眼镜片材料及表面处理
第十二章镜片材料及表面处理
减反射膜
减反射膜和抗磨损膜的关系 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。当镀于玻璃镜片上 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；但是减反射膜镀于有机镜片上时，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。
树脂片的制造
具体的制造步骤如下： 1）材料准备：用热气吹干颗粒，并将材料加入
压力机； 2）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 3000C）; 3）注射：通过压力将熔化的材料注入模子； 4）冷却：通过模子传导使材料固化；
5）开模：打开压力和模子，取出镜片。
减反射膜
镀减反射膜层的目的是要减少光线的反射，但并不可能 做到没有反射光线。镜片的表面也总会有残留的颜色， 但残留颜色哪种是最好的，其实并没有标准，目前主要 是以个人对颜色的喜好为主，较多为绿色色系。
我们也会发现残留颜色在镜片凸面与凹面会有差异，曲 率不同使镀膜的速度不同，因此在镜片中央部分呈绿色， 而在边缘部分则为淡紫红色或其它颜色。
抗污膜（顶膜）
对于有机镜片而言，理想的表面系统处理应该是包括 抗磨损膜、多层减反射膜和顶膜抗污膜的复合膜。通 常抗磨损膜镀层最厚，约为3－5um，多层减反射膜 的厚度约为0.3um，顶层抗污 膜最薄，约为0.005－ 0.01um。
透膜 膜
憎水膜 多层减反射膜、增 磨损膜、辐射膜
磨损膜 多层减反射膜、增透 憎水膜、辐射膜
减反射膜
"鬼影" 眼镜光学理论认为眼镜片屈光力会使所视物体在戴镜 者的远点形成一个清晰的像，也可以解释为所视物体 的光线通过镜片发生偏折并聚集于视网膜上，形成像 点。 但是由于屈光镜片的前后表面的曲率不同，并且存在 一定量的反射光，它们之间会产生内反射。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。
镜片材料及表面处理
光学玻璃镜片特点
无机物：低分子单体以分子键相互间结合. A.比重高（密度大）：即单位体积所含分子数量多，因此
在配戴时感觉沉重。
B.折射率相对高：普通片为1.523，超薄片为：1.72以上，
最高可达1.9。
C.硬度高：要用钻石切割，表面不容易被硬物划伤。
光学玻璃镜片特点
D.无弹性：断裂、伸拉弹性为零，容易遇到突发性外力发 生粉碎性破碎，容易对眼睛造成意外伤害。
◆镜片直径60mm，-10.00D镜片的边缘厚度比较：
光学玻璃片 10.8mm 普通超薄片 8.2mm 超超薄镜片 6.9mm
光学树脂镜片
PMMA镜片： PMMA属热塑性材料，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。 用PMMA生产的镜片（主要
克鲁赛脱镜片也分为普通和光学镜片两种。前者简称克赛片
1.510，透光率在85%以上。
光赛片是在钡冕玻璃成分中添加氧化锰和氧化铈等物质，使
镜片颜色呈浅粉红色，折射率为1.523，透光率为87%以上，
能吸收350nm以下的紫外线
光学玻璃
光致变色镜片
简称变色片。是在无色或有色光学玻璃成分中添加卤化银等
第十二章 镜片材料及表面处理
镜片种类
从功能来说： 有近视镜、远视镜、老花镜、散光镜、防风沙镜、太阳 镜、防紫外镜、电焊镜、防红外镜等
从材质分的种类： 有玻璃镜片、树脂镜片、天然水晶镜片等
镜片材料基本特性
可以制作光学镜片的前提条件： 镜片材料的折射率 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。
与传统CR-39相比，用中高折射率树脂材料制造镜片
镜片材料及表面处理
光学树脂镜片
I.价格：随质量、功能、品牌、档次不一而论. J.镜片的尺寸设计：美国药品与食品管理局“F.D.A”标准中规定
