(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀粉末６０〜９５wt％、残部をセルロース系樹脂を主成分とする有機系バインダで構成される銀粘土組成物により造形物を作り、或いは耐熱材料に付着させ、乾燥させた後、メッシュサイズ１.５〜２.０mmの金属製網の上に置き、家庭用ガスコンロのバーナにて１〜１５分間加熱して密度比が５０〜９０％となるように焼結したことを特徴とする銀焼結品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、宝飾品、美術工芸品、装飾品等の工芸的要素の大きい銀造形品を、家庭にて簡便な方法で作成することができる銀焼結品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、宝飾品、美術工芸品、装飾品等の工芸的要素の大きい銀造形品を得るための方法として、銀粘土組成物を用いた方法が知られている。
銀粘土組成物としては、銀粉末、バインダ、溶媒を基本材料とし、さらに混合促進剤としての界面活性剤や手などの粘着防止等のため油脂や可塑剤を適宜に混合して粘土状に練ったものが既に市販されている。バインダには、水溶性セルロース系樹脂を主成分とし、界面活性剤、油脂を添加したものが用いられている。この銀粘土組成物を適宜形状に造形し、乾燥固化した後、乾燥した後、電気炉や窯などで銀の融点（約９６０℃）から約２５０℃〜１０℃低い温度範囲で加熱することにより、バインダ等を分解、蒸発燃焼等で除去すると共に銀粉末の粒子相互を焼結して目的の銀焼結品を得るのである。したがって、銀焼結品を得るためには、銀の融点から約２５０℃〜１０℃低い温度範囲、即ち約７１０〜９５０℃の範囲に制御する設備を具備する電気炉や窯などが必要とされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記電気炉や窯などは比較的高価であるため、市販されている銀造形用粘土組成物を入手して適宜に造形を施すことができても、その後の処理（焼結）を自由に行えるものではなかった。
また、電気炉などを用いずにガスバーナトーチを使用して銀粘土造形体を加熱し、焼結させることは、ガスバーナトーチの炎が１０００℃を越える温度に達しているため、銀粘土造形体が融け（熱融解）ないように瞬間的に炎を当てる操作が極めて困難であり、熟練を要するものであった。
そこで、本発明は、家庭用の都市ガスやＬＰガスを使用したガスコンロ（カセットコンロを含む）を使用して、熟練を要することなく極めて容易に銀焼結品を得ることができる方法を提案することを目的とする。
【０００４】
【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、銀粉末６０〜９５wt％、残部をセルロース系樹脂を主成分とする有機系バインダで構成される銀粘土組成物により造形物を作り、或いは耐熱材料に付着させ、乾燥させた後、メッシュサイズ１.５〜２.０mmの金属製網の上に置き、家庭用ガスコンロのバーナにて５〜１５分間加熱して密度比が５０〜９０％となるように焼結したことを特徴とする銀焼結品の製造方法に関するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる銀粘土組成物は、銀粉末６０〜９５wt％、残部をセルロース系樹脂を主成分とする有機系バインダで構成されるものであれば、特にその具体的構成を限定するものではなく、どのような銀粉末、有機系バインダ、或いはその他の添加剤を用いるものでも良い。
【０００６】
銀粉末は、平均粒径１〜２０μm程度の粉末で、粒子形状は球状、異形状、又は扁平状粉末が主に用いられ、これらに特定されるものではないが、平均粒径１〜２０μmの球状粒子を使用すると、焼結後の空隙率が下がり、焼結度が増し、焼結品の強度等の物理的特性が向上し、焼結品を研磨などの仕上げ加工がし易い特性を具備するものとなる。
【０００７】
