近视镜基本镜片知识.ppt

镜片 基本镜片知识 如何制作优质镜片镜片分类镜片制作流程及工艺非球面镜片的设计镜片外观标准 如何制作优质镜片 眼镜片的光学目的旨在通过配戴矫正镜片使屈光不正的眼睛恢复清晰视力 故在选用镜片材料时 需要考虑 1 材料的几何特性 曲率半径 表面形状2 材料的物理化学特性 折射率 阿贝数等镜片材料的基本特性 1 光学性质 计算屈光度作用和控制光学性能2 机械和热性质3 电性质材料4 化学性质通过外界所可能接触的化学物质了解材料的相应变化 如何制作优质镜片 几何特性 弯度设计选择合适的弯度以获得最佳的光学性能在保证最佳视觉效果的前提下 尽可能采取最平的弯度设计弯度可以是球面或非球面 透镜前表面顶焦度为F1 透镜后表面顶焦度为F2 则 F F1 F2F F1 F2 6 00D 4 00D 2 00D F2 4 00D F1 6 00D 如何制作优质镜片 物理化学特性 光学性能 光线在镜片表面的折射和反射 材料本身的吸收 以及散射和衍射现象供应商提供的数据 折射率N 1 499 比重 克 平方公分 S G 1 26 透光率T 92 阿贝尔系数V 58 紫外光吸收率机械性质 重量热性质电性质化学性质成本 如何制作优质镜片 光学性能 光线折射通过镜片的光线会在镜片前后表面发生折射或偏离现象 光线的偏离幅度由材料的折射率和入射光线在镜片表面的入射角决定 折射率色散系数光线吸收眼镜片的光线吸收是指材料内部的光线吸收 可通过镜片的前 后表面吸收光线的百分比表示 光线反射光线在镜片表面产生折射的同时 也会产生反射现象 光线反射会影响镜片的清晰度 且在镜片表面会产生干扰性反射光 折射越高 反射而损失的光线就越多 如何制作优质镜片 光学性能 光线散射和衍射散射 是光线在各个方向上被散播的一种现象 它一般在固体的表面以及透明材料内部产生 理论上眼镜片表面没有散射现象中 因为镜片在磨片过程 抛光 消除了这一现象 镜片在外界污染而弄脏或表面由于而模糊不清进会产生散射 同时镜片内部的散射也非常有限 偶尔情况下 可能会使镜片呈现黄色或乳白色 衍射 是当光波遇到小障碍而改变行径方向的一种现象 衍射会使镜片表面产生异常干扰 尤其在使用不当或不小心在镜片表面造成的磨损情况下 这种现象值得引起重视 如何制作优质镜片 光线折射 折射率透明媒质的折射率是光线在真空中的速度C与在媒质中的速度V的比值 N C V 该比值没有单位且大于1 折射率越高 从空气进入该媒质的光束偏离越多 从空气到折射率的透明媒质所发生的偏离或折射可根据斯涅耳 笛卡尔定律来计算 规定如下 折射光线与入射光线和法线仅次于同一平面入射角I和折射角R分别由法线与入射光线 折射光线构成 计算公式 sinI NsinR由于透明媒质的光速随着波长而变化 所以折射率的值总是参考某一特定波长 欧洲与日本 参考波长e线546 07nm 汞 绿光谱线 美国等其他国家则是d线587 56 氦 黄光谱线 区别仅仅反映在折射率值的第三位小数上 折射效果是由弯度和折射率决定折射率越高则弯度越平折射率通常决定镜片厚度 如何制作优质镜片 光线折射 色散由光波引起的折射率变化会使白光根据不同的折射产生色散现象 波长越短 折射率越高 可见光的折射从光谱的红光区延伸到蓝光区 色散由阿贝尔数描述 欧日用E线 美国用D线 折射率越高 色散力越大 而阿贝尔系数就越低 也可理解为当一束白光通过棱镜后 分散成七种不同颜色的光 镜片材料规定的范围30 60 数值越大 色散越少 高色散材料制造的镜片周边部 色散现象越易察觉 表现的是离轴物体边缘带有彩色条纹 选择具有最小色散的材料 色散是由阿贝尔系数衡量 Vvalue 色散 棱镜指数 阿贝尔系数 阿贝尔数与材料的色散力成反比 视觉界限 0 12棱镜指数 E E 红 750 630nm橙 630 600nm黄 600 570nm绿 570 490nm青 490 460nm蓝 460 430nm紫 430 380nm 如何制作优质镜片 光线吸收 透光率材料的光线吸收遵循郎伯定律 根据镜片珠不同厚度呈指数性的变化 镜片的光线透过率 光线通过镜片而没有被反射和吸收的光的总量 通过镜片抵达眼睛的光通量相当于镜片前表面的入射量 减去镜片前 后表面的反射量 减去可能被材料吸收的能量 对消费者视觉受三方面影响 入射光的强度和入射光谱范围 镜片吸收和对光谱的选择 以及眼睛对不同可见波长的敏感度 选择具有最小的表面反射的材料选择具有良好透光率的材料 CR39对可见光的透光率为92 T