JP3300576B2 - 球状希土類酸化物の製造方法 - Google Patents
球状希土類酸化物の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は蛍光体原料として有
用な球状希土類酸化物の製造方法に関するものである。
用な球状希土類酸化物の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】希土類酸化物は蛍光ランプ、CRT などの
蛍光体の原料として用いられているが、蛍光体としては
粒子の形状が球状に近いほど塗布性能、発光効率共に良
く、球状希土類酸化物粒子に対する要望は強い。蛍光体
は一般に希土類酸化物と蛍光体の種類によって必要な他
の元素（Ｓ、Ｐ、Ｓi 、Ｂ、Ａl 等）の原料および融剤
とを粉体で混合して焼成して得られるが、希土類酸化物
の粒子が球状であればそれを使って得られ蛍光体の粒子
も大部分が球状になる。特開平３−271117号公報、特開
平３−271118号公報には、反応温度を20℃以下に保つこ
とで球状希土類蓚酸塩粒子が得られ、それを焼成するこ
とで球状希土類酸化物が得られることが開示されてい
る。しかしこれらの実施例は全て濾別した蓚酸塩の沈殿
を、付着水分を除去する目的でメタノールで洗浄してい
るが、工業化を考えた場合、作業環境面、また排水公害
対策としてメタノールを流出させないための回収再生の
コストなどの問題があり、また引き続き行う焼成工程の
前にメタノールを完全に揮発させておかないと焼成炉内
で爆発の危険性があることからも大量生産には不向きで
ある。
蛍光体の原料として用いられているが、蛍光体としては
粒子の形状が球状に近いほど塗布性能、発光効率共に良
く、球状希土類酸化物粒子に対する要望は強い。蛍光体
は一般に希土類酸化物と蛍光体の種類によって必要な他
の元素（Ｓ、Ｐ、Ｓi 、Ｂ、Ａl 等）の原料および融剤
とを粉体で混合して焼成して得られるが、希土類酸化物
の粒子が球状であればそれを使って得られ蛍光体の粒子
も大部分が球状になる。特開平３−271117号公報、特開
平３−271118号公報には、反応温度を20℃以下に保つこ
とで球状希土類蓚酸塩粒子が得られ、それを焼成するこ
とで球状希土類酸化物が得られることが開示されてい
る。しかしこれらの実施例は全て濾別した蓚酸塩の沈殿
を、付着水分を除去する目的でメタノールで洗浄してい
るが、工業化を考えた場合、作業環境面、また排水公害
対策としてメタノールを流出させないための回収再生の
コストなどの問題があり、また引き続き行う焼成工程の
前にメタノールを完全に揮発させておかないと焼成炉内
で爆発の危険性があることからも大量生産には不向きで
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記諸欠点を
解決した製造方法であり、球状の整った粒子を安定かつ
容易に得られる製造方法を提供しようとするものであ
る。
解決した製造方法であり、球状の整った粒子を安定かつ
容易に得られる製造方法を提供しようとするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決するために検討を重ね、大量処理、工業化の容易
な球状希土類酸化物の製造方法を見出し、整った球状粒
子を安定かつ容易に得られる製造条件を確立し、本発明
を完成させたもので、その要旨は、希土類イオンと蓚酸
イオンとの反応において、反応系を−５℃以上20℃以下
に保って反応させ、生成した希土類蓚酸塩を前記温度範
囲下に所定時間保持した後沈殿を分離し、該沈殿を水に
分散、懸濁させ、該懸濁液を噴霧乾燥法によって乾燥し
た後、焼成することを特徴とする球状希土類酸化物の製
造方法、並びに噴霧乾燥の条件が、ｌ）噴霧乾燥方式を
直径20〜 200mmの高速回転している円盤上に希土類蓚酸
塩懸濁液を滴下することにより液滴とし、熱風で乾燥す
る方式とする、２）噴霧乾燥にかける希土類蓚酸塩懸濁
液濃度を希土類元素濃度で 0.2〜3.0mol/Lとする、３）
回転円盤の回転速度を7000〜25000rpmとする、４）熱風
温度を120〜 300℃とする、５）熱風の単位時間当たり
供給量を供給懸濁液の５万〜 100万倍体積とする、の５
項目からなる球状希土類酸化物の製造方法にある。
を解決するために検討を重ね、大量処理、工業化の容易
な球状希土類酸化物の製造方法を見出し、整った球状粒
子を安定かつ容易に得られる製造条件を確立し、本発明
