JPH05279078A - 近赤外線吸収材料 - Google Patents

近赤外線吸収材料

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JPH05279078A
JPH05279078A JP11547192A JP11547192A JPH05279078A JP H05279078 A JPH05279078 A JP H05279078A JP 11547192 A JP11547192 A JP 11547192A JP 11547192 A JP11547192 A JP 11547192A JP H05279078 A JPH05279078 A JP H05279078A
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JP
Japan
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phosphoric acid
powder
copper
cuo
weight
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Application number
JP11547192A
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English (en)
Inventor
Tsuneo Manabe
恒夫 真鍋
Hiroshi Usui
寛 臼井
Yasuko Osaki
康子 大崎
Takuo Osuga
卓生 大須賀
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体レーザー等による近赤外線を有効に吸収
することにより、これら光源により、物体、画像として
良好に認識される近赤外線吸収材料を提供する。 【構成】銅を含有するリン酸化合物を10重量%以上含
有する近赤外線吸収材料。リン酸化合物は、銅をCu
O、リン酸をP25 に換算してCuO/P25 モル
比が0.05〜4であるのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は近赤外線吸収材料に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、物体や画像は肉眼で認識していた
ため、認識しやすい材料とは可視光領域での光を吸収あ
るいは散乱する材料であった。しかし、最近、自動的に
物体や画像を認識する技術が、急速に進歩している。そ
して、この画像を認識、読みとるための光源としては、
半導体レーザーが主流になるといわれている。この半導
体レーザーとしては、700〜1600nmの波長領域
のものが、実用化されているが、この波長は近赤外線の
領域であり、肉眼では認識できない。可視光を良好に吸
収あるいは散乱する物体や画像でも、必ずしも近赤外光
を良好に吸収、散乱するとは限らない。従来の材料では
物体や画像がこの近赤外線領域で認識し難いという課題
があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
有する前述の課題を解消するためになされたものであ
り、近赤外線で認識が容易な近赤外線吸収材料を提供す
ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、銅を含有する
リン酸化合物を10重量%以上含有する近赤外線吸収材
料を提供するものである。
【0005】本発明の近赤外線吸収材料において銅を含
有するリン酸化合物の含有量が10重量%未満の場合
は、近赤外線吸収能力が不充分である。銅を含有するリ
ン酸化合物の含有量は多いほど近赤外線吸収能力は大き
くなり好ましい。一方、その含有量の上限に特に制限は
ないが、この化合物を結合する媒体の量が相対的に少な
くなり本材料の強度が低下してくるため、用途によって
は、含有量の上限が制限される。
【0006】銅を含有するリン酸化合物において、銅は
一般に銅化合物として存在する。銅化合物は一般には、
黒色や褐色等各種の色を呈し、化合物によってそれぞれ
特徴ある光吸収特性を示すが、リン酸化合物中で特に近
赤外線を良好に吸収することが判明した。リン酸化合物
中の銅濃度を示す指標としては、銅をCuO、リン酸を
P2 O5 に換算してCuO/P2 O5 のモル比で示すの
が適しており、このモル比が0.05未満の場合は近赤
外線吸収能力が充分でなく好ましくない。また、銅の濃
