JP5629263B2 - 装飾金属焼結物品の製造方法および装飾金属焼結物品 - Google Patents
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Description
従来、異なる色合いや見栄えを有する異種貴金属からなる装飾金属焼結物品を製作するための技法としては、例えば象嵌や木目金といった伝統的な彫金技法は知られているが、異種貴金属が極めて複雑に絡み合う模様、例えばカフェアート調模様を形成した装飾金属焼結物品を得る技法は確立されていない。
なお、特許文献1〜3では、銅を貴金属類に含めて記載しているが、銅は、金、銀、白金属元素である一般的な貴金属類に比較して著しく耐腐食性(耐酸化性)が劣るという特性を有している。すなわち、銅および銅合金は、酸化雰囲気中(大気中)で加熱すると酸化する特性を有している。
特許文献1には、第1の“貴金属粉末を含有する可塑性組成物”を造形し、複数の貫通穴を形成し、該貫通穴に別の色を呈する“貴金属粉末を含有する可塑性組成物”を詰め込み、各可塑性組成物がそれぞれ露出するように切断して焼結する方法と、それぞれ異なる色を呈する“貴金属粉末を含有した可塑性組成物”をプレート状として複数重ね合わせ、巻回してロール状とし、これを切断して焼結する方法とが提案されている。
特許文献2に記載の手法は、第1の貴金属粉末を含有する可塑性組成物をプレート状とし、所望の領域のプレート部分を除去し、除去したプレート部分に別の色を呈する第2の貴金属粉末を含有する可塑性組成物を詰め込んで焼結する方法である。
特許文献3に記載の手法は、焼結によって各々異なった色を呈する複数の貴金属可塑性組成物をブロック又はプレート状に予備成形し、これらを表裏模様が異なるように組み合わせて焼結する方法である。
しかし、これらの特許文献1〜3に記載の技術は、いずれも前記可塑性組成物が塑性変形できるいわば粘土状態で大雑把な組み合わせで接合する方法であって、接合面積(接合部分)が小さいと(少ないと)焼成後に分離してしまうため、接合面積(接合部分)が広い(多い)デザインの装飾金属焼結物品にしか適用できず、デザインに大きな制約があるもので、前記特許文献1〜3の何れの方法も、異なる色合いを有する異種金属が極めて複雑に絡み合うカフェアート調模様を形成する技法とは到底成り得ないものであった。
前記特許文献1および前記特許文献2には、純金粉末を含有する可塑性組成物は空気中、すなわち酸化雰囲気で焼結を行い、金75.0重量%、銀12.5重量%、銅12.5重量%の割合で混合した、いわゆるK18の合金金属を含有する可塑性組成物の場合は、アルゴンガス雰囲気中で焼結を行うことが記載されている。すなわち、銅をわずかに12.5重量%しか含まないK18の如き合金金属を含有する可塑性組成物でさえ、不活性雰囲気中で焼結を行わなければならないことが開示されている。
しかし、これらの特許文献1および特許文献2は何れも、異なる色を呈する金属粉末の可塑性組成物を物理的に組み合わせた状態で焼成する発明を提案しているにもかかわらず、例えば純金を含有する酸化雰囲気で焼成を行う可塑性組成物Aと、K18のごとき銅を含む不活性雰囲気中で焼成を行う可塑性組成物Bとを組み合わせた状態では、いかなる条件で焼成すべきかの開示は無い。
従って、上記特許文献1〜3に記載の技術によっては、従来から所望されていた複雑に絡み合い微細で流れるようなカフェアート調模様を施した装飾金属焼結物品を製作することは困難であった。特に、このような模様を有する装飾金属焼結物品は、例えばカルチャースクールや学校などにおいて、手軽に製作できるものではなかった。
銅と銅合金とから選択される1種以上の銅粉末と有機バインダと水とを含有し、該水の含有量が10〜35重量%である銅ペーストと、
