CN113715286B - 一种军工用激光防护镜片的制备工艺 - Google Patents

一种军工用激光防护镜片的制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种军工用激光防护镜片的制备工艺，包括以下步骤：(1)按重量份数称取各原材料；(2)低温注塑：将各原材料依次加入注塑成型机中，注塑温度控制在230‑260℃，注塑时间30‑40s，注塑成型；(3)脱水：将步骤(2)获得的产品加入离心式除湿干燥机中进行脱水，脱水温度控制在110‑125℃，时间烘干4小时以上，获得成品。本发明低温注塑温度控制在235‑255℃，确保镜片红外效果得到最佳的保证，并且，本发明通过加入除湿干燥强脱水效果，使得镜片密度均匀，避免彩虹效应。

Description

一种军工用激光防护镜片的制备工艺
技术领域
本发明涉及镜片技术领域，具体涉及一种军工用激光防护镜片的制备工艺。
背景技术
简单来讲激光防护镜就是能够防止或者减少激光对人眼伤害的一种特殊眼镜。激光防护镜是一种高效安全的护目镜，适用于多种激光器，激光笔，这一系列光安全眼镜配戴舒适、美观、安全可靠，适用于激光操作人员、电脑操作人员、驾驶员、气焊工、电焊工、高温炉操作人员、医务或工业人员操作X-光透视等人员、场合，也适用于紫外激光、准分子激光、钕玻璃激光、半导体激光、CO激光、掺钕石榴石激光、红宝石激光、CO2激光、砷化镓激光等多种激光器的防护。
激光防护镜有多种类型，所用材料不同，原理各异，应用场合也不同。军工用品是专门用于军事目的的产品，有其特殊的技术指标要求，比如在激光防护镜片的要求需要同时防护波长为532nm和波长为1064nm的激光，这是现有技术实现不了的，并且，现有技术的激光防护镜片在过滤激光波长的同时很难保证色彩平衡，无法做到合适的可见光透过率。
发明内容
为解决上述技术问题，实现激光防护镜片的军工用目的，本发明提供了一种军工用激光防护镜片的制备工艺。
具体方案如下：
一种军工用激光防护镜片的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份数称取各原材料；
(2)低温注塑：将各原材料依次加入注塑成型机中，注塑温度控制在230-260℃，注塑时间30-40s，注塑成型；
(3)脱水：将步骤(2)获得的产品加入离心式除湿干燥机中进行脱水，脱水温度控制在110-125℃，时间烘干4小时以上，获得成品。
进一步的，步骤(2)的注塑温度控制在235-255℃，注塑时间35s。
进一步的，步骤(2)的注塑成型采用多段射出成型工艺：
一段为65bar以下的低压，控制1-30％的低速射出；
二段为65bar以下的低压，控制1-30％的低速射出；
三段为中压或高压，控制30-55％的中速或55％以上的高速射出；
四段为低压或中压，控制1-30％的低速或30-55％的中速射出；
五段为低压或中压，控制1-30％的低速射出。
进一步的，步骤(3)的脱水温度控制在120℃，时间烘干4小时以上，以减少水分，便于成型。
进一步的，所述原材料包括100000份PC基材，214份红外线吸收剂1125，85.6份蓝光吸收剂黄GG，199份绿光吸收剂8150，3.35份增强型绿光吸收剂8315。
进一步的，所述PC基材为日本住友公司的PC 302-4。
进一步的，所述红外线吸收剂1125为EPOLIGHT公司的红外线吸收剂1125。
进一步的，所述蓝光吸收剂黄GG为BM公司的蓝光吸收剂黄色-GG。
进一步的，所述绿光吸收剂8150为六和公司的绿光吸收剂8150。
进一步的，所述增强型绿光吸收剂8315为六和公司的红色-8315。
其中：
本发明创造性地采用低温注塑工艺：控制注塑温度在235-255℃，注塑时间35s。35秒低温成型周期，是基于红外线吸收剂1125色粉的热敏感性，并结合多段射出成型工艺冷却效果综合设定的，可以实现镜片的最佳的内应力，减少彩虹现象。
红外线吸收剂1125，基本色为呈现明亮的阳绿色，分子式:C28H22N2O2,其所含有超强的绿光因子对780-1400nm波长的近红外光及1400-2000nm波长的远红外光都有良好的吸收功能。