度が高いほど近赤外線吸収能力が高くなり好ましいが、
CuO/P2 O5 のモル比が4を超えるとリン酸化合物
が不安定になり好ましくない。
【0007】銅を含有するリン酸化合物としては、特に
制限はないが、近赤外線吸収能力の高い材料としては、
リン酸銅としてメタリン酸銅、ピロリン酸銅、オルトリ
ン酸銅、銅アパタイト等がある。また銅と銅以外の元素
との各種複合リン酸塩も用いられ、銅以外の元素と複合
塩化することにより、本材料の近赤外線吸収率、色調、
屈折率、化学的特性を制御することも可能である。これ
らリン酸塩は、結晶水を含むものも知られており、一般
的に結晶水を含む化合物は化学的耐久性等の面でやや好
ましくないが、用途によれば使用できる。また、リン酸
化合物としては、結晶性化合物に制限されずガラス等の
非晶質状態でも問題なく使用できる。
【0008】このガラスとしては、銅をCuO換算で
2.0〜15重量%含有するリン酸ガラスが好ましい。
ガラス中の銅濃度がCuO換算で2.0重量%未満の場
合は近赤外線吸収能力が不充分であるので好ましくな
い。銅濃度が高いほど近赤外線吸収能力が高くなり好ま
しいが、ガラス中の濃度がCuO換算で15重量%を超
えるとガラスが不安定になり好ましくない。
【0009】このガラスの組成としては、特に制限はな
いが、近赤外線吸収能力の高い組成としては、リン酸を
P2 O5 換算で10〜80重量%、フッ素を0〜30重
量%含有するリン酸塩ガラスまたはフツリン酸塩ガラス
が好ましい。リン酸濃度がP2 O5 換算で10重量%未
満の場合は、近赤外線吸収成分である銅を充分ガラス中
に溶かし込むことが難しく、80重量%超の場合はガラ
スが吸湿性となり、近赤外線吸収能力が経時的に劣化す
るおそれがあるのでいずれも好ましくない。さらに、フ
ッ素は、含有させることにより近赤外線吸収能力を向上
させることができる。この場合、ガラス中のフッ素含有
量が30重量%を超えるとガラスが不安定になるため好
ましくない。
【0010】このリン酸化合物の製造方法としては、特
に制限はなく、リン酸化合物の一般的製法が適宜用いら
れ、銅を含む物質をリン酸化合物と混合し加熱し、固相
反応させる方法、リン酸を含む溶液中に銅を含む物質を
溶解させた後、加熱乾燥させる方法、銅とリン酸を含む
物質を600〜2000℃で溶融し、リン酸化合物化す
る方法等を用いることができる。この場合、銅はリン酸
化合物中に1価と2価という2種のイオン状態で存在す
るが、近赤外吸収には2価の銅イオンが寄与するため、
リン酸化合物作製中に酸化作用を有する酸化剤を添加し
たり、酸化性雰囲気中でリン酸化合物を合成することも
リン酸化合物の近赤外吸収能力を高めるのに有効であ
る。
【0011】このリン酸化合物を粉末とした場合の粒径
にも特に制限はないが、用途に応じて適切な粒径があり
うる。微細な形状やパターンを認識させたい場合には、
リン酸化合物粉末の粒径は細かい方がよい。一般的に平
均粒径として100μm以下が好ましい。リン酸化合物
を粉末にする方法にも制限はないが、ボールミルによる
粉砕等粉末リン酸化合物の作製法として一般的な方法が
用いられる。
【0012】リン酸化合物粉末を分散する媒体にも特に
制限はなく、このリン酸化合物粉末が適切に分散され、
リン酸化合物の近赤外吸収能力が発現されるような近赤
外線に比較的透明な材料が好ましい。用途によっては、
リン酸化合物と可視光の屈折率が一致した材料が、可視
光に対して透明な材料となるので好ましい場合がある。
常温で使用する場合は、この媒体として樹脂系材料が一
般的に使用できる。
【0013】リン酸化合物粉末を分散する方法にも制限
はなく、樹脂系材料に分散する場合には、樹脂溶液に分
散した後に溶媒を蒸発させる方法、樹脂低分子量体中に
分散した後に樹脂を重合する方法、樹脂粉末をリン酸化
合物粉末に混合した後に加熱焼結する方法等が適宜使用
できる。
【0014】リン酸化合物粉末を分散した近赤外線吸収
材料の形態にも特に制限はなく、用途に応じて適宜選択
できる。この材料自体の成形体として用いることも可能
であるが、認識したい物品の表面に塗布して使用するこ
とでも目的は達成できる。この場合、本発明の近赤外線
吸収材料は可視光に対しほぼ無色透明であるので、基材
の肉眼による外観を損なうことなく近赤外光のみを有効
に吸収させることが可能となる。また、本材料を基材上
にパターンを付与して塗布あるいは印刷することによ
り、近赤外光で有効に判読できる印刷も可能となる。
【0015】
【実施例】
