(57)【要約】【課題】ゲルマニウム系金属を構成成分とする微粒子を用いて製造することができ、当該微粒子がその粒子形状を大きく変形させることなく、分散性高く分散した金属複合体を提供すること。【解決手段】ゲルマニウムからなる金属微粒子１０と、該金属微粒子の表面に設けられたシリカ層１２と、を備えるシリカ被覆ゲルマニウム系微粒子２が、金からなる金属基材１４中に分散されてなることを特徴とする金属複合体。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲルマニウム、ゲルマニウム−インジウム合金又はゲルマニウム−ガリウム合金からなる金属微粒子と、該金属微粒子の表面に設けられたシリカ層と、を備えるシリカ被覆ゲルマニウム系微粒子が、
金及び銀からなる群より選ばれる金属基材中に分散されてなることを特徴とする金属複合体。
【請求項２】
前記金属微粒子は、ゲルマニウムと、該ゲルマニウムに対して重量比で２〜２０％のインジウムと、を含むゲルマニウム−インジウム合金からなる金属微粒子であることを特徴とする請求項１記載の金属複合体。
【請求項３】
前記シリカ層は、アモルファスシリカからなるシリカ層であることを特徴とする請求項１又は２記載の金属複合体。
【請求項４】
前記金属微粒子の平均粒径は、０．０１〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属複合体。
【請求項５】
前記シリカ層の層厚は、０．０１〜５μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の金属複合体。
【請求項６】
前記金属微粒子が含有するゲルマニウム１００重量部に対する、前記金属基材の重量が１５０〜１００００重量部であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の金属複合体。
【請求項７】
ゲルマニウム、ゲルマニウム−インジウム合金又はゲルマニウム−ガリウム合金からなる金属微粒子にシリカ前駆体を付着させる付着工程と、
前記金属微粒子に付着した前記シリカ前駆体をシリカに変化せしめてシリカ被覆ゲルマニウム系微粒子を得る反応工程と、
前記シリカ被覆ゲルマニウム系微粒子と、金及び銀からなる群より選ばれる金属基材と、を前記シリカの融点未満且つ前記金属基材の融点以上で混合する混合工程と、を備えることを特徴とする金属複合体の製造方法。
【請求項８】
前記シリカ前駆体は、ポリシラザンであることを特徴とする請求項７記載の金属複合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属複合体及び金属複合体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゲルマニウムやゲルマニウム−インジウム合金は、遠赤外線を発して健康増進効果や治療効果を発揮することが知られており、銀との合金は上記効果を奏する装身具用の合金として適用可能であることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許３０２５２４５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、より優れた遠赤外効果を得ることを目的として、ゲルマニウム、ゲルマニウム−インジウム合金及びゲルマニウム−ガリウム合金等のゲルマニウム系金属からなる微粒子を先ず作製し、これを用いて、金、銀等の金属基材との合金を製造する場合には、ゲルマニウム系金属と金属基材との融点が近いために、ゲルマニウム系金属微粒子の粒子形状を保ちつつ基材中に当該微粒子を分散できない問題があった。
【０００５】
したがって、金、銀等の金属基材に、所定の形状を有したゲルマニウム系金属からなる微粒子を高い分散度で分散させて、健康増進効果や治療効果を発揮する複合体を得ることは困難であった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ゲルマニウム系金属を構成成分とする微粒子を用いて製造することができ、当該微粒子がその粒子形状を大きく変形させることなく、分散性高く分散した金属複合体を提供することにある。本発明の目的はまた、かかる金属複合体の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ゲルマニウム、ゲルマニウム−インジウム合金又はゲルマニウム−ガリウム合金からなる金属微粒子と、該金属微粒子の表面に設けられたシリカ層と、を備えるシリカ被覆ゲルマニウム系微粒子が、金及び銀からなる群より選ばれる金属基材中に分散されてなることを特徴とする金属複合体を提供する。
【０００８】
ゲルマニウム、ゲルマニウム−インジウム合金又はゲルマニウム−ガリウム合金は１０００℃弱の融点を有しているのに対して、シリカはアモルファス状態でも１６００℃程度の融点を有しているために、シリカの融点未満で上記金属微粒子を金や銀等の金属基材と溶融混合することにより、その粒子形状を大きく変形させることなく、分散性が大幅に向上した金属複合体を得ることができる。したがって、得られる金属複合体の均一性が向上して、優れた健康増進効果や治療効果が得られるようになる。
