JP2836232B2 - 合金金粘土 - Google Patents
合金金粘土Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
- B22F1/052—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles characterised by a mixture of particles of different sizes or by the particle size distribution
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
Description
「産業上の利用分野」 この発明は、美術工芸品等の造形用材料として用いて
好適な合金金粘土に関する。 「従来の技術」 一般に、美術工芸品、装飾品などを製造するための造
形用材料として、粘土、陶土、磁土等の可塑性組成物が
知られている。従来、これらの造形用可塑性組成物を所
望の形状に造形し、窯で焼いて硬化させ、美術工芸品、
装飾品等を製造していた。 しかし、陶磁器等は、極めて壊れやすく、機械加工も
容易でない。そこで、貴金属の粉末を含有した粘土が美
術工芸品等の材料として提案されるに至った。すなわ
ち、この種の粘土を所望の形に造形した後、焼成をおこ
なうことによって固化させ、金属製の美術工芸品等を得
るものである。 粘土には、主成分として金の粉末が混ぜ合わされる
他、造形性の調整、焼成後における機械的強度の調整、
および色調の調整を行うために各種貴金属の合金の粉末
が混ぜ合わされる。貴金属の粉末を得るための方法は各
種提案されているが、合金の粉末は電解製錬によって製
造することが不可能であるため、金の粉末、その他の貴
金属合金の粉末共に、ガスアトマイズ法により製造を行
っていた。 「発明が解決しようとする課題」 ところで、ガスアトマイズ法によって貴金属の粉末を
製造した場合、粉末の平均粒径がばらつき、所望の粒径
が得られない。このため、質が良く、かつ、質の安定し
た合金金粘土が得られず、また、合金金粘土の製造歩留
りも悪いという問題があった。 この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであ
り、質の良い合金金粘土を得ることを目的とする。 「課題を解決するための手段」 上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係
る金粘土にあっては、一粒体が、大径粒と、この大径粒
の表面に付着した小径粒とから構成される金粉と、Ag、
Cu、Ni、Pd、Zn、Co、Be、Sn及びInの一種以上の（合金
を含む）金属粉とからなる貴金属粉が、平均粒径200μ
ｍ以下とされ、且つ50〜90重量％の範囲で含まれてなる
ことを特徴とする。 「作用」 請求項１に記載の本発明にあっては、金粉は、一粒体
が大径粉の表面に小径粉が分散付着して凹凸が形成され
た異形粉となり、このような金粉に他の種類の金属粉及
び粘土のバインダーが混合されると、金粉の一粒体間
と、金粉及び他の金属との間に空隙ができ易く、バイン
ダーが容易に入り込むために、得られた合金金粘土では
ザラツキやパサツキがなく滑らかで伸びがある特性が生
じ、焼結性と緻密化（高強度化）が向上することにな
る。 また、合金金粘土における金粉及び上記一種以上の金
属からなる貴金属粉末は、平均粒径を200μｍ以下とす
ることで粘土の伸び及び強度が低下することを防止でき
る。また貴金属粉末は合金金粘土の色調、硬さなどの特
性を左右する重要な要素であり、貴金属粉末の含有量が
50重量％未満では色調、硬さなどについて好ましい効果
が得られず、また90重量％を越えると合金金粘土の伸び
及び強度が低下することになる。 「実施例」 以下、図面を参照し、本発明の一実施例を説明する。 本実施例による合金金粘土は、 金およびその他の合金による貴金属粉末:50〜90重量
％、 セルローズ系水溶性バインダー:0.8〜８重量％、 界面活性剤:0.03〜３重量％、 油脂:0.1〜３重量％、 を含有し、残りが水および不可避不純物からなる。 まず、上記各材料およびそれらの製造方法について説
明する。 （ａ）貴金属粉末 金粉末の粒径は、合金金粘土の成形性、乾燥時におけ
る割れ性等に大きな影響を与える。従って、粒径のばら
つきが少なく、かつ、制御性の良い電解製錬により、金
粉末を製造する。電解製錬は、46g/lの濃度のAuCl3水溶
液5lおよび70g/lの濃度のK2SO3水溶液5lを温度−10℃な
いし５℃、好ましくは２℃の条件にて素早く混合するこ
とにより行う。この結果、下記式に示す反応が起り、５
