宝飾部材およびその製造方法
【課題】遊色効果に加え、ピンク色ないし金赤色の色調をさらに呈する宝飾部材およびその製造方法を提供する。
【解決手段】規則的に三次元配列している非晶質珪酸からなる複数の球状体２と、該複数の球状体２が互いに隣接することによって形成されている間隙４に位置している金３と、を備える、宝飾部材１とその製造方法である。複数の球状体２は、単純立方構造、面心立方構造、六方最密構造、体心立方構造、およびこれらが部分的に共存している複合構造から選ばれる少なくとも１種の構造をなすように配列している。
【解決手段】規則的に三次元配列している非晶質珪酸からなる複数の球状体２と、該複数の球状体２が互いに隣接することによって形成されている間隙４に位置している金３と、を備える、宝飾部材１とその製造方法である。複数の球状体２は、単純立方構造、面心立方構造、六方最密構造、体心立方構造、およびこれらが部分的に共存している複合構造から選ばれる少なくとも１種の構造をなすように配列している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊色効果を呈する宝飾部材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遊色効果を呈する宝飾部材として、天然オパールが知られている。天然オパールは、非晶質珪酸からなる複数の球状体が規則的に三次元配列している構造を有しており、上述した複数の球状体と、これら複数の球状体が互いに隣接することによって形成されている間隙とによって入射光がブラッグ反射し、これにより独特な遊色効果を呈することから、指輪、ネックレス、イヤリング、ブローチ、ペンダント、宝飾板等の宝飾部材として好適に使用されている。
しかしながら、天然オパールには、産出量が少ないという問題がある。また、天然オパールのうち全体が遊色効果を呈し、かつ透明度の高い良質なものは、非常に稀少である。
【０００３】
この天然オパールの問題を解決するために、特許文献１では、非晶質珪酸からなる複数の球状体を規則的に三次元配列させるとともに、この配列によって形成されている間隙内にジルコニウムを０．００５〜８．０質量％の割合で充填させ、これにより天然オパールと同等の発色と遊色効果を呈し、かつ透明度の高い宝飾部材を得ている。
【０００４】
また、特許文献２には、黄色やオレンジ色や褐色を呈するファイヤーオパールに酷似した色調、遊色効果および深い透明感を有する宝飾部材として、非晶質珪酸からなる複数の球状体を規則的に三次元配列させるとともに、この配列によって形成されている間隙内に鉄を０．００００５〜０．０００６質量％、ジルコニウムを０．００２〜０．５質量％の割合でそれぞれ充填させたものが記載されている。
【０００５】
ここで、宝飾部材が、上述した遊色効果に加え、ピンク色ないし金赤色の色調をさらに呈するものであれば、その価値を高めることができてよいと考えられる。
しかしながら、特許文献１，２に記載されている宝飾部材では、遊色効果に加えて上述した特定の色調をさらに呈することは困難であった。
【０００６】
一方、特許文献３には、透明ガラスと着色材とからなり、この着色材が、透明ガラスと着色材との合計量を１００質量部としたとき、銀０．０１〜５質量部、金０．０１〜５質量部、および錫またはクロム０．０１〜５質量部の組成域で、イオン、コロイド、金属錯塩、金属酸化物を単体あるいは混合物として、上述の透明ガラスに溶融させてなる透明なレッドガラス組成物が記載されている。
【０００７】
また、特許文献４には、二酸化チタンを２〜２０モル％および三酸化二アンチモンを０．１〜１．２モル％の割合で含有するホウケイ酸塩系ガラスまたはケイ酸塩系ガラス１００質量部に対し、金を０．０１質量部以上の割合で含有する無鉛赤色ガラスと、その製造方法として、上述したガラスの組成となるように配合した原料混合物を、溶融および徐冷してガラス化させた後、４５０〜６５０℃に加熱して無鉛ガラスを赤色に発色させることが記載されている。
【０００８】
上述した特許文献３，４に記載されているように、ガラスに金を含有させると、赤色の色調を呈することが従来から知られている。
しかしながら、特許文献３に記載されているようなガラス組成物において、所望の鮮やかな赤色の色調を発色させるためには、有害な鉛ガラスを使用する必要があった。また、鉛ガラスに代えて無鉛ガラスで赤色の色調を発色させるためには、特許文献４に記載されているように、二酸化チタンおよび三酸化二アンチモン等をさらに含有させる必要があり、それゆえ組成が３原系になってしまい、組成制御が難しくなるという問題があった。さらに、特許文献３，４に記載されているようなガラスでは、オパールのような遊色効果を呈することはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公平４−２２８７１号公報
【特許文献２】特開２００３−７３１７０号公報
【特許文献３】特開平９−２６８０２７号公報
【特許文献４】特開２００９−１０７８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、遊色効果に加え、ピンク色ないし金赤色の色調をさらに呈する宝飾部材およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
（１）規則的に三次元配列している非晶質珪酸からなる複数の球状体と、該複数の球状体が互いに隣接することによって形成されている間隙に位置している金と、を備える、宝飾部材。
（２）前記複数の球状体は、単純立方構造、面心立方構造、六方最密構造、体心立方構造、およびこれらが部分的に共存している複合構造から選ばれる少なくとも１種の構造をなすように配列している、前記（１）に記載の宝飾部材。
（３）前記金は、イオンまたは粒子の状態で前記隙間に位置している、前記（１）または（２）に記載の宝飾部材。
（４）前記金の含有量は、１０〜５，０００ｐｐｍである、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の宝飾部材。
（５）前記球状体の直径は、前記金の直径よりも大きい、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の宝飾部材。
（６）前記球状体の平均直径は、５〜４５０ｎｍである、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の宝飾部材。
（７）前記金の粒子の平均直径は、１〜５０ｎｍである、前記（３）〜（６）のいずれかに記載の宝飾部材。
（８）前記間隙に位置している銀と、をさらに備える、前記（１）〜（７）のいずれかに記載の宝飾部材。
（９）非晶質珪酸からなる複数の球状体を規則的に三次元配列させるとともに、前記複数の球状体が互いに隣接することによって形成されている間隙に金を配置させる、宝飾部材の製造方法。
（１０）前記間隙に銀をさらに配置させる、前記（９）に記載の宝飾部材の製造方法。
（１１）前記（１）〜（８）のいずれかに記載の宝飾部材を含む、装飾品。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、遊色効果に加え、ピンク色ないし金赤色の色調をさらに呈する宝飾部材を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態にかかる宝飾部材を示す部分拡大概略断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜宝飾部材＞
以下、本発明の一実施形態にかかる宝飾部材について、図１を参照して詳細に説明する。図１（ａ）に示すように、本実施形態にかかる宝飾部材１は、複数の球状体２を備えている。複数の球状体２は、いずれも非晶質珪酸からなり、規則的な三次元配列をなしている。本明細書において複数の球状体２の「規則的な三次元配列」とは、入射光がブラッグ回折可能なように複数の球状体２が配列されていることをいい、より具体的には、単純立方構造、面心立方構造、六方最密構造、体心立方構造、およびこれらが部分的に共存している複合構造から選ばれる少なくとも１種の構造をなすように複数の球状体２が配列されていることをいう。
