(57)【要約】【課題】  ニッケルやパラジウム、マンガンを添加した場合の不都合がなく、ピンクゴールドの色調を呈する金合金を提供することである。【解決手段】  本発明の金合金は、金を主成分とし、０．５重量％〜５．０重量％の錫、１４．５重量％〜３６．５重量％の銅、および０〜８．０重量％の銀を含有することを特徴とする。また本発明の金合金は、金を主成分とし、０．５重量％〜６．０重量％のインジウム、１４．０重量％〜３６．５重量％の銅、０〜８．０重量％の銀、および０〜４．０重量％の錫を含有することを特徴とする。好ましくは、本発明の金合金は、上述の成分に加えて、多くとも０．５重量％のイリジウム、レニウム、又はルテニウムのうち１種類以上を更に含有している。【選択図】  図１
2008308757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金を主成分とし、０．５重量％〜５．０重量％の錫、１４．５重量％〜３６．５重量％の銅を含有し、或いは、金を主成分とし、０．５重量％〜５．０重量％の錫、１４．５重量％〜３６．５重量％の銅、および多くとも８．０重量％の銀を含有することを特徴とする装飾用および歯科用金合金。
【請求項２】
金を主成分とし、０．５重量％〜６．０重量％のインジウム、１４．０重量％〜３６．５重量％の銅を含有し、或いは、金を主成分とし、０．５重量％〜６．０重量％のインジウム、１４．０重量％〜３６．５重量％の銅、多くとも８．０重量％の銀、および多くとも４．０重量％の錫を含有することを特徴とする装飾用および歯科用金合金。
【請求項３】
多くとも０．５重量％のイリジウム、レニウム、又はルテニウムのうち１種類以上を更に含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の装飾用および歯科用金合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピンク色の色調を呈する装飾用および歯科用金合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、装飾用の金合金は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、および銅（Ｃｕ）が主成分であり、１４カラットから２０カラットの金合金が多く用いられているが、金以外の含有成分により、種々の色調を呈することとなる。近年、ピンク色の色調の装飾用金合金が人気を博している。従来、いわゆるピンクゴールドと称するピンク色の色調を呈する装飾用金合金は、Ａｕ−Ｃｕ−Ａｇ系合金にニッケル（Ｎｉ）やパラジウム（Ｐｄ）を添加することによって製造されている。また、マンガン（Ｍｎ）を添加することによってピンク色の色調を実現した装飾用金合金も提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３３５８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ニッケルは、人体に金属アレルギーを引き起こすおそれがあるという不都合がある。また、パラジウムを添加すると、暗い色調になるという不都合があるうえ、パラジウムの地金の価格が上昇しているという弊害もある。さらに、マンガンは、金属相が不安定な金属であるため、綺麗なインゴットを作製するには、高度な技術を要するという不都合がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて案出されたものであって、ニッケルやパラジウム、マンガンを添加した場合の不都合がなく、ピンクゴールドの色調を呈し、良好な鋳造性、加工性、硬さを有する装飾用および歯科用金合金を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、錫（Ｓｎ）又はインジウム（Ｉｎ）を添加することによって、従来の装飾用金合金の添加物（Ｎｉ、Ｐｄ、Ｍｎ）において生起した不都合を生じさせることなく、ピンクゴールドの色調を呈する装飾用金合金を得ることができることを知見した。本発明の金合金は、金を主成分とし、０．５重量％〜５．０重量％の錫、１４．５重量％〜３６．５重量％の銅、および０〜８．０重量％の銀を含有している。或いは、本発明の金合金は、金を主成分とし、０．５重量％〜６．０重量％のインジウム、１４．０重量％〜３６．５重量％の銅、０〜８．０重量％の銀、および０〜４．０重量％の錫を含有している。このような組成にすると、金−銅（Ａｕ−Ｃｕ）の濃い赤色が脱色され、ニッケルやパラジウムを添加した場合と比較して、溶融温度や硬さが上昇することがないため、鋳造し易く、加工が容易であり、さらにパラジウムを添加した場合の色調の暗さに比べて“暖かみのある明るいピンク色”の色調を呈する装飾用金合金が得られる。また、この装飾用金合金は、歯科用金合金として使用することもできる。
