JP2015183277A - 装飾品、皮膚接触材料、粉末冶金用金属粉末および装飾品の製造方法 - Google Patents
装飾品、皮膚接触材料、粉末冶金用金属粉末および装飾品の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】時計ケース11(装飾品)は、ケース本体112とバンド取付部114とを備えている。この時計ケース11は、Coが主成分であり、Crが16質量%以上35質量%以下の割合で含まれ、Moが3質量%以上12質量%以下の割合で含まれ、Siが0.3質量%以上2.0質量%以下の割合で含まれ、Nが0.09質量%以上0.5質量%以下の割合で含まれた材料であって、金属粉末の焼結体で構成されている。また、Siのうちの一部は酸化ケイ素として含まれており、Siのうち酸化ケイ素として含まれるSiの比率は、20質量%以上80質量%以下であるのが好ましい。
【選択図】図1
Description
本発明の装飾品は、Coが主成分であり、
Crが16質量%以上35質量%以下の割合で含まれ、
Moが3質量%以上12質量%以下の割合で含まれ、
Siが0.3質量%以上2.0質量%以下の割合で含まれ、
Nが0.09質量%以上0.5質量%以下の割合で含まれ、
金属粉末の焼結体で構成されている部位を含むことを特徴とする。
前記Siのうちの前記酸化ケイ素として含まれるSiの比率は、20質量%以上80質量%以下であることが好ましい。
これにより、長期にわたる耐変形性に優れた装飾品が得られる。
これにより、耐食性に優れ、金属アレルギーの発生や美的外観の悪化を抑制し得る時計用外装部品が得られる。
これにより、耐食性に優れ、金属アレルギーの発生や美的外観の悪化を抑制し得る装身具が得られる。
これにより、耐食性に優れ、金属アレルギーの発生や美的外観の悪化を抑制し得る食器が得られる。
Crが16質量%以上35質量%以下の割合で含まれ、
Moが3質量%以上12質量%以下の割合で含まれ、
Siが0.3質量%以上2.0質量%以下の割合で含まれ、
Nが0.09質量%以上0.5質量%以下の割合で含まれ、
金属粉末の焼結体で構成されていることを特徴とする。
Crが16質量%以上35質量%以下の割合で含まれ、
Moが3質量%以上12質量%以下の割合で含まれ、
Siが0.3質量%以上2.0質量%以下の割合で含まれ、
Nが0.09質量%以上0.5質量%以下の割合で含まれ、
装飾品の製造に用いられることを特徴とする。
前記成形体を焼成し、焼結体を得る工程と、
を有することを特徴とする。
これにより、耐食性に優れた装飾品を容易に製造することができる。
本発明の装飾品の実施形態は、例えば、時計ケース(胴、裏蓋、胴と裏蓋とが一体化されたワンピースケース等)、時計バンド(バンド中留、バンド・バングル着脱機構等を含む。)、ベゼル(例えば、回転ベゼル等)、りゅうず(例えば、ネジロック式りゅうず等)、ボタン、ガラス縁、ダイヤルリング、見切板、パッキン等の時計用外装部品、メガネ(例えば、メガネフレーム)、ネクタイピン、カフスボタン、指輪、ネックレス、ブレスレット、アンクレット、ブローチ、ペンダント、イヤリング、ピアス等の装身具、スプーン、フォーク、箸、ナイフ、バターナイフ、栓抜き等の食器、ライターまたはそのケース、ゴルフクラブのようなスポーツ用品、銘板、パネル、賞杯、その他ハウジング(例えば携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、モバイル型コンピューター、音楽プレーヤー、カメラ、シェーバー等のハウジング)の各種機器部品、各種容器等に適用可能である。これらの物品はいずれも、人体の皮膚に接して使用される可能性がある物であり、かつ、優れた美的外観が必要であるとともに、汗や唾液のような体液、食品、洗剤、その他の薬品等に対する耐性も必要とされる。したがって、これらの物品に本発明の装飾品を適用することで、耐食性に優れた装飾品、すなわち長期にわたって優れた美的外観を維持し得るとともに、体液等に対して変質等を生じ難い装飾品を実現することができる。
