(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
白い仕上りを有する合金で作られた審美的ジュエリー製品であって、９５質量％の濃度のプラチナと、２．５〜３．５質量％の濃度のロジウムと、１．５〜２．５質量％の濃度のルテニウムからなることを特徴とする審美的ジュエリー製品。
【請求項２】
前記製品が、リング、ブローチ、クリップ及び時計ケースからなる群より選ばれる、請求項１記載の審美的ジュエリー製品。
【請求項３】
請求項１記載の合金を作製する方法であって、粉末Ｒｈ及びＲｕのスポンジ材料と結合した、３ｍｍまでの粒径を有するプラチナショットを溶融することを特徴とする方法。
【請求項４】
前記合金を複数回再溶融して均質化すること、室温流水中で該溶融合金を冷却することを含む、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記溶融を減圧雰囲気中で行なう、請求項４記載の方法。
【請求項６】
９５質量％の濃度のプラチナと、３．５質量％の濃度のロジウムと、１．５質量％の濃度のルテニウムからなる合金で作られたジュエリー製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジュエリーの製造における有用な金属合金組成物及び金属合金組成物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラチナ合金は、高価な及びやや高価な宝石用原石の固定台（ｓｅｔｔｉｎｇ）製作のためのジュエリーアートで使用される。望ましい性質には、本発明によって認められているものとしては、表面の白さ、展性、強度、変色耐性及び耐食性に加えて耐久性、及び製作の容易さが含まれる。従来技術には、これらの特徴のひとつ又はそれ以上を持つ合金が含まれるが、これらのすべてを持つ合金は無い。
【０００３】
例えば、１９８７年７月１２日に公開された日本公開特許ＪＰ６２１３０２３８Ａ２号公報（ケミカルアブストラクト１０８：９９４６７）には、Ｐｔ８５−９５％、Ｓｉ１．５−６．５％、及び残量にＰｄ、Ｃｕ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｏ及び／又はＲｈを含む合金が開示されている。この合金は、リング、ネクタイピン及び時計ケースのようなジュエリーに有用なホワイトプラチナカラーを有する。
【０００４】
１９Ｕ  １  ４月２５日に公開された日本公開特許ＪＰ０３１００１５９Ａ２号公報（ケミカルアブストラクト１１６：４５１１２）には、好ましい向上した白色仕上げよりもむしろ鮮やかな黒色仕上げを示す金属の組合せが開示されている。この文献の組成には、Ｐｔ、Ｒｈ３−１５％、及び/又はＲｕと１５％以下のＰｄ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ及び/又はＮｉが含まれる。これらの材料は、合金の融解点以下の温度で、空気又は酸化雰囲気中で熱せられ、次に鮮やかな黒仕上げを生じさせるため、空気、水又は油中で冷却される。
【０００５】
１９９０年２月１日に公開された日本公開特許ＪＰ０２０４３３３３Ａ２号公報（ケミカルアブストラクト１１３：６３８０１）には、Ｐｔ８０−９８％、Ｒｅ０．５−１０％、Ｐｄ１−１９％及びＲｕ、Ｒｈ及び/又はＩｒ０．０５−３％を含む、ジュエリー製造に有用な合金が記載され、改良された硬度及びキャスタビリティーを有することが述べられている。
【０００６】
Ｔｕｃｉｌｌｏ（米国特許３７６７３９１号明細書）は、鋳造された又は細工された歯科用材料及びジュエリーの製造に有用な、変色耐性合金を開示しており、４７％金、９−１２％Ｐｄ及び残量の銀と銅とを含む。Ｔｕｃｉｌｌｏらの合金は、金の存在により、着色が主に黄色であって、白ではない。
【０００７】
