JP2017145163A - ホウ化物粒子の置換元素の選択方法、ホウ化物粒子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】近赤外光吸収特性を維持しつつ、近赤外光の吸収を長波長側にシフトさせるホウ化物粒子の置換元素の選択方法の提供。
【解決手段】ｓｃｒｅｅｎｅｄ ｅｘｃｈａｎｇｅ法等より選択された１種類以上を用いた平面波基底第一原理計算により置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍのエネルギーバンド構造を算出するエネルギーバンド構造算出工程と、エネルギーバンド構造により、置換したホウ化物粒子の誘電関数を算出する誘電関数算出工程と、誘電関数から、ミー散乱等より選択される１種類以上の散乱理論により置換したホウ化物粒子の吸収波長λ２ａを算出する吸収波長算出工程と、吸収波長λ２ａとホウ化物粒子ＸＢ_ｍの吸収波長λ１ａとの差分Δλａを算出する差分算出工程と、Δλａが、６０ｎｍ≦Δλａ≦１５０ｎｍとなる置換元素Ａを選択する繰り返し・選択工程とを有するホウ化物粒子の置換元素の選択方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、ホウ化物粒子の置換元素の選択方法、ホウ化物粒子の製造方法に関する。

近年、自動車や建物開口部等に適用される窓材に熱線遮蔽機能を付与することにより、当該窓材から入射する太陽エネルギーを遮断して冷房負荷や人の熱暑感を軽減させる方法が検討されている。

窓材に熱線遮蔽機能を付与する方法として、具体的には例えば、赤外線吸収能を有する粒子を含有する塗布液を窓材等に塗布し、該塗布液を硬化させる方法が検討されている。

例えば本発明の発明者らは特許文献１で、平均粒径が１００ｎｍ以下の酸化ルテニウム微粒子、窒化チタン微粒子、窒化タンタル微粒子、珪化チタン微粒子、珪化モリブテン微粒子、ホウ化ランタン微粒子、酸化鉄微粒子、酸化水酸化鉄（ＩＩＩ）微粒子のうち少なくとも１種を分散したことを特徴とする選択透過膜用塗布液を開示している。

特許文献１で選択透過膜用塗布液に添加する微粒子としても挙げた、六ホウ化ランタンをはじめとするホウ化物粒子は、導電体粒子の局在表面プラズモン共鳴により近赤外領域の光に高い吸光係数を発揮し、可視光透過性も併せもっている。

ホウ化物粒子は、上述のように近赤外領域の光に高い吸光係数を有するため、非常に高い遮熱特性を有し、少ない使用量で良好な遮熱特性が得られる。さらに、耐候性、製造工程の容易さ、原料入手が容易であるといった優れた特性を有する。このため、工業的にも広く利用されてきた。

ところで、赤外線吸収能を有する粒子について、可視領域の光の透過性がより高く、熱線遮蔽特性のより高い粒子が求められるようになってきており、係る傾向は今後もより顕著になるものと考えられる。

これは、可視領域の光の透過性がより高く、熱線遮蔽特性のより高い材料を、例えば電気自動車の自動車窓に適用することで、エアコン負荷を低減でき、走行距離を延ばすことができるからである。また、係る材料を建築物の窓材に適用した場合、エアコン負荷を低減し、夏季の電力消費量を抑制することができるからである。

特開平１１−１８１３３６号公報

しかしながら、ホウ化物粒子のうち、赤外線吸収能を有する粒子として従来から特に用いられていた六ホウ化物粒子等は、近赤外領域の光にピークを有する吸光曲線の裾が、一部可視光の長波長側にかかっている。このため、可視領域の光の一部を吸収してしまい、可視領域の光の透過性について改善が求められていた。

例えば、有機化合物に属し、紫外から可視光、近赤外の領域に吸収をもつ色素化合物である、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、ポルフィリン化合物、ナフタロシアニン化合物、インドリン化合物、キナクリドン化合物、ペリレン化合物、アゾ化合物等は、構造中の官能基を変化させ、金属錯体であればその中心金属元素等の構造を変化させることで吸収波長を操作することが可能である。

ところが、ホウ化物粒子は、その結晶構造と構成元素に依存する電子構造を有し、電子構造に起因する物質固有の誘電関数が特定の光波長に対してプラズモン共鳴を起こすことで吸収をもたらす。このため、ホウ化物粒子は上述の色素化合物の場合とは異なり、物質自体の化学構造を変化させて吸収特性（吸収波長、吸収強度）を変化させることが困難であった。

従って、上述の色素化合物の場合と同様にして可視領域の光の透過性が高く、かつ熱線遮蔽特性に優れたホウ化物粒子を得ることは困難であった。

そこで本発明の発明者らは、ホウ化物粒子ＸＢ_ｍの元素Ｘの一部を置換して、一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表されるホウ化物粒子とすることで、ホウ化物粒子の近赤外光吸収特性は維持しつつ、近赤外領域の光の吸収ピークを長波長側にシフトさせることを検討した。

しかしながら、ホウ化物粒子の近赤外光吸収特性を維持しつつ、近赤外領域の光の吸収のピークを長波長側にシフトさせることができる置換元素を選択する方法は知られておらず、実験の効率化等の観点から係るホウ化物粒子の置換元素の選択方法が求められていた。

そこで上記従来技術が有する問題に鑑み、本発明の一側面では、ホウ化物粒子の近赤外光吸収特性を維持しつつ、近赤外領域の光の吸収を長波長側にシフトさせることができるホウ化物粒子の置換元素の選択方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明の一態様によれば、
ホウ化物粒子ＸＢ_ｍの元素Ｘの一部を置換元素Ａで置換して、一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表される置換したホウ化物粒子とする場合の、ホウ化物粒子の置換元素の選択方法であって、
前記Ｘは、アルカリ土類金属元素、ジルコニウム（Ｚｒ）、およびイットリウム（Ｙ）を含む希土類元素から選択された１種類以上の金属元素を含み、
前記ｙ、およびｍは、０．０００１≦ｙ≦０．２、かつ５．２≦ｍ≦６．５を満たし、
ｓｃｒｅｅｎｅｄ ｅｘｃｈａｎｇｅ法、ｈｙｂｒｉｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ法、およびＧＷ法より選択された１種類以上の手法を用いた平面波基底第一原理計算により置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍのエネルギーバンド構造を算出するエネルギーバンド構造算出工程と、
算出したエネルギーバンド構造により、置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍの誘電関数を算出する誘電関数算出工程と、
算出した誘電関数から、ミー散乱、およびレイリー散乱より選択される１種類以上の散乱理論により置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍの吸収波長λ２ａを算出する吸収波長算出工程と、
置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍの吸収波長λ２ａから、ホウ化物粒子ＸＢ_ｍの吸収波長λ１ａを引いた差分Δλａを算出する差分算出工程と、
置換元素Ａを変え、前記エネルギーバンド構造算出工程から、前記差分算出工程までを繰り返し実施し、差分Δλａが、６０ｎｍ≦Δλａ≦１５０ｎｍとなる置換元素Ａを選択する繰り返し・選択工程と、を有するホウ化物粒子の置換元素の選択方法を提供する。

本発明の一態様によれば、ホウ化物粒子の近赤外光吸収特性を維持しつつ、近赤外領域の光の吸収を長波長側にシフトさせることができるホウ化物粒子の置換元素の選択方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る置換したホウ化物粒子の合成工程、および該ホウ化物粒子を用いた日射遮蔽体形成用分散液の製造工程を示すフロー図。 計算例１、計算例４で得られたホウ化物粒子に対する分光透過率の計算結果。 計算例１、計算例６で得られたホウ化物粒子に対する分光透過率の計算結果。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、本発明は、下記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。
［ホウ化物粒子の置換元素の選択方法］
本実施形態ではまず、ホウ化物粒子の置換元素の選択方法の一構成例について説明する。

本実施形態のホウ化物粒子の置換元素の選択方法は、ホウ化物粒子ＸＢ_ｍの元素Ｘの一部を置換元素Ａで置換して、一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表される置換したホウ化物粒子とする場合の、ホウ化物粒子の置換元素の選択方法に関し、以下の工程をすることができる。

なお、上記一般式中のＸは、アルカリ土類金属元素、ジルコニウム（Ｚｒ）、およびイットリウム（Ｙ）を含む希土類元素から選択された１種類以上の金属元素を含み、ｙ、およびｍは、０．０００１≦ｙ≦０．２、かつ５．２≦ｍ≦６．５を満たすことが好ましい。

ｓｃｒｅｅｎｅｄ ｅｘｃｈａｎｇｅ法、ｈｙｂｒｉｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ法、およびＧＷ法より選択された１種類以上の手法を用いた平面波基底第一原理計算により置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍのエネルギーバンド構造を算出するエネルギーバンド構造算出工程。
算出したエネルギーバンド構造により、置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍの誘電関数を算出する誘電関数算出工程。
算出した誘電関数から、ミー散乱、およびレイリー散乱より選択される１種類以上の散乱理論により置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍの吸収波長λ２ａを算出する吸収波長算出工程。
置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍの吸収波長λ２ａから、ホウ化物粒子ＸＢ_ｍの吸収波長λ１ａを引いた差分Δλａを算出する差分算出工程。
置換元素Ａを変え、エネルギーバンド構造算出工程から、差分算出工程までを繰り返し実施し、差分Δλａが、６０ｎｍ≦Δλａ≦１５０ｎｍとなる置換元素Ａを選択する繰り返し・選択工程。

