ITPD20130003A1

ITPD20130003A1 - Composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro con innovativo sistema di affinatori e lega di oro ottenuta mediante tale composizione di lega madre

Info

Publication number: ITPD20130003A1
Application number: IT000003A
Authority: IT
Inventors: Andrea Basso; Massimo Poliero
Original assignee: Legor Group S P A
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2014-07-12
Also published as: WO2014108849A1; US20150354029A1; EP2943596B1; EP2943596A1; CN104903477A

Description

Composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro con innovativo sistema di affinatori e lega di oro ottenuta mediante tale composizione di lega madre

DESCRIZIONE

Settore Tecnico

La presente invenzione concerne una composizione di lega madre per la produzione di leghe d’oro con innovativo sistema di affinatori.

Inoltre, l’attuale invenzione riguarda una lega d’oro comprendente la predetta composizione di lega madre ed utilizzata per la realizzazione di articoli preziosi (o monili) di gioielleria, oreficeria, bigiotteria, monete e/o medaglie, sia mediante un processo di microfusione sia mediante una lavorazione meccanica.

Arte Nota

L’utilità degli affinatori di grano come elementi chimici migliorativi delle prestazioni delle leghe d’oro nel loro complesso è nota da tempo nel settore della produzione di leghe per oreficeria e/o gioielleria.

In particolare, i principali benefici osservati attraverso la riduzione della dimensione del grano cristallino (affinazione) nelle leghe d’oro che consegue all’introduzione di tali affinatori possono essere così riassunti:

� miglioramento delle proprietà fisico-meccaniche in generali, in particolare la deformabilità e l’allungamento (proprietà fisiche riassumibili nel termine di “duttilità” o capacità di sopportare deformazioni plastiche);

� aumento della resistenza alla corrosione intesa, ad esempio, come diminuzione della rilascio di nichel in leghe di oro bianco o come resistenza alle soluzioni acide di vuotatura nei processi di produzione di oggetti cavi (aggraffato, canna vuota, ecc.).

Tra gli affinatori di grano per leghe d’oro meglio conosciuti, utilizzati e più efficaci figurano l’iridio (Ir) ed il rutenio (Ru).

Come risaputo, l’iridio (Ir) è un elemento metallico di transizione appartenente ai cosiddetti metalli del gruppo del platino (PGMs, altrimenti conosciuti anche come platinoidi): esso possiede numero atomico pari a 77, peso molecolare pari a 192 e fonde alla temperatura di 2.466°C.

Trattandosi di un elemento prezioso, il costo di questo affinatore di grano risulta particolarmente elevato (circa 26÷28 €/g, al momento del deposito della presente domanda di brevetto).

Anche il rutenio (Ru) è un elemento metallico di transizione del gruppo dei platinoidi: esso possiede numero atomico pari a 44, peso molecolare pari a 101 e fonde alla temperatura di 2.334°C. Il suo costo è però notevolmente inferiore rispetto a quello dell’iridio (circa 2.5÷3€/g, al momento del deposito della presente domanda di brevetto).

Poiché ambedue tali elementi metallici sono alto fondenti e presentano limitata solubilità nell’oro, è ipotizzabile che essi siano già presenti sotto forma di precipitati (composti separati, perché poco solubili, in una data soluzione liquida) al momento del raggiungimento della temperatura di liquidus della lega d’oro (comprendente oro fino e lega madre), agendo come “impurità” o centri di nucleazione (o cristallizzazione) per la formazione e la crescita dei grani cristallini.

La loro aggiunta nelle leghe d’oro o nelle leghe madri per l’ottenimento delle prime viene effettuata in modeste quantità, generalmente non superiore a qualche centinaio di parti per milione (ppm) sulla lega d’oro finale.

Inoltre, la prassi consolidata e comunemente seguita allo stato attuale dell’arte nel settore della produzione di leghe d’oro prevede che tali affinatori del grano cristallino siano aggiunti singolarmente, mai in combinazione tra loro, per cui l’aggiunta di iridio (Ir) è del tutto alternativa all’aggiunta di rutenio (Ru).

