(57)【要約】【課題】機械読み取りによる真贋の判定精度を向上させることができ、しかも安価に製造可能な近赤外線吸収材料およびその製造方法を提供する。【解決手段】機械によって光を利用した真贋の判定がなされる被対象物に使用される光吸収材料であって、光吸収材料が、近赤外線を照射した際に１４００ｎｍ近傍および１９００ｎｍ近傍に吸収ピークを有するように調整されたものである。近赤外線の長波長側に特徴的な吸収ピークを有し、１４００ｎｍ近傍の吸収ピークの形状を幅狭に調整できるので、機械読み取りでも真贋の判定を精度よく行うことができる。また、一般的な装置では検出が困難な１９００ｎｍ近傍にも吸収ピークを有するので、この１９００ｎｍ近傍の吸収ピークを真贋の鑑定に利用することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械によって光を利用した真贋の判定がなされる被対象物に使用される光吸収材料であって、
該光吸収材料が、
近赤外線を照射した際に１４００ｎｍ近傍および１９００ｎｍ近傍に吸収ピークを有するように調整されたものである
ことを特徴とする近赤外線吸収材料。
【請求項２】
前記光吸収材料が、
元素として、カルシウム、アルミニウムおよびケイ素を含んでいる
ことを特徴とする請求項１記載の近赤外線吸収材料。
【請求項３】
前記光吸収材料は、
元素として、カルシウム、アルミニウムおよびケイ素を含む原料を、７００℃よりも高い温度で焼成し湿式粉砕して形成されたものである
ことを特徴とする請求項２記載の近赤外線吸収材料。
【請求項４】
前記原料が、紙パルプ製造工程残渣である
ことを特徴とする請求項３記載の近赤外線吸収材料。
【請求項５】
前記光吸収材料は、
無機物の元素として前記カルシウム、前記アルミニウムおよび前記ケイ素を含んでおり、
該光吸収材料に含まれる全無機物の１００質量％に対する前記カルシウム、前記アルミニウムおよび前記ケイ素が、それぞれ３０〜８０質量％、５〜３０質量％、および１５〜４５質量％となっている
ことを特徴とする請求項２、３または４記載の近赤外線吸収材料。
【請求項６】
機械によって光を利用した真贋の判定がなされる被対象物に使用される光吸収材料の製造方法であって、
元素として、カルシウム、アルミニウムおよびケイ素を含んだ原料を７００℃よりも高い温度で焼成する焼成工程と、
該焼成工程後の焼成物を湿式下において粉砕する湿式粉砕工程と、を順に行う
ことを特徴とする近赤外線吸収材料の製造方法。
【請求項７】
前記原料が、
紙パルプ製造工程残渣である
ことを特徴とする請求項６記載の近赤外線吸収材料の製造方法。
【請求項８】
前記原料は、
該原料に含まれる全無機物の１００質量％に対して、該原料に元素として含まれるカルシウム、アルミニウムおよびケイ素が、３０〜８０質量％、５〜３０質量％、１５〜４５質量％となるように調整されている
ことを特徴とする請求項６または７記載の近赤外線吸収材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近赤外線吸収材料およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、紙幣や証券、債券、小切手などの有価証券等の真贋を機械的に判断するために使用される近赤外線吸収材料およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙幣や証券、債券、小切手などの有価証券等の真贋を見分ける手段としては、様々な手法が用いられているが、近年、近赤外線領域において吸収を有する材料を利用した偽造防止インクが注目されている。この偽造防止インクに含有されている近赤外線領域において吸収を有する材料は、近赤外線領域の所定の波長を吸収するという光吸収特性を有する材料であり、この光吸収特性を利用して機械的に真贋の判定を行う方法が種々開発されている（例えば、特許文献１〜４）。
【０００３】
一方、特許文献１には、６ホウ化物微粒子、酸化ルテニウム微粒子、または酸化レニウム微粒子を含有する偽造防止インクが開示されており、特許文献２には、フェロシアン化第二鉄アンモンを利用した偽造防止技術が開示されている。
また、特許文献３および４では、特殊な方法を用いて合成したイオウ金属錯体化合物を含有したインキ組成物や、近赤外線吸収化合物を含有した近赤外線吸収インクが提案されている。
【０００４】
上記のごとき特許文献１〜４の近赤外線を吸収する化合物等（以下、近赤外線吸収化合物という）は、近赤外線を照射すると、近赤外領域において可視光領域に近い波長領域（約７００ｎｍ〜約１０００ｎｍ）に幅広の吸収ピークを有する。このため、上述した近赤外線吸収化合物を含有させた偽造防止インクを使用し所望の情報を紙幣等の被対象物に印刷等すれば、人の目では視認できない情報を機械的に読み取ることができるので、被対象物の真贋を機械的に判断することができるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１６８８４２号公報
【特許文献２】特開２００６−４８２００号公報
【特許文献３】特開２００８−２９１０７２号公報
【特許文献４】特開２０１０−２３５８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、特許文献１〜４の近赤外線吸収化合物の光吸収特性は、いずれも可視光領域に近い波長領域に吸収ピークを有し、その吸収ピークのピーク幅が数百ｎｍと幅広である。一方、被対象物で使用される顔料は、一般的に近赤外領域のうち短波長側に吸収ピークを有し、特許文献１〜４の近赤外線吸収化合物の吸収ピークと同様のピーク形状を有する。
このため、特許文献１〜４の近赤外線吸収化合物を真贋の判定に使用した場合、類似する波長領域において、類似する形状の吸収ピークが多数存在することとなるので、真贋の判定精度が低下するといった問題がある。とくに、機械読み取りによって真贋の判定を行う場合には、真贋の判定を機械的にスピーディーに行う必要があるので、判定精度はさらに低下するといった問題が生じる。
また、特許文献１〜４の技術を利用した機械読み取り装置では、特許文献１〜４の近赤外線吸収化合物に類似する波長領域に吸収ピークを有する顔料を使用した場合、真贋の判定はできるものの、真贋を判定するために少なくとも特許文献１〜４の近赤外線吸収化合物を検出するためのセンサーの他、使用した顔料を検出するためのセンサー（例えば、可視光センサー等）が必要となる。つまり、複数のセンサーが必要となる。このため、特許文献１〜４の技術を利用した機械読み取り装置では、構造が複雑になり、真贋を判定する際の照合作業が煩雑になるので判定時間も長くなるといった問題が生じる。しかも、かかる装置は、センサーを少なくとも２つ以上備えておく必要があるので、コストも高くなるといった問題も生じる。
また、特許文献１〜４の近赤外線吸収化合物は、複雑な合成プロセスを経て製造する必要があるので、製造コストが高く実用的でないという問題も生じる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、機械読み取りによる真贋の判定精度を向上させることができ、しかも安価に製造可能な近赤外線吸収材料およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明の近赤外線吸収材料は、機械によって光を利用した真贋の判定がなされる被対象物に使用される光吸収材料であって、該光吸収材料が、近赤外線を照射した際に１４００ｎｍ近傍および１９００ｎｍ近傍に吸収ピークを有するように調整されたものであることを特徴とする。
第２発明の近赤外線吸収材料は、第１発明において、前記光吸収材料が、元素として、カルシウム、アルミニウムおよびケイ素を含んでいることを特徴とする。
第３発明の近赤外線吸収材料は、第２発明において、前記光吸収材料は、元素として、カルシウム、アルミニウムおよびケイ素を含む原料を、７００℃よりも高い温度で焼成し湿式粉砕して形成されたものであることを特徴とする。
第４発明の近赤外線吸収材料は、第３発明において、前記原料が、紙パルプ製造工程残渣であることを特徴とする。
第５発明の近赤外線吸収材料は、第２、第３または第４発明において、前記光吸収材料は、無機物の元素として前記カルシウム、前記アルミニウムおよび前記ケイ素を含んでおり、該光吸収材料に含まれる全無機物の１００質量％に対する前記カルシウム、前記アルミニウムおよび前記ケイ素が、それぞれ３０〜８０質量％、５〜３０質量％、および１５〜４５質量％となっていることを特徴とする。
第６発明の近赤外線吸収材料の製造方法は、機械によって光を利用した真贋の判定がなされる被対象物に使用される光吸収材料の製造方法であって、元素として、カルシウム、アルミニウムおよびケイ素を含んだ原料を７００℃よりも高い温度で焼成する焼成工程と、該焼成工程後の焼成物を湿式下において粉砕する湿式粉砕工程と、を順に行うことを特徴とする。
第７発明の近赤外線吸収材料の製造方法は、第６発明において、前記原料が、紙パルプ製造工程残渣であることを特徴とする。
第８発明の近赤外線吸収材料の製造方法は、第６または第７発明において、前記原料は、該原料に含まれる全無機物の１００質量％に対して、該原料に元素として含まれるカルシウム、アルミニウムおよびケイ素が、３０〜８０質量％、５〜３０質量％、１５〜４５質量％となるように調整されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明によれば、近赤外線の波長領域のうち、一般的に使用される赤外線吸収材料の吸収ピークが存在する１０００ｎｍよりも長波長側に特徴的な２つの吸収ピークを有するので、真贋の判定を精度よく行うことができる。しかも、１４００ｎｍ近傍の吸収ピークの形状は、幅狭（つまりシャープ形状）となるので、機械読み取りでも真贋の判定を精度よく行うことができる。つまり、紙幣、パスポート、有価証券などの被対象物に使用すれば、機械読み取りによってスピーディーかつ精度のよい真贋判定を行うことができる。また、一般的な装置では検出が困難な１９００ｎｍ近傍にも吸収ピークを有するので、この１９００ｎｍ近傍の吸収ピークを真贋の鑑定に利用することができる。
