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JPH0786566B2 - 遠赤外線選択透過性フィルタ− - Google Patents
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JPH0786566B2 - 遠赤外線選択透過性フィルタ− - Google Patents

遠赤外線選択透過性フィルタ−

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Publication number
JPH0786566B2
JPH0786566B2 JP62176805A JP17680587A JPH0786566B2 JP H0786566 B2 JPH0786566 B2 JP H0786566B2 JP 62176805 A JP62176805 A JP 62176805A JP 17680587 A JP17680587 A JP 17680587A JP H0786566 B2 JPH0786566 B2 JP H0786566B2
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JP
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周治 北村
清彦 中江
晃造 児谷
誠一 柴田
国正 浜口
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住友化学工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は遠赤外線を選択的に透過するフィルターに関す
る。詳しくは、波長約2〜約30μmの範囲の遠赤外線を
選択的に透過するフィルターに関する。
<従来の技術> 物体からの輻射線の波長の分布はその物体の温度に応じ
て決まり、人体からの輻射線は波長約2〜約30μmの範
囲の遠赤外線であってピークは10μm付近であることが
知られている。
人体を検知して開閉する自動ドア用のスイッチ等は人体
からの輻射線であるこの遠赤外線をセンサーで検知して
作動し、センサーの受光窓には入射光に対するフィルタ
ーが付けられており、無機化合物を含む合成樹脂からな
るフィルターとしては特定の無機顔料を含むポリエチレ
ン樹脂からなるフィルターが知られている(特開昭61−
39001号公報参照)。
<発明が解決しようとする問題点> しかし、この公報に開示されたフィルターは可視光線や
近赤外線に対する不透過性が不十分であるため、このフ
ィルターを上記センサーの受光窓材として用いて人体を
検知する方法には、人体でない物体からの輻射線をも検
知して作動するという誤作動の問題点が有る。
本発明の目的は、無機化合物を含む合成樹脂からなる、
波長約2〜約30μmの範囲の遠赤外線を選択的に透過す
る遠赤外線選択透過性フィルターを提供することにあ
る。
<問題点を解決するための手段> 本発明者らは、誤作動を起こさない優れたセンサーの受
光窓材等に使用し得る遠赤外線選択透過性フィルターに
ついて鋭意研究を続けてきた。その結果、無機化合物を
含む合成樹脂からなる、波長約2〜約30μmの範囲の遠
赤外線を選択的に透過するフィルターを見出し本発明を
完成させるに至った。
すなわち、本発明は、下式(1)で表わされるED,T,1
の値が4,000W/cm2・deg(立体角)以上であり、且つ、
下式(II)で表わされるED,T,2の値が300,000W/cm2・d
eg(立体角)以下となるように無機化合物を含む合成樹
脂からなる遠赤外線選択透過性フィルターである。
(式中、Jλ,T,1はプランクの法則に従う絶対温度300
゜Kにおける黒体からの輻射線の理論強度、Aλ,T,1
フィルターに対する該輻射線の平行光線透過率、E
D,T,1は該フィルターを透過した輻射線のうち波長λが
2.0〜30.3μmの範囲にある輻射線のエネルギーであ
る) (式中、Jλ,T,2はプランクの法則に従う絶対温度285
゜Kにおける黒体からの輻射線の理論強度、Aλ,T,2
フィルターに対する該輻射線の全光線透過率、ED,T,2
は該フィルターを透過した輻射線のうち波長λが0.2〜
2.0μmの範囲にある輻射線のエネルギーである) 本発明において使用できる合成樹脂としては、人体から
の輻射線を透過し易いものという観点からポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のα−オレフィンの単独重合体、
エチレン−ブテン共重合体、エチレン−4−メチルペプ
テン−1共重合体、エチレン−プロレン共重合体、エチ
レン−ヘキセン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体
等のα−オレフィンの共重合体、ポリアミド、ポリテル
ペン等が挙げられ、これらは公知の方法で製造するか、
又は、市販品として入手することができる。密度0.88〜
0.97g/cm2のポリエチレン、エチレン−ブテン共重合体
およびエチレン−4−メチルペンテン−1共重合体が、
人体からの輻射線の透過性の点から特に好ましい。
本発明において使用できる無機化合物としては四三酸化
鉄、カーボンブラック、酸化スズで被覆された酸化チタ
ン、酸化ジルコニウム等が挙げられ、これらはそれぞれ
単独で又は2種以上を組合せて用いられる。これらの
中、平均粒径0.1〜20μmの四三酸化鉄および平均粒径
0.01〜20μmのカーボンブラックが、合成樹脂中で均一
に分散し、また、得られたフィルターがバランスのとれ
た光学特性を有するので、好ましい。
合成樹脂と無機化合物との配合割合は、無機化合物の種
類やフィルターの厚さ等の条件によってその最適配合割
合が異なるので、設定された条件に応じて予め決定すれ
ばよい。例えば、無機化合物として四三酸化鉄を用いて
厚さ0.2mmのフィルターを得る場合、配合割合は98.5:1.
