JP4707968B2 - 宝飾石を取囲むように金属を鋳込む装身具の製造方法、及びこれに適した宝飾石 - Google Patents
宝飾石を取囲むように金属を鋳込む装身具の製造方法、及びこれに適した宝飾石Info
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Description
本発明は、宝飾石を取囲むように金属を鋳込むことによって装身具を製造するための方法、及びこれに適した宝飾石に関する。
一般に、宝飾石を使用した装身具は、装身具の一部（台）を別個に貴金属から製造し、それを細工職人の手によって宝飾石と組合わせて形成されるが、この細工職人の手による装身具の製造方法ではコスト的に割り高となって、相対的に安価な宝飾石に適用できる装身具の製造方法ではない。これに対して、宝飾石を取囲むように金属を鋳込むことによって装身具を製造する方法は、細工職人の手を煩わせることがないため、相対的に安価な宝飾石を使用した装身具の製造に適している。
宝飾石を取囲むように金属を鋳込むことによって装身具を製造する方法に使用される宝飾石として特に考えられるのは、本来の色調が人為的に補強または変化させられた石である。宝飾石の色調の変更には２つの基本的に異なった方法を利用することができる。すなわち、着色剤を宝飾石の内部に拡散させるか、または有色のたとえば顔料含有層を宝飾石と密着結合させることで可能である。
ここでは、工業的量産にはるかに適していることから、後者の方法による着色のみに注目する。たとえば、特許文献１から、酸化コバルト、酸化アルミニウム、酸化ケイ素の蒸着によって本体に青い着色剤含有層を被着することが知られている。これらの着色剤含有層は、酸素含有雰囲気中で約３００°Ｃにて約３０分間にわたって加熱処理されはするが、冒頭に述べた、宝飾石を取囲むように金属を鋳込むことによって装身具を製造する方法の条件下では安定しない。
着色剤含有層の被着された宝飾石は、着色剤含有層の被着中または被着後に該着色剤含有層が高エネルギ処理に付されるが、驚くべきことに、この着色剤含有層に対する高エネルギ処理によって、宝飾石の周囲への金属鋳込み時における高エネルギ処理が施されても、宝飾石の周囲への金属鋳込み時に生ずると考えられる着色剤含有層の変化が抑止され、鋳込み法で十分加工し得ることが見出されたのである。
冒頭に述べた装身具の製造に際し、宝飾石は、先ずやや長時間にわたり、鋳込まれた貴金属によって最終的に置換される蝋型が完全に焼失する温度にさらされる。この温度は７５０°Ｃのレベルにある。続いて宝飾石の表面は貴金属の鋳込み時に、該貴金属が銀ならば９５０〜１０５０°Ｃ、金ならば９５０〜１２５０°Ｃ、プラチナならば１８００〜１９００°Ｃの温度に加熱される。以下の実施例に基づいて論ずるように、金属鋳込み時になお生ずる色調変化を最小限に抑止するには、着色剤含有層の被着された宝飾石を、金属鋳込み温度にさらされる時間を短縮するか、あるいは長時間にわたって蝋型の焼失温度に加熱するか、の少なくともいずれか一方を満足させることができれば十分である。
米国特許第３８３７８８４号[ＵＳ３８３７８８４](バルザース[Balzers])
本発明は、以上のような実状に鑑みてなされたもので、その解決しようとする課題は、宝飾石の周囲への金属鋳込み時に生ずると考えられる着色剤含有層の変化を最小限に抑止するようにして、鋳込み法で加工し得る装身具の製造方法、及びこれに適した宝飾石を提供することにある。
以上の課題を解決するために、まず、請求項１に係る発明の採った手段は、
「宝飾石を取囲むように金属を鋳込むことによって装身具を製造する方法において、
金属鋳込み前の前記宝飾石の、鋳込み金属で形成されるリングで取り囲まれる裏面に、着色剤含有層を被着するとともに、
この着色剤含有層の被着中または被着後にこの着色剤含有層に、１〜２０分間にわたり９５０°Ｃ〜１２５０°Ｃの温度に加熱する第１高エネルギ処理と、少なくとも１時間にわたって７００°Ｃ〜８００°Ｃの温度に加熱する第２高エネルギ処理とを付すことにより、
