JP3714563B2

JP3714563B2 - 黒色ジルコニアを主成分とする物品の製造方法および特にこの方法により得られる黒色ジルコニアを主成分とする装飾用物品

Info

Publication number: JP3714563B2
Application number: JP11665395A
Authority: JP
Inventors: ルノー・ブリオー
Original assignee: Asulab AG
Current assignee: Asulab AG
Priority date: 1994-04-19
Filing date: 1995-04-19
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2020-11-09
Also published as: EP0678490A1; US5711906A; CH687680A5; EP0678490B1; DE69510592T2; JPH07291630A; DE69510592D1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、黒色ジルコニアを主成分とした物品の製造方法および特にこの方法により得られる黒色ジルコニアを主成分とする装飾用物品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特許ＣＨ６５４、７７０は既に黒色ジルコニアを主成分とする物品の製造方法を開示している。この方法により、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化セリウムおよび酸化カルシウムから成る部類から選ばれる少なくとも１種類の安定剤を含有する、ジルコニアから主として成るマトリックスにより形成される成型製品が非酸化雰囲気中で１，４００から１，６００゜Ｃの範囲の温度で焼成され黒色に変化する。次に、この焼成された製品が磨かれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法は非酸化雰囲気中で作動するオーブンを備えた設備で実施されなければならないという大きな欠点を有する。このような設備は費用がかかるので、ここで製造される物品の仕入れ原価も高くなる。更に、セラミックの分野の会社が全てこのような設備を必ずしも備えているとは限らない。
【０００４】
従って、本発明の主な目的は、一方では、空気中で作動する設備で実施できる黒色ジルコニアを主成分とする物品の製造方法を提供し、他方では、満足な機械特性を有すると同時に、特に装飾用物品の製造に適した深みのある黒色に着色し強い輝きを有する黒色ジルコニアを主成分とする物品を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ジルコニア粉末、３−７０重量％の酸化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化セリウムおよび酸化カルシウムから成る部類から選ばれる安定剤、および１−１０重量％の酸化コバルトと酸化鉄の粉末により形成される顔料か、他方ではスピネルＣｏＦｅ₂Ｏ₄粉末により形成される顔料のいずれかか選ばれた顔料を混合して第一混合物を製造し；前記第一混合物と結合剤から成る第二混合物を製造し；前記第二混合物を粒状にして、粒状混合物を製造し；前記第二粒状混合物を所望の物品の形にすることにより原型を形成し；前記顔料が酸化コバルトと酸化鉄の粉末である場合は１，４００゜Ｃ未満の温度で、そして顔料がスピネルＣｏＦｅ₂Ｏ₄粉末である場合は１，６００゜Ｃ未満の温度で、少なくとも３０分間の焼成を行い；前記焼成した原型を磨くことから成る連続工程から構成されることを特徴とする、黒色のジルコニアを主成分とする物品の製造方法に関するものである。
【０００６】
本発明の方法は、先行技術の方法に比べて空気中で作動し一般に工業で利用できる従来のオーブンを使用する主要な利点を有する。更に、酸化コバルトと酸化鉄を主成分とした顔料を使用する場合に、相対的に低い温度（１，４００゜Ｃ未満）、すなわち、更に高温を得るために必要なオーブンより費用がかからないオーブンで得られる温度で焼成することにより、本方法により製造される物品の焼成に必要なエネルギーの量および製造原価を低下させることができる。他方、得られた黒色は、酸化クロムおよび／または酸化ニッケルを主成分とする顔料を含有する黒色のジルコニア物品の場合によく見られるような緑色の跡が全く見られない。
【０００７】
３−７０重量％の酸化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化セリウムおよび酸化カルシウムから成る酸化物の群から選ばれる少なくとも１種類の安定剤で安定化されたジルコニアのマトリックス、および酸化コバルトと酸化鉄の粉末によりまたはスピネルＣｏＦｅ₂Ｏ₄の粉末により形成される顔料から主として成る成型物から作製された焼成物により形成され、前記顔料は１−１０重量％であることを特徴とする、特に前述の方法により得られる黒色のジルコニアを主成分とする装飾用物品に関するものである。本発明の他の特徴および利点は以下に述べる方法の実施例により明かとなるであろう。
【０００８】
【実施例】
これから詳細に説明する本発明の製造方法では黒色のジルコニア物品を製造することができるが、その外観および機械特性は特に腕時計の構成部品または他の装飾用物品を製造するのに適している。
【０００９】
本発明の方法により得られる黒色ジルコニア物品は９９重量％から９０重量％の安定化されたジルコニアを含有し、残りの１重量％から１０重量％は酸化コバルトと酸化鉄の混合物からなり、この混合物の割合は好ましくは２−５重量％の範囲内である。
【００１０】
このジルコニアは酸化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化セリウムおよび酸化カルシウムから成る酸化物の部類から選ばれる少なくとも１種類の安定剤により正方晶系相における従来の方法で安定化されるが、この安定剤の量はジルコニアに対して３−７０重量％である。
【００１１】
本発明の別の代わりの実施態様によると、酸化コバルトと酸化鉄の混合物の代わりにスピネルＣｏＦｅ₂Ｏ₄粉末が使用できる。
５．３重量％の酸化イットリウムで安定化された９５０ｇのジルコニア粉末を計量する。この使用される粉末は１ミクロンの大きさの平均粒径を有し、代表的なものとしては０．３ミクロンであり、日本の東ソー社によりＴＺ−３Ｙの名称で販売されている。
【００１２】
次に、ドイツのRiedel de Haen社により販売されている１ミクロンの平均粒径を有する酸化コバルトの粉末１８．２ｇを計量する。
最後にドイツのRiedel de Haen社により販売されている１ミクロンの平均粒径を有する酸化鉄の粉末３１．８ｇを計量する。
この実施例において、酸化コバルトは顔料を形成する金属酸化物の混合物の３６．４重量％を占めるが、本発明の方法の別の実施態様によると、この酸化コバルトの割合は金属酸化物混合物の２５から５０％の範囲内、好ましくは３２から３８％の範囲内で変えることができる。
なお、これらの粉末は全て好ましくは９９．５％以上の純度を有する必要がある。
【００１３】
前記粉末の重量を計量し終わったら、湿った環境で混合し均質化する。
均質化の最終段階で、約５０ｇの結合剤、例えばポリビニルアルコールなどを添加する。
次に例えば従来のアトマイザーなどで前記混合物を乾燥する。
得られた粒状の生成物を３１５ミクロンのふるいにかける。
ふるいにかけた粒状の生成物を所望の物品の外形を有する金型に押し込み原型を形成する。
【００１４】
最終の形に成型された物品を空気中の焼成用オーブンに入れる。この物品を第一相で毎時３０゜Ｃの速度で約１，０００゜Ｃまで加熱し、次に第二相で毎時５０゜Ｃの速度で１，３５０゜Ｃまで加熱し、少なくとも３０分間、好ましくは１時間１，３５０゜Ｃの温度に維持する。
前記焼成は１，１００゜Ｃから１，４００゜Ｃ未満の範囲の他の温度でも行われるのは勿論のことである。
【００１５】
酸化コバルトおよび酸化鉄を主成分とする顔料が使用される場合は、物品が焼成されるとき１，４００゜Ｃに近い温度を超えないように注意を払うべきである。さもないと、最終製品の機械特性の劣化をもたらすことになる。
次に、この物品を冷却し、次にその最終用途に適した形にする。
最後に、この物品を例えばダイヤモンドペーストで磨く。このようにして得られた物品は輝く黒色の外観を有し、魅力的な美術的特徴を示す。
【００１６】
本発明の製造方法の別の実施態様により、酸化鉄と酸化コバルトの代わりに等量のスピネルＣｏＦｅ₂Ｏ₄を使用して、上記実施例で説明されたと同じ工程が行われる。この場合に、焼成温度は本発明による黒色のジルコニアを主成分とする装飾用物品の製造に絶対必要でないなら、１，６００゜Ｃまで加熱される。