第２発明によれば、所定の元素を含有させることによって、光吸収材料の光吸収特性を向上させることができる。
第３発明によれば、１４００ｎｍ近傍の吸収ピークがより幅狭（シャープ形状）となるので、機械による読み取り感度を向上させることができる。また、原料を焼成し湿式粉砕するだけで形成することができるので、複雑な合成工程等が全く不要となる。しかも、原料を焼成して形成するので、光吸収材料に耐候性を付与することができる。
第４発明によれば、原料として紙パルプ製造工程残渣を用いるので、経済性に優れた光吸収材料を形成することができる。
第５発明によれば、光吸収材料に含まれる所定の元素が所定の割合となるように含まれているので、所定の波長帯に特徴的な吸収ピークを有する光吸収特性を確実に発揮させることができる。
第６発明によれば、所定の条件下、焼成工程と湿式粉砕工程とを行うだけで、所定の２箇所の波長帯（１４００ｎｍ近傍および１９００ｎｍ近傍）に吸収ピークを有するように調整された光吸収材料を製造することができる。とくに製造工程が、焼成工程と湿式粉砕工程だけなので、複雑な合成工程等が全く不要であり、しかも焼成工程で原料を焼成するので、光吸収材料に耐候性を付与することができる。また、１４００ｎｍ近傍の吸収ピークが幅狭（つまりシャープ形状）となるので、真贋の判定を精度よく行うことができる。そして、一般的な装置では検出が困難な１９００ｎｍ近傍にも吸収ピークを有するので、この１９００ｎｍ近傍の吸収ピークを真贋の鑑定に利用することができる。
第７発明によれば、原料として紙パルプ製造工程残渣を用いるので、経済性に優れた光吸収材料を製造することができる。
第８発明によれば、原料に含まれる所定の元素が所定の割合となるように調整されているので、所定の２箇所の波長帯に適切な吸収ピークを有し、かつ１４００ｎｍ近傍の吸収ピークをより感度が良くなるように調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の近赤外線吸収材料の製造フロー図である。
【図２】実施例の実験結果を示した図である。
【図３】実施例の実験結果を示した図である。
【図４】実施例の実験結果を示した図である。
【図５】実施例の実験結果を示した図である。
【図６】実施例の実験結果を示した図である。
【図７】実施例の実験結果を示した図である。
【図８】実施例の実験結果を示した図である。
【図９】実施例の実験結果を示した図である。
【図１０】実施例の実験結果を示した図である。
【図１１】実施例の実験結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の近赤外線吸収材料は、機械によって光を利用した真贋の判定がなされる被対象物に使用される光吸収材料であって、この光吸収材料が有する特徴的な光吸収特性を利用することによって、真贋の判定を精度よく行うことができるようにしたことに特徴を有する。とくに、本発明の近赤外線吸収材は、近赤外線の波長領域に特徴的な吸収ピークを有するので、機械読み取りを用いる場合には、より精度の高い判定材料として利用することができる。
【００１２】
なお、本発明の近赤外線吸収材料の吸収ピークが形成される波長領域は、一般的に機械読み取り材料として使用される赤外線吸収材料の吸収ピークが現れる約９５０ｎｍよりも長波長側の近赤外線領域（以下、単に９５０ｎｍよりも長波長側の近赤外線領域という）であり、近赤外線（約７００ｎｍ〜約２５００ｎｍの波長帯の光）のうち赤外線側に位置する約１０００ｎｍ〜約２５００ｎｍの波長帯の近赤外線をいう。
【００１３】
また、本発明の近赤外線吸収材料が使用される被対象物は、対象となる物が偽造された場合に所有者や社会等に不利益が生じるような、紙幣や証券、債券、小切手、商品券、定期券などの有価証券類の他、個人情報が記録等されたカード類やパスポートなどの身分証明書等も含んだ概念である。
【００１４】
まず、本発明の近赤外線吸収材料の詳細を説明する前に、その概略について以下、説明する。
【００１５】
（近赤外線吸収材料）
本発明の近赤外線吸収材料（以下、単に近赤外線吸収材料という）は、９５０ｎｍよりも長波長側の近赤外線領域に所定の波長帯の光を吸収する性質（光吸収特性）を有する材料である。具体的には、近赤外線吸収材料に近赤外線を照射すれば、１４００ｎｍ近傍および１９００ｎｍ近傍に吸収ピークを形成する性質を有する材料である。
【００１６】
なお、近赤外線吸収材料は、上述した光吸収特性を有する材料あれば、原料や材質などはとくに限定されないが、例えば、元素として後述する３元素を含有するように調製すれば、光吸収特性を適切に発揮させることができる。詳細は後述する。
【００１７】
なお、本明細書の吸収ピークとは、本発明の近赤外線吸収材料に近赤外線を照射し作成されるスペクトルにおいて、ベースラインから山状または谷状に形成されるピークのことをいう。例えば、上記スペクトルを、縦軸を分光反射率（％）、横軸を波長（ｎｍ）とする分光反射率曲線で表した場合、ベースラインに比較して反射率が小さくなる部分に形成される谷状または釣鐘状のピークのことを意味する。つまり、分光反射曲線において、分光反射率（％）が小さい場合には、本発明の近赤外線吸収材料の吸収ピークが大きく、その逆に分光反射率（％）が大きい場合には、吸収ピークが小さいことを意味する。
以下では、本発明の近赤外線吸収材料に近赤外線を照射して作成されるスペクトルを分光反射率曲線で表した場合について説明する。
【００１８】
（吸収ピークについて）
本発明の近赤外線吸収材料は、１４００ｎｍ近傍の吸収ピーク（以下、単に１４００ｎｍ吸収ピークという）のピーク形状が幅狭（つまりシャープ形状）となる。
【００１９】
この１４００ｎｍ吸収ピークのピーク幅は、既存の近赤外線吸収化合物が有する吸収ピークのピーク幅よりも幅狭である。具体的には、１４００ｎｍ吸収ピークのピーク幅は、約２５０ｎｍ以下、好ましくは約１５０ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下となっていれば、ピーク同定やピーク判定を行う上で好ましい。
【００２０】
なお、１４００ｎｍ吸収ピークのピーク幅は、例えば、分光反射率曲線において、１４００ｎｍ吸収ピークのベースラインからの基端間を結ぶように直線を作成し、かかる直線の両端が示すそれぞれの波長の差からピーク幅を算出することができる。
【００２１】
なお、１４００ｎｍ吸収ピークは、ピークの半値幅で表してもよい。１４００ｎｍ吸収ピークの半値幅は、上記と同様の波長帯におけるベースラインと、このベースラインから吸収ピークのピークボトムにひいた垂線との交点を基準値とする。この基準値と吸収ピークのピークボトムの高さ値の中間の値の高さで、吸収ピークを水平に切断した際の切断幅（ｎｍ）を、１４００ｎｍ吸収ピークの半値幅とすることができる。
例えば、１４００ｎｍ吸収ピークの半値幅は、約１００ｎｍ以下が好ましく、約７５ｎｍ以下がより好ましく、５０ｎｍ以下がさらに好ましい。かかる半値幅であれば、上述したようにピーク同定やピーク判定を行う上で好ましい。
【００２２】
また、近赤外線吸収材料の光吸収特性のうち１９００ｎｍ近傍の吸収ピーク（以下、単に１９００ｎｍ吸収ピークという）は、その形状やピーク幅はとくに限定されない。例えば、１９００ｎｍ近傍の吸収ピークのピーク幅は、１４００ｎｍ吸収ピーク幅よりもやや広く、かつ既存の近赤外線吸収化合物が有する吸収ピークのピーク幅よりも幅狭であればよい。
【００２３】
なお、１９００ｎｍ吸収ピークが形成される波長帯の光は、一般的な近赤外線を利用した測定方法では利用されない光である。しかも、既存の近赤外線の光を利用した被対象物の真贋の判定においては利用されていない波長帯の光である。
【００２４】
以上のごとく、近赤外線吸収材料は、近赤外線を照射することによって得られる分光反射率曲線において、９５０ｎｍよりも長波長側の近赤外線領域に１４００ｎｍ吸収ピークおよび１９００ｎｍ吸収ピークを有する光吸収特性を備えた材料である。そして、この２つの吸収ピークが形成される９５０ｎｍよりも長波長側の近赤外線領域の光は、既存の真贋の判定では利用されていない波長帯の光である。つまり、近赤外線吸収材料は、既存の真贋の判定では利用されなかった波長帯の近赤外線を吸収するという機能を備えた材料である。
【００２５】
このため、近赤外線吸収材料を被対象物に使用すれば、既存の近赤外線を利用して真贋の判定をする測定方法とは全く異なる波長帯の光を被対象物の真贋の判定に用いることができる。
【００２６】
しかも、近赤外線吸収材料が後述する３元素を含有するように調製されていれば、上述したようなシャープ形状を有する１４００ｎｍ吸収ピークを適切に形成させることができる。つまり、近赤外線吸収材料は、含有する元素を調整することによって、１４００ｎｍ付近の光を反射しにくく（言い換えれば、１４００ｎｍ付近の光を吸収し易く）、しかもその波長帯が狭いという光吸収特性を有するように調製することができるのである。
このため、近赤外線吸収材料を使用した被対象物が、１４００ｎｍ吸収ピークに近い位置に吸収ピークを形成するような化合物（以下、夾雑化合物といい、この夾雑化合物の吸収ピークを単に夾雑吸収ピークという）を含有するような場合でも、反射スペクトルにおいて、１４００ｎｍ吸収ピークと夾雑化合物の夾雑吸収ピークを確実に判別することができる。
例えば、夾雑化合物の夾雑吸収ピークが、既存化合物と同様にブロード形状（例えば、ピーク幅３００ｎｍ〜６００ｎｍ程度）であり、１４００ｎｍ近傍の波長帯を含まない９５０ｎｍよりも長波長側の近赤外線領域の波長帯に形成されるような場合が考えられる。このような場合には、ピーク形状またはピーク波形の違いによって両者を確実に判別することができる。
