JP4074794B2 - ゲルマニウム合金−シリカ複合体を用いた装身具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゲルマニウム合金−シリカ複合体、ゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜、積層体、装身具及びコーティング剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゲルマニウム−インジウム合金は、遠赤外線を発して健康増進効果や治療効果を発揮することが知られており、銀との合金は上記効果を奏する装身具用の合金として適用可能であることが知られている（特許３０２５２４５号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、装身具を構成する基材は、真珠等金属以外の材質からなるものも多く、かかる材料にゲルマニウム−インジウム合金を混成させたり、高い堅牢性を備えた被覆を形成させて、健康増進や治療効果を発揮する装身具を作成することは非常に困難である。
【０００４】
一方、装身具の基材には金、プラチナ、ステンレス等の金属が多く用いられており、かかる金属にゲルマニウム−インジウム合金を添加して合金を得ることが可能であるが、上記効果は主に表面付近に存在するゲルマニウム−インジウム合金に起因するものであるため、充分な効果を得るためには高価なゲルマニウム−インジウム合金を多く添加する必要がある。また、表面にゲルマニウム−インジウム合金を析出させる方法には困難性が伴う。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、金属、セラミック、樹脂、天然素材を始めとする種々の基材に容易に薄膜を形成可能なゲルマニウム−インジウム合金を含む材料であって、遠赤外線に基づく健康増進効果や治療効果を発揮し得る材料を提供することにある。本発明の目的はまた、かかる材料を用いた薄膜、かかる薄膜を備える積層体及び装身具、並びに、かかる薄膜を形成するためのコーティング剤を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基材と、該基材上に形成された、ゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜と、を備えることを特徴とする装身具を提供する。ここで、ゲルマニウム合金−シリカ複合体は、ゲルマニウム合金とシリカとを含み、ゲルマニウム合金は、ゲルマニウムと、該ゲルマニウムに対して重量比で２〜２０％のインジウムと、を含むゲルマニウム合金であり、ゲルマニウム合金は、粒子形状をなして前記シリカ中で分散している。上記基材としては、ガラス、金属、樹脂、フィルム材料、木材、石材等が挙げられるが、装身具として適用が容易な金属又は樹脂が好ましく、基材は、少なくとも、ゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜が形成された面が、金からなることが好ましい。かかる基材としては金、金鍍金がなされた金属等が挙げられる。
【０００８】
上記組成のゲルマニウム−インジウム合金は、遠赤外線に基づく健康増進効果や治療効果を奏し得る合金であり、かかる合金が種々の基材に対する密着性に優れたシリカ中に分散されていることから、このゲルマニウム合金−シリカ複合体は、金属、セラミック、樹脂、天然素材を始めとする種々の基材に容易に薄膜を形成可能であり、形成された薄膜は健康増進効果や治療効果を発揮する。ゲルマニウムの重量比は、ゲルマニウム合金−シリカ複合体の全重量を基準として、０．０００１〜９０重量％であることが好ましく、ゲルマニウム合金の粒子の平均粒径が５０μｍ以下であることが好ましい。
【０００９】
ゲルマニウム又はゲルマニウム合金が、上記要件を具備する場合には、高い健康増進効果や治療効果が得られるばかりでなく、薄膜の透明性が優れているために、例えば、金の表面に薄膜を形成させた場合に金の光沢を保つことも可能になる。
【００１０】
本発明の装身具に用いられるゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜は、ゲルマニウム合金−シリカ複合体からなるものである。ここで、ゲルマニウム合金の粒子の面密度が１％以下であることが好ましい。かかる薄膜は、高い健康増進効果や治療効果を発揮し、高い透明性に基づいて薄膜を形成する基材の外観を損ねることがない。また、このゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜は、堅牢性に優れることから高い耐久性を発揮する。
【００１３】
本発明は更に、ゲルマニウムと該ゲルマニウムに対して重量比で２〜２０％のインジウムとを含むゲルマニウム合金の微粒子と、シリカ前駆体と、を含むことを特徴とするコーティング剤を提供する。ここで、シリカ前駆体は、ポリシラザンであることが好ましい。
【００１４】
かかるコーティング剤は、ゲルマニウム合金がシリカ前駆体に分散、混合されたものであるために、種々の基材にゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜を形成することができる。シリカ前駆体がポリシラザンである場合は、室温付近でもシリカ膜を形成できることから、加熱に弱い樹脂や天然素材等にも、ゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜を形成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（ゲルマニウム合金−シリカ複合体）