銀と銀合金とから選択される1種以上の銀粉末と有機バインダと水とを含有し、該水の含有量が10〜35重量%である銀ペーストと、を用いて、前記銅ペーストの上面と前記銀ペーストの上面とを交互に並べて配置し、
前記銅ペーストの上面と前記銀ペーストの上面との並びを変形させることにより模様を描いて模様ペーストを形成し、その後該模様ペーストを乾燥させることにより模様部材を製作する[模様部材製作工程]と、
製作された前記模様部材を加工して、装飾物を形成する[装飾物形成工程]と、
前記装飾物を焼成して装飾物焼成体を得る[焼成体製作工程]と、
を含むことを特徴とするものである。
模様が施された装飾物の焼成は、還元雰囲気でも酸化雰囲気でもよい。還元雰囲気による焼成は、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガスを焼成中に流し続けなければならないことや炭素などの還元剤を装飾物と一緒に密封容器に入れて外部から加熱するなど、煩雑な手間がかかるので、酸化雰囲気(大気焼成)で行うのが好ましい。装飾物の焼成を酸化雰囲気で行うには、前記銅ペースト中の銅および銅合金から選択される1種以上の銅粉末を平均粒径10μm以下の銅粉末に限定することが特に好ましい。また、大気焼成でペーストを乾燥させたものの中の有機バインダの焼散・除去を行った後に、さらに還元焼成で銀粉末と銅粉末の焼結を強固に行うことも好ましい。このようにすることで、焼成後に表面の酸化膜が極めて少なく酸洗いが不要となる。
一方、上記した本発明の“銅合金”とは、銅の含有量が80重量%以上の合金を意味し、例えば青銅(ブロンズ)、砲金、白銅等が挙げられる。なお、酸化銅を含まない銅合金が好ましい。酸化銅を含まないことにより、酸化銀と同様に、ポーラスなものになることを回避することができる。
また、本発明においては、大気焼成は、大気中で焼成することを意味し、酸化雰囲気での焼成と同義である。また、還元雰囲気は、炭素等の還元剤(加熱時に銅造形体より酸化しやすい物)を乾燥後の装飾物(即ち乾燥装飾物)と一緒に密封容器に入れて外部から加熱する内部状態を含み、アルゴンガス雰囲気などの不活性雰囲気と同義に扱い、これらを含むものとする。
全体に対する水の含有量が10〜35重量%となるように、銀と銀合金とから選択される1種以上の銀粉末及び有機バインダを含有する組成物に対して水を混合し、前記銀ペーストを製作する[銀ペースト製作工程]と、を含むことを特徴とするものである。
初期から自然乾燥を行うと、銅の酸化が進み好ましくない。また、初期から加熱乾燥を行うと大きな変形が生じやすく好ましくない。ある程度乾燥が進めば、自然乾燥や加熱乾燥を行っても差し支えない。
ある程度乾燥が進んだ場合の加熱乾燥は、乾燥機、電気炉、ドライヤーなどで容易に行うことができる。加熱乾燥は、好ましくは乾燥温度80〜120℃で乾燥時間20〜40分である。
模様部材製作工程における乾燥は、後工程の装飾物形成工程において模様部材を曲げ加工等を行わず、乾燥状態で装飾物を形成するのに支障がない場合には、完全に乾燥を行ってよい。その際の乾燥の完了状態は、好ましくは、80〜120℃に加熱された乾燥装飾物から水蒸気が出ていない状態をいう。その確認は、例えば80〜120℃に加熱された前記乾燥装飾物にガラス板やステンレス板を近づけて結露が生ずるかどうかで判断できる。結露が生じなければ乾燥終了とみなしてよい。
また、前述した室温の風を送って乾燥を促進させて初期乾燥が進んだ後には、自然乾燥でもできるが、1日以上行うことが特に好ましい。乾燥した確認は、ドライヤーなどで加熱し、前述の如く結露しないことを確認することによって行われる。
なお、還元雰囲気焼成の具体的な方法は特に制限されないものの、例えば密閉した耐熱性容器(例えばステンレス製、アルタイト製等)内で炭素とともに焼成することにより還元雰囲気焼成ができる。
