(57)【要約】【課題】  表面に純白金の地肌を醸し出しながら、低コストで炭化処理ができるようにする。【解決手段】  炭素粉末内に純白金（リング１）を埋没する。そして、この状態で３００度〜１６００度の温度下で加熱して炭素を純白金内に固溶拡散させるとともに、その後に純白金を、有酸素雰囲気を保った電気炉中で、３００度〜１６００度で加熱して、固溶拡散させた表面の炭素を取り除いた。このようにして得られた純白金（リング１）は、十分な硬度を保ちながら、その表面に純白金の艶を保ったものになった。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素粉末に純白金（Ｐｔ１０００）を埋没させ、この状態で３００度〜１６００度の温度下で加熱して固溶拡散させる純白金への炭素の固溶拡散方法。
【請求項２】
炭素を純白金（Ｐｔ１０００）に固溶拡散させ、その後に純白金を３００度〜１６００度で加熱して、上記固溶拡散させた表面の炭素を取り除く純白金の表面処理方法。
【請求項３】
炭素粉末に純白金（Ｐｔ１０００）を埋没させ、この状態で３００度〜１６００度の温度下で加熱して固溶拡散させるとともに、その後に純白金を有酸素雰囲気中で、３００度〜１６００度で加熱して、固溶拡散させた表面の炭素を取り除いた純白金を素材にしてなる宝飾品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、純白金（Ｐｔ１０００）に炭素を固溶拡散させるとともに、固溶拡散させた純白金の表面を処理する方法、およびそれら処理を施した白金を素材にしてなる宝飾品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から純白金は、ピュアなイメージがあって、宝飾品などで人気が高い。しかし、純白金は、ビッカース硬度が７０前後であり、硬度が低すぎて宝飾品としては耐用性に乏しいという問題があった。そこで、純白金に炭素を含浸させてその表面硬度を高めることが従来から行われているが、この種のものとして、特許文献１に記載された処理方法および宝飾品（以下「白金の処理方法等」という）が知られている。
【０００３】
この従来の白金の処理方法等は、炭素ガス（ＣＯ＋ＣＯ２）の雰囲気を保った電気炉または誘導加熱炉中で、純白金を、５００度〜１７００度の温度下で１０時間〜２０時間加熱し、純白金の表面に炭素を拡散浸透させる。このように純白金の表面に炭素を拡散浸透させることによって、その表面に炭素の拡散浸透層を形成し、その表面の硬度を高めている。このようにして表面の硬度を高められた純白金は、宝飾品としても十分な耐用性を保つことができる。
【０００４】
一方、純白金の表面に炭素の拡散浸透層を形成すると、その純白金の表面が、炭素の影響で黒ずんでしまう。このように純白金の表面が黒ずんでしまえば、特に、宝飾品の場合には、その商品価値を保つことができない。そこで、上記従来の処理方法等では、拡散浸透処理を施した後に、その純白金の表面をバフ等で研磨して鏡面仕上げをするようにしている。
【特許文献１】特開２００６−００２２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようにした白金の処理方法等は、炭素ガス（ＣＯ＋ＣＯ２）の雰囲気を保った電気炉または誘導加熱炉を用いなければならないので、それら電気炉および誘導加熱炉の設備費がかさむという問題があった。また、上記のように炭素ガスの雰囲気中で、炭素を拡散浸透させるには、その処理時間が１０時間〜２０時間も時間がかかってしまう。このように処理時間が長くなるのは、炭素ガスを固体の純白金に浸透させようとしたとき、純白金原子に対する炭素原子の接触頻度が小さくなるからである。そして、上記のように設備費が高く、しかも処理時間が長くなれば、それだけ製造コストが上昇する。この高いコストをまかなうためには、どうしても大量処理、大量販売が求められることになる。
【０００６】
ところが、純白金を用いた宝飾品で、最も人気があるのはマリッジリングであるが、このマリッジリングは、どちらかというと受注生産を主とした一品生産的な商品である。したがって、上記従来の炭素ガスを使った白金の処理方法等は、特にマリッジリングなどの一品生産的な宝飾品には不向きであるという問題があった。
【０００７】
また、純白金の表面に炭素の拡散浸透層を形成すると、その表面が黒ずんでしまう。そこで、この黒色化した部分を取り除くために、従来は、炭素の拡散浸透層を形成した後に、その表面を研磨するようにしている。しかし、純白金の表面の黒色を取り除くために、純白金の表面を研磨すると、上記拡散浸透層まで取り除いてしまう危険がある。したがって、純白金の表面の硬度を維持しながら、その表面を研磨仕上げするためには、熟練度の高い高度な研磨技術を必要とする。このような熟練度の高い高度な研磨技術を必要とするために、ここでも製造コストの上昇という問題があった。
