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古代有水晶能养颜明目的说法,但事实上水晶的主要成分是二氧化硅(sio2),最大优点是硬性度高且不易受潮,但紫外线及红外线的透过率较高,而且水晶中密度不均匀,含杂质,有条纹及气泡等到产生,会形成双折射现象,从而影响视力。
一、无机材料--玻璃
玻璃是非常特殊的不定型材料,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。
随着温度的上升,玻璃材料会变软、粘性增加,并逐渐由固体变为液体,这种逐渐变化的特性我们称之为"
玻璃状态"
。
这一特性意味着玻璃在高温时可以被加工和铸型。
玻璃材料制成的镜片具有良好的透光性、表面抛光后更加透明的优点。
(1)普通玻璃材料(1.5和1.6):
折射率为1.523的冕牌玻璃是传统光学镜片的制造材料,其中60%~70%为二氧化硅,其余则由氧化钙、钠和硼等多种物质混合。
有时也将折射率为1.6的镜片划归普通镜片。
(2)高折射率玻璃材料:
经过多年的研究,镜片制造商已经找到了在提高材料折射率的同时又保持低色散的方法,即在玻璃中加入新的化学元素。
早在1975年就生产出了含钛元素的镜片,折射率为1.7,阿贝数为41;
15年之后又生产出了含镧元素的镜片,折射率为1.8,阿贝数为34;
1995年出现折射率为1.9的材料,加入了元素铌,阿贝数为30,这是目前折射率最高的镜片材料。
虽然采用这些材料所制造的镜片越来越薄,然而却没有减少镜片的另一重要参数:
重量。
实际上,随着折射率的增加,材料的比重也随之增加,这样就抵消了因为镜片变薄而带来的重量上的减轻。
(3)染色玻璃材料:
在玻璃材料中混合入一些具有特殊吸收性质的金属盐后会表现出着色的效果,例如:
加镍和钴(紫色),钴和铜(蓝色),铬(绿色),铁,镉(黄色),金,铜和硒(红色)等等。
这些染色镜片材料主要应用于大规模地生产平光太阳镜片或防护镜片。
一些具有特殊过滤性质的浅色材料(棕色、灰色、绿色或粉红色)也被用于生产屈光矫正镜片,但像这种镜片的材料现在的需求并不多,主要原因是由于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。
(4)光致变色玻璃材料:
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(包括塑料光致变色材料)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颜色变淡,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的分子而完成的。
1962年出现了第一代光致变色玻璃材料,此后性能不断得到改良。
其主要是在玻璃材料中加入了卤化银晶体。
这些晶体在紫外线击幅射下起化学反应,使镜片的颜色变深。
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一种电子交换,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,因银离子是透明的,所以镜片也是透明的;
而在紫外线辐射下,不稳定电子离开了氯离子,与银离子结合为金属银并吸收光,镜片则变深。
当紫外线辐射减弱,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。
对一般的光致变色玻璃,变色同时也受到温度的控制,在光照度不变时,温度越低则颜色越深。
光致变色材料大多是灰色和棕色的,俗称灰变和茶变,其它的颜色也可以通过专门的工艺达到。
所有的眼镜片,包括熔化双焦点镜片、渐进镜片都可以使用光致变色材料制造。
近年来,光致变色树脂镜片的发展较快,材料在不断改良,其折射率已不再局限于1.50。
二、有机材料
有机材料可以分为两大类:
热固性材料,具有加热后硬化的性质,受热不会变形,眼镜片大部分以这种材料为主,如CR-39。
