(57)【要約】【課題】Ｎｂがドープされた酸化チタン微粒子であって、赤外線遮蔽材料としての機能を十分に発揮する赤外線遮蔽材料微粒子を製造する際に良好な作業性を実現可能な手法を提供することを目的とする。【解決手段】Ｔｉ含有化合物と錯化剤Ａとを反応させて得られるＴｉ錯体、Ｎｂ含有化合物と錯化剤Ｂとを反応させて得られるＮｂ錯体、および水を含み、還元性化合物を溶媒とした溶液を加熱することにより各錯体に対して加水分解を生じさせる加水分解工程と、加水分解工程後、析出物である赤外線遮蔽材料微粒子を回収する回収工程と、を有し、加水分解工程は、加水分解を進行させることにより溶液をゲル化させるゲル化工程と、ゲル化工程によりゲル化された溶液を、加水分解を進行させることによりゾル化させるゾル化工程と、を有する手法を提供する。【選択図】図１２
2015196636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線遮蔽材料微粒子を製造する方法であって、
Ｔｉ含有化合物と錯化剤Ａとを反応させて得られるＴｉ錯体、Ｎｂ含有化合物と錯化剤Ｂとを反応させて得られるＮｂ錯体、および水を含み、還元性化合物を溶媒とした溶液を加熱することにより各錯体に対して加水分解を生じさせる加水分解工程と、
前記加水分解工程後、析出物である前記赤外線遮蔽材料微粒子を回収する回収工程と、
を有し、
前記加水分解工程は、
前記加水分解を進行させることにより前記溶液をゲル化させるゲル化工程と、
前記ゲル化工程によりゲル化された前記溶液を、前記加水分解を進行させることによりゾル化させるゾル化工程と、
を有する、赤外線遮蔽材料微粒子の製造方法。
【請求項２】
前記Ｔｉ含有化合物はＴｉアルコキシドであり、前記Ｎｂ含有化合物はＮｂアルコキシドである、請求項１に記載の赤外線遮蔽材料微粒子の製造方法。
【請求項３】
前記錯化剤Ａおよび前記錯化剤Ｂのうち少なくともいずれかはトリエタノールアミンである、請求項１または２に記載の赤外線遮蔽材料微粒子の製造方法。
【請求項４】
前記溶媒はエチレングリコールであり、
前記エチレングリコールと前記水の体積比は、（エチレングリコール）：（水）＝９５：５〜５０：５０とする、請求項３に記載の赤外線遮蔽材料微粒子の製造方法。
【請求項５】
前記加水分解工程前の前記溶液におけるＴｉとＮｂのモル比は、［Ｔｉ］：［Ｎｂ］＝９０：１０〜６０：４０とする、請求項１〜４のいずれかに記載の赤外線遮蔽材料微粒子の製造方法。
【請求項６】
赤外線遮蔽材料微粒子分散液を製造する方法であって、
Ｔｉ含有化合物と錯化剤Ａとを反応させて得られるＴｉ錯体、Ｎｂ含有化合物と錯化剤Ｂとを反応させて得られるＮｂ錯体、および水を含み、還元性化合物を溶媒とした溶液を加熱することにより各錯体に対して加水分解を生じさせる加水分解工程と、
前記加水分解工程後、析出物である前記赤外線遮蔽材料微粒子を回収する回収工程と、
回収された前記赤外線遮蔽材料微粒子を液体媒質に分散させる際に前記赤外線遮蔽材料微粒子を当該液体媒質内にて解砕する解砕処理工程と、
を有し、
前記加水分解工程は、
前記加水分解を進行させることにより前記溶液をゲル化させるゲル化工程と、
前記ゲル化工程によりゲル化された前記溶液を、前記加水分解を進行させることによりゾル化させるゾル化工程と、
を有し、
前記解砕処理工程における解砕処理時間を１０時間未満とする、赤外線遮蔽材料微粒子分散液の製造方法。
【請求項７】
Ｔｉの酸化物において、Ｔｉの一部をＮｂで置換したアナターゼ型の結晶構造を有し、かつ、以下の条件のうち少なくとも１つの条件を満たす、赤外線遮蔽材料微粒子。
（１）当該微粒子の体積平均径をＤ９０で除した値（Ｍｖ／Ｄ９０）が０．６０〜１．００である。
（２）当該微粒子のＤ１０を体積平均径で除した値（Ｄ１０／Ｍｖ）が０．６０〜１．００である。
（３）当該微粒子のＤ１０をＤ９０で除した値（Ｄ１０／Ｄ９０）が０．４０〜１．００である。
【請求項８】
前記赤外線遮蔽材料微粒子の結晶子径が９ｎｍ〜１５ｎｍである、請求項７に記載の赤外線遮蔽材料微粒子。
【請求項９】
前記赤外線遮蔽材料微粒子の体積平均径が結晶子径の１．０倍〜４．０倍である、請求項７または８に記載の赤外線遮蔽材料微粒子。
【請求項１０】
ａ軸の格子定数の格子定数が３．７９Åを超えた値であり、かつ、ｃ軸の格子定数が９．５１Åを超えた値である、請求項７〜９のいずれかに記載の赤外線遮蔽材料微粒子。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれかに記載の赤外線遮蔽材料微粒子を乾燥して得られる、赤外線遮蔽材料微粒子粉末。
【請求項１２】
請求項７〜１０のいずれかに記載の赤外線遮蔽材料微粒子が液体媒質中に分散している、赤外線遮蔽材料微粒子分散液。
【請求項１３】
請求項７〜１０のいずれかに記載の赤外線遮蔽材料微粒子が固体媒質中に分散している、赤外線遮蔽材料微粒子分散体。
【請求項１４】
請求項７〜１０のいずれかに記載の赤外線遮蔽材料微粒子を含有する被膜が基材表面に設けられている、被覆基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線遮蔽材料微粒子の製造方法、赤外線遮蔽材料微粒子分散液の製造方法、赤外線遮蔽材料微粒子、赤外線遮蔽材料微粒子粉末、赤外線遮蔽材料微粒子分散液、赤外線遮蔽材料微粒子分散体および被覆基材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
赤外線遮蔽材料としては、ＩＴＯ、ＡＴＯ、ＣＷＯ、ＬａＢ６を原料としたものが知られている。近年、酸化チタン（説明の便宜上、以降、ＴｉＯ２とも言う。）を用いた赤外線遮蔽材料が公開されている（例えば特許文献１）。特許文献１においては、酸化チタンを主成分としつつＮｂまたはＴａを含有させたものを赤外線遮蔽材料として使用することが記載されている。
【０００３】
ちなみに、赤外線遮蔽材料としてではなく導電性酸化チタンを作製する際に、酸化チタンにおいてＴｉの一部をＮｂやＴａで置換（以降、「ドープ」とも言う。）した状態とする技術が知られている（例えば特許文献２や３）。
【０００４】
特許文献２においては、ペルオキソチタン酸水溶液にＮｂＣｌ２水溶液を加え、陰イオン交換処理、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）の添加を行い、その後水熱処理を行い、導電性酸化チタンの分散液を作製している。そして、この分散液を蒸発乾燥および５５０℃で焼成し、Ｎｂがドープされた酸化チタン（説明の便宜上、以降、Ｎｂ−ＴｉＯ２とも言う。）の粉末を得ている（特許文献２の［００６９］）。
【０００５】
特許文献３においては、Ｔｉアルコキシドと、ＮｂアルコキシドまたはＴａアルコキシドとに対して加水分解を行い、各々の金属アルコキシドを互いに脱水縮合可能とし、それらが互いに脱水縮合することで酸化物を形成し、Ｎｂ−ＴｉＯ２の分散液を得ている（特許文献３の［００２０］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−９００１１号公報
