JP3504300B2 - 窒化タンタル（ｖ）の製造法および該窒化タンタル（ｖ）からなる有色顔料 - Google Patents
窒化タンタル（ｖ）の製造法および該窒化タンタル（ｖ）からなる有色顔料Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物のタンタル
（Ｖ）化合物を窒化することによって窒化タンタル
（Ｖ）を製造する方法に関する。
（Ｖ）化合物を窒化することによって窒化タンタル
（Ｖ）を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】色素、例えば顔料は、用途および着色さ
れる製品の使用に応じて多種多様な損傷を負うものであ
る。酸化物、硫化物またはセレン化物の重金属化合物を
基礎とする顔料で着色されたプラスチック製品の場合に
は、酸性またはアルカリ性溶液は、毒物学的に懸念され
る成分、例えば尖晶石からのＮｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒお
よび硫化カドミウムイエローからのＣｄならびにカドミ
ウムスルホセレニドレッドからのＣｄおよびＳｅをも遊
離する可能性がある。
れる製品の使用に応じて多種多様な損傷を負うものであ
る。酸化物、硫化物またはセレン化物の重金属化合物を
基礎とする顔料で着色されたプラスチック製品の場合に
は、酸性またはアルカリ性溶液は、毒物学的に懸念され
る成分、例えば尖晶石からのＮｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒお
よび硫化カドミウムイエローからのＣｄならびにカドミ
ウムスルホセレニドレッドからのＣｄおよびＳｅをも遊
離する可能性がある。
【０００３】もう１つの問題は、このように着色された
プラスチックを塵芥燃焼装置中で燃焼させる際に毒性の
重金属を遊離することにある。従って、例えばＣｄＳイ
エローおよびＣｄ（Ｓ，Ｓｅ）レッドよりも毒物学的に
殆ど懸念されない成分を含有する、黄ないし赤のスペク
トル範囲内の顔料を見い出すことは、特に重要なことで
ある。高い温度でアンモニアを用いてのタンタル（Ｖ）
化合物の窒化（この場合、赤の窒化タンタル（Ｖ）（Ｔ
ａ3Ｎ5）は、暗緑色、明緑色、帯黄褐色、帯赤褐色の中
間段階を経て形成される）は、種々に試験された。しか
し、窒化タンタル（Ｔａ3Ｎ5）を有色顔料として使用す
るという指摘は、知られていない。
プラスチックを塵芥燃焼装置中で燃焼させる際に毒性の
重金属を遊離することにある。従って、例えばＣｄＳイ
エローおよびＣｄ（Ｓ，Ｓｅ）レッドよりも毒物学的に
殆ど懸念されない成分を含有する、黄ないし赤のスペク
トル範囲内の顔料を見い出すことは、特に重要なことで
ある。高い温度でアンモニアを用いてのタンタル（Ｖ）
化合物の窒化（この場合、赤の窒化タンタル（Ｖ）（Ｔ
ａ3Ｎ5）は、暗緑色、明緑色、帯黄褐色、帯赤褐色の中
間段階を経て形成される）は、種々に試験された。しか
し、窒化タンタル（Ｔａ3Ｎ5）を有色顔料として使用す
るという指摘は、知られていない。
【０００４】５価タンタルの窒化物は、ムーロー（H. M
oureau）およびハンブレット（C. H. Hamblet）（J. Am
er. Chem. Soc. ５９，３３〜４０（１９３７））によ
りＴａＣｌ5をアミノリシスすることによって得ること
ができ；中間段階Ｔａ（ＮＨ2）2Ｃｌ3は、アンモニア
流中で６５０〜７５０℃でＴａ3Ｎ5に分解される。この
場合に得られた窒化物は、純粋なものではなかった。そ
れというのも、この窒化物は、酸化物成分を含有してい
たからである。その上、７５０℃で６日間の反応時間
は、長すぎた。
oureau）およびハンブレット（C. H. Hamblet）（J. Am
er. Chem. Soc. ５９，３３〜４０（１９３７））によ
りＴａＣｌ5をアミノリシスすることによって得ること
ができ；中間段階Ｔａ（ＮＨ2）2Ｃｌ3は、アンモニア
流中で６５０〜７５０℃でＴａ3Ｎ5に分解される。この
場合に得られた窒化物は、純粋なものではなかった。そ
れというのも、この窒化物は、酸化物成分を含有してい
たからである。その上、７５０℃で６日間の反応時間
は、長すぎた。
【０００５】フンク（H. Funk）およびベーラント（H.
