眼镜天天戴,搞不清镜片材料,却花了冤枉钱
眼镜天天戴 , 搞不清镜片材料 , 却花了冤枉钱// //
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 。
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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 。
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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 。
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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
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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!”
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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(crown glass) , 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(crown)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 。
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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:
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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”
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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 。
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二战期间 , 美国空军委托匹兹堡平板玻璃公司(Pittsburgh Plate Glass Company , 简称PPG)旗下的哥伦比亚化学公司(Columbia-Southern ChemicalCorporation)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(39th Columbia Resins) 。 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%
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2
比重轻
(刚好是玻璃镜片的一半)
CR39——1.32g/cm3
玻璃——2.54g/cm3
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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
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4
抗冲击试验
(用16g钢球自1.27米高度自由落下)
CR-39——不碎
玻璃——碎裂
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另外 , CR-39还有可以染色、不易起雾、色散小(CR-39的阿贝数是58)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!
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什么是PC?
PC的化学名称叫聚碳酸脂(polycarbonate) , 又叫“太空片” 。
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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(2cm可用于防弹玻璃) , 故又称安全镜片 。 比重为2g/cm3 , 是目前用于镜片的最轻材料 。
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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 。
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几点小提示
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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(抗冲击和防紫外线) , 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 。
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MR是日本三井化学(Mitsui Chemicals)出品的光学镜片原材料的品牌名称 , MR就是Mitsui Resin(三井化学树脂)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 。
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MR-7 和 MR-10 具有更高的热变形温度和极好的染色性 , 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 。
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Trivex 是美国PPG公司一种特殊材料 。
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与PC镜片相比 , 虽然折射率较低(只有1.53)但阿贝数较高(达到45) , 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 。
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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(东海光学)对外推出了折射率1.76的镜片 。
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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 。
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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 。
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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(落球测试)有关 。 本文中介绍的部分材料 , 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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两点不成熟的小建议要和大家分享:
第一 , 在选择镜片材料时 , 不要仅仅局限于外观的厚薄 , 还要兼顾其他指标 。 比如抗紫外线性能、阿贝数(色散系数)、黄色指数以及抗冲击能力等 。 对于高度近视的患者 , 选择高折射镜片当然是有必要的 , 但也要考虑框型、安全性等问题 。
第二 , 即使完全相同的食材 , 在不同的厨师手里会变成完全不同的菜品;很多镜片的材料是相同的 , 但由于制作工艺、加硬镀膜技术、面弯设计等等因素 , 最后的镜片品质会有天壤之别 。 比如 , 有消费者问及关于镜片使用后发黄的问题 , 就是和镜片材料老化有关;一些品牌通过在镜片内加入添加剂来延缓镜片老化 , 就不那么容易变黄了 。
在选择镜片时 , 消费者要听取专业配镜师的建议并结合自己的需求 , 作出最合适的选择 。
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