JP2008094634A - Method for producing diamond particle whose cut surface is colored and method for producing diamond particle on whose cut surface pattern is drawn - Google Patents

Method for producing diamond particle whose cut surface is colored and method for producing diamond particle on whose cut surface pattern is drawn Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a diamond particle whose cut surface is colored; and to provide a method for producing a diamond particle on whose cut surface a pattern is drawn. <P>SOLUTION: The method for producing the diamond particle whose cut surface is colored comprises irradiating a cut surface to be colored of a diamond particle 12 with high energy ions 13 at an acceleration energy within a range of 1-5 MeV and an irradiation quantity of ion within a range of 1×10<SP>12</SP>-1×10<SP>15</SP>ions/cm<SP>2</SP>in a temperature range of ordinary temperature to about 200°C under a vacuum atmosphere of 10<SP>-3</SP>to 10<SP>-4</SP>Pa by using an ion accelerator. Further, the method for producing the diamond particle on whose cut surface a pattern is drawn comprises irradiating the cut surface with the high energy ions 13 after covering the cut surface with a mask or photoresist perforated into a character or mark shape. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、カット面を着色したダイヤモンド粒子の製造方法、およびカット面に文様を描画したダイヤモンド粒子の製造方法に関する。さらに詳しくは、ダイヤモンド粒子のカット面に高エネルギーイオンを注入することにより、カット面を着色したダイヤモンド粒子の製造方法、および、ダイヤモンド粒子カット面に、文字またはマークなどの文様を描画したダイヤモンド粒子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing diamond particles having a cut surface and a method for producing diamond particles having a pattern drawn on the cut surface. More specifically, high energy ions are implanted into the cut surface of the diamond particle to produce a diamond particle colored on the cut surface, and the diamond particle having a pattern such as a letter or mark drawn on the diamond particle cut surface. It relates to a manufacturing method.

ダイヤモンド粒子は、透明無色で大きいものが高価値である。しかしほとんどのダイヤモンド粒子は透明度が低く、小さいものは選別され工業用に供される。そこで、透明度が低くジュエリー用としては商品価値が低いダイヤモンド粒子を着色し、付加価値の高いジュエリーにする処理法が提案され、一部実用かされている。従来、ダイヤモンド粒子の着色法としては、(1)高圧高温処理(HPHT)法、(2)電子線照射法、(3)中性子照射法、(4)ラジウム処理法、(5)低エネルギーイオン注入法、などが知られている。上記の(1)HPHT法は、数千度への高温加熱と数百キロバールの圧力を必要とし、さらに処理時間が数十時間という長時間を必要とする方法である(特許文献1〜特許文献2参照)。これら提案の方法では、ダイヤモンド粒子表面全体を着色する方法であるので、一部のカット面のみへのカラー着色、一部のカット面のみへの文様描画はできない。   Diamond particles are transparent, colorless and large, and are valuable. However, most diamond particles have low transparency, and small ones are sorted for industrial use. Therefore, a processing method for coloring diamond particles having low transparency and low commercial value for jewelry to make jewelry with high added value has been proposed and partially used. Conventionally, diamond particle coloring methods include (1) high pressure and high temperature treatment (HPHT) method, (2) electron beam irradiation method, (3) neutron irradiation method, (4) radium treatment method, and (5) low energy ion implantation. Laws, etc. are known. The above (1) HPHT method is a method that requires high-temperature heating to several thousand degrees and pressure of several hundred kilobars, and further requires a long time of several tens of hours (Patent Documents 1 to Patent Documents). 2). In these proposed methods, since the entire surface of the diamond particles is colored, color coloring only on a part of the cut surfaces and pattern drawing only on a part of the cut surfaces cannot be performed.

上記(2)の電子線照射法では、ダイヤモンド粒子のカット面に数MeVの電子線を照射し、その後、約1000℃の温度で数時間〜数十時間アニーリングする方法である(特許文献3〜特許文献7参照)。これら提案の方法によれば、ダイヤモンド粒子カット面に電子線を照射する際に生じる二次X線の遮蔽が必要であり、施設が大掛かりになる。また、数MeVの電子線は透過力が高く、散乱線が発生し易いので、ダイヤモンド粒の子カット面にマスクを施しても散乱線を遮蔽し難く、従って、電子線照射法で文字またはマークなどの文様を描画することは困難である。   The electron beam irradiation method (2) is a method in which a cut surface of diamond particles is irradiated with an electron beam of several MeV and then annealed at a temperature of about 1000 ° C. for several hours to several tens of hours (Patent Documents 3 to 3). (See Patent Document 7). According to these proposed methods, it is necessary to shield secondary X-rays generated when the diamond particle cut surface is irradiated with an electron beam, which requires a large facility. In addition, electron beams of several MeV have high transmission power and are likely to generate scattered radiation. Therefore, it is difficult to shield scattered radiation even if a mask is applied to the child cut surface of diamond grains. It is difficult to draw patterns such as.

上記(3)の中性子照射法は、ダイヤモンド粒の子カット面に原子炉などにより中性子を照射する方法(特許文献8参照)と、その後、数百℃で熱処理する方法(特許文献9、特許文献10参照)などが提案されている。これら提案の方法は、原子炉などの大規模な施設が必要であり、またダイヤモンド粒子内部にある不純物を放射化する恐れがあり、ジュエリー使用時における残留放射能の危険性がある。エネルギーの高い中性子は、透過力が高いために、ダイヤモンド粒子のカット面にマスクを施しても、マスクによって中性子の透過を妨げることができず、従って中性子照射法で、ダイヤモンド粒子のカット面に文字またはマークなどの文様を描画することは不可能である。   The neutron irradiation method of (3) above is a method of irradiating a child cut surface of a diamond grain with neutrons using a nuclear reactor or the like (see Patent Document 8), and then a method of heat-treating at several hundred degrees C (Patent Document 9, Patent Document). 10) is proposed. These proposed methods require a large-scale facility such as a nuclear reactor and may activate impurities in the diamond particles, resulting in a risk of residual radioactivity when using jewelry. Since neutrons with high energy have high penetrating power, even if a mask is applied to the diamond particle cut surface, the mask cannot prevent neutron transmission. Or it is impossible to draw a pattern such as a mark.

上記(4)のラジウム処理法は、ダイヤモンド粒子のカット面にラジウムから放出されるα線を照射する方法であり、1904年にWilliam Crooksによって提案された処理法である。この方法では、ダイヤモンド粒子をラジウム塩中に入れるために、ダイヤモンド粒子のカット面にラジウムの娘核種である放射性物質が付着する。また、ビーム状のα線照射ではないので、ダイヤモンド粒子カット面の一部のみに、文字またはマークなどの文様を描画することは困難である。   The radium treatment method (4) is a method of irradiating the cut surfaces of the diamond particles with α rays emitted from radium, and is a treatment method proposed by William Crooks in 1904. In this method, in order to put diamond particles in a radium salt, a radioactive material that is a daughter nuclide of radium adheres to the cut surface of the diamond particles. In addition, since it is not beam-like α-ray irradiation, it is difficult to draw a pattern such as a character or a mark on only a part of the diamond particle cut surface.

