JPH06346044A - 近赤外線吸収材料 - Google Patents
近赤外線吸収材料Info
- Publication number
- JPH06346044A JPH06346044A JP16651993A JP16651993A JPH06346044A JP H06346044 A JPH06346044 A JP H06346044A JP 16651993 A JP16651993 A JP 16651993A JP 16651993 A JP16651993 A JP 16651993A JP H06346044 A JPH06346044 A JP H06346044A
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- JP
- Japan
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- iron
- weight
- phosphorus compound
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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
し、しかも無色のため、肉眼で判別されずに、半導体レ
ーザー光源により、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】鉄含有リンの化合物を10重量%以上含有する
近赤外線吸収材料。
し、しかも無色のため、肉眼で判別されずに、半導体レ
ーザー光源により、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】鉄含有リンの化合物を10重量%以上含有する
近赤外線吸収材料。
Description
【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。
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。この課題を克服する材料として、我々は先に銅
含有リン酸材料が有効であることを見出している。
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。この課題を克服する材料として、我々は先に銅
含有リン酸材料が有効であることを見出している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】銅含有リン酸材料は近
赤外線で認識が容易な材料であるが、銅による若干の緑
色を呈している。肉眼で認識されずに近赤外線でのみ認
識されるような材料が得られれば、種々の新しい用途展
開が期待される。本発明では、淡色で近赤外線吸収能に
優れた材料を提供することを目的とする。
赤外線で認識が容易な材料であるが、銅による若干の緑
色を呈している。肉眼で認識されずに近赤外線でのみ認
識されるような材料が得られれば、種々の新しい用途展
開が期待される。本発明では、淡色で近赤外線吸収能に
優れた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、鉄含有リンの
化合物を10重量%以上含有してなる近赤外線吸収材料
である。
化合物を10重量%以上含有してなる近赤外線吸収材料
である。
【0005】本発明の近赤外線吸収材料において鉄含有
リンの化合物の含有量が10重量%未満の場合は、近赤
外線吸収能力が不充分である。鉄を含有するリン酸化合
物の含有量が多いほど近赤外線吸収能力が大きくなり好
ましい。一方、その含有量の上限に制限はないが、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。
リンの化合物の含有量が10重量%未満の場合は、近赤
外線吸収能力が不充分である。鉄を含有するリン酸化合
物の含有量が多いほど近赤外線吸収能力が大きくなり好
ましい。一方、その含有量の上限に制限はないが、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】鉄含有リンの化合物としては、鉄を含有す
るリン酸塩ガラスをはじめ、鉄とリンとが化合したも
の、鉄の化合物とリンの化合物とが混合されたものなど
いずれであってもよい。
るリン酸塩ガラスをはじめ、鉄とリンとが化合したも
の、鉄の化合物とリンの化合物とが混合されたものなど
いずれであってもよい。
【0007】鉄含有リンの化合物において、鉄は近赤外
線を良好に吸収する働きをする。鉄の含有量は、FeO
に換算して5〜45重量%が好ましい。5重量%未満の
場合には近赤外線吸収能が不充分であり、好ましくな
い。また45重量%より多くなると着色が濃くなり好ま
しくない。
線を良好に吸収する働きをする。鉄の含有量は、FeO
に換算して5〜45重量%が好ましい。5重量%未満の
場合には近赤外線吸収能が不充分であり、好ましくな
い。また45重量%より多くなると着色が濃くなり好ま
しくない。
【0008】一方、鉄含有リンの化合物において、リン
の含有量はP2 O5 に換算して30〜85重量%が好ま
しい。30重量%未満の場合にはリン酸化合物が不安定
になり好ましくない。また85重量%を超える場合には