本発明の発明者らは、ホウ化物粒子の近赤外光吸収特性を維持しつつ、近赤外領域の光の吸収を長波長側にシフトさせることができるホウ化物粒子の置換元素の選択方法について、鋭意検討を行った。

検討に当たって、置換する前のホウ化物粒子としては近赤外光吸収特性に優れた材料であることが好ましい。そこで、本発明の発明者らが検討したところ、一般式ＸＢ_ｍで表されるホウ化物粒子において、元素Ｘはアルカリ土類金属元素、ジルコニウム（Ｚｒ）、希土類元素から選択された１種類以上を含むことが好ましい。ここでの希土類元素はイットリウム（Ｙ）を含む。また、元素Ｘは、上述の金属元素の中でも、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｚｒ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａから選択された１種類以上を含むことがより好ましい。

なお、元素Ｘは、アルカリ土類金属元素、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）を含む希土類元素から選択された１種類以上の金属元素とすることもできる。

また、上記ホウ化物粒子の一般式中のｍは５．２≦ｍ≦６．５を満たすことが好ましい。

そして、係るホウ化物粒子において、元素Ｘの一部を置換することで近赤外領域の光の吸収をより長波長側にシフトできる置換元素Ａの選択方法について検討を行った。

以下、バンドギャップを高精度に評価し、さらに自由電子の寄与であるドルーデ項を考慮する本実施形態のホウ化物粒子の置換元素Ａの選択方法について、各工程について詳細に説明する。

エネルギーバンド構造算出工程では、任意に選択した置換元素Ａにより置換したホウ化物粒子のエネルギーバンド構造を算出できる。エネルギーバンド構造の算出方法は特に限定されるものではないが、バンドギャップを高精度に評価、再現するために、上述のようにｓｃｒｅｅｎｅｄ ｅｘｃｈａｎｇｅ法、ｈｙｂｒｉｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ法、およびＧＷ法より選択される１種類以上の平面波基底第一原理計算を用いることが好ましい。これは、ｓｃｒｅｅｎｅｄ ｅｘｃｈａｎｇｅ法、ｈｙｂｒｉｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ法、およびＧＷ法より選択される１種類以上の平面波基底第一原理計算によれば実測値を十分再現する程度に高精度なバンド構造が得られるためである。

誘電関数算出工程では、置換したホウ化物粒子の誘電関数を算出することができる。置換したホウ化物粒子の誘電関数はローレンツ項とドルーデ項を含む誘電関数を算出することが好ましい。

なお、第一原理計算で算出されたエネルギーバンド構造から誘電関数を算出する方法は、Lihua xiao et al. Applied Physics Letters １０１， ０４１９１３ （２０１２）に記載された方法を参考とすることができる。具体的には得られたエネルギーバンド構造におけるフェルミエネルギーよりも低エネルギーの価電子帯からフェルミエネルギーよりも高エネルギーの伝導帯への直接遷移を以下の（Ａ）式より求めることで、誘電関数ｎの虚部ε_２を算出できる。また、得られたエネルギーバンド構造におけるフェルミエネルギーよりも低エネルギーの価電子帯からフェルミエネルギーよりも高エネルギーの伝導帯への直接遷移を以下の（Ｂ）式に示すようにKramers-Kronig変換することで誘電関数の実部ε_１を算出できる。

吸収波長算出工程では、誘電関数から、置換したホウ化物粒子の吸収波長を算出することができる。置換したホウ化物粒子の吸収波長は、ミー散乱及びレイリー散乱より選択される一種類以上の散乱理論により算出することができる。

なお、誘電関数から吸収波長を算出する方法は、K. Adachi, M. Miratsu, T. Asahi， J. Mater. Res., ２５， ５１０（２０１０）に記載された方法を参考とすることができる。

差分算出工程では、吸収波長算出工程より算出された、置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍの吸収波長λ２ａから、ホウ化物粒子ＸＢ_ｍの吸収波長λ１ａを引いた差分Δλａを算出することができる。

なお、ホウ化物粒子ＸＢ_ｍの吸収波長λ１ａについては、置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍの吸収波長λ２ａの場合と同様にして算出することができる。

すなわち、ホウ化物粒子ＸＢ_ｍについて、置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍの場合と同様にエネルギーバンド構造算出工程、誘電関数算出工程、吸収波長算出工程を実施することで算出することができる。

繰り返し・選択工程では、置換元素Ａを変え、エネルギーバンド構造算出工程から、差分算出工程までを繰り返し実施し、上記差分Δλａが、６０ｎｍ≦Δλａ≦１５０ｎｍとなる置換元素Ａを選択することができる。

ここでの差分Δλａは、ホウ化物粒子を置換する前後での、近赤外領域の光の吸収ピークの長波長側へのシフト幅の計算値を示している。

そして、差分Δλａが、６０ｎｍ以上の場合、近赤外領域の光の吸収ピークを、置換前と比較して十分に長波長側にシフトできていることを示している。このため、可視領域の光の透過性を十分に高めることができるので好ましい。

ただし、差分Δλａが、１５０ｎｍを超える場合、近赤外領域の吸収ピークが長波長側にシフトしすぎていることを示しており、置換前のホウ化物粒子よりも熱線遮蔽特性が低下する恐れがあることから、Δλａは１５０ｎｍ以下であることが好ましい。

上述の各工程を実施する際、置換元素Ａによる元素Ｘの置換割合であるｙは、上述のように０．０００１≦ｙ≦０．２を満たすことが好ましい。

これは、置換元素Ａによる元素Ｘの置換割合であるｙを０．０００１以上とすることで、置換による、近赤外領域の光の吸収をより長波長側、すなわち低エネルギー側にシフトさせる効果を十分に発揮し、可視光透過率を向上させることができるからである。ただし、置換元素Ａによる元素Ｘの置換割合ｙが０．２を超えても可視光透過率の向上効果には大きな変化がなく、かえって粒子合成時の収率が悪化する場合があるため、０．２以下であることが好ましい。

繰り返し・選択工程を行う際は、例えばｙを上述の範囲のうち、任意の数値で固定して計算を行い、置換元素Ａを選択することが好ましい。また、置換元素Ａを選択した後、置換割合ｙの最適化用繰り返し・選択工程を実施することもできる。置換割合ｙの最適化用繰り返し・選択工程では、選択した置換元素Ａについて、置換割合ｙを上記範囲内で変化させ、差分Δλａが各材料について適切な値となるように選択することができる。

以上に説明した本実施形態のホウ化物粒子の置換元素の選択方法によれば、ホウ化物粒子の発揮する強力な近赤外光吸収特性は維持しつつ、近赤外領域の光の吸収をより長波長側、すなわち低エネルギー側にシフトさせる置換元素Ａを選択できる。このため、より効率よく可視領域の光の透過性が高く、かつ熱線遮蔽特性に優れたホウ化物粒子の材料を選択することが可能になる。
［ホウ化物粒子］
本発明の発明者らは従来からホウ化物粒子について検討を行ってきた。係る検討によると、一般式ＸＢ_ｍで表されるホウ化物粒子において、熱線遮蔽特性に優れたホウ化物粒子とするため、元素Ｘはアルカリ土類金属元素、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）を含む希土類元素から選択された１種類以上の金属元素を含むことが好ましい。

また、ｍは５．２≦ｍ≦６．５を満たすことが好ましい。

そして、係るホウ化物粒子について、可視領域の光の透過性が高く、かつ熱線遮蔽特性に優れたホウ化物粒子とすることができる、元素Ｘの一部を置換する置換元素Ａについて、既述のホウ化物粒子の置換元素の選択方法により、本発明の発明者らが検討を行った。

その結果、置換元素Ａが、周期律表の第１３族元素であるＩｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）およびＴｌ（タリウム）から選択された１種類以上の金属元素を含む場合、近赤外領域の光の吸収ピークが長波長側にシフトすることが予測された。

以上の結果から、一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表される本実施形態のホウ化物粒子において、元素Ｘは、アルカリ土類金属元素、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）を含む希土類元素から選択された１種類以上の金属元素を含むことができる。なお、元素Ｘは、上述の金属元素の中でも、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｚｒ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａから選択された１種類以上を含むことがより好ましい。

また、元素Ｘは、アルカリ土類金属元素、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）を含む希土類元素から選択された１種類以上の金属元素とすることもできる。

そして、置換元素Ａは、Ｉｎ、ＧａおよびＴｌから選択された１種類以上の金属元素を含むことが好ましく、置換元素Ａは、Ｉｎ、ＧａおよびＴｌから選択された１種類以上の金属元素であることがより好ましい。

ｍは置換前のホウ化物粒子の場合と同様に、５．２≦ｍ≦６．５を満たすことが好ましい。

これは、ｍが５．２未満の場合やｍが６．５を超える場合には、目的とする一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表されるホウ化物のもつ結晶構造と異なる構造をもつ異相が出現し、日射遮蔽体とした場合の日射遮蔽特性を損なうことがあるためである。特に上述のホウ化物粒子に含まれるホウ化物の一般式中、ｍは５．５≦ｍ≦６．５を満たすことがより好ましい。

置換元素Ａによる置換の割合は特に限定されるものではないが、本発明の発明者らの検討によれば、ｙは、０．０００１≦ｙ≦０．２であることが好ましい。

これは、既述のようにｙを０．０００１以上とすることで、置換による、近赤外領域の光の吸収をより長波長側、すなわち低エネルギー側にシフトさせる効果を十分に発揮し、可視光透過率を向上させることができるからである。ただし、置換元素Ａによる元素Ｘの置換割合ｙが０．２を超えても可視光透過率の向上効果には大きな変化がなく、かえって粒子合成時の収率が悪化する場合があるため、０．２以下であることが好ましい。

