JPH05124814A - 人工真珠製造方法および人工真珠製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 精巧な研磨技術や手間を必要とすることな
く、天然の真珠と同等の美しい表面光沢、輝きを生じる
人工真珠を、高効率に、低コストにて生産すること。 【構成】 水酸化カルシウムの溶液中に真珠の核を配置
し、液体を噴出し当該液体の噴流による負圧により気体
を吸引してこれを噴出液体と共に気泡として噴出するエ
ゼクタ式ガスノズル５により、前記溶液中に炭酸ガスあ
るいは炭酸ガスの混合ガスを微細気泡して注入し、水酸
化カルシウムと炭酸ガスとの気液接触による化学反応に
より前記核の外周に真珠層を生成せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人工真珠製造方法およ
び人工真珠製造装置に関し、特に気液接触反応を利用し
て真珠の核の外周に真珠層を生成せしめる人工真珠製造
方法および人工真珠製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】人工真珠には、魚鱗より得られるグアニ
ンをガラス球に膠着したもの、貝殻を機械的に研磨した
もの、それらの粉体を球体にスプレーコートしたものが
ある。

【０００３】これらの人工真珠は、どこまでも自然物の
模造で、天然の真珠とはおおよそかけ離れたものであ
り、装飾性価値の低いものしか生産されない。

【０００４】天然の真珠に近い真珠を生産する他の技術
として以下のものが知られている。すなわち、気泡塔等
を用い、この反応槽に充填された水酸化カルシウムの溶
液中に真珠の核を配置する。この溶液中に、炭酸ガスあ
るいは炭酸ガス・空気の混合ガスを気泡として注入し、
水酸化カルシウムと炭酸ガスとの気液接触化学反応によ
り前記核の外周に真珠層を生成せしめる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来一般に、気泡塔等
に於ける気泡発生は、エアーストンと称される多孔質構
造の気体分散器・散気管等により気体を液中に分散噴出
することより行われており、この場合に発生する気泡
は、気泡径がミリメートル単位のものがほとんどで、巨
大である。したがって浮上逸散する気泡が多いうえ、肌
理の細かい真珠層が生成されず、天然真珠の様な高滑性
表面による美しい表面光沢・輝きを得ることができな
い。またこの製法に於いては、真珠層の生成に時間がか
かり、実用的でない面がある。

【０００６】上述の如き水酸化カルシウムと炭酸ガスと
の気液接触による化学反応により生産された真珠は、天
然の真珠に近い組織構造により構成されているから、研
磨により表面滑性を高めれば、天然の真珠に近い美しい
表面光沢・輝きを生じるようになる。しかしこの研磨に
は精巧な研磨技術と手間が必要で、この手法による人工
真珠の製造は、コスト的要素から実際には商用化するこ
とが難しいという問題点があった。

【０００７】本発明は、従来の人工真珠の製造法に於け
る上述の如き問題点に着目してなされたものであり、そ
の目的は、精巧な研磨技術や手間を必要とすることな
く、天然の真珠と同等の美しい表面光沢・輝きを生じる
人工真珠を、高効率・低コストにて生産することができ
る人工真珠製造方法、およびこの方法の実施に使用する
人工真珠製造装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
目的は、水酸化カルシウムの溶液中に真珠の核を配置
し、液体を噴出し当該液体の噴流による負圧により気体
を吸引してこれを噴出液体と共に気泡として噴出するエ
ゼクタ式ガスノズルにより、前記溶液中に炭酸ガスある
いは炭酸ガスの混合ガスを微細気泡として注入し、水酸
化カルシウムと炭酸ガスとの気液接触による化学反応に
より前記核の外周に真珠層を生成せしめることを特徴と
する人工真珠製造方法によって達成される。

【０００９】本発明による人工真珠製造方法は、前記エ
ゼクタ式ガスノズルに供給する噴射液体の流量・圧力あ
るいは、炭酸ガス若しくは炭酸ガス含有混合ガスの流量
の少なくとも一つの制御より、前記エゼクタ式ガスノズ
ルにより水酸化カルシウムの溶液中に発生させる炭酸ガ
スあるいは炭酸ガス含有混合ガスの微細気泡の気泡直径
を、１０〜２００μｍに設定することをもう一つの特徴
としている。

