镜片制造工艺

国内外毛边镜片的形状，绝大部分为圆形。
二.眼镜片折射面的剖面形状
把眼镜片沿折射面中央截开，就可以看到剖
面形状。
1. 正镜片
负镜片
棱镜片
2.双凸，平凸，凹凸（新月型） 双凹，平凹，
凹凹（新月型） 三棱镜，凸凹棱镜♀
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三.眼镜片折射面的形成 1. 正镜片（凸镜片）折射面的形成。
2. 负镜片（凹透镜）的折射面的形成。♀
2、硬度：与表面质量有关的机械指标，可用硬度仪来精 确测定,对光学玻璃来说，其硬度约为520kg/平方毫 米显微硬度。
3、抗冲击性；常采用由美国食品与医物管理局（FDA） 规定的落球试验来进行。（即使用一个16克钢球从
1.27米高处对准镜片中心落下）。♀
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四：镜片材料的其它性能 1、热性质：如材料的比热，熔点，热膨胀系数
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§1—3 眼镜片的性质 一.正镜片的性质
正镜片为凸透镜，会聚透镜，俗称老光镜、 远视镜等。 1.平行光线通过正镜片后，会聚成一点F`该点F` 称为焦点，焦点F`与镜片的距离称为焦距f`。 2.正镜片的焦点在入射光线的对侧，我们称该焦 距为正焦距，屈光度是焦距的倒数，也为正值。 3.正镜片的中央厚,边缘薄。 4.正镜片与眼睛结合成一个光学系统，使平行光 线经镜片、眼睛折射后，使远视眼焦点过后的
水晶又称石英，化学成份为二氧化硅SiO2 纯水晶中的SiO2的含量可达99.99%以上， 水晶的最大优点是透光率高，硬度大，是光学 透镜的优良材料。但由于水晶对各种光线的高 透光率，包括紫外线和红外线的高透过率，所 以是不宜作室外用眼镜片的原因，此外，水晶 晶体有双折射现象n1=1.554，n2=1.553。 所以有复视现象，水晶晶体生长缓慢，价格昂 贵，因此，水晶不是眼镜片的合适材料，目前
4.彩色膜 5.保护膜♀
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§第二章 眼镜片的材料与性能要求 §2—1 眼镜片的性能要求 一.镜片材料的性能要求。 ► 眼镜是矫正视力、保护眼睛的医疗器具，所
以对镜片材料的要求很高，一般可归纳为以下 要求 1.用来制造镜片的材料的折射率、比重、阿贝数 三要素的物理光学指数，必须达到一定的标准， 而且要稳定。 2.对可见光有较高的透过率，对紫外线、红外线 等有害辐射线有吸收作用。 3.镜片表面耐磨性好，抗老化性能好，化学稳定 性能好，防霉性能好。
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三.光学塑料 1.光学塑料是以人工合成树脂为主要成份
再加入各种添加剂而模塑成型的透明高 分子有机化合物。
自从1940年塑料镜片问世以来，由于 它具有重量轻，耐冲击，染色方便等优 点，市场占有率迅速增长，随着科技的 发展，光学塑料镜片的最大缺点：易磨 损问题也可通过表面加硬技术加以解决。
果。♀
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三.会聚光线，发散光线都是棱镜折射的 结果。 正镜片与负镜片都可看成是无数多个三
棱镜组成，光线通过三棱镜折向底边， 所以形成了正镜片的会聚光线及负镜片
的发散光线。♀
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§1—4 眼镜片的分类
眼镜片的分类，可按用途、材料、性质、规格、 设计、加工等划分。
一.按用途分类
1.矫正视力镜片
眼镜片的材料特性与制造 工艺基础
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§第一章 眼镜片基础知识 ►眼镜片是用来矫正屈光不正、保护眼睛的
光学透镜。 ►眼镜片的屈光与成像理论遵循几何光学的
定理和定律。
§1—1眼镜片材料简史 一；眼镜片材料的发展简史 1：13世纪，生产出折射率为1.50的眼用玻
璃镜片。
2；18世纪，生产出镜冕片制造牌工艺 玻璃镜片♀
镜，散光等各类镜片，染色后可制作各种遮阳镜。♀
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（3．）PC塑料 化学名称为聚碳酸脂。市场称为太空片，
宇宙片，也是一种热塑性塑料，最大特点是抗 冲击性能好，质轻，其折射率为1.586，比重 为1.20g/cm3，阿贝数V为30，能吸收全部 紫外线。
CR—39镜片，PC镜片的市场远景很好， 是非常理想的光学玻璃的更新换代的新品种。 许多国家都立法，青少年，老年人，司机等配 镜者都必须使用光学塑料镜片，不能采用光学
单焦点（单光）
多焦点 双焦点（双光）
