IT201600123900A1

IT201600123900A1 - METHOD AND DEVICE FOR GOLD COLORING

Info

Publication number: IT201600123900A1
Application number: IT102016000123900A
Authority: IT
Inventors: Simone Mazzucato
Original assignee: Sisma Spa
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2018-06-06

Description

“METODO E DISPOSITIVO PER LA COLORAZIONE DELL’ORO” "METHOD AND DEVICE FOR THE COLORING OF GOLD"

La presente invenzione riguarda il campo della colorazione dei metalli. In particolare, la presente invenzione riguarda un metodo ed un dispositivo per la colorazione dell’oro. Inoltre la presente invenzione riguarda una superficie dorata colorata. The present invention relates to the field of metal coloring. In particular, the present invention relates to a method and a device for coloring gold. Furthermore, the present invention relates to a golden colored surface.

La necessità di fornire ai propri clienti prodotti quanto più diversificati e personalizzati nel campo della gioielleria porta direttamente all’esigenza di poter modificare almeno alcune delle caratteristiche della materia prima preziosa impiegata, in modo da adeguarla alle richieste del mercato. The need to provide its customers with the most diversified and personalized products in the field of jewelry leads directly to the need to be able to modify at least some of the characteristics of the precious raw material used, in order to adapt it to market demands.

La via principale per poter raggiungere questo obiettivo è indubbiamente quella di agire sulla forma del gioiello, andando a realizzare vere e proprie opere d’arte che acquisiscono valore anche in virtù della loro unicità ed irripetibilità. The main way to achieve this goal is undoubtedly to act on the shape of the jewel, creating real works of art that acquire value also by virtue of their uniqueness and unrepeatability.

Un’ulteriore strada percorribile, per poter fornire prodotti con un carattere personalizzato ed unico, risiede nell’apportare delle modifiche cromatiche alla materia prima utilizzata, facendo assumere al gioiello delle sfumature particolari, oppure inserendo nel gioiello degli ulteriori elementi colorati, quali pietre preziose (o semi-preziose) o smalti. A further way forward, in order to provide products with a personalized and unique character, lies in making chromatic changes to the raw material used, making the jewel take on particular shades, or inserting additional colored elements into the jewel, such as precious stones ( or semi-precious) or enamels.

Le pietre preziose conferiscono un valore estetico assai rilevante all’oggetto, ma a scapito di un costo spesso proibitivo. Inoltre la gamma di colori possibili risulta essere molto limitata. Precious stones confer a very significant aesthetic value to the object, but at the expense of an often prohibitive cost. Furthermore, the range of possible colors is very limited.

Gli smalti, molto più economici nei costi produttivi, forniscono una gamma di colori notevolmente estesa e sono altamente stabili Glazes, much cheaper in production costs, provide a remarkably extended color range and are highly stable

Questo tipo di soluzione presenta però alcuni inconvenienti. Gli smalti, o altri prodotti chimici con i quali sia ottenibile lo stesso risultato, aggiungono al processo produttivo la complicazione della fornitura di materiali coloranti, della logistica e anche dell’ impatto ambientale a causa del livello inquinante delle sostanze utilizzate nel processo di fabbricazione. Tuttavia, l’uso sia di pietre che di smalti, oltre ad aumentare considerevolmente il costo del prodotto finito, vincola l’artigiano a realizzare i suoi gioielli in una forma adatta ad accoglierle le pietre (preparazione del castone). However, this type of solution has some drawbacks. Glazes, or other chemical products with which the same result can be obtained, add to the production process the complication of the supply of coloring materials, logistics and also the environmental impact due to the polluting level of the substances used in the manufacturing process. However, the use of both stones and enamels, in addition to considerably increasing the cost of the finished product, binds the craftsman to make his jewels in a shape suitable for accommodating the stones (preparation of the setting).

Infatti, nella pratica, si va semplicemente ad aggiungere un oggetto colorato (lo smalto) sopra l’oggetto d’oro, e non a colorare l’oro stesso. Per poter superare questi problemi la soluzione ovvia potrebbe sembrare quella di modificare direttamente il colore della materia prima impiegata per la realizzazione del gioiello, tuttavia, quando si considera l’oro come materiale da lavorare, questa soluzione non è perseguibile. In fact, in practice, we simply add a colored object (enamel) over the gold object, and not color the gold itself. In order to overcome these problems, the obvious solution may seem to be to directly change the color of the raw material used to make the jewel, however, when gold is considered as a material to be worked, this solution cannot be pursued.

