(57)【要約】【課題】新規な構造を有する赤外線吸収体を提供することを目的とする。【解決手段】樹脂媒体と、前記樹脂媒体内に配置され、複合タングステン酸化物粒子が集合した複合タングステン酸化物粒子集合体とを有し、  前記複合タングステン酸化物粒子集合体が帯状、鱗片状、ロッド状から選択された１種類以上の形状を有する赤外線吸収体を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂媒体と、前記樹脂媒体内に配置され、複合タングステン酸化物粒子が集合した複合タングステン酸化物粒子集合体とを有し、
前記複合タングステン酸化物粒子集合体が帯状、鱗片状、ロッド状から選択された１種類以上の形状を有する赤外線吸収体。
【請求項２】
前記複合タングステン酸化物粒子集合体の短手方向の長さが２μｍ以下である請求項１に記載の赤外線吸収体。
【請求項３】
前記複合タングステン酸化物粒子集合体の長手方向の長さが１０μｍ以下である請求項１または２に記載の赤外線吸収体。
【請求項４】
前記複合タングステン酸化物粒子が以下の一般式（１）で表される複合タングステン酸化物を含む請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の赤外線吸収体。
ＭｘＷｙＯｚ  ・・・（１）
（上記一般式（１）中、Ｍ元素はアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素から選択された１種類以上の元素を含み、Ｗはタングステンを、Ｏは酸素をそれぞれ表し、ｘ、ｙおよびｚはそれぞれ０．００１≦ｘ／ｙ≦０．３７、２．２≦ｚ／ｙ≦３．０を満たす。）
【請求項５】
前記複合タングステン酸化物粒子が六方晶の結晶構造の複合タングステン酸化物を含む請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の赤外線吸収体。
【請求項６】
前記複合タングステン酸化物粒子集合体内に存在する前記複合タングステン酸化物粒子の面積をＡ、前記複合タングステン酸化物粒子集合体の輪郭線で囲まれた領域の面積をＢとした場合に、
以下の式（２）により算出される面積率Ｓが５０％以下である複合タングステン酸化物粒子集合体を含む請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の赤外線吸収体。
Ａ／Ｂ×１００＝Ｓ  ・・・（２）
【請求項７】
前記樹脂媒体が、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、ふっ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、及びポリビニルブチラール樹脂からなる群から選択される１種類以上の樹脂である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の赤外線吸収体。
【請求項８】
フィルム形状、テープ形状、および繊維形状から選択されたいずれかの形状を有する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の赤外線吸収体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線吸収体に関する。
【背景技術】
【０００２】
窓材等に使用される遮光部材について従来から各種検討がなされている。
【０００３】
例えば特許文献１には、カーボンブラック、チタンブラック等の無機顔料や、アニリンブラック等の有機顔料等の黒色微粉末を含有する遮光層を備えた遮光フィルムが提案されている。
【０００４】
また、特許文献２には、赤外線反射性を有する帯状のフィルムと、赤外線吸収性を有する帯状のフィルムとを、それぞれ経糸あるいは緯糸として編織物としてなる保温用シートが提案されており、赤外線反射性を有する帯状のフィルムとして、合成樹脂フィルムにアルミ蒸着加工を施し、さらに合成樹脂フィルムを積層したものを用いた例も開示されている。
【０００５】
特許文献３では、透明なガラス基板上に、基板側より第１層として周期律表のＩＩＩａ族、ＩＶａ族、Ｖｂ族、ＶＩｂ族及びＶＩＩｂ族から成る群から選ばれた少なくとも１種の金属イオンを含有する複合タングステン酸化物膜を設け、前記第１層上に第２層として透明誘電体膜を設け、該第２層上に第３層として周期律表のＩＩＩａ族、ＩＶａ族、Ｖｂ族、ＶＩｂ族及びＶＩＩｂ族から成る群から選ばれた少なくとも１種の金属イオンを含有する複合タングステン酸化物膜を設け、かつ前記第２層の透明誘電体膜の屈折率が前記第１層及び前記第３層の複合タングステン酸化物膜の屈折率よりも低いことを特徴とする熱線遮断ガラスが提案されている。
【０００６】
特許文献４では、特許文献３と同様の方法で、透明なガラス基板上に、基板側より第１層として第１の誘電体膜を設け、該第１層上に第２層として複合酸化タングステン膜を設け、該第２層上に第３層として第２の誘電体膜を設けた熱線遮断ガラスが提案されている。
【０００７】
特許文献５では、特許文献３と同様な方法で、透明な基板上に、基板側より第１層として同様の金属元素を含有する複合タングステン酸化物膜を設け、前記第１層上に第２層として透明誘電体膜を設けた熱線遮断ガラスが提案されている。
【０００８】
特許文献６では、水素、リチウム、ナトリウム又はカリウム等の添加材料を含有する三酸化タングステン（ＷＯ３）、三酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）及び二酸化バナジウム（ＶＯ２）の１種以上から選択された金属酸化物膜を、ＣＶＤ法あるいはスプレー法を用いて形成された太陽光遮蔽特性を有する太陽光制御ガラスシートが提案されている。
【０００９】
特許文献７には、透明な基体上にポリビニルピロリドンを含有する酸化タングステン膜を形成してなることを特徴とする太陽光可変調光断熱材料が提案されている。
【００１０】
また、本件特許出願人は、特許文献８に、六塩化タングステンをアルコールに溶解し、そのまま溶媒を蒸発させるか、若しくは加熱還流した後溶媒を蒸発させ、その後１００℃〜５００℃で加熱することにより、三酸化タングステン若しくはその水和物又は両者の混合物からなる粉末を得ることを特徴とするエレクトロクロミック特性を示す酸化タングステン微粒子の製造方法や、該酸化タングステン微粒子を用いてエレクトロクロミック素子とすること等を提案している。
【００１１】
特許文献９には、メタ型タングステン酸アンモニウムと金属塩の混合水溶液の乾固物を水素還元し、タングステンブロンズを生成させることを特徴とするタングステンブロンズの製造方法が提案されている。
【００１２】
本件特許出願人は、特許文献１０に、赤外線材料微粒子が媒体中に分散してなる赤外線遮蔽材料微粒子分散体であって、当該赤外線材料微粒子は、タングステン酸化物微粒子または／および複合タングステン酸化物微粒子を含有し、当該赤外線材料微粒子の粒子直径が１ｎｍ以上８００ｎｍ以下である赤外線遮蔽材料微粒子分散体を開示した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−０２９３１４号公報
【特許文献２】特開平９−１０７８１５号公報
【特許文献３】特開平８−５９３００号公報
【特許文献４】特開平８−１２３７８号公報
【特許文献５】特開平８−２８３０４４号公報
【特許文献６】特開２０００−１１９０４５号公報
【特許文献７】特開平９−１２７５５９号公報
【特許文献８】特開２００３−１２１８８４号公報
【特許文献９】特開平８−７３２２３号公報
【特許文献１０】国際公開第２００５／０３７９３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
窓材等に用いられる遮光部材としては、特許文献１０等に開示されているように、太陽光からの近赤外線等の赤外線領域の光を吸収することができる赤外線吸収体が従来から用いられ、各種検討がなされてきた。しかし、近年では多様な各種赤外線吸収体が求められるようになっており、これに対応するため、新規な構造を含む赤外線吸収体が求められていた。
【００１５】
本発明の一側面では、新規な構造を有する赤外線吸収体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一側面では、樹脂媒体と、前記樹脂媒体内に配置され、複合タングステン酸化物粒子が集合した複合タングステン酸化物粒子集合体とを有し、