ゲルマニウム合金−シリカ複合体は、ゲルマニウムと、該ゲルマニウムに対して重量比で２〜２０％のインジウムと、を含むゲルマニウム合金（ゲルマニウム−インジウム合金）を有している。
【００１６】
ゲルマニウムはそれ自体遠赤外効果を有しており、肩凝り等を治療・治癒する健康増進、治療効果を発揮する。ゲルマニウムの遠赤外効果は、ゲルマニウム合金−シリカ複合体中でゲルマニウムの微結晶が形成されているときに、特に効果的に発揮される。この理由は、ゲルマニウムの微結晶は微小ながらも結晶であることから、半導体的な性質を持つためである。したがって、ゲルマニウムの量はゲルマニウムが微結晶を形成し得る量であることが好ましい。
【００１７】
ゲルマニウムの遠赤外効果は、Ｎ型あるいは真性の半導体のときに比べて、Ｐ型のときに著しく顕著に発揮されるが、インジウムはIII族元素であって半導体に添加されるとアクセプターとなり、Ｐ型をもたらす。したがって、本発明のようにゲルマニウム−インジウム合金を用いることで、遠赤外効果が増強される。そして、かかる観点からはゲルマニウムに対するインジウムの重量比を１３％未満とすることが好ましい。なお、ゲルマニウム−インジウム合金等のゲルマニウム合金又はゲルマニウムの健康増進、治療効果については、特許３０２５２４５号を参照することができる。
【００１８】
また、ゲルマニウム合金−シリカ複合体の全重量を基準としたゲルマニウムの重量比は、その下限が０．００１重量％であることが好ましく、０．０１重量％であることがより好ましく、０．１重量％であることが更に好ましく、１重量％であることが特に好ましい。一方上限は、８０重量％であることが好ましく、７０重量％であることがより好ましく、６０重量％であることが更に好ましく、５０重量％であることが特に好ましい。
【００１９】
ゲルマニウム−インジウム合金の平均粒径は、その下限が０．０１μｍであることが好ましく、０．１μｍであることがより好ましい。一方上限は３０μｍであることが好ましく、１０μｍであることがより好ましく、５μｍであることが更に好ましい。特に好適な平均粒径は０．１〜５μｍ（更には０．１〜０．５μｍ）である。なお、ゲルマニウム−インジウム合金はシリカ中で二次粒子を形成する場合があるが、上記平均粒径は一次粒子の平均粒径を意味する。また、ゲルマニウム−インジウム合金はシリカ中で二次粒子を形成せずに、一次粒子として分散されていることが好ましい。
【００２０】
（ゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜）
ゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜は、充分な膜強度を得る観点から、ゲルマニウム−インジウム合金の粒子の平均粒径以上の膜厚を有していることが好ましい。好適な膜厚は、０．１〜５μｍ（更には０．１〜１μｍ）である。
【００２１】
ゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜におけるゲルマニウム−インジウム合金の粒子の面密度は、ゲルマニウム−インジウム合金の粒子の平均粒径に基づいて決定することができる。すなわち、ゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜は基材上に皮膜として形成される場合があり、かかる場合においては基材表面の材質や光沢を損なわないような透明性が要求されるため、かかる観点からゲルマニウム−インジウム合金の粒子の面密度が選択される。例えば、ゲルマニウム−インジウム合金の粒子の平均粒径が５０μｍである場合は、面密度を１０％以上にすると茶褐色の着色が生じる。したがって、ゲルマニウム−インジウム合金の粒子の平均粒径を５０μｍ以下とし面密度を１％以下とすることが好ましい。
【００２２】
（積層体）
本発明にかかる積層体は、基材上に上記ゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜を備えるものであり、膜厚の好適な範囲は上述のとおりであり、薄膜中におけるゲルマニウム−インジウム合金の粒子の面密度の好適な範囲も上記と同様である。基材としては、ガラス、金属、樹脂、フィルム材料、木材、石材等が挙げられるが、装身具として適用が容易な金属又は樹脂が好ましく、金又は金鍍金された金属若しくは樹脂が好ましい。
【００２３】
（装身具）
本発明の装身具は、身体に装用した状態で皮膚に接触する外表面に、上述したゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜（好適条件も上記と同様）を備えたものであるために、装身具として求められる以下の６要件が満たされる。
１）身に付ける装飾具としての充分な輝きと光沢を持っている。
２）適度の硬度と延性、展性を備えている。
３）耐酸化性、その他の耐腐食性に優れている。
４）身に付けて用いるのに安全な素材である。
５）いたずらに高価な材料を必要としない。
６）遠赤外効果つまり肩凝りを治療・治癒する等の健康増進、治療効果が十分に発揮される。
【００２４】
