JPH06306408A - 金属製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 貴金属宝飾品、美術工芸品、室内インテリ
ア、卓上装飾品など工芸的要素の大きい金属製品を必要
最低量の厚みで、容易に且つ迅速に製造する。 【構成】 可燃性材料を任意形状に成形した成形体或い
は可燃性の天然素材の表面の一部或いは全面に、金属粉
末と有機系結合材溶液とを混合して泥漿化させた液を付
着させ、溶媒を蒸発させた後に焼結温度まで昇温するこ
とを特徴とする金属製品の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば貴金属宝飾品、
美術工芸品、室内インテリア、卓上装飾品など工芸的要
素の大きい金属製品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、貴金属宝飾品、美術工芸品、
または建築用インテリア等では形状の簡易なものであれ
ばプレス成形によっているが、一般には鋳造法が最も多
用されている。中でもロストワックス鋳造法は、デザイ
ンにおける自由度が極めて大きく、しかも複雑な形状を
高い信頼性で再現することができるために高級品として
取り扱われるものの主流の工法となっている。

【０００３】しかし、上記ロストワックス鋳造法は設備
投資の額も大きく、しかも熟練するには多大な時間を要
する。このロストワックス鋳造法は工程が極めて多く、
しかも長い時間（通常７日間）を要する。特にシェル造
型、脱蝋焼成の公害問題、型ばらしの手間、酸処理の公
害排除設備等、極めて固定費が高いものとなるが、今日
これに勝る鋳造法は見当たらない。

【０００４】これに対し、焼結法には加圧法、射出成型
法、泥漿法、粘土手工法の、主として４つの方法がある
が、粘土手工法に使用される粘土状の焼結材料は既に開
発されて市販されている。この材料は粒度２〜２０μｍ
の金属微粒子に、メチルセルロースやエチルセルロース
等の各種粘結材、及び水等を２０重量％程度加えて粘土
状物とした構成であり、この粘土状物を厚み０．５〜１
ｍｍの平板状とし、これを折り曲げたりして立体的な形
状に組み立てた後に焼結する方法が近年提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では成形物が形状を維持するためには粘土状物の厚
みをそれ以上低減することができないために重量が大き
くなり、且つ成形工作において発生する過剰なもの（切
り落とし、削り落とし）等のため、高価な金属粉末を無
駄にすることとなるのでコストが高いものとなってい
た。

【０００６】また、粘土状物は乾燥し易く、乾燥すると
脆くなるので、成形性は極めて悪いものであった。即
ち、湿度に十分に注意し、短時間に造型しなければなら
ないので、創作性を著しく制限するものであった。しか
も粘土状物は厚みが厚く、さらに強度も低いので、例え
ば折り鶴等の複雑な形状のものを成形することは実質的
に不可能であった。さらに、中空部分を有する例えば籠
状のものを、型枠材を使用する（分割式の型枠材の内面
に貼り付ける）ことなく、或いは溶接、ロウ付け等を施
すことなく、作製することもまた不可能であった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記に鑑み提
案されたもので、可燃性材料を任意形状に成形した成形
体或いは可燃性の天然素材の表面の一部或いは全面に、
金属粉末と有機系結合材溶液とを混合して泥漿化させた
液を付着させ、溶媒を蒸発させた後に焼結温度まで昇温
することを特徴とする金属製品の製造方法に関するもの
である。

