(57)【要約】【課題】本発明は、金属アレルギー発症の原因となる金属イオンが溶出し難いアクセサリー用合金を提供することを課題とする。【解決手段】ニッケル、クロム、カーボン及びモリブデンを含有するアクセサリー用合金１０において、ニッケルを含有することで還元性環境に対する耐食性を向上するとともに不動態被膜１１の形成を促進し、クロムを含有することでクロム酸化物で形成される不動態被膜１１を形成して、酸化性環境における耐食性を向上することでニッケルイオン１２の溶出を抑制し、また不動態被膜１１の形成を阻害しないようなカーボンの含有量とし、さらにモリブデンを含有することで不動態被膜１１における点腐食を抑制する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともニッケル、クロム、カーボン及びモリブデンを含有するステンレス鋼であるアクセサリー用合金において、
前記ニッケルが還元性環境における耐食性を向上するとともに不動態被膜の形成を促進することができる組成を有し、
前記クロムが、酸化性環境における耐食性を有する、クロム酸化物で形成される不動態被膜を形成することができる組成を有し、
カーボンが前記クロム酸化物で形成される前記不動態被膜形成の阻害要因とならないような組成を有し、
そして、前記モリブデンが前記不動態被膜における点腐食を抑制することができる組成を有し、
酸化性環境及び還元性環境における耐食性を向上することで、金属アレルギーの原因となる金属イオンの溶出を抑制することができることを特徴とするアクセサリー用合金。
【請求項２】
前記ニッケルの含有量が１０．０〜１５．０ｗｔ％、
前記クロムの含有量が１６．０〜２０．０ｗｔ％、
前記カーボンの含有量が０．０３ｗｔ％以下、
前記モリブデンの含有量が２．０〜４．０ｗｔ％
であることを特徴とする請求項１に記載のアクセサリー用合金。
【請求項３】
前記ニッケルの含有量が１９．０〜２２．０ｗｔ％、
前記クロムの含有量が２４．０〜２６．０ｗｔ％、
前記カーボンの含有量が０．０１ｗｔ％以下、
前記モリブデンの含有量が３．０〜４．０ｗｔ％
であることを特徴とする請求項１に記載のアクセサリー用合金。
【請求項４】
前記ニッケルの含有量が６．０〜８．０ｗｔ％、
前記クロムの含有量が２５．０〜２８．０ｗｔ％、
前記カーボンの含有量が０．０５ｗｔ％以下、
前記モリブデンの含有量が２．０〜４．０ｗｔ％
であることを特徴とする請求項１に記載のアクセサリー用合金。
【請求項５】
前記ニッケルの含有量が６．０〜８．０ｗｔ％、
前記クロムの含有量が２５．０〜２８．０ｗｔ％、
前記カーボンの含有量が０．０３ｗｔ％以下、
前記モリブデンの含有量が４．０〜６．０ｗｔ％
であることを特徴とする請求項１に記載のアクセサリー用合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属アレルギーを発症しにくいアクセサリー用合金に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
合金等で形成された時計、ブレスレット、指輪、ピアス等のアクセサリーを身につけると、あるいはピアッサー等を人体に使用すると、人体からの発汗、体液等でアクセサリーから溶出した金属イオンが表皮にふれたり浸み込んだりして、当該部位あるいは他の部位に発疹等のアレルギー症状を引き起こすことがある。
【０００３】
こうした金属アレルギーの発症の程度は、個人差に加えて、アクセサリーに金属イオンとして溶出しやすい金属が含まれているか、溶出した金属イオンが人体に対し金属アレルギーを起こしやすいものか、そもそも金属イオンが溶出しやすいアクセサリーなのか等に依存する。特にニッケル等の二価イオンは、金属アレルギーを発症しやすいことが知られおり、一方、イオン化しにくい金属は金属アレルギーを発症しにくいと考えられている。