上記１）はゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜の透明性に起因して得られ、上記２）はゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜の強靭さに基づくものである。また、上記３）、４）及び５）はゲルマニウム合金−シリカ複合体におけるシリカの化学的安定性に由来している。特に４）に関して、薄膜を形成させる基材を金としたときに顕著な効果が得られる。すなわち、金は時としてアレルギー反応を引き起こすが、金の表面をシリカで覆うことによりアレルギーを防止できる。
【００２５】
上記６）は、ゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜が含有するゲルマニウム−インジウム合金の粒子に起因するものである。本発明の装身具においては、ゲルマニウム合金−シリカ複合体が薄膜として形成されているために、シリカを遠赤外線が充分に通過し、健康増進及び治療効果が減じることはない。
【００２６】
（コーティング剤）
本発明のコーティング剤は、上述したゲルマニウム−インジウム合金の微粒子と、シリカ前駆体と、を含んでいる。なお、シリカ前駆体とは、物理的、化学的変化によりシリカを生じる化合物をいう。
【００２７】
コーティング剤は、塗布の容易性の観点から室温で流動性を有することが好ましく、流動性の向上のために溶剤を含有していてもよい。また、シリカ前駆体から効果的にシリカが形成するように触媒を含んでいてもよい。
【００２８】
また、ゲルマニウム−インジウム合金の健康増進及び治療効果を発揮させるために、平均粒径は、その下限が０．０１μｍであることが好ましく、０．１μｍであることがより好ましい。一方上限は３０μｍであることが好ましく、１０μｍであることがより好ましく、５μｍであることが更に好ましい。特に好適な平均粒径は０．１〜５μｍ（好ましくは０．１〜１μｍ、更には０．１〜０．５μｍ）である。
【００２９】
コーティング剤におけるゲルマニウム−インジウム合金の微粒子の重量比は、ゲルマニウム合金−シリカ複合体が形成された場合に、その重量を基準としてゲルマニウムの重量比が０．０００１〜９０重量％（好ましくは０．００１〜８０重量％、より好ましくは０．０１〜７０重量％、更には０．１〜６０重量％、特には１〜５０重量％）となるような重量比であることが好ましい。
【００３０】
シリカ前駆体としては、テトラメトキシシランやテトラエトキシシラン等のアルコキシシランやポリシラザンが挙げられるが、低温（室温等）でシリカ形成が可能であることからポリシラザンが好ましい。また、シリカ前駆体としてポリシラザンを用いる場合には、低温硬化用の触媒を併用することが好ましい。
【００３１】
本発明のコーティング剤を基材に塗布して、シリカ前駆体をシリカへと変化させることによりシリカ中にゲルマニウム−インジウム合金の微粒子が分散したゲルマニウム合金−シリカ複合体の薄膜が形成される。
【００３２】
かかる薄膜は、スピンコート、ロールコート、スプレー塗布等の公知の塗布方法を用いて本発明のコーティング剤を塗布した後に、必要により溶剤等の揮発成分を除去して、シリカ前駆体の反応条件に合わせた条件に塗布物を晒すことにより得ることができる。例えば、シリカ前駆体がアルコキシシランである場合は加熱により加水分解及び縮合を効果的に進行させることができ、ポリシラザンの場合は、触媒の存在下で水蒸気を使用することができる。なお、ポリシラザンを用いた場合は室温でもシリカを形成させることができるために、加熱に弱い材料を基材とする場合に特に有効である。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３４】
ネックレスの表面に本発明のゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜等を形成させる実験を行った。図１は薄膜を形成させたネックレスを示す図であり、表面の顕微鏡観察は図１のＡで示されるネックレスの平坦部を使用した。
【００３５】
先ず、シリカ前駆体であるポリシラザンのみを図１に示すのと同様の形状の金ネックレスに塗布して、ポリシラザンをシリカに変化させた。図２は、得られたシリカ薄膜のレーザ顕微鏡写真である。次に、シリカ薄膜上に、ゲルマニウムと該ゲルマニウムに対して重量比で２〜２０％のインジウムとを含むゲルマニウム合金（本実施例において「ＧｅＩｎ合金」）と記載する。）粉末を単に降りかけたものを作製し、その表面を観察した。
【００３６】
図３はかかる表面のレーザ顕微鏡写真であり、同図に示すように種々のサイズのＧｅＩｎ合金粒子が観察された。図４は、図３と同一表面のレーザ顕微鏡写真であり、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの矢印で指し示した粒子はＧｅＩｎ合金粒子である。図４中の破線で囲まれた曲線は表面の凹凸を示すものであるが、矢印で指し示した粒子はいずれも０．６９μｍの厚さを有していた。この結果から、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの矢印で指し示した粒子は、ＧｅＩｎ合金粒子が平面状に固まって生じた二次粒子であることが分かった。
【００３７】