有機系バインダとしては、水溶性セルロース系樹脂を主成分とし、必要に応じて界面活性剤、油脂などを適宜に添加したものが用いられ、前記銀粉末６０〜９５wt％に対して４０〜５wt％配合される。具体的且つ好ましい配合割合の一例としては、水溶性セルロース系樹脂０.４〜１０wt％、デンプン０.４〜３wt％、油脂０.０５〜３wt％、界面活性剤０.０５〜３wt％、残部を水とする有機系バインダが用いられる。
【０００８】
前記銀粉末と前記有機系バインダを混合して銀粘土組成物を得るが、適宜に水又はアルコール類などを添加して濃度を調整しても良い。即ち流動性のない粘土状の組成物として手やヘラ等にて造形を施す場合には高濃度に、流動性を有するペースト状の組成物としてシリンジにて射出成形したり、筆などで耐熱材料の表面に付着させる場合には低濃度に調整して用いる。
造形のための手法は、植物の葉の模様を転写させるなど粘土工芸として多種の手法が編み出されているのでそれらを利用すれば良く詳述を避ける。また、本発明における銀粘土組成物は、従来は特殊な銀液（硫化テルペン銀）を用いてセラミック製品等の縁周りなどに絵付けしていた用途にも適用できる。即ち前記耐熱材料としては、磁器製品、陶器製品等のセラミック製品、耐熱性金属製品、耐熱性鉱物から選ばれる任意の形状を有するものであって、焼結時の熱で変形等を生じないものを使用できる。
【０００９】
本発明に用いる金属製網は、メッシュサイズ１.５〜２.０mmであって、網を構成する線材は０.５〜２mm程度、好ましくは約１.０mmのものを用い、素材は特に限定するものではないがステンレス鋼線が好ましい。この金属製網のメッシュサイズが２.０mmより大きい場合、ガスの炎が網を完全に通過し、炎の最高温部は銀の融点（約９６０℃）を超えて１０００℃以上にも達しているため、炎の最高温部が直接銀造形体に当たって銀を融かしてしまう。メッシュサイズが１.５mmより小さい場合、炎の通過は遮られるが熱流の通過も妨げられるため、熱伝導効率も悪くなり、焼結温度（銀の融点から約２５０℃〜１０℃低い温度範囲、即ち約７１０〜９５０℃の範囲）に達しないため焼結できない。
尚、焼結とは銀粉末の粒子相互が焼結することに他ならないが、ここでは密度比が５０％以上で、研磨仕上げ等の仕上げ加工などに耐え得る十分な強度、物理的特性を有する焼結体となることを意味している。また、この金属製網は汎用の魚焼き用とは異なるが、電気炉や窯などに比べて設備費用は格段に安価であり、勿論繰り返し使用できる。
【００１０】
また、本発明に用いる家庭用ガスコンロは、通常一般住宅に配管されている都市ガスやＬＰガスを燃料ガスとするものでも良いし、カセットコンロでも良い。
【００１１】
本発明では、前記銀粘土組成物によりリングやブローチなどの造形物を作り、或いはセラミック皿等の耐熱材料に付着させ、乾燥させた後、前記金属製網の上に置き、家庭用ガスコンロのバーナにて１〜１５分間加熱して焼結する。金属製網の上に置かれた銀粘土造形物は、網と接触する下端から伝熱され、上方へ向かって伝熱して全体的に焼結されるため、魚を焼く際のような裏返す操作を必要そしない。加熱時間が５分に満たない場合、銀焼結体への伝熱が不充分で密度比が５０％以上の焼結が得られないことがある。加熱時間が１５分を超えると、それ以上の効果は望めずエネルギーロスになる。
【００１２】
【実施例】
〔予備実験〕
ＬＰガスを燃料ガスとする家庭用ガスコンロのバーナ台の上にメッシュサイズが１.０mm、１.５mm、２.０mm、３.０mmのステンレス製の網を配置してガスを点火し、網が赤熱している部分の温度を熱伝対にて測定した。尚、網のステンレス線の直径は１.０mmのものを使用した。
メッシュサイズが１.０mmの網を用いた場合には、ガスを点火してから１分後、１５分後の温度とも５８０℃であった。
メッシュサイズが１.５mmの網を用いた場合には、ガスを点火してから１分後、１５分後の温度とも８５０℃であった。
メッシュサイズが２.０mmの網を用いた場合にも、ガスを点火してから１分後、１５分後の温度とも８５０℃であった。
メッシュサイズが３.０mmの網を用いた場合には、ガスを点火してから１分後、１５分後の温度とも１０５０℃であった。但しこの場合、炎が網を通過して網上に突出していたので、網の上２.０mm離れたところを測定した。