【００１０】また本発明による人工真珠製造方法は、真
珠の核を通水構造の円筒状のタンブラー内に収納し、こ
のタンブラーを自身の中心軸線周りに回転させつつ水酸
化カルシウムと炭酸ガスとの気液接触による化学反応に
より前記核の外周に真珠層を生成せしめることをもう一
つの特徴としている。

【００１１】また本発明による人工真珠製造装置は、上
述の目的を達成するために、水酸化カルシウムの溶液を
貯容し真珠の核を配置される反応槽と、前記反応槽に液
体を噴出し当該液体の噴流による負圧により炭酸ガス若
しくは炭酸ガス含有混合ガスを吸引してこれを噴出液体
と共に前記反応槽に気泡として供給するエゼクタ式ガス
ノズルとを有していることを特徴としている。

【００１２】本発明による人工真珠製造装置に於いて
は、前記反応槽内に於ける前記エゼクタ式ガスノズルと
真珠の核の配置部との間に、真珠の核の配置部に於ける
前記エゼクタ式ガスノズルからの噴流による溶液の撹拌
流の強さを制御するバッフル部材が設けられていてよ
い。

【００１３】また本発明による人工真珠製造装置に於い
ては、前記反応槽内に、内部に真珠の核を収容する通水
構造の円筒状のタンブラーが配置され、前記タンブラー
を自身の中心軸線周りに回転駆動する駆動手段が設けら
れていてもよい。

【００１４】

【作用】上述の如き構成によれば、エゼクタ式ガスノズ
ルにより気体の分散が行われるから、気泡径が１０〜２
００μｍ程度の微細気泡が得られ、これによって肌理の
細かい真珠層が生成され、天然の真珠と同等の高滑性表
面による美しい表面光沢・輝きを有する人工真珠が得ら
れるようになる。また微細気泡により気液の接触面積が
飛躍的に増加し、気液接触反応効率が向上し、良質の人
工真珠が従来手法に比して短時間にて安定生産される。

【００１５】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００１６】図１は本発明による人工真珠製造装置の一
実施例を示している。人工真珠製造装置は、反応槽１を
有しており、反応槽１には水酸化カルシウムを含む反応
液Ａが注入されている。反応液Ａは、化学反応により真
珠層を形成する炭酸カルシウムのバインダとして、アミ
ノ酸・核酸・脂肪酸等を溶解状態にて含有していてよい
（なお水酸化カルシウムは、水に対して難溶性であるた
め、反応液Ａに於ける水酸化カルシウムの包有量は保持
すべく、１ｇ／リットル・ｄａｙ程度の割合で加え
る）。

【００１７】反応槽１内には吊り線３により球形の真珠
の核Ｃが吊下げ配置されており、この真珠の核Ｃは全体
を反応液Ａ中に浸漬される。

【００１８】反応槽１の側壁部の底部近傍にはエゼクタ
式ガスノズル５が装着されている。エゼクタ式ガスノズ
ル５は、噴射反応液槽７に貯容された反応液Ｂを噴射
し、この反応液Ｂの噴流による負圧により、炭酸ガスあ
るいは炭酸ガス含有混合ガスを吸引して、これを反応液
Ｂと共に反応槽１に気泡として供給する。

【００１９】尚、噴射反応液槽７が貯容する反応液Ｂは
反応液Ａと同等の成分の反応液であってよい。また炭酸
ガスに混合されるガスは二酸化炭素、空気であってよ
い。

【００２０】反応槽１内には、エゼクタ式ガスノズル５
と吊り線３による真珠の核Ｃの配置部との間に、真珠の
核Ｃの配置部に於けるエゼクタ式ガスノズル５よりの噴
流による反応液Ａの撹拌流の強さを制御するためのバッ
フル部材としての遮弊板９が固定配置されている。

【００２１】反応槽１にはオバーフロー式の排液通路１
１が設けられており、排液通路１１よりの余剰の反応液
Ａは途中にフィルタ１３を有する還流管１５により噴射
反応液槽７へ戻される。