【０００７】
本願請求項１に記載の装飾用および歯科用金合金は、金を主成分とし、０．５重量％〜５．０重量％の錫、１４．５重量％〜３６．５重量％の銅、或いは、金を主成分とし、０．５重量％〜５．０重量％の錫、１４．５重量％〜３６．５重量％の銅、および多くとも８．０重量％の銀を含有することを特徴とするものである。
【０００８】
本願請求項２に記載の装飾用および歯科用金合金は、金を主成分とし、０．５重量％〜６．０重量％のインジウム、１４．０重量％〜３６．５重量％の銅を含有し、或いは、金を主成分とし、０．５重量％〜６．０重量％のインジウム、１４．０重量％〜３６．５重量％の銅、多くとも８．０重量％の銀、および多くとも４．０重量％の錫を含有することを特徴とするものである。
【０００９】
本願請求項３に記載の装飾用および歯科用金合金は、前記請求項１又は２の金合金において、多くとも０．５重量％のイリジウム、レニウム、又はルテニウムのうち１種類以上を更に含有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、装飾品として人気の高い、暖かみのある明るいピンク色の色調を呈する金合金が得られる。本発明の金合金は、溶解し易く、如何なる鋳造器にも適合し、埋没剤も石膏系のものでよいので扱いが容易である。本発明の金合金は、鋳造性が良好であり、鋳造後水中急冷で溶体化（軟化）処理することができるので、効率的である。また、本発明の金合金は、加工性も良好である。また、本発明の金合金の時効硬化後および加工硬化後のビッカース硬さは、装飾品として十分なものである。また、本発明の金合金は、ニッケル等の金属アレルギーのおそれがなく、高価なパラジウムを含有しないので、適正な価格の装飾品を提供することが可能である。さらに、本発明の金合金は、歯科用金属としても十分な硬さを有しており、イリジウム、レニウム、又はルテニウムを添加すると、硬さが更に増加するので、歯科用金属としての適性が一層高まる。
【００１１】
本発明の金合金は、指輪、ネックレス、ブローチ、ネクタイ止め、イヤリング、ピアス、眼鏡などの各種装飾品／装身具の部材および歯科用金属として使用される板材、加工材、又は鋳造材として広範に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る金合金について詳細に説明する。本発明の好ましい実施の形態に係る金合金は、金を主成分とし、０．５重量％〜５．０重量％の錫、１４．５重量％〜３６．５重量％の銅、および０〜８．０重量％の銀を含有する金合金である。
【００１３】
錫の添加量を０．５重量％〜５．０重量％としたのは、０．５重量％以下にすると脱色効果が弱く、５．０重量％以上にすると加工性が悪くなるからである。また、銅の添加量を１４．５重量％〜３６．５重量％としたのは、１４．５重量％以下にするとピンクではなくイエローの色調を呈すからであり、３６．５重量％以上にすると熱処理による時効硬化が弱くなるからである。さらに、銀の添加量を８．０重量％以下としたのは、８．０重量％以上にするとピンク色の色調が得られないからである。
【００１４】
或いは、  本発明の好ましい実施の形態に係る金合金は、金を主成分とし、０．５重量％〜６．０重量％のインジウム、１４．０重量％〜３６．５重量％の銅、０〜８．０重量％の銀、および０〜４．０重量％の錫を含有する金合金である。
【００１５】
インジウムの添加量を０．５重量％〜６．０重量％としたのは、０．５重量％以下にすると脱色効果が弱く、６．０重量％以上にすると加工性が悪くなるからである。また、銅の添加量を１４．０重量％〜３６．５重量％としたのは、１４．０重量％以下にするとピンクの色調が得られないからであり、３６．５重量％以上では熱処理による時効硬化が弱くなるからである。また、銀の添加量を８．０重量％以下としたのは、８．０重量％以上にするとイエローぽい色調になるからであり、錫の添加量を４．０重量％以下としたのも、４．０重量％以上にするとイエローぽい色調になるからである。
【００１６】
好ましくは、本発明の金合金は、錫又はインジウムを含有する上述の基本組成に加えて、０〜０．５重量％のイリジウム、レニウム、又はルテニウムのうち１種類以上を更に含有している。イリジウム、レニウム、又はルテニウムを添加するのは、鋳造時の合金の結晶粒を微細化して耐食性および機械的性質を向上させるためである。
【００１７】
イリジウム、レニウム、又はルテニウムの添加量を０．５重量％以下としたのは、これらの金属は０．０１重量％〜０．１重量％でも所要の効果を十分に得られること、およびこれらの金属が希少元素のため高価であるからである。