【００２７】
また、１４００ｎｍ吸収ピークが、夾雑化合物の夾雑吸収ピークに接近または一部が重なるような場合であっても、両者のピーク形状の相違に基づいて両ピークを判別することが可能となる。
【００２８】
したがって、１４００ｎｍ吸収ピークの光を測定すれば、近赤外線吸収材料が被対象物に使用されているか否かを判断することができる。言い換えれば、１４００ｎｍ吸収ピークの光を測定するだけで、近赤外線吸収材料を使用した被対象物の真贋の判定を行うこともできる。
【００２９】
１４００ｎｍ吸収ピークを測定する方法は、とくに限定されない。例えば、照射した光に対する反射した光の割合を機械的に算出し、その算出結果を信号として外部の受像機等に表示できる機械的読み取り方法を用いてもよい。詳細は後述する。
この場合、機械読み取りによって、本発明の近赤外線吸収材料を使用した紙幣、パスポート、有価証券などの被対象物の真贋の判定をスピーディーかつ精度よく行うことができる。
【００３０】
さらに、近赤外線吸収材料の光吸収特性は、上述したように９５０ｎｍよりも長波長側の近赤外線領域という比較的狭い波長帯の光に吸収特性を有するので、９５０ｎｍ以下の波長帯に吸収ピークを有する顔料等の影響をうけにくい。このため、このような顔料を被対象物に使用した場合でも被対象物の真贋の判定精度を低下させるおそれはないので、被対象物のデザイン性の自由度を向上させることも可能となる。
【００３１】
以下、上記近赤外線吸収材料の光吸収特性について説明する。
【００３２】
（測定波長について）
近赤外線吸収材料の１４００ｎｍ吸収ピークを使用した被対象物の真贋の判定を機械読み取りによって行う場合、測定波長としては、１３５０ｎｍ〜１４５０ｎｍの範囲の波長帯の光をあげることができ、好ましくは、１３８０ｎｍ〜１４２０ｎｍの範囲の波長帯の光である。
【００３３】
とくに、１３８０ｎｍ〜１４２０ｎｍの波長帯の光は、１４００ｎｍ吸収ピークの分光反射率（％）が極大波長近傍の光となる。かかる範囲の波長帯の光を測定波長の光とすれば、１４００ｎｍ吸収ピークを感度よく測定することができる。しかも、ピークの極大波長近傍を測定するので、１４００ｎｍ吸収ピークが他の化合物の影響等によってずれた場合でもピークの測定ミスを抑制することができる。つまり、上記範囲の波長帯の光を利用すれば、所定の装置を用いることによって被対象物の真贋の判定を機械読み取りによっても精度よく行うことができるのである。
【００３４】
上記範囲の波長帯の光は、特別な装置を使用しなくても、一般的な近赤外線センサ等を有する装置を調整することによって測定可能となる。つまり、既存の装置を調整するだけで、既存の装置を用いて近赤外線吸収材料を使用した被対象物の真贋を機械読み取りによって判定することができる。言い換えれば、既存の装置を利用しつつ、既存の真贋の判定方法に比べて精度の高い方法で被対象物の真贋の判定を行うことができる。すると、本発明の近赤外線吸収材料を使用した真贋の判定方法の導入をよりスムースに行うことが可能となるから、紙幣、パスポート、有価証券などの被対象物の偽造をより抑制することが可能となる。
【００３５】
なお、１４００ｎｍ吸収ピークを機械的に測定する場合には、分光反射率曲線において、１４００ｎｍ吸収ピークの分光反射率（％）が、ベースラインに対して１０％程度小さくなればよく、好ましくは１５％以上、さらに好ましくは２０％以上低くなっていることが望ましい。
かかる１４００ｎｍ吸収ピークのピーク強度は、以下のようにして求めることができる。例えば、分光反射率曲線において、１３００ｎｍ付近のベースラインからＸ軸に平行な直線を作成し、かかる直線とＹ軸の交点の分光反射率（％）を求める。一方、分光反射率曲線から１４００ｎｍ吸収ピークのピークボトムの分光反射率（％）を求める。得られた両者の分光反射率（％）の差を求める。そして、得られた両者の分光反射率（％）の差を、上記直線とＹ軸の交点の分光反射率（％）で除した値に１００を乗ずれば、１４００ｎｍ吸収ピークの強度を算出することができる。
【００３６】
（機械読み取り用装置について）
機械読み取りに用いることができる装置は、近赤外線吸収材料を使用した被対象物の真贋を判定する上で１４００ｎｍ吸収ピークの光だけを測定することができるものであればよい。例えば、市販されている装置であって、上記波長範囲（例えば、１３５０ｎｍ〜１４５０ｎｍ）のうち一波長にピーク波長を有する光（以下、単に一波長光という）を照射することが可能な光源を備えたものであれば、かかる装置をコンパクトかつ安価に製造することが可能となる。
【００３７】
また、機械読み取りに用いる装置は、近赤外線吸収材料を使用した被対象物に所定の波長の光を照射し、この照射した照射光と反射した反射光に基づいて本発明の近赤外線吸収材料を検出することができる装置であれば、とくに限定されない。
【００３８】
例えば、機械読み取りに用いる装置として、光源と受光部と解析部を備えた装置を採用することができる。この装置は、光源から被対象物に対して所定の波長の光を照射し、被対象物からの反射光を受光部で測定する。そして、解析部では、受光部から送信された測定値と光源部で照射された照射光の値に基づいて所望の情報を解析し、解析した情報をＰＣなどの受像機等の画面に表示する機能を有している。このため、人は、ＰＣ等の画面を見るだけで、被対象物の真贋を判定することが可能となる。
【００３９】
なお、本発明の近赤外線吸収材料を使用した被対象物の読み取りに使用する装置は、とくに限定されず、上述したように一波長光を照射し得る光源と、かかる波長を検出するセンサを備えた装置や、一般的な分光光度計を用いて測定することができる。
【００４０】
分光光度計は、光源部と受光部を備えており、光源から放射された光を被対象物に照射し、この被対象物の吸収の程度を受光部で受光し記録する。具体的には、光源から照射する光の波長を連続的に変化させながら被対象物に照射し被対象物から反射された反射光を受光部で記録する。そして、受光部で記録された測定値は、分光光度計に設けられた解析機器に送信される。解析機器では受信した測定値に基づいて反射光の減衰率（つまり分光反射率（％））と照射した波長（ｎｍ）との関係をグラフ化した反射スペクトルを作成する。この反射スペクトルは、一般的に縦軸に分光反射率（％）、横軸に波長（ｎｍ）を用いて表すことができる。
【００４１】
なお、１９００ｎｍ吸収ピークは、上述したように１４００ｎｍ吸収ピークよりも同等かやや幅広のピークである。この１９００ｎｍ吸収ピークが形成される波長帯は、１４００ｎｍ吸収ピークが形成される波長帯よりもさらに他の化合物の吸収ピークが形成されにくい波長帯である。しかも、この波長帯の光は、一般的な装置では検出が困難といわれている。
このため、１４００ｎｍ吸収ピークの検出において不具合（例えば、他の化合物の吸収ピークと重なりが生じたような場合）が発生した場合、１９００ｎｍ吸収ピークを鑑定に利用することができる。つまり、１９００ｎｍ吸収ピークは、真贋の判定に利用することができるほか、真贋の鑑定にも利用することができるのである。
【００４２】
また、１４００ｎｍ吸収ピークおよび１９００ｎｍ吸収ピークの両ピークを測定することが可能な装置を用いれば、被対象物に使用された近赤外線吸収材料を少なくとも２つのパラメータを利用して検出できるので、機械読み取りによってさらに精度の高い真贋の判定を行うことが可能となる。
【００４３】
（近赤外線吸収材料の元素組成について）
近赤外線吸収材料は、上述したような光吸収特性を有するものであれば、その材質等はとくに限定されない。しかし、元素として、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）およびケイ素（Ｓｉ）を含有していれば、上述したような光吸収特性を適切に発揮させることができるので、好ましい。
具体的には、近赤外線吸収材料に含まれる無機物における３元素の元素組成、つまり、近赤外吸収材料に含まれる全無機物の１００質量％に対して、上記３元素の質量％割合が以下の範囲であることが好ましい。つまり、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）およびケイ素（Ｓｉ）の質量％割合が、それぞれ、カルシウム（Ｃａ）３０〜８０質量％、アルミニウム（Ａｌ）５〜３０質量％、ケイ素（Ｓｉ）１５〜４５質量％となるように調整されたものが好ましく、より好ましくは、カルシウム（Ｃａ）３５〜７５質量％、アルミニウム（Ａｌ）５〜２６質量％、ケイ素（Ｓｉ）１５〜４２質量％、さらに好ましくは、カルシウム（Ｃａ）３５〜６２質量％、アルミニウム（Ａｌ）８〜２６質量％、ケイ素（Ｓｉ）１７〜４２質量％である。近赤外線吸収材料に含まれる無機物の元素組成のうち、上記３元素の元素組成が上記範囲となるように調整されていれば、近赤外線吸収材料の光吸収特性を向上させることができる。詳細は後述する。
なお、近赤外吸収材料に含まれる全無機物の１００質量％とは、近赤外線吸収材料から有機物を除いた無機物だけの質量を意味している。
【００４４】
（近赤外線吸収材料の製造方法について）
近赤外線吸収材料の製造方法は、上述した光吸収特性を発揮させることができるように製造することができれば、その製造方法はとくに限定されない。例えば、以下のような方法で製造することができる。
以下、図１に示すフロー図に基づき、上記近赤外線吸収材料の製造方法について、説明する。
【００４５】
図１に示すように、本実施形態の近赤外線吸収材料は、焼成工程Ｓ１、粉砕工程Ｓ２そして乾燥工程Ｓ３を順に行うことによって製造することができる。
以下、各工程を順を追って説明する。
【００４６】
（焼成工程Ｓ１）
図１に示すように、本発明の近赤外線吸収材料の原料を、電気炉や、流動床焼却炉、ストーカー炉、ロータリーキルンなどの焼却装置を備えた焼成手段によって焼成する（焼成工程Ｓ１）。焼成温度は、６５０℃よりも高い温度であればよく、約７００℃以上が好ましく、より好ましくは７５０℃以上であるが、詳細については後述する。