L’aggiunta di solo iridio (Ir) o, in alternativa, di solo rutenio (Ru) in una lega madre (oppure in una lega d’oro utilizzante tale lega madre) comporta una sensibile ma comunque ancora presumibilmente migliorabile riduzione delle dimensioni del grano cristallino rispetto a quelle di una lega d’oro mancante di tali affinatori, sebbene la riduzione ottenibile con l’aggiunta di iridio (Ir) sia maggiore rispetto a quella conseguibile con l’aggiunta di rutenio (Ru).

Tale situazione, secondo cui l’iridio (Ir) è preferibile al rutenio (Ru) come affinatore sotto il profilo del miglioramento delle proprietà meccaniche della lega, deve comunque essere ponderata alla luce del considerevolmente maggior costo commerciale del primo rispetto al secondo, che ne rende comunque non sempre conveniente l’impiego.

Ne consegue che, nel settore in esame, è oggi fortemente avvertita l’esigenza di utilizzare o aggiungere affinatori del grano cristallino di leghe madri o delle relative leghe di oro che siano in grado di ridurre ulteriormente le dimensioni del grano cristallino della lega d’oro, comportando così un deciso miglioramento delle proprietà fisico-meccaniche (in particolare, la duttilità) della lega rispetto a leghe equivalenti di tipo noto dotate di affinatori.

Allo stesso tempo, è allo stato dell’arte avvertita l’esigenza di utilizzare affinatori che siano non solo altamente performanti sotto il profilo delle caratteristiche meccaniche ma anche in grado di incidere sui costi di produzione della lega d’oro in misura minore di quanto permesso dagli affinatori impiegati nell’arte nota.

In estrema sintesi, allo stato attuale della tecnica del settore delle leghe per oreficeria e/o gioielleria permane l’esigenza di produrre una composizione di lega madre per la produzione di leghe d’oro che sfrutti un sistema di affinatori alternativo a quello costituito dall’impiego singolo degli affinatori maggiormente diffusi, ossia l’iridio (Ir) ed il rutenio (Ru), pur cercando di sfruttare o enfatizzare i pregi di entrambi questi ultimi.

Scopi e Descrizione Sintetica dell’Invenzione

Partendo, dunque, dalla consapevolezza degli inconvenienti sopraesposti dello stato attuale dell’arte, la presente invenzione intende porvi compiuto rimedio.

In particolare, scopo primario della presente invenzione è fornire una composizione di lega madre per la produzione di leghe d’oro che, tramite l’utilizzo di un apposito ed innovativo sistema di affinatori, permetta di ottenere dimensioni del grano cristallino delle leghe d’oro stesse migliori rispetto a quelle di leghe d’oro equivalenti di tipo noto, comprendenti affinatori.

E’ un secondo scopo dell’invenzione migliorare le proprietà fisico-meccaniche, in particolare la duttilità, di una lega d’oro rispetto a leghe d’oro simili della tecnica nota.

E’ un altro scopo dell’attuale invenzione ideare una lega madre che preveda un sistema di affinatori più economico rispetto a quello di analoghe leghe madri note, a parità di grado di affinazione del grano cristallino raggiunto.

E’ un non ultimo scopo dell’invenzione rendere disponibile una lega d’oro comprendente affinatori che, in linea generale, mentre consegue gli scopi suddetti in termini di prestazioni meccaniche, presenti un costo inferiore rispetto a quello delle leghe d’oro dell’arte nota ad essa equiparabili.

Nel corso di numerosi test di laboratorio, il Richiedente ha sorprendentemente scoperto che un sistema di affinatori di grano cristallino per leghe di oro in cui iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) vengano aggiunti contemporaneamente nella lega madre, successivamente combinata per fusione con l’oro puro per formare la lega d’oro, risulta alquanto vantaggioso ed efficace e permetta di raggiungere gli obiettivi sopra prefissati.

L’invenzione mette, infatti, in evidenza come l’impiego combinato di iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) determini un effetto sinergico delle proprietà di affinazione del grano, e delle proprietà correlate, da parte di tali metalli affinatori, rispetto all’utilizzo separato ed alternativo dei soli iridio (Ir) e rutenio (Ru) in una data composizione di lega madre, come avviene tipicamente nell’arte nota.