上記(5)の低エネルギーイオン注入法として、特許文献11に記載の方法が提案されているが、低エネルギーイオンを注入した後、500℃以上の熱処理する工程が必要である(特許文献12参照)。この方法は、イオンエネルギーが50〜100keVと低いので、表面改質がカット面から数10nmオーダーまでの浅い領域のみであるので、イオン注入後に熱処理を施して、注入したイオンを拡散させている。また、イオン注入量も5×1015〜5×1018ions/cmと多量の注入量を必要とする。また、実施例に記載の着色法は黒色一色のみが記載されているに過ぎず、他の色による着色ついては記載されていない。さらに、熱処理により描画した文字やマークなどの文様が拡散し、ぼやける恐れがある。 As the low energy ion implantation method of (5) above, the method described in Patent Document 11 has been proposed. However, after the low energy ions are implanted, a process of heat treatment at 500 ° C. or higher is required (see Patent Document 12). ). In this method, since the ion energy is as low as 50 to 100 keV, the surface modification is only performed in a shallow region from the cut surface to the order of several tens of nm. Therefore, a heat treatment is performed after the ion implantation to diffuse the implanted ions. Further, the ion implantation amount requires a large implantation amount of 5 × 10 15 to 5 × 10 18 ions / cm 2 . In addition, the coloring method described in the examples describes only one black color, and does not describe coloring by other colors. Furthermore, characters such as letters and marks drawn by heat treatment may diffuse and become blurred.

ダイヤモンド粒子のカット面に、印字やマークなどの文様を描画する方法としては、ダイヤモンド表面を微細加工する方法がある。例えば、特許文献13に記載の方法は、収束イオンビームにより、エッチングする方法である。また、特許文献14に記載の方法は、マスク後にプラズマエッチングする方法である。その他に、レーザーによる加工法などが知られており、ダイヤモンド粒子の鑑定書、鑑別書、保証書などの番号、記号などを刻印し、それぞれの証明書とこれらが刻印されたダイヤモンド粒子とが同一であることを証明する手段や、人工ダイヤモンドであることなどの証明などに使われている。しかしながらこれらの技術は、ダイヤモンド表面を削ることによる加工であるために、カラー描画は不可能である。
特表2004−505765号公報 特表2003−528023号公報 特開平1−131014号公報 特開平1−138112号公報 特開平1−183409号公報 特開平6−263418号公報 特公平5−36399号公報 特公昭57−40120号公報 特開昭63−162600号公報 特開平6−219895号公報 特開2005−247686号公報 特開2005−247686号公報 特開平6−36594号公報 特開2002−226290号公報
As a method for drawing a pattern such as a print or a mark on the cut surface of the diamond particle, there is a method for finely processing the diamond surface. For example, the method described in Patent Document 13 is a method of etching with a focused ion beam. The method described in Patent Document 14 is a method of performing plasma etching after masking. In addition, laser processing methods, etc. are known, and the number and symbol of diamond particle identification, identification, warranty, etc. are engraved, and each certificate and the diamond particle on which these are engraved are the same. It is used for proof that there is a certain thing, and proof that it is an artificial diamond. However, since these techniques are processes by cutting the diamond surface, color drawing is impossible.
Special table 2004-505765 gazette Special table 2003-528023 gazette JP-A-1-131014 JP-A-1-138112 JP-A-1-183409 JP-A-6-263418 Japanese Patent Publication No. 5-36399 Japanese Patent Publication No.57-40120 JP 63-162600 A Japanese Patent Laid-Open No. 6-21985 JP-A-2005-247686 JP-A-2005-247686 JP-A-6-36594 JP 2002-226290 A

本発明の目的は、次のとおりである。
1.商品価値の低いダイヤモンド粒子のカット面を着色し、ジュエリーとしての価値の高い着色されたダイヤモンド粒子の製造方法を提供すること。
2.短時間に処理でき、照射後の熱処理を必要としない着色されたダイヤモンド粒子の製造方法を提供する。
3.一部のカット面のみに文字またはマークなどの文様を描画した、ダイヤモンド粒子の製造方法を提供すること。
The object of the present invention is as follows.
1. To provide a method for producing colored diamond particles having high value as jewelry by coloring the cut surface of diamond particles having low commercial value.
2. Provided is a method for producing colored diamond particles that can be processed in a short time and does not require heat treatment after irradiation.
3. To provide a method for producing diamond particles in which a pattern such as letters or marks is drawn only on a part of cut surfaces.

上記課題を解決するため、第1発明では、カット面を着色したダイヤモンド粒子を製造する方法において、着色しようとするダイヤモンド粒子のカット面に、常温〜約200℃の温度範囲、10−3〜10−4Paの真空雰囲気下、イオン加速器によって、加速エネルギーを1〜5MeVの範囲、イオンの照射量を1×1012〜1×1015ions/cmの範囲の高エネルギーイオンを照射することを特徴とする、カット面を着色したダイヤモンド粒子の製造方法を提供する。 In order to solve the above problems, in the first invention, in the method for producing diamond particles having a colored cut surface, the cut surface of the diamond particles to be colored has a temperature range of room temperature to about 200 ° C., 10 −3 to 10. In a vacuum atmosphere of −4 Pa, irradiation with high energy ions with an acceleration energy in the range of 1 to 5 MeV and an ion irradiation amount in the range of 1 × 10 12 to 1 × 10 15 ions / cm 2 is performed by an ion accelerator. Provided is a method for producing diamond particles having colored cut surfaces.

また、第2発明では、カット面に文様を描画したダイヤモンド粒子を製造する方法において、ダイヤモンド粒子のカット面を、文字またはマークなどの形に加工し穴を穿孔したマスクまたはフォトレジストによるマスクによって被覆した後に、常温〜約200℃の温度範囲、10−3〜10―4Paの真空雰囲気下、穿孔穴から、イオン加速器によって加速エネルギーを1〜5MeVの範囲、イオンの照射量を1×1012〜1×1015ions/cmの範囲の高エネルギーイオンを照射することを特徴とする、カット面に文様を描画したダイヤモンド粒子の製造方法を提供する。 In the second invention, in the method for producing diamond particles having a pattern drawn on the cut surface, the cut surface of the diamond particle is covered with a mask or a mask made of a photoresist, which is processed into a shape such as a character or a mark and has holes drilled. After that, in a temperature range from room temperature to about 200 ° C., in a vacuum atmosphere of 10 −3 to 10 −4 Pa, the acceleration energy is in the range of 1 to 5 MeV and the ion irradiation dose is 1 × 10 12 from the hole. Provided is a method for producing diamond particles having a pattern drawn on a cut surface, which is characterized by irradiating high energy ions in a range of ˜1 × 10 15 ions / cm 2 .