これらの結果より、金属製網のメッシュサイズによってバーナ炎並びに網上の温度雰囲気を制御することができ、金属製網のメッシュサイズが１.５〜２.０mmの場合にバーナ炎の突出を抑えると共に網上の温度雰囲気を約８５０℃（＝銀の融点から１１０℃低い温度）に制御でき、銀焼結に好適な条件が形成されることが確認された。
【００１３】
〔実施例１〕
平均粒径２０μmの純Ａｇ粉末９２wt％、メチルセルロース０.４wt％、デンプン０.４wt％、水７.２wt％を混練して銀粘土組成物を調製した。
この銀粘土組成物にて５cm×２cm×１cmのピースを作成し、１００℃の乾燥機で１時間かけ乾燥固化した。
次にステンレス網（メッシュサイズ２.０mm，ステンレス線の径１.０mm，大きさ１８０mm×１８０mm）を、ＬＰガスを使用した家庭用ガスコンロ（５.３５kw）のバーナ台の上へ置き、ガスを点火すると、図１のように網の中心が円形状に赤熱した。
この赤熱した部分に、乾燥固化したピースをおいて１分間加熱し、梨肌状に白くなった銀焼結体を得た。この銀焼結体は、密度５.５３g/cm3であって、密度比は５３％であった。同条件にて１５分間加熱した場合、得られた銀焼結体は密度８.５７g/cm3となり、密度比は８２％となった。
【００１４】
〔実施例２〕
平均粒径２０μmの純Ａｇ粉末９２wt％、メチルセルロース０.４wt％、デンプン０.４wt％、水７.２wt％を混練して銀粘土組成物を調製した。
この銀粘土組成物にて５cm×２cm×１cmのピースを作成し、１００℃の乾燥機で１時間かけ乾燥固化した。
次にステンレス網（メッシュサイズ２.０mm，ステンレス線の径１.０mm，大きさ１８０mm×１８０mm）を、都市ガスを使用した家庭用ガスコンロ（４.６５kw）のバーナ台の上へ置き、ガスを点火すると、図１のように網の中心が円形状に赤熱した。
この赤熱した部分に、乾燥固化したピースをおいて１分間加熱し、梨肌状に白くなった銀焼結体を得た。この銀焼結体は、密度５.３２g/cm3であって、密度比は５１％であった。同同条件にて１５分間加熱した場合、得られた銀焼結体は密度８.４１g/cm3となり、密度比は８０％となった。
【００１５】
〔実施例３〕
平均粒径２０μmの純Ａｇ粉末９２wt％、メチルセルロース０.４wt％、デンプン０.４wt％、水７.２wt％を混練して銀粘土組成物を調製した。
この銀粘土組成物にて５cm×２cm×１cmのピースを作成し、１００℃の乾燥機で１時間かけ乾燥固化した。
次にステンレス網（メッシュサイズ２.０mm，ステンレス線の径１.０mm，大きさ１８０mm×１８０mm）を、カセットコンロ（２.５kw）のバーナ台の上へ置き、ガスを点火すると、図１のように網の中心が円形状に赤熱した。
この赤熱した部分に、乾燥固化したピースをおいて１分間加熱し、梨肌状に白くなった銀焼結体を得た。この銀焼結体は、密度５.２５g/cm3であって、密度比は５０％であった。同条件にて１５分間加熱した場合、得られた銀焼結体は密度７.４６g/cm3となり、密度比は７１％となった。
【００１６】
〔実施例４〕
平均粒径２０μmの純Ａｇ粉末９２wt％、メチルセルロース０.４wt％、デンプン０.４wt％、水７.２wt％を混練して銀粘土組成物を調製した。
この銀粘土組成物にてリングを作成し、１００℃の乾燥機で１時間かけ乾燥固化した。
次にステンレス網（メッシュサイズ２.０mm，ステンレス線の径１.０mm，大きさ１８０mm×１８０mm）を、ＬＰガスを使用した家庭用ガスコンロ（５.３５kw）のバーナ台の上へ置き、ガスを点火すると、網の中心が円形状に赤熱した。
この赤熱した部分に、乾燥固化したピースをおいて５分間加熱し、梨肌状に白くなった銀焼結体を得た。この銀焼結体を、ステンレスブラシで磨き、さらに磨きヘラで磨き加工すると、銀色の鏡面が表れ、美麗な銀色のリングを作成することができた。
【００１７】
〔実施例５〕
平均粒径２０μmの純Ａｇ粉末８２wt％、メチルセルロース０.４wt％、デンプン０.４wt％、水１７.２wt％を混練してペースト状の銀粘土組成物を調製した。このペースト状の銀粘土組成物を葉っぱに塗布し、１００℃の乾燥機で１時間かけ乾燥固化した。
