偏振光树脂镜片生产工艺深度探究

偏振光树脂镜片生产工艺深度探究

一、引言

自美国 FDA 制定关于配戴镜片的安全性规定后，树脂片凭借其质量轻、抗冲击、防紫外线、戴用舒适安全、透光性能好等独特优势，引领了国际光学镜片的发展潮流。而偏振光树脂镜片作为树脂镜片家族中的佼佼者，其开发应用进一步丰富了光学树脂镜片的内涵。与普通太阳镜片不同，偏振光树脂镜片在阻挡水平振动眩光的同时，对其他方向振动的光吸收较少，既能有效保护眼睛，又能避免视野过暗导致的眼睛疲劳，还可增加视觉美感，使景色更为柔和与深沉。因此，深入研究偏振光树脂镜片的生产工艺具有极为重要的意义。

二、材料与方法

（一）材料

偏光膜是偏振光树脂镜片生产的关键材料。

（二）主要设备

温湿炉、压弯机、铝模、拉膜架、净化烤炉、偏光轴线仪、去静电机、防潮箱、固化炉、超声波清洗机等设备在生产过程中各司其职，共同协作完成镜片的制造。

（三）工艺流程

偏振光树脂镜片的生产工艺流程包括偏光膜软化处理→弯度加工→表面处理→剪切→合模→浇注→固化→离型→超声清洗→二次固化→检验→入库。

（四）操作步骤

1、膜的软化处理及弯膜制作

偏光膜需经过温湿炉软化处理，温度精准控制在 45℃至 50℃之间，湿度维持在 90% 至 95% 之间，处理时间为 5 分钟。这一过程中，温度和湿度的协同作用能够使偏光膜达到适宜的软化状态，为后续弯膜制作提供良好条件。若温度或湿度偏离标准范围，偏光膜的物理性能将受到影响，如可能导致膜的韧性不足或过度软化。

随后利用压弯机制成所需的弯膜，并将其连同压弯机中的铝模送入净化烤炉中，在 90℃下烘烤 10 分钟。烘烤的目的在于进一步稳定弯膜的形状和性能，去除可能存在的水分等杂质，提高膜的质量和稳定性。

2、清洗

偏光膜放入清洗架中，采用异丙醇超声波清洗 2 至 5 分钟。超声波清洗能够利用高频振动去除偏光膜表面的细微污垢和杂质，确保膜表面的洁净度。清洗洁净后进行烘干处理，为后续的表面处理做好准备。

3、表面处理

将清洗洁净后的偏光膜浸入比例为 60:1 的 Love5A、5B 混合液中，短暂浸泡几秒钟后迅速提起晾干。这一表面处理步骤能够在偏光膜表面形成一层特殊的涂层，增强膜与后续浇注树脂的结合力，同时改善膜的光学性能和耐久性。

4、剪切

把处理好的弯膜放入剪切机中，按照预定尺寸进行剪切，剪切后的弯膜待用于后续的合模工序。

5、合模

在确认弯膜表面清洁无异物后，小心地将其放入衬圈支点槽中，分别合上 A、B 玻璃模具。合模过程要求精准操作，确保模具与弯膜之间的配合紧密且无偏差，为浇注工序奠定良好基础。

6、浇料

使用针头将已配好的单体注入已合好的模具中，在操作过程中要特别注意避免针头碰到弯膜，防止对弯膜造成损伤或导致偏光膜位置偏移，从而影响镜片质量。

7、固化

把浇好料的模具放入已设定好温度曲线的固化炉中进行固化。固化过程是镜片成型的关键环节，温度曲线的设定直接影响镜片的质量和性能。

8、出炉开模

将出炉的模具放入开模机的开模槽中，通过挤压上下模的内侧面，使上模或下模与镜片分离，完成镜片的初步脱模。

9、清洗

采用 11 槽超声波清洗机对镜片进行清洗，每槽清洗时间为 50 秒。其中 1 - 3 槽使用 5% 清洗液，4 - 11 槽使用纯水，且 2、3、5、9、10、11 槽设有加热循环。多槽清洗和不同清洗液的使用能够全面彻底地清除镜片表面的残留杂质和脱模剂等物质，确保镜片的光学清晰度和表面质量。

10、二次固化

把清洗后的偏光镜再次放入固化炉进行二次固化，温度设定为 80℃，时间为 1 小时。二次固化有助于进一步提高镜片的硬度、稳定性和光学性能，使镜片达到最佳的使用状态。

11、检验、包装、入库

对生产完成的偏振光树脂镜片进行严格检验，检查镜片的光学性能、表面质量、偏光效果等指标是否符合标准要求。检验合格的镜片进行包装后入库，准备投放市场。

三、结果与讨论

（一）偏光膜软化条件对膜质量的影响

1、静电吸附问题

在将市售的偏光膜一端拉出固定在偏光膜 U 型架上时，必须小心地撕开偏光膜上下两层透明保护胶纸。若拉力过大，会使偏光膜产生静电，从而吸附空气中的灰尘粒子，严重影响膜的质量。因此，操作过程中要严格控制拉力，避免静电产生。

