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特許7212672チタン部材、チタン部材の製造方法およびチタン部材を含む装飾品
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-17
(45)【発行日】2023-01-25
(54)【発明の名称】チタン部材、チタン部材の製造方法およびチタン部材を含む装飾品
(51)【国際特許分類】
C22F 1/18 20060101AFI20230118BHJP
C22F 1/00 20060101ALN20230118BHJP
【ＦＩ】
C22F1/18 H
C22F1/00 682
C22F1/00 691B
C22F1/00 691C
C22F1/00 691Z
C22F1/00 671
C22F1/00 691A
C22F1/00 692B
C22F1/00 692Z
C22F1/00 606
C22F1/00 613
C22F1/00 620
C22F1/00 623
C22F1/00 624
C22F1/00 626
C22F1/00 673
C22F1/00 692A
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2020506614
(86)(22)【出願日】2019-03-13
(86)【国際出願番号】 JP2019010316
(87)【国際公開番号】W WO2019177039
(87)【国際公開日】2019-09-19
【審査請求日】2021-10-27
(31)【優先権主張番号】P 2018048109
(32)【優先日】2018-03-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000001960
【氏名又は名称】シチズン時計株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001771
【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】高崎 康太郎
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 雅浩
【審査官】河野 一夫
(56)【参考文献】
【文献】特開昭５０－１２０４４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１８１０７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１００１５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－０６０３３６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２２Ｆ １／１８
Ｃ２２Ｆ １／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が前記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、前記第一凸部構造体は、前記第一凸部構造体の上面に、前記第一方向に沿って３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の間隔で並んでいる第一凸部を有し、
前記第一凸部の高さは、４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下であり、
前記第一領域は、ＲＧＢ測定値において、Ｒ値とＧ値との差が３０以内であり、Ｂ値がＲ値よりも７０以上大きく、かつＢ値がＧ値よりも７０以上大きい（ここで、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値は、それぞれ０以上２５５以下の整数である。）チタン部材。
【請求項2】
チタンの含有量が９９質量％以上である、請求項１に記載のチタン部材。
【請求項3】
チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が前記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、
前記第一凸部構造体は、前記第一凸部構造体の上面に、前記第一方向に沿って３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の間隔で並んでいる第一凸部を有し、
前記第一凸部の高さは、４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下であり、
β合金またはα＋β合金を含む、チタン部材。
【請求項4】
前記第二方向に隣り合う前記第一凸部構造体は、前記第一凸部が並んでいる間隔よりも広い間隔で並んでおり、前記第一凸部構造体は、前記第一凸部を含む高さが前記第一凸部の高さよりも高い、請求項１～３のいずれか１項に記載のチタン部材。
【請求項5】
前記第一領域は、稠密六方晶であるα相に帰属される（１０２）、（１１０）および（１０３）面に優先配向した結晶構造を含むか、あるいは、稠密六方晶であるα相に帰属される（１０２）、（１１０）および（１０３）面に優先配向した結晶構造と、体心立方晶であるβ相に帰属される（２００）面に優先配向した結晶構造とを含む、請求項２に記載のチタン部材。
【請求項6】
前記第一領域は、領域の大きさが１００μｍ以上２５００μｍ以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載のチタン部材。
【請求項7】
前記チタン部材は、前記チタン部材の表面に、第一方向に延在する第二凸部構造体が前記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第二領域をさらに有し、前記第二凸部構造体は、前記第二凸部構造体の上面に、前記第一方向に沿って、前記第一凸部が並んでいる間隔よりも狭い間隔で並んでいる第二凸部を有し、
前記第二凸部の高さは、前記第一凸部の高さよりも低い、請求項１～６のいずれか１項に記載のチタン部材。
【請求項8】
チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が前記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、前記第一凸部構造体は、前記第一凸部構造体の上面に、前記第一方向に沿って３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の間隔で並んでいる第一凸部を有し、前記第一凸部の高さは、４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下であるチタン部材の製造方法であって、原料チタン部材を、減圧下で、室温から７３０℃以上９５０℃以下の温度Ｔ１まで昇温させて加熱する第一加熱工程と、
第一加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔ１から、温度Ｔ１よりも大きく、かつ９００℃以上１１５０℃以下の温度Ｔ２まで、０．５時間以上８時間以下かけて昇温させて加熱する第二加熱工程と、
第二加熱工程を経た原料チタン部材を、温度Ｔ２から、温度Ｔ２よりも低い温度まで降温させて冷却し、チタン部材を得る冷却工程とを含む、チタン部材の製造方法。
【請求項9】
前記チタン部材は、チタンの含有量が９９質量％以上であり、前記原料チタン部材は、チタンの含有量が９９質量％以上である、請求項８に記載のチタン部材の製造方法。
【請求項10】
前記チタン部材は、β合金またはα＋β合金を含み、前記原料チタン部材は、β合金またはα＋β合金を含む、請求項８に記載のチタン部材の製造方法。
【請求項11】
さらに、第一加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔ１で０．５時間以上３時間以下保持する第一保持工程を含み、前記第二加熱工程は、第一保持工程を経た原料チタン部材を加熱する、請求項８～１０のいずれか１項に記載のチタン部材の製造方法。
【請求項12】
さらに、第二加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔ２で０．５時間以上６時間以下保持する第二保持工程を含み、前記冷却工程は、第二保持工程を経た原料チタン部材を冷却し、チタン部材を得る、請求項８～１１のいずれか１項に記載のチタン部材の製造方法。
【請求項13】
前記第二加熱工程は、昇温および降温を繰り返して加熱する、請求項８～１２のいずれか１項に記載のチタン部材の製造方法。
【請求項14】
請求項１～７のいずれか１項に記載のチタン部材を含む装飾品。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、チタン部材、チタン部材の製造方法およびチタン部材を含む装飾品に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、螺でん様地肌のチタン合金製品が記載されている。上記チタン合金製品の製造においては、一次時効硬化処理、結晶析出処理および二次時効硬化処理が行われる。具体的には、一次時効硬化処理では、チタン合金の成型物を、大気、真空または不活性ガス雰囲気中において３５０～６００℃の温度に一定時間保持する。結晶析出処理では、上記一次時効硬化処理を経た上記成型物に対し、真空炉中において１０００～１４００℃に加熱することにより、上記成型物の表面にチタン結晶を析出させる。二次時効硬化処理では、上記結晶析出処理を経た上記成型物を、大気、真空または不活性ガス雰囲気中において放冷する過程において、３５０～６００℃に一定時間保持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平１１－６１３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記チタン合金製品は、装飾性に優れた青色を示せない。
【0005】
そこで、本発明の目的は、装飾性に優れた青色を示すチタン部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係るチタン部材は、チタンの含有量が９９質量％以上であるチタン部材であって、チタン部材は、チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、第一凸部構造体は、第一凸部構造体の上面に、第一方向に沿って数１００ｎｍの間隔で並んでいる第一凸部を有し、第一凸部の高さは、数１０ｎｍである。
【発明の効果】
【0007】
本発明のチタン部材は、装飾性に優れた青色を示す。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。
【0010】
＜チタン部材＞
実施形態のチタン部材は、チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が上記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、上記第一凸部構造体は、上記第一凸部構造体の上面に、上記第一方向に沿って数１００ｎｍの間隔で並んでいる第一凸部を有し、上記第一凸部の高さは、数１０ｎｍである。以下に、より具体的に、実施形態１および実施形態２について説明する。
実施形態のチタン部材は、チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が上記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、上記第一凸部構造体は、上記第一凸部構造体の上面に、上記第一方向に沿って数１００ｎｍの間隔で並んでいる第一凸部を有し、上記第一凸部の高さは、数１０ｎｍである。以下に、より具体的に、実施形態１および実施形態２について説明する。
【0011】
〔実施形態１〕
実施形態１に係るチタン部材は、チタンの含有量が９９質量％以上である。チタンの含有量が上記範囲にあると、軽く、低コストの部材が得られる。残部は、炭素、酸素、窒素、水素、鉄などである。チタン部材に含まれる元素の種類は、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）により調べることができる。また、酸素は、通常酸化チタンとして含まれる。具体的には、チタン部材の原料として、ＪＩＳ１種、ＪＩＳ２種、ＪＩＳ３種またはＪＩＳ４種に相当する工業用純チタンを使用できる。
実施形態１に係るチタン部材は、チタンの含有量が９９質量％以上である。チタンの含有量が上記範囲にあると、軽く、低コストの部材が得られる。残部は、炭素、酸素、窒素、水素、鉄などである。チタン部材に含まれる元素の種類は、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）により調べることができる。また、酸素は、通常酸化チタンとして含まれる。具体的には、チタン部材の原料として、ＪＩＳ１種、ＪＩＳ２種、ＪＩＳ３種またはＪＩＳ４種に相当する工業用純チタンを使用できる。
【0012】
上記チタン部材は、板状であり、その上面（主面）は、第一領域、第二領域および第三領域の小片に覆われている。第一領域、第二領域および第三領域の小片はモザイク状に並んでいる。第一領域は青色を示し、第二領域は白色を示し、第三領域はグレー色、黒色などのその他の色（青色および白色以外の色）を示す。第一領域の青色および第二領域の白色は、装飾性に優れる。本明細書において、装飾性に優れるとは、キラキラと螺鈿調に、美しく輝いて見えることをいう。第一領域、第二領域および第三領域について、以下に説明する。
【0013】
〔第一領域〕