まず、本発明の装飾品の実施形態を適用した時計用外装部品について説明する。
次に、本発明の装飾品の実施形態を適用した装身具について説明する。
図3に示す指輪21は、リング本体212と、リング本体212に設けられた台座214と、台座214に取り付けられた宝石216と、を備えている。この指輪21のうち、リング本体212および台座214は、後述する皮膚接触材料により一体的に構成されている。また、宝石216は、台座214が備えるかしめ爪218により固定されている。
次に、本発明の装飾品の実施形態を適用した食器について説明する。
図4に示すナイフ31は、把持部312と、把持部312から延出する刃部314と、を備えている。これらの把持部312および刃部314は、後述する皮膚接触材料(装飾品用材料)により一体的に構成されている。また、把持部312は、人の手等に触れた状態で使用されるため、やはり長い期間にわたって汗に触れることになる。さらに、刃部314は、食品等に触れた状態で使用されるため、酸等に触れることになる。このため、把持部312や刃部314の耐食性が低い場合には、汗や酸によって錆の発生を招き、美的外観の悪化や機械的特性の低下を引き起こすおそれがある。したがって、把持部312および刃部314の構成材料として後述する皮膚接触材料を用いることにより、耐食性に優れた食器が得られる。
次に、装飾品の構成材料(本発明の皮膚接触材料)について説明する。
なお、CuKα線は、通常、エネルギーが8.048keVの特性X線である。
次に、本発明の装飾品の製造方法の実施形態について説明する。
[1−1]混練工程
まず、粉末冶金用金属粉末を有機バインダーとともに混練し、混練物を得る。
次に、混練物を成形して、装飾品と同形状の成形体を製造する。
[2−1]脱脂工程
次に、得られた成形体に脱脂処理(脱バインダー処理)を施し、脱脂体を得る。
次に、得られた脱脂体を、焼成炉で焼成して焼結体を得る。すなわち、粉末冶金用金属粉末の粒子同士の界面で拡散が生じ、焼結に至る。その結果、焼結体が得られる。
また、本発明の装飾品の製造方法には、任意の工程が追加されてもよい。
1.テストピースの製造
(サンプルNo.1)
[1]まず、表1に示す合金組成の原材料を高周波誘導炉で溶融するとともに、水アトマイズ法により粉末化して金属粉末を得た。次いで、目開き150μmの標準ふるいを用いて分級した。なお、Nは、Crに結合させた状態(窒化クロムの状態)で原材料に含ませた。また、合金組成の特定には、SPECTRO社製固体発光分光分析装置(スパーク発光分析装置)、モデル:SPECTROLAB、タイプ:LAVMB08Aを用いた。また、C(炭素)の定量分析には、LECO社製炭素・硫黄分析装置、CS−200を用いた。さらに、N(窒素)の定量分析には、LECO社製酸素・窒素分析装置、TC−300/EF−300を用いた。
[3]次に、この混合原料を混練機で混練し、混練物を得た。
・材料温度:150℃
・射出圧力:11MPa(110kgf/cm2)
<脱脂条件>
・加熱温度 :470℃
・加熱時間 :1時間
・加熱雰囲気:窒素雰囲気
・加熱温度 :1300℃
・加熱時間 :3時間
・加熱雰囲気:アルゴン雰囲気
製造条件を表1に示す条件にした以外は、それぞれサンプルNo.1と同様にしてテストピースを得た。
原材料を高周波誘導炉で溶融する際、溶融金属中に窒素ガスを注入した。この際、注入時間を適宜変更することにより、Nの含有率を変えるようにした。
まず、Nを含まない原材料を用いて、それぞれサンプルNo.1と同様にして金属粉末を得た。
まず、Nを含まない原材料を用いて、それぞれサンプルNo.1と同様にして金属粉末を得た。
表2に示す合金組成の原材料を高周波誘導炉で溶融した後、鋳型に溶融金属を流し込み、それぞれ鋳造体を得た。これにより、テストピースを得た。