【００４７】
原料は上述した元素を含有するものであればよく、とくに限定されない。例えば、カルシウムを含有する材料として比較的安価に入手可能な炭酸カルシウム、アルミニウムおよびケイ素を含有する材料としてカオリン（はくとう土）を原料として使用することができる。とくに、炭酸カルシウムとカオリンをそれぞれ混合（例えば、混合比１：１）したものを原料（以下、単に混合原料という）として採用すれば、原料中の元素組成を一定に調整し易くなる。なお、上記の混合比は、あくまでも例示であり、近赤外線吸収材料中の元素として上記３元素が所定の元素組成となるように混合されたものであれば、とくに限定されない。
【００４８】
上述したような混合原料を供給して焼成手段を作動させると、炭酸カルシウムは、所定の温度以上（例えば、７００℃以上）で脱炭酸化が生じ酸化カルシウムを生成する。一方、カオリンは、所定の温度以上（例えば、７００℃以上）で脱水が生じ焼成カオリンを生成する。つまり、上記混合原料を用いた場合、焼成手段によって、カルシウム元素が酸化カルシウムとして、アルミニウム元素およびケイ素元素が焼成カオリンとして含有した焼成物を生成することができる。
【００４９】
（粉砕工程Ｓ２、乾燥工程Ｓ３）
ついで、図１に示すように、焼成工程Ｓ１によって形成された焼成物を、ミルや挽臼、リファイナー、ディスパーザー、グラインダー、混練機などの粉砕手段に供給し粉砕する（粉砕工程Ｓ２）。粉砕手段によって焼成物を粉砕する際に、焼成物のほかに水を供給する。つまり、焼成物を湿式下で粉砕する。
焼成物が供給された粉砕手段を作動させると、固まり状の焼成物は、粉砕部材（例えば、ジルコニアボール）の衝撃や摩擦によって直接粉砕されたり、固まり状の焼成物同士が互いに干渉したりして粉砕されたりする。そして、粉砕手段によって粉砕された粉砕焼成物を乾燥手段に供給し乾燥する（乾燥工程Ｓ３）。すると、本発明の近赤外線吸収材料が形成される。
【００５０】
以上のごとく、近赤外線吸収材料は、焼成工程Ｓ１と粉砕工程Ｓ２を行うだけで、所定の２箇所の波長帯（１４００ｎｍ近傍および１９００ｎｍ近傍）に吸収ピークを有する材料を製造することができる。このため、製造工程において複雑な合成工程等が全く不要となるので、近赤外線吸収材料の製造設備を簡素化できるから、近赤外線吸収材料の製造コストを低減できる。
【００５１】
しかも、近赤外線吸収材料は、焼成手段を用いて原料を約７００℃以上の高温で焼成するので、耐候性（耐熱性、耐候性など）に優れた材料を形成することができる。このため、近赤外線吸収材料を被対象物に使用しても、使用条件の自由度を向上させることができるので、被対象物の幅を向上させることができる。
【００５２】
なお、焼成物は、粉砕工程Ｓ２において、粉砕部材や焼成物同士の干渉によって、２〜３μｍ程度の大きさの粉砕粒子となる。そして、このような粉砕焼成物は、水分を含んでいるので、複数の粉砕焼成物が結合して凝集した状態となる。このように凝集した状態でも、粉砕焼成物は近赤外線吸収材料として機能させることができる。しかし、上述したように粉砕焼成物を乾燥工程Ｓ３に供すれば、粉砕焼成物を粉体の状態（つまり凝集していない状態）で維持することできるので、取り扱いが容易になるので好ましい。
また、酸化カルシウムを含有する焼成物を湿式条件下で粉砕することによって、酸化カルシウムと水が反応し水酸化カルシウムが生成する。つまり、焼成物は、アルカリ性の湿式条件下で粉砕手段を用いて粉砕されるのである。
【００５３】
また、上記混合原料を用いた例では、炭酸カルシウムとカオリンを混合し、この混合原料を焼成し、生成した焼成物を湿式条件下で粉砕して本発明の近赤外線吸収材料を製造する場合について説明したが、粉砕工程Ｓ２において、焼成工程Ｓ１の焼成手段によって生成された焼成カオリンを粉砕する際にカルシウムを混合し両者の混合物を粉砕手段によって粉砕してもよい。
【００５４】
具体的には、カオリンを所定の温度で焼成し、生成した焼成物（つまり焼成カオリン）を粉砕工程Ｓ２に供する。このとき、粉砕工程Ｓ２では、供給された焼成カオリンのほかに、水酸化カルシウム水溶液を加えて粉砕すれば、上述した混合原料を用いた場合と同様の光吸収特性を有する本発明の近赤外線吸収材料を製造することができる。つまり、粉砕工程Ｓ２において、水溶液の性状がアルカリ性の条件下、焼成カオリンとカルシウムイオンを共存させた状態で粉砕処理を行っても本発明の近赤外線吸収材料を製造することができるのである。
【００５５】
（原料として紙パルプ製造工程残渣を用いた場合の説明）
上記例では、複数の材料を混合したものを原料とした場合について説明したが、単一の材料を近赤外線吸収材料の原料としてもよい。この場合、かかる原料が上述した３元素を含有するものが好ましく、例えば、後述する紙パルプ製造工程残渣を採用することができる。
【００５６】
紙パルプ製造工程残渣は、製紙工場の各工程で発生する固形分であり、一部は排水処理工程で製紙スラッジとなり、焼却されて製紙スラッジ焼却灰となる。製紙スラッジ焼却灰の一部はセメント材料等に利用されているものの、その用途は限定されており、大部分は埋め立て処分されているのが実情である。
しかし、この紙パルプ製造工程残渣は、以下に示すように上記３元素（カルシウム、アルミニウムおよびケイ素）が含有されている。このため、近赤外線吸収材料の原料として、紙パルプ製造工程残渣を用い焼成工程Ｓ１に供して焼成した後、焼成工程Ｓ１で形成された焼成物を粉砕工程Ｓ２の粉砕手段によって粉砕し乾燥すれば、近赤外線吸収材料を製造することができる。
【００５７】
以下に紙パルプ製造工程残渣の概略を説明する。
【００５８】
紙パルプ製造工程残渣とは、製紙工場の各工程の排水中の固形分（有機物質、無機物質を含む）を排水処理工程で処理したときにできる固形分である製紙スラッジや、排水処理工程より上流である抄紙工程、パルプ工程から発生する固形分などのことである。この紙パルプ製造工程残渣は、填料等の無機物質を含有している。この無機物質の代表例としては、カオリン（はくとう土）、焼成カオリン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、硫化亜鉛、二酸化チタン、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、シリカなどを挙げることができる。つまり、紙パルプ製造工程残渣には、上述したように上記３元素が含有されているのである。このため、紙パルプ製造工程残渣を近赤外線吸収材料の原料として利用することができる。
【００５９】
また、製紙工程において発生する紙パルプ製造工程残渣は、処理工程において、一般的に約７００℃以上で焼却処理される。つまり、この製紙工程において発生する紙パルプ製造工程残渣の焼却灰は、上記焼成工程Ｓ１を経て形成された焼成物に相当するのである。このため、かかる焼却灰を原料として用いれば、焼成工程Ｓ１が不要となり、かかる原料を粉砕工程Ｓ２に供給して粉砕し乾燥するだけなので、近赤外線吸収材料をより簡単に製造することができる。
【００６０】
しかも、紙パルプ製造工程残渣および／または紙パルプ製造工程残渣の焼却灰は、上述したようにいずれも安価に入手することができるので、近赤外線吸収材料を製造コストもより低減することができるから、さらに経済的に近赤外線吸収材料を製造することができる。
【００６１】
また、紙パルプ製造工程残渣および／または紙パルプ製造工程残渣の焼却灰を近赤外線吸収材料の原料として用いれば、紙パルプ製造工程残渣および／または紙パルプ製造工程残渣の焼却灰に対して新たな機能を付与することができるので、これらを有効に再利用することが可能となる。言い換えれば、紙パルプ製造工程残渣および／または紙パルプ製造工程残渣の焼却灰を新たな機能性を有する機能性材料として利用することができるのである。
【００６２】
（焼成温度について）
近赤外線吸収材料の原料を焼成する温度は、上述したように約６５０℃、好ましくは７００℃以上、より好ましくは７５０℃以上であればよく、原料中に含有される無機物質によって適宜変更することができる。
【００６３】
例えば、原料中に含まれるカルシウム化合物が炭酸カルシウムの場合、焼成工程Ｓ１における原料を焼成する際の温度（つまり焼成温度）を８００℃以上とすれば、近赤外線吸収材料を適切に調整することができる。そして、かかる近赤外線吸収材料に近赤外線を照射すれば、分光反射率曲線において、ベースラインに対して１０％以上落ち込んだ１４００ｎｍ吸収ピークを得ることができる。
かかる理由としては、焼成物中に存在するカルシウムを酸化カルシウムの状態で均質に存在させることができるからであると推察される。かかる状態の焼成物を粉砕工程Ｓ２に供給し水を加えて粉砕すれば、焼成物中に均質に存在する酸化カルシウムが水と反応して水酸化カルシウムとなり粉砕処理を行うことができる。つまり、上記条件で粉砕処理を行えば、１４００ｎｍ吸収ピークを有する近赤外線吸収材料を得ることができると推察される。
【００６４】
とくに、カルシウム、アルミニウムおよびケイ素の元素組成が、上述した範囲内にあれば、焼成温度を８００〜１０００℃、より好ましくは、８００〜９００℃とすることによって、適切な吸収ピークを有する近赤外線吸収材料を製造することができる。
【００６５】
例えば、カルシウム、アルミニウムおよびケイ素の元素組成が、それぞれ約６２質量％、約９質量％、約２５質量％である紙パルプ製造工程残渣を原料とした場合、焼成温度が約９００℃となるように調整し、上記３元素の元素組成が、それぞれ約３５質量％、約１６質量％、約４２質量％である紙パルプ製造工程残渣を原料とした場合には、焼成温度が約８００℃となるように調整する。
【００６６】