【００２２】噴射反応液槽７には反応液圧送ポンプ１７
が設けられている。反応液圧送ポンプ１７は、下端部に
フィルタ１９を取り付けた反応液汲み上げ管２１より噴
射反応液槽７の反応液Ｂを、吸引し、吸引した反応液Ｂ
を加圧して反応液圧送管２３へ圧送する。反応液圧送管
２３はエゼクタ式ガスノズル５と接続され、途中には反
応液流量制御弁２５と圧力計２７が取り付けられてい
る。

【００２３】反応液流量制御弁２５は可変絞り式の通常
の流量制御弁であってよく、これは、手動操作、あるい
はアクチュエータを用いて遠隔操作され、反応液圧送管
２１を流れる反応液Ｂの流量を定量的に制御（換言すれ
ば可変設定）するようになっている。

【００２４】反応液流量制御弁２５よりエゼクタ式ガス
ノズル５側の反応液圧送管２３には、反応液Ｂを噴射反
応液槽７に戻すための反応液還流管２９が接続されてい
る。反応液還流管２９の途中には反応液圧力制御弁３１
が取り付けらけている。

【００２５】反応液圧力制御弁３１は、リリーフ圧を定
量的に可変設定できる設定圧可変型のリリーフ弁であっ
てよく、エゼクタ式ガスノズル５に与える反応液Ｂの圧
力を定量的に制御するようになっている。

【００２６】次に図２、図３を用いてエゼクタ式ガスノ
ズル５について説明する。エゼクタ式ガスノズル５はノ
ズル本体５７を有しており、ノズル本体５７には反応液
圧送管２３と接続されて反応液Ｂを導く反応液通路５９
が形成されている。ノズル本体５７の先端側には液体ノ
ズル部材６１が着脱可能に嵌合装着されており、液体ノ
ズル部材６１の先端部にはノズル本体５７の先端面中心
部より前方へ突出してノズル細管６５が精密嵌合により
固定装着されている。ノズル細管６５に形成された液体
噴孔６３は液体通路５９と連通しており、液体通路５９
より反応液Ｂを与えられて、これを前方へ噴出するよう
になっている。この場合、ノズル細管６５の外径ｄ₁ は
０．６〜１．６ｍｍ、内径ｄ₂ 、即ち液体噴孔６３の口
径は０．３〜１．２ｍｍ程度であってよい。

【００２７】ノズル本体５７には吸引ガス通路６７が形
成されており、吸引ガス通路６７は一端にてニップル６
９によりガス吸引管３３と接続されている。ノズル本体
５７の円筒部外周にはノズル取付フランジ部７２を有す
る筒状のアウタケース７３がＯリング７５により気密状
態にて嵌合装着されている。吸引ガス通路６７は他端に
てノズル本体５７とアウタケース７３との間に形成され
た環状通路７６に連通している。環状通路７６はノズル
本体５７の液体ノズル部材装着部の周りに形成されてノ
ズル本体５７の先端面に開口した複数個の吸引ガス通路
７７の各々と連通している。

【００２８】ノズル本体５７の先端部外周には、ガスノ
ズル位置決め用のスペーサリング８１とシムリング８３
が（Ｏリング７９により気密に）着脱可能に嵌合装着さ
れ、更にキャップ状のガスノズル部材８５が交換可能に
ねじ係合により固定装着されている。ノズル本体５７の
先端面とガスノズル部材８５との間には吸引ガス通路７
７と連通関係にある吸引ガス室８６が形成されており、
この吸引ガス室８６の中心部にノズル細管６５が延在さ
れている。

【００２９】ガスノズル部材８５の先端部中央には吸引
ガス室８６よりガスノズル部材８５の先端面に開口した
ガス噴孔８７が形成されている。ガス噴孔８７は、ノズ
ル細管６５の外側にこれと同心に形成され、液体噴孔６
３の軸心と同心位置にて液体噴孔６３よりの反応液噴出
方向に沿って延在する平行通路部８９を備えている。こ
の平行通路部８９の長さＬは１〜６ｍｍ程度に設定さ
れ、またこれの内径ｄｇは０．８〜２．０ｍｍ程度に設
定されてよい。