を完成させたもので、その要旨は、希土類イオンと蓚酸
イオンとの反応において、反応系を−５℃以上20℃以下
に保って反応させ、生成した希土類蓚酸塩を前記温度範
囲下に所定時間保持した後沈殿を分離し、該沈殿を水に
分散、懸濁させ、該懸濁液を噴霧乾燥法によって乾燥し
た後、焼成することを特徴とする球状希土類酸化物の製
造方法、並びに噴霧乾燥の条件が、ｌ）噴霧乾燥方式を
直径20〜 200mmの高速回転している円盤上に希土類蓚酸
塩懸濁液を滴下することにより液滴とし、熱風で乾燥す
る方式とする、２）噴霧乾燥にかける希土類蓚酸塩懸濁
液濃度を希土類元素濃度で 0.2〜3.0mol/Lとする、３）
回転円盤の回転速度を7000〜25000rpmとする、４）熱風
温度を120〜 300℃とする、５）熱風の単位時間当たり
供給量を供給懸濁液の５万〜 100万倍体積とする、の５
項目からなる球状希土類酸化物の製造方法にある。
【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
適用範囲は、希土類としてはイットリウムおよび原子番
号が57〜71のランタノイドであり、特にランタノイドの
内原子番号63（ユウロピウム）以上の元素とイットリウ
ムである。本発明における球状とは真球、および短径に
対する長径の比が1.5 以下の略球形の粒子を意味する。
これは用途上充分な範囲であり、また大部分の粒子がこ
のような粒子で構成される球状希土類酸化物は、通常の
不定形粒子からなるものと比べて流動性が良く、従って
その指標である安息角は小さく、また嵩密度は大きい。
平均粒径（Ｄ50）は体積基準で表わしたもので、全粒子
体積の50％が平均粒径以下の粒子で占められる。粒度分
布の測定法はコールターカウンター（コールター社製商
品名）を用いた。安息角は傾斜法で測定した。嵩密度は
ゆるみ見掛け比重である。また非凝集とは、個々の粒子
が独立して存在しており、実質的に凝集部分が無いこと
を意味する。
適用範囲は、希土類としてはイットリウムおよび原子番
号が57〜71のランタノイドであり、特にランタノイドの
内原子番号63（ユウロピウム）以上の元素とイットリウ
ムである。本発明における球状とは真球、および短径に
対する長径の比が1.5 以下の略球形の粒子を意味する。
これは用途上充分な範囲であり、また大部分の粒子がこ
のような粒子で構成される球状希土類酸化物は、通常の
不定形粒子からなるものと比べて流動性が良く、従って
その指標である安息角は小さく、また嵩密度は大きい。
平均粒径（Ｄ50）は体積基準で表わしたもので、全粒子
体積の50％が平均粒径以下の粒子で占められる。粒度分
布の測定法はコールターカウンター（コールター社製商
品名）を用いた。安息角は傾斜法で測定した。嵩密度は
ゆるみ見掛け比重である。また非凝集とは、個々の粒子
が独立して存在しており、実質的に凝集部分が無いこと
を意味する。
【０００６】球状希土類酸化物の製造方法としては、ま
ず、希土類イオンと蓚酸イオンとを、−５℃以上20℃以
下の温度で反応させ、球状の希土類元素蓚酸塩を沈殿さ
せる。希土類イオン源としては、希土類の塩化物、硝酸
塩等の水に可溶性の化合物の水溶液が挙げられる。希土
類元素の種類は１種でも、２種以上でも良く、また全希
土類濃度はあまり低いと生産性が悪いので、通常0.02mo
l/L 以上、好ましくは0.05〜0.5mol/Lの範囲が良い。蓚
酸イオン源としては、蓚酸あるいは蓚酸アンモニウム、
蓚酸ナトリウム等の水溶性蓚酸塩の水溶液または粉体が
使用できるが、蓚酸金属塩は蛍光体用原料としては一般
にアルカリ金属等の混入は嫌われるので好ましくなく、
また蓚酸アンモニウムは特公昭57−035853号等に記載さ
れているように NH4R(C2O4)2（ここにＲは希土類元素）
という複塩を生成し、これは球状にならないので好まし
くなく、蓚酸を用いるのが良い。
ず、希土類イオンと蓚酸イオンとを、−５℃以上20℃以
下の温度で反応させ、球状の希土類元素蓚酸塩を沈殿さ
せる。希土類イオン源としては、希土類の塩化物、硝酸
塩等の水に可溶性の化合物の水溶液が挙げられる。希土
類元素の種類は１種でも、２種以上でも良く、また全希
土類濃度はあまり低いと生産性が悪いので、通常0.02mo
l/L 以上、好ましくは0.05〜0.5mol/Lの範囲が良い。蓚
酸イオン源としては、蓚酸あるいは蓚酸アンモニウム、
蓚酸ナトリウム等の水溶性蓚酸塩の水溶液または粉体が
使用できるが、蓚酸金属塩は蛍光体用原料としては一般
