[发明专利]热变色微粒子及其分散液和制造方法以及调光性涂料、调光性膜、调光性油墨

说明书

技术领域

本发明涉及一种微粒子及其分散液，尤其涉及包含金红石样结晶相的二氧化钒(VO₂)的微粒子及其分散液。本发明还涉及这种微粒子的制造方法以及包含这种微粒子的调光性涂料、调光性膜以及调光性油墨。

背景技术

在住宅或高楼等建筑物以及车辆等移动体等的内部(室内、车辆内)和外部环境之间进行主要的热交换的地方(例如，玻璃窗)，为了兼顾节能和舒适性，希望应用自动调光材料(例如，专利文献1：日本专利第2735147号说明书)。

“自动调光材料”是指可以根据温度来控制如透明状态/反射状态等光学特性的材料。例如，当在建筑物的玻璃窗上应用了这种材料时，夏天可以通过反射阳光来绝热，冬天可以通过使阳光透过来吸收热量。

目前最受瞩目的自动调光材料的一种为含有二氧化钒(VO₂)的自动调光材料。该材料利用二氧化钒(VO₂)的半导体相和金属相之间相互转移时产生的热变色特性(Thermochromic，光学特性根据温度而可逆变化的性质)，据此可以得到环境温度依赖型调光特性。

具有自动调光材料的玻璃可以通过例如在玻璃基板上溅镀二氧化钒(VO₂)而得到。或者，在某个基板上溅镀二氧化钒(VO₂)薄膜，然后将该薄膜转印到膜一侧，再将转印到膜的薄膜转印到最终的玻璃基板一侧，从而可以得到具有自动调光材料的玻璃(例如，专利文献2：日本专利第3849008号说明书；专利文献3：日本专利公开2007-326276号公报)。

但是，通过这种溅镀处理形成自动调光材料的方法中，由于要得到结晶性良好的二氧化钒(VO₂)膜，需要在成模时将基板加热至例如400℃左右，因此存在制造工序复杂，成本高的问题。并且，存在难以在已经设置的建筑物玻璃窗上应用溅镀处理的问题。

因此，作为别的方法，提供含有二氧化钒(VO₂)的微粒子或调制其分散液，将其通过如黏接材料设置在希望体现出自动调光性的部件上，从而制造具有自动调光性的部件(例如，专利文献4：日本特表平10-508573号；专利文献5：日本专利公开2004-346260号公报；专利文献6：日本专利公开2004-346261号公报)。

这里，二氧化钒(VO₂)材料中存在A相、B相和金红石相等几种结晶相的多形性，能表现出上述的自动调光特性的结晶结构只有金红石样结晶相(下面称为“R相”)。需要说明的是，由于R相在转移温度以下具有单斜晶体(monoclinic)的结构，因此还被称为M相。在二氧化钒(VO₂)粒子中，为了体现出有效的自动调光特性，R相的粒子大小应该在亚微米以下。

在上述的专利文献4-6中记载的技术中，最初从含有钒离子的溶液合成二氧化钒(VO₂)的前躯体，将该前躯体在如350℃～650℃左右的高温下进行还原烧成或进行热分解，从而调制出R相的二氧化钒(VO₂)粒子。

但是，在这种高温下进行热处理会导致粒子间的凝聚，因此通过这种方法最终得到的二氧化钒(VO₂)粒子的大小经常成为微米级以上。因此，根据该方法得到的二氧化钒(VO₂)粒子，存在不能得到调光特性或所得到的调光特性显著逊色等问题。

最近，有几份报告涉及通过水热反应等制作二氧化钒(VO₂)微粒子的方法(非专利文献1：Zhou Gui，et al：Chem.Mater.14(2002)5053；非专利文献2：Jianqiu shi，et al：Solar Energy Materials and Solar Cells，91(2007)1856)。但是，通过这些文献中示出的方法所得到的二氧化钒(VO₂)微粒子前躯体为不能表现出自动调光特性的A相或B相，或者为非晶体相，因此为了使微粒子体现良好的调光特性，需要将微粒子变换为R相，因而还需要进行还原烧成等附加的工序。

但是，如果为了进行还原烧成而在高温下对微粒子进行热处理，则如上所述，粒子间会发生凝聚，最终很难得到亚微米级微粒子。因此，通过上述方法而得到的含有VO₂的微粒子，也存在调光性逊色的问题。

发明内容