【００１５】
宝飾部材１には、複数の球状体２が互いに隣接することによって間隙４が複数形成されている。間隙４には、図１（ｂ）に示すように、金３が配置されている。これにより、入射光が複数の球状体２および間隙４によってブラッグ反射し、それゆえ宝飾部材１が遊色効果を呈するようになり、かつ間隙４に位置している金３によってピンク色ないし金赤色の色調を呈するようになる。
【００１６】
本明細書において「遊色効果」とは、宝飾部材１を見る角度によって、その色調が様々に変化することをいう。また、本明細書において「金赤色」とは、真紅のことをいう。本明細書において「ピンク色ないし金赤色」とは、ピンク色よりも淡い色調である淡いピンク色と、金赤よりも濃い色調である赤褐色とを含む色調をいう。
【００１７】
金３は、イオンまたは粒子の状態で隙間４に位置しているのが好ましい。これにより、間隙４に金３を配置させ易くなるとともに、入射光のブラッグ回折が金３によって妨げられるのを抑制することができる。
【００１８】
金３の含有量は、宝飾部材１の総量に対して１０〜５，０００ｐｐｍであるのが好ましい。これにより、金３を宝飾部材１に対して過不足なく使用することができる。すなわち、金３の含有量を上述した割合に調整すると、宝飾部材１に形成されている複数の間隙４のうち、金３が配置される隙間４の割合が適度なものなり、それゆえ宝飾部材１が十分な遊色効果に加えて所望の鮮やかな特定の色調を呈するようになる。宝飾部材１の色調は、金３の含有量が多くなるにつれて濃くなる傾向にある。なお、宝飾部材１が特定の色調を呈する限り、複数の間隙４の全てに金３が配置される必要はない。
【００１９】
本実施形態では、球状体２の（平均）直径が、金３の（平均）直径よりも大きい。これにより、間隙４に金３を配置させ易くなるとともに、入射光のブラッグ回折が金３によって妨げられるのを抑制することができる。
【００２０】
球状体２の平均直径は、５〜４５０ｎｍであるのが好ましい。これにより、宝飾部材１が十分な遊色効果に加えて所望の鮮やかな特定の色調を呈するようになり、かつ間隙４に金３を配置させ易くなる。
【００２１】
特に所望の鮮やかな特定の色調とともに、可視光領域での遊色効果を発現させる上で、球状体２の平均直径は、１００〜４００ｎｍであるのが好ましい。宝飾部材１の色調は、球状体２の平均直径が大きくなるにつれて濃くなる傾向にある。また、複数の球状体２を規則的に三次元配列させる上で、球状体２の粒径のばらつきは、±１５％以内、望ましくは±１０％以内であるのが好ましい。
【００２２】
一方、球状体２の平均直径があまり小さいと、宝飾部材１が白濁した状態になって遊色効果が現れないおそれがある。また、球状体２の平均直径があまり大きいと、宝飾部材１が透明体となって遊色効果が現れないおそれがある。
【００２３】
金３の粒子の平均直径は、１〜５０ｎｍであるのが好ましい。これにより、宝飾部材１が所望の鮮やかな特定の色調を呈するようになり、かつ間隙４に金３を配置させ易くなる。宝飾部材１の色調は、金３の粒子の平均直径が大きくなるにつれて濃くなる傾向にある。
【００２４】
間隙４には、金３とともに、結晶質組成物や非晶質組成物等が配置されていてもよい。また、間隙４には、金３とともに、エルビウムやジルコニウム等が充填されているのが好ましい。エルビウムを隙間４に充填すると、宝飾部材１にピンク色を付与することができ、ジルコニウムを隙間４に充填すると、宝飾部材１の遊色効果を高めることができるとともに、互いに隣接する球状体２同士を結合させることができる。
【００２５】
エルビウムの充填量としては、宝飾部材１の総量に対して０．１〜６．０質量％程度、ジルコニウムの充填量としては、宝飾部材１の総量に対して０．００５〜５．０００質量％程度が適当である。エルビウムやジルコニウムとともに、微量成分としてナトリウム、カリウム、銅、マグネシウム、アルミニウム、クロム、亜鉛、鉛、鉄、ニッケル、イットリウム、ジスプロシウム、ホルミウム、ツリウム、イッテルビウム等、およびこれらの化合物もしくは酸化物等が間隙４に充填されていてもよい。特に間隙４には、金３とともに、ジルコニウムおよびエルビウムを含む混合物、混晶あるいは非晶質が充填されているのが好ましい。
【００２６】
＜宝飾部材の製造方法＞
次に、本発明の一実施形態にかかる宝飾部材の製造方法について、上述した宝飾部材１を製造する場合を例に挙げ、詳細に説明する。本実施形態にかかる宝飾部材の製造方法は、オパールを作製する工程と、金イオン水を作製する工程と、オパールに金イオン水を含浸させる工程と、を含むものである。以下、各工程について順に説明する。
【００２７】
（オパールの作製）
まず、規則的に三次元配列している複数の球状体２からなるオパールを作製する。具体的には、所定の平均直径を有する非晶質珪酸からなる球状体２と、この球状体２を分散させる分散媒とを所定の割合で攪拌混合し、球状体２の分散液を得る。球状体２と分散媒の割合としては、球状体２を１０〜３０体積％、分散媒を７０〜９０体積％とするのが好ましい。分散媒としては、例えば水等が挙げられる。
【００２８】
次いで、得られた分散液を放置して球状体２を自然沈降させ、これにより球状体２が規則正しく配列されているゼリー状物を生成させる。このゼリー状物を空気中にて自然乾燥させて乾燥物を得、この乾燥物を７００〜９００℃程度の温度で仮焼し、球状体２の三次元配列構造体を得る。この三次元配列構造体を、１，０００〜１，３００℃程度の温度で２５時間〜３５時間程度かけて焼成し、これにより規則的に三次元配列している複数の球状体２からなる素焼原石のオパールを得る。
【００２９】
得られたオパールにおいて、隣接している球状体２同士は、一部で相互に溶融しあっていてもよい。すなわち、本明細書における「球状体２」は、その形状が明確に球状ではない場合をも含む。したがって、例えば焼成温度が高い場合において、焼成後の隣接している球状体２同士が相互に溶融しあって、シリカのマトリックス中に間隙４のみが略等間隔で存在しているような場合であっても、本発明の効果を奏することができる。
【００３０】
なお、間隙４に上述したエルビウムおよびジルコニウムを充填する場合には、まず、焼成前の三次元配列構造体を所定濃度のエルビウム塩水溶液に浸漬し、一度７００〜９００℃程度の温度で仮焼して仮焼体を得る。
【００３１】
次いで、この仮焼体を、ジルコニウムアルコキシドをアルコールで所定濃度に希釈したジルコニウム溶液に浸漬する。ジルコニウム溶液におけるジルコニウムアルコキシドとしては、例えばジルコニウム−ｎ−プロポキシド等が挙げられ、アルコールとしては、例えばｎ−プロピルアルコール等が挙げられる。
【００３２】
次いで、ジルコニウム溶液に仮焼体を浸漬させて構造体内部の間隙４にジルコニウムアルコキシドを含浸させるとともに、該ジルコニウムアルコキシドの加水分解を行う。加水分解は、水７０〜９０体積％およびアルコール１０〜３０体積％のアルコール溶液を用いて、３日〜５日程度かけて行うのが好ましい。アルコールとしては、例えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、メタノール、エタノール等が挙げられる。
【００３３】
加水分解をした後、仮焼体を自然乾燥させ、次いで、１，０００〜１，３００℃程度の温度で２５時間〜３５時間程度かけて焼成し、間隙４にエルビウムおよびジルコニウムが充填された素焼原石のオパールを得る。
【００３４】
（金イオン水の作製）
金イオン水は、金箔片を浮遊させた高圧水中で水素と酸素の混合ガスを燃焼させ、その燃焼ガスで金箔片を加熱、溶融することによって得られる。この金イオン水の濃度を調整すると、得られる宝飾部材１の色調を、所望の特定の色調に制御することができる。金イオン水の濃度としては、１０〜２０，０００ｐｐｍであるのが好ましい。
【００３５】
金イオン水は、市販のものを用いることができ、例えばファイテン社製の「アクアゴールド」等が好適である。また、金イオン水は、金イオン水製造装置を用いて製造することもできる。金イオン水製造装置は、金箔片を浮遊させる高圧水を収容する収容タンクと、水素および酸素の混合ガスを噴射する噴射ノズルと、点火栓および燃焼室を備える耐圧容器と、を備えるのが好ましい。金イオン水製造装置には、水素および酸素の混合ガスを製造する水電気分解装置と、残余の金箔片および金微粒子を除去するろ過装置と、を付設してもよい。
