JPH1128112A

JPH1128112A - 装飾品とその製造方法

Info

Publication number: JPH1128112A
Application number: JP18700397A
Authority: JP
Inventors: Masanori Ikeda; 雅宣池田; Osamu Sago; 修佐合; Mitsuo Morishima; 三男森島
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 1999-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】指輪や腕輪等の装飾品に関し、軽量化される共
に強度と靱性等を併有し、安価に提供できること。【解決手段】Ｔｉ−Ａｌ系合金からなり、Ａｌを１〜１
０wt％含むリング形状の本体２，５，１２からなる指輪
１，５，１０。上記Ｔｉ−Ａｌ系合金には、更に３０wt
％以下のＶ或いはＮｂ、及び／又は５wt％以下のＳｎ,Ｚ
ｒ,Ｍｏ,又はＣｒの１種又は２種以上を含むＴｉ合金も
含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指輪、腕輪、足
輪、首輪、耳輪又はティアラ等の装飾品に関し、特に表
面が疵付きにくく且つ所要の強度を有する装飾品とその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、指輪や腕輪等の身体に接触する
装飾品には、耐食性の確保と金属アレルギーを避けるた
め、銀又は白金或いはこれらの合金が使用されている。
しかし、銀は重く変色し易く、一方白金は重く高価であ
るため、これを改善すべくチタン(以下Ｔｉとする)又は
Ｔｉ合金の採用が検討され始めている。

【０００３】上記装飾品のうち指輪、腕輪、足輪、耳
輪、又は首輪は、基本的にリング形状の本体又はリング
形状の多数の本体部分の結合からなるため、加工し易い
こと及び所要の強度を有すること、という相反する特性
が求められる。また、装飾品を形成する金属や合金自体
の色彩や光沢のみでは、種々の趣向に応じた彩色や光沢
のニーズに対応することは困難である。更に、装飾品の
本体自体の形状が複雑で且つ薄肉化が求められ、しかも
その外表面や内周面に個性的な模様や文字を刻設し得る
ことも求められている。

【０００４】しかしながら、如何なる成分組成のＴｉ合
金が上記装飾品に適しているかは、現状では判然として
いない。また、複雑な形状を有し且つ薄肉化した装飾品
をＴｉ合金から如何にすれば、材料歩留まり良く、形状
・寸法の精度を良くして安価であると共に、安定的に製
造し得るかはこれまで全く見出されていなかった。更
に、個々の装飾品に独自性を与えて使用者の個性や感性
に訴求することはコスト的も困難視されていた。

【０００５】

【発明が解決すべき課題】本発明は、以上の従来の装飾
品における問題点を解決し、軽量化はもとより、所要の
強度と靱性を有し、且つ疵等に対する表面の防護性を高
くした装飾品とその製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、Ｔｉに強度を高め且つ靱性を損なわないＡ
ｌ(アルミニウム)等の合金元素を添加すること、或いは
装飾品の本体の表面に極く薄い硬化層を形成すること、
並びにニアネットシェイプが可能な溶解・鋳造法を採用
することに着想して成されたものである。即ち、本発明
の装飾品は、Ｔｉ−Ａｌ系合金からなり、Ａｌを１〜１
０wt％含む本体を有することを特徴とする。ここでＡｌ
を１wt％以上としたのは、装飾品の本体の強度を高める
ためであり、且つ１０wt％以下としたのは靱性の低下を
防ぎ且つ研磨や表面加工を行い得るようにするためであ
る。これによれば、軽量及び薄肉で、且つ所要の機械的
強度（例えば引張強度が約６００〜９００Ｎ／ｍｍ²)
と、靱性(例えば伸び率が１０％以上)を有する指輪等の
装飾品とすることが可能になる。

【０００７】また、前記Ｔｉ−Ａｌ系合金が、更にＶ或
いはＮｂを３０wt％以下、及び／又は、Ｓｎ,Ｚｒ,Ｍｏ,
又はＣｒの１種又は２種以上を５wt％以下含む装飾品も
含まれる。これらの第３元素を更に添加することによ
り、靱性を低下させずに機械的強度を確実に高めること
が可能となる。但し、上記の各上限値を超えると、靱性
が低下し始めると共にコスト高になるため除いたもので
ある。

