JPH1081901A - 芳香白金族及び白金族合金品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】装身具や置物等の白金族及び白金族合金製装飾
品がそれに要求される審美性に富む形状、及び、模様を
具備すると共に長時間に亘って芳香性を保持し得る芳香
白金族及び白金族合金製品。 【解決手段】粒径が１〜１０６μｍの真球状である白金
族及び白金族合金微粉末をロスト・ワックス法により造
形した石膏鋳型に充填後、無圧縮状態にて焼結加熱を行
って成る焼結成形体に香料を含浸させた、白金族及び白
金族合金の焼結成形体に香料を含浸させた芳香白金族及
び白金族合金品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】開示技術は、装身具や置物等の白
金族及び白金族合金製装飾品がそれに要求される審美性
に富む形状、及び、模様を具備すると共に長時間に亘っ
て芳香性を保持し得る所謂芳香白金族及び白金族合金製
品の技術分野に属する。

【０００２】

【要旨の概要】この出願の発明は置物等の装飾品の白金
族及び白金族合金品としての審美性に富む形状、及び、
模様を創出し、猶且つ香料の適度な浸透性、及び、発散
持続性を有することが出来る芳香白金族及び白金族合金
品、及び、その製造方法に関する発明であり、特に、粒
径が１μｍ以上１０６μｍ以下の白金族及び白金族合金
のうち少くとも一種の真球状白金族及び白金族合金微粉
末、望ましくは遠心噴霧法より得られた真球状白金族及
び白金族合金微粉末をロスト・ワックス法により造形し
た石膏鋳型の空洞部に緻密に充填し、無圧縮の状態のま
ま大気中加熱炉、或いは、真空加熱炉にて９００℃で３
時間一次焼結処理を行い、鋳型破壊後焼結成形品を採り
出し充填された真球状粉末の粒子間の点接触のネック部
で粒子相互の接合を促進させると共に良好な拡散を生じ
させ、強固な多孔質焼結成形体を作成するべくアルミナ
コーティング容器に収納して１５００℃で３時間二次焼
結処理し、所定の香料を含浸させて芳香白金族及び白金
族合金品とし、又は、鋳型の型ばらし後の該焼結成形体
にバフ加工等による研磨等の表面仕上げ処理を行ってそ
の後に所定の香料を含浸させた芳香白金族及び白金族合
金品、及び、その製造方法に係わる発明である。

【０００３】

【従来の技術】当業者に周知の如く、従来より焼結金属
成形体に香料を含浸させた芳香金属品を得る技術が知ら
れており、例えば、装身具や置物等の装飾品に利用され
ている。

【０００４】さりながら、素材の金属粉末の焼結時に
は、一般的に熱収縮が生じ、精度の良い充分な多孔性を
有した焼結成形体を得ることは困難であり、そのため、
当該香料を長時間に亘って含浸状態に保持することが出
来ないという不具合があった。

【０００５】就中、装飾品に要求される審美性に富む所
定の複雑形状を具備し、猶且つ香料の確実な浸透性、及
び、適度な持続的発散性を有することが出来る芳香金属
品を得ることは極めて困難である難点があった。

【０００６】これに対し、出願人は先に特願平３−２５
７２４１号（特開平５−１７９３７４号公報）発明を案
出し、金及び金系合金（銀を含む）の芳香貴金属品の実
用化を図った。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、該種貴
金属は高融点の故に白金の真球状微粉末使用が出来ない
ネックを有していたために、当該白金及び白金合金を対
象化出来ないことにより装飾品の完全なニーズに応えら
れないという不都合さがあった。