Non solo: tale effetto sinergico si associa ad una riduzione complessiva del costo degli affinatori utilizzati nella lega madre, in quanto il sistema di affinazione composto da iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) consente di ottenere un livello qualitativo delle proprietà fisicomeccaniche sopra elencate persino migliore rispetto a quello delle leghe d’oro note ma senza incrementare il contenuto di iridio (Ir), come detto metallo nettamente e notoriamente più costoso del rutenio (Ru).

D’altra parte, la combinazione di affinatori secondo il concetto tecnico espresso dall’attuale invenzione consente sorprendentemente di sfruttare il rodio (Rh) come innovativo e nuovo affinatore di grano (mai utilizzato nell’arte nota per simili scopi), senza determinare significativi incrementi di costo in quanto esso è aggiunto in quantità modeste (inferiori all’1%).

Come noto, il rodio (Rh) è un elemento metallico di transizione del gruppo dei platinoidi: possiede un numero atomico pari a 45, peso molecolare 102.9 e fonde alla temperatura di 1964°C. Il suo costo, molto elevato nel passato, è drasticamente diminuito negli ultimi tempi (circa 30€/g al momento del deposito della presente domanda di brevetto).

In dettaglio, la combinazione di una data, comunque modesta, quantità in peso di rutenio (Ru) e rodio (Rh) all’iridio (Ir) – senza variare la quantità di quest’ultimo – comporta vantaggiosamente e sorprendentemente una riduzione non trascurabile delle dimensioni del grano cristallino della lega d’oro ed un altrettanto percepibile incremento della duttilità della stessa.

Gli scopi detti sono conseguiti mediante una composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro con innovativo sistema di affinatori ed una lega di oro utilizzante tale composizione di lega madre rispettivamente secondo le allegate rivendicazioni 1 e 10, cui si rinvia per brevità espositiva.

Parte integrante dell’invenzione è anche l’uso combinato e simultaneo di iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) come affinatori nella produzione di una composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro, come alla rivendicazione 15 annessa, cui si rinvia per brevità espositiva.

Oggetto della presente invenzione è, altresì, l’uso combinato e simultaneo di iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) come affinatori sinergici del grano cristallino di leghe di oro come alla rivendicazione 16 annessa, cui ancora si rimanda per brevità espositiva.

È, dunque, un primo oggetto della presente invenzione, eventualmente indipendente ed utilizzabile autonomamente rispetto agli altri aspetti dell’invenzione, una composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro con innovativo sistema di affinatori, rappresentato in particolare dalla simultanea presenza di iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) come affinatori, del grano cristallino della lega d’oro finale ottenuta mediante tale composizione di lega madre.

E’ un secondo oggetto dell’invenzione una composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro, comprendente simultaneamente iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh), in grado di migliorare, rispetto alla tecnica nota, le proprietà meccaniche, ed in particolare la duttilità, della lega d’oro finale ottenuta mediante tale composizione di lega madre.

È, dunque, un altro oggetto dell’attuale invenzione, eventualmente indipendente ed utilizzabile autonomamente rispetto agli altri aspetti dell’invenzione, una composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro, comprendente simultaneamente iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh), in grado di migliorare, rispetto allo stato dell’arte anteriore, le proprietà di resistenza alla corrosione – ad esempio attraverso una riduzione del rilascio di nichel in leghe di oro bianco – della lega di oro ottenuta mediante tale composizione di lega madre.

È, dunque, un altro oggetto dell’invenzione, eventualmente indipendente ed utilizzabile autonomamente rispetto agli altri aspetti dell’invenzione, l’uso combinato e simultaneo di iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) come affinatori nella produzione di una composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro.

E’, quindi, un ulteriore oggetto dell’invenzione, eventualmente indipendente ed utilizzabile autonomamente rispetto agli altri aspetti dell’invenzione, l’uso combinato e simultaneo di iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) come affinatori sinergici del grano cristallino di leghe di oro.