次いで、ＧｅＩｎ合金粒子をポリシラザンに添加してコーティング剤を作製し、図１に示すのと同様の形状の真鍮に金鍍金したネックレスに塗布して、１００℃で１時間加熱してポリシラザンをシリカに変化させ、ネックレスの表面にゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜を形成させた。図５は薄膜が形成されていない真鍮に金鍍金したネックレスの表面のレーザ顕微鏡写真であり、図６は上述のようにしてゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜が形成されたネックレス表面のレーザ顕微鏡写真である。図６においては、１〜２μｍ径のＧｅＩｎ合金粒子が観察され下地の金色は損なわれなかった。なお、ＧｅＩｎ合金粒子は２０μｍ平方あたり３〜４個存在していた。
【００３８】
図７は、図６のネックレスにおいてゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜が形成されていない領域を含む箇所のレーザ顕微鏡写真である。図８は、図７と同一表面のレーザ顕微鏡写真であり、ゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜が形成されていない領域を利用してシリカの膜厚を測定したものである。図８によれば、ゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜におけるシリカの膜厚は１μｍであった。
【００３９】
図９は、図６における場合よりもＧｅＩｎ合金粒子の数を増加させて、真鍮に金鍍金したネックレスに形成したゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜のレーザ顕微鏡写真である。図９の左上にはＧｅＩｎ合金粒子が密集した領域が存在しており、かかる部分の色は灰色を帯びていた。図１０は、図９と同一表面のレーザ顕微鏡写真であり、同図によればゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜におけるシリカの膜厚は０．８９μｍであった。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、金属、セラミック、樹脂、天然素材を始めとする種々の基材に容易に薄膜を形成可能なゲルマニウム−インジウム合金を含む材料であって、遠赤外線に基づく健康増進効果や治療効果を発揮し得る材料が提供される。また、かかる材料を用いた薄膜、かかる薄膜を備える積層体及び装身具、並びに、かかる薄膜を形成するためのコーティング剤が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜等を形成させたネックレスを示す図である。
【図２】金ネックレスに形成されたシリカ薄膜のレーザ顕微鏡写真である。
【図３】図２の表面にゲルマニウム合金粉末を降りかけた表面のレーザ顕微鏡写真である。
【図４】図３と同一表面のレーザ顕微鏡写真である。
【図５】薄膜が形成されていない、真鍮に金鍍金したネックレスの表面のレーザ顕微鏡写真である。
【図６】ゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜が形成されたネックレス表面のレーザ顕微鏡写真である。
【図７】図６のネックレスにおいてゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜が形成されていない領域を含む箇所のレーザ顕微鏡写真である。
【図８】図７と同一表面のレーザ顕微鏡写真である。
【図９】図６における場合よりもＧｅＩｎ合金粒子の数を増加させて、真鍮に金鍍金したネックレスに形成したゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜のレーザ顕微鏡写真である。
【図１０】図９と同一表面のレーザ顕微鏡写真である。

Claims (6)

1. 基材と、該基材上に形成された、ゲルマニウム合金−シリカ複合体からなるゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜と、を備え、
   前記ゲルマニウム合金−シリカ複合体は、ゲルマニウム合金とシリカとを含み、
   前記ゲルマニウム合金は、ゲルマニウムと、該ゲルマニウムに対して重量比で２〜２０％のインジウムと、を含むゲルマニウム合金であり、
   前記ゲルマニウム合金は、粒子形状をなして前記シリカ中で分散しており、
   前記基材は、ガラス、金属、樹脂、フィルム材料、木材及び石材からなる群より選ばれる材料からなることを特徴とする装身具。
2. 前記基材は、金属又は樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の装身具。
3. 前記基材は、少なくとも、前記ゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜が形成された面が、金からなることを特徴とする請求項１に記載の装身具。
4. 前記ゲルマニウムの重量比が、前記ゲルマニウム合金−シリカ複合体の全重量を基準として、０．０００１〜９０重量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装身具。
5. 前記ゲルマニウム合金の粒子の平均粒径が５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装身具。
6. 前記ゲルマニウム合金−シリカ複合体薄膜の前記ゲルマニウム合金の粒子の面密度が１％以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の装身具。

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