[実施例1]85%リン酸100重量部を水で3倍に希
釈した溶液を加熱した後、酸化銅(CuO)69重量部
を加えた。この量は、銅をCuO、リン酸をP2 O5 に
換算してCuO/P2 O5 のモル比が2に相当する。充
分撹拌した後、アルミナるつぼに移し、150℃で乾燥
後、800℃で焼成した。焼成物をボールミルで粉砕
し、粉末を得た。粉末の平均粒径は、2.8μmであっ
た。この粉末40重量部に対し、20重量%のエチルセ
ルロースを溶解したα−テルピネオール溶液を60重量
部の割合で加えて混練し、3本ロールミルにより均質分
散を行い、所望の粘度に調整し、ペースト状のインク組
成物を得た。
【0016】このインクを4インチ角のアルミナ板上の
約半面にスクリーン印刷し、乾燥した。乾燥後の印刷膜
厚は約15μmであった。印刷部分は、やや淡緑色を呈
していた。この板による半導体レーザー(波長:810
nm)に対する反射率を測定した結果、印刷部分の反射
率はアルミナ基板の反射率の約18%であった。
【0017】[実施例2]85%リン酸100重量部を
水で3倍に希釈した溶液を加熱した後、酸化銅(Cu
O)34.5重量部および酸化亜鉛(ZnO)35.3
重量部を加えた。この量は、銅をCuO、リン酸をP2
O5 に換算してCuO/P2 O5 のモル比が1に相当す
る。以下実施例1と同様にして粉末を得た。粉末の平均
粒径は、2.4μmであった。この粉末を実施例1と同
様な操作で、ペースト状のインク組成物を得た。
【0018】このインクを4インチ角のアルミナ板上の
約半面にスクリーン印刷し、乾燥した。乾燥後の印刷膜
厚は約25μmであった。印刷部分は、ほぼ白色を呈し
ており、基板のアルミナとは外観上はほぼ相違はなかっ
た。この板による半導体レーザー(波長:810nm)
に対する反射率を測定した結果、印刷部分の反射率はア
ルミナ基板の反射率の約22%であった。
【0019】[実施例3]リン酸2水素アンモニウム
(NH4 H2 PO4 )粉末100重量部と酸化銅(Cu
O)粉末103.7重量部を混合し混合粉末を得た。こ
の量は、銅をCuO、リン酸をP2 O5 に換算してCu
O/P2 O5 のモル比が3に相当する。この混合粉末を
アルミナるつぼに移し、900℃で焼成した。焼成物
を、ボールミルで粉砕し、粉末を得た。粉末の平均粒径
は、2.3μmであった。この粉末を実施例1と同様な
操作で、ペースト状のインク組成物を得た。
【0020】このインクを4インチ角のアルミナ板上の
約半面にスクリーン印刷し、乾燥した。乾燥後の印刷膜
厚は約20μmであった。印刷部分は、淡緑色を呈して
いた。この板による半導体レーザー(波長:810n
m)に対する反射率を測定した結果、印刷部分の反射率
はアルミナ基板の反射率の約8%であった。
【0021】[実施例4]表1の組成および粒度特性を
有するリン酸ガラス粉末(銅をCuO、リン酸をP2 O
5 に換算してCuO/P2 O5 のモル比が0.067に
相当)を80重量部に対し、10重量%のエチルセルロ
ースを溶解したα−テルピネオール溶液を30重量部の
割合で加えて混練し、3本ロールミルにより均質分散を
行い、所望のペースト粘度に調整し、ペースト状のセラ
ミックカラー組成物を得た。
【0022】
【表1】
【0023】このペーストを、4インチ角のアルミナ板
上の約半面にスクリーン印刷し、乾燥した。乾燥後の印
刷膜厚は約40μmであった。印刷部分は、やや淡青色
は呈しているものの、基板のアルミナとは外観上はほぼ
相違はなかった。この板による半導体レーザー(波長:
810nm)に対する反射率を測定した結果、印刷部分
の反射率はアルミナ基板の反射率の約10%であった。
【0024】[実施例5]表2の組成および平均粒径を
有するリン酸ガラス粉末15重量部に対し、85重量部
のアクリル樹脂粉末を加熱混練した後、4cm角、3m
m厚の板に成形した。また、平均粒径約1.5μmの石
英粉末でも同様にして、板を作製した。
【0025】
【表2】
【0026】石英粉末を用いた板は無色、リン酸ガラス
粉末を用いた板はやや緑青色を呈していたが、どちらの
板も若干濁っているが透明であった。これらの板による
半導体レーザー(波長:810nm)に対する反射率を
測定した結果、リン酸ガラス粉末を用いた板の反射率は
石英粉末を用いた板の反射率の約22%であった。
【0027】[比較例]実施例5と同じリン酸ガラス粉
末(銅をCuO、リン酸をP2 O5 に換算してCuO/
P2 O5 のモル比が1に相当)を7重量部に対し、93
重量部のアクリル樹脂粉末を加熱混練したのち、4cm