〜10秒後、金粉末が沈殿する。 2AuCl3＋3K2SO3＋3H2O →2Au＋3K2SO4＋6HCl この沈殿物を濾過することにより金粉が得られる。な
お、水溶液の温度が−10℃以下であれば反応が遅くな
り、５℃以上であれば粒径が小となるとともに金粉が凝
集するという不具合が発生する。以上の条件による電解
製錬により、粒径が10〜100μｍ程度であり、かつ、直
径0.1〜１μｍ程度のこぶの付着した金粉末が得られ
る。 さらに所望の特性を有する合金金粘土を得るために、
合金金粘土に含有させる貴金属粉末として、以下のもの
をガスアトマイズ法によって製造する。
好適な合金金粘土に関する。 「従来の技術」 一般に、美術工芸品、装飾品などを製造するための造
形用材料として、粘土、陶土、磁土等の可塑性組成物が
知られている。従来、これらの造形用可塑性組成物を所
望の形状に造形し、窯で焼いて硬化させ、美術工芸品、
装飾品等を製造していた。 しかし、陶磁器等は、極めて壊れやすく、機械加工も
容易でない。そこで、貴金属の粉末を含有した粘土が美
術工芸品等の材料として提案されるに至った。すなわ
ち、この種の粘土を所望の形に造形した後、焼成をおこ
なうことによって固化させ、金属製の美術工芸品等を得
るものである。 粘土には、主成分として金の粉末が混ぜ合わされる
他、造形性の調整、焼成後における機械的強度の調整、
および色調の調整を行うために各種貴金属の合金の粉末
が混ぜ合わされる。貴金属の粉末を得るための方法は各
種提案されているが、合金の粉末は電解製錬によって製
造することが不可能であるため、金の粉末、その他の貴
金属合金の粉末共に、ガスアトマイズ法により製造を行
っていた。 「発明が解決しようとする課題」 ところで、ガスアトマイズ法によって貴金属の粉末を
製造した場合、粉末の平均粒径がばらつき、所望の粒径
が得られない。このため、質が良く、かつ、質の安定し
た合金金粘土が得られず、また、合金金粘土の製造歩留
りも悪いという問題があった。 この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであ
り、質の良い合金金粘土を得ることを目的とする。 「課題を解決するための手段」 上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係
る金粘土にあっては、一粒体が、大径粒と、この大径粒
の表面に付着した小径粒とから構成される金粉と、Ag、
Cu、Ni、Pd、Zn、Co、Be、Sn及びInの一種以上の（合金
を含む）金属粉とからなる貴金属粉が、平均粒径200μ
ｍ以下とされ、且つ50〜90重量％の範囲で含まれてなる
ことを特徴とする。 「作用」 請求項１に記載の本発明にあっては、金粉は、一粒体
が大径粉の表面に小径粉が分散付着して凹凸が形成され
た異形粉となり、このような金粉に他の種類の金属粉及
び粘土のバインダーが混合されると、金粉の一粒体間
と、金粉及び他の金属との間に空隙ができ易く、バイン
ダーが容易に入り込むために、得られた合金金粘土では
ザラツキやパサツキがなく滑らかで伸びがある特性が生
じ、焼結性と緻密化（高強度化）が向上することにな
る。 また、合金金粘土における金粉及び上記一種以上の金
属からなる貴金属粉末は、平均粒径を200μｍ以下とす
ることで粘土の伸び及び強度が低下することを防止でき
る。また貴金属粉末は合金金粘土の色調、硬さなどの特
性を左右する重要な要素であり、貴金属粉末の含有量が
50重量％未満では色調、硬さなどについて好ましい効果
が得られず、また90重量％を越えると合金金粘土の伸び
及び強度が低下することになる。 「実施例」 以下、図面を参照し、本発明の一実施例を説明する。 本実施例による合金金粘土は、 金およびその他の合金による貴金属粉末:50〜90重量
％、 セルローズ系水溶性バインダー:0.8〜８重量％、 界面活性剤:0.03〜３重量％、 油脂:0.1〜３重量％、 を含有し、残りが水および不可避不純物からなる。 まず、上記各材料およびそれらの製造方法について説
明する。 （ａ）貴金属粉末 金粉末の粒径は、合金金粘土の成形性、乾燥時におけ
る割れ性等に大きな影響を与える。従って、粒径のばら
つきが少なく、かつ、制御性の良い電解製錬により、金
粉末を製造する。電解製錬は、46g/lの濃度のAuCl3水溶
液5lおよび70g/lの濃度のK2SO3水溶液5lを温度−10℃な
いし５℃、好ましくは２℃の条件にて素早く混合するこ
とにより行う。この結果、下記式に示す反応が起り、５
〜10秒後、金粉末が沈殿する。 2AuCl3＋3K2SO3＋3H2O →2Au＋3K2SO4＋6HCl この沈殿物を濾過することにより金粉が得られる。な
お、水溶液の温度が−10℃以下であれば反応が遅くな
り、５℃以上であれば粒径が小となるとともに金粉が凝
集するという不具合が発生する。以上の条件による電解
