镜片材料知多少刘祖德

镜片材料知多少

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2020-07-12 22:05:48

最早的眼镜都是用于矫正老花的，所以多为平凸镜片，外形如扁豆，在英语中 lenticular 的意思是“小扁豆似的”，后来演变成 lens 。

早期的镜片大都使用天然材料，因为容易获取；但天然材料存在明显的缺陷。

以天然水晶为例：

据清宫史料记载，康熙皇帝在得到两广总督进献的水晶眼镜后，试戴感觉相当好，便赐给了他的儿子“四爷”胤禛，就是后来的雍正皇帝。

雍正帝戴了父皇御赐的眼镜变得“精明”，批阅奏章的效率大大提高。从此，他就变成一个十足的“眼镜控”。据不完全统计，造办处为雍正帝专门制作的各式眼镜达35副之多。

殊不知，堂堂清朝皇帝，戴的却是“不合格镜片”。水晶属天然矿石，密度不匀，常发生双折射作用产生重影；并且水晶不能阻挡红外线和紫外线，所以对眼睛不起防护作用。

但水晶石因为性寒，佩戴时会使眼部附近的温度偏低，同时部分水晶镜片有颜色，使进入眼睛的光线变柔和，所以产生了“水晶养目”之说。

当玻璃镜片诞生之后，天然材料就退出了历史舞台。

说起玻璃的诞生，还有一段有趣的故事：3000多年前，一艘欧洲腓尼基人的商船，满载着晶体矿物“天然苏打”，航行在地中海沿岸的贝鲁斯河上。由于海水落潮，商船搁浅了，于是船员们纷纷登上沙滩。有的船员还抬来大锅，搬来木柴，并用几块“天然苏打”作为大锅的支架，在沙滩上做起饭来。

船员们吃完饭，潮水开始上涨了。他们正准备收拾一下登船继续航行时，突然有人高喊：“大家快来看啊，锅下面的沙地上有一些晶莹明亮、闪闪发光的东西！”

船员们把这些闪烁光芒的东西，带到船上仔细研究起来。他们发现，这些亮晶晶的东西上粘有一些石英砂和融化的天然苏打。原来，这些闪光的东西，是他们做饭时用来做锅的支架的天然苏打，在火焰的作用下，与沙滩上的石英砂发生化学反应而产生的物质，这就是最早的玻璃。

不过，用于制作镜片的玻璃并非故事中的普通玻璃。

最早被用于制作镜片的是冕牌玻璃。

冕牌玻璃，这个名字很容易让人误解为一个品牌，其实只是一种制作工艺：先把玻璃液吹成一个皇冠状或者空心球状，再放在在一个快速旋转的平板中心重新加热，利用离心力将其展开铺平；较为平薄的边缘就切成合适的形状做窗玻璃，中间的圆形凸起就是透镜的雏形了。

这种生产方法在1320年左右就被法国鲁昂附近的玻璃工匠发展成熟，但是作为商业秘密没有公布；于是一水之隔的英国人整整进口了三百年的窗玻璃，直到1628年伦敦才出现同样的工艺。

用于制作镜片的玻璃材料，最初是1.523折射率的无色透明玻璃；后来为了改善其吸收紫外线的能力而在镜片中添加其他物质：1914 年，英国的威廉.克罗克斯制成“克斯”镜片，在日光下呈淡蓝色，所以又称蓝片。可吸收340?以下的紫外线、一部分红外线及580?的黄色可见光。

随后又有人发明了“克赛”镜片，此种镜片在日光和白炽灯下呈淡红色，故又称为红片。对350?以下的紫外线均可吸收。

1978 年，人们又发明了折射率为1.7的玻璃镜片，使得镜片的外观变得更薄。而今天，玻璃镜片最高折射率为1.9。

玻璃材料统计镜片制造业300年后，人们终于决心摆脱这个又重又不安全的“玩意儿”。

世界上第一副树脂镜片就是使用CR-39材料制成的，CR-39至今仍是欧美国家光学镜片的主要材料。

为什么是CR-39而不是CR007呢？CR-39材料的学名是“烯丙基二甘醇酸脂”，之所以被称为CR-39和他的身世有关。

二战期间，美国空军委托匹兹堡平板玻璃公司旗下的哥伦比亚化学公司研制了一系列材料用于军事用途。为了对配方保密，所以每种材料都只有一个数字代号，CR-39就是哥伦比亚树脂第39号。CR-39的第一项用途就是制造号称“飞行堡垒”的B17战略轰炸机的燃料箱！这和镜片没有半毛线关系。

CR39为什么会成为镜片材料？

二战结束之后，人们发现CR-39与当时主要的镜片材料玻璃相比，有着显著的有点：

1、透光率高

CR-39 ——92%

玻璃——91%

2、比重轻

CR39——1.32g/cm3

玻璃——2.54g/cm3

3、阻断紫外线

CR39——吸收390nm以内的紫外线

玻璃——只能吸收290-300nm的部分紫外线

4、抗冲击试验

CR-39——不碎

玻璃——碎裂

另外，CR-39还有可以染色、不易起雾、色散小等优点，是理想的光学镜片材料。

1947 年，美国加利福尼亚州的 Armorlite Lens Company 制造出世界上第一副CR-39树脂镜片。不过把树脂镜片发扬光大的是法国依视路公司！

什么是PC?