前記複合タングステン酸化物粒子集合体が帯状、鱗片状、ロッド状から選択された１種類以上の形状を有する赤外線吸収体を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一側面では、新規な構造を有する赤外線吸収体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１に係る赤外線吸収体を延伸方向の面から観察した透過型電子顕微鏡写真である。
【図２】実施例１に係る赤外線吸収体を延伸方向、および厚さ方向と平行な断面で観察した透過型電子顕微鏡写真である。
【図３】参考例１に係る赤外線吸収体の透過型電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［赤外線吸収体］
本実施形態では、赤外線吸収体の一構成例について説明する。
【００２０】
本実施形態の赤外線吸収体は、樹脂媒体と、樹脂媒体内に配置され、複合タングステン酸化物粒子が集合した複合タングステン酸化物粒子集合体とを有することができる。  
そして、複合タングステン酸化物粒子集合体は、帯状、鱗片状、ロッド状から選択された１種類以上の形状を有することができる。
【００２１】
従来は、可視領域の光の散乱を抑制し、透明性を確保する目的から、日射遮蔽粒子を透明樹脂中に均一に分散し、日射遮蔽材料粒子分散体としていた。しかし、本発明の発明者らの検討によれば、樹脂媒体内に複合タングステン酸化物粒子が部分的に高密度に集合して存在する複合タングステン酸化物粒子集合体を配置した赤外線吸収体においても可視領域の光の散乱を抑制し、透明性を確保しつつ、赤外線領域の光を吸収できることを見出した。すなわち、複合タングステン酸化物粒子集合体を含む新規な構造を有する赤外線吸収体を見出し、本発明を完成させた。
【００２２】
本実施形態の赤外線吸収体が含有する各成分について以下に説明する。
（複合タングステン酸化物粒子）
本実施形態の赤外線吸収体は複合タングステン酸化物粒子を含有することができる。複合タングステン酸化物粒子は赤外線吸収材料（赤外線吸収粒子）として機能する。
【００２３】
複合タングステン酸化物粒子を溶媒や固体の媒体に分散した分散物の光学特性は限定されないが、例えば光の透過率について、波長３５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲に極大値を有し、波長８００ｎｍ以上２１００ｎｍ以下の範囲に極小値を有することが好ましい。特に、上記複合タングステン酸化物粒子の分散物は光の透過率について、波長４４０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲に極大値を有し、波長１１５０ｎｍ以上２１００ｎｍ以下の範囲に極小値を有することがより好ましい。
【００２４】
すなわち、上記複合タングステン酸化物粒子の分散物は、光の透過率の極大値を可視領域に有し、透過率の極小値を近赤外線領域に有することが好ましい。
【００２５】
複合タングステン酸化物粒子は、例えば上述のように波長１１５０ｎｍ以上２１００ｎｍ以下の範囲を含む近赤外線領域の光を吸収することができ、吸収した光を熱に変換することができる。このように複合タングステン酸化物粒子は、赤外線を吸収し熱に変換できるので、赤外線を遮蔽する窓材や、吸収した赤外線で発熱する繊維などに応用可能である。
【００２６】
複合タングステン酸化物粒子が含む複合タングステン酸化物について説明する。なお、本実施形態の赤外線吸収体が含有する複合タングステン酸化物粒子は、以下に説明する複合タングステン酸化物を含有することができる。また、上記複合タングステン酸化物粒子は、複合タングステン酸化物から構成することもできるが、この場合も不可避成分を含むことを除外するものではない。
【００２７】
複合タングステン酸化物を説明する前に、Ｍ元素を添加していないタングステン酸化物について説明する。
【００２８】
一般に、三酸化タングステン（ＷＯ３）中には有効な自由電子が存在しないため近赤外線領域の吸収反射特性が少なく、赤外線吸収材料としては有効ではない。
【００２９】
しかし、三酸化タングステンのタングステンに対する酸素の比率を３より低減することによって、当該タングステン酸化物中に自由電子が生成することができる。そして、本発明の発明者らは、当該タングステン酸化物におけるタングステンと酸素との組成範囲の特定部分において、赤外線吸収材料として特に有効な範囲があることを見出した。
【００３０】
タングステン酸化物におけるタングステンと酸素との組成範囲は、タングステンに対する酸素の物質量比（モル比）を３未満とすることで自由電子を生成でき、当該タングステン酸化物をＷｙＯｚと表記したとき、２．２≦ｚ／ｙ≦２．９９９であることが好ましい。
【００３１】
これは、上記ｚ／ｙの値が、２．２以上の場合、当該タングステン酸化物中に目的としないＷＯ２の結晶相が現れるのをより確実に回避することができると共に、材料としての化学的安定性を得ることができ、有効な赤外線吸収材料として適用できるからである。
【００３２】
また、上記ｚ／ｙの値が、２．９９９以下であれば、当該タングステン酸化物中に必要とされる量の自由電子が生成され、効率のよい赤外線吸収材料となる。
【００３３】
また、タングステン酸化物において、一般式ＷｙＯｚと表記したとき、２．４５≦ｚ／ｙ≦２．９９９を満たす組成比を有する所謂「マグネリ相」は化学的に安定であり、近赤外線領域の光の吸収特性も良いので、赤外線吸収材料として特に好ましい。
【００３４】
複合タングステン酸化物は、上記タングステン酸化物へ、Ｍ元素を添加した構造を有する。
【００３５】
このように、Ｍ元素を添加した複合タングステン酸化物においては、自由電子が生成され、近赤外線領域に自由電子由来の吸収特性が発現し、波長１０００ｎｍ付近の近赤外線を吸収できる赤外線吸収材料として特に有効となる。
【００３６】
ここで、Ｍ元素を添加した複合タングステン酸化物における、Ｍ元素としては特に限定されないが、例えばＨ、Ｈｅ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｂｅ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｂｉ、Ｉから選択される１種類以上の元素が挙げられる。このうち、Ｍ元素は、アルカリ金属元素又はアルカリ土類金属元素から選択される１種類以上を含有することが、後述する結晶構造の観点から望ましい。
【００３７】
当該複合タングステン酸化物に対し、タングステン酸化物において説明した酸素量の制御と、自由電子を生成するＭ元素の添加とを併用することで、より効率の良い赤外線吸収材料を得ることができる。
【００３８】
この酸素量の制御と、自由電子を生成するＭ元素の添加とを併用した複合タングステン酸化物の一般式は例えばＭｘＷｙＯｚ（但し、Ｍは既述のＭ元素、Ｗはタングステン、Ｏは酸素）と記載することができる。
【００３９】
上記複合タングステン酸化物の一般式中の添加元素であるＭ元素と、タングステンとの物質量比（モル比）を示すｘ／ｙは、０．００１≦ｘ／ｙ≦１．０を満たすことが好ましい。特にｘ／ｙは、０．００１≦ｘ／ｙ≦０．５を満たすことがより好ましく、０．００１≦ｘ／ｙ≦０．３７を満たすことがさらに好ましく、０．２０≦ｘ／ｙ≦０．３７を満たすことが特に好ましい。
【００４０】
また、上記複合タングステン酸化物の一般式中のタングステンと酸素との物質量比（モル比）を示すｚ／ｙは、２．２≦ｚ／ｙ≦３．０を満たすことが好ましい。これは、上述のタングステン酸化物の場合と同様の機構が働くことに加え、ｚ／ｙ＝３．０においても、Ｍ元素の添加量による自由電子の供給があるため、赤外線を吸収することができるからである。
【００４１】
以上に説明したように、本実施形態の赤外線吸収体が含有する複合タングステン酸化物粒子は、以下の一般式（１）で表される複合タングステン酸化物を含む粒子であることが好ましい。なお、該複合タングステン酸化物粒子は、以下の一般式（１）で表される複合タングステン酸化物からなる粒子とすることもできる。
【００４２】
ＭｘＷｙＯｚ  ・・・（１）