製錬により、粒径が10〜100μｍ程度であり、かつ、直
径0.1〜１μｍ程度のこぶの付着した金粉末が得られ
る。 さらに所望の特性を有する合金金粘土を得るために、
合金金粘土に含有させる貴金属粉末として、以下のもの
をガスアトマイズ法によって製造する。
これらの貴金属の含有率を変えることにより、合金金
粘土の硬さ、強度、色調等を調整することができる。色
調の調整について説明すると、Agは白色を強調するのに
有効であり、Cuは赤色を強調するのに有効である。
粘土の硬さ、強度、色調等を調整することができる。色
調の調整について説明すると、Agは白色を強調するのに
有効であり、Cuは赤色を強調するのに有効である。
これらの貴金属は特に白色を強調する場合に有効であ
る。
る。
Znは色調の調整に有効である。また、Co,Be,Sn,In等
は合金金粘土の強度を向上させるのに有効である。な
お、以上のものは、合金の状態で製造する他、各貴金属
の粉末を独立して製造し、製造後に混合してもよい。 以上のようにして得られる金粉末およびその他の合金
粉末を、75％:25％の割合で混合し、粘土に含有させる
べき貴金属粉末を得る。 合金金粘土における貴金属粉末の含有量は、50〜90重
量％とした。貴金属粉末は合金金粘土の色調、硬さ等の
特性を左右する重要な要素であるが、貴金属粉末の含有
量が50重量％未満ではその効果がなく、一方、90重量％
以上を越えて含有すると、得られた合金金粘土の伸びお
よび強度が低下するようになるので好ましくない。従っ
て、上記の通りの含有量とした。 また、貴金属粉末の平均粒径は、200μｍを越えると
貴金属合金金粘土の伸びおよび強度が低下することから
200μｍ以下とすることが好ましい。特に金粉末につい
ては、上述のように合金金粘土の特性を大きく左右する
ので、電解製錬によって得られる平均粒径10μｍ程度の
こぶ付きのものを使用する。 （ｂ）セルローズ系水溶性バインダー セルローズ系水溶性バインダーは、加熱すると速やか
にゲル化して固化し、造形物の形状の保持を容易にす
る。しかし、その添加量が0.8重量％未満ではその効果
が得られず、一方、８重量％より多く添加すると粘性度
が大きくなり過ぎて造形することができなくなってしま
う。従って、上記の通り、セルローズ系水溶性バインダ
ーの含有量は、0.8〜８重量％とした。セルローズ系水
溶性バインダーとしては、メチルセルローズ、エチルセ
ルローズ等が好ましい。 （ｃ）界面活性剤 界面活性剤を添加して混合することにより、バインダ
ーと水との反応により生じた固形物が粉砕され、また、
貴金属粉末とバインダーとの混合性が良くなるという作
用が得られる。しかし、添加する界面活性剤の量が0.03
重量％未満ではその効果が充分でなく、一方、界面活性
剤を３重量％よりも多く添加すると、合金金粘土の粘性
度が低下し、流動性が増して造形することができなくな
るので好ましくない。従って、上記の通り、界面活性剤
の添加量は0.03〜３重量％とした。 （ｄ）油脂 油脂を少量添加することにより、造形時、貴金属合金
金粘土が手に付着しないようにすることができる。しか
し、その添加量が0.1重量％未満ではその効果が得られ
ず、一方、３重量％より多く添加すると、合金金粘土が
油っぽくなり、滑りやすくなって、造形時の作業性が悪
くなるので好ましくない。従って、上記の通り、油脂の
含有量は0.1〜３重量％とした。油脂としては、 高級有機酸、例えば、フタル酸、 高級有機酸エステル、例えば、フタル酸−ｎ−ジオク
チル、フタル酸−ｎ−ジブチル、 高級アルコール、 高級多価アルコール、例えば、ポリビニルアルコー
ル、ポリエチレングリコール、エーテル類、等である。 以上の材料を準備した後、以下説明するようにして合
金金粘土を製造する。すなわち、セルローズ系水溶性バ
インダーと水とを混合し、暫く放置して寒天状物質とす
る。次いで、この寒天状物質に界面活性剤を添加して混
合し、さらに上記貴金属粉末を添加して混合する。そし
て、この貴金属粉末混合体に油脂を添加して混合するこ
とにより、第１図に示すように、金の粒１およびその他
の貴金属合金の粒２がその他の材料と混ざり合った状態
の合金金粘土が得られる。 「発明の効果」 以上説明したように本発明によれば、金粉の一粒体の
表面に凹凸が形成されるから、この金粉にバインダ等を
混合することによってきわめて良質な粘土を製造するこ
とができる。
は合金金粘土の強度を向上させるのに有効である。な
お、以上のものは、合金の状態で製造する他、各貴金属
の粉末を独立して製造し、製造後に混合してもよい。 以上のようにして得られる金粉末およびその他の合金
粉末を、75％:25％の割合で混合し、粘土に含有させる
べき貴金属粉末を得る。 合金金粘土における貴金属粉末の含有量は、50〜90重