Altre caratteristiche tecniche di dettaglio della composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro con innovativo sistema di affinatori, e della relativa lega di oro, nonché dell’uso contemporaneo di iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) per la produzione di una composizione di lega madre, e della relativa lega di oro, secondo la presente invenzione, sono descritte nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti.

Le rivendicazioni nel seguito definite s’intendono parte integrante della presente descrizione.

Descrizione delle Figure

Ulteriori caratteristiche e specificità dell’attuale invenzione appariranno in misura maggiore dalla descrizione dettagliata che segue, relativa a realizzazioni preferite della composizione di lega madre, della lega d’oro 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 le figure 1-3 sono tre distinte immagini di sezione di una composizione di lega madre dell’invenzione, catturate mediante un fascio di elettroni retro-diffusi (QBSD) di un microscopio a scansione elettronica dotato di microsonda (SEM/EDX), a tre diversi livelli di ingrandimento (680x, 2080x e 5670x rispettivamente).

Descrizione Dettagliata dell’Invenzione

Mentre l’invenzione è 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 sussiste alcuna intenzione di limitare la presente invenzione alle forme esecutive specifiche descritte ma, al contrario, l’invenzione medesima intende coprire tutte le ulteriori modifiche ed implementazioni alternative ed equivalenti che rientrano nell’ambito di protezione 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. In accordo con l’invenzione, la composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro con innovativo sistema di affinatori comprende:

� iridio (Ir): 0,01÷0,8% in peso;

� rutenio (Ru): 0,002÷0,9% in peso;

� rodio (Rh): 0,002÷0,8% in peso;

� rame (Cu): 20÷99,965% in peso,

in cui l’iridio (Ir), il rutenio (Ru) ed il rodio (Ru) sono aggiunti come elementi affinatori del grano cristallino.

In particolare, la percentuale in peso di iridio (Ir) è preferibilmente compresa nell’intervallo tra 0,03% e 0,17%.

Ancora più in particolare, la percentuale in peso di iridio (Ir) è compresa nell’intervallo tra 0,03% e 0,06% per leghe d’oro giallo, mentre è compresa nell’intervallo tra 0,1% e 0,16% per leghe di oro bianco.

Preferibilmente, la percentuale in peso di rutenio (Ru) è compresa nell’intervallo tra 0,003% e 0,09%.

In maniera ulteriormente preferita ma non esclusiva, la percentuale in peso di rutenio (Ru) è compresa nell’intervallo tra 0,0045% e 0,04% per leghe d’oro giallo, mentre è compresa nell’intervallo tra 0,01% e 0,08% per leghe di oro bianco.

Di preferenza, altresì, la percentuale in peso di rodio (Rh) è compresa nell’intervallo tra 0,05% e 0,15% ed è ad esempio pari allo 0,1% in peso.

Preferibilmente ma non necessariamente, la composizione di lega madre in questione comprende inoltre zinco (Zn): 1÷25% in peso.

In modo preferito ma non vincolante, la percentuale in peso di zinco (Zn) è compresa nell’intervallo tra 1% e 18%.

Ancora più in dettaglio, la percentuale in peso di zinco (Zn) è compresa nell’intervallo tra 1% e 12% per leghe d’oro giallo e nell’intervallo tra 7% e 14% nel caso di leghe di oro bianco; ciò in funzione del titolo (carato) della lega di oro finale da ottenere.

Nel caso di leghe di oro giallo, preferibilmente la composizione di lega madre dell’invenzione comprende inoltre argento (Ag): 20÷64% in peso.

Qualora invece la lega finale da produrre preveda oro bianco, di preferenza la composizione di lega madre comprende inoltre nichel (Ni): 5÷40% in peso.

Come già detto, un altro aspetto integrante dell’invenzione riguarda una lega di oro con innovativo sistema di affinatori che include:

� oro (Au): 333,33‰ (8k) ÷ 958,33‰ (23k) in peso;

� una composizione di lega madre come appena individuata e descritta, per la parte rimanente in peso.

Secondo una preferita forma esecutiva della lega di oro dell’invenzione, la percentuale in peso di oro (Au) è pari a 750‰ (18k) e la percentuale in peso della composizione di lega madre è pari a 250‰.