また、請求項5の装飾金属焼結物品の製造方法によれば、銅ペーストに含まれる銅と銅合金とから選択される1種以上の銅粉末を平均粒径10μm以下の銅粉末に限定すると共に、銅ペーストおよび銀ペーストに含まれる粉末を、それぞれ平均粒径が異なる特定の混合粉末とし、当該銅ペーストと当該銀ペーストとを組み合わせて模様形成・乾燥を施した乾燥装飾物を、所定の焼成温度と焼成時間で大気焼成しても、その造形を“そこなわずに”焼成できて、銅ペースト焼成部分(銅造形焼成部分)も銀ペースト焼成部分(銀造形焼成部分)も工芸や装飾用の焼結物品に必要な一定の強度を得ることができる。
これらの銅ペーストと銀ペーストとは、それぞれに平均粒径が異なる特定の混合粉末を用いたものであり、焼成後の線収縮率も同程度に低く抑えることができ、装飾物焼成体において一方の収縮が大きすぎて焼成後に剥がれたり形状を損なったりすることがない。
大気焼成によって銅ペースト焼成部分の表面が極薄く酸化しても、内部まで酸化の影響を受けることがない。そのため、簡単に銅ペースト焼成部分の表面の酸化膜が剥離でき、見栄えも工芸や装飾用の装飾金属焼結物品として十分に通用するものが得られる。なお、銀造形焼成部分については、銀ペースト中の銀合金成分によっては希に還元雰囲気で行った方が好ましい場合もあるが、一般的には大気焼成しても、特に支障なく行うことができる。
したがって、従来のように還元雰囲気による焼成を行わないので、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガスを焼成中に流し続けなければならない煩雑な手間や炭素などの還元剤を乾燥装飾物と一緒に密封容器に入れて外部から加熱するなどの煩雑な手間などが、回避でき、カルチャー教室などで気軽に適用できるようになる。
また、本発明では、銅ペーストと銀ペーストとを組み合わせて形成した乾燥装飾物を同時に(一度に)大気焼成するため、焼成設備を何度も使用することがないので、極めて効率的である。
なお、本発明に係わる銅、銅合金、銀、銀合金の“平均粒径”とは、中位径、中径、メディアン径、メジアン径または50%粒径とも言い、通常D50で表示されるもので、累積曲線の50%に対応する粒径を意味する。具体的には3本のレーザー散乱光検出機構を持つレーザー回折式粒度分布測定装置(マイクロトラック社製)を用い、測定条件を[粒子透過性:反射]と[真球/非球形:非球形]としたときに(粒子透過性の設定を反射に、真球/非球形の選定を非球形に設定したときに)測定される粒度分布のD50の値とする。
大気焼成では、電気炉を前記焼成温度に予熱しておき、その温度に保持された電気炉に前記装飾物を投入し、所定の温度を保持して前記焼成時間後に取り出して急冷すればよい。
銅ペーストは、銅および銅合金から選択される1種以上の銅粉末と有機バインダと水とを含有する。このような銅ペーストは、上記銅粉末と有機バインダと水とを混合し、ペースト状にすることで得られるものである。ここで、銅ペーストに含まれる水の量は10〜35重量%、好ましくは15〜30重量%である。
また、銀ペーストは、銀および銀合金から選択される1種以上の銀粉末と有機バインダと水とを含有する。このような銀ペーストは、上記銀粉末と有機バインダと水とを混合し、ペースト状にすることで得られるものである。ここで、銀ペーストに含まれる水の量は10〜35重量%、好ましくは15〜30重量%である。
好ましく使用される、銅ペーストに含まれる銅と銅合金とから選択される1種以上の銅粉末は、平均粒径0.1〜4.0μmの第1銅粉末を25〜75重量%含有し、残部が平均粒径4.0μmを越えて平均粒径10μm以下の第2銅粉末からなる銅混合粉末である。
また、好ましく使用される、銀ペーストに含まれる銀と銀合金とから選択される1種以上の銀粉末は、平均粒径0.1〜4.0μmの第1銀粉末を25〜75重量%含有し、残部が平均粒径4.0μmを越えて平均粒径40μm以下の第2銀粉末からなる銀混合粉末である。