角、3mm厚の板に成形した。また、実施例4と同様に
石英粉末でも同様にして、板を製作した。
【0028】石英粉末を用いた板は無色、リン酸ガラス
粉末を用いた板はやや緑青色を呈しており、どちらも若
干濁っているが透明であった。これらの板による半導体
レーザー(波長:810nm)に対する反射率を測定し
た結果、リン酸ガラス粉末を用いた板の反射率は石英粉
末を用いた板の反射率の約62%であり、半導体レーザ
ーの吸収は不充分であった。
【0029】
【発明の効果】本発明の近赤外線吸収材料は、近赤外域
での半導体レーザーを良好に吸収するため、この光源を
用いたシステムにより物体、画像として良好に認識でき
る。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年10月23日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項2
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】銅を含有するリン酸化合物において、銅は
一般に銅化合物として存在する。銅化合物は一般には、
黒色や褐色等各種の色を呈し、化合物によってそれぞれ
特徴ある光吸収特性を示すが、リン酸化合物中で特に近
赤外線を良好に吸収することが判明した。リン酸化合物
中の銅濃度を示す指標としては、銅をCuO、リン酸を
25 に換算してCuO/P25 のモル比で示すの
が適しており、このモル比が0.05未満の場合は近赤
外線吸収能力が充分でなく好ましくない。また、銅の濃
度が高いほど近赤外線吸収能力が高くなり好ましいが、
CuO/P25 のモル比が4を超えるとリン酸化合物
が不安定になり好ましくない。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】このガラスの組成としては、特に制限はな
いが、近赤外線吸収能力の高い組成としては、リン酸を
25 換算で10〜80重量%、フッ素を0〜30重
量%含有するリン酸塩ガラスまたはフツリン酸塩ガラス
が好ましい。リン酸濃度がP25 換算で10重量%未
満の場合は、近赤外線吸収成分である銅を充分ガラス中
に溶かし込むことが難しく、80重量%超の場合はガラ
スが吸湿性となり、近赤外線吸収能力が経時的に劣化す
るおそれがあるのでいずれも好ましくない。さらに、フ
ッ素は、含有させることにより近赤外線吸収能力を向上
させることができる。この場合、ガラス中のフッ素含有
量が30重量%を超えるとガラスが不安定になるため好
ましくない。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】
【実施例】 [実施例1]85%リン酸100重量部を水で3倍に希
釈した溶液を加熱した後、酸化銅(CuO)69重量部
を加えた。この量は、銅をCuO、リン酸をP25
換算してCuO/P25 のモル比が2に相当する。充
分撹拌した後、アルミナるつぼに移し、150℃で乾燥
後、800℃で焼成した。焼成物をボールミルで粉砕
し、粉末を得た。粉末の平均粒径は、2.8μmであっ
た。この粉末40重量部に対し、20重量%のエチルセ
ルロースを溶解したα−テルピネオール溶液を60重量
部の割合で加えて混練し、3本ロールミルにより均質分
散を行い、所望の粘度に調整し、ペースト状のインク組
成物を得た。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】[実施例2]85%リン酸100重量部を
水で3倍に希釈した溶液を加熱した後、酸化銅(Cu
O)34.5重量部および酸化亜鉛(ZnO)35.3
重量部を加えた。この量は、銅をCuO、リン酸をP2
5 に換算してCuO/P25 のモル比が1に相当す
る。以下実施例1と同様にして粉末を得た。粉末の平均
粒径は、2.4μmであった。この粉末を実施例1と同
様な操作で、ペースト状のインク組成物を得た。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】[実施例3]リン酸2水素アンモニウム
(NH42 PO4 )粉末100重量部と酸化銅(Cu
O)粉末103.7重量部を混合し混合粉末を得た。こ
の量は、銅をCuO、リン酸をP25 に換算してCu
O/P25 のモル比が3に相当する。この混合粉末を
アルミナるつぼに移し、900℃で焼成した。焼成物
を、ボールミルで粉砕し、粉末を得た。粉末の平均粒径
は、2.3μmであった。この粉末を実施例1と同様な