【０００８】

【発明の目的】この出願の発明の目的は、上述従来技術
に基づく芳香白金族及び白金族合金の創出の問題点を解
決すべき技術的課題とし、精度の良い充分な多孔性を有
し長時間に亘って芳香性を保持し得、且つ、装飾品に要
求される審美性に富む複雑形状を創出し得るようにして
デザイン産業に於ける装飾品製造技術に益する優れた芳
香白金族及び白金族合金品、及び、その製造方法を提供
せんとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段・作用】上述目的に沿い、
先述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成
は、前述課題を解決するために、遠心噴霧法等の所定の
手段を介して得た真球状の白金族及び白金族合金微粉末
をロストワックス法による造形鋳型に充填後、無圧縮状
態で９００℃で３時間の一次焼結を大気加熱処理で行
い、又は、無圧縮下にて真空加熱処理を行って一次焼結
成形体とし、鋳型破壊後成形品を採り出して該一次焼結
品をアルミナコーティング容器内に収納して１５００℃
で３時間二次焼結を行ってネックの強固な連結を促進
し、次いで、該焼結成形体に所定の香料を含浸させ、又
は、該成形体のバフ加工等の表面仕上げ処理後に当該香
料を含浸させ、装飾品に要求され審美性を有する形状・
模様を具備させると共に長時間に亘って芳香の保持、発
散を可能にすることが出来るようにした技術的手段を講
じたものである。

【００１０】

【発明の基礎】次に、この出願の発明の構成要件の条件
限定について実験、及び、理論、解析から得られた知見
に基づいて説明する。

【００１１】先ず、白金族及び白金族合金微粉末として
真球状の白金族及び白金族合金微粉末を用いるのは、高
融点の白金粉末でも真球状微粉末のために複雑・精密な
鋳型の空洞部に緻密な充填を隈なく確実に行うことを可
能とさせ、且つ、加熱処理によって真球状粉末の粒子間
の接合部（ネック部）を拡散接合させることにより精度
の良い充分な多孔質状にされた焼結成形体を得ることを
可能とし、その結果、所望の香料の含浸、及び、発散持
続性に優れた芳香白金族及び白金族合金品が得られるこ
とが確認されたからである。

【００１２】而して、真球状白金族及び白金族合金微粉
末の粒径は、１μｍ未満では装飾品に要求される複雑・
精密な形状の鋳型に対しては緻密な隈ない充填が出来
ず、又、焼結加熱処理下では熱収縮が過大になることに
より外観寸法精度が設定通りに得られず、製品の割れの
原因ともなるマイナス点があり、一方、粒径が１０６μ
ｍを越えると、粒径の過大により鋳型になじまず、その
ため、複雑微細な形状が得られ難い難点があるからであ
り、又、ポーラスな形状が粗いことから製品が脆く、壊
れ易くなるために、粒径は、好ましくは１μｍ以上１０
６μｍ以下に限定するものである。

【００１３】次に、真球状白金族及び白金族合金微粉末
の加熱処理に当たって、無圧縮による加熱焼結を行うこ
とは、真球状粒子の変形を回避し、精度の良い香料の侵
透性が良好で充分に拡散状態の多孔質体を得るためのも
のである。

【００１４】尚、当該加熱焼結を行うに際しては前回出
願の芳香金系金属焼結に際しては１回の加熱焼結処理に
よって行ったものであるが、この出願の発明の芳香白金
族及び白金族合金焼結品の成形体を得るには当該白金の
融点が高いために、まず、９００℃で３時間かけて一次
焼結成形を行い、当該一次焼結成形を行った後に鋳型破
壊を行って焼結成形品を採り出し、更に、真球状粉末の
接合部（ネック部）の成長を強固に図るために、又、後
段における芳香剤の侵透を良好に図るべく、１５００℃
で３時間の一次焼結を行うようにする。

【００１５】蓋し、前回出願の芳香金系金属の焼結成形
品においては石膏の鋳型が９００℃では容易に凝結状態
にまでは至らず、したがって、鋳型を破壊し、焼結成形
体を採り出すことが出来るが、この出願の発明の芳香貴
金属が白金系の金属であり、高融点であるために鋳型を
成す石膏が高度に固化し、陶器の製品程度の凝結体にな
り、当該鋳型を破壊する場合に一次焼結成形品までも部
分的に破壊される虞があるために、当該９００℃，３時
間で一次焼結したものをアルミナコーティングされた容
器内に収納し、合金素材の固相点から１５００℃で３時
間二次焼結を行って金属の汚染防止を図り、且つ、当該
二次焼結した鋳型が破壊され易く、又、二次焼結した成
形品の部分的破損を防止することが出来るようにする。