CR39镜片的每个表面反射率为4 光学常识 折射率提高1个百分点 反射率随着增加1个百分点材料的本身吸收光的特性会减少镜片的光线透过率 这部分的光量损失对于非染色眼镜片可以忽略 但如为染色或变色镜片 光的吸收量会很大 这也此类镜片设计的目的 如何制作优质镜片 机械性质 反映块状固体材料的特性 规定了材料的质量 体积和尺寸 以及材料对变形和冲击抵抗力 比重 选择较轻的材料 材料的重量由比重来衡量 S G S G 克 cm 硬度弹性系数E 杨氏系数 压力和在排除后恢复最初形状时产生的相应变形之间的比率抗冲击性 采用美国食品和药物管理 FDA 规定的一项落球实验 选择配戴安全的材料 不易破裂 这是非常重要的特点 在许多国家的法律中都有明确规定 美国 FDA抗冲击规定 法国 儿童视觉矫正规定 日本 合格产品法律抗断开点 采用由欧洲标准化委员会制定的 100牛顿 CEN静态变形测试 该测试是在一个恒定速度下增加压力直到100牛顿 如何制作优质镜片 热性质 描述有关材料的变化状态以及温度影响下的特性 热传导系数比热 物体温度每升高一摄氏度所需的热量与相同质量的水温每升高一摄氏度所需的热量的比值线性膨胀系数 预先设定的温度范围熔点 物理常数沸点镜片的应力温度 如何制作优质镜片 电性质 化学性质 电性质表示材料电磁波和电效应的特性 由物理定律决定 有时需将镜片的光学性质与电性质联系介电强度预定频率下的介电损耗系数化学性质反映了在镜片制造及日常生活中 镜片材料对于化学物质的反应特性 或是在某些极端条件下材料的反应特性 加速老化试验 测试材料的可信度 测试时通常使用冷水 热水 酸类以及各种有机溶剂耐火性测试 国际标准中判断镜片材料的耐火性能成本选择对于配戴者和视光师来说都有好处的材料 基本镜片材料 无机材料 玻璃普通玻璃材料高折射率玻璃材料染色玻璃材料光致变色玻璃材料有机材料热固性材料普通树脂材料高折射率树脂材料染色树脂材料光致变色树脂材料热塑性材料 镜片分类 按材质分 天然镜片 玻璃镜片 光学树脂镜片 特殊镜片 天然镜片 水晶镜片玻璃镜片 白片 红片 克罗克塞片 蓝片 克斯片 1 6玻璃片 1 7 1 8 1 9超薄玻璃镜片 光学树脂镜片 CR 39 压克力PMMA 聚碳酸脂PC 镜片分类 按屈光原理分 近视镜片 远视镜片 近视近散 远视远散 混和散 按曲率设计原理分 球面镜片 非球面镜片 单非球面 双非球面 按折射率分 玻璃 1 523 1 6 1 7 1 8 1 9树脂 1 499 1 5 1 56 1 6 1 67 1 74按焦点分 单焦点 双焦点 三焦点 多焦点按护目原理及装饰分 太阳镜 有色镜片 变色镜片 防辐射镜片 偏光镜片 天然材料 水晶镜片 这种材料的主要成分是二氧化硅Si02 纯水晶中含Si0299 99 用石英矿磨制而成无色 Si02纯度高茶色 茶晶 因含其他元素洏显不同颜色 可减少可见光的透过率 使畏光者戴着更舒适 能养目 材质硬度大 不易磨损 热膨胀系数小 不易受潮 不能完全吸收短波紫外线 紫外线透过率高不能减少红外线的透过率 在佩戴时 过高的红外线透过容易引起疲劳 水晶材质密度不均匀 含有杂质者会出现条纹和气泡 引起双折射现象 从而影响视力 是不适合做光学镜片的材质 但物以稀为贵 玻璃 玻璃是非常特殊不定型的材料 在常温下呈现固体 坚硬但易碎 在高温下具有粘性 玻璃没有固定的化学结构 因而没有确切的熔点 随温度的上升 玻璃材料会变软 粘性增加 并逐渐由固体变为液体 叫玻璃状态 意味玻璃在高温时可加工和铸型 适合制作镜片的玻璃属于光学玻璃 质量要求特别严格 如折射率 色散 透过率等等 其主要成分是二氧化硅 Sio2 60 70 其次是氧化钙 钠和三氧化硼 B203 和五氧化磷 P205 多种物质混合 硫化锑增加玻璃的透光度 硬度好 不会比水晶差 掺入各种氧化物后可着色 可减少强光刺激与吸收紫外光 红外线等有害射线 三百年的历史 重量重 随折射率的增加 比重明显增加 致使配戴者不舒适 抗冲击性差 机械性的损伤容易造成眼睛伤害 白片 这种镜片也称为白托片 白片 光学白片 其基本成分为钠钛硅酸盐 无色透明 清晰度较高 能吸收330A以下的紫外线 在白托片中加入Ce02 Ti02可防止346A以下的紫外线所以又称为UV白片 其可见光透光率为91 92 折射率为1 523 红片 克罗克赛片 俗称克赛片 在白托镜片材料中添加Ce02和Mn02 可提高紫外线吸收能力 此种镜片在日光和白炽灯下均呈淡红色 故又称红片 