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变色镜片的性能、鉴别及应用

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【摘要】:
变色镜片是一种颜色随外界光线的变化而变化的镜片。在太阳光下这种镜片能快速变成深色,镜片的透光率大大降低,光线越强,镜片的颜色就越深;光线越弱,镜片的颜色就越浅,当把镜片放回室内,镜片的颜色又能快速褪掉,回复到原来透明的状态。目前市场上的变色镜片按材料来分有两大类,一类为比较传统的玻璃变色镜片,另一类为从上个世纪90年代开始推向市场的新型树脂变色镜片。我国及世界上发达国家的市场上流行的主要是树脂变色

变色镜片是一种颜色随外界光线的变化而变化的镜片。在太阳光下这种镜片能快速变成深色,镜片的透光率大大降低,光线越强,镜片的颜色就越深;光线越弱,镜片的颜色就越浅,当把镜片放回室内,镜片的颜色又能快速褪掉,回复到原来透明的状态。目前市场上的变色镜片按材料来分有两大类,一类为比较传统的玻璃变色镜片,另一类为从上个世纪90 年代开始推向市场的新型树脂变色镜片。我国及世界上发达国家的市场上流行的主要是树脂变色镜片,而中东、南美、非洲的部分发展中国家玻璃变色镜片仍有一定的市场。从总量上看树脂变色镜片是当今变色镜片的主流,玻璃变色镜片由于质重、易碎,正在逐步退出主流市场。

树脂变色镜片按所用材料的折光指数可分为1.499、1.56、1.60、PC 等变色镜片系列,更高折射率的镜片还在开发当中。其中1.499系列的变色镜片主要采用表面渗透法将变色染料渗透入镜片中,这种变色镜片的市场拥有量不大,应用面不广。1.60以上高折射率超薄变色镜片由于价格高,市场尚待进一步拓展和培养。当前国内市场上主要的变色镜片品种为1.56 变色镜片,主要颜色有灰色及茶色两种,此外最近市场上流行起了七彩变色镜片(颜色包括黄、橙、红、蓝、绿、紫等)、偏光与变色结合在一起的偏光变色镜以及双色变色镜等。这些特殊的变色镜片主要用于驾驶镜及时装镜等。

1 变色镜片的主要性能

1.1 在无紫外线的情况下,镜片的透光率较高变色镜片的变色主要是靠环境中的紫外线推动,在无紫外线存在的环境中对可见光的透过率可达84%以上,这种镜片一般均可用作视力矫正,就像普通的白色镜片。

1.2 在紫外线或太阳光下,镜片的遮光率至少在50% 以上

在欧美、日本等发达国家和地区,变色镜片的主要品种为灰色及茶色两种。这两种镜片绝大多数品种对可见光的遮光率均可达50% 以上,最普遍的品种遮光率为70%。在太阳光下,变色镜片用作太阳镜。当然,也有遮光率少于50% 的类型,但由于遮光度有限,使用意义不大。

1.3 防紫外线

变色镜片在生产过程中都加了一定量的紫外线吸收剂,所以这种镜片本身即具有防紫外线功能,再加上变色染料主要靠吸收紫外线变色,因此,变色镜片的防紫外线功能一般是比较好的。一般国际上通行的变灰及变茶镜片对380纳米以下的紫外线吸收率可达95%以上,对400纳米以内的紫外线吸收率也可达85% 以上。此外,目前,多数变色镜片都作多层真空镀膜处理及防电磁波处理,即所谓的EMI 镀膜处理。经过这样处理的变色镜片看起来更透明,对各种电器包括电脑所发射的电磁波具有隔离作用。

1.4 变色速度快

技术成熟的变色镜片的变色速度极快,一般把镜片置于太阳光下1分钟以上,镜片的透光率就可下降到最大值的80% 以上。当把镜片从阳光下转入室内2分钟,镜片的透光率又回复到60%以上。镜片的变色速度快于眼晴对光线的适应速度。

1.5 使用寿命长

变色镜片的使用寿命由两部分组成,一部分为镜片材料本身的使用寿命,这种寿命要求同普通的树脂镜片一样;另一部分的寿命由镜片中的变色剂寿命决定,一般要求变色剂的有效性必须大于树脂镜片本身的寿命。所谓变色剂的有效性是指变色剂在紫外线的照射下重复发生变色、褪色的可逆变化性能,如果变色剂不会发生变色了,我们就说变色剂失效,此时变色镜片的寿命也就终结了。一般而言,技术成熟的变色镜片的使用寿命可达数年以上。