以上に説明した本実施形態のホウ化物粒子によれば、可視領域の光の透過性が高く、かつ熱線遮蔽特性に優れたホウ化物粒子とすることができる。

なお、本実施形態で説明した置換元素Ａにより置換したホウ化物粒子は、単独でも用いることはできるが、必要に応じて置換元素Ａによる置換をしていないホウ化物粒子、例えばＬａＢ_６等と混合して用いることもできる。

本実施形態の、置換したホウ化物粒子とＬａＢ_６とを混合し、例えばナノメートルオーダーの粒子とし、透明樹脂に分散させた材料を用いて、合わせガラスを形成することができる。係る合わせガラスによれば、従来のＬａＢ_６粒子のみを用いた合わせガラスよりも近赤外領域の光の吸収が長波長側にシフトするため、透明性が高く、かつ優れた熱線遮蔽特性を有するガラスを提供することが可能になる。
［ホウ化物粒子の製造方法］
次に、本実施形態のホウ化物粒子の製造方法の一構成例について、説明する。

本実施形態のホウ化物粒子の製造方法は以下の各工程を有することができる。

既述のホウ化物粒子の置換元素の選択方法により、ホウ化物粒子ＸＢ_ｍの元素Ｘの一部を置換元素Ａで置換し、一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表される置換したホウ化物粒子とする際の置換元素Ａを選択する選択工程。
置換元素Ａにより置換したホウ化物粒子を合成する合成工程。

ここで、置換元素Ａを選択する選択工程は、既述のホウ化物粒子の置換元素の選択方法と同様にして実施することができる。このため、ここでは説明を省略する。

そして、本実施形態のホウ化物粒子の製造方法の合成工程の具体的な構成は特に限定されるものではない。

ここで、合成工程の一の構成例について説明する。

合成工程の一の構成例は、既述の一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表される置換したホウ化物粒子を合成する工程であって、例えば以下の工程を有することができる。

Ｘを含有する化合物とＡを含有する化合物とを含む溶液と、アルカリ溶液とを、反応させて沈殿物を得る工程。
沈殿物を乾燥して、ＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物を得る乾燥工程。
ＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物と、ホウ素（Ｂ）を含有する化合物および／またはホウ素（Ｂ）とを混合し、混合物を得る混合物形成工程。
混合物を、真空または不活性ガス雰囲気下において１７００℃未満で熱処理し、ホウ化物粒子を形成する混合物熱処理工程。

また、合成工程の他の構成例について説明する。

合成工程の他の構成例は、既述の一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表される置換したホウ化物粒子を合成する工程であって、以下の工程を有することができる。

Ｘを含有する化合物とＡを含有する化合物とを含む溶液と、アルカリ溶液とを、反応させて沈殿物を得る工程。
沈殿物を乾燥して、ＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物を得る乾燥工程。

ＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物を熱処理して、ＸおよびＡを含有する酸化物を得る酸化物形成工程。
ＸおよびＡを含有する酸化物と、ホウ素（Ｂ）を含有する化合物および／またはホウ素（Ｂ）とを混合し、酸化物含有混合物を得る酸化物含有混合物形成工程。
酸化物含有混合物を、真空または不活性ガス雰囲気下において１７００℃未満で熱処理し、ホウ化物粒子を形成する酸化物含有混合物熱処理工程。

以下に、図１に示したフロー図を用いながら、本実施形態のホウ化物粒子の合成工程について工程ごとに説明する。

図１は、本実施形態に係る一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表される置換したホウ化物粒子の合成工程、及び当該粒子を用いた日射遮蔽体形成用分散液の製造フロー図である。

ここではまず、一の構成例による合成工程の構成例について説明する。

沈殿物生成工程Ｓ１１では、Ｘを含有する化合物とＡを含有する化合物とを含む溶液１１と、アルカリ溶液１２とを混合、撹拌して沈殿物１３を得ることができる。

ここで、Ｘを含有する化合物の元素Ｘとしては特に限定されるものではないが、ホウ化物粒子についてで既述のように、アルカリ土類金属元素、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）を含む希土類元素から選択された１種類以上の金属元素を含むことが好ましい。なお、元素Ｘは、上述の金属元素の中でも、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｚｒ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａから選択された１種類以上を含むことがより好ましい。

また、元素Ｘは、ホウ化物粒子についての記載で既述のように、アルカリ土類金属元素、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）を含む希土類元素から選択された１種類以上の金属元素とすることもできる。

そして、Ｘを含有する化合物の形態も特に限定されるものではないが、例えば、Ｘの酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物等から選択された１種類以上であることが好ましい。なお、Ｘを含有する化合物とＡを含有する化合物とを含む溶液は、Ｘを含有する化合物として、１種類の化合物のみを含有することもできるが、複数の種類の化合物を含有することもできる。

そして、一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表されるホウ化物粒子において、元素Ｘの一部置換を行う置換元素Ａは、周期律表第１３族元素であるＩｎ、ＧａおよびＴｌから選択された１種類以上の金属元素を含むことが好ましく、置換元素Ａは、Ｉｎ、ＧａおよびＴｌから選択された１種類以上の金属元素であることがより好ましい。

Ａを含有する化合物の形態も特に限定されるものではないが、例えばＡの酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物等から選択された１種類以上であることが好ましい。なお、Ｘを含有する化合物とＡを含有する化合物とを含む溶液は、Ａを含有する化合物として、１種類の化合物のみを含有することもできるが、複数の種類の化合物を含有することもできる。

ここで、既述の様に一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表されるホウ化物粒子において、元素Ｘの物質量を１−ｙ、置換元素Ａの物質量をｙとしたとき、０．０００１≦ｙ≦０．２であることが好ましい。

これは、ＡによるＸの置換割合であるｙを０．０００１以上とすることで、ＸをＡで置換することによる、近赤外領域の光の吸収をより長波長側、すなわち低エネルギー側にシフトさせる効果を十分に発揮し、可視光透過率を向上させることができるからである。ただし、ＡによるＸの置換割合ｙが０．２を超えても可視光透過率の向上効果には大きな変化がなく、かえって粒子合成時の収率が悪化する場合があるため、０．２以下であることが好ましい。

このため、Ｘを含有する化合物とＡを含有する化合物とを含む溶液は、Ｘを含有する化合物と、Ａを含有する化合物とを、所望の置換割合となるように、すなわち上述のｙの置換割合の範囲内となるように選択し、含有することが好ましい。

Ｘを含有する化合物とＡを含有する化合物とを含む溶液１１は、例えばここまで説明したＸを含有する化合物とＡを含有する化合物とを、上述の置換割合に対応した含有割合となるように溶媒中に溶解した溶液とすることができ、例えば水溶液とすることができる。

Ｘを含有する化合物とＡを含有する化合物とを含む溶液１１と混合するアルカリ溶液１２は、特に限定されないが、例えば、炭酸水素アンモニウム、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムから選択された１種類以上の水溶液であることが好ましい。

また、アルカリ溶液１２の添加量は、Ｘを含有する化合物とＡを含有する化合物とを含む溶液中のＸを含有する化合物とＡを含有する化合物とが水酸化物となるのに必要な化学当量以上であることが好ましい。また、アルカリ溶液１２の添加量の上限値は特に限定されないが、例えば当該化学当量の１．５倍以下であることが好ましい。

アルカリ溶液１２の添加量が化学当量の１倍以上１．５倍以下の範囲の場合、Ｘを含有する化合物とＡを含有する化合物とを含む溶液１１とアルカリ溶液１２とが十分に反応すると共に、乾燥工程Ｓ１２を行う前の洗浄に必要な時間が短時間で済むことから好ましい。

沈殿物生成工程Ｓ１１では、ここまで説明したようにＸを含有する化合物とＡを含有する化合物とを含む溶液１１と、アルカリ溶液１２とを反応させて、具体的には例えば両溶液を混合し、継続的に撹拌を行うことで、中和反応により沈殿物１３を生成できる。

Ｘを含有する化合物とＡを含有する化合物とを含む溶液１１と、アルカリ溶液１２とを混合する際の、混合溶液の溶液温度の上限は特に限定されないが、１００℃以下であることが好ましい。

混合溶液の温度の下限も特に限定されないが、あまり低く設定すると新たに冷却装置などが必要になり、生産コストの上昇要因となるため、冷却装置を要しない程度の温度とすることが好ましい。

沈殿物生成工程Ｓ１１において、Ｘを含有する化合物とＡを含有する化合物とを含む溶液１１と、アルカリ溶液１２とを混合、反応させる時間、例えば中和反応の時間は特に限定されないが、生産性や、得られるＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物の平均粒子径等を考慮して選択することが好ましい。

なお、ここでのＸを含有する化合物とＡを含有する化合物とを含む溶液１１と、アルカリ溶液１２とを混合、反応させる時間とは、例えば、Ｘを含有する化合物とＡを含有する化合物とを含む溶液１１に、アルカリ溶液１２を滴下する時間を指す。また、両溶液を混合、反応させる際、混合溶液について継続的に撹拌を行うことができる。

沈殿物生成工程Ｓ１１においては、Ｘを含有する化合物とＡを含有する化合物とを含む溶液１１と、アルカリ溶液１２との反応、例えば中和反応の終了後も系内の均一化を図るために、撹拌を継続しながら沈殿の熟成を行うことが好ましい。係る撹拌を継続している時間においても、混合溶液は上述の混合溶液の温度範囲内に保たれていることが好ましい。
また、両溶液の反応終了後の撹拌の継続時間は特に限定されないが、生産性の観点から３０分間以下であることが好ましく、１５分間以下であることがより好ましい。

