この記事で分かること

レアアースの代替技術：プラセオジムイエロー

　2026年上半期（1〜6月）における日本のレアアース（希土類）輸入量は、中国による対日輸出規制導入前（2024年同期）の約2割にまで大きく落ち込んでいることが判明しました。

　EV（電気自動車）の駆動用モーターや半導体製造装置・材料に不可欠なレアアースの調達急減に対し、ベトナムや米国など中国以外からの代替調達や内製化が進んでおらず、サプライチェーンへの強い懸念が広まっています。

　第三国ルートの本格化など調達先の多角化を進めてるとともに、代替技術の実用化が強く望まれています。

　前回はプラセオジムに関する記事でしたが、今回は顔料として使用されるブラセオジムイエローに関する記事となります。

プラセオジムイエローとは何か

　プラセオジムイエローは、希土類元素のプラセオジムを利用した代表的な無機顔料（セラミック顔料）の一つです。

基本情報

• 英語名: Praseodymium yellow （または Praseodymium-zircon yellow）
• 化学式: (Zr,Pr)SiO4 （またはジルコン構造の中にプラセオジムが固溶した ZrSiO4:Pr）

主な特徴と用途

• 優れた耐熱性と安定性:ジルコン（ケイ酸ジルコニウム）の結晶構造の中にプラセオジムイオンがしっかりと固定されているため、極めて高い化学的安定性と耐熱性を持ちます。1000度を超える高温で焼成しても変色や退色を起こしません。
• 鮮やかな黄色: 赤みを帯びない、クリーンで鮮やかな美しい黄色を発色します。
• 主な用途: タイル、衛生陶器、高級陶磁器の釉薬（ゆうやく）や上絵の具の着色剤として広く利用されています。環境負荷の高いカドミウムや鉛を使わずに鮮やかな黄色を表現できるため、安全・環境面でも重宝されています。

プラセオジムイエローでのプラセオジムの役割は何か

　プラセオジムイエロー（ジルコン系顔料）におけるプラセオジムの主な役割は、「鮮やかな黄色を発色させる発色団（カラーセンター）」としての機能と、「過酷な焼成環境に耐える高い安定性の維持」の2点にあります。

主な役割とジルコンへ組み込む理由

1. 発色団（カラーセンター）としての機能
   • プラセオジムイオンが、母体となるジルコン（ケイ酸ジルコニウム）の結晶構造の中に均一に固溶（ドープ）することで、可視光の特定の波長を吸収し、濁りのないクリーンで鮮やかな黄色を発色させます。
2. 結晶構造による安定性の付与
   • プラセオジム単体では熱や化学物質に対して不安定な場合もありますが、頑丈なジルコンの結晶格子の中にしっかりと組み込まれることで、1000度を超える陶磁器の焼成温度や、釉薬中の厳しい化学的環境（酸やアルカリ）にさらされても、変色や退色を起こさない強靭な耐性を発揮します。

　「安全で鮮やかな黄色を生み出す発色源でありながら、頑丈な結晶に守られて高温下でも色を失わないようにする」という役割を担っています。

無機顔料でのプラセオジムフリー化の方法はあるのか

　鮮やかな黄色の無機顔料におけるプラセオジムフリー化は、レアアースの供給リスク低減やコスト削減、さらには環境規制への対応を背景に、産業界（特に塗料・プラスチック・セラミックス分野）で模索が進められています。

　プラセオジムイエローは非常に優れたセラミック顔料ですが、レアアース依存を解消するための代替技術やアプローチには以下のようなものがあります。

1. 塗料・プラスチック分野における「バナジン酸ビスマス」への移行

　セラミックス以外の分野（自動車用塗料、工業用コーティング、高級プラスチックなど）では、もともとカドミウムや鉛といった有害な重金属を含まない顔料への切り替えが進んでおり、その主役としてバナジン酸ビスマス（BiVO4 / Pigment Yellow 184）が広く利用されています。

• 特徴: ビスマスとバナジウムを主原料とし、レアアースを一切使わずに非常に鮮やかで緑味を帯びた美しい黄色を発色します。
• メリット: 優れた耐光性や耐候性を持ち、環境負荷も低いことから、プラセオジムに頼らない非レアアース・非カドミウムの有力な選択肢となっています。

2. セラミックス分野におけるプラセオジムフリー化の難しさと現状

　タイルや衛生陶器などの釉薬（ゆうやく）に使われるセラミック顔料は、1000度を超える高温での焼成に耐える必要があるため、プラセオジムイエロー（ジルコン構造）の代替が技術的に最も難しい領域です。

• 課題: 従来の代替として使われてきたカドミウム・セレン系顔料は毒性の問題から規制が厳しく、クロム系やアンチモン系の顔料も環境・安全面の観点から使用が制限されつつあります。
• 開発の方向性: レアアースを使わず、かつ高温焼成でも分解しない新しい結晶母体（複合酸化物系など）を用いた、環境調和型の新規黄色顔料の開発や探索が続けられています。

　鮮やかな黄色の顔料におけるプラセオジムフリー化は、用途（塗料・プラスチックか、高温焼成するセラミックスか）によって進捗が異なり、一般工業用途ではビスマス系への置き換えが進む一方、セラミックスの高温領域では依然として技術的な挑戦が続いています。