にアルカリ金属等の混入は嫌われるので好ましくなく、
また蓚酸アンモニウムは特公昭57−035853号等に記載さ
れているように NH4R(C2O4)2（ここにＲは希土類元素）
という複塩を生成し、これは球状にならないので好まし
くなく、蓚酸を用いるのが良い。
【０００７】蓚酸イオンの量は希土類総量に対してモル
比で 1.5〜2.0 の範囲が良い。1.5未満では希土類が完
全に沈殿せず収率が悪く、また2.0 あれば十分である。
反応を行うには希土類の水溶液、蓚酸水溶液を調整し、
いずれも−５℃以上20℃以下に保ってから混合する。こ
の混合時の温度は重要であり、低温ほど球形度の良いも
のが得られる傾向があるので、好ましくは反応系水溶液
の凝固点以上で10℃以下とするのが良い。希土類水溶液
と蓚酸水溶液の混合速度は粒径に大きな影響を及ぼすの
で、後から加える方の全液量を１〜30分間で加えるのが
良い。時間が長いほど粒径が大きくなり、極端に短いと
粒子が微細になり球状になりにくい。但し蓚酸を固形で
加える場合、徐々に溶解した蓚酸が反応してゆくので、
速く加えても良い。
比で 1.5〜2.0 の範囲が良い。1.5未満では希土類が完
全に沈殿せず収率が悪く、また2.0 あれば十分である。
反応を行うには希土類の水溶液、蓚酸水溶液を調整し、
いずれも−５℃以上20℃以下に保ってから混合する。こ
の混合時の温度は重要であり、低温ほど球形度の良いも
のが得られる傾向があるので、好ましくは反応系水溶液
の凝固点以上で10℃以下とするのが良い。希土類水溶液
と蓚酸水溶液の混合速度は粒径に大きな影響を及ぼすの
で、後から加える方の全液量を１〜30分間で加えるのが
良い。時間が長いほど粒径が大きくなり、極端に短いと
粒子が微細になり球状になりにくい。但し蓚酸を固形で
加える場合、徐々に溶解した蓚酸が反応してゆくので、
速く加えても良い。
【０００８】生成沈殿した球状希土類蓚酸塩はスラリー
状のまま噴霧乾燥を行う。このスラリーには純度低下や
乾燥中の形状崩れを防ぐため、球状希土類蓚酸塩および
水以外に可溶性塩などの共存物がなるべく含まれない方
がよい。そこで沈殿生成後、母液と遠心分離、濾過など
によって分離し、さらに必要ならば水洗した後、再び純
水を加えて分散懸濁して噴霧乾燥用のスラリーとする
か、または、沈殿生成した液を静置するなどして沈殿を
沈降させた後、上澄液を捨て、純水を加えて撹拌してス
ラリーとすればよい（必要に応じてこの操作を繰り返
す）。これらの洗浄、希釈、分散懸濁に用いられる水の
温度は20℃以下、好ましくは15℃以下であることが望ま
しい。20℃を超える水を用いると、蓚酸塩粒子の形状が
崩れるおそれがある。また、噴霧乾燥にかけるスラリー
は希土類元素の濃度で0.2〜3.0mol/Lの範囲になるよう
に調整する必要がある。0.2mol/L未満では生産性が悪い
のみならず、噴霧乾燥に持ち込む水分が多すぎて、蓚酸
塩の水分除去が不十分になるおそれがあり、また3.0mol
/Lを超えると、スラリーの粘度が高すぎて噴霧乾燥を行
うのに必要な流動性が得られなくなる。スラリーに共存
する水溶性成分に関しては、濾過などによって一度固液
分離を行った後に水に再分散する場合は実質的に問題は
ない。静置沈降などで上澄液を捨てる方法の場合、蓚酸
濃度および塩濃度が希土類元素濃度の10分の１以下にな
っていることが必要で、操作としては水を加えて撹拌
し、静置沈降後に上澄液を捨てることを２〜３回以上行
えばよい。酸類や塩類が残留している場合、噴霧乾燥装
置の腐食の恐れがあると共に、乾燥後の球状希土類蓚酸
塩に多く残留した場合、次の焼成工程で粒子形状が崩れ
る原因になったり、あるいはその成分によっては焼成後
も不純物として残留するので純度低下となり蛍光体原料
として不適となる場合もある。
状のまま噴霧乾燥を行う。このスラリーには純度低下や
乾燥中の形状崩れを防ぐため、球状希土類蓚酸塩および
水以外に可溶性塩などの共存物がなるべく含まれない方
がよい。そこで沈殿生成後、母液と遠心分離、濾過など
によって分離し、さらに必要ならば水洗した後、再び純
水を加えて分散懸濁して噴霧乾燥用のスラリーとする
か、または、沈殿生成した液を静置するなどして沈殿を
沈降させた後、上澄液を捨て、純水を加えて撹拌してス
ラリーとすればよい（必要に応じてこの操作を繰り返
す）。これらの洗浄、希釈、分散懸濁に用いられる水の
温度は20℃以下、好ましくは15℃以下であることが望ま
しい。20℃を超える水を用いると、蓚酸塩粒子の形状が