本発明は、以下詳細に説明するとおりであり、次のような特別に有利な効果を奏し、その産業上の利用価値は極めて大である。
1.本発明に係る製造方法は、従来のHPHT法のような数千度への高温加熱や高圧力を必要とせず、常温〜約200℃の温度範囲で実施できるので、ダイヤモンド粒子を貴金属指輪などにセッティングした後でも適用できる。
2.従来の電子線照射法は、電子線照射時に発生する二次X線の遮蔽が必要であり、施設が大掛かりになるが、本発明に係る製造方法によれば、使用するイオン加速器は二次X線がほとんど発生しないので、遮蔽設備を必要としないので施設が大掛かりになることがない。
3.従来の電子線照射法は、照射後に約1000℃の温度で数時間の熱処理工程を必要とするが、本発明に係る製造方法によれば、ダイヤモンド粒子へのイオン照射後の熱処理やアニーリングなどが不要で、数分から1時間程度で着色したダイヤモンド粒子を製造できるので、生産性が大幅に向上する。
4.従来の中性子照射処理法は、原子炉や大型加速器などの大規模施設を必要とし、さらに照射後にダイヤモンド内の不純物が放射化する恐れがあったが、本発明に係る製造方法によれば、照射するイオンエネルギー量は不純物が放射化するほどではないので、ダイヤモンド粒子が放射化する恐れはない。
5.従来の低エネルギーイオン注入法は、多量にイオン注入する必要があるが、本発明に係る製造方法によれば、イオン照射(注入)量は、従来の低エネルギーイオン注入法による注入量の1000分の1以下の量に少なくできる。
6.本発明に係る製造方法によれば、イオン源の種類や照射時間を調整することにより、着色の種類と着色濃度を調整できるために、多種の着色製品の製造が可能である。
7.本発明に係る製造方法によれば、ダイヤモンド粒子のカット面に任意の文様描画が可能となり、従来にないオリジナルデザインを付した付加価値の高いジュエリーの製造が可能である。
8.本発明に係る製造方法によれば、ダイヤモンド粒子のカット面に数字や文字がなどの文様が容易に描画できるので、ダイヤモンド粒子に鑑定書番号、メーカーロゴ、メーカーマークの描画が可能であり、これら描画によって容易に偽ブランドと峻別できるので、ダイヤモンド粒子に対する顧客の信頼を高めることができる。
The present invention is as described in detail below, has the following particularly advantageous effects, and its industrial utility value is extremely large.
1. The manufacturing method according to the present invention does not require high-temperature heating to several thousand degrees and high pressure unlike the conventional HPHT method, and can be carried out in a temperature range from room temperature to about 200 ° C. Therefore, diamond particles can be used as a noble metal ring or the like. Applicable even after setting.
2. The conventional electron beam irradiation method needs to shield secondary X-rays generated at the time of electron beam irradiation and requires a large facility. However, according to the manufacturing method according to the present invention, the ion accelerator to be used is a secondary X-ray. Since almost no lines are generated, no shielding facilities are required, so the facility does not become large.
3. The conventional electron beam irradiation method requires a heat treatment step for several hours at a temperature of about 1000 ° C. after the irradiation. However, according to the manufacturing method according to the present invention, heat treatment and annealing after ion irradiation of diamond particles are performed. Since it is unnecessary and diamond particles colored in a few minutes to an hour can be produced, productivity is greatly improved.
4). The conventional neutron irradiation treatment method requires a large-scale facility such as a nuclear reactor or a large accelerator, and there is a risk that impurities in diamond may be activated after irradiation. According to the manufacturing method according to the present invention, irradiation is performed. Since the amount of ion energy to be generated is not so high that impurities are activated, there is no fear that diamond particles will be activated.
5. The conventional low energy ion implantation method requires a large amount of ion implantation, but according to the manufacturing method of the present invention, the ion irradiation (implantation) amount is 1000 minutes of the implantation amount by the conventional low energy ion implantation method. The amount can be reduced to 1 or less.
6). According to the manufacturing method according to the present invention, the type of coloring and the coloring concentration can be adjusted by adjusting the type and irradiation time of the ion source, so that various colored products can be manufactured.
7). According to the manufacturing method according to the present invention, it is possible to draw an arbitrary pattern on the cut surface of diamond particles, and it is possible to manufacture a high-value-added jewelry with an original design that has not existed before.
8). According to the manufacturing method according to the present invention, it is possible to easily draw patterns such as numbers and letters on the cut surface of the diamond particles, so that it is possible to draw an identification number, a maker logo, and a maker mark on the diamond particles. Since it can be easily distinguished from fake brands by drawing, it is possible to increase customer confidence in diamond particles.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明においてダイヤモンド粒子とは、天然のダイヤモンド原石を、粒子状に加工して切り出し、切り出した粒子表面に種々のカットを施した粒子をいう。ダイヤモンドの種類は特に制限がなく、Ia型、Ib型、IIa型、IIb型のいずれであってもよい。ダイヤモンド粒子のカットの形態には特に制限がなく、従来から知られているカットの形態、例えば、マスキーズカット、バゲットカット、オーバルカット、フレンチカット、ペアシャープトカット、ブリオレットカット、テーブルカット、ローズカット、カボッションカット、ステップカット、ブリリアントフルカット、エイトカット、シザーズカット、エメラルドカットなどが挙げられる。ダイヤモンド粒子の大きさは、イオンを照射する際の固定台に固定できる程度の大きさであればよく、特に制限がない。ダイヤモンド粒子が小さい場合は、それに応じて描画する文様を小さくすればよい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, diamond particles refer to particles obtained by processing natural diamond raw stone into particles and cutting them out, and applying various cuts to the cut particle surfaces. The kind of diamond is not particularly limited, and may be any of Ia type, Ib type, IIa type, and IIb type. There are no particular restrictions on the shape of the diamond particle cut, and conventionally known cut shapes such as musquiz cut, baguette cut, oval cut, french cut, pair sharp cut, briolette cut, table cut, rose cut , Cabochon cut, step cut, brilliant full cut, eight cut, scissor cut, emerald cut and the like. The size of the diamond particles is not particularly limited as long as it is a size that can be fixed to a fixing base when ions are irradiated. When diamond particles are small, the pattern to be drawn may be reduced accordingly.

