Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer künstlichen„Antik-Messing-Verfärbung" auf einem Rohling einer Schmucksteinfassung, sowie die Produkte, die nach diesem Verfahren hergestellt werden. Die „Antik-Messing-Verfärbung" wird durch eine Schutzschicht vor Umwelteinflüssen geschützt.

Stand der Technik Für die Gestaltung von Schmucksteinfassungen ist es häufig erwünscht, dass die metallischen Teile ein durch Witterungseinflüsse und Alterung entstandenes charakteristisches Aussehen annehmen. Insbesondere Gold erhält durch Witterungseinflüsse und Alterung ein charakteristisches partiell mattglänzendes, dunkleres Aussehen. Der natürliche Alterungsverlauf dauert für die Herstellung von Schmuck viel zu lange. Daher ist es wünschenswert, diesen Effekt auch künstlich herzustellen.

Bei der Schmuckherstellung wird häufig ein Schmuckgrundkörper aus einem preisgünstigen Material, beispielsweise Messing, einer Kupfer-Zink-Legierung oder aus reinem Zink hergestellt. Messing hat ein goldähnliches Aussehen und ist preisgünstiger als Gold. Bei natürlicher Alterung des Goldes bzw. Messings entstehen partielle Oberflächenverfärbungen. Durch Tragen auf der Haut, wie es bei Schmuck meistens der Fall ist, würde der gewünschte„Vi ntage- Effekt", infolge der Reaktion mit Hautschweiß schon nach kurzer Zeit sehr unansehnlich werden. Wünschenswert ist es daher, eine Messingverfärbung zu entwickeln, welche insbesondere im Schmuckbereich den dekorativen Ansprüchen eines„Vintage-Effektes" und den Trageerfordernissen, insbesondere einem Schutz vor Hautschweiß, genügt.

Aus der US 7,018,677 B2 und der US 8,007,866 B2 ist die künstliche Herstellung eines Alterungseffektes von Kupfer bereits bekannt. Die künstliche Herstellung des natürlichen Alterungseffektes von Gold wird nicht beschrieben. In der US 8,956,510 B2 wird die Beschichtung von Schmuck beschrieben. Die Herstellung von Beschichtungen ist zwar für Schmuckartikel bekannt, aber die Erzeugung eines natürlichen Alterungseffektes von Gold wird darin nicht angeführt. In der US 2009/0139264 A1 wird die Herstellung eines Antik-Gold-Effektes für Schmuck beschrieben. Auf die Schmuckoberfläche werden Zeichen eingraviert und der Schmuck verwittert erst während der Verwendung. All diese Verfahren sind teuer, da sie einen mehrlagigen Schichtaufbau erfordern. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine künstliche „Antik-Messing-Verfärbung" auf einer Schmucksteinfassung zu realisieren, die gleichzeitig hautfreundlich ist, nicht mit Schweiß reagiert, eine gute Haftung aufweist und vor mechanischen Abtragungen, beispielsweise Kratzern, schützt.

Beschreibung der Erfindung

Überraschenderweise wurde gefunden, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren der natürliche „Vi ntage- Effekt" des Goldes bzw. Messings durch eine „Antik-Messing-Verfärbung" künstlich hergestellt werden kann und die Oberfläche der Schmucksteinfassung durch die Verwendung eines Schutzlackes nicht mit Schweiß reagiert und vor mechanischen Abtragungen, beispielsweise Kratzern, geschützt wird. Für Schmuck ist dies von großer Bedeutung, da die Schmucksteinfassungen durch die Beschichtung den Trageerfordernissen genügen. Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist daher ein Verfahren zur partiellen Verfärbung einer Schmucksteinfassung, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a) partielles Aufbringen einer Maskierung auf die Schmucksteinfassung,

b) Nachbehandlung der Schmucksteinfassung mit einem Oxidationsmittel,

c) Entfernung der Maskierung von der Schmucksteinfassung und

d) Aufbringen eines Schutzlacks.

Erfindungsgemäß bevorzugt werden Schmuckstücke, bei denen die Schmucksteinfassung aus Messing oder einer messinghaltigen Legierung gefertigt ist, da sich Messing aus verarbeitungstechnischen Gründen gut dafür eignet und ein goldähnliches Aussehen hat. Messing und alle weiteren hier angeführten Metalle sowie Legierungen werden in der dem Fachmann bekannten Reinheit verwendet.

