(57)【要約】【課題】可視光領域における反射率が、赤色波長領域で極大、あるいは、青色波長領域で極小となるように管理する方法では、極値が製造条件の変動によって目標とする波長からずれ易いため、色調が安定しづらいという不具合がある。【解決手段】Ｐｔを主成分とする１または複数の第１相と、Ｃｕを含む１または複数の第２相と、を有し、かつ、表面における自然光の反射率が可視光領域の波長に対して単調増加するとともに、変曲点を波長５２０〜６００ｎｍの範囲に有すること。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐｔを主成分とする１または複数の第１相と、Ｃｕを含む１または複数の第２相と、を有し、かつ、表面における自然光の反射率の波長依存性曲線が、波長４００〜７００ｎｍにかけて単調増加するとともに、変曲点が波長５２０〜６００ｎｍの範囲にあることを特徴とする複合材料。
【請求項２】
前記反射率の波長依存性曲線を示す２次導関数の値が、波長４００〜７００ｎｍにかけて正負正の順で変化することを特徴とする請求項１に記載の複合材料。
【請求項３】
前記反射率が波長６８０ｎｍにおいて７０％以上、波長４００ｎｍにおいて５５％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の複合材料。
【請求項４】
前記第１相は金属間化合物を構成していないＰｔ元素を少なくとも有し、前記第２相はＡｕとＣｕとの金属間化合物を少なくとも有し、前記第１相及び第２相中に存在する金属元素の含有率が、Ｐｔ２５〜７５質量％、Ｃｕ１５〜４６質量％、Ａｕ９〜２５質量％、Ｐｄ１〜４質量％であり、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ及びＰｄの総和が９９質量％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の複合材料。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の複合材料を用いたことを特徴とする装飾品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰｔおよびＣｕを含む複合材料とこれを少なくとも一部に使用した装飾品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年嗜好の多様化によりＰｔに関して多色化が求められている。例えばＰｔを含むピンク色の金属材料としては、Ｉｎ−ＰｄとＰｔ−Ｉｎ合金の金属間化合物とを混合したものがある（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
また、Ｐｔとアルミニウム（Ａｌ）との金属間化合物ＰｔＡｌ２にＣｕを添加し、あるいはＰｔ・Ａｌ・Ｃｕを一緒に溶融させることにより、種々の色を発現させることも試みられている（たとえば特許文献２参照）。
【０００４】
このような特許文献１，２の金属材料は、可視光領域における反射率の波長依存性を赤色波長領域で大きく、青色波長領域で小さくなるようにすることで、よりピンク発色が強くなるように制御するというものであった（図３、図４参照）。
【特許文献１】特開２０００−２２６６２５号公報
【特許文献２】特開平３−１５８４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、Ｐｔの含有量は１２重量％となり、これ以上にＰｔ含有量を上げた場合には灰色あるいは黄色を呈してしまい、良好なピンク系発色が望めない。
【０００６】
一方、特許文献２では、ＰｔとＡｌとの金属間化合物ＰｔＡｌ２にＣｕを添加したもの、あるいはＰｔ・Ａｌ・Ｃｕを一緒に溶融させて形成したものであるため、その全体が鏡面研磨加工がしづらい金属間化合物となってしまい、良好なＰｔの輝きを得るのが困難である。
【０００７】
さらに、これらの特許文献１，２のような金属材料では、反射率の波長依存性が青色波長領域に極小値、赤色波長領域に極大値を持つものが多い。このような金属材料である場合、製造条件によって極値が敏感に変動しやすいため、目的とする色調に安定しないという不具合もあり得る。
【０００８】
例えば、図３では赤色波長側の反射率が高く、青色波長側の反射率が低くなっているが、このようななだらかな変化では、赤色波長領域の広い範囲で高い波長を確保することができない。さらに、黄色〜緑色の波長の影響により、審美性のあるピンク色を得ることが難しくなる。
【０００９】
また例えば、図４では特に青色波長領域に極小値があり、極小値の位置する波長が変動し易く、さらに低波長側で増加傾向にあるため、安定したピンク色を得ることが難しくなる。
【００１０】