【００１６】尚、香料は鋳型型外し後に得られた焼結成
形体に直接含浸させても良いが、設計態様によっては鋳
型取り出し後に得られた焼結成形体にバフ等による研磨
加工等の表面仕上げ処理を施す場合に行うと、光沢向上
もさることながら、香料の速かなる拡散侵透と好ましく
ない発散を抑制する効果もあるために香料の発散持続性
の一層の増長が得られる。

【００１７】而して、鋳型に石膏鋳型を使用するのは、
ロスト・ワックス法によると、複雑微細な形状、及び、
模様が容易に得られ、通常装飾品に求められる多品種少
量生産に積極的に対応が可能であり、且つ、安価で、結
果的に低コストによる製品提供が出来るからである。

【００１８】蓋し、金属製の鋳型は高コストであるのみ
ならず、金型と焼結成形体の離脱性、及び、金型と金属
微粉末との間で汚染が生じ易いために使用には適さない
からである。

【００１９】又、一次焼結処理温度については、９００
℃でも球状粒子で粒子相互に熱拡散を生じさせる温度で
ある。

【００２０】そして、一次加熱焼結時間を３時間に限定
する理由は、白金系金属材料の各々の加熱焼結温度によ
り粒子相互が拡散を生じ、強固な接合を生ぜしめるのに
最適な時間であることを実験により決定したものであ
り、３時間未満では、粒子相互の拡散による接合強度が
不充分であり、満足のいく焼結成形体が得られ難いため
である。

【００２１】又、球状粒子相互が拡散を生じて強固な接
合を生ぜしめるのに充分な時間は、最適な焼結温度下で
あれば、３時間で充分満足のいく強度の焼結成形体が得
られ、又、３時間以上の焼結を行っても、最適な温度下
でなければ焼結成形体の強度には余り変化が得られない
ことが実験により分ったからであり、したがって、この
時間に指定したものである。

【００２２】次に、二次焼結加熱処理について１５００
℃下で３時間としたのは粒子間のネックの形成が一次焼
結で完全に形成されなかったのを完全に形成し香料の充
填空隙を完全に行わしめ、又、石膏の破壊を完全に行っ
て形成品に損壊が及ばないようにするためであり、又、
当該二次焼結加熱処理の際一次成形品をアルミナコーテ
ィング容器内に収納して処理するのは金属の炉内汚染を
防止するためである。

【００２３】又、酸化被覆が形成され易い白金族及び白
金族合金微粉末の場合には、真空、又は、Ａｒ雰囲気中
にて加熱処理を施すことにより粒子表面の酸化被覆形成
を防ぎ、強度の高い焼結成形体が得られる。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に、この出願の発明の実施しよ
うとする形態を図面を参照して説明すれば以下の通りで
ある。

【００２５】

【実施形態１】白金族系装飾品材料として一般的に使用
されているＰｔ（融点１７６９℃）のＰｔ材料を遠心噴
霧法にて微粉体化を行い、ＪＩＳ標準ふるい（JIS Z880
1 ）を用いて分級し、１０６μｍ〜７５μｍ（＃１５
０〜＃２００），７５μｍ〜５３μｍ（＃２００〜＃
２７０），５３μｍ〜３８μｍ（＃２７０〜＃４０
０），３８μｍ〜１μｍ（−＃４００）の粒径範囲に
揃え、図１に示す様に、これらの７５μｍ〜３８μｍの
粒径範囲の真球状微粉末を原料とし、図２に示す様に原
料粉末１を装飾品として要求される所定の複雑形状の成
形品２を作り出すための周公知のロスト・ワックス法に
より成形模型を作製し所定の容器４内の石膏鋳型３に埋
設し、次いで、該容器４を反転して脱ろうを行い石膏鋳
型３を形成することにより、造型した容器４内の石膏鋳
型３内に、適宜の所定周期の振動を付与しつつ確実に充
填を行う。

