DE19706432C2 - Verfahren zur Herstellung von Schmuckstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schmuckstücken mit minde­ stens einem metallischen Schmuckelement, wobei das Schmuckelement zumindest teilweise in Epoxydharz eingegossen wird, so daß das Epoxydharz die Form und Lage des Schmuckelements in dem Schmuckstück stabilisiert und die äußere Form des Schmuckstücks zumindest wesentlich mitbestimmt.

Aus der Praxis sind die verschiedensten Schmuckstücke mit Schmuckelementen be­ kannt und dementsprechend auch eine Vielzahl von Verfahren zu deren Herstellung. Die dabei eingesetzten Bearbeitungsmethoden richten sich nach dem zu bearbeiten­ den Material und nicht zuletzt nach der angestrebten Form des Schmuckstücks.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Herstellungsverfahren für Schmuckstücke vorgeschlagen, die Epoxydharz als struktur- und formgebendes Material umfassen.

Epoxydharze werden in der Praxis häufig als Lackharze eingesetzt. Sie finden au­ ßerdem Verwendung in der Elektroindustrie als Gießharze und Bindemittel für ge­ druckte Schaltungen, im Ingenieurbau als Einbettungsmittel, im Rahmen von Kleb­ stoffen und verstärkten Kunststoffen. Eine Verwendung von Epoxydharz im Schmuckbereich - wie erfindungsgemäß vorgeschlagen - ist bislang unüblich.

In der Druckschrift "Jochen Wolters "Der Gold- und Silberschmied" Band 1, Rühle- Diebener Verlag GmbH & Co KG Stuttgart 1981" ist eine "200-Jahres-Nadel" darge­ stellt, die aus mehreren zusammengefügten Schmuckelementen besteht, nämlich mehreren aus Metall gefertigten Sternen, die auf einem Kreisbogen um ein aus Me­ tall gefertigtes Gesicht angeordnet sind, und einem Epoxidharzteil, das zumindest einen Teil der zu dem Gesicht dazugehörigen Haare in stilisierter Form wiedergibt.

Aus der JP 07-184709 ist das Einbetten von Aluminiumfolieflittern in eine Kunstharz­ schicht bei der Herstellung von Schmuckstücken bekannt.

Die US 5 259 101 beschäftigt sich mit der Herstellung von Schmuck aus dünnen Metallfolien. Im Zusammenhang mit Verschönerungsmöglichkeiten für die aus Me­ tallfolie hergestellten Schmuckstücke wird hier die Möglichkeit erwähnt, Löcher in die Folie zu brennen.

In der DE 38 06 954 A1 wird ein Verfahren zum Eingießen eines Ringes in einen durchsichtigen Kunststoffkörper beschrieben, bei dem der Ring in einer Gußform an­ geordnet und allseitig mit geschmolzenem Kunststoff umspritzt wird.

In der DE 42 14 035 C2 werden zwei verschiedene Verfahren zum Herstellen von Schmuckstücken beschrieben. In einem dieser beiden Verfahren werden Schmuck­ elemente so in einer Gußform angeordnet, daß sie zumindest Bereich der äußeren Oberfläche des Gußkörpers und damit des fertigen Schmuckstücks bilden. In dem anderen Verfahren wird über eine Positivform aus nassem Gips zunächst eine Schicht aus heißem Schmelzkleber gegossen und über den noch hießen Kleber eine irisierende Folie gezogen. Durch die Hitze zieht sich diese Folie auf der dreidimen­ sionalen Fläche glatt.