【０００８】本発明は、可燃性材料を任意形状に成形す
ること、或いは可燃性の天然素材を用意することを第一
工程とする。この可燃性材料としては、金属粉末の焼結
温度より低い温度で燃焼する性質を有するものであれば
凡そ使用することができる。例えば、和紙、洋紙、フィ
ルム等の薄肉の基材を可燃性材料として選定した場合に
は折り紙加工したり屈曲加工したり、或いは必要に応じ
て糊等の可燃性の接着剤を併用して任意形状に成形すれ
ば良い。尚、通常の紙では湿潤強度が低いので、後述す
る第三工程で泥漿化した液を塗布した際に水分を吸収し
て形状を維持することができないため、予め、或いは任
意形状に成形した後にパラフィンワックス等の低融点ワ
ックスを溶解したものに含浸するか、又はこの低融点ワ
ックスを溶解したものを塗布して撥水性を付与する。さ
らに、例えば寒天（水溶液）、熱可塑性樹脂などを可燃
性材料として選定した場合には塊状物を研削して任意形
状に成形したり、或いは型材を使用して任意形状に成形
すれば良い。また、元来意匠的な要素を具備する植物の
葉などの天然素材は、成形加工を加えることなくそのま
ま使用することができる。

【０００９】次に、Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ等の貴金属類、Ｃ
ｕ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｎｉ，Ｓｎ等の卑金属類の純金属粉或
いは合金粉の一種以上から選ばれる粒径３〜１００μｍ
の金属粉末を平均粒径１０〜２０μｍになるように組成
に応じて配合し、これに対し、メチルセルローズ、エチ
ルセルローズ等の有機系結合材溶液（溶媒：低級アルコ
ール／水）を混合して泥漿化させた液（スラリー）を作
製することを第二工程とする。尚、必要に応じて消泡剤
や界面活性剤を添加して濡れ性を向上するようにしても
良い。

【００１０】そして、前記第一工程により得られた可燃
性材料の成形体或いは可燃性の天然素材の表面に、上記
第二工程により得られた泥漿化させた液（スラリー）を
付着させることを第三工程とする。この付着方法として
は、例えば浸漬して表面に付着させる方法でも良いし、
スプレーガン又はハケ塗りで塗布して付着させる方法で
も良い。例えば３〜８％の有機系結合材水溶液を金属粉
体重量に対して３０〜５０％（重量比）混合して泥漿化
させた液（スラリー）に、可燃性材料の成形体或いは可
燃性の天然素材を浸漬させて引き上げると、その表面に
０．１〜０．１５ｍｍ程度の均一な厚みでスラリーが付
着する。これを自然乾燥又は４０〜８０℃の風乾の後に
再び同じ操作を繰り返しておおよそこの回数を３回以上
行えば０．３〜０．６ｍｍ程度の均一な厚みの付着層を
得ることができる。この第三工程では泥漿化させた液
（スラリー）の濃度や含浸回数等を限定するものではな
いので、任意の付着厚みとすることができる。尚、限定
するものではないが、浸漬による付着方法はスラリーを
可燃性材料の成形体或いは可燃性の天然素材の全表面に
付着させる場合に好適であり、スプレーガン又はハケ塗
りによる付着方法はスラリーを表面の一部にのみ付着さ
せる場合に好適である。

【００１１】尚、例えば上記第三工程で可燃性材料の成
形体或いは可燃性の天然素材の表面にスラリーを均一な
厚みで付着させて乾燥させた後に、その上からハケ塗り
等で文字や絵、或いは図柄を描画すると、工芸的な面白
みが増加するものとなる。この時に使用するスラリー
は、第三工程で用いたものより濃度が高いものを使用す
る方が良い。

【００１２】その後、溶媒分が失われるまで乾燥し、ス
ラリー中の有機系結合材（バインダー）が昇華（ベーパ
ー）する温度（約２５０℃）以上に保温された酸化性或
いは還元性の加熱炉中に入れて昇温し、さらに使用した
金属粉末の融点より１０％低く設定される焼結温度で任
意の時間保留することを第四工程とする。この第四工程
の途中で有機系結合材（昇華）及び可燃性材料（燃焼）
が消失し、その結果、焼結体である金属製品を得ること
ができる。尚、可燃性材料として寒天（水溶液）や熱可
塑性樹脂を使用した場合には燃焼させるよりも熱で流動
化させて系外へ排出させるようにする方が良い。