ただし、十分に系内の均一化を図るため、撹拌の継続時間は５分間以上であることが好ましい。
沈殿物生成工程Ｓ１１により得られた沈殿物は、乾燥工程Ｓ１２で乾燥することにより、ＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物１４の粒子を得ることができる。

なお、沈殿物生成工程Ｓ１１で得られた沈殿物１３を乾燥工程Ｓ１２に供する前に、沈殿物に含まれる残余のアルカリ成分等を除去するため、十分に洗浄を行うことが好ましい。洗浄を行う方法は特に限定されるものではないが、例えば純水によるデカンテーションを好適に用いることができる。

乾燥工程Ｓ１２における条件、すなわち乾燥温度や、乾燥時間は特に限定されるものではなく、洗浄した沈殿物中の水分を十分に除去できるように選択することができる。

次に、混合物形成工程Ｓ１３では、乾燥工程Ｓ１２により得られたＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物１４の粒子と、ホウ素（Ｂ）を含有する化合物および／またはホウ素１５とを混合し、混合物１７を形成できる。なお、得られる混合物１７は、ＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物と、ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素とを含む混合物となる。

混合物形成工程Ｓ１３に供するＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物１４の粒子の平均粒子径は特に限定されないが、例えば１００ｎｍ以下であることが好ましく、８０ｎｍ以下であることがより好ましく、６０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。

これは、ＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物１４の粒子の平均粒子径が１００ｎｍ以下の場合、混合物熱処理工程（Ｓ１４）を実施した場合に、所望の平均粒子径を有し、優れた日射遮蔽能を有するホウ化物粒子を得ることができるからである。また所望により平均粒子径の小さい粒子を得る場合に、その後の解砕工程（Ｓ１５）や混合・分散工程（Ｓ１６）にかかる時間が短縮されるためである。

混合物形成工程Ｓ１３に供するＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物１４の粒子の平均粒子径の下限値は特に限定されるものではないが、例えば取扱い性等の観点から、５ｎｍ以上であることが好ましい。

混合物形成工程Ｓ１３に供するＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物１４の粒子の平均粒子径については、例えば沈殿物生成工程Ｓ１１における撹拌条件や、乾燥工程Ｓ１２における乾燥条件等を選択することにより制御できる。このため、例えば予め予備試験等を実施して、所望の平均粒子径のＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物１４が得られるよう、各工程の条件を選択することができる。

なお、平均粒子径とは、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径を意味しており、本明細書中において平均粒子径は同様の意味で用いている。

ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素１５としては、例えばＢ_２Ｏ_３、Ｈ_３ＢＯ_４、Ｂ_４Ｃ、あるいはＢ（ホウ素の単体）等を好適に用いることができる。

また、混合物形成工程Ｓ１３では、上述のＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物１４の粒子と、ホウ素（Ｂ）を含有する化合物および／またはホウ素１５と以外に炭素（Ｃ）１６を添加することもできる。

炭素１６としては特に限定されないが、結晶性炭素、非晶質炭素のいずれも用いることができ、例えばカーボンブラックやグラファイト等を用いることができる。

混合物形成工程Ｓ１３で形成する混合物に炭素を添加することで、混合物熱処理工程で熱処理を行う際に還元反応を行い、所望のホウ化物粒子を得られるため好ましい。なお、ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素１５として、炭素を含有する化合物、例えばＢ_４Ｃを用いた場合以外には、混合物形成工程Ｓ１３において、炭素を添加することが好ましい。

混合物形成工程Ｓ１３において、上述の各成分を混合する割合は特に限定されるものではない。ただし混合物中のホウ素を含有する化合物および／またはホウ素と、ＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物とについて、（ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素中のホウ素の物質量）／（ＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物中のＸの物質量とＡの物質量との合計）が４以上７以下となるように、混合することが好ましい。

特に、混合物について、上述の（ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素中のホウ素の物質量）／（ＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物中のＸの物質量とＡの物質量との合計）は４．８以上６．３以下であることがより好ましく、６であることがさらに好ましい。

これは、得られる混合物中のＡの物質量とＸの物質量との和に対する、ホウ素の物質量の比が４以上７以下の場合、得られる置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍのｍをより確実に５．２≦ｍ≦６．５とすることができるからである。

ここで、例えば、Ｘ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３およびＣを原料としたＸＢ_６生成の反応式は以下の式（１）で表される。
０．５Ｘ_２Ｏ_３＋３Ｂ_２Ｏ_３＋１０．５Ｃ→ＸＢ_６＋１０．５ＣＯ ・・・（１）
このように、混合物形成工程で炭素１６を添加した場合、該炭素１６は、後述する混合物熱処理工程Ｓ１４において、還元剤として働く。

このため、炭素１６を添加する場合、炭素１６の混合物１７への添加量は一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表されるホウ化物粒子を生成するのに必要な化学当量に対して、１倍以上１．４倍以下とすることが好ましく、１倍以上１．２倍以下とすることがより好ましい。

これは、混合物１７への炭素１６の添加量が上述の化学当量に対して１．４倍を超える場合、炭素が、得られるホウ化物粒子中に残留する恐れがあるからである。また、上述の化学当量に対して１倍未満の場合、未反応のＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物１４や、ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素１５が、得られるホウ化物粒子中に残留する恐れがあるからである。そして、ホウ化物粒子中に炭素等の未反応物質が多く残留すると所望の光学特性が得られない場合があるためである。

なお、一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表されるホウ化物粒子を生成するのに必要な化学当量とは、混合物中の、ＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物１４の粒子と、ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素１５とを還元するのに必要な化学当量を意味する。

混合物１７を形成する際に用いるホウ素を含有する化合物および／またはホウ素１５や炭素１６の平均粒子径は特に限定されるものではない。ただし、ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素１５や炭素１６についてもできるだけ粒径の小さい微粒子であることが好ましい。これは、各原料粉体の粒子径を微粒子化することで、製造されるホウ化物粒子についても平均粒子径を小さくし、可視光透過率を高く維持しながら日射遮蔽能に優れたホウ化物粒子を低コストで、容易に製造できるからである。また、ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素１５や炭素１６の粒径が小さいことで、混合物熱処理工程Ｓ１４において、式（１）で示したホウ化物粒子の生成反応が進行しやすくなるためである。

ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素１５としては、原料入手のし易さ、原料コスト等の観点も合わせて考えると、平均粒子径は２５μｍ以下であることが好ましく、平均粒子径は２０μｍ以下であることがより好ましい。

ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素１５の平均粒子径の下限値は特に限定されないが、例えば取り扱い性等を考慮して１μｍ以上であることが好ましい。

一方、炭素１６としては、原料入手のし易さ、原料コスト等の観点も合わせて考えると、平均粒子径は１００ｎｍ以下であることが好ましく、平均粒子径は８０ｎｍ以下であることがより好ましい。

炭素１６の平均粒子径の下限値は特に限定されないが、例えば取り扱い性等を考慮して１０ｎｍ以上であることが好ましい。

混合物形成工程Ｓ１３で得られた混合物は混合物熱処理工程Ｓ１４において熱処理を行うことでホウ化物粒子１８とすることができる。

混合物熱処理工程Ｓ１４における熱処理条件は特に限定されるものではない。ただし、生成したホウ化物粒子１８が酸化されることを抑制するため、真空雰囲気、または不活性雰囲気において混合物熱処理工程Ｓ１４を実施することが好ましい。

なお、不活性雰囲気とする場合、各種不活性ガスを用いることができるが、ホウ素の窒化物の生成を抑制するため、窒素以外の不活性ガスを用いることが好ましい。不活性ガスとしては、例えばアルゴン、ヘリウムから選択された１種類以上を用いることが好ましい。

また、真空雰囲気とする場合には、ホウ化物粒子の安定性の観点から、真空度が高い方が好ましく、例えば０．１Ｐａ以下とすることが好ましく、０．０５Ｐａ以下とすることがより好ましい。

混合物熱処理工程Ｓ１４における、熱処理温度は特に限定されるものではないが、生成したホウ化物粒子が粗大化することを抑制するため、１７００℃未満であることが好ましく、１５００℃未満であることがより好ましい。

熱処理温度の下限値は特に限定されるものではないが、ホウ化物粒子の生成反応が十分に進行するように、１３００℃以上であることが好ましい。

熱処理時間については特に限定されないが、所望の平均粒子径を有するホウ化物粒子が得られるよう、１時間以上４時間以下であることが好ましい。

以上の工程により、既述の本実施形態のホウ化物粒子１８を得ることができる。

次に、ホウ化物粒子の合成工程の他の構成例について、同様に図１に示したフロー図を用いて説明する。

合成工程の他の構成例においても、沈殿物生成工程Ｓ１１、および乾燥工程Ｓ１２により、ＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物１４を生成するまでは、既述の合成工程の一の構成例と同様にして実施できる。このため、係る工程については説明を省略する。

合成工程の他の構成例においては、乾燥工程Ｓ１２の後、ＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物１４を熱処理して、ＸおよびＡを含有する酸化物１９を得る酸化物形成工程Ｓ２１を実施できる。

酸化物形成工程Ｓ２１における、ＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物１４の熱処理条件は特に限定されるものではないが、得られるＸおよびＡを含有する酸化物１９の粗大化を抑制する観点から熱処理温度が１０００℃以下であることが好ましい。

ただし、ＸおよびＡを含有する酸化物１９の生成反応を十分に進行させる観点から熱処理温度は４００℃以上であることが好ましい。また、熱処理時間については３０分間以上であることが好ましい。