Boeland）（Z. anorg. allg. Chem.３３４，１５５〜１
６２（１９６４））は、出発生成物として（ＮＨ4）2Ｔ
ａＦ6を使用することにより、反応時間を短縮させるこ
とができた。ＴａＦ5およびＮＨ4Ｆの揮発性のために、
Ｔａ3Ｎ5の収率は僅かにすぎずおよび／または生成物
は、弗素含有である。
Boeland）（Z. anorg. allg. Chem.３３４，１５５〜１
６２（１９６４））は、出発生成物として（ＮＨ4）2Ｔ
ａＦ6を使用することにより、反応時間を短縮させるこ
とができた。ＴａＦ5およびＮＨ4Ｆの揮発性のために、
Ｔａ3Ｎ5の収率は僅かにすぎずおよび／または生成物
は、弗素含有である。
【０００６】前記刊行物中には、酸化タンタル（Ｖ）
（Ta2O5）を８００℃でアンモニアを用いて窒化するこ
とも開示されており；８００℃で酸化物含有窒化物（Ta
3N5(O)）が形成されるが、しかしその色は詳細には示さ
れなかった。精製されたアンモニアを用いての純粋な五
酸化タンタルの窒化は、フンク（H. Funk）およびベー
ラント（H. Boeland）の試験を参照しながらブラウアー
（G. Brauer）およびヴァイトライン（J. R. Weidlei
n）（Angew. Chem. ７７，２１８〜２１９（１９６
５））によって改めて試験された：酸素のためのゲッタ
およびアンモニア分解のための類似物としてのチタン屑
の存在下に、この反応は、８６０℃〜９２０℃で３６〜
１２０時間の反応時間を必要とし；チタン屑が存在する
場合にのみ、この反応は完結する。ブラウアー（G. Bra
uer）およびヴァイトライン（J. R. Weidlein）の試験
を本発明により後作業する場合には、反応時間は保証さ
れえない：１５０時間の反応時間の後に初めて、色形成
は終結され、即ち帯赤褐色から赤への後の色の移行は、
起こらない。
（Ta2O5）を８００℃でアンモニアを用いて窒化するこ
とも開示されており；８００℃で酸化物含有窒化物（Ta
3N5(O)）が形成されるが、しかしその色は詳細には示さ
れなかった。精製されたアンモニアを用いての純粋な五
酸化タンタルの窒化は、フンク（H. Funk）およびベー
ラント（H. Boeland）の試験を参照しながらブラウアー
（G. Brauer）およびヴァイトライン（J. R. Weidlei
n）（Angew. Chem. ７７，２１８〜２１９（１９６
５））によって改めて試験された：酸素のためのゲッタ
およびアンモニア分解のための類似物としてのチタン屑
の存在下に、この反応は、８６０℃〜９２０℃で３６〜
１２０時間の反応時間を必要とし；チタン屑が存在する
場合にのみ、この反応は完結する。ブラウアー（G. Bra
uer）およびヴァイトライン（J. R. Weidlein）の試験
を本発明により後作業する場合には、反応時間は保証さ
れえない：１５０時間の反応時間の後に初めて、色形成
は終結され、即ち帯赤褐色から赤への後の色の移行は、
起こらない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、既に
上述したように、プラスチックの着色に適当である、毒
物学的に懸念のない、本質的に赤の有色顔料を提示する
ことである。もう１つの課題は、有色顔料を製造するた
めの改善された方法を提供することである：公知の方法
と比較して記載された反応時間でより高い色の強さを有
する顔料を得ることおよび／または反応時間を短縮する
ことが目的であった。この方法は、容易に入手できる原
料から出発し、かつ確実に再現可能であるはずである。
上述したように、プラスチックの着色に適当である、毒
物学的に懸念のない、本質的に赤の有色顔料を提示する
ことである。もう１つの課題は、有色顔料を製造するた
めの改善された方法を提供することである：公知の方法
と比較して記載された反応時間でより高い色の強さを有
する顔料を得ることおよび／または反応時間を短縮する
ことが目的であった。この方法は、容易に入手できる原
料から出発し、かつ確実に再現可能であるはずである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】酸化物のタンタル（Ｖ）
化合物として、１４〜１７重量％の範囲内の水和物含量
（ａｑ含量）を有する組成式：Ｔａ2Ｏ5・ａｑの酸化タ
ンタル（Ｖ）水和物を使用することによって特徴付けら
れる、酸化物のタンタル（Ｖ）化合物を無水アンモニア
で７５０℃〜９５０℃で窒化することによって窒化タン
タル（Ｖ）を製造する方法が見い出された。
化合物として、１４〜１７重量％の範囲内の水和物含量
（ａｑ含量）を有する組成式：Ｔａ2Ｏ5・ａｑの酸化タ
ンタル（Ｖ）水和物を使用することによって特徴付けら
れる、酸化物のタンタル（Ｖ）化合物を無水アンモニア
で７５０℃〜９５０℃で窒化することによって窒化タン
タル（Ｖ）を製造する方法が見い出された。
【０００９】請求項２から６までのいずれか１項の記載
は、本発明による方法の好ましい実施態様に向けられて
いる。
は、本発明による方法の好ましい実施態様に向けられて
いる。
【００１０】 窒化タンタル（Ｖ）（Ｔａ３Ｎ５）から
なる有色顔料は、プラスチックおよびラッカーの着色に
使用することができる。
なる有色顔料は、プラスチックおよびラッカーの着色に
使用することができる。
【００１１】窒化は、原理的に次の方程式：
３Ｔａ2Ｏ5・ａｑ＋１０ＮＨ3→２Ｔａ2Ｎ5＋１５Ｈ2Ｏ
＋ａｑ により行なわれる。
＋ａｑ により行なわれる。
【００１２】酸化タンタル（Ｖ）水和物の水和物含量
（ａｑ）は、四水和物ないし五水和物に相当する。水和
物含量（ａｑ）は、重量測定により１２０℃で乾燥され
た酸化タンタル（Ｖ）水和物を１０００℃に加熱するこ
とによって測定される、使用すべき酸化タンタル（Ｖ）
水和物、例えば上記式Ｔａ2Ｏ5・５Ｈ2ＯもしくはＴａ
（ＯＨ）5または混合式で示されるものは、具体的には
如何なる構造を有するのかは、これまで知られておら
ず；本発明にとって本質的なことは、１２０℃で乾燥さ