本発明に係る製造方法によるときは、ダイヤモンド粒子のカット面に着色、および/または、文字、マークなどの文様が施される。本発明において着色とは、ダイヤモンド粒子のカット面を着色することを意味し、本発明において文様とは、鑑定書番号、メーカーマーク(記号)、メーカーロゴ(連字)、その他の小さな模様、記号などを意味する。着色または文様が施されるカット面は、テーブル、スターファセット、ビーゼルファセット、アッパーガードルファセット、ロワーガードルファセット、パビリオンファッセット、ガードルなどのいずれの面であってもよい。着色または文様が施されるカット面は、一面でも二面以上の複数面であってもよい。   When the production method according to the present invention is used, the cut surface of the diamond particles is colored and / or patterns such as letters and marks are applied. In the present invention, coloring means coloring the cut surface of the diamond particles, and in the present invention, the pattern means an identification number, a maker mark (symbol), a maker logo (continuous characters), other small patterns and symbols. Means. The cut surface to be colored or patterned may be any surface such as a table, star facet, bezel facet, upper girdle facet, lower girdle facet, pavilion facet, girdle and the like. The cut surface to be colored or patterned may be one surface or a plurality of two or more surfaces.

本発明の第1発明に係る製造方法によってダイヤモンド粒子のカット面に着色するには、ダイヤモンド粒子を保持具によって保持し、イオン加速器のイオン照射室の所定位置に設置し、イオン加速器によって加速したイオンをカット面に照射する。保持具は、ダイヤモンド粒子のカット面にイオンを照射する際の条件で、軟化、融解、気化など変形せず、200℃以上の耐熱性を有する素材によって構成するのが好ましい。具体的には、ステンレススチール、白金、チタン、チタン合金、マグネシュウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。また、ダイヤモンド粒子を、指輪などの貴金属製台座にセッティングした状態のものでもよい。   In order to color the cut surface of the diamond particles by the manufacturing method according to the first aspect of the present invention, the diamond particles are held by a holder, placed at a predetermined position in the ion irradiation chamber of the ion accelerator, and accelerated by the ion accelerator. Irradiate the cut surface. It is preferable that the holder is made of a material having heat resistance of 200 ° C. or higher without deformation such as softening, melting, and vaporization under the conditions when the cut surfaces of the diamond particles are irradiated with ions. Specifically, stainless steel, platinum, titanium, titanium alloy, magnesium alloy, aluminum, aluminum alloy, and the like can be given. Alternatively, the diamond particles may be set on a noble metal base such as a ring.

本発明で使用されるイオン加速器としては、商業的イオン照射(注入)器が使用できる。商業的イオン加速器としては、セシウムスパッタ型イオン源、タンデム型加速管を用いるコッククロフト・ワルトン型イオン加速器(後記する図1参照)が挙げられる。これらイオン加速器は、粉末状原料をイオン源に載置して目的イオンを発生させ、原料に含まれる不純物に由来する不純物イオンは、質量分離用電磁石によりイオンの進行方向を90度曲げ、質量により不純物イオンを分離する。質量分離用電磁石に設定する磁力により、目的イオンよりも軽いイオンは90度を超えて曲がり、目的イオンよりも重いイオンは曲がる角度が90度に満たない性質を示すので、目的イオンを選択的に分離することができる。   As the ion accelerator used in the present invention, a commercial ion irradiator (implanter) can be used. Commercial ion accelerators include a cesium sputter ion source and a Cockcroft-Walton ion accelerator using a tandem accelerator tube (see FIG. 1 described later). These ion accelerators place a powdery raw material on an ion source to generate target ions. Impurity ions derived from impurities contained in the raw material are bent by 90 degrees by the mass separation electromagnet, Separate impurity ions. Depending on the magnetic force set in the electromagnet for mass separation, ions that are lighter than the target ions bend over 90 degrees, and ions that are heavier than the target ions show a property that the angle of bending is less than 90 degrees. Can be separated.

ダイヤモンド粒子のカット面にイオンを照射する際のイオン加速エネルギーは、カット面の表面から数マイクロメーターの内部に浸透し、このイオンが浸透した面が、イオンの種類、イオンの照射エネルギー、イオン照射量などに応じて着色する。照射する際の加速エネルギーは、1〜5MeVの範囲で選ぶものとする。イオン加速エネルギーが1MeV未満であると、カット面からのイオン侵入(到達)深さが浅く、ダイヤモンドカット面の着色が不十分となり、イオン加速エネルギーが5MeVを超えると、照射時にダイヤモンド粒子が高温になるおそれがあり、いずれも好ましくない。例えば、ダイヤモンド粒子の温度が500℃を超えると、照射室に残留している少量の酸素と反応し、ダイヤモンド粒子表面が酸化される恐れが大である。また、ダイヤモンド粒子が貴金属製台座にセッティングされている場合には、ダイヤモンド粒子の温度が1000℃近くなると台座金属の融点に近くなり、装置も大掛かりになりコスト高となるので、好ましくない。   The ion acceleration energy when irradiating ions to the cut surface of diamond particles penetrates into the inside of a few micrometers from the surface of the cut surface, and the surface into which this ion penetrates is the type of ion, ion irradiation energy, ion irradiation Color depending on the amount. The acceleration energy for irradiation is selected in the range of 1 to 5 MeV. When the ion acceleration energy is less than 1 MeV, the ion penetration (arrival) depth from the cut surface is shallow, and the diamond cut surface is insufficiently colored. When the ion acceleration energy exceeds 5 MeV, the diamond particles are heated at the time of irradiation. Neither is desirable. For example, when the temperature of the diamond particles exceeds 500 ° C., the diamond particles react with a small amount of oxygen remaining in the irradiation chamber, and the diamond particle surface is likely to be oxidized. Further, when the diamond particles are set on a pedestal made of noble metal, it is not preferable because the temperature of the diamond particles is close to 1000 ° C., since it becomes close to the melting point of the pedestal metal and the apparatus becomes large and the cost increases.

イオンの照射量は、1×1012〜1×1015ions/cmの範囲で選ぶものとする。イオンの照射量が1×1012ions/cm未満であると、イオン照射量が不足し、ダイヤモンド粒子のカット面の着色が不十分となり、イオンの照射量が1×1015ions/cmを超えると、ダイヤモンド結晶がグラファイト化またはアモルファス化する割合が増え、黒色のみとなり種々の色に着色することが困難となり、好ましくない。 The ion irradiation dose is selected in the range of 1 × 10 12 to 1 × 10 15 ions / cm 2 . When the ion irradiation amount is less than 1 × 10 12 ions / cm 2 , the ion irradiation amount is insufficient, coloring of the cut surface of the diamond particles becomes insufficient, and the ion irradiation amount is 1 × 10 15 ions / cm 2. If it exceeds 1, the ratio of the diamond crystal becoming graphitized or amorphized increases, it becomes only black and it becomes difficult to color in various colors, which is not preferable.

