JP2000501374A - 少なくとも一種の希土類塩、ホウ酸及び塩基を共に反応させる希土類ホウ酸塩の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明はなくとも一種の希土類塩、ホウ酸および塩基を共に反応させる希土類ホウ酸塩の製法を提供する。この製法は、化学量論以上の酸を用いてその反応の最後に反応媒体のｐＨが6〜8になるような条件で反応を行うことに特徴がある。形成した沈殿物は回収され、次にか焼される。得られたホウ酸塩は良好な相純度を有し、発光団として用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】 少なくとも一種の希土類塩、ホウ酸及び塩基を 共に反応させる希土類ホウ酸塩の製法 この発明は、少なくとも一種の希土類塩、ホウ酸および塩基を共に反応させる 希土類ホウ酸塩の製法に関する。 現在、発光及びエレクトロニクスの分野で多くの開発が行われている。この種 の開発例には、新しい目視技術および電光技術のためのプラズマ系（スクリーン およびランプ）の完成がある。１つの応用例は、現在のテレビスクリーンを平面 スクリーンに置き換えることである。このような新しい用途は、その性質が常に 改良されている発光団材料を必要とする。希土類ホウ酸塩はそのタイプの材料で ある。 上記の用途に用いられるために、ホウ酸塩は良好な相純度及び良好な結晶度を 持たなければならない。希土類酸化物およびホウ酸の固体状態反応を含むこのよ うなホウ酸塩の製法は公知である。このような方法は、相純粋でない生成物又は 高温でか焼することができない生成物をもたらすという欠点がある。この後者の 問題点は、発光団の発光収率が温度に依存し、温度が高くなるほどその発光収率 が大きくなることである。 この発明の１つの目的は、これらの欠点を有しない方法を開発することである 。 このために、本発明は少なくとも一種の希土類塩、ホウ酸および塩基を共に反 応させる希土類ホウ酸塩の製法であって、化学量論以上の酸を用いてその反応の 最後に反応媒体のｐＨが6〜8になるような条件で反応を行い、形成する沈殿物を 回収し、次にそれをか焼する方法を提供する。 本発明のこの他の特徴、詳細および利点は、以下の説明及び本発明を例証する 実施例により明らかになるであろうが、それらは本発明を制限するものではない 。 本発明のプロセスは、希土類ホウ酸塩の製造に関する。以下の記載において用 いられる用語「希土類」は、イットリウム、スカンジウム及び周期表の原子番号 が57〜71の範囲の元素で構成される元素群を意味する。 用語「希土類ホウ酸塩」は、式ＬｎＢＯ₃（オルトホウ酸塩）で表される生成 物を意味する。ここでＬｎは上に定義した希土類を表す。本発明のプロセスはま た式ＬｎＢＯ₃（式中、Ｌｎは２以上の希土類の混合物である。）で表される混 合希土類ホウ酸塩を製造するために用いることができると理解されるべきである 。本発明のプロセスは、特にイットリウム、ランタンまたはガドリニウムのホウ 酸塩を製造するために用いることができる。 このプロセスを、また、式Ｌｎ_1-xＭ_xＢＯ₃（式中、Ｍはドープ処理する元素 （ドーピング元素）を表す。)で表されるドープ処理された希土類ホウ酸塩を製 造するために用いることができる。このドーピング元素は、ホウ酸塩に発光性質 を授けるか又はその性質を補強することを目的とするものであり、アンチモン、 ビスマス、セリウム、テルビウム、ランタン、ガドリニウム、ユーロピウム、ツ リウム、エルビウム及びプラセオジムから成る群から選択される。この群の中に 希土類が含まれているが、ドーピング元素として用いられる希土類がホウ酸塩を 構成している希土類と異なることは言うまでもない。 本発明のプロセスは、希土類塩、ホウ酸および塩基を反応させることから成る 。この希土類塩は無機塩又は有機塩であってもよく、水溶性塩が好ましく、特に 硝酸塩がより好ましい。混合ホウ酸塩を製造する場合には、当然関係する希土類 の各々の塩が用いられる。 塩基としてはアンモニアが好ましい。 ドープ処理されたホウ酸塩を製造する場台は、その元素の塩の存在下で反応が 行われる。希土類塩に関する前述のものをこの例に適用できる。通常使われる条 件は、希土類ホウ酸塩に対するドーピング元素の量が50モル％以下、特に20モル ％以下となるような条件である。 