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,聚碳酸酯PC就是这种材料。
(1)热固性材料
1)普通树脂材料:
(CR-39)
学名碳本酸丙烯乙酸,或称烯丙基二甘醇酸脂(DiallyGlycol Carbonates),是应用最广泛的生产普通树脂镜片的材料。
它于四十年代被美国哥伦比亚公司的化学家发现,是美国空军所研制的一系列聚合物中的第39号材料,因此,被称为CR-39(哥伦比亚树脂第39号)。
CR-39被用于生产眼用矫正镜片是在1955~1960年,是第一代的超轻、抗冲击的树脂镜片。
CR-39作为一种热固性材料,单体呈液态,在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的一个新的聚合体分子,具有不同的长度和性质。
作为光学镜片,CR-39材料性质的参数十分适宜:
折射率为1.5(接近普通玻璃镜片)、密度1.32(几乎是玻璃的一半)、阿贝数为58~59(只有很少的色射)、抗冲击、高透光率,可以进行染色和镀膜处理。
它主要的缺点是耐磨性不及玻璃,需要镀抗磨损膜处理。
树脂镜片可采用模式压法加工镜片表面的曲率,因此很适用于非球面镜片的生产。
2)中高折射率树脂材料:
大部分的中折射率和高折射率材料都是热固性树脂,其发展非常迅速。
它们的折射率可以使用以下任意一种技术来增加:
改变原分子中电子的结构,例如:
引入苯环结构;
在原分子中加入重原子,诸如卤素(氯、溴等)或硫。
与传统CR-39相比,用中高折射率树脂材料制造的镜片更轻、更薄。
它们的比重与CR-39大体一致(在1.20到1.40之间),但色散较大(阿贝数45),抗热性能较差,然而抗紫外线较佳,同时也可以染色和进行各种系统的表面镀膜处理。
使用这些材料的镜片制造工艺与CR-39的制造原理大体一致。
现在1.67的树脂材料已广泛流行,而且象1.7的树脂材料也已在市场上有销售。
视光业的专业人员正不断研制开发新材料,改良原有材料,以期树脂材料在将来获得更好的性能。
3)染色树脂材料:
用于制造太阳眼镜镜片的基本上都是聚合前加入染料而制成的,特别适合大批量制造各色平光太阳镜片,同时在材料中加入可吸收紫外线的物质。
现在的一项技术即是使用浸泡在溶有有机色素的热水中,常用的染料有红色、绿色、黄色、蓝色、灰色、和棕色,根据需求可任意调染,颜色的深浅也可以控制,可以将整片镜片染色成一种颜色,也可以染成逐渐变化的颜色,例如镜片上部深色,往下逐渐减浅,即俗称的双色或渐进色。
有机材料的出现,解决了屈光不正者配戴太阳眼镜的问题。
4)光致变色树脂材料:
第一代光致变色树脂镜片大约出现在1986年,但是直到1990年第一代Transi-tion镜片面市后,它才真正开始普及。
光致变色效果是在材料中加入了感光的混合物而获得的,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,改变了材料的吸收能力。
这些混合物与的结合主要有两种方法:
在聚合前与液态单体混合,或在聚合后渗入材料中(Transition镜片就采用后一种方法)。
光致变色树脂镜片采用几种光致变色物质,在最后的制造中使这些不同的
变色效果结合起来,这使得镜片变色不但迅速,而且不完全受温度的控制。
一种新型的光致变色树脂镜片已于1993年投放市场,这种镜片采用树脂材料作片基,用渗透法在镜片的凸面渗透了一层光致变色材料,然后再镀上一层抗磨损膜,起保护和而磨作用。
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,所以这种镜片特别适合用于各种屈光不正者使用。
(2)热塑性材料(聚碳酸酯,POLYCARBONATE,简称PC)
热塑性材料如PMMA早在五十年代就被首次用于制造镜片,但是由于受热易变形及耐磨性较差的缺点,很快就被CR-39所替代。
然而今天,聚碳酸酯的发展将热塑性材料带回了镜片领域,并被视光业专业人士认可为21世纪的主导镜片材料。
实际上,聚碳酸酯也不是一种新材料,它大约在1995年就被发现了,但真正在视光领域的使用仅仅是近几年,它在历经了数年的研制和多次的改进之后尤其是应用于CD产业,其光学质量已其它镜片材料相媲美。