上記チタン部材は、該チタン部材の表面に第一領域を有する。第一領域は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により、ＪＩＳＢ０６０１およびＪＩＳＲ１６８３に準拠して測定し、第一方向に切り出して得られた断面プロファイルにおいて、後述する第一凸部構造体の上面に第一方向に沿って配列している第一凸部に対応する要素の長さが数百ｎｍであり、要素の高さが数１０ｎｍである。好ましくは、要素の長さが３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲にあり、要素の高さが４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下の範囲にある。具体的には、まず、実表面の測定断面曲線から、カットオフ値λsの位相補償形フィルタを適用してうねり成分を除去する。その後、最大高さ(最も高い山の高さ＋最も深い谷の深さ)、最小高さ(最も低い山の高さ＋最も浅い谷の深さ)を計測する。これらの値から上記要素の高さの範囲が得られる。また、一つの輪郭線要素長さの最大長さおよび最小長さを測定する。これらの値から上記要素の長さの範囲が得られる。ここで、第一方向は、走査型プローブ顕微鏡（原子間力顕微鏡（ＡＦＭ））に搭載されたマイクロスコープで観察される、規則的に入っている細い線に沿った方向である。したがって、表面に存在する複数の第一領域では、それぞれの実際の第一方向は、通常異なっている。なお、ＡＦＭによる測定条件については実施例において詳述する。
上記チタン部材は、該チタン部材の表面に第一領域を有する。第一領域は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により、ＪＩＳＢ０６０１およびＪＩＳＲ１６８３に準拠して測定し、第一方向に切り出して得られた断面プロファイルにおいて、後述する第一凸部構造体の上面に第一方向に沿って配列している第一凸部に対応する要素の長さが数百ｎｍであり、要素の高さが数１０ｎｍである。好ましくは、要素の長さが３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲にあり、要素の高さが４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下の範囲にある。具体的には、まず、実表面の測定断面曲線から、カットオフ値λsの位相補償形フィルタを適用してうねり成分を除去する。その後、最大高さ(最も高い山の高さ＋最も深い谷の深さ)、最小高さ(最も低い山の高さ＋最も浅い谷の深さ)を計測する。これらの値から上記要素の高さの範囲が得られる。また、一つの輪郭線要素長さの最大長さおよび最小長さを測定する。これらの値から上記要素の長さの範囲が得られる。ここで、第一方向は、走査型プローブ顕微鏡（原子間力顕微鏡（ＡＦＭ））に搭載されたマイクロスコープで観察される、規則的に入っている細い線に沿った方向である。したがって、表面に存在する複数の第一領域では、それぞれの実際の第一方向は、通常異なっている。なお、ＡＦＭによる測定条件については実施例において詳述する。
【0014】
すなわち、ＡＦＭの上記測定結果は、上記チタン部材の表面が、下記のような特定の構造を有する第一領域を含むことに対応すると考えられる。図１は、チタン部材の表面構造を説明するための図である。上記チタン部材の第一領域１０では、第一方向に延在する第一凸部構造体１１が第一方向と直交する第二方向に複数配列されている。第一凸部構造体１１は、第一凸部構造体１１の上面に、第一方向に沿って数百ｎｍ（好ましくは３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下）の間隔Ｉで並んでいる第一凸部１２（前述した要素に対応）を有する。第一凸部１２の高さＨは、数１０ｎｍ（好ましくは４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下）である。
【0015】
また、第一領域は、ＡＦＭにより、上記のように測定し、第一方向と直交する第二方向に切り出して得られた断面プロファイルにおいて、要素の長さは、第一方向に切り出して得られた断面プロファイルの要素の長さよりも大きい。また、要素の高さは、第一方向に切り出して得られた断面プロファイルの要素の高さよりも大きい。好ましくは、要素の長さが６５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲にあり、要素の高さが７５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の範囲にある。要素の長さおよび要素の高さは、第一方向に切り出して得られた断面プロファイルの場合と同様に求められる。
【0016】
すなわち、ＡＦＭの上記測定結果は、第一領域が、下記のような特定の構造をさらに有することに対応すると考えられる。第二方向に隣り合う第一凸部構造体１１は、第一凸部１２が並んでいる間隔よりも広い間隔Ｉ’（好ましくは６５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の間隔Ｉ’）で並んでいる。第一凸部構造体１１は、第一凸部１２の高さを含む高さＨ’が、第一凸部１２の高さＨよりも高い（好ましくは７５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下である）。
【0017】
第一領域は、第一方向に沿って上記断面プロファイルを示す（すなわち、第一方向に沿って上記特定の構造を有する）ため、装飾性に優れる青色を示すと考えられる。また、第一領域が、第二方向に沿って上記断面プロファイルを示す（すなわち、第二方向に沿って上記特定の構造をさらに有する）ことも、上記青色の発色に関係があると考えられる。
【0018】
要素の長さ（間隔Ｉ、Ｉ’）、要素の高さ（高さＨ、Ｈ’）は、上記のように、特定の数値範囲に広がっている。また、第一方向および第二方向に沿った上記断面プロファイルにおいて、大きな周期の波が通常見られる。このように、第一領域は、第一領域が広がっている平面方向と、この平面方向に垂直な高さ方向との両方に乱雑さを有する。このため、凹凸同士の光干渉による回折格子において一般的に生ずる虹色干渉が抑えられていると考えられる。これにより、装飾性に優れる青色を示すと考えられる。
【0019】
なお、図１では、第一凸部構造体１１は直方体として表し、第一凸部１２は潰れた球の一部として表したが、これらは模式的に表したに過ぎない。第一凸部構造体１１および第一凸部１２の形はこれに限らない。
【0020】
第一領域は、通常、稠密六方晶であるα相に帰属される（１０２）、（１１０）および（１０３）面に優先配向した結晶構造を含むか、あるいは、稠密六方晶であるα相に帰属される（１０２）、（１１０）および（１０３）面に優先配向した結晶構造と、体心立方晶であるβ相に帰属される（２００）面に優先配向した結晶構造とを含み、いずれの場合も、特に（１０３）面に強く優先配向した結晶構造を含む。これら結晶構造については、Ｘ線回折法により調べることができる。なお、Ｘ線回折法の測定方法については実施例において詳述する。
【0021】
また、第一領域は、通常、微量の炭素および酸素を含む。第一領域に含まれる元素の種類は、ＥＤＸにより調べることができる。なお、ＥＤＸの測定方法については実施例において詳述する。
【0022】
また、第一領域は、上述のように青色を示す。本明細書において、青色は、たとえば、ＲＧＢ測定値において、下記の条件を満たす場合をいう。したがって、第一領域についてＲ値、Ｇ値およびＢ値を測定した場合、通常この条件を満たす。なお、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値の測定方法については実施例において詳述する。
【0023】
青色の条件：Ｒ値とＧ値との差が３０以内であり、Ｂ値がＲ値よりも７０以上大きく、かつＢ値がＧ値よりも７０以上大きい。ここで、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値は、それぞれ０以上２５５以下の整数である。
【0024】
さらに、第一領域が青色を示すことは、反射率測定を行って確認することができる。すなわち、反射率測定を行うと、第一領域では、青色を示す波長（通常３４０～５００ｎｍ）の反射率が高い。
【0025】
また、第一領域は、領域の大きさが１００μｍ以上２５００μｍ以下であることが好ましい。なお、上記領域の大きさの測定方法については実施例において詳述する。第一領域の形状は、たとえば多角形である。多角形の辺の少なくとも一部が曲線である形状であってもよい。
【0026】
〔第二領域〕
上記チタン部材は、該チタン部材の表面に第二領域をさらに有する。第二領域は、ＡＦＭにより、ＪＩＳＢ０６０１およびＪＩＳＲ１６８３に準拠して測定し、第一方向に切り出して得られた断面プロファイルにおいて、後述する第二凸部構造体の上面に第一方向に沿って配列している第二凸部に対応する要素の長さが、第一領域について第一方向に切り出して得られた断面プロファイルにおける要素の長さよりも小さい。また、要素の高さが、第一領域について第一方向に切り出して得られた断面プロファイルにおける要素の高さよりも小さい。好ましくは、要素の長さが１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲にあり、要素の高さが５ｎｍ以上１３ｎｍ以下の範囲にある。具体的には、まず、実表面の測定断面曲線から、カットオフ値λsの位相補償形フィルタを適用してうねり成分を除去する。その後、最大高さ(最も高い山の高さ＋最も深い谷の深さ)、最小高さ(最も低い山の高さ＋最も浅い谷の深さ)を計測する。これらの値から上記要素の高さの範囲が得られる。また、一つの輪郭線要素長さの最大長さおよび最小長さを測定する。これらの値から上記要素の長さの範囲が得られる。ここで、第一方向は、走査型プローブ顕微鏡（原子間力顕微鏡（ＡＦＭ））に搭載されたマイクロスコープで観察される、規則的に入っている細い線に沿った方向である。したがって、表面に存在する複数の第二領域では、それぞれの実際の第一方向は、通常異なっている。なお、ＡＦＭによる測定条件については実施例において詳述する。
上記チタン部材は、該チタン部材の表面に第二領域をさらに有する。第二領域は、ＡＦＭにより、ＪＩＳＢ０６０１およびＪＩＳＲ１６８３に準拠して測定し、第一方向に切り出して得られた断面プロファイルにおいて、後述する第二凸部構造体の上面に第一方向に沿って配列している第二凸部に対応する要素の長さが、第一領域について第一方向に切り出して得られた断面プロファイルにおける要素の長さよりも小さい。また、要素の高さが、第一領域について第一方向に切り出して得られた断面プロファイルにおける要素の高さよりも小さい。好ましくは、要素の長さが１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲にあり、要素の高さが５ｎｍ以上１３ｎｍ以下の範囲にある。具体的には、まず、実表面の測定断面曲線から、カットオフ値λsの位相補償形フィルタを適用してうねり成分を除去する。その後、最大高さ(最も高い山の高さ＋最も深い谷の深さ)、最小高さ(最も低い山の高さ＋最も浅い谷の深さ)を計測する。これらの値から上記要素の高さの範囲が得られる。また、一つの輪郭線要素長さの最大長さおよび最小長さを測定する。これらの値から上記要素の長さの範囲が得られる。ここで、第一方向は、走査型プローブ顕微鏡（原子間力顕微鏡（ＡＦＭ））に搭載されたマイクロスコープで観察される、規則的に入っている細い線に沿った方向である。したがって、表面に存在する複数の第二領域では、それぞれの実際の第一方向は、通常異なっている。なお、ＡＦＭによる測定条件については実施例において詳述する。
【0027】
すなわち、ＡＦＭの上記測定結果は、上記チタン部材の表面が、下記のような特定の構造を有する第二領域を含むことに対応すると考えられる。図１は、チタン部材の表面構造を説明するための図である。上記チタン部材の第二領域２０では、第一方向に延在する第二凸部構造体２１が第一方向と直交する第二方向に複数配列されている。第二凸部構造体２１は、第二凸部構造体２１の上面に、第一方向に沿って、第一凸部１２が並んでいる間隔よりも狭い間隔Ｉ（好ましくは１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下の間隔Ｉ）で並んでいる第二凸部２２を有する。第二凸部の高さＨは、第一凸部の高さよりも低い（好ましくは５ｎｍ以上１３ｎｍ以下である）。
【0028】
また、第二領域は、ＡＦＭにより、上記のように測定し、第一方向と直交する第二方向に切り出して得られた断面プロファイルにおいて、要素の長さが数１００ｎｍ以上数１０００ｎｍ以下（好ましくは８２０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下）の範囲にあり、要素の高さが数１０ｎｍ以上数１００ｎｍ以下（好ましくは７０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下）の範囲にある。要素の長さおよび要素の高さは、第一方向に切り出して得られた断面プロファイルの場合と同様に求められる。
【0029】
すなわち、ＡＦＭの上記測定結果は、第二領域が、下記のような特定の構造をさらに有することに対応すると考えられる。第二方向に隣り合う第二凸部構造体２１は、数１００ｎｍ以上数１０００ｎｍ以下（好ましくは８２０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下）の間隔Ｉ’で並んでいる。第二凸部構造体２１は、第二凸部２２の高さを含む高さＨ’が、数１０ｎｍ以上数１００ｎｍ以下（好ましくは７５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下）である。
【0030】
第二領域は、第一方向に沿って上記断面プロファイルを示す（すなわち、第一方向に沿って上記特定の構造を有する）ため、装飾性に優れる白色を示すと考えられる。
【0031】
なお、図１では、第二凸部構造体２１は直方体として表し、第二凸部２２は潰れた球の一部として表したが、これらは模式的に表したに過ぎない。第二凸部構造体２１および第二凸部２２の形はこれに限らない。
【0032】