量％とした。貴金属粉末は合金金粘土の色調、硬さ等の
特性を左右する重要な要素であるが、貴金属粉末の含有
量が50重量％未満ではその効果がなく、一方、90重量％
以上を越えて含有すると、得られた合金金粘土の伸びお
よび強度が低下するようになるので好ましくない。従っ
て、上記の通りの含有量とした。 また、貴金属粉末の平均粒径は、200μｍを越えると
貴金属合金金粘土の伸びおよび強度が低下することから
200μｍ以下とすることが好ましい。特に金粉末につい
ては、上述のように合金金粘土の特性を大きく左右する
ので、電解製錬によって得られる平均粒径10μｍ程度の
こぶ付きのものを使用する。 （ｂ）セルローズ系水溶性バインダー セルローズ系水溶性バインダーは、加熱すると速やか
にゲル化して固化し、造形物の形状の保持を容易にす
る。しかし、その添加量が0.8重量％未満ではその効果
が得られず、一方、８重量％より多く添加すると粘性度
が大きくなり過ぎて造形することができなくなってしま
う。従って、上記の通り、セルローズ系水溶性バインダ
ーの含有量は、0.8〜８重量％とした。セルローズ系水
溶性バインダーとしては、メチルセルローズ、エチルセ
ルローズ等が好ましい。 （ｃ）界面活性剤 界面活性剤を添加して混合することにより、バインダ
ーと水との反応により生じた固形物が粉砕され、また、
貴金属粉末とバインダーとの混合性が良くなるという作
用が得られる。しかし、添加する界面活性剤の量が0.03
重量％未満ではその効果が充分でなく、一方、界面活性
剤を３重量％よりも多く添加すると、合金金粘土の粘性
度が低下し、流動性が増して造形することができなくな
るので好ましくない。従って、上記の通り、界面活性剤
の添加量は0.03〜３重量％とした。 （ｄ）油脂 油脂を少量添加することにより、造形時、貴金属合金
金粘土が手に付着しないようにすることができる。しか
し、その添加量が0.1重量％未満ではその効果が得られ
ず、一方、３重量％より多く添加すると、合金金粘土が
油っぽくなり、滑りやすくなって、造形時の作業性が悪
くなるので好ましくない。従って、上記の通り、油脂の
含有量は0.1〜３重量％とした。油脂としては、 高級有機酸、例えば、フタル酸、 高級有機酸エステル、例えば、フタル酸−ｎ−ジオク
チル、フタル酸−ｎ−ジブチル、 高級アルコール、 高級多価アルコール、例えば、ポリビニルアルコー
ル、ポリエチレングリコール、エーテル類、等である。 以上の材料を準備した後、以下説明するようにして合
金金粘土を製造する。すなわち、セルローズ系水溶性バ
インダーと水とを混合し、暫く放置して寒天状物質とす
る。次いで、この寒天状物質に界面活性剤を添加して混
合し、さらに上記貴金属粉末を添加して混合する。そし
て、この貴金属粉末混合体に油脂を添加して混合するこ
とにより、第１図に示すように、金の粒１およびその他
の貴金属合金の粒２がその他の材料と混ざり合った状態
の合金金粘土が得られる。 「発明の効果」 以上説明したように本発明によれば、金粉の一粒体の
表面に凹凸が形成されるから、この金粉にバインダ等を
混合することによってきわめて良質な粘土を製造するこ
とができる。
第１図はこの発明の一実施例による製造方法によって製
造された合金金粘土の状態を示す図である。 １……金の粒、２……他の貴金属合金の粒。
造された合金金粘土の状態を示す図である。 １……金の粒、２……他の貴金属合金の粒。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−225678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−204906（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−241101（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−55119（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22F 1/00 - 5/12 B22F 9/24 C04B 33/02,33/13
Claims (1)
- 【請求項１】一粒体が、大径粒と、この大径粒の表面に
付着した小径粒とから構成される金粉と、 Ag、Cu、Ni、Pd、Zn、Co、Be、Sn及びInの一種以上の金
属粉とからなる貴金属粉が、 平均粒径200μｍ以下とされ、且つ50〜90重量％の範囲
で含まれてなる合金金粘土。
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-
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