【特許文献２】特開２００７−３２０８２１号公報
【特許文献３】特開２０１１−１６７６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の通り、赤外線遮蔽材料としてのＮｂ−ＴｉＯ２を作製する技術ではないけれども、酸化チタンにＮｂをドープする技術としては特許文献２や３が知られている。本発明者は、まず、赤外線遮蔽材料としてＮｂ−ＴｉＯ２を作製する手法として特許文献２や３が適切か否かについて検討した。その結果、単に特許文献２や３を適用するのでは、以下の課題が生じることが、本発明者の検討により明らかとなった。
【０００８】
（課題１）例えば特許文献３の場合、Ｔｉアルコキシドと、ＮｂアルコキシドまたはＴａアルコキシドとを加水分解させるにしても、−３０℃に保持しなければならない（特許文献３の［００３７］）。詳しくは後述するが、金属アルコキシドに対する加水分解は高速で行われるためである（特許文献３の［００２１］）。そのため、特許文献３の手法だと、Ｎｂ−ＴｉＯ２を作製する際の室温での作業性が著しく低下する。
【０００９】
（課題２）また、赤外線遮蔽材料としてＮｂ−ＴｉＯ２の微粒子を作製するという観点から見ると、Ｎｂ−ＴｉＯ２の微粒子において極端に径が大きいものが含まれていると、Ｎｂ−ＴｉＯ２の微粒子に対して光を通過させた場合、散乱光が多く生じてしまう。そうなると、例えば窓ガラスに対して当該赤外線遮蔽材料を適用させようとしても、赤外線を遮蔽する以前に、可視光を透過させるはずの窓ガラスとしては体を成さなくなってしまう。ちなみに極端に径が小さいものが存在する場合は、赤外線遮蔽材料としての機能が十分に発揮できないおそれが生じる。
【００１０】
（課題３）散乱光に関する課題は、Ｎｂ−ＴｉＯ２の微粒子の凝集度合いによっても生じる。例えば特許文献２の場合、Ｎｂ−ＴｉＯ２を作製する際に５５０℃での焼成が行われている。そのため、Ｎｂ−ＴｉＯ２が相当凝集していると考えられ、上記の散乱光の問題が顕著になるおそれがある。
【００１１】
（課題４）上記の課題を解決する手法を採用したとしても、当該手法に対し、赤外線遮蔽性能をさらに向上させる必要があることに変わりはなく、赤外線遮蔽性能のさらなる向上のための一工夫が必要となる。
【００１２】
本発明は、上記の課題を鑑み、Ｎｂがドープされた酸化チタン微粒子であって、赤外線遮蔽材料としての機能を十分に発揮する赤外線遮蔽材料微粒子を製造する際に良好な作業性を実現可能な手法を提供し、さらには赤外線遮蔽性能を向上させた赤外線遮蔽材料微粒子およびその関連物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】
【００１３】
本発明者は、上記課題について鋭意研究を重ねた。上述の通り、ＴｉＯ２に対し、異なる金属であるＮｂをドープする手法としては、特許文献２や３に記載の技術が知られている。しかしながら、本発明者の検討の結果、赤外線遮蔽材料の作製に対して特許文献２や３を単に適用しただけでは、上記の各課題を全て解決するには至らないという知見を得た。
【００１４】
そこで本発明者は、ゲル−ゾル法と呼ばれる画期的な技術に着目した。このゲル−ゾル法に基づき鋭意検討を行った結果、ゲル−ゾル法において用いていたＴｉ錯体に加え、ドープ対象となるＮｂの原料においても錯体を使用する、つまりＮｂ錯体を使用するという手法を想到した。詳しく言うと、ゲル−ゾル法における溶媒を還元性化合物とした状態で、
（１）金属を錯化することにより加水分解の速度を抑えつつ、
（２）ＴｉもＮｂも錯化することにより両者の加水分解の速度を近づける。
その上で、
（３）Ｔｉ錯体とＮｂ錯体とを共存させた状態で加水分解を開始する。
という３つのステップを踏襲する手法を想到した。
【００１５】
以上の知見に基づいて成された本発明の態様は、以下の通りである。
本発明の第１の態様は、
赤外線遮蔽材料微粒子を製造する方法であって、
Ｔｉ含有化合物と錯化剤Ａとを反応させて得られるＴｉ錯体、Ｎｂ含有化合物と錯化剤Ｂとを反応させて得られるＮｂ錯体、および水を含み、還元性化合物を溶媒とした溶液を加熱することにより各錯体に対して加水分解を生じさせる加水分解工程と、
前記加水分解工程後、析出物である前記赤外線遮蔽材料微粒子を回収する回収工程と、
を有し、
前記加水分解工程は、
前記加水分解を進行させることにより前記水溶液をゲル化させるゲル化工程と、
前記ゲル化工程によりゲル化された前記水溶液を、前記加水分解を進行させることによりゾル化させるゾル化工程と、
を有する、赤外線遮蔽材料微粒子の製造方法である。
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の発明において、
前記Ｔｉ含有化合物はＴｉアルコキシドであり、前記Ｎｂ含有化合物はＮｂアルコキシドである。
本発明の第３の態様は、第１または第２の態様に記載の発明において、
前記錯化剤Ａおよび前記錯化剤Ｂのうち少なくともいずれかはトリエタノールアミンである。
本発明の第４の態様は、第１〜第３のいずれかの態様に記載の発明において、
前記溶媒はエチレングリコールであり、
前記エチレングリコールと前記水の体積比は、（エチレングリコール）：（水）＝９５：５〜５０：５０とする。
本発明の第５の態様は、第１〜第４のいずれかの態様に記載の発明において、
前記加水分解工程前の前記溶液におけるＴｉとＮｂのモル比は、［Ｔｉ］：［Ｎｂ］＝９０：１０〜６０：４０とする。
本発明の第６の態様は、
赤外線遮蔽材料微粒子分散液を製造する方法であって、
Ｔｉ含有化合物と錯化剤Ａとを反応させて得られるＴｉ錯体、Ｎｂ含有化合物と錯化剤Ｂとを反応させて得られるＮｂ錯体、および水を含み、還元性化合物を溶媒とした溶液を加熱することにより各錯体に対して加水分解を生じさせる加水分解工程と、
前記加水分解工程後、析出物である前記赤外線遮蔽材料微粒子を回収する回収工程と、
回収された前記赤外線遮蔽材料微粒子を液体媒質に分散させる際に前記赤外線遮蔽材料微粒子を当該液体媒質内にて解砕する解砕処理工程と、
を有し、
前記加水分解工程は、
前記加水分解を進行させることにより前記溶液をゲル化させるゲル化工程と、
前記ゲル化工程によりゲル化された前記溶液を、前記加水分解を進行させることによりゾル化させるゾル化工程と、
を有し、
前記解砕処理工程における解砕処理時間を１０時間未満とする、赤外線遮蔽材料微粒子分散液の製造方法である。
本発明の第７の態様は、
Ｔｉの酸化物において、Ｔｉの一部をＮｂで置換したアナターゼ型の結晶構造を有し、かつ、以下の条件のうち少なくとも１つの条件を満たす、赤外線遮蔽材料微粒子である。
（１）当該微粒子の体積平均径をＤ９０で除した値（Ｍｖ／Ｄ９０）が０．６０〜１．００である。
（２）当該微粒子のＤ１０を体積平均径で除した値（Ｄ１０／Ｍｖ）が０．６０〜１．００である。
（３）当該微粒子のＤ１０をＤ９０で除した値（Ｄ１０／Ｄ９０）が０．４０〜１．００である。
本発明の第８の態様は、第７の態様に記載の発明において、
前記赤外線遮蔽材料微粒子の結晶子径が９ｎｍ〜１５ｎｍである。
