(57)【要約】【課題】  小さくてそのままでは使用に供されないジェットを、可能な限りジェット本来の性状を呈する大きな塊に成形することができるようにする。【解決手段】  ジェットの原材料Ｓからジェット材料Ｊを製造する製造方法であって、ジェットの原材料Ｓを粉砕して粉粒体Ｆにする粉砕工程（１）と、粉砕工程で得られた粉粒体Ｆを目開きが３００μｍ以下の篩により篩上と篩下に分離する篩工程（２）と、篩工程で篩い分けされたジェットの粉粒体Ｆを成形型に入れ所定温度になるまで調整する型内調整工程（３）と、この成形型において加温及び加圧して所要形状に成形する成形工程（４）と、成形工程後に成形型内で徐冷する徐冷工程（５）とを備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジェットの原材料からジェット材料を製造するジェット材料の製造方法であって、
ジェットの原材料を粉砕して粉粒体にする粉砕工程と、
該粉砕工程で得られたジェットの粉粒体を成形型に入れて加温及び加圧して所要形状に成形する成形工程とを備えたことを特徴とするジェット材料の製造方法。
【請求項２】
上記粉砕工程で得られた粉粒体を、目開きが３００μｍ以下の篩により篩上と篩下に分離する篩工程を備え、上記成形工程において、篩下の粉粒体を用いて成形することを特徴とする請求項１記載のジェット材料の製造方法。
【請求項３】
上記成形工程での成形温度Ｔを、２２０℃≦Ｔ≦４００℃にしたことを特徴とする請求項１または２記載のジェット材料の製造方法。
【請求項４】
上記成形工程での成形圧力Ｐを、１２０ＭＰａ≦Ｐにしたことを特徴とする請求項３記載のジェット材料の製造方法。
【請求項５】
上記成形工程での加圧保持時間ｔを、２ｍｉｎ≦ｔにしたことを特徴とする請求項４記載のジェット材料の製造方法。
【請求項６】
上記成形工程後に、成形型内で徐冷する徐冷工程を備えた特徴とする請求項５記載のジェット材料の製造方法。
【請求項７】
上記成形に用いる粉粒体に添加剤を添加することを特徴とする請求項１乃至６何れかに記載のジェット材料の製造方法。
【請求項８】
ジェットの原材料の粉粒体を加温及び加圧することにより所要形状に成形され、硬さＨ（ロックウェルスーパーフィシャルＨＲ１５Ｙ）が、６０（ＨＲ１５Ｙ）≦Ｈであることを特徴とするジェット材料。
【請求項９】
上記粉粒体の粒径は、３００μｍ以下であることを特徴とする請求項８記載のジェット材料。
【請求項１０】
添加剤を含むことを特徴とする請求項８または９記載のジェット材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、黒色系の宝石に係り、特に、炭素を主体としたジェット（英名「Ｊｅｔ」，和名「黒玉」）を原材料にしたジェット材料の製造方法及びジェット材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ジェット（英名「Ｊｅｔ」，和名「黒玉」）は、木が化石化した褐炭と関連のある漆黒色，帯渇黒色の天然炭化化石木である。その成分は不純物を含有する有機起源の炭素であり、非晶質で、モース硬度が２．５〜４．０、比重が１．３０〜１．３５の性状を呈する。ジェットは、宝石として取り扱われ、ネックレス等の身飾り品をはじめ種々の宝飾品、装飾品として用いられている。
【０００３】
ところで、ジェットの加工においては、加工に供しない小さいジェット、あるいは、加工の際に生じる切削屑や製品から分離した小片等は、そのままでは製品化することがほとんどできない。そのため、これを、大きな塊に成形し、ジェット材料として利用することが考えられるが、炭素を主成分とすることから、その技術は未だ確立されていない。
【０００４】
従来、例えば、黒色系の宝石として、その成分や硬さは全く異なるが、特開２００７−１９６０１９号公報に掲載されたブラックシリカ（黒鉛珪石）の利用技術がある。