In accordo con un’altra preferita ed alternativa forma esecutiva della lega di oro dell’invenzione, la percentuale in peso di oro (Au) è pari a 585‰ (14k) e la percentuale in peso della composizione di lega madre è pari a 415‰.

A titolo preferito ma non esclusivo, la suddetta lega di oro dell’invenzione prevede che i metalli della composizione di lega madre siano legati tra loro per formare un composto intermedio, separato e distinto, successivamente combinato all’oro (Au) puro per ottenere appunto la lega d’oro finale.

Ciò non esclude che in altre varianti esecutive della lega d’oro dell’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. Un altro aspetto della presente invenzione riguarda l’uso combinato e simultaneo di iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) come affinatori nella produzione di una composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro.

Un ulteriore aspetto dell’attuale invenzione si riferisce all’uso combinato e simultaneo di iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) come affinatori sinergici del grano cristallino di leghe di oro.

Si descrivono nel seguito alcuni esempi preferiti ma non limitativi della composizione di lega madre e della conseguente lega d’oro con innovativo sistema di affinatori dell’invenzione.

ESEMPIO 1 – Lega di oro giallo a titolo 750‰.

La tabella I sottostante mette a confronto quattro composizioni di leghe madri con differenti sistemi di affinazione del grano; tre di tali composizioni di lega madre sono di tipo noto e tradizionale (indicate con il riferimento “A”, “C” e “D”), mentre una è concepita secondo l’invenzione (riferimento “B” in grassetto). Si precisa altresì che l’indicazione “bal” in corrispondenza del rame (Cu) sta per “balanced” e segnala che tale elemento è presente nella quantità in peso necessaria per completare la composizione di lega madre al 100%.

Nella parte inferiore della tabella I sono riportate le principali proprietà fisico-meccaniche riferite alla corrispondente lega d’oro a titolo 750‰ (18k) e comprendente la composizione di lega madre direttamente soprastante in tabella I.

Le composizioni di lega madre “A” e “C” dell’arte nota prevedono tipi diversi di affinatori inseriti singolarmente, mentre la composizione di lega madre “B” dell’invenzione prevede tre tipi diversi di affinatori inseriti simultaneamente. La composizione di lega madre indicata con il riferimento “D” rappresenta una versione tradizionale senza alcun tipo di affinatore. Si può chiaramente osservare come la composizione di lega madre “B” secondo l’invenzione, in cui è stato inserito il sistema a triplo affinatore (Ir Ru Rh) possieda grano cristallino di dimensioni di circa il 35% inferiori rispetto alla lega affinata con solo Iridio (Ir).

E’ inoltre ben evidenziato come il sistema a triplo affinatore (Ir Ru Rh) produca un significativo miglioramento della duttilità di lega (parametro indicato con A%), pari al 22%.

Tabella I

Composizione (% in peso su lega madre) A B C D

Zn 9 9 9 9

Ag 45 45 45 45 Ir 0.04 0.04 --- ---Ru --- 0.0045 0.0045 ---Rh --- 0,1 --- ---Cu Bal bal Bal Bal Proprietà misurate (lega d’oro 750‰ – 18k)

Grano (µm) 120 70 85 700

A% 38 47 39 38

Nelle figure 1, 2 e 3 allegate, riferite al campione di composizione di lega madre “B” si possono osservare alcune rilevazioni effettuate mediante fascio di elettroni retro-diffusi (QBSD) con microscopio a scansione elettronica con microsonda (SEM/EDX), a tre diversi livelli di ingrandimento (figura 1 = 680x; figura 2 = 2080x; figura 3 = 5670x).

Dalle immagini di tali figure 1-3 appare chiaramente visibile, all’origine delle dendriti, la presenza di un nucleo costituito da elementi ad elevato peso molecolare (colore chiaro).

ESEMPIO 2 – Lega di oro giallo a titolo 750‰

Il secondo esempio di composizione di lega madre (e di corrispondente lega d’oro) dell’invenzione si ricava dalla tabella II seguente, che compara tre composizioni di leghe madri aventi differenti sistemi di affinazione del grano.

