染色、偏光、镜面和变色太阳镜…… 这些户外神器是怎么制造的?

作者:admin 日期:2023-04-23 浏览:


前言

又到了炎热夏日必须选戴适宜的太阳镜开展安全防护的时刻,太阳镜早已普遍进到中国人的生活,市场中就可以买到的眼镜片品种繁多,该挑选染色、偏光镜或是镜面玻璃?亦或者是变色片?除开均具有紫外线防护外,这种太阳镜各有哪些特点?很有可能许多人都有这些问题,而互联网上的一般导游词格式文章内容,还有解释较浅,遮盖不完整乃至欺诈的意味。此文致力于对这几种太阳镜从生产制造原理的角度来解释其功能特点,在此基础上再来挑选自己心仪的眼镜片,坚信自然就能啦。

  • 注1:仅涉及到树脂眼镜,不包含玻璃镜片;
  • 注2:很多专业名词警告,早已尽量开展解释或加上连接表明;
  • 注3:此文关键为原理详细介绍,涉及到商品推荐内容偏少;

太长不看版:


染色(有色板块)太阳镜

染色都是基于已成形眼镜片(指已制成毛胚圆镜但还没裁边装[好看]架)的一种加工工艺:将染剂以一定比例分散到有机溶剂中(染色液),根据染色设备将眼镜片以一定速度和工作频率渗入染色液,染剂逐渐渗入进到眼镜片基材而使镜片颜色变浅。染剂的常见分子式如下图所示,能够看见在结构上带有各种发色基团,这种官能团针对光谱图中***范畴造成很强的消化吸收进而展现各种颜色的。在适合的工艺指标下,眼镜片可以获得特定匀称(solid tint, 又被称为单色)染色深层或渐变色染色(gradient tint)深层。

典型性有机染料Disperse Blue的分子式

染色太阳镜一部分单色色调系列产品

与单色染色眼镜片对比,渐变色染色眼镜片从上向下呈由深至浅色深遍布,这和风景摄影常用的渐变镜(GND)相近,目的是为了完成在外面配戴时,视线中得到从天上到地面色度平衡的视觉效果。

渐变色染色(眼镜片车旁边架后)

渐变色染色配戴实际效果

染色太阳镜颜色可选择范围广泛,染色深层可以满足从极浅到极深范畴,适用从屋内到极其室外情况下的配戴必须。但随之,由于染色深层固定不动,其应用领域较为单一,如深棕色或浅色系眼镜片都不适合运用在光线转变快速的场所,此外一部分色调(绿,红等)也有可能影响物品自身颜色。一般情况下,***合适的挑选染色深层中等眼镜片比较适宜。

眼镜片染色深层挑选手册

注:除之上所讲的染色外,也有另外一种­生产制造有色板块太阳镜的办法:将颜料或塑料母粒(指带有颜料的再生塑料)匀称渗入环氧树脂中(一般为涤纶[PA]或聚碳酸[PC]),根据注塑成型成的,如下图所示环氧树脂被加温熔化后,根据充压以相近注射针的形式将原材料注入入容器中,冷后获得成形产品(眼镜片)。

注塑成型演试动态图(注:图例非近视眼镜商品)

注塑成型制作而成的有色板块太阳镜片

以上两种有色板块眼镜片那种好呢? 注塑成型的优势是可以制作多种多样外观设计,比如防护眼镜滑雪镜等。而染色加工工艺除开可以用于没有颜色眼镜片上以外,还可以运用到有色板块、偏光镜和掉色等多种多样眼镜片上(下文有实例表明)。


偏光镜太阳镜

偏光镜太阳镜可以减少太阳光照射潮湿地面、降雪、水和金属表层里的折射光(=偏振)影响,它并且也具有多种多样背景色来改变视线饱和度和颜色体会,可觉得偏光镜太阳镜是加入偏振过虑作用的染色太阳镜。

偏振过虑原理

偏光眼镜配戴实际效果平面图

那样怎么让眼镜片具备偏光镜过虑作用呢?这儿需要使用偏光膜 - 一般由丙烯酸乳液膜(PVA)在拉申(趋向)下应用碘化物或其它具有二向色性物质开展染色成的,如图所示:

PVA偏光膜的配制全过程详解

偏光膜制作中,调整染剂浓度值可以获得不一样透光度,但是由于理想化透光度仅是50%,充分考虑各种各样消耗,具体所得到的眼镜片透光度***大一般不超过40%

有化学基础的人会了解,PVA高聚物碳链上存在许多甲基,非常容易吸潮变型甚至水解反应,如何把柔软PVA更好地固定不动到眼镜片里边呢?业界现阶段有多种计划方案:

  • 制作成偏光膜,立即热弯机成形

由于PVA不容易直接用,所以在PVA两边再压合上一到两层的高透光性(93%)和高强度三醋酸纤维素酯(TAC),获得总壁厚1 mm左右偏光膜。偏光膜通过热(压)弯和裁剪以后,也可以用作太阳镜片或做为偏光镜夹片应用。目前市面上较为价格便宜的偏光眼镜/偏光镜夹片就是利用用这种方法创造出来的,也包含比较常见的电影院3D近视眼镜,低端的乃至也不开展热弯机,基本上就是平方米。这种眼镜片非常薄,无法进行近视度数生产加工(通称无近视度数),抗磨性能一般,弧度和尺寸稳定性较弱。

偏光膜结构示意图

偏光膜热(折弯)全过程

  • 制作成偏光膜,再注塑成型(热塑性塑料)

构造原理与前图一致,只是把表层TAC层替换成热固性塑料的复合树脂层,比如PC层,一样开展热弯机后,将偏光膜放置在模芯底端,再将PC环氧树脂注入上文有动态图)到偏光膜的后产品,偏光膜后产品的PC层及注入入手的PC环氧树脂高温下开展较好的焊接,形成一个总体,试压冷后即获得成形眼镜片。与偏光膜立即热弯机成形对比,注塑成型所得到的眼镜片,拥有镜片材料支撑,弧度能够获得比较好的维持。而且镜片厚度操纵灵便,做的较薄薄的立即做为眼镜片,制成较厚的硅片可后面制作成各种各样近视度数(通称有近视度数),也很适合开展加加硬和减反射面(AR)镀晶等操作。除开PC以外,比较常见的也有PA等相关材料。

磨具视域下的注塑成型全过程(翠绿色泛指复合树脂)

  • 浇筑成形(热固性树脂)

浇筑成形与注塑成型相近,但只适用于热固性材料。所使用的偏光膜构造相对性比较简单,偏光膜热弯机后,把它固定不动到由玻璃模具搭建的模芯中,由浇筑口引入单个,高温加热烤制固化,偏光膜被紧密地裹在成形的眼镜片中。适合于浇筑成形的原材料特别多,包含1.5折光率的CR39®, MR®高折射率系列等热固性塑料单个,其他优势与注塑成型相近

用以CR39的偏光膜构造

相匹配眼镜片构造 (12, 12a-c = 双层偏光膜, 14a, b = CR39环氧树脂);卡尔蔡司发明专利。

浇筑成形动画演示(没有偏光膜)

那样偏光眼镜选哪种比较好?因为从偏光镜高效率来说没什么差别(高效率>95%无可挑剔),区别大是指作用:

  • 有时候用选偏光膜(夹片)
  • 近视度数比较高强烈推荐选浇筑成形的(可高折射率)

变色镜

这儿说的变色镜为光致变色眼镜片,光致变色是“光造成色调可逆性转变”的英文缩写,自康宁公司和上新世纪60时代创造发明夹层玻璃变色镜片至今,镜片材料从厚实的夹层玻璃发展到轻薄高分子树脂,起掉色功效物质也从***开始的无机物“银盐”(卤化银等)发展成了有机化学光致变色分子结构(掉色染剂)。变色镜片在房间里可用作一般光学眼镜,在外面可用作太阳镜,因而在市场中获得了广阔的发展前景。

那样变色镜是如何制作出来的呢?依据将有机化学变色材料添加眼镜片板材方式不同,有以下几点关键生产工艺流程:

  • 基变技术性 (浇筑成形)

基变技术性的特点就是将掉色染剂与眼镜片原料(单个)匀称混和,根据浇筑成形的方法,单个固化获得具备掉色实力的成形眼镜片,这种工艺一般用于1.5和1.56折光率,生产制造技术水平较低。因为带近视度数的眼镜片核心到边沿薄厚不一,假如镜片厂家工艺优化欠佳,配戴时有可能出现牛眼(Bull eye)状况,主要表现为镜片厚的地区颜色比较深,薄薄的地区颜色淡。

基变眼镜片(简易版,具体近核心一部分因紫外光弱而掉色浅)

  • 膜变技术性 (旋涂镀晶)

膜变技术性一般在已经成形眼镜片板材上涂敷含掉色染剂及化学交联树脂掉色层。膜变技术性比较复杂,但能运用到各种折光率的眼镜上,性能优越,是当前中***市场的主体商品。

膜变眼镜片(膜层的厚度一般为几十微米)

  • 埋进式掉色 (imbibition)

埋进式掉色常见于Transitions®商品,指在加热的情形下,掉色染剂蔓延进到已成形眼镜片基材,绝大多数掉色染剂坐落于眼镜片表面,类似染色工艺流程。因为掉色染剂的与镜片的相溶性难题,埋进式掉色仅限于1.5折光率眼镜片。

埋进式眼镜片(简易版)

  • 变色膜(浇筑成形)

类似偏光镜太阳镜的浇筑成形,但需要把有光的偏振过虑功能性的PVA层替换成可光致变色的功能层。为了适应不同种类的眼镜片板材,用以保护与提升PVA层表层构造需要由PA、聚氨酯材料(PU)、TAC和PC等材料制作。同样掉色染剂前提下,与膜变技术性特性类似,变色膜可运用到各种折光率眼镜片上,但技术水平更高一些,市场中该类眼镜片非常少。

