ITPD20130002A1 - Composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro bianco e lega di oro bianco così ottenuta - Google Patents
Composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro bianco e lega di oro bianco così ottenutaInfo
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Description
Composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro bianco
e lega di oro bianco così ottenuta
DESCRIZIONE
Settore Tecnico
La presente invenzione si riferisce ad una composizione di lega madre per la produzione di una lega d’oro, specificamente di oro bianco.
In particolare, la presente invenzione concerne una composizione di lega madre per la produzione di leghe d’oro, specificamente di oro bianco, usate principalmente per realizzare oggetti preziosi (ad esempio monili) di gioielleria, oreficeria e/o bigiotteria, nonché monete, medaglie, cornici, orologi e così via.
Ancora più in particolare, la presente invenzione riguarda una lega d’oro, specificamente di oro bianco, comprendente la predetta composizione di lega madre ed utilizzata per la realizzazione di oggetti preziosi, preferibilmente mediante processi di microfusione o lavorazione meccanica.
Arte Nota
La realizzazione di oggetti preziosi, in particolare di gioielleria, in oro bianco à ̈ molto richiesta dal mercato e tale richiesta riguarda praticamente tutte le carature comprese tra gli 8-9 e i 21-22 carati.
Per chiarezza, si ricorda preliminarmente che nell’ambito dell’oreficeria e della gioielleria, il termine “carato†à ̈ lo standard proporzionale di misura della "purezza" (o titolo) che quantifica le parti d'oro puro (o fino) in una lega, su una scala 24/24.
Nel caso delle leghe d'oro, dunque, un "carato" equivale ad una parte d'oro su un totale di 24 parti di metallo costituente la lega. Tale unità di misura à ̈ spesso abbreviata con la sigla costituita dalla sola lettera “k†direttamente affiancata e successiva al numero.
Ne consegue, per esempio, che la dicitura “18 carati†(18k) indica specificatamente che la lega à ̈ costituita da 18 parti d'oro fino e 6 parti di altri metalli (che formano la cosiddetta lega madre), mentre la sigla “14 carati†(14k) indica che la lega à ̈ costituita da 14 parti d'oro fino e 10 parti di altri metalli che compongono la lega madre. L'oro di massima purezza à ̈ dunque a 24 carati (24 parti d'oro "fino" su 24 totali) e si indica con la sigla 24k.
Il titolo di una lega di monili per oreficeria à ̈ in genere misurato anche in peso, espresso in grammi: 24 carati (24 k) corrispondono a 999 grammi di oro su 1.000 grammi di leghe complessive.
Ne consegue che un gioiello in oro a 18k contiene 750 parti di oro e 250 parti di lega (cosiddetta “lega madre†) e viene anche contraddistinto dalla sigla 750‰.
L’oro bianco viene prodotto inserendo nella lega (lega madre oro fino) alcuni metalli ad effetto sbiancante, vale a dire aventi la capacità di annullare la tipica colorazione gialla dell’oro.
Il metallo ad effetto sbiancante attualmente più utilizzato à ̈ il nichel che, oltre a possedere elevate proprietà sbiancanti, à ̈ disponibile commercialmente ad un costo relativamente modesto.
È, tuttavia, noto da tempo il problema delle allergie (tipicamente dermatite da contatto) causate dal rilascio parziale e localizzato di nichel (sotto forma di ioni) sulla pelle della persona che indossa il relativo monile (braccialetto, collana, pendente e similari) realizzato con una lega d’oro bianco contenente tale metallo.
L’opinione pubblica ha manifestato negli anni un livello crescente di preoccupazione riguardo alle conseguenze provocate dal rilascio di nichel sulla pelle degli utenti, così da indurre Unione Europea ad emanare una Direttiva di regolamentazione dell’uso del nichel, il cui riferimento principale à ̈ rappresentato dalla normativa EN1811 (la cui prima pubblicazione risale al 1994).
L’Unione Europea ha recentemente emanato una revisione della normativa EN1811, la cui entrata in vigore diventerà definitiva a partire dal prossimo 1 aprile 2013; tale revisione della normativa EN1811, denominata EN1811:2011 e pubblicata il 21 aprile 2011, comporterà profondi mutamenti dell’uso del nichel in gioielleria e nel mondo della bigiotteria.
La più importante novità introdotta dalla nuova normativa EN1811:2011 riguarda l’eliminazione del “fattore di correzione†del risultato analitico ottenuto secondo il metodo per la determinazione del rilascio di nichel: tale “fattore di conversione†viene infatti sostituito dal valore di †incertezza di misura†rispetto alla riproducibilità del dato di rilascio determinato sperimentalmente in diversi laboratori accreditati.
In altre parole, pur rimanendo nominalmente invariati i valori limite del rilascio di nichel (0,5 µg/cm²/settimana per oggetti a contatto prolungato con la pelle; 0,2 µg/cm²/settimana per oggetti inseriti nelle parti perforate del corpo), combinando i limiti nominali di rilascio con il valore di incertezza calcolato dalla normativa EN1811:2011, pari al 46%, i valori di rilascio del nichel effettivamente determinati non devono superare rispettivamente i valori di 0,28 e 0,11 µg/cm²/settimana.
