環境調和型の新しい無機顔料の開発

本研究では、環境や人体に対して一切無害であり、かつ、塗料、化粧品、セラミックス、路面標識、ガラス、プラスチックなどといった幅広い用途に適した環境調和型の新規無機顔料の合成、及び合成した顔料の発色機構の解明を目指した。平成27年度においては、まず、無害な元素のみから構成されるカルシウムアルミニウムケイ酸塩（Ca2Al2SiO7）を新たな母体材料として選択し、そのCa2+サイトをEu2+イオンで部分置換した試料を合成した結果、これらの試料が鮮やかな黄色を呈し、中でも(Ca0.90Eu0.10)2Al2SiO7+δにおいて最大の黄色度（b* = +70.5）が得られた。また、(Ca0.90Eu0.10)2Al2SiO7+δの黄色度を更に増大させるために、そのCa2+サイトにZn2+を共ドープした試料を合成した結果、(Ca0.87Eu0.10Zn0.03)2Al2SiO7+δの黄色度（b* = +75.8）が最大となった。また、無害な原料から合成されるストロンチウムーマンガンー銅複合酸化物（Sr4Mn2CuO9）を新たな顔料母体として選択し、そのCu2+サイトにZn2+を置換した試料を合成した結果、Sr4Mn2Cu0.50Zn0.50O9において、最も鮮やかな橙色が得られた。合成した顔料が市販の橙色無機顔料（バイフェロックス、カドミウムオレンジ（有害））より高い耐熱性を有することもわかった。更に、これまでに合成したBi4V2O11系の赤色顔料について、顔料の粒子サイズや形状と色彩との相関を調べるために、Bi4V2O11系顔料を液相法で合成し、それらの粒子形態と色彩を評価した結果、これまでの固相法で合成した試料と比べ、均一で小さい粒子が得られたことに加え、彩度の向上にも成功した。

本研究では、環境や人体に対して一切無害であり、かつ、塗料、化粧品、セラミックス、路面標識、ガラス、プラスチックなどといった幅広い用途に適した環境調和型の新規無機顔料の合成、及び合成した顔料の発色機構の解明を目指した。平成27年度においては、まず、無害な元素のみから構成されるカルシウムアルミニウムケイ酸塩（Ca2Al2SiO7）を新たな母体材料として選択し、そのCa2+サイトをEu2+イオンで部分置換した試料を合成した結果、これらの試料が鮮やかな黄色を呈し、中でも(Ca0.90Eu0.10)2Al2SiO7+δにおいて最大の黄色度（b* = +70.5）が得られた。また、(Ca0.90Eu0.10)2Al2SiO7+δの黄色度を更に増大させるために、そのCa2+サイトにZn2+を共ドープした試料を合成した結果、(Ca0.87Eu0.10Zn0.03)2Al2SiO7+δの黄色度（b* = +75.8）が最大となった。また、無害な原料から合成されるストロンチウムーマンガンー銅複合酸化物（Sr4Mn2CuO9）を新たな顔料母体として選択し、そのCu2+サイトにZn2+を置換した試料を合成した結果、Sr4Mn2Cu0.50Zn0.50O9において、最も鮮やかな橙色が得られた。合成した顔料が市販の橙色無機顔料（バイフェロックス、カドミウムオレンジ（有害））より高い耐熱性を有することもわかった。更に、これまでに合成したBi4V2O11系の赤色顔料について、顔料の粒子サイズや形状と色彩との相関を調べるために、Bi4V2O11系顔料を液相法で合成し、それらの粒子形態と色彩を評価した結果、これまでの固相法で合成した試料と比べ、均一で小さい粒子が得られたことに加え、彩度の向上にも成功した。