前記宝飾石周囲への金属鋳込み時に前記着色剤含有層の変化をもたらさないようにしたことを特徴とする装身具の製造方法」
である。
「宝飾石を取囲むように金属を鋳込むことによって装身具を製造する方法において、
金属鋳込み前の前記宝飾石の、鋳込み金属で形成されるリングで取り囲まれる裏面に、着色剤含有層を被着するとともに、
この着色剤含有層の被着中または被着後にこの着色剤含有層に、１〜２０分間にわたり９５０°Ｃ〜１２５０°Ｃの温度に加熱する第１高エネルギ処理と、少なくとも１時間にわたって７００°Ｃ〜８００°Ｃの温度に加熱する第２高エネルギ処理とを付すことにより、
前記宝飾石周囲への金属鋳込み時に前記着色剤含有層の変化をもたらさないようにしたことを特徴とする装身具の製造方法」
である。
また、請求項２に係る発明の採った手段は、
「金属の鋳込みによる装身具の製造に適した宝飾石において、
金属鋳込み前の前記宝飾石の、鋳込み金属で形成されるリングで取り囲まれる裏面に、着色剤含有層を被着するとともに、この着色剤含有層の被着中または被着後にこの着色剤含有層に、１〜２０分間にわたり９５０°Ｃ〜１２５０°Ｃの温度に加熱する第１高エネルギ処理と、少なくとも１時間にわたって７００°Ｃ〜８００°Ｃの温度に加熱する第２高エネルギ処理とを付すことにより、
前記着色剤含有層の色が１２５０°Ｃ以下の温度への加熱時に変化しないようにしたことを特徴とする宝飾石」
である。
「金属の鋳込みによる装身具の製造に適した宝飾石において、
金属鋳込み前の前記宝飾石の、鋳込み金属で形成されるリングで取り囲まれる裏面に、着色剤含有層を被着するとともに、この着色剤含有層の被着中または被着後にこの着色剤含有層に、１〜２０分間にわたり９５０°Ｃ〜１２５０°Ｃの温度に加熱する第１高エネルギ処理と、少なくとも１時間にわたって７００°Ｃ〜８００°Ｃの温度に加熱する第２高エネルギ処理とを付すことにより、
前記着色剤含有層の色が１２５０°Ｃ以下の温度への加熱時に変化しないようにしたことを特徴とする宝飾石」
である。
なお、前記の保護被膜にはＬｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、ＺｒまたはＡｌを含ませることができるものであり、前記宝飾石と着色剤含有層との間につなぎ層を配置することもできる。
以上の通り、本発明においては、
「宝飾石を取囲むように金属を鋳込むことによって装身具を製造する方法において、
金属鋳込み前の前記宝飾石の、鋳込み金属で形成されるリングで取り囲まれる裏面に、着色剤含有層を被着するとともに、
この着色剤含有層の被着中または被着後にこの着色剤含有層に、１〜２０分間にわたり９５０°Ｃ〜１２５０°Ｃの温度に加熱する第１高エネルギ処理と、少なくとも１時間にわたって７００°Ｃ〜８００°Ｃの温度に加熱する第２高エネルギ処理とを付すことにより、
前記宝飾石周囲への金属鋳込み時に前記着色剤含有層の変化をもたらさないようにしたこと」
にその構成上の主たる特徴があり、これにより、宝飾石の周囲への金属鋳込み時に着色剤含有層の変化を最小限に抑止することができて、鋳込み法で加工し得る装身具の製造方法を提供することができるのである。
「宝飾石を取囲むように金属を鋳込むことによって装身具を製造する方法において、
金属鋳込み前の前記宝飾石の、鋳込み金属で形成されるリングで取り囲まれる裏面に、着色剤含有層を被着するとともに、
この着色剤含有層の被着中または被着後にこの着色剤含有層に、１〜２０分間にわたり９５０°Ｃ〜１２５０°Ｃの温度に加熱する第１高エネルギ処理と、少なくとも１時間にわたって７００°Ｃ〜８００°Ｃの温度に加熱する第２高エネルギ処理とを付すことにより、
前記宝飾石周囲への金属鋳込み時に前記着色剤含有層の変化をもたらさないようにしたこと」
にその構成上の主たる特徴があり、これにより、宝飾石の周囲への金属鋳込み時に着色剤含有層の変化を最小限に抑止することができて、鋳込み法で加工し得る装身具の製造方法を提供することができるのである。
また、本発明においては、
「金属の鋳込みによる装身具の製造に適した宝飾石において、