Rispetto alla precedente versione della normativa, quindi, il nuovo standard EN1811:2011 determina di fatto la riduzione del limite massimo di rilascio di circa 18 volte rispetto al limite massimo di rilascio consentito dalla precedente versione della normativa.
L’entrata in vigore della nuova normativa imporrà , pertanto, per i produttori significative limitazioni rispetto alla disponibilità delle leghe a base nichel che potranno essere ancora utilizzate; in particolare, appaiono determinanti le implicazioni sotto il profilo metallurgico che seguiranno all’introduzione della nuova normativa, poiché la lacuna di miscibilità tra oro e nichel rappresenta un vincolo importante nello sviluppo di leghe in oro bianco con valori di resistenza alla corrosione compatibili con i limiti di rilascio imposti dalla nuova norma. Un’alternativa al nichel come metallo ad effetto sbiancante à ̈ rappresentata dal palladio che tuttavia, essendo un metallo prezioso, presenta un costo notevolmente più elevato; l’utilizzo del palladio, quindi, avviene solamente per la produzione di articoli di gioielleria di fascia alta, quindi molto costosi, accessibili e/o graditi da una clientela sempre più ristretta, specie in rapporto alla congiuntura economica sfavorevole ormai da anni nel settore dell’oreficeria. Nel corso degli anni si sono cercate alternative al nichel, per superare i problemi di allergia provocati sulla pelle delle persone, e al palladio, per ragioni di costo nella produzione dell’oro bianco, ma senza risultati convincenti.
Un’ipotesi à ̈ rappresentata dall’argento che, però, à ̈ un metallo impiegabile solamente per carature basse (8-9 carati) e deve essere aggiunto in quantità massicce – quindi svantaggiose e non economiche – a causa del suo modesto potere sbiancante.
Tra i vari altri metalli testati vanno ricordati il cromo e il manganese, la cui reattività nei confronti dei refrattari e dei sistemi di fusione impiegati nel settore orafo ne hanno finora sconsigliato uso.
Lo stesso Richiedente, poi, ha recentemente descritto l’uso del gallio come elemento sbiancante nel Brevetto Italiano n. IT 1385101 e nella corrispondente domanda di Brevetto Europeo pubblicata con n. EP 2045343 A1; tuttavia, pur riconoscendo al gallio un certo potere sbiancante, i limiti principali del suo impiego risiedono nella elevata tendenza all’ossidazione (fenomeno meglio noto nel settore in questione come “tarnishing†) e nelle modeste proprietà di deformabilità meccanica.
Risulta, pertanto, tuttora insoddisfatta l’esigenza di produrre una composizione di lega madre per leghe d’oro, specificamente di oro bianco, utilizzando un metallo che sia dotato di elevate proprietà sbiancanti e che, contemporaneamente, superi gli inconvenienti appena elencati delle soluzioni note sopra riportate.
In particolare, allo stato attuale dell’arte permane l’esigenza di produrre una composizione di lega madre per la produzione di leghe d’oro bianco, utilizzando un metallo che, allo stesso tempo, non provochi allergie nella pelle delle persone, sia ampiamente disponibile in natura e quindi facilmente reperibile sul mercato, sia scarsamente reattivo nei confronti dei refrattari e dei sistemi di fusione, abbia limitata tendenza all’ossidazione e possieda buone proprietà di deformabilità meccanica.
Esiste, altresì, attualmente da soddisfare l’esigenza di produrre una composizione di lega madre per la produzione di leghe d’oro, specificamente di oro bianco, utilizzando in particolare nichel come metallo sbiancante, particolarmente vantaggioso sotto il profilo economico, e rispettando contestualmente i criteri fissati dalla nuova normativa EN1811:2011 in vigore dal prossimo 1° aprile 2013.
Scopi e Descrizione Sintetica dell’Invenzione
La presente invenzione, partendo dalle informazioni sugli inconvenienti e carenze della tecnica nota nonché dalle restrizioni imposte dalla normativa EN1811:2011, intende soddisfare le suddette esigenze e porre rimedio alla situazione attuale.
In particolare, la presente invenzione affronta il problema, che risulta essere irrisolto o risolto in maniera ancora non completa e soddisfacente dalle soluzioni tecniche precedenti, di produrre una composizione di lega madre per la produzione di leghe d’oro, specificamente di oro bianco, e la conseguente lega di oro bianco con essa ottenuta
- utilizzando un nuovo metallo che sia dotato di elevate proprietà sbiancanti e che, contemporaneamente, non provochi allergie nella pelle delle persone, sia facilmente reperibile sul mercato, sia scarsamente reattivo nei confronti dei refrattari e dei sistemi di fusione, abbia limitata tendenza all’ossidazione e possieda buone proprietà di deformabilità meccanica;
- utilizzando nichel (o altro metallo del gruppo 10 della tavola periodica degli elementi) come metallo sbiancante e contestualmente rispettando i criteri fissati dalla nuova normativa EN1811:2011.
Pertanto, scopo principale della presente invenzione à ̈ fornire una composizione di lega madre per la produzione di leghe d’oro, specificamente di oro bianco, le quali, comprendendo rodio, conseguano tutti gli obiettivi sopra esposti.