崩れるおそれがある。また、噴霧乾燥にかけるスラリー
は希土類元素の濃度で0.2〜3.0mol/Lの範囲になるよう
に調整する必要がある。0.2mol/L未満では生産性が悪い
のみならず、噴霧乾燥に持ち込む水分が多すぎて、蓚酸
塩の水分除去が不十分になるおそれがあり、また3.0mol
/Lを超えると、スラリーの粘度が高すぎて噴霧乾燥を行
うのに必要な流動性が得られなくなる。スラリーに共存
する水溶性成分に関しては、濾過などによって一度固液
分離を行った後に水に再分散する場合は実質的に問題は
ない。静置沈降などで上澄液を捨てる方法の場合、蓚酸
濃度および塩濃度が希土類元素濃度の10分の１以下にな
っていることが必要で、操作としては水を加えて撹拌
し、静置沈降後に上澄液を捨てることを２〜３回以上行
えばよい。酸類や塩類が残留している場合、噴霧乾燥装
置の腐食の恐れがあると共に、乾燥後の球状希土類蓚酸
塩に多く残留した場合、次の焼成工程で粒子形状が崩れ
る原因になったり、あるいはその成分によっては焼成後
も不純物として残留するので純度低下となり蛍光体原料
として不適となる場合もある。
【０００９】噴霧乾燥方法は、高速回転している円盤上
にスラリーを滴下し、遠心力で高速で切線方向に振り切
って微細な液滴とし、高温熱風で素早く乾燥させる一般
的な乾燥方式であるが、本発明では低温晶出させた球状
希土類蓚酸塩に最適の乾燥条件を確立した。この場合、
直径20〜200mm の円盤を使用し、円盤の回転数は7000〜
25000rpm、熱風温度 120〜 300℃、熱風の単位時間当
たりの供給量は供給スラリーの50,000〜 1,000,000倍体
積が望ましい条件である。円盤の回転数が7000rpm 未満
では生成液滴の大きさが大きくなり過ぎ、そのために脱
水、乾燥の初期速度が遅くなって、粒子形状が崩れる恐
れがある。また25000rpmを超えると粒径制御効果がな
く、乾燥効率も上がらず装置に負担をかけるのみであ
る。熱風温度は 120℃未満ではスラリーからの脱水が遅
く、粒子形状が崩れ易くなる。また 300℃を超えても乾
燥効率は上がらず不経済なだけである。熱風供給量がス
ラリー供給量に対して上記の範囲より少ないと乾燥が遅
く、粒子形状が崩れる恐れがあるが、上記の範囲を超え
ても効果はなく不経済である。
にスラリーを滴下し、遠心力で高速で切線方向に振り切
って微細な液滴とし、高温熱風で素早く乾燥させる一般
的な乾燥方式であるが、本発明では低温晶出させた球状
希土類蓚酸塩に最適の乾燥条件を確立した。この場合、
直径20〜200mm の円盤を使用し、円盤の回転数は7000〜
25000rpm、熱風温度 120〜 300℃、熱風の単位時間当
たりの供給量は供給スラリーの50,000〜 1,000,000倍体
積が望ましい条件である。円盤の回転数が7000rpm 未満
では生成液滴の大きさが大きくなり過ぎ、そのために脱
水、乾燥の初期速度が遅くなって、粒子形状が崩れる恐
れがある。また25000rpmを超えると粒径制御効果がな
く、乾燥効率も上がらず装置に負担をかけるのみであ
る。熱風温度は 120℃未満ではスラリーからの脱水が遅
く、粒子形状が崩れ易くなる。また 300℃を超えても乾
燥効率は上がらず不経済なだけである。熱風供給量がス
ラリー供給量に対して上記の範囲より少ないと乾燥が遅
く、粒子形状が崩れる恐れがあるが、上記の範囲を超え
ても効果はなく不経済である。
【００１０】噴霧乾燥によって水分を除去した希土類蓚
酸塩を 600℃以上の温度で焼成すれば、球状希土類酸化
物が得られる。乾燥が十分なされていれば、焼成条件は
限定的ではないが、好ましくは昇温速度は 600℃／hrで
あることが望ましい。
酸塩を 600℃以上の温度で焼成すれば、球状希土類酸化
物が得られる。乾燥が十分なされていれば、焼成条件は
限定的ではないが、好ましくは昇温速度は 600℃／hrで
あることが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の作用は、低温晶出された
球状希土類蓚酸塩の球形を保持したまま乾燥しようとい
うもので、噴霧乾燥法により高温熱風で瞬時にスラリー
液滴を脱水すれば粒子界面の溶解による形状崩れを起こ
す暇もなく乾燥させることができるというものである。
以下、本発明の実施形態を実施例と比較例を挙げて具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。