L’oro puro infatti, a causa delle sue particolari caratteristiche fisicochimiche, è inattaccabile dalla maggior parte dei composti chimici ed è poco reattivo, risulta quindi estremamente difficile modificarne le caratteristiche chimico-fisiche intrinseche quali ad esempio il colore. Duttile e malleabile, oltre che prezioso, l’oro è un metallo molto tenero, per cui per conferirgli una maggiore resistenza meccanica, viene lavorato in lega con altri metalli. In oreficeria la purezza dell’oro, ovvero la percentuale d’oro presente nella lega, viene misurata in carati. Minore la caratura, maggiore la percentuale di elementi spuri presenti nella lega. I diversi colori dell’oro presenti nel mercato orafo sono spesso imputabili alla natura e la quantità di queste impurità. In fact, pure gold, due to its particular physicochemical characteristics, is unassailable by most chemical compounds and is not very reactive, making it extremely difficult to modify its intrinsic chemical-physical characteristics such as color. Ductile and malleable, as well as precious, gold is a very soft metal, so to give it greater mechanical strength, it is alloyed with other metals. In jewelery, the purity of gold, or the percentage of gold present in the alloy, is measured in carats. The lower the carat, the greater the percentage of spurious elements present in the alloy. The different colors of gold present in the goldsmith market are often attributable to the nature and quantity of these impurities.

In altre parole, a seconda del tipo di lega utilizzato si otterranno diversi colori: l’aggiunta di rame rende l’oro rosso, di ferro verde, di palladio bianco, di cobalto nero. In other words, depending on the type of alloy used, different colors will be obtained: the addition of copper makes the gold red, green iron, white palladium, black cobalt.

Un secondo modo per modificare la colorazione dell’oro è tramite procedimenti chimici di ricoprimento superficiale, ottenibili per esempio con bagni galvanici, procedure di rodiatura o argentatura, o simili. A second way to change the color of gold is through chemical surface covering processes, obtainable for example with galvanic baths, rhodium or silver plating procedures, or the like.

In entrambi i casi però, la colorazione ottenuta riguarda tutto l’oggetto per cui risulta altamente complesso se non impossibile creare disegni di colori diversi sull’oggetto stesso In both cases, however, the coloring obtained concerns the whole object so it is highly complex if not impossible to create designs of different colors on the object itself

Sono altresì noti dei processi di colorazione tramite irraggiamento ad impulsi laser di metalli e leghe metalliche, quali per esempio: acciaio inossidabile, titanio, rame e ottone. Tale soggetto ha e continua a ricevere attenzione sia a livello accademico che industriale, come si riflette nell’alto numero di articoli e recensioni pubblicati. Also known are coloring processes by means of laser pulse irradiation of metals and metal alloys, such as for example: stainless steel, titanium, copper and brass. This subject has and continues to receive attention both at an academic and industrial level, as reflected in the high number of articles and reviews published.

La colorazione laser dei metalli può essere spiegata attribuendone la causa a diversi meccanismi quali: ossidazione selettiva superficiale indotta oppure creazione di micro/nano-strutture superficiali (quali per esempio nanostrutture metalliche più o meno irregolari, oppure formazione di aggregati micrometrici). The laser coloring of metals can be explained by attributing the cause to various mechanisms such as: selective induced surface oxidation or creation of surface micro / nano-structures (such as for example more or less irregular metallic nanostructures, or formation of micrometric aggregates).

Il meccanismo che genera la colorazione solitamente dipende dalla durata temporale degli impulsi laser: sembra essere ben assodato che l’uso di impulsi a nanosecondi induca una colorazione dei metalli via ossidazione superficiale indotta, mentre con impulsi laser a picosecondi e femtosecondi l’origine sia essenzialmente la modulazione morfologica della superficie trattata. Non è esclusa una parziale combinazione dei due effetti, specialmente a cavallo tra i due regimi temporali degli impulsi, ciò dipendendo dai parametri di operazione del dispositivo e dalle condizioni operative del sistema (per esempio la dimensione dello spot laser a seconda della lente di focalizzazione usata). The mechanism that generates the coloring usually depends on the temporal duration of the laser pulses: it seems to be well established that the use of nanosecond pulses induces a metal coloring via induced surface oxidation, while with picosecond and femtosecond laser pulses the origin is essentially the morphological modulation of the treated surface. A partial combination of the two effects is not excluded, especially between the two time regimes of the pulses, this depends on the operating parameters of the device and the operating conditions of the system (for example the size of the laser spot depending on the focusing lens used. ).