Aus der DE 41 34 664 A1 ist ein Schmuckstück bekannt, das aus einem geschlosse­ nen oder offenen ringförmigen Metallkörper mit einer Mehrzahl entlang der Ringflä­ che verteilt angeordneten Dekorelementen besteht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstel­ lung von Schmuckstücken mit mindestens einem Schmuckelement anzugeben, mit dem sich einfach und reproduzierbar ausgefallene Schmuckstücke realisieren lassen.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst die voranstehende Aufgabe durch die Merk­ male des Patentanspruches 1. Danach wird eine mit Durchbrüchen versehene Me­ tallfolie als Schmuckelement verwendet. Die Metallfolie wird so in der Gußform an­ geordnet, daß sie zumindest Bereiche der äußeren Oberfläche des Gußkörpers und letztlich des fertigen Schmuckstücks bildet.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß sich Epoxydharz auch zur Schmuckherstellung eignet. Da der Schwund beim Härten gering ist, härten Epoxyd­ harzerzeugnisse spannungsfrei, reißen nicht und besitzen hohe Schlagzähigkeit und Abriebfestigkeit. Der optische Gesamteindruck eines derartigen Schmuckstücks wird also auch durch beim Tragen auftretende Beanspruchung nicht beeinträchtigt. Es ist ferner erkannt worden, daß sich Epoxydharz auch gut mit Schmuckelementen unter­ schiedlicher Materialien kombinieren läßt, da es an den meisten Werkstoffen gut haftet und Metall nicht angreift. Epoxydharz eignet sich schließlich auch deshalb gut zur Herstellung von Schmuckstücken, da es sowohl atmosphärischen Einflüssen als auch Wasser, Säuren, Laugen, Öl, Benzin und Benzol widersteht. Epoxydharz wird also weder durch Witterungseinflüsse noch durch Schweiß angegriffen. Des weiteren ist erfindungsgemäß erkannt worden, daß Epoxydharz sich auch sehr gut zur Ein­ bettung von Schmuckelementen, also quasi zur Fassung von Schmuckelementen, eignet. Je nach Art des Schmuckelements kann dabei sowohl die Lage als auch die Form des Schmuckelements stabilisiert werden, so daß sich bspw. auch sehr fili­ grane Strukturen als Schmuckelemente integrieren lassen. Schließlich ist erfindungs­ gemäß noch erkannt worden, daß Epoxydharz nicht nur lagestabilisierend und form­ gebend einsetzbar ist, sondern durchaus auch dekorative Qualitäten aufweist.

Besonders interessante dekorative Effekte lassen sich bei Verwendung von metalli­ schen Schmuckelementen in Verbindung mit dem Epoxydharz erzielen. Dabei kön­ nen sowohl Schmuckelemente aus Nichtedelmetallen, als auch Schmuckelemente aus Edelmetall verwendet werden. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in diesem Zusammenhang darin, daß bereits geringste Mengen eines Edelmetalls, nämlich eine mit Durchbrüchen versehene Metallfolie, ausreichen, um eine großflächige Wirkung dieses Edelmetalls in dem Schmuckstück zu erzielen. Die Metallfolie muß dazu lediglich an der sichtbaren Außenseite des Schmuckstücks positioniert werden. Die Lage der Metallfolie sowie deren Form wird dann durch das Epoxydharz stabilisiert. Dadurch kann der Eindruck einer Metallfassung erzeugt wer­ den, obwohl es sich tatsächlich - eher umgekehrt - um die Einbettung einer Metall­ folie in Epoxydharz handelt.

Da es sich bei Epoxydharz um einen gießfähigen Werkstoff handelt wird zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, zunächst eine die Kon­ turen des herzustellenden Schmuckstücks reproduzierende Gußform herzustellen. Das Schmuckelement wird dann in der Gußform angeordnet und mit Epoxydharz vergossen. Das Epoxydharz härtet dann in der Gußform aus, wobei ein Gußkörper entsteht, in den das Schmuckelement integriert ist.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, eine Gußform herzustellen, die der Nega­ tivform des herzustellenden Schmuckstücks entspricht. In einer vorteilhaften Variante wird zunächst ein die Konturen des herzustellenden Schmuckstücks aufweisendes Modell hergestellt, von dem dann eine die Gußform bildende Negativform hergestellt wird. Dazu kann in vorteilhafter Weise eine flexible Abformmasse verwendet werden, wie bspw. eine Abformmasse aus Silikonkautschuk.