Nel corso di numerosi test di laboratorio, il Richiedente ha, infatti, sorprendentemente scoperto che il rodio possiede notevoli proprietà sbiancanti ed à ̈, altresì, in particolare dotato della capacità di ridurre drasticamente i valori di rilascio (emissione o cessione) del nichel quando la lega madre che li comprende viene inserita in leghe per oro bianco a base nichel. In vista di tale scopo, la presente invenzione provvede una composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro bianco ed una lega di oro bianco rispettivamente secondo le allegate rivendicazioni 1 e 10, cui si rinvia per brevità espositiva.
Inoltre, la presente invenzione provvede anche l’uso di rodio come metallo sbiancante nella produzione di una composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro bianco e l’uso di rodio come metallo sbiancante in leghe di oro bianco rispettivamente secondo le allegate rivendicazioni 12 e 13, cui si rinvia per brevità espositiva.
È, dunque, un primo oggetto dell’invenzione, eventualmente indipendente ed utilizzabile autonomamente rispetto agli altri aspetti dell’invenzione, una composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro bianco comprendente rodio come metallo dotato di elevate proprietà sbiancanti.
E’ un secondo oggetto della presente invenzione rendere disponibile una composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro bianco comprendente rodio come metallo che sia in grado di ridurre drasticamente i valori di rilascio di nichel in condizioni d’utilizzo del monile, come noto dannoso per la pelle dell’utente finale.
È, dunque, un altro oggetto dell’attuale invenzione, eventualmente indipendente ed utilizzabile autonomamente rispetto agli altri aspetti dell’invenzione, una lega di oro bianco ottenuta mediante una composizione di lega madre comprendente rodio come metallo dotato di elevate proprietà sbiancanti ed, altresì, capace di ridurre drasticamente i valori di rilascio di nichel in condizioni d’impiego, nel caso in cui il metallo sbiancante del gruppo 10 della tavola periodica degli elementi appartenente alla lega madre in questione sia nichel. È, dunque, un altro oggetto dell’invenzione, eventualmente indipendente ed utilizzabile autonomamente rispetto agli altri aspetti dell’invenzione, l’uso di rodio come metallo sbiancante nella produzione di una composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro bianco.
È, dunque, un ulteriore oggetto della presente invenzione, eventualmente indipendente ed utilizzabile autonomamente rispetto agli altri aspetti dell’invenzione, l’uso di rodio come metallo sbiancante in leghe di oro bianco.
E’, quindi, un ulteriore e preferito oggetto della presente invenzione, eventualmente indipendente ed utilizzabile autonomamente rispetto agli altri aspetti dell’invenzione, l’uso di rodio (Rh) come metallo sbiancante ed in grado di ridurre il rilascio di nichel (Ni) in una lega di oro bianco.
Ulteriori caratteristiche tecniche vantaggiose di dettaglio della composizione di lega madre per la produzione di leghe d’oro bianco, e della relativa lega d’oro bianco, nonché dell’uso di rodio come metallo sbiancante nella produzione di una composizione di lega madre, e nella relativa lega d’oro bianco, secondo l’attuale invenzione, sono descritte nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti.
Le suddette rivendicazioni, nel seguito definite, si intendono parte integrante della presente descrizione.
Descrizione delle Figure
La presente invenzione, unitamente ai suoi scopi e vantaggi, risulterà maggiormente evidente dalla descrizione dettagliata che segue, relativa a forme di realizzazione preferite delle composizioni e degli usi qui rivendicati in esclusiva, date a titolo indicativo ed esemplificativo, ma non limitativo, con riferimento alle tavole di disegno allegate, anch’esse fornite a solo titolo di esempio, in cui:
- la figura 1 à ̈ un grafico che mette a confronto il potere sbiancante di rodio (Rh), nichel (Ni), palladio (Pd) e gallio (Ga) in leghe di oro bianco a titolo 750‰ (18kt);
- la figura 2 mostra l’immagine al microscopio ottico (200x) del grano cristallino di una lega d’oro di riferimento e di tipo noto a titolo 750‰ (lega “RIF.†: 17% in peso di nichel nella composizione di lega madre);
- la figura 3 mostra l’immagine al microscopio ottico (200x) del grano cristallino su una prima lega di oro bianco a titolo 750‰ (lega “A†: 11% in peso di nichel e 1,5% in peso di rodio nella composizione di lega madre) secondo la presente invelzione;
- la figura 4 mostra l’immagine al microscopio ottico (200x) del grano cristallino su una seconda lega di oro bianco a titolo 750‰ (lega “B†: 11% in peso di nichel e 3% in peso di rodio nella composizione di lega madre) secondo la presente invenzione;
- la figura 5 mostra l’immagine al microscopio ottico (200x) del grano cristallino su una terza lega di oro bianco a titolo 750‰ (lega “C†: 11% in peso di nichel e 4,5% in peso di rodio nella composizione di lega madre) secondo la presente invenzione.
Descrizione Dettagliata dell’Invenzione
Mentre l’invenzione à ̈ suscettibile di varie modifiche ed implementazioni alternative, alcune sue forme di realizzazione verranno descritte nel seguito dettagliatamente, in particolare mediante alcuni esempi illustrativi.