本発明の第９の態様は、第７または第８の態様に記載の発明において、
前記赤外線遮蔽材料微粒子の体積平均径が当該結晶子径の１．０倍〜４．０倍である。
本発明の第１０の態様は、第７〜第９のいずれかの態様に記載の発明において、
ａ軸の格子定数の格子定数が３．７９Åを超えた値であり、かつ、ｃ軸の格子定数が９．５１Åを超えた値である。
本発明の第１１の態様は、第７〜第１０のいずれかの態様に記載の赤外線遮蔽材料微粒子を乾燥して得られる、赤外線遮蔽材料微粒子粉末である。
本発明の第１２の態様は、第７〜第１０のいずれかの態様に記載の赤外線遮蔽材料微粒子が液体媒質中に分散している、赤外線遮蔽材料微粒子分散液である。
本発明の第１３の態様は、第７〜第１０のいずれかの態様に記載の赤外線遮蔽材料微粒子が固体媒質中に分散している、赤外線遮蔽材料微粒子分散体である。
本発明の第１４の態様は、第７〜第１０のいずれかの態様に記載の赤外線遮蔽材料微粒子を含有する被膜が基材表面に設けられている、被覆基材である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、Ｎｂがドープされた酸化チタン微粒子であって、赤外線遮蔽材料としての機能を十分に発揮する赤外線遮蔽材料微粒子を製造する際に良好な作業性を実現可能な手法を提供し、さらには赤外線遮蔽性能を向上させた赤外線遮蔽材料微粒子およびその関連物を提供することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態における赤外線遮蔽材料微粒子の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】ゲル−ゾル法のメカニズムを説明するための概念図である。
【図３】本実施例における赤外線遮蔽材料微粒子ゾルの外観を示す写真である（その１）。
【図４】本実施例における赤外線遮蔽材料微粒子ゾルの外観を示す写真である（その２）。
【図５】本実施例におけるＴＥＭ観察の結果を示す写真である。
【図６】本実施例におけるＸＲＤ測定の結果を示すグラフである。
【図７】本実施例におけるＸＲＤ測定により得られた結果を示す表であり、Ｎｂ比率、エチレングリコールの体積％、加水分解工程における温度、時間、格子定数および結晶子径の関係を示す表である。
【図８】本実施例において、加水分解工程の時間を２４ｈとして解砕処理時間を３ｈとした試料をトルエンに分散させたときの、動的光散乱法による粒径測定の結果を示すグラフおよび表である。
【図９】本実施例において、加水分解工程の時間を７２ｈとして解砕処理時間を３ｈとした試料をトルエンに分散させたときの、動的光散乱法による粒径測定の結果を示すグラフおよび表である。
【図１０】本実施例において、加水分解工程の時間を２４ｈとして解砕処理時間を１ｈとした試料をトルエンに分散させたときの、動的光散乱法による粒径測定の結果を示すグラフ（ａ）および表（ｂ）である。
【図１１】本実施例において、試料をトルエンに分散させたときの透過スペクトルの結果を示すグラフである（その１）。
【図１２】本実施例において、試料をトルエンに分散させたときの透過スペクトルの結果を示すグラフである（その２）。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本実施形態においては、次の順序で説明を行う。
１．赤外線遮蔽材料微粒子の製造方法
１−Ａ）準備工程
１−Ｂ）加水分解工程
１−Ｂ−ａ）ゲル化工程
１−Ｂ−ｂ）ゾル化工程
１−Ｃ）回収工程
１−Ｄ）その他
２．赤外線遮蔽材料微粒子
３．赤外線遮蔽材料微粒子の関連物
なお、本実施形態は、ゲル−ゾル法をベースとした手法である。そのため、以下の内容において特記の無い事項に対しては、ゲル−ゾル法に関する公知の技術（例えば特開２００７−２９０８８７号公報や公知の論文など）を適宜用いても構わないし、Ｎｂ−ＴｉＯ２に限らず赤外線遮蔽材料微粒子の製造の際に適宜必要な技術についても、公知の技術を適宜用いても構わない。
【００１９】
＜１．赤外線遮蔽材料微粒子の製造方法＞
以下、本実施形態における赤外線遮蔽材料微粒子の製造方法について説明する。図１は本実施形態における赤外線遮蔽材料微粒子の製造方法を示すフローチャートである。
【００２０】
１−Ａ）準備工程
本工程においては、まず、Ｔｉ含有化合物と錯化剤Ａとを反応させて得られるＴｉ錯体、および、Ｎｂ含有化合物と錯化剤Ｂとを反応させて得られるＮｂ錯体を準備する。
【００２１】
なお、Ｔｉ含有化合物および錯化剤Ａの具体的な化合物としては、Ｔｉ錯体が得られれば特に限定は無い。最終的にＴｉ錯体が加水分解してＴｉ水酸化物となるように、Ｔｉ含有化合物および錯化剤Ａを選択すればよい。Ｎｂ含有化合物および錯化剤Ｂについても同様である。
【００２２】
Ｔｉ含有化合物の具体例としては、Ｔｉアルコキシドが挙げられる。Ｔｉアルコキシドとしては、例えばチタンテトライソプロポキシド（ＴＩＰＯ）が挙げられるが、これに限定されない。それ以外にも、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラ−ｎ−プロポキシチタン、テトラ−ｎ−ブトキシチタン、テトラ−ｉ−ブトキシチタン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシチタン、テトラ−ｔ−ブトキシチタン、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン、テトラキスジエチルアミノチタン、ジ（イソプロポキシ）ビス（ジピバロイルメタナト）チタン等を用いることができる。チタンアルコキシドは、１種のみを用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
同様に、Ｎｂ含有化合物の具体例としては、Ｎｂアルコキシドが挙げられる。Ｎｂアルコキシドとしては、例えばニオブエトキシドが挙げられるが、これに限定されない。それ以外にも、ペンタメトキシニオブ、ペンタエトキシニオブ、ペンタ−ｉ−プロポキシニオブ、ペンタ−ｎ−プロポキシニオブ、ペンタ−ｉ−ブトキシニオブ、ペンタ−ｎ−ブトキシニオブ、ペンタ−ｓｅｃ−ブトキシニオブ等を用いることができる。ニオブアルコキシドは、１種のみを用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２３】
錯化剤Ａの具体例としては、トリエタノールアミン（ＴＥＯＡ）が挙げられる。それ以外にも、アミンとしては、トリエチレンジアミン（ＴＭＤ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチレンジアミン（ＤＭＥＤ）、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラアミン（ＴＥＴＡ）、トリス（２−アミノエチル）アミン（ＴＡＥＡ）などが挙げられる。アミノ酸としては、Ｌ−アスパラギン酸（ＡＡ）、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸（ＥＤＴＡ）などが挙げられる。これらの化合物のうち１種のみを用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