【００３６】
金イオン水製造装置を用いて金イオン水を製造する際、混合ガス組成、燃焼状態、金箔片の加熱状態、溶融状態、反応時間等を調節すると、金イオン水中の金の粒子の平均直径を調整することができる。具体的には、混合ガス組成を水素：酸素（体積比）＝１〜３：１とするのが好ましく、圧力を２〜４気圧とするのが好ましく、反応時間を０．１時間〜５時間とするのが好ましい。
【００３７】
（オパールへの金イオン水の含浸）
まず、得られた金イオン水をバット等の容器内に収容する。容器内の金イオン水の量は、オパール下部が浸漬する程度の量であってもよいし、オパール全体が浸漬する量であってもよいが、コストを削減する上で、オパール下部が浸漬する程度の量であるのが好ましい。
【００３８】
次いで、得られた素焼原石のオパールを、金イオン水を収容している容器内に載置する。これにより、毛管現象によって金イオン水がオパールに吸収され、オパールに金イオン水を含浸させることができる。このとき、素焼原石のオパールを、予め８０〜１２０℃程度の温度で３０分〜９０分程度かけて乾燥させておくと、オパールへの金イオン水の含浸をスムーズに行うことができる。
【００３９】
オパールに金イオン水を含浸させる時間としては、０．０１時間〜２時間程度が好ましい。この含浸時間を調整すると、得られる宝飾部材１の色調を、所望の特定の色調に制御することができる。
【００４０】
オパールへの金イオン水の含浸は、加圧条件下で行ってもよい。これにより、金イオン水がオパールに吸収され易くなる。圧力としては、１．０〜１２気圧程度が適当である。宝飾部材１における金３の含有量は、圧力を高くするにつれて高くなる傾向にある。
【００４１】
金イオン水の量をオパール下部が浸漬する程度の量にする場合には、オパール全体に金イオン水を含浸させた後、オパールを傾けてオパール上部が金イオン水に浸漬するようにするのが好ましく、この工程を複数回繰り返すのが好ましい。繰り返す回数としては、通常、２回程度が適当である。
【００４２】
オパールへの金イオン水の含浸を行った後、金イオン水中の金の定着を行う。定着は、金イオン水を含浸させたオパールを、室温（２３℃）で１０時間〜１４時間程度かけて乾燥させた後、焼付けることによって行う。焼付けは、昇温速度を８０〜１２０℃／時間程度、焼付け温度を６５０〜８５０℃程度、焼付け時間を５時間〜７時間程度とするのが好ましい。これにより、隙間４に金３をイオンまたは粒子の状態で定着させることができる。
【００４３】
焼付けした後、温度を室温まで下げ、宝飾部材１を得る。このときの降温速度としては、３００〜５００℃／時間程度であるのが好ましい。
【００４４】
得られた宝飾部材１は、ジルコニアを含浸させて焼成する仕上げ処理を行うのが好ましい。これにより、隙間４内に金、ジルコニアおよびシリカ等が混合した焼結体が形成されるので、宝飾部材１中の水を吸う経路を塞ぐことができ、その結果、宝飾部材１の色合いを安定させることができ、かつ宝飾部材１の透明感を向上させることができる。
【００４５】
宝飾部材１へのジルコニアの含浸は、ジルコニア濃度が２０〜３０質量％程度のジルコニア溶液を用いて行うのが好ましい。含浸させる時間としては、５時間〜３０時間程度が適当である。
【００４６】
また、宝飾部材１にジルコニアを含浸させた後に、加水分解を行うのが好ましい。加水分解は、水７０〜９０体積％およびアルコール１０〜３０体積％のアルコール溶液を用いて、３日〜５日程度かけて行うのが好ましい。アルコールとしては、例えばＩＰＡ、メタノール、エタノール等が挙げられる。
【００４７】
宝飾部材１にジルコニアを含浸させた後に行う焼成は、昇温速度を９０〜１１０℃／時間程度、焼成温度を１０００〜１１００℃程度、焼成時間を２５時間〜３５時間程度とするのが好ましい。
【００４８】
得られる宝飾部材１は、例えば指輪、ネックレス、イヤリング、ブローチ、ペンダント、宝飾板等の装飾品における宝飾部材として好適に使用することができる。また、宝飾部材１の用途は、例示したこれらの用途に限定されるものではなく、遊色効果に加え、ピンク色ないし金赤色の色調が要求される用途において、好適に使用することができる。
【００４９】
以上、本発明にかかる好ましい実施形態について説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内において、種々の改善や変更が可能である。
【００５０】
例えば上述した一実施形態にかかる間隙４には、金３とともに、図示しない銀がさらに配置されていてもよい。これにより、宝飾部材１が遊色効果に加え、橙色ないし金赤色か、この色とピンク色ないし金赤色との混合色の色調を呈するようになる。本明細書において「橙色」とは、黄色に近い橙色を含む色調をいう。
【００５１】
銀は、上述した金３で説明したのと同じ理由から、イオンまたは粒子の状態で隙間４に位置しているのが好ましく、含有量が宝飾部材１の総量に対して１０〜５，０００ｐｐｍであるのが好ましく、（平均）直径が球状体２の（平均）直径よりも小さいのが好ましく、平均直径が１〜５０ｎｍであるのが好ましい。宝飾部材１の色調は、銀の含有量が少なくなるにつれて濃くなる傾向にある。特に間隙４には、金３および銀とともに、ジルコニウムおよびエルビウムを含む混合物、混晶あるいは非晶質が充填されているのが好ましい。
【００５２】
間隙４への銀の配置は、金３の配置と同様にして行えばよい。すなわち、銀イオン水を作製するとともに、得られた銀イオン水をオパールに含浸させればよい。銀イオン水の作製およびオパールへの銀イオン水の含浸はいずれも、上述した金イオン水の作製およびオパールへの金イオン水の含浸と同様にして行えばよい。オパールへの銀イオン水の含浸は、金イオン水とともに行ってもよいし、金イオン水の含浸よりも前か後に行ってもよい。その他の構成は、上述した一実施形態にかかる宝飾部材１と同様である。
【００５３】
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００５４】
＜宝飾部材の製造＞
表１中の試料番号１〜２１にかかる宝飾部材を製造した。各試料番号にかかる宝飾部材の製造は、次のようにして行った。
【００５５】
・試料番号１：下記の試料番号３〜２１にかかる宝飾部材と同様にして金イオン水を作製し、溶融石英ガラスであるシリカガラスに金イオンを表１に示す含有量となるように拡散させて宝飾部材を得た。
・試料番号２：下記の試料番号３〜２１にかかる宝飾部材と同様にしてオパールを作製し、該オパールからなる宝飾部材を得た。
・試料番号３〜２１：オパールおよび金イオン水をそれぞれ作製するとともに、得られたオパールに金イオン水を含浸させて宝飾部材を得た。
【００５６】
上述した試料番号１〜２１にかかる宝飾部材の具体的な製造方法は、次の通りである。
（オパールの作製）
まず、表１に示す平均直径を有する非晶質珪酸からなる球状体２０体積％と、水８０体積％とを攪拌混合し、球状体の分散液を得た。表１中の「平均直径」の値は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって５０，０００倍の電子顕微鏡写真を撮影し、写真内に観察される複数の球状体のうち、任意に選定した２０個の球状体の直径をそれぞれ測定し、その平均値を算出して得た値である。
【００５７】
次いで、得られた分散液を放置して球状体を自然沈降させ、これにより球状体が規則正しく配列されているゼリー状物を生成させた。このゼリー状物を空気中にて自然乾燥させて乾燥物を得、この乾燥物を約８００℃の温度で仮焼し、球状体の三次元配列構造体を得た。
【００５８】
この三次元配列構造体を濃度３質量％のエルビウム塩水溶液に浸漬し、一度約８００℃の温度で仮焼して仮焼体を得た。この仮焼体を、ジルコニウム−ｎ−プロポキシドをｎ−プロピルアルコールで希釈した濃度２０質量％のジルコニウム溶液に浸漬し、構造体内部の間隙にジルコニウム−ｎ−プロポキシドを含浸させるとともに、該ジルコニウム−ｎ−プロポキシドの加水分解を行った。加水分解は、水２０体積％およびＩＰＡ８０体積％のアルコール溶液を用いて４日間かけて行った。