Nel caso in esame di irraggiamento ad impulsi a nanosecondi, il processo utilizzato richiede una opportuna scelta dei parametri laser che vanno ad alterare la temperatura del metallo, permettendo così l’affioramento in superficie di determinati elementi che interagiscono con l’aria creando degli strati di ossidi. Lo spessore di questi ossidi equivale ai diversi colori indotti dal laser sul metallo. Sembra quindi implicita la necessaria condizione di ossidabilità dei metalli da colorare. In the case under examination of nanosecond pulsed irradiation, the process used requires an appropriate choice of laser parameters that alter the temperature of the metal, thus allowing the emergence on the surface of certain elements that interact with the air, creating layers of oxides. The thickness of these oxides is equivalent to the different colors induced by the laser on the metal. The necessary oxidation condition of the metals to be colored therefore seems to be implicit.

Tuttavia, vista la mancanza di reattività chimica e l’elevata riflettività, è diffusa la convinzione che non sia possibile variare la colorazione dell’oro ricorrendo a questa tecnica. However, given the lack of chemical reactivity and high reflectivity, there is a widespread belief that it is not possible to vary the color of gold using this technique.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre un metodo ed un dispositivo per la colorazione dell’oro che superi almeno alcuni degli inconvenienti della tecnica nota sopra citati. In particolare, è scopo della presente invenzione mettere a disposizione un metodo ed un dispositivo che permetta l’utilizzo di una sorgente laser per la colorazione dell’oro. In this context, the technical task underlying the present invention is to propose a method and a device for coloring gold that overcomes at least some of the aforementioned drawbacks of the prior art. In particular, it is the aim of the present invention to provide a method and a device that allows the use of a laser source for coloring gold.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un metodo ed un dispositivo per la colorazione dell’oro, comprendenti le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni. The specified technical task and the specified purposes are substantially achieved by a method and a device for coloring gold, including the technical characteristics set out in one or more of the attached claims.

Secondo la presente invenzione viene mostrato un metodo per la colorazione dell’oro che comprende le fasi di: suddividere la superficie dorata in porzioni corrispondenti alle porzioni di diverso colore della figura geometrica che si vuole ottenere; satinare almeno una porzione della superficie dorata, definendo una porzione satinata nella quale l’assorbimento del laser sia più efficace; selezionare almeno una prima porzione satinata da colorare secondo un primo colore; inizializzare almeno un parametro di un laser di colorazione, per esempio si può modificare: la durata dell’impulso, la sovrapposizione spaziale di impulsi adiacenti, la frequenza di ripetizione, la potenza media del laser, la velocità di scansione, il numero di passaggi, in funzione del primo colore da ottenere; irraggiare la almeno una prima porzione satinata mediante il laser di colorazione. According to the present invention, a method for coloring gold is shown which includes the steps of: dividing the golden surface into portions corresponding to the portions of different colors of the geometric figure to be obtained; satin at least a portion of the golden surface, defining a satin portion in which the absorption of the laser is more effective; selecting at least a first satin portion to be colored according to a first color; initialize at least one parameter of a coloring laser, for example you can modify: the duration of the pulse, the spatial superposition of adjacent pulses, the repetition frequency, the average laser power, the scanning speed, the number of passes, according to the first color to be obtained; irradiating the at least a first satin portion by means of the coloring laser.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un metodo per la colorazione dell’oro, come illustrato nei disegni allegati in cui: Further features and advantages of the present invention will become clearer from the indicative, and therefore non-limiting, description of a preferred but not exclusive embodiment of a method for coloring gold, as illustrated in the attached drawings in which:

- la figura 1 mostra il diagramma di flusso del metodo oggetto della presente invenzione; Figure 1 shows the flow chart of the method object of the present invention;