なお、近赤外線吸収材料を被対象物に使用する方法は、被対象物に近赤外線吸収材料を付着できる方法であれば、とくに限定されず、例えば、近赤外線吸収材料を混合したインクを用いて母材となる紙に塗工、塗布または印刷すれば、近赤外線吸収材料を紙製の被対象物に付着させることができる。
しかも、近赤外線吸収材料は、その粒子の大きさが、上述した粉砕工程Ｓ２によって数μｍ程度の微粒子となるように形成すれば、紙製の被対象物に印刷しても、スムースな印刷面を形成することが可能となる。
【００６７】
また、近赤外線吸収材料の原料となる紙パルプ製造工程残渣は、上述したように上記３元素を含有していれば、どの製造ラインの残渣を用いてもよい。
例えば、一連の製紙ラインにおける異なる工程から得られる紙パルプ製造工程残渣を混合して使用してもよいし、他の製紙ラインや他の工場などから供給される紙パルプ製造工程残渣を混合してもよい。また、一連の製紙ラインにおける各工程から得られる紙パルプ製造工程残渣をそれぞれ単独で使用してもよいし、他の製紙ラインや他の工場における同じ工程から得られる紙パルプ製造工程残渣を混合して使用してもよい。
【００６８】
とくに、一連の製紙ラインにおける特定の工程（塗工紙や上質紙の抄紙工程など）から得られる紙パルプ製造工程残渣を単独で使用することが好ましい。この場合、紙パルプ製造工程残渣に含まれる無機物質等の成分や由来を把握できるので、製造される近赤外線吸収材料の光吸収特性を安定したものとすることができる。
【００６９】
具体的には、パルプ工程や抄紙工程から採取した紙パルプ製造工程残渣の場合、つまり、紙パルプ製造工程残渣がパルプ工程や抄紙工程の排水の場合、その濃度は０．１〜１．５％と低くなる。濃度が低いけれども、単独工程からの得られた紙パルプ製造工程残渣でありその発生元から近いため、紙パルプ製造工程残渣の性質や履歴が明確でありかつ性質を特定しやすいという利点が得られる。
【００７０】
例えば、塗工紙や上質紙の抄紙工程から発生する紙パルプ製造工程残渣は、より白く、特定無機物質（炭酸カルシウム、カオリン等）を３０〜７０％程度含むという性質を有する。また、新聞古紙脱墨パルプの製造工程から発生する紙パルプ製造工程残渣は、より黒く、多様な無機物質を３０〜７０％程度含むという性質を有する。
【００７１】
そして、原料となる紙パルプ製造工程残渣は、採取場所によって含まれる無機物質の種類や量などが変動し、含有される元素組成も異なる。原料となる紙パルプ製造工程残渣の元素組成が異なれば、製造される近赤外線吸収材料の光吸収特性にも影響を及ぼす場合がある。
例えば、カルシウム、アルミニウムおよびケイ素の元素組成と焼成温度との関係を適切に調整すれば、適切な吸収ピークを有する近赤外線吸収材料を製造することができるので、紙パルプ製造工程残渣を近赤外線吸収材料の原料として用いる場合には、その履歴等が明確なものを用いることによって安定した光吸収特性を有する本発明の近赤外線吸収材料を調整することが可能となる。
【００７２】
なお、紙パルプ製造工程残渣中の上記元素組成は、紙パルプ製造工程残渣を焼成した焼成物から把握することができる。
【実施例】
【００７３】
本発明の近赤外線吸収材料の有用性を確認した。
実験では、（１）近赤外線吸収特性を有する機能性材料の作製、（２）製紙スラッジ焼却灰を原料とした場合の調製条件の検討、を行い本発明の近赤外線吸収材料の有用性を確認した。
【００７４】
（１）近赤外線吸収特性を有する機能性材料の作製
【００７５】
実験では、カルシウム（Ｃａ）、ケイ素（Ｓｉ）、およびアルミニウム（Ａｌ）を構成元素として含有するものを近赤外線吸収材料の原料として使用した。
【００７６】
（原料調製）
実験では、カルシウム（Ｃａ）源として炭酸カルシウム（和光純薬工業（株）製）、ケイ素（Ｓｉ）源およびアルミニウム（Ａｌ）源としてカオリン（和光純薬工業（株）製）を用いた。
まず、炭酸カルシウムおよびカオリンは、それぞれ乾燥機（ヤマト科学（株）製、型番；ＤＸ４００）を用いて１０５℃で乾燥し、絶乾状態にした。
【００７７】
（焼成）
絶乾状態にした炭酸カルシウムおよびカオリンを質量比１：１で混合したものを原料として用いた。そして、この原料を磁器製るつぼに適量採取し、電気マッフル炉（アズワン（株）製、型番；ＨＰＭ−２Ｎ）を用いて９００℃で１時間焼成して混合焼成物を得た。
【００７８】
なお、比較サンプルとして、絶乾状態の炭酸カルシウムおよびカオリンをそれぞれ単独で焼成して単独焼成物を得た。
【００７９】
（粉砕）
混合焼成物４０ｇ、蒸留水２００ｇ、ジルコニアボール８００ｇ（ボール径０．３ｍｍ）をボールミル（三田村理研工業（株）製）に入れ、２０分間湿式下で粉砕した。粉砕処理後、吸引ろ過にて粉砕物を回収し、乾燥機を用いて１０５℃で乾燥して、湿式粉砕物を得た（以下、混合焼成湿式粉砕物という）。
また、混合焼成原料４０ｇを乳鉢を用いて乾式下で粉砕して、乾式粉砕物を得た（以下、混合焼成乾式粉砕物という）。
【００８０】
なお、各比較サンプルも湿式粉砕物および乾式粉砕物を調製した場合と同様の方法によって、それぞれ比較湿式粉砕物（以下、焼成炭酸カルシウム湿式粉砕物、焼成カオリン湿式粉砕物という）および比較乾式粉砕物（以下、焼成炭酸カルシウム乾式粉砕物、焼成カオリン乾式粉砕物という）を得た。
【００８１】
（近赤外線吸収特性評価）
上記各粉砕処理によって得られた各粉砕物の分光反射率は、分光光度計（日本分光（株）製、型番；Ｖ−５７０）を用いて測定した。
測定波長領域は、可視光域から近赤外域の４００ｎｍ〜２２００ｎｍとした。
標準板としては、スペクトラロン（ラブズフェア社製）を用いた。
なお、各粉砕物は、乾燥機を用いて１０５℃で絶乾した後、分光光度計に供した。
【００８２】
また、各粉砕物の結晶構造解析には、Ｘ線回折装置（（株）リガク製、型番；Ｕｌｔｉｍａ  ＩＶ）を用い、ＣｕＫαにて４０ｋＶ、４０ｍＡ、２θの範囲５〜６０°で測定した。
【００８３】
（混合粉砕物の結果）
分光反射率の測定結果を、図２に示す。
図２に示すように、乾式粉砕した混合焼成乾式粉砕物では、波長１４００ｎｍ付近では若干の吸収が確認されたが１９００ｎｍ付近では吸光が全く確認されなかった。
一方、湿式粉砕した混合焼成湿式粉砕物では、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光が確認された（図２中の矢印参照）。
【００８４】
Ｘ線回折測定結果を図３に示す。
図３に示すように、乾式粉砕した混合焼成乾式粉砕物では、主に酸化カルシウムと焼成カオリンのピークが確認された。一方、湿式粉砕した混合焼成湿式粉砕物では、主に水酸化カルシウムおよび焼成カオリンのピークが確認された。
【００８５】
（比較サンプルの結果）
粉砕方法の異なる焼成炭酸カルシウム粉砕物の分光反射率の測定結果から、粉砕方法にかかわらず、波長１４００ｎｍ付近で吸光が確認された。
また、乾式粉砕した焼成炭酸カルシウム乾式粉砕物からは、カルシウムが酸化カルシウムに変化していることが推認された。また、湿式粉砕した焼成炭酸カルシウム湿式粉砕物からは、カルシウムが水酸化カルシウムに変化していることが推認された。
【００８６】
このため、焼成炭酸カルシウム乾式粉砕物および焼成炭酸カルシウム湿式粉砕物の分光反射率を、標準品（酸化カルシウムおよび水酸化カルシウム）の分光反射率と比較した。
また、乾式または湿式粉砕した焼成炭酸カルシウム粉砕物のＸ線回折スペクトルを測定し、かかるＸ線回折スペクトルと標準品のＸ線回折スペクトルを比較した。
この結果、乾式粉砕した焼成炭酸カルシウム乾式粉砕物の１４００ｎｍ付近のピークは、酸化カルシウムと同定することができ、湿式粉砕した焼成炭酸カルシウム湿式粉砕物の１４００ｎｍ付近のピークは、水酸化カルシウムと同定することができた。つまり、１４００ｎｍ付近の吸光は、酸化カルシウムもしくは水酸化カルシウムに起因するものと推察された。
【００８７】
一方、粉砕方法の異なる焼成カオリン粉砕物の分光反射率の測定結果から、いずれの粉砕方法によっても波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近の吸光は確認されなかった。
また、焼成カオリン粉砕物は、そのＸ線回折測定結果から、乾式粉砕した焼成カオリン乾式粉砕物及び湿式粉砕した焼成カオリン湿式粉砕物のいずれにおいても、結晶構造に変化は確認されなかった。
【００８８】
以上の結果から、Ｓｉ源、Ａｌ源であるカオリンだけを焼成し、水を加えても（以下、加水という）所望の吸光を発現させることができないことが確認できた。
また、波長１４００ｎｍ付近の吸光を発現させるためには、酸化カルシウムもしくは水酸化カルシウムが必要であることが推認された。
そして、乾式粉砕した混合焼成乾式粉砕物では所望の吸光を発現させることができないが、湿式粉砕した混合焼成湿式粉砕物では所望の吸光を発現させることができたことが確認された。
この結果から、波長１４００ｎｍ付近の吸光に加えて１９００ｎｍ付近の吸光を発現させるためには、原料を焼成した後に湿式粉砕（つまり加水）が必要であることが確認できた。また、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近の吸光を発現させるためには、元素として、ＳｉとＡｌに加えてＣａの存在も重要であることが推察された。
一方、乾式または湿式粉砕した焼成炭酸カルシウム粉砕物の結果から、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近の吸光の発現には、酸化カルシウムもしくは水酸化カルシウムも必要であることが推察された。
【００８９】
したがって、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光を有する近赤外線吸収特性は、元素としてＳｉ、ＡｌおよびＣａが必要であり、かかる３元素が共存した状態で加水することによって生じる物質変化に起因して発現するものと推察された。
【００９０】
（アルカリ処理した試料の評価）
上記結果から、加水による影響について確認した。