【００５９】
加水分解をした後、仮焼体を自然乾燥させ、次いで、約１１５０℃の温度で約３０時間焼成し、母材となる素焼原石のオパールを得た。
【００６０】
（金イオン水の作製）
金箔片を浮遊させた高圧水中で水素と酸素の混合ガスを燃焼させ、その燃焼ガスで金箔片を加熱、溶融することによって金イオン水を得た。金イオン水の濃度は、１０，０００ｐｐｍに調整した。
【００６１】
金イオン水の作製には、上述した金イオン水製造装置を用いた。このとき、混合ガス組成、圧力および反応時間を表１に示す値にすることによって、金イオン水中の金の粒子を、表１に示す平均直径に調整した。なお、表１中の混合ガス組成の欄における「水素：酸素」は、体積比を示す。また、表１中の「平均直径」の値は、上述した球状体と同様に、ＴＥＭを用いて得た値である。
【００６２】
（オパールへの金イオン水の含浸）
まず、得られた金イオン水をバット内に収容した。バット内の金イオン水の量は、オパール下部が浸漬する程度の量にした。次いで、得られた素焼原石のオパールを予め１００℃の温度で１時間かけて乾燥させた後、金イオン水を収容しているバット内に載置し、毛管現象によってオパールに金イオン水を含浸させた。
【００６３】
このとき、含浸の時間および圧力を表１に示す値にすることによって、得られる宝飾部材中の金含有量が表１に示す割合となるように調整した。表１中の「金含有量」は、ＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analysis）によって測定した値である。なお、オパール全体に金イオン水を含浸させた後、オパールを傾けてオパール上部を金イオン水に浸漬させる工程を２回行った。
【００６４】
オパールへの金イオン水の含浸を行った後、金イオン水中の金の定着を行った。定着は、金イオン水を含浸させたオパールを、室温（２３℃）で約１２時間かけて乾燥させた後、焼付けることによって行った。
【００６５】
焼付けは、昇温速度を１００℃／時間、焼付け温度を７５０℃、焼付け時間を６時間として行った。焼付け後、温度を４００℃／時間の降温速度で室温まで下げ、宝飾部材を得た。得られた宝飾部材について、仕上げ処理を次のようにして行った。
【００６６】
仕上げ処理は、宝飾部材にジルコニアを含浸させて焼成することにより行った。具体的には、宝飾部材に対してジルコニア濃度２４質量％のジルコニア溶液で１２時間〜２４時間かけて含浸を行い、加水分解を水２０体積％およびＩＰＡ８０体積％のアルコール溶液を用いて４日間行い、焼成を昇温速度１００℃／時間、焼成温度１０６０℃、焼成時間３０時間で行った。
【００６７】
＜評価＞
得られた各宝飾部材について、外観評価を行った。評価方法を以下に示すとともに、その結果を表１に示す。
【００６８】
（外観評価）
宝飾部材の外観を評価した。具体的には、遊色効果を呈しているか否か、および特定の色調を呈しているか否かを目視観察によって評価した。特定の色調を呈しているか否かについては、次のようにして判定した。すなわち、色調の淡いものから順に淡いピンク色、ピンク色、濃いピンク色、赤ピンク色、赤色、金赤色および赤褐色から選ばれる１種に該当すれば特定の色調を呈していると判定し、ピンク色、濃いピンク色、赤ピンク色、赤色および金赤色から選ばれる１種に該当すれば鮮やかな特定の色調を呈していると判定した。
【００６９】
外観評価の判定基準は以下のように設定した。
○：遊色効果に加えて鮮やかな特定の色調をさらに呈している。
△：遊色効果に加えて特定の色調をさらに呈している。
×：遊色効果および特定の色調のうち、少なくとも一方を満たしていない。
【００７０】
【表１】
【００７１】
表１から明らかなように、母材がシリカガラスからなる試料番号１の宝飾部材は、特定の色調は呈しているものの、遊色効果を呈していなかった。金を含有していない試料番号２の宝飾部材は、遊色効果は呈しているものの、特定の色調を呈していなかった。これに対し、試料番号３〜２１の宝飾部材は、遊色効果に加えて特定の色調をさらに呈していた。特に試料番号３〜２１のうち、試料番号４〜８，１１〜１５，１８〜２０の宝飾部材は、遊色効果に加えて鮮やかな特定の色調をさらに呈していた。
【実施例２】
【００７２】
銀イオン水を作製するとともに、得られた銀イオン水をオパールに含浸させた以外は、上述した実施例１における試料番号６と同様にして試料番号２２〜２４にかかる宝飾部材を製造した。
【００７３】
なお、銀イオン水の作製は、上述した実施例１における金イオン水の作製と同様に、銀箔片を浮遊させた高圧水中で水素と酸素の混合ガスを燃焼させ、その燃焼ガスで銀箔片を加熱、溶融することによって行った。
【００７４】
銀イオン水の濃度は、１０，０００ｐｐｍに調整した。銀イオン水の作製には、上述した実施例１における金イオン水製造装置と同様の製造装置を用いた。このとき、混合ガス組成を水素：酸素（体積比）＝２：１、圧力を３．５気圧、反応時間を２時間にすることによって、銀イオン水中の銀の粒子を、表２に示す平均直径に調整した。この平均直径の値は、上述した実施例１における球状体と同様に、ＴＥＭを用いて得た値である。
【００７５】
オパールへの銀イオン水の含浸は、オパールへの金イオン水の含浸後に行うとともに、含浸の時間および圧力を以下に示す値とし、得られる宝飾部材中の銀含有量が表２に示す割合となるように調整した以外は、上述した実施例１におけるオパールへの金イオン水の含浸と同様にして行った。なお、表２中の「銀含有量」は、上述した実施例１における金含有量と同様に、ＥＰＭＡによって測定した値である。
・試料番号２２：含浸の時間を１時間とし、圧力を５気圧とした。
・試料番号２３：含浸の時間を０．５時間とし、圧力を５気圧とした。
・試料番号２４：含浸の時間を０．５時間とし、圧力を１気圧とした。
【００７６】
得られた各宝飾部材について、外観評価を行った。外観評価は、判定基準を以下のように設定した以外は、上述した実施例１と同様にして行った。その結果を、実施例１における試料番号１，２とともに、表２に示す。
○：遊色効果に加えて橙色ないし赤色に近い橙色の色調をさらに呈している。
△：遊色効果に加えて黄色に近い橙色の色調をさらに呈している。
×：遊色効果および特定の色調のうち、少なくとも一方を満たしていない。
【００７７】
【表２】
【００７８】
表２から明らかなように、試料番号２２〜２４の宝飾部材は、遊色効果に加えて特定の色調をさらに呈していた。
【符号の説明】
【００７９】
１ 宝飾部材
２ 球状体
３ 金
４ 間隙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊色効果を呈する宝飾部材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遊色効果を呈する宝飾部材として、天然オパールが知られている。天然オパールは、非晶質珪酸からなる複数の球状体が規則的に三次元配列している構造を有しており、上述した複数の球状体と、これら複数の球状体が互いに隣接することによって形成されている間隙とによって入射光がブラッグ反射し、これにより独特な遊色効果を呈することから、指輪、ネックレス、イヤリング、ブローチ、ペンダント、宝飾板等の宝飾部材として好適に使用されている。
しかしながら、天然オパールには、産出量が少ないという問題がある。また、天然オパールのうち全体が遊色効果を呈し、かつ透明度の高い良質なものは、非常に稀少である。
【０００３】
この天然オパールの問題を解決するために、特許文献１では、非晶質珪酸からなる複数の球状体を規則的に三次元配列させるとともに、この配列によって形成されている間隙内にジルコニウムを０．００５〜８．０質量％の割合で充填させ、これにより天然オパールと同等の発色と遊色効果を呈し、かつ透明度の高い宝飾部材を得ている。
【０００４】
また、特許文献２には、黄色やオレンジ色や褐色を呈するファイヤーオパールに酷似した色調、遊色効果および深い透明感を有する宝飾部材として、非晶質珪酸からなる複数の球状体を規則的に三次元配列させるとともに、この配列によって形成されている間隙内に鉄を０．００００５〜０．０００６質量％、ジルコニウムを０．００２〜０．５質量％の割合でそれぞれ充填させたものが記載されている。