同様に、錯化剤Ｂの具体例としては、トリエタノールアミンが挙げられる。それ以外にも、上記に列挙したアミンやアミノ酸が挙げられる。
なお、後述の実施例が示すように、錯化剤Ａおよび錯化剤Ｂのうち少なくともいずれかはトリエタノールアミンであるのが好ましく、両方ともトリエタノールアミンであるのが非常に好ましい。
【００２４】
１−Ｂ）加水分解工程
本工程においては、Ｔｉ錯体およびＮｂ錯体、水、そして溶媒を還元性化合物とした溶液を用意する。本発明の知見として述べたように、本実施形態においては、酸化物となる金属の錯体と、ドープする金属の錯体とを準備することが特に重要である。これらの金属錯体を準備した後、当該溶液内で、各錯体に対して加水分解をもたらすソルボサーマル合成を行う。本明細書における「ソルボサーマル合成」とは、溶媒を水１００％とするもの以外、すなわち水以外の溶媒が存在する状況で加熱を行い、加水分解を行うことを指す。好ましくは、水の体積％が５０体積％未満、または、溶媒としての還元性化合物の体積％が５０体積％以上とする。なお、ソルボサーマル合成の具体的な手法については、以下に特記の無い内容については、公知の手法を用いても構わない。また、以下に特記する本工程の条件はあくまで好ましい例であり、本発明の効果を奏する限り、以下の例以外の条件で本工程を行ってももちろん構わない。
【００２５】
まず、溶媒となる還元性化合物としては、最終的に得られるＮｂ−ＴｉＯ２に対して酸素欠損をもたらすことが可能なものならば、特に限定は無い。還元性化合物の一例としては、ポリオール、多価アルコール、または、その誘導体が挙げられる。具体的な化合物としては、エチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコールなどが挙げられる。これらの化合物を１種のみ用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２６】
また、加水分解工程前の溶液におけるＴｉとＮｂのモル比は、［Ｔｉ］：［Ｎｂ］＝９０：１０〜６０：４０とするのが好ましい。別の言い方をすると、［Ｎｂ］／（［Ｔｉ］＋［Ｎｂ］）を０．１以上０．４以下とするのが好ましい。０．１以上ならば、最終的に得られるＮｂ−ＴｉＯ２に対して赤外遮蔽性能を備えさせることが可能となる。上限値についてであるが、現在までの本発明者の調べによれば、ＮｂをＴｉＯ２にドープする際に上記の値が０．４以下ならば赤外遮蔽性能を十分に備えさせつつも上記の各課題を解決可能であることを確認している。なお、赤外遮蔽性能を向上させるために、好ましくは０．２を超えかつ０．４以下とする。もちろん、当該範囲の上限値が更に大きくなっても構わない可能性は十分にある。
なお、以降「〜」は所定の数値以上かつ所定の数値以下のことを表すものとする。
【００２７】
以上の内容を踏まえて、加水分解工程を行う。そして、本実施形態においては、加水分解工程中、加水分解を進行させることにより溶液をゲル化させるゲル化工程、そしてさらに加水分解を進行させて、ゲル化した溶液をゾル化させるゾル化工程を行う。
【００２８】
１−Ｂ−ａ）ゲル化工程
ここで、ゲル化工程において生じる反応機構について、推測を含むところもあるが、説明する。
【００２９】
このゲル−ゾル法と呼ばれる技術としては、例えば、本発明者が成した発明（特開２００７−２９０８８７号公報）が挙げられる。ゲル−ゾル法とは、掻い摘んで言うと、金属酸化物微粒子を作製するための技術であって、ゲル混濁液を出発にして最終的には金属酸化物のゾル（コロイド）を得る方法である。そのメカニズムとしては、特開２００７−２９０８８７号公報の［００１７］〜［００２０］に記載のものが挙げられる。
【００３０】
本実施形態においてはＴｉ錯体とＮｂ錯体とを用いるが、まず、Ｎｂ−ＴｉＯ２のベースとなるＴｉ錯体に着目して説明する。
【００３１】
Ｔｉ錯体を形成し、これを加水分解することで、得るべき金属酸化物微粒子の生成に必要な物質（チタン化合物）を、当該錯体から徐々に放出することが可能となる。詳しく言うと、Ｔｉ錯体に対して加水分解を行うことにより、アモルファス（非晶質）の水酸化チタンが形成される。この非晶質水酸化チタンがゲル化の基となる。加水分解を続行することにより、非晶質水酸化チタン濃度が上昇し、各々の間で水素結合が形成されることで非晶質水酸化チタンがゲルとして析出する。一方、溶存する非晶質水酸化チタン濃度の上昇はアナターゼ相酸化チタンの核生成をもたらす。生じた核はゲルからチタン源（前駆体モノマー）の供給を受け、アナターゼ相からなる結晶構造を有する酸化チタンが得られる。
【００３２】
上述の通り、非晶質水酸化チタンによりゲル化が行われ、ゲル網が形成される。その様子を図２に示す。ゲル−ゾル法においては、非晶質水酸化チタンの濃度が高くなった部分から「非晶質水酸化チタン→前駆体モノマー→酸化チタン（ＴｉＯ２）」という流れの反応が起き、当該部分からＴｉＯ２の結晶核が生じることになる。ただ、ゲル−ゾル法においては、ゲル網上、またはその網目であって非晶質水酸化チタンの濃度が高くなった部分においてＴｉＯ２の結晶核が生じることになる。その場合、結晶核が生成して微粒子が成長するとしても、当該微粒子は、隣接するゲル網の網上または網目に同様に存在する微粒子とは、網目が邪魔することにより接触困難となり、各微粒子の成長過程を妨害する要因がほとんど存在しなくなる。つまり、非晶質水酸化チタンによるゲル状態を経るおかげで、溶液内のブラウン運動が抑制される。その結果、微粒子同士での衝突機会が著しく減少し、各微粒子が同様に成長することが可能となり、形状や大きさが均一な微粒子が得られ、ひいては極端に径が大きなまたは小さな微粒子がほとんど存在しないという単分散ないしそれに近い微粒子が得られる。しかも、微粒子同士の凝集の発生も著しく抑制される。
【００３３】
また、このゲル網は、上記の役割に加え、ＴｉＯ２の原料を供給する供給源（いわばリザーバー）の役割も担う。図２に示すように、加水分解が進行すると、ゲル網を構成する非晶質水酸化チタンから、中間生成物である前駆体モノマーが形成される。この前駆体モノマーがＴｉＯ２の結晶核と接触することにより、ＴｉＯ２の微粒子が成長していく。
【００３４】
ここで、本実施形態においては、Ｔｉ錯体に加え、ドープ対象となるＮｂの原料においても錯体を使用する、つまりＮｂ錯体を使用する。詳しく言うと、ゲル−ゾル法における溶媒を還元性化合物とした状態で、
（１）金属を錯化することにより加水分解の速度を抑えつつ、
（２）ＴｉもＮｂも錯化することにより両者の加水分解の速度を近づける。
その上で、
（３）Ｔｉ錯体とＮｂ錯体とを共存させた状態で加水分解を開始する。
という３つのステップを踏襲する。
上記の手法を採用することにより、以下の効果を奏する。
【００３５】
