JP3954837B2 - 黄色系セリウム顔料 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセリウムイオンを発色源とした黄色系無機顔料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無機顔料は、耐熱性，耐候性に優れているためエンジニヤリングプラスチック樹脂（エンプラ）などの高温成形材料や建材への利用、塗料、絵の具、陶磁器など多くの需要がある。
現在知られている黄色系無機顔料としては、黄鉛（PbCrO₄），カドミウムイエロー（CdS），チタンイエロー（TiO₂-NiO-Sb₂O₃），バナジン酸ビスマス系化合物（ジルコニウム固溶），硫化ランタン（La₂S₃）などがあげられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カドミウムや鉛を含む化合物は環境や人体に影響を与える恐れがあるため、その製造，使用が制限されるといった問題があった。
【０００４】
また、チタンイエローはTiO₂，NiO，Sb₂O₃からなるルチル型結晶顔料で耐熱性，耐薬品性に優れた顔料である。しかし、着色力が弱いといった問題点があった。
【０００５】
更に、バナジン酸ビスマスは比較的新しく開発された顔料であり、鮮やかな緑味の黄色を呈する顔料である。しかし、硫化カドミウム、硫化セレン系顔料のような黄色から赤みの黄色はバナジン酸ビスマスではできなかった。
また、バナジウムは２，３，４，５の酸化数をもつため安定性に問題があった。
【０００６】
近年、希土類黄色系顔料として硫化ランタンが開発されたが、加水分解を起こし易く、大気中で硫化水素を発生するといった問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、有害な物質を含まず、高い着色力を有し、従来の黄色系無機顔料が使用されている分野、例えば一般樹脂およびエンジニヤリングプラスチック樹脂の着色、塗料，インキ，セラミックス，建材等の分野において有用な黄色系セリウム顔料を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記目的を達成するため、種々の組成からなる化合物を調製し検討した結果、組成がA _x Ce _y Ln_{(1-y )}Mo₂O₈で表されるセリウム化合物において鮮やかな黄色を呈することを明らかにした。
【０００９】
すなわち、本発明に係る黄色系セリウム顔料は、組成がA _x Ce _y Ln_{(1-y )}Mo₂O₈で表されることを特徴とする黄色系セリウム顔料。但し、０．６≦ x ≦０．８、０＜y≦１、組成中のAはLi，Na，K，RbおよびCsからなる群より選ばれた少なくとも1種であり、LnはY，La，GdおよびLuからなる群より選ばれた少なくとも1種である（請求項１）。
【００１０】
本発明に係る黄色系セリウム顔料は、複数のアルカリ金属を混合して調製しても良い（請求項２）。
また、アルカリ金属にリチウム，ナトリウムを用いた化合物は鮮やかな黄緑色から黄色を呈する（請求項３、４）。
【００１１】
上記A _x Ce _y Ln_{(1-y )}Mo₂O₈（但し、０．６≦ x ≦０．８、０＜y≦１、組成中のAはLi,Na,K,RbおよびCsからなる群より選ばれた少なくとも1種であり，LnはY,La,GdおよびLuからなる群より選ばれた少なくとも1種である）の製造方法としては、固相反応法，沈殿法，水熱合成法，グリコサーマル法，ゾル−ゲル法，噴霧熱分解法等が挙げられるが、いずれの方法に限定されるものではない。
また、焼成を行なう場合、固相反応法では５００℃から７００℃の焼成で目的化合物を得ることができるが、A _x Ce _y Ln_{(1-y )}Mo₂O₈の構造が生成するような焼成温度，保持時間であれば焼成温度も限定されない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を以下の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
【実施例１】
LiCeMo₂O₈の化学量論組成となるように、MoO₃，CeO₂，Li₂CO₃を正確に秤量し、ボールミルを使用して均一に混合して原料混合体とした。つぎに、得られた原料混合体を、アルミナ製るつぼに入れ６００℃の温度で6時間焼成した。得られた焼成物を、アルミナ乳鉢で十分に粉砕し目的化合物を得た。
【００１４】
得られた化合物は、明度（Ｙ）５６．４％、刺激純度（Ｐｅ）７６．４％、主波長（λｄ）５７９．５ｎｍの鮮やかな黄色を呈した。
【００１５】
更に、Li_xCeMo₂O₈のLi配合量を、ｘ＝０．４，０．６，０．８，１．２と変化させ、上記と同様の方法で化合物を調製した。Ｘ線回折によって全ての化合物で同形の回折パターンが確認され、結晶構造が同じであることが確認できた（図１参照）。
Li配合量が０．６，０．８，１．２において鮮やかな黄色を呈し、Li配合量が変化しても結晶構造が変化せず、安定した色調を得られることがわかった（図２参照）。
以下に、Li配合量を変えた化合物の色相をＣ.Ｉ.Ｅ.表示法（明度（Ｙ）、刺激純度（Ｐｅ）、主波長（λｄ））で〔表１〕に示す。この表から化学量論比（ｘ＝１．０）で調整した化合物の刺激純度（Ｐｅ）が最も高く濃い黄色を呈していることがわかる。
【００１６】
【表１】