【００１３】このように本発明は、前記第二，第三工程
によりスラリーの濃度や浸漬回数等を変えることにより
製品となる焼結体の厚みをどのようにでも設定すること
ができる。そして、例えば卓上工芸品は比較的薄く、ア
クセサリーは比較的厚くすることもでき、いずれにして
も必要最低の厚みに設定することができるので、高価な
金属粉末を無駄にすることがなくその使用量を必要最低
量に抑えることができる。

【００１４】また、前記第一工程は実質的に製品の基本
的形状を設定するものであり、和紙、洋紙、フィルム等
の薄肉の基材を周知の折り紙加工技術を利用して例えば
折り鶴のように成形することも、中空部分を有する風船
のように成形することも極めて容易であり、また、植物
の葉のように元来より意匠的な要素を具備する天然素材
をそのまま使用することもできる。しかもこの第一工程
には特に面倒な成形上の制限もないので、創作者の自由
な創意（デザイン）を施すことができる。したがって、
本発明は工芸的価値の高い金属製品を得ることができ
る。

【００１５】さらに、前記第三工程では第一工程で得ら
れた可燃性材料の成形体或いは可燃性の天然素材の全表
面にスラリーを付着させても良いが、表面の一部にのみ
付着させるようにしても良いので、この付着箇所を適宜
に選定することにより、デザインの幅はより一層拡大す
るものとなる。

【００１６】また、本発明は、第三工程で可燃性材料の
成形体或いは可燃性の天然素材の表面にスラリーを付着
させた後、さらに第一工程及び第三工程をもう一回或い
は複数回繰り返すようにしても良い。例えば可燃性材料
として植物の葉を選定し（第一工程）、第二工程で得ら
れたスラリーを全面に付着させて乾燥させた後（第三工
程）、その周囲を寒天水溶液等の可燃性材料で覆うと共
に例えば六面体状に凝固させ（第一工程）、その凝固さ
せた寒天水溶液の周囲にスラリーを格子状に付着させ
（第三工程）、その後に焼結すると（第四工程）、格子
状の籠体である焼結体の内部に植物の葉形状の焼結体が
存在する金属製品が得られる。第一工程及び第三工程の
繰り返し回数を増やすほど複雑な形状の金属製品が得ら
れることは説明するまでもない。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を示す。

【００１８】実施例１；厚さ０．１ｍｍで一辺が６０ｍ
ｍの和紙を折り鶴に成形加工した後、これを溶融パラフ
ィン液中に浸漬し、和紙中にワックスを含浸させる（第
一工程）。一方、粒径５〜３０μｍの銀粉末（９９．９
７％）５０ｇにセルロース系水溶性バインダー８％液２
０ｇを混合し、さらに水２０ｇを加えてスラリーとする
（第二工程）。このスラリーを前記折り鶴の全表面に筆
で厚みが均一になるように付着させて乾燥する。この操
作を３回繰り返して０．５〜０．７ｍｍ位の厚みの付着
層を形成させる（第三工程）。そして、これを５０℃位
で３０〜６０分間風乾し、５００℃中に保温した加熱炉
（酸化性電気炉）中に入れる。その後、８５０℃まで急
速に昇温して８５０±１０℃にて２０分間保留し、加熱
炉中より取り出す（第四工程）。こうして銀焼結体であ
る約５ｇの折り鶴を得た。

【００１９】実施例２；厚さ０．１ｍｍで一辺が６０ｍ
ｍの和紙を風船（略六面体形状）に成形加工した後、こ
れを溶融パラフィン液中に浸漬し、和紙中にワックスを
含浸させる（第一工程）。一方、粒径５〜３０μｍの銀
粉末（９９．９７％）５０ｇにセルロース系水溶性バイ
ンダー８％液２０ｇを混合し、さらに水２０ｇを加えて
スラリーとする（第二工程）。このスラリーを前記風船
の各辺及び対角線に筆で厚み０．５ｍｍ、幅２ｍｍにな
るように付着させて乾燥する（第三工程）。その後、前
記実施例１に準じて第四工程を行って焼結させ、銀焼結
体である約５ｇの中空部分を有する籠体を得た。