本発明は、審美性に優れたピンク色の複合材料および装飾品を安定して提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の側面においては、Ｐｔを主成分とする１または複数の第１相と、Ｃｕを含む１または複数の第２相と、を有し、かつ、表面における自然光の反射率の波長依存性曲線が、波長４００〜７００ｎｍにかけて単調増加するとともに、変曲点が波長５２０〜６００ｎｍの範囲にあることを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記反射率の波長依存性曲線を示す２次導関数の値が、波長４００〜７００ｎｍにかけて正負正の順で変化することを特徴とする。
【００１３】
さらに、前記反射率が波長６８０ｎｍにおいて７０％以上、波長４００ｎｍにおいて５５％以下であることを特徴とする。
【００１４】
さらに、前記第１相は金属間化合物を構成していないＰｔ元素を少なくとも有し、前記第２相はＡｕとＣｕとの金属間化合物を少なくとも有し、前記第１相及び第２相中に存在する金属元素の含有率が、Ｐｔ２５〜７５質量％、Ｃｕ１５〜４６質量％、Ａｕ９〜２５質量％、Ｐｄ１〜４質量％であり、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ及びＰｄの総和が９９質量％以上であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の第２の側面は、前記複合材料により形成された装飾品を提供するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、Ｐｔを主成分とする１または複数の第１相と、Ｃｕを含む１または複数の第２相と、を有し、かつ、表面における自然光の反射率の波長依存性曲線が、波長４００〜７００ｎｍにかけて単調増加するとともに、変曲点が波長５２０〜６００ｎｍの範囲にあることにより、赤色波長領域で反射率が安定して高く、黄色や緑色波長領域で急激に反射率が下がり、青色の波長領域でさらに反射率を下げることができるので、赤色以外の異なる色が混ざることが低減される。また、可視光領域において反射率の波長依存性曲線に極値が存在しないので、極値の波長位置の変動によって色が不安定になることが低減される。
【００１７】
その結果、審美性に優れ、製造条件による影響の少ない安定したピンク色の複合材料の提供を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下においては、本発明に係る複合材料および装飾品について、図１、図２を例にとって説明する。
【００１９】
本発明の一実施形態は、Ｐｔを主成分とする１または複数の第１相と、Ｃｕを含む１または複数の第２相と、を有し、かつ、表面における自然光の反射率の波長依存性曲線が、波長４００〜７００ｎｍにかけて単調増加するとともに、変曲点が波長５２０〜６００ｎｍの範囲にあるものである。
【００２０】
例えば、図１において第１相１１はＰｔを主成分とし、第２相１２はＣｕを主成分とする複合材料１である。このような複合材料１の反射率の波長依存性曲線は、例えば図２に示すものであり、赤色波長領域での反射率を高く維持し易くなる。そして黄色〜緑色波長領域においては、反射率を急激に低減できるので、黄色や緑色の波長が混ざらない鮮やかなピンク発色とさせ易い。さらに、青色波長領域での反射率を安定して抑えることができるので、青色の波長が混ざらない鮮やかなピンク発色とさせ易い。
【００２１】
ここで反射率の波長依存性曲線の変曲点は、反射率の波長依存性のデータ（可視光領域を４００〜７００ｎｍとして、全反射率を１％単位、波長を１０ｎｍ単位で測定したもの）を用いて最小二乗法で得られた曲線の２次導関数から求めることができる。
【００２２】
さらに、本発明の一実施形態は、前記反射率の波長依存性曲線を示す関数の２次導関数の値が、波長４００〜７００ｎｍにかけて正負正の順で変化することが好ましい。  
【００２３】
以下、可視光領域における２次導関数の値が正負正のものを凸凹凸の曲線、可視光領域における２次導関数の値が負正負を凹凸凹の曲線として表現する。
【００２４】
凸凹凸の曲線であれば凹凸凹の曲線のものよりもさらに、青色波長領域の短波長側で反射率を低減させやすく、黄色〜緑色の波長領域での反射率の変化（青色波長領域から赤色波長領域への反射率の変化）を急峻にすることができ、赤色波長領域での反射率を安定して高く維持することができる。これにより、ピンク発色の色相が変動しづらくすることができる。
【００２５】
さらに、本発明の一実施形態は、前記反射率が波長６８０ｎｍにおいて７０％以上、波長４００ｎｍにおいて５５％以下であることが好ましい。この範囲であれば、赤色波長領域と青色波長領域の反射率の差をより一層顕著にすることで、審美性の高いピンク色を実現し易くした。なお、複合材料１のこれら反射率の測定については、算術平均表面粗さが０．０３０μｍ以上０．０５４μｍ以下の範囲で研磨した試料を使用する。