【０００９】
上記金属微粒子は、ゲルマニウムと、該ゲルマニウムに対して重量比で２〜２０％のインジウムと、を含むゲルマニウム−インジウム合金からなる金属微粒子であることが好ましい。
【００１０】
ゲルマニウムの遠赤外効果は、Ｎ型あるいは真性の半導体のときに比べて、Ｐ型のときに著しく顕著に発揮されるが、インジウムはＩＩＩ族元素であって半導体に添加されるとアクセプターとなり、Ｐ型をもたらす。したがって、ゲルマニウム−インジウム合金からなる金属微粒子を用いることで、遠赤外効果が増強され、健康増進効果や治療効果がより優れるようになる。
【００１１】
上記シリカ層は、アモルファスシリカからなるシリカ層であることが好適であり、上記金属微粒子の平均粒径については０．０１〜５０μｍ、上記シリカ層の層厚については０．０１〜５μｍが好ましい。また、金属微粒子が含有するゲルマニウム１００重量部に対する、上記金属基材の重量は１５０〜１００００重量部であることが好ましい。かかる構成にすることにより、金属基材との複合体形成を行っても金属微粒子の変形等が発生し難く、分散性も向上し、遠赤外効果も優れるようになる。
【００１２】
本発明の金属複合体は、（１）ゲルマニウム、ゲルマニウム−インジウム合金又はゲルマニウム−ガリウム合金からなる金属微粒子にシリカ前駆体を付着させる付着工程と、（２）上記金属微粒子に付着した上記シリカ前駆体をシリカに変化せしめてシリカ被覆ゲルマニウム系微粒子を得る反応工程と、（３）上記シリカ被覆ゲルマニウム系微粒子と、金及び銀からなる群より選ばれる金属基材と、を上記シリカの融点未満且つ上記金属基材の融点以上で混合する混合工程と、を備えることを特徴とする金属複合体の製造方法により製造が可能であり、シリカ前駆体は、ポリシラザンであることが好適である。ポリシラザンは、ゲルマニウム系金属に対してシリカ層を形成する能力に優れており、室温付近でもシリカ層が形成可能である。このようにして得られた金属複合体は、シリカ被覆ゲルマニウム系微粒子が均一に分散されているために、優れた健康増進効果や治療効果を発揮する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る成形体の連続製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１は、本発明の金属複合体の一実施形態を模式的に示す断面図である。図１に示す金属複合体１は、金属微粒子１０の表面上にシリカ層１２を備えたシリカ被覆ゲルマニウム系微粒子２が、金からなる金属基材１４中に分散されてなるものである。また、図２は、図１の金属複合体１を製造するために用いることのできるシリカ被覆ゲルマニウム系微粒子２の一実施形態を模式的に示す断面図である。
【００１５】
図２に示すように、シリカ被覆ゲルマニウム系微粒子２は、融点が９００℃半ばであるゲルマニウムからなる金属微粒子１０の表面に、融点がアモルファス状態でも１６００℃付近のシリカ層１２を備えていることから、金（融点：約１０６０℃）や銀（融点：約９６０℃）等の金属基材との溶融混合を、シリカ層１２の融点未満で行うことにより、シリカ被覆ゲルマニウム系微粒子２の形状を保ちつつ、高分散性の金属複合体１を作製することができる。
【００１６】
ゲルマニウムは遠赤外効果を有しており、肩凝り等を治療・治癒する健康増進、治療効果を発揮するが、遠赤外線はシリカ被覆ゲルマニウム系微粒子２の最外層からも放出されるために、シリカ被覆ゲルマニウム系微粒子２は健康増進効果や治療効果を発揮する。したがって、シリカ被覆ゲルマニウム系微粒子２が分散されている金属複合体１は、上記効果を得ることを目的として使用することができる。なお、ゲルマニウム及びゲルマニウム合金等の健康増進、治療効果については、特許３０２５２４５号を参照することができる。
【００１７】
ゲルマニウムの遠赤外効果は、ゲルマニウム合金−シリカ複合体中でゲルマニウムの微結晶が形成されているときに、特に効果的に発揮される。この理由は、ゲルマニウムの微結晶は微小ながらも結晶であることから、半導体的な性質を持つためである。したがって、ゲルマニウムからなる金属微粒子１０は微結晶を形成していることが好ましい。
【００１８】
ゲルマニウムの遠赤外効果は、Ｎ型あるいは真性の半導体のときに比べて、Ｐ型のときに著しく顕著に発揮されるが、インジウム及びガリウムはＩＩＩ族元素であって半導体に添加されるとアクセプターとなり、Ｐ型をもたらす。したがって、金属微粒子１０は、ゲルマニウム−インジウム合金若しくはゲルマニウム−ガリウム合金からなる金属微粒子であることが好ましく、ゲルマニウム−インジウム合金からなる金属微粒子であることがより好ましい。かかる合金からなる金属微粒子を用いることで、遠赤外効果が増強される。そして、遠赤外効果の観点からはゲルマニウムに対するインジウム若しくはガリウムの重量比は２〜２０％（好ましくは２〜１３％）が好ましい。