まず、加水分解工程（ゲル化工程）「非晶質水酸化チタン→前駆体モノマー→ＴｉＯ２」という流れ自体の速度を抑えることが可能になり、水の添加部近傍のみで不均一に加水分解が生じることがなくなり、得られる微粒子の粒径分布が広がるおそれもなくなる。しかも、加水分解工程自体の速度を抑えられるため、特許文献３のＴｉアルコキシドを用いる場合とは異なり、室温での作業が可能となる。具体的に言うと、加水分解工程前に、室温において、Ｔｉ錯体とＮｂ錯体とを共存させた溶液を準備することが可能となる。そして、当該溶液を加熱することにより加水分解工程を開始、逆に当該溶液を冷却することにより加水分解工程を停止させることが可能となる。つまり、作業者の意図通りに加水分解工程を制御することが可能となる。その結果、Ｎｂ−ＴｉＯ２を作製する際の作業性が著しく向上する。
【００３６】
また、ＴｉとＮｂとを共に錯化したものを用いることにより、Ｔｉの非晶質水酸化、前駆体モノマー化、酸化物生成のタイミングに、Ｎｂの非晶質水酸化、Ｎｂ前駆体モノマー化、酸化物生成のタイミングを近づけることが可能となる。それにより、例えばＴｉとＮｂの非晶質水酸化が同じタイミングで生じ、非晶質水酸化物にはＴｉとＮｂが混在した状態となる。その結果、最終的に得られる金属酸化物においては、元素またはイオンレベルで両金属を混合することが可能となる。しかも、本実施形態の手法を採用することにより、結晶内における元素レベルでの均一性（分散性）を獲得することができる。その上、原料の仕込み量におけるＮｂ比率とＮｂ−ＴｉＯ２におけるＮｂ比率を極めて近い値とすることが可能となる。その結果、Ｎｂアルコキシドを過剰に用意する必要がなくなり、Ｎｂ−ＴｉＯ２の生産効率を著しく向上させられる。
【００３７】
以上の効果を奏しつつ、さらに加水分解を進行させて、ゲル化した溶液をゾル化させる。
【００３８】
１−Ｂ−ｂ）ゾル化工程
加水分解を進行させると、ゲルはゾル（コロイド）に相転移していくので反応の最終段階では、微粒子が成長し、全てゾルに変化する。そして、ゲル状混合物を加熱、冷却することによりゾル状混合物が得られ、遠心分離機等を用いた固液分離操作によりＴｉＯ２微粒子を得る。加水分解（ゲル化）を進行させた後に、ゲルはゾルに相転移していくため、この相転移のことをゾル化工程、ゲル化緩和工程、またはゾルへの相転移工程と呼んでも構わない。つまり、加水分解工程内においてゲル化工程の後でゾル化工程が行われる。
【００３９】
上記のゲル化工程およびゾル化工程を採用すると、核生成を抑制しつつ、Ｎｂ−ＴｉＯ２微粒子の成長を１４０℃〜２５０℃という比較的高温で行うことが可能となる。そうなると、特許文献３のように８０℃という比較的低温で酸化物微粒子の生成を行う場合とは異なり、結晶子径を大きくすることが可能となる。その結果、赤外線遮蔽材料としてＮｂ−ＴｉＯ２を使用する場合でも、比較的大きな結晶子径のＮｂ−ＴｉＯ２の微粒子が得られる。しかも、Ｎｂ錯体が高濃度（特許文献３に記載の２０％を更に上回る値）であっても、アナターゼ相からなる結晶構造を有するＮｂ−ＴｉＯ２を安定して作製可能である。
その結果、Ｎｂ−ＴｉＯ２の微粒子に対して赤外線遮蔽材料としての機能を発揮させることが可能となる。
【００４０】
一方、本実施形態においては、加水分解の際の溶媒として還元性化合物を用いている。この還元性化合物により酸素欠損がもたらされ、キャリア密度が向上する。他方、上記のようにＮｂが高比率となる場合も、キャリア密度が向上する。つまり、本実施形態においては、酸素欠損がもたらす効果とＮｂの高比率化がもたらす効果とが相乗する。キャリア密度が著しく増加すると、光の吸収波長の短波長化をもたらす。具体例を挙げて説明すると、後述の実施例の図１１（ｂ）に示すように、溶媒を水として作製したＮｂ−ＴｉＯ２の微粒子は、波長が２３００ｎｍを超えたあたりに光の吸収のピーク（透過率が低下する領域）を有する。ところが、還元性化合物であるエチレングリコールを溶媒として作製したＮｂ−ＴｉＯ２の微粒子は、光の吸収度合いを向上させながら、光の吸収のピークが短波長側にシフトしている。こうすることにより、可視光に該当する波長の光は透過させつつ、赤外線遮蔽性能をさらに向上させることが可能となる。
【００４１】
さらに、本実施形態においては、比較的大きな結晶子径のＮｂ−ＴｉＯ２の微粒子が得られる一方、後述の実施例の図８〜図１０に示すように、得られるＮｂ−ＴｉＯ２の微粒子は、単分散ないしそれに近い状態となっている。つまり、Ｎｂ−ＴｉＯ２の微粒子において径が極端に大きいもの（それに加えて、逆に極端に小さいもの）はほとんど含まれておらず、微粒子全体を見ても径がほぼ一定であり、いわゆる単分散ないしそれに近い状態となっている。その結果、Ｎｂ−ＴｉＯ２の微粒子に対して光を通過させても、散乱光はほとんど生じない。
また、凝集度合いについても、結晶子径に対し、液体媒質中での体積平均径Ｍｖはあまり大きくなっておらず、凝集度合いが極めて小さくなっている。
その結果、例えば窓ガラスに対して当該赤外線遮蔽材料を適用させた場合であっても、赤外線を遮蔽させつつ、可視光を透過させることが可能となる。
【００４２】
上記の効果を追補する形であるが、上記の手法を採用すると、以下の効果も奏する。
【００４３】
凝集を抑制するゲル網を構成する非晶質水酸化チタンは、元を正せばＴｉ錯体である。そのため、特許文献３のようにＴｉのアルコキシドをそのまま用いる場合に比べ、加水分解の速度を適度に抑えることが可能となる。その結果、非晶質水酸化チタンの濃度が、ＬａＭｅｒの原理で言うところの過飽和度（結晶核が生成するための物質の濃度）へと急激に到達することがない。しかも、温度や時間などの諸条件を適宜設定することにより、非晶質水酸化チタンの濃度が過飽和度を超えるタイミングや超える度合いを制御することが可能となり、微粒子成長中の新たな核生成を抑制することが可能となる。これは、核生成期と微粒子成長期を分離することが可能であることを意味する。この分離が可能となると、ごく初期に生成した結晶核からのみ微粒子が成長し、結果として凝集度合いを相当小さくした状態、かつ、極端に径が大きなまたは小さな微粒子がほとんど存在しないという単分散ないしそれに近い状態であるＮｂ−ＴｉＯ２微粒子を生成することが可能となる。
【００４４】
また、ゲル−ゾル法を採用すれば、金属酸化物微粒子を大量に合成できる。また、当該微粒子に形状異方性を導入でき、当該微粒子の結晶子径を制御できる。また、固相法に比較し低温焼結が可能となり、成長微粒子の凝集を抑制可能となる。
【００４５】
なお、ゲル化工程およびゾル化工程を含めた加水分解工程を行うための温度条件としては１４０℃〜２５０℃が好ましい。１４０℃以上なら、十分に加水分解を生じさせることが可能である。２５０℃以下ならば、ゲル状態を十分長く維持することが可能となる。
また、時間条件としては、十分に加水分解を生じさせること、および作業効率を鑑みると、３ｈ〜７２ｈで行うのが好ましい。
【００４６】
なお、溶媒をエチレングリコールとした場合の、エチレングリコールと水の体積比の好ましい範囲は、（エチレングリコール）：（水）＝９５：５〜５０：５０である。別の言い方をすると、［エチレングリコール］／（［エチレングリコール］＋［水］）を０．５０以上０．９５以下とするのが好ましい。０．５０以上ならば、エチレングリコールによる酸素欠損効果をＮｂ−ＴｉＯ２に対して十分もたらすことが可能となり、Ｎｂ−ＴｉＯ２の赤外遮蔽性能を向上させることが可能となる。０．９５以下ならば、ゲル化した溶液を安定してゾル化することが可能となる。