- la figura 2 mostra una possibile forma realizzativa di un dispositivo configurato per eseguire il metodo della presente invenzione; Figure 2 shows a possible embodiment of a device configured to carry out the method of the present invention;

- la figura 3 mostra uno schema di sovrapposizione di impulsi successivi nella fase di satinatura; - figure 3 shows a scheme of superimposition of successive pulses in the satin finishing phase;

- la figura 4 mostra uno schema della sovrapposizione di impulsi successivi nella fase di colorazione; Figure 4 shows a scheme of the superposition of successive pulses in the coloring step;

- le figure 5a e 5b mostrano una superficie dorata prima e dopo essere stata sottoposta ad un processo di colorazione secondo il metodo della presente invenzione. - Figures 5a and 5b show a golden surface before and after being subjected to a coloring process according to the method of the present invention.

Con riferimento alla Fig. 1, con 10 è stato schematicamente illustrato un metodo per colorare l’oro secondo la presente invenzione in cui è compresa una fase di satinare 11 almeno una porzione di una superficie dorata di un oggetto d’oro contenente delle impurità. With reference to Fig. 1, 10 schematically illustrates a method for coloring gold according to the present invention which includes a step of glazing 11 at least a portion of a golden surface of a gold object containing impurities.

La fase di satinare 11 definisce una porzione satinata dell’oggetto d’oro. In accordo con una possibile forma di realizzazione, viene satinata solamente quella parte della superficie dorata che si vuole, in una fase successiva, colorare. In alternativa è possibile satinare una parte maggiore rispetto a quella che si vuole colorare. The satin phase 11 defines a satin portion of the gold object. In accordance with a possible embodiment, only that part of the golden surface which is to be colored in a subsequent step is satin finished. Alternatively, it is possible to satin a larger part than the one you want to color.

Durante la fase di satinare 11 si ottiene una riduzione della riflettività della superficie dorata. Questo risultato può essere ottenuto sfruttando diversi mezzi di satinatura, per esempio si può utilizzare: un dispositivo abrasivo meccanico, come della carta vetrata, un prodotto abrasivo chimico, come un acido, oppure un laser di satinatura. During the satin finishing step 11 a reduction of the reflectivity of the golden surface is obtained. This result can be obtained using different satin finishing means, for example you can use: a mechanical abrasive device, such as sandpaper, a chemical abrasive product, such as an acid, or a satin laser.

Con il termine laser di satinatura si intende un laser impiegato per eseguire la fase di satinatura 11. The term satin laser refers to a laser used to perform the satin finishing phase 11.

Nel caso in cui, come nella particolare forma realizzativa mostrata nei disegni allegati a scopo esemplificativo, per la fase di satinatura 11 venga utilizzato un laser, si procede, prima della fase di satinatura, con una fase di inizializzare almeno un parametro del laser di satinatura 12 in modo da ottimizzare l’esecuzione della fase stessa. In the event that, as in the particular embodiment shown in the accompanying drawings for illustrative purposes, a laser is used for the satin finishing 11, one proceeds, before the satin finishing phase, with a step of initializing at least one parameter of the satin finishing laser 12 in order to optimize the execution of the phase itself.

Per esempio, alcuni dei parametri che possono essere oggetto della fase di inizializzazione sono: la potenza del laser, la durata dell’impulso, la sovrapposizione spaziale e la frequenza di ripetizione degli impulsi, la velocità di scansione, il numero di passaggi ripetuti. For example, some of the parameters that may be the subject of the initialization phase are: laser power, pulse duration, spatial overlap and pulse repetition frequency, scanning speed, number of repeated passes.

In particolare, variando opportunamente uno o più tra i suddetti parametri, il laser interagirà col campione che assorbirà parte della radiazione incidente aumentando localmente la temperatura superficiale. All’aumentare dell’intensità laser, il campione non riesce a dissipare tutta l’energia termica indotta, fino al momento in cui il metallo comincia a liquefare o perfino passare direttamente alla fase gassosa. Questo ultimo processo, detto di ablazione, è ampiamento usato nel taglio e nell’incisione/scavo laser. Tali alte intensità però portano all’asportazione e quindi alla perdita di materiale, non auspicabile nel caso dell’oro. In particular, by suitably varying one or more of the above parameters, the laser will interact with the sample which will absorb part of the incident radiation, locally increasing the surface temperature. As the laser intensity increases, the sample is unable to dissipate all the induced thermal energy, until the moment when the metal begins to liquefy or even go directly to the gaseous phase. This last process, called ablation, is widely used in laser cutting and engraving / excavation. However, these high intensities lead to the removal and therefore to the loss of material, which is not desirable in the case of gold.