Si dovrebbe comprendere, tuttavia, che non esiste alcuna intenzione di limitare la presente invenzione alle forme specifiche qui descritte ma, al contrario, l’invenzione medesima intende coprire tutte le modifiche ed implementazioni alternative ed equivalenti che rientrano nell’ambito di protezione dell’invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.
Nella seguente descrizione, pertanto, l’uso di "ad esempio", "eccetera" ed "o" indica alternative non esclusive senza alcuna limitazione, salvo diversa indicazione.
L’uso del termine "anche" significa "tra cui, ma non limitato a," se non diversamente indicato. L’attuale invenzione si basa sulla sorprendente scoperta innanzitutto delle notevoli proprietà sbiancanti del rodio (Rh) e, in seconda battuta, della sua capacità di ridurre drasticamente i valori di rilascio del nichel (Ni) quando esso viene inserito in composizioni di lega madre contenenti appunto nichel (come metallo sbiancante di base) per leghe di oro bianco.
Il rodio (simbolo chimico Rh, numero atomico 45, peso atomico 102,9) à ̈ un metallo di colore estremamente bianco, il più bianco dopo l’argento, con un punto di fusione intorno ai 1.964°C; il rodio à ̈, come noto, un metallo nobile appartenente al cosiddetto “gruppo del platino†(Platinum Group Metals, PGM).
Il rodio possiede un’elevatissima stabilità alla corrosione, in generale proteggendo i metalli meno nobili dalle reazioni chimiche con l’ambiente (quali “tarnishing†, corrosione in ambiente umido, eccetera).
La presente invenzione rivela che il rodio possiede proprietà sbiancanti alquanto elevate e, comunque, superiori o paragonabili a quelle possedute dagli altri elementi sbiancanti utilizzati per la produzione di oro bianco, pur non presentando le complicazioni di questi. L’impiego del rodio in oreficeria à ̈ noto da moltissimo tempo; esso, infatti, viene comunemente applicato come deposito galvanico di superficie per conferire agli oggetti in oro bianco e in argento un deposito protettivo particolarmente bianco, brillante, con elevata resistenza all’usura e al “tarnishing†, proprietà che risultano stabili nel tempo.
Non à ̈ affatto noto, invece, l’uso del rodio come elemento metallico, provvisto di elevate proprietà sbiancanti, in una lega madre per la produzione di leghe di oro bianco contenenti nichel ed aventi elevatissima resistenza alla corrosione al sudore e, quindi, dotate di bassissimo rilascio di nichel.
Il grafico mostrato in figura 1 mette in evidenza il potere sbiancante del rodio in leghe d’oro bianco a titolo 750‰ in confronto agli altri elementi metallici sbiancanti normalmente e prevalentemente oggi utilizzati per la produzione di oro bianco, quali nichel, palladio e gallio.
Il potere sbiancante viene espresso attraverso un indice denominato Yellowness Index (YI), la cui determinazione deriva dal calcolo basato sull’utilizzo delle coordinate del modello colorimetro CIELab.
Se il valore di YI risulta inferiore a 19, la lega d’oro bianco possiede una colorazione bianca che non necessita di ulteriori trattamenti di rodiatura (“premium white†); se il valore di YI risulta compreso tra 19 e 24,5, la lega d’oro bianco appartiene alla categoria “standard white†e può risultare necessario, sebbene non indispensabile, un trattamento di rodiatura; se il valore di YI supera 24,5, la lega d’oro bianco appartiene alla categoria “off white†e risulta necessario un trattamento finale di rodiatura.
Come illustrato in figura 1, l’aggiunta di quantitativi crescenti di rodio in una lega a base nichel (18% in peso nella lega madre) produce un abbattimento dello Yellowness Index nella corrispondente lega d’oro a titolo 750‰ superiore a quello osservato mediante aggiunte corrispondenti di solo nichel, palladio o gallio.
Questo maggiore potere sbiancante à ̈ evidenziato dalla pendenza (m = coefficiente angolare) delle rette di regressione ottenute mediante interpolazione dei dati; come si osserva in figura 1, in base a tali valori, il rodio possiede un potere sbiancante definito da una pendenza della retta di regressione avente m = - 0,0633, pari al 41% in più rispetto al solo gallio (m = -0,0448), al 59% in più rispetto al solo nichel (m = - 0,0398) e al 103% in più rispetto al solo palladio (m = - 0,0300).
Inoltre, le leghe di oro bianco contenenti rodio secondo la presente invenzione possiedono elevatissima stabilità agli agenti atmosferici, con assenza degli effetti di ingiallimento che si possono osservare nel caso delle leghe di oro bianco contenenti gallio che, pur possedendo elevate proprietà sbiancanti, ingiallisce rapidamente al contatto con l’aria, con gli evidenti aspetti negativi che questo comporta.
Occorre inoltre evidenziare che aggiunte di rodio nelle percentuali oggetto dell’invenzione non modificano significativamente le proprietà meccaniche e termiche rispetto alle tradizionali leghe di oro bianco, consentendone quindi la perfetta sostituibilità nei confronti delle leghe a base nichel rispetto ai parametri di processo normalmente utilizzati in produzione.
