偏光镜片项目为何如此艰难,业内普遍认为制造偏光镜片最难的是TAC、CAB、CR-39、PC等有机通用材料与偏光膜的结合。温州克力光学有限公司金键总经理认为,“以前的企业上偏光项目失败的原因主要是产品定位不准确,目标不清晰,一般工艺试验阶段很理想,但大批量生产后,问题不断,品质把不住关,而产品又得不到客户的认可。目前的材料更新速度非常快,但企业在材料更新上跟不上,同时后续的资金跟不上,企业就不得不退出了。”而浙江省台州市久隆光学有限公司的陶永才也认为,“我们的国内企业为什么会在偏光项目上失败,关键就在于我们在初试实验上取得了成功,但却不能解决中试阶段在偏光膜与支持层的结合能够适应大规模生产的问题。”
而温州三本光学材料有限公司吴建敏董事长认为,“偏光镜片的生产在选材和工艺上有很多局限性,可选的材料较少,一些在技术上不过关的企业贸然上偏光镜片的项目,一旦投产,生产的稳定性很难控制。同时,偏光镜片所用的原材料目前一般都被国外的大公司控制,原材料供应不及时,一批企业因而失败,也就不难理解了。”
另据有关技术人士介绍,偏光镜片的加硬瓶颈是多数攻坚企业的难点,要在众多的原材料中选取一种或几种制造偏光膜是一个相当大的工程,他们所选用的偏光膜与其他保护介质很难复合在一起,技术无法与宝利来等进口偏光镜片企业抗衡,因而造成项目失败。目前,浙江的偏光镜片企业已经基本上已经解决了偏光镜片的加硬问题。
温州克力光学有限公司金键总经理说:“尽管偏光镜片的利润较高,但其市场风险也很大,偏光镜片攻关,企业要付出很昂贵的代价,投入大量的人力、物力、财力。”偏光镜片的制造对生产工艺和制造设备的要求也极高,制造偏光镜片仅设备投资就高达4000多万元,许多眼镜企业在前期对偏光镜片的投资资金估计不足,在偏光眼镜的攻坚过程中出现了财务危机,无法继续注入足够的资金,因而悄然退出。
国内偏光,浙江在前列
目前,浙江企业在偏光镜片方面,CAB、TAC、CR-39等材料与偏光膜的结合还是比较成功的,已经取得了很大的突破,但目前在PC偏光片方面,尽管国内的企业在技术研发方面已经可以胜任,但由于市场未成熟,大多数企业都放慢一步,目前日本在PC偏光片处于垄断地位。据业内人士的保守估计,目前浙江的偏光镜片月产量在100万副以上,月产值在2000万左右。
据温州克力光学有限公司金键总经理介绍,温州克力光学有限公司目前的CR-39 偏光(宝利来)树脂镜片月产量在5万副左右,而明年将扩容到月产量10万副以上。该产品主要售往欧美,CR-39 偏光(宝利来)树脂镜片最低要3美元,一般的售价在6美元左右,每年的销售额保持在30%以上的增长率。另据温州三本光学材料有限公司吴建敏董事长介绍,温州三本光学材料有限公司目前的月产量在50、60万副左右,而他们每年的产量和市场需求量以25%的速度递增。
与广州、丹阳、厦门相比,浙江在偏光镜片方面,温州三本光学材料有限公司吴建敏董事长认为我们处于领先地位,而温州克力光学有限公司金键总经理则认为厦门在偏光镜的品质上要优于温州,而温州在价格上比厦门有一定的优势。
没有国家标准,浙江偏光路向何方?
目前,我国在偏光镜片方面,还没有国家标准,偏光镜片市场还相当混乱,偏光镜片良莠不齐,急需一个标准来规范偏光镜片行业。在没有偏光镜片国家标准的形势下,我们的偏光企业该如何走呢?