5〜95.5:4.5(重量比)の範囲から選べばよい。
合成樹脂と無機化合物とは公知の方法で配合すればよ
く、バンバリー型の混練機による混練法等を例示するこ
とができる。
合成樹脂と無機化合物との配合物からフィルターを成形
する方法は、加圧成形機や射出成形機による方法など公
知の方法を用いることができる。
本発明のフィルターの形状や大きさ等はその用途に応じ
て異なるから、設定された用途に応じて予め決定すれば
よい。
合成樹脂と無機化合物とを配合するに際して、得られる
フィルターの特性を損わない範囲で、帯電防止剤等の添
加剤を適宜使用することができる。
本発明のフィルターの特性とその測定法は以下の通りで
ある。
波長約2〜約80μmの範囲の遠赤外線に対する透過性と
いう特性は、前記式(I)で表わされる通り、人体から
の輻射線とほぼ同じ波長特性を有する温度300゜Kの黒
体からの輻射線の理論強度Jλ,T,1とフィルターに対す
る該輻射線の平行光線透過率Aλ,T,1との積Aλ,T,1
λ,T,1を、波長2.0〜30.3μmの範囲で積分すること
によって求められる輻射線のエネルギーED,T,1(W/cm2
・deg(立体角))で表わされ、ED,T,1の値が大きいほ
ど透過性が大である。ここで、Jλ,T,1の値はプランク
の法則に従う黒体輻射の公式から算出された理論値であ
り、Aλ,T,1の値はフィルターを透過した黒体からの輻
射線の強度が計測されるようにした赤外分光度計を用い
て求められた測定値である。積分の波長範囲2.0〜30.3
μmは用いた赤外分光光度計の検出波長範囲であり、こ
の波長範囲は人体からの輻射線の波長範囲である約2〜
約30μmに近似している。ED,T,1の値は、本発明のフ
ィルターを例えば人体を検知する方法に用いた場合の感
度の点から、4,000W/cm2・deg(立体角)以上が好まし
い。
次に、波長約2〜約30μmの範囲外の輻射線に対する非
透過性というフィルターの特性は、前記式(II)で表わ
される通り、2854゜Kの黒体からの輻射線の理論強度I
λ,T,2とフィルターに対する該輻射線の全光線透過率A
λ,T,2との積Aλ,T,2・Jλ,T,2を、波長0.2〜2.0μm
の範囲で積分することによって求められ輻射線のエネル
ギーED,T,2(W/cm2・deg(立体角))で表わされ、E
D,T,2の値が小さいほど非透過性が大である。ここでJ
λ,T,2の値はプランクの法則に従う黒体輻射の公式から
算出された理論値であり、Aλ,T,2の値はフィルターを
透過したタングステンランプからの輻射線の強度を紫外
可視近赤外分光光度計で測定した値である。タングステ
ンランプからの輻射線の波長の主たる範囲は0.2〜2.0μ
mであり、この輻射線の強度と波長範囲は2854゜Kの黒
体からの輻射線のそれらに近似していることは良く知ら
れている。ED,T,Dの値は、本発明のフィルターを例え
ば人体を検知する方法に用いた場合の誤作動の点から、
300,000W/cm2・deg(立体角)以下が好ましい。
<発明の効果> 本発明のフィルターは人体からの輻射線である波長約2
〜約30μmの範囲の遠赤外線を選択的に透過するもので
あり、このフィルターを例えばセンサーの受光窓材とし
て用いることによって、従来より正確に(すなわち、誤
作動を抑制し)人体を検知することができる。
後述する比較例で示すように、ポリエチレン樹脂単独か
らなるフィルター(比較例1)や<従来の技術>の項に
記載された特開昭61−39001号公報の発明に基づくフィ
ルター(比較例4及び5)は、輻射線の波長に対する選
択透過性がなく、人体からの輻射線に相当する波長領域
の遠赤外線を良好に透過はするものの、該波長領域より
短波長領域の輻射線をも著しく透過する。
これに対して、本発明のフィルター(実施例1、2、3
及び4)は、人体からの輻射線に相当する波長領域の遠
赤外線を良好に透過し、且つ、該波長領域より短波長領
域の輻射線の透過を著しく抑制する効果を有している。
従って、比較例で得られたフィルターを例えばセンサー
の受光窓材として人体を検知する方法に比べて、本発明
のフィルターをセンサーの受光窓材として人体を検知す
る方法は誤作動の原因となる雑信号が小さい。
本発明のフィルターを例えばセンサーの受光窓材として
人体を検知する方法は、近年普及が著しい侵入警報器、
自動ドア、来客報知器等における人体を検知する方法と
して極めて有用である。
<実施例> 以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。
実施例1 住友化学工業(株)製の高密度ポリエチレン樹脂である
密度0.95g/cm2のスミカセンハード 8504 19.6gと、東
洋色素工業(株)製の平均粒径約1μmの四三酸化鉄0.