【００９１】
上記実験結果から、原料を焼成し生成した酸化カルシウムに加水することによって、水酸化カルシウムが生じ、Ｓｉ、Ａｌを含む物質が水酸化カルシウム水溶液中に存在することで、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近での吸光を示す物質が生じた可能性も考えられた。
そこで、本実験では、カオリンを使用して、焼成処理及びアルカリ処理が近赤外線吸収特性に及ぼす影響を検討した。
また、水酸化カルシウム水溶液に含まれるカルシウムイオンと水酸化物イオンの影響を区別するため、焼成カオリンに塩化カルシウム水溶液と水酸化ナトリウム水溶液を加え、その近赤外線吸収特性を検討した。
【００９２】
実験では、絶乾状態にしたカオリン（以下、単にカオリンという）と焼成処理したカオリン（以下、単に焼成カオリンという）を用いた。なお、カオリンを絶乾状態にした方法および焼成処理した方法は、上述した方法と同様の方法を用いた。
【００９３】
絶乾状態にしたカオリンまたは焼成カオリンは、以下の方法を用いて湿式粉砕した。
湿式粉砕時の溶媒として、１ｍｏｌ/Ｌ水酸化カルシウム水溶液、塩化カルシウム水溶液および純水を用いた。なお、焼成カオリンでは、溶媒として水酸化ナトリウム水溶液をも用いた。
湿式粉砕には、ボールミルを使用した。湿式粉砕用容器に試料２０ｇ、溶媒２２０ｇ、ジルコニアボール８００ｇ（ボール径０．３ｍｍ）を入れ、２０分間湿式粉砕を行った。処理後、吸引ろ過にてサンプルを回収し、乾燥機を用いて１０５℃で乾燥した。
【００９４】
なお、分光反射率および結晶構造解析には、上述した分光光度計およびＸ線回析装置を用いた。
【００９５】
（結果)
各水溶液中で処理したカオリン及び焼成カオリンの分光反射率を測定した。
その結果から、溶媒として水酸化カルシウム水溶液を用いたカオリンでは、波長１４００ｎｍ付近での吸光が確認されたが、波長１９００ｎｍ付近では確認されなかった。
また、溶媒として純水を用いた場合と比較したところ、水酸化カルシウム水溶液を用いたカオリンと純水中で湿式粉砕したカオリンのスペクトルは類似することが確認された。
【００９６】
一方、溶媒として水酸化カルシウム水溶液を用いた焼成カオリンでは、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光が確認された。
また、水酸化カルシウム水溶液を用いた焼成カオリンと純水中で湿式粉砕した焼成カオリンでは、そのスペクトルは異なっていた。水酸化カルシウム水溶液を用いた焼成カオリンでは、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光が発現することが確認された。しかし、純水中で湿式粉砕した焼成カオリンでは、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近における明らかな吸収ピークを確認することができなかった。
【００９７】
溶媒として塩化カルシウム水溶液を用いたカオリンでは、波長１４００ｎｍ付近での吸光が若干確認されたものの、波長１９００ｎｍ付近では確認されなかった。
また、溶媒として純水を用いた場合と比較したところ、塩化カルシウム水溶液を用いたカオリンと純水中で湿式粉砕したカオリンのスペクトルは類似することが確認された。
【００９８】
一方、溶媒として塩化カルシウム水溶液を用いた焼成カオリンでは、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近のいずれにおいても吸光は確認されなかった。
【００９９】
また、溶媒として水酸化ナトリウム水溶液を用いた焼成カオリンでは、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近のいずれにおいても吸光は確認されなかった。
【０１００】
これらの結果より、近赤外線吸収特性を発現させるためには、焼成カオリンを水酸化カルシウム水溶液中で処理することが必要であると推察された。
なお、カオリンを焼成する際の焼成時間による吸光への影響はないものと推察された。
【０１０１】
また、カオリンは、水酸化カルシウム水溶液及び塩化カルシウム水溶液中で処理しても近赤外線吸収特性に影響を与えるような物質変化を生じさせることはないものと推察された。
【０１０２】
したがって、ＳｉとＡｌを含む物質としてカオリンを用いた場合、かかるカオリンを焼成する必要があることが確認できた。そして、この焼成したカオリン（焼成カオリン）を用いた場合、溶媒として、塩化カルシウム水溶液及び水酸化ナトリウム水溶液を用いて処理しても近赤外線吸収特性を発現させることができないが、水酸化カルシウム水溶液を用いて処理することによって近赤外線吸収特性を発現させることができることが確認できた。
【０１０３】
以上の結果より、焼成カオリンをカルシウムイオンと水酸化物イオンの両方が含まれる水溶液で処理することによって、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光を有する近赤外線吸収特性を示す物質が生じたものと推察された。
【０１０４】
（アルカリ処理した試料の結晶構造評価）
各水溶液中で処理したカオリン及び焼成カオリンのＸ線回折測定結果から、溶媒として水酸化カルシウム水溶液を用いたカオリンおよび溶媒として塩化カルシウム水溶液を用いたカオリンと純水中で湿式粉砕したカオリンをそれぞれ比較検討した。
【０１０５】
（結果）
溶媒として水酸化カルシウム水溶液を用いたカオリンでは、カオリンと水酸化カルシウムのピークが確認された。塩化カルシウムを用いたカオリンにおいては、カオリンのピークのみが確認された。
この結果より、カオリンは、水酸化カルシウム水溶液及び塩化カルシウム水溶液中で処理しても波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光を有する近赤外線吸収特性に影響を与えるような物質変化を生じさせないことが確認された。
【０１０６】
そして、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光が確認された溶媒として水酸化カルシウム水溶液を用いた焼成カオリンにおいては、水酸化カルシウムと焼成カオリンのピークが確認された。
【０１０７】
また、溶媒として塩化カルシウム水溶液および水酸化ナトリウム水溶液を用いた焼成カオリンと純水中で湿式粉砕した焼成カオリンのＸ線回折スペクトルを比較した。
すると、溶媒として塩化カルシウム水溶液および水酸化ナトリウム水溶液を用いた焼成カオリンにおいては、いずれも焼成カオリンのピークのみが確認された。
【０１０８】
つまり、焼成カオリンを塩化カルシウム水溶液及び水酸化ナトリウム水溶液中で処理しても、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光を有する近赤外線吸収特性に影響を与えるような物質変化を生じさせないことが確認された。
【０１０９】
以上の結果より、焼成カオリンを水酸化カルシウム水溶液中で処理した場合にのみ、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光を有する近赤外線吸収特性に影響を与えるような物質変化を生じさせることが確認された。
【０１１０】
したがって、焼成カオリンをカルシウムイオンと水酸化物イオンの両方が含まれる水溶液で粉砕処理することによって、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光を有する近赤外線吸収特性を発現させる物質を生成することができたことが確認できた。
【０１１１】
よって、（１）の実験をまとめると、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光を有する近赤外線吸収特性を発現させるには、
（ａ）元素としてＳｉ、ＡｌおよびＣａが必要であり、
（ｂ）少なくともＳｉとＡｌを含む原料を焼成する必要があり、
（ｃ）Ｓｉ、ＡｌおよびＣａが共存した状態でアルカリ条件下湿粉砕式処理する必要がある、
ことが確認できた。
【０１１２】
（２）製紙スラッジ焼却灰を原料とした場合の調製条件の検討
【０１１３】
（１）の近赤外線吸収特性を有する機能性材料の作製に用いた炭酸カルシウムとカオリンは、製紙業界で広く使用されている無機填料であることから、紙パルプ製造工程残渣として発生する製紙スラッジ（以下、単にＰＳという）を近赤外線吸収材料の原料として利用することができることが確認できた。
【０１１４】
（Ｉ）製紙スラッジ焼却灰（以下、ＰＳ灰という）の分光反射率
【０１１５】
まず、ＰＳの焼成温度と近赤外線吸収材料の光吸収特性の関係を確認した。
【０１１６】
実験では、近赤外線吸収材料の原料として紙パルプ製造工程残渣である製紙スラッジ（ＰＳ）を使用した。
なお、このＰＳは、焼成手段によって焼成する前に乾燥機（ヤマト科学（株）製、型番；ＤＸ４００）を用いて１０５℃にて乾燥し、絶乾状態にしたものを使用した。
【０１１７】
（焼却条件の検討）
焼成手段として、電気マッフル炉（アズワン（株）製、型番；ＨＰＭ−２Ｎ）を使用し、磁器製るつぼに採取したＰＳ２０ｇを空気雰囲気中、焼成温度を５２５℃、６００℃、７００℃、８００℃、９００℃、１０００℃として、それぞれ３時間焼成した。なお、それぞれの灰分測定は、焼成前後の質量変化から算出した。
【０１１８】
（粉砕条件）
上記焼成条件下で焼成した焼成物である各ＰＳ焼却灰を以下の条件で粉砕処理した。
ＰＳ焼却灰４０ｇに対して、蒸留水２００ｇ、ジルコニアボール８００ｇ（ボール径０．３ｍｍ）となるように調整し、これらをボールミル（三田村理研工業（株）製）に入れ、２０分間湿式粉砕した。粉砕処理後、吸引ろ過にてＰＳ焼却灰を回収し、乾燥機を用いて１０５℃で乾燥して粉砕生成物を得た。
【０１１９】
（近赤外線吸収材料の光吸収特性）