【００１９】
金属微粒子１０の平均粒径は、その下限が０．０１μｍであることが好ましく、０．１μｍであることがより好ましい。一方上限は５０μｍであることが好ましく、３０μｍであることがより好ましく、１０μｍであることが更に好ましく、５μｍであることがより好ましい。特に好適な平均粒径は０．１〜５μｍ（更には０．１〜０．５μｍ）である。金属微粒子１０の平均粒径が０．０１μｍ未満の場合は、当該に粒子の作製が困難になる傾向にあり、金属微粒子１０の平均粒径が５０μｍ超の場合は、粒子が大きくなりすぎて同量添加しても表面積が減少し、遠赤外効果が大きくなりにくい傾向にある。
【００２０】
シリカ層１２の層厚は０．０１〜５μｍが好ましく、０．１〜３μｍがより好ましく、０．２〜２μｍが更に好ましい。層厚が０．０１μｍ未満である場合は、シリカ被覆ゲルマニウム系微粒子２と金や銀等の金属基材とを溶融混合したときに、微粒子の変形が生じやすくなる。一方、５μｍを超す層厚のシリカ膜は緻密な層形成に困難性が伴う場合がある。
【００２１】
また、金属微粒子１０が含有するゲルマニウム１００重量部に対する、金属基材の重量は１５０〜１００００重量部であることが好ましく、３００〜５０００重量部であることがより好ましく、４００〜２０００重量部であることが更に好ましい。ゲルマニウム１００重量部に対する金属基材の重量が１５０未満である場合は、金属基材が連続層を形成しづらくなる傾向にあり、１００００重量部を超す場合は、遠赤外効果が不充分になりやすい傾向にある。
【００２２】
なお、金属微粒子１０の好適な平均粒径及びシリカ層１２の好適な層厚、並びにゲルマニウム１００重量部に対する金属基材の好適な重量は、金属微粒子１０が、ゲルマニウム−インジウム合金若しくはゲルマニウム−ガリウム合金からなる金属微粒子である場合でも同様である。
【００２３】
金属複合体１は、ゲルマニウムからなる金属微粒子１０にシリカ前駆体を付着させる付着工程を実施した後に、金属微粒子に付着したシリカ前駆体をシリカに変化せしめてシリカ被覆ゲルマニウム系微粒子２を得る反応工程を実施し、更に、シリカ被覆ゲルマニウム系微粒子２と、金からなる金属基材１４と、を上記シリカの融点未満且つ金の融点以上で混合する混合工程を実施することにより製造が可能である。
【００２４】
ここで、シリカ前駆体とは、物理的、化学的変化によりシリカを生じる化合物をいい、シリカ前駆体としては、テトラメトキシシランやテトラエトキシシラン等のアルコキシシランやポリシラザン（例えば、塗装と塗料、１９９７、１１、Ｎｏ．５６９参照）が挙げられる。これらのうち、低温（室温等）でシリカ形成が可能であることからポリシラザンが好ましい。また、シリカ前駆体としてポリシラザンを用いる場合には、低温硬化用の触媒を併用することが好ましい。
【００２５】
付着工程においてシリカ前駆体を金属微粒子１０に付着させるにあたり、有機溶剤で希釈したシリカ前駆体を用いることもできる。付着は、スプレー塗布、浸漬等の公知の付着方法を用いることができ、必要により有機溶剤等の揮発成分を除去して、シリカ前駆体の反応条件に合わせた条件に付着物を晒すことにより反応工程を実施することができる。例えば、シリカ前駆体がアルコキシシランである場合は、加熱により加水分解及び縮合を効果的に進行させることができ、ポリシラザンの場合は、触媒の存在下で水蒸気を使用することができる。
【００２６】
混合工程は、シリカの融点未満且つ金の融点以上で公知の炉又は混合機を用いて行うことができる、混合温度としては、例えば１１００〜１５００℃が採用可能である。このようにして得られた金属複合体１は所望の形状に成形することにより、例えば、健康増進や治療効果を発揮する装身具として用いることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ゲルマニウム系金属を構成成分とする微粒子を用いて製造することができ、上記微粒子がその粒子形状を大きく変形させることなく、分散性高く分散した金属複合体が提供される。また、かかる金属複合体の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属複合体の一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２】図１の金属複合体１を製造するために用いることのできるシリカ被覆ゲルマニウム系微粒子２の一実施形態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１…金属複合体、２…シリカ被覆ゲルマニウム系微粒子、１０…金属微粒子、１２…シリカ層、１４…金属基材。
【図１】
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【図２】
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