ed in particolare triangolare o esagonale.

[0045] Le stesse particelle di oro potranno tuttavia essere ottenute mediante differenti metodi di sintesi purché presentino preferenzialmente una forma ugualmente sostanzialmente piastriforme e poligonale.

[0046] Il componente base della resina siliconica e la polvere metallica sono predisposti ciascuno, mediante misurazione in peso, in una quantità calcolata in funzione del titolo che si desidera conferire all’articolo ornamentale finale. La polvere metallica, in particolare, è predisposta in una quantità compresa tra il 2% ed il 95% in peso rispetto al peso totale del materiale composito previsto per la realizzazione dell’articolo ornamentale finale.

[0047] Mediante successiva addizione del componente base della resina alla polvere metallica è ottenuta una miscela.

[0048] È quindi prevista almeno una prima fase di mescolamento della suddetta miscela, ovvero della polvere metallica con il componente base della resina siliconica per ottenere una miscela omogenea. Più in dettaglio, il componente base della resina è addizionato alla polvere metallica e la miscela è resa omogenea mediante agitazione (ad esempio attraverso agitatore meccanico in particolare magnetico ovvero attraverso agitazione manuale).

[0049] Il procedimento comprende inoltre almeno una fase di reticolazione del componente base della resina siliconica nella miscela omogenea, con la polvere metallica distribuita in modo omogeneo.

[0050] La resina siliconica impiegata per l’ottenimento degli articoli ornamentali o degli accessori, in particolare, potrà essere del tipo monocomponente o del tipo bicomponente.

[0051] Più in dettaglio, nel caso in cui si tratti di una resina monocomponente, il componente base predisposto nella suddetta fase di predisposizione potrà essere ad esempio costituito da una resina siliconica terminante con silanoli (–Si–OH) e reagita con un silano trifunzionale, (i cui gruppi funzionali (–X) possono essere residui di una ammina, di un acetato, di una ossima o di un alcol) secondo una reazione durante la quale i gruppi Si–OH della resina siliconica vengono sostituiti dai gruppi –X:

[0052] La fase di reticolazione è in questo caso indotta dall’umidità atmosferica ed il componente base reticola mediante la seguente reazione di condensazione ed indurisce in alcune ore:

[0053] Preferibilmente, la resina siliconica impiegata è tuttavia una resina bicomponente, la quale comprende un componente di base ed un componente reticolante.

[0054] In tal caso, la reticolazione della resina potrà avvenire ad esempio mediante una reazione di addizione catalizzata da perossidi. Il componente base potrà essere costituito da una resina siliconica dotata di gruppi terminali vinilici (CH = CH2) ed il componente reticolante potrà essere costituito da una resina siliconica dotata ad esempio di gruppi metilici (–CH3). La resina potrà reticolare mediante la seguente reazione iniziale di formazione di radicali:

[0055] Tale reazione procede poi tramite reticolazione tra i gruppi radicali presenti nella catena polimerica ed i gruppi vinilici terminali di catene adiacenti e avviene, in particolare, solamente ad alte temperature, ovvero a temperature superiori a 130 °C o mediante l’applicazione di radiazione ultravioletta.

[0056] Diversamente, la reticolazione della resina bicomponente potrà avvenire mediante una reazione di condensazione stagno catalizzata. In quest’ultimo caso, il componente base potrà ad esempio essere una resina terminante con silanoli (Si–OH) ed il componente reticolante potrà essere un estere dell’acido silicico Si(OR)4. La reazione di reticolazione, catalizzata da un composto dello stagno, quale ad esempio stagno dibutil dilaurato, sarà pertanto la seguente:

[0057] In accordo con una forma realizzativa preferenziale e non limitativa del procedimento oggetto della presente invenzione, la resina siliconica impiegata è del tipo bicomponente reticolata a temperatura ambiente mediante una reazione di addizione catalizzata.

[0058] Rispetto alle reazioni di reticolazione precedentemente citate, infatti, quest’ultima reazione presenta alcuni vantaggi. Innanzitutto durante la reticolazione mediante reazione di addizione la resina non rilascia sottoprodotti e, conseguentemente, non è interessata da un ritiro volumetrico che potrebbe rendere particolarmente difficile la realizzazione di articoli ornamentali aventi la forma e le dimensioni desiderate. Inoltre, tale reazione di reticolazione è piuttosto rapida, avvenendo generalmente entro alcune ore.