Tra la totale riflessione e lo scavo è possibile “grattare” leggermente la superficie, rendendola biancastra, ma in grado di assorbire efficacemente la luce laser incidente. Between the total reflection and the excavation it is possible to slightly "scratch" the surface, making it whitish, but able to effectively absorb the incident laser light.

Può essere inoltre prevista una fase di suddividere 13 la superficie dorata in cui la superficie dorata viene suddivisa in porzioni, corrispondenti alle aree di colore diverso della figura geometrica che si vuole realizzare. Preferibilmente la suddetta fase di suddividere 13 è eseguita prima della fase di satinatura 11. A step 13 of dividing the gilded surface can also be envisaged in which the gilded surface is divided into portions, corresponding to the areas of different color of the geometric figure to be created. Preferably the aforesaid step of dividing 13 is performed before the satin finishing step 11.

A questo punto, si esegue una fase di selezionare 14 almeno una prima porzione satinata che si vuole colorare secondo un primo colore. At this point, a step is carried out of selecting 14 at least a first satin portion which is to be colored according to a first color.

Preferibilmente vengono selezionate tutte quelle porzioni satinate che devono essere colorate secondo uno stesso colore. Preferably, all those satin portions that must be colored according to the same color are selected.

Successivamente, si procede con una fase di inizializzare almeno un parametro di un laser di colorazione 15. Con il termine laser di colorazione si intende identificare il laser che verrà effettivamente impiegato per colorare la porzione satinata. Subsequently, one proceeds with a step of initializing at least one parameter of a coloring laser 15. The term coloring laser is intended to identify the laser that will actually be used to color the satin portion.

Anche per il laser di colorazione, così come già per il laser di satinatura, alcuni dei parametri che possono essere oggetto della fase di inizializzazione sono: la potenza del laser, la durata dell’impulso, la sovrapposizione spaziale e la frequenza di ripetizione degli impulsi, la velocità di scansione, il numero di passaggi ripetuti. Come verrà meglio illustrato nel seguito la scelta dei parametri, unitamente alla tipologia di impurità presenti nell’oro, determina quale colore si otterrà alla fine della fase di colorazione. Also for the coloring laser, as well as for the satin finishing laser, some of the parameters that can be the subject of the initialization phase are: the laser power, the pulse duration, the spatial overlap and the repetition frequency of the pulses , the scanning speed, the number of repeated passes. As will be better illustrated below, the choice of parameters, together with the type of impurities present in the gold, determines which color will be obtained at the end of the coloring phase.

Secondo una forma realizzativa preferita il laser di satinatura ed il laser di colorazione sono lo stesso laser, per il quale viene effettuata una diversa inizializzazione dei parametri di funzionamento in funzione della fase che deve essere eseguita. In questo modo è possibile ridurre considerevolmente il costo e l’ingombro della strumentazione necessaria per l’attuazione del metodo secondo la presente invenzione. According to a preferred embodiment, the satin finishing laser and the coloring laser are the same laser, for which a different initialization of the operating parameters is carried out according to the phase to be performed. In this way it is possible to considerably reduce the cost and the size of the instrumentation necessary for the implementation of the method according to the present invention.

La colorazione vera e propria della superficie avviene durante la fase di irraggiare 16 la porzione satinata mediante il laser di colorazione. The actual coloring of the surface occurs during the phase of irradiating 16 the satin portion by means of the coloring laser.

Infatti, l’irraggiamento da parte del laser di colorazione causa un passaggio locale allo stato liquido della regione prossimale alla zona di superficie dorata satinata sottoposta all’irraggiamento da parte del laser. Il processo fisico di fusione porta alla migrazione selettiva delle impurità, presenti nell’oro, in superficie e alla formazione di diversi ossidi, la cui natura è determinata essenzialmente da due fattori: il primo dipende dal tipo e dalla quantità di impurità presenti, il secondo dipende principalmente da quanto e per quanto tempo è stata riscaldata la superficie. In fact, the irradiation by the coloring laser causes a local transition to the liquid state of the region proximal to the area of the golden satin surface subjected to irradiation by the laser. The physical process of melting leads to the selective migration of impurities present in gold to the surface and to the formation of various oxides, the nature of which is essentially determined by two factors: the first depends on the type and quantity of impurities present, the second it mainly depends on how much and for how long the surface has been heated.