【０００８】更に、前記本体の表面にＴｉＮ等の薄層を
形成した装飾品も含まれる。これによれば、ＴｉＮ(窒
化物)等が薄く本体の表層を覆うので、一層疵付きにく
くなると共に、特にＴｉＮは金色を呈するので装飾的価
値を一層高めることができる。尚、上記ＴｉＮ等の薄層
は後述するように、本体を窒化処理することにより、又
はイオンプレーティング等のイオン化率や時間を制御す
ることによって、所望の色彩を与えることが可能であ
る。この際、装飾品の本体における全表面はもちろんの
こと、本体の外側の良く目立つ表面にのみＴｉＮ，Ｔｉ
Ｃ，ＴｉＣＮ₂,又はＴｉＣＮＯ等の薄層を形成すること
もできる。

【０００９】前記装飾品には、指輪、腕輪、足輪、首
輪、又はティアラが含まれる。このうち、指輪、腕輪、
足輪、及び首輪は基本的に略リング形状の本体を有す
る。因みに、指輪は単純な円環状のリングの他、指先方
向に沿って２重巻き以上のリングを連続又は断続的に繋
げた形状の本体にしたり、これらの本体の一部に宝石を
支持する台座と爪部を一体に形成したり、各種の模様、
マーク、又は文字等を表示する部分を本体に一体に形成
したものも含まれる。また、上記腕輪、足輪、又は首輪
は、単一のリング状の本体に限らず、複数のリングを互
いに連結したチェーン状を呈する本体としても良く、更
にそのチェーン状の本体の一部に宝石等の支持部分を有
する本体を介在させることもできる。

【００１０】また、本発明は以上の装飾品を得るため
に、Ｔｉ−Ａｌ系合金の磁気浮揚溶解された溶湯を減圧
吸引鋳造により鋳型のキャビティ内に鋳込む工程と、上
記鋳造により得られたＴｉ−Ａｌ系合金からなる本体の
表面を研磨する工程と、を含む装飾品の製造方法も提案
する。上記の製造方法を用いることにより、介在物等が
極めて少ない清浄な表面を有し、且つ最終形状に極めて
近い鋳造品が得られると共に、研磨等の仕上処理を大幅
に軽減でき、所望のデザインを有する装飾品を少ない後
処理工程で、確実且つ安価に提供することが可能とな
る。

【００１１】更に、上記研磨工程の後に、研磨された本
体の表面に対し、窒化処理又はイオンプレーティング等
の気相被覆法(ＰＶＤ)を行う工程を有する装飾品の製造
方法も含まれる。これによれば、本体の表面に対しＴｉ
Ｎ等の金色や蒸着物質による所望の色彩を自由に施すこ
とができ、多様なニーズに応じて個性的な装飾品を適宜
提供することが可能となる。尚、以下本明細書において
成分の％は全て重量(wt)％を示す。

【００１２】

【実施の形態】以下において本発明の実施に好適な形態
を図面と共に説明する。図１は本発明の指輪に関し、同
図(Ａ)はＴｉ−Ａｌ系合金の本体２からなるリング形状
の指輪１を示す。この本体２のＴｉ−Ａｌ系合金は、１
〜１０％のＡｌを含み、例えばＴｉ−６％Ａｌ−４％
Ｖ，Ｔｉ−６％Ａｌ−６％Ｖ−２％Ｓｎ，Ｔｉ−６％Ａ
ｌ−２％Ｓｎ−４％Ｚｒ−２％Ｍｏ，Ｔｉ−８％Ａｌ−
１％Ｍｏ−１％Ｖ，Ｔｉ−４％Ａｌ−２２％Ｖ，Ｔｉ−
３％Ａｌ−３％Ｖ，Ｔｉ−６％Ａｌ−７％Ｎｂ等が含ま
れる。