[0059] Il procedimento secondo il presente trovato prevede pertanto vantaggiosamente una fase di predisposizione di un componente reticolante ed una fase di predisposizione di un catalizzatore. Preferibilmente, il componente di base utilizzato nel procedimento secondo la presente invenzione contiene Polidialchil Silossano, Polidiaril Silossano o Polialchil/aril Silossano con gruppi funzionali vinilici (CH = CH2) secondo la seguente formula:

dove R = alchile (metile, etile, propile...) ed R<1>= arile (radicale benzene, toluene...).

[0060] Tale componente base presenta, vantaggiosamente, un peso molecolare medio compreso tra 500 e 16.000 g/mol ed una viscosità compresa tra 1 e 100.000 mPa⋅s.

[0061] Il componente reticolante contiene preferibilmente almeno Polialchil idro Silossani o Plidialchil/aril idro Silossani con gruppi idruri (Si–H) presenti in posizioni intermedie e/o in posizioni terminali nella catena polimerica, secondo la formula:

dove R = alchile (metile, etile, propile...) o arile (radicale benzene, toluene) ed R<1>= H (idruro terminale) o alchile.

[0062] In tal caso, la quantità di componente base della resina siliconica e la quantità di componente reticolante che devono essere predisposte, sono calcolate in modo che il rapporto stechiometrico (R) tra i gruppi vinilici (CH = CH2) ed i gruppi idruri (Si–H) rispettivamente del componente base e del componente reticolante sia compreso tra 1 e 4.

[0063] Il catalizzatore di reazione è vantaggiosamente a base dì platino, rodio o palladio. Preferibilmente il catalizzatore è a base platino, con una concentrazione di platino compresa tra 10 e 200 ppm e preferibilmente di circa 20 ppm.

[0064] Dopo la prima fase di mescolamento della polvere metallica con il componente base della resina siliconica per ottenere una miscela omogenea è vantaggiosamente prevista almeno una prima fase di degasaggio della miscela omogenea in camera da vuoto e preferibilmente ad una pressione inferiore ad 1 mbar, al fine di rimuovere l’aria eventualmente intrappolata nella miscela. Tale fase di degasaggio è importante per garantire la realizzazione di un articolo ornamentale privo di inclusioni di bolle d’aria, che ne limiterebbero fortemente la resistenza meccanica e la trasparenza ottica.

[0065] Dopo la suddetta prima fase di degasaggio è quindi prevista la fase di reticolazione del componente base nella miscela omogenea, con la polvere metallica distribuita in modo omogeneo.

[0066] Preferibilmente, quando la miscela ha raggiunto, dopo una prima parte della fase di reticolazione, una viscosità compresa tra 5.000 e 15.000 mPa⋅s e preferibilmente superiore a 10.000 mPa⋅s, ovvero quando la miscela si presenta come un liquido ad alta viscosità con la polvere metallica omogeneamente dispersa al suo interno, è prevista una fase di colata della miscela omogenea in uno stampo per la formatura dell’articolo ornamentale. La colata, in particolare, è eseguita in vuoto e/o in ambiente, a seconda della geometria dell’articolo ornamentale che si desidera realizzare.

[0067] Una seconda parte della fase di reticolazione del componente base della resina siliconica nella miscela omogenea è quindi condotta all’interno dello stampo. Al fine di ridurre il tempo necessario per la reticolazione della miscela, la seconda parte della fase di reticolazione è condotta preferibilmente all’interno di un forno o di una stufa, ad una temperatura compresa tra 40 °C e 100 °C e vantaggiosamente di circa 60 °C. La stessa seconda parte della fase di reticolazione può tuttavia essere condotta a temperatura ambiente, senza per questo uscire dall’ambito di tutela definito dalla presente invenzione.

[0068] Vantaggiosamente, la seconda parte della fase di reticolazione è protratta almeno fintantoché l’articolo ornamentale ottenuto dalla reticolazione della miscela omogenea non può più deformarsi sotto l’azione del proprio peso.