１９９５年１月１３日に公開された日本公開特許ＪＰ０７０１１３６２Ａ２号公報（ケミカルアブストラクト１２２：２７１６２２）には、高硬度、形成容易性及び耐食性を有し、コーティングが必要でなく、Ｐｄ≧８０％、Ｃｏ１−５％及びＰｔ５−１５％の、ジュエリー用途に有用な合金が開示されている。
【０００８】
ジュエリーに望まれる外観にするために、プラチナ（Ｐｔ）をロジウム（Ｒｈ）でメッキすることが一般に知られている。しかしながら、メッキしたプラチナコーティングは、長時間の耐久性がなく、即ち、コーティングがすり減ったり、素地が以前に示していた好ましい性質を示さず、着用後に悪い外観を呈する。
【０００９】
前述の従来技術の合金には、調製の容易さに結びつく、安定性、長期間の白さ、強度及び展性の要件を満足するものはない。本発明においては、ジュエリーに使用する金属合金組成物に対し、ジュエリーに好ましい機械的性質を提供するとともに、ロジウムのメッキ過程を必要とせず、ひときわ優れた白さを保つことが求められる。
【００１０】
【発明の概要】
本発明による組成物は、プラチナ、ロジウム及びルテニウムを含み、更に加工する必要なしに、予想外に向上した白色仕上りを保持する合金組成物を提供する。本発明による合金組成物は、従来技術で入手可能なプラチナ合金と比較して、向上した白色度を示す。また、本発明の合金組成物は、許容可能な白色度を達成するためのロジウムメッキを必要としない有意な操作上の利点を有し、それによって合金製造の容易さが実質的に増し、同時に、ジュエリーの鋳型及び固定台の調製コストが減る。
【００１１】
本発明の目的は、プラチナ、ロジウム及びルテニウムを含む、耐久性のある高反射率と白色仕上げとを有する、プラチナ合金含有の審美的ジュエリー物品を提供することにある。
【００１２】
他の目的は、永久的な白色仕上げ、高い加工性、延性及び強度を有するプラチナ合金を作ることである。
【００１３】
所望の白色仕上げを有する本発明による合金には、質量で、約９５％濃度で存在するプラチナ、約２．５−３．５％濃度のロジウム及び約１．５−２．５％濃度のルテニウムが含まれる。
【００１４】
ある特徴において、審美的ジュエリー物品には、前記所望のプラチナ合金が含まれる。
【００１５】
更に別の特徴において、ジュエリー物品は、リング、ブローチ、クリップ又は時計ケース及びこれらの任意の組合せである。
【００１６】
更に他の特徴において、合金作製方法には、粉末Ｒｈ及びＲｕスポンジ材料と一緒に、直径約３ｍｍまでの粒径を有するプラチナショットを溶融することが含まれる。
【００１７】
この方法には、複数回合金再溶融して均質化すること、室温流水中で溶融された合金を冷却することが含まれる。
【００１８】
好ましくは、合金の溶融は、減圧雰囲気中で行なわれる。
【００１９】
【好適態様の詳細な説明】
本発明の合金は、約９５％のプラチナ、約２．５−３．５％のロジウム及び約１．５−２．５％のルテニウムを含み、ここに開示されたものとして、例えば、リングやブローチ、ブレスレット、クリップ、時計ケース等のジュエリー物品に使用する、審美的に満足させるジュエリーを提供する。
【００２０】
ここで述べられた、プラチナ合金を調製するために必要とされる溶融工程は、目的に合った熱発生装置を使用して実行されうる。このような装置は、坩堝と、大気ガスの通常混合気又は不活性ガスのいずれかであるガス雰囲気とが準備された、誘導炉、アーク溶融炉又は高周波溶融炉を含む。炉の気圧は、減圧が好ましい。この構成により、急冷（ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）が可能となる。
【００２１】
急冷は、好ましくは、室温での流水、例えば水道水を使用して、行なう。好ましくは、合金は、ＲｈスポンジとＲｕスポンジとを粉体にして作った、市場で入手可能なロジウムパウダー及びルテニウムパウダーを合わせた、市場で入手可能な１−３ｍｍ直径の粒子を含むプラチナショットで作ることができる。特定元素の固形スポンジ材料を粉体にすることによって、スポンジパウダーを作る。