そして、上記一般式（１）中、Ｍ元素はＨ、Ｈｅ、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｂｒ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｂｅ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｂｉ、Ｉから選択される１種類以上の元素であることが好ましい。Ｍ元素はアルカリ金属元素、およびアルカリ土類金属元素から選択された１種類以上の元素を含むことがより好ましい。特にＭ元素はＣｓ、Ｒｂ、Ｋ、Ｂａから選択された１種類以上を含むことがさらに好ましく、Ｃｓ、Ｒｂから選択される１種類以上を含むことが特に好ましい。なお、Ｍ元素は例えばアルカリ金属元素、およびアルカリ土類金属元素から選択された１種類以上の元素とすることもできる。
【００４３】
また、上記一般式（１）中、Ｗはタングステンを、Ｏは酸素をそれぞれ表している。
【００４４】
そして、ｘ／ｙは０．００１≦ｘ／ｙ≦１．０であることが好ましく、０．００１≦ｘ／ｙ≦０．５であることがより好ましく、０．００１≦ｘ／ｙ≦０．３７であることがさらに好ましく、０．２０≦ｘ／ｙ≦０．３７であることが特に好ましい。
【００４５】
また、ｚ／ｙは２．２≦ｚ／ｙ≦３．０であることが好ましい。
【００４６】
複合タングステン酸化物の結晶構造は特に限定されないが、六方晶の結晶構造を有することが好ましい。すなわち、本実施形態の赤外線吸収体が含有する複合タングステン酸化物粒子は、六方晶の結晶構造の複合タングステン酸化物を含むことが好ましい。なお、係る複合タングステン酸化物粒子は六方晶の結晶構造の複合タングステン酸化物から構成することもできる。
【００４７】
これは、複合タングステン酸化物が六方晶の結晶構造を有する場合、該複合タングステン酸化物を含む複合タングステン酸化物粒子は、可視領域の光の透過率が向上し、近赤外線領域の光の吸収が向上するからである。
【００４８】
係る六方晶の結晶構造は、ＷＯ６単位にて形成される８面体が６個集合して六角形の空隙（トンネル）が構成され、当該空隙中にＭ元素が配置して１つの単位を構成し、この１つの単位が多数集合して構成される。
【００４９】
本実施形態の赤外線吸収体の可視領域の光の透過特性を向上させ、近赤外線領域の光の吸収特性を向上させる観点から、含有する複合タングステン酸化物粒子の複合タングステン酸化物中に、上述の単位構造が含まれていることが好ましい。なお、単位構造とは、上述のようにＷＯ６単位で形成される８面体が６個集合して六角形の空隙が構成され、当該空隙中にＭ元素が配置した構造を意味する。
【００５０】
これは、上述の六角形の空隙にＭ元素の陽イオンが添加されて存在することで、近赤外線領域の光の吸収が向上するからである。一般的には、イオン半径の大きなＭ元素を添加したとき当該六方晶が形成され易い。中でも、Ｍ元素がアルカリ金属元素、およびアルカリ土類金属元素から選択された１種類以上を含む場合、六方晶が形成され易く好ましい。さらに、Ｍ元素がＣｓ、Ｒｂ、Ｋ、Ｂａから選択された１種類以上を含む場合、六方晶が特に形成され易くより好ましい。特にＭ元素がＣｓ、Ｒｂから選択される１種類以上を含む複合タングステン酸化物を含有する複合タングステン酸化物粒子においては、近赤外線領域の光の吸収性能と、可視領域の光の透過性能とが特に優れるため、特に好ましい。
【００５１】
なお、Ｍ元素は、上述のアルカリ金属元素、およびアルカリ土類金属元素から選択された１種類以上から構成することもできる。ただし、Ｍ元素が上述のアルカリ金属元素、およびアルカリ土類金属元素から選択された１種類以上の場合にのみ複合タングステン酸化物が六方晶を形成するものではない。Ｍ元素にアルカリ金属元素、及びアルカリ土類金属元素から選択された１種類以上の元素、例えばＣｓ、Ｒｂ、Ｋ、Ｂａから選択される１種類以上の元素を用い、さらにアルカリ金属元素や、アルカリ土類金属元素以外のＭ元素の候補を１種類以上加えた場合等にでも、複合タングステン酸化物が六方晶を形成することがある。
【００５２】
Ｍ元素の添加量を示すｘ／ｙは既述のように、０．００１≦ｘ／ｙ≦１．０であることが好ましく、０．００１≦ｘ／ｙ≦０．５であることがより好ましく、０．００１≦ｘ／ｙ≦０．３７であることがさらに好ましく、０．２０≦ｘ／ｙ≦０．３７であることが特に好ましい。これは、ｘ／ｙが上述の範囲にある場合、複合タングステン酸化物全体が均一に、六方晶の結晶構造を取ることができるからである。特にＭ元素の添加量を示すｘ／ｙ＝０．３３とした場合、ｚ／ｙ＝３の時に、理論上添加したＭ元素が六角形の空隙の全てに配置されることになるため好ましい。
【００５３】
本実施形態の赤外線吸収体が含む複合タングステン酸化物粒子は、その平均粒子径は特に限定されないが、平均粒子径は１００ｎｍ以下であることが好ましい。本実施形態の赤外線吸収体が含む複合タングステン酸化物粒子について、より優れた赤外線吸収特性（赤外線遮蔽特性）を発揮させる観点から、当該平均粒子径は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることがより好ましく、１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【００５４】
ここで、平均粒子径とは個々の複合タングステン酸化物粒子が有する粒子径の平均値であり、電子顕微鏡等で観察される集合していない個々の複合タングステン酸化物粒子の粒子径の平均値である。このため、上記平均粒子径は、例えば樹脂などの媒体に分散している複合タングステン酸化物粒子について、電子顕微鏡像を用いて測定した個々の粒子の粒子径から算出できる。
【００５５】
複合タングステン酸化物粒子の平均粒子径の算出方法は特に限定されないが、例えばまず断面加工で取り出した複合タングステン酸化物粒子分散体の薄片化試料を作製する。そして、作製した薄片化試料の透過型電子顕微鏡像から、複合タングステン酸化物粒子１００個の粒子径を、画像処理装置を用いて測定し、その平均値を算出することで、複合タングステン酸化物粒子の平均粒子径を求めることができる。樹脂などの媒体に複合タングステン酸化物粒子を分散させた複合タングステン酸化物粒子分散体から、当該薄片化試料を取り出すための断面加工には、例えばミクロトーム、クロスセクションポリッシャ、集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置等を用いることができる。
【００５６】
複合タングステン酸化物粒子の結晶子径は特に限定されないが、特に優れた赤外線吸収特性を発揮させる観点から、複合タングステン酸化物粒子の結晶子径は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることがより好ましく、１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることが特に好ましい。複合タングステン酸化物粒子の結晶子径を１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることで特に優れた赤外線吸収特性を発揮することができる。
【００５７】
結晶子径は例えば粉末Ｘ線回折の回折パターンから、Ｓｃｈｅｒｒｅｒの式を用いて算出することができる。
【００５８】
複合タングステン酸化物粒子は、例えばその表面をＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌから選択された１種類以上の元素を含有する酸化物で被覆することもできる。係る被覆を有することで、複合タングステン酸化物粒子の耐候性を特に向上させることができ、好ましい。
（樹脂媒体）
既述のように本実施形態の赤外線吸収体は、樹脂媒体を有することができる。樹脂媒体は、既述の複合タングステン酸化物粒子が集合した複合タングステン酸化物粒子集合体を保持し、赤外線吸収体の外形を形作る働きを有する。
【００５９】
樹脂媒体としては特に限定されるものではないが、本実施形態の赤外線吸収体は例えば窓材等で用いることができることから、樹脂媒体としては可視光透過性に優れた材料を用いることが好ましい。
【００６０】
樹脂媒体としては、例えばポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、ふっ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、及びポリビニルブチラール樹脂からなる群から選択される１種類以上の樹脂を好ましく用いることができる。
（赤外線吸収体の構造について）