リン酸化合物の耐久性が低下するため好ましくない。
の含有量はP2 O5 に換算して30〜85重量%が好ま
しい。30重量%未満の場合にはリン酸化合物が不安定
になり好ましくない。また85重量%を超える場合には
リン酸化合物の耐久性が低下するため好ましくない。
【0009】ホウ素、アルミニウムは、必須成分ではな
いが、含有することにより、いずれも鉄含有リンの化合
物の安定性を高める働きをする。ホウ素の含有量は、B
2 O3 に換算して0〜30重量%が好ましい。30重量
%より多いと融点が高くなり反応が困難なため好ましく
ない。アルミニウムの含有量は、Al2 O3 に換算して
0〜35重量%が好ましい。35重量%より多いと材料
の融点が高くなり反応が困難なため好ましくない。
いが、含有することにより、いずれも鉄含有リンの化合
物の安定性を高める働きをする。ホウ素の含有量は、B
2 O3 に換算して0〜30重量%が好ましい。30重量
%より多いと融点が高くなり反応が困難なため好ましく
ない。アルミニウムの含有量は、Al2 O3 に換算して
0〜35重量%が好ましい。35重量%より多いと材料
の融点が高くなり反応が困難なため好ましくない。
【0010】この鉄含有リンの化合物の製造方法として
は、リン化合物の一般的製法が適宜用いられ、鉄および
鉄以外の元素を含む物質をリン化合物と混合し加熱し、
固相反応させる方法、リンを含む溶液中に鉄および鉄以
外の元素を含む物質を溶解させた後、加熱乾燥させる方
法、鉄および鉄以外の元素とリンを含む物質を500〜
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。
は、リン化合物の一般的製法が適宜用いられ、鉄および
鉄以外の元素を含む物質をリン化合物と混合し加熱し、
固相反応させる方法、リンを含む溶液中に鉄および鉄以
外の元素を含む物質を溶解させた後、加熱乾燥させる方
法、鉄および鉄以外の元素とリンを含む物質を500〜
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。
【0011】この場合、鉄はリンの化合物中に2価と3
価という2種のイオン状態で存在するが、近赤外線吸収
には2価の鉄イオンが寄与するため、鉄含有リンの化合
物作製中に酸化作用を有する還元剤を添加したり、非酸
化性雰囲気中、還元性雰囲気中で鉄含有リンの化合物を
製造することも、その近赤外線吸収能力を高めるのに有
効である。
価という2種のイオン状態で存在するが、近赤外線吸収
には2価の鉄イオンが寄与するため、鉄含有リンの化合
物作製中に酸化作用を有する還元剤を添加したり、非酸
化性雰囲気中、還元性雰囲気中で鉄含有リンの化合物を
製造することも、その近赤外線吸収能力を高めるのに有
効である。
【0012】この鉄含有リンの化合物は、通常、粉末と
して使用される。粒径としては特に制限はなく、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。鉄含有リンの化合物を粉末にする方法として
は、ボールミルによる粉砕等、一般的な方法が用いられ
る。
して使用される。粒径としては特に制限はなく、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。鉄含有リンの化合物を粉末にする方法として
は、ボールミルによる粉砕等、一般的な方法が用いられ
る。
【0013】鉄含有リンの化合物の粉末を分散する媒体
としては、この粉末が適切に分散され、鉄含有リンの化
合物の近赤外線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。
としては、この粉末が適切に分散され、鉄含有リンの化
合物の近赤外線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。
【0014】鉄含有リンの化合物の粉末を分散する方法
としては、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。
としては、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。
【0015】鉄含有リンの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。この材料自体を成形体として用いるこ
とも可能であるが、認識したい物体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無色透明であることを
特徴としてもつので、基材の肉眼による外観を損ねず近
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。
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。この材料自体を成形体として用いるこ
とも可能であるが、認識したい物体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無色透明であることを
特徴としてもつので、基材の肉眼による外観を損ねず近
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。
【0016】
[実施例1]85%リン酸100重量部に、鉄粉19.