中心厚度最低可设计至0.6毫米，但强度要求却相应降低， 为此欧洲、美国、日本等国生产商一般把近视、远视100度 以上的镜片中央厚度设计在1.0毫米以上，以保证镜 片的整体强度。
光学玻璃
无色玻璃镜片 托力克片（Toric）：也称白托片，白片。可分为普通和
光学白片两种。 普通白片的主要组成为钠钙硅酸盐，折射率为1.51，可 见光的透光率为89%以上，可吸收280nm以下的紫外线。 光学白片的主要组成为钠钙硅酸，折射率为1.531，阿 贝数60.5，透光率在91%以上，防紫外线性能最差。
光学树脂镜片
B.折射率适中：普通CR-39丙烯基二甘醇碳酸酯，折射率为 1.497-1.504，目前沈阳眼镜市场上销售的树脂镜片折射率 最高的为日本尼康非球面超薄加硬加膜折射率为1.67树脂镜 片。日本尼康公司将推出1.74折射率的树脂镜片。
C.表面硬度比玻璃较低，容易被硬物划伤，所以需经加硬处理 其加硬材料即为二氧化硅，但硬度绝达不到玻璃的硬度。因 此需配戴者注意镜片的保养。
F.加工性：一般.不能进行渗透性染色；难于用玻璃镜片进 行无框、半框的加工。
光学玻璃的性能
主要包括光学性能、化学性能、热性能和机械 性能等。 （1）光学性能
即折射率、透光率和色散系数等 A、折射率是决定镜片屈光度的常数之一。 B、色散系数是衡量镜片成像清晰度的重要指标 。 C、透光率是视物清晰度的重要指标，无色光学玻璃对可
-4.50D -6.00D -8.50D -10.00D
◆镜片直径50mm，-10.00D镜片的边缘厚度比较：
普通树脂片 光学玻璃片 普通超薄片 超超薄镜片
【精品】眼镜片的材料和镀膜工艺
眼镜片的材料和镀膜工艺2008年06月02日星期一18：15第1节眼镜片材料用来制作眼镜片的材料主要有光学玻璃、光学树脂和天然材料等三大类。
一、光学玻璃材料（一)光学玻璃概述眼镜镜片材料主要是由氧化物，如：二氧化硅、三氧化硼、五氧化磷、氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化钡、氧化镁、氧化锌、氧化铝等组成而成。
这些原料经过高温熔融后，冷却凝结成一种均匀透明、性脆、非结晶态的物质。
眼镜玻璃主要采用光学玻璃材料，可分为无色和有色光学玻璃两大类.光学玻璃品种繁多，通常可根据无色光学玻璃的折射率或阿贝数量的大小划分为冕牌玻璃和火石玻璃两种。
两者最明显的区别是冕牌玻璃的折射率较低，一般为1。
49～1。
53之间，而火石玻璃的折射率较高，一般1.60~1.80左右。
以阿贝数50为基准来分，阿贝数大于50以上的为各类冕牌玻璃，阿贝数在50以下的为各类火石玻璃.用冕牌玻璃材料制成的眼镜片有光学白片、克鲁赛脱镜片、变色镜片以及各种有色玻璃镜片等，而火石玻璃材料多用于双光镜片的子片和各种“超薄镜片”等。
（二）光学玻璃的性能光学玻璃材料的性能主要包括光学性能、化学性能、热性能和机械性能等.光学性能即折射率、透光率和色散系数等，是光学玻璃最重要的光学常数。
折射率是用波长587。
6nm的黄色光为基准测得的，是决定镜片屈光度的常数之一。
色散系数是衡量镜片成像清晰度的重要指标，通常用色散系数的倒数，亦称阿贝数来表示。
阿贝数越大,色散就越小，反之,阿贝数越小，则色散就越大，其成像的清晰度就越差.透光率是视物清晰度的重要指标，无色光学玻璃对可见光的透光率应在92%以上.透光率越高，视物就越清晰。
化学性能即化学稳定性,一般是指镜片在加工或使用过程中对水、酸、碱溶液以及抛光剂等化学物质的耐腐蚀能力。
因为这些化学物质均能与玻璃发生作用,使镜片表面光洁度发生变化，影响使用寿命。
热性能主要包括热膨胀系数、导热系数和热稳定性等。
光学玻璃的热膨胀系数与金属材料相比非常之下，因此光学玻璃不易变形。
三,镜面材料及表面处理
? 史料记载：“史沆断狱，取水晶十数种以主，初不喻，既而知案卷牍故暗者，水晶承目照之则见……”。史沆在审案子时，看不见案卷的字，用水晶（凸透镜作用）放在眼睛前面,看清了案卷上的小字。
? 当时眼镜称“靉叇”。是用来帮助看近的老花眼镜。
? 西方直到13世纪末期，才由中国传去