得られた各粉砕生成物の近赤外線吸収特性は、以下の装置を用いて測定した。
粉砕生成物の分光反射率は、分光光度計(日本分光（株）製、型番；Ｖ−５７０）を用いて測定した。
測定波長領域は、可視光域から近赤外域の４００ｎｍ〜２２００ｎｍとした。なお、標準板として、スペクトラロン（ラブズフェア社製）を用いた。また、各粉砕生成物は、乾燥機（１０５℃）を用いて絶乾した状態で測定した。
【０１２０】
（光吸収特性の結果）
分光反射率の測定結果を、図４に示す。
図４には、異なる温度で焼却したＰＳ焼却灰の分光反射率を測定した測定結果を示した。
図４に示すように、７００℃で焼却したＰＳ焼却灰においては、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に若干の吸光が確認された。そして、８００℃以上で焼却したＰＳ焼却灰において、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に明確な吸光が確認された。
一方、最も吸光度の高かった９００℃で焼却したＰＳ焼却灰と、代表的な製紙用填料の分光反射率を比較した場合、９００℃で焼却したＰＳ焼却灰は、代表的な製紙用填料とは異なる吸光を示すことが確認できた。
【０１２１】
上記結果から、ＰＳ焼却灰の近赤外線吸収特性は、焼却温度によって影響を受けることが確認できた。
【０１２２】
（製紙スラッジ焼却灰の元素組成）
つぎに、ＰＳ焼却灰の元素組成について確認した。
【０１２３】
ＰＳ焼却灰の元素組成は、エネルギー分散型蛍光X線分析装置((株)島津製作所製、ＥＤＸ−８００）を用いて測定した。
ＰＳ焼却灰の結晶構造解析には、Ｘ線回折装置（（株）リガク製、型番；Ｕｌｔｉｍａ  ＩＶ）を用い、ＣｕＫαにて４０ｋＶ、４０ｍＡ、２θの範囲５〜６０°で測定した。
【０１２４】
（元素組成の結果）
ＰＳ焼却灰に含まれる無機物の元素組成は、カルシウム（Ｃａ）６１．９質量％、ケイ素（Ｓｉ）２５．３質量％、アルミニウム（Ａｌ）８．６質量％であり、その他の成分が４．２質量％であった。
【０１２５】
また、焼却温度５２５℃から８００℃にかけて、ＰＳ焼却灰の質量減少が確認された。かかる質量減少は、ＰＳに炭酸カルシウムが含まれており、この炭酸カルシウムが脱炭酸を起こすことによって生じた現象であると推察された。
【０１２６】
（製紙スラッジ焼却灰の結晶構造評価）
つぎに、ＰＳ焼却灰の結晶構造を確認した。
【０１２７】
ＰＳ焼却灰のＸ線回折測定は、上述したエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置を用いて測定した。
ピークの定性は、標準品と比較して行った。なお、一部ピークにおいては、統合粉末Ｘ線回析ソフトウェア（（株）リガク製）を使用して解析を行った。
【０１２８】
（結晶構造解析の結果）
異なる温度で焼成したＰＳ焼却灰のＸ線回析測定の結果を図５に示す。
図５に示すように、吸光が確認された５２５℃〜７００℃で焼却したＰＳ焼却灰と、吸光が確認された８００℃〜１０００℃で焼却したＰＳ焼却灰においては、物質が変化していることが確認できた。
この結果から、ＰＳを７００℃よりも高温で焼却した際に生成または変性した物質によって、特徴的な近赤外線吸収特性が発現すると考えられる。
また、５２５℃〜７００℃で焼却したＰＳ焼却灰において確認された炭酸カルシウムのピークが、８００℃〜１０００℃で焼却したＰＳ焼却灰では減少している。一方、８００℃〜１０００℃で焼却したＰＳ焼却灰では、酸化カルシウムまたは水酸化カルシウムのピークが確認された。
【０１２９】
以上の結果から、灰分測定時にみられた質量減少は、炭酸カルシウムが脱炭酸を起こして、酸化カルシウムに変化したものによると推定された。
したがって、ＰＳを焼却することによって、ＰＳ焼却灰中に含まれる物質が変化することが確認できた。
【０１３０】
また、ＰＳを８００℃以上で焼却し湿式粉砕すれば、１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光を有する近赤外線吸収特性を有するＰＳ焼却灰を確実に製造することができることが確認できた。
さらに、焼却温度によって、ＰＳ焼却灰中の物質が変化していることが確認できた。
【０１３１】
上記実験では、ＰＳ焼却灰を湿式粉砕してから分光反射率の測定に供したが、水分を加えることによって酸化カルシウムが水酸化カルシウムに変化するように、水分が加わることで変化する物質も存在すると考えられた。
そこで、以下の実験では、ＰＳ焼却灰を調製する調製条件を見出す上で、焼却時間に加えて、ＰＳの焼却温度や粉砕方法が近赤外線吸収特性に及ぼす影響を確認した。
【０１３２】
（ＩＩ）近赤外線吸収特性を有するＰＳ灰の調製条件
【０１３３】
以下の実験では、ＰＳの焼却温度および焼成時間、粉砕方法が近赤外線吸収特性に及ぼす影響について確認した。
【０１３４】
実験では、（Ｉ）と同様にＰＳを焼却前に乾燥機を用いて１０５℃にて乾燥し、絶乾状態にしてから用いた。
なお、かかるＰＳを焼却したＰＳ焼却灰に含まれる無機物の元素組成は、カルシウム（Ｃａ）３５．５質量％、ケイ素（Ｓｉ）４１．８質量％、アルミニウム（Ａｌ）１６．３質量％であり、その他の成分が６．４質量％であった。
【０１３５】
（製紙スラッジの焼却）
絶乾状態にしたＰＳを磁器製るつぼに適量採取し、電気マッフル炉（アズワン（株）製、型番；ＨＰＭ−２Ｎ）を用いて焼却した。
焼却時間による近赤外線吸収特性への影響調査は、ＰＳを焼却温度９００℃でそれぞれ１時間、２時間、３時間焼却し確認した。
また、焼却温度による近赤外線吸収特性への影響調査は、ＰＳを空気雰囲気中で焼却温度５２５℃、６００℃、７００℃、８００℃、９００℃、１０００℃でそれぞれ３時間焼却し確認した。
なお、それぞれの灰分測定は、焼成前後の質量変化から算出した。
【０１３６】
（粉砕方法の異なるＰＳ焼却灰の作製）
上記のごとき異なる温度で焼却したＰＳ焼却灰は、それぞれ乾式または湿式で粉砕した。
乾式粉砕は、オートミル（三田村理研工業（株）製）を使用し、ローター回転数１５，０００ｒｐｍ、スリット目０．０８ｍｍにて行った。
湿式粉砕は、ＰＳ焼却灰４０ｇ、蒸留水２００ｇ、ジルコニアボール８００ｇ（ボール径０．３ｍｍ）をボールミル（三田村理研工業（株）製）に入れ、２０分間粉砕処理した。粉砕処理後、吸引ろ過にてＰＳ焼却灰を回収し、乾燥機において１０５℃で乾燥し作製した。
【０１３７】
（加水製紙スラッジ焼却灰の作製）
乾式粉砕したＰＳ焼却灰から一部を分取し、分取した乾式粉砕したＰＳ焼却灰に蒸留水を加え、加水ＰＳ焼却灰を作製した。この加水ＰＳ焼却灰は、ビーカー内にＰＳ焼却灰と蒸留水を加え、２０分間プログラムホットスターラ（アズワン（株）製、型番；ＤＰ−２Ｌ）で撹拌した後、吸引ろ過にて回収し、乾燥機において１０５℃で乾燥し作製した。
【０１３８】
（ＰＳ焼却灰の近赤外線吸収特性評価）
焼却時間の異なるＰＳ焼却灰及び異なる焼却温度と粉砕方法で作製したＰＳ焼却灰、加水ＰＳ焼却灰の分光反射率は、分光光度計（日本分光（株）製、型番；Ｖ−５７０）を用いて測定した。
測定波長領域は、可視光域から近赤外域の４００〜２２００ｎｍとした。
【０１３９】
（ＰＳ焼却灰の評価）
ＰＳ焼却灰の元素組成は、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（（株）島津製作所製、型番；ＥＤＸ−８００）を用いて測定した。
異なる焼却温度と粉砕方法で作製したＰＳ焼却灰及び加水ＰＳ焼却灰の結晶構造解析には、Ｘ線回析装置（（株）リガク製、型番；Ｕｌｔｉｍａ  ＩＶ）を用い、ＣｕＫαにて４０ｋＶ、４０ｍＡ、２θの範囲５〜６０°で測定した。
なお、ＰＳ焼却灰の粒子観察には、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日本電子（株）製）を用いた。
【０１４０】
（結果）
以下では、まず、元素組成の結果を示したのち、焼成時間によるＰＳ焼却灰の近赤外線吸収特性の結果、粉砕方法によるＰＳ焼却灰の近赤外線吸収特性の結果、加水ＰＳ焼却灰の近赤外線吸収特性の結果、ＰＳ焼却灰の結晶構造の結果および加水ＰＳ焼却灰の結晶構造解析の結果を、順を追って示す。
【０１４１】
（元素組成の結果）
ＰＳ焼却灰の蛍光Ｘ線分析の結果から、（Ｉ）で用いたＰＳとは元素組成が異なっていることが確認できた。かかる理由として、ＰＳは、抄紙工程や古紙処理の際に、回収されなかった微細繊維や無機填料から構成されているため、製造する紙の品種や、処理する古紙等によって、構成物が一定ではないからと推察された。
また、灰分測定の結果から、焼却温度５２５℃〜８００℃にかけて、ＰＳ焼却灰の質量減少が確認できた。これは（Ｉ）と同様、炭酸カルシウムが脱炭酸を起こしたために起こった質量減少であると推察された。また、焼却によって炭酸カルシウムが酸化カルシウムに変性するといった物質変化が起こっていることが予想された。
【０１４２】
（焼成時間によるＰＳ焼却灰の近赤外線吸収特性の結果）
焼却時間の異なるＰＳ焼却灰の分光反射率を測定した結果を図６に示す。
図６に示すように、全てのサンプルで波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近での吸光が確認された。また、全てのサンプルのスペクトルは類似していた。
これらの結果から、近赤外線吸収特性は、焼却時間によって影響を受けないことが確認できた。
【０１４３】
（粉砕方法によるＰＳ焼却灰の近赤外線吸収特性の結果）
異なる温度で焼却し、乾式または湿式で粉砕したＰＳ焼却灰の分光反射率を測定した結果を図７および図８に示す。
図７に示すように、異なる温度で焼却した乾式粉砕したＰＳ焼却灰においては、全てのサンプルで波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近での吸光が確認されなかった。