【００２２】
本発明によって製造された合金は、純粋なプラチナよりも予想外に強く、従来技術の純粋なプラチナ又はプラチナロジウムメッキした基体よりも、予想外に有意に、かつ耐久性のある白色である。
【００２３】
本発明は、以下の実施例からよく理解できる。しかしながら、当業者は、議論される詳細な方法及び結果が単に例示にすぎないことを直ちに認識するであろう。すべての成分及び割合は、特に指示が無ければ、質量で与えられる。
【００２４】
【実施例１（合金Ｗ１）】
プラチナショット（粗い粒子１−３ｍｍ直径）を、多孔性で固体のスポンジ状材料からなるＲｈ及びＲｕスポンジパウダー、即ち化学的析出物であって、粉体に砕いたもの（すべてＪｏｈｎｓｏｎ  Ｍａｔｔｈｅｙから購入）の上に置いた。装填材料の総重量は６２．２ｇ（２ＴＲ．ＯＺ．）であった。プラチナを装填材料の約９５質量％、Ｒｈを具体的に約２．５質量％、Ｒｕを約２．５質量％含めた。
【００２５】
装填材料を、セラミックフラスコ中に置いた溶融石英坩堝（ｆｕｓｅｄ  ｑｕａｒｔｚ  ｃｒｕｃｉｂｌｅ）の中で溶かした。負圧（低減圧）の誘導炉チャンバーで、２０５０℃の温度で、合金を溶融した。９５％Ｐｔ−２．５％Ｒｈ−２．５％Ｒｕの得られた合金（Ｗ１）の溶融温度２０５０℃は、ライテック（Ｒａｙｔｅｃ）光学高温計を用いて測定した。
【００２６】
所望の溶融物にする時間は、約１分であり、その溶融物を約12秒間、溶融温度に保った。溶融を３回繰り返し、合金を均質化した。
【００２７】
溶融後、室温１６−２１℃（６０−７０°Ｆ）で水道水中で合金を急冷した。炉の電源を切ったあと、流水の中に、坩堝のあるフラスコを置いた。
【００２８】
得られた合金Ｗ１を、エルスセム誘導鋳造機（Ｅｒｓｃｅｍ  ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｃａｓｔｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）で、遠心注型して、長さ５．１ｃｍ（２”）、直径０．６ｃｍ（１／４”）のキャビティを有する成形物にし、また、直径２．５ｃｍ（１”）、厚さ０．６ｃｍ（１／４”）の半球状ボタンに成形した。溶融物の温度は、２０５０℃であった。
【００２９】
合金Ｗ１（約９５％Ｐｔ−約２．５％Ｒｈ−約２．５％Ｒｕ）について、硬度をテストしたが、硬すぎて、その加工性は、ほとんどのジュエリー用途には劣っていると考えられた。
【００３０】
【実施例２（合金Ｗ２）】
合金Ｗ１において、プラチナショットの適切な量のＰｔを加えて、Ｒｕ含有量を約１．５％に希釈し、適切なＲｈパウダー量を加えて、Ｒｈ含有量を約３．５％に増量して変更し、実施例１の手順に従って第２の合金（Ｗ２）を製造した。
【００３１】
９５％Ｐｔ−３．５％Ｒｈ−１．５％Ｒｕを含むＷ２組成物を、エルスセム誘導鋳造機で、遠心注型して、長さ５．１ｃｍ（２”）、直径０．６ｃｍ（１／４”）のキャビティを有する成形物にした。また、直径２．５ｃｍ（１”）及び厚さ０．６ｃｍ（１／４”）の半球状ボタンに鋳造した。この合金は、詳細な試験で以下に示した好ましい機械的性質を示した。
【００３２】
【実施例３（合金Ｗ３）】
第３の組成（Ｗ３）を、実施例１の手順に従って調製した。合金Ｗ３は、約９５％Ｐｔ−約３％Ｒｈ−約２％Ｒｕを含んでいた。合金Ｗ３は、Ｗ２ほど光沢を示さず、Ｗ２がジュエリー用途に対する最良の性質の組合せであることを示した。
【００３３】
【合金の特徴Ｗ２】
最良の性質の組合せを示す合金Ｗ２について、更に試験を行なった。この材料試験の結果を、以下に示す。
【００３４】