【００１３】また、図１(Ｂ)に示すように、上記本体２
の表面に後述する窒化処理又はイオンプレーティングに
より厚さ数１０μｍ程度のＴｉＮ等の薄層３を形成し、
指輪１の表面への彩色と表面硬化を施すこともできる。
これにより、指輪１としての装飾的価値を高めると共
に、表面の疵付き防止も図ることができる。尚、上記薄
層３等はマスキング等を用いることにより、指輪１の外
周側の表面に沿ってのみ形成することも可能である。

【００１４】図１(Ｃ)に示す指輪５は、リング形状の本
体６の外側の一部に宝石等を載置するための台座７と、
この台座７の４隅に宝石等を把持するための爪８を一体
に有している。係る形態の指輪５を得るには、複数のＴ
ｉ−Ａｌ合金の部材を溶着することでも製造可能である
が、後述するように磁気浮揚溶解と減圧吸引鋳造を併用
する方法が望ましい。即ち、清浄な溶解と精密鋳造を組
み合せることにより、指輪５の最終形状に略近似したニ
アネットシェイプの製品を少ない工程で、確実に得るこ
とが可能となるためである。

【００１５】図１(Ｄ)に示す指輪１０は、指の長手方向
に沿って略３重の螺旋状を呈するリング筒形状の本体１
２からなり、この本体１２内には指が貫通する中空部１
３に連通する隙間１４が複数個形成されている。係るフ
ァション性の高い指輪１０を得るには、上記と同じ磁気
浮揚溶解と減圧吸引鋳造を併用する方法が望ましい。
尚、これらの指輪５，１０の表面全体か又はその外周面
の全部又は一部に、前記ＴｉＮ等の薄層３を形成して、
それらの装飾的価値の向上と表面の疵付き防止も図るこ
ともできる。

【００１６】図２は、前記指輪１等を製造するための溶
解鋳造装置２０の縦断面図を示す。Ｔｉ−Ａｌ系合金２
４は、銅製の水冷式坩堝２２内に挿入され、磁気浮揚溶
解される。上記坩堝２２は円周方向に交互に絶縁され、
その周囲には間隙を置いて螺旋状の誘導コイル２６が巻
装されている。係る誘導コイル２６に高周波電流を流す
と、表皮の渦電流により合金２４が溶解され、坩堝２２
と合金２４表面の各電流同士の反発作用と磁気作用によ
って、Ｔｉ−Ａｌ系合金２４は坩堝２２内において図示
のように頂面が球面状にして盛り上がった半浮遊状の溶
湯Ｍとなる。この溶湯Ｍは上記坩堝２２の内周面と離れ
ているので、通常の耐火物の坩堝による溶解と異なり、
酸化物等の介在物を殆んど含まない清浄な状態に維持さ
れる。尚、上記坩堝２２の周囲の雰囲気を不活性ガス又
はこれを含む低真空にすると、溶湯Ｍの清浄度を一層確
実に維持し得る。

【００１７】次いで、上記溶湯Ｍを減圧吸引鋳造して指
輪１に略近似した形状に成形する。前記坩堝２２の上方
には、昇降自在なチャンバ３０が取付けられている。こ
のチャンバ３０は略円筒形を呈し、内部の中空部３２
と、上面３３に偏奇して明けた減圧用孔３４と、底面３
５の中央に明けた挿通孔３６とを有する。且つ、チャン
バ３０は図示しない位置にて、上下に２分割可能な構造
とされている。チャンバ３０の中空部３２内には、通気
性の耐火物からなるセラミックシェルの鋳型４０が挿入
され、この鋳型４０の底部から垂下する注湯口４２が、
上記挿通孔３６を貫通して前記坩堝２２内の溶湯Ｍ内に
進入する。