【００２６】而して、遠心噴霧法にて製造された当該Ｐ
ｔの原料粉末１は図１に示す様に真球度が高く、猶且
つ、可及的に均一な粒子サイズ（７５〜３８μｍ）のた
め、石膏鋳型３の成形品２への充填性は良く、充填欠陥
（配列隙間）が無く、緻密な充填が行われる。

【００２７】そして、充填後、表１，表２に示す様に大
気雰囲気中にて処理温度９００℃、処理時間３時間の一
次焼結加熱処理を行い、球状粒子の原料粉末１の表面の
粒子間の点接触にて粒子相互を接合せしめるに充分な拡
散を生じさせ、次いで、球状粒子間の接合部（ネック
部）の結合状態を強固にするために、１５００℃で３時
間の二次焼結加熱処理を行うが、この際、石膏鋳型３を
破壊し、一次焼結成形品を採り出す際に、石膏鋳型３の
石膏が高熱処理のために凝結し、成形品２の損壊を招か
ないようにするべく、又、白金系合金の汚染を防止する
べくアルミナコーティング容器に一次焼結成形品を収納
した状態で二次焼結加熱処理を１５００℃で３時間行
う。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】 そして、成形品を採り出し、図３，図４，図５に示す様
なより強固な多孔質体で審美性に富む形状・模様の一次
焼結成形品２を創出し得た。

【００３０】当該一次焼結成形品２に各粒子間のネック
の結合状態は未だ甘い状態である。

【００３１】そこで、石膏鋳型３を概略破壊し一次焼結
成形品を石膏未破壊粉末の付着した状態でアルミナコー
ティング容器に収納し炉内耐火物、及び、炉内雰囲気に
よる汚染を防止するようにして大気中で二次焼結加熱処
理して金属素材の固相点より１５００℃で３時間二次焼
結加熱処理して図６，図７に示す様に、ネック部が強固
に結合した状態が現出される。

【００３２】尚、固相点を超える高温にすると粒子が溶
融状態になる。

【００３３】そして、付着石膏をバフ等で除去し成形品
２' を図８に示す様に得る。

【００３４】

【実施形態２】白金族合金品材料である９０％Ｐｔ−１
０％Ｐｄの白金合金につき上述実施形態１に示した各々
の粒径範囲の真球状微粉末１を用いて同一製法にて充
填、及び、焼結加熱処理を行い、その際、各々の白金族
及び白金族合金微粉末材料１の最適な加熱処理条件を前
記表１，表２に示す様に見出し、図３，図４，図５に示
す審美性に富む形状・模様の焼結成形品２を創出し得
た。

【００３５】

【実施形態３】白金族合金品装飾品材料である白金系合
金（８５％Ｐｔ−１５％Ｐｄ）（前記表１）につき前述
実施形態１に示した各々の粒径範囲の真球状微粉末１を
用いて同一製法にて充填、及び、焼結加熱処理を行い、
各々の白金族及び白金パラジウム合金微粉末材料の最適
な加熱処理条件を表１に示す様に見出し、図６，図７，
図９に示す様な審美性に富む形状・模様の焼結成形品２
''を創出し得た。

【００３６】上述の如くして得られた、焼結成形品の各
々の粒径範囲に対する見掛け密度，引張り荷重，曲げ荷
重につき調査試験を行った結果は次の表３の通りであ
る。

【００３７】

【表３】 又、焼結成形体の表面を図８に示す様にサンドブラス
ト、及び、バフ研磨等にて表面仕上げ加工を行い、装飾
品としての光沢を付与し香料を含浸させ香りの持続性を
調査したところ、表面仕上げ前の焼結成形品に比べ長時
間にわたり強い香りを持続させていた。これらの測定し
た結果は上記表３の通りである。

【００３８】芳香性の評価については各粒径範囲の真球
状微粉末によって作り出される各々の図２に示す焼結成
形品、及び、焼結成形品に表面処理を施した表面に同じ
香料を同量（０．１ｍｌ）滴下し、多孔質内部に浸透さ
せ室内放置にて、香りの持続性を５人で官能評価をし
た。