操作で、ペースト状のインク組成物を得た。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】[実施例4]表1の組成および粒度特性を
有するリン酸ガラス粉末(銅をCuO、リン酸をP2
5 に換算してCuO/P25 のモル比が0.067に
相当)を80重量部に対し、10重量%のエチルセルロ
ースを溶解したα−テルピネオール溶液を30重量部の
割合で加えて混練し、3本ロールミルにより均質分散を
行い、所望のペースト粘度に調整し、ペースト状のセラ
ミックカラー組成物を得た。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】
【表1】
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】
【表2】
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】[比較例]実施例5と同じリン酸ガラス粉
末(銅をCuO、リン酸をP25 に換算してCuO/
25 のモル比が1に相当)を7重量部に対し、93
重量部のアクリル樹脂粉末を加熱混練したのち、4cm
角、3mm厚の板に成形した。また、実施例4と同様に
石英粉末でも同様にして、板を製作した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大須賀 卓生 東京都千代田区丸の内二丁目1番2号 旭 硝子株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】銅を含有するリン酸化合物を10重量%以
    上含有する近赤外線吸収材料。
  2. 【請求項2】リン酸化合物は、銅をCuO、リン酸をP
    2 O5 に換算してCuO/P2 O5のモル比が0.05
    〜4である請求項1の近赤外線吸収材料。
  3. 【請求項3】リン酸化合物は、亜鉛をZnOに換算して
    0.5重量%以上含有する請求項2の近赤外線吸収材
    料。
JP11547192A 1992-02-07 1992-04-08 近赤外線吸収材料 Pending JPH05279078A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5677392 1992-02-07
JP4-56773 1992-02-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05279078A true JPH05279078A (ja) 1993-10-26

Family

ID=13036786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11547192A Pending JPH05279078A (ja) 1992-02-07 1992-04-08 近赤外線吸収材料

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JP (1) JPH05279078A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009517490A (ja) * 2005-11-25 2009-04-30 シクパ・ホールディング・ソシエテ・アノニム 赤外線吸収凹版インク
KR20150032369A (ko) 2013-09-16 2015-03-26 한국조폐공사 적외선 흡수 요판잉크

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009517490A (ja) * 2005-11-25 2009-04-30 シクパ・ホールディング・ソシエテ・アノニム 赤外線吸収凹版インク
US8080307B2 (en) 2005-11-25 2011-12-20 Sicpa Holding Sa IR-absorbing Intaglio ink
EP1790701B2 (en) 2005-11-25 2012-02-01 Sicpa Holding Sa IR-absorbing intaglio ink
US8362130B2 (en) 2005-11-25 2013-01-29 Sicpa Holding Sa IR-absorbing Intaglio ink
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