In particolare, la tabella II riporta due composizioni di lega madre note di tipo tradizionale (indicate con il riferimento “E” e “G”, ognuna avente un unico affinatore diverso dall’affinatore dell’altra), ed una composizione di lega madre concepita secondo il concetto dell’invenzione (riferimento “F“ in grassetto), ossia con il triplo affinatore. Il termine “bal” in relazione al rame (Cu) significa ancora “balanced” ed indica che tale elemento è presente nella quantità in peso necessaria per completare la composizione di lega madre al 100%.

Nella parte inferiore della tabella sono riportate le principali proprietà fisico-meccaniche riferite alla corrispondente lega d’oro a titolo 750‰.

Tabella II

Composizione (% in peso su lega madre) E F G

Zn 8 8 8

Ag 47 47 47

Ir 0.04 0.04 ---Ru --- 0.04 0.04

Rh --- 0.04 ---Cu Bal Bal Bal Proprietà misurate (lega d’oro 750‰ – 18k)

A% 29 34 30

Anche in questo caso si può osservare come l’inserimento nella composizione di lega madre del sistema a triplo affinatore secondo l’invenzione (iridio (Ir) rutenio (Ru) rodio (Rh)) produca un aumento di duttilità (parametro A%) più che proporzionale rispetto all’aggiunta dei singoli affinatori in una data composizione di lega madre.

ESEMPIO 3 – Lega di oro bianco a titolo 750‰.

Un’altra importante novità introdotta dall’invenzione è la capacità del sistema di affinazione del grano cristallino – che prevede la simultanea aggiunta di iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) – di aumentare le proprietà di resistenza alla corrosione in leghe d’oro bianco.

Ne consegue che in leghe d’oro bianco che contemplano la simultanea presenza di iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) come affinatori si è osservata un’ulteriore riduzione dei valori di rilascio del nichel rispetto a quanto osservato in leghe di pari composizione in cui gli affinatori di grano, quali tipicamente iridio (Ir) e rutenio (Ru), sono inseriti come elementi singoli, non in combinazione.

Tale proprietà riveste particolare importanza se si considera che a partire dal prossimo aprile 2013 entrerà in vigore la nuova revisione EN1811:2011 della normativa europea sul rilascio di nichel, che prevede l’adozione di limiti di rilascio del nichel da parte di oggetti di oreficeria, gioielleria e bigiotteria molto più restrittivi rispetto a quelli attuali.

Come noto, il nichel è un metallo a basso costo, utilizzato in oreficeria come elemento sbiancante dell’oro.

Il problema delle allergie (dermatite da contatto) causate dal rilascio (rilascio) nichel sulla pelle di persone particolarmente soggette è ormai noto da svariati anni. L’opinione pubblica ha dimostrato un livello crescente di preoccupazione di fronte al problema del rilascio di nichel, al punto da spingere l’Unione Europea ad emanare una direttiva comunitaria di regolamentazione sull’uso di tale metallo, costituita segnatamente dalla normativa sul nichel EN1811 la cui prima pubblicazione risale al 1994.

Con l’entrata della nuova revisione delle normativa EN1811:2011, i valori di rilascio del nichel effettivamente determinati non dovranno superare i valori di 0,28 µg/cm²/settimana – per oggetti a contatto prolungato con la pelle – e 0,11 µg/cm²/settimana – per oggetti da inserire in parti perforate del corpo –.

Rispetto alla precedente versione della normativa, il nuovo standard EN1811:2011 determina di fatto la riduzione del limite massimo di rilascio di oltre 18 volte rispetto al limite di rilascio consentito dalla precedente versione della normativa in questione.

L’entrata in vigore della nuova norma comporterà, quindi, limitazioni pesanti rispetto alla disponibilità delle leghe a base nichel che potranno essere ancora utilizzate dai produttori. Le implicazioni sul piano metallurgico che seguiranno all’introduzione della nuova norma sono estremamente importanti.

Ciò premesso, la presente invenzione dimostra che tramite l’impiego del sistema di triplo affinatore iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) i valori di rilascio possono essere ulteriormente ridotti, portandoli in zona di sicurezza, ben al di sotto del limite massimo consentito dalla nuova normativa EN1811:2011, come evidenzia la tabella III che segue.