蓝光吸收剂黄GG，基本色为黄色，分子式:C12H13BrN2O2，其色料中所含有的黄光因子对400-450nm较强的蓝色光有吸收作用。
绿光吸收剂8150，基本色为橙黄色，分子式:C10H10N2O，其所含的橙/黄光因子对波长为450-500nm的青色光以及对波长为500-535nm的绿色可见光具有吸收功能。
增强型绿光吸收剂8315，基本色为橙红色，含橙红色光因子，化学分子式：C18H6CI4N2O，主要加强510-535nm波长绿光的吸收效果。
上述多种光因子共同作用，互为补充，达成光波能量过滤效果，实现激光防护功能。
此外，在吸收剂的用量上，为了同时对532nm及1064nm两个基点的波长产生过滤效果，决定了镜片的颜色必然是琥珀色的颜色特征。琥珀色是在蓝、绿可见色光被过滤后，做为红外光过滤时，补充了作为红外滤波作用的绿光因子，产生颜色叠加产生复色光的结果，琥珀色这一特征，它是对可见光和红外光通过量的控制，最终达到色度平衡类似于杂技高空平衡的艺术特点，这是色度平衡术的相互作用互为影响产生的结果。在可见光的前端，400-535nm是对蓝光、绿光的阻止与过滤，而在780-2000nm，特别是过滤1064nm的波长又需要加入绿色光性质的红外线吸收剂色料，看似相互矛盾，最后归于平衡与统一，这与现实自然发展归律是一样的，最终实现的技术效果是使得本发明的镜片在可见光的透视率可实现12-22％的标准，也能在夜视条件下，对微弱光环境中起到一定的补光效果，增加明暗对比，便于识别环境中的目标。
本发明的PC基材选用日本住友公司的PC 302-4基材，其学名为聚碳酸酯树酯，具有良好的抗冲击性能和高分子聚合物的特性，分子量达到32000以上，热稳定性良好，水解温度可以达到425℃(797℉)。优选它是因为本发明的产品需要符合军规冲击的弹道破碎标准：即，采用弹道破碎保护测试仪MIL-PRF-3242-2017，符合标准《ANSI/ISEA Z87.1+》，《BSEN166-2002 7.2.2》，《AS/NZS 1337-2010Z94.3-07》，住友化工PC 302-4能满足上述标准所规定高速冲击性能要求。
本发明的镜片中心厚2.8mm，2.8mm光学中心厚度是基于人体工程学，结合光学棱镜度度数、散光度数符合指标设计而成，同时考虑镜片耐冲击性，佩戴者的舒适度综述而来，以实现本发明的最佳效果。
经测试，本发明的镜片可以同时过滤波长为532nm和波长为1064nm的激光。其中：
532nm波长，从光谱波长的分布来看，它是可见光绿光与黄光的临界点位置，即可见光绿光与黄色色光的分界点，它是判定绿光截止度的关键点；
而1064nm波长，它是在红外光谱中近红外光能量最强的位置点。
选择这两个波长点作为指标是基于激光的特性，以及发光原理所试验验证而来，激光是单色光原理，能量强，防护程度达到99.9％以上，指术指标点对应测量值是光透射比≤0.1％，被激发材质所决定激光的颜色，以实现军用标准防护要求。
有益效果：
1.传统工艺在注塑时采用的温度为280-310℃，红外因子不耐高温会被破坏，导致镜片发黄，失去颜色效果和过滤效果；本发明低温注塑温度控制在235-255℃，确保镜片红外效果得到最佳的保证。
2.本发明通过加入除湿干燥强脱水效果，使得镜片密度均匀，避免彩虹效应(如果镜片湿度高，会导致镜片密度不均匀，造成镜片的内应力不一致，从而导致光学彩虹效应，并导致镜片的抗冲击能力下降，强度降低，没有缓冲效果)。
3.本发明的镜片可以同时过滤波长为532nm和波长为1064nm这两个特别波长的激光，光透射比≦0.1％，实现军用标准防护要求。
4.532nm波长的激光与可见光波长(波长在780～400nm之间)的区域交叠，为了有效避免滤片失真给佩戴者带来适应性的影响，在可见光透视率方面，本发明的产品可实现12-22％的标准(国际眼镜标准规定：透视率低于8％不适应行走)。
附图说明
图1示出了本发明镜片的激光防护光透射比和可见光透视率。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例1：
一种军工用激光防护镜片的制备工艺，包括以下步骤：