【０００８】
さらに、誘導加熱炉あるいは電気炉内に炭素ガスの雰囲気を作るためには、一酸化炭素と二酸化炭素とを必要とする。しかし、一酸化炭素は、人体に影響を及ぼすもので、その取り扱いが難しいだけでなく、その取り扱いを間違えると人命にもかかわるといった危険性もはらんでいる。
【０００９】
この発明の第１目的は、炭素を純白金に固溶拡散するための諸設備費が安く、短時間で炭素の固溶拡散層を形成することで、製造時間や製造コストを大幅に改善するとともに、安全性の高い処理方法を提供することである。
また、この発明の第２の目的は、固溶拡散層の表面の炭素だけを取り除いて、その表面に高度な研磨技術を必要とせず純白金の輝きを簡単に現出できる処理方法を提供することである。
さらに、この発明の第３の目的は、上記の処理方法で処理した宝飾品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、炭素粉末に純白金（Ｐｔ１０００）を埋没させ、この状態で３００度〜１６００度の温度下で加熱して固溶拡散させる点に特徴を有する。
第２の発明は、炭素を純白金（Ｐｔ１０００）に固溶拡散させ、その後に純白金を有酸素雰囲気中で、３００度〜１６００度で加熱して、上記固溶拡散させた純白金の表面の炭素を取り除く点に特徴を有する。
第３の発明は、炭素粉末に純白金（Ｐｔ１０００）を埋没させ、この状態で３００度〜１６００度の温度下で加熱して固溶拡散させるとともに、その後に純白金を有酸素雰囲気中で、３００度〜１６００度で加熱して、上記固溶拡散させた白金の表面の炭素を取り除いた純白金を素材にした点に特徴を有する。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、炭素粉末に純白金を埋没させて、それを加熱するだけで、純白金の表面の硬度を上げることができる。したがって、純白金の表面の硬度を上げるために、通常の電気炉あるいは宝飾業界に一般的に普及している鍛造機を用いることができ、製造コストに占める設備費の割合を、従来と比べて大幅に抑えることができる。このようにコスト低減に役立つので、この種の純白金を、例えば、マリッジリングのような一品生産的な宝飾品の素材として利用しても、コスト割れするようなことがない。
【００１２】
第２の発明によれば、炭素を固溶拡散させて表面を硬化させた純白金の表面を、有酸素雰囲気中で加熱するだけで足りるので、従来のような高度な研磨技術を必要としない。したがって、第１の発明と相まって、コストを大幅に低減でき、第１の発明と同様に、当該純白金をマリッジリングのような一品生産的な宝飾品の素材として利用しても、コスト割れするようなことがない。
【００１３】
第３の発明によれば、純白金を利用した宝飾品のコストを大幅に低減することができる。したがって、少量多品種の宝飾品製造に適しており、宝飾品の特徴である個性化という消費者の要望に応えられることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この実施形態では、先ず、通常の宝飾品と同様に純白金（Ｐｔ１０００）をロストワックスキャスト法で型成形するとともに、その型成形したリング１の表面の粗い層を一般的な研磨方法によって除去する。
【００１５】
表面を研磨した上記リング１は、図１に示す間接誘導加熱炉ａで加熱するが、この間接誘導加熱炉ａは、ルツボ２の周囲に電磁コイル３を設けたもので、このルツボ２内に、グラファイトあるいはアモルファス炭素からなる炭素粉末４が充填されている。このようにしたルツボ２の炭素粉末４内に上記リング１を埋没させるとともに、このリング１を不活性もしくは真空雰囲気中で加熱処理する。なお、加熱手段としては、間接誘導加熱炉ａである必要はなく、例えば、通常の電気炉を用いてもよい。
【００１６】
上記間接誘導加熱炉ａ内における加熱温度は、炭素を固溶させるのに必要な温度ということになるが、それはだいたい４００度前後である。しかし、ある程度時間を掛ければ、３００度程度でも炭素の固溶を促進することができる。また、加熱温度の上限は、理論的には、純白金の溶融温度である約１７００度以下ということになる。ただし、純白金の溶融温度に近づけば近づくほど、リング１が変形したりするので、実際には１６００度以下、特に１２００度前後の温度が、加熱温度の上限として最適である。つまり、この発明における上記加熱温度は、３００度〜１６００度、好ましくは４００度〜１２００度程度の温度域である。