第二領域は、通常、稠密六方晶であるα相に帰属される（１０２）、（１１０）および（１０３）面に優先配向した結晶構造を含むか、あるいは、稠密六方晶であるα相に帰属される（１０２）、（１１０）および（１０３）面に優先配向した結晶構造と、体心立方晶であるβ相に帰属される（２００）面に優先配向した結晶構造とを含む。これら結晶構造については、Ｘ線回折法により調べることができる。なお、Ｘ線回折法の測定方法については実施例において詳述する。
【0033】
また、第二領域は、上述のように白色を示す。本明細書において、白色は、たとえば、ＲＧＢ測定値において、下記の条件を満たす場合をいう。したがって、第二領域についてＲ値、Ｇ値およびＢ値を測定した場合、通常この条件を満たす。なお、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値の測定方法については実施例において詳述する。
【0034】
白色の条件：Ｒ値、Ｇ値およびＢ値は、それぞれ１７０以上であり、Ｒ値とＧ値との差が５０以内であり、Ｇ値とＢ値との差が５０以内であり、Ｂ値とＲ値との差が５０以内である。ここで、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値は、それぞれ０以上２５５以下の整数である。
【0035】
また、第二領域は、領域の大きさは、第一領域と同程度であることが好ましい。なお、上記領域の大きさの測定方法については実施例において詳述する。第二領域の形状は、たとえば多角形である。多角形の辺の少なくとも一部が曲線である形状であってもよい。
【0036】
〔第三領域〕
上記チタン部材は、該チタン部材の表面に第三領域をさらに有する。第三領域は、ほぼ平坦な表面構造を有する。これは、ＡＦＭを用いて、ＪＩＳＢ０６０１およびＪＩＳＲ１６８３に準拠して測定を行うことにより確認できる。なお、ＡＦＭによる測定条件については実施例において詳述する。また、上記表面構造を有するため、グレー色、黒色などのその他の色（青色および白色以外の色）を示す。なお、本明細書において、その他の色をまとめて黒色ということがある。
上記チタン部材は、該チタン部材の表面に第三領域をさらに有する。第三領域は、ほぼ平坦な表面構造を有する。これは、ＡＦＭを用いて、ＪＩＳＢ０６０１およびＪＩＳＲ１６８３に準拠して測定を行うことにより確認できる。なお、ＡＦＭによる測定条件については実施例において詳述する。また、上記表面構造を有するため、グレー色、黒色などのその他の色（青色および白色以外の色）を示す。なお、本明細書において、その他の色をまとめて黒色ということがある。
【0037】
第三領域は、通常、稠密六方晶であるα相に帰属される（１０２）、（１１０）および（１０３）面に優先配向した結晶構造を含む。これら結晶構造については、Ｘ線回折法により調べることができる。なお、Ｘ線回折法の測定方法については実施例において詳述する。
【0038】
また、第三領域は、微量の炭素および酸素を含む。第三領域に含まれる元素の種類は、ＥＤＸにより調べることができる。なお、ＥＤＸの測定方法については実施例において詳述する。
【0039】
また、第三領域は、上述のようにグレー色、黒色などのその他の色を示す。したがって、第三領域についてＲ値、Ｇ値およびＢ値を測定した場合、通常上記青色の条件および上記白色の条件を満たさない。なお、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値の測定方法については実施例において詳述する。
【0040】
また、第三領域は、領域の大きさは、第一領域と同程度であることが好ましい。なお、上記領域の大きさの測定方法については実施例において詳述する。第三領域の形状は、たとえば多角形である。多角形の辺の少なくとも一部が曲線である形状であってもよい。
【0041】
チタン部材の上面（主面）において、第一領域、第二領域および第三領域の面積の割合は、特に限定されない。たとえば、第一領域、第二領域および第三領域の合計面積を１００％として、第一領域の面積割合は１％以上４８％以下、第二領域の面積割合は１％以上４８％以下、第三領域の面積割合は４％以上９８％以下である。
【0042】
ここで、チタン部材の発色の原理について、さらに詳しく説明する。まず、第一領域が青色に発色する原理について説明する。第一領域は、ＡＦＭ測定より、特定の高さ（たとえば４０～７０ｎｍ）の凹凸が特定のピッチ（たとえば３００～５００ｎｍ）で規則的に並んでいる。この凹凸構造およびピッチ間隔が青色を強く反射する要因となっていると推察される。
【0043】
凹凸構造のピッチは、青い光の波長と同程度である。ホイヘンスの原理より、ピッチよりも波長の長い光は回折を起こさなくなるため、相対的に青色反射が強くなる。このような回折格子の原理に基づく。光(白色光)の入射角度が大きくなると凹凸構造は光にとって平面とみなされるため、青色の反射は低下していく。
【0044】
また、凹凸一つの幅は光波長よりも小さいため、回折広がりを生じ広い角度範囲で青く見える。
【0045】
また、凹凸の配列は高さ方向、平面方向ともに乱雑さを含むので、凹凸同士の光干渉による回折格子において一般的に生ずる虹色干渉が起こらない。
【0046】
次に、第二領域が白色に発色する原理について説明する。第二領域は、ＡＦＭ測定より、特定の高さ（たとえば５～１３ｎｍの凹凸）が特定のピッチ（たとえば１００～２００ｎｍ）で規則的に並んでいる。凹凸構造のピッチは、可視光の波長（３８０～７８０ｎｍ）よりも短い。そのため、可視光領域全てにおいて回折は発生せずに全て乱反射されると考えられる。この乱反射により、チタンが本来有する屈折率および消衰係数による反射率よりも、高い反射が得られ、白く輝いて見える。可視光領域全てが乱反射するため白色の高い反射率が得られると推察される。
【0047】
また、チタン部材の表面構造（微細構造）の形成について、さらに詳しく説明する。青色を相対的に強く反射する微細構造(特定の高さの凹凸が特定のピッチで並んでいる構造）は、チタンのα相からβ相への相転移時に形成されると推察される。純チタンは室温でα相、稠密六法最密構造（ＨＣＰ）である。８８０℃以上ではβ相、面心立法格子構造（ＦＣＣ）へ相転移する。純チタンはこの相転移温度以上に加熱されると、昇温中に稠密六法最密構造（ＨＣＰ）から面心立法格子構造（ＦＣＣ）へ金属結晶のすべりが発生し、針状結晶が成長する。この滑り過程によって青色を相対的に強く反射する微細構造が形成されると推察される。そのため、単純に相転移温度以上に加熱しても上記のような微細構造を得ることは難しい。なお、微細構造を形成させる方法については後述する。
【0048】
白色結晶（第二領域）は、青色結晶（第一領域）がさらに熱量を吸収し、成長することで発生する。白色を強く反射する微細構造（特定の高さの凹凸が特定のピッチで規則的に並んでいる構造）は、最初に青色結晶相が形成されないと発現できない。また、白色結晶相がさらに成長すると、完全なβ相へ相転移して黒色結晶(第三領域)になると推察される。なお、黒色結晶は、反射の低い領域であり、チタン本来の色を示している。
【0049】
上記実施形態１に係るチタン部材は、第一領域、第二領域および第三領域を有しているが、これに限らない。チタン部材は、少なくとも第一領域を有していればよい。たとえば、チタン部材は、第一領域のみを有していてもよく、第一領域および第二領域のみを有していてもよく、第一領域および第三領域のみを有していてもよい。
【0050】
また、上記実施形態１に係るチタン部材の第一領域において、第一方向と直交する第二方向に切り出して得られた断面プロファイルにおいて、要素の長さおよび要素の高さが特定の数値範囲にある。すなわち、間隔Ｉ’および高さＨ’が特定の数値範囲にある。しかしながら、要素の長さおよび要素の高さの数値範囲は、上記数値範囲と異なっていてもよい。すなわち、間隔Ｉ’および高さＨ’の数値範囲は、上記数値範囲と異なっていてもよい。いいかえると、これらの数値範囲は、青色を示す範囲であればよい。
【0051】
また、上記実施形態１に係るチタン部材の第二領域において、第一方向と直交する第二方向に切り出して得られた断面プロファイルにおいて、要素の長さおよび要素の高さが特定の数値範囲にある。すなわち、間隔Ｉ’および高さＨ’が特定の数値範囲にある。しかしながら、要素の長さおよび要素の高さの数値範囲は、上記数値範囲と異なっていてもよい。すなわち、間隔Ｉ’および高さＨ’の数値範囲は、上記数値範囲と異なっていてもよい。いいかえると、これらの数値範囲は、白色を示す範囲であればよい。
【0052】
〔実施形態２〕
実施形態２に係るチタン部材について、実施形態１に係るチタン部材と同じ点については説明を省略し、異なる点について、以下に説明する。
実施形態２に係るチタン部材について、実施形態１に係るチタン部材と同じ点については説明を省略し、異なる点について、以下に説明する。
【0053】
実施形態２に係るチタン部材は、β合金またはα＋β合金を含む。
【0054】
チタン部材がβ合金またはα＋β合金を含む場合は、第一領域は、通常、体心立方晶であるβ相に帰属される（２００）面に優先配向した結晶構造を含む。
【0055】
チタン部材の上面（主面）において、第一領域、第二領域および第三領域の面積の割合は、特に限定されない。たとえば、第一領域、第二領域および第三領域の合計面積を１００％として、第一領域の面積割合は１％以上６２％以下、第二領域の面積割合は１％以上４８％以下、第三領域の面積割合は４％以上６８％以下である。
【0056】
＜チタン部材の製造方法＞
実施形態に係るチタン部材の製造方法は、チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が上記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、上記第一凸部構造体は、上記第一凸部構造体の上面に、上記第一方向に沿って数１００ｎｍの間隔で並んでいる第一凸部を有し、上記第一凸部の高さは、数１０ｎｍであるチタン部材の製造方法である。実施形態に係るチタン部材の製造方法は、たとえば、原料チタン部材を、減圧下で、室温から７３０℃以上９５０℃以下の温度Ｔ１まで昇温させて加熱する第一加熱工程と、第一加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔ１から、温度Ｔ１よりも大きく、かつ９００℃以上１１５０℃以下の温度Ｔ２まで、０．５時間以上８時間以下かけて昇温させて加熱する第二加熱工程と、第二加熱工程を経た原料チタン部材を、温度Ｔ２から、温度Ｔ２よりも低い温度まで降温させて冷却し、チタン部材を得る冷却工程とを含む。実施形態に係るチタン部材の製造方法としては、より具体的には、上述した実施形態１に係るチタン部材を製造する製造方法（実施形態１の製造方法）および上述した実施形態２に係るチタン部材を製造する製造方法（実施形態２の製造方法）が挙げられる。以下に、実施形態１の製造方法および実施形態２の製造方法について説明する。
実施形態に係るチタン部材の製造方法は、チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が上記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、上記第一凸部構造体は、上記第一凸部構造体の上面に、上記第一方向に沿って数１００ｎｍの間隔で並んでいる第一凸部を有し、上記第一凸部の高さは、数１０ｎｍであるチタン部材の製造方法である。実施形態に係るチタン部材の製造方法は、たとえば、原料チタン部材を、減圧下で、室温から７３０℃以上９５０℃以下の温度Ｔ１まで昇温させて加熱する第一加熱工程と、第一加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔ１から、温度Ｔ１よりも大きく、かつ９００℃以上１１５０℃以下の温度Ｔ２まで、０．５時間以上８時間以下かけて昇温させて加熱する第二加熱工程と、第二加熱工程を経た原料チタン部材を、温度Ｔ２から、温度Ｔ２よりも低い温度まで降温させて冷却し、チタン部材を得る冷却工程とを含む。実施形態に係るチタン部材の製造方法としては、より具体的には、上述した実施形態１に係るチタン部材を製造する製造方法（実施形態１の製造方法）および上述した実施形態２に係るチタン部材を製造する製造方法（実施形態２の製造方法）が挙げられる。以下に、実施形態１の製造方法および実施形態２の製造方法について説明する。
【0057】
〔実施形態１の製造方法〕
上記実施形態１に係るチタン部材の製造方法は、第一加熱工程、第二加熱工程および冷却工程を含む。
上記実施形態１に係るチタン部材の製造方法は、第一加熱工程、第二加熱工程および冷却工程を含む。
【0058】
図２は、チタン部材の製造方法を説明するための図である。具体的には、実線で示すように温度を制御する。第一加熱工程は、チタンの含有量が９９質量％以上である原料チタン部材を、減圧下で、室温（たとえば１０℃以上３０℃以下）から８００℃以上９５０℃以下の温度Ｔ１まで昇温させて加熱する。このように、温度Ｔ１（昇温開始温度、第一到達温度）はα相からβ相へ相転移する８００℃以上９５０℃以下が望ましい。温度Ｔ１が８００℃未満であると、結晶成長にあまり効果が見られないことがある。また、温度Ｔ１が９５０℃を超えると、青色結晶および白色結晶の量が減る傾向にある。ここで、原料チタン部材は、板状である。チタンの含有量が上記範囲にあると、軽く、低コストの部材が得られる。残部は、炭素、酸素、窒素、水素、鉄などである。原料チタン部材に含まれる元素の種類は、ＥＤＸにより調べることができる。また、酸素は、通常酸化チタンとして含まれる。具体的には、原料チタン部材として、ＪＩＳ１種、ＪＩＳ２種、ＪＩＳ３種またはＪＩＳ４種に相当する工業用純チタンを使用できる。
【0059】
また、第一加熱工程は減圧下で行うが、圧力は８．０×１０-3Ｐａ以下であることが好ましい。
【0060】