【０００５】
ここで、宝飾部材が、上述した遊色効果に加え、ピンク色ないし金赤色の色調をさらに呈するものであれば、その価値を高めることができてよいと考えられる。
しかしながら、特許文献１，２に記載されている宝飾部材では、遊色効果に加えて上述した特定の色調をさらに呈することは困難であった。
【０００６】
一方、特許文献３には、透明ガラスと着色材とからなり、この着色材が、透明ガラスと着色材との合計量を１００質量部としたとき、銀０．０１〜５質量部、金０．０１〜５質量部、および錫またはクロム０．０１〜５質量部の組成域で、イオン、コロイド、金属錯塩、金属酸化物を単体あるいは混合物として、上述の透明ガラスに溶融させてなる透明なレッドガラス組成物が記載されている。
【０００７】
また、特許文献４には、二酸化チタンを２〜２０モル％および三酸化二アンチモンを０．１〜１．２モル％の割合で含有するホウケイ酸塩系ガラスまたはケイ酸塩系ガラス１００質量部に対し、金を０．０１質量部以上の割合で含有する無鉛赤色ガラスと、その製造方法として、上述したガラスの組成となるように配合した原料混合物を、溶融および徐冷してガラス化させた後、４５０〜６５０℃に加熱して無鉛ガラスを赤色に発色させることが記載されている。
【０００８】
上述した特許文献３，４に記載されているように、ガラスに金を含有させると、赤色の色調を呈することが従来から知られている。
しかしながら、特許文献３に記載されているようなガラス組成物において、所望の鮮やかな赤色の色調を発色させるためには、有害な鉛ガラスを使用する必要があった。また、鉛ガラスに代えて無鉛ガラスで赤色の色調を発色させるためには、特許文献４に記載されているように、二酸化チタンおよび三酸化二アンチモン等をさらに含有させる必要があり、それゆえ組成が３原系になってしまい、組成制御が難しくなるという問題があった。さらに、特許文献３，４に記載されているようなガラスでは、オパールのような遊色効果を呈することはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公平４−２２８７１号公報
【特許文献２】特開２００３−７３１７０号公報
【特許文献３】特開平９−２６８０２７号公報
【特許文献４】特開２００９−１０７８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、遊色効果に加え、ピンク色ないし金赤色の色調をさらに呈する宝飾部材およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
（１）規則的に三次元配列している非晶質珪酸からなる複数の球状体と、該複数の球状体が互いに隣接することによって形成されている間隙に位置している金と、を備える、宝飾部材。
（２）前記複数の球状体は、単純立方構造、面心立方構造、六方最密構造、体心立方構造、およびこれらが部分的に共存している複合構造から選ばれる少なくとも１種の構造をなすように配列している、前記（１）に記載の宝飾部材。
（３）前記金は、イオンまたは粒子の状態で前記隙間に位置している、前記（１）または（２）に記載の宝飾部材。
（４）前記金の含有量は、１０〜５，０００ｐｐｍである、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の宝飾部材。
（５）前記球状体の直径は、前記金の直径よりも大きい、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の宝飾部材。
（６）前記球状体の平均直径は、５〜４５０ｎｍである、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の宝飾部材。
（７）前記金の粒子の平均直径は、１〜５０ｎｍである、前記（３）〜（６）のいずれかに記載の宝飾部材。
（８）前記間隙に位置している銀と、をさらに備える、前記（１）〜（７）のいずれかに記載の宝飾部材。
（９）非晶質珪酸からなる複数の球状体を規則的に三次元配列させるとともに、前記複数の球状体が互いに隣接することによって形成されている間隙に金を配置させる、宝飾部材の製造方法。
（１０）前記間隙に銀をさらに配置させる、前記（９）に記載の宝飾部材の製造方法。
（１１）前記（１）〜（８）のいずれかに記載の宝飾部材を含む、装飾品。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、遊色効果に加え、ピンク色ないし金赤色の色調をさらに呈する宝飾部材を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態にかかる宝飾部材を示す部分拡大概略断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜宝飾部材＞
以下、本発明の一実施形態にかかる宝飾部材について、図１を参照して詳細に説明する。図１（ａ）に示すように、本実施形態にかかる宝飾部材１は、複数の球状体２を備えている。複数の球状体２は、いずれも非晶質珪酸からなり、規則的な三次元配列をなしている。本明細書において複数の球状体２の「規則的な三次元配列」とは、入射光がブラッグ回折可能なように複数の球状体２が配列されていることをいい、より具体的には、単純立方構造、面心立方構造、六方最密構造、体心立方構造、およびこれらが部分的に共存している複合構造から選ばれる少なくとも１種の構造をなすように複数の球状体２が配列されていることをいう。
【００１５】
宝飾部材１には、複数の球状体２が互いに隣接することによって間隙４が複数形成されている。間隙４には、図１（ｂ）に示すように、金３が配置されている。これにより、入射光が複数の球状体２および間隙４によってブラッグ反射し、それゆえ宝飾部材１が遊色効果を呈するようになり、かつ間隙４に位置している金３によってピンク色ないし金赤色の色調を呈するようになる。
【００１６】
本明細書において「遊色効果」とは、宝飾部材１を見る角度によって、その色調が様々に変化することをいう。また、本明細書において「金赤色」とは、真紅のことをいう。本明細書において「ピンク色ないし金赤色」とは、ピンク色よりも淡い色調である淡いピンク色と、金赤よりも濃い色調である赤褐色とを含む色調をいう。
【００１７】
金３は、イオンまたは粒子の状態で隙間４に位置しているのが好ましい。これにより、間隙４に金３を配置させ易くなるとともに、入射光のブラッグ回折が金３によって妨げられるのを抑制することができる。
【００１８】
金３の含有量は、宝飾部材１の総量に対して１０〜５，０００ｐｐｍであるのが好ましい。これにより、金３を宝飾部材１に対して過不足なく使用することができる。すなわち、金３の含有量を上述した割合に調整すると、宝飾部材１に形成されている複数の間隙４のうち、金３が配置される隙間４の割合が適度なものなり、それゆえ宝飾部材１が十分な遊色効果に加えて所望の鮮やかな特定の色調を呈するようになる。宝飾部材１の色調は、金３の含有量が多くなるにつれて濃くなる傾向にある。なお、宝飾部材１が特定の色調を呈する限り、複数の間隙４の全てに金３が配置される必要はない。
【００１９】
本実施形態では、球状体２の（平均）直径が、金３の（平均）直径よりも大きい。これにより、間隙４に金３を配置させ易くなるとともに、入射光のブラッグ回折が金３によって妨げられるのを抑制することができる。
【００２０】
球状体２の平均直径は、５〜４５０ｎｍであるのが好ましい。これにより、宝飾部材１が十分な遊色効果に加えて所望の鮮やかな特定の色調を呈するようになり、かつ間隙４に金３を配置させ易くなる。
【００２１】
特に所望の鮮やかな特定の色調とともに、可視光領域での遊色効果を発現させる上で、球状体２の平均直径は、１００〜４００ｎｍであるのが好ましい。宝飾部材１の色調は、球状体２の平均直径が大きくなるにつれて濃くなる傾向にある。また、複数の球状体２を規則的に三次元配列させる上で、球状体２の粒径のばらつきは、±１５％以内、望ましくは±１０％以内であるのが好ましい。
【００２２】
