JP5948551B2 - 装身具用合金 - Google Patents

Description

本発明は、身体に着ける装身具に供する装身具用合金の改良に関する。

宝飾用貴金属として、白金、金、銀（何れも合金を含む。）が、古くから愛用されてきた。中でも、白金は金に劣らぬ人気があるが、材料の高騰及び資源の枯渇が問題となる。
そこで、白金の代替品が研究され、各種の代替品が提案されている（例えば、特許文献１（請求項１）参照。）。

特許文献１は、パラジウムを９５．０質量％、プラチナ（白金）を１．０質量％、ルテニウムを４．０質量％含むことを特徴とする宝飾装身具用パラジウム合金を提案するものである（請求項１）。

白金の大部分が、入手容易で安価なパラジウムに置き換えるため、低価格化が図られると共に省資源化が図られる。

しかし、本発明者らが試作し検討した結果、次に述べる新たな問題があることが判明した。
まず、特許文献１のプラチナ（白金）を１．０質量％、ルテニウムを４．０質量％では、得られた装身具の硬度が低下し、装身具の表面に擦り傷ができ易い。
また、ルテニウムの影響で、得られた装身具の輝きが鈍く、くすんだ印象を与える。

また、装身具は鋳造で製造される場合があるが、得られた装身具は、鋳造欠陥（巣、凝固収縮割れ）が出やすい。
さらに、少量ではあるが、白金が含まれるため、白金の使用をゼロにすることが望まれる。

そのため、従来から、白金を用いないで、硬く、表面が輝き、鋳造欠陥が出にくい装身具用合金が要望されてきた。

特開２０１０−２６１０９６公報

本発明は、白金を用いないで、硬く、表面が輝き、鋳造欠陥（巣、凝固収縮割れ）が出にくい装身具用合金を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、身体に着ける装身具に供する装身具用合金であって、
９５質量％のパラジウムと、残部が第１の金属及び第２の金属からなり、
前記装身具は指輪であり、
前記第１の金属は、２．０〜３．０質量％のニオブであり、
前記第２の金属は、２．０〜３．０質量％のガリウムであることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、身体に着ける装身具に供する装身具用合金であって、
９５質量％のパラジウムと、残部が第１の金属及び第２の金属からなり、
前記装身具は指輪であり、
前記第１の金属は０．５質量％のイットリウムであり、
前記第２の金属は４．５質量％の銀であることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、白金を用いない。そして、装身具は指輪であり、第１の金属は２．０〜３．０質量％のニオブであり、第２の金属は２．０〜３．０質量％のガリウムとすることで、硬さおよび鋳造性とも良好にする。
よって、本発明によれば、白金を用いないで、硬く、表面が輝く装身具用合金が提供される。

請求項２に係る発明では、白金を用いない。そして、装身具は指輪であり、第１の金属は０．５質量％のイットリウムであり、第２の金属は４．５質量％の銀とすることで硬さおよび鋳造性とも良好にする。
よって、本発明によれば、白金を用いないで、硬く、表面が輝く装身具用合金が提供される。

本発明に係る装身具用合金鋳物の斜視図である。 平板鋳物の正面図である。 リング鋳物の正面図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

図１に示すように、装身具用合金鋳物１０は、少なくとも、薄い平板鋳物１１と、指輪の元となるリング鋳物１２を含む。
このような装身具用合金鋳物１０から、硬さ、明るさ及び鋳造性の情報を得ることができる。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、平板鋳物１１は、矩形状を呈する。
（ａ）に示す平板鋳物１１は、鋳造欠陥が認められないところの良品である。
一方、（ｂ）に示す平板鋳物１１は、表面に亀裂１３が認められたため、不良品となる。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、リング鋳物１２は、文字通り円環形状を呈する。
（ａ）に示すリング鋳物１２は、鋳造欠陥が認められないところの良品である。
一方、（ｂ）に示すリング鋳物１２は、割れ１４、１４が認められたため、不良品となる。

本発明者らは、９５質量％のパラジウムと、第１の金属と、第２の金属とからなる合金において、第１の金属の種類及び成分割合と、第２の金属の種類及び成分割合を変更しながら、第１の金属及び第２の金属を特定するために種々の確認実験を行った。

以下、その詳細を説明する。
○試料の作製：
合金は、次の表に示すように、合金Ｎｏ．１〜合金Ｎｏ．９を準備した。

すなわち、第１の金属はゲルマニウム、ニオブ、イットリウムの１種とし、第２の金属はスズ、銀、金、ガリウム、インジウム、ルテニウムの１種とした。

なお、合金Ｎｏ．９は、従来の技術で述べた合金（パラジウム９５．０質量％、白金１．０質量％、ルテニウム４．０質量％）の代替品である。すなわち、代替品は、白金をルテニウムに置き換えたことにより、パラジウム９５．０質量％とルテニウム５．０質量％からなる。

