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あなたが考えるチタンってどんな金属？？

 

この質問をすると、同じ素材なのに答える人によって全然違う答えが返って来ます。見た目の色だけでも、黒・青・紫だけでなく、ピンクや緑、金と言う人も中にはいます。コレってかなり変な金属だと思いませんか？

 

チタン初心者さんのために、身近にあるチタン製品や一番沢山いただく質問について解説します。
チタン入門編としてお読みいただければ幸いです。

 

見えない所で活躍中！？ 身近にあるチタン

知っているようで、知らない！実はこんなに身近にチタンが使われているのを知っていましたか？使用用途の中でも普段の生活に欠かせない物を集めてみました。

・化粧品

化粧品のUVカット効果のある成分として酸化チタンが使用されています。日焼け止めの一般的な材料です。 最近人気のミネラルファンデーションにも入っています。

 

・食器

軽くて丈夫で、持ち運びに便利なので、アウトドア用品によく使われています。 金属集がしにくい特徴を活かして、日本酒製造のタンクでも活躍しています。

 

・日用品

メガネのフレームに使われているのはよく知られていますが、生活に欠かせない携帯電話の内部基盤にも使用されています。

 

・建物

お台場の球体展望台があるTV局や国際展示場など、長年海風にさらされても錆びにくいので、海沿いの建物によく使用されています。 また軽い素材なので、地震が起きた時に屋根の重みで崩れるのを防ぐため、屋根材としても使用されています。

 

・人体

骨折をしたときに埋め込む人口骨や人工関節、インプラントやペースメーカーなど、医療の現場では大活躍しています。 他には人工透析の機械など、血液に関する医療機器でも使用されています。

 

・乗り物

飛行機や車、自転車やバイクなどの乗り物にも使用されています。丈夫なのにとても軽いので、燃費向上に役立っています。 エコカーにも欠かせない素材です。

 

チタンの成分は、どんな成分？

純度は規格によって異なりますが、主な成分はＴｉ（チタンの元素）です。
は主に下記の２種類の金属と化合物に分けられ、それぞれ成分が異なります。 純度が分からない場合は、規格を聞くと分かります。

・純チタン

チタンの純度はJIS規格（日本工業規格）などで決まっていて、JIS規格の純チタンは、第1種から第4種までに分類されています。
数字が小さいほど純度が高く、やわらかくなります。

・チタン合金

チタンに銅・鉄・マンガン・モリブデンを加えた合金。
純度は低いが純チタンよりも強度や硬度を高くしている。
αβ合金、64合金（JIS60種）、β合金などの様々な規格がある。

・酸化チタンなどの化合物

酸化・炭化・窒化させた化合物。
特に二酸化チタンは顔料として絵の具や樹脂に、皮膚を保護する性質から化粧品（日焼け止め剤）など身近にあるものに入っている場合もあります。

 

ちなみに当店で利用しているのは、純チタン材。 デザインや形に合わせて、JIS規格の第２種と第４種を使い分けています。 第２種と第４種の成分は下記の表です。

どうして100％じゃないのに純チタン？
どんな金属でも純度１００％というものは、存在せず、また余りにも純度が高くなりますと、 表面が柔らかいが故に、また他の表面加工が必要になってくる可能性があります。 この場合、純粋という意味では無く、純度の高いという意味で「純」が使われています。

 

 

歴史の裏にチタンあり！驚きの逸話

沢山あるのに、レアメタル？

アルミ・鉄・マグネシウムに次ぐ地殻埋蔵量で、金やプラチナよりも、ずっと埋蔵量がある金属ですが・・・鉱石として掘り出しても、精錬するのに特殊なプラントが必要になるため、チタンを作れる国は世界でも限られています。
だから本当は沢山あるはずなのに、レアメタルと言われているんです。
その上、加工がとても難しく、空気中で溶接（チタン同士をくっつける作業）をすると酸化してしまったり、硬すぎて成型するのにコストがかかりすぎたりするので、他の金属で代用できない場合や、高性能を求められる場合などでしか使用されきませんでした。

 