こうしたことから、クロムを含むがニッケルを含まない若しくはその含有量を極めて少なくした生体用二相ステンレス鋼が考案された（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３９７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、クロムによって形成される不動態被膜は、酸化性環境（例えば硝酸や硫酸）における耐食性に優れる一方、還元性環境（例えば塩酸中）における不動態被膜形成による耐食性を期待できず、アクセサリー用合金から金属イオン溶出に改善の余地がある。そこで本発明は、酸化性環境及び還元性環境下における耐食性を向上させることで、ニッケルイオン等の金属イオンの溶出を抑制して、金属アレルギーの発症を予防することができるアクセサリー用合金（アクセサリー用ステンレス鋼）の実現を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るアクセサリー用合金は、少なくともニッケル、クロム、カーボン及びモリブデンを含有するアクセサリー用合金において、ニッケルが還元性環境における耐食性を向上するとともに不動態被膜の形成を促進することができる組成を有し、クロムが、酸化性環境における耐食性を有したクロム酸化物で形成される不動態被膜を形成することができる組成を有し、そしてクロム酸化物で形成される不動態被膜形成の阻害要因となるカーボンの含有率を低減した組成を有し、さらに不動態被膜における点腐食を抑制することができるモリブデンの組成を有し、かくして酸化性環境及び還元性環境における耐食性を向上することで、金属アレルギー発症の原因となる金属イオンの溶出を抑制する構成としたのである。
【０００７】
すなわち、ニッケルを添加することで、オーステナイトを形成して還元性環境下における耐食性を向上するとともに不動態被膜の形成を促進し、またクロムを添加することで、アクセサリー用合金の表面（以下、単に表面と表記することがある）に酸化性環境における耐食性に優れた不動態被膜（クロム酸化物の被膜で例えば厚さが数ｎｍ）が形成される組成にしたのである。こうして形成されるオーステナイト及び不動態被膜によって、酸化性環境及び還元性環境における耐食性を向上することで、金属イオンの発生を抑制するのである。
【０００８】
ところで、鋼に含まれるカーボンがクロムと結合して炭化クロムを形成すると、クロムによる不動態被膜の形成が阻害されて、充分な耐食性が得られなくなるおそれがあるため、カーボンの含有量を少なくする。また、不動態被膜は汗などに含まれる塩化物イオンによって点腐食を生じるため、モリブデンを添加することで点腐食の発生を予防した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るアクセサリー用合金は、ニッケルを添加することでオーステナイトを形成して、還元性環境下における耐食性を向上することができるから、またクロムを添加することで、表面に酸化性環境における耐食性に優れた不動態被膜を形成することができるから、ニッケルイオンの溶出はもとより、該アクセサリー用合金が含有する金属イオンの溶出をも抑制することができる。
【００１０】
加えて、クロムと結合するカーボンの含有量を少なくすることで、不動態被膜が充分に形成されるようにして、またモリブデンを添加することで不動態被膜に生じる点腐食を抑制することで、不動態被膜の腐食を予防して、該アクセサリー用合金が含有する金属のイオン溶出をさらに少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るアクセサリー用合金の断面構成を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明に係るアクセサリー用合金の一実施例（実施例１）の断面構成を模式的に示した図である。
【００１４】
該アクセサリー用合金１０は、ニッケルを１０．０〜１５．０重量パーセント（以下、重量パーセントをｗｔ％と表記することがある）添加することで、オーステナイトを形成して還元性環境における耐食性を向上するとともに、イオン化しにくい強固な不動態被膜の形成を促進するものである。またクロムを１６．０〜２０．０ｗｔ％添加することで、アクセサリー用合金の表面に酸化性環境における耐食性に優れたクロム酸化物の不動態被膜１１が形成されるようにしたものである。