【００１７】
上記のように炭素粉末４の中で、純白金であるリング１を、３００度〜１６００度好ましくは４００度〜１２００度程度の温度域で加熱すると、上記炭素粉末４が純白金であるリング１に固溶拡散され、リング１の表面に炭素からなる固溶拡散層が形成される。このようにリング１の表面に炭素の固溶拡散層が形成されれば、その表面の硬度が高まることは従来から知られていることである。
【００１８】
上記のようにした実施形態において、加熱時間は、だいたい６０分前後で足りる。ちなみに、従来の処理方法では、１０時間〜２０時間の加熱時間が必要であったが、これと比べると、この実施形態の加熱時間が大幅に短縮されたことが分かる。このように加熱時間を大幅に短縮できた最大の要因は、純白金であるリング１を炭素粉末４内に埋没させて加熱した点にある。このようにリング１を炭素粉末４内に埋没させたので、炭素ガス雰囲気中で炭素原子を拡散浸透させる従来の場合と異なり、炭素原子がリング１に接触する頻度が大きくなり、その分、処理時間を短縮できたものと推測することができる。
【００１９】
上記のようにリング１の表面に炭素を固溶拡散させることによって、炭素粉末の固溶効果が発揮され、リング１の表面のみが、使用に耐える程度に十分に硬化した。
【００２０】
しかしながら、炭素を固溶拡散させたリング１は、炭素の影響でその表面が黒色化する。そこで、この実施形態では、その表面の黒色を取り除くために、固溶拡散させた上記リング１を、有酸素雰囲気を保った電気炉に入れ、それを４００度〜７００度の温度で、１５分〜３０分加熱した。このように電気炉で加熱したところ、リング１の表層の炭素が焼却され、この焼却された表層部分に、宝飾品として使用に耐えうる純白金の地肌が現出した。なお、上記電気炉における加熱温度であるが、理論的には、炭素が酸化するために必要な温度ということになる。
【００２１】
炭素が酸化する温度は、だいたい４００度前後であるが、この温度は加熱時間によって多少の差がでてくる。したがって、加熱温度の下限は、３００度前後であり、その上限は、純白金の溶融温度である１７００度以下ということになる。ただし、加熱温度が純白金の溶融温度に近づけば近づくほど、リング１を変形させたりする危険があるので、そのような悪影響を考慮すると、上記加熱温度の上限は、１６００度程度ということとになる。要するに、リング１の表面の炭素を焼却させるために必要な加熱温度は、３００度〜１６００度であるが、炭素の固溶拡散によって形成された硬化層の中の炭素を焼却しないで、表層部の炭素のみを焼却するのに適した温度は、４００度〜７００度の温度域である。いずれにしても、リング１の表面の炭素を焼却して、その表面に純白金の地肌を現出するという処理方法は、全く新規なものである。
【００２２】
上記のようにしてリング１の表層の炭素を焼却した後には、その表面に微量の炭素が残る場合があるために、その表面を軽く研磨する。この研磨は、あくまでも表面に残存する微量の炭素を除去するもので、従来のような本格的に黒色を取り除くためのものではない。このようにして研磨処理した後、リング１に装飾用の石などを取り付けたり、あるいはその表面を曇らせるなどのテクスチャー処理を施したりする。
【００２３】
以上のように、この実施形態によれば、純白金を炭素粉末４の中に埋没させて、それを加熱するだけでよいので、加熱手段は、通常鍛造機に付随する誘導加熱装置や電気炉を用いることができる。言い換えると、従来のように特別な誘導加熱炉あるいは電気炉内を炭素ガスの雰囲気に保つ必要がないので、誘導加熱炉あるいは電気炉の設備コストを大幅に低減できる。
【００２４】
しかも、上記のようにして炭素を固溶拡散させたリング１の表面の炭素を高温で酸化させて焼却するようにしたので、黒色化したリング１の表面を研磨する従来のやり方に比べて、熟練技術も必要なく、それだけ製造コストの大幅な低減を期待できる。また、硬化層を取り除いてしまう危険性も少ない。
上記のようにきわめて簡単な処理を施したにもかかわらず、完成したリング１は、その表面の硬度を十分に維持しながら、純白金の地肌を表面に醸し出す結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】誘導電気炉内の炭素粉末にリングを埋没させた状態の断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
４      炭素粉末
【図１】
2008163392.tif 000003