第二加熱工程は、第一加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔ１から、温度Ｔ１よりも大きく、かつ９５０℃以上１１５０℃以下の温度Ｔ２まで、０．５時間以上１５時間以下かけて、好ましくは０．５時間以上８時間以下かけて昇温させて加熱する。このように、温度Ｔ２（第二到達温度）は青色結晶のサイズをコントロールする上で重要な条件であり、９５０℃以上１１５０℃以下が望ましい。青色結晶のサイズを小さくしたい場合は、温度Ｔ２を９５０℃付近とすることが好ましく、青色結晶および白色結晶のサイズを大きくしたい場合は、温度Ｔ２を１１５０℃付近とすることが好ましい。９５０℃より低いと、結晶のサイズ全体が過度に小さくなることがある。また、１１５０℃より高いと、結晶が過度に成長し肥大化して、青色結晶および白色結晶ともに消失することがある。すなわち、反射の低い領域であり、チタン本来の色を示す黒色結晶になることがある。
【0061】
また、第二加熱工程は減圧下で行うが、圧力は８．０×１０-3Ｐａ以下であることが好ましい。
【0062】
また、第一加熱工程での加熱時間ＨＴ１（第一昇温時間）は、具体的には室温から温度Ｔ１になるまでにかかる時間であり、たとえば１時間以上３時間以下である。第二加熱工程での加熱時間ＨＴ２（第二昇温時間）は、具体的には温度Ｔ１から温度Ｔ２になるまでにかかる時間であり、たとえば０．５時間以上１５時間、好ましくは０．５時間以上８時間以下である。加熱時間ＨＴ２は、青色結晶および白色結晶を作製する上で最も重要な条件である。加熱時間ＨＴ２が小さすぎると、相転移によるすべりが急激に起こるため微細な凹凸構造を形成することが難しい。また、加熱時間ＨＴ２が８時間を超えても、得られる結晶に大きな差は見られない。
【0063】
具体的には、第二加熱工程での昇温速度Ｓ２は、第一加熱工程での昇温速度Ｓ１よりも小さい。なお、昇温速度Ｓ１（℃／時間）は、（温度Ｔ１－室温）／加熱時間ＨＴ１で求められ、昇温速度Ｓ２（℃／時間）は、（温度Ｔ２－温度Ｔ１）／加熱時間ＨＴ２で求められる。昇温速度Ｓ２が大きすぎると、相転移によるすべりが急激に起こるため微細な凹凸構造を形成することが難しい。
【0064】
冷却工程は、第二加熱工程を経た原料チタン部材を、温度Ｔ２から、温度Ｔ２よりも低い温度まで降温させて冷却する。好ましくは室温以上１５０℃以下の温度まで、たとえば１５０℃まで冷却する。このようにして、上記チタン部材が得られる。冷却工程における冷却速度は、β相に転移した結晶がα相に戻るための条件であり、できるだけ低速が望ましい。ゆっくり冷却しても急冷しても、青色結晶および白色結晶の形態に大きな変化は見られない。しかしながら、急冷した場合は、結晶の界面に鋸歯状(きょしじょう)の組織が現れる場合がある。このような組織が形成されても機械的性質はほとんど変化しないが、延性は低下するおそれがある。
【0065】
また、冷却工程は大気圧下で行うか、または減圧下で行う。減圧下で行う場合は、圧力は８．０×１０-3Ｐａ以下であることが好ましい。
【0066】
なお、ここで、チタン部材の製造方法は、チタンの含有量が９９質量％以上である原料チタン部材を、減圧下で、室温から８００℃以上９５０℃以下の温度Ｔ１まで加熱する第一加熱工程と、第一加熱工程を経た原料チタン部材を、温度Ｔ１から１１５０℃を超え１２００℃以下の温度Ｔ２まで、０．５時間以上５時間未満かけて加熱する第二加熱工程と、第二加熱工程を経た原料チタン部材を、温度Ｔ２から、温度Ｔ２よりも低い温度まで降温させて冷却し、チタン部材を得る冷却工程とを含んでいてもよい。
【0067】
温度Ｔ２が高い場合であっても、加熱時間ＨＴ２を短く調整することにより、青色を示すチタン部材が提供できる。
【0068】
上記実施形態１に係るチタン部材の製造方法は、第一加熱工程、第二加熱工程および冷却工程を含む。しかしながら、チタン部材の製造方法は、さらに、第一加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔ１で０．５時間以上３時間以下保持する第一保持工程と、第二加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔ２で０．５時間以上６時間以下保持する第二保持工程とを含んでもよい。この場合、第二加熱工程は、第一保持工程を経た原料チタン部材を加熱する。また、冷却工程は、第二保持工程を経た原料チタン部材を冷却し、チタン部材を得る。具体的には、図２において破線で示すように温度を制御してもよい。
【0069】
第二保持工程における保持時間ＫＴ２（第二保持時間）は、青色結晶および白色結晶のサイズ、相対比率ならびに表面全体の面状態を制御し得る条件である。保持時間を長くすると青色結晶から白色結晶への変化が起こり、保持時間を長くするほど白色結晶の割合が増加する傾向にある。保持時間をさらに長くすると、白色結晶から黒色結晶(βチタン)への相転移が起こる傾向にある。すなわち、チタン本来の反射色を示す傾向にある。また、第一保持工程における保持時間ＫＴ１（第一保持時間）も、青色結晶の量を多くするために適宜調整することができる。
【0070】
また、第一保持工程および第二保持工程は減圧下で行うが、圧力は８．０×１０-3Ｐａ以下であることが好ましい。
【0071】
上記実施形態１に係るチタン部材の製造方法は、第一保持工程および第二保持工程のいずれかを含んでいる製造方法であってもよい。
【0072】
以上のように、青色結晶および白色結晶の量は、昇温速度Ｓ２と温度Ｔ２（第二到達温度）との兼ね合いで制御できる。たとえば、加熱時間ＨＴ２が長い（昇温速度Ｓ２が小さい）場合は、第二保持工程での保持時間ＫＴ２を短くすることが好ましい。このように、求める結晶割合によって条件を適宜設定することが好ましい。
【0073】
上記実施形態１に係るチタン部材の製造方法は、さらに、以下のような製造方法であってもよい。なお、上述した製造方法と同様の条件については説明を省略する。これらの製造方法を採用した場合も、青色を示すチタン部材が提供できる。
【0074】
上記チタン部材の製造方法は、加熱工程、保持工程および冷却工程を含んでいてもよい。図３は、チタン部材の製造方法を説明するための図である。具体的には、実線で示すように温度を制御する。加熱工程は、チタンの含有量が９９質量％以上である原料チタン部材を、減圧下で、室温から９００℃以上１０５０℃以下の温度Ｔまで加熱する。保持工程は、加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔで１時間以上８時間以下保持する。冷却工程は、保持工程を経た原料チタン部材を、温度Ｔから、温度Ｔよりも低い温度まで降温させて冷却する。好ましくは室温以上１５０℃以下の温度まで、たとえば１５０℃まで冷却する。このようにして、上記チタン部材が得られる。
【0075】
なお、ここで、チタン部材の製造方法は、チタンの含有量が９９質量％以上である原料チタン部材を、減圧下で、室温から１０５０℃を超え１１００℃以下の温度Ｔまで加熱する第一加熱工程と、第一加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔで１時間以上３時間未満保持する第一保持工程を含んでいてもよい。
【0076】
温度Ｔが高い場合であっても、保持時間を短く調整することにより、青色を示すチタン部材が提供できる。
【0077】
上述した到達温度、加熱時間および保持時間などの条件は、青色を相対的に強く反射する微細構造または白色を強く反射する微細構造を作製するための一例である。たとえば、第一到達温度から第二到達温度までを直線ではなく、昇温および降温を繰り返しながら第二到達温度に到達するようないわゆるギザギザ昇温パターンであってもよい。また、第二到達温度についても、たとえば１０５０℃まで昇温し、その後８５０℃まで温度を下げて保持するなどのパターンであってもよい。
【0078】
すなわち、上記チタン部材の製造方法は、チタンの含有量が９９質量％以上である原料チタン部材を、減圧下で、室温から８５０℃まで昇温させて加熱する第一加熱工程と、第一加熱工程を経た原料チタン部材を、８５０℃以上１１００℃以下の温度範囲で昇温および降温を繰り返して加熱する第二加熱工程とを含んでいてもよい。ここで、第二加熱工程での昇温速度および降温速度は、第一加熱工程での昇温速度よりも小さいことが好ましい。第二加熱工程において、１０５０℃を超える保持時間は３時間未満であることが好ましい。
【0079】
〔実施形態２の製造方法〕
実施形態２に係るチタン部材の製造方法について、実施形態１に係るチタン部材の製造方法と同じ点については説明を省略し、異なる点について、以下に説明する。
実施形態２の製造方法では、原料チタン部材として、β合金またはα＋β合金を含む原料チタン部材を用いる。また、第一加熱工程において、温度Ｔ１は、７３０℃以上９５０℃以下であり、第二加熱工程において、温度Ｔ２は、温度Ｔ１よりも大きく、かつ９００℃以上１１５０℃以下である。このように、温度Ｔ１および温度Ｔ２の下限値が、実施形態１の製造方法よりも低い。これは、原料チタン部材がβ合金またはα＋β合金を含み、これらは、実施形態１の製造方法に用いる原料チタン部材よりも、転移温度が低いためである。
実施形態２に係るチタン部材の製造方法について、実施形態１に係るチタン部材の製造方法と同じ点については説明を省略し、異なる点について、以下に説明する。
実施形態２の製造方法では、原料チタン部材として、β合金またはα＋β合金を含む原料チタン部材を用いる。また、第一加熱工程において、温度Ｔ１は、７３０℃以上９５０℃以下であり、第二加熱工程において、温度Ｔ２は、温度Ｔ１よりも大きく、かつ９００℃以上１１５０℃以下である。このように、温度Ｔ１および温度Ｔ２の下限値が、実施形態１の製造方法よりも低い。これは、原料チタン部材がβ合金またはα＋β合金を含み、これらは、実施形態１の製造方法に用いる原料チタン部材よりも、転移温度が低いためである。
【0080】
実施形態２の製造方法においても、実施形態１の製造方法と同様に、たとえば、第一到達温度（温度Ｔ１）から第二到達温度（温度Ｔ２）までを直線ではなく、昇温および降温を繰り返しながら第二到達温度（温度Ｔ２）に到達するようないわゆるギザギザ昇温パターンであってもよい。この場合、実施形態２の製造方法においては、さらに、上記チタン部材の製造方法は、原料チタン部材を、減圧下で、室温から７３０℃以上９５０℃以下の間の温度Ｔ１まで昇温させて加熱する第一加熱工程と、第一加熱工程を経た原料チタン部材を、７３０℃以上１１００℃以下の温度範囲で昇温および降温を繰り返し、温度Ｔ２まで加熱する第二加熱工程とを含んでいてもよい。
【0081】
上記実施形態に係るチタン部材は、板状であり、その上面（主面）に第一領域を有している。しかしながら、チタン部材は、たとえば、棒状、多面体状、筒状、球状など他の形状であってもよい。また、チタン部材は、チタン部材の表面の少なくとも一部に第一領域を有していればよい。
【0082】
上記実施形態に係るチタン部材は、さらに、第一領域を有する面に、被膜が設けられていてもよい。被膜としては、高い明度を有するＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の白色貴金属膜、金色を呈するＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の金属窒化物膜、ピンク色からブラウン色を呈するＴｉＣＮ、ＺｒＣＮ、ＨｆＣＮ、ＴｉＯＮ、ＺｒＯＮ、ＨｆＯＮ等の金属炭窒化物膜および金属酸窒化物膜、黒色を呈するダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜などが挙げられる。被膜の厚さは、青色がより美しく見えるため、０．０２μｍ以上２．０μｍ以下であることが好ましい。なお、上記チタン部材では、上述した原理によって青色が発色するため、被膜が設けられていても、キラキラとした青色が視認できる。また、被膜は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法などによって形成することができる。
【0083】
＜装飾品＞
実施形態に係る装飾品は、上記チタン部材を含む。装飾品としては、時計；眼鏡、アクセサリーなどの装身具；スポーツ用品などの装飾部材が挙げられる。より具体的には、時計の構成部品の一部、たとえば外装部品が挙げられる。時計は、光発電時計、熱発電時計、標準時電波受信型自己修正時計、機械式時計、一般の電子式時計のいずれであってもよい。このような時計は、上記チタン部材を用いて公知の方法により製造される。
実施形態に係る装飾品は、上記チタン部材を含む。装飾品としては、時計；眼鏡、アクセサリーなどの装身具；スポーツ用品などの装飾部材が挙げられる。より具体的には、時計の構成部品の一部、たとえば外装部品が挙げられる。時計は、光発電時計、熱発電時計、標準時電波受信型自己修正時計、機械式時計、一般の電子式時計のいずれであってもよい。このような時計は、上記チタン部材を用いて公知の方法により製造される。
【0084】
以上より、本発明は以下に関する。
［１］ チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が前記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、前記第一凸部構造体は、前記第一凸部構造体の上面に、前記第一方向に沿って数１００ｎｍの間隔で並んでいる第一凸部を有し、前記第一凸部の高さは、数１０ｎｍである、チタン部材。
［２］ チタンの含有量が９９質量％以上であるチタン部材であって、上記チタン部材は、上記チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が上記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、上記第一凸部構造体は、上記第一凸部構造体の上面に、上記第一方向に沿って数１００ｎｍの間隔で並んでいる第一凸部を有し、上記第一凸部の高さは、数１０ｎｍである、チタン部材。
［３］ β合金またはα＋β合金を含む、［１］に記載のチタン部材。
［４］ 上記第二方向に隣り合う上記第一凸部構造体は、上記第一凸部が並んでいる間隔よりも広い間隔で並んでおり、上記第一凸部構造体は、上記第一凸部を含む高さが上記第一凸部の高さよりも高い、［１］～［３］のいずれか一つに記載のチタン部材。