1.6 对温度比较敏感

目前,所有的变色树脂镜片对温度都比较敏感,亦即温度高时,镜片的变色及裉色速度快,变色深度浅;温度低时,镜片的变色速度及褪色速度都变慢,变色深度加深。这就是为什么变色镜片在夏天的变色深度不如冬天变得深的原因。对于同一副镜片而言,冬天在户外的变色深度深,回到室内的褪色速度慢;夏天时,变色速度要快很多,但变色深度就没有冬天的深。这里需要说明的是夏天变色深度浅,只是对可见光的遮光率下降,但对紫外线的遮断率并没有下降,因此防护效果并没有降低。在完全黑暗的条件下,变色镜片可能不会裉色到无色状态,但一见到室内自然光镜片又可快速褪回。变色镜片在高温气候条件下变色深度浅的现象是普遍存在的,目前的科技水平还不足以完全解决此问题。但是不同质量的变色镜片在这方面还是有较大差别的。

1.7 变色速度与镜片硬度有关

镜片的变色速度与硬度有一定的关系,一般来说镜片的硬度高,变色速度慢;镜片的硬度低,变色速度快。镜片的变色速度快应该是好事,但是如果镜片的材料太软,会影响镜片的使用寿命,因为太软的镜片往往是聚合反应不够完全,用久后,容易发生变形。

2 变色镜片的鉴别

变色镜片的优劣主要由该镜片的变色速度和变色剂的使用寿命决定。一副好的变色镜片,它的变色速度应当足够快。变色速度太慢眼晴就会感到很不舒服,所以镜片的性能就差。当然,变色速度过快的镜片也不一定就好,这种镜片可能在高温下颜色褪得很淡,达不到遮挡太阳光的目的。

变色镜片的另一个重要性能就是它的使用寿命。好的变色镜片应当有足够长的使用寿命,一般不应短于镜片材料本身的使用寿命。而性能差的镜片一般使用几个月,有的甚至只使用几天颜色就不会变了。

此外变色镜片还须有较浅的底色,以便它在室内有足够的透明度。有的变色镜片使用一段时间后镜片材料出现开裂、变形等,这些都表明镜片的质量不过关。

变色镜片的其它性能应符合一般光学镜片的国家或相关行业的标准。

3 变色镜片的主要用途

由于变色镜片具有上述许多优良性能,使这种镜片成为集多种功能为一身的高科技产品。它的主要用途包括以下几个方面:

3.1 视力矫正及遮阳两用镜

当前市场上的变色树脂镜片光度范围复盖了近视、老花、散光、渐进多焦点及双光等多种光度,由于它处在透明态时对可见光的的透光度高,完全可作视力矫正用。同时在太阳光下又可作太阳镜用,因此一镜二用,极为方便。这是目前变色镜片的最大用途。

需要特别强调的是目前社会上许多人,包括光学行业的一些人对变色镜片的认识还存在着不同程度的误解,认为变色镜片只用于夏天高温季节,主要用作太阳镜,因此主要销售季节在夏季。其实这种想法是不全面的,事实上变色镜片一年四季对眼睛都同等重要,因为一年四季中太阳光的紫外线都比较强烈,即使在冬季中午前后的紫外线也对眼睛有较大的伤害,戴变色镜应该是最方便实用的。

3.2 作防护镜用

变色镜片还可用于许多特殊的场合,如制作滑雪用镜,野外防风沙,登山、钓鱼、游泳等用途。因为在雪地、高山、水面这些场合紫外线的强度比一般场合的紫外线要强得多,对眼睛的伤害特别严重,同时处在这些场合下的人又要保证眼睛有足够的清晰度,这时变色镜片正好能满足这多方面的要求。

3.3 作时装镜用

七彩变色镜及双色变色镜除了用于遮阳以外,还具有很强的美化作用,因此多用于时装镜,市场前景极为广阔。

3.4 作汽车驾驶镜用

汽车驾驶时常有强光干扰,这时如果戴上一副具有偏光及光致变色双重功能的驾驶镜就可在各种光线条件下操作自如了。值得注意的是选择变色深度太浅的变色镜片,在夏天的高温条件下可能达不到遮阳的目的,所以夏天用时建议选变色深度70% 以上的变色片,反之冬天可以选50% 以下变色深度的变色镜片,全年使用时最好还是选60% 以上变色深度的变色镜片。此外某些特殊设计的变色镜还用于矫正一些人的眼睛疾病。