本実施形態の赤外線吸収体は、樹脂媒体中に既述の複合タングステン酸化物粒子が部分的に高密度に集合して存在する複合タングステン酸化物粒子集合体を配置した構造を有する。
【００６１】
複合タングステン酸化物粒子集合体は、複合タングステン酸化物粒子が部分的に高密度に集合して存在し、集合体を形成していればよく、その具体的な形状等は特に限定されない。ただし、本発明の発明者らの検討によれば、本実施形態の赤外線吸収体が有する複合タングステン酸化物粒子集合体は、樹脂媒体内で、帯状、鱗片状、ロッド状から選択された１種類以上の形状を有することが好ましい。
【００６２】
なお、帯状とは長方形形状を意味する。  
鱗片状とは、鱗状の形状だけでなく、楕円状や、円状、多角形状、不定形形状等から選択された１種類以上の形状を意味する。  
ロッド状とは、棒状形状を意味するが、その端部の形状は特に限定されるものではない。このため、ロッド状の形状には、例えば柱状、樹状、針状、円錐形状等の形状を含むことができる。
【００６３】
なお、本実施形態の赤外線吸収体は、後述するように、例えば樹脂媒体と、複合タングステン酸化物粒子との混合物を延伸して形成することができ、複合タングステン酸化物粒子集合体の長手方向が、係る延伸方向に沿った形状を有する場合が多い。このため、本実施形態の赤外線吸収体を、延伸方向を含む面で観察した際に、本実施形態の赤外線吸収体が有する複合タングステン酸化物粒子集合体が上述の帯状、鱗片状、ロッド状から選択された１種類以上の形状を有することが好ましい。
【００６４】
既述のように、複合タングステン酸化物粒子集合体は、複数の複合タングステン酸化物粒子が部分的に高密度に存在、集合して形成される集合体である。
【００６５】
そして、本実施形態の赤外線吸収体は、複合タングステン酸化物粒子集合体内に存在する複合タングステン酸化物粒子の面積をＡ、複合タングステン酸化物粒子集合体の輪郭線で囲まれた領域の面積をＢとした場合に、以下の式（２）により算出される面積率Ｓが５０％以下である複合タングステン酸化物粒子集合体を含むことが好ましい。本実施形態の赤外線吸収体は、上記面積率Ｓが２０％以下の複合タングステン酸化物粒子集合体を含むことがより好ましい。
【００６６】
Ａ／Ｂ×１００＝Ｓ  ・・・（２）
上記面積率Ｓは、複合タングステン酸化物粒子集合体の輪郭線（外周）で囲まれた領域の面積に占める、複合タングステン酸化物粒子の面積の割合を示している。このため、上記面積率Ｓが５０％以下の複合タングステン酸化物粒子集合体は、複合タングステン酸化物粒子が適度な距離をもって集合体を形成し、該粒子間に微小な空間を有していることを意味する。従って、上記面積率Ｓが５０％以下の複合タングステン酸化物粒子集合体に対して光を照射した場合でも光の散乱が生じることを抑制し、赤外線吸収体のヘイズを低くすることができ、好ましいからである。
【００６７】
なお、上記面積率Ｓの下限値は特に限定されないが、複合タングステン酸化物粒子集合体として、十分な量の複合タングステン酸化物粒子が集合した形態を有するため、例えば１％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましい。
【００６８】
上記面積率Ｓを評価する場合には、任意に選択した一方の面から観察し、評価を行うことが好ましい。本実施形態の赤外線吸収体は、後述するように、例えば樹脂媒体と、複合タングステン酸化物粒子との混合物を延伸して形成することができる。このため、係る延伸方向を含む面で観察し、複合タングステン酸化物粒子集合体の面積率を評価することがより好ましい。
【００６９】
本実施形態の赤外線吸収体が含有する複合タングステン酸化物粒子集合体は、短手方向の長さが２μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以下であることがより好ましい。これは複合タングステン酸化物粒子集合体の短手方向の長さを２μｍ以下とすることで、得られる赤外線吸収体の機械的強度を高めることができ、また可視領域の光の透過性を高め、赤外線領域の光の吸収を高めることができるからである。また、複合タングステン酸化物粒子集合体の短手方向の長さを２μｍ以下とすることで、赤外線吸収体の可視領域の光の散乱を抑制し、透過性が高い性質、すなわち低いヘイズで透明性を高めることができる。
【００７０】
複合タングステン酸化物粒子集合体の短手方向の長さの下限値は特に限定されないが、例えば５０ｎｍ以上とすることが好ましい。
【００７１】
さらに、本実施形態の赤外線吸収体が含有する複合タングステン酸化物粒子集合体は、長手方向の長さが１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましい。これは複合タングステン酸化物粒子集合体の長手方向の長さを１０μｍ以下とすることで、得られる赤外線吸収体の機械的強度を高めることができ、また可視領域の光の透過性を高め、赤外線領域の光の吸収を高めることができるからである。また、複合タングステン酸化物粒子集合体の長手方向の長さを１０μｍ以下とすることで、赤外線吸収体の可視領域の光の散乱を抑制し、透過性が高い性質、すなわち低いヘイズで透明性を高めることができる。
【００７２】
複合タングステン酸化物粒子集合体の長手方向の長さの下限値は特に限定されないが、例えば５０ｎｍ以上とすることが好ましい。
【００７３】
なお、複合タングステン酸化物粒子集合体の短手方向、及び長手方向の長さを評価する場合には、任意に選択した一方の面から観察し、評価を行うことが好ましい。本実施形態の赤外線吸収体は、後述するように、例えば樹脂媒体と、複合タングステン酸化物粒子との混合物を延伸して形成することができ、複合タングステン酸化物粒子集合体の長手方向が、係る延伸方向に沿った形状を有する場合が多い。このため、係る延伸方向を含む面で観察し、複合タングステン酸化物粒子集合体の短手方向、及び長手方向の長さを評価することがより好ましい。
【００７４】
本実施形態の赤外線吸収体の形状は特に限定されるものではなく、用途に応じて任意の形状を有することができる。
【００７５】
ところで、本実施形態の赤外線吸収体は、含有する複合タングステン酸化物粒子が、赤外線領域の光を吸収することで、赤外線を遮蔽する。また、複合タングステン酸化物粒子が、赤外線領域の光を吸収すると、吸収した光を熱に変換し、赤外線吸収体を発熱させる。結果的に、赤外線吸収体は、赤外線領域の光を吸収して発熱体としても機能する。
【００７６】
このため、本実施形態の赤外線吸収体は、例えば赤外線の遮蔽が要求される窓材や、赤外線を吸収して発熱する高機能繊維として用いることができる。
【００７７】
そこで、本実施形態の赤外線吸収体は、例えばフィルム形状、テープ形状、および繊維形状から選択されたいずれかの形状を有することができる。
【００７８】
なお、フィルム形状とは薄膜形状を意味する。また、テープ形状とは、長手方向に沿って長く、短手方向すなわち幅が長手方向の長さと比較して狭く、かつ薄くて長い帯状の形状を意味する。テープ形状は、例えばフィルム形状の赤外線吸収体を切断等することにより形成することができる。繊維形状とは細い糸状の形状を意味する。
【００７９】
上述のように本実施形態の赤外線吸収体が、フィルム状に延伸され、フィルム形状を有する場合、該赤外線吸収体は赤外線吸収フィルムともいえる。
【００８０】
本実施形態の赤外線吸収体が、例えば赤外線吸収フィルムをテープ状に裁断してテープ形状を有する場合には、該赤外線吸収体は赤外線吸収テープともいえる。
【００８１】
また、本実施形態の赤外線吸収体が、繊維形状を有する場合には、該赤外線吸収体は赤外線吸収繊維ともいえる。
【００８２】
赤外線吸収フィルムや赤外線吸収テープは、複合タングステン酸化物粒子集合体が含まれることから赤外線領域の光を吸収し、赤外線遮蔽や赤外線による発熱の機能を発揮する。
【００８３】
また、繊維状に延伸された赤外線吸収繊維は、赤外線領域の光を吸収して発熱する繊維としての機能を発揮する。
【００８４】
既述のように、従来は可視領域の光の散乱を抑制し、透明性を確保するためには、透明樹脂中に均一に分散させる必要があると考えられていた。
【００８５】
しかしながら、複合タングステン酸化物粒子が集合した複合タングステン酸化物粒子集合体を有する本実施形態の赤外線吸収体においても、可視領域の光の散乱を抑制し、透明性を確保しつつ、赤外線を吸収できる。すなわち、複合タングステン酸化物粒子集合体を含む新規な構造を有する赤外線吸収体とすることができる。