球状希土類蓚酸塩の球形を保持したまま乾燥しようとい
うもので、噴霧乾燥法により高温熱風で瞬時にスラリー
液滴を脱水すれば粒子界面の溶解による形状崩れを起こ
す暇もなく乾燥させることができるというものである。
以下、本発明の実施形態を実施例と比較例を挙げて具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。
【００１２】
（実施例１）濃度0.3mol/L、pH 1.5の硝酸イットリウム
水溶液 4.5Ｌをバッフル、温度計、撹拌翼を取り付けた
10Ｌビーカー中に仕込み、５℃に保持した。濃度0.5mol
/Lの蓚酸水溶液 4.5Ｌを別に調整して７℃に保持した。
300rpmで撹拌しながら蓚酸水溶液全量を７分かけて添加
した。さらに５分間撹拌を続けた後生成した希土類蓚酸
塩の沈殿をブフナー濾斗で濾別し、10℃の水３Ｌで振り
かけ洗浄した。この希土類蓚酸塩を回収し、２Ｌビーカ
ーに移し入れ、撹拌しながら５℃の水450mL を加えて均
一なスラリーを調整した。このスラリーを噴霧乾燥機に
かけた。回転円盤は直径55mmのものを用い、回転数は 1
3000rpm 、熱風温度200 ℃、熱風供給量3.5ｍ3/minで運
転した。スラリーは緩やかに撹拌しながら定量ポンプで
一定速度で供給し、全量 800mLの供給に30分要した。46
3gの球状粒子からなる乾燥希土類蓚酸塩を得た。ついで
この乾燥蓚酸塩を石英製の容器に入れて電気炉にセット
し、２時間かけて 850℃まで昇温し、引き続き１時間 8
50℃に保った後放冷して203gの酸化イットリウムを得
た。（乾燥蓚酸塩／酸化物＝2.28（重量比）） この酸化物を電子顕微鏡で観察したところ非凝集性で球
状の粒子からなっており、平均粒径 6.9μm 、安息角37
°、嵩密度1.51g/cm3 であった。
水溶液 4.5Ｌをバッフル、温度計、撹拌翼を取り付けた
10Ｌビーカー中に仕込み、５℃に保持した。濃度0.5mol
/Lの蓚酸水溶液 4.5Ｌを別に調整して７℃に保持した。
300rpmで撹拌しながら蓚酸水溶液全量を７分かけて添加
した。さらに５分間撹拌を続けた後生成した希土類蓚酸
塩の沈殿をブフナー濾斗で濾別し、10℃の水３Ｌで振り
かけ洗浄した。この希土類蓚酸塩を回収し、２Ｌビーカ
ーに移し入れ、撹拌しながら５℃の水450mL を加えて均
一なスラリーを調整した。このスラリーを噴霧乾燥機に
かけた。回転円盤は直径55mmのものを用い、回転数は 1
3000rpm 、熱風温度200 ℃、熱風供給量3.5ｍ3/minで運
転した。スラリーは緩やかに撹拌しながら定量ポンプで
一定速度で供給し、全量 800mLの供給に30分要した。46
3gの球状粒子からなる乾燥希土類蓚酸塩を得た。ついで
この乾燥蓚酸塩を石英製の容器に入れて電気炉にセット
し、２時間かけて 850℃まで昇温し、引き続き１時間 8
50℃に保った後放冷して203gの酸化イットリウムを得
た。（乾燥蓚酸塩／酸化物＝2.28（重量比）） この酸化物を電子顕微鏡で観察したところ非凝集性で球
状の粒子からなっており、平均粒径 6.9μm 、安息角37
°、嵩密度1.51g/cm3 であった。
【００１３】（実施例２）濃度0.3mol/L、pH 1.4の硝酸
イットリウムと硝酸ユウロピウム混合水溶液（Ｅu ／Ｙ
＝0.034 モル比）を用いることのほかは実施例１と同様
にして、473gの球状粒子からなる乾燥蓚酸塩を得た。そ
れを実施例１と同様に焼成してイットリウム、ユウロピ
ウム混合酸化物206gを得た。電子顕微鏡で観察したとこ
ろ非凝集性で球状の粒子からなっており、平均粒径 6.7
μm 、安息角39°、嵩密度1.49g/cm3 であった。
イットリウムと硝酸ユウロピウム混合水溶液（Ｅu ／Ｙ
＝0.034 モル比）を用いることのほかは実施例１と同様
にして、473gの球状粒子からなる乾燥蓚酸塩を得た。そ
れを実施例１と同様に焼成してイットリウム、ユウロピ
ウム混合酸化物206gを得た。電子顕微鏡で観察したとこ
ろ非凝集性で球状の粒子からなっており、平均粒径 6.7
μm 、安息角39°、嵩密度1.49g/cm3 であった。
【００１４】（実施例３）濃度0.3mol/L、pH 1.3の硝酸
ガドリニウム水溶液を用いることのほかは実施例１と同
様にして、580gの球状粒子からなる乾燥蓚酸塩を得た。
これを実施例１と同様に焼成して酸化ガドリニウム326g
を得た。電子顕微鏡で観察したところ非凝集性で球状の