Schritt a):

Auf die Schmucksteinfassung wird partiell eine Maskierung aufgebracht. Die Maskierung dient dazu, Bereiche der Oberfläche der Schmucksteinfassung frei zu lassen, um diese für den gewünschten Alterungseffekt weiterbearbeiten zu können. Die Maskierung muss gegenüber Oxidationsmitteln ausreichend beständig sein. Erfindungsgemäß bevorzugt wird für die Maskierung ein Abziehlack verwendet. Abziehlacke haben den Vorteil, dass sie wie eine Schutzhaut auf das Material aufgetragen und danach wieder rückstandsfrei entfernt werden können. Besonders bevorzugt werden für die Maskierung PVC-Abziehlacke verwendet. Eigenschaften der Abziehlacke, beispielsweise das Haftungsvermögen, können durch monomere und polymere Weichmacher verändert werden. Zum Auftragen des Abziehlackes gibt es verschiedenste Möglichkeiten, beispielsweise gibt es die Möglichkeit des Besprühens oder des flüssigen Auftragens. Die Methoden sind dem Fachmann hinlänglich bekannt. Als Maskierungen können aber auch andere Lacke sowie generell Materialien verwendet werden, die sich als Maskierung auftragen und rückstandsfrei entfernen lassen und ausreichende Beständigkeit gegenüber Oxidationsmittel haben. Die Maskierung wird erfindungsgemäß bevorzugt mit einer Schablone aufgetragen. Die Schablone kann aus unterschiedlichsten Materialien gefertigt sein, beispielsweise Kunststoff, Metall oder Textil. Die Schablone lässt diejenigen Bereiche frei, die weiterbearbeitet werden sollen, die anderen verbleiben abgedeckt.

Schritt b):

In Verfahrensschritt b) werden die freien Bereiche der maskierten Schmucksteinfassung mit einem Oxidationsmittel behandelt. Kaliumpermanganat wird bevorzugt als Oxidationsmittel verwendet. Für die Behandlung mit dem Kaliumpermanganat wird die Schmucksteinfasssung beispielsweise in eine wässrige Kaliumpermanganatlosung getaucht oder mit einer wässrigen Kaliumpermanganatlosung besprüht. Die nicht abgedeckten Stellen reagieren mit dem Oxidationsmittel und werden dadurch bräunlich verfärbt.

Schritt c): Daran anschließend wird die Maskierung mit einem Lösungsmittel, beispielsweise Ethylacetat, entfernt.

Schritt d): In Verfahrensschritt d) wird auf die Schmucksteinfassung ein Schutzlack aufgebracht. Der Schutzlack verhindert, dass die Metallteile nicht mit dem Schweiß der Haut reagieren und verbessert auch die Beständigkeit der Metallschichten. Unter Lack wird erfindungsgemäß ein flüssiger oder auch pulverförmiger Beschichtungsstoff verstanden, der dünn auf Gegenstände aufgetragen wird und durch chemische oder physikalische Vorgänge, beispielsweise Verdampfen des Lösungsmittels, zu einer durchgehenden, festen Schicht aufgebaut wird. Lacke enthalten häufig Bindemittel, Füllstoffe, Pigmente, Lösungsmittel, Harze und/oder Acrylate und Additive, wie Biozide. Geeignet sind beispielsweise Acryllacke, Epoxidharzlacke oder Polyurethanlacke.

Acryllacke werden auf Basis von Acrylharzen hergestellt. Acrylharze sind Kunstharze und gelten als besonders haltbar. Acrylharze basieren auf Polymerisaten oder Copolymerisaten der Acrylsäure oder Methacrylsäure und deren Estern. Sie werden oft mit anderen ungesättigten Monomeren, wie Styrol oder Acrylnitril, copolymerisiert. Acryllacke werden entweder in Lösungsmitteln gelöst oder in Wasser dispergiert und auf die beschichtete Schmucksteinfassung aufgetragen. Acryllacke haben eine hohe Witterungsbeständigkeit und sind UV-beständig und sind daher erfindungsgemäß besonders gut geeignet. Epoxidharzlacke enthalten häufig die beiden Komponenten Epoxidharz und Härter. Epoxidharze sind Polyaddukte aus Epichlorhydrin mit Bisphenol-Derivaten, beispielsweise A, F oder S. Diese werden mit einem Härter vernetzt. Üblicherweise werden erst kurz vor der Verarbeitung die beiden Komponenten Epoxidharz und Härter gemischt. Epoxidharzlacke zeichnen sich durch eine hohe chemische und mechanische Beständigkeit aus, sind aber bezüglich UV-Beständigkeit nicht optimal.