【００８６】
本実施形態の赤外線吸収体によれば、上述のように可視領域の光の散乱を抑制し、可視光の透明性を確保しつつ、赤外線を吸収できることから、赤外線を吸収する窓材などに用いることができる。そして、本実施形態の赤外線吸収体は赤外線を吸収できるため、窓材に用いることで、室内の温度上昇を抑制することが可能になる。
【００８７】
また、本実施形態の赤外線吸収体は、窓材以外の用途にも用いることができ、例えば繊維等として用いることもできる。本実施形態の赤外線吸収体を繊維として用いる場合、本実施形態の赤外線吸収体は吸収した赤外線を熱に変換することもでき、可視領域の光を透過することから着色はほとんどないため発熱する高機能繊維として用いることができる。
［赤外線吸収体の製造方法］
本実施形態の赤外線吸収体の製造方法の一構成例について以下に説明する。
【００８８】
なお、本実施形態の赤外線吸収体の製造方法により、既述の赤外線吸収体を製造することができる。このため、既に説明した事項の一部については説明を省略する。
【００８９】
ここではまず、本実施形態の赤外線吸収体の製造方法で用いる複合タングステン酸化物粒子の製造方法の一構成例について説明する。
（複合タングステン酸化物粒子の製造方法）
本実施形態の赤外線吸収体は既述のように複合タングステン酸化物粒子を含むことから、ここではまず複合タングステン酸化物粒子の製造方法の一構成例について説明する。なお、本実施形態の赤外線吸収体の製造方法における、複合タングステン酸化物粒子を製造する工程は任意の工程であり、係る工程を実施せずに例えば販売されている複合タングステン酸化物粒子等を用いることもできる。
【００９０】
既述のように、複合タングステン酸化物粒子が含有する複合タングステン酸化物は、一般式ＭｘＷｙＯｚで表記できる。係る複合タングステン酸化物を含む複合タングステン酸化物粒子は、例えば複合タングステン酸化物粒子の出発原料である、タングステン及び元素Ｍを含有する混合物を熱処理する固相反応法で製造することができる。すなわち、複合タングステン酸化物粒子の製造方法は、例えば以下の工程を有することができる。
【００９１】
タングステン及び元素Ｍを含有する混合物を調製する混合物調製工程。  
上記混合物を熱処理する熱処理工程。  
以下、各工程について説明する。
（１）混合物調製工程
混合物調製工程では、タングステン及び元素Ｍを含有する混合物（以下、単に「混合物」とも記載する）を調製することができる。
【００９２】
既述の一般式ＭｘＷｙＯｚで表記される複合タングステン酸化物粒子を得るための出発原料には、例えばタングステン含有材料と、Ｍ元素含有材料との混合物を用いることができる。このため、混合物調製工程は、タングステン含有材料と、Ｍ元素含有材料とを混合する工程とすることができる。
【００９３】
なお、タングステン含有材料としては、後述するようにタングステン単体や、タングステンを含有する化合物を用いることができる。また、Ｍ元素含有材料としてはＭ元素の単体や、Ｍ元素を含有する化合物を用いることができる。
【００９４】
混合物調製工程では、例えば、タングステン含有材料であるタングステン含有粉末と、Ｍ元素含有材料であるＭ元素含有粉末とを混合し、混合物である混合粉末を調製することができる。
【００９５】
なお、タングステン含有粉末としては、例えば三酸化タングステン粉末、二酸化タングステン粉末、タングステン酸化物の水和物、六塩化タングステン粉末、タングステン酸アンモニウム粉末、六塩化タングステンをアルコール中に溶解させた後乾燥して得られるタングステン酸化物の水和物粉末、六塩化タングステンをアルコール中に溶解させたのち水を添加して沈殿させこれを乾燥して得られるタングステン酸化物の水和物粉末、タングステン酸アンモニウム水溶液を乾燥して得られるタングステン化合物粉末、及び金属タングステン粉末から選択された１種類以上を好ましく用いることができる。
【００９６】
ここでは、出発原料として混合粉末を用いる例を挙げて説明したが、係る形態に限定されるものではない。例えば、複合タングステン酸化物粒子を得るための出発原料であるタングステン含有材料として、タングステン含有溶液または分散液を用いることもできる。タングステン含有材料がタングステン含有溶液または分散液の場合、得られる混合物に含まれる各元素は特に容易に均一混合可能となる。
【００９７】
タングステン含有材料であるタングステン含有溶液または分散液としては、例えば六塩化タングステンのアルコール溶液や、タングステン酸アンモニウム水溶液、六塩化タングステンをアルコール中に溶解させた後、水を添加して沈殿を生成させた分散液等が挙げられる。
【００９８】
なお、タングステン含有材料としてタングステン含有溶液または分散液を用いる場合、Ｍ元素含有材料としては、既述の場合と同様にＭ元素含有粉末を用いることもできるが、Ｍ元素含有溶液を用いることもできる。このため、例えば、上述のタングステン含有溶液または分散液と、Ｍ元素含有粉末もしくはＭ元素含有溶液とを混合し、その後乾燥した混合粉末を熱処理工程に供する混合物として用いることもできる。
【００９９】
また、出発原料であるＭ元素含有材料としてＭ元素含有溶液を用い、タングステン含有材料としてタングステン含有粉末を用いることもできる。この場合、例えば、上述のタングステン含有粉末と、Ｍ元素含有溶液とを混合し、その後乾燥した混合粉末を熱処理工程に供する混合物として用いることができる。
【０１００】
Ｍ元素含有材料としては特に限定されないが、例えばＭ元素の単体や、Ｍ元素のタングステン酸塩、塩化物塩、硝酸塩、硫酸塩、シュウ酸塩、酸化物、炭酸塩、水酸化物等から選択された１種類以上が挙げられる。なお、上述のようにＭ元素含有材料を溶液とする場合には、水等の溶媒を添加した場合に、溶液状になるＭ元素含有材料を用いることができる。
【０１０１】
複合タングステン酸化物粒子を工業的に製造する場合には有毒なガス等が発生しにくい原料を用いることが好ましい。このため、例えば、タングステン含有化合材料としてタングステン酸化物の水和物粉末や三酸化タングステン粉末を、Ｍ元素含有材料としてＭ元素の炭酸塩や水酸化物をそれぞれ用いると、熱処理等の段階で有害なガス等が発生することが無いため好ましい。
【０１０２】
タングステン含有材料と、Ｍ元素含有材料との混合物に含まれるＭ元素の物質量ｘと、タングステンの物質量ｙとの物質量比（モル比）を示すｘ／ｙは、目的とする複合タングステン酸化物の組成比に応じた値を有することが好ましい。具体的には例えば複合タングステン酸化物の組成の説明において既述のようにｘ／ｙは０．００１≦ｘ／ｙ≦１．０であることが好ましく、０．００１≦ｘ／ｙ≦０．５であることがより好ましく、０．００１≦ｘ／ｙ≦０．３７であることがさらに好ましく、０．２０≦ｘ／ｙ≦０．３７であることが特に好ましい。
（２）熱処理工程
熱処理工程では、混合物調製工程で調製した混合物の熱処理を行うことができる。
【０１０３】
熱処理工程における熱処理は、還元性ガス雰囲気、還元性ガスと不活性ガスとの混合ガス雰囲気、または不活性ガス雰囲気のいずれかの雰囲気中で実施することが好ましい。
【０１０４】
ここで、熱処理工程における熱処理条件は特に限定されないが、例えば熱処理の雰囲気等に応じて選択することができる。
【０１０５】
熱処理工程の原料となる混合物を、還元性ガス雰囲気中、または還元性ガスと不活性ガスとの混合ガス雰囲気中にて熱処理する場合、熱処理温度は、複合タングステン酸化物粒子が含有する複合タングステン酸化物が結晶化する温度よりも高いことが好ましい。
【０１０６】
熱処理工程の原料となる混合物を、還元性ガス雰囲気中、または還元性ガスと不活性ガスとの混合ガス雰囲気中で熱処理する場合、その熱処理温度は５００℃以上１０００℃以下が好ましく、５００℃以上８００℃以下がより好ましい。
【０１０７】
なお、還元性ガス雰囲気、または還元性ガスと不活性ガスとの混合ガス雰囲気中で熱処理を行った後、所望によりさらに不活性ガス雰囲気中で５００℃以上１２００℃以下の温度で熱処理しても良い。
【０１０８】
上述のように還元性ガスを用いる場合、還元性ガスは特に限定されないがＨ２（水素）を用いることが好ましい。また、還元性ガスと不活性ガスとの混合ガスを用いる場合、還元性ガス、及び不活性ガスの種類は特に限定されないが、例えば還元性ガスとしてはＨ２を、不活性ガスとしてはＡｒ（アルゴン）や、Ｎ２（窒素）等から選択された１種類以上を用いることができる。
