(57)【要約】【課題】銀（Ａｇ）を主体としたグリーン色を帯びた色調を有したＫ１８（１８金）金合金は、その硬度と強度は非常に柔らかく、純金と大差ないレベルであり、宝飾品素材としてはほとんど活用できないのが実情である。【解決手段】Ｋ１８（１８金）の三元金合金であって、銀（Ａｇ）を２３重量％から２４．５重量％の範囲で含有する合金において、チタン（Ｔｉ）を０．５重量％から２重量％の範囲で含有させることで、美しいグリーン色を帯びた色調を有したままで、時効硬化処理が可能な合金として硬度および強度を向上改善するという、宝飾品素材としての優れた性状を達成せしめた。【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀（Ａｇ）を２３重量％から２４．５重量％の範囲で含有する金合金において、チタン（Ｔｉ）を０．５重量％から２重量％の範囲で含有させることにより、グリーン色を帯びた色調外観を保持したままで、表面硬度および物理的強度を著しく改善した金（Ａｕ）と銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）からなる宝飾品用Ｋ１８（１８金）三元金合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指輪、ブローチ等の宝飾品に利用される金合金に関し、特に、金（Ａｕ）の含有量が７５重量％のＫ１８（１８金）であり、且つ銀（Ａｇ）を適量含有しグリーン色を帯びた色調外観に調整された金合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
金は、空気中で酸化されず、長期間にわたって光沢を失わない金属であるが、硬度および強度が低いために、他の金属と合金化されて利用されるのが一般的である。もっとも代表的な金合金は金（Ａｕ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）の三元合金で、この合金の色調は金（Ａｕ）と銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）それぞれ相互の割合の違いにより多彩に変化することがよく知られている。
【０００３】
金（Ａｕ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）の三元合金でのＫ１８（１８金）金合金の色調は、金（Ａｕ）の割合が７５％と固定されたことで、銀（Ａｇ）と銅（Ｃｕ）の相互の割合の違いにより、いわゆる青金色から黄金色、更には赤金色に変化することがよく知られている。
【０００４】
特に銅（Ｃｕ）を含まない金（Ａｕ）−銀（Ａｇ）の二元合金であるＫ１８（１８金）金合金の色調は、グリーンゴールドと呼ばれ、独特のグリーン色を帯びた色調を有している。
【０００５】
グリーンゴールドの色調は、宝飾品素材として非常に魅力的で、有望であるが、銅（Ｃｕ）を含まない場合は、融点は１０４０℃程度で、なまし状態でのマイクロビッカース硬度は平均でＨｖ３５程度とその硬度と強度は非常に柔らかく、純金と大差ないレベルであり、宝飾品素材としてはほとんど活用できないのが実情である。またこの合金の場合、組成的に時効硬化処理はほとんど効果が得られないものである。
【０００６】
色調への影響を最小限になるように配慮して銅（Ｃｕ）を合金し多少改善したものも有り、代表的なものとして金（Ａｕ）７５％、銀（Ａｇ）２０％、銅（Ｃｕ）５％とした、通称８：２割Ｋ１８（１８金）がある。
【０００７】
８：２割Ｋ１８（１８金）の場合、その色調は理想とする銅（Ｃｕ）を含まない美しいグリーン色を帯びた色調とはやや異なる。宝飾品業界では実用上、この８：２割などの配合率付近のＫ１８（１８金）をグリーンゴールドと称することが多いようである。８：２割Ｋ１８（１８金）のなまし状態でのマイクロビッカース硬度は平均でＨｖ９２程度とその硬度と強度は宝飾品用途での実用にはやや不十分であり、指輪などを製作すると軟質な為に変形が発生し易く実用性に問題が有る。従って８：２割Ｋ１８（１８金）でも宝飾品素材としてはかなり限られた部位でしか活用できないのが実情である。またこの合金の場合、組成的に時効硬化処理はほとんど効果が得られないものである。
【０００８】
８：２割Ｋ１８（１８金）などの軟質性状を有する宝飾品素材を用いて指輪などの宝飾品を製作すると、以下に挙げるような問題を生じる。身につける指輪の場合、装着者の平常生活活動において、どの様に配慮注意しても、指輪が円状形状を保持出来ず容易に変形を生じてしまう。また宝飾品の場合、ダイヤモンドなどの宝石を取り付けるものが一般的であるが、素材自体が軟質だと、宝石を固定している枠、爪が容易に変形して宝石を固定し続けることが出来ず、宝石の脱落が生じる恐れがある。このように８：２割Ｋ１８（１８金）などの軟質性状を有する宝飾品素材を用いて宝飾品を製造しても、装着者が安心して装着できるものを提供することは不可能である。
