JP2001097984A - 近赤外吸収化合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可視光線波長領域の光をほとんど吸収せず
に、近赤外線波長領域の光を強く吸収し、且つ水に対す
る溶解性が非常に良い近赤外吸収化合物を提供する。 【解決手段】 銅イオン（Ｃｕ²⁺）と該フィチン酸が
２：１以上のモル比で塩を形成したフィチン酸銅塩とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、近赤外線波長領域
の光を効率良く吸収する新規物質に関する。

【０００２】

【従来の技術】近赤外線波長領域の光を吸収する材料
は、熱線吸収材料としてまたは光学フィルターとして利
用されている。

【０００３】今までに以下のような様々なものが検討さ
れている。

【０００４】例えば、酸化第一鉄等の金属酸化鉄は、熱
線を吸収することが知られているが、その吸収率はかな
り低く、さらに溶媒に対する溶解性が低いという問題が
あるために実用的ではない。また、有機銅塩として、安
息香酸銅、酢酸銅またはナフテン酸銅等のカルボン酸銅
も熱線を吸収することが知られているが、最大吸収波長
が６００〜７５０ｎｍ付近であり近赤外線領域の吸収は
弱い。

【０００５】また、水を基本ベースとし硫酸第一鉄また
は硫酸アンモン第一鉄を添加した溶液が、近赤外線波長
領域の光を吸収することが報告されている（特開昭６３
−１１６６２５号、特開平４−４８４０４号）。しか
し、これらの硫酸塩は、しばらく放置しておくと水と反
応して析出物や沈殿物が発生するため、それを回避する
ために適量の硫酸を加えなければならず煩わしいという
問題がある。

【０００６】一方、近赤外吸収有機化合物の銅含有化合
物として、フタロシアニン、ナフタロシアニンが知られ
ているが、これらは共に可視光領域に吸収があり、ま
た、最大吸収波長が８００ｎｍ以下でピークが鋭く、幅
広い波長の吸収ではない。

【０００７】さらに、特定構造のリン酸基含有単量体お
よびこれと共重合可能な単量体よりなる混合単量体を共
重合して得られる共重合体と、銅塩を主成分とする金属
塩とを含有してなることを特徴とする近赤外線領域の光
を吸収する光学フィルターが提案されている（特開平６
−１１８２２８号）。また、不飽和二重結合を有する単
量体を重合してなる樹脂と特定構造のリン原子含有化合
物と水酸化銅を含有してなるもの、または特定構造のリ
ン原子含有化合物である近赤外吸収樹脂組成物とが提案
されている（特開平１０−１５２５９８号および特開平
１０−１５３９６４号）。これらは、近赤外線波長領域
の光を吸収するが、水溶性が低いという問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、可視光線波
長領域の光をほとんど吸収せずに、近赤外線波長領域の
光を強く吸収し、且つ水に対する溶解性が非常に良い近
赤外吸収化合物を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、天然に存在するフィチ
ン酸の銅塩が近赤外線波長領域を強く吸収することを見
出し、本発明を完成するに至った。

【００１０】即ち、本発明は、以下の通りである。 （１）銅イオン（Ｃｕ²⁺）と該フィチン酸が２：１以上
のモル比で塩を形成したフィチン酸銅塩。 （２）フィチン酸に無機銅塩または有機銅塩を作用させ
て得られることを特徴とする、（１）に記載のフィチン
酸銅塩。 （３）有機銅塩がＣ２〜Ｃ８のカルボン酸銅塩である、
（２）に記載のフィチン酸銅塩。 （４）（１）〜（３）のいずれか一つに記載のフィチン
酸銅塩を含む、近赤外吸収剤。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明をより詳細に説明
する。 ＜１＞フィチン酸銅塩 フィチン酸は、天然に存在しており、ミオイノシトール
の６個の水酸基がリン酸基（−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）₂）で
置換されている化合物であるが、本発明においては、一
部が脱リン酸化されているものが混在していても良く、
これらを含んでフィチン酸とする。