在没有国家标准的情况下,国内普遍采用的是以太阳镜的标准为标准,而温州克力光学有限公司目前采用的是美国标准,温州三本光学材料有限公司采用的是欧洲的CE标准。
温州三本光学材料有限公司吴建敏董事长认为,眼镜产业在很多方面,都是先有行业标准,然后才有国家标准的。在没有国家标准的情况下,企业要制定一个严格的行业标准,而这个标准要求高于将来制定的国家标准,以后国家标准也可以借鉴行业标准,而制定行业标准的企业和区域将在竞争中形成强大的竞争优势。
自主研发:前途光明,道路曲折
对于偏光眼镜,目前的自主产权问题需要引起我们的关注,我们需要的核心原材料都控制在日本和欧美国家的手中,这样就使我们很被动。同时,目前多数偏光镜片攻坚企业大多还处在热弯成型的加工阶段,离真正制造偏光片的距离还十分遥远。而国外的偏光镜片现在已经开始进行让光线有选择性进入人的眼球、有选择性的光谱课题的研究,并已经有一定的突破,而国内在这方面还相当滞后。
浙江省台州市久隆光学有限公司的陶永才说,“与国际的偏光企业相比,我们的偏光镜片落后三代以上,一个日本眼镜企业的负责人看了我们的偏光工艺以后,他说我们的工艺落后他们二十年以上,我不相信,就到他在晋江的企业一看,我就傻眼了。尽管他的企业很小,但技术真的相当先进。” 他还同时指出,目前的热弯成型的技术将不适用PC偏光镜片,热弯成型的技术将被淘汰。
目前在偏光镜片方面,CR-39、CAB、TAC的偏光镜片已经比较成功,而且取得了很大的突破,但偏光片在国际市场上的发展趋势是PC偏光片占主流地位,因为PC偏光镜可硬可薄,前景相当的乐观。而目前国内企业较少在PC偏光片进行研发,已经远落后于国外。
但令人欣慰的是,随着偏光镜片需求的增长,有越来越多的眼镜制造企业向偏光镜片方面开始了研发和投入,同时,一批优秀的企业已经取得突破,在技术和工艺上打破国外偏光片一统天下的格局,已经可以与国外抗衡。
目前温州克力光学有限公司已经成功研发出了片基材料、偏光膜,这样就很大程度上降低了原材料成本。目前许多生产偏光片的企业还纷纷到克力光学采购片基材料、偏光膜等原材料。而温州三本光学材料有限公司在偏光镜片的强化、硬化处理、颜色处理方面取得了多种突破。这种种状况都表明了浙江偏光镜片方面的优势所在。
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一、偏光原理及发展史
1973年,乌克斯威尔发现光是组成电磁波的一部分,其中,它的电波和电磁波是相依相存不能分开的。电场、磁场与电磁波进行的方向,三者是呈相互垂直的关系,并且在各方面振动的机会均等,当电场分布不均时就称之为偏极化(Polarization),当电场只在一个方面振动时则称之为线性偏极光。能将非偏光极光分解为偏极光(或称偏振光)的仪器称之为起偏器(Polarizer)。起偏器可以利吸收、反射、折射、绕射等光学效应来产生偏极光。目前,眼镜行业所应用的起偏器(指镜片中的偏光因子),就是利用选择性吸收原理来分解非偏极光透过偏极光的。
将透光性良好的高分子薄膜的膜内分子加以定向延伸,再吸着具有双色性的物质(如:碘化合物、双色性染料)制成具有偏光效应的薄膜,所以称之为偏光膜或偏光因子(英Polarizing Film或Polarizing Filter),高分子薄膜在经过定向延伸后,通常机械性能会降低,变得易碎裂,所以在偏光基体(PVA)定向延伸完后,在两侧复合上TAC支持体所组成的透明基板,组成具有实用意义的偏光片。TAC一方面可作为PVA层的保护,另一方面防止PVA层的回缩。
选择吸收型人造偏光膜是由美国拉立得(Polaroid)公司创始人兰特(Edwin H.Land)于1938年所发明。目前,世界上生产偏光膜在工艺和装备上都有了许多的改进,但在制程的基本原理和使用材料上仍然和以前一样,根据所使用的材料、工艺和行业影响力不同,目前偏光领域大致可分为以下几种发展趋势:
1、碘系偏光技术:PVA及碘所构成的偏光膜长期以来都在偏光元件制造领域占有相当大的比例,为目前主流工艺,现今材料与定向延伸技术不断改良,偏光度及光透过率都相当接近理论值(偏光度100%,单体光透过率≥50%)。
2、染料系偏光技术:使用染料配方让PVA组成偏光膜,具有耐高温、高湿、耐光等特性,但偏光度不及碘系技术,且成本昂贵,如今虽然已发展至由PVA的延伸定向结合开发在可见光区内均匀吸收的高偏旋光性能染料分子,其偏光度性能可与碘系工艺相当,但制造成本仍然高于碘系工艺、发展受到一定的制约。
3、纳米系偏光技术:采用特殊的印刷工艺,将具有偏旋光性能的纳米油墨直接印刷在所需要偏光效应的透明基体上,该技术耐候性能优良,只是偏光度太低,暂无实用价值。此工艺将成为今后偏光领域发展的主流。
二、偏光镜片或偏光眼镜的指标:
1、偏光度:所谓偏光度是指两个具有偏光作用的镜片相交90度后光的吸收率,此数值越大越好。作为偏光眼镜主要功能,就是减少眩光和消除漫反射光为对眼镜的伤害,偏光度在这方面起着主要作用。
2、偏光轴:衡量成品偏光眼镜作用功能性的重要指标,虽然有较高的偏光度,但偏光轴偏离垂直90度角10度以外,将严重影响消除漫反射光的作用,失去偏光眼镜的作用和意义。
3、单体光透光率:指单片偏光镜片的光平均透过率,此项指标对偏光眼镜在功能性的影响不明显。
4、复合强度:目前世界上所有用于眼镜行业的偏光技术均采用复合制程、复合层的耐候性以及PVA层的耐水性应作用考评质量的重要指标,一般采用浸温水法测试。以时间长短来论品质高低。
5、抗划擦:眼镜在使用过程中难免会被所使用的环境污染,所以必须用眼镜布擦拭,合格品用眼镜布擦拭后,应不留丝印。
6、眼镜片标准中的其它指标:详见GB10810-1996,QB2506,QB2457-1999相关标准规定的要求。