前述のように銅は、赤銅(しゃくどう)色を有し、銅合金としては、錫(スズ)との銅合金である青銅(ブロンズ)、ニッケルとの銅合金である白銅(はくどう)など多くの色合いのものが知られている。
また、銀は、白銀(しろがね)色を有し、銀合金としては、例えば、前述した日本の品位検定制度で認められている銀の品位950、品位925、品位900および品位800のものやPdを1%添加した銀−Pd合金などを用いることができる。
これらの銅粉末、銅合金粉末、銀粉末、銀合金粉末としては、アトマイズ粉、還元粉など製造方法は特に指定はないが、粒子が球状に近い形状であることが好適に使用される。
また、大気焼成によって銅造形焼成部分の表面が極薄く酸化しても、内部まで酸化の影響を受けることがない。そのため、急冷や酸洗い、磨きなどにより簡単に銅造形焼成部分の表面の酸化膜が剥離でき、見栄えも十分工芸や装飾用の装飾金属焼結物品として十分に通用するものが得られる。
さらに好ましくは、平均粒径2.0〜3.0μmの第1銅粉末を30〜70重量%含有し、残部が平均粒径5〜10μmの第2銅粉末からなる銅混合粉末、および平均粒径2.0〜3.0μmの第1銀粉末を30〜70重量%含有し、残部が平均粒径5〜20μmの第2銀粉末からなる銀混合粉末がよい。
さらに添加物として、アニオン系、カチオン系、ノニオン系などの界面活性剤が挙げられる。上記界面活性剤は、銀粉末や銅粉末と有機バインダと水との混合性が良くなるという作用や保水性を向上させる作用を果たす。
水溶性のセルロース系バインダについては、前述のように可塑性を付与する作用を果たすが、水溶性のセルロース系バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カルボキシメチルセルロースカリウム、カルボキシメチルセルロースカルシウムなどが用いられ、水に溶解して用いる。
ポリエチレンオキサイドを用いる場合には、分子量10万〜数百万のポリエチレンオキサイドを0.1〜3重量%の範囲内のものを用いることが望ましい。
また、界面活性剤を用いる場合には、0.03〜3重量%の範囲内であることが望ましく、油脂を用いる場合には、0.1〜3重量%の範囲内であることが望ましい。
銅ペースト及び銀ペーストにそれぞれ含まれる、銅粉末及び銀粉末の量は特に制限されず、上記の水や有機バインダの含有割合に応じて適宜設定すればよい。ただし、銅粉末及び銀粉末の含有量が少なすぎると、収縮が大きくなり、焼結にも支障を生じ、多すぎると、その分、有機バインダ及び水の割合が少なくなって、造形に支障を生ずる。
さらに、密着性向上剤として炭酸鉛、炭酸リチウム、酸化亜鉛、リン酸、炭酸ナトリウム、酸化バナジウム、珪酸ナトリウム、リン酸塩などから選ばれる金属化合物粉末又はガラス粉末を加えても良い。
また、可塑性を改善する目的で、リグニンの如きフェニルプロパンを骨格とする構成単位体が縮合してなる網状高分子、グリセリン、ジグリセリン、イソプレングリコール、1,3ブチレングリコール、流動パラフィン、アルコール類、油脂、フタル酸、フタル酸−n−ジオクチル、フタル酸−n−ジブチル、ポリビニルアルコールを加え、必要に応じて界面活性剤、表面活性剤を加えても良い。
さらに、焼成時の変形を防止する目的で酸化ジルコニウムなどの金属酸化物を添加しても良い。これは、金属酸化物によって焼結を遅らせることで、有機バインダが燃焼した際に発生するガスなどが外部へ拡散するための通路を形成する効果がある。
この工程では、はじめに、上記の銅ペースト及び銀ペーストを交互に配置する。