金属鋳込み前の前記宝飾石の、鋳込み金属で形成されるリングで取り囲まれる裏面に、着色剤含有層を被着するとともに、この着色剤含有層の被着中または被着後にこの着色剤含有層に、１〜２０分間にわたり９５０°Ｃ〜１２５０°Ｃの温度に加熱する第１高エネルギ処理と、少なくとも１時間にわたって７００°Ｃ〜８００°Ｃの温度に加熱する第２高エネルギ処理とを付すことにより、
前記着色剤含有層の色が１２５０°Ｃ以下の温度への加熱時に変化しないようにしたこと」
にその構成上の特徴があり、これにより、宝飾石の周囲への金属鋳込み時に着色剤含有層の変化を最小限に抑止することができて、鋳込み法で加工し得る装身具の製造方法を実施できるようにした宝飾石を提供することができるのである。
「金属の鋳込みによる装身具の製造に適した宝飾石において、
金属鋳込み前の前記宝飾石の、鋳込み金属で形成されるリングで取り囲まれる裏面に、着色剤含有層を被着するとともに、この着色剤含有層の被着中または被着後にこの着色剤含有層に、１〜２０分間にわたり９５０°Ｃ〜１２５０°Ｃの温度に加熱する第１高エネルギ処理と、少なくとも１時間にわたって７００°Ｃ〜８００°Ｃの温度に加熱する第２高エネルギ処理とを付すことにより、
前記着色剤含有層の色が１２５０°Ｃ以下の温度への加熱時に変化しないようにしたこと」
にその構成上の特徴があり、これにより、宝飾石の周囲への金属鋳込み時に着色剤含有層の変化を最小限に抑止することができて、鋳込み法で加工し得る装身具の製造方法を実施できるようにした宝飾石を提供することができるのである。
以下に、図面ないし実施例を参照して、本発明のその他の詳細を詳しく説明する。
宝飾石の周囲への金属の鋳込みによる装身具の製造はそれ自体公知に属する。図１に示したように、宝飾石１は成形材料５の中に埋め込まれ、他方、金属枠用の場所確保材としてさしあたり蝋６が使用される。続いて蝋6は約７５０°Ｃへの加熱によって追い出され、こうして図2に示した空洞７が生ずる。この空洞7には最後に図３に示したように、宝飾石１を取囲む金属４が充填される。
装身具の一例として図１〜３には指輪が表されているが、ただし本発明は宝飾石の表面、特にその裏面２（図４、
参照）に、金属４の鋳込みによって損傷され得るような着色剤含有層が被着されているのであれば常に適用することが可能である。
参照）に、金属４の鋳込みによって損傷され得るような着色剤含有層が被着されているのであれば常に適用することが可能である。
本発明による装身具の製造方法を適用するための前提条件は先ず、宝飾石自体が金属の鋳込み時にその光学的特性を保持していることである。たとえばガラスや水晶には耐熱着色剤含有層を容易に被着することができるとはいえ、通常のガラスでは前記の温度に際して融解してしまうであろう。水晶は蝋を焼失させるための通例の温度ですでに曇りを生じてしまうであろう。
そこで、基本的に適した宝飾石、たとえば酸化ジルコニウムに着色剤含有層が被着される。このために最もよく使用される方法は物理蒸着、スパッタ、化学蒸着等である。特に反応性スパッタにより、加熱が容易な支持体に大半の無機顔料を比較的低温でも直接に被着することが可能である。
宝飾石の着色には特に、無機有色顔料として基本的組成の知られている着色剤、特に、“条痕”を有する無機材料が適していると考えられる。こうした着色剤はセラミック釉がけならびにガラスの表面着色に関連して知られている。特に、ルチル−スズ石型構造、ジルコン型構造、バデレイ石型構造、コランダム-赤鉄鉱型構造、カンラン石型構造、スピネル型構造、ざくろ石型構造および灰チタン石型構造を有した酸化物系顔料ベースの着色剤含有層が適切である。窒化物系および特に酸窒化物系顔料ベースの着色剤含有層も同じくこの装身具の製造方法に非常に適していると思われ、また炭化物系および酸化炭素系ベースの着色剤含有層もそうである。硫化物系、硫酸塩系、リン酸塩系、シアン化合物系ならびに金属コロイド系ベースの着色剤含有層は特別な包埋を必要とするが、これらは鋳込み温度近傍もしくは鋳込み温度をぎりぎり下回る融点を有している場合にも適している。