它对350A以下的紫外线均可吸收 透光率为88 以上 克罗克斯片 蓝片 俗称克斯片 透光率为87 这种镜片有双色效应 在日光下呈淡蓝色 所以又称蓝片 可吸收340A以下的紫外线 一部分红外线及580A的黄色可见光 1 60玻璃镜片 雅薄片 这种镜片的折射率为1 60 较普通玻璃镜片 1 532 更薄 而较超薄镜片比 1 70 比重更小 所以很轻 非常适合中度数配戴者 一些厂商称之为超轻超薄镜片 弧度设计亦较一般为平滑 较大直径 凹面散光研磨 可任意挑选美观大方之镜架 高折射率玻璃材料 1 7 1 8 1 9 经多年研究 制造商已找到提高材料折射率的同时又保持低色散的方法 在玻璃中加放新的化学元素 1975年生产含钛元素的镜片 折射率为1 7 阿贝数为41 1 7超薄片此种镜片在原料中添加有Ti02 Pb0 使折射率提高为1 70 它的表面反射率高 比普通同一屈光度的白片或红片约薄1 3 适合高度近视配戴 外表美观 另外由于阿贝系数低 色像差大 超薄片容易引起周边视力降低 线条弯曲时会出现色彩 就同度数而言 超薄片弧度设计较一般扁平 外观没有厚重的感觉 镜片的中心厚度设定在安全范围内 1990年生产含镧元素的镜片 折射率为1 8 阿贝数为34 1995年出现折射率为1 9 加入无素铌 阿贝数为30 此镜片特超薄镜片更轻 更薄 非球面处理使边缘的 度数圈 不明显 更美观随着折射率的增加 材料的比重也随之增加 这样就抵消了因镜片而带来的重量上的减轻 染色玻璃 在玻璃材料中混合入一些具有特殊性质的金属盐后会表现出着色的效果 加镍和钴 紫色 钴和铜 蓝色 铬 绿色 铁 镉 黄色 金 铜和硒 红色 这些染色材料主要应用于在规模生产平光太阳镜片或防护镜片 具有特殊过滤性质的浅色材料 棕色 灰色 绿色 粉红色 也用于生产屈光矫正镜片 需求不多 主要因为近视或远视镜片的中心厚度与边缘厚度不同 从而使镜片的颜色深浅不一致 屈光度越高 颜色差异就越明显 光致变色玻璃 光致变色现象是通过改变材料的光线吸收属性 使材料对太阳光强度作出反应的一种性质 它的基本原则是使普通的玻璃镜片 包塑料光致变色材料 在紫外线辐射的影响下颜色变深 以及在周围高温的影响下变淡 这两个过程是可逆的 而且可能一直存在 这一现象是通过激活在材料中混合的光致变色物质分子而完成 1962年出现第一代光致变色玻璃材料 主要是在玻璃材料中加入卤化银 这些晶体在紫外线辐射下起化学反应 使颜色变深 第一代光致变色玻璃材料的变色原理是银原子和氯原子之间的电子交换 通过氯化银和周围的环境来表现 在没有光线的条件下 氯化银呈离子态 与银离子结合为金属银并吸收光 镜片则变深 当紫外线减弱 移动电子离开银原子返回氯原子 镜片逐渐恢复了原先的清澈状态 光致变色材料多是灰色和茶色 俗称灰变和茶变 其他的颜色可通过专门的工艺达到 所有的镜片都可使用光致变色材料制造 也不局限于1 5折射率 有机镜片 有机材料可分为两大类 热固性材料 具有加热后硬化的性质 受热不易变形 主要成分为有机物 以碳 氢 氮 氧为主 用以制作的镜片树脂材料必须质地均匀 透明且不易变形 普通树脂材料CR 39中高折射率树脂材料染色树脂材料光致变色树脂材料热塑性材料 具有加热后软化的性质 尤其是适合热塑和注塑 PMMAPC CR 39的发展始 碳本酸丙烯乙酸 allyldiguycelcatbonate 又称烯丙基乙二醇酸脂 由匹兹堡平板玻璃厂 PPG 于二战时发明 起初是用来制作B51轰炸机的驾驶舱的窗户四十年代被美国哥伦比亚公司发现 是美国空军有节制的一系列聚合物中每39号材料 故称CR 39 全称哥伦比亚树脂配方第39号用于生产矫正镜片是在1955至1960年 是第一代超轻 抗冲击的树脂镜片 什么是CR 39 普通树脂 CR 39是热固性材料CR 39是一种液体单体加热和加入催化剂的条件下聚合固化 聚合是一个化学反应 即由几个相同分子结构的单体组成一个新的聚合体分子 具有不同长度和性质 固化时间长达22小时CR 39又叫做硬树脂同时也叫塑胶 有机高分子材料在150度摄氏度以下不变形 耐水性 耐腐蚀性 除强酸 也较好 不溶于一般的有机溶剂采用模压加工镜片表面曲率 因而很适合非球面镜片的生产 CR 39硬树脂镜片的优点 光学性能好 透光率高 阿贝数58 59 只有很少色散 重量轻 密度1 32 是玻璃片的一半 硬树脂的重量是玻璃的一半 戴起来更加舒适安全 抗冲击性能高 硬树脂镜片抗冲击 而玻璃则不能 戴硬树脂镜片很安全 就算掉在地下 