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新しい環境調和型の黒色遮熱、赤色無機顔料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18J23369
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 無機材料・物性
研究機関鳥取大学

研究代表者

岡 亮平  鳥取大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2020年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード結晶場 / d-d遷移 / リートベルト解析 / 光吸収 / 色彩評価 / 無機顔料 / 環境調和型 / 黒色遮熱顔料 / 赤色 / 日射反射率 / 結晶構造 / 発色機構 / アルカリ土類金属 / 複合酸化物
研究実績の概要

本研究は、新規な優環境型の黒色遮熱、赤色無機顔料を創製し、得られた顔料の発色機構や近赤外反射機構の解明を目指したものである。
2019年度(2年目)の研究で、新規な赤色無機顔料の母材としてLi2MnO3を選択し、Li+サイトにNa+を固溶させることで、試料色が橙色から深紅色へと変化することを見出した。そこで2020年度(3年目)は、2年目の研究によって開発した(Li1-xNax)2MnO3(x = 0, 0.07)顔料について、リートベルト解析により結晶構造を精密化した。その結果、Li+サイトへのNa+の固溶により、Mn(2)-O間の平均結合距離は伸長し、[Mn(2)O6]八面体の歪みは大きくなることがわかった。これら[Mn(2)O6]八面体の立体構造の変化により、Mn4+のd-d遷移による光吸収帯が変化することで、試料の色調が変化することを明らかにした(ACS Omega, 2020, 5, 13108)。
加えて、赤色と同じ暖色系の1つである黄色を呈する無機顔料として、Ca1-xEuxZrO3 (0 ≦ x ≦ 1)を開発した。X線光電子分光スペクトル解析及びリートベルト解析を行った結果、試料内にはEu2+とEu3+が混在し、試料表面ではEu3+が、バルク領域ではEu2+がそれぞれ支配的に存在することを明らかにした。合成した試料の中で、Ca0.7Eu0.3ZrO3において、市販黄色顔料であるプラセオジムイエローに匹敵する黄色度(CIE L*a*b*表色系においてb* = +70.7)を実現した(ACS Omega, 2021, 6, 3411)。
以上、本研究では、初年度から最終年度までに新規な環境調和型の赤色無機顔料および黒色遮熱顔料を開発するとともに、赤色と同じ暖色系である黄、橙色顔料の開発に成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 10件)

  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Ca1-xEuxZrO3 as Environmentally Friendly Inorganic Yellow Pigments2021

    • 著者名/発表者名
      Minagawa Kohei、Nishiguchi Yuichi、Oka Ryohei、Masui Toshiyuki
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 6 号: 4 ページ: 3411-3417

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c05959

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of [MnO6] Octahedra to the Coloring Mechanism of (Li1-xNax)2MnO32020

    • 著者名/発表者名
      Oka Ryohei, Kusukami Kohei, Masui Toshiyuki
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 号: 22 ページ: 13108-13114

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c01071

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 環境調和型の無機顔料2020

    • 著者名/発表者名
      岡 亮平、増井敏行
    • 雑誌名

      セラミックス

      巻: 55 ページ: 598-601

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis and Color Evaluation of Ta5+-Doped Bi2O32019

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Oka, Yusuke Shobu, Toshiyuki Masui
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 4 号: 4 ページ: 7581-7585

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b00555

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improvement of near-infrared (NIR) reflectivity and black color tone by doping Zn2+ into the Ca2Mn0.85Ti0.15O4 structure2019

    • 著者名/発表者名
      Oka Ryohei、Iwasaki Senri、Masui Toshiyuki
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 9 号: 66 ページ: 38822-38827

    • DOI

      10.1039/c9ra07849e

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Novel Environmentally Friendly Inorganic Orange Pigments Based on Ca14Al10Zn6O352018

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Oka, Takashi Kosaya, Toshiyuki Masui
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 47 号: 12 ページ: 1522-1525

    • DOI

      10.1246/cl.180744

    • NAID

      130007534772

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ce3+を発色源とする新規な優環境型の赤茶色無機顔料2018

    • 著者名/発表者名
      岡 亮平、増井敏行
    • 雑誌名

      セラミックス

      巻: 53 ページ: 449-452

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 環境に優しい無機顔料2018

    • 著者名/発表者名
      岡 亮平、増井敏行
    • 雑誌名

      日本電子材料技術協会会報

      巻: 49 ページ: 2-5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CaZrO3を母体とする優環境型黄色無機顔料2021