聚碳酸酯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:
出色的抗冲击性(是CR-39的10倍以上),高折射率(ne=1.591,nd=1.586),非常轻(比重=1.20g/立方厘米),100%抗紫外线(385nm),耐高温(软化点为140°
C/280°
F)。
聚碳酸酯材料也可进行系统的镀膜处理。
它的阿贝数较低(Ve=31,Vd=30),但在实际中对配戴者并没有显著的影响。
在染色方面,由于聚碳酸酯材料本身不易着色,所以大多通过可染色的抗磨损膜吸收颜色。
光学镜片技术规范
编制/日期
审核/日期
批准/日期
1 范围
本标准规定了毛边眼镜镜片光学、表面质量及几何特性的要求。
本标准适用于单光及多焦点眼镜镜片,不适用于渐变焦点眼镜镜片。
2 引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB2828-89逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查)
JJG580-88焦度计
3 定义
本标准采用下列定义。
3.1 毛边眼镜镜片
已完成表面光学加工,尚未按镜架尺寸和几何形状磨边加工的镜片。
3.2 单光眼镜镜片
具有单视距能力的镜片(如球镜,球-柱镜,柱镜等)。
3.3 多焦点镜片
在主镜片上附有一个或几个子镜片,从而具有双视距或多视距能力的镜片(不包括渐变镜片)。
3.4 顶焦度(在本标准中特指后顶焦度)
镜片后顶点(指配戴时靠近眼球的一面)至焦点(以米为单位的)截距的倒数,其单位为屈光度,量纲为m-1(符号为D)。
3.5 光学中心
镜片前表面与光轴的交点(光线由此点透过时,光线不产生偏折)。
3.6 光轴与二个光学表面同时垂直的一条直线。
3.7 设计基准点
由生产者在镜片毛坯或已完成光学加工的镜片的前表面上所定的一个或数个点,即所设计的各技术参数适用于这些点。
3.8 远用区设计基准点
由生产者在已完成光学加工的镜片前表面或镜片毛坯的一个已完成光学加工的面上所规定的一个点,即远用区的设计的参数适用于此点。
3.9 近用区设计基准点
由生产者在已完成光学加工的镜片前表面或镜片毛坯的一个已完成光学加工的面上所规定的一个点,即近用区的各设计的参数适用于该点。
3.10 远用区基准点(主基准点)
镜片前表面上某点,远用区的顶焦度值适用于该点。
注:
它区别于远用区设计基准点,此点在某些场合是由验光师所指定的。
3.11 光学中心偏差
镜片光轴与几何对称轴间的偏差。
3.12 子午线
通过光轴的子午面与镜片表面的相交线。
3.13 球镜
所有子午线曲率都相同的镜片。
3.14 球-柱镜
在两个垂直相交主子午线上曲率不同的镜片,亦称球-柱联合或复曲面镜片。
3.15 平柱镜
球-柱镜的一个特殊情况,其中主子午线之一的顶焦度为零。
3.16 柱镜轴
球-柱镜片上仅含球镜度的主子午线。
3.17 棱镜屈光力
一束光线通过镜片一确定点后所产生的偏折程度。
其单位为棱镜度,并以光线通过每米距离后因偏折所产生的位移的厘米值(cm/m)来表示。
3.18 (棱镜)基底取向
在棱镜的主截面内,从顶点到基底投影射线的取向。
4 分类
已加工眼镜镜片按下列分类:
a) 单光眼镜镜片:
b) 多焦点眼镜镜片。
5 要求
所有允差范围应在测定温度23℃±
5℃下应用。
5.1 光学要求
5.1.1 总则
光学参数允差应在镜片的基准点下进行测量。
5.1.2 单光及多焦点镜片远用区的顶焦度的允差
顶焦度允差应使用符合JJG580的焦度计进行测定。
5.1.2.1 镜片顶焦度允差
顶焦度允差也适用于非球面的眼镜镜片。
球镜与柱镜镜片,应符合球镜允许偏差A和柱镜允许偏差B。
镜片顶焦度允许偏差列于表1。
表1:
镜片顶焦度允差m-1(D)
球面顶焦度
标称值
球镜允差
A
柱镜允差B
0.00~075
>
0.75~4.00
4.00~6.00
6.00
0.00
±
0.08