製造条件を表2に示す条件にした以外は、それぞれサンプルNo.1と同様にしてテストピースを得た。
表2に示す合金組成の原材料を高周波誘導炉で溶融した後、鋳型に溶融金属を流し込み、それぞれ鋳造体を得た。これにより、テストピースを得た。
原材料を高周波誘導炉で溶融する際、溶融金属中に窒素ガスを注入した。この際、注入時間を適宜変更することにより、Nの含有率を変えるようにした。
2.1 全Si量および酸化ケイ素として含まれるSiの含有率の測定
各サンプルNo.のテストピースについて、重量法およびICP発光分光法により、全Si量および酸化ケイ素として含まれるSiの含有率を測定した。測定結果を表3、4に示す。
各サンプルNo.のテストピースについて、X線回折法による結晶構造解析に供した。そして、得られたX線回折パターンに含まれていた各ピークの高さや位置を、ICDDカードに掲載されたデータベースと照合することにより、テストピースに含まれる結晶構造の同定を行った。その上で、Coに起因するピークのうち最も高いピークの高さを1としたときの、Co3Moに起因するピークのうち最も高いピークの高さの比率を算出した。算出結果を表3、4に示す。
各サンプルNo.のテストピースの断面を研磨し、得られた研磨面を走査型電子顕微鏡で観察して観察像上において空孔が占める領域を特定した。そして、空孔が占める領域の平均径(これを空孔の平均径とみなす)を計測するとともに、観察像の全面積に対する空孔が占める領域の面積の割合(面積率)を算出した。
◎:デンドライト相がほとんど存在しない
○:デンドライト相がわずかに存在する(面積率10%以下)
△:デンドライト相がやや多く存在する(面積率10%超20%以下)
×:デンドライト相が非常に多く存在する(面積率20%超)
以上の評価結果を表3、4に示す。
各サンプルNo.のテストピースの表面について、ビッカース硬度を測定した。測定した結果を表3、4に示す。
2.5.1 金属の溶出量の評価
各サンプルNo.のテストピースについて、JIS T 0304に規定された金属系生体材料の溶出試験方法に準拠して金属元素ごとの溶出量(単位面積当たりの溶出量)を測定した。なお、試験溶液には、乳酸1mLに対して超純水99mLの割合で混合した溶液を用いた。この溶液のpHは2.3、温度は37℃であった。また、溶液の使用量はテストピースの表面積8cm2当たり50mLに相当する量とし、試験時間は7日間とした。そして、測定した結果を、以下の評価基準に基づいて評価した。
◎:各金属元素の溶出量が非常に少ない(0.5μg/cm2未満)
○:各金属元素の溶出量が少ない(0.5μg/cm2以上1μg/cm2未満)
△:各金属元素の溶出量が多い(1μg/cm2以上2μg/cm2未満)
×:各金属元素の溶出量が非常に多い(2μg/cm2以上)
以上の評価結果を表3、4に示す。
各サンプルNo.のテストピースについて、JIS B 7001に規定された時計の試験方法のうち、耐食試験の方法に準拠して評価した。具体的には、テストピースに対して人工汗を噴霧した後、40℃の温度で24時間保持した。次いで、このテストピースと、この試験に供されなかったテストピースとを比較して、錆、変色等の表面状態の変化の有無を確認した。そして、以下の評価基準にしたがって評価した。
◎:錆または変色が全く認められない
○:拡大鏡で観察すると変色が認められる
△:肉眼でも変色が認められる
×:錆が認められる。
以上の評価結果を表3、4に示す。
各サンプルNo.のテストピースについて、JIS T 6118に規定された歯科メタルセラミック修復用貴金属材料の機械的性質の試験方法に準拠して0.2%耐力および伸びを測定した。
以上の測定した結果を表3、4に示す。
各サンプルNo.のテストピースに対して、まず、バレル研磨処理を施した。
◎:表面の鏡面性が高い(鏡面光沢度が200以上)
○:表面の鏡面性がやや高い(鏡面光沢度が100以上200未満)
△:表面の鏡面性がやや低い(鏡面光沢度が30以上100未満)