組成の表記が長文であるため、「略号」に示すように略記した。以下、これらの略号を用いる。
合金Ｎｏ．１〜合金Ｎｏ．９を用いて、ロストワックス精密鋳造法により、図１に示す装身具用合金鋳物１０を各々作製した。
得られた鋳物を、試料０１〜試料０９と呼称する。

○硬さの測定と評価：
試料０１〜試料０９のビッカース硬さ（Ｈｖ）を測定した。測定結果を次表に示す。

測定により得た硬さは、９８〜１６５の範囲に分散した。
大きな硬さが望まれるため、Ｈｖ１００未満を「×」、Ｈｖ１２０以上を「○」、これらの中間を「△」として評価した。

○明るさの測定と評価：
試料０１〜試料０９の明るさ（Ｌ＊）を測定した。測定結果を次表に示す。

測定により得た明るさは、８２．９１〜８５．５４の範囲に分散した。
明るい程よいので、Ｌ＊８３未満を「×」、Ｌ＊８３以上を「○」として評価した。

○表面観察及び鋳造性の評価：
試料０１〜試料０９における平板鋳物（図２）とリング鋳物（図３）を対象に、表面を観察した。観察結果を次表に示す。

平板については、観察で、亀裂が無ければ「○」、亀裂が有れば「×」とした。
リングについては、観察で、割れが無ければ「○」、割れが有れば「×」とした。
平板とリングの観察結果を合わせて、○が２つであれば評価は「○」、○が１つであれば評価は「△」、○が無ければ評価は「×」とした。

○総合評価：
表２の評価と表３の評価と表４の評価を一覧にしたものを次に示す。

総合評価は、○が３つで「◎」、○が２つで△が１つであれば「○」、○が２つで×が１つであれば「△」、×が２つ以上であれば「×」とする。

○第１次考察：
総合評価が○又は◎である、試料０１〜試料０４、及び試料０６〜試料０７ついては、十分に実用に耐えると考えられる。
すなわち、９５質量％のパラジウムと、残部が第１の金属及び第２の金属からなり、第１の金属は、ニオブ、ゲルマニウム、イットリウムの１種であり、第２の金属は、金、銀、ガリウム、スズの１種である装身具用合金が、実用に供される。

総合評価が◎である、試料０４と試料０６は、硬さ、明るさ、鋳造性の全てが良好であるため、特に大きな引張り強さが求められる指輪に、供することができる。
すなわち、９５質量％のパラジウムと、３質量％のニオブと、２質量％のガリウムからなる指輪、又は、９５質量％のパラジウムと、０．５質量％のイットリウムと、４．５質量％の銀からなる指輪が推奨される。

または、従来品に相当する試料０９より高品質であれがよく、ある程度の品質の低下が容認される場合は、総合評価が◎、○、△までが提供される。
この場合は、９５質量％のパラジウムと、残部が第１の金属及び第２の金属からなり、第１の金属は、ニオブ、ゲルマニウム、イットリウムの１種であり、第２の金属は、金、銀、ルテニウム、ガリウム、インジウム、スズの１種であることを特徴とする装身具用合金が提供される。

尚、装身具は、指輪の他、ネックレス、ブローチ、ピアス、髪飾りなどの身体に着ける小物であれば、種類は問わない。

○追加測定：
試料を増やし、試料０１〜０９と同様の上記手順で、硬さ、明るさ及び鋳造性を測定した。なお、便宜的に、試料０１〜０９の内容を以下の表中に、再掲した。

○試料１０〜１２：
第１金属をゲルマニウムとし、第２金属をスズとして、各々の体積％を変更しつつ、測定し、評価を実施した。

表の下に、○、△、×などの評価値（試料０１〜０９で用いた値と同じ。）を明記し、得られた硬さ、明るさ、鋳造性を評価し、この評価に基づいて総合評価を行った。試料１０において、網線枠で囲んだ３つの評価から、総合評価を決定した。以下同様。

ある程度の品質でよければ、総合評価が△以上であればよく、試料１０、０１、１１、１２が採用可能である。結果、第１の金属は０．５〜２．０質量％のゲルマニウムであり、第２の金属は３．０〜４．５質量％のスズである装身具用合金が提供される。
それ以上の品質が要求される場合は、総合評価は○以上が必要であり、試料１０、０１、１１が採用可能である。結果、第１の金属は０．５〜１．５質量％のゲルマニウムであり、第２の金属は３．５〜４．５質量％のスズである装身具用合金が提供される。

○試料１３〜１６：
第１金属をニオブとし、第２金属を銀として、各々の体積％を変更しつつ、測定し、評価を実施した。

ある程度の品質でよければ、総合評価が△以上であればよく、試料０２、１３〜１６が採用可能である。結果、第１の金属は０．５〜３．０質量％のニオブであり、第２の金属は２．０〜４．５質量％の銀である装身具用合金が提供される。
それ以上の品質が要求される場合は、総合評価は○以上が必要であり、試料０２、１３、１４が採用可能である。結果、第１の金属は０．５〜１．５質量％のニオブであり、第２の金属は３．５〜４．５質量％の銀である装身具用合金が提供される。