0.06
0.12
0.18
0.25
0.00~3.00
0.09
3.00~6.00
6.00~9.00
9.00~12.00
12.00~20.00
20.00
0.37
注:
以绝对值最大的顶焦度为球面顶焦度标称值。
5.1.2.2 柱镜轴位方向的允许偏差
表2列出的允许偏差,适用于多焦眼镜镜片以及附有预定方位的单光眼镜镜片,如棱镜基向设定,梯度染色等镜片。
测定按6.1条中叙述方法进行,柱镜轴位允许偏差应符合表2规定。
表2:
柱镜轴位方向允许偏差
柱镜顶焦度值
m-1(D)
≤0.50
>0.50~0.75
>0.75~1.50
>1.50
轴位允许偏差
(。
)
7
5
3
2
5.1.2.3 多焦点眼镜镜片的子镜片顶焦度的允许偏差
按6.2条叙方法进行测定时,子镜片顶焦度允许偏差应符合表3规定。
表3:
多焦点子镜片顶焦度允许偏差m-1(D)
子镜片顶焦度值
≤4.00
>4.00
允许偏差
5.1.2.4 光学中心和棱镜度允差
在以设计基准点为中心的测量区域内(对于单光镜片,测量区域为一半径为1mm的圈,对于多焦点镜片,测量区域为上下各0.5mm左右各为1mm的矩形),标称棱镜度与所测得的棱镜度之间的偏差须符合表4的规定。
表4:
光学中心和棱镜度的允许偏差
棱镜度
△
单光镜片上的允差
多焦镜片上的允差
测量区域半径
mm
水平方向
垂直方向
0.00~2.00
1
0.5
2.00~10.00
10.00
0.50
5.1.2.5 棱镜基底取向允差
将标称棱镜度按其基底取向分解为水平方向和垂直方向上的分量,各分量的偏差符合表4的规定。
对带有散光和棱镜度的单光镜片,柱镜轴位和棱镜基底方向的夹角偏差应符合表2的规定。
5.1.3 色泽
5.1.3.1 有色眼镜镜片配对不得有明显色差。
5.1.3.2 光致变色玻璃镜片每副配对必须基色一致,变色后色泽一致。
5.1.4 表面质量和内在疵病
5.1.4.1 在以基准点为中心,直径30mm的区域内不能存有影响视力的霍光、螺旋形等内在的缺陷。
5.1.4.2 镜片表面应光洁,透视清晰,表面不允许有桔皮和霉斑。
5.2 规格尺寸允差
5.2.1 眼镜镜片规格尺寸的允差
眼镜镜片尺寸分为下列几类:
标称尺寸(dn):
由制造厂标定的规格尺寸(以mm为单位);
有效尺寸(de):
镜片的实际规格尺寸(以mm为单位);
使用尺寸(du):
光学使用的规格尺寸(mm)。
按直径规定的眼镜镜片,尺寸的允差应符合下列要求。
a) 有效尺寸(de)
de≥dn-1mm
de≤dn+2mm
b) 使用尺寸(du)
du≥dn-2mm
注:
1 使用尺寸允许偏差不适用于特殊曲面镜片,例如缩径镜片等。
2 作为处方配制特殊镜片的尺寸和厚度,由于要符合所配装眼镜架的尺寸和形状的需要,允差可以由处方者和供片商协议决定。
5.2.2 厚度允差
5.2.2.1 玻璃眼镜镜片的最薄片的厚度不得小于0.7mm。
5.2.2.2 有效厚度应在镜片凸面的基准点上,且与该表面垂直地进行测定,测定值不应偏离标称值±
0.3mm。
5.2.3 多焦镜片的子镜片允差
当使用6.3条规定方法测定,子镜片的各尺寸(宽度、深度和过渡区深度)不应偏离标称值±
0.5mm。
作为一副镜片,子镜片的各尺寸(宽度、深度和过渡区深度)相互偏差不应大于0.7mm。
6 试验方法
6.1 多焦点镜片柱镜轴测定方法
在实际测量时,可选用下列方法来确定水平基准线。
a)对于圆形子镜片的多焦点镜片,以镜片形式中标定的子镜片位置为准;
b)对于非圆形子镜片,以子镜片的定位方向为准。
6.2 子镜片顶焦度测定方法
把镜片安放好,使含子镜片的表面靠在焦度计支撑座上,并使镜片的近光基准点尽可能在中心位置。
使用聚焦式焦度计时,使标觇上的垂直线聚焦后,测定近光顶焦度。
确定远顶焦度测定点D,其以与近光测量点N到远光基准点B的相同距离位于B点上方的另一侧。
然后把镜片放置于焦度计支撑座上,并使测量点D对中,在标觇上垂直线聚焦后,测定远光顶焦度。
图1:
子镜片(附加)顶焦度测定按近光顶焦度和远光顶焦度的差值计算子镜片附加屈光度。