也不会破碎防紫外线 吸收紫外线达高达360毫微米 经特殊加硬后高达到400毫微米染色方便 可以轻易由验光师或处方实验室进行各种颜色加工热传导率低 由水蒸气引起的 水雾 的情况比玻璃镜片好一些 用途广 可以依据同乎所有验光处方进行磨制 边缘也可以加工到适合各种眼镜框的安装 包括无边眼镜框但是受材质影响 树脂片也存在不足之处 由于镜片耐磨性较差表面易擦伤 而且镜片折射率低 相对比玻璃镜片要厚1 2 1 3倍 硬树脂 CR 39 的分类 CR 39 单光镜片 单焦点镜片 没有镀膜 加硬镀膜 紫外线吸收膜 防反射膜 可变色处理 可染成各种颜色CR 39 双光镜片 双焦点镜片 CR 39 三光镜片及无形镜片 三焦点及双焦点镜片 CR 39 渐近镜片 多焦点镜片 CR 39与玻璃的对比 玻璃CR 39折射率N 1 523折射率N 1 499比重S G 2 54比重S G 1 32透光率T 91 6 透光率T 92 2 阿贝尔系数V 58 9阿贝尔系数V 58紫外光吸收达290nm紫外光吸收达360nmUV膜不可以UV膜400nm抗冲击失败 FDA 抗冲击通过 FDA 染色不可以染色可随意调配 CR 39与玻璃的对比 中高折射率树脂材料 热固性树脂折射率是根据改变原分子中电子结构来达成 如引入笨环结构 或在原分子中加入重原子 诸如卤素 氯 溴 或硫 与普通树脂相比 中高折射率的镜片更轻 更薄 比重大体一致 但色散较大 阿贝数45 抗热性能较差 抗紫外线较佳 也可进行染色及镀膜处理 制造工艺与普通树脂原理大体一致 光致变色树脂材料 第一代光致变色树脂大约出现在1986年 但到1990年第一代 Transi tion 镜片面市后 才开始普及 光致变色效果是在材料中加入感光的混合物而获得 在特殊波段的紫外线辐射作用下 这些感光物质的结构发生变化 改变材料的吸收能力 制造原理 在聚合前与液态单体混合 在聚合后渗入材料中 Transi tion 光致变色树脂镜片采用几种光致变色物质 在最后制造中使这些不同的变色效果结合起来 使镜片变色不但迅速 而且不完全受温度控制 1993年 出现一种采用树脂材料为片基 用渗透法在镜片的凸面渗透一层光致变色材料 然后再镀上一层抗磨损膜 起保护和耐磨作用 这项工艺技术可以使镜片的变色不会随屈光度数的加深而出现镜片中央与周围深浅不一的情况 弥补了玻璃变色的不足 再加上片基是树脂材料 轻且抗冲击 所以特别适合各种屈光不正者使用 光致变色片 对患者来说既可以矫正屈光不正 在户外也可充当太阳镜 可以随时调节进入眼睛的光线 保持适当的视力 不论其变色状态如何 它对紫外线的吸收始终良好 购买光致变色片时的注意事项 常出现颜色不一致的情况 建议顾客两片同时换 由于褪色慢 以经常进出室内 室外的顾客 建议不配 学生不宜 由于镜片厚度不同 变色浓度不同 若顾客两眼屈光度相差2 00D以上 建议不要配 高度近视感觉眼前较黑 加边缘与中心变色差别大 不美观 老花镜中心变色效果低 不宜配变色镜片 国产镜片与进口镜片的区别在于 国产比进口的镜片变色慢 褪色慢 颜色深 进口的镜片颜色柔和 聚甲基丙烯酸甲脂PMMA 压克力片 热塑性材料如PMMA早在五十年代就首次用于制造镜片 但由于受热变形及耐磨性较差的缺点 很快被CR 39代替 聚甲基丙烯酸甲脂 polymethylmethacrylate PMMA又称亚力克 折射率1 49 色散58 比重1 19重量轻 是冕牌玻璃的一半 抗冲击性能好 安全 为热塑性材料 溶解度在75摄氏度 受热易变形 导致屈光度改变 其材质硬度不好 表面易划伤 以前多用于硬性隐形眼镜 现多用于现成镜 比如老花镜 太阳镜等 表面硬度及光学性能不及玻璃镜片 PC 聚碳酸酯 1995年被发现 历经数年的研制和多次的改进之后 尤其应用于CD产业 其光学质量与其他镜片材料相媲美 预会成为21世纪主导镜片材料是直线形无定型结构的热塑聚合体 具有许多光学方面的优点俗称PC polycarbonate 片 由可绕曲的碳酸脂和不易动的双酚A聚合而成 分子量在20000 38000之间 在25摄氏度测试条件为折射率为nd 1 586 nd 1 591 市场上又称之为太空镜片 重量轻 比传统玻璃片轻57 特别适合无框镜架 比重 1 20 立方厘米安全 抗冲击性能是玻璃片的60倍 是树脂片的10倍以上 比树脂镜片更耐撞击 厚度2 5cm时可做防弹玻璃 100 防紫外线 385 阿贝数低 V 31 V 30 镜片表面极易刮伤 热稳定性不好 