【０１０９】
還元性ガスと不活性ガスとの混合ガスを用いる場合、還元性ガスの濃度は、焼成温度や、出発原料である混合物の物量、還元性ガスの種類等に応じて適宜選択すればよく特に限定されない。
【０１１０】
例えば還元性ガスと不活性ガスとの混合ガスにおいて、還元性ガスとしてＨ２を用いる場合、その濃度は例えば、０．１体積％以上であることが好ましく、２体積％以上であることが好ましい。これは還元性ガスと不活性ガスとの混合ガス中のＨ２ガス濃度を０．１体積％以上とすることで効率よく還元を進めることができ、得られる複合タングステン酸化物のタングステンに対する酸素の割合を容易に所望の範囲に調整できるからである。
【０１１１】
また、還元性ガスと不活性ガスとの混合ガスにおいて、還元性ガスとしてＨ２を用いる場合、Ｈ２濃度は例えば２０体積％以下であることが好ましく、１０体積％以下であることがより好ましく、７体積％以下であることがさらに好ましい。還元性ガスの濃度が２０体積％以下であれば、急速な還元による赤外線吸収能を有しないＷＯ２が生成するのをより確実に回避できるからである。
【０１１２】
熱処理工程の原料となる混合物を、不活性ガス雰囲気中にて熱処理する場合、熱処理温度は６５０℃以上１０００℃以下が好ましい。６５０℃以上１０００℃以下で熱処理された混合物は、十分な赤外線吸収能を有し赤外線吸収粒子として効率が良い。
【０１１３】
なお、不活性ガスとしては例えばＡｒ、Ｎ２等から選択された１種類以上の不活性ガスを用いることが良い。
【０１１４】
上述の熱処理温度や熱処理時間等を調整し、得られる複合タングステン酸化物粒子が含有する複合タングステン酸化物中のタングステンと酸素との物質量比（モル比）を示すｚ／ｙを既述のように２．２≦ｚ／ｙ≦３．０となるようにすることが好ましい。
【０１１５】
ここまで、混合物調製工程で調製した混合物を、熱処理工程で熱処理することで複合タングステン酸化物粒子を調製する固相反応法の例を示したが、複合タングステン含有粒子の製造方法は係る方法に限定されるものではない。複合タングステン酸化物粒子は、例えば、熱プラズマ法でも製造することができる。熱プラズマ法により複合タングステン酸化物粒子を製造する場合、例えば、熱プラズマ中に原料供給する際の供給速度、原料供給に用いるキャリアガスの流量、プラズマ領域を保持するプラズマガスの流量、および、プラズマ領域のすぐ外側を流すシースガスの流量等を調整し、所望の組成の複合タングステン酸化物粒子を得ることができる。
【０１１６】
なお、複合タングステン酸化物粒子の製造方法は、上記混合物調製工程と、熱処理工程のみに限定されるものではなく、それ以外に任意の工程を有することもできる。
【０１１７】
複合タングステン酸化物粒子の製造方法は、例えば熱処理工程後、得られた複合タングステン酸化物粒子を所定の粒子径となるように粉砕処理等で微粒子化する粉砕工程を有することもできる。
【０１１８】
また、複合タングステン酸化物粒子の製造方法は、熱処理工程や、粉砕工程にて得られた複合タングステン酸化物粒子の表面をＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌから選択される１種類以上の金属を含有する酸化物で被覆する被覆工程を有することもできる。
【０１１９】
被覆工程を実施し、複合タングステン酸化物粒子の表面を被覆することで、耐候性を向上させることができ、好ましい。被覆方法は特に限定されないが、当該複合タングステン酸化物粒子を分散した溶液中へ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌから選択される１種類以上の金属のアルコキシドを添加する方法が挙げられる。
（赤外線吸収体の製造方法）
次に、本実施形態の赤外線吸収体の製造方法の一構成例について説明する。
【０１２０】
本実施形態の赤外線吸収体の製造方法により得られる赤外線吸収体は、樹脂媒体中に複合タングステン酸化物粒子集合体が存在する。このため、本実施形態の赤外線吸収体の製造方法では、樹脂媒体に複合タングステン酸化物粒子を混合し形成することができる。
【０１２１】
本実施形態の赤外線吸収体の製造方法の具体的な構成例について以下に説明する。
【０１２２】
本実施形態の赤外線吸収体の製造方法は、例えば以下の工程を有することができる。
【０１２３】
複合タングステン酸化物粒子を溶媒に分散し、複合タングステン酸化物粒子分散液を調製する分散液調製工程。  
複合タングステン酸化物粒子分散液から、複合タングステン酸化物粒子含有マスターバッチを調製するマスターバッチ調製工程。  
複合タングステン酸化物粒子含有マスターバッチを成形する成形工程。
【０１２４】
以下、工程ごとに説明する。
（１）分散液調製工程
分散液調製工程では、複合タングステン酸化物粒子を溶媒中に混合、分散し、複合タングステン酸化物粒子分散液を調製することができる。
【０１２５】
分散液調製工程で複合タングステン酸化物粒子を分散する溶媒は特に限定されるものではなく、後述するマスターバッチ調製工程におけるマスターバッチへの加工への適用性等を考慮して選択することができる。
【０１２６】
溶媒としては例えば、水、エタノ−ル、プロパノ−ル、ブタノ−ル、イソプロピルアルコ−ル、イソブチルアルコ−ル、ジアセトンアルコ−ルなどのアルコ−ル類、メチルエ−テル、エチルエ−テル、プロピルエ−テルなどのエ−テル類、エステル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン、イソブチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）などのケトン類、トルエンなどの芳香族炭化水素類等から選択された１種類以上の溶媒を用いることができる
なお、当該溶媒は、上述の溶媒に限定されるものではなく、例えば樹脂のモノマーやオリゴマーを用いてもよい。
【０１２７】
複合タングステン酸化物粒子分散液における溶媒の含有量は特に限定されないが、複合タングステン酸化物粒子１００質量部に対し溶媒を８０質量部以上含むことが好ましい。これは、複合タングステン酸化物粒子１００質量部に対する溶媒の割合を８０質量部以上とすることで、分散液としての保存性を担保し易く、その後の複合タングステン酸化物粒子含有マスターバッチを作製する際の作業性を高めることもできるからである。
【０１２８】
複合タングステン酸化物粒子１００質量部に対する溶媒の割合の上限値は特に限定されないが、複合タングステン酸化物粒子含有マスターバッチを製造する際に容易に溶媒を除去できるように複合タングステン酸化物粒子１００質量部に対する溶媒の割合は４００質量部以下とすることが好ましい。また、複合タングステン酸化物粒子含有マスターバッチ中に溶剤が多量に残留すると発泡等の原因となることから、該マスターバッチでの有機溶媒の残留量は０．５質量％以下であることが望ましい。
【０１２９】
得られる複合タングステン酸化物粒子分散液、ならびに赤外線吸収体における複合タングステン酸化物粒子の分散状態を調整するために、分散液に各種の分散剤、界面活性剤、カップリング剤、樹脂改質剤等を溶媒に添加することもできる。
【０１３０】
本実施形態の複合タングステン酸化物粒子分散液に分散剤等を添加する場合、該分散剤等としては特に限定されるものではない。各種分散剤としては例えば、アミンを含有する基、水酸基、カルボキシル基、またはエポキシ基を官能基として有するものを好ましく用いることができる。
【０１３１】
これらの官能基は、複合タングステン酸化物粒子の表面に吸着して次工程で得るマスターバッチ中での複合タングステン酸化物粒子間の距離を調整する機能を有する。これらの官能基のいずれかを分子中にもつ高分子系分散剤を分散剤等としてより好ましく用いることができる。
【０１３２】