れた酸化タンタル（Ｖ）水和物が１４〜１７重量％、殊
に１６〜１７重量％の残留含水量を有することにある。
（ａｑ）は、四水和物ないし五水和物に相当する。水和
物含量（ａｑ）は、重量測定により１２０℃で乾燥され
た酸化タンタル（Ｖ）水和物を１０００℃に加熱するこ
とによって測定される、使用すべき酸化タンタル（Ｖ）
水和物、例えば上記式Ｔａ2Ｏ5・５Ｈ2ＯもしくはＴａ
（ＯＨ）5または混合式で示されるものは、具体的には
如何なる構造を有するのかは、これまで知られておら
ず；本発明にとって本質的なことは、１２０℃で乾燥さ
れた酸化タンタル（Ｖ）水和物が１４〜１７重量％、殊
に１６〜１７重量％の残留含水量を有することにある。
【００１３】 公知の酸化タンタル（Ｖ）（Ｔａ
２Ｏ５）の代わりに使用すべき酸化タンタル（Ｖ）水和
物を使用することによって窒化タンタル（Ｖ）を高い純
度、ひいては高い色の強さで得ることができることは、
予想することができなかった。
２Ｏ５）の代わりに使用すべき酸化タンタル（Ｖ）水和
物を使用することによって窒化タンタル（Ｖ）を高い純
度、ひいては高い色の強さで得ることができることは、
予想することができなかった。
【００１４】本発明によれば、有利に使用可能な酸化タ
ンタル（Ｖ）水和物の製造は、本質的には次の工程を包
含する：（ａ）沸騰加熱時の濃塩酸中への五塩化タンタ
ルの溶解、（ｂ）水を用いての溶液の希釈および例えば
ｐＨ７までのアンモニア水の添加、（ｃ）場合による沸
騰加熱時の懸濁液の先行する処理後の、沈殿物の濾別、
（ｄ）塩化物不含になるまでの水を用いての沈殿物の洗
浄および最後のエタノールを用いての洗浄ならびに
（ｅ）１２０℃での乾燥。このようにして得られた生成
物は、Ｘ線による測定で無定形であり、かつ約１６〜１
７重量％の範囲内の残留含水量を有する。
ンタル（Ｖ）水和物の製造は、本質的には次の工程を包
含する：（ａ）沸騰加熱時の濃塩酸中への五塩化タンタ
ルの溶解、（ｂ）水を用いての溶液の希釈および例えば
ｐＨ７までのアンモニア水の添加、（ｃ）場合による沸
騰加熱時の懸濁液の先行する処理後の、沈殿物の濾別、
（ｄ）塩化物不含になるまでの水を用いての沈殿物の洗
浄および最後のエタノールを用いての洗浄ならびに
（ｅ）１２０℃での乾燥。このようにして得られた生成
物は、Ｘ線による測定で無定形であり、かつ約１６〜１
７重量％の範囲内の残留含水量を有する。
【００１５】新規方法の本発明による効果、即ち記載さ
れた反応時間で本質的に高い色の強さおよび付加的に望
ましい赤の移行は、比較ＵＶ−ＶＩＳスペクトルから明
らかである（図１、２および３）：図１は、３つのＴａ
3Ｏ5試料のＵＶ−ＶＩＳスペクトルを示し、この場合従
来の技術の公知方法による試料ＡおよびＢは、Ｔａ2Ｏ5
から８２０℃および８０〜１２０時間の反応時間で製造
されたものであり、これに対して、本発明による試料Ｃ
は、Ｔａ2Ｏ5・ａｑから８２０℃および８０時間の反応
時間で製造されたものである。横座標はｎｍでの波長を
示し、縦座標は吸光係数を示し；同じ試料量（ＢａＳＯ
4 ４５００ｍｇに対して６０ｍｇ）は、標準ＢａＳＯ4
と比較して測定され；測定は反射位置（ウルブリヒト
球）で行なわれた。試料Ｃは、本質的によりいっそう色
の強さを増していることが判明した。公知方法の場合に
は、８０時間（試料Ａ）の反応時間を１２０時間（試料
Ｂ）に延長することによって色の強さは、実際僅かに高
めることができたが、しかしこの場合であっても本発明
により得られた試料Ｃの光の強さには、程遠いものであ
る。
れた反応時間で本質的に高い色の強さおよび付加的に望
ましい赤の移行は、比較ＵＶ−ＶＩＳスペクトルから明
らかである（図１、２および３）：図１は、３つのＴａ
3Ｏ5試料のＵＶ−ＶＩＳスペクトルを示し、この場合従
来の技術の公知方法による試料ＡおよびＢは、Ｔａ2Ｏ5
から８２０℃および８０〜１２０時間の反応時間で製造
されたものであり、これに対して、本発明による試料Ｃ
は、Ｔａ2Ｏ5・ａｑから８２０℃および８０時間の反応
時間で製造されたものである。横座標はｎｍでの波長を
示し、縦座標は吸光係数を示し；同じ試料量（ＢａＳＯ
4 ４５００ｍｇに対して６０ｍｇ）は、標準ＢａＳＯ4
と比較して測定され；測定は反射位置（ウルブリヒト
球）で行なわれた。試料Ｃは、本質的によりいっそう色
の強さを増していることが判明した。公知方法の場合に
は、８０時間（試料Ａ）の反応時間を１２０時間（試料
Ｂ）に延長することによって色の強さは、実際僅かに高
めることができたが、しかしこの場合であっても本発明
により得られた試料Ｃの光の強さには、程遠いものであ
る。
【００１６】図２は、図１の吸光スペクトルの第１の導
関数を示す。これから、吸収側稜の正確な状態が明らか
になる。本発明により得られた試料Ｃの吸収側稜は、５
８８ｎｍであり、即ち試料Ａ（５８０ｎｍ）および試料
Ｂ（５８２ｎｍ）と比較して赤方向に移行している。
関数を示す。これから、吸収側稜の正確な状態が明らか
になる。本発明により得られた試料Ｃの吸収側稜は、５
８８ｎｍであり、即ち試料Ａ（５８０ｎｍ）および試料
Ｂ（５８２ｎｍ）と比較して赤方向に移行している。
【００１７】図３は、ブラウアー（G. Brauer）および
ヴァイトライン（J. R. Weidlein）の方法（Angew. Che
m. ７７，２１８（１９６５）もしくはZ. anorg. allg.
Chem. ３４８，２９８（１９６６））によりＯ2ゲッタ
としてのＴｉ屑を用いて９００℃で３６時間（試料Ｄ）
もしくは６０時間（試料Ｅ）の反応時間で製造された、
窒化タンタル（Ｖ）のＵＶ−ＶＩＳスペクトルを示す。
色の強さは、本質的に本発明により得られた試料Ｃの場
合よりも低く；吸収最大は、試料ＡおよびＢの場合程で
はなく、測定パラメーターは、全ての試料Ａ〜Ｅの場合
において等しく、したがって曲線は、直接互いに比較す
ることができる。
ヴァイトライン（J. R. Weidlein）の方法（Angew. Che
m. ７７，２１８（１９６５）もしくはZ. anorg. allg.