粒子からなっており、平均粒径 7.0μm 、安息角39°、
嵩密度1.49g/cm3 であった。
ガドリニウム水溶液を用いることのほかは実施例１と同
様にして、580gの球状粒子からなる乾燥蓚酸塩を得た。
これを実施例１と同様に焼成して酸化ガドリニウム326g
を得た。電子顕微鏡で観察したところ非凝集性で球状の
粒子からなっており、平均粒径 7.0μm 、安息角39°、
嵩密度1.49g/cm3 であった。
【００１５】（比較例１）実施例１と同条件で沈殿生
成、分離、洗浄した蓚酸塩を乾燥工程を設けることなく
そのまま石英容器に入れた。この時蓚酸塩の極少量を採
取し、電子顕微鏡で観察したところ、非凝集性で球状の
粒子からなっていた。これを実施例１と同条件で焼成し
て204gの酸化イットリウムを得た。電子顕微鏡で観察し
たところ、棒状、板状、不定形の粒子からなっており、
平均粒径 3.2μm 、安息角70°以上で測定困難、嵩密度
0.53g/cm3 であった。
成、分離、洗浄した蓚酸塩を乾燥工程を設けることなく
そのまま石英容器に入れた。この時蓚酸塩の極少量を採
取し、電子顕微鏡で観察したところ、非凝集性で球状の
粒子からなっていた。これを実施例１と同条件で焼成し
て204gの酸化イットリウムを得た。電子顕微鏡で観察し
たところ、棒状、板状、不定形の粒子からなっており、
平均粒径 3.2μm 、安息角70°以上で測定困難、嵩密度
0.53g/cm3 であった。
【００１６】（比較例２）実施例１と同条件で沈殿生
成、分離、洗浄した蓚酸塩を 110℃に保った送風乾燥機
中に24時間置いた。この段階で蓚酸塩の極少量を採取
し、電子顕微鏡で観察したところ、球状粒子は見られ
ず、微細から粗大までさまざまなサイズの角張った粒子
からなっていた。重量は501gであった。この蓚酸塩を実
施例１と同条件で焼成して204gの酸化イットリウムを得
た。（乾燥蓚酸塩／酸化物＝2.46（重量比））電子顕微
鏡で観察したところ、棒状、板状、不定形の粒子からな
っており、平均粒径10.4μm 、安息角68°、嵩密度0.72
g/cm3 であった。
成、分離、洗浄した蓚酸塩を 110℃に保った送風乾燥機
中に24時間置いた。この段階で蓚酸塩の極少量を採取
し、電子顕微鏡で観察したところ、球状粒子は見られ
ず、微細から粗大までさまざまなサイズの角張った粒子
からなっていた。重量は501gであった。この蓚酸塩を実
施例１と同条件で焼成して204gの酸化イットリウムを得
た。（乾燥蓚酸塩／酸化物＝2.46（重量比））電子顕微
鏡で観察したところ、棒状、板状、不定形の粒子からな
っており、平均粒径10.4μm 、安息角68°、嵩密度0.72
g/cm3 であった。
【００１７】（比較例３）実施例ｌと同条件で沈殿生
成、分離、洗浄した蓚酸塩を回収し、10Ｌビーカーに入
れ、撹拌しながら５℃の水９Ｌを加えて均一なスラリー
を調製した。このスラリーを噴霧乾燥機にかけた。スラ
リー濃度とスラリー供給時間以外の、噴霧乾燥機の運転
条件は実施例ｌと同様とし、スラリーは緩やかに撹拌し
ながら定量ポンプで一定速度で供給し、全量略 9.4Ｌの
供給に 4.5時間要した。 475grの乾燥蓚酸塩を得た。こ
の段階で蓚酸塩の極く少量を採取し、電子顕微鏡で観察
したところ、球状粒子が全体積の凡そ半分ほどは見られ
るものの、角張った粒子がかなり混在していた。この蓚
酸塩を実施例ｌと同条件で焼成して 199grの酸化イット
リウムを得た。電子顕微鏡で観察したところ、球状粒子
は僅かしかなく、多くは株状、板状、不定形の粒子から
なっており、平均粒径 7.4μｍ、安息角69゜、嵩密度0.
66gr/cm3であった。
成、分離、洗浄した蓚酸塩を回収し、10Ｌビーカーに入
れ、撹拌しながら５℃の水９Ｌを加えて均一なスラリー
を調製した。このスラリーを噴霧乾燥機にかけた。スラ
リー濃度とスラリー供給時間以外の、噴霧乾燥機の運転
条件は実施例ｌと同様とし、スラリーは緩やかに撹拌し
ながら定量ポンプで一定速度で供給し、全量略 9.4Ｌの
供給に 4.5時間要した。 475grの乾燥蓚酸塩を得た。こ
の段階で蓚酸塩の極く少量を採取し、電子顕微鏡で観察
したところ、球状粒子が全体積の凡そ半分ほどは見られ
るものの、角張った粒子がかなり混在していた。この蓚
酸塩を実施例ｌと同条件で焼成して 199grの酸化イット
リウムを得た。電子顕微鏡で観察したところ、球状粒子
は僅かしかなく、多くは株状、板状、不定形の粒子から
なっており、平均粒径 7.4μｍ、安息角69゜、嵩密度0.