［５］ 上記第一領域は、稠密六方晶であるα相に帰属される（１０２）、（１１０）および（１０３）面に優先配向した結晶構造を含むか、あるいは、稠密六方晶であるα相に帰属される（１０２）、（１１０）および（１０３）面に優先配向した結晶構造と、体心立方晶であるβ相に帰属される（２００）面に優先配向した結晶構造とを含む、［２］に記載のチタン部材。
［６］ 上記第一領域は、ＲＧＢ測定値において、Ｒ値とＧ値との差が３０以内であり、Ｂ値がＲ値よりも７０以上大きく、かつＢ値がＧ値よりも７０以上大きい（ここで、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値は、それぞれ０以上２５５以下の整数である。）、［１］～［５］のいずれか一つに記載のチタン部材。
［７］ 上記第一領域は、領域の大きさが１００μｍ以上２５００μｍ以下である、［１］～［６］のいずれか一つに記載のチタン部材。
上記［１］～［７］のチタン部材は、装飾性に優れた青色を示す。
［８］ 上記チタン部材は、上記チタン部材の表面に、第一方向に延在する第二凸部構造体が上記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第二領域をさらに有し、上記第二凸部構造体は、上記第二凸部構造体の上面に、上記第一方向に沿って、上記第一凸部が並んでいる間隔よりも狭い間隔で並んでいる第二凸部を有し、上記第二凸部の高さは、上記第一凸部の高さよりも低い、［１］～［７］のいずれか一つに記載のチタン部材。
上記［８］のチタン部材は、装飾性に優れた青色とともに、装飾性に優れた白色を示す。
［９］ チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が上記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、上記第一凸部構造体は、上記第一凸部構造体の上面に、上記第一方向に沿って数１００ｎｍの間隔で並んでいる第一凸部を有し、上記第一凸部の高さは、数１０ｎｍであるチタン部材の製造方法であって、原料チタン部材を、減圧下で、室温から７３０℃以上９５０℃以下の温度Ｔ１まで昇温させて加熱する第一加熱工程と、第一加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔ１から、温度Ｔ１よりも大きく、かつ９００℃以上１１５０℃以下の温度Ｔ２まで、０．５時間以上８時間以下かけて昇温させて加熱する第二加熱工程と、第二加熱工程を経た原料チタン部材を、温度Ｔ２から、温度Ｔ２よりも低い温度まで降温させて冷却し、チタン部材を得る冷却工程とを含む、チタン部材の製造方法。
［１０］ チタンの含有量が９９質量％以上であるチタン部材であり、上記チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が上記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、上記第一凸部構造体は、上記第一凸部構造体の上面に、上記第一方向に沿って数１００ｎｍの間隔で並んでいる第一凸部を有し、上記第一凸部の高さは、数１０ｎｍであるチタン部材の製造方法であって、チタンの含有量が９９質量％以上である原料チタン部材を、減圧下で、室温から８００℃以上９５０℃以下の温度Ｔ１まで昇温させて加熱する第一加熱工程と、第一加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔ１から、温度Ｔ１よりも大きく、かつ９５０℃以上１１５０℃以下の温度Ｔ２まで、０．５時間以上８時間以下かけて昇温させて加熱する第二加熱工程と、第二加熱工程を経た原料チタン部材を、温度Ｔ２から、温度Ｔ２よりも低い温度まで降温させて冷却し、チタン部材を得る冷却工程とを含む、チタン部材の製造方法。
［１１］ 上記チタン部材は、β合金またはα＋β合金を含み、上記原料チタン部材は、β合金またはα＋β合金を含む、［９］に記載のチタン部材の製造方法。
［１２］ さらに、第一加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔ１で０．５時間以上３時間以下保持する第一保持工程を含み、上記第二加熱工程は、第一保持工程を経た原料チタン部材を加熱する、［９］～［１１］のいずれか一つに記載のチタン部材の製造方法。
［１３］ さらに、第二加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔ２で０．５時間以上６時間以下保持する第二保持工程を含み、上記冷却工程は、第二保持工程を経た原料チタン部材を冷却し、チタン部材を得る、［９］～［１２］のいずれか一つに記載のチタン部材の製造方法。
［１４］ 上記第二加熱工程は、昇温および降温を繰り返して加熱する、［９］～［１１３］のいずれか一つのいずれか一つに記載のチタン部材の製造方法。
［１５］ チタンの含有量が９９質量％以上であるチタン部材であり、上記チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が上記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、上記第一凸部構造体は、上記第一凸部構造体の上面に、上記第一方向に沿って数１００ｎｍの間隔で並んでいる第一凸部を有し、上記第一凸部の高さは、数１０ｎｍであるチタン部材の製造方法であって、チタンの含有量が９９質量％以上である原料チタン部材を、減圧下で、室温から９００℃以上１１００℃以下の温度Ｔまで昇温させて加熱する第一加熱工程第一加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔで１時間以上８時間以下保持する第一保持工程を含み、第一保持工程を経た原料チタン部材を、温度Ｔから、温度Ｔよりも低い温度まで降温させて冷却し、チタン部材を得る冷却工程とを含む、チタン部材の製造方法。
上記［９］～［１５］のチタン部材の製造方法によれば、装飾性に優れた青色を示すチタン部材が得られる。
［１６］ ［１］～［８］のいずれか一つに記載のチタン部材を含む装飾品。
上記［１６］の装飾品は、装飾性に優れた青色を示す。
［１］ チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が前記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、前記第一凸部構造体は、前記第一凸部構造体の上面に、前記第一方向に沿って数１００ｎｍの間隔で並んでいる第一凸部を有し、前記第一凸部の高さは、数１０ｎｍである、チタン部材。
［２］ チタンの含有量が９９質量％以上であるチタン部材であって、上記チタン部材は、上記チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が上記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、上記第一凸部構造体は、上記第一凸部構造体の上面に、上記第一方向に沿って数１００ｎｍの間隔で並んでいる第一凸部を有し、上記第一凸部の高さは、数１０ｎｍである、チタン部材。
［３］ β合金またはα＋β合金を含む、［１］に記載のチタン部材。
［４］ 上記第二方向に隣り合う上記第一凸部構造体は、上記第一凸部が並んでいる間隔よりも広い間隔で並んでおり、上記第一凸部構造体は、上記第一凸部を含む高さが上記第一凸部の高さよりも高い、［１］～［３］のいずれか一つに記載のチタン部材。
［５］ 上記第一領域は、稠密六方晶であるα相に帰属される（１０２）、（１１０）および（１０３）面に優先配向した結晶構造を含むか、あるいは、稠密六方晶であるα相に帰属される（１０２）、（１１０）および（１０３）面に優先配向した結晶構造と、体心立方晶であるβ相に帰属される（２００）面に優先配向した結晶構造とを含む、［２］に記載のチタン部材。
［６］ 上記第一領域は、ＲＧＢ測定値において、Ｒ値とＧ値との差が３０以内であり、Ｂ値がＲ値よりも７０以上大きく、かつＢ値がＧ値よりも７０以上大きい（ここで、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値は、それぞれ０以上２５５以下の整数である。）、［１］～［５］のいずれか一つに記載のチタン部材。
［７］ 上記第一領域は、領域の大きさが１００μｍ以上２５００μｍ以下である、［１］～［６］のいずれか一つに記載のチタン部材。
上記［１］～［７］のチタン部材は、装飾性に優れた青色を示す。
［８］ 上記チタン部材は、上記チタン部材の表面に、第一方向に延在する第二凸部構造体が上記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第二領域をさらに有し、上記第二凸部構造体は、上記第二凸部構造体の上面に、上記第一方向に沿って、上記第一凸部が並んでいる間隔よりも狭い間隔で並んでいる第二凸部を有し、上記第二凸部の高さは、上記第一凸部の高さよりも低い、［１］～［７］のいずれか一つに記載のチタン部材。
上記［８］のチタン部材は、装飾性に優れた青色とともに、装飾性に優れた白色を示す。
［９］ チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が上記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、上記第一凸部構造体は、上記第一凸部構造体の上面に、上記第一方向に沿って数１００ｎｍの間隔で並んでいる第一凸部を有し、上記第一凸部の高さは、数１０ｎｍであるチタン部材の製造方法であって、原料チタン部材を、減圧下で、室温から７３０℃以上９５０℃以下の温度Ｔ１まで昇温させて加熱する第一加熱工程と、第一加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔ１から、温度Ｔ１よりも大きく、かつ９００℃以上１１５０℃以下の温度Ｔ２まで、０．５時間以上８時間以下かけて昇温させて加熱する第二加熱工程と、第二加熱工程を経た原料チタン部材を、温度Ｔ２から、温度Ｔ２よりも低い温度まで降温させて冷却し、チタン部材を得る冷却工程とを含む、チタン部材の製造方法。
［１０］ チタンの含有量が９９質量％以上であるチタン部材であり、上記チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が上記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、上記第一凸部構造体は、上記第一凸部構造体の上面に、上記第一方向に沿って数１００ｎｍの間隔で並んでいる第一凸部を有し、上記第一凸部の高さは、数１０ｎｍであるチタン部材の製造方法であって、チタンの含有量が９９質量％以上である原料チタン部材を、減圧下で、室温から８００℃以上９５０℃以下の温度Ｔ１まで昇温させて加熱する第一加熱工程と、第一加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔ１から、温度Ｔ１よりも大きく、かつ９５０℃以上１１５０℃以下の温度Ｔ２まで、０．５時間以上８時間以下かけて昇温させて加熱する第二加熱工程と、第二加熱工程を経た原料チタン部材を、温度Ｔ２から、温度Ｔ２よりも低い温度まで降温させて冷却し、チタン部材を得る冷却工程とを含む、チタン部材の製造方法。
［１１］ 上記チタン部材は、β合金またはα＋β合金を含み、上記原料チタン部材は、β合金またはα＋β合金を含む、［９］に記載のチタン部材の製造方法。
［１２］ さらに、第一加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔ１で０．５時間以上３時間以下保持する第一保持工程を含み、上記第二加熱工程は、第一保持工程を経た原料チタン部材を加熱する、［９］～［１１］のいずれか一つに記載のチタン部材の製造方法。
［１３］ さらに、第二加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔ２で０．５時間以上６時間以下保持する第二保持工程を含み、上記冷却工程は、第二保持工程を経た原料チタン部材を冷却し、チタン部材を得る、［９］～［１２］のいずれか一つに記載のチタン部材の製造方法。
［１４］ 上記第二加熱工程は、昇温および降温を繰り返して加熱する、［９］～［１１３］のいずれか一つのいずれか一つに記載のチタン部材の製造方法。
［１５］ チタンの含有量が９９質量％以上であるチタン部材であり、上記チタン部材の表面に、第一方向に延在する第一凸部構造体が上記第一方向と直交する第二方向に複数配列されている第一領域を有し、上記第一凸部構造体は、上記第一凸部構造体の上面に、上記第一方向に沿って数１００ｎｍの間隔で並んでいる第一凸部を有し、上記第一凸部の高さは、数１０ｎｍであるチタン部材の製造方法であって、チタンの含有量が９９質量％以上である原料チタン部材を、減圧下で、室温から９００℃以上１１００℃以下の温度Ｔまで昇温させて加熱する第一加熱工程第一加熱工程を経た原料チタン部材を、減圧下で、温度Ｔで１時間以上８時間以下保持する第一保持工程を含み、第一保持工程を経た原料チタン部材を、温度Ｔから、温度Ｔよりも低い温度まで降温させて冷却し、チタン部材を得る冷却工程とを含む、チタン部材の製造方法。
上記［９］～［１５］のチタン部材の製造方法によれば、装飾性に優れた青色を示すチタン部材が得られる。
［１６］ ［１］～［８］のいずれか一つに記載のチタン部材を含む装飾品。
上記［１６］の装飾品は、装飾性に優れた青色を示す。
【0085】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0086】
［実施例］
＜分析方法および評価方法＞
〔色調、領域のサイズおよび領域の面積割合〕
色調、領域のサイズ（結晶のサイズ）ならびに第一領域および第二領域の面積割合について、評価にはマイクロスコープ（株式会社キーエンス製、製品名ＶＨＸ－５０００）を用いた。測定は、白色光リング照明の落射方式を用いて、倍率２０倍にて実施し、画像を得た。
＜分析方法および評価方法＞
〔色調、領域のサイズおよび領域の面積割合〕