熱処理時間の上限値は特に限定されるものではないが、生産性の観点から４時間以下であることが好ましい。

また、酸化物形成工程Ｓ２１における雰囲気は特に限定されるものではなく、例えば酸素含有雰囲気で実施できる。酸素含有雰囲気としては、例えば大気雰囲気が挙げられる。

酸化物形成工程Ｓ２１における熱処理により、ＸおよびＡを含有する水酸化物および／または水和物１４から、ＸおよびＡを含有する酸化物１９の粒子と、当該粒子が凝集した凝集体との混合物を生成することができる。

次に、酸化物含有混合物形成工程Ｓ２２では、酸化物形成工程Ｓ２１により得られたＸおよびＡを含有する酸化物１９の粒子と、ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素１５とを混合し、酸化物含有混合物２０を形成することができる。なお、得られる酸化物含有混合物２０は、ＸおよびＡを含有する酸化物１９と、ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素１５とを含む混合物とすることができる。

また、酸化物含有混合物形成工程Ｓ２２では、上述のＸおよびＡを含有する酸化物１９の粒子と、ホウ素（Ｂ）を含有する化合物および／またはホウ素１５と以外に炭素（Ｃ）１６を添加することもできる。

酸化物含有混合物形成工程Ｓ２２で形成する混合物に炭素を添加することで、酸化物含有混合物熱処理工程で熱処理を行う際に還元反応を行い、所望のホウ化物粒子を得られるため好ましい。なお、ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素１５として、炭素を含有する化合物、例えばＢ_４Ｃを用いた場合以外には、酸化物含有混合物形成工程Ｓ２２において、炭素を添加することが好ましい。

酸化物含有混合物形成工程Ｓ２２に供するＸおよびＡを含有する酸化物１９の粒子の平均粒子径は特に限定されないが、例えば１５００ｎｍ以下であることが好ましく、１０００ｎｍ以下であることがより好ましく、８００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。

これは、ＸおよびＡを含有する酸化物１９の粒子の平均粒子径が１５００ｎｍ以下の場合、該粒子を含む酸化物含有混合物を酸化物含有混合物熱処理工程Ｓ２３に供した場合に、所望の平均粒子径を有し、優れた日射遮蔽能を有するホウ化物粒子を得られるからである。

なお、酸化物含有混合物形成工程Ｓ２２に供するＸおよびＡを含有する酸化物１９の粒子の平均粒子径の下限値は特に限定されるものではないが、例えば取扱い性等の観点から、１０ｎｍ以上であることが好ましい。

酸化物含有混合物形成工程Ｓ２２に供するＸおよびＡを含有する酸化物１９の粒子の平均粒子径については、例えば沈殿物生成工程Ｓ１１における撹拌条件や、乾燥工程Ｓ１２における乾燥条件、酸化物形成工程における熱処理条件等を選択することで制御できる。このため、例えば予め予備試験等を実施して、所望の平均粒子径のＸおよびＡを含有する酸化物１９の粒子が得られるよう、各工程の条件を選択することができる。

なお、ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素１５、炭素１６については、合成工程の一の構成例で説明した場合と同様の材料を好適に用いることができ、その好適な平均粒子径も同様にすることができる。このため、ここでは説明を省略する。

酸化物含有混合物形成工程Ｓ２２において、上述の各成分を混合する割合は特に限定されるものではない。ただし例えば、酸化物含有混合物中のホウ素を含有する化合物および／またはホウ素と、ＸおよびＡを含有する酸化物とについて、（ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素中のホウ素の物質量）／（ＸおよびＡを含有する酸化物中のＸの物質量とＡの物質量との合計）が４以上７以下となるように混合することが好ましい。

特に、混合物について、上述の（ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素中のホウ素の物質量）／（ＸおよびＡを含有する酸化物中のＸの物質量とＡの物質量との合計）は４．８以上６．３以下であることがより好ましく、６であることがさらに好ましい。

これは、得られる混合物中のＸの物質量とＡの物質量との和に対する、ホウ素の物質量の比が４以上７以下の場合、得られる置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍのｍをより確実に５．２≦ｍ≦６．５とすることができるからである。

一方、酸化物含有混合物形成工程Ｓ２２で炭素１６を添加する場合、該炭素１６は、後述する酸化物含有混合物熱処理工程Ｓ２３において、既述の混合物熱処理工程Ｓ１４の場合と同様に還元剤として働く。

従って、酸化物含有混合物形成工程Ｓ２２で炭素１６を添加する場合、炭素１６の酸化物含有混合物２０への添加量は一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表されるホウ化物粒子を生成するのに必要な化学当量に対して、１倍以上１．５倍以下とすることが好ましく、１倍以上１．３倍以下とすることがより好ましい。

これは、酸化物含有混合物２０への炭素１６の添加量が上述の化学当量に対して１．５倍を超える場合、炭素が、得られるホウ化物粒子中に残留する恐れがあるからである。また、上述の化学当量に対して１倍未満の場合、未反応のＸおよびＡを含有する酸化物１９や、ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素１５が、得られるホウ化物粒子中に残留する恐れがあるからである。そして、ホウ化物粒子中に炭素等の未反応物質が多く残留すると所望の光学特性が得られない場合があるためである。

なお、一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表されるホウ化物粒子を生成するのに必要な化学当量とは、酸化物含有混合物中の、ＸおよびＡを含有する酸化物１９の粒子と、ホウ素を含有する化合物および／またはホウ素１５とを還元するのに必要な化学当量を意味する。

酸化物含有混合物形成工程Ｓ２２で得られた酸化物含有混合物２０は酸化物含有混合物熱処理工程Ｓ２３において熱処理を行うことでホウ化物粒子１８とすることができる。

酸化物含有混合物熱処理工程Ｓ２３における熱処理条件は特に限定されるものではない。ただし、生成したホウ化物粒子１８が酸化されることを抑制するため、真空雰囲気、または不活性雰囲気において酸化物含有混合物熱処理工程Ｓ２３を実施することが好ましい。

なお、不活性雰囲気とする場合、各種不活性ガスを用いることができるが、ホウ素の窒化物の生成を抑制するため、窒素以外の不活性ガスを用いることが好ましい。不活性ガスとしては、例えばアルゴン、ヘリウムから選択された１種類以上を用いることが好ましい。

また、真空雰囲気とする場合には、ホウ化物粒子の安定性の観点から、真空度が高い方が好ましく、例えば０．１Ｐａ以下とすることが好ましく、０．０５Ｐａ以下とすることがより好ましい。

酸化物含有混合物熱処理工程Ｓ２３における、熱処理温度としては特に限定されるものではないが、生成したホウ化物粒子が粗大化することを抑制するため、１７００℃未満であることが好ましく、１５００℃未満であることがより好ましい。

熱処理温度の下限値は特に限定されるものではないが、ホウ化物粒子の生成反応が十分に進行するように、１３００℃以上であることが好ましい。

熱処理時間については特に限定されないが、所望の平均粒子径を有するホウ化物粒子が得られるよう、１時間以上４時間以下であることが好ましい。

以上の工程により、既述の本実施形態のホウ化物粒子１８を得ることができる。

以上に本実施形態のホウ化物粒子の製造方法の合成工程の構成例について、２つの構成例を示して説明したが、いずれの合成工程の構成例においても、得られたホウ化物粒子１８については所望の粒径とするため、解砕工程Ｓ１５を実施することができる。

すなわち、合成工程は、得られたホウ化物粒子について、メカニカル法により解砕処理を行う解砕工程をさらに有することができる。

解砕工程において、ホウ化物粒子を解砕する手段は、例えばホウ化物粒子の一次粒子の凝集体を壊し、一部粒成長した粒子を粉砕して微粒子化できる方法であれば、特に限定されない。例えば、解砕効率を考慮するとジェットミルのような自粉衝突型粉砕機や、ビーズミルのようなメディア媒介型の解砕装置を好ましく用いることができる。

ここで、ビーズミルやジェットミルといったメカニカル法によりホウ化物粒子１８の解砕を行うことで、ホウ化物粒子による粉砕機内壁材料の摩耗による不純物混入の可能性が考えられる。しかし、解砕工程Ｓ１５は、既に微粒子の状態となっているホウ化物粒子１８に対し、補完的に解砕を行うだけのため、粉砕機内壁材料からの不純物混入はほとんど見られず、実質的に問題とならない。

なお、解砕工程Ｓ１５の具体的条件は、解砕に用いる装置等に応じて任意に選択することができるため、特に限定されるものではないが、解砕工程Ｓ１５後に得られるホウ化物粒子の平均粒子径が１ｎｍ以上８００ｎｍ以下となるように実施することが好ましい。特に解砕工程Ｓ１５後に得られるホウ化物粒子の平均粒子径が１ｎｍ以上１５０ｎｍ以下となるように実施することがより好ましい。

以上のように解砕工程Ｓ１５を実施することで、例えば日射遮蔽体に適したホウ化物粒子２１（以下、ホウ化物粒子２１と記載する）が得られる。

なお、既述の合成工程により、所望の平均粒子径のホウ化物粒子が得られている場合には、解砕工程Ｓ１５は実施しないこともできる。

また、液中でのビーズミル処理のように、一次粒子の解砕と液状媒体への分散を同時に行うことができる処理によっては、解砕工程Ｓ１５と、後述する混合・分散工程Ｓ１６を兼ねることもできる。すなわち、解砕手段としてビーズミルを用い、後述する溶媒２２を含む液体を用いた、液中でのビーズミル処理を実施する場合には、解砕工程Ｓ１５と、後述する混合・分散工程Ｓ１６とを同時に実施できる。