? 当时意大利人马可波罗旅居中国17年为朝宫廷办事，跑遍中国各地，曾见到宫廷里有人用眼镜，他就把眼镜传到了西方，所以在西方最早制作眼镜的地方是马可波罗的故乡——威尼斯。这种说法证明眼镜是我国发现的。
第三章
镜片材料及表面处理
? 一、眼镜发展简史
? 据史料记载，早在7世纪时，对近视眼的发病已有所发现，如巢式《诸病源候论》的文章中记载了“目不能远视……”。这是距今1300余年前的事了
? 而眼镜的发明与应用则迟了600年，直到12世纪初期，我国南宋时期一位名叫史沆的人，首次利用水晶放大的作用看书
? 色散系数（阿贝Abbe数）
? 因媒质的折射率随光波长不同而改变，故白光（复合光）在经过透明介质时，被分解成连续色带的现象叫色散。色散大小用色散系数来表示
? 色散系数：是指光学媒质将光分解成光谱的程度，色散系数越大分成的宽度越大。
? 一般眼镜的色散系数范围为30~60
? 孙云球还根据凸凹透镜的屈光原理，编制了一套“随目对镜”的原始验光方法，并采用它验光配镜
? 孙云球是我国主觉验光的先驱
? 到了清代康熙年间，眼镜片在北京、天津、苏州、上海、广州等地已蓬勃发展，眼镜已商品化
? 当时没有眼镜专业店，一般眼镜销售只附设在古玩玉器铺内
? 有色光学玻璃
光 学 玻 璃
? 无色玻璃镜片
? 托力克片（Toric）：也称白托片，白片。可分为普通和光学白片两种。
镜片材料及表面处理
树脂片的制造
具体的制造步骤如下： 1）材料准备：用热气吹干颗粒，并将材料加入 压力机； 2）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 3000C）; 3）注射：通过压力将熔化的材料注入模子； 4）冷却：通过模子传导使材料固化； 5）开模：打开压力和模子，取出镜片。
减 反 射 膜
镀膜前的准备 镜片在接受镀膜前必须进行预清洗，这种清洗要求很 高，达到分子级。在清洗槽中分别放置各种清洗液，并 采用超声波加强清洗效果，当镜片清洗完后，放进真空 舱内，在此过程中要特别注意避免空气中的灰尘和垃圾 再黏附在镜片表面。最后的清洗是在真空舱内镀膜进行 的，放置在真空舱内的离子枪将轰击镜片的表面（例如 用氩离子），完成此道清洗工序后即进行减反射膜的镀 膜。
减 反 射 膜
真空镀膜 真空蒸发工艺能够保证将纯质的镀膜材料镀于镜片的 表面，同时在蒸发过程中，对镀膜材料的化学成分 能严密控制。真空蒸发工艺能够对于膜层的厚度精 确控制，精度达到+5A。
减 反 射 膜
膜层牢固性 对眼镜片而言，膜层的牢固性是至关重要的，是 镜片重要的质量指标。镜片的质量指标包括镜片抗 磨损、抗腐蚀、抗温差等。因此现在有了许多针对 性的物理化学测试方法，在模拟戴镜者的使用条件 下，对镀膜镜片进行膜层牢固度质量的测试。
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，然后形成有精确曲率的前、后 表面，从而生产出“成品”。
玻璃片的制造
对镜片前、后表面的处理可以分成三个阶段: 阶段1：粗磨 使用钻石砂轮研磨镜片以获得一定的厚度和曲率。经
眼镜学资料：7 眼镜片材料及表面处理眼镜的安全防护功能答案
1.玻璃镜片与树脂镜片的优缺点
(1)玻璃镜片
优点：硬度高，耐磨损，折射率可以做的更高，耐热性更好，耐化学腐蚀。
缺点：重，抗冲击性差，易碎，紫外线阻断效果差，防雾性差，表面反射高。
(2)树脂镜片
优点：高抗冲击性，高折射率，轻，抗紫外线能力强，耐高温，阿贝数较低，防雾性强，表面反射低。
缺点：抗化学腐蚀能力比玻璃差，表面易划痕，吸水性比玻璃大，在相同度数与折射率的情况下比玻璃镜片厚。
2.光致变色镜片与染色镜片的优缺点
(1)光致变色镜片
优点：可根据辐射变色，且变色可逆。
不接受辐射时，为无色镜片，透光率高，吸收量少。
在户外接受辐射时，颜色变深，起调节进入眼内光线的作用。
缺点：变深效果会受温度影响，价格高且易老化。
变色和恢复需要一定的时间，通常变深速率快于还原速率，深度的变化与眼睛适应光照的变化并不匹配。
玻璃光致变色镜片着色不均，但表面渗透法弥补了这一欠缺。
(2)染色镜片