【０００９】
従来、金（Ａｕ）および金合金を硬くするという報告は以下のようなものが確認されている。
【特許文献１】日本国特許３３２８１３０号
【特許文献２】特開平０８−１５７９８４号公報
【特許文献３】特開平１１−０２１６４１号公報
【特許文献４】特開平１１−２４４９８９号公報
【特許文献５】特開平０９−０１３１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明では、銅（Ｃｕ）を含まない金（Ａｕ）−銀（Ａｇ）の二元合金を基本とし、グリーンゴールドと呼ばれる色調を有し、更に宝飾品用素材として実用的な硬度と強度を有するＫ１８（１８金）金合金を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の宝飾品用グリーンゴールド合金は、Ｋ１８（１８金）金合金であって、銀（Ａｇ）を２３重量％から２４．５重量％の範囲で含有する合金において、チタン（Ｔｉ）を０．５重量％から２重量％の範囲で含有させることを特徴とするものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１２】
本発明の宝飾品用グリーンゴールド合金は、チタン（Ｔｉ）を０．５重量％から２重量％の範囲で含有させることにより、硬度および強度を著しく向上し宝飾品用素材としての優れた品質を確保している。チタン（Ｔｉ）を１重量％含有させたものの場合、時効硬化状態でマイクロビッカース硬度はＨｖ１９０程度もあり、一般に市販されている通常色調のＫ１８（１８金）金合金のマイクロビッカース硬度Ｈｖ１５０前後を大幅に上まわっている。
【００１３】
本発明の宝飾品用グリーンゴールド合金は、チタン（Ｔｉ）を０．５重量％から２重量％の範囲で含有させることにより、時効硬化処理が可能な性状を有している。
【００１４】
本発明の宝飾品用グリーンゴールド合金は、加工性を優先させたい場合には焼き鈍し熱処理を施して適当な硬度に調整し加工を行い、その後に焼き入れ熱処理を施して宝飾品用素材として実用的な硬度と強度を有するように調節することが可能となっている。
【００１５】
本発明の宝飾品用グリーンゴールド合金は、ロストワックス鋳造法により指輪など商品形状に造形する手法が主な用途となっている。このロストワックス鋳造時における鋳型冷却方法、急冷および徐冷の違いによって、鋳物の硬度と強度を任意に意図的に制御することが可能である。
【００１６】
日本国特許３３２８１３０、特開平０８−１５７９８４号、特開平１１−０２１６４１号、特開平１１−２４４９８９号において、金および金合金を硬くするいくつかの元素が報告されているが、これら元素を０．５重量％から２重量％の範囲で含有させた場合、色調の変化が著しく、またロストワックス鋳造法で用いることが困難なものが多く、上記の目的を果たすことは困難である。本発明の宝飾品用グリーンゴールド合金は、銀（Ａｇ）を２３重量％から２４．５重量％の範囲で含有させることにより、グリーンゴールドと呼ばれる美しい色調を有している。
【００１７】
特開平０９−０１３１３２号においてチタン（Ｔｉ）を含有させ金合金の性状を改善するという報告がなされているが、本発明は銅（Ｃｕ）を含まない美しいグリーン色を帯びた色調を有したまま、宝飾品用素材として実用的な硬度と強度を有するＫ１８（１８金）金合金を得るために、チタン（Ｔｉ）のみを規定範囲に限定した配合率で添加したものであり、特開平０９−０１３１３２号のように金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）などの成分を種々の割合で含有させた金合金全般を対象としたものとは基本的に異なるものと考えられる。
【００１８】
特開平０９−０１３１３２号の請求項によると、特開平０９−０１３１３２号の発明は金（Ａｕ）と銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）の三元合金を基本としたもので、これに亜鉛（Ｚｎ）やチタン（Ｔｉ）などを添加した多元合金構成となっており、本発明の銅（Ｃｕ）を含まない金（Ａｕ）と銀（Ａｇ）の二元合金に対しチタン（Ｔｉ）のみを規定範囲に限定した配合率で添加した三元合金とは異なるものと考えられる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の宝飾品用グリーンゴールド合金は、このように、銀（Ａｇ）を主体としたＫ１８（１８金）金合金において、チタン（Ｔｉ）を適量含有させることにより、グリーンゴールドと呼ばれる美しい色調を保持したままで、時効硬化処理が可能となり、かつ硬度および強度を向上し改善するという、宝飾品素材としての優れた効果を達成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の宝飾品用グリーンゴールド合金はＫ１８（１８金）金合金であるが、一般的には、品位確保のために、金の含有量は微量％過剰気味になっていることが多く、このような場合も特に問題はない。