このホウ化物粒子２１はその表面が酸化していないことが好ましいが、通常得られるものは僅かに酸化していることが多く、また粒子の解砕工程で表面の酸化が起こることは、ある程度避けられない。

また、ホウ化物粒子２１は、結晶性が高い程大きい日射遮蔽効果を発揮するが、結晶性が低くＸ線回折で極めてブロードな回折ピークを生じる場合でも、粒子内部の基本的な結合が、ＸやＡと、ホウ素との結合から成り立っていれば所望の日射遮蔽効果を発現できる。

以上に説明した本実施形態のホウ化物粒子の製造方法によれば、既述のホウ化物粒子を製造することができる。すなわち、可視領域の光の透過性が高く、かつ熱線遮蔽特性に優れたホウ化物粒子を得ることができる。
［ホウ化物粒子分散体］
次に、本実施形態のホウ化物粒子分散体の一構成例について説明する。

本実施形態のホウ化物粒子分散体は、既述のホウ化物粒子が液体状または固体状の媒体中に分散され、ホウ化物粒子の媒体中における分散粒子径を１ｎｍ以上８００ｎｍ以下とすることができる。

なお、液体状の媒体に分散されている場合は、日射遮蔽体形成用分散液ともいうことができ、固体状の媒体中に分散されている場合には、日射遮蔽体ともいうことができる。すなわち、本実施形態のホウ化物粒子分散体は、日射遮蔽体形成用分散液、および日射遮蔽体を含むことができる。このため、ホウ化物粒子分散体について、日射遮蔽体形成用分散液、および日射遮蔽体を例に説明する。

本実施形態の日射遮蔽体形成用分散液は、図１に示したフロー図に従って形成することができる。

具体的には、既述のホウ化物粒子の製造方法により得られたホウ化物粒子１８について、必要により解砕工程Ｓ１５を実施し、所望の平均粒子径を有するホウ化物粒子２１を溶媒中に混合・分散する混合・分散工程Ｓ１６を実施することで形成することができる。

この際に用いる溶媒２２は、特に限定されるものではなく、日射遮蔽体形成用分散液２３を用いて日射遮蔽体を形成する際の、塗布条件、塗布環境、および適宜、添加される無機バインダーや樹脂バインダー等に合わせて選択すればよい。

例えば、溶媒２２として、水；トルエン；エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、ジアセトンアルコールなどのアルコール類；メチルエーテル、エチルエーテル、プロピルエーテルなどのエーテル類；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、イソブチルケトンなどのケトン類から選択された１種類以上の水、または有機溶媒を好ましく用いることができる。

このように、溶媒２２として水、または有機溶媒を用いることで、例えば基材上に日射遮蔽体形成用分散液２３を塗布し乾燥するだけで、高温での焼成等を要せずに日射遮蔽体を形成できる。このように本実施形態の日射遮蔽体形成用分散液２３によれば、焼成や、化学反応を利用せずに日射遮蔽体を形成できるため、特性の安定した日射遮蔽体を形成することができる。

溶媒２２には必要に応じて酸やアルカリを添加してｐＨ調整を行ってもよい。

また、日射遮蔽体形成用分散液２３には、上述したホウ化物粒子２１、溶媒２２以外にも、例えば日射遮蔽体形成用分散液２３中におけるホウ化物粒子の分散安定性を一層向上させるため、各種の界面活性剤、カップリング剤などを添加することも可能である。

日射遮蔽体形成用分散液２３へのその他の添加材料としてはバインダー成分が挙げられる。バインダー成分としては具体的には例えば、ＵＶ硬化樹脂（紫外線硬化樹脂）、熱硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、常温硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が目的に応じて選定可能である。バインダー成分としては具体的には、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、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ふっ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独使用であっても混合使用であっても良い。また、バインダー成分として金属アルコキシドの利用も可能である。金属アルコキシドとしては、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ等のアルコキシドが挙げられる。これら金属アルコキシドを用いたバインダーは、加熱等により加水分解・縮重合させることで、酸化物膜を形成することが可能である。

本実施形態に係るホウ化物粒子を溶媒中に分散させた日射遮蔽体形成用分散液２３から形成される日射遮蔽体はさらに各種添加材料を含有することができる。これらの添加材料は例えば日射遮蔽体形成用分散液に添加しておくこともできる。

添加材料としては、例えばさらに紫外線遮蔽機能を付与させるため、無機系の酸化チタンや酸化亜鉛、酸化セリウム等の粒子や、有機系のベンゾフェノンやベンゾトリアゾール等から選択された１種類以上の無機系、有機系の紫外線吸収剤が挙げられる。

また、添加材料としては、日射遮蔽体の光の透過率を向上させるために、更に、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）、ＩＴＯ（酸化インジウム−スズ）、アルミニウム添加酸化亜鉛から選択される１種類以上の透明粒子も挙げられる。

これらの透明粒子は、日射遮蔽体形成用分散液２３への添加量を増すと、波長７５０ｎｍ付近の透過率が増加し、近赤外線を遮蔽するため、可視光透過率が高く、かつ日射遮蔽特性のより高い日射遮蔽体とすることができる。

本実施形態に係る日射遮蔽体形成用分散液２３のホウ化物粒子２１の分散粒子径は、ホウ化物粒子２１を溶媒２２中に分散した時の、ホウ化物粒子２１の分散状態を測定することで特定できる。

すなわち、ホウ化物粒子２１が、溶媒２２中において、粒子および粒子の凝集体として存在する状態でサンプリングを行い、動的光散乱法を原理として測定した粒子径を日射遮蔽体形成用分散液２３のホウ化物粒子２１の分散粒子径とすることができる。なお、分散粒子径は、例えば、動的光散乱光度計等を用いて測定することができる。

測定された分散粒子径は、８００ｎｍ以下であることが好ましく、４００ｎｍ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。

これは、日射遮蔽体形成用分散液中のホウ化物粒子の分散粒子径が８００ｎｍ以下の場合、高い日射遮蔽能を発揮し、また凝集した粗大粒子が光散乱源となって膜に曇り（ヘイズ）を生じたり、可視光透過率の低下が生じたりすることが起きないからである。

ただし、日射遮蔽体形成用分散液中のホウ化物粒子が過度に凝集することを抑制するため、日射遮蔽体形成用分散液中のホウ化物粒子の分散粒子径は１ｎｍ以上であることが好ましく、５ｎｍ以上であることがより好ましい。

ホウ化物粒子の分散粒子径が１ｎｍ以上８００ｎｍ以下の日射遮蔽体形成用分散液を用いることで、ホウ化物粒子の分散粒子径が１ｎｍ以上８００ｎｍ以下で十分細かく、かつ均一に分散した日射遮蔽体を得ることができる。

なお、本実施形態の日射遮蔽体は、既述の日射遮蔽体形成用分散液を基材上に塗布、乾燥することで製造することができる。また、日射遮蔽体形成用分散液にバインダー成分を添加した場合には、バインダー成分の特性に応じて、例えば紫外線照射等を行い硬化させることもできる。

既述の一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表される本実施形態のホウ化物粒子は、ホウ化物粒子の置換元素の選択方法により適切な置換元素Ａを選択し、該置換元素Ａにより元素Ｘの一部が置換されている。このため、近赤外領域の光の吸収をより長波長側、すなわち低エネルギー側にシフトさせ、可視領域の光の透過性が高く、かつ熱線遮蔽特性に優れたホウ化物粒子となっている。その結果、本実施形態のホウ化物粒子は、その光の透過プロファイルにおいて波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に極大値を、波長７００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の範囲に極小値を有することができる。

そして、本実施形態のホウ化物粒子を含む日射遮蔽体においても、本実施形態のホウ化物粒子と同様の光の透過プロファイルを示すことができる。

すなわち、本実施形態の日射遮蔽体は、光の透過プロファイルにおいて、波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に極大値を、波長７００ｎｍ以上１８００ｎｍ以下の範囲に極小値を有することができる。

また、本実施形態の日射遮蔽体は、可視光透過率が６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。

本実施形態のホウ化物粒子は上述のように、可視領域の光を有効に透過し、それ以外の熱線を有効に反射・吸収することができる。そして、該ホウ化物粒子を含む本実施形態の日射遮蔽体においても同様の光の透過プロファイルを有し、同様に可視光を有効に透過しそれ以外の熱線を有効に反射・吸収することができる。

そして、本実施形態の日射遮蔽体に含まれるホウ化物粒子は、無機材料であるので、有機材料と比べて耐候性に優れており、例えば太陽光線（紫外線）の当たる部位に使用しても、色や諸機能の劣化はほとんど生じない。

このため、本実施形態の日射遮蔽体は車両、ビル、事務所、一般住宅等の窓、電話ボックス、ショーウィンドー、照明用ランプ、透明ケース等、単板ガラス、合わせガラス、プラスチックス、その他の日射遮蔽能を必要とする透明基材等の広汎な分野に用いることができる。

以下、実施例を参照しながら本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

ホウ化物粒子の発揮する強力な近赤外光吸収特性は維持したまま、近赤外光の吸収をより長波長側、すなわち低エネルギー側にシフトさせることができる置換元素Ａを以下の手順により計算し、選択した。
［実施例１］
以下の工程の順に密度汎関数理論（ＤＦＴ）に基づく平面波基底第一原理計算を行い、計算結果から、ホウ化物粒子ＸＢ_ｍにおいて、元素Ｘの一部を置換し、一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表される置換したホウ化物粒子とする際の、置換元素Ａの選択を行った。