【００１８】上記鋳型４０における注湯口４２を含む中
央部には垂直な湯道４４が形成され、この湯道４４の長
手(垂直)方向に沿ってその周囲には放射方向に複数のゲ
ート(堰)４６を介して円環リング状のキャビティ４８が
多数形成されている。これらのキャビティ４８を含む鋳
型４０は、次のようにして形成される。先ず、上記湯道
４４と略相似形のロウ材にゲート４６を含むリング形状
のロウ模型を多数溶着してツリー状に形成する。次に、
これらロウ材と多数のロウ模型からなるツリー状のロウ
組立て品全体に対し、ムライト等を含むスラリーへの浸
漬と耐火物の粉末の吹き付けを複数回行うことによって
外形を形成し、略１５０℃程度に加熱して内部のロウ材
等を排出する。次いで、約１１００℃に加熱・保持して
焼成することにより、主にセラミックからなる通気性の
鋳型４０が形成される。

【００１９】そして、図２に示すように、鋳型４０をチ
ャンバ３０内に挿入して、その注湯口４２を前記溶湯Ｍ
内に進入させた状態で、チャンバ３０の中空部３２の雰
囲気ガスを減圧用孔３４から図示しない真空ポンプによ
り外部に排出し、中空部３２内を数１０乃至１００Torr
の略真空に近い減圧状態にする。すると、通気性を有す
る鋳型４０内の各キャビティ４８も減圧されるため、溶
湯Ｍが湯道４４内に吸い上げられ、各ゲート４６を介し
て各キャビティ４８内に吸引・充填される。係る減圧状
態はキャビティー４８内の溶湯Ｍが凝固した後に解除さ
れる。この結果、上記湯道４４内に位置していた溶湯Ｍ
は再び坩堝２２内に戻される。

【００２０】係る減圧吸引鋳造によれば、略指輪１等に
近い形状の鋳物製品が溶湯Ｍから直に精密に鋳込まれる
為、単純なリング形状は勿論、前記指輪５，１０のよう
に台座７等を有する複雑な形状を有する指輪用の鋳物製
品も容易且つ大量に製造することが可能となる。また、
製品の内外周面に文字や模様等も同時に付与できる。上
記鋳造が終わると、チャンバ３０は別の位置に移送さ
れ、上下に分割されて鋳型４０を取り出し、型ばらしを
行い、各鋳物製品を取り出す。次いで、前記ゲート４６
の跡の突起部を研削して除去し、且つバレル研磨、バフ
研磨、又はラッピングによる研磨を施すことで前記指輪
１,５,１０を得ることができる。上記製造方法によって
得られた指輪１等は、表面に介在物が殆んど有しないた
め、上記の各研磨を行っても変色することなくＴｉ合金
が持つ金属色と光沢を呈する。しかも、Ａｌを所定量含
有するので、強度と靱性の双方を併有している。

【００２１】また、上記研磨された指輪１,５,又は１０
を窒素１００％の雰囲気中において約１１００℃に数１
０分間加熱・保持する窒化処理を施すことより、指輪１
等の本体２等の表面に厚さ数１０μｍの略金色を呈する
ＴｉＮの薄層３を形成することもできる。このＴｉＮの
薄層３は本体２等よりも約５００Ｈｖ程度硬くなる。係
る窒化物(ＴｉＮ)の薄層３を本体２等の表面に形成する
ことで、各指輪１，５，１０の意匠性を高め且つ表面の
疵付き防止を図ることが可能となる。或いは、上記研磨
された指輪１,５,又は１０の表面に対し、真空中又は不
活性ガス中において加熱され蒸発してイオン化した物質
を衝突・付着するイオンプレーティングを行うと、上記
物質の種類、或いはイオン化率等によって青色等を呈す
る厚さ数〜数１０μｍのＴｉＮ，ＴｉＣ，ＴｉＣＮ₂,Ｔ
ｉＣＮＯ等からなる蒸着薄膜の薄層３を形成することも
できる。これらの薄層３は本体２等よりも大体数１００
Ｈｖ程度硬くなる。従って係るイオンプレーティングに
よっても、各指輪１,５,１０のファッション性の向上と
表面硬化を図ることが可能となる。