【００４７】
また、Ｎｂ比率を４０％とする場合、後述の実施例に示すように、長時間過ぎず適度な時間の加熱分解工程を行うためには、溶媒に対する水の量を調整する必要がある。そのため、本実施形態においては、水と溶媒との体積比は、ゲル化工程においてゲル化した溶液を、加水分解を進行させることによりゾル化することが可能な値に設定する。例えば後述の実施例に示すように、加水分解工程前においてモル比を［Ｔｉ］：［Ｎｂ］＝７０：３０とする場合、エチレングリコールと水の体積比を（エチレングリコール）：（水）＝９０：１０またはそれよりも水を多めに設定する。
【００４８】
ただ、上記の各種の数値範囲に本実施形態は限定されるものではない。本実施形態においては、加水分解工程すなわちゲル化工程およびゾル化工程を行う。両工程を行うということはすなわち、加水分解工程前の原料の仕込みにおけるＮｂ比率、還元性化合物と水との体積比、加水分解工程の温度条件および時間条件が適切に設定されていることを意味する。つまり本実施形態において上記の各条件は、加水分解を進行させることによりゲル化およびゾル化をもたらすことが可能な値に設定されている。
【００４９】
１−Ｃ）回収工程
本工程においては、加水分解工程後、以上のメカニズムによりゾルとして析出した赤外線遮蔽材料微粒子を回収する。回収手法としては、ゾルを回収する公知の手法を用いても構わない。例えば、遠心分離により赤外線遮蔽材料微粒子を回収しても構わない。また、適宜、回収した赤外線遮蔽材料微粒子に対して洗浄および乾燥処理を行っても構わない。
【００５０】
１−Ｄ）その他
赤外線遮蔽材料微粒子を製造する場合は、上記の回収工程までを行えばよい。その一方、当該微粒子を液体媒質に分散させた分散液を作製する場合、当該微粒子を当該液体媒質内にて解砕する解砕処理工程を行う。その場合、解砕処理時間を１０時間未満とするのが好ましい。
本発明者の調べにより、赤外線遮蔽性能の基となるアナターゼ相は、機械による解砕処理などで破壊されやすいことが見出されている。その一方、本実施形態で得られる赤外線遮蔽材料微粒子は、凝集度合いが非常に小さい。そのため、赤外線遮蔽材料微粒子から赤外線遮蔽材料微粒子粉末を作製する場合でも、機械による解砕処理を行うまでもない状態、または、解砕処理を行うとしてもわずかな時間の処理で済む状態となっている。そのため、仮に赤外線遮蔽材料微粒子に対する解砕処理を行うとしても、その処理に要する時間を１０時間未満とすることにより、赤外線遮蔽性能の基となるアナターゼ相の大部分を保持することが可能となる。
【００５１】
また、加水分解工程（ゲル化工程）において、結晶核の生成のタイミングや結晶核から微粒子が成長するタイミングを制御するための化合物を溶液に添加しても構わない。この化合物としては、アンモニアまたはその化合物が挙げられる。また、加水分解工程（ゲル化工程）において、Ｎｂ−ＴｉＯ２に対して酸素欠損をもたらす還元性化合物（例えばグリコール類）を溶液に添加しても構わない。
【００５２】
＜２．赤外線遮蔽材料微粒子＞
本実施形態の赤外線遮蔽材料微粒子の製造方法により製造された赤外線遮蔽材料微粒子自体にも大きな特徴がある。以下、詳述する。
【００５３】
まず、本実施形態の赤外線遮蔽材料微粒子は、Ｔｉの酸化物において、Ｔｉの一部をＮｂで置換したアナターゼ型の結晶構造（アナターゼ相）を有する微粒子である。その上で、当該微粒子においてＸＲＤ測定により得られる結晶子径は９ｎｍ〜１５ｎｍである。
【００５４】
また、凝集度合いの観点から見ると、当該微粒子を液体媒質（例えばトルエン）に分散させたときの体積平均径Ｍｖ（分散粒子径）は当該結晶子径の１．０倍〜４．０倍（好ましくは１．０倍〜３．５倍）の範囲に留まる。また、後述の実施例が示すように、Ｍｖは４０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ〜４０ｎｍであるのがさらに好ましい。つまり、本実施形態の赤外線遮蔽材料微粒子は、ＸＲＤ測定の際においても当該微粒子の凝集度合いが低い。なお、特許文献２のように分散液を乾燥後、加熱処理（特許文献２の実施例のように５５０℃で焼成）した場合、このように低い凝集度合いは獲得できない。
【００５５】
さらに、極端に大きなまたは小さな径の微粒子がほとんど存在しない（すなわち単分散ないしそれに近い状態）という観点から見ると、当該微粒子を液体媒質（例えばトルエン）に分散させたとき、Ｍｖ／Ｄ９０が０．６０〜１．００（好ましくは０．７５〜１．００、さらに好ましくは０．８０〜１．００）の範囲に留まる。このように、Ｍｖ／Ｄ９０が１に近い値となるということは、当該微粒子が、液体媒質に分散させたときに粒径が揃う微粒子であるのは当然として、元を正せば、液体媒質に分散させる前の段階でも粒径が揃っている微粒子であることを意味する。なぜなら、微粒子の段階において粒径が揃っていなければ、液体媒質に分散させた場合に粒径が揃わないためである。そのため、当該微粒子においては、液体媒質に分散させない状態であってもＭｖ／Ｄ９０が０．６０〜１．００の範囲に留まる。
後述の実施例でも説明するが、本実施例の赤外線遮蔽材料微粒子を液体媒質に分散させた場合、図８〜図１０に示すように、単分散の状態に極めて近い微粒子となる。Ｍｖ／Ｄ９０が上記の範囲に存在する赤外線遮蔽材料微粒子は、各特許文献に記載の内容に照らしても、全く新しい構成である。また、上記の課題でも述べたように、本発明は「赤外線遮蔽」材料微粒子に関するものである。そのため、特許文献２や３のように導電性の観点のみでは、そもそもＭｖ／Ｄ９０に着目する理由が存在しない。
【００５６】
Ｄ１０／ＭｖやＤ１０／Ｄ９０についても、Ｍｖ／Ｄ９０と同様に規定することが可能である。すなわち、極端に大きなまたは小さな径の微粒子がほとんど存在しない（すなわち単分散ないしそれに近い状態）という観点から見ると、当該微粒子を液体媒質（例えばトルエン）に分散させたとき、Ｄ１０／Ｍｖが０．６０〜１．００（好ましくは０．６５〜１．００、さらに好ましくは０．７０〜１．００、特に好ましくは０．８０〜１．００）の範囲に留まる。また、Ｄ１０／Ｄ９０は０．４０〜１．００（好ましくは０．４５〜１．００、さらに好ましくは０．５０〜１．００、特に好ましくは０．７０〜１．００）の範囲に留まる。Ｄ１０／ＭｖやＤ１０／Ｄ９０が１に近い値となるということは、当該微粒子が、液体媒質に分散させたときに粒径が揃う微粒子であるのは当然として、元を正せば、液体媒質に分散させる前の段階でも粒径が揃っている微粒子であることを意味する。
【００５７】