【００１８】
次に、本発明の金合金と従来の装飾用金合金に関して、色調、鋳造性、加工性および硬さについて試験を行った結果について説明する。この試験においては、高純度の地金を図１および図２に示す成分にそれぞれ秤量し、これらの地金を高周波溶解装置を用いてアルゴンガス雰囲気下において溶解してインゴットを作製した（本発明の金合金に係る試験片を「実施例１〜２０」として２０種類準備し、パラジウムを添加した試験片を「従来例１、２」として２種類準備した）。
【００１９】
試験片（８ｍｍ×８ｍｍ×３ｍｍ）を鋳造法で作製するため、ワックスパターンを作製し、スプルーに湯溜りを付け、クリストバライト・石膏系埋没剤を使用して鋳造リングに埋没した。そして、鋳造リングを電気炉で６５０°Ｃに加熱し、１時間繋留した。次いで、減圧反転加圧鋳造器を使用して、坩堝温度１０００°Ｃでインゴットを溶解して鋳造した。そして、６０秒後に鋳造リングを水中に投下して急冷し、溶体化（軟化）処理をした。このようにして製造された各試験片を精査してそれぞれの鋳造性の良否を判定した。
【００２０】
また、実施例１〜２０の試験片を耐水研磨紙１０００番まで研磨し、マイクロビッカース硬さ試験機を使用して、各試験片で５点の硬さを測定して平均値を算出した。その後、電気炉を使用して、試験片を２００°Ｃで２０分間保持し、大気放冷して時効硬化処理をした。そして、同様にビッカース硬さを測定して、平均値を算出した。
【００２１】
また、インゴットを加熱溶解して金型に流し込み、水中に投下急冷して、４．５ｍｍの厚さに作製し、ローラー式圧延機を使用して中間焼き鈍しせずに厚さ１．５ｍｍに圧延加工することにより、それぞれの加工性を判定した（実施例１〜実施例２０の試験片については、加工硬化後のビッカース硬さの測定も行った）。
【００２２】
さらに、各試験片の色調検査は、肉眼および分光色差計を使用して判定・測定した。その際、色差の測定は、別途試作したレッドゴールド（７５重量％Ａｕ−２２重量％Ｃｕ−３重量％Ａｇ）を色彩基準値として、各試験片の色差をＣＩＥ  Ｌ* ａ* ｂ* 法により測定した。また、金属の光反射による誤差を最小限にするため、トレーシングペーパーでマスキングして測定した。
【００２３】
以上の試験の結果は、図１および図２に示す通りである。錫を含有した実施例１〜実施例１０、およびインジウムを含有した実施例１１〜実施例２０の試験片がいずれも明るいピンク色の色調を呈しているのに対して、パラジウムを含有した従来例１および従来例２の試験片が暗い色調のピンク色を呈しているのが分かる。また、実施例１〜実施例２０の試験片の鋳造性および加工性が良好であることが確認された。さらに、実施例１〜実施例２０の試験片の時効硬化後および加工硬化後のビッカース硬さは、装飾品として十分なものであるうえ、歯科用金属としても使用することができる。さらに、イリジウム、レニウム、又はルテニウムを添加したものは、硬度が更に増し、歯科用金属としての適性が一層高まるものであることが分かる。
【００２４】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】錫を含有した本発明の金合金について、色調、鋳造性、加工性および硬さについて行われた試験の結果を示した表である。
【図２】インジウムを含有した本発明の金合金の色調、鋳造性、加工性および硬さについて行われた試験、および従来例の色調、鋳造性、および加工性について行われた試験の結果を示した表である。
【図１】
2008308757.tif 000003
【図２】
2008308757.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月9日(2007.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．５重量％〜５．０重量％の錫、１４．５重量％〜３６．５重量％の銅を含有し、残部が金及び不可避的不純物であることを特徴とする装飾用および歯科用金合金。
【請求項２】
更に、多くとも８．０重量％の銀を含有することを特徴とする請求項１に記載の装飾用および歯科用金合金。
【請求項３】