Chem. ３４８，２９８（１９６６））によりＯ2ゲッタ
としてのＴｉ屑を用いて９００℃で３６時間（試料Ｄ）
もしくは６０時間（試料Ｅ）の反応時間で製造された、
窒化タンタル（Ｖ）のＵＶ−ＶＩＳスペクトルを示す。
色の強さは、本質的に本発明により得られた試料Ｃの場
合よりも低く；吸収最大は、試料ＡおよびＢの場合程で
はなく、測定パラメーターは、全ての試料Ａ〜Ｅの場合
において等しく、したがって曲線は、直接互いに比較す
ることができる。
【００１８】窒化は、無水アンモニア流を窒化すべきタ
ンタル化合物に導通することにより、炉内で７５０〜９
５０℃、特に８００〜８７０℃で実施することができ
る。
ンタル化合物に導通することにより、炉内で７５０〜９
５０℃、特に８００〜８７０℃で実施することができ
る。
【００１９】層厚を高めることによってバッチ量を増大
させた場合には、一般に少ないバッチ量の場合に得るこ
とができる色の強さを達成するために反応時間を延長さ
せることが必要とされる。この不利な効果は、窒化を一
連のアンモニウム塩、炭酸または１価もしくは多価の低
級カルボン酸からの融剤の存在下に実施することによっ
て排除することができる。
させた場合には、一般に少ないバッチ量の場合に得るこ
とができる色の強さを達成するために反応時間を延長さ
せることが必要とされる。この不利な効果は、窒化を一
連のアンモニウム塩、炭酸または１価もしくは多価の低
級カルボン酸からの融剤の存在下に実施することによっ
て排除することができる。
【００２０】反応時間を短縮させるもう１つの選択は、
窒化を一連の硼酸、硼酸無水物または硼酸のアンモニウ
ム塩からの融剤の存在下に実施することにある。
窒化を一連の硼酸、硼酸無水物または硼酸のアンモニウ
ム塩からの融剤の存在下に実施することにある。
【００２１】炭素含有酸のアンモニウム塩は、炭酸アン
モニウム、炭酸水素アンモニウムならびに蟻酸アンモニ
ウム、酢酸アンモニウムおよび蓚酸アンモニウムである
ことを強調することができ、この場合炭酸アンモニウム
は、特に有利である。酸化タンタル（Ｖ）水和物および
融剤から、例えばボールミル中で共通に粉砕することに
よって得ることができる、強力に均質化された粉末混合
物中に含有されているアンモニウム塩は、第１の窒化を
生じさせるものと仮定される。このことは、炭酸アンモ
ニウムの場合にはまさに驚異的なことである。それとい
うのも、この炭酸アンモニウム塩は、既に５８℃から昇
華を開始するからである。
モニウム、炭酸水素アンモニウムならびに蟻酸アンモニ
ウム、酢酸アンモニウムおよび蓚酸アンモニウムである
ことを強調することができ、この場合炭酸アンモニウム
は、特に有利である。酸化タンタル（Ｖ）水和物および
融剤から、例えばボールミル中で共通に粉砕することに
よって得ることができる、強力に均質化された粉末混合
物中に含有されているアンモニウム塩は、第１の窒化を
生じさせるものと仮定される。このことは、炭酸アンモ
ニウムの場合にはまさに驚異的なことである。それとい
うのも、この炭酸アンモニウム塩は、既に５８℃から昇
華を開始するからである。
【００２２】比較可能な温度条件およびＮＨ3ガス化条
件のもとで酸化タンタル（Ｖ）１ｇ（Ｔａ2Ｏ5・ａｑ）
を完全に窒化するためには８０時間が必要とされるけれ
ども、反応時間は、色形成を終結させるために融剤の不
在下でＴａ2Ｏ5・ａｑ２０ｇ（より高い堆積）の場合に
は少なくとも５０％だけ延長させなければならない。Ｃ
含有酸のアンモニウム塩の群からの融剤の存在下での窒
化によって、反応時間は、再び元来の値またはそれより
も低い値に短縮され、この場合には色価の変化を生じる
ことはない。この予想しなかった利点は、本方法の工業
的利点、即ち大工業的規模でのＴａ3Ｎ5の製造にとって
重要なことである。
件のもとで酸化タンタル（Ｖ）１ｇ（Ｔａ2Ｏ5・ａｑ）
を完全に窒化するためには８０時間が必要とされるけれ
ども、反応時間は、色形成を終結させるために融剤の不
在下でＴａ2Ｏ5・ａｑ２０ｇ（より高い堆積）の場合に
は少なくとも５０％だけ延長させなければならない。Ｃ
含有酸のアンモニウム塩の群からの融剤の存在下での窒
化によって、反応時間は、再び元来の値またはそれより
も低い値に短縮され、この場合には色価の変化を生じる
ことはない。この予想しなかった利点は、本方法の工業
的利点、即ち大工業的規模でのＴａ3Ｎ5の製造にとって
重要なことである。
【００２３】一連の硼素化合物からの融剤の反応時間を
短縮する作用は、先に記載された融剤の場合を凌駕して
いる。有利である硼酸無水物以外に、メタ硼酸、オルト
硼酸もしくはテトラ硼酸または記載した酸のアンモニウ
ム塩を使用することができる。
短縮する作用は、先に記載された融剤の場合を凌駕して
いる。有利である硼酸無水物以外に、メタ硼酸、オルト
硼酸もしくはテトラ硼酸または記載した酸のアンモニウ
ム塩を使用することができる。
【００２４】Ｔａ2Ｏ5・ａｑおよび融剤からなる、窒化
に供給すべき強力に均質化された粉末混合物は、普通の
混合法および粉砕法を用いる以外にＴａ2Ｏ5・ａｑを１
つまたはそれ以上の記載した融剤の水溶液または懸濁液
で噴霧することによって製造することができる。
に供給すべき強力に均質化された粉末混合物は、普通の
混合法および粉砕法を用いる以外にＴａ2Ｏ5・ａｑを１
つまたはそれ以上の記載した融剤の水溶液または懸濁液
で噴霧することによって製造することができる。
【００２５】融剤の量は、広い範囲内で選択可能であ
り、かつ反応時間の望ましい短縮に依存する。通常、Ｔ
ａ2Ｏ5・ａｑと融剤との重量比は、１対０．０１〜１対
２の範囲内にあり、有利には１対０．１〜１対１の範囲
内にある。
り、かつ反応時間の望ましい短縮に依存する。通常、Ｔ
ａ2Ｏ5・ａｑと融剤との重量比は、１対０．０１〜１対
２の範囲内にあり、有利には１対０．１〜１対１の範囲
内にある。
【００２６】使用された融剤またはその成分が窒化の間
に窒化タンタル（Ｖ）中に残存している限り、これら融
剤またはその成分を窒化後に洗浄除去することは有利で
あり；硼素化合物の場合には、この洗浄除去は、特に水
性アルカリ液、例えば苛性ソーダ液を用いて行なわれ
る。
に窒化タンタル（Ｖ）中に残存している限り、これら融
剤またはその成分を窒化後に洗浄除去することは有利で
あり；硼素化合物の場合には、この洗浄除去は、特に水
性アルカリ液、例えば苛性ソーダ液を用いて行なわれ
る。
【００２７】硼素含有融剤の大量（例えば、Ｔａ2Ｏ5・
