JPH05331449A - 近赤外線吸収材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】レーザダイオード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】銅の硫酸化合物の粉末を１０重量％以上含有す
る近赤外線吸収材料。

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
るものである。

【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、
半導体レーザが主流になると言われている。この半導体
レーザとしては、７００〜１，６００ｎｍ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光波長域である。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
しも近赤外光線を良好に吸収、散乱するとはかぎらな
い。そこで、従来の材料では、物体や画像が、必ずしも
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、銅の硫酸化合
物の粉末を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の硫
酸化合物の粉末の含有量が１０重量％に満たない場合
は、近赤外線の吸収能力が不十分である。銅の硫酸化合
物の粉末の含有量は多いほど近赤外線吸収能力は大きく
なり好ましく、特に制限はないが、この粉末を結合する
媒体の量が相対的に少なくなり、本材料の強度が低下す
るため、実質的には９０重量％以下が好ましい。

【０００６】銅の硫酸化合物中の銅濃度としては、銅を
５重量％以上含有したものが適している。銅濃度が５重
量％未満の場合は近赤外線の吸収能力が十分でなく好ま
しくない。また、銅の濃度が高いほど近赤外線の吸収能
力が高くなり好ましい。

【０００７】上記銅の硫酸化合物としては、２価の銅イ
オンが近赤外線の吸収能力に優れているので、２価の銅
の硫酸化合物が好ましい。具体的には、硫酸第２銅ある
いは硫酸第２銅との各種複合硫酸塩がある。これら複合
硫酸塩は、銅以外の元素を選択することにより、近赤外
線の吸収率、色調、屈折率、化学的特性を制御すること
も可能である。これら硫酸塩は、無水塩のほかに結晶水
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。

【０００８】銅の硫酸化合物の製造方法としては、特に
制限はなく、硫酸化合物の一般的製法が適宜用いられ、
硫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、銅を含む酸化物を三酸化イオウと反応
させる方法等を用いることができる。この場合、近赤外
線の吸収には２価の銅イオンが寄与するため、銅の硫酸
化合物の作製中に酸化作用を有する酸化剤を添加した
り、酸化性雰囲気中で銅の硫酸化合物を合成することも
近赤外線の吸収能力を高めるのに有効である。

【０００９】銅の硫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、銅
の硫酸化合物の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。銅の硫酸化
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、粉末の作製法として一般的に行われている
方法が用いられる。

【００１０】銅の硫酸化合物の粉末を分散する媒体にも
特に制限はなく、この銅の硫酸化合物の粉末が適切に分
散され、銅の硫酸化合物の近赤外線の吸収能力が発現さ
れるような近赤外線に比較的透明なものが好ましい。用
途によっては、媒体と銅の硫酸化合物とに、可視光線の
屈折率の一致したものを使用すると、可視光線に対して
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のものが一般に使用
できる。

【００１１】銅の硫酸化合物の粉末を分散する方法にも
制限はなく、樹脂系のもの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、樹脂粉末を銅
の硫酸化合物の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。

【００１２】銅の硫酸化合物の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、銅の硫酸化合
物は可視光線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線のみを有効に吸
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
赤外線で有効に判読できる印刷も可能となる。

【００１３】

【実施例】

［実施例１］無水硫酸第２銅（硫酸化合物中の銅濃度：
３９．８重量％）の試薬粉末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。このインク組成物を、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。印刷膜の乾燥後の膜厚は約１５μｍであった。
印刷部分は、無色であった。

【００１４】この板によるレーザダイオードの光線（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８％であっ
た。

【００１５】［実施例２］硫酸第２銅の５水塩を２５．
０重量部および無水硫酸カリウム１７．４重量部を水に
溶解したのち加熱乾燥し、さらに５００℃で２０時間加
熱して粉末（硫酸化合物中の銅濃度：１９．０重量％）
を得た。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。このインク組成物を、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。印刷膜の乾燥後の膜厚は約２５μｍであった。印
刷部分は、淡緑色を呈していた。この板によるレーザダ
イオードの光線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２１％であっ
た。

【００１６】［実施例３］無水硫酸第２銅の試薬粉末１
５重量部に対し、８５重量％のアクリル樹脂粉末を加熱
混練した後、４ｃｍ角、３ｍｍ厚の板に成形した。ま
た、平均粒径が約１．５μｍの石英粉末でも同様にし
て、板を作製した。どちらの板も若干濁っているが無色
透明であった。これらの板によるレーザダイオードの光
線に対する反射率を測定した結果、硫酸銅粉末を用いた
板の反射率は石英粉末を用いた板の反射率の約３２％で
あった。

【００１７】［比較例］無水硫酸第２銅の試薬粉末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
した後、４ｃｍ角、３ｍｍ厚の板に成形した。また、実
施例３と同様に石英粉末でも同様にして、板を作製し
た。どちらの板も若干濁っているが無色透明であった。
これらの板によるレーザダイオードの光線に対する反射
率を測定した結果、硫酸銅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６８％であり、レーザダ
イオードの光線の吸収は不十分であった。

【００１８】

【発明の効果】本発明の近赤外線吸収材料は、レーザダ
イオード等の近赤外線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。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】銅の硫酸化合物の粉末を１０重量％以上含
   有する近赤外線吸収材料。
2. 【請求項２】前記銅の硫酸化合物は、銅５重量％以上を
   含有する請求項１の近赤外線吸収材料。