【００１２】上記フィチン酸は、市販されているものを
使用できる。例えば、５０％フィチン酸（東京化成製）
が使用できるが、このフィチン酸も一部が脱リン酸化さ
れているものが含まれる。

【００１３】フィチン酸銅塩は、フィチン酸のリン酸基
の水素２つが、１モルの銅イオン（Ｃｕ²⁺）で置換され
ることにより生成する。本発明において、銅イオン（Ｃ
ｕ²⁺）と該フィチン酸が２：１以上のモル比で塩を形成
したフィチン酸銅塩としては、フィチン酸１モルに対
し、銅イオン（Ｃｕ²⁺）を２モル以上の比率で形成され
ている塩のことである。即ち、１モルのフィチン酸が、
２モルの銅イオン（Ｃｕ ²⁺）と銅塩を形成した場合、フ
ィチン酸のリン酸基の４つの水素が、銅イオン（Ｃ
ｕ²⁺）２つで置換されていることになる。

【００１４】フィチン酸：銅イオン（Ｃｕ²⁺）とのモル
比の最大は、１：６である。

【００１５】本発明のフィチン酸銅塩は、上記のフィチ
ン酸に無機銅塩または有機銅塩を作用させて得ることが
できる。

【００１６】反応に用いられる無機銅塩としては、硫酸
銅、塩化銅、炭酸銅等が挙げられる。無機銅塩の量とし
ては、使用する無機銅塩にもよるが、フィチン酸のリン
酸基に対して、０．５〜６．０モル当量、好ましくは、
１．５〜２．５モル当量を用いることが好ましい。

【００１７】また、有機銅塩を用いる場合は、酢酸銅、
ギ酸銅、ステアリン酸銅、酒石酸銅、クエン酸銅、安息
香酸銅等のカルボン酸銅塩が使用できるが、酢酸銅が好
ましい。

【００１８】有機銅塩の量としては、使用する有機銅塩
にもよるが、フィチン酸のリン酸基に対して、０．５〜
６．０モル当量、好ましくは、１．５〜２．５モル当量
を用いることが好ましい。

【００１９】反応温度は、反応物質等にもよるが、１０
〜９０℃であり、好ましくは、２０〜３０℃である。

【００２０】反応時間は、反応物質等にもよるが、反応
物質が完全に溶解するまでであり、通常は、０．５〜４
時間程度である。

【００２１】反応後の処理は、反応終了後、水と任意の
割合で混合しうる有機溶媒中に反応液を滴下し、析出し
てきたフィチン酸銅塩を濾過等により、濾取することに
より得られる。

【００２２】水と任意の割合で混合しうる有機溶媒と
は、反応終了後、フィチン酸銅を析出させる為の貧溶媒
であれば良いが、メタノール、エタノール、ｎ−プロパ
ノール、イソプロパノール等の低級アルコール、アセト
ニトリル、アセトン、ジメチルホルムアミド、ジメチル
スルホキシド、テトラヒドロフラン等またはこれらの混
合溶媒が挙げられる。

【００２３】上記のようにして得られた固体を、必要に
より、アルコール等の溶媒で洗浄する等しても良い。 ＜２＞近赤外吸収剤 本発明は、上記のフィチン酸銅塩を含む近赤外吸収剤で
ある。

【００２４】また、本発明のフィチン酸銅塩は、紫外線
波長領域の光に対しても吸収能を有しているため、紫外
線吸収剤の役割も兼ねることが可能である。

【００２５】本発明の近赤外吸収剤としては、例えば、
ビニル樹脂等の合成樹脂に、本発明のフィチン酸銅塩を
適量添加するなどして得られるフィルム等が挙げられ
る。このフィルムは、透明であるのが好ましい。