色調、領域のサイズ（結晶のサイズ）ならびに第一領域および第二領域の面積割合について、評価にはマイクロスコープ（株式会社キーエンス製、製品名ＶＨＸ－５０００）を用いた。測定は、白色光リング照明の落射方式を用いて、倍率２０倍にて実施し、画像を得た。
【0087】
上記画像について、閾値を明度１００～２５５に設定した。こうすることで第一領域および第二領域のみが抽出された。具体的には、黒色部以外(白色および青色)の結晶領域のみが抽出された。これより、第一領域および第二領域の合計の面積割合（％）を求めた。
さらに、閾値に彩度２５～２５５、色相１３０～１８５を追加設定した。こうすることで第一領域（青色の結晶領域）のみが抽出された。これより、第一領域の面積割合（％）を求めた。また、第一領域および第二領域の合計の面積割合（％）から、第一領域の面積割合（％）を引いて、第二領域の面積割合（％）を求めた。
さらに、閾値に彩度２５～２５５、色相１３０～１８５を追加設定した。こうすることで第一領域（青色の結晶領域）のみが抽出された。これより、第一領域の面積割合（％）を求めた。また、第一領域および第二領域の合計の面積割合（％）から、第一領域の面積割合（％）を引いて、第二領域の面積割合（％）を求めた。
【0088】
また、抽出された第一領域（青色の結晶領域）を任意に１０点以上測定し、それぞれのＲＧＢ値を得た後、これらＲＧＢ値の平均値を求めた。得られたＲＧＢ値の平均値は、下記の条件を満たしていた。
青色の条件：Ｒ値とＧ値との差が３０以内であり、Ｂ値がＲ値よりも７０以上大きく、かつＢ値がＧ値よりも７０以上大きい。ここで、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値は、それぞれ０以上２５５以下の整数である。
さらに、抽出された第二領域（白色の結晶領域）を任意に１０点以上測定し、それぞれのＲＧＢ値を得た後、これらＲＧＢ値の平均値を求めた。得られたＲＧＢ値の平均値は、下記の条件を満たしていた。
白色の条件：Ｒ値、Ｇ値およびＢ値がそれぞれ１７０以上であり、Ｒ値とＧ値との差、Ｇ値とＢ値との差およびＢ値とＲ値との差がそれぞれ５０以内である。ここで、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値は、それぞれ０以上２５５以下の整数である。
青色の条件：Ｒ値とＧ値との差が３０以内であり、Ｂ値がＲ値よりも７０以上大きく、かつＢ値がＧ値よりも７０以上大きい。ここで、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値は、それぞれ０以上２５５以下の整数である。
さらに、抽出された第二領域（白色の結晶領域）を任意に１０点以上測定し、それぞれのＲＧＢ値を得た後、これらＲＧＢ値の平均値を求めた。得られたＲＧＢ値の平均値は、下記の条件を満たしていた。
白色の条件：Ｒ値、Ｇ値およびＢ値がそれぞれ１７０以上であり、Ｒ値とＧ値との差、Ｇ値とＢ値との差およびＢ値とＲ値との差がそれぞれ５０以内である。ここで、Ｒ値、Ｇ値およびＢ値は、それぞれ０以上２５５以下の整数である。
【0089】
領域のサイズは、マイクロスコープ画像を用いて測定した。具体的には、一つの第一領域又は第二領域において、長手方向(最大径)、短手方向(最小径)の２点を測定し、その平均値を求めた。１０ヶ所以上の第一領域又は第二領域について同様にして平均値を求め、これらの平均値をさらに平均して、領域のサイズとした。なお、第一領域が得られないサンプルについては、第二領域のみについて上記と同様にして領域のサイズを求めた。
【0090】
評価基準を以下のように定め、サンプルの評価を行った。
０：青色結晶（第一領域）、白色結晶（第二領域）ともに全く得られない。
１：青色結晶または白色結晶が得られ、領域のサイズが１ｍｍ（１０００μｍ）未満。
２：青色結晶または白色結晶が得られ、領域のサイズが１ｍｍ（１０００μｍ）以上１．５ｍｍ(１５００μｍ) 未満。
３：青色結晶または白色結晶が得られ、領域のサイズが１．５ｍｍ（１５００μｍ）以上であり、かつ第一領域および第二領域の合計の面積割合が１０％未満。
４：青色結晶または白色結晶が得られ、領域のサイズが１．５ｍｍ（１５００μｍ）以上であり、かつ第一領域および第二領域の合計の面積割合が１０％以上２０％未満。
５：青色結晶または白色結晶が得られ、領域のサイズが１．５ｍｍ（１５００μｍ）以上であり、かつ第一領域および第二領域の合計の面積割合が２０％以上。
０：青色結晶（第一領域）、白色結晶（第二領域）ともに全く得られない。
１：青色結晶または白色結晶が得られ、領域のサイズが１ｍｍ（１０００μｍ）未満。
２：青色結晶または白色結晶が得られ、領域のサイズが１ｍｍ（１０００μｍ）以上１．５ｍｍ(１５００μｍ) 未満。
３：青色結晶または白色結晶が得られ、領域のサイズが１．５ｍｍ（１５００μｍ）以上であり、かつ第一領域および第二領域の合計の面積割合が１０％未満。
４：青色結晶または白色結晶が得られ、領域のサイズが１．５ｍｍ（１５００μｍ）以上であり、かつ第一領域および第二領域の合計の面積割合が１０％以上２０％未満。
５：青色結晶または白色結晶が得られ、領域のサイズが１．５ｍｍ（１５００μｍ）以上であり、かつ第一領域および第二領域の合計の面積割合が２０％以上。
【0091】
〔表面形状観察および元素分析〕
表面形状観察は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（カールツァイスマイクロスコピー株式会社製、製品名Ｇｅｍｉｎｉ３００）を用いて行った。ＳＥＭ分析条件は、加速電圧１５ｋＶ、ＳＥＭ倍率１万倍とした。また、走査型電子顕微鏡で特定した箇所の元素分析についてはエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）（ＢＲＵＫＥＲ社製）を用いた。分析条件は、加速電圧３ｋＶとした。
表面形状観察は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（カールツァイスマイクロスコピー株式会社製、製品名Ｇｅｍｉｎｉ３００）を用いて行った。ＳＥＭ分析条件は、加速電圧１５ｋＶ、ＳＥＭ倍率１万倍とした。また、走査型電子顕微鏡で特定した箇所の元素分析についてはエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）（ＢＲＵＫＥＲ社製）を用いた。分析条件は、加速電圧３ｋＶとした。
【0092】
〔微細形状測定〕
微細形状測定は、走査型プローブ顕微鏡（原子間力顕微鏡、ＡＦＭ）（ＢＲＵＫＥＲ社製、製品名Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｉｃｏｎ）を用いて行った。測定位置は、マイクロスコープ像およびＳＥＭ像で特定した位置とした。測定は以下の条件で行った。
モード：大気中、タッピングモード（ダイナミックモード）、カンチレバー：ＲＴＥＳＰ３００ｋＨｚ、バネ定数４０Ｎ/ｍ、走査周波数：１Ｈｚ、０．５Ｈｚ。
第一領域について、得られた実表面の測定断面曲線（第一方向に切り出して得られた断面プロファイル）から、カットオフ値λsの位相補償形フィルタを適用してうねり成分を除去した。その後、最大高さ(最も高い山の高さ＋最も深い谷の深さ)、最小高さ(最も低い山の高さ＋最も浅い谷の深さ)を計測した。これらの値から要素の高さの範囲を得た。また、一つの輪郭線要素長さの最大長さおよび最小長さを測定した。これらの値から要素の長さの範囲を得た。ここで、第一方向は、走査型プローブ顕微鏡（原子間力顕微鏡（ＡＦＭ））に搭載されたマイクロスコープで観察される、規則的に入っている細い線に沿った方向とした。また、第一方向と直交する第二方向に切り出して得られた断面プロファイルにおいても、要素の長さの範囲および要素の高さの範囲を同様に求めた。
また、第二領域についても、得られた実表面の測定断面曲線（第一方向に切り出して得られた断面プロファイル）から、要素の長さの範囲および要素の高さの範囲を同様に求めた。
微細形状測定は、走査型プローブ顕微鏡（原子間力顕微鏡、ＡＦＭ）（ＢＲＵＫＥＲ社製、製品名Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｉｃｏｎ）を用いて行った。測定位置は、マイクロスコープ像およびＳＥＭ像で特定した位置とした。測定は以下の条件で行った。
モード：大気中、タッピングモード（ダイナミックモード）、カンチレバー：ＲＴＥＳＰ３００ｋＨｚ、バネ定数４０Ｎ/ｍ、走査周波数：１Ｈｚ、０．５Ｈｚ。
第一領域について、得られた実表面の測定断面曲線（第一方向に切り出して得られた断面プロファイル）から、カットオフ値λsの位相補償形フィルタを適用してうねり成分を除去した。その後、最大高さ(最も高い山の高さ＋最も深い谷の深さ)、最小高さ(最も低い山の高さ＋最も浅い谷の深さ)を計測した。これらの値から要素の高さの範囲を得た。また、一つの輪郭線要素長さの最大長さおよび最小長さを測定した。これらの値から要素の長さの範囲を得た。ここで、第一方向は、走査型プローブ顕微鏡（原子間力顕微鏡（ＡＦＭ））に搭載されたマイクロスコープで観察される、規則的に入っている細い線に沿った方向とした。また、第一方向と直交する第二方向に切り出して得られた断面プロファイルにおいても、要素の長さの範囲および要素の高さの範囲を同様に求めた。
また、第二領域についても、得られた実表面の測定断面曲線（第一方向に切り出して得られた断面プロファイル）から、要素の長さの範囲および要素の高さの範囲を同様に求めた。
【0093】
〔結晶性測定〕
結晶性測定（色調違いによる結晶の配向性測定）は、Ｘ線回折装置（ＲＩＧＡＫＵ製、製品名ＳｍａｒｔＬａｂ）を用いて行った。測定は以下の条件で行った。
全体定性分析条件 Ｘ線出力：４０ｋＶ、３０ｍＡ、スキャン軸：２θ／θ、スキャン範囲：５～１２０°、０．０２ステップ、ソーラースリット：５ｄｅｇ、長手制限スリット：１５ｍｍ。
微小部定性分析条件 Ｘ線出力：４０ｋＶ、３０ｍＡ、スキャン軸：２θ／θ、スキャン範囲：５～１２０°、０．０２ステップ、ソーラースリット：２．５ｄｅｇ、長手制限スリット：１５ｍｍ。
結晶性測定（色調違いによる結晶の配向性測定）は、Ｘ線回折装置（ＲＩＧＡＫＵ製、製品名ＳｍａｒｔＬａｂ）を用いて行った。測定は以下の条件で行った。
全体定性分析条件 Ｘ線出力：４０ｋＶ、３０ｍＡ、スキャン軸：２θ／θ、スキャン範囲：５～１２０°、０．０２ステップ、ソーラースリット：５ｄｅｇ、長手制限スリット：１５ｍｍ。
微小部定性分析条件 Ｘ線出力：４０ｋＶ、３０ｍＡ、スキャン軸：２θ／θ、スキャン範囲：５～１２０°、０．０２ステップ、ソーラースリット：２．５ｄｅｇ、長手制限スリット：１５ｍｍ。
【0094】
［実施例１］
真空熱処理装置として、１．０×１０－５Ｐａ以下の高真空まで排気できる拡散ポンプを備えており、装置内のヒーターにて処理物を加熱できる装置を用いた。
真空熱処理装置として、１．０×１０－５Ｐａ以下の高真空まで排気できる拡散ポンプを備えており、装置内のヒーターにて処理物を加熱できる装置を用いた。
【0095】
サンプル１の製造では、まず、＃８００研磨したＪＩＳ２種の原料チタン部材である純チタン板材を真空熱処理装置の炉内にセットし、２．０Ｅ－４Ｐａまで排気した。その後、図３および表１に示す条件で、加熱工程、保持工程および冷却工程を行った。具体的には、室温から８８０℃まで１時間かけて昇温し、８８０℃で３時間保持し、１５０℃まで３時間かけて降温した。このようにして、サンプル１を得た。
【0096】
サンプル２～１１の製造では、表１に示すように、加熱時間ＨＴ（昇温時間）、温度Ｔ（到達温度）、保持時間ＫＴおよび冷却時間（温度Ｔから１５０℃まで降温にかかった時間）を変化させた。
【0097】
【表1】
【0098】
代表的な写真を図４Ａ～図４Ｄに示す。すなわち、図４Ａは、実施例１、サンプル３の顕微鏡写真である。図４Ｂは、実施例１、サンプル６の顕微鏡写真である。図４Ｃは、実施例１、サンプル８の顕微鏡写真である。図４Ｄは、実施例１、サンプル１０の顕微鏡写真である。
【0099】
表１には、サンプル１～１１の評価結果も合わせて示した。サンプル１～１０より、結晶のサイズは、高温になるほど、また、保持時間が長くなるほど明らかに大きくなることが理解される。
【0100】
９００℃の低温では、青色および白色に見える結晶が基板全体に満遍なく広がっているが、サイズが小さく目視ではほとんど視認できない。温度を上げていくほど結晶のサイズは大きくなったが、１１００℃で３時間保持すると結晶全体が黒色化し(チタン本来の色となり)、青色結晶および白色結晶は全く得られなかった。また、高温になるほど基板全体でまばらに結晶が出現した。
【0101】
サンプル６は、サンプル１～１０の間で最も高い結晶量が得られた。結晶のサイズは１２５０μｍ程度であったが、チタン板材上に比較的万遍なく結晶が得られた。青く反射している結晶の色調は、平均でＲ１２９Ｇ１４５Ｂ２３１であり、白く反射している結晶の色調は平均でＲ２１２Ｇ２０７Ｂ２０７であった。
【0102】
また、サンプル８について、青色および黒色を呈する結晶部のＥＤＳによる元素分析を実施した。すなわち、図５Ａは、実施例１、サンプル８の第一領域のＥＤＳスペクトルである。図５Ｂは、実施例１、サンプル８の第三領域のＥＤＳスペクトルである。図５Ａおよび図５Ｂより、検出された元素はＴｉ、Ｃ、Ｏであり、元素量に違いは見られず、Ｏは、チタンの酸化物として存在していることが分かった。
【0103】
実施例１のような単純な熱処理条件下では、比較的サイズの小さな青色結晶および白色結晶が得られた。
【0104】
［実施例２］
サンプル１２の製造では、まず、＃８００研磨したＪＩＳ２種の原料チタン部材である純チタン板材を真空熱処理炉内にセットし、２．０Ｅ－４Ｐａまで排気した。その後、図２および表２に示す条件で、第一加熱工程、第二加熱工程および冷却工程を行った。具体的には、室温から８５０℃まで１時間かけて昇温し、８５０℃から１２００℃まで５時間かけて昇温し、１２００℃から１５０℃まで３時間かけて降温した。このようにして、サンプル１２を得た。