Je nach dem Material und der Geometrie der Gußform kann es erforderlich sein, die Gußform vor dem Ausgießen mit Epoxydharz mit einem Trennmittel zu versehen. Die Gußform könnte dazu mit einem geeigneten Trennwachs ausgespritzt werden. Guß­ formen aus Silikonkautschuk oder Silikon sind besonders vorteilhaft, da hier meist auf ein Trennmittel verzichtet werden kann.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können kalt aushärtende Epoxyd­ harze verwendet werden, die schon bei Raumtemperatur aushärten und dabei eine akzeptable Festigkeit und Wärmeformbeständigkeit erhalten. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der das Schmuckstück bildende Gußkörper zusätzlich bzw. nachträglich noch einer Wärmehärtung unterzogen wird. Der Gußkörper kann dazu ca. eine Stunde lang auf einer Temperatur von ca. 80°C gehalten werden.

Nach dem Entfernen der Gußform ist es oftmals sinnvoll, den das Schmuckstück bil­ denden Gußkörper mechanisch nachzubearbeiten. Dabei kann der Gußkörper bspw. entgratet und nachpoliert werden.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens erweist sich die Verwendung von Epoxydharz auf der Basis von Bisphenol A als besonders vorteilhaft. Ein solches Epoxydharz läßt sich gut mit Farbessenzen einfärben. Außerdem läßt es sich bei Zimmertemperatur, nämlich in einem Temperaturbereich von 25°C bis 35°C verar­ beiten. Von Vorteil ist es, wenn das Epoxydharz bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von maximal 70% verarbeitet wird. Zur Vermeidung von Verunreinigungen insbeson­ dere im Oberflächenbereich des herzustellenden Schmuckstücks sollte die Verar­ beitung des noch nicht ausgehärteten Epoxydharzes in einer staubfreien Umgebung erfolgen.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft zur Herstellung eines Ringes eignet mit einer mit Durchbrüchen versehenen Metallfolie als Schmuckelement. Die Metallfolie wird dazu so in der Gußform angeordnet, daß sie zumindest Bereiche der äußeren Oberfläche des Gußkörpers und letztlich des fertigen Ringes bildet. Bei entsprechendem Zuschnitt der Metallfolie kann auf diese Weise der Eindruck eines Metallrings erzeugt werden, in den einzelne Schmucksteine eingelassen sind. Tatsächlich handelt es sich aber um einen ringförmigen Epoxydharzkörper, in dessen äußerer Oberfläche eine mit Durchbrüchen versehene Metallfolie integriert ist.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfol­ gende Erläuterung einer Ausführungsvariante der Erfindung zu verweisen.

In dieser Verfahrensvariante wird zunächst eine Gußform für das Schmuckstück her­ gestellt. Dazu wird ein Modell des Schmuckstücks angefertigt, wobei das Modell le­ diglich in seiner Größe und äußeren Form mit dem herzustellenden Schmuckstück übereinstimmen muß. Das Modell gibt die Positivform des herzustellenden Schmuck­ stücks wieder. Mit Hilfe einer flexiblen Abformmasse aus Silikonkautschuk wird das Modell abgeformt, wobei die Gußform als Negativform des Modells entsteht.

Zur Herstellung einer Gußform für einen Ring wird das Modell seitlich aufgebaut und mit einer ca. 2,5 bis 3 cm dicken Scheibe verklebt. Der Ring wird in einen Behälter flach nach unten gelegt und mit einem Silikonkautschuk, bspw. Elastosil, im Mi­ schungsverhältnis 9 : 1, ausgegossen. Der Silikonkautschuk kann vor dem Ausgießen auch unter Vakuum entlüftet werden und erst nach einer kurzen Ruhepause in der Form ausgegossen werden. Nach dem Aushärten des Silikonkautschuks und dem Entfernen des Modells erhält man einen paßgenauen Negativabdruck des Rings und damit eine Gußform für den Ring.

Silikonkautschuk ist speziell für Reproduktionen aus Epoxydharz geeignet, da eine hohe Stückzahl von Gußkörpern hergestellt werden kann, ohne daß die Verwendung eines Trennmittels erforderlich wäre.

Wie bereits erwähnt, soll das Schmuckstück ein Schmuckelement umfassen. Als be­ sonders dekorativ in Verbindung mit einem Epoxydharzkörper haben sich metallische Schmuckelemente erwiesen. Als Schmuckelement könnte bspw. eine mit Durchbrü­ chen versehene Metallfolie verwendet werden. Diese wird nun so in der Gußform po­ sitioniert, wie sie in dem herzustellenden Schmuckstück integriert sein soll.