一方、球状体２の平均直径があまり小さいと、宝飾部材１が白濁した状態になって遊色効果が現れないおそれがある。また、球状体２の平均直径があまり大きいと、宝飾部材１が透明体となって遊色効果が現れないおそれがある。
【００２３】
金３の粒子の平均直径は、１〜５０ｎｍであるのが好ましい。これにより、宝飾部材１が所望の鮮やかな特定の色調を呈するようになり、かつ間隙４に金３を配置させ易くなる。宝飾部材１の色調は、金３の粒子の平均直径が大きくなるにつれて濃くなる傾向にある。
【００２４】
間隙４には、金３とともに、結晶質組成物や非晶質組成物等が配置されていてもよい。また、間隙４には、金３とともに、エルビウムやジルコニウム等が充填されているのが好ましい。エルビウムを隙間４に充填すると、宝飾部材１にピンク色を付与することができ、ジルコニウムを隙間４に充填すると、宝飾部材１の遊色効果を高めることができるとともに、互いに隣接する球状体２同士を結合させることができる。
【００２５】
エルビウムの充填量としては、宝飾部材１の総量に対して０．１〜６．０質量％程度、ジルコニウムの充填量としては、宝飾部材１の総量に対して０．００５〜５．０００質量％程度が適当である。エルビウムやジルコニウムとともに、微量成分としてナトリウム、カリウム、銅、マグネシウム、アルミニウム、クロム、亜鉛、鉛、鉄、ニッケル、イットリウム、ジスプロシウム、ホルミウム、ツリウム、イッテルビウム等、およびこれらの化合物もしくは酸化物等が間隙４に充填されていてもよい。特に間隙４には、金３とともに、ジルコニウムおよびエルビウムを含む混合物、混晶あるいは非晶質が充填されているのが好ましい。
【００２６】
＜宝飾部材の製造方法＞
次に、本発明の一実施形態にかかる宝飾部材の製造方法について、上述した宝飾部材１を製造する場合を例に挙げ、詳細に説明する。本実施形態にかかる宝飾部材の製造方法は、オパールを作製する工程と、金イオン水を作製する工程と、オパールに金イオン水を含浸させる工程と、を含むものである。以下、各工程について順に説明する。
【００２７】
（オパールの作製）
まず、規則的に三次元配列している複数の球状体２からなるオパールを作製する。具体的には、所定の平均直径を有する非晶質珪酸からなる球状体２と、この球状体２を分散させる分散媒とを所定の割合で攪拌混合し、球状体２の分散液を得る。球状体２と分散媒の割合としては、球状体２を１０〜３０体積％、分散媒を７０〜９０体積％とするのが好ましい。分散媒としては、例えば水等が挙げられる。
【００２８】
次いで、得られた分散液を放置して球状体２を自然沈降させ、これにより球状体２が規則正しく配列されているゼリー状物を生成させる。このゼリー状物を空気中にて自然乾燥させて乾燥物を得、この乾燥物を７００〜９００℃程度の温度で仮焼し、球状体２の三次元配列構造体を得る。この三次元配列構造体を、１，０００〜１，３００℃程度の温度で２５時間〜３５時間程度かけて焼成し、これにより規則的に三次元配列している複数の球状体２からなる素焼原石のオパールを得る。
【００２９】
得られたオパールにおいて、隣接している球状体２同士は、一部で相互に溶融しあっていてもよい。すなわち、本明細書における「球状体２」は、その形状が明確に球状ではない場合をも含む。したがって、例えば焼成温度が高い場合において、焼成後の隣接している球状体２同士が相互に溶融しあって、シリカのマトリックス中に間隙４のみが略等間隔で存在しているような場合であっても、本発明の効果を奏することができる。
【００３０】
なお、間隙４に上述したエルビウムおよびジルコニウムを充填する場合には、まず、焼成前の三次元配列構造体を所定濃度のエルビウム塩水溶液に浸漬し、一度７００〜９００℃程度の温度で仮焼して仮焼体を得る。
【００３１】
次いで、この仮焼体を、ジルコニウムアルコキシドをアルコールで所定濃度に希釈したジルコニウム溶液に浸漬する。ジルコニウム溶液におけるジルコニウムアルコキシドとしては、例えばジルコニウム−ｎ−プロポキシド等が挙げられ、アルコールとしては、例えばｎ−プロピルアルコール等が挙げられる。
【００３２】
次いで、ジルコニウム溶液に仮焼体を浸漬させて構造体内部の間隙４にジルコニウムアルコキシドを含浸させるとともに、該ジルコニウムアルコキシドの加水分解を行う。加水分解は、水７０〜９０体積％およびアルコール１０〜３０体積％のアルコール溶液を用いて、３日〜５日程度かけて行うのが好ましい。アルコールとしては、例えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、メタノール、エタノール等が挙げられる。
【００３３】
加水分解をした後、仮焼体を自然乾燥させ、次いで、１，０００〜１，３００℃程度の温度で２５時間〜３５時間程度かけて焼成し、間隙４にエルビウムおよびジルコニウムが充填された素焼原石のオパールを得る。
【００３４】
（金イオン水の作製）
金イオン水は、金箔片を浮遊させた高圧水中で水素と酸素の混合ガスを燃焼させ、その燃焼ガスで金箔片を加熱、溶融することによって得られる。この金イオン水の濃度を調整すると、得られる宝飾部材１の色調を、所望の特定の色調に制御することができる。金イオン水の濃度としては、１０〜２０，０００ｐｐｍであるのが好ましい。
【００３５】
金イオン水は、市販のものを用いることができ、例えばファイテン社製の「アクアゴールド」等が好適である。また、金イオン水は、金イオン水製造装置を用いて製造することもできる。金イオン水製造装置は、金箔片を浮遊させる高圧水を収容する収容タンクと、水素および酸素の混合ガスを噴射する噴射ノズルと、点火栓および燃焼室を備える耐圧容器と、を備えるのが好ましい。金イオン水製造装置には、水素および酸素の混合ガスを製造する水電気分解装置と、残余の金箔片および金微粒子を除去するろ過装置と、を付設してもよい。
【００３６】
金イオン水製造装置を用いて金イオン水を製造する際、混合ガス組成、燃焼状態、金箔片の加熱状態、溶融状態、反応時間等を調節すると、金イオン水中の金の粒子の平均直径を調整することができる。具体的には、混合ガス組成を水素：酸素（体積比）＝１〜３：１とするのが好ましく、圧力を２〜４気圧とするのが好ましく、反応時間を０．１時間〜５時間とするのが好ましい。
【００３７】
（オパールへの金イオン水の含浸）
まず、得られた金イオン水をバット等の容器内に収容する。容器内の金イオン水の量は、オパール下部が浸漬する程度の量であってもよいし、オパール全体が浸漬する量であってもよいが、コストを削減する上で、オパール下部が浸漬する程度の量であるのが好ましい。
【００３８】
次いで、得られた素焼原石のオパールを、金イオン水を収容している容器内に載置する。これにより、毛管現象によって金イオン水がオパールに吸収され、オパールに金イオン水を含浸させることができる。このとき、素焼原石のオパールを、予め８０〜１２０℃程度の温度で３０分〜９０分程度かけて乾燥させておくと、オパールへの金イオン水の含浸をスムーズに行うことができる。
【００３９】
オパールに金イオン水を含浸させる時間としては、０．０１時間〜２時間程度が好ましい。この含浸時間を調整すると、得られる宝飾部材１の色調を、所望の特定の色調に制御することができる。
【００４０】
オパールへの金イオン水の含浸は、加圧条件下で行ってもよい。これにより、金イオン水がオパールに吸収され易くなる。圧力としては、１．０〜１２気圧程度が適当である。宝飾部材１における金３の含有量は、圧力を高くするにつれて高くなる傾向にある。
【００４１】
金イオン水の量をオパール下部が浸漬する程度の量にする場合には、オパール全体に金イオン水を含浸させた後、オパールを傾けてオパール上部が金イオン水に浸漬するようにするのが好ましく、この工程を複数回繰り返すのが好ましい。繰り返す回数としては、通常、２回程度が適当である。
【００４２】
オパールへの金イオン水の含浸を行った後、金イオン水中の金の定着を行う。定着は、金イオン水を含浸させたオパールを、室温（２３℃）で１０時間〜１４時間程度かけて乾燥させた後、焼付けることによって行う。焼付けは、昇温速度を８０〜１２０℃／時間程度、焼付け温度を６５０〜８５０℃程度、焼付け時間を５時間〜７時間程度とするのが好ましい。これにより、隙間４に金３をイオンまたは粒子の状態で定着させることができる。