サンプル１２の製造では、まず、＃８００研磨したＪＩＳ２種の原料チタン部材である純チタン板材を真空熱処理炉内にセットし、２．０Ｅ－４Ｐａまで排気した。その後、図２および表２に示す条件で、第一加熱工程、第二加熱工程および冷却工程を行った。具体的には、室温から８５０℃まで１時間かけて昇温し、８５０℃から１２００℃まで５時間かけて昇温し、１２００℃から１５０℃まで３時間かけて降温した。このようにして、サンプル１２を得た。
【0105】
サンプル１３～５０の製造では、表２に示すように、適宜、第一保持工程および第二保持工程も行った。具体的には、サンプル１３～５０の製造では、図２および表２に示すように、加熱時間ＨＴ１（第一昇温時間）、温度Ｔ１（昇温開始温度、第一到達温度）、保持時間ＫＴ１（第一保持時間）、加熱時間ＨＴ２（第二昇温時間）、温度Ｔ２（第二到達温度）、保持時間ＫＴ２（第二保持時間）、および冷却時間（温度Ｔ２から１５０℃まで降温にかかった時間）を変化させた。
【0106】
【表2-1】
【0107】
【表2-2】
【0108】
代表的な写真を図６Ａ～図６Ｊに示す。すなわち、図６Ａは、実施例２、サンプル１２の顕微鏡写真である。図６Ｂは、実施例２、サンプル１５の顕微鏡写真である。図６Ｃは、実施例２、サンプル２３の顕微鏡写真である。図６Ｄは、実施例２、サンプル２４の顕微鏡写真である。図６Ｅは、実施例２、サンプル２８の顕微鏡写真である。図６Ｆは、実施例２、サンプル３４の顕微鏡写真である。図６Ｇは、実施例２、サンプル４１の顕微鏡写真である。図６Ｈは、実施例２、サンプル４５の顕微鏡写真である。図６Ｉは、実施例２、サンプル４９の顕微鏡写真である。図６Ｊは、実施例２、サンプル５０の顕微鏡写真である。
【0109】
表２には、サンプル１２～５０の評価結果も合わせて示した。サンプル１２、１３のように、第二到達温度１２００℃まで加熱を行うと、青色結晶、白色結晶を通り抜けて結晶全体が大きくなり、黒色(チタン本来の色)となった。１２００℃までを３時間で昇温した場合は、α相からβ相に転移するときに発生する針状結晶が僅かに残り青色結晶が残ったと考えられた。
【0110】
サンプル１４～１８のように、第二到達温度１１５０℃まで加熱を行うと、第二到達温度１２００℃までと同様に、黒色優位の状態であった。しかしながら、サンプル１７のように、第二昇温時間が１時間と短い場合は、青色結晶が８％まで上昇し、全体の結晶量は１０％となった。サンプル１８は、第二保持時間を０時間から１時間とした以外はサンプル１７と同条件であるが、結晶量が大幅に低下し黒色優位であった。この結果から、第二昇温時間により青色結晶が成長し、また、第二到達温度での第二保持時間により青色結晶から白色結晶、黒色へと変化するため、第二昇温時間、第二到達温度および第二保持時間の兼ね合いが重要な要因であることが理解された。
【0111】
サンプル１９～３１は、第二到達温度を１１００℃とした場合である。第二到達温度を１１００℃にした場合は、１２００℃、１１５０℃と比較して結晶量の合計が明らかに増加した。サンプル１９、２０、２５は、第一昇温時間および第一到達温度の違いである。サンプル２０は、サンプル１９よりも結晶量の合計が少なくなっている。これは、第一到達温度が９００℃であり、チタンの相転移温度８８５℃を超えた温度になっていることが要因と考えられる。また、サンプル２０は、８８５℃を超えた温度での滞在時間が長かったことで結晶量が低下したと考えられる。サンプル２５は、第一到達温度が８５０℃であり、相転移温度８８５℃よりも低いため、８５０℃から１１００℃に昇温する際に青色結晶が安定的に増加したと考えられる。
【0112】
サンプル２０、２７、２８は、第二保持時間の違いである。１１００℃の温度条件では、第二保持時間が長くなるほど結晶量は減少した。
【0113】
サンプル１９、２３、２４は、第二昇温時間の違いである。第二到達温度が１１００℃では、第二昇温時間が２時間のときに結晶量が２７％と最も大きい。第二昇温時間が長くなるにつれて結晶量は低下傾向にある。
【0114】
サンプル３０、３１は、第一到達温度が８００℃で、第一保持時間が０時間および３時間の違いである。相転移温度８８５℃よりも低い温度条件であるため、結晶量に変化は見られなかった。第一到達温度は、相転移温度８８５℃以下が望ましい。
【0115】
サンプル２５、２６は、急冷の有無による差である。結晶量に大きな差は見られなかった。
【0116】
第二到達温度が１１５０℃の場合、第二昇温時間を２時間程度にすることで青色結晶を増やすことができる。一方、青色結晶から変化して現れる白色結晶の量はあまり増加しない。
【0117】
サンプル３５～４８は、第二到達温度を１０５０℃とした場合である。１０５０℃では全体的に結晶量が増える結果となった。結晶量を安定的に確保するためには、１０５０℃前後が最適であると考えられる。
【0118】
サンプル３５～３８では、第二昇温時間を３～１５時間まで変化させた。第二昇温時間を長くしていくと青色結晶量は低下していき、白色結晶が僅かに増加する傾向が見られた。８時間および１５時間で大きな差が見られないことから、８時間以内が適当と考えられる。
【0119】
サンプル３５、４４、４５は、第二昇温時間を３時間として第二保持時間を変化させた場合である。第二保持時間を長くしていくと青色結晶から白色結晶への転移が発生し白色結晶量が増加した。
【0120】
サンプル４６、４７は、第一到達温度が８５０℃で、第一保持時間が０時間および３時間の違いである。チタンの相転移温度８８５℃以下であるため、結晶量に大きな変化は見られなかった。
【0121】
サンプル４６、４８は、冷却時間が３時間および０．５時間(急冷)の違いである。結晶量に大きな変化は見られなかった。
【0122】
サンプル５０は、第二到達温度を１０２０℃とした場合である。第二昇温時間を８時間とすることで青色結晶が２３％となった。しかしながら、第二到達温度が１０２０℃と低いことから、結晶のサイズは１２７１μｍと比較的小さくなった。
【0123】
代表的な走査型電子顕微鏡像を図７Ａ～図７Ｃに示す。すなわち、図７Ａは、実施例２、サンプル２４の第一領域－１の走査型電子顕微鏡像である。図７Ｂは、実施例２、サンプル２４の第二領域の走査型電子顕微鏡像である。図７Ｃは、実施例２、サンプル２４の第三領域の走査型電子顕微鏡像である。図７Ａ～図７Ｃは、図６Ｄにおける第一領域－１、第二領域および第三領域の走査型電子顕微鏡像にそれぞれ対応する。青色結晶部（第一領域－１）は非常に細かい鱗のような棚が規則的に階段状に配列した微細構造が確認された。白色結晶部（第二領域）は青色結晶部よりも棚の形状が大きくなり同じように階段状に配列した構造が確認された。黒色部（第三領域）では棚の名残は見えるものの、明確な結晶構造は確認されず、ほぼ平面であった。
【0124】
この棚構造をさらに詳しく調べるため、走査型プローブ顕微鏡を用いた微細形状分析を実施した。走査型電子顕微鏡像と走査型プローブ顕微鏡像とは、完全に同じ位置を測定できているわけではないが、おおよそ同位置を測定している。すなわち、図８Ａ、図９Ａは、実施例２、サンプル２４の第一領域－１のＡＦＭ写真である。図８Ｂ、図９Ｂは、実施例２、サンプル２４の第一領域－１のＡＦＭ断面プロファイルである。具体的には、図８Ｂは、図８Ａ中の白線（第一方向）に沿って切り出して得られた断面プロファイルである。また、図９Ｂは、図９Ａ中の白線（第一方向と直交する第二方向）に沿って切り出して得られた断面プロファイルである。図１０Ａ、図１１Ａは、実施例２、サンプル２４の第二領域のＡＦＭ写真である。図１０Ｂ、図１１Ｂは、実施例２、サンプル２４の第二領域のＡＦＭ断面プロファイルである。具体的には、図１０Ｂは、図１０Ａ中の白線（第一方向）に沿って切り出して得られた断面プロファイルである。また、図１１Ｂは、図１１Ａ中の白線（第一方向と直交する第二方向）に沿って切り出して得られた断面プロファイルである。図１２Ａ、図１３Ａは、実施例２、サンプル２４の第三領域のＡＦＭ写真である。図１２Ｂ、図１３Ｂは、実施例２、サンプル２４の第三領域のＡＦＭ断面プロファイルである。具体的には、図１２Ｂは、図１２Ａ中の白線（第一方向）に沿って切り出して得られた断面プロファイルである。また、図１３Ａ中の白線（第一方向と直交する第二方向）に沿って切り出して得られた断面プロファイルである。
【0125】
青色結晶部における第一凸部に対応する要素の高さは、図８Ｂに図示するように各ピークの高さに相当し、第一凸部に対応する要素の長さは、ピーク間の距離に相当する。すなわち、各ピークの高さは、図１の第一凸部１２の高さＨに対応し、ピーク間の長さは、第一凸部１２の間隔Ｉに対応する。各ピークの高さは、おおよそ数１０ｎｍ（１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下）の範囲であり、ピーク間の距離は、数１００ｎｍ（１００ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下）の範囲で規則的に並んでいた（第一方向に切り出して得られた断面プロファイルより）。青色結晶部の高さは、４０ｎｍ以上～７０ｎｍ以下の範囲に含まれるものが多く、ピッチは、３００ｎｍ以上～５００ｎｍ以下の範囲に含まれるものが多い。この凹凸構造およびピッチ間隔が青色を強く反射する要因となっていると推察された。凹凸構造のピッチ（３００～５００ｎｍ）と青い光の波長とは同程度である。ホイヘンスの原理より、ピッチよりも波長の長い光は回折を起こさなくなるため、相対的に青色反射が強くなる回折格子の原理に基づくと考えられる。また、凹凸一つの幅が光波長よりも小さいため、回折広がりを生じ広い角度範囲で青く見える。さらに凹凸の配列が高さ方向、平面方向ともに乱雑さを含むので、異なる凹凸同士の光干渉による一般的な回折格子のような虹色干渉を防いでいると考えられる。
また、第二方向に切り出して得られた断面プロファイルは、青色結晶部における第一凸部構造体に対応する要素の高さと間隔の長さを示し、第一凸部を含む第一凸部構造体に対応する要素の高さが、図９Ｂのピークの高さに相当し、要素の長さが、ピーク間の距離に相当する。すなわち、各ピークの高さは、図１の第一凸部を含む第一凸部構造体１１の高さＨ’に対応し、ピーク間の長さは、第一凸部構造体１１の間隔Ｉ’に対応する。図９Ｂに示すように、第一凸部を含む第一凸部構造体の高さに対応する要素の高さが、図８Ｂで示した第一凸部に対応する要素の高さよりも高く、ピッチ（第一凸部構造体の間隔に対応する要素の長さ）が第一凸部に対応する要素の間隔よりも広い間隔で並んでいる。図９Ｂに示されるように、要素の長さは６５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲に含まれるものが多く、要素の高さは７５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の範囲に含まれるものが多い。
また、第二方向に切り出して得られた断面プロファイルは、青色結晶部における第一凸部構造体に対応する要素の高さと間隔の長さを示し、第一凸部を含む第一凸部構造体に対応する要素の高さが、図９Ｂのピークの高さに相当し、要素の長さが、ピーク間の距離に相当する。すなわち、各ピークの高さは、図１の第一凸部を含む第一凸部構造体１１の高さＨ’に対応し、ピーク間の長さは、第一凸部構造体１１の間隔Ｉ’に対応する。図９Ｂに示すように、第一凸部を含む第一凸部構造体の高さに対応する要素の高さが、図８Ｂで示した第一凸部に対応する要素の高さよりも高く、ピッチ（第一凸部構造体の間隔に対応する要素の長さ）が第一凸部に対応する要素の間隔よりも広い間隔で並んでいる。図９Ｂに示されるように、要素の長さは６５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲に含まれるものが多く、要素の高さは７５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の範囲に含まれるものが多い。
【0126】
図１０Ｂに図示するように、白色結晶部は、第二凸部の高さ（要素の高さ）５～１３ｎｍの凹凸が１００～２００ｎｍのピッチ（第二凸部である要素の長さ）で規則的に並んでいた。凹凸構造が１００～２００ｎｍのピッチ構造は可視光（３８０～７８０ｎｍ）よりも短い。そのため、可視光領域全てにおいて回折は発生せずに全て乱反射される。この乱反射によりチタンが本来持つ屈折率および消衰係数による反射率よりも高い反射が得られ、白く輝いて見える。可視光領域全てが乱反射するため、白色の高い反射率が得られると推察される。
なお、図１１Ｂより、白色結晶部では、第二方向に隣り合う第二凸部構造体は、数１００ｎｍ以上数１０００ｎｍ以下（多くは８２０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下）の間隔Ｉで並んでいた。第二凸部構造体は、第二凸部の高さを含む高さが、数１０ｎｍ以上数１００ｎｍ以下（多くは７５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下）であった。
なお、図１１Ｂより、白色結晶部では、第二方向に隣り合う第二凸部構造体は、数１００ｎｍ以上数１０００ｎｍ以下（多くは８２０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下）の間隔Ｉで並んでいた。第二凸部構造体は、第二凸部の高さを含む高さが、数１０ｎｍ以上数１００ｎｍ以下（多くは７５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下）であった。
【0127】
黒色部は、どの領域を測定してもほぼ平坦な表面構造となっており、光による回折や散乱は起こさず、チタンが本来持っている反射色になっていると考えられる。上記に示す青色結晶部および白色結晶部が、チタン本来の反射色よりも明るく光を反射するため、黒く観察されたと考えられる。
【0128】
このように青色の反射および白色の反射が観察されるのは、上記微細構造がチタン表面上に形成されたことが主因である。この微細構造は、第一到達温度、第二昇温時間、第二到達温度、第二保持時間等のコントロールによって生成される。
【0129】