1 也可以应用与上述推荐的测定方法相等的其他测试方法。
2 对于散光镜片,其远光基准点和测定方法应由生产者指明。
3 在镜片顶焦度值-6.00m-1(D)或大于-6.00m-1(D)的负焦镜片,后顶点焦度测定的方法是允许的。
但生产商应标明该镜片是否按后顶焦度的测量方法而设计的。
6.3 子镜片尺寸测定方法
子镜片的尺寸在子镜片中心的切平面上进行测量,使用带有合适的标线尺(方格线),或者精确的毫米测定仪器的光学投影比较仪测量。
6.4 表面质量和内在疵病测试方法
不借助于放大光学装置,在明视场背景下进行镜片的检验。
图2是推荐的检验系统装置。
检验光照度为200lx。
检验灯使用15W最小值荧光灯或40W灯泡或至少400lm的光流。
这类检验的检验者应经过培训并需要有熟练的操作水平。
遮光板应调节到使眼睛免受光的照射并使镜片置于光照射中
图2:
目视法检验镜片疵病的装置图
6.5 色泽试验方法
6.5.1 有色眼镜镜片用肉眼观察。
6.5.2 光致变色玻璃眼镜片在光照前、光照后分别目测。
7 检验规则
7.1 出厂产品或工场产品按本标准规定的技术要求进行验收。
同一次交付的同一种规格的产品为一批。
7.2 出厂或工场的批量产品按GB2828的一般检查水平Ⅱ,AQL为4.0进行验收,见表5。
表5,AQL=4.0
产品批量范围
N
抽样样本大小
n
合格判定数
Ae
不合格判定数
Re
90~150
20
151~280
32
4
281~500
50
6
501~1200
80
8
1201~3200
125
10
11
3201~10000
200
14
15
10001~35000
315
21
22
7.3 对特殊规格要求的产品,可按供需双方要求另订协议。
8 标志、包装、运输、贮存
8.1 标志
镜片每片装一纸袋,纸袋上应注明下列技术参数。
8.1.1 对所有眼镜镜片
a) 顶焦度值,以m-1(D)表示;
b) 镜片标称尺寸(mm),厚度(mm);
c) 设计的基准点位置,如未标明,则该点即为镜片几何中心;
d) 色泽(或白色);
e) 镀层的情况;
f) 材料的贸易名称或折射率以及生产厂或供片商的名称、地址;
g) 光学中心,棱镜度如有任何校正时(见5.1.2.4),校正值应标明;
h) 执行的标准代号。
8.1.2 多焦点眼镜镜片
a) 子镜片顶焦度数值和对预定配截位置镜片的校正值;
b) 子镜片的规格尺寸(mm);
c) 右眼或左眼;
d) 子镜片的棱镜度(△);
e) 设计款式或贸易用名。
8.2 包装
8.2.1 每片装一纸袋,根据不同屈光度,分别以5副、6副、10副或20副装一纸盒。
盒上除注明8.1.1全部内容外,尚需标明数量、出厂日期和检验标记。
8.2.2 外包装箱除标明纸盒上全部内容外,尚需标记易碎制品,防震、防潮、轻放等字样或标记。
8.3 运输、搬运时必须轻放轻卸,严禁碰撞、雨淋、受潮。
8.4 贮存时应注意通风干燥,防止受潮。
光学镜片关键工序技术规范
光学镜片车间关键工序技术规范(抛光)
1.目的
为保证组件产品质量及可靠性,特针对组件生产关键工序和特殊过程作出工艺及技术要求,请相关部门及岗位严格执行。
2.定义
2.1关键工序
关键工序指的是能直接影响产品品质,甚至导致产品无法正常使用的制作过程
2.2特殊过程
(1)产品质量不能通过后续的测量或监控加以验证的工序;
(2)产品质量需进行破坏性试验或采取复杂昂贵方法才能测量或只能进行间接监控的工序;
(3)该工序产品仅在产品使用或交付之后,不合格的质量特性才能暴露出来。
3.关键工序/特殊过程
1)光学镜片抛光
2)研磨
4.特殊过程控制内容
序号
确认项目
确认内容
人员
1.操作工是否持证上岗
2.是否经过相关培训
3.是否有相关操作经验,能否胜任本岗位工作
设备
1.设备是否定期维护保养
2.设备运行情况良好
3.设备符合工艺要求
材料
1.外购材料供应商在合格供应商名录内
2.材料经来料检验合格
3.生产的产品检验符合要求
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- 光学镜片 加工 技术