○試料１７〜２０：
第１金属をニオブとし、第２金属を金として、各々の体積％を変更しつつ、測定し、評価を実施した。

ある程度の品質でよければ、総合評価が△以上であればよく、試料０３、１７〜１９が採用可能である。結果、第１の金属は０．５〜２．０質量％のニオブであり、第２の金属は３．０〜４．５質量％の金である装身具用合金が提供される。
それ以上の品質が要求される場合は、総合評価は○以上が必要であり、試料０３、１７、１８が採用可能である。結果、第１の金属は０．５〜１．５質量％のニオブであり、第２の金属は３．５〜４．５質量％の金である装身具用合金が提供される。

○試料２１〜２３：
第１金属をニオブとし、第２金属をガリウムとして、各々の体積％を変更しつつ、測定し、評価を実施した。

ある程度の品質でよければ、総合評価が△以上であればよく、試料０４、２１〜２３が採用可能である。結果、第１の金属は１．０〜４．０質量％のニオブであり、第２の金属は１．０〜４．０質量％のガリウムである装身具用合金が提供される。
それ以上の品質が要求される場合は、総合評価は○以上が必要であり、試料０４、２１、２２が採用可能である。結果、第１の金属は１．０〜３．０質量％のニオブであり、第２の金属は２．０〜４．０質量％のガリウムである装身具用合金が提供される。

上述したように、さらにそれ以上の品質が要求される場合は、総合評価が◎が必要であり、試料０４、２２が採用される。結果、第１の金属は２．０〜３．０質量％のニオブであり、第２の金属は２．０〜３．０質量％のガリウムである装身具用合金が提供される。

○試料２４〜２６：
第１金属をニオブとし、第２金属をインジウムとして、各々の体積％を変更しつつ、測定し、評価を実施した。

ある程度の品質でよければ、総合評価が△以上であればよく、試料０５、２５、２６が採用可能である。結果、第１の金属は２．０〜４．０質量％のニオブであり、第２の金属は１．０〜３．０質量％のインジウムである装身具用合金が提供される。

○試料２６〜２９：
第１金属をイットリウムとし、第２金属を銀として、各々の体積％を変更しつつ、測定し、評価を実施した。

なお、試料２８、２９は、鋳造品の形が崩れてしまったので、鋳造性の評価を最悪の××とした。そのため、総合評価は△ではなく、×とした。
ある程度の品質でよければ、総合評価が△以上であればよく、試料０６、２７が採用可能である。結果、第１の金属は０．５〜１．０質量％のイットリウムであり、第２の金属は４．０〜４．５質量％の銀である装身具用合金が提供される。

また、上述したように、高い品質が要求される場合は、総合評価が◎が必要であり、試料０６が採用される。結果、第１の金属は０．５質量％のイットリウムであり、第２の金属は４．５質量％の銀である装身具用合金が提供される。

○試料３０〜３２：
第１金属をイットリウムとし、第２金属を金として、各々の体積％を変更しつつ、測定し、評価を実施した。

なお、試料３１、３２は、鋳造品の形が崩れてしまったので、鋳造性の評価を最悪の××とした。そのため、総合評価は△ではなく、×とした。
品質が要求される場合は、総合評価は○以上が必要であり、試料０７、３０が採用可能である。結果、第１の金属は０．５〜１．０質量％のイットリウムであり、第２の金属は４．０〜４．５質量％の金である装身具用合金が提供される。

○試料３３〜３５：
第１金属をイットリウムとし、第２金属をルテニウムとして、各々の体積％を変更しつつ、測定し、評価を実施した。

ある程度の品質でよければ、総合評価が△以上であればよく、試料０８、３３、３４６が採用可能である。結果、第１の金属は０．５〜１．０質量％のイットリウムであり、第２の金属は３．５〜４．５質量％のルテニウムである装身具用合金が提供される。
それ以上の品質が要求される場合は、総合評価は○以上が必要であり、試料３３が採用可能である。結果、第１の金属は０．５質量％のイットリウムであり、第２の金属は４．５質量％のルテニウムである装身具用合金が提供される。

本発明の合金は、装身具の素材に好適である。

１０…装身具用合金鋳物。

Claims (2)

1. 身体に着ける装身具に供する装身具用合金であって、
   ９５質量％のパラジウムと、残部が第１の金属及び第２の金属からなり、
   前記装身具は指輪であり、
   前記第１の金属は、２．０〜３．０質量％のニオブであり、
   前記第２の金属は、２．０〜３．０質量％のガリウムであることを特徴とする装身具用合金。
2. 身体に着ける装身具に供する装身具用合金であって、
   ９５質量％のパラジウムと、残部が第１の金属及び第２の金属からなり、
   前記装身具は指輪であり、
   前記第１の金属は、０．５質量％のイットリウムであり、
   前記第２の金属は、４．５質量％の銀であることを特徴とする装身具用合金。

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