ここで、本発明において上記のように、「銀ペースト及び銅ペーストを交互に配置する」とは最も広義に解釈されるべきであって、如何なる限定解釈もされないものとする。即ち、例えば銀ペーストの上面の少なくとも一部に銅ペーストを積層したもの(積層する銅ペーストの形状としては、例えば直線状、矩形等の多角形状、環状、円形状等の形状とすることができる。)とすることができる。図1に、型内に、銅ペースト及び銀ペーストを交互に配置した一例を示す。図1の型内において、銀ペースト部分は白色で、銅ペースト部分はドット柄で示している。
そして、以上のようにして模様を描くことにより、模様ペーストを形成することができる。
乾燥手段、乾燥条件等の乾燥方法に特に制限は無いが、少なくとも乾燥初期には、上記模様ペースト近傍に室温の風を送って乾燥を促進させる乾燥を行うことが好ましい。具体的には、例えば型内部に模様ペーストが形成されている場合、模様ペーストの表面に平行な方向にドライヤー等を用いて気流を形成させることが好ましい。このようにすることで模様ペーストの上面近傍にて気流(空気の乱れ)が生じ、その結果、間接的に模様ペーストを乾燥させることができる。
乾燥初期の自然乾燥は、水分の多い状態で銅を放置するので、銅の酸化が進み好ましくない。加熱乾燥は、乾燥初期で行うと部材の変形が生じやすいので好ましくない。しかし、ある程度乾燥がすすみ、例えば型から取り出せる状態になれば、加熱乾燥や自然乾燥を行ってもよい。
前述のように、上記模様ペースト近傍に室温の風を送って乾燥を促進させて行う場合、銅ペースト及び銀ペーストの水分量が多い場合には、直接風を当てると形成した模様が変形するので直接風を当てない方が好ましい。他方、銅ペースト及び銀ペーストの水分量が少ない場合には、直接風を当てても形成した模様が変形することがないので、直接風を当てても差し支えない。よって、本発明における、乾燥を促進させるために室温の風を送る上記模様ペースト近傍とは、直接風が当たる場合や当該部材に直接風が当たらない場合も含み広義に解するものとする。
模様部材製作工程における乾燥は、上記のように、後工程の装飾物形成工程において模様部材を曲げ加工等を行わず、乾燥状態で装飾物を形成するのに支障がない場合には、完全に乾燥させてよい。
ある程度乾燥が進んだ状態、例えば型から取り出せる状態になった後は、乾燥温度80〜180℃、乾燥時間10〜60分の加熱乾燥とすることができる。加熱乾燥を行う場合、加熱乾燥は、乾燥機、電気炉、ドライヤーなどで行うことができ、好ましくは乾燥温度80〜120℃で乾燥時間20〜40分である。
乾燥の完了状態は、好ましくは、80〜120℃に加熱された前記装飾物(乾燥装飾物)から水蒸気が出ていない状態をいう。その確認は、例えば80〜120℃に加熱された前記乾燥装飾物にガラス板やステンレス板を近づけて結露が生ずるかどうかで判断できる。結露が生じなければ乾燥終了とみなしてよい。
同様に、ある程度乾燥が進んだ状態、例えば型から取り出せる状態になった後に、自然乾燥を行うことができるが、その場合1日以上行うことが特に好ましい。乾燥した確認は、ドライヤーなどで加熱し、前述の如く結露しないことを確認することによって行われる。さらに必要に応じて、乾燥後にヤスリやサンドペーパー等で乾燥装飾物に更に加工を加える。
以上のようにして、模様部材を製作することができる。
ただし、このように完全に乾燥させない場合、後述する装飾物形成工程と焼成体製作工程との間で、完全に模様部材を乾燥させる工程を設けることが特に好ましい。
この工程では、前記[模様部材製作工程]を経て得られた模様部材を加工し、装飾物を形成する。
模様部材から装飾物を形成する具体的な手法は特に限定されるものではなく、どのように模様部材を加工してもよい。必ずしも立体的な造形をしなくてもよく、平坦状のままでもよい。
この装飾物形成工程は、前記特許文献1では単にプレートを巻回して円筒状の混合体を作製するだけであって、実質的に行われない工程である。また、この装飾物形成工程は、例えば所望の形状に上記の模様部材を切断するのみ等、労力的にも殆ど必要なく極めて容易に実施できる。
