[发明专利]可透红外光的黑色塑料制品的制作方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以吸收可见光透过红外光的塑料，特别是涉及一种利用透明有色色料掺入无色透明树脂混合制成的黑色塑料的方法与其红外摄影的应用。

背景技术

一般黑色塑料制品(板材)的制造方法，主要是以不透明塑料为载体掺入无机黑色颜料后加工制造完成，无机黑色颜料大都是以颗粒较大的碳黑(Carbonblack)为主。

碳黑与其它颜料不同，黑色颜料的分类不是按照化学成分或化学结构来划分。另一面，所采用的特定的生产工艺对颜料性能有较大影响，因此很自然及通常地把生产工艺作为黑色颜料分类的重要标准。

黑色颜料因为吸收可见光，所以呈现黑色。

碳黑粒子不仅以原生粒子形式存在，而且在生产过程中常熔结成聚合体。这里聚合体结构的吸引力很大，造成分散过程困难，致使光线通过受阻。

碳黑的颗粒粒径愈细，所聚合的比表面积大，吸收的光更多，感觉上更黑些；而粗一点的碳黑反射光多，使观察者感觉比较不黑。以碳黑作着色时，黑度主要基于对光的吸收，由于这一切发生在碳黑粒子内部，因此对于特定浓度的碳黑，碳黑越细小，则光吸收程度越高。

现在一般碳黑大约为100nm的原生粒子粒径仍比可见光约400nm的波长还小的多。

碳黑着色以后的反射率介于0.04～0.8％之间，而只有大约4％的小部分反射光会通过空气和塑料的光滑接口。从产品加工过程得知，不同的黑色颜料，其表面的化学性能是不同的。

一般黑色塑料制品，因为使用颗粒大的碳黑，由于碳黑粒子内部的散射作用以及由碳黑表面具有的官能基团中的-C-OH-在红外波段约800nm～1000nm之间有红外吸收光谱，同时，一般黑色塑料制品，也因为使用了不透明塑料作为载体，所产生的散射让红外光无法顺利透过。所以，一般黑色塑料制品，吸收了大部份的可见光而呈现黑色。

因为粗颗粒碳黑对红外的散射与部份的红外吸收，使得红外光无法透射。

如果采用细颗粒碳黑，虽然大大降低对红外的散射与部份的红外吸收，但是又由于不透明塑料对红外引起很大的散射现象。所以，还是无法透红外光。

例如，市售的一种微细碳黑颜料色粉，与塑料混合制成的薄型制品稍可透光，故此微细碳黑颜料色粉也叫“透明黑”色粉。在应用市场上，大都使用于家用电器产品的“红外遥控器”。因为它稍可透光(可见光)，所以也可以透红外光。这种透红外仅是让红外脉冲信号透过，但是不能让红外影像透过。即使可以让红外影像透过，也只是得到模糊的影像，无法达到穿透摄影的目的与功能。

发明内容

本发明目的是解决先前技术黑色塑料制品存在不能透红外摄影的问题。

本发明所采取的技术方案有：

(一)制造一黑色色料：

利用光学现象将两种以上透明的有色色(染)料，例如：青色(Cyan)、洋红(Magenta)、与黄色(Yellow)等三原色色料依适当的比例成份混合。

(二)制造一黑色塑料制品：

将黑色色料掺入可兼容性的透明树脂，形成一种黑色复合材料。再利用透明树脂的可塑性，将此种黑色复合材料塑造制成一个大小不同具有各种形状的黑色塑料制品。

(三)制作一可匹配应用的摄影机：

将一具有红外波段感应CCD摄影机的影像传感器前的红外截止滤光片移除。或在影像传感器前，安置一以自由移动一红外通过滤光片与一红外特定截止滤光片的装置，使穿透黑色塑料制品进行摄影时，可以避免可见光与红外、红外与红外等的重迭影像的发生。

其主要的特征就是：

(一)黑色色料，呈现黑色的现象，但可让红外光顺利通过。

此黑色色料可吸收包含蓝色(B)、红(R)、与绿色(G)在内的可见光光谱，但对可见光光谱外围的红外光谱则不吸收(可透过)。

(二)黑色塑料制品，是将黑色色料掺入可兼容性的透明树脂，塑制成一表面光滑的黑色塑料制品。

黑色塑料制品中，透明树脂的透明，必须具有高度的透明度。主要的目的是可让红外光可以顺利透过，用以供红外摄影取像。

黑色塑料制品中，透明树脂的树脂，主要是做为黑色色料的可塑载体，可以利用常见的设备以及成熟的生产工艺，就可以大量制作大型和各种形状的板材、薄膜和容器等用途。

黑色塑料制品应表面光滑，主要是使入射的红外光不会因为粗糙的表面而散射掉，供红外摄影时可以取得清晰的红外影像效果。

(三)具有红外波段感应的CCD摄影机，主要在影像传感器前移除一红外截止滤光片后加入一特定红外通过滤光片。目的是使红外光可以进入影像传感器，以及可以避免影像的过度重迭。