Le impurità possono essere per esempio composte da: rame, ferro, zinco, argento, nichel. A seconda dell’impurità, o della miscela di impurità, presente nell’oro è possibile ottenere colori e sfumature diverse. The impurities can for example be composed of: copper, iron, zinc, silver, nickel. Depending on the impurity, or the mixture of impurities, present in gold, it is possible to obtain different colors and shades.

Il secondo fattore dipende direttamente dai parametri operativi selezionati per il laser di colorazione, per esempio, fluenze superiori o sovrapposizione maggiore tra impulsi successivi comporteranno il raggiungimento di temperature più alte in tempi più brevi, in quanto si avranno densità di energia maggiori. The second factor directly depends on the operating parameters selected for the coloring laser, for example, higher fluences or greater overlap between successive pulses will result in higher temperatures being reached in shorter times, as higher energy densities will be achieved.

È comunque evidente che, data una specifica composizione chimica dell’oggetto, l’unico modo di ottenere colorazioni differenti per porzioni di superficie differenti, è quello di andare a selezionare in maniera accurata i parametri operativi del laser a seconda del risultato desiderato. However, it is clear that, given a specific chemical composition of the object, the only way to obtain different colors for different surface portions is to accurately select the operating parameters of the laser depending on the desired result.

In Fig. 5a e 5b viene mostrata l’immagine ottenuta tramite microscopio elettronico della superficie dorata originale e dopo la fase di colorazione. Per esempio, su un campione d’oro a 18kt con 12.5% Cu, 10% Ag e 2.5% Zn, una colorazione azzurro pastello è stata ottenuta impostando una fluenza di 2.83 J/cm<2>e fattore di sovrapposizione del 99%. Fig. 5a and 5b shows the image obtained by electron microscope of the original golden surface and after the coloring step. For example, on an 18kt gold sample with 12.5% Cu, 10% Ag and 2.5% Zn, a pastel blue color was obtained by setting a fluence of 2.83 J / cm <2> and an overlap factor of 99%.

Per ottimizzare il processo ed assicurarsi una maggiore uniformità e omogeneità della superficie, impulsi successivi del laser hanno un fattore di sovrapposizione di circa il 60% durante la fase di satinatura 11, ovvero le porzioni della superficie dell’oggetto colpite da due impulsi laser successivi sono sovrapposte per circa il 60%, mentre per la fase di irraggiamento 16 si ha una sovrapposizione superiore al 95%, come per esempio illustrato nelle figure 3 e 4. To optimize the process and ensure greater uniformity and homogeneity of the surface, successive pulses of the laser have an overlap factor of about 60% during the satin finishing phase 11, i.e. the portions of the surface of the object hit by two successive laser pulses are superimposed for about 60%, while for the irradiation phase 16 there is an overlap of more than 95%, as illustrated for example in Figures 3 and 4.

Nel caso in cui si volessero realizzare più porzioni distinte aventi colori diversi sulla stessa superficie dorata satinata è possibile eseguire un’ulteriore fase di irraggiamento, sulle zone da colorare con un colore ulteriore, dopo aver cambiato i parametri operativi del laser di colorazione in funzione del colore che si vuole ottenere in quella particolare porzione di superficie. If you want to create several distinct portions with different colors on the same satin golden surface, it is possible to carry out a further irradiation phase, on the areas to be colored with a further color, after changing the operating parameters of the coloring laser according to the color to be obtained in that particular portion of the surface.