优点：使用寿命长，外观好看，不需要变色和恢复的时间。
缺点：变色不可逆，透光率低，吸收多，染色不匀。
眼镜镜片材料
眼镜镜片材料眼镜镜片是眼镜的核心部件，其材料的选择对眼镜的舒适度、透明度、防辐射性能等都有很大的影响。
下面就介绍一下常见的眼镜镜片材料。
1. 树脂镜片树脂镜片是目前市场上最常见的镜片材料之一。
树脂镜片是由合成树脂材料制成，具有重量轻、抗冲击性强、便于染色、适应度好等特点。
树脂镜片透明度高，适合近视患者使用，还可以进行各种涂层处理，如防紫外线、防蓝光、减轻眩光等。
2. 玻璃镜片玻璃镜片是最早期的眼镜镜片材料，它的透明度和硬度都很高，耐磨性也好。
然而，玻璃镜片具有较高的密度和重量，极易碎，对眼镜架有一定的要求，配戴时不太轻便舒适。
现在市场上的眼镜镜片大多已经被树脂镜片所取代。
3. 高折射镜片高折射镜片是一种特殊的镜片材料，通过调整镜片的折射率来实现特定的眼镜度数，可以使镜片更薄更轻，也可以使度数更高。
高折射镜片可以有效避免高度近视镜片的厚重和畸变，同时使眼镜更加美观。
4. 防蓝光镜片随着电子产品的普及，人们对于防蓝光镜片的需求也越来越高。
防蓝光镜片能够阻挡对眼睛有害的蓝光辐射，减轻长时间使用电子产品带来的眼睛疲劳和不适。
防蓝光镜片的材料通常是树脂，具有良好的透明度和舒适度。
5. 渐进多焦镜片渐进多焦镜片是一种具有跨度大范围的镜片，没有明显的分界线，可以适应不同的视距。
渐进多焦镜片通过调整镜片的曲率和光学设计来实现不同视距的焦点，从而实现近距离和远距离的视觉矫正。
渐进多焦镜片适合中老年人使用，提供了更加自然和舒适的视觉体验。
总的来说，眼镜镜片材料的选择应该根据个人的需要和健康状况来决定。
不同的材料有不同的优缺点，消费者在购买眼镜时应咨询专业的眼镜店员或眼科医生，选择最适合自己的镜片材料。
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HI 1.56 HI 1.60 HI >1.65
玻璃
树脂
17
光线的透射
入射光线 入射光线
→
镜片界面 空气 / 镜片界面 →
透射
反射 玻璃每一表面 4.3%
吸收 -在媒质种持续減少 -決定于厚度 -染色镜片
18
镜片玻璃材料的特性（例举） 普通折射率 特性
折射率ne nd
色散系数ve vd 白片 灰变 茶变
光学性质
折射率 色散力 透光率 光线吸收能力
4
材料性质: 特 征
物理性质
密度 (比重) 硬度 抗冲击性能 化学稳定性
意义 :
重量/舒适度 耐磨损性能/ 镜片寿命 破损/镜片寿命 溶剂/ 清洁剂的使用
5
材料性质: 特 征
光学性质
折射率 色散力 透光率 光线吸收能力
意义：
厚度/曲率/重量 色像差 可见光透过率 红外线、紫外线防护
数值越大，抗冲击性能越好，越不易碎
抗冲击性能
0.60 0.50 0.40 00 Crow n HI CR39 Poly HI 1.56 HI 1.60
N/A
HI >1.65
10
玻璃
树脂
理化性质
化学稳定性能 (热力学分类)
57.0
数值越小，稳定性越好
56.0 55.0 54.0 53.0 52.0 51.0 50.0 49.0
白片 白片
1.705 1.701 41 42 3.21 1.807 1.802 34 35 3.65
密度 克/厘米3 隔断紫外线 的波长(nm)
330
335
335
335
345
345
335
330
镜片树脂材料的特性（例举） ————热固性塑料和热塑性塑料
特性 热固性材料 普通折射率 中折射率
白片 灰变 茶变 折射率ne nd
色散系数 ve
1.502 1.502 1.502 1.500 1.500 1.500 58 59 58 59 58 59
热塑性材料 高折射率 高折射率
白片
1.599 1.595 36 36
白片 灰变 茶变
1.561 1.559 1.559 1.557 1.557 1.557 37 37 37 38 37 38
玻璃
树脂
阿贝（Abbe）数
nd −1 nf − nc
ne −1 nf ′ − nc′