なお、装飾物の具体的な形態としては特に制限されるものではなく、例えば指輪(リング)、ブローチ、ペンダント、ピアス等の形態とすることができる。
また、用いる模様部材は、そのまま(即ち平板状のまま)用いて装飾物を形成してもよく、両端角を削り、長手方向に垂直な方向の断面が丸みを有する(即ち、断面が円弧形状を有する)形状に加工したものを用いて装飾物を形成してもよい。また、より均一な平板形状となるように四辺を切断し、得られた平板形状の模様部材を装飾物として用いてもよい。さらに、はじめに平板状(帯状)の模様部材を製作し、当該模様部材をリング状に繋げて装飾物を形成してもよい。具体的には、型から模様部材を取り外した後、例えば湿らせたハンドタオル等を用いて模様部材を柔らかくし、その後模様部材を木芯棒に巻回して模様部材の両端を接合することにより、リング状の装飾物を形成することができる。このようにすることで、美麗な模様が施された装飾物を形成することができる。
この工程では、前記[装飾物形成工程]を経た装飾物を焼成して装飾物焼成体を得る。
前述のように装飾物の焼成は、還元雰囲気での焼成でも大気焼成(酸化雰囲気)でもよい。
大気焼成の場合は、660〜770℃にて3〜40分、好ましくは700〜750℃にて10〜15分で焼成することが特に好ましく、銅含有可塑性組成物の造形体を焼成する場合に比べて低い温度、短い時間にて焼成する。
ちなみに、銅含有可塑性組成物のみの造形物の大気焼成の条件としては、粉末が純銅である銅含有可塑性組成物の焼成温度は、990℃×3分〜6分、980℃×4分〜15分、970℃×5分〜30分、950℃×5分〜40分、850℃×10分〜50分、800℃×30分〜60分、が目安であり、好ましくは850℃〜980℃、さらに好ましくは950℃〜970℃である。
大気焼成の場合は、電気炉を前記焼成温度に予熱しておき、その温度に保持された電気炉に前記装飾物を投入し、所定の温度を保持して前記焼成時間後に取り出して急冷すればよい。この場合、従来のように還元雰囲気による焼成を行わないので、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガスを焼成中に流し続けなければならない煩雑な手間や炭素などの還元剤を装飾物と一緒に密封容器に入れて外部から加熱するなどの煩雑な手間などが回避でき、カルチャースクールなどで気軽に適用できるようになる。
なお当然、還元性雰囲気でも同様の温度で焼成できるのは無論であるが、好ましくは前記焼成温度をより高く、前記焼成時間をより長くするとよい。
さらに、例えば、有機バインダを燃焼させるために前半を大気焼成し、後半を還元雰囲気で焼成してもよい。この場合の一例を挙げると、前半の大気焼成が室温から350℃〜450℃に達したら電気炉等の加熱源から前記装飾物を直ちに取り出し、または温度350℃〜450℃に維持された電気炉等の加熱源に投入して大気焼成し5分〜30分後に加熱源から前記装飾物を取り出し、次いでこの大気焼成した装飾物と炭素などの還元剤と一緒に入れて密封したステンレス容器を電気炉に投入し、室温から700℃〜800℃まで加熱、その後その温度を30分〜9時間保持することによって還元雰囲気焼成することができる。
なお、前述の温度350℃〜450℃に維持された電気炉等の加熱源に投入した際には、炉内温度が一時的に低下するが、電気炉のサーモスタット等の自動温度調節器にてすぐに温度350℃〜450℃に維持される。
アルゴンガス雰囲気での焼成は、電気炉にアルゴンガスを流通して大気が入り込まないようにして焼成することを意味し、還元雰囲気焼成の一態様である。
この工程は、必ずしも必要ではない。前記[焼成体製作工程]において、炭素などの還元剤と一緒に入れて密封したステンレス容器を用いて還元焼成し、そのまま容器内で室温まで冷却した場合は、酸化膜が生じないので、この表面酸化膜除去工程を省略できる。
