镜片材料知多少

最早的眼镜都是用于矫正老花的，所以多为平凸镜片，外形如扁豆，在英语中 lenticular 的意思是“小扁豆似的”，后来演变成 lens 。推荐阅读：眼镜片折射率有什么用？

早期的镜片大都使用天然材料，因为容易获取；但天然材料存在明显的缺陷。 

以天然水晶为例：

据清宫史料记载，康熙皇帝在得到两广总督进献的水晶眼镜后，试戴感觉相当好，便赐给了他的儿子“四爷”胤禛，就是后来的雍正皇帝。 

雍正帝戴了父皇御赐的眼镜变得“精明”，批阅奏章的效率大大提高。从此，他就变成一个十足的“眼镜控”。据不完全统计，造办处为雍正帝专门制作的各式眼镜达35副之多。

殊不知，堂堂清朝皇帝，戴的却是“不合格镜片”。水晶属天然矿石，密度不匀，常发生双折射作用产生重影；并且水晶不能阻挡红外线和紫外线，所以对眼睛不起防护作用。

但水晶石因为性寒，佩戴时会使眼部附近的温度偏低，同时部分水晶镜片有颜色，使进入眼睛的光线变柔和，所以产生了“水晶养目”之说。

当玻璃镜片诞生之后，天然材料就退出了历史舞台。

说起玻璃的诞生，还有一段有趣的故事：3000多年前，一艘欧洲腓尼基人的商船，满载着晶体矿物“天然苏打”，航行在地中海沿岸的贝鲁斯河上。由于海水落潮，商船搁浅了，于是船员们纷纷登上沙滩。有的船员还抬来大锅，搬来木柴，并用几块“天然苏打”作为大锅的支架，在沙滩上做起饭来。

船员们吃完饭，潮水开始上涨了。他们正准备收拾一下登船继续航行时，突然有人高喊：“大家快来看啊，锅下面的沙地上有一些晶莹明亮、闪闪发光的东西！”

船员们把这些闪烁光芒的东西，带到船上仔细研究起来。他们发现，这些亮晶晶的东西上粘有一些石英砂和融化的天然苏打。原来，这些闪光的东西，是他们做饭时用来做锅的支架的天然苏打，在火焰的作用下，与沙滩上的石英砂发生化学反应而产生的物质，这就是最早的玻璃。

不过，用于制作镜片的玻璃并非故事中的普通玻璃。

最早被用于制作镜片的是冕牌玻璃。

冕牌玻璃（crown glass），这个名字很容易让人误解为一个品牌，其实只是一种制作工艺：先把玻璃液吹成一个皇冠（crown）状或者空心球状，再放在在一个快速旋转的平板中心重新加热，利用离心力将其展开铺平；较为平薄的边缘就切成合适的形状做窗玻璃，中间的圆形凸起就是透镜的雏形了。

这种生产方法在1320年左右就被法国鲁昂附近的玻璃工匠发展成熟，但是作为商业秘密没有公布；于是一水之隔的英国人整整进口了三百年的窗玻璃，直到1628年伦敦才出现同样的工艺。

用于制作镜片的玻璃材料，最初是1.523折射率的无色透明玻璃；后来为了改善其吸收紫外线的能力而在镜片中添加其他物质：1914 年，英国的威廉.克罗克斯制成“克斯”镜片，在日光下呈淡蓝色，所以又称蓝片。可吸收340?以下的紫外线、一部分红外线及580?的黄色可见光。

随后又有人发明了“克赛”镜片，此种镜片在日光和白炽灯下呈淡红色，故又称为红片。对350?以下的紫外线均可吸收。

1978 年，人们又发明了折射率为1.7的玻璃镜片，使得镜片的外观变得更薄。而今天，玻璃镜片最高折射率为1.9。

玻璃材料统计镜片制造业300年后，人们终于决心摆脱这个又重又不安全的“玩意儿”。

世界上第一副树脂镜片就是使用CR-39材料制成的，CR-39至今仍是欧美国家光学镜片的主要材料。

为什么是CR-39而不是CR007呢？CR-39材料的学名是“烯丙基二甘醇酸脂”，之所以被称为CR-39和他的身世有关。

二战期间，美国空军委托匹兹堡平板玻璃公司（Pittsburgh Plate Glass Company，简称PPG）旗下的哥伦比亚化学公司（Columbia-Southern ChemicalCorporation）研制了一系列材料用于军事用途。为了对配方保密，所以每种材料都只有一个数字代号，CR-39就是哥伦比亚树脂第39号（39th Columbia Resins）。CR-39的第一项用途就是制造号称“飞行堡垒”的B17战略轰炸机的燃料箱！这和镜片没有半毛线关系。

CR39为什么会成为镜片材料？

二战结束之后，人们发现CR-39与当时主要的镜片材料玻璃相比，有着显著的有点：

1、透光率高

CR-39 ——92%

玻璃——91%

2、比重轻（刚好是玻璃镜片的一半）

CR39——1.32g/cm3 

玻璃——2.54g/cm3 

3、阻断紫外线

CR39——吸收390nm以内的紫外线

玻璃——只能吸收290-300nm的部分紫外线

4、抗冲击试验（用16g钢球自1.27米高度自由落下）

CR-39——不碎

玻璃——碎裂

另外，CR-39还有可以染色、不易起雾、色散小（CR-39的阿贝数是58）等优点，是理想的光学镜片材料。 

1947 年，美国加利福尼亚州的 Armorlite Lens Company 制造出世界上第一副CR-39树脂镜片。不过把树脂镜片发扬光大的是法国依视路公司！ 

什么是PC?