【００３０】上述の如き寸法設定によりノズル細管６５
の外周面と平行通路部８９の内周面との間にガスリング
層が形成され、このガスリング厚さδｇは（ｄｇ−
ｄ₁ ）／２により決まり、これは０．１〜０．２ｍｍの
範囲に設定される。また、平行通路部８９の始端に対す
るノズル細管６５の先端の相対位置ΔＬは０〜−６ｍｍ
程度に設定され（ΔＬが負であることは第４図において
ノズル細管６５先端が平行通路部の左側に位置すること
を意味する）、これの調整は厚さが異なったシムリング
８３の交換により行われるようになっている。

【００３１】上述のガス吸引管３３は、図１に示されて
いる如く、炭酸ガスあるいは炭酸ガス含有混合ガスの供
給源３５と接続され、これより炭酸ガスあるいは炭酸ガ
ス含有混合ガスをエゼクタ式ガスノズル５の吸引ガス通
路６７に供給するようになっている。ガス吸引管３３に
は吸引ガス微少流量制御弁３７が接続されている。

【００３２】吸引ガス微少流量制御弁３７は、ニードル
弁等による微少可変絞りを有する流量制御弁等により構
成され、ガス吸引管３３を流れるガスの流量を定量的に
可変制御するようになっている。

【００３３】次に上述の如き構成よりなる人工真珠製造
装置の作用について説明する。

【００３４】人工真珠製造に際しては、反応液圧送ポン
プ１７が運転され、これにより噴射反応液槽７の反応液
Ｂが加圧されて反応液圧送管２３へ圧送される。反応液
Ｂは反応液流量制御弁２５により流量を制御され、また
反応液圧力制御弁３１が反応液Ｂの圧力に応じて開弁
し、これにより余剰の反応液Ｂが反応液還流管２９を通
って噴射反応液槽７に戻され、反応液圧送管２３の反応
液Ｂの圧力が反応液圧力制御弁３１のリリーフ圧に応じ
て調整される。

【００３５】これによってエゼクタ式ガスノズル５の液
体通路５９には、反応液流量制御弁２５により流量を制
御され、また反応液圧力制御弁３１により圧力を調整さ
れた反応液Ｂが圧送される。従ってエゼクタ式ガスノズ
ル５の液体通路５９に供給される反応液Ｂの流量は反応
液流量制御弁２５の流量設定値に応じて定量的に可変設
定され、またこの反応液Ｂの圧力は反応液圧力制御弁３
１の設定リリーフ圧に応じて定量的に可変設定されるこ
とになる。

【００３６】エゼクタ式ガスノズル５の液体通路５９に
供給された反応液Ｂは、液体ノズル部材６１内を通過し
てノズル細管６５の液体噴孔６３よりガス噴孔８７へ向
けて高速噴出される。この反応液Ｂの噴流束の外周部に
は反応液Ｂの噴出流速に応じて負圧が発生し、これによ
りガス供給源３５のガス（即ち炭酸ガスあるいは炭酸ガ
ス含有混合ガス）が吸引ガス微少流量制御弁３７により
流量を制御されつつガス吸引管３３を経て、吸引ガス室
８６から反応液Ｂの噴流束の外周部に沿ってガス噴孔８
７の平行通路部８９内に吸い込まれる。そして、このガ
スは、反応液Ｂの噴流により剪断され、気泡径が１０〜
２００μｍ程度の微細な気泡となって反応液Ｂと共に反
応槽１内の反応液Ａ中へ噴出される。

【００３７】この場合、気泡径は、反応液流量制御弁２
５による反応液Ｂの噴射流量、反応液圧力制御弁３１に
よるエゼクタ式ガスノズル５に対する反応液Ｂの供給
圧、吸引ガス微少流量制御弁３７による吹き込みガスの
流量、のうちの少なくとも一つの制御より適正値に可変
設定される。

【００３８】本実施例によれば特に、制御弁３７の開放
度が小さくなるにしたがって小さい気泡径の気泡が発生
される（すなわち、制御弁３７の開放度を絞るにつれて
気泡の径が小さくすることができる）。