これに銀（Ａｇ）を２３重量％から２４．５重量％の範囲で含有する合金において、チタン（Ｔｉ）を０．５重量％から２重量％の範囲で含有させることにより、グリーンゴールドと呼ばれる美しい色調を保持したままで、硬度および強度を向上したＫ１８（１８金）金合金を得ることが出来る。
【００２１】
このチタン（Ｔｉ）の配合は、銀（Ａｇ）を主体としたＫ１８（１８金）金合金を時効硬化処理が可能なものとし、純金と大差ないレベルであった硬度および強度を著しく改善するという重要な効果を得ることが出来る。
【００２２】
チタン（Ｔｉ）の配合を０．５重量％より少なくした場合は、グリーンゴールドと呼ばれる美しい色調を保持したままで、時効硬化処理も可能となるが、硬度および強度の改善効果が極めて少なく、宝飾品素材として実用に耐えないものとなる。
【００２３】
チタン（Ｔｉ）の配合を２重量％より多くした場合は、色調に変化を生じてグリーン色の雰囲気が損なわれてくる。また宝飾品製造の主たる方法であるロストワックス鋳造における性状が悪化し、極めて取り扱いが困難なものとなってくる。なお時効硬化処理は可能と思われるが、その他の取扱性悪化が著しく宝飾品素材として実用に耐えないものとなる。
【００２４】
時効硬化処理とは一般的に、溶体化熱処理した合金に適当な熱処理を施し、人工的に時効させ硬化を図ることをいう。溶体化熱処理した合金は、本来ならば低温で析出するはずの合金元素が、急冷により析出する間もなくむりやり溶け込まされた状態となっており不安定である。これを適当な熱処理などにより本来の安定な状態に戻し、再析出させ結晶をすべりにくく硬くする。これを時効硬化といい、析出硬化ともいう。
【００２５】
本発明の宝飾品用グリーンゴールド合金での性状も上記で述べた析出硬化であると現時点では考えられるが、詳細な硬化機構を明らかにする為には学術的研究が必要だと考える。
【００２６】
本発明の宝飾品用グリーンゴールド合金を用いて指輪などの宝飾品を製作すると、装着者の平常生活活動においての負荷では変形を発生する可能性は極めて低く、ダイヤモンドなどの宝石も正常に固定されていれば、脱落などが生じる危険性もなくなる。
【実施例１】
【００２７】
金（Ａｕ）７５重量％に対して、銀（Ａｇ）を２４．５重量％、チタン（Ｔｉ）０．５重量％の割合で配合して、アルゴンガス雰囲気を用いた高周波溶解法によって、銀（Ａｇ）を主体としたグリーンゴールドを製造した。得られたグリーンゴールドの融点は１０４２℃程度であった。外観は、宝飾品として使用するのに適したグリーン色を帯びた色調であった。
【００２８】
得られたグリーンゴールドを用いて、アルゴンガス雰囲気を用いた遠心鋳造鋳造法にて、代表的な宝飾品である指輪を製作してみた。結果、宝飾品素材として有望な色調である美しいグリーン色を帯びた色調を有した鋳造物が得られた。鋳造後の鋳型冷却は鋳造物が当初より硬く仕上がるように、徐冷を行った。宝飾品たる商品にするには、この鋳造物を切削加工、バフ研磨を経て金属光沢を有する状態まで仕上げる必要があるが、この過程でも必要十分な硬度および強度を有し支障なく作業を進めることが出来た。最終的に実用的な硬度と強度を有する指輪が得られ、硬度計測を行ったところマイクロビッカース硬度実測平均でＨｖ１１７であった。
【実施例２】
【００２９】
金（Ａｕ）７５重量％に対して、銀（Ａｇ）を２４重量％、チタン（Ｔｉ）１重量％の割合で配合して、アルゴンガス雰囲気を用いた高周波溶解法によって、銀（Ａｇ）を主体としたグリーンゴールドを製造した。得られたグリーンゴールドの融点は１０４５℃程度であった。外観は、宝飾品として使用するのに適したグリーン色を帯びた色調であった。
【００３０】
得られたグリーンゴールドを用いて、アルゴンガス雰囲気を用いた遠心鋳造鋳造法にて、代表的な宝飾品である指輪を製作してみた。結果、宝飾品素材として有望な色調である美しいグリーン色を帯びた色調を有した鋳造物が得られた。鋳造後の鋳型冷却は鋳造物が当初より硬く仕上がるように、徐冷を行った。宝飾品たる商品にするには、この鋳造物を切削加工、バフ研磨を経て金属光沢を有する状態まで仕上げる必要があるが、この過程でも必要十分な硬度および強度を有し支障なく作業を進めることが出来た。最終的に実用的な硬度と強度を有する指輪が得られ、硬度計測を行ったところマイクロビッカース硬度実測平均でＨｖ１８４であった。