Per esempio, se si volesse realizzare sulla superficie dorata due quadrati colorati con colori differenti, seguendo il metodo qui descritto, la procedura da seguire sarebbe quella di: inizializzare il laser di satinatura impostando i parametri necessari per satinare la porzione di superficie dorata dove si vogliono realizzare i due quadrati; inizializzare i parametri operativi del laser di colorazione secondo i valori necessari ad ottenere il primo colore; irraggiare un primo quadrato in modo da colorarlo secondo il colore desiderato; inizializzare nuovamente i parametri operativi del laser di colorazione secondo i valori necessari per ottenere il secondo colore; irraggiare il secondo quadrato i modo da colorarlo secondo il colore desiderato. For example, if you wanted to create two colored squares with different colors on the golden surface, following the method described here, the procedure to follow would be to: initialize the satin finish laser by setting the parameters necessary to satin the portion of the golden surface where you want make the two squares; initialize the operating parameters of the coloring laser according to the values necessary to obtain the first color; irradiate a first square so as to color it according to the desired color; re-initialize the operating parameters of the coloring laser according to the values necessary to obtain the second color; irradiate the second square in order to color it according to the desired color.

La presente invenzione riguarda inoltre un dispositivo per la colorazione dell’oro 20, mostrato schematicamente in Fig. 2, che comprende: almeno un laser 21, una testa galvanometrica 22 e dei mezzi di focalizzazione 23. Secondo una forma realizzativa preferita è presente un solo laser 21 impulsato con irraggiamento nell’infrarosso, più precisamente impulsato in regime a nanosecondi e ad una lunghezza d’onda di circa 1064 nm. Tale laser 21 è configurato per realizzare un laser di colorazione, adatto a realizzare la fase di irraggiare 16, ed un laser di satinatura, adatto a realizzare la fase di satinare 11. The present invention also relates to a device for coloring gold 20, shown schematically in Fig. 2, which comprises: at least one laser 21, a galvanometric head 22 and focusing means 23. According to a preferred embodiment there is only one laser 21 pulsed with infrared irradiation, more precisely pulsed in the nanosecond regime and at a wavelength of about 1064 nm. Said laser 21 is configured to realize a coloring laser, suitable for carrying out the irradiating step 16, and a satin finishing laser, suitable for carrying out the satin finishing step 11.

Inoltre il dispositivo 20 comprende una unità di controllo “C” configurata per eseguire il metodo sopra descritto. In addition, the device 20 comprises a control unit "C" configured to carry out the method described above.

Preferibilmente si utilizza il laser G4 EP-Z, prodotto dalla SPI Laser UK. Tale laser 21 è dotato della possibilità di modulare la durata dell’impulso laser (misurata al 10% dell’ampiezza massima) da 3 a 490ns, nonché la sua frequenza di ripetizione fino a 1MHz. Il raggio laser di uscita viene inviato alla testa galvanometrica 22, preferibilmente si utilizza il modello MS II-10 (Y) VB2 della Raylase, tramite un primo mezzo di focalizzazione 23a. In uscita alla testa galvanometrica 22, secondi mezzi di focalizzazione 23b, preferibilmente una lente f-theta SL-1064-112-163 della Ronar-Smith, indirizzano e focalizzano il raggio laser andando a immaginare su una superficie dorata 24 uno spot laser del diametro di circa 30 µm. The G4 EP-Z laser produced by SPI Laser UK is preferably used. This laser 21 is equipped with the ability to modulate the duration of the laser pulse (measured at 10% of the maximum amplitude) from 3 to 490ns, as well as its repetition frequency up to 1MHz. The output laser beam is sent to the galvanometric head 22, preferably the Raylase MS II-10 (Y) VB2 model is used, by means of a first focusing means 23a. At the output of the galvanometric head 22, second focusing means 23b, preferably a Ronar-Smith SL-1064-112-163 f-theta lens, direct and focus the laser beam, imagining a laser spot of the same diameter on a golden surface 24 of about 30 µm.

La presente invenzione riguarda quindi anche una superficie dorata 24 colorata con il metodo sopra descritto in cui una porzione di superficie viene colorata utilizzando un primo colore. The present invention therefore also relates to a golden surface 24 colored with the method described above in which a portion of the surface is colored using a first color.

Data una specifica composizione dell’oggetto da colorare, tramite i procedimenti di colorazione noti, era possibile unicamente ottenere un solo colore su tutta la superficie dell’oggetto, determinato dalla percentuale di impurità presenti. Given a specific composition of the object to be colored, through the known coloring procedures, it was only possible to obtain a single color on the entire surface of the object, determined by the percentage of impurities present.