Valori crescenti di rodio determinano un leggero aumento della durezza e della temperatura di fusione, ma in misura tale da non richiedere modifiche ai parametri di processo normalmente utilizzati.
Nella seguente tabella I vengono confrontate le principali proprietà fisiche, chimiche e meccaniche di una lega di riferimento in oro bianco a titolo (purezza) 750‰ (18k) secondo l’arte nota (indicata come lega “RIF.†), mostrata anche in figura 2 e contenente il 17% in peso di nichel (Ni) nella composizione di lega madre, con quelle di tre forme preferite di esecuzione di lega di oro bianco a titolo 750‰ secondo la presente invenzione, contenenti nichel (Ni) e rodio (Rh) nella composizione di lega madre; più in particolare:
- una prima lega dell’invenzione (indicata con “A†e mostrata in figura 3) contiene l’11% in peso di nichel e l’1,5% in peso di rodio nella composizione di lega madre;
- una seconda lega dell’invenzione (indicata con “B†e mostrata in figura 4) contiene l’11% in peso di nichel e il 3% in peso di rodio nella composizione di lega madre, e
- una terza lega dell’invenzione (indicata con “C†e mostrata in figura 5) contiene l’11% in peso di nichel e il 4,5% in peso di rodio nella composizione di lega madre.
Tabella I
<Composizione (% in peso su lega madre)>RIF. A B C Zinco (Zn) 17 12 12 12 Nichel (Ni) 17 11 11 11 Rodio (Rh) --- 1,5 3 4,5 Rame (Cu) 66 75,5 74 72,5 Proprietà misurate (lega d’oro 750‰ – 18k)
Yellow Index 25,7 27,8 27,2 25,9 Temperatura di solidus (°C) 890 910 910 910 Temperatura di liquidus (°C) 920 925 925 925 Durezza “as cast†190 196 195 206 Lavorabilità (% di riduzione ottenibile) 70-75 70-75 70-75 70-75 Dai dati riportati in tabella I si può osservare l’importanza dell’effetto sbiancante del rodio all’aumentare del suo contenuto nella composizione di lega madre.
La versione denominata composizione di lega madre “C†(contenente il 4,5% in peso di rodio) possiede una tonalità di bianco paragonabile alla lega di riferimento denominata lega “RIF.†, ma quest’ultima utilizza un contenuto del 17% in peso di nichel (vale a dire il 54% in più) rispetto all’11% in peso di nichel nella composizione di lega madre “C†.
Ulteriori importantissime proprietà delle composizioni di lega madre dell’attuale invenzione riguardano la straordinaria capacità di affinazione del grano cristallino e l’abbattimento dei valori di rilascio quando il rodio viene inserito in leghe di oro bianco contenenti nichel; la seguente tabella II evidenzia tali proprietà , anche mostrate nelle figure 2-5, per le leghe di oro bianco RIF. (di tipo noto) ed A, B e C (secondo l’invenzione) appena sopra identificate.
Tabella II
RIF. A B C Grano cristallino (µm) 185±75 32±9 26±6 16±4 Rilascio di nichel (µg/cm2/settimana) 0,2 0,045 0,036 0,025
Aggiunte crescenti di rodio in una lega di oro bianco a base nichel diminuiscono in modo drastico le dimensioni del grano cristallino e, in conseguenza a ciò, si osserva un abbattimento fino a 10 volte dei valori di rilascio del nichel.
La marcata diminuzione delle dimensioni del grano cristallino à ̈ da porre in relazione con la significativa diminuzione dell’effetto di segregazione e, quindi, della generazione di coppie galvaniche responsabili dei fenomeni corrosivi che sono all’origine del rilascio del nichel. Si à ̈, inoltre, sorprendentemente rilevato che il rodio agisce vantaggiosamente da elemento di omogeneizzazione dello zinco che, qualora previsto, à ̈ l’elemento meno nobile in una lega d’oro.
All’aumentare del contenuto di rodio si à ̈, infatti, osservata una riduzione di tale disomogeneità attraverso un’analisi casuale effettuata sulla superficie dell’oggetto mediante microsonda EDX, come si può osservare dalla seguente tabella III.
Tale tabella III mostra, altresì, la distribuzione dello zinco in lega rilevata con osservazioni random effettuate sulla superficie mediante microanalisi (SEM/EDX); si può osservare come la variabilità della composizione (espressa come deviazione standard, SD) sia in progressiva diminuzione con l’aumentare della percentuale di rodio nella lega di oro bianco.
