Gli assorbitori di luce ultravioletta sono noti da tempo ai formulatori di materie plastiche come additivo necessario per proteggere la plastica dagli effetti degradanti a lungo termine della luce solare.Gli assorbitori di infrarossi erano conosciuti solo da un piccolo gruppo di formulatori di materie plastiche.Tuttavia, man mano che il laser trova maggiore applicazione, questo gruppo relativamente sconosciuto di additivi sta aumentando di utilizzo.

Quando i laser divennero più potenti, tra la fine degli anni Sessanta e l'inizio degli anni Settanta, divenne evidente che gli operatori laser dovevano essere protetti dall'effetto accecante delle radiazioni infrarosse.A seconda della potenza e della vicinanza del laser all'occhio, potrebbe verificarsi una cecità temporanea o permanente.Più o meno nello stesso periodo, con la commercializzazione del policarbonato, gli stampatori impararono a utilizzare assorbitori di infrarossi nelle lastre per le visiere dei saldatori.Questa innovazione offriva un'elevata resistenza agli urti, protezione dalle radiazioni infrarosse e un costo inferiore rispetto alle lastre di vetro allora in uso.

Se si volesse bloccare tutta la radiazione infrarossa e non ci si preoccupasse di vedere attraverso il dispositivo, si potrebbe usare il nerofumo.Tuttavia, molte applicazioni richiedono la trasmissione della luce visibile e il blocco delle lunghezze d'onda degli infrarossi.Alcune di queste applicazioni includono:

Occhiali militari: i potenti laser vengono utilizzati dai militari per la telemetria e l'avvistamento delle armi.È stato riferito che durante la guerra Iran-Iraq degli anni ottanta, gli iracheni usarono il potente telemetro laser sui loro carri armati come arma per accecare il nemico.Si vocifera che un potenziale nemico stia sviluppando un potente laser da utilizzare come arma, destinato ad accecare le truppe nemiche.Il laser Neodynium/YAG emette luce a 1064 nanometri (nm) e viene utilizzato per la telemetria.Di conseguenza, oggi i soldati indossano occhiali con lenti in policarbonato stampato che incorporano uno o più assorbitori di infrarossi, che assorbono intensamente a 1064 nm, per proteggerli dall'esposizione accidentale al laser Nd/YAG.

Occhiali medici – Certamente è importante che i soldati abbiano una buona trasmissione della luce visibile negli occhiali, che bloccano le radiazioni infrarosse.È ancora più importante che il personale medico che utilizza i laser abbia un'eccellente trasmissione della luce visibile, pur essendo protetto dall'esposizione accidentale ai laser che sta utilizzando.L'assorbitore di infrarossi scelto deve essere coordinato in modo tale da assorbire la luce alla lunghezza d'onda di emissione del laser utilizzato.Con l’aumento dell’uso dei laser in medicina, aumenterà anche la necessità di protezione dagli effetti dannosi delle radiazioni infrarosse.

Piastre frontali e occhiali di protezione per saldatori – Come accennato in precedenza, questa è una delle applicazioni più antiche degli assorbitori di infrarossi.In passato, lo spessore e la resistenza agli urti della piastra frontale erano specificati da uno standard industriale.Questa specifica è stata scelta principalmente perché gli assorbitori di infrarossi utilizzati all'epoca si bruciavano se lavorati a una temperatura più elevata.Con l'avvento degli assorbitori di infrarossi con maggiore stabilità termica, la specifica è stata modificata lo scorso anno per consentire occhiali di qualsiasi spessore.

Schermi facciali per i lavoratori dei servizi elettrici: i lavoratori dei servizi elettrici possono essere esposti a intense radiazioni infrarosse se si verifica un arco elettrico sui cavi elettrici.Questa radiazione può essere accecante e in alcuni casi è stata fatale.Gli schermi facciali che incorporano assorbitori di infrarossi sono stati utili nel ridurre gli effetti tragici di alcuni di questi incidenti.In passato, queste visiere dovevano essere realizzate in acetato propionato di cellulosa, perché l'assorbitore di infrarossi si bruciava se veniva utilizzato il policarbonato.Recentemente, a causa dell’avvento di assorbitori di infrarossi più stabili termicamente, sono state introdotte visiere in policarbonato, che forniscono a questi lavoratori la necessaria protezione dagli impatti più elevata.