Con il metodo qui presentato invece, è possibile modificare a posteriori l’aspetto cromatico della superficie di un oggetto con una superficie dorata senza far ricorso a sostanze coloranti estranee (smalti o pietre), e senza alcun processo chimico. With the method presented here, however, it is possible to subsequently change the chromatic appearance of the surface of an object with a golden surface without resorting to foreign coloring substances (enamels or stones), and without any chemical process.

Il processo risulta infatti essere rapido, economico, ed eco-compatibile, non richiedendo alcun solvente o agente chimico poi da smaltire. Non alterando se non superficialmente la composizione chimica della lega, la caratura finale del pezzo finito non ne verrà inficiata. The process is in fact quick, economical, and eco-compatible, requiring no solvent or chemical agent to be disposed of. By altering the chemical composition of the alloy only superficially, the final carat weight of the finished piece will not be affected.

Inoltre, i gioiellieri, anche su indicazioni dell’utente finale, potranno personalizzare i propri oggetti con disegni e figure colorate a proprio piacimento, donando al prodotto finito un cospicuo valore aggiunto dal punto di vista personale e affettivo. In addition, jewelers, even on the instructions of the end user, will be able to customize their objects with drawings and colored figures to their liking, giving the finished product a substantial added value from a personal and emotional point of view.

Claims

CLAIMS 1. Method for coloring gold (10) comprising the steps of: a) subdividing (13) a golden surface into portions corresponding to the portions of different color of the geometric figure to be obtained; b) satin (11) at least a portion of the gilded surface, defining a satin portion; c) selecting (14) at least a first satin portion to be colored according to a first color; d) initializing at least one parameter of a coloring laser (15), said at least one parameter being selected from: laser power, pulse duration, spatial overlap and pulse repetition frequency, scanning speed, number of passes, in function of the first color to be obtained; e) irradiating (16) the at least a first satin portion by means of said coloring laser.

Method according to claim 1 in which the satin finishing step (11) is performed using at least one satin finishing means selected from: a mechanical abrasive device, a chemical abrasive product.

3. A method according to claim 1 wherein said satin finishing means is a satin laser.

4. Method according to claim 3 comprising, before the satin finishing step (11), a step of initializing at least one parameter of the satin finishing laser (12), said at least one parameter being selected from: laser power, pulse duration, spatial overlap and pulse repetition rate, scanning speed, number of passes.

5. Method according to claim 3 or 4 in which said satin finishing step (11) and said irradiating step (16) are made with the same laser.

Method according to one or more of claims 3 to 5 wherein the power density used in the irradiating step (16) is between 5 and 15 times lower than the power density used in the frosting step (11).

Method according to one or more of claims 3 to 6 wherein the spatial overlap of successive pulses is 60% in the frosting step (11) and is greater than 95% in the irradiating step (16).

8. Method according to one or more of the preceding claims comprising the step of preparing a gold object whose golden surface is the surface to be colored and in which said gold object contains impurities.

Method according to claim 8 wherein the impurities are at least one of: copper, zinc, silver, nickel.

10. Method according to claim 8 or 9 in which the value of the parameter selected during the initialization phase is chosen according to the impurities present in the object and according to the first color to be obtained.

Method according to one or more of the preceding claims further comprising the steps of: c1) select at least one additional satin portion to be colored according to a further color, d1) initialize at least one parameter of the coloring laser, said at least one parameter being selected from: laser power, pulse duration, spatial overlap and pulse repetition frequency, scanning speed, number of passes, depending on the further color to be obtained, e1) irradiate the additional satin portion using said coloring laser.

Method according to claim 11 wherein steps c1) -e1) are repeated until all portions into which the golden surface has been divided during the step of dividing (13) have been colored.

13. Device for coloring gold (20), comprising: - at least one laser (21) configured to realize a coloring laser; - a galvanometric head (22); - focusing means (23a-23b), - control unit configured to carry out the method according to the preceding claims.

14. Device according to claim 3 in which the laser (21) is a laser with a wavelength of 1064 nm, configured to operate in a pulsed regime and is preferably configured to make a satin laser.

15. Device according to claim 14 in which the laser is a laser with a wavelength of 1064 nm, configured to operate in a pulsed nanosecond regime.

16. Golden colored surface which can be produced according to the method according to one or more of claims 1 to 12.