三焦点（三光）
渐变多焦点（渐进片）
2.遮阳、防护镜片
吸收式
反射式♀
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二.按材料分类
1.光学玻璃镜片： 白托片；克斯片； 克塞片； 超薄镜片。
2．光学塑料镜片： PMMA，HEMA（软性CL 镜片）；CR—39； PC。
三，按性质规格分类
1、按性质分：正镜片；负镜片；柱镜片；球柱 镜片；三棱镜片。
是赋予了特性的多种材料与膜层的组合 体。以镜片开始由内到外分别是镜片的 片基，染料，抗冲击膜，耐磨损膜，减
反膜及顶膜，♀
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§1—2 眼镜片的形状
一.眼镜片的毛边形状
1. 毛边眼镜片——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。
2. 毛边镜片的形状 主要有两种：圆形，矩形。
白色物体边缘出现有红至蓝的色带。♀
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三：镜片材料的物理机械性能
机械物理性质反映了材料的质量，及对变形与冲击的抵 抗力，常用的有：
1、比重γ（伽玛）
比重——物体的重量与体积温度为4℃的纯水的比重 之比。单位g/cm3（吨/米3）
一般来讲，折射率越高的材料，其比重也越大。 N=1.7光学玻璃超薄镜片比n=1.523光学玻璃普通镜 片厚度虽有减薄，但重量并没有明显下降。
情况得到改善，起光学矫正的效果。♀
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二.负镜片的性质 负镜片也称为凹透镜，发散透镜，俗称近视 镜。 1.平行光线通过负镜片后发散，不能形成一点。 2.但从发散光线的反向延伸，可在入射光线的同 侧形成焦点F`，我们称该焦距f`为负焦距，屈 光度为负值。 3.负镜片的中央薄,边缘厚。 4.负镜片与眼睛结合成一个光学系统，使平行光 线经镜片、眼睛折射后焦点距离变大，使近视 眼焦点过前的情况得到改善，起光学矫正的效
3：19世纪下半叶，燧石玻璃镜片诞生，折射率 为1.70，但色散明显。
4：20世纪60年代，折射率为1.50的CR39树脂 镜片与光致变色玻璃开始应用。
5：20世纪80年代，聚碳酸酯（PC）材料应用 于镜片，折射率为1.60的玻璃镜片与树脂镜片 出现，折射率为1.50光致变色树脂镜片开始得 到应用。
已被光学玻璃镜片取代。♀
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二.光学玻璃。 光学玻璃是熔体经过冷却而获得的一种无
定型物质。具有较高的硬度，较大的脆性，对 可见光有较高的透明度，对紫外线，红外线等 有害辐射线有较高的吸收性。主要成份是二氧 化硅，其次是三氧化硼和五氧化磷，加入不同 的金属氧化物，可以改变光学玻璃的某些特性， 如透光率，对可见光谱的吸收选择性，硬度， 折射率等，从而分为不同的品种。
熔化为粘流态。 （2）澄清：原料熔化后产生大量气泡，必须进行脱泡处
理，气泡上升速度与玻璃液粘度成反比，而粘度与 温度成反比，所以，提高温度使粘度下降来加快脱
泡。 ♀
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（3）调整匀化：调整是指降温来增高玻璃液粘 度，使其满足成型要求的粘度。均化是指把澄 清池中温度高，粘度小，料质步均匀的玻璃液 在调整匀化池中充分搅拌，使其料质均匀并达 到光学质量的要求。在调整均化中是一边降温， 一边不停搅拌。
光学玻璃具有各项同性的特点，其折射率， 硬度，弹性模数等在各方向测得的数值相等。
光学玻璃按其氧化物成份不同可分为以下
二类 ♀
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1.无色光学玻璃 1)冕牌玻璃（皇冠玻璃），用K表示，折射率
1.523左右。 2)火石玻璃（低密度高折射率玻璃）用F表示。
折射率为1.6~1.9左右，也就是俗称超薄镜 片。 2.有色光学玻璃。 在无色光学玻璃的原料中加入一种或多种金 属氧化物为着色剂而制成，它具有选择吸收可见 光谱内一定波长范围的光的特性，常用于防护眼 镜（太阳镜，工业防护镜）♀
♀
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2.塑料按加热后的特点分为热塑性塑料，热固性 塑料两大类。
（1）热塑性塑料： 加热 → 软化→ 冷却→ 固化。 可逆
废料可以回炉再利用。例如：聚乙烯，聚 氯乙烯等 （2）热固性塑料：
成品加热 → 不软化 → 强热 → 碳化分解， 不可逆
废料不能回炉再生利用。例如：酚醛塑料（胶 木），密胺等♀