ａｑ：Ｂ2Ｏ3＝１：１）の存在下に、反応時間は、融剤
なしに約五分の一にまで減少させることができる。しか
し、このようにして得られたＴａ3Ｎ5は、硼素含有融剤
の不在下または微少量のみの存在下で得られた窒化タン
タル（Ｖ）の場合よりも若干僅かな輝度を示す。
ａｑ：Ｂ2Ｏ3＝１：１）の存在下に、反応時間は、融剤
なしに約五分の一にまで減少させることができる。しか
し、このようにして得られたＴａ3Ｎ5は、硼素含有融剤
の不在下または微少量のみの存在下で得られた窒化タン
タル（Ｖ）の場合よりも若干僅かな輝度を示す。
【００２８】本発明による方法の利点は、前記の記載に
よって得られる高い色の強さおよび顔料の赤の移行、反
応時間の短縮および工業的規模での確実な再現可能性で
ある。
よって得られる高い色の強さおよび顔料の赤の移行、反
応時間の短縮および工業的規模での確実な再現可能性で
ある。
【００２９】 既に上記したように、窒化タンタル
（Ｖ）は、有色顔料として使用可能である。また、使用
分野は、プラスチックおよびラッカー以外に印刷インキ
およびインキである。窒化タンタル（Ｖ）は、熱的に十
分に安定性であり、したがって物質中でのプラスチック
の着色および引続く２００〜３００℃の温度での押出し
は、問題がない。それによって、焼付けラッカーも顔料
の熱的安定性のために着色可能である（例４、参照）。
（Ｖ）は、有色顔料として使用可能である。また、使用
分野は、プラスチックおよびラッカー以外に印刷インキ
およびインキである。窒化タンタル（Ｖ）は、熱的に十
分に安定性であり、したがって物質中でのプラスチック
の着色および引続く２００〜３００℃の温度での押出し
は、問題がない。それによって、焼付けラッカーも顔料
の熱的安定性のために着色可能である（例４、参照）。
【００３０】有色顔料としての窒化タンタル（Ｖ）の使
用には、この顔料の経過中に多種多様の色に変わる顔料
の製造は再現可能な品質の点で保証することができない
という明らかに偏見があった。この偏見は、本発明によ
る方法によって排除された。熱処理が行なわれる、プラ
スチックおよびラッカーでの使用のために３００℃まで
で温度安定な赤色顔料を用いるパレットは、本発明によ
って拡張された。
用には、この顔料の経過中に多種多様の色に変わる顔料
の製造は再現可能な品質の点で保証することができない
という明らかに偏見があった。この偏見は、本発明によ
る方法によって排除された。熱処理が行なわれる、プラ
スチックおよびラッカーでの使用のために３００℃まで
で温度安定な赤色顔料を用いるパレットは、本発明によ
って拡張された。
【００３１】 次の実施例は、窒化タンタル（Ｖ）の製
造に向けられている。
造に向けられている。
【００３２】
比較例ＡおよびＢ
Ｔａ3Ｎ5の製造
市販の五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5＞９９．９％）をボー
ルミル中で３０分間粉砕する。Ｔａ2Ｏ5１ｇをコランダ
ム製トラフ中に入れ、かつアンモニア流（９ｌ／ｈ；Ｋ
ＯＨ塔を介しての乾燥）中で８０時間（試験Ａ）もしく
は１２０時間（試験Ｂ）８２０℃に加熱する。
ルミル中で３０分間粉砕する。Ｔａ2Ｏ5１ｇをコランダ
ム製トラフ中に入れ、かつアンモニア流（９ｌ／ｈ；Ｋ
ＯＨ塔を介しての乾燥）中で８０時間（試験Ａ）もしく
は１２０時間（試験Ｂ）８２０℃に加熱する。
【００３３】 図１は、ＵＶ−ＶＩＳ吸収スペクトルを
示し、この場合曲線Ａは比較例Ａに相当し、かつ曲線Ｂ
は比較例Ｂに相当する。ＡおよびＢの最大吸収は、本質
的に曲線Ｃ（＝本発明による例１）の場合よりも僅かで
ある。図２（＝図１の曲線の第１の導関数）から、顔料
（＝曲線Ｃ）の吸収側稜は、公知技術水準により得られ
た生成物（＝曲線ＡおよびＢ）の場合よりもさらに赤色
中に存在していることを認めることができる。
示し、この場合曲線Ａは比較例Ａに相当し、かつ曲線Ｂ
は比較例Ｂに相当する。ＡおよびＢの最大吸収は、本質
的に曲線Ｃ（＝本発明による例１）の場合よりも僅かで
ある。図２（＝図１の曲線の第１の導関数）から、顔料
（＝曲線Ｃ）の吸収側稜は、公知技術水準により得られ
た生成物（＝曲線ＡおよびＢ）の場合よりもさらに赤色
中に存在していることを認めることができる。
【００３４】比較例ＤおよびＥ
Ｔａ3Ｎ5をブラウアー（G. Brauer）およびヴァイトラ
イン（J. R. Weidlein）の方法（Angew. Chem. ７７，
２１８（１９６５）もしくはZ. anorg. allg. Chem. ３
４８，２９８（１９６６））によりＴａ2Ｏ5からのＯ2
ゲッタとしてのＴｉ屑を用いて製出した。
イン（J. R. Weidlein）の方法（Angew. Chem. ７７，
２１８（１９６５）もしくはZ. anorg. allg. Chem. ３
４８，２９８（１９６６））によりＴａ2Ｏ5からのＯ2
ゲッタとしてのＴｉ屑を用いて製出した。
【００３５】Ｔａ2Ｏ5１．５ｇを差当たりボールミル中
で粉砕し、次にコランダム製トラフ中で３６時間（試験
Ｄ）もしくは６０時間（試験Ｅ）９００℃でＮＨ3流
（４ｌ／ｈ）中で処理した。試料の直前には、Ｔｉ屑を
有するトラフが存在していた。
で粉砕し、次にコランダム製トラフ中で３６時間（試験
Ｄ）もしくは６０時間（試験Ｅ）９００℃でＮＨ3流
（４ｌ／ｈ）中で処理した。試料の直前には、Ｔｉ屑を
有するトラフが存在していた。
【００３６】図３中で曲線ＤおよびＥは、吸収曲線を示
し、この場合最大吸収は、図１の曲線Ｃの場合よりも著
しく低く；測定条件は、全ての場合に同じであった： 装置： キャリー（Cary）２４００ ＵＶ−ＶＩ
Ｓ分光光度計、バリアン（Varian）社、ダルムシュタッ
ト在 測定範囲： ４００〜７８０ｎｍ 基線： 補正された測定 秤量した量： ＢａＳＯ4４．５ｇに対して試料６０ｍ
ｇ 縦座標： 吸収量 横座標： ｎｍでの波長 走査速度： １ｍｍ ｓｅｃ~1 測定間隔： ０．５ｎｍ 例１ ａ）Ｔａ2Ｏ5・ａｑの製造 塩化タンタル（Ｖ）２．５ｇを濃塩酸１００ｍｌ中に沸
騰加熱時に溶解する。引続き、この溶液を水２０ｍｌで
希釈し、Ｔａ2Ｏ5・ａｑを濃アンモニア液を用いてｐＨ
＝７で沈殿させた。沈殿物を長時間煮沸することによ
り、問題なしに濾別することができる。引続き、沈殿物
を水で塩化物不含になるまで洗浄し、エタノールで懸濁
させ、かつ１２０℃で重量が一定になるまで乾燥させ
る。Ｘ線による測定で無定形であるＴａ3Ｏ5・ａｑは、
１０００℃までの灼熱によって測定された、１６．２重