なお、９ｎｍ〜１５ｎｍというナノレベルの微小な結晶子を考慮に入れなかったとしても、上記のような低い凝集度合い、および、単分散ないしそれに近い状態は、驚くべきものであることに変わりはない。そのため、本実施形態の赤外線遮蔽材料微粒子としては、ミクロンレベル（例えば０．１μｍ＝１００ｎｍや０．２μｍ弱＝１８０ｎｍ）以下あるいは金属がドープされることによる機能を発揮しつつ９ｎｍよりも小さいサイズの結晶子径となる場合であったとしても「当該微粒子をトルエンに分散させたときの体積平均径Ｍｖは当該結晶子径の１．０倍〜４．０倍の範囲とする」ことに技術的な意義が存在する。同様に、「Ｍｖ／Ｄ９０は０．６０〜１．００の範囲とする」ことにも技術的な意義が存在する。Ｄ１０／ＭｖやＤ１０／Ｄ９０に関する上記の規定についても同様である。また、上記の各規定を適宜組み合わせるのが好ましい。なお、条件次第では上記の各種の数値範囲が変動する可能性もあるが、その点については本発明者が鋭意検討中である。
【００５８】
また、Ｎｂ−ＴｉＯ２が赤外線遮蔽材料微粒子として機能を発揮するにはアナターゼ相を有する必要がある。アナターゼ相においては、ＴｉはＴｉ４＋イオン状態であり、ＮｂはＮｂ５＋イオン状態である。イオン半径の大きさにおける互いの関係としては、Ｔｉ４＋＜Ｎｂ５＋である。そのため、ＴｉＯ２にＮｂが多量にドープされた状態となるたびに、結晶構造においてａ軸およびｃ軸の格子定数は増加する。言い方を変えると、ＴｉＯ２にＮｂがドープされた場合であってもａ軸およびｃ軸の格子定数が測定されるということは、結晶構造が形成されていること、すなわちＴｉＯ２にＮｂが元素またはイオンレベルで良好にドープされていることを指す。そのため、ＴｉＯ２にＮｂが良好にドープされていることを指し示すための規定としては「結晶構造においてａ軸の格子定数が３．７９Å（ＴｉＯ２単体の場合の値）を超えた値であり、かつ、ｃ軸の格子定数が９．５１Å（ＴｉＯ２単体の場合の値）を超えた値である」となる。
【００５９】
＜３．赤外線遮蔽材料微粒子の関連物＞
本実施形態の赤外線遮蔽材料微粒子から得られる関連物にも本発明の思想が適用されており、当該関連物にも大きな技術的特徴が存在する。
例えば、上記の赤外線遮蔽材料微粒子を乾燥して得られる赤外線遮蔽材料微粒子粉末も挙げられる。
また、上記の赤外線遮蔽材料微粒子が液体媒質中に分散している赤外線遮蔽材料微粒子分散液が挙げられる。当該分散液は、上記の解砕処理工程を行った上で作製してもよい。ここで挙げた液体媒質としては、赤外線遮蔽材料微粒子を分散可能なものならば特に制限はなく、公知のものを用いても構わない。
また、上記の赤外線遮蔽材料微粒子が固体媒質中に分散している赤外線遮蔽材料微粒子分散体も挙げられる。この固体媒質としては、赤外線遮蔽材料微粒子を分散可能なものならば特に制限はなく、公知のもの（ガラスや樹脂）を用いても構わない。
また、上記の赤外線遮蔽材料微粒子を含有する被膜が基材表面に設けられている被覆基材も挙げられる。この基材としては、当該皮膜を形成可能なものならば特に制限はなく、公知の基材（ガラス基体や樹脂基体（基板またはフィルム））を用いても構わない。
【００６０】
以上の結果、本実施形態ならば上記で挙げた効果を奏する。これらの効果をまとめると、ＮｂがドープされたＴｉＯ２微粒子であって、赤外線遮蔽材料としての機能を十分に発揮する赤外線遮蔽材料微粒子を製造する際に良好な作業性を実現可能な手法が提供可能となり、さらには赤外線遮蔽性能を向上させた赤外線遮蔽材料微粒子およびその関連物を提供可能となる。
【００６１】
なお、本実施形態においてはＴｉＯ２に対してＮｂをドープする例について述べたが、Ｎｂに加え、他の金属をドープする場合にも本実施形態を適用可能である。例えば、Ｔｉ錯体、Ｎｂ錯体と同様に、他の金属の錯体を作製しておき、これらの錯体が共存した状態で加水分解を行えばよい。なお、当該他の金属は１種でなくともよく、２種の金属について各々錯体を作製しておいても構わない。なお、錯体化するまでの具体例（当該他の金属を含有する化合物（アルコキシド等）、錯化剤）については、上記で列挙したものの中から適宜選択しても構わない。こうすることにより、アナターゼ相を有し、かつＴｉＯ２に対してＮｂおよび他の金属をドープした赤外線遮蔽材料を得ることができる。
【実施例】
【００６２】
以下に、本発明の実施例を比較例とともに具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６３】
（赤外線遮蔽材料微粒子粉末の製造）
本実施例においては以下のものを用いた。
Ｔｉ含有化合物…チタンテトライソプロポキシド（ＴＩＰＯ）
錯化剤Ａ…トリエタノールアミン（ＴＥＯＡ）
Ｎｂ含有化合物…ニオブエトキシド
錯化剤Ｂ…トリエタノールアミン（ＴＥＯＡ）
溶媒…エチレングリコール（ＥＧ）
【００６４】
まず、窒素雰囲気下において、ＴＩＰＯ（１４．２１ｇ）とＴＥＯＡ（１４．９２ｇ）とを混合し、室温で一晩撹拌することで、Ｔｉ錯体を作製した。そして、エチレングリコール（以降、単にＥＧとも言う。）を加えて全量を１００ｍＬとすることにより、Ｔｉの金属濃度が０．５ＭとなるＴｉ錯体溶液を準備した。
同様に、窒素雰囲気下において、ニオブエトキシド（１５．９０ｇ）とＴＥＯＡ（１４．９２ｇ）とを混合し、５０℃で一晩撹拌することで、Ｎｂ錯体を作製した。そして、エチレングリコールを加えて全量を１００ｍＬとすることにより、Ｎｂの金属濃度が０．５ＭとなるＮｂ錯体溶液を準備した。
【００６５】
そして、Ｔｉ錯体溶液（４ｍＬ）とＮｂ錯体溶液（１ｍＬ）およびエチレングリコール（４ｍＬ）とイオン交換水（１ｍＬ）を混合し、ＴｉとＮｂのモル比を［Ｔｉ］：［Ｎｂ］＝８０：２０、エチレングリコールと水の体積比を（ＥＧ）：（水）＝９０：１０とした溶液に対し、加水分解（ソルボサーマル合成）を行った。以降、（ＥＧ）：（水）はＥＧと水との体積比を表す。加水分解としては、具体的には、テフロン（登録商標）ライナー付きのオートクレーブを用い、２２０℃で７２時間加熱し続けた。こうして加水分解工程を行った後、析出した赤外線遮蔽材料微粒子を、遠心分離による固液分離により回収した。回収した当該微粒子に対し、エタノールやイオン交換水により複数回洗浄した。そして、６０℃で一晩乾燥させ、赤外線遮蔽材料微粒子粉末を得た。
なお、以降に述べる実施例の結果においては、特記が無い限り、上記の条件で作製した試料に関する結果である。
【００６６】
ちなみに、加水分解工程前の溶液におけるＴｉとＮｂのモル比を［Ｔｉ］：［Ｎｂ］＝９０：１０〜６０：４０の間で１０ごとに設定（９０：１０、８０：２０、・・・）して、同様の試験を行った。
【００６７】
また、エチレングリコールと水との体積比を（ＥＧ）：（水）＝１００：０、９９：１、９５：５、９０：１０、８５：１５、８０：２０、５０：５０の各々に設定して、同様の試験を行った。
【００６８】
（測定）
まず、赤外線遮蔽材料微粒子の回収工程前の各溶液（（ＥＧ）：（水）＝１００：０〜５０：５０）を目視観察した。
次に、当該粉末に対し、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ，日立ハイテクノロジーズ社製ＨＦ−２２００）を用いて微粒子形状を観察した。
また、Ｘ線回折装置（ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ製Ｘ’Ｐｅｒｔ  Ｐｒｏ  ＭＲＤ）を用いてＸＲＤ測定を行い、結晶構造および格子定数を評価した。