【００４３】
焼付けした後、温度を室温まで下げ、宝飾部材１を得る。このときの降温速度としては、３００〜５００℃／時間程度であるのが好ましい。
【００４４】
得られた宝飾部材１は、ジルコニアを含浸させて焼成する仕上げ処理を行うのが好ましい。これにより、隙間４内に金、ジルコニアおよびシリカ等が混合した焼結体が形成されるので、宝飾部材１中の水を吸う経路を塞ぐことができ、その結果、宝飾部材１の色合いを安定させることができ、かつ宝飾部材１の透明感を向上させることができる。
【００４５】
宝飾部材１へのジルコニアの含浸は、ジルコニア濃度が２０〜３０質量％程度のジルコニア溶液を用いて行うのが好ましい。含浸させる時間としては、５時間〜３０時間程度が適当である。
【００４６】
また、宝飾部材１にジルコニアを含浸させた後に、加水分解を行うのが好ましい。加水分解は、水７０〜９０体積％およびアルコール１０〜３０体積％のアルコール溶液を用いて、３日〜５日程度かけて行うのが好ましい。アルコールとしては、例えばＩＰＡ、メタノール、エタノール等が挙げられる。
【００４７】
宝飾部材１にジルコニアを含浸させた後に行う焼成は、昇温速度を９０〜１１０℃／時間程度、焼成温度を１０００〜１１００℃程度、焼成時間を２５時間〜３５時間程度とするのが好ましい。
【００４８】
得られる宝飾部材１は、例えば指輪、ネックレス、イヤリング、ブローチ、ペンダント、宝飾板等の装飾品における宝飾部材として好適に使用することができる。また、宝飾部材１の用途は、例示したこれらの用途に限定されるものではなく、遊色効果に加え、ピンク色ないし金赤色の色調が要求される用途において、好適に使用することができる。
【００４９】
以上、本発明にかかる好ましい実施形態について説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内において、種々の改善や変更が可能である。
【００５０】
例えば上述した一実施形態にかかる間隙４には、金３とともに、図示しない銀がさらに配置されていてもよい。これにより、宝飾部材１が遊色効果に加え、橙色ないし金赤色か、この色とピンク色ないし金赤色との混合色の色調を呈するようになる。本明細書において「橙色」とは、黄色に近い橙色を含む色調をいう。
【００５１】
銀は、上述した金３で説明したのと同じ理由から、イオンまたは粒子の状態で隙間４に位置しているのが好ましく、含有量が宝飾部材１の総量に対して１０〜５，０００ｐｐｍであるのが好ましく、（平均）直径が球状体２の（平均）直径よりも小さいのが好ましく、平均直径が１〜５０ｎｍであるのが好ましい。宝飾部材１の色調は、銀の含有量が少なくなるにつれて濃くなる傾向にある。特に間隙４には、金３および銀とともに、ジルコニウムおよびエルビウムを含む混合物、混晶あるいは非晶質が充填されているのが好ましい。
【００５２】
間隙４への銀の配置は、金３の配置と同様にして行えばよい。すなわち、銀イオン水を作製するとともに、得られた銀イオン水をオパールに含浸させればよい。銀イオン水の作製およびオパールへの銀イオン水の含浸はいずれも、上述した金イオン水の作製およびオパールへの金イオン水の含浸と同様にして行えばよい。オパールへの銀イオン水の含浸は、金イオン水とともに行ってもよいし、金イオン水の含浸よりも前か後に行ってもよい。その他の構成は、上述した一実施形態にかかる宝飾部材１と同様である。
【００５３】
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００５４】
＜宝飾部材の製造＞
表１中の試料番号１〜２１にかかる宝飾部材を製造した。各試料番号にかかる宝飾部材の製造は、次のようにして行った。
【００５５】
・試料番号１：下記の試料番号３〜２１にかかる宝飾部材と同様にして金イオン水を作製し、溶融石英ガラスであるシリカガラスに金イオンを表１に示す含有量となるように拡散させて宝飾部材を得た。
・試料番号２：下記の試料番号３〜２１にかかる宝飾部材と同様にしてオパールを作製し、該オパールからなる宝飾部材を得た。
・試料番号３〜２１：オパールおよび金イオン水をそれぞれ作製するとともに、得られたオパールに金イオン水を含浸させて宝飾部材を得た。
【００５６】
上述した試料番号１〜２１にかかる宝飾部材の具体的な製造方法は、次の通りである。
（オパールの作製）
まず、表１に示す平均直径を有する非晶質珪酸からなる球状体２０体積％と、水８０体積％とを攪拌混合し、球状体の分散液を得た。表１中の「平均直径」の値は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって５０，０００倍の電子顕微鏡写真を撮影し、写真内に観察される複数の球状体のうち、任意に選定した２０個の球状体の直径をそれぞれ測定し、その平均値を算出して得た値である。
【００５７】
次いで、得られた分散液を放置して球状体を自然沈降させ、これにより球状体が規則正しく配列されているゼリー状物を生成させた。このゼリー状物を空気中にて自然乾燥させて乾燥物を得、この乾燥物を約８００℃の温度で仮焼し、球状体の三次元配列構造体を得た。
【００５８】
この三次元配列構造体を濃度３質量％のエルビウム塩水溶液に浸漬し、一度約８００℃の温度で仮焼して仮焼体を得た。この仮焼体を、ジルコニウム−ｎ−プロポキシドをｎ−プロピルアルコールで希釈した濃度２０質量％のジルコニウム溶液に浸漬し、構造体内部の間隙にジルコニウム−ｎ−プロポキシドを含浸させるとともに、該ジルコニウム−ｎ−プロポキシドの加水分解を行った。加水分解は、水２０体積％およびＩＰＡ８０体積％のアルコール溶液を用いて４日間かけて行った。
【００５９】
加水分解をした後、仮焼体を自然乾燥させ、次いで、約１１５０℃の温度で約３０時間焼成し、母材となる素焼原石のオパールを得た。
【００６０】
（金イオン水の作製）
金箔片を浮遊させた高圧水中で水素と酸素の混合ガスを燃焼させ、その燃焼ガスで金箔片を加熱、溶融することによって金イオン水を得た。金イオン水の濃度は、１０，０００ｐｐｍに調整した。
【００６１】
金イオン水の作製には、上述した金イオン水製造装置を用いた。このとき、混合ガス組成、圧力および反応時間を表１に示す値にすることによって、金イオン水中の金の粒子を、表１に示す平均直径に調整した。なお、表１中の混合ガス組成の欄における「水素：酸素」は、体積比を示す。また、表１中の「平均直径」の値は、上述した球状体と同様に、ＴＥＭを用いて得た値である。
【００６２】
（オパールへの金イオン水の含浸）
まず、得られた金イオン水をバット内に収容した。バット内の金イオン水の量は、オパール下部が浸漬する程度の量にした。次いで、得られた素焼原石のオパールを予め１００℃の温度で１時間かけて乾燥させた後、金イオン水を収容しているバット内に載置し、毛管現象によってオパールに金イオン水を含浸させた。
【００６３】
このとき、含浸の時間および圧力を表１に示す値にすることによって、得られる宝飾部材中の金含有量が表１に示す割合となるように調整した。表１中の「金含有量」は、ＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analysis）によって測定した値である。なお、オパール全体に金イオン水を含浸させた後、オパールを傾けてオパール上部を金イオン水に浸漬させる工程を２回行った。
【００６４】
オパールへの金イオン水の含浸を行った後、金イオン水中の金の定着を行った。定着は、金イオン水を含浸させたオパールを、室温（２３℃）で約１２時間かけて乾燥させた後、焼付けることによって行った。
【００６５】
焼付けは、昇温速度を１００℃／時間、焼付け温度を７５０℃、焼付け時間を６時間として行った。焼付け後、温度を４００℃／時間の降温速度で室温まで下げ、宝飾部材を得た。得られた宝飾部材について、仕上げ処理を次のようにして行った。
【００６６】
仕上げ処理は、宝飾部材にジルコニアを含浸させて焼成することにより行った。具体的には、宝飾部材に対してジルコニア濃度２４質量％のジルコニア溶液で１２時間〜２４時間かけて含浸を行い、加水分解を水２０体積％およびＩＰＡ８０体積％のアルコール溶液を用いて４日間行い、焼成を昇温速度１００℃／時間、焼成温度１０６０℃、焼成時間３０時間で行った。