2、软化参数影响

恒温恒湿炉的温度一般控制在 50℃±1℃，湿度控制在 93%±3%，润湿时间约为 5 分钟。当润湿时间太短时，偏光膜会出现无波纹或波幅大于 15mm 的情况，这可能导致膜与后续加工模具的贴合度不佳；而润湿时间太长，偏光膜波幅则小于 6mm，同样会影响膜的性能和加工效果。理想的润湿时间应使偏光膜呈现约 10mm 的小波纹状，此时膜的物理性能和可塑性处于最佳状态。此外，在取出偏光膜及型架时，要避免碰撞炉内固定架，并防止水珠滴入偏光膜上，否则可能造成膜的局部变形或污染。

（二）弧度制作对偏光膜质量的影响

1、贴合要求

将装有润湿合格的偏光膜 U 型架放置在装有玻璃模具的铝模底层上时，偏光膜与一定弯度的玻璃模具必须紧密贴紧，不能有任何空隙。若出现空隙，在后续的加工过程中，偏光膜就会出现起皱纹的现象，严重影响镜片的光学平整度和外观质量。

2、冷却环境控制

经净化炉烘烤 10 分钟并将铝模取出后，进行冷却定型时，冷却环境温度必须控制在 25℃以下，湿度控制在 30 - 35% 之间。适宜的冷却环境能够确保偏光膜的弧度稳定，避免因温度和湿度变化导致弧度变形。而且，偏光膜一经从铝模上取下，须在半小时内裁剪，并放入恒湿防潮箱中，以防止受潮。受潮后的偏光膜可能会出现膨胀、变形或性能下降等问题，影响镜片的最终质量。

（三）偏光膜表面处理对偏光膜质量的影响

1、清洗环节

偏光膜在浸染表面处理液（Love5A、5B）前，必须进行超声波清洗，清洗液为异丙醇，其浓度要求在 95% 以上。清洗后再用纯水清洗，然后在 60℃下烘干。清洗环节至关重要，若清洗不干净，膜表面残留的杂质会直接影响表面处理液的附着效果，进而影响膜的表面质量和镜片的清晰度。

2、处理液使用

表面处理液使用前，要经过充分混合及过滤，用 3ｕ的过滤器循环 4 小时后才可加膜。处理液的温度控制在 12℃ - 15℃之间。在浸涂处理液时，要匀速将膜提起来先晾干，再在 60℃以下烘干。提膜速度太快或太慢都会引起膜表面涂层的不均匀性，影响膜的光学性能和耐久性。此时的环境温度要控制在 20℃ - 25℃之间，湿度为 45% 以下。处理好的偏光膜放入剪切机中剪切，并且必须在 2 小时内完成合模及浇注工艺，以保证膜的表面处理效果在后续工序中得到有效保持。

（四）合模、浇注工艺对偏光镜片的影响

1、操作规范

操作员须戴乳胶手套持待用弯膜，确认弯膜表面无绒毛等异物后，再小心地将其放入衬圈支点槽中，其与 A 模的距离一般控制在 0.7 - 1.5mm，合模顺序为先装 A 模，再装偏光膜，后装 B 模。合好的模 3 个面要相互平行，这要求操作员具备较高的操作技能和精度意识。

2、浇注要点

浇注时要注意不要将偏光膜的位置改变，流速要均匀，尤其是在加减气压时要稳定，切忌突升突降。因为任何偏位或不稳定的浇注操作都可能导致偏光膜的偏位及气泡的产生，使镜片出现瑕疵甚至成为废品。操作时环境温度必须控制在 25℃以下，湿度控制在 55% 以下，合适的温湿度环境有助于保证浇注过程的顺利进行和镜片质量的稳定。

（五）温度曲线的设定对偏光镜片的影响

1、反应速度控制

温度曲线设定时，要充分考虑到所用引发剂 IPP 的半衰期。在 40 - 50℃之间要拉长反应时间，控制反应速度缓慢进行，以避免因反应过快引起镜片的爆裂及自开模现象。

2、示例温度曲线

拟采用的温度曲线为：30min，40℃；330min，43℃；300min，47℃；180min，52℃；120min，65℃；120min，80℃；60min，83℃；30min，83℃；30min，65℃。通过这样的温度曲线设定，能够使镜片在固化过程中逐步完成聚合反应，保证镜片的结构均匀性、光学性能和机械强度。

四、小结

本文详细阐述了偏振光树脂镜片的生产工艺，深入分析了影响镜片质量的各个主要因素。通过对偏光膜软化处理、弧度制作、表面处理、合模浇注以及温度曲线设定等关键环节的严格把控，按本工艺技术生产的偏光镜片合格率可达 95% 以上。偏振光树脂镜片在各类消费者群体中有着广泛的应用前景，如学生可避免黑板反光、车船驾驶员和公安民警能消除眩光确保行车安全、垂钓者可减弱水面反射光等。凭借其独特的优势，偏振光树脂镜片必将在树脂镜片行业中占据重要地位并获得长远发展。