【００３９】前記金属微粉末焼結成形品とも１０日間強
い香りを有し１１日目よりやや香りの強度が落ちたよう
に感じられ、１３日経過後では微弱な香り（５人中３人
が感じられる程度の香り）を有し、１６日目で全員が感
知出来なかった。

【００４０】そして、表面仕上げ処理品は２０日間経過
しても強い香りを有し、２１日目で５人中２人が感じら
れる程度の香りとなり、２２日目では全員が感知出来な
かった。

【００４１】又、焼結成形品の空孔率３９％〜２５％の
範囲において、香りの有意差は感じられなかった。

【００４２】尚、香りの持続性の経時変化の状態を図１
０（Ａ：焼結成形品、Ｂ：表面処理品）に示す。

【００４３】結果から、この出願の発明による焼結成形
品は、真球状粒子によって形成されているため、ほぼ均
一な三次元構成の空孔を有した多孔質成形体であり、芳
香白金族及び白金族合金品として香料の浸透性が良く含
浸され、香料を適度に発散をさせながら長時間保持出来
る。

【００４４】当該二次焼結成形品に表面仕上げ処理を施
すことにより表面粒子が変形し、表面部分の粒子間の空
孔を潰し、緻密性が生じるため、香料の浸透性はやや劣
るものの、含浸せしめた香料の短縮時間での発散度を防
ぎ、芳香持続性を更に長時間維持することが可能である
ことが分かる。

【００４５】次に、上述実施形態と対比すべく比較形態
を示す。

【００４６】

【比較形態１】真球状粉末粒径１μｍ以下の超微粉末の
粉体を用い、造型石膏鋳型に充填後、真空加熱処理（８
００℃，３Ｈｒ）行い、得られた焼結成形品を図１１の
比較例の右側に示す。

【００４７】当該比較例では、超微粉末のために鋳型の
転写性は良好であるが、上述各実施形態（図１１の左
側）に比し、収縮率（約２３％）が大きく、所定の外観
寸法精度は得難い。又、超微粉末のため、粉末凝集が起
こり、充填時における流れ性が悪い。

【００４８】このような不規則形状粉末では充填性の悪
さによる充填欠陥（配列間隙）を生じ易いことは容易に
理解し得るものであり、粒子間の空孔径も不規則な状態
となり、かなり大きな空孔径を有することからも知れる
ものである。

【００４９】尚、図１３，１４，１５に示すものではＰ
ｔ９００芳香白金焼結品の態様群である。

【００５０】

【発明の効果】上述の如くこの出願の発明によれば、芳
香性を長時間保持する新しい芳香装飾白金族及び白金族
合金品が提供される優れた効果が奏される。

【００５１】又、真球状微粉末を用いることにより、装
飾品として要求される、複雑・精密な鋳型の空洞部に緻
密な充填が行え石膏鋳型通りの造形を容易に製作出来る
優れた効果が奏される。

【００５２】更に、無圧縮状態で加熱焼結処理のため、
球状粒子の変形の無い均一な空孔径を有した多孔質の成
形体が得られることにより香料の含浸性、並びに、香り
の持続性を長時間維持出来る効果が奏される。

【００５３】更に又、ロスト・ワックス法による石膏鋳
型を用いることにより、金属金型に比べ、成形型の製作
費が極端に安く、又、設備コストも高くかからず、製作
費用が極めて安価となり、低コストでの多品種少量生産
の対応が可能である効果もある。

【００５４】そして、９００℃３時間で一次焼結加熱処
理を行った後固相点から１５００℃で３時間二次焼結加
熱処理を行うことにより、一次焼結成形品を石膏から採
り出した際の該石膏の破壊を行う際の製品の損壊を防止
出来る効果がある。

【００５５】又、二次焼結の際一次焼結成形品をアルミ
コーティングされた容器内に収納して加熱処理すること
により、金属の拡散汚染が防止される効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】原料の白金真球状粉末の拡大顕微鏡写真（ＳＥ
Ｍ像）である。