前記[焼成体製作工程]の全体を大気焼成した場合には、この工程を行うのが好ましい。この工程では、前記装飾物焼成体を急冷または酸洗いまたは磨きを行って表面に形成された酸化膜を除去する。
この急冷、酸洗い、磨きについては、この種の貴金属含有可塑性組成物の焼成技術としては、公知の技術であって、酸洗いは、硫酸水素ナトリウムなどの酸洗い用固形酸剤(市販品)の水溶液や希硫酸に5〜10分程度つけて必要に応じてブラシなどで研磨してすぐに水洗する。磨きは、磨きへら、糸バフ、リューター、サンドペーパー、ステンレスブラシなど各種の磨き材料が市販されているので、適宜にこれらを用いて研磨する。
(銅ペースト形成工程)
銅含有可塑性組成物を構成する銅粉末は、純銅であり、平均粒径2.5μmの第1銅粉末50重量%(45重量%)と、平均粒径10μmの第2銅粉末50重量%(45重量%)とを混合した銅混合粉末を用意した。この銅混合粉末90重量%と、有機バインダとしてのメチルセルロース1.20重量%、カルボキシメチルセルロースナトリウム0.30重量%及び水8.50重量%とを十分に混合して粘土状の銅含有可塑性組成物とした。
銀含有可塑性組成物を構成する銀粉末は、純銀であり、平均粒径2.5μmの第1銀粉末50重量%(46重量%)と、平均粒径20μmの第2銀粉末50重量%(46重量%)とを混合した銀混合粉末を用意した。この銀混合粉末92重量%と、有機バインダとしてのデンプン0.7重量%、セルロース0.8重量%、残部を水とした水溶性バインダを十分に混合して粘土状の銀含有可塑性組成物とした。
はじめに、アグサジャパン社製「ブルーミックス」を用いて、シリコン型を製作した。そして、製作したシリコン製の型の底部に、上記製作した銀含有可塑性組成物を厚さ1mmとなるように詰め、さらに銀含有可塑性組成物の表面に筆を用いて水を塗布した。このように銀含有可塑性組成物の表面に水を塗布することにより、後述する銀ペーストや銅ペーストを交互に並べて配置する際に、ペーストと銀含有可塑性組成物内との親和性を向上させ、ペーストが空気(気泡)を巻き込むのを防止することができる。
型10内底部に銀含有可塑性組成物1を詰めた様子を模式的に表したものを図8に示す。
次に、一角を切断した上記銅ペーストが充填された袋11を用いて、銀含有可塑性組成物1の上表面に対して銅ペースト2を配置した。その様子を図9に示す。
模様部材16の表面に対して棒ヤスリで表面を平坦化した。その後、図15に示すように、模様部材16の縁部を、のこぎり(オルファ社製「アートナイフ プロ」)を用いて切断した。そして、模様部材16の上面に型紙17を置き、模様部材16の上表面に型紙17の形状を鉛筆で書き写した。
装飾物18を、耐火性のセラミックスファイバーからなるボード(商品名:カオウールボード)に配置し、電気炉を用いて大気焼成を行った。大気焼成の条件としては、電気炉に装飾物18を入れた後室温から450℃まで昇温し、その後直ちに取り出した。
その後、表面に対して酸洗いと研磨を行い、チェーンを取り付け、最終的に得られた装飾物焼成体(装飾金属焼結物品)を得た。得られた装飾物焼成体19を図17に示す。図17に示すペンダント状の装飾金属焼結物品(装飾物焼成体)19においては、黒色で示した部分が銅であり、白色で示した部分が銀である。図17に示すように、装飾金属焼結物品19の表面には鮮やかなカフェアート調模様が形成されていた。
実施例1で製作した銀含有可塑性組成物、銅ペースト及び銀ペーストを用い、装飾金属焼結物品として指輪を製造した。