このようにして準備された宝飾石が図１〜３に示した装身具の製造方法で引き続き加工された場合には、好ましくないしかも非常に不都合な宝飾石の色変を生ずることとなろう。こうした色変は米国宝石学会[Ｇｅｍｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｒｅ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ]の“着色石格付け制度[Ｃｏｌｏｒｅｄ Ｓｔｏｎｅ Ｇｒａｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ]”に準拠して数値化される。この場合、色相、“色調”(明暗)および彩度が評価される。本発明によって達成される効果の主眼は、着色皮膜の特別な後処理がなければ前記の基準の少なくともいずれか一つにつき金属鋳込み時に２ポイント以上の変化を生ずると考えられる石が今や最高でも２ポイント、通例せいぜい１ポイントのずれしか示さない点にある。これは蝋型の焼失時と金属の鋳込み時に生ずる負荷を先取りする高エネルギ処理によって達成される。
続いて以下に、本発明による装身具の製造方法を実施するための幾つかの例を示す。その際、使用される顔料の表示は米国化学学会のＣＡＳ登録番号の記載によって行う。高温用に適した顔料はウルマン[Ｕｌｌｍａｎｎ]、工業化学百科事典１９８６、Ａ５巻、特にｐ.５４６／５４７に挙げられている。これらの着色剤含有層はすべて本発明により直接にかまたは適切な中間層、包埋層または被覆層の選定により金属鋳込み時にもはや色変しないようにして作り出すことができる。
例１：
立方体のジルコニアに、上述した特許文献１に記載の方法に従って、約３５重量%の酸化コバルト、１０％の酸化アルミニウム、残りは酸化ケイ素から成る層が蒸着によって被着された。続いての熱処理により層の着青が実現された。この着色剤含有層の被着された宝飾石に後処理なしで金属鋳込みを行った場合、１４ｃｔイエローゴールド合金の鋳込み温度（約１０５０°Ｃ）にて宝飾石の色変が生じた。
立方体のジルコニアに、上述した特許文献１に記載の方法に従って、約３５重量%の酸化コバルト、１０％の酸化アルミニウム、残りは酸化ケイ素から成る層が蒸着によって被着された。続いての熱処理により層の着青が実現された。この着色剤含有層の被着された宝飾石に後処理なしで金属鋳込みを行った場合、１４ｃｔイエローゴールド合金の鋳込み温度（約１０５０°Ｃ）にて宝飾石の色変が生じた。
新たに、被着済みの宝飾石が１０分間にわたり１２００°Ｃに加熱され、続いて１時間にわたって７５０°Ｃ（蝋型焼失温度に相当）にて加熱処理された。前記の熱処理により、１４ｃｔパラジウム−ホワイトゴールド合金の鋳込み温度（１２５０°Ｃ）時にも一度として爾後の変化は生じなかった。
例２：
ジルコニアにＣＡＳ ６８１８６−８５−６の組成の顔料（緑色セン晶石、Ｃｏ2ＴｉＯ4）がやや過剰のＴｉＯ2とともに反応性スパッタにより低温にて蒸着された。１４ｃｔパラジウム−ホワイトゴールド合金の鋳込み時に明確に視認可能な緑色被着層の色変が生じた。
ジルコニアにＣＡＳ ６８１８６−８５−６の組成の顔料（緑色セン晶石、Ｃｏ2ＴｉＯ4）がやや過剰のＴｉＯ2とともに反応性スパッタにより低温にて蒸着された。１４ｃｔパラジウム−ホワイトゴールド合金の鋳込み時に明確に視認可能な緑色被着層の色変が生じた。
これに対して、前記の層が1分間にわたり１２００°Ｃで加熱処理された場合には、前記の宝飾石は鋳込み時に視認可能な色変を示さなかった。
これに対して、１２００°Ｃで調質された宝飾石が１４ｃｔイエローゴールド合金メルト中に鋳込まれた場合には、それにもかかわらず褐色がかった色変が生じた。この色変は着色剤含有層が合金と直接に接触していた周縁部でもっとも激しかった。
着色剤含有層にさらにアルミン酸マグネシウムから成る保護層が被着され、この宝飾石が１２００°Ｃで加熱処理された場合には、高温のイエローゴールド合金と直接に接していた箇所でも色調の変化は生じなかった。
例３:
薄いＳｉＯ2層上に酸化鉄系顔料を酸化アルミニウムから成る包埋母材とともに被着することにより、顔料ＣＡＳ ６８１８７−３５−９（渇鉄鉱、Ｆｅ2Ｏ3）ベースの着色剤含有層が温度安定化されかつ化学的・機械的耐性が付与されて形成された。１２００°Ｃでの１０分間にわたる処理に続いて７５０°Ｃにて２時間にわたる後処理が行われた。このようにして包埋されて熱処理された顔料の色調はもはや純粋な顔料の色と正確には同じではないが、その代わりこの色は金属鋳込み時にも変化しなかった。
薄いＳｉＯ2層上に酸化鉄系顔料を酸化アルミニウムから成る包埋母材とともに被着することにより、顔料ＣＡＳ ６８１８７−３５−９（渇鉄鉱、Ｆｅ2Ｏ3）ベースの着色剤含有層が温度安定化されかつ化学的・機械的耐性が付与されて形成された。１２００°Ｃでの１０分間にわたる処理に続いて７５０°Ｃにて２時間にわたる後処理が行われた。このようにして包埋されて熱処理された顔料の色調はもはや純粋な顔料の色と正確には同じではないが、その代わりこの色は金属鋳込み時にも変化しなかった。
例４:
ジルコニアに顔料ＣＡＳ ６８１８７−０５−３、組成式Ｃｏ2ＳｎＯ4の灰青スピネルによる被着が行われた。約１２５ｍｍの顔料層は酸化アルミニウムから成る厚い保護層で被覆され、１分間にわたり１２００°Ｃに加熱された。続いてこの宝飾石は空気中で３０分間にわたって７５０°Ｃにて加熱処理された。生じた着色青は純銀中への鋳込み時にも保たれていた。
ジルコニアに顔料ＣＡＳ ６８１８７−０５−３、組成式Ｃｏ2ＳｎＯ4の灰青スピネルによる被着が行われた。約１２５ｍｍの顔料層は酸化アルミニウムから成る厚い保護層で被覆され、１分間にわたり１２００°Ｃに加熱された。続いてこの宝飾石は空気中で３０分間にわたって７５０°Ｃにて加熱処理された。生じた着色青は純銀中への鋳込み時にも保たれていた。
前記の例のそれぞれにおいて、宝飾石の着色剤含有層は金属鋳込み時に生ずる温度によって損傷され得るだけではないとの点が明らかになった。むしろ宝飾石と着色剤含有層との間の界面および特に着色剤含有層の外面にも望ましくない変化が生じ得るが、そうした変化は分離層によって回避することが可能である。これによって特に、真正色の宝飾石の場合にも金属鋳込み時に光沢が損なわれ得るとの事実が顧慮される。
宝飾石の着色コートされた裏面も機械的作用、特に研磨材またはその他の装身具の衝撃作用ならびにダイアモンド砥粒の摩耗作用から保護しようとする場合には、図４に示したように、宝飾石の裏面が鋳込み金属によって形成されたリングによって取囲まれるようにすることができる。
１ 宝飾石
２ 裏面
３ リング
４ 金属
５ 成形材料
６ 蝋
７ 空洞
２ 裏面
３ リング
４ 金属
５ 成形材料
６ 蝋
７ 空洞
Claims (2)
- 宝飾石を取囲むように金属を鋳込むことによって装身具を製造する方法において、
金属鋳込み前の前記宝飾石の、鋳込み金属で形成されるリングで取り囲まれる裏面に、着色剤含有層を被着するとともに、
この着色剤含有層の被着中または被着後にこの着色剤含有層に、１〜２０分間にわたり９５０°Ｃ〜１２５０°Ｃの温度に加熱する第１高エネルギ処理と、少なくとも１時間にわたって７００°Ｃ〜８００°Ｃの温度に加熱する第２高エネルギ処理とを付すことにより、
前記宝飾石周囲への金属鋳込み時に前記着色剤含有層の変化をもたらさないようにしたことを特徴とする装身具の製造方法。 - 金属の鋳込みによる装身具の製造に適した宝飾石において、
金属鋳込み前の前記宝飾石の、鋳込み金属で形成されるリングで取り囲まれる裏面に、着色剤含有層を被着するとともに、この着色剤含有層の被着中または被着後にこの着色剤含有層に、１〜２０分間にわたり９５０°Ｃ〜１２５０°Ｃの温度に加熱する第１高エネルギ処理と、少なくとも１時間にわたって７００°Ｃ〜８００°Ｃの温度に加熱する第２高エネルギ処理とを付すことにより、
前記着色剤含有層の色が１２５０°Ｃ以下の温度への加熱時に変化しないようにしたことを特徴とする宝飾石。
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