更に、多くとも０．５重量％のイリジウム、レニウム、又はルテニウムのうち１種類以上を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の装飾用および歯科用金合金。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピンク色の色調を呈する装飾用および歯科用金合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、装飾用の金合金は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、および銅（Ｃｕ）が主成分であり、１４カラットから２０カラットの金合金が多く用いられているが、金以外の含有成分により、種々の色調を呈することとなる。近年、ピンク色の色調の装飾用金合金が人気を博している。従来、いわゆるピンクゴールドと称するピンク色の色調を呈する装飾用金合金は、Ａｕ−Ｃｕ−Ａｇ系合金にニッケル（Ｎｉ）やパラジウム（Ｐｄ）を添加することによって製造されている。また、マンガン（Ｍｎ）を添加することによってピンク色の色調を実現した装飾用金合金も提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３３５８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ニッケルは、人体に金属アレルギーを引き起こすおそれがあるという不都合がある。また、パラジウムを添加すると、暗い色調になるという不都合があるうえ、パラジウムの地金の価格が上昇しているという弊害もある。さらに、マンガンは、金属相が不安定な金属であるため、綺麗なインゴットを作製するには、高度な技術を要するという不都合がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて案出されたものであって、ニッケルやパラジウム、マンガンを添加した場合の不都合がなく、ピンクゴールドの色調を呈し、良好な鋳造性、加工性、硬さを有する装飾用および歯科用金合金を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、錫（Ｓｎ）を添加することによって、従来の装飾用金合金の添加物（Ｎｉ、Ｐｄ、Ｍｎ）において生起した不都合を生じさせることなく、ピンクゴールドの色調を呈する装飾用金合金を得ることができることを知見した。本発明の金合金は、０．５重量％〜５．０重量％の錫、１４．５重量％〜３６．５重量％の銅を含有し、残部が金及び不可避的不純物である。或いは、本発明の金合金は、上記の成分に加えて、多くとも８．０重量％の銀を含有している。このような組成にすると、金−銅（Ａｕ−Ｃｕ）の濃い赤色が脱色され、ニッケルやパラジウムを添加した場合と比較して、溶融温度や硬さが上昇することがないため、鋳造し易く、加工が容易であり、さらにパラジウムを添加した場合の色調の暗さに比べて“暖かみのある明るいピンク色”の色調を呈する装飾用金合金が得られる。また、この装飾用金合金は、歯科用金合金として使用することもできる。
【０００７】
本願請求項１に記載の装飾用および歯科用金合金は、０．５重量％〜５．０重量％の錫、１４．５重量％〜３６．５重量％の銅を含有し、残部が金及び不可避的不純物であることを特徴とするものである。
【０００８】
本願請求項２に記載の装飾用および歯科用金合金は、前記請求項１の金合金において、更に、多くとも８．０重量％の銀を含有することを特徴とするものである。
【０００９】
本願請求項３に記載の装飾用および歯科用金合金は、前記請求項１又は２の金合金において、更に、多くとも０．５重量％のイリジウム、レニウム、又はルテニウムのうち１種類以上を含有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、装飾品として人気の高い、暖かみのある明るいピンク色の色調を呈する金合金が得られる。本発明の金合金は、溶解し易く、如何なる鋳造器にも適合し、埋没剤も石膏系のものでよいので扱いが容易である。本発明の金合金は、鋳造性が良好であり、鋳造後水中急冷で溶体化（軟化）処理することができるので、効率的である。また、本発明の金合金は、加工性も良好である。また、本発明の金合金の時効硬化後および加工硬化後のビッカース硬さは、装飾品として十分なものである。また、本発明の金合金は、ニッケル等の金属アレルギーのおそれがなく、高価なパラジウムを含有しないので、適正な価格の装飾品を提供することが可能である。さらに、本発明の金合金は、歯科用金属としても十分な硬さを有しており、イリジウム、レニウム、又はルテニウムを添加すると、硬さが更に増加するので、歯科用金属としての適性が一層高まる。
【００１１】
本発明の金合金は、指輪、ネックレス、ブローチ、ネクタイ止め、イヤリング、ピアス、眼鏡などの各種装飾品／装身具の部材および歯科用金属として使用される板材、加工材、又は鋳造材として広範に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る金合金について詳細に説明する。本発明の好ましい実施の形態に係る金合金は、０．５重量％〜５．０重量％の錫、１４．５重量％〜３６．５重量％の銅を含有し、残部が金及び不可避的不純物である。或いは、本発明の好ましい実施の形態に係る金合金は、上記成分に加えて、更に、多くとも８．０重量％の銀を含有している。