100摄氏度时变软 阿贝值30 色散大 耐高温 软化点为140摄氏度 280华氏度 这种材料本身就不易着色 故多数是通过染色的抗磨损摸吸收颜色 双光镜片 它的特点是在一副镜片上有二个焦点 及在一片普通镜片上叠加一光度的小镜片 主要用于老视患者看远看近时交替使用 它可以使老视患者在看近和看远时不必更换眼镜 但是它的视野较小 并且看远和看近转换时有跳跃现象 棱镜效应 产生像位移与像跳感 双光镜片的远用 上光 散光及轴线一定要与近用 下光 散光及轴线保持相同及一致 下加 下光 近用度数 上光 远用度数 渐进镜片换算公式一样 下加代表符号为ADD 圆顶 一线ADD最高到 300 平顶ADD最高到 400 渐进ADD最高到 350 平顶 圆顶 一线 上光心 仔镜顶高 上光心 下光心 几何中心内移5 6mm 4 5 5mm 1 5 2mm 渐进多焦点镜片 其特点是在同一片镜片上同时具有多重焦点 且在镜片中间的渐进带上度数由上至下逐点变化 不足的是镜片两侧存在盲区 需时间适应 与双光镜片比较 渐进多焦点镜片有以下优点 由远到近不中断视线 中距离变清晰 外表美观 无可见的间隔 无影像跳跃 有信心行走在楼梯上和街道间 较同样的单光镜片薄 能缓解眼睛疲劳 增进视觉健康 渐进多焦点镜片的适用对象 老视者 特别是早期老视者 对戴两副眼镜 看远看近 不满者 对戴传统双光镜不满者 青少年近视患者 备注 渐进左右眼的区分在于渐进隐形下加的位置 隐形下加标志都靠近镜腿一边 ADD 面弯下加及左右之标志 蔡司对称多焦点镜片图形 70 37 5 17 6 2 2 5 12 32 5 65 镜片制作流程及工艺 对于不同材料 眼镜片的制造技术是本质虽各不相同 但总的方法不外乎是直接制成 成品 或制成 半成品 成品即现片 已具有屈光力 可直接用于割边 装架半成品 即是所谓的一种表面研磨好的镜片 在需要时根据处方再加工后表面 制成相应的屈光度玻璃片加工工艺玻璃片冷加工工艺树脂镜片制造及生产流程 以上是成品流程 镜片镀膜工艺车房镜服务 玻璃片加工工艺 无论选用何种材料 玻璃镜片的制造是对所提供的玻璃毛坯进行前 后表面的处理 制造时先将炉内熔化的各类成分制成坯料 然后形成有着精确曲率的前 后表面 从而生产出成品坯料是表面凹凸不平 但内部组织同质的非常厚的镜片 流程 配料 配料是保证折射率稳定及玻璃均匀的关键环节熔炼 熔化 澄清 调整均匀 分配工序 分配工序为压型提供一个稳定的玻璃液流 玻璃有精确控制温度的供料管流出 经特制的剪刀剪切成一定重量的料滴 自动压型 由供料管流出的料滴落入模具 经自动压型机压制成镜片毛坯 退火 消除应力 检测 玻璃片冷加工工艺 粗磨 使用钻石砂轮研磨镜片获得一定的厚度和曲率 表面基本是很粗糙和半透明的 精磨 进一步改善眼镜片表面的曲率和表面粗糙度抛光 去掉镜片表面的凹凸层 裂纹层 使镜片表面更透光 铣磨球面 金刚石磨轮铣磨 金刚石丸片 树脂镜片制造 苏拿生产车间 高集约化的生产流程 工艺自动化水平高 计算机控制 CIM 易调整 高效率 即时反应的生产系统 Monomer单体 Moulds模具 Gasket胶圈 Assembly组装 Curing固化 re assemble模具再用 Lenses镜片 clean edge bevel倒角车边清洁 Opening开模 Filling浇注单体 Moulds模具 Packaging材料包装 Coating加硬 加膜 生产流程 Step1 用胶圈组装模具 胶圈 前模 后模 空腔 Step2 空腔内注入液态单体 Step3 在摄氏40 85度下24小时 固化 被处理的镜片 热 一只镜片诞生了 现成片 胚料 车房加工 现成片是指有固定度数与直径的镜片 胚料是指根据要求进行再加工的镜片 Step4 打开组件 取出镜片 Step5 清洁 车边 倒角 热塑性材料生产工艺 对该材料进行磨削和磨边时必须小心 它与CR 39的工艺不同 以聚碳酸酯为例 热塑性材料的制造工艺是将由透明颗粒组成的原材料加热后注入镜片模子 是通过加热液化原材料 再使用活塞将其注入金属或玻璃模子 整个制造过程 螺杆不但起活塞作用 通过通道将热材料推入模腔 而且确保注入模腔内的材料的可塑性 在注入和冷却一段时间后 打开模子 取出镜片 热塑性材料制造流程 材料准备用热气吹干颗粒 并将材料加入压力机设置压力机取出模子 设置压力 模子温度 注射和冷却的时间 并加热材料 大约到300摄氏度 500华氏度注射通过压力将熔化的材料注入模子冷却通过模子传导使材料固化开模打开压力和模子 