【００６７】
＜評価＞
得られた各宝飾部材について、外観評価を行った。評価方法を以下に示すとともに、その結果を表１に示す。
【００６８】
（外観評価）
宝飾部材の外観を評価した。具体的には、遊色効果を呈しているか否か、および特定の色調を呈しているか否かを目視観察によって評価した。特定の色調を呈しているか否かについては、次のようにして判定した。すなわち、色調の淡いものから順に淡いピンク色、ピンク色、濃いピンク色、赤ピンク色、赤色、金赤色および赤褐色から選ばれる１種に該当すれば特定の色調を呈していると判定し、ピンク色、濃いピンク色、赤ピンク色、赤色および金赤色から選ばれる１種に該当すれば鮮やかな特定の色調を呈していると判定した。
【００６９】
外観評価の判定基準は以下のように設定した。
○：遊色効果に加えて鮮やかな特定の色調をさらに呈している。
△：遊色効果に加えて特定の色調をさらに呈している。
×：遊色効果および特定の色調のうち、少なくとも一方を満たしていない。
【００７０】
【表１】
【００７１】
表１から明らかなように、母材がシリカガラスからなる試料番号１の宝飾部材は、特定の色調は呈しているものの、遊色効果を呈していなかった。金を含有していない試料番号２の宝飾部材は、遊色効果は呈しているものの、特定の色調を呈していなかった。これに対し、試料番号３〜２１の宝飾部材は、遊色効果に加えて特定の色調をさらに呈していた。特に試料番号３〜２１のうち、試料番号４〜８，１１〜１５，１８〜２０の宝飾部材は、遊色効果に加えて鮮やかな特定の色調をさらに呈していた。
【実施例２】
【００７２】
銀イオン水を作製するとともに、得られた銀イオン水をオパールに含浸させた以外は、上述した実施例１における試料番号６と同様にして試料番号２２〜２４にかかる宝飾部材を製造した。
【００７３】
なお、銀イオン水の作製は、上述した実施例１における金イオン水の作製と同様に、銀箔片を浮遊させた高圧水中で水素と酸素の混合ガスを燃焼させ、その燃焼ガスで銀箔片を加熱、溶融することによって行った。
【００７４】
銀イオン水の濃度は、１０，０００ｐｐｍに調整した。銀イオン水の作製には、上述した実施例１における金イオン水製造装置と同様の製造装置を用いた。このとき、混合ガス組成を水素：酸素（体積比）＝２：１、圧力を３．５気圧、反応時間を２時間にすることによって、銀イオン水中の銀の粒子を、表２に示す平均直径に調整した。この平均直径の値は、上述した実施例１における球状体と同様に、ＴＥＭを用いて得た値である。
【００７５】
オパールへの銀イオン水の含浸は、オパールへの金イオン水の含浸後に行うとともに、含浸の時間および圧力を以下に示す値とし、得られる宝飾部材中の銀含有量が表２に示す割合となるように調整した以外は、上述した実施例１におけるオパールへの金イオン水の含浸と同様にして行った。なお、表２中の「銀含有量」は、上述した実施例１における金含有量と同様に、ＥＰＭＡによって測定した値である。
・試料番号２２：含浸の時間を１時間とし、圧力を５気圧とした。
・試料番号２３：含浸の時間を０．５時間とし、圧力を５気圧とした。
・試料番号２４：含浸の時間を０．５時間とし、圧力を１気圧とした。
【００７６】
得られた各宝飾部材について、外観評価を行った。外観評価は、判定基準を以下のように設定した以外は、上述した実施例１と同様にして行った。その結果を、実施例１における試料番号１，２とともに、表２に示す。
○：遊色効果に加えて橙色ないし赤色に近い橙色の色調をさらに呈している。
△：遊色効果に加えて黄色に近い橙色の色調をさらに呈している。
×：遊色効果および特定の色調のうち、少なくとも一方を満たしていない。
【００７７】
【表２】
【００７８】
表２から明らかなように、試料番号２２〜２４の宝飾部材は、遊色効果に加えて特定の色調をさらに呈していた。
【符号の説明】
【００７９】
１ 宝飾部材
２ 球状体
３ 金
４ 間隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
規則的に三次元配列している非晶質珪酸からなる複数の球状体と、
該複数の球状体が互いに隣接することによって形成されている間隙に位置している金と、
を備える、宝飾部材。
【請求項２】
前記複数の球状体は、単純立方構造、面心立方構造、六方最密構造、体心立方構造、およびこれらが部分的に共存している複合構造から選ばれる少なくとも１種の構造をなすように配列している、請求項１に記載の宝飾部材。
【請求項３】
前記金は、イオンまたは粒子の状態で前記隙間に位置している、請求項１または２に記載の宝飾部材。
【請求項４】
前記金の含有量は、１０〜５，０００ｐｐｍである、請求項１〜３のいずれかに記載の宝飾部材。
【請求項５】
前記球状体の直径は、前記金の直径よりも大きい、請求項１〜４のいずれかに記載の宝飾部材。
【請求項６】
前記球状体の平均直径は、５〜４５０ｎｍである、請求項１〜５のいずれかに記載の宝飾部材。
【請求項７】
前記金の粒子の平均直径は、１〜５０ｎｍである、請求項３〜６のいずれかに記載の宝飾部材。
【請求項８】
前記間隙に位置している銀と、をさらに備える、請求項１〜７のいずれかに記載の宝飾部材。
【請求項９】
非晶質珪酸からなる複数の球状体を規則的に三次元配列させるとともに、前記複数の球状体が互いに隣接することによって形成されている間隙に金を配置させる、宝飾部材の製造方法。
【請求項１０】
前記間隙に銀をさらに配置させる、請求項９に記載の宝飾部材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれかに記載の宝飾部材を含む、装飾品。
【請求項１】
規則的に三次元配列している非晶質珪酸からなる複数の球状体と、
該複数の球状体が互いに隣接することによって形成されている間隙に位置している金と、
を備える、宝飾部材。
【請求項２】
前記複数の球状体は、単純立方構造、面心立方構造、六方最密構造、体心立方構造、およびこれらが部分的に共存している複合構造から選ばれる少なくとも１種の構造をなすように配列している、請求項１に記載の宝飾部材。
【請求項３】
前記金は、イオンまたは粒子の状態で前記隙間に位置している、請求項１または２に記載の宝飾部材。
【請求項４】
前記金の含有量は、１０〜５，０００ｐｐｍである、請求項１〜３のいずれかに記載の宝飾部材。
【請求項５】
前記球状体の直径は、前記金の直径よりも大きい、請求項１〜４のいずれかに記載の宝飾部材。
【請求項６】
前記球状体の平均直径は、５〜４５０ｎｍである、請求項１〜５のいずれかに記載の宝飾部材。
【請求項７】
前記金の粒子の平均直径は、１〜５０ｎｍである、請求項３〜６のいずれかに記載の宝飾部材。
【請求項８】
前記間隙に位置している銀と、をさらに備える、請求項１〜７のいずれかに記載の宝飾部材。
【請求項９】
非晶質珪酸からなる複数の球状体を規則的に三次元配列させるとともに、前記複数の球状体が互いに隣接することによって形成されている間隙に金を配置させる、宝飾部材の製造方法。
【請求項１０】
前記間隙に銀をさらに配置させる、請求項９に記載の宝飾部材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれかに記載の宝飾部材を含む、装飾品。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−２１１０３６（Ｐ２０１２−２１１０３６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７７１９５（Ｐ２０１１−７７１９５）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（５０９１４９５３０）ファイテン株式会社 (3)
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（５０９１４９５３０）ファイテン株式会社 (3)
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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