なお、上記一般式中のＸはＬａ（ランタン）として、またｙ＝０．１２、ｍ＝６として計算を行った。また、上記一般式中のＢはホウ素を示す。

また、計算例１は置換前のホウ化物粒子の吸収波長λａ２を算出するための予備計算となり、計算例２〜計算例１４により置換元素Ａの選択を行った。

ｓｃｒｅｅｎｅｄ ｅｘｃｈａｎｇｅ法を用いた平面波基底第一原理計算によりホウ化物粒子ＬａＢ_６、または置換したホウ化物粒子Ｌａ_０．８８Ａ_０．１２Ｂ_６のエネルギーバンド構造を算出した（エネルギーバンド構造算出工程）。
算出したエネルギーバンド構造により、ホウ化物粒子ＬａＢ_６、または置換したホウ化物粒子Ｌａ_０．８８Ａ_０．１２Ｂ_６の誘電関数を算出した（誘電関数算出工程）。

算出した誘電関数から、レイリー散乱によりホウ化物粒子、または置換したホウ化物粒子の吸収波長を算出した（吸収波長算出工程）。

吸収波長算出工程より算出された、置換したホウ化物粒子Ｌａ_０．８８Ａ_０．１２Ｂ_６の吸収波長λ２ａから、ホウ化物粒子ＬａＢ_６の吸収波長λ１ａを引いた差分Δλａを算出した（差分算出工程）。

なお、計算例１ではホウ化物粒子ＬａＢ_６の吸収波長λ１ａを算出し、計算例２〜計算例１４では置換したホウ化物粒子Ｌａ_０．８８Ａ_０．１２Ｂ_６の吸収波長λ２ａの算出と、差分Δλａの算出を行った。このため、計算例１では、上記工程のうち、差分算出工程は実施せず、吸収波長算出工程までを実施している。

各計算例で用いた置換元素と、各計算例で算出した差分Δλaを表１に示す。

また、図２に置換元素なし、すなわちホウ化物粒子ＬａＢ_６での計算例１と、置換元素ＡがＴｌの場合の計算例４での分光透過率曲線の計算結果を示す。

さらに、図３に置換元素なし、すなわちホウ化物粒子ＬａＢ_６での計算例１と、置換元素ＡがＹの場合の計算例６での分光透過率曲線の計算結果を示す。

上述のように計算例２〜計算例１４において、置換元素Ａを変えて繰り返し計算を実施し、上述の差分算出工程で算出した差分Δλａが、６０ｎｍ≦Δλａ≦１５０ｎｍとなる置換元素Ａを選択したところ、置換元素ＡとしてＩｎ、Ｇａ、Ｔｌが該当した（繰り返し・選択工程）。

すなわち、置換元素Ａとして、Ｉｎ、Ｇａ、Ｔｌのいずれかを用いた場合、ホウ化物粒子は吸収波長が長波長側にシフトすることが予測できた。以上の結果から、置換元素ＡとしてＩｎ、Ｇａ、Ｔｌのいずれかが好ましいことを確認できた、このため、Ｉｎ、Ｇａ、Ｔｌを置換元素Ａとして選択した。
［実施例２−１〜実施例２−５、比較例２−１〜比較例２−３］
次いで、上述の実施例１の計算結果が適切であるかを検証するため、実施例１と同様の手順により、置換元素Ａを選択する選択工程を実施し、選択した置換元素Ａを用いて、以下の手順によりホウ化物粒子を合成を行う合成工程を実施した。また、得られたホウ化物粒子の評価を行った。

なお、置換元素Ａとして、実施例１と同様の手順により選択工程で選択した置換元素Ａを用いなかった比較例２−１〜比較例２−３を参考のためあわせて示す。
[実施例２−１]
上述の選択工程で置換元素Ａとして選択したＩｎ、Ｇａ、Ｔｌのうち、置換元素ＡとしてＩｎを用い、Ｉｎにより置換したホウ化物粒子を合成する合成工程を実施した。

Ｘを含有する化合物であるＬａ（ＮＯ_３）_３・６Ｈ_２Ｏと、Ａを含有する化合物であるＩｎ(ＮＯ_３)_２・３Ｈ_２Ｏとを含有する水溶液５００ｇを、室温で撹拌しながら、１５％ＮＨ_４ＯＨ溶液を化学当量に対して１．０５倍となるように、２０分間かけて滴下して沈殿を生成させた。なお、Ｌａ（ＮＯ_３）_３・６Ｈ_２Ｏと、Ｉｎ(ＮＯ_３)_２・３Ｈ_２Ｏとは、物質量比でＸ：Ａ＝９：１となるように上記溶液中に添加した。また、上述のように本実施例の場合、元素ＸはＬａ、置換元素ＡはＩｎとなる。そして、滴下後さらに１０分間撹拌を継続して沈澱を熟成した（沈殿物生成工程Ｓ１１）。

次に、純水を用い、デカンテーションにて生成した沈殿の洗浄を行い、上澄み液の電導度が１ｍＳ／ｃｍ以下になるまで、これを繰り返した。洗浄後の沈殿を１０５℃で乾燥したところ、平均粒子径２０ｎｍのＬａとＩｎを含む水酸化物粒子の粉体を得ることができた（乾燥工程Ｓ１２）。

得られた水酸化物粒子の粉体と、平均粒子径１６μｍのＢ_２Ｏ_３と、平均粒子径１３ｎｍのカーボンブラックを含む粉体とを、[Ｌａ元素とＩｎ元素の合計]とＢ（ホウ素）とＣ（炭素）との物質量比が１：６：１０．５となるよう混合して均一混合物とした（混合物形成工程Ｓ１３）。

なお、混合物を形成する際、炭素は、ＬａとＩｎを含む水酸化物と、Ｂ_２Ｏ_３を還元するのに必要な化学当量と同量を添加した。

得られた均一混合物を約０．０２Ｐａの真空雰囲気下、１４００℃で３時間、熱処理してＬａ_０．９Ｉｎ_０．１Ｂ_６粒子を主として含む粉体であるホウ化物粒子を得た（混合物熱処理工程Ｓ１４）。

なお、得られたホウ化物粒子の一部をＩＣＰ（島津製作所製社製 型式：ＩＣＰＥ９０００）にかけ、ホウ化物粒子が含有する各成分を化学分析した。化学分析結果より算出される試料の組成式を表２に示す。

次に、合成工程で得られたＬａ_０．９Ｉｎ_０．１Ｂ_６粒子を２重量％と、高分子系分散剤を２重量％と、トルエンを９６重量％と含有する混合物と、０．３ｍｍφのＺｒＯ_２ビーズとを、ペイントシェーカーへ充填し、２４時間分散処理することによって、日射遮蔽体形成用分散液であるＬａ_０．９Ｉｎ_０．１Ｂ_６分散液を調製した（混合・分散工程Ｓ１６）。

ここで、得られたＬａ_０．９Ｉｎ_０．１Ｂ_６分散液の分散粒子径を、動的光散乱法を原理とした粒度分布計（大塚電子株式会社製 型番：ＥＬＳ−８００）を用いて測定したところ、８５ｎｍであることが確認できた。

調製したＬａ_０．９Ｉｎ_０．１Ｂ_６分散液へ、さらにトルエンとＵＶ硬化樹脂とを加え、Ｌａ_０．９Ｉｎ_０．１Ｂ_６を０．６２重量％と、ＵＶ硬化樹脂を３３．３重量％と、残部にトルエンとを含有するように秤量、混合して、十分混合・撹拌し日射遮蔽体形成用分散液を調製した。

次に、バーＮｏ．８のワイヤーバーを用いて、日射遮蔽体形成用分散液を、５０μｍ厚のＰＥＴフィルム上へ塗布した。その後、７０℃で１分間乾燥した後、高圧水銀ランプを照射し、日射遮蔽体ａを得た。

得られた日射遮蔽体ａについて、日立製作所（株）製の分光光度計Ｕ−４０００を用い、測定した波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲の光の分光透過率をもとに、ＪＩＳ Ｒ ３１０６：１９９８に基づいて可視光透過率を算出したところ、８０％であった。

以上の結果を表２に示した。
[実施例２−２]
実施例２−１の乾燥工程Ｓ１２で得られたＬａとＩｎを含む水酸化物粒子の粉体と、平均粒子径４μｍのＢ_４Ｃとを、[Ｌａ元素とＩｎ元素の合計]とＢ（ホウ素）とＣ（炭素）との物質量比が１：６：１．５となるよう混合して均一混合物とした（混合物形成工程Ｓ１３）。

得られた均一混合物を約０．０２Ｐａの真空雰囲気下、１４００℃で３時間、熱処理してＬａ_０．９Ｉｎ_０．１Ｂ_６粒子を主として含む粉体であるホウ化物粒子を得た（混合物熱処理工程Ｓ１４）。

なお、得られたホウ化物粒子の一部をＩＣＰにかけ、ホウ化物粒子が含有する各成分を化学分析した。化学分析結果より算出される試料の組成式を表２に示す。

Ｌａ_０．９Ｉｎ_０．１Ｂ_６粒子として本実施例で得られたものを用いた以外は実施例２−１と同様にして、実施例２−２にかかるＬａ_０．９Ｉｎ_０．１Ｂ_６分散液、および日射遮蔽体を得た。この過程で得られた分散液の分散粒子径は７９ｎｍ、日射遮蔽体の可視光透過率は８１％であった。