このような分散剤等として、ソルスパース（登録商標）９０００、１２０００、１７０００、２００００、２１０００、２４０００、２６０００、２７０００、２８０００、３２０００、３２５００、３５１００、４１０００、５３０９５、５４０００、２５０、ソルプラス（登録商標） ＤＰ３１０、ＤＰ３２０、ＤＰ３３０、Ｌ３００、Ｌ４００、Ｋ５００、Ｒ７００（日本ルーブリゾール株式会社製）、ＥＦＫＡ（登録商標）４００８、４００９、４０１０、４０１５、４０４６、４０４７、４０６０、４０８０、７４６２、４０２０、４０５０、４０５５、４４００、４４０１、４４０２、４４０３、４３００、４３２０、４３３０、４３４０、４４１６、４４２５、４５７５、４５８５、４５９０、６２２０、６２２５、６７００、６７８０、６７８２、８５０３（エフカアディディブズ社製）、アジスパー（登録商標）ＰＡ１１１、ＰＢ８２１、ＰＢ８２２、ＰＢ８２４、ＰＮ４１１、フェイメックスＬ−１２（味の素ファインテクノ株式会社製）、ＤｉｓｐｅｒＢＹＫ（登録商標）１０１、１０２、１０６、１０８、１１１、１１６、１３０、１４０、１４２、１４５、１６１、１６２、１６３、１６４、１６６、１６７、１６８、１７０、１７１、１７４、１８０、１８２、１９２、１９３、２０００、２００１、２０１２、２０１３、２０２０、２０２５、２０５０、２０７０、２１５５、２１６４、２２０Ｓ、３００、３０６、３２０、３２２、３２５、３３０、３４０、３５０、３７７、３７８、３８０Ｎ、４１０、４２５、４３０、ＢＹＫ（登録商標）９０７６、９０７７、Ｐ４１００、Ｐ４１０１、Ｐ４１０２（ビックケミー・ジャパン株式会社製）、ディスパロン（登録商標）１７５１Ｎ、１８３１、１８５０、１８６０、１９３４、ＤＡ−４００Ｎ、ＤＡ−７０３−５０、ＤＡ−７２５、ＤＡ−７０５、ＤＡ−７３０１、ＤＮ−９００、ＮＳ−５２１０、ＮＶＩ−８５１４Ｌ（楠本化成株式会社製）、アルフォン（登録商標）ＵＣ−３０００、ＵＦ−５０２２、ＵＧ−４０１０、ＵＧ−４０３５、ＵＧ−４０７０（東亞合成株式会社製）、ＴＥＲＰＬＵＳ（登録商標）  Ｄ１１８０、Ｄ１３３０、ＭＤ１０００（大塚化学株式会社製）、ＫＢＭ−５７３、５７５、９０３、ＫＢＥ−９００７、９１０３（信越化学株式会社製）等が挙げられる。
【０１３３】
複合タングステン酸化物粒子の溶媒への分散方法は特に限定されないが、例えば、ビ−ズミル、ボ−ルミル、サンドミル、ペイントシェーカー、超音波ホモジナイザ−等から選択された１種類以上の分散装置を用いる方法等が挙げられる。
【０１３４】
これらの分散装置を用いた機械的な分散処理によって、複合タングステン酸化物粒子の溶媒中への分散と同時に、複合タングステン酸化物粒子同士の衝突などにより微粒子化が進む。
【０１３５】
なお、複合タングステン酸化物粒子分散液に含まれる複合タングステン酸化物粒子の粒子径、結晶子径等について、所望の範囲となるように、分散処理条件（粉砕条件、微粒子化条件等ともいう）を選択することができる。
【０１３６】
分散液調製工程で得られる複合タングステン酸化物粒子分散液の状態は、複合タングステン酸化物粒子を溶媒中に分散した時の複合タングステン酸化物粒子の分散状態を測定することで確認することができる。
【０１３７】
複合タングステン酸化物粒子分散液の状態は、例えば複合タングステン酸化物粒子が、溶媒中において粒子および粒子の集合状態として存在する液から試料をサンプリングし、市販されている種々の粒度分布計で測定することで確認することができる。粒度分布計としては、例えば、動的光散乱法を原理とした大塚電子社製ＥＬＳ−８０００等やマクロトラックベル社製ナノトラック(登録商標)等の公知の測定装置を用いることができる。
【０１３８】
複合タングステン酸化物粒子分散液の状態の指針の一例として、複合タングステン酸化物粒子の分散粒子径や粒度分布が挙げられる。光学特性の観点から大塚電子社製ＥＬＳ−８０００で測定される分散粒子径は、８００ｎｍ以下であることが好ましく、２００ｎｍ以下であることがより好ましく、１００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。なお、分散粒子径の下限値は特に限定されないが、例えば１０ｎｍ以上とすることができる。
【０１３９】
複合タングステン酸化物粒子の分散粒子径を８００ｎｍ以下とすることで、最終的に得られる赤外線吸収体（フィルム、テープ、繊維など各種形状を含む）の色が、灰色系になることを回避できるからである。
（２）マスターバッチ調製工程
マスターバッチ調製工程では、複合タングステン酸化物粒子分散液から、複合タングステン酸化物粒子含有マスターバッチを調製することができる。
【０１４０】
複合タングステン酸化物粒子分散液から、複合タングステン酸化物粒子含有マスターバッチ（以下、単に「マスターバッチ」と記載する）を調製する方法は特に限定されない。
【０１４１】
マスターバッチ調製工程は、例えば以下の各ステップを有することができる。
【０１４２】
複合タングステン酸化物粒子分散液に含まれる溶媒を、マスターバッチに残留が許容される量以下まで低減、除去する溶媒除去ステップ。  
なお、溶媒除去ステップでは、溶媒を大幅に低減、除去し、複合タングステン酸化物粒子分散粉とすることもできる。  
そして、溶媒除去工程で得られた複合タングステン酸化物粒子分散液や、分散粉を樹脂媒体と混練し、成形することでマスターバッチとする混練・成形ステップ。
【０１４３】
各ステップについて説明する。
【０１４４】
まず、溶媒除去ステップについて説明する。
【０１４５】
溶媒除去ステップでは上述のように複合タングステン酸化物粒子分散液から溶媒を低減、除去することができる。
【０１４６】
複合タングステン酸化物粒子分散液から溶媒を除去する方法としては特に限定されないが、例えば複合タングステン酸化物粒子分散液を減圧乾燥する方法を好ましく用いることができる。具体的には、複合タングステン酸化物粒子分散液を撹拌しながら減圧乾燥し、複合タングステン酸化物粒子含有組成物と溶媒成分とを分離する。減圧する際の圧力値は特に限定されず、例えば溶媒除去ステップの時間等に応じて適宜選択できる。なお、複合タングステン酸化物粒子分散粉を得るには、複合タングステン酸化物粒子分散液に、既述の高分子系分散剤が含まれていることが好ましい。
【０１４７】
溶媒除去ステップにおいて減圧乾燥法を用いることで、複合タングステン酸化物粒子分散液からの溶媒の除去効率が向上するとともに、溶媒除去ステップ後に得られる複合タングステン酸化物粒子分散液や、複合タングステン酸化物粒子分散粉が高温に曝される時間を抑制できる。このため、当該分散液や、分散粉中に分散している複合タングステン酸化物粒子の集合が過度に進行せず好ましい。さらに複合タングステン酸化物粒子分散粉の生産性も上がり、蒸発した溶媒を回収することも容易で、環境的配慮からも好ましい。
【０１４８】
溶媒除去ステップ後に得られた複合タングステン酸化物粒子分散液や、複合タングステン酸化物粒子分散粉において、残留する有機溶媒は５質量％以下であることが好ましい。残留する有機溶媒が５質量％以下であれば、当該複合タングステン酸化物粒子分散液や、複合タングステン酸化物粒子分散粉を、マスターバッチに加工した際に気泡が発生せず、最終的に得られるマスターバッチ粉砕物にも気泡が含まれない。このため、耐薬品性の観点から好ましい。
【０１４９】
溶媒除去ステップに用いる設備としては、特に限定されないが、加熱および減圧が可能で、当該分散粉の混合や回収がし易いという観点から、例えば真空流動乾燥機、振動流動乾燥機等を好ましく用いることができる。
【０１５０】
マスターバッチは、複合タングステン酸化物粒子を、樹脂媒体中に混練し分散させて得た混練物をペレット化することで得られる。
【０１５１】
具体的には、溶媒除去ステップ後に得られた複合タングステン酸化物粒子分散液や複合タングステン酸化物粒子分散粉と、樹脂媒体の粉粒体またはペレットと、必要に応じて他の添加剤とを混合し溶融した後、ベント式一軸、もしくは二軸の押出機で混練する。そして、一般的な溶融押出された混練物をカットする方法によりペレット状に成形、加工することによって、マスターバッチを得られる（混練・成形ステップ）。
【０１５２】
なお、この際、得られるマスターバッチ内に複合タングステン酸化物粒子集合体が残るように、予備試験等を行い、混練の程度、条件を調整することが好ましい。
【０１５３】
マスターバッチの形状としては特に限定されないが、例えば円柱形状や角柱形状のものを挙げることができる。また、溶融押出物を直接カットするいわゆるホットカット法を採ることも可能である。この場合、マスターバッチは、球状に近い形状とすることが一般的である。
（３）成形工程
成形工程では、マスターバッチを成形することができる。
【０１５４】
成形工程では、具体的には、複合タングステン酸化物粒子を含有する既述のマスターバッチを延伸することができる。これにより、本実施形態に係る赤外線吸収体を得ることができる。
【０１５５】
マスターバッチ中で複合タングステン酸化物粒子は複数の粒子が緩く集合した集合物を形成しており、延伸によりこの集合体が引き伸ばされることで複合タングステン酸化物粒子集合体が樹脂媒体中に形成される。