サンプル２４について、Ｘ線回折測定によって、青色結晶部（第一領域－１、第一領域－２、図６Ｄ参照）、白色結晶部（第二領域）および黒色結晶部（第三領域）それぞれの結晶配向性を調べた。すなわち、図１４は、実施例２、サンプル２４のＸＲＤスペクトルである。図１４には、比較として熱処理前のブランクチタンの測定結果も合わせて示した。
【0130】
青色結晶部（第一領域－１）は、稠密六方晶であるα相に帰属される(１０３)面、(１０２)面、(１１０)面、(１００)面の順に優先配向していた。白色がかった青色結晶部（第一領域－２）は、稠密六方晶であるα相に帰属される(１０３)面、(１０２)面、体心立方晶であるβ相に帰属される（２００）面の順に優先配向していた。白色結晶部（第二領域）は、α相に帰属される(１０２)面、β相に帰属される（２００）面、α相に帰属される(１０３)面、(１１０)面の順に優先配向しており、青色結晶部の配向パターンによく似ていた。黒色結晶部（第三領域）は、α相に帰属される(１０２)面、(１１０)面、(１０３)面、(２０３)面の順に優先配向していた。結晶の配向性から、純チタンのα相から温度を上げていくと青色を示す結晶が得られ、保持時間または到達温度を上げることによって、青色結晶から白色結晶および黒色結晶へと変化していくと考えられる。
【0131】
［実施例３］
サンプル５１～５６の製造では、まず、＃８００研磨したＪＩＳ２種の原料チタン部材である純チタン板材を真空熱処理炉内にセットし、２．０Ｅ－４Ｐａまで排気した。その後、以下の熱処理条件を行った。すなわち、サンプル５１～５６の製造では、昇温および降温を繰り返す熱処理パターンを用いた。次いで、１５０℃まで冷却を行った。
サンプル５１～５６の製造では、まず、＃８００研磨したＪＩＳ２種の原料チタン部材である純チタン板材を真空熱処理炉内にセットし、２．０Ｅ－４Ｐａまで排気した。その後、以下の熱処理条件を行った。すなわち、サンプル５１～５６の製造では、昇温および降温を繰り返す熱処理パターンを用いた。次いで、１５０℃まで冷却を行った。
【0132】
サンプル５１：室温から８５０℃まで８５ｍｉｎかけて昇温→８５０℃から９５０℃まで１ｈかけて昇温→９５０℃から９００℃まで０．５ｈかけて降温→９００℃から１０００℃まで１ｈかけて昇温→１０００℃から９５０℃まで０．５ｈかけて降温→９５０℃から１０５０℃まで１ｈかけて昇温→１０５０℃から１０００℃まで０．５ｈかけて降温→１０００℃から１１００℃まで１ｈかけて昇温。
【0133】
サンプル５２：室温から８５０℃まで８５ｍｉｎかけて昇温→８５０℃から９５０℃まで１ｈかけて昇温→９５０℃から９００℃まで０．５ｈかけて降温→９００℃から１０００℃まで１ｈかけて昇温→１０００℃から９５０℃まで０．５ｈかけて降温→９５０℃から１０５０℃まで１ｈかけて昇温→１０５０℃から１０００℃まで０．５ｈかけて降温→１０００℃から１１００℃まで１ｈかけて昇温→１１００℃から１０５０℃まで０．５ｈかけて降温→１０５０℃で０．５ｈ保持。
【0134】
サンプル５３：室温から８５０℃まで８５ｍｉｎかけて昇温→８５０℃から９５０℃まで１ｈかけて昇温→９５０℃から９００℃まで０．５ｈかけて降温→９００℃から１０００℃まで１ｈかけて昇温→１０００℃から９５０℃まで０．５ｈかけて降温→９５０℃から１０５０℃まで１ｈかけて昇温→１０５０℃から１０００℃まで０．５ｈかけて降温→１０００℃から１１００℃まで１ｈかけて昇温→１１００℃から１０５０℃まで０．５ｈかけて降温→１０５０℃で１ｈ保持。
【0135】
サンプル５４：室温から８５０℃まで８５ｍｉｎかけて昇温→８５０℃から９５０℃まで１ｈかけて昇温→９５０℃から８５０℃まで０．５ｈかけて降温→８５０℃から１０００℃まで１ｈかけて昇温→１０００℃から８５０℃まで０．５ｈかけて降温→８５０℃から１０５０℃まで１ｈかけて昇温→１０５０℃から８５０℃まで０．５ｈかけて降温→８５０℃から１１００℃まで１ｈかけて昇温。
【0136】
サンプル５５：室温から８５０℃まで８５ｍｉｎかけて昇温→８５０℃から９５０℃まで１ｈかけて昇温→９５０℃から９００℃まで０．５ｈかけて降温→９００℃から１０００℃まで１ｈかけて昇温→１０００℃から９５０℃まで０．５ｈかけて降温→９５０℃から１０５０℃まで１ｈかけて昇温→１０５０℃で１ｈ保持。
【0137】
サンプル５６：室温から８５０℃まで８５ｍｉｎかけて昇温→８５０℃から９５０℃まで１ｈかけて昇温→９５０℃から９００℃まで０．５ｈかけて降温→９００℃から１０００℃まで１ｈかけて昇温→１０００℃から９５０℃まで０．５ｈかけて降温→９５０℃から１０５０℃まで１ｈかけて昇温→１０５０℃で０．５ｈ保持。
【0138】
【0139】
表３には、サンプル５１～５６の評価結果を示した。
【0140】
【表3】
【0141】
昇温をギザギザに繰り返すことで青色結晶が飛躍的に増加した。青色結晶は昇温時に起こる相転移によって形成されると考えられる。このため、温度が一定でなく常に変動しているような条件下により、結晶量がさらに増加すると考えられる。
【0142】
［参考例１］
サンプル５７、５８の製造では、まず、＃８００研磨したＪＩＳ２種の純チタン板材を真空熱処理炉内にセットし、２．０Ｅ－４Ｐａまで排気した。その後、以下の熱処理条件を行った。次いで、１５０℃まで冷却を行った。
サンプル５７、５８の製造では、まず、＃８００研磨したＪＩＳ２種の純チタン板材を真空熱処理炉内にセットし、２．０Ｅ－４Ｐａまで排気した。その後、以下の熱処理条件を行った。次いで、１５０℃まで冷却を行った。
【0143】
サンプル５７：室温から２００℃まで昇温→２００℃から１０００℃まで０．５ｈかけて昇温→１０００℃で１ｈ保持→１０００℃から５００℃まで０．５ｈかけて降温→５００℃で１６ｈ保持。
【0144】
サンプル５８：室温から２００℃まで昇温→２００℃から１２００℃まで０．５ｈかけて昇温→１２００℃で２ｈ保持→１２００℃から５００℃まで０．７かけて降温→５００℃で１６ｈ保持。
【0145】
表４には、サンプル５７、５８の評価結果を示した。
【0146】
【表4】
【0147】
サンプル５７は、青色結晶、白色結晶ともに確認されたが、結晶のサイズは１１０８μｍと小さく、結晶量も少ない。この熱処理条件は、実施例１のサンプル７の条件と近く、結果もほぼ同じであった。５００℃での保持は、結晶量の増加にほとんど効果がないと考えられる。
【0148】
サンプル５８は、１２００℃まで温度を上げているため、青色結晶、白色結晶どちらも完全に消失した。この熱処理条件は、実施例２のサンプル１２の条件と近く、結果も同じであった。５００℃での保持は結晶量の増加にほとんど効果がないと考えられる。
【0149】
＜分析方法およびその結果＞
〔反射率測定〕
第一領域（青色結晶部）の反射率測定は、図１６に示す反射率測定に用いた微小部光強度測定器を用いて実施した。この微小部光強度測定器は、試料を保持するとともに固定板に設けられた回転ステージと、ファイバを保持する回転ステージとを有している。試料で反射した光はファイバを経由して積分球及び分光器に導波される。本測定においては、レンズを用いてφ１ｍｍに絞った光源からの入射光を試料（青色結晶部）に照射し、試料から反射した光を積分球にて積算、分光器によって波長毎の強度を測定した。次いで標準白色板を同様の方法にて測定し、青色結晶部の光強度を標準白色板で得られた光強度で除して反射率とした。
〔反射率測定〕
第一領域（青色結晶部）の反射率測定は、図１６に示す反射率測定に用いた微小部光強度測定器を用いて実施した。この微小部光強度測定器は、試料を保持するとともに固定板に設けられた回転ステージと、ファイバを保持する回転ステージとを有している。試料で反射した光はファイバを経由して積分球及び分光器に導波される。本測定においては、レンズを用いてφ１ｍｍに絞った光源からの入射光を試料（青色結晶部）に照射し、試料から反射した光を積分球にて積算、分光器によって波長毎の強度を測定した。次いで標準白色板を同様の方法にて測定し、青色結晶部の光強度を標準白色板で得られた光強度で除して反射率とした。
【0150】
図１７は、実施例２、サンプル２４の第一領域について反射率測定の結果を示す図である。得られた反射率より、青色を示す３４０～５００ｎｍが強く反射していることが理解される。また同第一領域（青色結晶部）について、キーエンス製ＶＨＸ－５０００マイクロスコープによる色の測定を実施したところ、Ｒ１０３、Ｇ１２２、Ｂ２３６の値が得られた。
【0151】
［実施例４］
真空熱処理装置として、１．０×１０－５Ｐａ以下の高真空まで排気できる拡散ポンプを備えており、装置内のヒーターにて処理物を加熱できる装置を用いた。
真空熱処理装置として、１．０×１０－５Ｐａ以下の高真空まで排気できる拡散ポンプを備えており、装置内のヒーターにて処理物を加熱できる装置を用いた。
【0152】
サンプル５９の製造では、まず、＃８００研磨したβ合金である原料チタン部材の１５－３－３－３βチタン（Ｔｉ－１５Ｖ－３Ｃｒ－３Ｓｎ－３Ａｌ合金）を含むチタン板材を真空熱処理装置の炉内にセットし、２．０Ｅ－４Ｐａまで排気した。その後、以下の昇温および降温を繰り返す熱処理条件を行った。なお、サンプル５５と同じ熱処理条件である。次いで、１５０℃まで冷却を行った。このようにして、サンプル５９を得た。
【0153】
サンプル５９：室温から８５０℃まで８５ｍｉｎかけて昇温→８５０℃から９５０℃まで１ｈかけて昇温→９５０℃から９００℃まで０．５ｈかけて降温→９００℃から１０００℃まで１ｈかけて昇温→１０００℃から９５０℃まで０．５ｈかけて降温→９５０℃から１０５０℃まで１ｈかけて昇温→１０５０℃で１ｈ保持。
【0154】
サンプル６０の製造では、β合金であるＤＡＴ５１βチタン（Ｔｉ－２２Ｖ－４ａｌ合金）を含むチタン板材を用いた以外は、サンプル５９と同様にして、サンプル６０を得た。また、サンプル６１の製造では、α＋β合金であるＳＰ－７００α＋βチタン（Ｔｉ－４．５Ａｌ－３Ｖ－２Ｍｏ－２Ｆｅ合金）を含むチタン板材を用いた以外は、サンプル５９と同様にして、サンプル６１を得た。
【0155】
図１８は、実施例４、サンプル５９の顕微鏡写真である。図１９は、実施例４、サンプル６０の顕微鏡写真である。図２０は、実施例４、サンプル６１の顕微鏡写真である。何れの合金においても青色結晶が得られ、純チタンと比較し、青色結晶が多い。結晶サイズは全体的に小さく、１５００μｍまで到達しなかったが、青色結晶の割合は非常に高かった。さらにチタンの含有量が９９質量％以上である純チタンのチタン部材の場合は表面全体にシワのような結晶界面が生成するが、β合金、α＋β合金のチタン部材の場合は、そのような結晶界面のシワがほとんど発生せず、研磨されたミラー状態のまま青色が形成され、より綺麗な青色結晶を呈した。このような結晶界面のシワが抑制される原因は不明だが、純チタンのようにα相からβ相へ転移するときに発生するすべりによる結晶界面が、β合金やα＋β合金では元々β相があることですべりが少なくなったからではないかと推察する。あるいはβ相安定型金属であるＶやＭｏの存在が高温での変形能を抑制した可能性も考えられる。表５に結晶サイズ、結晶割合および評価結果を示した。
【0156】
【表5】
【0157】
［実施例５］
β合金、α＋β合金のチタンは添加元素の影響で総じて相転移温度が純チタンよりも低い。たとえばβ合金の１５－３－３－３βチタンの相転移温度は７６０℃である。そこで熱処理工程の温度Ｔ１を７３０℃とし、到達温度を１１００℃に変更した以下の熱処理条件を行った。すなわち、以下の熱処理条件を行った以外は、サンプル５９～６１と同様にして、それぞれサンプル６２～６４を得た。
β合金、α＋β合金のチタンは添加元素の影響で総じて相転移温度が純チタンよりも低い。たとえばβ合金の１５－３－３－３βチタンの相転移温度は７６０℃である。そこで熱処理工程の温度Ｔ１を７３０℃とし、到達温度を１１００℃に変更した以下の熱処理条件を行った。すなわち、以下の熱処理条件を行った以外は、サンプル５９～６１と同様にして、それぞれサンプル６２～６４を得た。
【0158】
サンプル６２～６４：室温から７３０℃まで８５ｍｉｎかけて昇温→７３０℃から８５０℃まで１ｈかけて昇温→８５０℃から８００℃まで０．５ｈかけて降温→８００℃から９００℃まで１ｈかけて昇温→９００℃から８５０℃まで０．５ｈかけて降温→８５０℃から９５０℃まで１ｈかけて昇温→９５０℃から９００℃まで０．５ｈかけて降温→９００℃から１０００℃まで１ｈかけて昇温→１０００℃から９５０℃まで０．５ｈかけて降温→９５０℃から１０５０℃まで１ｈかけて昇温→１０５０℃から１０００℃まで０．５ｈかけて降温→１０００℃から１１００℃まで１ｈかけて昇温。
【0159】
図２１は、実施例５、サンプル６２の顕微鏡写真である。図２２は、実施例５、サンプル６３の顕微鏡写真である。図２３は、実施例５、サンプル６４の顕微鏡写真である。サンプル５９～６１の熱処理条件と比較し、明らかに結晶サイズが増大し青色結晶量も上昇した。結晶面のシワも少なく、青色結晶に関しては純チタンよりもさらに綺麗な表面を呈した。表６に結晶サイズ、結晶割合および評価結果を示した。
【0160】
【表6】
【0161】
図２４は、実施例５、サンプル６２のＸＲＤスペクトルである。図２５は、実施例５、サンプル６２のβ合金の原料チタン部材（１５－３－３－３βチタンを含むチタン板材）のＸＲＤスペクトルである。熱処理前のβチタンは３９°付近の〈１１０〉面、５６°付近の〈２００〉面、７０°付近の〈２１１〉面に配向した結晶構造を示す。一方、熱処理後は５６°付近の〈２００〉面のみに優先配向した結晶構造を示す。このような〈２００〉面に優先配向する構造が青色結晶構造を示す結晶パターンであると考えられる。
【0162】
以上の結果より、純チタン以外でも結晶模様を作成できることが分った。
【符号の説明】
【0163】
１０ 第一領域
１１ 第一凸部構造体
１２ 第一凸部
２０ 第二領域
２１ 第二凸部構造体
２２ 第二凸部
１１ 第一凸部構造体
１２ 第一凸部
２０ 第二領域
２１ 第二凸部構造体
２２ 第二凸部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図6F】
【図6G】
【図6H】
【図6I】
【図6J】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】