In tale tabella III, si mostrano prove comparative tra composizioni di leghe madri con differenti sistemi di affinazione del grano cristallino.

Più in dettaglio, le composizioni di lega madre indicate con “H” e “L” sono di tipo tradizionale e prevedono ciascuna un singolo affinatore (o iridio (Ir) o rutenio (Ru), in alternativa tra loro), mentre la composizione di lega madre indicata con “I” (evidenziata in grassetto), ideata secondo l’invenzione, utilizza un sistema a triplo affinatore (Ir Ru Rh). L’indicazione “bal” in corrispondenza del rame (Cu) sta sempre ad abbreviare la parola “balanced” ed indica che tale elemento è presente nella quantità in peso necessaria per completare la composizione di lega madre al 100%.

La parte inferiore della tabella III riporta le principali proprietà fisico-meccaniche riferite alla corrispondente lega d’oro bianco, avente nel caso specifico un titolo pari a 750‰ (18k).

L’esempio di tabella III confronta le dimensioni di grano cristallino, ed i relativi valori di rilascio di nichel, di leghe di oro bianco aventi una composizione di lega madre a singolo affinatore di grano (solo Iridio (Ir) per la composizione di lega madre “H” e solo Rutenio (Ru) per la composizione di lega madre “L”), con i relativi parametri di leghe di oro bianco aventi una composizione di lega madre a triplo affinatore di grano, comprendente in particolare iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) (composizione di lega madre “I”).

E’ possibile chiaramente apprezzare l’effetto sinergico determinato dalla contemporanea aggiunta dei tre affinatori iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) [cfr. composizione di lega madre “I”] non solo nell’affinazione del grano cristallino ma anche nella riduzione del valore di rilascio di nichel, che risulta convenientemente ben inferiore rispetto al valore limite previsto dalla nuova norma EN1811:2011 (0,28µg/cm²/settimana), con gli evidenti vantaggi che ne derivano.

Tabella III

Composizione (% in peso su lega madre) H I L

Zn 16 16 16

Ni 17 17 17

Ir 0.14 0.14 ---Ru --- 0.04 0.04

Rh --- 0.1 ---Cu Bal Bal Bal

Proprietà misurate (lega d’oro 750‰ – 18k)

Grano (µm) 185±15 64±17 95±20

Rilascio di nichel (µg/cm²/settimana) 0.203 0.065 0.103

ESEMPIO 4 – Lega di oro bianco a titolo 750‰.

Anche la sottostante tabella IV evidenzia prove comparative, eseguite dal Richiedente, tra composizioni di leghe madri con differenti sistemi di affinazione del grano, destinate a formare leghe di oro bianco.

Più specificatamente, le composizioni di lega madre indicate con “M” e “O” sono di tipo convenzionale e noto, prevedendo ciascuna un singolo affinatore (o iridio (Ir) o rutenio (Ru), in alternativa tra loro), mentre la composizione di lega madre indicata con “N” (evidenziata in grassetto) è ideata secondo l’invenzione, utilizzando simultaneamente iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) come elementi affinatori del grano cristallino (sistema a triplo affinatore).

Come di consueto in questo elaborato, l’indicazione “bal” in corrispondenza del rame (Cu) abbrevia la parola “balanced” ed indica che tale elemento è presente nella quantità in peso necessaria per completare la composizione di lega madre al 100%.

La parte inferiore della tabella evidenzia le principali proprietà fisico-meccaniche (dimensioni del grano e duttilità) riferite alla corrispondente lega d’oro a titolo 750‰ (18k). Nell’esempio della tabella IV si confrontano le dimensioni di grano cristallino, e i relativi valori di rilascio di nichel, di leghe di oro bianco la cui corrispondente lega madre include un singolo affinatore di grano (solo iridio (Ir), composizione di lega madre “M”, e solo rutenio (Ru), composizione di lega madre “O”), con i medesimi parametri di leghe di oro bianco la cui rispettiva composizione di lega madre “N” comprende tre affinatori di grano, nella fattispecie iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh).