取出镜片 镜片镀膜 耐磨损膜 加硬膜减反射膜 多层镀膜抗污膜 顶膜 防水膜 为什么要镀加硬膜 不管是无机材料还是有机材料制成的眼镜片 在日常使用中 由于灰尘或砂砾 氧化硅 的磨擦都会造成镜片磨损 在镜片表面产生划痕 有机材料更容易产生划痕 在显微镜下 我们可看到镜片表面的划痕主要为二种 一是由于砂砾产生的划痕 浅而细小 戴镜者不容易察觉 另一种是由较大砂砾产生的划痕 深且周边粗糙 处于中心区域会影响视力 加硬膜技术发展始 第一代抗磨损膜技术抗磨损膜始于20世纪70年代初 当时认为玻璃镜片不易磨制是因为其硬度高 而有机镜片则太软所以容易磨损 因此将石英材料于真空条件下镀在有机镜片表面 形成一层非常硬的抗磨损膜 但由于其热胀系数与片基材料匹配 很容易脱膜和膜层脆裂 因此抗磨损效果不理想第二代抗磨损膜技术20世纪80年代以后 研究人员从理论上发现磨损产生的机理不仅仅与硬度有关 膜层材料具有 硬度 形变 的双重特性 即有些材料的硬度较高 但变形较小 而有些材料硬度较低 但变形较大 第二代抗磨损膜技术是通过浸泡工艺法在有机镜片的表面镀上一种硬度高且不易脆裂的材料 加硬膜技术发展始 第三代抗磨损膜技术20世纪90年代以后 为解决有机镜片镀上减反射膜层后的耐磨性问题 由于有机镜片片基的硬度和减反射膜层的硬度有很大差别 新的理论认为在两者之间需要有一层抗磨损膜层 使镜片在受到砂砾磨擦时能起缓冲作用 从而不容易产生划痕 第三代膜层硬度介于减反射膜和镜片片基的硬度之间 其磨擦系数低且不易脆裂 第四代抗磨损膜技术第四代的抗膜技术是采用硅原子 如法国依视露公司的帝镀斯 TITUS 加硬液中既含有有机基质 又含有包括硅元素的无机超微粒物 使抗磨损膜具备韧性的同时又提高了硬度 加硬 加硬又称防花加硬 是在CR39硬树脂材料的镜片上镀上一层高分子材料的加硬膜 从而提高镜片表面的硬度 增强镜面的抗磨花能力 使树脂镜片更加经久耐用 质量精良 因硬树脂镜片表面质地较软 抗磨花能力较差的缺点 镀上防花加硬膜之后 可提高硬树脂镜片的使用寿命以及市场竞争力 提高行业服务水平 加硬分可染色加硬和不可染色加硬 加硬有一定的盖花作用 对于小划痕而言 加硬生产流程 加硬过程 1 镀膜液配制2 镜片预处理 检查 擦拭镜片 3 碱液浸蚀镜片腐蚀镜片表面一层材质 使加硬药水更好地着附在镜片的表面 4 冲洗5 空气干燥6 浸泡镀膜7 预固化8 全固化9 成品镜片的硬度跟加硬液的质量及全固化时间与温度有一定的关系 技术要求 加硬 可见疵病 亮点 晶点 细道 划痕 气泡双光镜 流痕 泪痕 夹痕 崩边 裂纹 龟裂 可产生延展性条纹和脆性条纹 延展性条纹是由于膜层表面的弹性和塑性变形引起 脆性条纹是由于膜层表面结合力不足引起的 龟裂 高折射 色散工艺保证 膜层厚度 抗划伤性能膜层牢固度 防脱膜 泪痕 亮点 划痕 气泡 夹痕 色散 加硬技术磨损理论研究 越硬越耐磨 磨损不与硬度成正比材料的硬度材料的弹性变形材料的塑性变形材料的分子结合力 延展性条纹 脆性条纹 加硬的方法 浸泡式加硬 Titus采用 镜片在一定的温度下浸入加硬液 再取出烘干工艺复杂 生产控制较难对加硬材料的要求高适应大批量生产品质稳定 硬膜均匀厚实 浸泡式加硬 加硬的方法 旋转喷涂加硬把加硬液喷涂于高速旋转的镜片表面 再烘干工艺简单 生产控制较易适合少量的生产硬膜厚度较薄 质量不是最好 旋转喷涂加硬 理想的硬膜材料及周期 柔韧性强脆性低硬度高加硬周期为4到3小时 抗磨损测试方法 由于对磨损理论的新认识 我们改变用H硬度来评定加硬膜的质量而改用以下的方法 拜也测试法把测试镜片放入盛满规定砂砾的容器 作不同方向的振动 定时取出后配合 烟雾状计量表 得出硬膜的抗磨损能力玻璃的抗磨损等级为5 普通树脂镜片的抗磨损等级为1钢丝绒测试法用0号钢丝绒在镜片表面用一定的力进行摩擦 然后用雾度计测试磨擦前后的光线漫反射量 并与标准镜片比较 也可用一定的压力与速度的机器操作 玻璃的抗磨损等级为0 普通树脂镜片的抗磨损等级为5煮沸测试法将镜片放入90度中的染色水中 煮沸半小时 取镜片观看染色剂渗入程度 镀膜 为什么要镀减反射膜 当光线从空气进入镜片及由镜片进入空气的时候 会发生光的反射我们可以通过一个简单的公式计算出反光率 1 5折射率的镜片的反光率大致为8 左右强烈的反射会影响我们的视觉和产生错觉 带来不便诸如 镜面效应 反光 重影眩光视物干扰等 空气 镀膜 为什么要镀减反射膜 镜面反射光线通过镜片的前后表面时 