これは、ブラックシリカを粒子径が５μｍの粉末体に加工し、これにポリウレタン樹脂のような熱硬化性樹脂を混合し、この混合物を軟化させ、鋳型に流し込み適宜の温度で焼結する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９６０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このブラックシリカの利用技術は、そもそもジェットとはその成分や硬度が異なるブラックシリカを、樹脂とともに鋳型に流し込んで焼結する技術なので、これを、炭素を主成分とするジェットに単に適用しても、できた製品が、ジェット本来の性状とは大きく異なり、特に、炭素を主成分とするジェット特有の質感や色を発現できないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みて為されたもので、小さくてそのままでは使用に供されないジェットを、可能な限りジェット本来の性状を呈する大きな塊に成形するジェット材料の製造方法及びジェット材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するための本発明のジェット材料の製造方法は、ジェットの原材料からジェット材料を製造するジェット材料の製造方法であって、ジェットの原材料を粉砕して粉粒体にする粉砕工程と、該粉砕工程で得られたジェットの粉粒体を成形型に入れて加温及び加圧して所要形状に成形する成形工程とを備えた構成としている。
【０００９】
これにより、ジェット材料を製造するときは、粉砕工程で、ジェットの原材料を粉砕して粉粒体にする。ここでは、粉砕機で粉砕する。本発明で用いるジェット原材料としては、加工に供しない小さいジェット、あるいは、加工の際に生じる切削屑や製品から分離した小片等を用いる。それから、成形工程において、粉砕工程で得られたジェットの粉粒体を成形型に入れて加温及び加圧して所要形状に成形する。この場合、製品価値としては、バインダは添加しないことが望ましい。粉粒体に含まれる多少の不純物がバインダの役目をするものと推察され、粉粒体が強固に結合していく。これにより、ジェット材料に発現される質感や色などの性状が原石に近いものとなり、小さくてそのままでは使用に供されないジェットを、原材料に対して忠実度の高い大きな塊に成形することができ、ジェットを無駄なく有効に利用することができるようになる。
尚、ジェット材料に発現される性状が原石に近いものとなるのであれば、あるいは、任意の物性値に変化させる必要がある場合には、多少の添加剤を添加しても良い。
【００１０】
そして、必要に応じ、上記粉砕工程で得られた粉粒体を、目開きが３００μｍ以下の篩により篩上と篩下に分離する篩工程を備え、上記成形工程において、篩下の粉粒体を用いて成形する構成としている。好ましくは、２００μｍ以下の篩、より好ましくは、２０μｍ〜１００μｍの篩である。篩は段階的に用いて良い。より細かい方が、強度が高くなり、より好ましい。これにより、粉粒体を確実に強固に結合させることができる。
【００１１】
また、必要に応じ、上記成形工程での成形温度Ｔを、２２０℃≦Ｔ≦４００℃にした構成としている。好ましくは、２５０℃≦Ｔ≦４００℃、より好ましくは、３００℃≦Ｔ≦３５０℃である。２２０℃に満たないと粒子の結合が不十分になる。４００℃を超えると、成分が変質し易くなり好ましくない。これにより、粉粒体をより一層確実に強固に結合させることができる。
【００１２】
更に、必要に応じ、上記成形工程での成形圧力Ｐを、１２０ＭＰａ≦Ｐにした構成としている。好ましくは、１５０ＭＰａ≦Ｐ、より好ましくは、３００ＭＰａ≦Ｐである。１２０ＭＰａを下回ると粒子の結合が弱くなり、かつ緻密な組織とならない。これにより、粉粒体をより一層確実に強固に結合させることができる。
【００１３】
上記成形工程での加圧保持時間ｔを、２ｍｉｎ≦ｔにした構成としている。好ましくは、３ｍｉｎ≦ｔ、より好ましくは、６ｍｉｎ≦ｔである。２ｍｉｎを下回ると、粒子の結合が弱くなる。これにより、粉粒体をより一層確実に強固に結合させることができる。
【００１４】
そしてまた、上記成形工程後に、成形型内で徐冷する徐冷工程を備えることが有効である。これにより、成形のサイクルタイムを短縮することが可能となる。
また、必要に応じ、上記成形に用いる粉粒体に添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば、各種バインダ，色素等種々のものが挙げられる。
【００１５】
また、上記目的を達成するための本発明のジェット材料は、ジェットの原材料の粉粒体を加温及び加圧することにより所要形状に成形され、硬さＨ（ロックウェルスーパーフィシャルＨＲ１５Ｙ）が、６０（ＨＲ１５Ｙ）≦Ｈである構成としている。好ましくは、７０（ＨＲ１５Ｙ）≦Ｈである。より好ましくは、７５（ＨＲ１５Ｙ）≦Ｈである。
【００１６】
この場合、上記粉粒体の粒径は、３００μｍ以下であることが好ましい。