Si osserva chiaramente l’effetto sinergico del sistema a triplo affinatore, segnatamente iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh), [composizione di lega madre “N”] nell’affinazione del grano cristallino e nella riduzione del valore di rilascio di nichel che risulta vantaggiosamente ben inferiore al valore limite previsto dalla nuova norma EN1811:2011 (0,28µg/cm²/settimana).

Tabella IV

Composizione (% in peso su lega madre) M N O

Zn 17 17 17

Ni 18.5 18.5 18.5

Ir 0.16 0.16 ---Ru --- 0.08 0.08

Rh --- 0.08 ---Cu bal bal Bal Proprietà misurate (lega d’oro 750‰ – 18k)

Grano (µm) 170±19 60±21 102±20 Rilascio di nichel (µg/cm²/settimana) 0.215 0.055 0.120

Sulla scorta della descrizione appena fornita, si comprende, quindi, che la composizione di lega madre per la produzione di leghe d’oro con innovativo sistema di affinatori, la lega di oro utilizzante tale composizione di lega madre e gli usi oggetto della presente invenzione raggiungono gli scopi e realizzano i vantaggi precedentemente menzionati.

È chiaro, infine, che numerose altre varianti possono essere apportate alla presente invenzione, senza per questo uscire dall’ambito di protezione definito dalla rivendicazioni che seguono, così come è 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

RIVENDICAZIONI 1. Composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro con innovativo sistema di affinatori comprendente: � iridio (Ir): 0,01÷0,8% in peso; � rutenio (Ru): 0,002÷0,9% in peso; � rodio (Rh): 0,002÷0,8% in peso; � rame (Cu): 20÷99,965% in peso.
2. Composizione di lega madre come alla rivendicazione 1, in cui la percentuale in peso di iridio (Ir) è compresa nell’intervallo tra 0,03% e 0,17%.
3. Composizione di lega madre come alla rivendicazione 2, in cui la percentuale in peso di iridio (Ir) è compresa nell’intervallo tra 0,03% e 0,06% per leghe d’oro giallo e compresa nell’intervallo tra 0,1% e 0,16% per leghe di oro bianco.
4. Composizione di lega madre come una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la percentuale in peso di rutenio (Ru) è compresa nell’intervallo tra 0,03% e 0,09%.
5. Composizione di lega madre come alla rivendicazione 4, in cui la percentuale in peso di rutenio (Ru) è compresa nell’intervallo tra 0,0045% e 0,04% per leghe d’oro giallo e compresa nell’intervallo tra 0,01% e 0,08% per leghe di oro bianco.
6. Composizione di lega madre come una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la percentuale in peso di rodio (Rh) è compresa nell’intervallo tra 0,05% e 0,15%.
7. Composizione di lega madre come una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre zinco (Zn): 1÷25% in peso.
8. Composizione di lega madre come alla rivendicazione 7, in cui la percentuale in peso di zinco (Zn) è compresa nell’intervallo tra 1% e 18%.
9. Composizione di lega madre come alla rivendicazione 9, in cui la percentuale in peso di zinco (Zn) è compresa nell’intervallo tra 1% e 12% per leghe d’oro giallo e nell’intervallo tra 7% e 14% per leghe di oro bianco.
10. Composizione di lega madre come una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre argento (Ag): 20÷64% in peso.
11. Composizione di lega madre come una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, comprendente inoltre nichel (Ni): 5÷40% in peso.
12. Lega di oro con innovativo sistema di affinatori comprendente: � oro (Au): 333,33‰ (8k) ÷ 958,33‰ (23k) in peso; � composizione di lega madre come una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, per la parte rimanente in peso.
13. Lega di oro come alla rivendicazione 12, 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 come alla rivendicazione 12, in cui i metalli di detta composizione di lega madre sono legati direttamente a detto oro (Au).
15. Uso combinato e simultaneo di iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) come affinatori nella produzione di una composizione di lega madre per la produzione di leghe di oro come una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11.
16. Uso combinato e simultaneo di iridio (Ir), rutenio (Ru) e rodio (Rh) come affinatori sinergici del grano cristallino di leghe di oro come una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 14.