イオン加速器によって加速したイオンをダイヤモンド粒子のカット面に照射する際には、真空度を10―3〜10―4Paの範囲で選ぶものとする。真空度が10―3Pa未満であると、イオンの飛ぶ力が弱いので、真空度が低いとイオンを加速できないばかりでなく、高電圧が負荷されるので放電の危険があるからである。また、イオン照射室内に残留気体が多く存在すると、加速された目的イオンとともにダイヤモンド粒子のカット面に入り込むので、目的イオン以外の残存ガスイオンの色に着色されるからである。着色真空度が10―4Paを超えると、照射室のベーキング(加熱により真空度を高めるための操作)などが必要となり、試料交換に時間がかかり、好ましくない。 When irradiating ions accelerated by an ion accelerator onto the cut surface of diamond particles, the degree of vacuum is selected in the range of 10 −3 to 10 −4 Pa. This is because if the degree of vacuum is less than 10 −3 Pa, the ion flying force is weak, and if the degree of vacuum is low, not only can ions not be accelerated, but also a high voltage is applied and there is a risk of discharge. In addition, if there is a large amount of residual gas in the ion irradiation chamber, it enters the cut surface of the diamond particles together with the accelerated target ions, so that it is colored in the color of the residual gas ions other than the target ions. When the degree of coloring vacuum exceeds 10 −4 Pa, baking of the irradiation chamber (operation for increasing the degree of vacuum by heating) and the like are necessary, and it takes time to replace the sample, which is not preferable.

照射できるイオンの種類としては、例えば、金(Au)、珪素(Si)、炭素(C)、ホウ素(B)などのイオンが挙げられる。ダイヤモンド粒子のカット面に付与する色の濃度は、上記イオン加速エネルギーの強度、イオンの照射量などを変更することによって、容易に変えることができる。例えば、Auイオンは薄茶色〜茶色〜黒色、Siイオンは濃緑色〜薄緑色、Cイオンは緑色〜薄緑色、Bイオンは黄緑色〜薄黄緑色を呈する(後記する実施例の表−1参照)。本発明に係る製造方法によれば、ダイヤモンド粒子のカット面にイオンを照射することにより、照射されたカット面のみが着色するが、カットされたダイヤモンド粒子はカット面が複数あるので、複雑に反射して輝くように視認され、ダイヤモンド粒子はジュエリーとしての商品価値が大幅に高まる。   Examples of ions that can be irradiated include ions such as gold (Au), silicon (Si), carbon (C), and boron (B). The concentration of the color imparted to the cut surface of the diamond particles can be easily changed by changing the intensity of the ion acceleration energy, the ion irradiation amount, and the like. For example, Au ions are light brown to brown to black, Si ions are dark green to light green, C ions are green to light green, and B ions are yellow green to light yellow green (see Table 1 in Examples described later). ). According to the production method of the present invention, only the irradiated cut surface is colored by irradiating the cut surface of the diamond particle with ions, but the cut diamond particle has a plurality of cut surfaces, and thus is complicatedly reflected. As a result, the diamond particles greatly increase the commercial value of jewelry.

本発明に係る第2発明によるときは、ダイヤモンド粒子のカット面を、文字またはマークなどの形に加工し穴を穿孔したマスクまたはフォトレジストによって被覆した後に(後記する図3、図4参照)、上記した第1発明におけると同様、ダイヤモンド粒子を保持具によって保持しイオン加速器のイオン照射室に保持し、イオン加速器によって加速したイオンを、穿孔した穴からカット面に照射する。カット面には、マスクまたはフォトレジストに穿孔された穴の文様に倣って文様が施される(後記する図5、図6参照)。   According to the second aspect of the present invention, after the cut surface of the diamond particle is coated with a mask or a photoresist in which holes are perforated into a shape such as letters or marks (see FIGS. 3 and 4 to be described later), As in the first invention described above, diamond particles are held by a holder and held in an ion irradiation chamber of an ion accelerator, and ions accelerated by the ion accelerator are irradiated onto the cut surface from the drilled holes. A pattern is applied to the cut surface following the pattern of a hole drilled in a mask or a photoresist (see FIGS. 5 and 6 to be described later).

マスクとして使用できる素材は、ダイヤモンド粒子カット面にイオンを照射する際の条件で、軟化、融解、気化など変形せず、200℃以上の耐熱性を有する素材によって構成するのが好ましい。具体的には、アルミニウム、ステンレススチール、珪素、マグネシウム、チタン、白金などが挙げられる。マスクの厚さは、薄過ぎるとイオン透過を遮蔽することができないので、イオン透過を遮蔽できる十分な厚さとする。素材にもよるが、数十マイクロメーター以上の厚さが好ましい。   The material that can be used as a mask is preferably made of a material that has a heat resistance of 200 ° C. or higher without deformation such as softening, melting, and vaporization under the conditions when the diamond particle cut surface is irradiated with ions. Specific examples include aluminum, stainless steel, silicon, magnesium, titanium, and platinum. If the thickness of the mask is too thin, the ion transmission cannot be shielded, so that the mask is sufficiently thick to shield the ion transmission. Depending on the material, a thickness of several tens of micrometers or more is preferable.

マスクに文字またはマークなどの形に加工し、穴を穿孔する方法としては、レーザー加工法、イオンビーム加工法、電子ビーム加工法、切削加工法、電解加工法、放電加工法、エッチング法などが挙げられる。穴の穿孔方法は、マスクの素材、形成する文様の大小などにより、加工法を選べばよい。フォトレジストも、イオン照射時の温度に耐えられ、ダイヤモンド粒子表面に付着できる性質を有するものであればよい。このような性質を有するフォトレジスト用の材料は、フォトレジストの露光に採用する光源により異なる。露光光源が紫外線の場合は、環化ゴムとビスアジドとを含む紫外線用レジスト、ジアゾキノン系化合物を含む紫外線用レジストなどが挙げられる。露光光源が電子線の場合は、ポリメチルメタクリレート(PMMA)を含む電子線用レジスト、ポリヘキサフルオロブチルメタクリレート(FBM)を含む電子線用レジスト、ポリヘキサフルオロプロピルメタクリレート(FPM)を含む電子線用レジストなどが挙げられる。露光光源がX線の場合は、PMMAを含むX線用レジスト、FBMを含むX線用レジストなどが挙げられる。フォトレジストに文字またはマークなどの形に加工し穴を穿孔する方法としては、ダイヤモンド粒子にレジストを塗装し、露光、現像の工程を経由して穴を穿孔し、この穿孔穴からイオン照射(注入)し、ダイヤモンド粒子カット面に所望の文様を描画する。   As a method of drilling holes by processing the mask into letters or marks, laser processing, ion beam processing, electron beam processing, cutting, electrolytic processing, electrical discharge processing, etching, etc. Can be mentioned. For the hole drilling method, a processing method may be selected depending on the material of the mask and the size of the pattern to be formed. Any photoresist can be used as long as it can withstand the temperature during ion irradiation and can adhere to the surface of diamond particles. Photoresist materials having such properties differ depending on the light source employed for exposure of the photoresist. When the exposure light source is ultraviolet, an ultraviolet resist containing cyclized rubber and bisazide, an ultraviolet resist containing a diazoquinone compound, and the like can be given. When the exposure light source is an electron beam, an electron beam resist containing polymethyl methacrylate (PMMA), an electron beam resist containing polyhexafluorobutyl methacrylate (FBM), and an electron beam containing polyhexafluoropropyl methacrylate (FPM) A resist etc. are mentioned. When the exposure light source is X-ray, X-ray resist containing PMMA, X-ray resist containing FBM, and the like can be mentioned. As a method of punching holes by processing letters or marks in photoresist, the resist is coated on diamond particles, holes are drilled through the exposure and development processes, and ions are irradiated (implanted) from the drilled holes. And draw a desired pattern on the diamond particle cut surface.