4重量部、水酸化アルミニウム(Al(OH)3 )1
3.5重量部を加えた。この量は、鉄をFeO、アルミ
ニウムをAl2 O3 、リン酸をP2 O5 に換算して、そ
れぞれ26.1重量%、9.3重量%、64.6重量%
に相当する。充分撹拌した後、テフロン製バットに移
し、150℃で乾燥した。これをアルミナ坩堝に入れ
て、窒素雰囲気下で1200℃で2時間溶融し、ガラス
化した。この溶融ガラスをカーボン板上に流しだし急冷
して鉄含有リン酸塩ガラスを得た。次いで、この鉄含有
リン酸塩ガラス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。
4重量部、水酸化アルミニウム(Al(OH)3 )1
3.5重量部を加えた。この量は、鉄をFeO、アルミ
ニウムをAl2 O3 、リン酸をP2 O5 に換算して、そ
れぞれ26.1重量%、9.3重量%、64.6重量%
に相当する。充分撹拌した後、テフロン製バットに移
し、150℃で乾燥した。これをアルミナ坩堝に入れ
て、窒素雰囲気下で1200℃で2時間溶融し、ガラス
化した。この溶融ガラスをカーボン板上に流しだし急冷
して鉄含有リン酸塩ガラスを得た。次いで、この鉄含有
リン酸塩ガラス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。
【0017】このインクを4インチ角のアルミナ板状の
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、無色であった。
この板による半導体レーザー(波長:900nm)に対
する反射率を、アルミナ基板の反射率に対して測定した
結果印刷部分の反射率はアルミナ基板の反射率の約45
%であった。
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、無色であった。
この板による半導体レーザー(波長:900nm)に対
する反射率を、アルミナ基板の反射率に対して測定した
結果印刷部分の反射率はアルミナ基板の反射率の約45
%であった。
【0018】[実施例2]85%リン酸100重量部
に、鉄粉14.5重量部、ホウ酸(H3 BO3 )21.
5重量部を加えた。この量は、鉄をFeO、ホウ素をB
2 O3 、リン酸をP2 O5 に換算して、それぞれ20.
2重量%、13.1重量%、66.7重量%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2.5μm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にした。
に、鉄粉14.5重量部、ホウ酸(H3 BO3 )21.
5重量部を加えた。この量は、鉄をFeO、ホウ素をB
2 O3 、リン酸をP2 O5 に換算して、それぞれ20.
2重量%、13.1重量%、66.7重量%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2.5μm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にした。
【0019】このインクを4インチ角のアルミナ板状の
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13μmであった。印刷部分は無色であった。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
基板の約52%であった。
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13μmであった。印刷部分は無色であった。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
基板の約52%であった。
【0020】[実施例3]85%リン酸100重量部
に、鉄粉24.2重量部を加えた。この量は、鉄をFe
O、リン酸をP2 O5 に換算してそれぞれ33.6重量
%、66.4重量%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2.5μm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
インク組成物にした。
に、鉄粉24.2重量部を加えた。この量は、鉄をFe
O、リン酸をP2 O5 に換算してそれぞれ33.6重量
%、66.4重量%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2.5μm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
インク組成物にした。
【0021】このインクを4インチ角のアルミナ板状の
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14μmであった。印刷部分は淡い褐色であっ
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
ルミナ基板の約42%であった。
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14μmであった。印刷部分は淡い褐色であっ
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
ルミナ基板の約42%であった。
【0022】[比較例1]85%リン酸100重量部
に、鉄粉1.4重量部、ホウ酸9.2重量部、水酸化ア
ルミニウム13.5重量部を加えた。この量は、鉄をF
eO、ホウ酸をB2O3 、アルミニウムをAl2 O3 、
リン酸をP2 O5 に換算してそれぞれ2.3重量%、
6.7重量%、11.4重量%、79.6重量%に相当
する。次いで、実施例1と同様にして粉末を得た。粉末
の平均粒径は2.5μmであった。次いで、この粉末3
重量部と、40重量%のエチルセルロースをα−テルピ
ネオールに溶解した溶液97重量部と、を混練し、ペー
スト状のインク組成物にした。
に、鉄粉1.4重量部、ホウ酸9.2重量部、水酸化ア