Für Polyurethanlacke ist die Urethan-Gruppe charakteristisch. Sie sind als Ein- und Mehrkomponentenlacke im Handel, beispielsweise ist beim Einkomponentenlack der Härter bereits mit dem Stammlack vermischt und beim Zweikomponentenlack sind Härter und Stammlack getrennt. Polyurethanlacke sind besonders hart, abriebfest und beständig gegen Wasser, Öle und Chemikalien.

Erfindungsgemäß bevorzugt wird als Schutzlack ein Polyurethanlack verwendet. Polyurethanlacke haben gute Haftungseigenschaften und sind widerstandsfähig. Zweikomponenten-Polyurethan- Acrylharz-Lacke haben sich als vorteilhaft erwiesen, insbesondere die Produkte DE 4259x der Firma Hesse und Lignal, da sie nach DIN 53160 Speichel- und schweißbeständig sind. Sie können ohne thermische Nachbehandlung aufgebracht werden und sind lichtecht.

Vor dem Aufbringen der Maskierung a) kann die Schmucksteinfassung optional gereinigt bzw. entfettet werden. Unter Entfettung versteht man das Entfernen von anhaftenden Fetten, Ölen oder sonstigen Verunreinigungen mit Entfettungsmitteln. Die Reinigung bzw. Entfettung von beispielsweise Messing hat den Vorteil, dass die Haftung des Schutzlacks d) verbessert wird.

Die Reinigung kann mechanisch, mit Lösungsmitteln, zum Beispiel Ethylacetat, oder auch mit Ultraschall, beispielsweise mit dem Gerät Evolution WP-K der Firma German Sonic, erfolgen. Eine weitere Möglichkeit für die Vorbehandlung ist die elektrolytische Entfettung. Bei der elektrolytischen Entfettung befindet sich die Schmucksteinfassung in einer elektrolytischen Lösung und wird dann durch Anlegen eines Stromes gereinigt. Bei der elektrolytischen Entfettung unterscheidet man die kathodische und die anodische Entfettung. Die kathodische Entfettung läuft unter Wasserstoffentwicklung und die anodische Entfettung unter Sauerstoffentwicklung ab. Die kathodische Entfettung wird bevorzugt verwendet, da damit bei den Schmuckgrundkörpern wie Messing eine sehr gute Reinigung erzielt werden kann. Zur Entfettung von Messingteilen eignet sich besonders die kathodische, alkalisch elektrolytische Entfettung. Zur weiteren Verbesserung der Haftung des Schutzlacks d) kann vor dem Aufbringen des Schutzlacks auf beispielsweise Messing die Messingoberfläche optional mit Säure behandelt werden, um Oxidschichten zu entfernen. Für die Reinigung von Schmucksteinfassungen aus Messing hat sich Schwefelsäure als vorteilhaft erwiesen. Zur Verstärkung des Vi ntage- Effektes kann vor dem Aufbringen der partiellen Maskierung a) die Oberfläche der Schmucksteinfassung aus beispielsweise Messing optional aufgeraut werden. Die Schmucksteinfassung erhält dadurch eine Oberfläche, die einer durch Witterungseinflüsse und Alterung entstandenen Oberfläche entspricht. Das Messing wird vorzugsweise in Salpetersäure getaucht.

Die optionale Reinigung bzw. Entfettung und das optionale Aufrauen der Oberfläche der Schmucksteinfassung kann in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden. Ein weiterer Gegenstand der Anmeldung sind Produkte, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlich sind. Die bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens führen zu erfindungsgemäß bevorzugten Produkten.

Allgemeine Verfahrensbeschreibung

Die Schmucksteinfassung wird optional gereinigt bzw. entfettet. Zur Entfettung von Messingteilen eignet sich besonders die kathodische, alkalisch elektrolytische Entfettung. Bei dieser Entfettung enthält die Lösung beispielsweise Natronlauge und Tenside. Die Entfettung wird während einer Dauer von mindestens 1 Minute, einer Temperatur von 35Ό - 55Ό und einer Stromdichte von mindesten 3 A/dm ² beispielsweise mit dem Mittel 1018 der Firma IWG-Plating Wien ausgeführt. Danach wird die Schmucksteinfassung mit deionisiertem Wasser gereinigt.