【００１５】
ここで、ニッケル含有量を１０．０ｗｔ％以下にすると、フェライト組織が生じ、またシグマ相が表れやすくなって、耐食性が充分とはいえず、一方１５．０ｗｔ％以上添加してもさらなる耐食性の向上につながりにくい。またクロムの含有量を１６．０ｗｔ％以下にすると、不動態被膜の耐食性が充分とはいえず、一方２０．０ｗｔ％以上にしても不動態被膜形成の効果がさらに向上するわけではない。
【００１６】
また不動態被膜形成の阻害要因となる炭化クロムの生成を少なくするため、カーボンの含有量を０．０３ｗｔ％以下とした。また不動態被膜は汗などの塩化物イオンによって点腐食を生じるため、モリブデンを２．０〜４．０ｗｔ％添加することで、点腐食の発生を抑制することとした。
【００１７】
上記組成のアクセサリー用合金は、ステンレス鋼であり、ステンレス鋼として含有する鉄成分等はもとより、ケイ素を１．５ｗｔ％以下、マンガンを２．０ｗｔ％以下、リンを０．０４５ｗｔ％以下、サルファを０．０３ｗｔ％以下を含むものであってもよい。
【００１８】
かかるアクセサリー用合金で形成されたアクセサリーは、発汗等にさらされても不動態被膜の耐食性を保って、ニッケルイオン１２をはじめとする金属イオンが溶出しにくいため、金属アレルギー発症を抑えることができ、さらにオーステナイトと不動態被膜とで酸化性環境及び還元性環境における耐食性が確保されるところから、金属イオンの溶出を抑制してアレルギー発症を抑えることができる。
【００１９】
また不動態被膜の形成を阻害するカーボン含有量が少ないことから、金属イオンの溶出を抑制することができる。さらに不動態被膜の点腐食を抑制するモリブデンを含有して、塩化物イオンによる不動態被膜の点腐食を抑制できることから、金属イオンの溶出を抑制することができる。
【００２０】
従って、該アクセサリー用合金を用いたアクササリーを、高温多湿下において長時間にわたって身につけても、温泉地や塩素濃度の高いプール等において身につけても、また塩分の多い潮風にさらされる環境下等において身につけても、アクセサリーからの金属イオンの溶出を効果的に抑制することができて、金属アレルギーの発症を予防することができる。
【実施例２】
【００２１】
本発明に係るアクセサリー用合金の他の実施例（実施例２）は、ニッケル含有量を１９．０〜２２．０ｗｔ％、クロム含有量を２４．０〜２６．０ｗｔ％、カーボン含有量を０．０１ｗｔ％以下、モリブデン含有量を３．０〜４．０ｗｔ％としたものである（該アクセサリー用合金の断面構成の模式図は実施例１と同じである）。
【００２２】
実施例１に比べて、ニッケル含有量を１９．０〜２２．０ｗｔ％に増加することで、先鋭化があらわれる一方、フェライト組織及びシグマ相があらわれなくなるから、強固な不動態被膜の形成が可能となって耐食性がより向上する。またニッケル含有量を増やすことで、モリブデンとの相乗効果でＮａＣｌのような中性塩化物溶液に対する強固な不動態被膜の形成が可能となる。ニッケル含有量を、１９．０ｗｔ％以下にすると、フェライトが析出しシグマ相があらわれ、２２．０ｗｔ％以上にすると、ニッケルイオン１２の溶出の可能性があり、また先鋭化の可能性がある。
【００２３】
実施例１に比べて、クロム含有量を２４．０〜２６．０ｗｔ％に増加することで、さらに強固な不動態被膜が形成されて、金属イオンの溶出を抑制することができる。２４．０ｗｔ％以下では、不動態被膜形成による種々の溶媒に対する効果が少なくなり、２６．０ｗｔ％以上ではフェライトが析出しシグマ相があらわれてしまう。
【００２４】
カーボンの含有量を０．０１ｗｔ％以下としたことで、炭化クロムの生成をより確実に抑制することができ、また、不動態被膜の塩化物イオンによる点腐食をより効果的に抑制するため、モリブデンを３．０〜４．０ｗｔ％添加することとした。
【００２５】
上記組成のアクセサリー用合金は、ステンレス鋼として含有する鉄成分等はもとより、ケイ素を１．０ｗｔ％以下、マンガンを２．０ｗｔ％以下、リンを０．０４５ｗｔ％以下、サルファを０．０３ｗｔ％以下を含むものであってもよい。
【実施例３】
【００２６】