【００６９】
また、当該粉末と当量の不揮発成分を含有する酸性ポリエステル系分散剤の存在下で、Ｎｂ−ＴｉＯ２の濃度を４ｗｔ％とし、当該粉末をトルエン中に分散させた。その際、当該微粒子に対する解砕処理としてペイントシェーカを用いた。その際、解砕処理時間を３ｈとした。そして、動的光散乱式粒径分布測定装置（日機装製  ＵＰＡ１５０）を用い、当該分散液に対して動的光散乱法による粒度分布測定を行い、微粒子の分散状態を評価した。
また、分光光度計（日立ハイテクノロジーズ製  Ｕ−４０００）を用い、当該分散液に対して透過スペクトル測定を行い、赤外吸収特性を評価した。
【００７０】
（結果）
まず、上記の試験結果全体を通して見たところ、反応温度が高い、かつ時間が長いほど、赤外線遮蔽材料微粒子を多量に得ることができた。ただ、Ｎｂ比率が高くなるほど、赤外線遮蔽材料微粒子の量が少なくなった。これは、Ｎｂの存在により加水分解に伴う反応速度が遅くなっていることに起因するものと考えられる。また、ＥＧの比率が高い場合でも、赤外線遮蔽材料微粒子の量が少なくなった。Ｎｂと同様、ＥＧの存在により加水分解に伴う反応スピードが遅くなっていることに起因するものと考えられる。
【００７１】
溶液の外観としては、当該微粒子（Ｎｂ−ＴｉＯ２）の成長が進むにつれ、褐色のゲルから白色ないし青色のゾルへと変化した。また、Ｎｂの金属濃度が高くなるほど、ゾルの青みが増していた。これは、赤色に起因する近赤外領域の波長の光が吸収されていることを示唆している。
【００７２】
ここで、ＥＧの比率に応じた赤外線遮蔽材料微粒子ゾルの外観観察の結果を図３に示す。図３の写真の上段は、加水分解工程の時間を２４ｈとした場合の写真である。この場合、（ＥＧ）：（水）＝９０：１０またはそれよりもＥＧが少なければ、青いゾルとなり、正常に赤外線遮蔽材料微粒子が形成されていることがわかる。その一方、図３の写真の下段は、加水分解工程の時間を７２ｈとした場合の写真であるが、この場合、正常に赤外線遮蔽材料微粒子を形成するためには（ＥＧ）：（水）＝９５：５まで許容される。
【００７３】
次に、Ｎｂ比率に応じた赤外線遮蔽材料微粒子ゾルの外観観察の結果を図４に示す。図４の写真の上段は、（ＥＧ）：（水）＝９５：５とした場合の写真である。この場合、加水分解工程前の溶液におけるＴｉとＮｂのモル比を［Ｔｉ］：［Ｎｂ］＝８０：２０またはそれよりもＮｂを少なくすれば、青いゾルとなり、正常に赤外線遮蔽材料微粒子が形成されていることがわかる。その一方、図４の写真の下段は、（ＥＧ）：（水）＝９０：１０とした場合の写真であるが、この場合、正常に赤外線遮蔽材料微粒子を形成するためには、［Ｔｉ］：［Ｎｂ］＝８０：２０〜７０：３０とする必要がある。
【００７４】
次に、ＴＥＭ観察の結果について述べる。図５に、加水分解工程前においてＥＧと水の体積比を（ａ）９９：１、（ｂ）９５：５、（ｃ）９０：１０、（ｄ）８５：１５とした溶液に対して加水分解を行った後に得られた当該微粒子のＴＥＭ像を示す。（ｂ）〜（ｄ）においては数１０ｎｍの微粒子が得られた。その一方（ａ）の場合だとそもそも微粒子が得られず、溶液は非晶質の状態だった。
【００７５】
次に、ＸＲＤ測定の結果について述べる。図６に、当該微粒子のＸＲＤ回折パターンを示す。ＥＧと水の体積比が（ＥＧ）：（水）＝９５：５〜８５：１５の場合、ＴｉＯ２のアナターゼ相からなる結晶構造を有することが示された。また、準安定相であるアナターゼ相が選択的に形成され、アナターゼ相が単相として形成されていることも示された。
格子定数および結晶子径については、図７にその結果を示す。図７は、本実施例におけるＸＲＤ測定により得られた結果を示す表であり、Ｎｂ比率、エチレングリコールの体積％、加水分解工程における温度、時間、格子定数および結晶子径の関係を示す表である。図７を見ると、結晶構造においてａ軸の格子定数が３．７９（ＴｉＯ２単体の場合の値）を超えた値であり、かつ、ｃ軸の格子定数が９．５１（ＴｉＯ２単体の場合の値）を超えた値となっている。その結果、ＴｉＯ２にＮｂが良好にドープされていることがわかった。
【００７６】
次に、動的光散乱法による粒度分布測定の結果について述べる。
図８は、加水分解工程の時間を２４ｈとして解砕処理時間を３ｈとした試料をトルエンに分散させたときの、動的光散乱法による粒径測定の結果を示すグラフ（ａ）および表（ｂ）である。
図９は、加水分解工程の時間を７２ｈとして解砕処理時間を３ｈとした試料をトルエンに分散させたときの、動的光散乱法による粒径測定の結果を示すグラフ（ａ）および表（ｂ）である。
図１０は、加水分解工程の時間を２４ｈかつ解砕処理時間を１ｈとした試料をトルエンに分散させたときの、動的光散乱法による粒径測定の結果を示すグラフ（ａ）および表（ｂ）である。
なお、表においては上記のＸＲＤ測定で求めた結晶子径（Å）の値も記載している。
その結果、Ｍｖ／結晶子径は１．０倍〜４．０倍の範囲に収まっていた。また、Ｍｖ／Ｄ９０は０．６０〜１．００の範囲に収まっていた。さらに、Ｄ１０／Ｍｖが０．６０〜１．００の範囲に留まり、Ｄ１０／Ｄ９０は０．４０〜１．００の範囲に留まっていた。つまり、本来ならば大きい値となるはずのＤ９０や小さい値となるはずのＤ１０が、体積平均径Ｍｖに対して極めて近い値を示しており、図８〜図１０の結果を加味すると、本実施例における微粒子は、凝集度合いが著しく小さく、かつ、単分散ないしそれに近い状態となっていることがわかった。
【００７７】
次に、当該分散液に対して透過スペクトル測定を行った結果について述べる。その結果を図１１に示す。図１１（ａ）は、ＥＧの比率に応じて透過スペクトルが変化する様子を示す。ただ、図１１（ｂ）においては、全ての試料に対し、透過率のピーク（最大値）を７０％に設定してグラフを作成している。図１１を見ると、（ＥＧ）：（水）＝９０：１０またはそれよりもＥＧが多くなると、酸素欠損の効果が顕著に発現し、赤外吸収性能が一気に向上する。
【００７８】
また、加水分解工程前の溶液におけるＴｉとＮｂのモル比、および、エチレングリコールと水の体積比を共に変化させた上で、上記の記載の手法で赤外線遮蔽微粒子材料粉末をトルエンに分散させた分散液に対し、透過スペクトル測定を行った結果について述べる。図１２にその結果を示す。ただ、図１２においては、全ての試料に対し、透過率のピーク（最大値）を７０％に設定してグラフを作成している。
図１２を見ると、加水分解工程前の溶液におけるＴｉとＮｂのモル比が［Ｔｉ］：［Ｎｂ］＝８０：２０〜７０：３０、かつ、ＥＧと水の体積比が（ＥＧ）：（水）＝９５：５〜９０：１０の場合、赤外遮蔽性能および可視光透過性能が著しく向上することがわかった。
【図１】
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【図７】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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