【０１５６】
この延伸は、フィルムやテープを形成する為の一軸延伸や二軸延伸でも良く、また繊維を形成する為の一方向への延伸でも良い。延伸の条件は、赤外線吸収体に発生する張力などの条件を適宜選択すればよい。
【０１５７】
なお、成形工程では、マスターバッチに樹脂媒体を加えて混練した樹脂混練物を成形することもできる。
【０１５８】
成形工程により得られる赤外線吸収体内に、複合タングステン酸化物粒子集合体が形成されるように、例えば予備試験により、成形工程後に得られる赤外線吸収体中の複合タングステン酸化物粒子集合体の発生状態等を確認しながら、延伸条件等を選択することが好ましい。
【０１５９】
マスターバッチを用いて、フィルム形状を有する赤外線吸収体である赤外線吸収フィルムを製造する構成例を説明する。
【０１６０】
マスターバッチを加熱溶融し、Ｔダイ等を用いる溶融押出成型法により溶融物をシート状に成形する。成形されたシートを二軸延伸して、赤外線吸収体である赤外線吸収フィルムを得ることができる。
【実施例】
【０１６１】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（評価方法）
以下の、各実施例、比較例における、評価方法について説明する。
（１）可視光透過率、日射透過率、ヘイズ
以下の、実施例、参考例における、赤外線吸収体の可視光透過率、日射透過率は、ＩＳＯ  ９０５０及びＪＩＳ  Ｒ  ３１０６（１９９８）に準拠して測定を行った。具体的には、日立製作所（株）製の分光光度計Ｕ−４１００を用いて透過率を測定し、太陽光のスペクトルに応じた係数を乗じて算出した。透過率の測定に当たっては波長３００ｎｍ以上２１００ｎｍ以下の範囲について、５ｎｍ間隔で測定を行っている。なお、日射透過率は、赤外線吸収体の熱線遮蔽特性を示す指標である。
【０１６２】
ヘイズ値は株式会社村上色彩技術研究所製ヘイズメーターＨＭ−１５０を用いて測定した。
（２）分散粒子径
複合タングステン酸化物粒子分散液の分散粒子径は、粒度分布計ＥＬＳ−８０００（大塚電子株式会社製）を用いて測定した。
（３）平均粒子径
まず、得られた複合タングステン酸化物粒子を樹脂中に均一に分散させた複合タングステン酸化物粒子分散体を作製した。そして、断面加工により複合タングステン酸化物粒子分散体の薄片化試料を作製した。
【０１６３】
作製した薄片化試料の透過型電子顕微鏡像から、複合タングステン酸化物粒子１００個の粒子径を、画像処理装置を用いて測定し、その平均値を算出することで、複合タングステン酸化物粒子の平均粒子径を求めた。
［実施例１］
水６．７０ｋｇに、炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）７．４３ｋｇを溶解して、溶液を得た。当該溶液を、三酸化タングステンの一水和物であるタングステン酸（Ｈ２ＷＯ４）３４．５７ｋｇに添加して十分撹拌混合した後、撹拌しながら乾燥し、混合物を得た。この際得られた混合物中のＷとＣｓとの物質量比（モル比）は１：０．３３となっている（混合物調製工程）。
【０１６４】
乾燥後に得られた混合物を、Ｎ２ガスをキャリア−とした５体積％Ｈ２ガスを供給しながら加熱し、８００℃の温度で５．５時間焼成した、その後、当該供給ガスをＮ２ガスのみに切り替えて、室温まで降温してセシウムタングステン複合酸化物粒子ａを得た（熱処理工程）。
【０１６５】
セシウムタングステン複合酸化物粒子ａ２５質量％と、分散剤ａ１５質量％と、溶媒のＭＩＢＫ６０質量％とを秤量し、０．３ｍｍφＺｒＯ２ビ−ズを入れたペイントシェーカー（浅田鉄工社製）に装填し、２０時間粉砕・分散処理することによって複合タングステン酸化物粒子分散液（Ａ−１液）を調製した（分散液調製工程）。
【０１６６】
なお、分散剤ａとして、高分子系分散剤であり、官能基としてアミンを含有する基を有する変性アクリル系ブロック共重合体（アミン価２９、酸価１３）を用いた。
【０１６７】
得られた複合タングステン酸化物粒子分散液の分散粒子径を測定したところ、分散粒子径は７０ｎｍであった。
【０１６８】
得られた複合タングステン酸化物粒子分散液（Ａ−１液）を真空流動乾燥機を用いて減圧乾燥法により、ＭＩＢＫが２質量％となるまで溶媒を除去して実施例１に係る複合タングステン酸化物粒子分散粉（Ａ−１粉）を得た（溶媒除去ステップ）。
【０１６９】
得られたＡ−１粉１００質量部に対しポリエチレンテレフタレート樹脂ペレット１４００質量部を混合し、二軸押出機を用いて溶融混練して混練物を得て、紐状に押出し、紐状物を得た。なお、溶融混練する際の溶融温度は２７０℃であった。
【０１７０】
得られた紐状物を長さ４ｍｍのペレット状に切断し、マスターバッチ（Ａ−１マスターバッチ）を得た（混練・成形ステップ）。
【０１７１】
得られたＡ−１マスターバッチを２７０℃として一軸押出機に投入後、Ｔダイを用いる溶融押出成型法で、温度６５℃の冷媒が循環する冷却ロール上に押出して、厚さ３００μｍのシートを得た。得られた、シートを５ｃｍ四方に切断し、厚さ４０μｍのフィルムになるように二軸延伸を行って、赤外線吸収体である赤外線吸収フィルムを得た。得られた赤外線吸収フィルムの延伸方向の面を電子顕微鏡で観察したところ、短手方向の長さである幅が５００ｎｍ、長手方向の長さが１μｍのセシウムタングステン複合酸化物粒子集合体が観察された。
【０１７２】
また、セシウムタングステン複合酸化物粒子集合体に含まれる個々のセシウムタングステン複合酸化物粒子の平均粒子径は、数平均で２２ｎｍであった。
【０１７３】
さらに、電子顕微鏡の視野にあるセシウムタングステン複合酸化物粒子集合体の面積率Ｓは１８％であった。図１と図２に赤外線吸収体の透過型電子顕微鏡写真を示す。
【０１７４】
図１は延伸方向Ａと平行な面での観察写真を示しており、図２は、延伸方向Ａ、及び得られた赤外線吸収体のフィルムの厚さ方向Ｂと平行な面での観察写真を示している。なお、図２におけるブロック矢印Ｃに沿って赤外線吸収体を観察した際の観察写真が図１に相当する。
【０１７５】
図１、図２に示したように、得られた赤外線吸収体１０は、複合タングステン酸化物粒子集合体１１を有することが確認できた。図１、図２に示した赤外線吸収体１０は、楕円形で板状、すなわち鱗片状の複合タングステン酸化物粒子集合体１１を有することを確認できた。
【０１７６】
なお、図１、図２において、写真の背景に、試料を固定する部材１２が写り込んでいるがこれは赤外線吸収体を構成するものではない。
【０１７７】
得られた赤外線吸収体である赤外線吸収フィルムの可視光透過率、日射透過率、波長５００ｎｍにおける透過率、及び波長１０００ｎｍにおける透過率、ヘイズ値を測定した。結果を表１に示す。
［参考例１］
実施例１に係るＡ−１液１００質量部にＵＶ硬化樹脂１００質量部加え、十分に混合し塗布液（Ｂ−１液）を得た。バーコーターによってＢ−１液を可視光透過率が９０．５％の透明ＰＥＴフィルムに塗布し、７０℃で１分間保持することで乾燥させて溶媒のＭＩＢＫを除去した後、紫外線を照射して赤外線吸収体である紫外線硬化膜を得た。得られた紫外線硬化膜の電子顕微鏡写真を図３に示す。図３に示すように、紫外線硬化膜３０ではセシウムタングステン複合酸化物粒子３１が集合せず、均一に分散して存在することを確認できる。
【０１７８】
得られた赤外線吸収体である紫外線硬化膜の可視光透過率、日射透過率、波長５００ｎｍにおける透過率、及び波長１０００ｎｍにおける透過率、ヘイズ値を測定した。結果を表１に示す。
【０１７９】
【表１】
2019089939.tif 000003
表１に示した結果によると、実施例１の赤外線吸収体は、参考例１の赤外線吸収体と比較してヘイズ値がわずかに高めであるが、基材による影響の範囲内である。従って、実施例１の赤外線吸収体は、参考例１の赤外線吸収体と同程度の赤外線吸収特性を示すことが明らかとなった。
【０１８０】
つまり、新規な構造である、複合タングステン酸化物粒子集合体を含む赤外線吸収体にあっても、複合タングステン酸化物粒を均一に分散した赤外線吸収体の場合と同様な光学特性が得られることを確認できた。
【符号の説明】
【０１８１】
１０  赤外線吸収体
１１  複合タングステン酸化物粒子集合体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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