【００２６】また、本発明のフィチン酸銅塩は、水に対
する溶解性が非常に高い性質を有することから、フィチ
ン酸銅塩を水に溶解させて使用することも可能である。
その場合の近赤外吸収剤の例としては、対向状に設けら
れた２枚の透明板（材質としては、ポリカーボネート、
アクリル、塩化ビニル等の合成樹脂または板ガラスが使
用可能である。）の間に、フィチン酸銅塩水溶液を密閉
状態に収容することによりして得られるフィルタが挙げ
られる。

【００２７】上記のフィルムまたはフィルタを建築物の
窓ガラスに貼着させることにより、近赤外線波長領域の
光を遮断することが可能となる。本発明の化合物は、カ
ーテンやブラインドと違い、可視光線を遮ることがなく
なるため、室内の明るさを損なうことなく、近赤外線波
長領域の光である熱線を遮断することができる。

【００２８】さらに、このフィルムまたはフィルタを植
物栽培における栽培用フィルムまたは栽培用フィルタと
して利用することにより、植物成長にとって有害な熱線
および紫外線を遮断し、且つ植物成長に必要な可視光線
を遮断することがないため、植物の良好な成長力を得る
ことができる。

【００２９】これらのフィルムおよびフィルタは、上記
以外にもフォトダイオードの特性を調整する測光用フィ
ルタ等の光学フィルタとしても利用可能である。

【００３０】

【実施例】以下に、本発明を実施例により具体的に説明
するが、本発明は下記実施例に限定されるものではな
い。

【００３１】

【実施例１】５０％フィチン酸溶液（東京化成製）１
３．７ｇ中に、攪拌下、酢酸銅・一水和物（和光純薬
製）４．１５ｇを加え完全に溶解した。この溶液を、激
しく攪拌したイソプロパノール４００ｍｌとメタノール
５０ｍｌの混合液中に、少しずつ滴下した。結晶が析出
した後、桐山ロートを用いて減圧濾過し、イソプロパノ
ールで数回洗浄して、若干の粘性を有する固体を得た。
これをメタノールで湿らし、薬さじで細かい粉状に粉砕
後、さらにメタノールを加え、３０分攪拌し洗浄した。
この懸濁液を再び桐山ロートを用いて減圧濾過し、真空
乾燥し６．６０ｇの近赤外吸収組成物を青い粉末で得
た。

【００３２】この粉末中の銅とリン酸基の比を分析した
ところ、１：２．４５の比率であった。

【００３３】この粉末をイオン交換水に２０ｍｇ／ｍｌ
の濃度で溶解し吸収スペクトルを測定し、吸収スペクト
ルを得た。その結果を図１に示す。

【００３４】図１中の本発明の化合物は、可視光部分に
当たる４００〜６００ｎｍにほとんど吸収が無く、７５
０〜１１００ｎｍにかけて幅広い吸収が見られる。

【００３５】

【発明の効果】本発明により、可視光線波長領域の光を
ほとんど吸収せず、近赤外線波長領域の光を強く、且つ
幅広く吸収する近赤外吸収化合物を提供することができ
る。

【００３６】また、本発明の化合物は、高い水溶性を有
するため、水に高濃度で溶解し、近赤外線波長領域の光
線を吸収し、且つ可視光を良く透過させる水フィルター
装置に利用することができる。

【００３７】さらに、本発明の化合物は、天然に大量に
存在する原料を使用するために、安価に製造することが
できる。

【００３８】また、本発明により、本発明の化合物を含
む近赤外吸収剤を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の化合物の吸収スペクトルを示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅イオン（Ｃｕ²⁺）と該フィチン酸が
   ２：１以上のモル比で塩を形成したフィチン酸銅塩。
2. 【請求項２】 フィチン酸に無機銅塩または有機銅塩を
   作用させて得られることを特徴とする、請求項１に記載
   のフィチン酸銅塩。
3. 【請求項３】 有機銅塩がＣ２〜Ｃ８のカルボン酸銅塩
   である、請求項２に記載のフィチン酸銅塩。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項に記載のフ
   ィチン酸銅塩を含む、近赤外吸収剤。