【００２２】図３は本発明による装飾品のその他の形態
に関する。図３(Ａ)は腕輪(ブレスレット)５０を示す。
この腕輪５０は前記Ｔｉ−Ａｌ系合金からなる略リング
状の本体５２と、その一部に形成されたスリット５４
と、上記本体５２の外周面の略中央に形成された装飾部
５６とからなる。この装飾部５６には、前記減圧吸引鋳
造時にて同時に各種の模様、文様、又は文字等を線状又
は面状に突出するか凹ませることにて表示したり、これ
らと別に、又はこれらと共に宝石、カメオ、又は装飾陶
片等を固定したものも含まれる。

【００２３】この腕輪５０は、スリット５４を有する本
体５２が所定の強度と靱性を有する前記Ｔｉ−Ａｌ系合
金からなるので、変色や破損等を生じにくく且つその弾
性を活用して、使用者の腕に対し緩く挿入するか、又は
ややフィットぎみに巻き付ける等自在に着用することが
可能となる。また、本体５２の表面に前記窒化物等の薄
層３を形成しても良い。尚、この腕輪５０は、本体５２
のサイズや形状、或いは装飾部５６のデザイン等を変更
することにより、足輪、首輪(ネックレス)、ヘアバン
ド、又はヘアバンドと類似した形状の所謂カチューシャ
等に転用することも可能である。

【００２４】図３(Ｂ)は一部にチェーン６８を有するネ
ックレス６０を示す。このネックレス６０は、前記Ｔｉ
−Ａｌ系合金からなる長円形状でやや湾曲した本体６２
の外周面の中央に前記同様の装飾部６４を有し、且つ該
本体６２の両端に明けた一対の貫通孔６６にチェーン６
８の各端部を連結したものである。このチェーン６８は
本体６２と同様のＴｉ−Ａｌ系合金の他、白金や１８金
のものでも良い。尚、チェーン６８の図示しない位置に
は通常の係合・離脱部が連結されている。係るネックレ
ス６０によれば、本体６２が前記Ｔｉ−Ａｌ系合金から
なる為、変形や変色しにくく且つ装飾部６４へ任意の模
様等を容易に施せ、前記薄層３を適宜形成することで、
比較的軽量で且つ安価な本体６２を有するものにでき
る。尚、係る本体６２と係・脱部のないチェーン６８か
らなる装飾品は、腕輪や足輪にも転用することが可能で
ある。

【００２５】図３(Ｃ)はチェーン７０を構成する２種類
の本体７２，７４を示す。一方の本体７２は閉じた孔７
３を有する２つのリング７５を略直角にして結合した一
体物で、他方の本体７４はスリット７６付きの孔７３を
有する２つのリング７７を略直角にして結合した一体物
である。これらの本体７２，７４は何れも前記Ｔｉ−Ａ
ｌ系合金からなり、且つ前記磁気浮揚溶解と減圧吸引鋳
造により製造される。チェーン７０を得るには、本体７
２，７４を交互に配置し、スリット７６を有する本体７
４の孔７３内に本体７２の一方のリング７５を挿入して
スリット７６を閉じる作業を連続して行うことによって
所望の長さのチェーンにできる。

【００２６】また、本体７２,７４は、孔７３を有する
それらのリング７５,７７を４〜６個連続させて長尺化
しても前記Ｔｉ−Ａｌ系合金からなるため、緩くカーブ
するような曲げ加工も容易である。尚、本体７２，７４
の間に前記図３(Ｂ)で示した長円形の本体６２やこれと
別の装飾部を有する本体を介在させても良い。更に、本
体７２に１つのスリット７６を設け、本体７４のスリッ
ト７６を１つのみとして両者を同じ形状の本体同士とし
てチェーン７０を構成しても良い。係るチェーン７０
は、ネックレスは勿論、腕輪、足輪、又は耳輪(イヤリ
ング)の装飾部分、ファッションベルトの一部に用いる
ことも可能である。