Claims

ジルコニア粉末と、３−７０重量％の酸化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化セリウムおよび酸化カルシウムから成る酸化物の群から選ばれる少なくとも一種類の安定剤とからなるジルコニア原料および３−７０重量％の酸化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化セリウムおよび酸化カルシウムから成る酸化物の群から選ばれる少なくとも一種類の安定剤で安定化されたジルコニア粉末からなるジルコニア原料の群から選ばれたジルコニア原料、ならびに、酸化コバルト２５−５０重量％残余が酸化鉄からなる酸化コバルトと酸化鉄の粉末により形成された顔料か、スピネルＣｏＦｅ₂Ｏ₄粉末により形成される顔料から選ばれる顔料１−１０重量％を混合して第一混合物を製造し；前記第一混合物と結合剤から成る第二混合物を製造し；前記第二混合物を粒状にして、粒状混合物を製造し；前記第二粒状混合物を所望の物品の形にすることにより原型を形成し；前記顔料が酸化コバルトと酸化鉄の粉末である場合は１，１００℃以上１，４００゜Ｃ未満の温度で、顔料がスピネルＣｏＦｅ₂Ｏ₄粉末である場合は１，１００℃以上１，６００゜Ｃ未満の温度で、少なくとも３０分間の焼成を行い；前記焼成した原型を磨くことから成る連続工程から構成されることを特徴とする、黒色のジルコニアを主成分とする物品の製造方法。
第一混合物が顔料２−５重量％を含む請求項１に記載の黒色のジルコニアを主成分とする物品の製造方法。
顔料が酸化コバルト２５−５０重量％、残余が酸化鉄からなる顔料である請求項１または２に記載の黒色のジルコニアを主成分とする物品の製造方法。
顔料が酸化コバルト３２−３８重量％を含む顔料である請求項３に記載の黒色のジルコニアを主成分とする物品の製造方法。
顔料がスピネルＣｏＦｅ ₂ Ｏ ₄ 粉末からなる顔料である請求項１または２に記載の黒色のジルコニアを主成分とする物品の製造方法。
安定剤が酸化イットリウムである請求項１から５のいいずれか１項に記載の黒色のジルコニアを主成分とする物品の製造方法。
３−７０重量％の酸化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化セリウムおよび酸化カルシウムから成る酸化物の群から選ばれる少なくとも１種類の安定剤で安定化されたジルコニアのマトリックス、および酸化コバルトが２５−５０重量％残余が酸化鉄である酸化コバルトと酸化鉄の粉末またはスピネルＣｏＦｅ₂Ｏ₄の粉末により形成される１−１０重量％の顔料から主として成る成型物から作製された焼成物により形成されることを特徴とする、黒色のジルコニアを主成分とする装飾用物品。
顔料２−５重量％を含む請求項７に記載の黒色のジルコニアを主成分とする装飾用物品。
顔料が酸化コバルト２５−５０重量％、残余が酸化鉄からなる顔料である請求項７または８に記載の黒色のジルコニアを主成分とする装飾用物品。
顔料が酸化コバルト３２−３８重量％を含む顔料である請求項９に記載の黒色のジルコニアを主成分とする装飾用物品。
顔料がスピネルＣｏＦｅ ₂ Ｏ ₄ 粉末からなる顔料である請求項７または８に記載の黒色のジルコニアを主成分とする装飾用物品。
安定剤が酸化イットリウムである請求項７から１１のいいずれか１項に記載の黒色のジルコニアを主成分とする装飾用物品。