追加テストを、Ｗ２合金について行ない、ウエスゴ（Ｗｅｓｇｏ）石英溶融皿で再溶融した。溶融はトーチで、即ち「自然な」製造状態で行なった。材料を熱槌打ち（ｈｏｔ  Ｈａｍｍｅｒ）して泡を除去し、得られた厚さ０．６ｃｍ（１／４”）、直径２．５ｃｍ（１”）のボタンを、２ｍｍ厚のプレートに冷間圧延した。鋳造ボタンからプレートを冷間圧延した。２０×２０ｍｍの試験片をプレートから切り取った。残った材料を、皿中で再溶融し、熱槌打ちして約１０ｍｍ直径のビレットにし、次いで対角線が０．３ｃｍ（１／８インチ）で横断面が八角形のロッドに冷間圧延した。槌打ちによるプレートとロッドの減少は、約５０％を超えなかった。
【００３５】
次の試験を行なった：
１．  ８４３℃（１５５０°Ｆ）でのアニール前後の引張り強さ。
２．  アニール前後に、圧延方向及び横軸方向の微細構造を観察した。
３．  ロッドとプレートのアニール前後の硬度。
４．  「本当の色」での反射率（スペクトル成分を除いた反射率）、図１−３に示した。
５．  変色液への暴露前後の白色度と白色度の指標。
【００３６】
【機械的特性】
実施例２の合金Ｗ２のプレートとロッドの硬度について、プレートはロックウエルＦ及び１５Ｔスケールで、ロッドは１５Ｔスケールで測定した。ロッドに対しては、硬度、引張り強さ及び微細構造を、圧延して焼きなました状態で測定した。
【００３７】
【硬度】
硬度、即ち表１を、ロックウエル硬度試験機で測定した。ロックウエルＦ（６０ｋｇ  ０．２ｃｍ（１／１６”）スチールボール）及び１５Ｔ（１５ｋｇ  ０．２ｃｍ（１／１６”）スチールボール）スケールでのプレートの結果は、良く一致した。
【表１】
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【００３８】
表１は、ジュエリー用途に対する良好な硬度特性を示す。
【００３９】
【引張り特質】
引張り性質を、インストロン引張り試験機で測定した。対角線０．３ｃｍ（１／８”）の横断面が８角形のロッド−長さ１０ｃｍ（４”）を試験に用いた。引張り試験の結果を表２に示した。
【表２】
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引張り試験は、ジュエリーの用途に対するＷ２合金において、良好な引張り性質を示す。
【００４０】
表３において、９５％Ｐｔの二成分系のＰｔ−Ｒｈ及びＰｔ−Ｒｕ合金の代表的な性質を有するＷ２の機械的性質の比較を示す。
【表３】
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【００４１】
表３は、新合金Ｗ２において、ＰｔとＲｕの組成物又はＰｔとＲｈの組成物に対して、機械的性質、即ち最小伸張及び最適ＵＴＳと最適硬度が改良されたことを示す。
【表４】
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【００４２】
表４は、鋳造合金としての性質を示す。硬度について、１５Ｔスケール（１５ｋｇ荷重、０．２ｃｍ（１／１６インチ）直径）を使用してプラチナ合金試験片を測定した。未アニール及びアニール試験片の平均硬度値は、１５Ｔスケールで、それぞれ６５ユニットと５９ユニットであった。
【００４３】
（未アニール状態のＷ２Ｈ）及びアニールプラチナ合金試験片Ｗ２Ａをインストロン引張り試験機で機械的に試験をした。試験片について機械加工しなかった。次の表５は、引張り試験の結果を含む。
【表５】
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【００４４】
【微細構造】
圧延し、かつアニールした状態のＷ２合金の微細構造について調べた。標準的な金属組織学的手順を用いて、合金材料の長手方向の及び横方向の微細試験片を用意した。微細試験片を、３：１の割合のＨＣｌとＨＮＯ３の王水で、沸点で４５分間腐食した。
【００４５】
「ＷＲＡ」と名づけられた試験片を８４３℃（１５５０°Ｆ）の温度で１時間アニールした。アニールしたプラチナ合金の長手及び横方向の微細試験片を用意し、前述の腐食液で腐食した。