PC的化学名称叫聚碳酸脂，又叫“太空片”。

1978 年美国 Gentex 公司借助军工航天项目的优势，首先用PC制造安全镜片。

1996 年 Essilor 收购 Gentex 公司

1997 年依视路宇宙片诞生

2002 年 PC镜片在美国市场的份额为35%

PC镜片有着极强韧性，不破碎，故又称安全镜片。比重为2g/cm3 ，是目前用于镜片的最轻材料。

PC镜片的安全性能使之成为制作无框镜架的首选材料，同时，在一些国家和地区，还作为青少年配镜的指定材料

▼几点小提示

1.PC镜片适合什么样的人戴？

PC镜片适合全年龄段配戴，但是由于其对眼睛的优良保护效果，所以更适合于孩童和青少年。

2.PC材料是防弹玻璃吗？

防弹玻璃中的一种材料就是PC，防弹的效果和PC板的厚度有直接关系。

3.有些人配戴了PC片感觉会头晕是怎么回事？

由于PC材料较软，没有CR39树脂镜片那么硬，所以如果在加工时未按要求加工，镜片会受到外力影响而产生应力，从而改变了原来的屈光力，这种现象较多出现在全框眼镜上。在制作眼镜的时候要检查镜片是否存在应力现象。

▼MR是日本三井化学出品的光学镜片原材料的品牌名称，MR就是Mitsui Resin的缩写。

该原材料为高分子聚合单体，是世界上首次运用聚氨酯技术生产出的高折射率镜片材料，具有高折射率、高阿贝数、低比重、高抗冲击性等特征，是优秀的系列化光学材料。

MR材料的特点及其系列

MR系列材料，具有出色的机械强度、高抗冲击性、良好的拉伸强度和极小的内应力，非常适合各类设计独特的镜片产品，如无框眼镜及高弯镜片等；同时，还具有良好的加工性、染色性和耐候性，适合渐进多焦点镜片以及对颜色有特殊需求的时尚太阳镜，使用多年后镜片颜色变化很小。

MR系列有三种不同折射率(1.60、1.67、1.74)的产品，具体是：MR-7、MR-8、MR-10、MR-174。

MR-7 和 MR-10 具有更高的热变形温度和极好的染色性镜片材质，被广泛应用于太阳镜领域；

MR-8 的性能指标最均衡，适合于生产任何度数的眼镜片，在折射率为1.60的镜片材料市场中占有率最高；

MR-174 为高折射率镜片材料，多用于超薄镜片的生产。

▼Trivex 是美国PPG公司一种特殊材料。

与PC镜片相比，虽然折射率较低但阿贝数较高，这会使镜片的色散更小，成像质量更高。 同时，Trivex 镜片的抗冲击力比PC还要高10倍，正常使用下可保镜片终身不破碎，是目前市场上唯一可承受外力曲折的防爆安全镜片。

不过，Trivex 的加工较为困难，这是该产品始终无法普及的原因。

▼对于眼镜镜片来说，不可缺少的一个要素就是镜片的折射率。折射率越高就越能实现镜片的轻薄，在过去的很多年里，折射率从1.5开始向着1.6、1.7发展……。为了满足消费者对更轻薄镜片的要求，镜片制造商都披荆斩棘地进行着高折射率产品的开发。

2006年4月，TOKAI对外推出了折射率1.76的镜片。

1.76双非球面镜片能比一般的单光镜片薄50%左右，1.76单非球面镜片也能比一般的单光镜片薄47%左右。

▼纵观镜片材料的“进化史”，始终沿着“更轻，更薄，更安全”的方向发展；但不同的地区，由于消费者诉求不同，发展的侧重点产生了差异。

在欧洲，至今占据市场主流的仍是CR-39材料，一方面，欧洲的近视人群占比较低，反而是远视较多；另一方面，欧洲流行小圈形镜框和无框架，这使得CR-39材料的抗冲击性能有了施展空间。

在美国，市场占有率最高的是PC和CR-39，这和美国FDA关于安全镜片的规定有关。本文中介绍的部分材料镜片材质，在美国没有销售，就是因为无法通过FDA的安全性测试。

在亚洲，由于近视眼发病率高、高度近视占比较高，所以用户的焦点落在了镜片外观更薄上，因此高折射材料的研发集中在日本。

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