    • 著者名/発表者名
      皆川公平、西口雄一、岡 亮平、増井敏行
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2021年年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Ce3+を発色源とする色調制御可能な新規無機顔料2020

    • 著者名/発表者名
      岡 亮平、菖蒲優介、増井敏行
    • 学会等名
      第36回希土類討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] [MnO6]八面体が(Li1-xNax)2MnO3の発色機構に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      岡 亮平、楠神浩平、増井敏行
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第33回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ペロブスカイト型複合酸化物からなる優環境型黄色無機顔料2019

    • 著者名/発表者名
      岡 亮平、月森貴史、井上大生、増井敏行
    • 学会等名
      第35回希土類討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Black Pigments Based on Ca2MnO4 for High Near-Infrared Reflectance2019

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Oka, Senri Iwasaki, Toshiyuki Masui
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of (Li1-xNax)2MnO3 as Environmentally Friendly Red Pigments2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Kusukami, Ryohei Oka, Toshiyuki Masui
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel Inorganic Orange Pigments Based on BiFeWO62019

    • 著者名/発表者名
      Akari Takemura, Yusuke Shobu, Ryohei Oka, Toshiyuki Masui
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Color Evaluation of Ta5+-doped Bi2O32019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Shobu, Ryohei Oka, Toshiyuki Masui
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Black Pigments Based on Ca2MnO4 for High Near-Infrared Reflectance2019

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Oka, Senri Iwasaki, Toshiyuki Masui
    • 学会等名
      The 36th International Japan-Korea Seminar on Ceramics (J-K Ceramics 36)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of (Li1-xNax)2MnO3 as Environmentally Friendly Red Pigments2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Kusukami, Ryohei Oka, Toshiyuki Masui
    • 学会等名
      The 36th International Japan-Korea Seminar on Ceramics (J-K Ceramics 36)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel Inorganic Orange Pigments Based on BiFeWO62019

    • 著者名/発表者名
      Akari Takemura, Yusuke Shobu, Ryohei Oka, Toshiyuki Masui
    • 学会等名
      The 36th International Japan-Korea Seminar on Ceramics (J-K Ceramics 36)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Color Evaluation of Ta5+-doped Bi2O32019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Shobu, Ryohei Oka, Toshiyuki Masui
    • 学会等名
      The 36th International Japan-Korea Seminar on Ceramics (J-K Ceramics 36)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ta5+を固溶したBi2O3の合成と色彩評価2019

    • 著者名/発表者名
      岡 亮平、菖蒲優介、増井敏行
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Ce3+を発色源とする新しい無機顔料2018

    • 著者名/発表者名
      岡 亮平、菖蒲優介、青山文哉、月森貴史、増井敏行
    • 学会等名
      第34回希土類討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Ca14Al10Zn6O35を母体とする新しい無機顔料2018

    • 著者名/発表者名
      岡 亮平、古鞘隆志、増井敏行
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Ta5+を固溶したBi2O3の合成と色彩評価2018

    • 著者名/発表者名
      菖蒲優介、岡 亮平、増井敏行
    • 学会等名
      2018年日本化学会中国四国支部愛媛大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Novel Inorganic Orange Pigments Based on Ca14Al10Zn6O352018

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Masui, Ryohei Oka, Takashi Kosaya
    • 学会等名
      The 35th International Korea-Japan Ceramics Seminar (K-J Ceramics 35)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel Inorganic Pigments with Ce3+ as a Coloring Source2018

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Oka, Yusuke Shobu, Fumiya Aoyama, Takashi Tsukimori, Toshiyuki Masui
    • 学会等名
      The 35th International Korea-Japan Ceramics Seminar (K-J Ceramics 35)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ta5+を固溶したBi2O3の合成と色彩評価2018

    • 著者名/発表者名
      菖蒲優介、岡 亮平、増井敏行
    • 学会等名
      第25回ヤングセラミストミーティングin中四国
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Ce3+を発色源とする新しい無機顔料2018

    • 著者名/発表者名
      岡 亮平、菖蒲優介、青山文哉、月森貴史、増井敏行
    • 学会等名
      第25回ヤングセラミストミーティングin中四国
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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