はじめに、銀含有可塑性組成物をひも状に伸ばし、さらに約1mm厚に伸ばして帯状の銀含有可塑性組成物を形成した。そして、付箋紙を巻回した木芯棒に、形成した帯状の銀含有可塑性組成物をさらに巻回して乾燥させた。乾燥させた銀含有可塑性組成物表面に水を塗布し、上記の銅ペースト及び銀ペーストを交互に並べて配置した。その後、実施例1と同様にして針を用いて模様を描き、乾燥させた。乾燥後木芯棒から取り外し、その後は実施例1と同様にして装飾金属焼結物品を製作した。製作した装飾金属焼結物品を図18に示す。図18に示す装飾金属焼結物品20は、その内周側に銀プレートが設けられ、外周表面には鮮やかなカフェアート調模様が形成されていた。
20 装飾金属焼結物品(指輪)
Claims (7)
- 銅と銅合金とから選択される1種以上の銅粉末と有機バインダと水とを含有し、該水の含有量が10〜35重量%である銅ペーストと、
銀と銀合金とから選択される1種以上の銀粉末と有機バインダと水とを含有し、該水の含有量が10〜35重量%である銀ペーストと、を用いて、前記銅ペーストの上面と前記銀ペーストの上面とを交互に並べて配置し、
前記銅ペーストの上面と前記銀ペーストの上面との並びを変形させることにより模様を描いて模様ペーストを形成し、その後該模様ペーストを乾燥させることにより模様部材を製作する模様部材製作工程と、
製作された前記模様部材を加工して、装飾物を形成する装飾物形成工程と、
前記装飾物を焼成して装飾物焼成体を得る焼成体製作工程と、
を含むことを特徴とする装飾金属焼結物品の製造方法。 - 全体に対する水の含有量が10〜35重量%となるように、銅と銅合金とから選択される1種以上の銅粉末及び有機バインダを含有する組成物に対して水を混合し、前記銅ペーストを製作する銅ペースト製作工程と、
全体に対する水の含有量が10〜35重量%となるように、銀と銀合金とから選択される1種以上の銀粉末及び有機バインダを含有する組成物に対して水を混合し、前記銀ペーストを製作する銀ペースト製作工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の装飾金属焼結物品の製造方法。 - 前記模様部材製作工程において行われる乾燥は、少なくとも初期においては、前記模様ペースト近傍に室温の風を送って乾燥を促進させて行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の装飾金属焼結物品の製造方法。
- 前記焼成体製作工程が、室温から大気焼成で350℃〜450℃に達したら加熱源から前記装飾物を直ちに取り出し、または温度350℃〜450℃に維持された加熱源に投入して大気焼成し5分〜30分後に加熱源から前記装飾物を取り出し、次いで還元雰囲気焼成で、室温から700℃〜800℃まで加熱、その後その温度を30分〜9時間保持することを特徴とする請求項1又は2に記載の装飾金属焼結物品の製造方法。
- 前記銅ペーストに含まれる銅と銅合金とから選択される1種以上の銅粉末は、平均粒径0.1〜4.0μmの第1銅粉末を25〜75重量%含有し、残部が平均粒径4.0μmを越えて平均粒径10μm以下の第2銅粉末からなる銅混合粉末であり、
前記銀ペーストに含まれる銀と銀合金とから選択される1種以上の銀粉末は、平均粒径0.1〜4.0μmの第1銀粉末を25〜75重量%含有し、残部が平均粒径4.0μmを越えて平均粒径40μm以下の第2銀粉末からなる銀混合粉末であり、
前記焼成体製作工程の全体が、大気焼成で行われることを特徴とする請求項1又は2に記載の装飾金属焼結物品の製造方法。 - 前記焼成体製作工程が、焼成温度660〜770℃、焼成時間3〜40分であることを特徴とする請求項5に記載の装飾金属焼結物品の製造方法。
- 請求項1又は2に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする装飾金属焼結物品。
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