[0069] È quindi prevista una fase di estrazione dell’articolo ornamentale dallo stampo. Al fine di favorire tale fase di estrazione dell’articolo ornamentale dallo stampo, lo stampo potrà essere preventivamente rivestito o protetto da un distaccante. Diversamente, lo stampo potrà essere ad esempio realizzato esso stesso in una resina siliconica, non necessitando in tal caso di essere rivestito o trattato superficialmente con distaccanti, date le ottime proprietà antiaderenti delle resine siliconiche.

[0070] L’articolo ornamentale così ottenuto, quando la resina siliconica è completamente reticolata, è finito ed è pronto per essere indossato, senza necessitare di ulteriori lavorazioni.

[0071] Qualora la resina siliconica comprenda un componente reticolante per consentire la reticolazione della resina siliconica, il procedimento prevede almeno una fase di addizione del componente reticolante al componente base della resina siliconica. Tale fase di addizione, in particolare, può essere prevista prima della prima fase di mescolamento del componente base con la polvere metallica o, preferibilmente, dopo tale prima fase di mescolamento.

[0072] Preferibilmente, durante la prima fase di mescolamento vengono miscelati il componente base della resina siliconica e la polvere metallica e la miscela omogenea ottenuta è sottoposta alla prima fase di degasaggio. Il componente reticolante è quindi addizionato alla miscela omogenea ed è prevista una seconda fase di mescolamento del componente reticolante con la miscela omogenea.

[0073] Vantaggiosamente, il procedimento comprende in quest’ultimo caso una seconda fase di degasaggio della miscela omogenea con addizionato il componente reticolante. Tale seconda fase di degasaggio potrà essere condotta successivamente alla seconda fase di mescolamento, ovvero potrà essere condotta contemporaneamente ad essa.

[0074] Il pot-life, ovvero il tempo dì lavorabilità della resina siliconica dopo l’aggiunta del componente reticolante alla miscela omogenea e prima che l’aumento di viscosità della resina dovuto alla sua reticolazione ne renda impossibile la lavorazione, deve essere sufficientemente lungo da consentire l’eventuale seconda fase di degasaggio e la colata della resina nello stampo. Qualora la reazione di reticolazione avvenisse in maniera troppo rapida, sarà possibile prevedere una fase di addizione di uno o più agenti ritardanti alla miscela omogenea, addizionata con il componente reticolante e con l’eventuale catalizzatore. Lo stesso pot-life non dovrà tuttavia risultare eccessivamente lungo, ovvero la miscela non dovrà permanere con una bassa viscosità per tempi eccessivamente lunghi per non favorire fenomeni di sedimentazione della polvere metallica nella miscela omogenea.

[0075] Qualora il pot-life della resina risultasse particolarmente lungo ed in particolare superiore ai 15 minuti, al fine di evitare fenomeni di sedimentazione delle particelle di polvere metallica è preferibile mantenere la miscela in costante agitazione, fino al raggiungimento di un opportuno valore di viscosità, vantaggiosamente di circa 10.000 mPa⋅s, il quale consente la colata della miscela omogenea nello stampo ed al contempo il mantenimento della concentrazione puntuale della polvere metallica omogenea in tutto l’articolo ornamentale così ottenuto.

[0076] Qualora sia previsto l’impiego di un catalizzatore della reticolazione della resina siliconica, il procedimento comprende una fase di addizione di tale catalizzatore al componente reticolante. Tale fase di addizione del catalizzatore è vantaggiosamente prevista prima della fase di addizione del componente reticolante al componente base della resina siliconica: il catalizzatore è quindi precedentemente miscelato al componente reticolante e la miscela così ottenuta è addizionata alla miscela omogenea del componente base della resina siliconica e della polvere metallica.

[0077] Con riferimento agli articoli ornamentali ottenuti con resine siliconiche, qualora si desideri, la polvere di metallo prezioso presente negli articoli ornamentali, ovvero negli scarti di lavorazione o simili, potrà essere facilmente recuperata. Sarà infatti sufficiente riscaldare il campione in atmosfera ossidante, ad una temperatura superiore a 600 °C affinché la resina siliconica si decomponga in ossido di silicio, rilasciando composti carboniosi volatili, quali ad esempio metano, etano, benzene o altri, facilmente rimovibili. L’ossido di silicio può quindi essere agevolmente eliminato mediante acido fluoridrico, consentendo così il recupero della polvere metallica.