Tabella III
% in peso di zinco rilevata
A B C
Spectrum 1 1,89 2,9 1,29
Spectrum 2 3,17 2,13 1,96
Spectrum 3 3,4 2,39 1,6
Spectrum 4 2,32 3,64 1,62
Spectrum 5 1,75 3,31 1,34
Spectrum 6 1,81 2,37 2,13
Spectrum 7 2,43 2,23 2,32
Spectrum 8 2,81 2,92 2,04
Max. 3,4 3,64 2,32
Min. 1,75 2,13 1,29
SD 0,63 0,55 0,38
Nella successiva tabella IV si paragonano (senza l’ausilio di figure allegate) le principali proprietà fisiche, chimiche e meccaniche di due leghe di riferimento in oro bianco a titolo 585‰ (14k) note (indicate rispettivamente con “RIF.2†e †RIF.3†), contenenti il 14,5% e il 13,5% in peso di nichel (Ni) rispettivamente nella composizione di lega madre, con quelle di tre preferite esecuzioni di lega di oro bianco di pari titolo di cui all’invenzione, contenenti nichel (Ni) e rodio (Rh) nella composizione di lega madre; più in particolare:
- una prima lega secondo l’invenzione (indicata con “D†), contiene il 13,5% in peso di nichel e l’1,2% in peso di rodio nella composizione di lega madre,
- una seconda lega secondo l’invenzione (indicata con “E†), contiene il 13,5% in peso di nichel ed il 2,4% in peso di rodio nella composizione di lega madre,
- una terza lega (indicata con “F†), contiene il 13,5% in peso di nichel ed il 3,6% in peso di rodio nella composizione di lega madre.
L’indicazione “bal†per il rame (Cu) significa “balanced†ed indica che tale elemento à ̈ presente nella quantità in peso utile a completare al 100% la composizione di lega madre.
Tabella IV
<Composizione (% in peso su lega madre)>RIF.2 RIF.3 D E F Zinco (Zn) 14 17 7.5 7.5 7.5 Nichel (Ni) 14.5 13.5 13.5 13.5 13.5 Rodio (Rh) --- --- 1.2 2.4 3.6 Rame (Cu) bal Bal bal bal Bal Proprietà misurate (lega d’oro 585‰ – 14k)
Yellowness Index (YI) 26 26 22 21.2 19.6 Anche nel caso di leghe di oro bianco a titolo 585‰ (14k), pertanto, si osserva chiaramente come aggiunte crescenti di rodio determinino un aumento della bianchezza della lega, come dimostra la riduzione progressiva dei valori di Yellowness Index (YI).
Nella tabella V sottostante vengono comparate le dimensioni del grano cristallino ed i valori di rilascio di nichel delle leghe RIF.3 (di tipo noto), D, E ed F (secondo l’invenzione) a titolo 585‰ (14k) , le cui composizioni di lega madre sono riportate nella precedente tabella IV. Anche questo esempio mette in risalto l’effetto favorevole di aggiunte crescenti di rodio sulla riduzione delle dimensioni del grano cristallino e dei valori di rilascio del nichel.
Tabella IV
RIF.3 D E F Grano cristallino (µm) 185±75 41±13 25±5 9±3 Rilascio di nichel (µg/cm2/settimana) 0.21 0.156 0.146 0.136
Stante quanto sopra, un aspetto peculiare della presente invenzione riguarda una composizione di lega madre per leghe di oro bianco comprendente:
- rame (Cu): 25 ÷ 98% in peso;
- uno o più metalli sbiancanti di base, in percentuale complessiva compresa nell’intervallo tra 1% e 60% in peso, scelti tra uno o più dei metalli del gruppo consistente in nichel, palladio, platino, argento, zinco, manganese e gallior
- rodio (Rh): 1 ÷ 15% in peso,
in cui anche il rodio (Rh) à ̈ un componente metallico sbiancante (coadiuvante il metallo sbiancante di base, o i metalli sbiancanti di base, nell’azione di sbiancamento).
In particolare, la composizione di lega madre dell’invenzione include un unico metallo sbiancante di base (ad esempio un metallo del gruppo 10 della tavola periodica degli elementi). In modo preferito ma non esclusivo, il metallo sbiancante di base della composizione di lega madre dell’invenzione à ̈ il nichel (Ni), nel qual caso il rodio (Rh) à ̈ altresì vantaggiosamente in grado di ridurre il rilascio di nichel (Ni) a contatto con la pelle della persona che indossa il monile di gioielleria e/o oreficeria ottenuto tramite la corrispondente lega d’oro bianco comprendente tale specifica composizione di lega madre. I vantaggi addizionali di una tale forma esecutiva della composizione di lega madre dell’invenzione rispetto allo stato attuale della tecnica appaiono quindi immediati, specie in rapporto alla salute delle persone che soffrono di dermatite causata dal rilascio di nichel.
Preferibilmente, la percentuale in peso di nichel (Ni) à ̈ compresa nell’intervallo tra 4% e 60% ed à ̈, ad esempio, pari all’11% nel caso di leghe di oro bianco a titolo 750‰ (18k), oppure à ̈ pari al 13,5% nel caso di leghe di oro bianco a titolo 585‰ (14k).
Si precisa che ulteriori soluzioni dell’invenzione, non dettagliate da alcun esempio nella presente descrizione, potranno prevedere che la composizione di lega madre comprenda un unico metallo sbiancante di base diverso dal nichel, comunque scelto dal gruppo di metalli sbiancanti consistente in palladio, platino, argento, zinco, manganese e gallio.
E’, altresì, inteso che in altre varianti opzionali, qui non evidenziate da esempi esplicativi, la composizione di lega madre dell’invenzione potrà includere simultaneamente una pluralità di metalli sbiancanti di base tra loro diversi, combinati tra loro in opportune rispettive quantità in peso.