d:黄光He 587.56 f: f:蓝光H 486.13 H c:红光H 656.27 e:绿光546.07 f’:蓝光Cd479.99 c’:红光:643.85
15
光学性质
透光率(% 可见光透过率)
93 92 )
项目三（一） 项目三（
镜片材料 镜片材料特性 材料特性
眼镜镜片:
常用材料 玻璃
- 皇冠玻璃 (普通玻璃) - 超薄 (高折射率) - 光致变色镜片 CR39 超薄(高折射率) 聚碳酸酯（PC） 光致变色镜片
2
树脂
眼镜片材料
区别在:
材料性质
- 理化性质 - 光学性质
3
材料性质: 特 征
理化性质
密度 (比重) 硬度 抗冲击性能 化学稳定性
1.525 1.523 59 59 2.61 1.525 1.523 57 57 2.41 1.525 1.523 56 56 2.41
中折射率
白片 灰变 茶变
1.604 1.600 41 42 2.63 1.604 1.600 42 42 2.70 1.604 1.600 42 42 2.73
高折射率
8
玻璃
树脂
理化性质 (耐磨损程度，Moh氏硬度表)
6.00
数值越大，硬度越高， 越不易磨损
耐磨程度 (Moh氏硬度表 )
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
Crown
HI
CR39
Poly
HI 1.56 HI 1.60 HI >1.65
玻璃
树脂
9
理化性质 抗冲击性能
0.90 0.80 0.70
12
玻璃
树脂
厚度 与 镜片屈光力
30 28 26 24
当镜片屈光力增加时:
Edge Thickness (mm)
22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 4 6 Centre Thickness (mm) 8 10 12 14 16 -18 -14 -10 -6 -Power -2 PL +2 +6 +10 +14 +Power 1.805 1.601 1.498
白片
1.591 1.586 31 30
vd 密度 克/厘米3 隔断紫外线的 波长（nm）
1.32
1.28 1.28
1.23
1.20
1.20
1.36
1.20
355
370 370
370
390
390
380
380
Thank you
谢谢! 谢谢
21
透光率 (% 可 ? 光透射度
91 90 89 88 87 86 Crow n HI CR39 Poly HI 1.56 HI 1.60 HI >1.65
16
玻璃
树脂
光学性质
抗紫外线能力
400 350 300
阻断紫外线 (微米 )
250 200 150 100 50 0
Crown
HI
CR39
Poly
6
眼镜片材料
– 每种材料都有优缺点 – 材料的选择应符合个人需求 – 镜片的加膜等特殊处理可以改进镜片
性能
7
理化性质 密 度
3.50
数值越小,就越轻
3.00 2.50
(g/cm3)
密度
2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 Crow n HI CR39 Poly HI 1.56 HI 1.60 HI >1.65
N/A
48.0
N/A
N/A
11
Crown
HI
CR39
Poly
HI 1.56 HI 1.60 HI >1.65
玻璃
树脂
光学性质 折射率
1.80 1.75 1.70 1.65
折射率越高，镜片越薄
折射率
1.60 1.55 1.50 1.45 1.40 1.35 Crow n HI CR39 Poly HI 1.56 HI 1.60 HI >1.65
–正镜片的中心厚度增加 –负鏡片的边缘厚度增加
–折射率较高的镜片会比
较薄
13
光学性质
色散力 (阿贝数)
70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 Crow n HI CR39 Poly HI 1.56 HI 1.60 HI >1.65
14
数值越大, 色散越少
色散力 (Abbe 数 )