実は・・・かなり残念な生い立ち

チタンは、1790年代発見され、ギリシア神話の「タイタン」にちなんでチタンと命名されました。しかし当時は、ルチル鉱石やチタン鉄鋼の中から元素を発見されただけで、まだチタンとして利用できず、とても残念な元素でした。
そんなチタンにも1900年代に、やっと明るい兆しが見えてきます。
まず1910年にハンター法、その後1946年にクロール法で高純度のチタンを作る事に成功。チタンの元素発見から150年以上、晴れて金属として使えるまで、とても長い時間がかかりました。

 

あのＡ国が、密輸入？する程の金属

特に航空機などは、軽さ・強度・耐熱性のある素材が求められ、最近では内装に日本の技術を使った炭素繊維が話題になりました。実はチタンも航空機を作る上でかなり重要な素材で、沢山の逸話や噂が残されています。

・アメリカで作られた世界最初の実用超音速機は、当時のアメリカで生産されたチタン合金の８割以上を使った。
・冷戦時代で、ソ連はアメリカ軍がチタンを使用することを防ぐため世界中のチタン市場を買い占めることを試みた。
・冷戦前は、アメリカはソビエト連邦からチタン鉱石を調達していたが、冷戦中はチタン調達用のダミー会社を設立して、ダミー会社を通して密輸入していた。

アメリカに密輸入させる程、航空機にとって超重要、無くてはならない金属だという事が分かります。

 

 

チタンは黒い金属って本当？

下の写真の3つの指輪のうち、どの指輪がチタン製でしょうか。

 

 

答え→３つとも純チタン製。
左と中央のリングには、
K18とPt900の装飾を施しました。

 

チタンは元々黒っぽい色ですが、磨けばプラチナに近い色になります。
実はこの上の写真の指輪は、チタンをベースにプラチナ・K18の装飾をし、オーダーで製作した指輪です。 （左：チタン艶消し＆K18、中：チタン艶消し＆Pt900、右：チタンミラー仕上げ）
一般に、以前からチタンは真っ黒な金属だと思われてきましたが、研磨技術の進歩によって、現在はメッキなどをしなくてもピカピカにする事が可能です。

 

白っぽい色の金属シルバーとの比較

写真は、左側が当店のチタンの指輪。右側が一般的なシルバー925の写真です。
シルバーと比べると、やや黒い色合いです。

 

黒っぽい色の金属プラチナとの比較

大きな写真の様に、技術や知識のある職人がきちんと手をかけてあげると、プラチナとの境目が気にならない程きれいになります。
小さな写真と比べると、ミラー仕上げはもっとプラチナに近い色に見えます。

 

ちょっと困った事は、研磨でここまで光らせるには手間もコストもかかりすぎる事。 （だから量産化する場合は、研磨のみで仕上げてある商品がまだ少ないです。）
もっともっと技術が進んだ未来は、きっと黒いチタンはなくなっているかもしれません。

 

 

温泉でも黒くならないのって本当？

 

温泉に指輪やネックレスをしたまま入ったら・・・

こんな失敗ありませんか？？
温泉に入るとチタンはどうなるのかという質問を結構いたただくので、ちょっとした実験をしてみました。

 

実験１　銀を黒くする薬品「燻し液」で実験！

用意したのは、シルバーを黒く加工する業務用の薬品「銀いぶし液」です。主成分は硫黄とカルシウムで、温泉に含まれているものとほぼ同じです。 （わかりやすく例えると、とっても濃い温泉の原液のような液体。）

ガラス容器に、シルバー925と当店の指輪を入れて硫化し黒くなるか実験してみました！

一般的なシルバー925と当店のリングをチタンリングを用意！10倍程に薄めていますが、怪しい色のいぶし液。

↓

シルバーとチタンの指輪を同時に投入し、この状態で５分程放置します。

↓

薬剤が手に付かないように、必ず触る前に、キレイに洗浄してください。薬剤は、出来るだけ触らないようにしましょう。

 