In tal caso, oltre al rodio, la composizione di lega madre dell’invenzione potrà così includere, come metalli sbiancanti di base, le seguenti alternative:
â— almeno due metalli del gruppo 10 della tavola periodica degli elementi, quali nichel (Ni), palladio (Pd) e Platino (Pt);
◠uno o più metalli del gruppo 10 della tavola periodica degli elementi, quali nichel (Ni), palladio (Pd) e Platino (Pt) e, in aggiunta, uno o più metalli del gruppo consistente in argento (Ag), manganese (Mn), gallio (Ga) e zinco (Zn);
â— almeno due metalli scelti dal gruppo consistente in argento (Ag), manganese (Mn), gallio (Ga) e zinco (Zn).
Preferibilmente ma non esclusivamente, la percentuale in peso di rodio (Rh) à ̈ compresa nell’intervallo tra 1,2% e 4,5%, mentre la percentuale in peso di rame (Cu) à ̈, preferibilmente ma non necessariamente, compresa nell’intervallo tra 72% e 78%.
Nel caso in cui il metallo sbiancante di base sia anche o esclusivamente palladio (Pd), esso à ̈ aggiunto in una percentuale in peso compresa di preferenza nell’intervallo tra 4% e 60%. Se il metallo sbiancante di base à ̈ anche o esclusivamente zinco (Zn), la percentuale in peso con cui viene esso aggiunto à ̈ preferibilmente compresa nell’intervallo tra 4% e 30%.
A titolo puramente preferito, la percentuale in peso di zinco (Zn) nella composizione di lega madre à ̈ pari al 12% nel caso di leghe di oro bianco a titolo 750‰ (18k), oppure à ̈ pari al 7,5% nel caso di leghe di oro bianco a titolo 585‰ (14k).
Qualora la composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro bianco, oggetto della presente invenzione, comprenda anche o esclusivamente argento (Ag) come metallo sbiancante di base, esso à ̈ aggiunto in una percentuale in peso compresa nell’intervallo tra 2% e 40% .
Se invece il metallo sbiancante di base della composizione di lega madre dell’invenzione à ̈ anche o esclusivamente manganese (Mn), esso à ̈ aggiunto in una percentuale in peso compresa di preferenza nell’intervallo tra 1% e 15%.
Nel caso in cui la composizione di lega madre dell’invenzione includa anche o esclusivamente gallio (Ga) come metallo sbiancante di base, esso à ̈ aggiunto in una percentuale in peso compresa nell’intervallo tra 1% e 20%.
Una lega di oro bianco a titolo 750‰ (18k) comprendente la suddetta preferita composizione di lega madre conferisce un Yellowness Index compreso nell’intervallo tra 25 e 30.
La suddetta composizione di lega madre consente vantaggiosamente un rilascio di nichel alquanto contenuto, compreso nell’intervallo tra 0,025 e 0,01 µg/cm<2>/settimana, da parte della lega di oro bianco che la utilizza, in condizioni d’utilizzo, notevolmente inferiore rispetto a quello associato alle analoghe leghe di oro bianco a base nichel oggi disponibili sul mercato, con gli evidenti vantaggi che ne conseguono per le persone utilizzatrici.
La suddetta composizione di lega madre consente l’ottenimento di un grano cristallino compreso tra 16±4 µm e 32±9 µm nella lega d’oro bianco a titolo 750‰, molto più fine rispetto a quello delle equivalenti leghe d’oro bianco a base nichel della tecnica nota.
Parte integrante dell’attuale invenzione à ̈ anche una lega di oro bianco comprendente:
- oro (Au): 333,33‰ (8k) ÷ 958,33‰ (23k) in peso;
- una composizione di lega madre come sopra descritta, per la parte rimanente in peso. In maniera preferita ma non limitativa, la suddetta lega di oro bianco dell’invenzione prevede che i metalli della composizione di lega madre siano legati tra loro presso lo stabilimento produttivo di una data azienda fornitrice per formare un composto intermedio, separato e distinto, che viene successivamente combinato all’oro (Au) puro, per ottenere la lega d’oro finale, presso lo stesso stabilimento produttivo di tale azienda fornitrice oppure, più frequentemente, presso lo stabilimento produttivo di un’altra azienda utilizzante la composizione di lega madre prodotta dall’azienda fornitrice.
Ciò non esclude che in altre varianti esecutive della lega d’oro bianco della presente invenzione, i metalli della composizione di lega madre siano legati direttamente all’oro (Au) durante la fase di produzione della lega d’oro finale, ossia senza la creazione di un composto intermedio, presso lo stabilimento produttivo di un’unica ben definita azienda.
Un altro aspetto dell’invenzione riguarda l’uso di rodio (Rh) come metallo sbiancante nella produzione di una lega madre per la produzione di leghe di oro bianco come sopra descritta. Un ulteriore aspetto della presente invenzione riguarda l’uso di rodio (Rh) come metallo sbiancante in una lega di oro bianco come sopra descritta.
Un non ultimo aspetto dell’attuale invenzione concerne l’uso di rodio (Rh) come metallo sbiancante ed in grado vantaggiosamente di ridurre il rilascio di nichel (Ni) in una lega di oro bianco come appena sopra individuata, nonché, secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, di omogeneizzare la distribuzione dello zinco (Zn) in tale lega di oro bianco. Sulla base di quanto sopra esposto, si comprende, quindi, che la composizione di lega madre per la produzione di leghe d’oro bianco, la lega di oro bianco utilizzante tale composizione di lega madre e gli usi oggetto della presente invenzione raggiungono gli scopi e realizzano i vantaggi menzionati in precedenza.