【００２６】
さらに、本発明の一実施形態では、前記第１相は金属間化合物を構成していないＰｔ元素を少なくとも有し、前記第２相はＡｕとＣｕとの金属間化合物を少なくとも有し、前記第１相及び第２相中に存在する金属元素の含有率が、Ｐｔ２５〜７５質量％、Ｃｕ１５〜４６質量％、Ａｕ９〜２５質量％、Ｐｄ１〜４質量％であり、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ及びＰｄの総和が９９質量％以上であることが好ましい。ピンク系色Ｐｔを作製するためには、有色金属をＰｔ中に固溶させずに保持することによって達成することができ、これにより、色合いが銅の色に近くなりすぎないピンク色とすることができる。これは金属白色の金属間化合物ＰｔＣｕに対して、赤色の金属間化合物ＡｕＣｕ３の割合が多くすることができるためであり、この組成はこれを実現するようにＰｔＣｕやＡｕＣｕ３として消費されるＣｕの組成を考慮して配合されている。なお組成は、ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析）半定量分析によって計算することができる。すなわち、表面から数μｍの深さ領域より発生する特性Ｘ線を検出して、各元素分析を行い、そのピーク強度から組成を計算することができる。
【００２７】
次に、本発明の複合材料の製造方法を、放電プラズマ焼結法により指輪１を形成する場合を例にとって説明する。
【００２８】
まず、複合材料全体に存在する金属元素の含有率が、Ｐｔ２５〜７５質量％、Ｃｕ１５〜４６質量％、Ａｕ９〜２５質量％、Ｐｄ１〜４質量％であり、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ及びＰｄの総和が９９質量％以上となるように、Ｐｔを含むＰｔ粉末と、Ｃｕを含むＣｕ粉末との混合粉末を調合し、平均粒径が４５〜１０６μｍ、純度が９９．９％以上のものとするのが好ましい。
【００２９】
次いで、混合粉末を焼結金型内に充填してリング形状に成形した後、この成形体に対して、真空雰囲気中で、低電圧でパルス状電流を印加する。これにより、成形体の粒子の間隙において、放電プラズマが瞬間的に発生し、成形体が焼結される。ここで、成形体を形成するときの成形圧力は、たとえば１００ＭＰａ以上５５０ＭＰａとされる。複合材料１に気孔が発生せず、原料充填による応力集中で金型が破損することもない。焼成温度は、たとえば２００℃以上５００℃以下とされる。焼成温度を２００℃以上５００℃以下とすれば、焼結不良や過焼成により脆くならない。印加パルス電圧は、たとえば４Ｖ以上２０Ｖ以下とされる。印加パルス電圧を４Ｖ以上２０Ｖ以下とすれば、充分な放電が起き、異常放電が起きづらいため、目的とする組織状態が得易くなる。昇温・保持時間を含めた焼結時間は、概ね５〜２０分程度の比較的短時間である。
【００３０】
本発明は、指輪、首飾り、ブレスレット、時計およびメガネなどの装飾品に限らず、たとえば食器、置物、ゴルフクラブ、携帯電話、ボタンとして使用することもできる。
【実施例】
【００３１】
（実施例１）
まず、反射率の波長依存性と色相及びその安定性との対応について実施例を示す。
（試料の作製）
混合粉末を焼結金型においてリング状に成形した後、放電プラズマ焼結法によりリング状に形成し、試料のサイズは、内径１９．８ｍｍ、外径２３ｍｍ、厚み５ｍｍに設定した。
【００３２】
具体的には、Ｐｔを含むＰｔ粉末と、Ｃｕを含むＣｕ粉末とを、Ｐｔを２５〜７５質量％、Ｃｕを１５〜４６質量％、Ａｕを９〜２５質量％、Ｐｄを１〜４質量％有し、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ及びＰｄの総和が９９．９質量％を占めるように制御した混合粉末とした。Ｐｔ粉末、Ｃｕ粉末としては、平均粒径が４５〜１０６μｍ、純度が９９．９％以上のものを使用した。成形圧力は、１００ＭＰａ〜５５０ＭＰａ、焼成温度は、２００℃以上５００℃以下、印加パルス電圧は、４Ｖ〜２０Ｖ、焼結時間は、５〜２０分の範囲で制御した。
【００３３】
反射率の波長依存性の短波長側の変曲点を変曲点１、長波長側の変曲点を変曲点２としたとき、変曲点１における反射率を４３〜４７％、変曲点２における反射率を７３〜７７％の範囲のものを採用して比較評価している（参考例５，６を除く）。ここで、参考例１，２，３，４の変曲点１，２は、原料の粒径を制御することで調節でき、参考例５，６の４００ｎｍと６８０ｎｍにおける反射率は、ＰｔとＣｕとの比を制御することで調節できる。通常、反射率の波長依存性の曲線は凸凹凸の曲線を示す。凹凸凹の曲線であっても使用可能であるが、試料自体を作成するのが難しく、凸凹凸の曲線の方が本発明の効果には適しているので、ここでは説明しないこととする。
【００３４】