(1)按重量份数称取各原材料：100000份PC基材，214份红外线吸收剂1125，85.6份蓝光吸收剂黄GG，199份绿光吸收剂8150，3.35份增强型绿光吸收剂8315；
(2)低温注塑：将各原材料依次加入注塑成型机中，注塑温度控制在235-255℃，注塑时间35s，采用多段射出成型工艺注塑成型：
一段为65bar以下的低压，控制1-30％的低速射出；
二段为65bar以下的低压，控制1-30％的低速射出；
三段为中压或高压，控制30-55％的中速或55％以上的高速射出；
四段为低压或中压，控制1-30％的低速或30-55％的中速射出；
五段为低压或中压，控制1-30％的低速射出；
(3)脱水：将步骤(2)获得的产品加入离心式除湿干燥机中进行脱水，脱水温度控制在120℃，时间烘干4小时以上，获得成品，以减少水分，便于成型。
结果分析：
参照图1，本发明低温注塑温度控制在235-255℃，可以同时达成532nm、1064nm波长对应值点≤0.1％指标系数的关键要求。
此外，本发明通过加入除湿干燥强脱水效果，使得镜片密度均匀，避免彩虹效应，将本发明的镜片应用于等军工用焊接头盔、眼镜、护目镜、面罩产品上，采用军规冲击的弹道破碎标准：弹道破碎保护测试仪MIL-PRF-3242-2017，标准编号《ANSI/ISEA Z87.1+》，《BSEN166-2002 7.2.2》，《AS/NZS 1337-2010Z94.3-07》对本发明产品的性能进行测试，测试结果如下：本发明的产品符合军规冲击的弹道破碎标准。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种军工用激光防护镜片的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份数称取各原材料，所述原材料包括：
100000份PC基材；
214份红外线吸收剂1125，用于吸收780-1400nm波长的近红外光及1400-2000nm波长的远红外光；
85.6份蓝光吸收剂黄GG，用于吸收400-450nm波长的蓝色光；
199份绿光吸收剂8150，用于吸收450-500nm波长的青色光及500-535nm波长的绿色可见光；
3.35份增强型绿光吸收剂8315，用于加强吸收510-535nm波长的绿光；
(2)低温注塑：将各原材料依次加入注塑成型机中，注塑温度控制在230-260℃，注塑时间30-40s，注塑成型；
(3)脱水：将步骤(2)获得的产品加入离心式除湿干燥机中进行脱水，脱水温度控制在110-125℃，时间烘干4小时以上，获得成品，且所述成品为琥珀色，以实现镜片的色度平衡。
2.根据权利要求1所述的军工用激光防护镜片的制备工艺，其特征在于，步骤(2)的注塑温度控制在235-255℃，注塑时间35s。
3.根据权利要求1所述的军工用激光防护镜片的制备工艺，其特征在于，步骤(2)的注塑成型采用多段射出成型工艺：
一段为65bar以下的低压，控制1-30％的低速射出；
二段为65bar以下的低压，控制1-30％的低速射出；
三段为中压或高压，控制30-55％的中速或55％以上的高速射出；
四段为低压或中压，控制1-30％的低速或30-55％的中速射出；五段为低压或中压，控制1-30％的低速射出。
4.根据权利要求1所述的军工用激光防护镜片的制备工艺，其特征在于，步骤(3)的脱水温度控制在120℃，时间烘干4小时以上。
5.根据权利要求1所述的军工用激光防护镜片的制备工艺，其特征在于，所述PC基材为日本住友公司的PC 302-4。
6.根据权利要求1所述的军工用激光防护镜片的制备工艺，其特征在于，所述红外线吸收剂1125为EPOLIGHT公司的红外线吸收剂1125。
7.根据权利要求1所述的军工用激光防护镜片的制备工艺，其特征在于，所述蓝光吸收剂黄GG为BM公司的蓝光吸收剂黄色-GG。
8.根据权利要求1所述的军工用激光防护镜片的制备工艺，其特征在于，所述绿光吸收剂8150为六和公司的绿光吸收剂8150。
9.根据权利要求1所述的军工用激光防护镜片的制备工艺，其特征在于，所述增强型绿光吸收剂8315为六和公司的红色-8315。
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