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3．光学塑料镜片的主要材料 （1．）PMMA塑料：
化学名称为聚甲基丙酸类脂，市场称：有机玻璃，压 克力。是一种热塑性塑料，其折射率n为1.498，比重 为1.19g/cm3，阿贝数V为58，透光率约为95%， 具有高透明度，容易进行模型和机械加工，价格便宜 等优点，缺点则有，吸湿性大，容易变形，表面硬度 差，并能透过紫外线，染色后也不宜制作太阳镜，只 能制作室内用镜。 （2．）CR—39塑料 化学名称为：碳酸炳烯乙酸。俗称：哥伦比亚树脂，市 场称为树脂片，室一种热固性塑料，其折射率为 1.489，比重为1.32g/cm3，阿贝数V为56，透光率 约为92%，能吸收99%以上的紫外线，耐温在40°~150°之间，可制作近视，远视，双光，渐变
4.热膨胀少且易加工。♀
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二.镜片材料的光学性能 1.折射率n。 1)折射——光线从一种透明物体斜射入另一透明
物体，其传播方向改变的现象。 2)折射率： ① 理论上定义：光线在真空中（空气）的传播速
度与光线在某该种透明物体中传播速度之比。 n=真空中的光速/透明物体中的光速。
② 实验室测定折射率：入射角（入射光线与界 面法线的夹角）正弦值与折射角（出射光线与 界面法线夹角）正弦值之比 n=sin i/sin j♀
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2.阿贝数Vd 1)色散——不同波长的光经同一光学玻璃折射后，由于
折射绿不同而分开的现象。 例如：白光（阳光——七色光混合）通过三棱镜后形成
彩虹七色光带。 2)阿率贝的数倒Vd数是衡量色散大小的一个指标，习惯上用色散
Vd =（nd-1）/（nF-nc） （nF-nc）——平均色散
nF——氢的F线486.1nm的紫光的折射率 nc——氢的C线656.3nm的红光的折射率 阿贝数Vd 越大→色差越小→镜片品质越好。 3)折射率高的材料，一般色散也较高，配戴此类镜片时， 可能出现成像颜色的偏差，影响视觉效果，例如：
玻璃镜片，以免镜片碎裂时，伤害眼睛。♀
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§第三章 眼镜片的加工工艺 §3－1 光学玻璃镜片的加工制造 一.光学玻璃镜片毛坯的热加工
光学玻璃镜片毛坯现在采用连续溶化一 次成型加工技术。
（一.）生产工艺流程图 配料→熔化→压型→退火→检测→入库
♀
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（二）：各生产工序简介 1.配料： 影响光学玻璃质量的因素很复杂，而原料的 配制是主要的影响因素，必须严格加以控制，秤量时， 极小的误差就会引起折射率及性质的改变，配方秤量时 采用万分之一精度的磅秤进行秤量，原料按配方秤量 后，在V型混料机中混合均匀后装袋。 2.熔炼： 包括熔化、澄清、调整匀化、分配四个工 步。 （1）熔化：用电加热或煤气、天然气加热池炉，使原料
6：20世纪90年代，高折射率的树脂材料与新一 代树脂变色材料问世，折射率为1.90的玻璃材 料出现，改进后的材料面市。 在20世纪下半叶，眼镜片领域的主要代表 性的成果有：树脂材料的问世，变色材料出现 与推广，渐进多焦点镜片与隐形眼镜的广泛应
用。 ♀
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二：眼镜片的复合系统。 ►现代眼镜片是一组复杂的光学系统，它
等 2、化学性质；化学稳定性（化稳性），化学成
份均勻性，抗霉变与老化性能等 在诸多的性能中，我们更关注的是镜片材料
三要素：折射率，阿贝数与比重。♀
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§2—2 眼镜片的常用材料 镜片材料要透过可见光，所以必须是透明
的，透明不一定就是无色，按需求可以是无色 透明和有色透明。主要材料有三种。 一.天然水晶
2、按规格分：Ø 60；Ø 65；Ø 70；Ø 75；Ø 80
四．按加入不同金属氧化物或染色产生颜色分类
1.无色透明镜片
2.有色透明镜片
3.光致变色镜片♀ 镜.球面镜片 2.环曲面镜片 3.非球面镜片 4.缩径镜片（草帽片） 5.等曲率削薄镜片
六．按表面加膜处理分类 1.减反膜 2.加硬膜 3.憎水膜
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3)镜片材料的折射率 在真空（空气）中，各色光的光速一
致，但由于每个单色光的波长不相同， 所以在各光密度不同的物质中，速度也 不相同，（波长越短，速度越快，所以， 紫外光折射率最大，红外光折射率最小） 4)折射率不同同一屈光度的镜片厚度也不 相同。折射率越大，镜片厚度（正镜片
中心厚度，负镜片边缘厚度）越小。♀