[0078] Il procedimento in accordo con la presente invenzione consente la realizzazione di articoli ornamentali dotati di ottime proprietà chimico-fisiche e meccaniche. Il materiale composito oggetto dell’invenzione e ottenuto mediante il procedimento sopra descritto è preferibilmente dotato delle seguenti proprietà meccaniche: – allungamento a rottura superiore al 100%; – carico di rottura di valore superiore a 0,5 MPa; – durezza Shore A superiore a 20.

[0079] A titolo di esempio vengono qui di seguito riportati i risultati ottenuti da alcune prove sperimentali di caratterizzazione effettuate su alcuni campioni di materiale composito realizzati in accordo con il procedimento sopra descritto.

[0080] I campioni, in particolare, sono stati realizzati con una resina siliconica bicomponente (comprendente un componente base contenente Polidialchil Silossano, Polidiaril Silossano o Polialchil/aril Silossano con gruppi funzionali vinilici (CH = CH2) ed avente una viscosità di 10.000 mPa⋅s ed un peso specifico di 1.05 g/cm<3>ed un componente reticolante contenente Polialchil idro Silossani o Polidialchil/arii idro Silossani con gruppi idruri (Si–H) presenti in posizioni intermedie e/o in posizioni terminali nella catena polimerica), reticolata mediante una reazione di addizione platino catalizzata. Più in dettaglio, i campioni di materiale composito sono stati realizzati con l’aggiunta di polvere di oro, costituita da particelle di forma sostanzialmente planare e poligonale, con titoli di 9 KT (ovvero con un contenuto del 37.5% di metallo prezioso) e di 14 KT

[0081] Innanzitutto è stata misurata la composizione puntuale dei campioni, al fine di valutare l’omogeneità puntuale del titolo. A titolo di esempio è riportata nel Diagramma 1 la misurazione condotta su cinque diversi segmenti di un campione con titolo di 14 KT. Come è possibile apprezzare dal diagramma, il titolo presenta minime oscillazioni rispetto al valore medio.

[0082] I valori dell’allungamento a rottura, misurati secondo la norma ASTM D1708 sui suddetti campioni e su un campione di riferimento realizzato unicamente con la resina siliconica reticolata e qui di seguito riportati nella Tabella 1, hanno evidenziato una minima riduzione di tale parametro nel caso del campione con titolo di 9KT.

[0083] Entrambi i campioni caricati con particelle di oro hanno comunque dimostrato ottime proprietà di allungamento.

[0084] Sono stati inoltre misurati il carico di rottura a trazione e la durezza Shore A (misurata secondo la norma ASTM D2240) dei campioni. I valori ottenuti sono stati riportati rispettivamente nelle seguenti Tabelle 2 e 3. Il campione con titolo di 9KT ha dimostrato un carico di rottura più elevato ed una durezza Shore A maggiore rispetto al campione di sola resina ed al campione con titolo di 14 KT.

[0085] Qui di seguito sono riportate le curve carico-deformazione ottenute per differenti campioni di sola resina reticolata (Diagramma 2) e per differenti campioni di resina con titolo di 9 KT (Diagramma 3).

[0086] È stato inoltre eseguito un test di corrosione con sudore artificiale (secondo la norma UNI EN 1811), utilizzando una soluzione avente la seguente composizione chimica: – 0,5% NaCl – 0,1% urea – 0,1% acido lattico – acqua deionizzata.

[0087] Il test è stato condotto su due campioni realizzati con la resina di cui sopra e con l’aggiunta di polvere di oro, con titoli di 9 KT (ovvero con un contenuto del 37.5% di metallo prezioso) e di 18 KT (ovvero con un contenuto del 75% di metallo prezioso). I campioni sono stati immersi nella soluzione di sudore artificiale e mantenuti per alcuni giorni ad una temperatura costante di 35 °C.

[0088] I risultati, riportati nel Diagramma 4, dimostrano che i campioni non hanno subito alcuna corrosione, essendo il loro peso rimasto invariato nel tempo. Infine, sono state condotte prove di resistenza chimica su campioni di sola resina reticolata. In particolare è stata valutata la resistenza chimica della resina a sostanze potenzialmente aggressive, quali ad esempio acetone, alcol etilico, acqua ossigenata a 35%, sapone liquido per mani, crema idratante da viso ed ipoclorito di sodio (candeggina).