Bevor die Gußform nun mit Epoxydharz ausgegossen werden kann, müssen das Ep­ oxydharz und der entsprechende Härter nach genauen Gewichtsangaben gemischt werden. Außerdem können Farbessenzen hinzugefügt werden. Epoxydharz, Härter und ggf. die Farbessenzen werden vor dem Gebrauch sorgfältig vermischt.

Die Gebrauchsdauer dieser Mischung ist abhängig von der Ansatzgröße und von der Temperaturvorgeschichte der Mischung. Je größer der Ansatz ist, um so schneller muß dieser verbraucht werden. Größere Mengen der Mischung verkürzen aufgrund exothermer Reaktionen die offene Zeit. Die Mischung sollte dann in flache Schalen umgefüllt werden, um einen Wärmestau zu vermeiden. In jedem Falle ist eine zügige Verarbeitung erforderlich. Kleinere Ansatzmengen von unter 100 g können dem­ gegenüber länger verwendet werden. Steigt die Temperatur im Mischgefäß merklich an und überschreitet 40°C, so kann die Mischung nicht mehr für hochwertige Guß­ körper verwendet werden, da ein gleichmäßiges Aushärten nicht gewährleistet ist. Die Verarbeitung sollte daher in einem Temperaturbereich zwischen 25°C und 35°C erfolgen. Außerdem sollte die relative Luftfeuchtigkeit 70% nicht überschreiten. Nied­ rige Temperaturen des Epoxydharzes und kalte Formoberflächen verlängern die Verarbeitungs-, Gelier- und Aushärtezeit. Unter 15°C verläuft die Reaktion sehr ge­ bremst, unter 10°C kommt sie schnell zum Stillstand. Eine vollständige Durchhärtung ist dann nur möglich, wenn die Reaktion bei 20°C bis 30°C erneut gestartet wird. Höhere Temperaturen beschleunigen die Reaktion. So steht bei einer Erwärmung von 20°C auf 30°C nur noch die halbe Verarbeitungszeit zur Verfügung.

Bei der Verarbeitung des noch nicht ausgehärteten Epoxydharzes sollte die Raumluft möglichst staubfrei sein. Eine Filterung der Zuluft ist jedoch nur dann notwendig, wenn in der Umgebung intensiv Stäube emittiert werden. Die mechanische Bearbei­ tung der Gußkörper sollte daher nicht im gleichen Raum erfolgen wie die Verarbei­ tung des noch nicht ausgehärteten Epoxydharzes. Ist die räumliche Trennung nicht möglich, so sollte zumindest eine zeitliche Trennung zwischen den einzelnen Ar­ beitsschritten gegeben sein, so daß vor der Verarbeitung des noch nicht ausgehär­ teten Epoxydharzes eine Reinigung der Arbeitsumgebung durchgeführt werden kann.

In diesem Zusammenhang sei auch darauf hingewiesen, daß bei der Herstellung von hochwertigen Gußkörpern Handschuhe getragen werden sollten, um eine Verunrei­ nigung des Gußkörpers auf diesem Wege zu vermeiden.

Vor dem Befüllen der Gußform mit dem Schmuckelement und dem Epoxydharz kann die Gußform mit einem Trennmittel, wie z. B. einem Trennwachs, leicht ausgespritzt werden, so daß lediglich ein Trennmittelfilm auf der Wandung der Gußform entsteht. Das möglichst fettfreie Schmuckelement wird nun in die Gußform hineingelegt. Da­ nach wird die fertige Epoxydharzmischung in die Gußform eingegossen. Durch seitli­ ches Drücken der Gußform können etwaige Luftblasen herausgedrückt werden. Das kalt aushärtende Epoxydharz wird nun bei einer Raumtemperatur von 23°C bis 25° C mindestens 12 Stunden zum Aushärten in der Gußform belassen. Der dabei entstehende Gußkörper weist bereits eine akzeptable Festigkeit und Wärmeformbeständigkeit auf.