Occhiali da sci di fascia alta – La luce solare riflessa dalla neve e dal ghiaccio può avere un effetto accecante sugli sciatori.Oltre ai coloranti, per colorare gli occhiali, e agli assorbitori di luce ultravioletta per proteggere dalle radiazioni UVA e UVB, alcuni produttori stanno ora aggiungendo assorbitori di infrarossi per proteggere dagli effetti dannosi delle radiazioni infrarosse.

Esistono molte altre applicazioni interessanti che sfruttano le proprietà speciali degli assorbitori di infrarossi.Questi includono lastre di stampa litografiche con ablazione laser, saldatura laser di pellicole di plastica, otturatori ottici e inchiostri di sicurezza.

I tre principali gruppi di sostanze chimiche utilizzate come assorbitori di infrarossi sono i cianini, i sali di amminio e i ditioleni metallici.Le cianine sono molecole piuttosto piccole e quindi non hanno la stabilità termica per essere utilizzate nel policarbonato stampato.I sali di amminio sono molecole più grandi e sono termicamente più stabili delle cianine.Nuovi sviluppi in questa chimica hanno aumentato la temperatura massima di stampaggio di questi assorbitori da 480°F a 520°F.A seconda della chimica dei sali di amminio, questi possono avere spettri di assorbimento dell'infrarosso, che vanno da molto ampi a abbastanza stretti.I ditioleni metallici sono i più stabili termicamente, ma hanno lo svantaggio di essere molto costosi.Alcuni hanno spettri di assorbimento, che sono molto stretti.Se non sintetizzati correttamente, i ditioleni metallici possono emanare un cattivo odore di zolfo durante la lavorazione.

Le proprietà degli assorbitori di infrarossi, che sono di massima importanza per gli stampatori di policarbonato, sono:

Stabilità termica: è necessario prestare molta attenzione nella formulazione e nella lavorazione del policarbonato contenente gli assorbitori di infrarossi al sale di amminio.La quantità di assorbitore necessaria per bloccare la quantità di radiazione desiderata deve essere calcolata considerando lo spessore della lente.La temperatura e il tempo massimi di esposizione devono essere determinati e osservati attentamente.Se l'assorbitore di infrarossi rimane nella macchina per lo stampaggio durante una “pausa caffè prolungata”, l'assorbitore brucerà e i primi pezzi stampati dopo la pausa verranno scartati.Alcuni assorbitori di infrarossi ai sali di amminio di nuova concezione hanno consentito di aumentare la temperatura massima di stampaggio sicura da 480°F a 520°F, riducendo così il numero di parti scartate a causa della combustione.

Assorbimento – è la misura del potere di blocco degli infrarossi dell'assorbitore per unità di peso, a una lunghezza d'onda specifica.Maggiore è l'assorbenza, maggiore è il potere bloccante.È importante che il fornitore di assorbitori di infrarossi abbia una buona uniformità di assorbimento da lotto a lotto.In caso contrario, riformulerai con ciascun lotto di assorbitore.

Trasmissione della luce visibile (VLT) – Nella maggior parte delle applicazioni si desidera ridurre al minimo la trasmissione della luce infrarossa, da 800 nm a 2000 nm, e massimizzare la trasmissione della luce visibile da 450 nm a 800 nm.L'occhio umano è più sensibile alla luce nella regione compresa tra 490 nm e 560 nm.Sfortunatamente tutti gli assorbitori di infrarossi disponibili assorbono parte della luce visibile e anche della luce infrarossa e aggiungono un po' di colore, solitamente verde, alla parte stampata.

Foschia – Correlata alla trasmissione della luce visibile, la foschia è una proprietà critica negli occhiali in quanto può ridurre drasticamente la visibilità.L'opacità può essere causata da impurità presenti nel colorante IR, che non si dissolvono nel policarbonato.I nuovi coloranti IR all'ammino sono prodotti in modo tale che queste impurità vengano completamente rimosse, eliminando così la foschia da questa fonte e, allo stesso tempo, migliorando la stabilità termica.

Prodotti migliorati e qualità migliorata – La scelta corretta degli assorbitori di infrarossi consente al produttore di materie plastiche di offrire prodotti con proprietà prestazionali migliorate e con un livello di qualità costantemente elevato.

Poiché gli assorbitori di infrarossi sono molto più costosi di altri additivi plastici ($/grammo invece di $/lb), è molto importante che il formulatore presti molta attenzione a formulare con precisione per evitare sprechi e per ottenere le prestazioni necessarie.È altrettanto importante che il trasformatore sviluppi attentamente le condizioni di lavorazione necessarie per evitare di produrre prodotti fuori specifica.Può essere un compito impegnativo, ma può portare a prodotti di qualità ad alto valore aggiunto.