量％の残留含水量を有していた。
し、この場合最大吸収は、図１の曲線Ｃの場合よりも著
しく低く；測定条件は、全ての場合に同じであった： 装置： キャリー（Cary）２４００ ＵＶ−ＶＩ
Ｓ分光光度計、バリアン（Varian）社、ダルムシュタッ
ト在 測定範囲： ４００〜７８０ｎｍ 基線： 補正された測定 秤量した量： ＢａＳＯ4４．５ｇに対して試料６０ｍ
ｇ 縦座標： 吸収量 横座標： ｎｍでの波長 走査速度： １ｍｍ ｓｅｃ~1 測定間隔： ０．５ｎｍ 例１ ａ）Ｔａ2Ｏ5・ａｑの製造 塩化タンタル（Ｖ）２．５ｇを濃塩酸１００ｍｌ中に沸
騰加熱時に溶解する。引続き、この溶液を水２０ｍｌで
希釈し、Ｔａ2Ｏ5・ａｑを濃アンモニア液を用いてｐＨ
＝７で沈殿させた。沈殿物を長時間煮沸することによ
り、問題なしに濾別することができる。引続き、沈殿物
を水で塩化物不含になるまで洗浄し、エタノールで懸濁
させ、かつ１２０℃で重量が一定になるまで乾燥させ
る。Ｘ線による測定で無定形であるＴａ3Ｏ5・ａｑは、
１０００℃までの灼熱によって測定された、１６．２重
量％の残留含水量を有していた。
【００３７】ｂ）Ｔａ3Ｎ5・ａｑからのＴａ3Ｎ5の製造
比較例１Ａに記載された方法と同様にして、Ｔａ2Ｏ5・
ａｑ１ｇをＮＨ3流（９ ｌ／ｈ）中で８２０℃で８０
時間加熱した。図１および図２の曲線Ｃは、より高い吸
収量および赤に向かって移行した吸収側稜を示す。
ａｑ１ｇをＮＨ3流（９ ｌ／ｈ）中で８２０℃で８０
時間加熱した。図１および図２の曲線Ｃは、より高い吸
収量および赤に向かって移行した吸収側稜を示す。
【００３８】例２
ａ）試験１ｂを繰返したが、しかし同じ炉およびトラフ
中でＴａ2Ｏ5・ａｑ４ｇを使用した。例１ｂ（＝図１の
場合の曲線Ｃ）の場合と同様の色の強さを達成するまで
に、８２０℃およびＮＨ3 ９ｌ／ｈで１２０時間が必
要とされた。
中でＴａ2Ｏ5・ａｑ４ｇを使用した。例１ｂ（＝図１の
場合の曲線Ｃ）の場合と同様の色の強さを達成するまで
に、８２０℃およびＮＨ3 ９ｌ／ｈで１２０時間が必
要とされた。
【００３９】ｂ）Ｔａ2Ｏ5・ａｑ４ｇを（ＮＨ4）2ＣＯ
3 ０．７ｇと混合し、かつボールミル中で３０分間粉
砕した。窒化は、例２ａの場合と同様に行なわれたが、
しかし色の形成は、８０時間後に終結された。従って、
融剤を一緒に使用することによって、反応時間は、本質
的に減少させることができる。
3 ０．７ｇと混合し、かつボールミル中で３０分間粉
砕した。窒化は、例２ａの場合と同様に行なわれたが、
しかし色の形成は、８０時間後に終結された。従って、
融剤を一緒に使用することによって、反応時間は、本質
的に減少させることができる。
【００４０】例３
ｄ）新しく（例１ａによる）沈殿した酸化タンタル（Ｔ
ａ2Ｏ5・ａｑ、０．５ｇ、３０分間ボールミル）を融剤
としての三酸化硼素（０．５ｇ）と瑪瑙製乳鉢中で混合
し、かつアンモニア流（９ ｌ／ｈ）中で８２０℃で５
時間反応させた。引続き、融剤を１０％の水酸化カリウ
ム溶液を用いて沸騰加熱時に除去する。得られた顔料の
輝度は、例１ｂによる顔料の場合よりも若干少なかっ
た。
ａ2Ｏ5・ａｑ、０．５ｇ、３０分間ボールミル）を融剤
としての三酸化硼素（０．５ｇ）と瑪瑙製乳鉢中で混合
し、かつアンモニア流（９ ｌ／ｈ）中で８２０℃で５
時間反応させた。引続き、融剤を１０％の水酸化カリウ
ム溶液を用いて沸騰加熱時に除去する。得られた顔料の
輝度は、例１ｂによる顔料の場合よりも若干少なかっ
た。
【００４１】例４ａ）例２ｂにより得られた窒化タンタ
ル（Ｖ）を完全粘土（Vollton）ならびに白色の混合物
でＰＶＣプラスチゾル中に入れ、かつ測色法により試験
した。Ｔａ３Ｎ５１ｇをプラスチゾル３ｇと混合し、か
つ色擦取り機（Farbausreibemaschine）中に分散させ
た。白色の混合物のためにＴａ３Ｎ５０．１ｇをＴｉＯ
２１ｇと混和し、プラスチゾル３ｇを混合し、かつ色擦
取り機中に分散させた。スライダーを用いてペーストか
ら０．５ｍｍの厚さの塗布物を得、この塗布物のゲル化
を１４０℃への１０分間の加熱によって行なった。分光
光度計を用いて色価ａおよびｂをＣＩＥ−Ｌａｂ系（Ｄ
ＩＮ ５０３３）中で測定した： ｂ）例４ａで使用されたＴａ３Ｎ５を３００℃で１０分
間熱処理しかつ得られた顔料を前記の方法と同様にして
試験することによって、着色されたＰＶＣプラスチゾル
の次のａ価およびｂ価を生じる： Ｔａ３Ｎ５顔料は、試験４ａと試験４ｂとの比較で示さ
れたように、プラスチックの加工の際に言うに値する程
の色の変化なしに通常の温度処理を凌駕するのに十分な
温度安定性を有する。
ル（Ｖ）を完全粘土（Vollton）ならびに白色の混合物
でＰＶＣプラスチゾル中に入れ、かつ測色法により試験
した。Ｔａ３Ｎ５１ｇをプラスチゾル３ｇと混合し、か
つ色擦取り機（Farbausreibemaschine）中に分散させ
た。白色の混合物のためにＴａ３Ｎ５０．１ｇをＴｉＯ
２１ｇと混和し、プラスチゾル３ｇを混合し、かつ色擦
取り機中に分散させた。スライダーを用いてペーストか
ら０．５ｍｍの厚さの塗布物を得、この塗布物のゲル化
を１４０℃への１０分間の加熱によって行なった。分光
光度計を用いて色価ａおよびｂをＣＩＥ−Ｌａｂ系（Ｄ
ＩＮ ５０３３）中で測定した： ｂ）例４ａで使用されたＴａ３Ｎ５を３００℃で１０分
間熱処理しかつ得られた顔料を前記の方法と同様にして
試験することによって、着色されたＰＶＣプラスチゾル
の次のａ価およびｂ価を生じる： Ｔａ３Ｎ５顔料は、試験４ａと試験４ｂとの比較で示さ
れたように、プラスチックの加工の際に言うに値する程
の色の変化なしに通常の温度処理を凌駕するのに十分な
温度安定性を有する。
【図１】図１は、ＵＶ−ＶＩＳ吸収スペクトルを示す線
図である。
図である。
【図２】図２は、図１の吸光スペクトルの第１の導関数
を示す線図である。
を示す線図である。
【図３】図３は、窒化タンタル（Ｖ）のＵＶ−ＶＩＳス
ペクトルを示す線図である。
ペクトルを示す線図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ハンス−ペーター レチェルト
ドイツ連邦共和国 ランスバッハ−バウ
ムバッハ ブルネンシュトラーセ ４
(72)発明者 ディートリッヒ シュペール
ドイツ連邦共和国 ハーナウ グリュナ
ウシュトラーセ ５
(56)参考文献 西独国特許出願公開3742065（ＤＥ,
Ａ１)
西独国特許出願公開3742066（ＤＥ,
Ａ１)
ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＴＲＡ
ＮＳＡＣＴＩＯＮＳ，1972年 ２月，Ｖ
ｏｌ．３ Ｎｏ．２，ｐ489−494
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C01B 21/06
ＣＡ（ＳＴＮ)
Claims (6)
- 【請求項１】 酸化物のタンタル（Ｖ）化合物を無水ア
ンモニアで７５０℃〜９５０℃で窒化することによって
窒化タンタル（Ｖ）を製造する方法において、酸化物の
タンタル（Ｖ）化合物として、１４〜１７重量％の範囲
内の水和物含量（ａｑ含量）を有する組成式：Ｔａ２Ｏ
５・ａｑの酸化タンタル（Ｖ）水和物を使用することを
特徴とする、窒化タンタル（Ｖ）の製造法。 - 【請求項２】 窒化を８００〜８７０℃で実施する、請
求項１記載の方法。 - 【請求項３】 窒化を一連のアンモニウム塩、炭酸また
は１価もしくは多価の低級カルボン酸からの融剤の存在
下に実施する、請求項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】 窒化を一連の硼酸、硼酸無水物または硼
酸のアンモニウム塩からの融剤の存在下に実施する、請
求項１または２に記載の方法。 - 【請求項５】 酸化タンタル（Ｖ）水和物および融剤を
１対０．０１〜１対２の重量比で使用する、請求項３ま
たは４に記載の方法。 - 【請求項６】 酸化タンタル（Ｖ）水和物および融剤か
らなる強力に均質化された粉末混合物を窒化する、請求
項３から５までのいずれか１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4234938.9 | 1992-10-16 | ||
| DE4234938A DE4234938A1 (de) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | Verfahren zur Herstellung von Tantal(V)-nitrid und dessen Verwendung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06206710A JPH06206710A (ja) | 1994-07-26 |
| JP3504300B2 true JP3504300B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=6470643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25812993A Expired - Fee Related JP3504300B2 (ja) | 1992-10-16 | 1993-10-15 | 窒化タンタル（ｖ）の製造法および該窒化タンタル（ｖ）からなる有色顔料 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5376349A (ja) |
| EP (1) | EP0592867B1 (ja) |
| JP (1) | JP3504300B2 (ja) |
| CZ (1) | CZ282999B6 (ja) |
| DE (2) | DE4234938A1 (ja) |
| ES (1) | ES2073325T3 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4317421A1 (de) * | 1993-05-26 | 1994-12-01 | Cerdec Ag | Oxonitride der Formel LnTaON¶2¶ mit erhöhter Farbbrillanz, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung |
| DE4429532A1 (de) | 1994-08-19 | 1996-02-22 | Cerdec Ag | Farbpigmente auf der Basis von Oxidnitriden, deren Herstellung und Verwendung |
| US5693102A (en) * | 1995-09-27 | 1997-12-02 | Cerdec Aktiengesellschaft Keramische Farben | Oxonitrides of the formula LnTaON2 with enhanced brightness and a process for their use |
| DE19858255A1 (de) | 1998-12-17 | 2000-06-21 | Cerdec Ag | Tantal(V)-nitrid-Pigment, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung |
| DE19907618A1 (de) | 1999-02-23 | 2000-08-24 | Dmc2 Degussa Metals Catalysts | Verfahren zur Herstellung von gelben bis roten Pigmenten auf der Basis von Nitriden und Oxidnitriden |
| DE19907616A1 (de) | 1999-02-23 | 2000-08-24 | Dmc2 Degussa Metals Catalysts | Tantal(V)-nitrid-Pigmente, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung |
| US7777675B2 (en) | 1999-03-05 | 2010-08-17 | Era Systems Corporation | Deployable passive broadband aircraft tracking |
| US7667647B2 (en) | 1999-03-05 | 2010-02-23 | Era Systems Corporation | Extension of aircraft tracking and positive identification from movement areas into non-movement areas |