【００３９】上述の如く反応槽１の反応液Ａ中に炭酸ガ
スあるいは炭酸ガス含有混合ガスの微細気泡が噴出注入
されることにより、反応液Ａと炭酸ガスとの気液接触反
応が生じ、これにより次に示す化学式による化学反応が
起りにより炭酸カルシウムが生成される。この炭酸カル
シウムが反応液Ａが含有しているアミノ酸・核酸・脂肪
酸等をバインダとして、吊下げ線３により反応液Ａ中に
吊下げられている真珠の核Ｃの外周に付着し、真珠層を
形成する。

【００４０】 Ｃａ（ＯＨ）₂ ＋ＣＯ₂ →ＣａＣＯ₃ ＋Ｈ₂ Ｏ この場合、反応液Ａ中に注入される炭酸ガスあるいは炭
酸ガス含有混合ガスの気泡が１０〜２００μｍ程度の微
細な気泡であることにより、気液の接触面積が飛躍的に
増加し、高効率の気液接触反応のもとに肌理の細かい真
珠層が効率よく生成されるようになる。

【００４１】また反応槽１の反応液Ａにはエゼクタ式ガ
スノズル５が噴射する反応液Ｂの噴流により撹拌流が生
じ、この撹拌流により気液境界面での濃度勾配が大きく
なり、このことによっても気液接触反応が活発になり、
効率のよい気液接触反応が行われるようになる。しかも
この撹拌流により反応槽１全域に亘って均一な気液接触
反応が行われるようになり、このことにより真珠の核Ｃ
の周りに真珠層が一様に生成されるようになって真球性
の高い形のよい人工真珠が生産性よく製造される。

【００４２】尚、反応槽１に於ける反応液Ａの撹拌流が
強すぎると、真珠の核Ｃに対する炭酸カルシウムの付着
量が低下する傾向が生じる。したがって、遮弊板（バッ
フル部材）９によってエゼクタ式ガスノズル５よりの反
応液Ｂの噴流が真珠の核Ｃの配置部へ直接向かわないよ
うにして反応液Ａの撹拌流の強さを調整される。

【００４３】図４、図５は本発明による人工真珠製造装
置の他の実施例を示している。尚、図４、図５に於い
て、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符
号により示されている。この実施例に於いては、反応槽
１内に水平な中心軸３９により通水構造の、例えば金網
製の円筒状のタンブラー４１が自身の中心軸線周りに回
転可能に設けられている。このタンブラー４１の内部に
複数個の真珠の核Ｃが取出し可能に収納されている。タ
ンブラー４１を構成する金網のピッチは、真珠の核Ｃが
タンブラー内部より外部へ脱落せず、タンブラー内部に
対する気泡の通過を阻害しない大きさ、例えば真珠の核
Ｃの直径が１ｍｍ以上である場合は１〜５ｍｍ程度に設
定される。

【００４４】中心軸３９にはベルト車４３が取り付けら
れている。ベルト車４３は無端ベルト４５により減速機
４７の出力軸４９に取り付けられたベルト車５１と駆動
連結されている。減速機４７は、電動機５３と駆動連結
され、電動機５３により回転駆動される。

【００４５】この実施例に於いては、電動機５３により
減速機４７が駆動されることにより、タンブラー４１が
中心軸３９と共に自身の中心軸線周りにゆっくりと回転
駆動される。タンブラー４１がゆっくりと、例えば０．
２〜１ｒｐｍ程度にて回転することにより、タンブラー
内部の真珠の核Ｃが反応槽１の反応液Ａ中を転動するよ
うになる。

【００４６】これにより核Ｃに万遍なく炭酸カルシウム
による真珠層が生成されるようになり、また真珠同士が
擦れ合うことにより、研磨作用が得られ、真珠層の生成
過程にて真珠層表面に小突起ができても、これが成長せ
ずに研磨消去され滑性度の高い人工真珠が得られるよう
になる。

【００４７】上記何れの実施例に於いても、真珠の核Ｃ
は、球形以外の形状、例えば回転楕円径、多面体等であ
ってもよく、真珠の核Ｃの形状に応じて任意の形状の人
工真珠が得られる。