（反射率の波長特性）
反射率は、表面を鏡面加工した試料について、「ＣＭ−３７００ｄ」（ミノルタ株式会社）を用いて測定した。鏡面加工は、バフを用いて研磨することにより、算術平均表面粗さＲａが０．０３０μｍ以上０．０５４μｍ以下の範囲となるように行なった。基準光源はJIS規格（Ｚ−８７２０）より「測色用標準イルミナント（標準の光）及び標準光源」として「Ｄ６５」とし、視野角は１０°に設定した。波長特性は、ピーク波長を４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で変化させたときの全反射光の反射率として評価した。
【００３５】
（色の評価）
色の評価は、Ｌａｂの分析装置として、コニカミノルタ社製分光測定計ＣＭ−５０８ｄを用い、ＪＩＳ  Ｚ  ８７２９に準じて測定した結果を表１に示した。理想的なＬａｂとしては、Ｌ＝８０以上、Ｂ＝３〜６、ｂ＝６〜１０が好ましい。
【００３６】
（安定性）
ここで試料の安定性とは、組織状態の均一性で評価し、２０倍の工場顕微鏡で表面を観察したときに、ピンク発色していない部分が確認されない場合は○、ピンク発色していない部分が確認された場合×を付している。
【００３７】
以上の結果を表1に示す。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
（結果の考察）
試料１（参考例１）では変曲点１が５００ｎｍに位置しているので、青色波長領域での反射率の低減が不十分なため、色相が紫色に近くなる。試料５（参考例２）では変曲点２が６２０ｎｍに位置しているので、黄色〜緑色波長領域での反射率の低減が不十分なため、色相が橙色に近くなる。
【００４０】
試料１２（参考例３  特許文献１の（イ））、試料１３（参考例４  特許文献２のＮｏ５）においては、いずれも短波長側で反射率が上がっているため、ピンク色として審美性が悪く、さらに、青色波長領域に極小値を有するため均一性が悪く色相が安定しない。
【００４１】
一方、試料２，３，４，６，７，８，９，１０，１１では、短波長側の変曲点１および長波長側の変曲点２がともに５２０〜６００ｎｍの範囲にあることで、短波長側の反射率を低減できるので、より鮮やかなピンクを呈することが可能になる。特に可視光領域では上に凸凹凸となっていれば、長波長側の反射率を積算で多く得ることができるので、どの位置でもより安定して審美性の高いピンク色を呈することが可能になる。また、４００ｎｍと６８０ｎｍにおける反射率が離れていれば、より鮮やかなピンク発色を得ることができる。
【００４２】
（実施例２）
次に、複合材料の組成と色相との対応について実施例を示す。
【００４３】
（試料の作製）
粉末全体での組成は表２に示した通りとし、他は実施例１と同様に作製した。
【００４４】
ここで、金属白色の金属間化合物ＰｔＣｕに対して、赤色の金属間化合物ＡｕＣｕ３の割合を多くするため、ＰｔＣｕやＡｕＣｕ３として消費されるＣｕの組成を考慮するため、ＣｕとＡｕの比については概ね固定されている。
（色の評価）
実施例１と同様に評価した。
【００４５】
以上の結果を表２に示す。
【００４６】
【表２】
2009287084.tif 000004
【００４７】
（結果の考察）
表２から分かるように、まず色に関して色相では、試料Ｎｏ．１５〜１９、２１、２２は、視認可能なピンク色を呈していた。これに対して、試料Ｎｏ．１４（参考例５）は、Ｐｔ組成が多すぎるためピンク色を呈するものではなかった。また色に関して明度では、試料Ｎｏ．２０（参考例６）はＰｔが少なすぎるため、Ｐｔ本来の輝き（明度）を得ることができなかった。
【００４８】
以上の結果から、本発明の試料Ｎｏ．１５〜１９、２１、２２のように、審美性のあるピンク色の金属光沢を維持したもの提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る複合材料における組織状態の一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係る複合材料における一実施形態の反射率の波長依存性のグラフである。
【図３】従来の複合材料における一実施形態の反射率の波長依存性のグラフである。
【図４】従来の複合材料における一実施形態の反射率の波長依存性のグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１    複合材料
１１  第１相
１２  第２相
【図１】
2009287084.tif 000005
【図２】
2009287084.tif 000006
【図３】
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【図４】
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