次にステンレス網（メッシュサイズ２.０mm，ステンレス線の径１.０mm，大きさ１８０mm×１８０mm）を、ＬＰガスを使用した家庭用ガスコンロ（５.３５kw）のバーナ台の上へ置き、ガスを点火すると、網の中心が円形状に赤熱した。
この赤熱した部分に、乾燥固化したピースをおいて５分間加熱し、梨肌状に白くなった銀焼結体を得た。この銀焼結体を、ステンレスブラシで磨き、さらに磨きヘラで磨き加工すると、銀色の鏡面が表れ、葉っぱの形の美麗な銀色のブローチを作成することができた。
【００１８】
〔実施例６〕
平均粒径２０μmの純Ａｇ粉末９２wt％、メチルセルロース０.６wt％、ポリエチレングリコール０.１wt％、フタル酸ジオクチル０.１wt％、水７.２wt％を混練して銀粘土組成物を調製した。
この銀粘土組成物をひも状に伸ばして三つ編みにしたものでリングを作成し、１００℃の乾燥機で１時間かけ乾燥固化した。
次にステンレス網（メッシュサイズ２.０mm，ステンレス線の径１.０mm，大きさ１８０mm×１８０mm）を、ＬＰガスを使用した家庭用ガスコンロ（５.３５kw）のバーナ台の上へ置き、ガスを点火すると、網の中心が円形状に赤熱した。
この赤熱した部分に、乾燥固化したピースをおいて５分間加熱し、梨肌状に白くなった銀焼結体を得た。この銀焼結体を、ステンレスブラシで磨き、さらに磨きヘラで磨き加工すると、銀色の鏡面が表れ、美麗な銀色のリングを作成することができた。
【００１９】
〔比較例１〕
前記実施例３におけるステンレス網に代えて、ステンレス網（メッシュサイズ３.０mm，ステンレス線の径１.０mm，大きさ１８０mm×１８０mm）を用いた以外は同様に銀焼結体を得ようとしたが、バーナの炎がステンレス網の上に至り、３分程度で銀造形体は融けてしまった。
【００２０】
〔比較例２〕
前記実施例１におけるステンレス網に代えて、ステンレス網（メッシュサイズ１.０mm，ステンレス線の径１.０mm，大きさ１８０mm×１８０mm）を用いた以外は同様に処理を行った。
１分間の加熱で得られた銀焼結体は、密度４.５２g/cm3であって、密度比は４３％であった。同条件にて１５分間加熱した場合、得られた銀焼結体は密度４.９５g/cm3となり、密度比は４７％となった。さらに、同条件にて３０分間加熱した場合、得られた銀焼結体は密度４.９８g/cm3となり、密度比は４７％となった。何れの銀焼結体も、ステンレスブラシで磨くと割れてしまった。
【００２１】
以上本発明の実施例を示したが、本発明は前記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の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。尚、本発明は銀粉末を用いたが、特定の金属製網を用いることによりバーナ炎の突出を抑えると共に網上の温度雰囲気を制御することができるので、銀焼結以外でも同様な温度条件（約８５０℃程度）にて焼結可能な貴金属粉末を用いた粘土組成物の焼結への利用も予見される。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の銀焼結品の製造方法は、特定のメッシュサイズの金属製網を用いて家庭用ガスコンロのバーナの炎が網上に突出することを抑えると共に網上の温度雰囲気を銀の融点以下に制御することができ、これまで高価な電気炉や窯を用いて行わざるを得なかった焼結工程を家庭にて極めて簡易に実施することができる。
したがって、市販の銀粘土組成物を購入し、適宜工芸手段にて所望の造形物、例えばアクセサリーを作成し、これを家庭にて簡単に焼結させ、銀製のアクセサリーを作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例にて行った銀焼結品の製造方法の一例を示す平面図である。
【図１】
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