本発明に係るアクセサリー用合金の他の実施例（実施例３）は、ニッケル含有量を６．０〜８．０ｗｔ％、クロム含有量を２５．０〜２８．０ｗｔ％、カーボン含有量を０．０５ｗｔ％以下、モリブデン含有量を２．０〜４．０ｗｔ％としたものである（該アクセサリー用合金の断面構成の模式図は実施例１と同じである）。
【００２７】
実施例１に比べて、ニッケル含有量が６．０〜８．０ｗｔ％と少ないが、ニッケル含有量をフェライトが析出しない範囲で少なくして、オーステナイトを形成することでニッケルイオン１２の溶出を抑制している。本実施例において、ニッケル含有量を６．０ｗｔ％以下にすると、中性塩化物溶液に対し不動態被膜が不安定になって、８．０ｗｔ％以上にすると、不動態被膜の安定性が低下し得る（不動態被膜は、ニッケル含有量が６．０〜８．０ｗｔ％で安定する）。
【００２８】
クロム含有量が２５．０〜２８．０ｗｔ％で実施例１および２に比べて増加しているのは、カーボン含有量の上限値が０．０５ｗｔ％と実施例１および２のカーボン含有量の上限値よりも大きいために、炭化クロム形成で生じるクロム不足を補うためである。ここでカーボン含有量が０．０５ｗｔ％以上になると不動態被膜が不安定になる。クロム含有量が、２５．０ｗｔ％以下では炭化クロムの形成で不動態被膜のクロムが不足し、２８．０ｗｔ％以上フェライトが析出する可能性がある。また、不動態被膜の塩化物イオンによる点腐食をより効果的に抑制するため、モリブデンを２．０〜４．０ｗｔ％添加することとした。その結果、汗、海水及び温泉等に対する耐食性を向上することができる。
【００２９】
上記組成のアクセサリー用合金は、ステンレス鋼として含有する鉄成分等はもとより、ケイ素を１．５ｗｔ％以下、マンガンを１．５ｗｔ％以下を含むものであってもよい。
【実施例４】
【００３０】
本発明に係るアクセサリー用合金の他の実施例（実施例４）は、ニッケル含有量を６．０〜８．０ｗｔ％、クロム含有量を２５．０〜２８．０ｗｔ％、カーボン含有量を０．０３ｗｔ％以下、モリブデン含有量を４．０〜６．０ｗｔ％としたものである（該アクセサリー用合金の断面構成の模式図は実施例１と同じである）。
【００３１】
ニッケル含有量は、６．０〜８．０ｗｔ％と実施例３と同じだが、組織がオーステナイトとなって、強固な不動態被膜の形成に寄与することができる。本実施例において、ニッケル含有量を６．０ｗｔ％以下にすると、フェライトが析出して中性塩化物溶液に対し不動態被膜が不安定になって、８．０ｗｔ％以上にすると、不動態被膜の安定性が低下し得る（不動態被膜は、ニッケル含有量が６．０〜８．０ｗｔ％で安定する）。
【００３２】
クロム含有量は２５．０〜２８．０ｗｔ％で実施例３と同じで、カーボン含有量が０．０３ｗｔ％と、実施例３に比べて上限値が減少しているため、不動態被膜の耐食性がさらに向上する。
【００３３】
カーボン含有量は実施例１と同じく０．０３ｗｔ％以下であるから、炭化クロムの生成量が実施例３より少ない。また、不動態被膜の塩化物イオンによる点腐食をより効果的に抑制するためのモリブデン含有量を４．０〜６．０ｗｔ％と実施例３よりも増加したので、塩化物イオンに対する耐食性が実施例３より向上した。モリブデンの含有量は、４．０ｗｔ％以下では不動態被膜の形成が不安定化し、６．０ｗｔ％以上では、モリブデン添加の効果が若干低下し得る。
【００３４】
上記組成のアクセサリー用合金は、ステンレス鋼として含有する鉄成分等はもとより、ケイ素を１．５ｗｔ％以下、マンガンを１．５ｗｔ％以下を含むものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、金属アレルギーの発症を抑制することができるアクセサリー用合金に関するものであるから、アクセサリー用合金の製造や販売、及びアクセサリーの製造や販売等の経済活動において利用することができて、経済的価値を発揮し得る発明であるから、産業上の利用可能性がある。
【符号の説明】
【００３６】
１０  アクセサリー用合金
１１  不動態被膜
１２  ニッケルイオン
【図１】
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