[0089] Tali sostanze sono state mantenute sulla superficie dei campioni per 48 h. AI termine delle prove, i campioni sono risultati perfettamente integri e non è stata evidenziata alcuna modifica indotta dal reagente sulla superficie del campione, la quale non è risultata né opaca né rugosa.

[0090] Il trovato così concepito raggiunge pertanto gli scopi prefissi.

[0091] Ovviamente, esso potrà assumere, nella sua realizzazione pratica anche forme e configurazioni diverse da quella sopra illustrata senza che, per questo, si esca dal presente ambito di protezione.

[0092] Inoltre tutti i particolari potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti e le dimensioni, le forme ed i materiali impiegati potranno essere qualsiasi a seconda delle necessità.

Claims (9)

1. Materiale composito per la realizzazione di articoli ornamentali il quale comprende: – almeno un componente polimerico sostanzialmente trasparente; e – almeno una polvere metallica di uno o più metalli preziosi presenti singolarmente o in lega, dispersa in detto componente polimerico in una quantità in peso compresa tra il 2% ed il 95%; caratterizzato dal fatto che detta almeno una polvere metallica comprende particelle piastriformi aventi spessore nanometrico compreso tra 5 e 300 nm e sviluppo preferenziale in una superficie bidimensionale con almeno una dimensione compresa tra 0,6 e 100 µm.

2. Materiale composito secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta polvere metallica comprende particelle di oro.

3. Materiale composito secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che almeno il 70% delle particelle di detta polvere metallica ha sviluppo preferenziale in una superficie bidimensionale con almeno una dimensione compresa tra 6 e 55 µm.

4. Materiale composito secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto almeno un componente polimerico è un materiale elastomerico, in particolare è una resina siliconica preferibilmente vulcanizzabile a temperatura ambiente.

5. Procedimento per la realizzazione di articoli ornamentali, il quale comprende; – almeno una fase di predisposizione di almeno un componente base di una resina siliconica; – almeno una fase di predisposizione di almeno una polvere metallica comprendente particelle piastriformi aventi spessore nanometrico compreso tra 5 e 300 nm e sviluppo preferenziale in una superficie bidimensionale con almeno una dimensione compresa tra 0,6 e 100 µm; – almeno una prima fase di mescolamento di detta almeno una polvere metallica con detto almeno un componente base di una resina siliconica per ottenere una miscela omogenea; – almeno una fase di reticolazione di detto almeno un componente base in detta miscela omogenea con detta polvere metallica distribuita in modo omogeneo.

6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di comprendere: – una fase di colata di detta miscela omogenea in uno stampo per la formatura di detto articolo ornamentale, quando detta miscela omogenea ha raggiunto, mediante una prima parte di detta fase di reticolazione, una viscosità superiore ad almeno 5.000 mPa⋅s; – almeno una seconda parte di detta fase di reticolazione di detto almeno un componente base di una resina siliconica in detta miscela omogenea all’interno di detto stampo, in particolare detta almeno una seconda parte della fase di reticolazione essendo protratta almeno fintantoché l’articolo ornamentale ottenuto dalla reticolazione di detta miscela omogenea non può più deformarsi sotto l’azione del proprio peso; – una fase di estrazione di detto articolo ornamentale da detto stampo.

7. Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una prima fase di degasaggio della miscela comprendente detta almeno una polvere metallica e detto almeno un componente base di una resina siliconica in camera da vuoto, in particolare dopo detta almeno una prima fase di mescolamento, al fine di rimuovere l’aria eventualmente intrappolata in detta miscela.

8. Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una fase di addizione di un componente reticolante a detto almeno un componente base di detta resina siliconica prima o dopo il suo mescolamento con detta polvere metallica, per consentire la reticolazione di detto almeno un componente base di detta resina siliconica.

9. Procedimento secondo le rivendicazioni 7 e 8, caratterizzato dal fatto che detta almeno una fase di addizione di detto componente reticolante è successiva a detta almeno una prima fase di degasaggio e detto procedimento comprende almeno una seconda fase di mescolamento di detto componente reticolante con detta miscela omogenea.