この反応は加熱して行われることが好ましく、例えば40〜90℃の温度範囲で行 われる。 本発明のプロセスの１つの特徴は、希土類塩およびホウ酸間の反応において過 剰量のホウ酸を用いることである。この用語「過剰」は、Ｂ/Ｌｎ原子比率が１ 以上であることを意味する。この比率は一般に50％以下（即ち、Ｂ/Ｌｎ比率が1 .5以下)、好ましくは30％以下である。この比率が高くなると、反応の終わりに 多 量のホウ酸を除去する必要があるという欠点があり、産業上の観点から好ましく ない。ホウ酸は通常10％〜30％過剰であり、特に20％（又は約20％）過剰のホウ 酸が用いられる。 本発明のプロセスの更なる特徴は、反応の終わりに反応媒体のｐＨが6〜8の範 囲であることである。このｐＨ値は、製造されるべきホウ酸塩中の希土類の性質 に依存してもよい。従って、その希土類がランタンである場合にはこのｐＨ値は 7.5〜8の範囲であることが好ましく、ガドリニウムの場合にはこのｐＨ値は6.5 〜7の範囲であることが好ましく、またイットリウムの場合にはこのｐＨ値は７ 又は約７であることが好ましい。ｐＨ値が上記の値の場合には、極めて容易に良 好な相純度の生成物が得られる。 本発明の１つの実施態様において、少なくとも一種の希土類塩及びホウ酸から 成る混合物を形成することにより反応を行う。形成した混合物の均質化（いかな るものでもよいが必要である。）の後、ｐＨを所望の値にするためにこの混合物 に塩基を加える。すると沈殿物が形成する。 この沈殿が完了したら、必要に応じてその反応媒体を熟成してもよい。 この沈殿物を適切な手段を用いて反応媒体から分離する。 得られた沈殿物を洗浄してもよく、また任意に乾燥してもよい（例えば、オー ブン乾燥)。この沈殿物を必要に応じて粉砕してもよい。 次にこの沈殿物をか焼する。このか焼を結晶形態のホウ酸塩を得るのに十分な 温度で行う。良好な発光収率を有するホウ酸塩を製造するために、この沈殿物を 1000〜1500℃の温度範囲でか焼してもよい。不純物（例えば、アンモニウム硝酸 塩型不純物）を除去するために、第一か焼段階を低温（特に500℃程度）で行い 、第二か焼段階を上記の温度範囲で行うことも興味のあることである。 以下本発明の実施例を記載するが、それは本発明を制限するものではない。 実施例 この実施例では式Ｙ_0.9Ｅｕ_0.1ＢＯ₃で表されるオルトホウ酸塩を製造する。 出発溶液として以下の溶液を用いた： Ｈ₃ＢＯ₄ 0.24Ｍ Ｙ(ＮＯ₃)₃ 0.18Ｍ Ｅｕ(ＮＯ₃)₃ 0.02Ｍ この溶液を60℃で30分間攪拌しながら混合した。ｐＨが７になるまでこの混合 物に20％アンモニア溶液を滴下した。次にこの混合物を30分間熟成した。沈殿物 を遠心分離して、洗浄し、24時間オーブン燥した。その生成物を500℃で２時間 か焼し、次に1100℃で２時間か焼した。Ｘ線回折によれば、得られた生成物は単 一のＹＢＯ₃相の形態であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも一種の希土類塩、ホウ酸および塩基を共に反応させる希土類ホウ 酸塩の製法であって、化学量論以上の酸を用いてその反応の最後に反応媒体のｐ Ｈが6〜8になるような条件で反応を行い、形成する沈殿物を回収し、次にそれを か焼する希土類ホウ酸塩の製法。 ２．ホウ酸が10％〜30％過剰である請求項１に記載の製法。 ３．少なくとも一種の希土類塩及びホウ酸から成る混合物を形成し、その混合物 に塩基を加える請求項１又は２に記載の製法。 ４．ドーピング元素の塩の存在下で反応が行われる請求項１〜３のいずれか一項 に記載の製法。 ５．前記ドーピング元素が、アンチモン、ビスマス、セリウム、テルビウム、ラ ンタン、ガドリニウム、ユーロピウム、ツリウム、エルビウム及びプラセオジム から成る群から選択される請求項４に記載の製法。 ６．沈殿物を1000〜1500℃の温度範囲でか焼する請求項１〜５のいずれか一項に 記載の製法。 ７．前記希土類がランタンであり、前記ｐＨが7.5〜8である請求項３〜６のいず れか一項に記載の製法。 ８．前記希土類がガドリニウムであり、前記pHが6.5〜7である請求項３〜６のい ずれか一項に記載の製法。 ９．前記希土類がイットリウムであり、前記ｐＨが約７である請求項３〜６のい ずれか一項に記載の製法。 １０．前記塩基がアンモニアである請求項１〜９のいずれか一項に記載の製法。