【００１７】
【実施例２】
次に、アルカリ金属にナトリウムを用いてNaCeMo₂O₈を調製した。化学量論組成となるようにMoO₃，CeO₂，Na₂CO₃を正確に秤量し、ボールミルを使用して均一に混合して原料混合体とした。そして、得られた原料混合体をアルミナ製るつぼに入れ６００℃の温度で6時間焼成した。得られた焼成物をアルミナ乳鉢で十分に粉砕し目的化合物を得た。
【００１８】
上記で得られた化合物は、明度（Ｙ）５７．７％，刺激純度（Ｐｅ）６１．２％，主波長（λｄ）５７３．７ｎｍの暗い黄緑色を呈した。
【００１９】
更に、Na_xCeMo₂O₈としてNa配合量をｘ＝０．４，０．６，０．８，１．２と変化させ、上記と同様の方法で化合物を調製した。Ｘ線回折によって全ての化合物で同形の回折パターンが確認され、結晶構造が同じであることが確認できた（図３参照）。
Na配合量を変えた化合物の色相は、Na配合量の減少（ｘ＝１．２から０．６に減少）すると、５５０ｎｍより長波長側の反射率が向上し、暗い黄緑色から黄色へ変化した（図４参照）。このことからNa配合量によって色相を変化させることができることがわかった。以下に、Na配合量を変えた化合物の色相をＣ.Ｉ.Ｅ.表示法（明度（Ｙ）、刺激純度（Ｐｅ）、主波長（λｄ））で〔表２〕に示す。
【００２０】
【表２】

【００２１】
【実施例３】
LiCeMo₂O₈の化学量論組成となるようにMoO₃，CeO₂，Li₂CO₃を正確に秤量し、LiCeMo₂O₈に対し(NH₄)₂HPO₄を５mol％から１０mol％、外配合で添加した。これらの試薬をエタノール中でボールミルを使用して均一に混合して原料混合体とした。つぎに、得られた原料混合体をアルミナ製るつぼに入れ６００℃の温度で6時間焼成した。得られた焼成物をアルミナ乳鉢で十分に粉砕し目的化合物を得た。
【００２２】
上記で得られた化合物は、Ｘ線回折によって同じ結晶構造を持つことが確認された。６００ｎｍから７００ｎｍの分光反射率が増加して色相は赤み方向にシフトした。このことから、燐（Ｐ）の添加により６００ｎｍから７００ｎｍの反射率を増加させ、色相を赤み方向にシフトできることがわかった。その結果を〔表３〕に示す。
【００２３】
【表３】

【００２４】
【発明の効果】
以上説明の通り、本発明に係る黄色系セリウム顔料によれば、有害な物質を含まず、高い着色力を有し、従来の黄色系無機顔料が使用されている分野，例えば一般樹脂およびエンジニヤリングプラスチック樹脂の着色、塗料，インキ，セラミックス，建材等の分野において有用な黄色系顔料を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１による化合物のX線回折図である。
【図２】実施例１による化合物の分光反射率を示すグラフである。
【図３】実施例２による化合物のX線回折図である。
【図４】実施例２による化合物の分光反射率を示すグラフである。
【図５】実施例３による化合物の分光反射率を示すグラフである。

Claims (6)

1. 組成がA _x Ce _y Ln_{(1-y )}Mo₂O₈で表されることを特徴とする黄色系セリウム顔料。但し、０．６≦ｘ≦０．８、０＜y≦１、組成中のAはLi，Na，K，RbおよびCsからなる群より選ばれた少なくとも1種であり、LnはY，La，GdおよびLuからなる群より選ばれた少なくとも1種である。
2. 上記組成中のＡに複数のアルカリ金属を用いることを特徴とする請求項１に記載の黄色系セリウム顔料。
3. 上記組成中のＡに使用するアルカリ金属として、リチウムを用いることを特徴とする請求項２に記載の黄色系セリウム顔料。
4. 上記組成中のＡに使用するアルカリ金属として、ナトリウムを用いることを特徴とする請求項２に記載の黄色系セリウム顔料。
5. 構成元素以外の元素を添加することを特徴とする請求項 1 乃至４の何れか 1 項に記載の黄色系セリウム顔料。
6. リンを５〜２０ mol ％添加することを特徴とする請求項 1 から４の何れか１項に記載の黄色系セリウム顔料。

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