本発明に係る第2発明を実施する際に使用できるイオン発生源(装置)は、第1発明において使用できるものと同種でよく、イオンの種類、イオン照射強度、イオン照射時の真空度などもまた、第1発明において説明したのと同じであってよい。マスクまたはフォトレジストに穿設した穴を通ったイオンによって、カット面に形に所望の色に着色された文字またはマークなどの文様を描画できる。   The ion source (apparatus) that can be used when carrying out the second invention according to the present invention may be the same as that used in the first invention, and the type of ions, ion irradiation intensity, degree of vacuum at the time of ion irradiation, etc. Moreover, it may be the same as described in the first invention. Patterns such as letters or marks colored in a desired color can be drawn on the cut surface by ions passing through holes formed in the mask or photoresist.

次に、本発明に係る方法で、着色されたダイヤモンド粒子の製造方法の概略を説明する。図1は、本発明に係る製造方法で使用されるイオン加速器の一例の概略図である。イオン加速器1は、セシウムスパッタ型イオン源2、引き出し電極3、質量分離用電極4、タンデム型加速管5、エネルギー分離用電磁石6、走査電極7、中性・イオン分離用電極8、照射室9、ダイヤモンド粒子固定具10から構成される。   Next, an outline of a method for producing colored diamond particles by the method according to the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic view of an example of an ion accelerator used in the manufacturing method according to the present invention. The ion accelerator 1 includes a cesium sputtering ion source 2, an extraction electrode 3, a mass separation electrode 4, a tandem acceleration tube 5, an energy separation electromagnet 6, a scanning electrode 7, a neutral / ion separation electrode 8, and an irradiation chamber 9. The diamond particle fixture 10 is constituted.

図1において、セシウムスパッタ型イオン源2から発生されるイオンは、マイナスイオンであり、イオン源としては、上に例示した物質の粉末であって、平均粒径が数十〜数百マイクロメーターのものが使用される。図1において、矢印はイオンの移送(進行、輸送)方向である。マイナスイオンは、引き出し電極3により、約20keVの加速エネルギーで、質量分離用電極4に導かれる。導かれたマイナスイオンの中に含まれる不純物イオンはここで分離され、目的のイオンのみを分離し、タンデム型加速管5へ移送される。タンデム型加速管5の中央部がプラスの電極とされており、マイナスイオンは中央部へ加速される。中央部で印加できる電圧は、100kV〜1.7MVの範囲である。タンデム型加速管5の中央部でプラスイオンに変換されたイオンは、さらに加速されタンデム型加速管5の末端方向に移送される。プラスイオンには価数の異なる複数のイオンが存在することがあり、それぞれ加速エネルギーが異なるので、エネルギー分離用電磁石6により単一加速エネルギーに分離され、走査電極7により均一なビームになるように走査され、照射室9に設置されたダイヤモンド粒子のカット面に照射される。   In FIG. 1, ions generated from the cesium sputter ion source 2 are negative ions, and the ion source is a powder of the material exemplified above, and has an average particle size of several tens to several hundreds of micrometers. Things are used. In FIG. 1, the arrow indicates the direction of ion transfer (travel, transport). Negative ions are guided to the mass separation electrode 4 by the extraction electrode 3 with an acceleration energy of about 20 keV. The impurity ions contained in the introduced negative ions are separated here, and only the target ions are separated and transferred to the tandem accelerator tube 5. The central part of the tandem type acceleration tube 5 is a positive electrode, and negative ions are accelerated to the central part. The voltage that can be applied at the center is in the range of 100 kV to 1.7 MV. The ions converted into positive ions at the center of the tandem accelerator tube 5 are further accelerated and transferred toward the end of the tandem accelerator tube 5. The positive ions may include a plurality of ions having different valences, and each has a different acceleration energy. Therefore, the positive ions are separated into single acceleration energy by the energy separating electromagnet 6 and become a uniform beam by the scanning electrode 7. It is scanned and irradiated to the cut surface of the diamond particles installed in the irradiation chamber 9.

図2は、第1発明に基づき、ダイヤモンド粒子を固定具に固定し、イオンを照射する状態を示す一例の側面略図である。図2において、ブリリアントカットされたダイヤモンド粒子12は、ダイヤモンド粒子固定具11の開口部にテーブル面のみをイオン照射口に露出させて固定されている。高エネルギーイオン13は、ダイヤモンド粒子固定具11の開口部からテーブル面に照射され、このテーブル面のみを着色する。   FIG. 2 is a schematic side view showing an example of a state in which diamond particles are fixed to a fixture and irradiated with ions based on the first invention. In FIG. 2, the brilliant-cut diamond particles 12 are fixed to the opening of the diamond particle fixture 11 by exposing only the table surface to the ion irradiation port. The high energy ions 13 are applied to the table surface from the opening of the diamond particle fixture 11 and only the table surface is colored.

図3は、第2発明に基づき、カット面に着色された文様を有するダイヤモンド粒子を製造する際の一例を示す側面略図であり、図4は、第2発明に基づき、カット面に着色された文様を有するダイヤモンド粒子を製造する際の他の例を示す側面略図であり、図5は、カット面に絵が描画されたダイヤモンド粒子の一例の平面図であり、図6は、カット面に文字が描画されたダイヤモンド粒子の一例の側面略図である。   FIG. 3 is a schematic side view showing an example of producing diamond particles having a pattern colored on the cut surface based on the second invention, and FIG. 4 is colored on the cut surface based on the second invention. FIG. 5 is a schematic side view showing another example of producing diamond particles having a pattern, FIG. 5 is a plan view of an example of diamond particles with a picture drawn on the cut surface, and FIG. 6 is a character on the cut surface. FIG. 3 is a schematic side view of an example of a diamond particle on which is drawn.