4gとを、加熱二本ロールを使用して150℃で5時間混練
した後、厚さ約2mmのシートとして同ロールから取出し
た。このシートを、予め180℃に設定した加圧成形機を
使用して圧力50kg/cm2の下に加圧し、厚さ0.2mmのフィ
ルム状のフィルターを得た。このフィルターのED,T,1
は6,100W/cm2・degであり、ED,T,2は34,000W/cm2・deg
であった。これらの結果を表1にまとめた。
比較例1 四三酸化鉄を使用しないこと以外は実施例1と同様にし
て、高密度ポリエチレン樹脂のみからなる厚さ0.2mmの
フィルターを得た。このフィルターの特性を表1に示し
た。
比較例2及び3 四三酸化鉄の配合割合をそれぞれ1重量%(比較例
2)、5重量%(比較例3)としたこと以外は実施例1
と同様にして、それぞれ厚さ0.2mm、0.15mmのフィルタ
ーを得た。これらのフィルターの特性を表1に示した。
実施例2 実施例1と同じ高密度ポリエチレン樹脂19.9gとキャボ
ット社製のカーボンブラックである平均粒径0.015μm
のブラックパール 2000 0.1gとから、実施例1と同様
にして厚さ0.15mmのフィルターを得た。このフィルター
の特性を表1に示した。
実施例3 住友化学工業(株)製のエチレン−ブテン−1共重合体
である密度0.90g/cm2のエクセレン VL−200 19.94gと
東海カーボン(株)製のカーボンブラックである平均粒
径0.07μmのシースト S SRF0.06gとから、実施例1
と同様にして厚さ0.15mmのフィルターを得た。このフィ
ルターの特性を表1に示した。
実施例4 実施例1と同じ高密度ポリエチレン樹脂19.0gと酸化ス
ズでコーティングされた酸化チタン(三菱金属(株)
製、平均粒径0.2μm、SnO2/TiO2=1/10(重量))1.0g
とから、実施例1と同様にして厚さ0.25mmのフィルター
を得た。このフィルター特性を表1に示した。
比較例4及び5 実施例1と同じ高密度ポリエチレ樹脂に平均粒径0.6μ
mの酸化チタン(石原産業(株)製のR−550)をそれ
ぞれ3重量%(比較例4)、15重量%(比較例5)添加
すること以外は実施例1と同様にして、厚さ0.2mmのフ
ィルターを得た。これらのフィルターの特性を表1に示
した。
なお、これらの比較例は<従来の技術>の項に記載され
た特開昭61−39001号公報の発明に基づくものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 誠一 大阪府高槻市塚原2丁目10番1号 住友化 学工業株式会社内 (72)発明者 浜口 国正 大阪府大阪市東区北浜5丁目15番地 住友 化学工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下式(I)で表されるED,T,1の値が4,000W
    /cm2・deg(立体角)以上であり、且つ、下式(II)で
    表されるED,T,2の値が300,000W/cm2・deg(立体角)以
    下となるように無機化合物を含む合成樹脂からなる遠赤
    外線選択透過性フィルター。 (式中、Jλ,T,1はプランクの法則に従う絶対温度300
    ゜Kにおける黒体からの輻射線の理論強度、Aλ,T,1は
    フィルターに対する該輻射線の平行光線透過率、ED,T,1
    は該フィルターを透過した輻射線のうち波長λが2.0〜3
    0.3μmの範囲にある輻射線のエネルギーである) (式中、Jλ,T,2はプランクの法則に従う絶対温度2854
    ゜Kにおける黒体からの輻射線の論理強度、Aλ,T,2は
    フィルターに対する該輻射線の平行光線透過率、ED,T,2
    は該フィルターを透過した輻射線のうち波長λが0.2〜
    2.0μmの範囲にある輻射線のエネルギーである)
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