【００２７】本発明は以上において説明した形態に限定
されるものではない。本発明の装飾品には前記Ｔｉ−Ａ
ｌ系合金からなるものであれば、ブローチ、ペンダン
ト、バッジ、ヘアピン、止め櫛、髪飾り等の装飾機能を
有し、且つ身体に直接又は間接的に接する各種の装飾品
が含まれる。また、本発明に用いるＴｉ−Ａｌ系合金
は、前記の他にＴｉ−５％Ａｌ−２.５％Ｓｎ，Ｔｉ−６
％Ａｌ−２％Ｓｎ−４％Ｚｒ−２％Ｍｏ−０．１％Ｓｉ
等のα型又はα＋β型に属する各種のＴｉ合金も含んで
いる。更に、前記気相被覆法には前記の他、プラズマ溶
射法等も用い得る。

【００２８】

【発明の効果】以上において説明した本発明の装飾品に
よれば、銀や白金よりも軽量で且つこれらよりも高めの
強度と靱性を有するＴｉ−Ａｌ系合金からなる本体を有
するので、指輪や腕輪等に使用しても変形や変色しにく
く衛生的であり、且つ所望の装飾を施して安価に提供す
ることが可能になる。また、請求項３の発明によれば、
本体の表面に窒化物等の硬い薄層を形成したので、上記
に加え更に表面の疵付きを予防すると共に、金色等の彩
色も施せるため、装飾性やファション性を一層高めるこ
ともできる。更に、本発明の製造方法によれば、少ない
工程で且つ材料歩留まり良く、所望の形状の装飾品をニ
アネットシェイプにて確実に成形でき、且つ多様で任意
な装飾部分も含めて安価に提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(Ａ)は本発明の指輪を示す斜視図、(Ｂ)は(Ａ)
中のＢ−Ｂ断面図、(Ｃ)と(Ｄ)は異なる形態の指輪を示
す斜視図と側面図である。

【図２】本発明の指輪を製造するために用いる溶解鋳造
装置の縦断面図である。

【図３】(Ａ)は本発明の腕輪を示す斜視図、(Ｂ)はネッ
クレスを示す部分斜視図、(Ｃ)はチェーンを構成する２
種類の本体の斜視図である。

【符号の説明】

１,５,１０……………………………指輪(装飾品) ２,６,１２,５２,６２,７２,７４…本体３………………………………………薄層２０……………………………………溶解鋳造装置４０……………………………………鋳型４８……………………………………キャビティ５０……………………………………腕輪(装飾品) ６０……………………………………ネックレス(装飾品) ７０……………………………………チェーン(装飾品)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ２３Ｃ 14/06 Ｃ２３Ｃ 14/06 Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｔｉ−Ａｌ系合金からなり、Ａｌを１〜１
０wt％含む本体を有することを特徴とする装飾品。
【請求項２】前記Ｔｉ−Ａｌ系合金が、更にＶ或いはＮ
ｂを３０wt％以下、及び／又は、Ｓｎ,Ｚｒ,Ｍｏ,又はＣ
ｒの１種又は２種以上を５wt％以下含むことを特徴とす
る請求項１に記載の装飾品。
【請求項３】前記本体の表面にＴｉＮ等の薄層を形成し
たことを特徴とする請求項１又は２に記載の装飾品。
【請求項４】前記装飾品が、指輪、腕輪、足輪、首輪、
又はティアラであることを特徴とする請求項１乃至３の
何れかに記載の装飾品。
【請求項５】請求項１又は２に記載のＴｉ−Ａｌ系合金
の磁気浮揚溶解された溶湯を減圧吸引鋳造により鋳型の
キャビティ内に鋳込む工程と、上記鋳造により得られた
Ｔｉ−Ａｌ系合金からなる本体の表面を研磨する工程
と、を含むことを特徴とする装飾品の製造方法。
【請求項６】前記研磨工程の後に、研磨された本体の表
面に対し、窒化処理又はイオンプレーティング等の気相
被覆法を行う工程を有することを特徴とする請求項５に
記載の装飾品の製造方法。