また、添加剤を含むことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ジェット材料に発現される質感や色などの性状が原石に近いものとなり、小さくてそのままでは使用に供されないジェットを、原材料に対して忠実度の高い大きな塊に成形することができ、ジェットを無駄なく有効に利用することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係るジェット材料の製造方法を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るジェット材料の製造方法を示す工程図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るジェット材料の製造方法において、型内調整工程，成形工程及び徐冷工程における温度変化を示すグラフ図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るジェット材料の製造方法で用いる原材料（「岩手県久慈産ジェット」）の粉粒体の顕微鏡写真である。
【図５】本発明の実施例に係り、成形圧力Ｐ（ＭＰａ）と各成形圧力における硬さの平均値（ＨＲ１５Ｙ）との関係を示すグラフ図である。
【図６】本発明の実施例に係り、成形温度Ｔ（℃）と各成形温度における硬さの平均値（ＨＲ１５Ｙ）との関係を示すグラフ図である。
【図７】本発明の実施例に係り、加圧保持時間ｔ（ｍｉｎ）と各加圧保持時間における硬さの平均値（ＨＲ１５Ｙ）との関係を示すグラフ図である。
【図８】本発明の実施例に係り、ジェット材料の表面の状態を示す顕微鏡写真（ａ）（ｂ）（ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態に係るジェット材料の製造方法及びジェット材料について詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係るジェット材料の製造方法は、ジェットの原材料Ｓからジェット材料Ｊを製造する方法である。上述もしたように、一般に、ジェット（英名「Ｊｅｔ」，和名「黒玉」）は、木が化石化した褐炭と関連のある漆黒色，帯渇黒色の天然炭化化石木である。その成分は不純物を含有する有機起源の炭素であり、非晶質で、モース硬度が２．５〜４．０、比重が１．３０〜１．３５の性状を呈する。ジェットは、宝石として取り扱われ、ネックレス等の身飾り品をはじめ種々の宝飾品、装飾品として用いられている。
【００２０】
本ジェット材料の製造方法は、図１及び図２に示すように、ジェットの原材料Ｓとして、ジェットの加工に供しない小さいジェット、あるいは、加工の際に生じる切削屑や製品から分離した小片等を用い、これらの原材料Ｓからジェット材料Ｊを製造するもので、（１）粉砕工程、（２）篩工程、（３）型内調整工程、（４）成形工程、（５）徐冷工程を備えている。以下、各工程について詳細に説明する。
【００２１】
（１）粉砕工程
周知の粉砕機等を使用して、ジェットの原材料Ｓを粉砕して粉粒体Ｆにする。例えば、粉径が３００μｍ以下のものを多く含むように粉砕する。
【００２２】
（２）篩工程
粉砕工程で得られた粉粒体Ｆを、目開きが３００μｍ以下の篩により篩上と篩下に分離する。好ましくは、２００μｍ以下の篩、より好ましくは、２０μｍ〜１００μｍの篩である。篩は段階的に用いて良い。図４に、篩い分けられた粉粒体Ｆの一例の顕微鏡写真を示す。３００μｍを超えると、成型時の粒子の結合に不具合が生じるため、より細かい方が、強度が高くなり、より望ましい。
【００２３】
（３）型内調整工程
図３に示すグラフ図も参照し、篩工程で篩い分けされたジェットの粉粒体Ｆを成形型Ｋに入れ、成形工程の温度になるまで昇温する。成形型は、例えば、ジェットを粉砕して生成される粉粒体Ｆが入れられる受型と、受型内の粉粒体Ｆを加圧する押型と、受型を加熱して粉粒体Ｆを加温するヒータとを備えて構成されている。この場合、加圧を行っても行わなくても良い。また、予め成形工程の温度になるまで昇温し、それから、ジェットの粉粒体Ｆを成形型Ｋに入れても良い。この際、実施の形態では、バインダ等の添加剤は添加しない。
【００２４】
（４）成形工程
図３に示すグラフ図も参照し、上記の成形型に入れられ所定温度に昇温されたジェットの粉粒体Ｆを加温及び加圧して所要形状に成形する。実施の形態では、バインダを添加していないが、粉粒体Ｆに含まれる多少の不純物がバインダの役目をするものと推察され、粉粒体Ｆが強固に結合していく。
【００２５】