PC的化学名称叫聚碳酸脂（polycarbonate），又叫“太空片”。

1978 年美国 Gentex 公司借助军工航天项目的优势，首先用PC制造安全镜片。

1996 年 Essilor 收购 Gentex 公司

1997 年依视路宇宙片诞生

2002 年 PC镜片在美国市场的份额为35%

PC镜片有着极强韧性，不破碎（2cm可用于防弹玻璃），故又称安全镜片。比重为2g/cm3 ，是目前用于镜片的最轻材料。

PC镜片的安全性能使之成为制作无框镜架的首选材料，同时，在一些国家和地区，还作为青少年配镜的指定材料

▼几点小提示

1.PC镜片适合什么样的人戴？

PC镜片适合全年龄段配戴，但是由于其对眼睛的优良保护效果（抗冲击和防紫外线），所以更适合于孩童和青少年。

2.PC材料是防弹玻璃吗？

防弹玻璃中的一种材料就是PC，防弹的效果和PC板的厚度有直接关系。

3.有些人配戴了PC片感觉会头晕是怎么回事？

由于PC材料较软，没有CR39树脂镜片那么硬，所以如果在加工时未按要求加工，镜片会受到外力影响而产生应力，从而改变了原来的屈光力，这种现象较多出现在全框眼镜上。在制作眼镜的时候要检查镜片是否存在应力现象。

▼MR是日本三井化学（Mitsui Chemicals）出品的光学镜片原材料的品牌名称，MR就是Mitsui Resin（三井化学树脂）的缩写。

该原材料为高分子聚合单体，是世界上首次运用聚氨酯技术生产出的高折射率镜片材料，具有高折射率、高阿贝数、低比重、高抗冲击性等特征，是优秀的系列化光学材料。

MR材料的特点及其系列

MR系列材料，具有出色的机械强度、高抗冲击性、良好的拉伸强度和极小的内应力，非常适合各类设计独特的镜片产品，如无框眼镜及高弯镜片等；同时，还具有良好的加工性、染色性和耐候性，适合渐进多焦点镜片以及对颜色有特殊需求的时尚太阳镜，使用多年后镜片颜色变化很小。 

MR系列有三种不同折射率(1.60、1.67、1.74)的产品，具体是：MR-7、MR-8、MR-10、MR-174。

MR-7 和 MR-10 具有更高的热变形温度和极好的染色性，被广泛应用于太阳镜领域；

MR-8 的性能指标最均衡，适合于生产任何度数的眼镜片，在折射率为1.60的镜片材料市场中占有率最高；

MR-174 为高折射率镜片材料，多用于超薄镜片的生产。

▼Trivex 是美国PPG公司一种特殊材料。

与PC镜片相比，虽然折射率较低（只有1.53）但阿贝数较高（达到45），这会使镜片的色散更小，成像质量更高。 同时，Trivex 镜片的抗冲击力比PC还要高10倍，正常使用下可保镜片终身不破碎，是目前市场上唯一可承受外力曲折的防爆安全镜片。

不过，Trivex 的加工较为困难，这是该产品始终无法普及的原因。

▼对于眼镜镜片来说，不可缺少的一个要素就是镜片的折射率。折射率越高就越能实现镜片的轻薄，在过去的很多年里，折射率从1.5开始向着1.6、1.7发展……。为了满足消费者对更轻薄镜片的要求，镜片制造商都披荆斩棘地进行着高折射率产品的开发。

2006年4月，TOKAI（东海光学）对外推出了折射率1.76的镜片。

1.76双非球面镜片能比一般的单光镜片薄50%左右，1.76单非球面镜片也能比一般的单光镜片薄47%左右。

▼纵观镜片材料的“进化史”，始终沿着“更轻，更薄，更安全”的方向发展；但不同的地区，由于消费者诉求不同，发展的侧重点产生了差异。

在欧洲，至今占据市场主流的仍是CR-39材料，一方面，欧洲的近视人群占比较低，反而是远视较多；另一方面，欧洲流行小圈形镜框和无框架，这使得CR-39材料的抗冲击性能有了施展空间。

在美国，市场占有率最高的是PC和CR-39，这和美国FDA关于安全镜片的规定（落球测试）有关。本文中介绍的部分材料，在美国没有销售，就是因为无法通过FDA的安全性测试。

在亚洲，由于近视眼发病率高、高度近视占比较高，所以用户的焦点落在了镜片外观更薄上，因此高折射材料的研发集中在日本。

▼还有两点不成熟的小建议要和大家分享：

第一，在选择镜片材料时，不要仅仅局限于外观的厚薄，还要兼顾其他指标。比如抗紫外线性能、阿贝数（色散系数）、黄色指数以及抗冲击能力等。对于高度近视的患者，选择高折射镜片当然是有必要的，但也要考虑框型、安全性等问题。

第二，即使完全相同的食材，在不同的厨师手里会变成完全不同的菜品；很多镜片的材料是相同的，但由于制作工艺、加硬镀膜技术、面弯设计等等因素，最后的镜片品质会有天壤之别。比如，有消费者问及关于镜片使用后发黄的问题，就是和镜片材料老化有关；一些品牌通过在镜片内加入添加剂来延缓镜片老化，就不那么容易变黄了。

在选择镜片时，消费者要听取专业配镜师的建议并结合自己的需求，作出最合适的选择。

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