ルミニウム13.5重量部を加えた。この量は、鉄をF
eO、ホウ酸をB2O3 、アルミニウムをAl2 O3 、
リン酸をP2 O5 に換算してそれぞれ2.3重量%、
6.7重量%、11.4重量%、79.6重量%に相当
する。次いで、実施例1と同様にして粉末を得た。粉末
の平均粒径は2.5μmであった。次いで、この粉末3
重量部と、40重量%のエチルセルロースをα−テルピ
ネオールに溶解した溶液97重量部と、を混練し、ペー
スト状のインク組成物にした。
【0023】このインクを4インチ角のアルミナ板状の
約半面にスクリーン印刷し、乾燥した。乾燥後の印刷膜
は、上記粉末を約重量%含有し、膜厚は約15μmであ
った。印刷部分は無色であった。この板による半導体レ
ーザーに対する反射率を実施例1と同様にして測定した
結果、アルミナ基板の88%であり半導体レーザーの吸
収は不充分であった。
約半面にスクリーン印刷し、乾燥した。乾燥後の印刷膜
は、上記粉末を約重量%含有し、膜厚は約15μmであ
った。印刷部分は無色であった。この板による半導体レ
ーザーに対する反射率を実施例1と同様にして測定した
結果、アルミナ基板の88%であり半導体レーザーの吸
収は不充分であった。
【0024】[比較例2]酸化鉄(FeO)が33.6
重量%、五酸化リン(P2 O5 )が66.4重量%から
なり、平均粒径1.8μmのリン酸ガラス粉末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。同様にして平
均粒径1.5μmの石英粉末でも同様にして、板を作製
した。
重量%、五酸化リン(P2 O5 )が66.4重量%から
なり、平均粒径1.8μmのリン酸ガラス粉末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。同様にして平
均粒径1.5μmの石英粉末でも同様にして、板を作製
した。
【0025】板はやや緑青色を呈しており、これらの板
による半導体レーザー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。
による半導体レーザー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。
【0026】
【発明の効果】本発明の近赤外線吸収材料は、無色で、
近赤外域での半導体レーザーを良好に吸収するため、肉
眼で判別されずに、半導体レーザー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。
近赤外域での半導体レーザーを良好に吸収するため、肉
眼で判別されずに、半導体レーザー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 (3)
- 【請求項1】鉄含有リンの化合物を10重量%以上含有
する近赤外線吸収材料。 - 【請求項2】鉄含有リンの化合物は、鉄をFeOに換算
して5〜45重量%、リン酸をP2O5 に換算して30
〜85重量%からなる請求項1の近赤外線吸収材料。 - 【請求項3】鉄含有リンの化合物は、ホウ素をB2 O3
に換算して0〜30重量%、アルミニウムをAl2 O3
に換算して0〜35重量%含有する請求項1または2の
近赤外線吸収材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16651993A JPH06346044A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 近赤外線吸収材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16651993A JPH06346044A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 近赤外線吸収材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06346044A true JPH06346044A (ja) | 1994-12-20 |
Family
ID=15832829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16651993A Pending JPH06346044A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 近赤外線吸収材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06346044A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0469077B1 (en) * | 1989-04-14 | 1999-06-30 | HELFERICH, Richard J. | Voice storage device for co-operation with transceiver stations |
| CN115716706A (zh) * | 2021-08-24 | 2023-02-28 | 白金科技股份有限公司 | 近红外线吸收玻璃及近红外线截止滤光片 |
-
1993
- 1993-06-11 JP JP16651993A patent/JPH06346044A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0469077B1 (en) * | 1989-04-14 | 1999-06-30 | HELFERICH, Richard J. | Voice storage device for co-operation with transceiver stations |
| CN115716706A (zh) * | 2021-08-24 | 2023-02-28 | 白金科技股份有限公司 | 近红外线吸收玻璃及近红外线截止滤光片 |
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