図3において、14はダイヤモンド粒子であり、15は高エネルギーイオンを遮蔽するマスク、16は高エネルギーイオンである。図4において17はダイヤモンド粒子であり、18は高エネルギーイオンを遮蔽するフォトレジスト層、19は高エネルギーイオンである。図5は、テーブル面20に形成されたハート型文様であり、図6は、ガードル部分21に形成された文字であり、図7は図6の文字部分の拡大図である。   In FIG. 3, 14 is diamond particles, 15 is a mask for shielding high energy ions, and 16 is high energy ions. In FIG. 4, 17 is a diamond particle, 18 is a photoresist layer which shields high energy ions, and 19 is high energy ions. FIG. 5 is a heart-shaped pattern formed on the table surface 20, FIG. 6 is a character formed on the girdle part 21, and FIG. 7 is an enlarged view of the character part of FIG.

以下本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、以下の記載例に限定されるものではない。なお、以下に記載の例において、イオン照射後の試料のxy色度は、次のようにして測定した。
1.xy色度の測定方法:ダイヤモンド粒子を、「JIS 7816(1991)、表面色の比較に用いる常用光源蛍光ランプD65−形式及び性能」に準拠したD65標準光源と色彩輝度計(コニカミノルタ社製、型式:CS−220)を準備し、下記実施例によって作成したダイヤモンド粒子の着色したカット面に、標準光源からの白色光を当て、反射光を色彩輝度計によって測定した。同一試料につき3回測定し、平均値を算出した。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to the following description examples, unless the meaning is exceeded. In the examples described below, the xy chromaticity of the sample after ion irradiation was measured as follows.
1. Measurement method of xy chromaticity: D65 standard light source and color luminance meter (manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.) in accordance with “JIS 7816 (1991), a regular light source fluorescent lamp D65 used for comparison of surface color, D65-type and performance”. Model: CS-220) was prepared, white light from a standard light source was applied to the colored cut surface of the diamond particles prepared according to the following examples, and the reflected light was measured with a color luminance meter. The same sample was measured three times, and the average value was calculated.

[実施例1]
最大径が約1mmサイズのブリリアントカットしたメレーダイヤモンド粒子を、図2に示したような構造のアルミニウム製の固定具に固定した。これを、図1に示したイオン加速機の照射室9に配置した。図1のセシウムスパッタ型イオン源2に金(Au)の粉末(平均粒径:約600マイクロメーター)を入れ、加速エネルギーを3MeVの一定として、イオン照射量を、1×1012〜1×1015ions/cmの範囲とし、ダイヤモンド粒子の温度を200℃、真空度を10−4Paとしてイオンを照射し、イオン照射量と着色の関係を調べた。その結果を、表−1に記載した。得られた試料は、イオン照射量が少なかったものは薄茶色を呈し、多かったものは黒色を呈した。
[Example 1]
Brilliant-cut melee diamond particles having a maximum diameter of about 1 mm were fixed to an aluminum fixture having a structure as shown in FIG. This was arrange | positioned in the irradiation chamber 9 of the ion accelerator shown in FIG. Gold (Au) powder (average particle diameter: about 600 micrometers) is placed in the cesium sputter ion source 2 of FIG. 1, the acceleration energy is constant at 3 MeV, and the ion irradiation dose is 1 × 10 12 to 1 × 10. Ions were irradiated at a temperature of 15 ions / cm 2 , the diamond particle temperature was 200 ° C., and the degree of vacuum was 10 −4 Pa, and the relationship between the ion irradiation amount and coloring was examined. The results are shown in Table-1. As for the obtained sample, those with a small amount of ion irradiation exhibited a light brown color, and those with a large amount of ion irradiation exhibited a black color.

[実施例2]
実施例1に記載の例において、イオン源に入れる試料を珪素(Si)の粉末(平均粒径:約650マイクロメーター)に変更し、加速エネルギーを3MeVの一定として、イオン照射量を、1×1013〜5×1014ions/cmの範囲とし、ダイヤモンド粒子の温度を200℃、真空度を10−4Paとしてイオンを照射し、イオン照射量と着色の関係を調べた。その結果を、表−1に記載した。得られた試料は、イオン照射量が少なかったものは薄緑色を呈し、多かったものは濃緑色を呈した。
[Example 2]
In the example described in Example 1, the sample placed in the ion source was changed to silicon (Si) powder (average particle diameter: about 650 micrometers), the acceleration energy was constant at 3 MeV, and the ion irradiation dose was 1 ×. Ion irradiation was performed at a temperature of 10 13 to 5 × 10 14 ions / cm 2 , a diamond particle temperature of 200 ° C., and a degree of vacuum of 10 −4 Pa, and the relationship between the ion irradiation amount and coloring was examined. The results are shown in Table-1. As for the obtained sample, those with a small amount of ion irradiation exhibited a light green color, and those with a large ion irradiation exhibited a dark green color.

[実施例3]
実施例1に記載の例において、イオン源に入れる試料を炭素(C)の粉末(平均粒径:700マイクロメーター)に変更し、加速エネルギーを3MeVの一定として、イオン照射量を、1×1013〜5×1014ions/cmの範囲で照射し、ダイヤモンド粒子の温度を200℃、真空度を10−4Paとしてイオンを照射し、イオン照射量と着色の関係を調べた。その結果を、表−1に記載した。得られた試料は、イオン照射量が少なかったものは薄緑色を呈し、多かったものは濃緑色を呈した。
[Example 3]
In the example described in Example 1, the sample put into the ion source was changed to carbon (C) powder (average particle size: 700 micrometers), the acceleration energy was constant at 3 MeV, and the ion irradiation dose was 1 × 10. Irradiation was performed in the range of 13 to 5 × 10 14 ions / cm 2 , and the diamond particle temperature was 200 ° C. and the degree of vacuum was 10 −4 Pa, and the relationship between the ion irradiation amount and coloring was examined. The results are shown in Table-1. As for the obtained sample, those with a small amount of ion irradiation exhibited a light green color, and those with a large ion irradiation exhibited a dark green color.

[実施例4]
実施例1に記載の例において、イオン源に入れる試料をホウ素(B)の粉末(平均粒径:650マイクロメーター)に変更し、加速エネルギーを3MeVの一定として、イオン照射量を、1×1013〜5×1014ions/cmの範囲で照射し、ダイヤモンド粒子の温度を200℃、真空度を10−4Paとしてイオンを照射し、イオン照射量と着色の関係を調べた。その結果を、表−1に記載した。得られた試料は、イオン照射量が少なかったものは薄黄緑色を呈し、多かったものは黄緑色を呈した。
[Example 4]
In the example described in Example 1, the sample put in the ion source was changed to boron (B) powder (average particle size: 650 micrometers), the acceleration energy was constant at 3 MeV, and the ion irradiation dose was 1 × 10. Irradiation was performed in the range of 13 to 5 × 10 14 ions / cm 2 , and the diamond particle temperature was 200 ° C. and the degree of vacuum was 10 −4 Pa, and the relationship between the ion irradiation amount and coloring was examined. The results are shown in Table-1. As for the obtained sample, those with a small amount of ion irradiation exhibited a light yellowish green color, and those with a large amount of ion irradiation exhibited a yellowish green color.