不但会产生折射 还会产生反射 这种反射光会使镜片表面产生一片白光的现象 影响美观鬼影眼镜光学理论认为眼镜片屈光度会使所视物体在戴镜者的远点形成一个清晰的像 也可解释所视物的光线通过镜片发生偏折并聚集于视网膜上 形成像点 由于屈光镜片前后表面的曲率不同 并存在一定量的反射光 它们之间会产生反射光 内反射光会在远点球面附近产生虚像 也就是在视网膜的像点附近产生虚像点 这些虚像点会影响视物的清晰度和舒适性 镀膜 为什么要镀减反射膜 眩光象所有光学系统一样 眼睛并不完美 在视网膜上所成的像不是一个点 而是一个模糊圈 因此 二个相邻点的感觉是由二个并列的或多或少重叠的模糊圈产生 只要二点之间的距离足够大 在视网膜上的成像就会产生二点的感觉 但是如果二点太接近 二个模糊圈会趋向与重合 被误认为一个点 对比度可以用来反映这种现象 表达视力的清晰度 对比度必须大于某一确定值才能确保眼睛辨别二个邻近点 公式 C a b a b 其中C为对比度 二个相信物点在视网膜上所成像的感觉最高值为A 相邻部份的最低值为B 如果对比度C值越高 说明视觉系统对该二点的分辨越高 感觉越清晰 如果二个物点非常接近 它们相邻部分的最低值比较接近最高值 则C值低 说明视觉系统对该二点感到不清晰 或不能清晰分辨 镀膜 为什么要镀减反射膜 透过率反射光占入射光的百分比取决于镜片材料的折射率 可通过反射量的分工进行计算 反射公式 R 1 平方 n 1 平方 R 镜片的单面反射量N 镜片材料的折射率 如折射率为1 5 反射光R 1 5 1 平方 1 5 1 平方 0 04 4 镜片有两个表面 如果R1为镜片前表面的量 R2为镜片后表面的反射量 则镜片的总反射量R R1 R2 计算R2的反射量时 入射光为100 1 镜片的透光量T 100 R1 R2 高折射率的镜片如果没有镀减反射膜 强烈的反射光会给消费者带来不适的感觉 镀膜原理 减反射膜是以光的波动性和干涉现象为基础 二个振幅相同 波长相同的光波叠加 那么光波的振幅增强 如果二个光波原由相同 波程相差 如果这二个光波叠加 那么互相抵消 加膜原理说明 镀膜是利用薄膜的 光干涉原理 在镜片表面镀上减反射膜 使得膜层前后表面产生的反射光互相干扰 从而抵消反射光 达到减的效果 加膜原理说明 光是一种电磁波 宏观上表现为粒子性 如直线传播 微观上表现波动性 如衍射和干涉现象 大学物力中有比较详细的介绍 振幅条件膜层材料的折射率必须等于镜片片基材料折射的平方值位相条件膜层厚度应为基准光的1 4波长 D 4 555 时 555 4 139nm一般膜层等于1 4波长 使光发生干涉 即提高镜片的透过率 加膜原理说明 对于单层膜 理论上膜层厚是光波长1 4是最理想的 但实际上可见光的波长带宽很宽 单一种材料不可能都在各波长处产生干涉 所以单层膜的反射率仍然不理想 这就要用到多层镀膜 即Muticoating 多层膜的设计不是波长1 4那么简单 它是多层膜厚的组合作用 它们和反射率是一个非常复杂的数学问题 没有简单的函数关系 但可以肯定 各层膜厚的改变 都会影响到光的反射性能 各种光的关系可表达如下 入射光 镜片反射光 透过镜片光 镜片吸收光现采用入眼敏感度较高的光波 波长 555 当镀膜的厚度过薄 139 反射光会显出浅棕黄色 如果呈蓝色则表示镀膜的厚度过厚 139 镀减反射膜技术 有机镜片镀膜的难度要比玻璃片高 玻璃材料300摄氏度以上的高温 而有机镜片在超过100摄氏度时便会发黄 随后很快分解 玻璃镜片的减反射膜材料通常采用氟化镁 M F2 但由于氟化镁的镀膜工艺必须在高于200摄氏度的环境中进行 否则不能着附在镜片表面 20世纪90年代以后 随着真空镀膜技术的发展 利用离子束轰击技术 使得膜层与镜片的结合 膜层间的结合得到改良 且提炼出的象氧化钛 氧化锆等高纯度金属氧化物材料 通过蒸发工艺镀于树脂镜片表面 达到良好的减反射效果 镀膜工艺过程 自动清洗镜片 超声波清洗保证了镜片与抗磨损膜之间的极佳结合防止抗磨损膜脱落在镜片的两个面上镀减反射膜 如同玻璃一样坚硬的二氧化硅 确保了镜片的硬度高分子聚合物基质 确保了镜片的弹性高能量表面处理 在真空舱中用高能量粒子轰击镜片保证了减反射膜与抗磨损膜之间的牢固结合镀多层减反射 锆分子使光线透过量增大到最大值且增加了镜片的韧性至少减少80 的反射镀顶膜 减少油污的附着和水的污染真空舱的应用保证了膜层不脱落系统质量控制 好的想法 要有高技术和高工艺的保证 在镀减反射膜之前镜片表面要用高能量的 