Optimale Eigenschaften ergeben sich nach einer zusätzlichen Wärmehärtung. Dazu wird der Gußkörper ca. eine Stunde lang auf einer Temperatur von ca. 80°C gehal­ ten, was in einem Wärmeofen erfolgen kann. Nach dem Erkalten der Gußform mit dem Gußkörper kann man den das Schmuckstück bildenden Gußkörper der Guß­ form entnehmen und mechanisch nacharbeiten, also z. B. polieren.

Die einzige Figur zeigt einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Ring 1. Der Ring 1 umfaßt als Schmuckelement eine Metallfolie 2. Es könnte sich bei entweder um eine Folie aus einem Nichtedelmetall oder in einer besonders exklusi­ ven Variante auch um eine Folie aus einem Edelmetall handeln. Die Metallfolie 2 ist um die Außenseite des Rings 1 umlaufend angeordnet. Sie ist mit Durchbrüchen 3 versehen, die allerdings nur im mittleren Bereich der Ringoberfläche angeordnet sind. Die Lage und Form der Metallfolie 2 in dem Ring 1 wird durch den aus Epoxydharz gegossenen Ringkörper 4 stabilisiert, in dessen äußere Oberfläche die Metallfolie 2 eingebettet ist. Auf diese Weise entsteht der Eindruck eines Metallrings mit einer Vielzahl von in Metall gefaßten Schmucksteinen, wenn der Ring am Finger getragen wird. Tatsächlich handelt es sich aber um einen aus Epoxydharz gegossenen Ringkörper 4, in dessen äußere Oberfläche eine Metallfolie 2 als Schmuckelement integriert ist. Aus der einzigen Figur geht hervor, daß die äußere Oberfläche praktisch teilweise durch die Metallfolie 2 und teilweise durch die äußere Oberfläche des Epoxydharz-Ringkörpers 4 gebildet ist, während die innere Oberfläche des Rings 1 ausschließlich durch die innere Oberfläche des Epoxydharz- Ringkörpers 4 gebildet ist. Die strukturierte Metallfolie 2 ist hier nur durch das durchsichtige Material des Ringkörpers 4 erkennbar.

Claims (15)

1. Verfahren zur Herstellung von Schmuckstücken mit mindestens einem metallischen Schmuckelement, wobei das Schmuckelement zumindest teilweise in Epoxydharz eingegossen wird, so daß das Epoxydharz die Form und Lage des Schmuckelements in dem Schmuckstück stabilisiert und die äußere Form des Schmuckstücks zumindest wesentlich mitbestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Durchbrüchen (3) versehene Metallfolie (2) als Schmuckelement verwendet wird und daß die Metallfolie (2) so in der Gußform angeordnet wird, daß sie zumindest Bereiche der äußeren Oberfläche des Gußkörpers und letztlich des fertigen Schmuckstücks bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Konturen des herzustellenden Schmuckstücks reproduzierende Gußform hergestellt wird, daß das Schmuckelement in der Gußform angeordnet wird, daß die Gußform mit Epoxydharz ausgegossen wird und daß die Gußform entfernt wird, nachdem das Epoxydharz ausgehärtet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Konturen des herzustellenden Schmuckstücks aufweisendes Modell hergestellt wird und daß eine die Gußform bildende Negativform des Modells hergestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Negativform eine flexible Abformmasse verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Negativform eine Abformmasse aus Silikonkautschuk verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußform vor dem Ausgießen mit Epoxydharz mit einem Trennmittel versehen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußform mit Trennwachs ausgespritzt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der das Schmuckstück bildende Gußkörper einer Wärmehärtung unterzogen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußkörper ca. eine Stunde lang auf einer Temperatur von ca. 80°C gehalten wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der das Schmuckstück bildende Gußkörper mechanisch nachbearbeitet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Epoxydharz auf der Basis von Bisphenol A verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxydharz mit mindestens einer Farbessenz eingefärbt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxydharz in einem Temperaturbereich von 25°C bis 35°C verarbeitet wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxydharz bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von maximal 70% verarbeitet wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung des noch nicht ausgehärteten Epoxydharzes in einer staubfreien Um­ gebung erfolgt.