| EP1215703A1 (de) | 2000-12-13 | 2002-06-19 | dmc2 Degussa Metals Catalysts Cerdec AG | Bildschirm, insbesondere Farbbildschirm, Beschichtung desselben und Mittel zur Herstellung der Beschichtung |
| US6602608B2 (en) * | 2001-11-09 | 2003-08-05 | Guardian Industries, Corp. | Coated article with improved barrier layer structure and method of making the same |
| JP2010280524A (ja) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Panasonic Corp | 金属酸化物の窒化装置 |
| FR2962123A1 (fr) | 2010-07-02 | 2012-01-06 | Centre Nat Rech Scient | Oxyde de zinc dope |
| CN107268020B (zh) * | 2017-06-06 | 2019-06-04 | 中国矿业大学 | 一种Ta3N5薄膜的制备方法及Ta3N5薄膜的应用 |
| JP7005394B2 (ja) * | 2018-03-13 | 2022-01-21 | 太平洋セメント株式会社 | 光触媒 |
| CN110316706B (zh) * | 2019-06-06 | 2022-10-18 | 武汉大学 | 一种氮化五氧化二钽的熔盐化学方法及其制备获得的氮化五氧化二钽 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB190627828A (en) * | 1906-12-06 | 1907-08-15 | Leonhardt Roth | Process for Manufacturing Nitrides from Atmospheric Nitrogen and Apparatus therefor. |
| US2461020A (en) * | 1945-03-02 | 1949-02-08 | Metal Hydrides Inc | Production of tantalum nitride |
| FR1429307A (fr) * | 1964-11-27 | 1966-02-25 | Centre Nat Rech Scient | Procédé de préparation des solutions solides de nitrures et d'oxynitrures de certains métaux de transition et nouvelles solutions solides desdits nitrures et oxynitrures |
| US4233078A (en) * | 1979-07-03 | 1980-11-11 | Kaiser Aluminum & Chemical Corporation | Refractory composition for forming a monolithic structure |
| US4975260A (en) * | 1988-04-18 | 1990-12-04 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Process for preparing metal nitride powder |
-
1992
- 1992-10-16 DE DE4234938A patent/DE4234938A1/de not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-09-29 ES ES93115695T patent/ES2073325T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-29 DE DE59300236T patent/DE59300236D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-29 EP EP93115695A patent/EP0592867B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-13 CZ CZ932159A patent/CZ282999B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1993-10-14 US US08/135,998 patent/US5376349A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-15 JP JP25812993A patent/JP3504300B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-11-10 US US08/336,940 patent/US5569322A/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ，１９７２年 ２月，Ｖｏｌ．３ Ｎｏ．２，ｐ４８９−４９４ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06206710A (ja) | 1994-07-26 |
| CZ215993A3 (en) | 1994-05-18 |
| DE4234938A1 (de) | 1994-04-21 |
| DE59300236D1 (de) | 1995-07-06 |
| EP0592867B1 (de) | 1995-05-31 |
| ES2073325T3 (es) | 1995-08-01 |
| CZ282999B6 (cs) | 1997-12-17 |
| US5376349A (en) | 1994-12-27 |
| EP0592867A1 (de) | 1994-04-20 |
| US5569322A (en) | 1996-10-29 |
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