【図２】ロスト・ワックス法による石膏鋳型への真球状
微粉末の充填態様の断面図である。

【図３】白金族合金装飾品の真球状微粉末（５３μｍ〜
３８μｍ) の焼結成形品の外形斜視図である。

【図４】一次焼結成形品の拡大顕微鏡写真（ＳＥＭ像）
である。

【図５】図４の拡大顕微鏡写真（ＳＥＭ像）である。

【図６】二次焼結成形品の拡大顕微鏡写真（ＳＥＭ像）
である。

【図７】図６の拡大顕微鏡写真（ＳＥＭ像）である。

【図８】一次焼結成形品の概略斜視図である。

【図９】二次焼結成形品の表面仕上げを施した成形品の
外形斜視図である。

【図１０】香り持続性の経時変化の特性グラフ図であ
る。

【図１１】微粉末の収縮状態のスケール（ｃｍ）との比
較外形（左：真球状微粉末成形品，右：超微粉末成形
品）の正面図である。

【図１２】ワックス原型と芳香焼結成形品の無収縮対比
図（写真）である。

【図１３】この出願の発明の白金真球状微粉末を用いて
製作した各種焼結成形品群の外形平面図（写真）であ
る。

【図１４】この出願の発明の白金真球状微粉末を用いて
製作した各種焼結成形品群の外形平面図（写真）であ
る。

【図１５】この出願の発明の白金真球状微粉末を用いて
製作した各種焼結成形品群の外形平面図（写真）であ
る。

【符号の説明】

３ 石膏鋳型 ２ 成形品 １ 真球状微粉末

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】白金族及び白金族合金の焼結成形体に香料
   を含浸させた芳香白金族及び白金族合金品において、粒
   径が１μｍ以上、１０６μｍ以下の真球状である白金族
   及び白金族合金微粉末をロスト・ワックス法により造形
   した石膏鋳型に充填後、無圧縮状態にて焼結加熱処理を
   行って成る焼結成形体に香料を含浸させたことを特微と
   する芳香白金族及び白金族合金品。
2. 【請求項２】上記真球状白金族及び白金族合金微粉末
   が、遠心噴霧法により得られた真球状白金族及び白金族
   合金微粉末であることを特微とする特許請求の範囲第１
   項記載の芳香白金族及び白金族合金品。
3. 【請求項３】上記真球状白金族及び白金族合金微粉末
   が、白金、白金系合金のうち少くとも一種から成ること
   を特徴とする特許請求の範囲第１、２項いづれか記載の
   芳香白金族及び白金族合金品。
4. 【請求項４】上記白金族及び白金族合金が白金８０％〜
   １００％、残パラジウムであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項乃至第３項いずれか記載の白金族及び白
   金族合金品。
5. 【請求項５】上記真球状白金族及び白金族合金微粉末の
   焼結成形体は、無圧縮状態にて大気、真空又はＡｒ雰囲
   気中にて加熱処理を行って焼結成形体とし、該成形体に
   表面仕上げ処理後香料を含浸させてあることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第３項いずれか記載の芳香
   白金族及び白金族合金品。
6. 【請求項６】粒径が１μｍ以上１０６μｍ以下の真球状
   白金又は白金パラジウム合金微粉末をロスト・ワックス
   法により造型した石膏鋳型に充填後、９００℃３時間の
   加熱処理を行い、その後鋳型破壊を行って一次焼結成形
   品を採り出した後粒子間の焼結素材の合金素材の固相点
   から１５００℃で３時間温度領域にて加熱処理を行うよ
   うにすることを特徴とする芳香白金族及び白金族合金品
   の製造方法。
7. 【請求項７】上記加熱処理を純アルミナコーティングを
   施した容器内に一次焼結成形品を収納して炉内汚染を防
   止するようにして行うようにすることを特徴とする特許
   請求の範囲第６項記載の芳香白金族及び白金族合金品の
   製造方法。