【００２０】実施例３；厚さ０．１ｍｍで一辺が５０ｍ
ｍの和紙を使用した以外は前記実施例２に準じて第一工
程及び第二工程を行い、第二工程で得られたスラリーを
第一工程で得られた風船（略六面体形状）の全表面に筆
で塗布厚みが均一になるように付着させて乾燥する。こ
の操作を３回繰り返して０．５〜０．７ｍｍ位の厚みの
付着層を形成させる。さらに、スラリーで付着層の表面
に絵柄を描いて乾燥する（第三工程）。その後、前記実
施例１に準じて第四工程を行って焼結させ、銀焼結体で
ある約１０ｇの中空部分を有する略六面体を得た。

【００２１】以上本発明を実施例に基づいて説明した
が、本発明は前記した実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限りど
のようにでも実施することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の金属製品
の製造方法は、金属粉末と有機系結合材溶液とを混合し
て泥漿化させた液（スラリー）の濃度やその付着方法を
適宜に選定することにより、焼結体の厚みを必要最低の
厚みに設定することができる。したがって、前記従来の
粘土状物を成形して焼結する方法のように高価な金属粉
末を無駄にすることがなく、必要最低量だけを使用する
ので、コストを低廉に抑えることができる。

【００２３】また、本発明の金属製品の基本的形状は、
可燃性材料の成形加工により、選定した可燃性材料が元
来より具備する意匠的な要素、或いは設定されるもので
ある。したがって、例えば植物の葉を可燃性材料として
そのまま使用することもできるし、和紙、洋紙、フィル
ム等の薄肉の基材を可燃性材料として選定した場合には
周知の折り紙加工技術を利用して前記従来の方法では実
質的に不可能であった複雑な形状の折り鶴や中空部分を
有する風船等を成形することも極めて容易なものとな
る。また、その際、複数の可燃性材料を使用しても良い
し、接着剤を使用することもできるので、創作者の自由
な創意（デザイン）を施した工芸的価値の高い形状の金
属製品を作製することができる。

【００２４】さらに、可燃性材料の成形体の表面の一部
にのみスラリーを付着させるようにしても良いので、例
えば略六面体状の風船に成形した可燃性材料の成形体の
表面に、付着部分が略格子状になるようにスラリーを付
着させるようにしても良い。この場合、焼結すると、中
空で、略格子状の籠体となる焼結体を得ることができ
る。このようにスラリーの付着箇所の選定もデザインの
一要素として取り入れることができるので、前記デザイ
ンの幅はより一層拡大するものとなり、従来の方法では
溶接やロウ付け等を施すことなく作製できなかった形状
のものが、極めて容易に且つ迅速に作製されるものとな
る。

【００２５】また、本発明では型枠材等を全く必要とす
ることなく、しかも本発明における各工程、即ち、可燃
性材料の成形加工工程、スラリーの調製工程、スラリー
の付着工程、焼結工程は、何れも容易且つ迅速に行うこ
とができるので、デザインの立案から極めて短時間で製
品を得ることができるものとなる。

【００２６】加えて、本発明は、可燃性材料の成形体或
いは可燃性の天然素材の表面にスラリーを付着させた
後、このものの周囲を可燃性材料で覆う工程とその可燃
性材料の表面にスラリーを付着させる工程とを一回或い
は複数回行った後に焼結するようにしても良い。この場
合、焼結体の内部に別の焼結体が存在しているような複
雑な構造を有する製品を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上坂 成次 富山県高岡市木津675の３ (72)発明者 下尾 治彦 富山県高岡市旭ケ丘９の３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可燃性材料を任意形状に成形した成形体
   或いは可燃性の天然素材の表面の一部或いは全面に、金
   属粉末と有機系結合材溶液とを混合して泥漿化させた液
   を付着させ、溶媒を蒸発させた後に焼結温度まで昇温す
   ることを特徴とする金属製品の製造方法。