以上の結果を表２に示した。
［実施例２−３］
実施例２−１の乾燥工程Ｓ１２で得られたＬａとＩｎを含む水酸化物粒子の粉体を、大気雰囲気下、６００℃で３時間、熱処理して平均粒子径２０ｎｍのＬａとＩｎを含む酸化物を得た（酸化物形成工程Ｓ２１）。

得られたＬａとＩｎを含む酸化物と、平均粒子径１６μｍのＢ_２Ｏ_３と、平均粒子径１３ｎｍのカーボンブラックを含む粉体とを、[Ｌａ元素とＩｎ元素の合計]とＢ（ホウ素）とＣ（炭素）との物質量比が１：６：１０．５となるよう混合して均一混合物とした（酸化物含有混合物形成工程Ｓ２２）。

得られた均一混合物を約０．０２Ｐａの真空雰囲気下、１４００℃で３時間、熱処理してＬａ_０．９Ｉｎ_０．１Ｂ_６粒子を主として含む粉体であるホウ化物粒子を得た（酸化物含有混合物熱処理工程Ｓ２３）。

なお、得られたホウ化物粒子の一部をＩＣＰにかけ、ホウ化物粒子が含有する各成分を化学分析した。化学分析結果より算出される試料の組成式を表２に示す。

Ｌａ_０．９Ｉｎ_０．１Ｂ_６粒子として実施例２−３で得られたものを用いた以外は実施例２−１と同様にして、実施例２−３にかかるＬａ_０．９Ｉｎ_０．１Ｂ_６分散液、および日射遮蔽体を得た。この過程で得られた分散液の分散粒子径は７７ｎｍ、日射遮蔽体の可視光透過率は８１％であった。

以上の結果を表２に示した。

[実施例２−４]
上述の選択工程で置換元素Ａとして選択したＩｎ、Ｇａ、Ｔｌのうち、置換元素ＡとしてＧａを用い、Ｇａにより置換したホウ化物粒子を合成する合成工程を実施した。

置換元素ＡとしてＧａを選択し、Ａを含有する化合物としてＧａ(ＮＯ_３)_２・ｎＨ_２Ｏを用いた以外は実施例２−１と同様にして、実施例２−４にかかるＬａ_０．９Ｇａ_０．１Ｂ_６粒子を主として含む粉体であるホウ化物粒子、Ｌａ_０．９Ｇａ_０．１Ｂ_６分散液、および日射遮蔽体を得た。

ホウ化物粒子を製造する過程の乾燥工程（Ｓ１２）で得られたＸおよびＡを含有する水酸化物の平均粒子径は２４ｎｍであった。また、分散液の分散粒子径は８３ｎｍ、日射遮蔽体の可視光透過率は７６％であった。

以上の結果を表２に示した。
[実施例２−５]
上述の選択工程で置換元素Ａとして選択したＩｎ、Ｇａ、Ｔｌのうち、置換元素ＡとしてＴｌを用い、Ｔｌにより置換したホウ化物粒子を合成する合成工程を実施した。

置換元素ＡとしてＴｌを選択し、Ａを含有する化合物としてＴｌ(ＮＯ_３)_２・３Ｈ_２Ｏを用いた以外は実施例２−１と同様にして、実施例２−５にかかるＬａ_０．９Ｔｌ_０．１Ｂ_６粒子を主として含む粉体であるホウ化物粒子、Ｌａ_０．９Ｔｌ_０．１Ｂ_６分散液、および日射遮蔽体を得た。

ホウ化物粒子を製造する過程の乾燥工程（Ｓ１２）で得られたＸおよびＡを含有する水酸化物の平均粒子径は２３ｎｍであった。また、分散液の分散粒子径は７８ｎｍ、日射遮蔽体の可視光透過率は７９％であった。

以上の結果を表２に示した。
[比較例２−１]
Ｘを含有する化合物であるＬａ（ＮＯ_３）_３・６Ｈ_２Ｏを含有する水溶液５００ｇを、室温で撹拌しながら、１５％ＮＨ_４ＯＨ溶液を化学当量に対して１．０５倍となるように、２０分間かけて滴下して沈殿を生成させた。本比較例の場合、元素ＸはＬａ、置換元素は無しとなる。

そして、滴下後さらに１０分間撹拌を継続して沈澱を熟成した（沈殿物生成工程Ｓ１１）。
乾燥工程Ｓ１２以降は実施例２−１と同様にして、比較例２−１にかかるＬａＢ_６粒子を主として含む粉体であるホウ化物粒子、ＬａＢ_６分散液、および日射遮蔽体を得た。

ホウ化物粒子を製造する過程の乾燥工程（Ｓ１２）で得られたＸを含有する水酸化物の平均粒子径は２３ｎｍであった。また、分散液の分散粒子径は８２ｎｍ、日射遮蔽体の可視光透過率は７３％であった。

以上の結果を表２に示した。
[比較例２−２]
置換元素ＡとしてＹを選択し、Ａを含有する化合物としてＹ(ＮＯ_３)_２・６Ｈ_２Ｏを用いた以外は実施例２−１と同様にして、比較例２−２にかかるＬａ_０．９Ｙ_０．１Ｂ_６粒子を主として含む粉体であるホウ化物粒子、Ｌａ_０．９Ｙ_０．１Ｂ_６分散液、および日射遮蔽体を得た。

ホウ化物粒子を製造する過程の乾燥工程（Ｓ１２）で得られたＸおよびＡを含有する水酸化物の平均粒子径は２６ｎｍであった。また、分散液の分散粒子径は８０ｎｍ、日射遮蔽体の可視光透過率は６９％であった。
以上の結果を表２に示した。
[比較例２−３]
置換元素ＡとしてＳｃを選択し、Ａを含有する化合物としてＳｃ(ＮＯ_３)_２・６Ｈ_２Ｏを用いた以外は実施例２−１と同様にして、比較例２−３にかかるＬａ_０．９Ｓｃ_０．１Ｂ_６粒子を主として含む粉体であるホウ化物粒子、Ｌａ_０．９Ｓｃ_０．１Ｂ_６分散液、および日射遮蔽体を得た。

ホウ化物粒子を製造する過程の乾燥工程（Ｓ１２）で得られたＸおよびＡを含有する水酸化物の平均粒子径は２５ｎｍであった。また、分散液の分散粒子径は８０ｎｍ、日射遮蔽体の可視光透過率は７３％であった。

以上の結果を表２に示した。

表２に示すように、実施例２−１〜実施例２−５のホウ化物粒子を含む日射遮蔽体が、比較例２−１の置換元素Ａによる置換を行っていないＬａＢ_６であるホウ化物粒子を含む日射遮蔽体と比較して可視光透過率が高くなっていることを確認できた。

つまり、実施例２−１〜実施例２−５では、ホウ化物粒子の有する近赤外光吸収特性は維持しつつ、近赤外領域の光の吸収を長波長側にシフトさせ、可視領域の光の透過性が高く、かつ熱線遮蔽特性に優れたホウ化物粒子が得られていることを確認できた。

一方、比較例２−２、比較例２−３の置換元素Ａによる置換を実施したホウ化物粒子については、可視光透過率について、比較例２−１の置換元素Ａによる置換を行っていないＬａＢ_６であるホウ化物粒子を含む日射遮蔽体と比較して同等以下であることが確認できた。

以上の結果は、選択工程、すなわち実施例１での計算例１〜計算例１４の結果ともほぼ合致しており、計算例１〜計算例１４によるホウ化物粒子の置換元素の選択方法のために適切な計算方法であることを確認できた。

１８、２１ ホウ化物粒子

Claims (2)

1. ホウ化物粒子ＸＢ_ｍの元素Ｘの一部を置換元素Ａで置換して、一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表される置換したホウ化物粒子とする場合の、ホウ化物粒子の置換元素の選択方法であって、
   前記Ｘは、アルカリ土類金属元素、ジルコニウム（Ｚｒ）、およびイットリウム（Ｙ）を含む希土類元素から選択された１種類以上の金属元素を含み、
   前記ｙ、およびｍは、０．０００１≦ｙ≦０．２、かつ５．２≦ｍ≦６．５を満たし、
   ｓｃｒｅｅｎｅｄ ｅｘｃｈａｎｇｅ法、ｈｙｂｒｉｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ法、およびＧＷ法より選択された１種類以上の手法を用いた平面波基底第一原理計算により置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍのエネルギーバンド構造を算出するエネルギーバンド構造算出工程と、
   算出したエネルギーバンド構造により、置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍの誘電関数を算出する誘電関数算出工程と、
   算出した誘電関数から、ミー散乱、およびレイリー散乱より選択される１種類以上の散乱理論により、置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍの吸収波長λ２ａを算出する吸収波長算出工程と、
   置換したホウ化物粒子Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍの吸収波長λ２ａから、ホウ化物粒子ＸＢ_ｍの吸収波長λ１ａを引いた差分Δλａを算出する差分算出工程と、
   置換元素Ａを変え、前記エネルギーバンド構造算出工程から、前記差分算出工程までを繰り返し実施し、差分Δλａが、６０ｎｍ≦Δλａ≦１５０ｎｍとなる置換元素Ａを選択する繰り返し・選択工程と、を有するホウ化物粒子の置換元素の選択方法。
2. 請求項１に記載のホウ化物粒子の置換元素の選択方法により、ホウ化物粒子ＸＢ_ｍの元素Ｘの一部を置換元素Ａで置換し、一般式Ｘ_１−ｙＡ_ｙＢ_ｍで表される置換したホウ化物粒子とする際の置換元素Ａを選択する選択工程と、
   前記置換元素Ａにより置換したホウ化物粒子を合成する合成工程と、を有するホウ化物粒子の製造方法。

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