Figure 2008094634
Figure 2008094634

表−1より、次のことが明らかとなる。
1.イオン発生源が同じであっても、イオン照射量を選ぶ(変える)ことにより、得られる製品の色を変更することができる。
2.イオン発生源が同じであっても、イオン照射量を多くすると、濃色になる。
From Table 1, the following becomes clear.
1. Even if the ion source is the same, the color of the product obtained can be changed by selecting (changing) the ion irradiation amount.
2. Even if the ion source is the same, the color becomes darker when the ion irradiation amount is increased.

本発明に係る製造方法によれば、商品価値の低いダイヤモンド粒子のカット面を着色し、ジュエリーとしての商品価値の高い着色ダイヤモンド粒子が製造でき、ダイヤモンド粒子のカット面に任意の文様の描画が可能となり、従来にないオリジナルデザインを付した商品価値の高いジュエリーを製造できる。また、本発明に係る製造方法によれば、ダイヤモンド粒子のカット面に数字や文字がなどの文様が容易に描画できるので、ダイヤモンド粒子に鑑定書番号、メーカーロゴ、メーカーマークの描画が可能であり、これら描画によって容易に偽ブランドと峻別できるので、ダイヤモンド粒子に対する顧客の信頼を高めることができる。   According to the production method of the present invention, colored diamond particles having a low commercial value can be colored to produce colored diamond particles having a high commercial value as jewelry, and any pattern can be drawn on the cut surface of the diamond particles. This makes it possible to produce jewelry with high commercial value and an original design that has never been seen before. In addition, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to easily draw patterns such as numbers and letters on the cut surface of diamond particles, so that it is possible to draw an identification number, manufacturer logo, and manufacturer mark on diamond particles. Since these drawings can be easily distinguished from fake brands, customer confidence in diamond particles can be increased.

イオン加速器の概略図である。It is the schematic of an ion accelerator. ダイヤモンド粒子を固定具に固定し、イオンを照射する状態を示す一例の側面略図である。It is a schematic side view showing an example of a state in which diamond particles are fixed to a fixture and irradiated with ions. カット面に着色された文様を有するダイヤモンド粒子を製造する際の一例を示す、側面略図である。It is a schematic side view showing an example of manufacturing diamond particles having a pattern colored on a cut surface. カット面に着色された文様を有するダイヤモンド粒子を製造する際の他の例を示す、側面略図である。It is a side surface schematic diagram which shows the other example at the time of manufacturing the diamond particle which has the pattern colored on the cut surface. カット面に絵が描画されたダイヤモンド粒子の一例の平面図である。It is a top view of an example of the diamond particle by which the picture was drawn on the cut surface. カット面に文字が描画されたダイヤモンド粒子の一例の側面略図である。It is a schematic side view of an example of diamond particles with characters drawn on the cut surface. ガードル部分に形成された文字の拡大図である。It is an enlarged view of the character formed in the girdle part.

符号の説明Explanation of symbols

1:イオン加速器
2:セシウムスパッタ型イオン源
3:引き出し電極
4:質量分離用電磁石
5:タンデム型加速器
6:エネルギー分離用電磁石
7:走査電極
8:中性・イオン分離用電極
9:照射室
10、11:ダイヤモンド粒子固定具
12、14、17:ダイヤモンド粒子
13、16、19:高エネルギーイオン
15:マスク
18:フォトレジスト層
20:ハート型文様
21:数字文様
1: ion accelerator 2: cesium sputter ion source 3: extraction electrode 4: electromagnet for mass separation 5: tandem accelerator 6: electromagnet for energy separation 7: scanning electrode 8: electrode for neutral / ion separation 9: irradiation chamber 10 11: Diamond particle fixtures 12, 14, 17: Diamond particles 13, 16, 19: High energy ions 15: Mask 18: Photoresist layer 20: Heart-shaped pattern 21: Number pattern

Claims (4)

カット面を着色したダイヤモンド粒子を製造する方法において、着色しようとするダイヤモンド粒子のカット面に、常温〜約200℃の温度範囲、10−3〜10−4Paの真空雰囲気下、イオン加速器によって、加速エネルギーを1〜5MeVの範囲、イオンの照射量を1×1012〜1×1015ions/cmの範囲の高エネルギーイオンを照射することを特徴とする、カット面を着色したダイヤモンド粒子の製造方法。 In the method for producing diamond particles with colored cut surfaces, the cut surfaces of the diamond particles to be colored are subjected to an ion accelerator in a temperature range of room temperature to about 200 ° C. under a vacuum atmosphere of 10 −3 to 10 −4 Pa. A diamond particle colored cut surface, characterized by irradiating high energy ions with acceleration energy in the range of 1 to 5 MeV and ion dose in the range of 1 × 10 12 to 1 × 10 15 ions / cm 2 . Production method. 照射するイオンの種類を変え、イオンの照射量を変えることにより、着色する際の色の種類、着色した後の色の濃淡を変える、請求項1に記載のカット面を着色したダイヤモンド粒子の製造方法。   The production of diamond particles with colored cut surfaces according to claim 1, wherein the type of color to be colored and the shade of the color after coloring are changed by changing the type of ion to be irradiated and changing the amount of ion irradiation. Method. カット面に文様を描画したダイヤモンド粒子を製造する方法において、ダイヤモンド粒子のカット面を、文字またはマークなどの形に加工し穴を穿孔したマスクまたはフォトレジストによるマスクによって被覆した後に、常温〜約200℃の温度範囲、10−3〜10―4Paの真空雰囲気下、穿孔穴から、イオン加速器によって加速エネルギーを1〜5MeVの範囲、イオンの照射量を1×1012〜1×1015ions/cmの範囲の高エネルギーイオンを照射することを特徴とする、カット面に文様を描画したダイヤモンド粒子の製造方法。 In a method of manufacturing diamond particles having a pattern drawn on a cut surface, the diamond particle cut surface is coated with a mask or a mask made of a photoresist or a mask with holes or holes formed in a shape such as letters or marks. In the vacuum range of 10 −3 to 10 −4 Pa, the acceleration energy is in the range of 1 to 5 MeV and the ion irradiation amount is 1 × 10 12 to 1 × 10 15 ions / A method for producing diamond particles having a pattern drawn on a cut surface, wherein high energy ions in a range of cm 2 are irradiated. 照射するイオンの種類を変え、イオンの照射量を変えることにより、描画する文様の色の種類、描画した後の文様の濃淡を変える、請求項3に記載のカット面に文様を描画したダイヤモンド粒子の製造方法。















The diamond particles having a pattern drawn on a cut surface according to claim 3, wherein the type of ion to be irradiated and the amount of ion irradiation are changed to change the type of pattern color to be drawn and the density of the pattern after drawing. Manufacturing method.















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