66gr/cm3であった。
【００１８】（比較例４）実施例ｌと同条件で沈殿生
成、分離、洗浄した蓚酸塩を回収し、実施例ｌと略同濃
度になるようにスラリーを調整した。これを円盤の回転
数が 6000rpmであることのほかは実施例ｌと同条件で噴
霧乾燥にかけた。スラリーの供給は全量約 800mlに32分
かかった。 486grの乾燥蓚酸塩を得た。この段階で蓚酸
塩の極く少量を採取し、電子顕微鏡で観察したところ、
球状粒子も僅かにみられるものの、棒状、板状、不定形
の粒子が大部分であった。この蓚酸塩を実施例ｌと同条
件で焼成して 202grの酸化イットリウムを得た。平均粒
径 7.9μｍ、安息角70゜以上で測定困難、嵩密度0.62/c
m3であった。
成、分離、洗浄した蓚酸塩を回収し、実施例ｌと略同濃
度になるようにスラリーを調整した。これを円盤の回転
数が 6000rpmであることのほかは実施例ｌと同条件で噴
霧乾燥にかけた。スラリーの供給は全量約 800mlに32分
かかった。 486grの乾燥蓚酸塩を得た。この段階で蓚酸
塩の極く少量を採取し、電子顕微鏡で観察したところ、
球状粒子も僅かにみられるものの、棒状、板状、不定形
の粒子が大部分であった。この蓚酸塩を実施例ｌと同条
件で焼成して 202grの酸化イットリウムを得た。平均粒
径 7.9μｍ、安息角70゜以上で測定困難、嵩密度0.62/c
m3であった。
【００１９】（比較例５）
１ 実施例ｌと同条件で沈殿生成、分離、洗浄した蓚酸塩を
回収し、実施例ｌと略同濃度になるようにスラリーを調
整した。これを熱風温度が 100℃であることのほかは実
施例ｌと同条件で噴霧乾燥にかけた。スラリーの供給は
全量約 800mlに32分かかった。 518grの乾燥蓚酸塩を得
た。この段階で蓚酸塩の極く少量を採取し、電子顕微鏡
で観察したところ、球状粒子は見られず、棒状、板状、
不定形の粒子からなっていた。この蓚酸塩を実施例ｌと
同条件で焼成して 205grの酸化イットリウムを得た。平
均粒径 4.9μｍ、安息角70゜以上で測定困難、嵩密度0.
55/cm3であった。
１ 実施例ｌと同条件で沈殿生成、分離、洗浄した蓚酸塩を
回収し、実施例ｌと略同濃度になるようにスラリーを調
整した。これを熱風温度が 100℃であることのほかは実
施例ｌと同条件で噴霧乾燥にかけた。スラリーの供給は
全量約 800mlに32分かかった。 518grの乾燥蓚酸塩を得
た。この段階で蓚酸塩の極く少量を採取し、電子顕微鏡
で観察したところ、球状粒子は見られず、棒状、板状、
不定形の粒子からなっていた。この蓚酸塩を実施例ｌと
同条件で焼成して 205grの酸化イットリウムを得た。平
均粒径 4.9μｍ、安息角70゜以上で測定困難、嵩密度0.