氩离子 进行冲击清洗该清洗是原子级的这种工艺使得减反射膜和加硬膜之间能够紧密的结合 并且给整个加工过程提供高质量的保证 镀膜工艺过程 镀膜工艺过程 经过特殊表面清洗的镜片超清洁的镀膜环境优质的镀膜材料真空的镀膜舱温度控制镀膜时间及工艺的控制 膜色的决定因素取决于药片 膜层的好坏取决于真空炉中的气压 加硬层的牢固度 镀膜材料的着附力 技术要求 AR膜层 表面质量 点 道膜层颜色 均匀 一致工艺保证 牢固度透过率 或反射率 加膜周期24小时左右缺点 难清洁 将表面标记 刮痕 手指印 油污更明显放大出来 减反射膜与抗磨损膜之间关系 镜片表面的减反射膜层是一种非常薄的无机金属氧化物材料 厚度低于1微米 硬且脆 当镀上玻璃镜片时 由于片基比较硬 砂砾在其上面划过 膜层相对不容易产生划痕 但是减反射镀于有机镜片上 由于片基较软 砂砾在膜层上划过 膜层很容易产生划痕 因此有机镜片在镀减反射膜前必须要镀抗磨损膜 而且两种膜层的硬度必须相匹配 树脂材料较易磨损镀减反射膜后镜片更清晰因此镜片磨损的条纹更容易被看出 因此 加膜片的耐磨损能力犹为重要 膜层牢固性测试方法 盐水试验蒸气试验去离子试验钢丝绒磨擦试验溶解试验黏着试验温差试验潮湿度试验 抗污膜 顶膜 防水膜 原理镜片表面镀上多层减反射膜后 特别容易产生污渍 而污渍会破坏减反射膜的减反射效果 在显微镜下 减反射膜层呈孔状结构 故油污特别容易浸润至减反射膜层 解决办法是在减反射层上再镀上一层具有抗油污和抗水性能的顶膜 而且这层膜必须非常薄而使其不会改变减反射膜的光学性能 工艺抗污膜的材料以氟化物为主 二种加工方法 一种是浸泡法 一种是真空镀膜 常见是真空镀膜 当减反射膜层完成后 可使用蒸气工艺将氟化物镀于反射膜上 抗污膜将多孔的减反射膜层覆盖 并能将水和油与镜片的接触面积减少 使油和水滴不易粘附于镜片表面 也称防水膜 镜片膜层示例图1 镜片膜层示例图2 车房镜服务 普通成品镜片只有单光镜片 度数范围有一定的局限性 一般超过现成镜片度数就需要定做车房镜可理解为根据顾客需求所订制的镜片 车房还提供染色 加硬 镀膜 车边上架的服务 流程 加工光度 按处方 品种防紫外线 UV染色 按色片或要求加硬 提高表面抗划伤性能多层增透膜 减少反射光车边上架备注 A 浇注成型的镜片加工流程除光度加工之外 基本同上 B 可省略防紫外线与染色这两道工序 光度加工 特殊品种 渐进片 各式双光片 白内障片 变色片特殊光度 高折射率材料超现成镜片范围特殊形状 开圈 高度数的负透镜 小直径 小镜框或高度数的正透镜 特殊加工镜片图形 高度数 轻小镜框 美观老花直径越小越薄最小直径50mm R R 超超薄 开圈适合于高度数镜片 近视镜 最高达 2800度 白内障 帽仔镜适合于高度数镜片 老花镜 最高达 1975 加工技术要求 光度 表面质量度数误差符合BG 10810散光及轴位双光及渐进片的基准轴位直径厚度 边缘或中心 近视中心厚度高折射率不能低于1 1mm 低折射率不能低于1 4mm 老花边缘厚度为1 0mm 可做刀边处理 达到最薄的效果 加工周期 光度 30分钟至1小时之间 预备 打标 保护膜 上夹具 冷却铣磨 表面成型粗细磨 表面更精细抛光 镜面透亮 车刀左右切铣 根据处方进行内表面加工 外表面不进行加工处理 备注 1 两面开圈的镜片双面都要加工2 最高散光可达到 600 超过另加收模具费用 模具 粗细磨及抛光纸 保护膜 夹具 防紫外线 UV 通过浸染过程 可达到100 紫外线吸收率 镜片变得有轻微黄色 吸收小于或等于400nm的紫外线 一般先浸染UV药水再染色 然后再加硬加膜 或者在镜片制造过程 原料单体中与加硬药水中就已包含UV成份 备注 镜片发黄是镜片部分材料已氧化 技术要求 染色 与色片相符渐变的水平线与散光轴有加硬膜的镜片难以染色 要先染色再加硬有防反光镀膜的镜片不能染色 要先染色再加膜增加美观和屏蔽强光作用 加工周期 染色 15分钟以上 所用时间与镜片材料和颜色深浅有关用三个基色 红 蓝 黄调配红 蓝灰红 黄茶蓝 黄绿90度左右的色缸中浸泡 清水洗净 比照色板褪色水 平常的洗衣粉或者洗洁精都可调制成褪色水折射率越高 染色速度越慢 也越难上色 备注 基本现实中的颜色都可染 有10 到20 的差异空间 分清色板的底色及主导色 例 雷朋绿先黄再红再蓝 雷朋灰先红再蓝再黄 每种颜色可中和色片中不同的多余色彩 染色效果 红 棕色 屏蔽紫外线蓝绿色 屏蔽热辐射绿色 屏蔽红外线灰色 增加明暗对比黄色 增加色彩对比