Um von der Messingoberfläche Oxidschichten zu entfernen, hat sich die Behandlung der Schmucksteinfassung mit 5 - 15 %iger Schwefelsäure (Gew.%) als vorteilhaft erwiesen. Die Schmucksteinfassung wird ca. 1 Minute in die erfindungsgemäße Schwefelsäure getaucht. Danach wird die Schmucksteinfassung mit deionisiertem Wasser gereinigt.

Um die Oberfläche der Messing-Schmucksteinfassung optional aufzurauen, wird das Messing mindestens 20 Sekunden in Salpetersäure (ca. 55 bis 65 Gew.-%) getaucht.

In Verfahrensschritt a) wird auf die Schmucksteinfassung partiell eine Maskierung aufgebracht. Dafür gibt es verschiedenste Möglichkeiten, beispielweise durch Besprühen oder durch flüssiges Auftragen, indem erfindungsgemäß bevorzugt eine Schablone verwendet wird. Für die Maskierung eignen sich aufgrund ihrer Haftungseigenschaften beispielsweise Abziehlacke, zum Beispiel Redowax 1 12 der Firma Erne oder Galvanolack GC 1 10 der Firma Adhesive Products.

In Verfahrensschritt b) wird die maskierte Schmucksteinfassung mit einem Oxidationsmittel nachbehandelt, indem sie mindestens 20 Sekunden in eine wässrige Kaliumpermanganatlösung (ca. 10 - 15 Gew.-%) mit einer Lösungstemperatur von ca. 70Ό - 90Ό getaucht wird. Die maskierte Schmucksteinfassung erhält durch die Reaktion mit dem Oxidationsmittel an den durch die Maskierung frei gelassenen Stellen eine bräunliche Verfärbung.

In Schritt c) des Verfahrens wird die Maskierung mit einem Lösungsmittel, beispielsweise Ethylacetat, entfernt.

In Verfahrensschritt d) wird auf die Schmucksteinfassung ein Schutzlack aufgebracht, um beispielsweise die Reaktion von Hautschweiß mit der Schmucksteinfassung zu verhindern. Als Schutzlack kann Acryllack, Epoxidharzlack, zum Beispiel Duralit 1516-754 S der Firma Rohm und Haas oder auch Polyurethanlack verwendet werden. Als vorteilhaft hat sich ein Zweikomponenten- Polyurethan-Acrylharz-Lack, zum Beispiel DE 42597-0040 der Firma Hesse & Lignal, erwiesen.

Erfindungsgemäßes Beispiel (Fig. 1)

Eine Schmucksteinfassung aus Messing erhielt in folgender Weise eine„Antik-Messing-Verfärbung".

Die Schmucksteinfassung aus der Legierung FRMSBR der Firma AGS Alpha Guss Metalle und Legierungen GmbH Pforzheim wurde elektrolytisch mit dem Mittel 1018 der Firma IWG-Plating Wien 5 Minuten lang, bei einer Temperatur von 45Ό und e iner Stromdichte von 5 A/dm ² entfettet. Danach wurden die entfetteten Messingteile mit deionisiertem Wasser gewaschen.

Zur Entfernung von Oxidschichten wurde die Schmucksteinfassung aus Messing ca. 1 Minute in 10%-ige Schwefelsäure (Gew.-%) getaucht. Danach wurde die Schmucksteinfassung erneut mit deionisiertem Wasser gewaschen. Darauf folgend wurde die Schmucksteinfassung ca. 30 Sekunden in Salpetersäure (60 Gew.-%) getaucht.

Auf die säurebehandelte Schmucksteinfassung wurde partiell die Maskierung mit dem Abziehlack Redowax 1 12 der Firma Erne aufgetragen.

Darauf folgend wurde die maskierte Schmucksteinfassung ca. 30 Sekunden lang in eine wässrige 10%ige Kaliumpermanganatlösung (Gew.-%) mit ca. 80°C getaucht.

Der Abziehlack wurde mit dem Lösungsmittel Ethylacetat abgelöst.

Die Schmucksteinfassung wurde mit dem Schutzlack beschichtet, indem sie in den Zweikomponenten-Polyurethan-Acrylharz-Lack DE 42597-0040 der Firma Hesse & Lignal getaucht und bei ca. 25Ό für eine Dauer von ca. 14 Stunden getrocknet wurde.