【００４６】
アニール前には典型的な長いグレインが観察され、８４３℃（１５５０°Ｆ）でアニールした後、再結晶のある段階を観察した。異常なグレイン性質は観察されなかった。観察された構造は許容できると考えられる。異なる微細構造に重大さを付与するものではない。
【００４７】
【光学的性質及び変色】
Ｗ２合金の光学的性質については、Ｒｈメッキしたプラチナ基体に対するそれらの光学的性質を比較した。図１−３を参照されたい。
【００４８】
鏡面成分あり（鏡のような）の反射率と鏡面成分なし（本当の乱反射）の反射率とを測定し、図１に示した。表面の白色度（輝度）は、Ｌパラメータを測定することによって比較した。鏡面性質は、主に、表面の平滑さの作用であり、これらの成分は図２及び図３においては比較しなかった。
【００４９】
変色に対する耐性を試験し、Ｒｈメッキ試験片及びＷ２試験片を５％硫化ナトリウム水溶液に１０時間暴露した。反射率とＬパラメータについて、暴露の前にそれらを比較し、図２に示した。
【００５０】
光学的性質を、マクベスカラーアイ７０００分光光度計（Ｋｏｌｌｍｏｒｇｅｎ社）を使用して測定した。
光源：Ｄ６５（ノーザン・スカイ・デイライト）
方法：反射率
波長：３６０−７５０ｎｍ
観測角：１０°
式：ＣＩＥ  Ｌ、ａ、ｂ
キャリブレーションスタンダード：硫化バリウムタイル
【００５１】
表６に、５％硫化ナトリウム水溶液に１０時間暴露後の白色度（輝度）の変化を示した。また、図２も参照されたい。
【表６】
0004435984.tif 000007
【００５２】
暴露後のＷ２の白色度（輝度）番号Ｌは、ラジウム被覆試験片の１０％減と比較して、僅かに２．５％までの減少であり、Ｗ２合金は、暴露による影響が少なかった（変色が少ない）ことを示す。
【００５３】
Ｒｈメッキ及びＷ２合金のホワイトネスガンズインデックスは、表７に示すように、１００よりも小さく、合金の色は、黄みがかった白を示す。
【表７】
0004435984.tif 000008
【００５４】
鏡面成分ありの反射率は、表面の平滑状態の表示であり、鏡面成分なしの反射率は、金属の本当の色を示す。Ｗ２合金の表面は、被覆された材料の表面ほど平滑でなく、従って、反射率はわずかに低かった。表面の平滑さは、所定の合金の本当の性質ではないと考えられる機械仕上げの作用である。例えば、スペクトル成分なしの反射率は、Ｗ２合金に対して有意に高かった（約３倍）。
【００５５】
変色試験後、鏡面成分なしでの測定に対する反射率の減少は、Ｗ２合金と比較して、メッキ試験片において約２倍高く測定された。
【００５６】
前述の試験は、新合金Ｗ２において、ジュエリー用途に至適の、機械的及び光学的性質が改良されたこと、及び変色にひときわ優れた耐性を有することを示す。
【００５７】
変更が開示された態様で成されるということは、当業者には自明であり、実例として与えられるが、これに制限されない。クレームは、本発明を規定する意図である。例えば、材料の特定の相対割合を実施例に示したが、これらの値の変動は、ジュエリーに対する所望の組成物を提供すると考えられる。即ち、相対比が、所定の指示に従って、実施例で立証されたこれらの値から多少変化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の具体的態様による、様々なテストがされた合金の性質を説明するグラフである。
【図２】  本発明の具体的態様による、様々なテストがされた合金の性質を説明するグラフである。
【図３】  本発明の具体的態様による、様々なテストがされた合金の性質を説明するグラフである。
【図１】
0004435984.tif 000009
【図２】
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【図３】
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