【００１３】
錫の添加量を０．５重量％〜５．０重量％としたのは、０．５重量％以下にすると脱色効果が弱く、５．０重量％以上にすると加工性が悪くなるからである。また、銅の添加量を１４．５重量％〜３６．５重量％としたのは、１４．５重量％以下にするとピンクではなくイエローの色調を呈すからであり、３６．５重量％以上にすると熱処理による時効硬化が弱くなるからである。さらに、銀の添加量を８．０重量％以下としたのは、８．０重量％以上にするとピンク色の色調が得られないからである。
【００１４】
好ましくは、本発明の金合金は、錫を含有する上述の基本組成に加えて、０〜０．５重量％のイリジウム、レニウム、又はルテニウムのうち１種類以上を更に含有している。イリジウム、レニウム、又はルテニウムを添加するのは、鋳造時の合金の結晶粒を微細化して耐食性および機械的性質を向上させるためである。
【００１５】
イリジウム、レニウム、又はルテニウムの添加量を０．５重量％以下としたのは、これらの金属は０．０１重量％〜０．１重量％でも所要の効果を十分に得られること、およびこれらの金属が希少元素のため高価であるからである。
【００１６】
次に、本発明の金合金と従来の装飾用金合金に関して、色調、鋳造性、加工性および硬さについて試験を行った結果について説明する。この試験においては、高純度の地金を図１に示す成分にそれぞれ秤量し、これらの地金を高周波溶解装置を用いてアルゴンガス雰囲気下において溶解してインゴットを作製した（本発明の金合金に係る試験片を「実施例１〜１０」として１０種類準備し、パラジウムを添加した試験片を「従来例１、２」として２種類準備した）。
【００１７】
試験片（８ｍｍ×８ｍｍ×３ｍｍ）を鋳造法で作製するため、ワックスパターンを作製し、スプルーに湯溜りを付け、クリストバライト・石膏系埋没剤を使用して鋳造リングに埋没した。そして、鋳造リングを電気炉で６５０°Ｃに加熱し、１時間繋留した。次いで、減圧反転加圧鋳造器を使用して、坩堝温度１０００°Ｃでインゴットを溶解して鋳造した。そして、６０秒後に鋳造リングを水中に投下して急冷し、溶体化（軟化）処理をした。このようにして製造された各試験片を精査してそれぞれの鋳造性の良否を判定した。
【００１８】
また、実施例１〜１０の試験片を耐水研磨紙１０００番まで研磨し、マイクロビッカース硬さ試験機を使用して、各試験片で５点の硬さを測定して平均値を算出した。その後、電気炉を使用して、試験片を２００°Ｃで２０分間保持し、大気放冷して時効硬化処理をした。そして、同様にビッカース硬さを測定して、平均値を算出した。
【００１９】
また、インゴットを加熱溶解して金型に流し込み、水中に投下急冷して、４．５ｍｍの厚さに作製し、ローラー式圧延機を使用して中間焼き鈍しせずに厚さ１．５ｍｍに圧延加工することにより、それぞれの加工性を判定した（実施例１〜実施例１０の試験片については、加工硬化後のビッカース硬さの測定も行った）。
【００２０】
さらに、各試験片の色調検査は、肉眼および分光色差計を使用して判定・測定した。その際、色差の測定は、別途試作したレッドゴールド（７５重量％Ａｕ−２２重量％Ｃｕ−３重量％Ａｇ）を色彩基準値として、各試験片の色差をＣＩＥ  Ｌ* ａ* ｂ* 法により測定した。また、金属の光反射による誤差を最小限にするため、トレーシングペーパーでマスキングして測定した。
【００２１】
以上の試験の結果は、図１に示す通りである。実施例１〜実施例１０の試験片がいずれも明るいピンク色の色調を呈しているのに対して、パラジウムを含有した従来例１および従来例２の試験片が暗い色調のピンク色を呈しているのが分かる。また、実施例１〜実施例１０の試験片の鋳造性および加工性が良好であることが確認された。さらに、実施例１〜実施例１０の試験片の時効硬化後および加工硬化後のビッカース硬さは、装飾品として十分なものであるうえ、歯科用金属としても使用することができる。さらに、イリジウム、レニウム、又はルテニウムを添加したものは、硬度が更に増し、歯科用金属としての適性が一層高まるものであることが分かる。
【００２２】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】錫を含有した本発明の金合金について、色調、鋳造性、加工性および硬さについて行われた試験、および従来例の色調、鋳造性、および加工性について行われた試験の結果を示した表である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008308757.tif 000005