実験１結果　結果は一目瞭然！チタンは大丈夫でした。

実験をした本人も驚きの、一目瞭然な結果。いぶし液に粘度があったので、水に溶けきらない成分の塊があったのか、塊が触れていた箇所は、とくに変色して無残な状態になってしまいました。

 

 

実験２　放置しても黒くならない？

2009年5月、シルバー925(左)と純チタン(右)の指輪を製作し、両方５回位使用してそのまま放置しておきました。

実験開始　2009年5月
まだ出来立てのリングは、どちらもピカピカです。

↓

約半年後　2009年11月
手垢が付いた部分などが、
酸化して少し黒ずんでいます。

実験２結果　チタンは、放置しても変色はしません。

着用中にぶつけて傷が少し付いていた位で、チタンに関しては、ほぼ変化なし。シルバーの方は、ちょっと汚い色合いになっているので、お手入れが必要ですね・・・

２つの実験の結果とおり、薬品を使っても、普通に放置してもチタンはなかなか変色しません。 温泉でも気にせず入っても大丈夫だし、酸化も気にならないので、日常的にするアクセサリーにはとても向いている金属だと考えられます。
※ご自宅で同じような実験をする場合は、いぶし液を素手で触るのはお肌にとても良くないです。
市販の硫黄成分の入った入浴剤でも代用できますので、入浴剤を使用してください。濃度は薄いのですが、長時間放置すると同じような結果になります。

 

 

曲がらないって本当？

「重い荷物を持ったら、いつのまにか歪んでいた。チタンは硬いので大丈夫ですか？」
「曲がったので、直そうとしたら、切れてしまった。。。チタンも切れますか？」
といった質問、実は結構多い質問なんです。

リピーターのお客様の中には、「曲がらないからいいんだよね。」という声を伺っていますが、作っている本人達は硬いのを十分知っているので、今まで気にしていませんでした。せっかくの機会なので、ちょっと無茶な方法で実験してみました。

実験　ハンマーで叩いて曲がるか？

変色で使用したシルバー925とチタンの指輪を使い実験！
叩くのは、ホームセンターなどで売っているごく普通のタイプのハンマー。だいたい同じ位の力で叩き続けてみます。

とりあえず5回思いっきり叩きました。メチャメチャに歪んでいる感じはしませんが。。。

実験結果　チタンはハンマーで叩いても傷がつくだけ！

シルバー

シルバーの指輪は、上から見ると楕円系に変形。。。いぶされて変色し、叩かれて曲がって、新品の面影がありません（泣）

当店のチタンリング

表面に少しキズや凹みが出来ただけ。 歪まないかと、20回位叩いてみましたが、傷が増えるだけだったので、諦めました。

普通に叩いていても全然歪まないので、日常生活での歪みの心配は少ないかと思います。
ご注意：素手で無理に歪ませたりすると手が痛くなってしまうだけなので、無理に広げようとしないでください。

 

 

アレルギーでも大丈夫って本当？

体の中に入れても大丈夫な程、人体に優しい金属

アレルギーについて詳しくは金属アレルギーのページでも紹介していますが、チタンが安心な理由としてこんな２つの理由があげられると思います。

金属アレルギーの原因物質になる成分が含まれていない

Ｔｉ(チタン)に微量の鉄が含まれている金属なので、ニッケル・クロム・コバルトなどアレルゲンになっている主な成分が含まれていない事が理由だと思われます。

骨と結合する性質、生体組織との親和性を持っている金属だから

生体組織(皮膚や骨、臓器など)の活動に干渉(邪魔)しにくいという事で、 親和性のある金属と言われています。 そのため、外科手術や歯科治療など医療分野で多く活躍しています。 ※親和性とは、ある物質が他の物質と容易に結合する性質や傾向の事。

 

 

いかがでしたか？ 身近にあっても、ちょっと存在感の薄い金属ですが、結構魅力的な金属だと思いませんか？
まだまだ新素材、レアメタルと言われている素材ですが、より多くの分野に活用できるような研究が日々進んでいます。
この文章を通して、少しでも興味を持っていただけたらチタン屋として嬉しいなと思います。