变色膜眼镜片

变色镜有哪些具体特点呢?下面的图展现了有机化学掉色分子结构在没有颜色态(A)和有色板块态(B)相互间的转化的全过程及其相对应的光谱图,能够看见在没有颜色态下,眼镜片主要是通过吸收紫外线去完成掉色全过程。但从有色板块态到没有颜色态的转换中,热的作用是关键相关因素。从而我们能梳理出变色镜的两大关键特性:紫外光造成掉色及其环境温度确定掉色速率和深度。从总体上其实就是眼镜片所处的环境中,紫外光越高,掉色愈快,且色泽越重;温度高,掉色愈快,但色调越淡;环境温度越小,掉色速率变慢,但色调越重。之上特点阻碍了变色镜的使用范围,比如炎炎夏日,眼镜片掉色深层也会比较浅。而在车里使用中,汽车玻璃滤掉了绝大多数紫外光,眼镜片掉色深层也不尽如人意。

被图片水印吃光了/(ㄒoㄒ)/~~

没有颜色态(A)和有色板块态(B)的互相转变(上)及其相匹配光谱图(下)

为了能摆脱气温高颜色淡问题,根据对染剂制造工艺进行改善,可“提升”掉色深层,而掉色速率没有影响。

卡尔蔡司***近上线的PhotoFusion®商品新颜色Extra Grey (中国市场尚未发售),能够看见在掉色状况下眼镜片较一般深灰色约加重3%。

ZEISS Photofusion®变色镜新颜色系列产品

如果你觉得深层不够,或是期待做到真正的“一镜走室外”,还能够考虑到偏光镜 掉色或是染色 掉色这种组合型的“智能化太阳镜(中国市场尚未发售), 这类眼镜片具备一个开始的前提色深,依据室外光源标准的改变(阴天/黎明曙光/傍晚/晌午等),可以调节到所需的透光度(深层),镜片的可用场所因此获得很大的拓展…… 啥子?你问价格?这一暂时不在这篇文章探讨范围之内……

但是既然提及了,在这儿解释一下大型厂变色镜都偏贵几个缘故:

  • 掉色染剂生成全过程中有许多副产品,生成纯化流程繁杂,***后产几率很小;
  • 染剂生产制造难度系数与掉色特性基本上正相关 --> 性能优越的染剂成本相对高;
  • 为推进各个方面的优势能,需要花费非常高的项目成本,尤其是偏光镜 掉色等组合型商品;

ZEISS AdaptiveSun“智能化太阳镜”应用领域

ZEISS AdaptiveSun“智能化太阳镜”应用领域

变色镜和偏光眼镜不一样,各个品牌,不一样加工工艺所带来的特性差别极大,尤其是掉色还原速率(从掉色到非变色)。感兴趣戳连接了解一下卡尔蔡司自主品牌PhotoFusion®变色镜”掉色速率好于同类产品速率2倍“。


镜面玻璃(Mirrored)太阳镜

从眼镜片生产流程而言,镜面玻璃太阳镜根本无法算是独立种类,而是一种真空电镀方式。但是由于镜面玻璃太阳镜外型有极强的特性,这儿将其作为一个类目来阐述。镜面玻璃镀晶能用到前边提到过的染色(有色板块)、偏光镜和掉色太阳镜上,需要的材料和AR减反射面镀晶相类似 - 在真空泵炉内内应用射线管加温不一样折光率的镀膜材料,镀膜材料高温下挥发以一定厚度堆积到眼镜片表层。与AR镀晶不一样的是,镜面玻璃镀晶根据更改膜厚促使透射率大幅度提高,以此来实现全反射实际效果。

镜面玻璃镀晶全过程图例

镜面玻璃与AR镀晶的透射率比照

镜面玻璃镀晶往往与染色太阳镜或偏光镜太阳镜融合,运用到镜片的表面(凸形),透光度的下降使其特别适合于各种海上、冰天雪地和高原地区自然环境,也帮使用人产生酷炫配戴感受。在一定的镜面玻璃涂层设计方案下,眼镜片底材色调越重,哑光效果随着越高。通过调整涂层设计方案,还能够按必须反射面出不一样的颜色,达到特殊需求。此外,镜面玻璃镀晶还可以用在大规模脸部安全防护商品比如滑雪镜上。

镜面玻璃镀晶典型性运用


末尾一句话总结

  • 染色/注塑成型有色板块太阳镜:简易实用五彩缤纷便是我!
  • 偏光镜太阳镜:无近视度数的生产简易,有程度的工艺复杂,对眩光说不要!
  • 光致变色太阳镜:掉色 智能化,我贵,但言之有理!
  • 镜面玻璃太阳镜:兄妹里边我炫酷!

本文作者:Leoyy

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