成形工程での成形温度Ｔは、２２０℃≦Ｔ≦４００℃に設定される。好ましくは、２５０℃≦Ｔ≦４００℃、より好ましくは、３００℃≦Ｔ≦３５０℃である。２２０℃に満たないと粒子の結合が不十分になる。４００℃を超えると、組成が変質し易くなり好ましくない。
【００２６】
また、成形工程での成形圧力Ｐは、１２０ＭＰａ≦Ｐに設定される。好ましくは、１５０ＭＰａ≦Ｐ、より好ましくは、３００ＭＰａ≦Ｐである。１２０ＭＰａを下回ると粒子の結合が弱くなり、緻密な組織とならない。
【００２７】
更に、成形工程での加圧保持時間ｔは、２ｍｉｎ≦ｔに設定される。好ましくは、３ｍｉｎ≦ｔ、より好ましくは、６ｍｉｎ≦ｔである。２ｍｉｎを下回ると、粒子の結合が弱くなって適正な硬さが得られにくく、割れが生じ易くなり好ましくない。
【００２８】
（５）徐冷工程
図３に示すグラフ図も参照し、成形工程後に、成形型内で徐冷する。この場合、加圧を行っても行わなくても良い。
【００２９】
このような製造方法により製造されたジェット材料Ｊは、硬さＨ（ロックウェルスーパーフィシャルＨＲ１５Ｙ）が、６０（ＨＲ１５Ｙ）≦Ｈになる。このジェット材料Ｊは、バインダ等の添加剤を添加していないので、ジェット材料Ｊに発現される質感や色などの性状が原石に近いものとなる。また、小さくてそのままでは使用に供されないジェットを、原材料Ｓに対して忠実度の高い大きな塊に成形することができ、ジェットを無駄なく有効に利用することができるようになる。
【実施例】
【００３０】
次に、実施例について説明する。実施例においては、岩手県久慈産のジェットを用い、先ず、これを粉砕して篩にかけた粉粒体Ｆを作成した。図４に、この粉粒体Ｆの顕微鏡写真を示す。篩は、目開きが９０μｍのものを用いた。そして、この粉粒体Ｆについて、成形工程での成形圧力Ｐ，成形温度Ｔ，加圧保持時間ｔの条件を夫々変えて成形し、直径１３ｍｍ，厚さ３ｍｍのジェット材料Ｊを作成した。
【００３１】
そして、作成された実施例に係るジェット材料Ｊの硬さＨ（ロックウェルスーパーフィシャルＨＲ１５Ｙ）を測定した。この結果に基づいて、成形圧力Ｐ（ＭＰａ）と各成形圧力における硬さの平均値（ＨＲ１５Ｙ）との関係、成形温度Ｔ（℃）と各成形温度における硬さの平均値（ＨＲ１５Ｙ）との関係、加圧保持時間ｔ（ｍｉｎ）と各加圧保持時間における硬さの平均値（ＨＲ１５Ｙ）との関係を、夫々、グラフ化した。結果を図５乃至図７に示す。
【００３２】
この結果から、成形圧力は１２０ＭＰａ以下では成形不可で、３００ＭＰａ以上で良好な成形条件となり、成形温度は２２０℃以下では成形不可で、３００℃以上で良好な成形条件となり、保持時間は２分以下では成形不可で、６分以上で良好な成形条件となるということが分かった。
【００３３】
また、図８に、これらの実施例に係るジェット材料Ｊのいくつかの表面の顕微鏡写真を示す。この結果から、天然ジェットと略同等のジェット材料が得られることが分かる。
【００３４】
尚、上記の実施の形態においては、バインダ等の添加剤を用いないで原材料Ｓの粉粒体Ｆを成形したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、ジェット材料Ｊに発現される性状が原石に近いものとなるのであれば、多少のバインダ等の添加剤を添加しても良い。しかしながら、可能な限り、バインダ等の添加剤は用いないことが望ましい。本発明は、上述した本発明の実施の形態に限定されず、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施の形態に多くの変更を加えることが容易であり、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
最近、岩手県久慈地方でも、ジェットが産出されることが分かった。この久慈産ジェットは中生代の琥珀と同じ地層から採掘され、琥珀と同じ地層から採掘される事は世界的に極めて稀である。本発明に係るジェット材料の技術により、原石はもとより、小さくてそのままでは使用に供されないジェットを、原材料に対して忠実度の高い大きな塊に成形することができるので、ネックレス等の身飾り品をはじめ種々の宝飾品、装飾品として、有効に利用することが期待される。
【符号の説明】
【００３６】
Ｊ  ジェット材料
Ｓ  原材料
Ｆ  粉粒体
（１）粉砕工程
（２）篩工程
（３）型内調整工程
（４）成形工程
（５）徐冷工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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