La composizione di lega madre (o la relativa lega di oro bianco) dell’invenzione potrà altresì comprendere uno o più degli elementi affinatori, aggiunti in quantità inferiore a 1%, tradizionalmente previsti per questi prodotti industriali, quali germanio (Ge), indio (In), stagno (Sn), iridio (Ir), rutenio (Ru) e renio (Re).
Oltre a ciò, la composizione di lega madre (o la relativa lega di oro bianco) dell’invenzione potrà altresì comprendere uno o più degli elementi disossidanti, aggiunti in quantità dell’ordine di 0,01÷2,5%, tradizionalmente previsti per questi prodotti industriali, quali silicio (Si), boro (B), litio (Li) e fosforo (P).
È chiaro, infine, che numerose altre varianti possono essere apportate alla presente invenzione, senza per questo uscire dall’ambito di protezione definito dalle rivendicazioni che seguono, così come à ̈ chiaro che, nella pratica attuazione dell’invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze, e potranno essere sostituiti con altri tecnicamente equivalenti.
Ove le caratteristiche costruttive e le tecniche menzionate nelle successive rivendicazioni siano seguite da segni o numeri di riferimento, tali segni o numeri di riferimento sono stati introdotti con il solo obiettivo di aumentare l’intelligibilità delle rivendicazioni stesse e, di conseguenza, essi non presentano alcun effetto limitante sull’interpretazione di ciascun elemento identificato, a titolo puramente di esempio, da tali segni o numeri di riferimento.
Claims (18)
- RIVENDICAZIONI 1. Composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro bianco comprendente: - rame (Cu): 25 ÷ 98% in peso; - uno o più metalli sbiancanti di base, in percentuale complessiva compresa nell’intervallo tra l’1% ed il 60% in peso, scelti tra uno o più dei metalli del gruppo consistente in nichel (Ni), palladio (Pd), platino (Pt), argento (Ag), zinco (Zn), manganese (Mn) e gallio (Ga); - rodio (Rh): 1 ÷ 15% in peso, in cui il rodio à ̈ un componente sbiancante.
- 2. Composizione di lega madre come alla rivendicazione 1, in cui à ̈ presente soltanto uno di detti metalli sbiancanti di base.
- 3. Composizione di lega madre come alla rivendicazione 1, in cui sono presenti almeno due di detti metalli sbiancanti di base tra loro differenti, combinati tra loro con una rispettiva percentuale in peso.
- 4. Composizione di lega madre come alla rivendicazione 3, in cui la percentuale in peso di detto nichel (Ni) o di detto palladio (Pd) à ̈ compresa nell’intervallo tra 4% e 60%.
- 5. Composizione di lega madre come una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la percentuale in peso di detto zinco (Zn) à ̈ compresa nell’intervallo tra 4% e 30%.
- 6. Composizione di lega madre come una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la percentuale in peso di detto argento (Ag) à ̈ compresa nell’intervallo tra 2% e 40%.
- 7. Composizione di lega madre come una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la percentuale in peso di detto manganese (Mn) à ̈ compresa nell’intervallo tra 1% e 15%.
- 8. Composizione di lega madre come una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la percentuale in peso di detto gallio (Ga) à ̈ compresa nell’intervallo tra 1% e 20%.
- 9. Composizione di lega madre come una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la percentuale in peso di detto rodio (Rh) à ̈ compresa nell’intervallo tra 1,2% e 4,5%.
- 10. Composizione di lega madre come una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la percentuale in peso di detto rame (Cu) à ̈ compresa nell’intervallo tra 72% e 78%.
- 11. Lega di oro bianco comprendente: - oro (Au): 333,33‰ (8k) ÷ 958,33‰ (23k) cn peso; - composizione di lega madre come una qualsiasi delle rivendicazioni 1-10, per la parte rimanente in peso.
- 12. Lega di oro bianco come alla rivendicazione 11, in cui lo Yellow Index à ̈ compreso nell’intervallo tra 25 e 30 e il rilascio di nichel à ̈ compreso nell’intervallo tra 0,025 e 0,1 µg/cm<2>/settimana.
- 13. Lega di oro secondo la rivendicazione 11, in cui i metalli di detta composizione di lega madre sono legati tra loro per formare un composto intermedio, separato e distinto, successivamente combinato a detto oro (Au).
- 14. Lega di oro secondo la rivendicazione 11, in cui i metalli di detta composizione di lega madre sono legati direttamente a detto oro (Au).
- 15. Uso di rodio (Rh) come metallo sbiancante nella produzione di una composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro bianco come una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10.
- 16. Uso di rodio (Rh) come metallo sbiancante in una lega di oro bianco come una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 14.
- 17. Uso di rodio (Rh) come metallo sbiancante ed in grado di ridurre il rilascio di nichel (Ni) in una lega di oro bianco come una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 14.
- 18. Uso di rodio (Rh) come metallo in grado di omogeneizzare la distribuzione dello zinco (Zn) in una lega di oro bianco come una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 14.
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