×:表面の鏡面性が低い(鏡面光沢度が30未満)
以上の評価結果を表3、4に示す。
各サンプルNo.のテストピースに対して磁化率を測定した。そして、測定された磁化率を、以下の評価基準にしたがって評価した。
◎:磁化率が低い(磁化率が2×106[cm3/g]以下)
〇:磁化率がやや低い(磁化率が2×106[cm3/g]超2.5×106[cm3/g]以下)
△:磁化率がやや高い(磁化率が2.5×106[cm3/g]超3×106[cm3/g]以下)
×:磁化率が高い(磁化率が3×106[cm3/g]超)
以上の評価結果を表3、4に示す。
まず、表5に示す合金組成を有する各サンプルNo.39〜45のテストピースを製造した。
12 ベゼル
21 指輪
31 ナイフ
112 ケース本体
114 バンド取付部
212 リング本体
214 台座
216 宝石
218 かしめ爪
312 把持部
314 刃部
Claims (12)
- Coが主成分であり、
Crが16質量%以上35質量%以下の割合で含まれ、
Moが3質量%以上12質量%以下の割合で含まれ、
Siが0.3質量%以上2.0質量%以下の割合で含まれ、
Nが0.09質量%以上0.5質量%以下の割合で含まれ、
金属粉末の焼結体で構成されている部位を含むことを特徴とする装飾品。 - 前記Siのうちの一部は酸化ケイ素として含まれており、
前記Siのうちの前記酸化ケイ素として含まれるSiの比率は、20質量%以上80質量%以下である請求項1に記載の装飾品。 - 前記酸化ケイ素は、前記焼結体の粒界に偏析している請求項2に記載の装飾品。
- CuKα線を用いたX線回折法により得られたX線回折パターンにおいて、ICDDカードに基づいて同定されたCoに起因するピークのうち最も高いピークの高さを1としたとき、ICDDカードに基づいて同定されたCo3Moに起因するピークのうち最も高いピークの高さの比率は、0.01以上0.5以下である請求項1ないし3のいずれか1項に記載の装飾品。
- 前記Siの含有率に対する前記Nの含有率の割合(N/Si)は、質量比で0.1以上0.8以下である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の装飾品。
- 当該装飾品の0.2%耐力が450MPa以上であり、ヤング率が150GPa以上である請求項1ないし5のいずれか1項に記載の装飾品。
- 当該装飾品は、時計用外装部品である請求項1ないし6のいずれか1項に記載の装飾品。
- 当該装飾品は、装身具である請求項1ないし6のいずれか1項に記載の装飾品。
- 当該装飾品は、食器である請求項1ないし6のいずれか1項に記載の装飾品。
- Coが主成分であり、
Crが16質量%以上35質量%以下の割合で含まれ、
Moが3質量%以上12質量%以下の割合で含まれ、
Siが0.3質量%以上2.0質量%以下の割合で含まれ、
Nが0.09質量%以上0.5質量%以下の割合で含まれ、
金属粉末の焼結体で構成されていることを特徴とする皮膚接触材料。 - Coが主成分であり、
Crが16質量%以上35質量%以下の割合で含まれ、
Moが3質量%以上12質量%以下の割合で含まれ、
Siが0.3質量%以上2.0質量%以下の割合で含まれ、
Nが0.09質量%以上0.5質量%以下の割合で含まれ、
装飾品の製造に用いられることを特徴とする粉末冶金用金属粉末。 - Coが主成分であり、Crが16質量%以上35質量%以下の割合で含まれ、Moが3質量%以上12質量%以下の割合で含まれ、Siが0.3質量%以上2.0質量%以下の割合で含まれ、Nが0.09質量%以上0.5質量%以下の割合で含まれる金属粉末を含む組成物を、金属粉末射出成形法により成形し、成形体を得る工程と、
前記成形体を焼成し、焼結体を得る工程と、
を有することを特徴とする装飾品の製造方法。
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