同一配方生產(chǎn)鏡片紫外透過率不同的原因探討

林眉德 許琳 王本平/文

同一配方生產(chǎn)鏡片紫外透過率不同的原因探討

林眉德 許琳 王本平/文

在鏡片紫外透過率檢測中，會碰到同一種材料、同一種配方制成的低度數(shù)和高度數(shù)的鏡片紫外透過率有差異，并且一般低度數(shù)的紫外透過率要小于高度數(shù)的紫外透過率，例如平光鏡片紫外A波段的透過率為0.56%，而-6.00DS鏡片的紫外A波段的透過率為1.27%，根據(jù)GB10810.3-2006，平光鏡片劃分到UV-1，而-6.00DS鏡片就要被判到UV-2類，而多次檢測結(jié)果顯示這種差異不是由人為誤操作引起，并且如果由各種不同分光光度計檢測，同樣會出現(xiàn)高低度數(shù)鏡片的紫外透過率有差異的情況。這不但給檢測機構(gòu)帶來不便，同樣也使生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生很大的困惑。本文從理論和實際檢測中對低度數(shù)和高度數(shù)紫外透過率不一致的現(xiàn)象給出解釋，從而便于企業(yè)在生產(chǎn)鏡片時對紫外透過率進行控制，也希望能夠?qū)z測起到一定的規(guī)范作用。

標準GB10810.3～2006中把200～380nm的光學輻射定義為紫外輻射，紫外輻射又分為U V A(315～380nm)、UVB(280～315nm)、UVC(200～280nm)3類，標準中規(guī)定檢測的是前兩類，即UVA、U V B的透過率，而鏡片的抗紫外能力分級U V-1、U V-2、U V-3，主要依據(jù)的是U V A的透過率（如表1）。

表1 UVA的透過率與鏡片分級的關(guān)系

目前大部分企業(yè)生產(chǎn)防紫外鏡片主要采用在鏡片基體材料中摻雜一定濃度的紫外吸收劑的方法，來達到紫外輻射在通過鏡片時被吸收劑吸收的效果。因此使用同一配方生產(chǎn)的鏡片摻雜的紫外吸收劑的種類和濃度都基本相同，由光學理論，紫外UVA透過率（用τ SUVA來表示）可以由公式（1）得到：

如果考慮到紫外輻射在鏡片兩表面的的反射，公式（1）修正為公式（2）的形式，

公式（2）中t是紫外輻射通過的鏡片厚度，k2是鏡片的吸收系數(shù)，主要由鏡片摻雜的紫外吸收劑的種類及其濃度決定，k1主要跟紫外輻射在鏡片兩表面的反射率有關(guān)，為一常數(shù)。公式（2）的含義是鏡片在吸收系數(shù)確定之后，即鏡片制造出來之后，鏡片的UVA的透過率主要與厚度t有關(guān)，厚度t越大，UVA就被吸收得越多，即UVA的透過率就越小;相反厚度越小，UVA的透過率就越大，抗紫外能力也越差。圖1是k1為0.95，即紫外輻射在鏡片表面反射損失5%的情況下，吸收系數(shù)分別為2、3時得到的曲線圖。從圖中可以看出，τSUVA隨厚度的增加迅速地降低，并且在同厚度的情況下，吸收系數(shù)越大，τSUVA越小，根據(jù)公式（2）要使τSUVA小于1%，在吸收系數(shù)k2分別為2，3時鏡片厚度至少要達到2.27mm、1.52mm，因此吸收系數(shù)越大的鏡片厚度可以做得越薄。

圖1 吸收系數(shù)分別為2、3時U V A透過率與厚度的關(guān)系

根據(jù)公式（2）可以很好地解釋高低度數(shù)鏡片UVA透過率不一致的現(xiàn)象，一般企業(yè)生產(chǎn)的鏡片度數(shù)越高，中心厚度越??；鏡片度數(shù)越低，中心厚度越厚。例如現(xiàn)在一般平光鏡片中心厚度一般在2.0～2.2mm之間，而-4.00DS鏡片的中心厚度一般在1.1～1.4mm之間，這種厚度的差異是導致平光鏡片UVA透過率與高度數(shù)鏡片UVA透過率有差異的主要原因。

下面再以實際的檢測為例進行說明，實驗在環(huán)境溫度23℃，濕度55%的條件下進行，儀器采用的是PekinElemer公司的紫外可見分光光度計。

實驗分兩部分，第一部分采用的樣品來自同一配方生產(chǎn)的鏡片，UVA透過率的檢測點為鏡片的幾何中心點，實驗結(jié)果如表2。

表2 同一配方不同度數(shù)鏡片的UVA透過率

第二部分檢測的是單個鏡片（-4.00DS）上不同位置的UVA透過率，檢測結(jié)果如表3。

表3 單個鏡片上不同位置的UVA透過率

由種種實驗可以得出以下結(jié)論：

a. 依據(jù)標準GB10810.3-2006，UVA透過率的檢測并不分平光，或是帶頂焦度的鏡片，也就是不管高低度數(shù)的鏡片的UVA透過率都應該滿足標準中的要求。因此企業(yè)生產(chǎn)的鏡片要想達到UV-1的級別，就必須使低度數(shù)和高度數(shù)的鏡片都達到UV-1的要求，而不是單單只使低度數(shù)的鏡片達到UV-1的要求。對企業(yè)來說，更應該注意的是高度數(shù)的鏡片，也就是中心厚度較薄的鏡片的UVA的透過率。企業(yè)要想使高度數(shù)鏡片的中心厚度較薄，應在紫外吸收劑的種類和摻雜的濃度上有所考慮，以使得鏡片對UVA的吸收系數(shù)（k2）較大。

b. 從實驗的第二部分可以明顯地看出，在鏡片上檢測點選擇的不同，對檢測結(jié)果有很大的影響，如果所檢測的鏡片本身的UVA透過率就處于抗紫外能力分級的臨界點上，很有可能出現(xiàn)同一個鏡片在兩家檢測機構(gòu)檢測得到結(jié)果一個被判為UV-1，一個被判為UV-2。因此在檢測時鏡片的放置不能太隨意。當然，標準中也規(guī)定檢測需要在設計參考點進行，或者如果企業(yè)沒有指定設計參考點時，需要在鏡片的幾何中心進行。因此檢測人員首先需要比較準確地檢測出鏡片的幾何中心，這樣才能使不同檢測機構(gòu)得到比較一致的測量結(jié)果。

作者單位：國家眼鏡產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心