【００４８】以上に於ては、本発明を特定の実施例につ
いて詳細に説明したが、本発明は、これらに限定される
ものではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能
であることは当業者にとって明らかであろう。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
による人工真珠製造方法および人工真珠製造装置によれ
ば、エゼクタ式ガスノズルにより気体の分散が行われて
気泡径が１０〜２００μｍ程度の微細気泡が得られ、こ
れによって肌理の細かい真珠層が生成され、天然の真珠
と同等の高滑性表面による美しい表面光沢、輝きを有す
る人工真珠が、精巧な研磨技術や手間を必要とすること
なく、効率よく、長い生産時間を必要とすることなく安
定生産されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による人工真珠製造装置の一実施例を示
すブロック線図である。

【図２】本発明による人工真珠製造装置に用いられるエ
ゼクタ式ガスノズルの一実施例を示す縦断面図である。

【図３】本発明による人工真珠製造装置に用いられるエ
ゼクタ式ガスノズルの噴孔部の拡大縦断面図である。

【図４】本発明による人工真珠製造装置の他の実施例を
示すブロック線図である。

【図５】図４に示された本発明による人工真珠製造装置
の反応槽部分の側面図である。

【符号の説明】

１ 反応槽 ３ 吊り線 ５ エゼクタ式ガスノズル ７ 噴射反応液槽 ９ 遮弊板 １１ 排液通路 １７ 反応液圧送ポンプ ２３ 反応液圧送管 ２５ 反応液流量制御弁 ３１ 反応液圧力制御弁 ３３ ガス吸引管 ３７ 吸引ガス微少流量制御弁 ４１ タンブラー ５３ 電動機 ５７ ノズル本体 ６１ 反応液ノズル部材 ６３ 反応液噴孔 ６５ ノズル細管 ８５ ガスノズル部材 ８７ ガス噴孔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水酸化カルシウムの溶液中に真珠の核を
   配置し、液体を噴出し当該液体の噴流による負圧により
   気体を吸引してこれを噴出液体と共に気泡として噴出す
   るエゼクタ式ガスノズルにより、前記溶液中に炭酸ガス
   あるいは炭酸ガスの混合ガスを微細気泡として注入し、
   水酸化カルシウムと炭酸ガスとの気液接触による化学反
   応により前記核の外周に真珠層を生成せしめることを特
   徴とする人工真珠製造方法。
2. 【請求項２】 前記エゼクタ式ガスノズルにより水酸化
   カルシウムの溶液中に発生させる炭酸ガスあるいは炭酸
   ガスの混合ガスの微細気泡の気泡直径を、前記エゼクタ
   式ガスノズルに供給する噴射液体の流量、圧力、炭酸ガ
   スあるいは炭酸ガスの混合ガスの流量の少なくとも一つ
   の制御より、１０〜２００μｍに設定することを特徴と
   する請求項１に記載の人工真珠製造方法。
3. 【請求項３】 真珠の核を通水構造の円筒状のタンブラ
   ー内に収納し、前記タンブラーを自身の中心軸線周りに
   回転させつつ水酸化カルシウムと炭酸ガスとの気液接触
   による化学反応により前記核の外周に真珠層を生成せし
   めることを特徴とする請求項１また２に記載の人工真珠
   製造方法。
4. 【請求項４】 水酸化カルシウムの溶液を貯容し真珠の
   核を配置される反応槽と、前記反応槽に液体を噴出し当
   該液体の噴流による負圧により炭酸ガスあるいは炭酸ガ
   スの混合ガスを吸引してこれを噴出液体と共に前記反応
   槽に気泡として供給するエゼクタ式ガスノズルとを有し
   ていることを特徴とする人工真珠製造装置。
5. 【請求項５】 前記反応槽内に於ける前記エゼクタ式ガ
   スノズルと真珠の核の配置部との間に、真珠の核の配置
   部に於ける前記エゼクタ式ガスノズルよりの噴流による
   溶液の撹拌流の強さを制御するバッフル部材が設けられ
   ていることを特徴とする請求項４に記載の人工真珠製造
   装置。
6. 【請求項６】 前記反応槽内に、内部に真珠の核を収容
   する通水構造の円筒状のタンブラーが配置され、前記タ
   ンブラーを自身の中心軸線周りに回転駆動する駆動手段
   を有していることを特徴とする請求項４に記載の人工真
   珠製造装置。