また、図８に示すように、異なる温度で焼却した湿式粉砕したＰＳ焼却灰のうち、７００℃以下で焼却したＰＳ焼却灰においては、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近での吸光が確認されなかった。一方、８００℃以上で焼却したＰＳ焼却灰では、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近において明確な吸光が確認された。
【０１４４】
これらの結果より、ＰＳ焼却灰の近赤外線吸収特性は、焼却温度だけでなく、粉砕方法によっても変化することが確認できた。
【０１４５】
そこで、粉砕方法によって粒子径や粒子形状が変化したことが考えられたため、９００℃で焼却したＰＳ焼却灰のＳＥＭ観察を行った。すると、乾式及び湿式で粉砕したＰＳ焼却灰は凝集している様子が観察され、二次粒子の状態でおよそ２〜３μｍ程度であることが確認できた。また、両サンプルにおいて粒子形状は類似していることも確認できた。
【０１４６】
この結果から、粒子径や粒子形状による近赤外線吸収特性への影響はないと推察された。つまり、乾式粉砕及び湿式粉砕を比較した場合、最も異なるのは水分の有無であると考えられた。このため、近赤外線吸収特性は、ＰＳ焼却灰が水分による影響を受けることで発現する可能性が考えられた。
【０１４７】
また、（Ｉ）で用いたＰＳ焼却灰の分光反射率測定の結果では、９００℃で焼却したＰＳ焼却灰の吸光度が最も高く、本実験で用いたＰＳ焼却灰の分光反射率測定の結果では、８００℃で焼却したＰＳ焼却灰の吸光度が最も高くなった。かかる理由としては、原料として用いたＰＳの元素組成が異なっており、物質の変化に違いが生じたためではないかと考えられた。
【０１４８】
（加水ＰＳ焼却灰の近赤外線吸収特性の結果）
上述したように、ＰＳ焼却灰が近赤外線吸収特性を持つためには、焼却温度、水分の影響を受けることが考えられた。そこで、乾式粉砕したＰＳ焼却灰に加水することで、水分が近赤外線吸収特性に及ぼす影響を検討した。
【０１４９】
加水したＰＳ焼却灰の分光反射率の結果を図９に示す。
図９に示すように、７００℃以下で焼却したＰＳ焼却灰においては、明確な吸光は確認されなかった。
一方、８００℃以上で焼却したＰＳ焼却灰においては、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に明確な吸光が確認された（図９中の矢印参照）。
これらの結果から、ＰＳ焼却灰が近赤外線吸収特性を有するためには、焼却（つまり焼成）することと、水分が必要であり、乾式粉砕したＰＳ焼却灰に加水するだけでも近赤外線吸収特牲を発現させることができることが確認できた。
【０１５０】
また、８００℃以上で焼却したＰＳ焼却灰において、湿式粉砕したＰＳ焼却灰の吸光度の分光反射率の低下（つまり明確な吸収ピークの形成）は、加水したＰＳ焼却灰に比べて大きくなることが確認できた。かかる理由として、湿式粉砕ではＰＳ焼却灰が粉砕されながら水と接するため、ＰＳ焼却灰と水との反応性が向上し、近赤外線吸収特性を示す物質への変性がより起こり易くなったためではないかと推察された。
【０１５１】
（ＰＳ焼却灰の結晶構造の結果）
異なる温度で焼却し、乾式または湿式粉砕したＰＳ焼却灰をＸ線回折で測定した測定結果を図１０に示す。
図１０に示すように、５２５〜７００℃で焼却し、乾式または湿式粉砕したＰＳ焼却灰では、いずれもピークの違いは確認されず、炭酸カルシウムのピークのみが確認された。
この結果から、近赤外線吸収特性は、炭酸カルシウムによるものではないことが確認できた。なお、図１０の（ｃ）に示すように、７００℃で焼却した場合には、５２５℃で焼却した場合と６００℃で焼却した場合に比べて、炭酸カルシウムの分解等が進行しているものと推察された。
【０１５２】
一方、８００〜１０００℃で焼却した乾式粉砕したＰＳ焼却灰においては酸化カルシウムのピークが確認され、湿式粉砕したＰＳ焼却灰においては酸化カルシウムと水酸化カルシウムのピークが確認された。
酸化カルシウムは、ＰＳに含まれる炭酸カルシウムが８００℃以上で焼却されることによって生成したものであると考えられるため、かかる水酸化カルシウムのピークは、この酸化カルシウムに湿式粉砕の水分が加わることで生成したものと考えられた。
【０１５３】
（加水ＰＳ焼却灰の結晶構造解析の結果）
加水したＰＳ焼却灰のＸ線回折の測定結果を図１１に示す。
図１１に示すように、加水したＰＳ焼却灰のＸ線回折スペクトルは湿式粉砕したＰＳ焼却灰のＸ線回折スペクトルに類似していることが確認できた。
【０１５４】
以上の結果から、ＰＳを原料として近赤外線吸収特性を有する機能性材料を調製するためには、ＰＳを７００℃よりも高温で焼却し、水分を加える必要があることが確認できた。そして、ＰＳを８００℃以上で焼却し、水分を加えれば、近赤外線吸収特性を確実に発揮させることができることが確認できた。また、焼却時間による近赤外線吸収特性への影響はないものと考えられた。
【０１５５】
（まとめ）
ＰＳから活用可能な物質を調製することを目的として、ＰＳを異なる温度で焼却し、ＰＳ焼却灰を作製した。ＰＳ焼却灰を湿式粉砕した後に分光反射率を測定したところ、８００℃以上で焼却したＰＳ焼却灰において、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光が確認された。ここで確認された吸光は、製紙業界において主に使用されている無機填料のいずれにも発見されていない近赤外線吸収特性を有するものであることが確認できた。
【０１５６】
また、Ｘ線回折測定の結果、ＰＳの焼却温度によって物質が変化していることが確認されたことから、変性した物質が近赤外線吸収特性に影響を与えたものと推察された。
【０１５７】
ＰＳ焼却灰の分光反射率測定においては、異なる焼却時間で作製したＰＳ焼却灰の分光反射率を測定した結果、全てのサンプルにおいて、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光が確認された。また、すべてのスペクトルは類似していたため、焼却時間による近赤外線吸収特性への影響はないものと推察された。
【０１５８】
つぎに、乾式または湿式で粉砕したＰＳ焼却灰を作製し、分光反射率を測定した結果、乾式粉砕したＰＳ焼却灰では、全てのサンプルで吸光が確認されなかった。一方、湿式粉砕したＰＳ焼却灰において、７００℃以下で焼却したＰＳ焼却灰では、吸光が確認されなかったものの、７００℃よりも高温で焼却したＰＳ焼却灰では、吸光が確認された。この結果より、ＰＳから近赤外線吸収特性を有する機能性材料の調製には、ＰＳを７００℃よりも高温（例えば、８００℃以上）で焼却し、かつ水分を加えることが必要であることが確認できた。
【０１５９】
さらに、近赤外線吸収特性が発現する機構を調査するために、無機填料から近赤外線吸収特性を有する試料の作製を試みた。
ＰＳ焼却灰の主成分であるＣａ、Ｓｉ、Ａｌを含む製紙用填料のうち、比較的安価な炭酸カルシウムとカオリンを選定し、炭酸カルシウムとカオリンをそれぞれ単独で用いた無機填料単独試料、または両填料を質量比１：１で混合し焼成した混合焼成試料を作製した。そして、各試料を乾式粉砕または湿式粉砕したのち、分光反射率を測定したところ、湿式粉砕した混合焼成填料においてのみ、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光が確認された。
この結果より、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光を有する近赤外線吸収特性の発現には、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌが必要であることが確認できた。
【０１６０】
また、アルカリ性水溶液による物質変化への影響を検討した結果、焼成カオリンを水酸化カルシウム水溶液で処理したサンプルにおいてのみ、波長１４００ｎｍ付近及び１９００ｎｍ付近に吸光が確認された。
この結果より、焼成カオリンを水酸化カルシウム水溶液中で処理することによって、近赤外線吸収特性に影響を与える物質が生じる可能性が推察された。
【０１６１】
以上の結果から、ＰＳ（製紙スラッジ）を原料として近赤外線吸収特性を有する機能性材料を調製することができることが確認できた。
また、原料としてＰＳを用いる場合の調製条件としては、（１）Ｃａ源である炭酸カルシウムおよびＳｉ源、Ａｌ源が含まれていること、（２）７００℃よりも高温（例えば、８００℃以上）の温度で焼却すること、（３）加水すること、の条件を満たす必要があることが確認できた。
また、一般的に７００℃よりも高温で焼却処理されているＰＳ焼却灰を原料として用いる場合には、上記（２）の焼成条件を満たしていると考えられるので、（１）および（３）の調製条件を満たしていれば、近赤外線吸収特性を有する機能性材料を調製することができることが確認できた。
【０１６２】
さらに、ＰＳを原料として近赤外線吸収材料を調製することが確認できたことから、従来の近赤外線吸収材料の代替品としての新たな用途が見出せることが期待され、ＰＳの廃棄量削減にも繋がる可能性があると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１６３】
本発明の近赤外線吸収材料は、既存の真贋の判定方法とは異なる長波長側の近赤外線の波長領域に特徴的な吸収ピークを有するため、紙幣や証券、債券、小切手、商品券、定期券などの有価証券類の他、個人情報が記録等されたカード類やパスポートなどの身分証明書等の真贋を機械的に判断するのに適している。
【符号の説明】
【０１６４】
Ｓ１    焼成工程
Ｓ２    粉砕工程
Ｓ３    乾燥工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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