[发明专利]含二氧化钒的粒子、热致变色膜、以及含二氧化钒的粒子的制备方法

说明书

本发明的技术是提供一种含二氧化钒的粒子，其对于随加热、冷却而产生的热膨胀具有优异的坚固性。本发明的含二氧化钒的粒子，其具有热致变色性，并且含有鲍林(Pauling)电负性在1.65～2.05的范围内的元素A，和鲍林(Pauling)电负性在2.10～2.54的范围内的元素B，其中，相对于钒100原子％，所述元素A的总含量在0.5～20原子％的范围内，所述元素B的总含量在0.05～20原子％的范围内。

技术领域

本发明涉及含二氧化钒的粒子、热致变色膜以及含二氧化钒的粒子的制备方法，更具体而言，本发明涉及一种对于随加热/冷却而产生的热膨胀具有优异的坚固性的含二氧化钒的粒子、热致变色膜、以及含二氧化钒的粒子的制备方法。

背景技术

例如，在住宅或大厦等建筑物、车辆等移动物体中，在内部(例如，室内、车辆中)与外部环境之间发生大的热交换的位置(例如，窗玻璃)处，为了兼顾实现节能性和舒适性，期待具有能够控制热量的隔断或透过的热致变色性的材料(下文中，也称为“热致变色材料”)的应用。

这里，“热致变色材料”是透明状态/反射状态等的光学性质随温度可逆性变化的材料。例如，在温度高时处于反射状态并且在温度低时处于透明状态的材料。这种热致变色材料，例如，当应用于建筑物的窗玻璃时，因为可以在夏天反射太阳光而隔断热量，并且可以在冬天使太阳光透射而利用热量，因此可以兼顾实现节能性和舒适性。

目前，最受瞩目的热致变色材料之一是二氧化钒(VO₂)粒子。公知二氧化钒粒子在室温附近的相变期间表现出热致变色性。因此，通过利用该性质，可以获得依赖环境温度的热致变色性。

这里，二氧化钒中存在A相、B相、C相和R相等若干晶相的多晶型，但显现如上所述的热致变色性的晶体结构仅限于金红石型的晶相(以下称为“R相”)。由于该R相在低于转变温度时具有单斜晶系(monoclinic)的结构，因此也称为M相。

在这种二氧化钒粒子中，为了实质上显现优异的热致变色性，最理想的是，在粒子中不存在不显现热致变色性的金属、或二氧化钒的除M相以外的晶相。此外，为了获得良好的光学特性(低雾度)，期望二氧化钒粒子的粒径尽可能均匀且尽可能小(100nm以下)，二氧化钒粒子彼此不会凝聚，并且粒子具有各向同性的形状。已经报告有，使用了水热反应的合成方法作为制备这种粒子的技术。

例如，在专利文献1中公开了，使用五氧化二钒(V₂O₅)等作为原料，使含有肼(N₂H₄)或其水合物(N₂H₄·nH₂O)和水并且实质上不含二氧化钛(TiO₂)粒子的溶液进行水热反应，获得二氧化钒(VO₂)的单晶微粒。

此外，在专利文献2中公开了，通过在二氧化钒中掺杂特定的元素(原子序数为21～30的元素或铟、锑、锡、镓、锗、铅或铋)，可以获得纵横比为1:1～10:1 的范围内并且粒径为100nm以下的粒子。

此外，在专利文献3中公开了，在二氧化钒中分别掺杂选自钛(Ti)、铌(Nb)、钼(Mo)和钨(W)中的一种以上的元素、和选自铑(Rh)、钯(Pd)和钌(Ru)中的一种以上的元素，可以获得转变温度已经充分降低至室温的粒子。

但是，当长时间使用含有二氧化钒粒子的膜时，通过反复进行加热、冷却，会造成粒子的热裂化。但是，在上述专利文献1～3中，丝毫没有考虑防止粒子的热裂化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-178825号公报

专利文献2：中国专利申请公开第102120615号说明书

专利文献3：美国专利申请公开第2012/0171472号说明书