55/cm3であった。
【００２０】（比報例６）実施例ｌと同条件で沈殿生
成、分離、洗浄した蓚酸塩を回収し、実施例ｌと略同濃
度になるようにスラリーを調整した。これを熱風の供給
量が 1.0ｍ3/min であることのほかは実施例ｌと同条件
で噴霧乾燥にかけた。スラリーの供給は全量約 800mlに
32分かかった。 490grの乾燥蓚酸塩を得た。この段階で
蓚酸塩の極く少量を採取し、電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、球状粒子も主成分であるが、細かい棒状、板状の粒
子が混在し、また、球状粒子もその多くに深い割れ目が
見られた。この蓚酸塩を実施例ｌと同条件で焼成して 1
98grの酸化イットリウムを得た。電子顕微鏡で観察した
ところ、球状粒子も凡そ半分ほど見られるものの、球が
幾つかに割れたような粒子や、棒状、坂状の粒子が混じ
っており、平均粒径 6.4μｍ、安息角54゜、嵩密度1.22
/cm3であった。
成、分離、洗浄した蓚酸塩を回収し、実施例ｌと略同濃
度になるようにスラリーを調整した。これを熱風の供給
量が 1.0ｍ3/min であることのほかは実施例ｌと同条件
で噴霧乾燥にかけた。スラリーの供給は全量約 800mlに
32分かかった。 490grの乾燥蓚酸塩を得た。この段階で
蓚酸塩の極く少量を採取し、電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、球状粒子も主成分であるが、細かい棒状、板状の粒
子が混在し、また、球状粒子もその多くに深い割れ目が
見られた。この蓚酸塩を実施例ｌと同条件で焼成して 1
98grの酸化イットリウムを得た。電子顕微鏡で観察した
ところ、球状粒子も凡そ半分ほど見られるものの、球が
幾つかに割れたような粒子や、棒状、坂状の粒子が混じ
っており、平均粒径 6.4μｍ、安息角54゜、嵩密度1.22
/cm3であった。
【００２１】（比較例７）実施例ｌと同条件で沈殿生
成、分離、洗浄した蓚酸塩を回収し、実施例ｌと略同濃
度になるようにスラリーを調整した。これをスラリーの
供給速度のほかは実施例ｌと同条件で噴霧乾燥にかけ
た。スラリーの供給は全量約 800mlを６分で供給した。
481gr の乾燥蓚酸塩を得た。この段階で蓚酸塩の極く少
量を採取し、電子顕微鏡で観察したところ、球状粒子も
主成分であるが、細かい棒状、板状の粒子が混在し、ま
た、球状粒子もその多くに深い割れ目が見られた。この
蓚酸塩を実施例ｌと同条件で焼成して 200grの酸化イッ
トリウムを得た。電子顕微鏡で観察したところ、球状粒
子も凡そ半分ほど見られるものの、球が幾つかに割れた
ような粒子や、棒状、坂状の粒子が混じっており、平均
粒径 6.1μｍ、安息角58゜、嵩密度1.10/cm3であった。
成、分離、洗浄した蓚酸塩を回収し、実施例ｌと略同濃
度になるようにスラリーを調整した。これをスラリーの
供給速度のほかは実施例ｌと同条件で噴霧乾燥にかけ
た。スラリーの供給は全量約 800mlを６分で供給した。
481gr の乾燥蓚酸塩を得た。この段階で蓚酸塩の極く少
量を採取し、電子顕微鏡で観察したところ、球状粒子も
主成分であるが、細かい棒状、板状の粒子が混在し、ま
た、球状粒子もその多くに深い割れ目が見られた。この
蓚酸塩を実施例ｌと同条件で焼成して 200grの酸化イッ
トリウムを得た。電子顕微鏡で観察したところ、球状粒
子も凡そ半分ほど見られるものの、球が幾つかに割れた
ような粒子や、棒状、坂状の粒子が混じっており、平均
粒径 6.1μｍ、安息角58゜、嵩密度1.10/cm3であった。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、非凝集性球状希土類酸
化物粒子を安定且つ容易に得ることができ、産業上その
利用価値は極めて高い。
化物粒子を安定且つ容易に得ることができ、産業上その
利用価値は極めて高い。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−23214（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−271117（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−271118（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−59233（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−59234（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01F 17/00 B01J 2/02 C09K 11/78 CPB
Claims (2)
- 【請求項１】希土類イオンと蓚酸イオンとの反応におい
て、反応系を−５℃以上20℃以下に保って反応させ、生
成した希土類蓚酸塩を前記温度範囲下に所定時間保持し
た後沈殿を分離し、該沈殿を水に分散、懸濁させ、該懸
濁液を噴霧乾燥法によって乾燥した後、焼成することを
特徴とする球状希土類酸化物の製造方法。 - 【請求項２】噴霧乾燥の条件が下記の５項目を満たすこ
とを特徴とする請求項ｌに記載の球状希土類酸化物の製
造方法。 ｌ）噴霧乾燥の方式が、直径20〜 200mmの高速回転して
いる円盤上に希土類蓚酸塩懸濁液を滴下することにより
液滴とし、熱風で乾燥する方式であること。 ２）噴霧乾燥にかける希土類蓚酸塩懸濁液濃度が、希土
類元素濃度で 0.2〜3.0mol/Lであること。 ３）回転円盤の回転速度が7000〜25000rpmであること。 ４）熱風温度が 120〜 300℃であること。 ５）熱風の単位時間当たり供給量が供給懸濁液の５万〜
100万倍体積であること。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22491695A JP3300576B2 (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 球状希土類酸化物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22491695A JP3300576B2 (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 球状希土類酸化物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0971415A JPH0971415A (ja) | 1997-03-18 |
| JP3300576B2 true JP3300576B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=16821179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22491695A Expired - Fee Related JP3300576B2 (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 球状希土類酸化物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3300576B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000012649A1 (en) * | 1998-08-27 | 2000-03-09 | Superior Micropowders Llc | Phosphor powders, methods for making phosphor powders and devices incorporating same |
| WO2008018582A1 (fr) * | 2006-08-11 | 2008-02-14 | Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. | Oxyde d'yttrium activé à l'europium et son procédé de fabrication |
-
1995
- 1995-09-01 JP JP22491695A patent/JP3300576B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0971415A (ja) | 1997-03-18 |
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