サングラス

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背景

サングラスは、過度の日光から目を保護するために設計されたアイウェアです。目は非常に光に敏感であり、可視および非可視スペクトルの放射線への過度の曝露によって簡単に損傷する可能性があります。明るい日光は単に気を散らす迷惑になる可能性がありますが、長時間の曝露は、水晶体、網膜、角膜に痛み、頭痛、さらには永久的な損傷を引き起こす可能性があります。太陽の過度の露出の短期的な影響には、雪の失明または溶接工の閃光として知られる一時的な視力の低下が含まれます。長期的な影響には、白内障や暗視の喪失が含まれます。どちらの場合も、損傷は紫外線（UV）によって引き起こされ、文字通り角膜の表面を燃やします。

サングラスはもともと、気が散るようなまぶしさを減らし、明るい光の中でより快適に見ることができるようにするために発明されました。初期のサングラスは、主に明るさを減らすことを目的とした、単に着色されたガラスまたはプラスチックレンズでした。より多くの光を遮断するため、暗いレンズの方が優れていると考えられました。日光の有害な性質についての私たちの理解が進むにつれて、より良い目の保護の必要性が認識され、サングラスが太陽の有害な光線、特に紫外線をよりよく遮蔽するのを助ける技術が開発されました。プラスチックレンズとフレームを備えた安価なモデルから、すりガラスレンズとカスタムメイドのフレームを備えた高価なデザイナーブランドまで、サングラスは驚くほど多くのスタイルと価格で入手できます。残念ながら、レンズの色や暗さから、紫外線をどれだけうまく遮るかを判断する方法はありません。同様に、眼鏡の価格と紫外線を遮断する能力の間にはほとんど関係がありません。

原材料

サングラスは、一対の光フィルタリングレンズとそれらを所定の位置に保持するためのフレームで構成されています。レンズの大部分は、ポリカーボネートなどの着色プラスチックで作られています。しかし、ガラスは依然として高品質のブランドに採用されています。最高品質のレンズは光学的に正確で、形や線を歪めません。これらのレンズは、カメラレンズと同様に、歪みのない研磨された光学ガラスで作られています。これらのレンズに使用されているホウケイ酸ガラスは、傷がつきにくく、さまざまな化学処理で焼き戻しすることで耐衝撃性があります。

特定の周波数の光を吸収または反射するために、可溶性有機染料と金属酸化物顔料がレンズ材料に添加されます。ただし、これらの添加剤は色を過度に歪ませてはなりません。たとえば、レンズの色が悪いと、信号機の正しい色を識別しにくくなる場合があります。灰色のレンズはほとんどの人にとって歪みが最も少ないですが、琥珀色と茶色も良いです。青と紫は色を歪めすぎる傾向があります。添加剤はまた、低周波紫外線の一部である青色光の少なくとも一部を遮断する必要があります。茶色または琥珀色のスクリーンは青色光を最もよく出しますが、色の歪みがいくらか犠牲になります。レンズに追加されるさまざまな化学コーティングは、反射を減らしたり、偏光を遮ったりすることで、視認性を高めることができます。

サングラスのフレームは金属またはプラスチックで作られています。金属フレーム、特に高価なものは、ニッケルと銀などの他の金属の混合物でできていることがよくあります。これらのフレームは、彫刻やジンバルのノーズパッド、セルフロックネジ付きの耐久性のあるヒンジ、柔軟なテンプルなど、正確に設計された機能を備えています。高級メーカー 最先端のデザインでは、ニッケル、銀、ステンレス鋼、グラファイト、ナイロンの組み合わせを使用しています。

デザイン

サングラスのデザイン、ファッション、機能に関して考慮すべき2つの重要な要素があります。過去数十年でサングラスはファッション性の高いアイテムになり、現在のデザインプロセスはこのステータスを反映しています。高級衣料品デザイナー、フレグランスマーケター、スポーツ用品ベンダーは、独自のイメージを宣伝するためにサングラスをカスタムデザインします。概して、これらの設計変更は機能しません。それらは、メガネのファッションアピールを高めることを目的としています。様式化されたフレーム、ユニークな形のレンズ、エンボス加工されたロゴはすべて、このデザイナーの神秘の一部です。一部のデザインは「クラシック」で時代を超越したものと見なされていますが、他のデザインは、絶えず変化する人々の好みを満たすために継続的に更新する必要があります。子供用サングラス市場は、人気のある漫画や他のキャラクターとのマーチャンダイジングの結びつきに基づいてメガネのスタイルが季節ごとに変化するため、頻繁な再設計が必要なもう1つの分野です。

機能的な観点から、サングラスはさまざまなアウトドアアクティビティのために特別に設計されています。スポーツ愛好家には、サングラスのデザインに反映されている特定の要件があります。たとえば、トラップ射撃用に設計されたサングラスは、クレー射撃のターゲットをよりよく見ることができるように最大のコントラストを提供するように設計されています。一方、スキーヤー用のサングラスは、雪に覆われた表面で反射した光に対抗するように設計されています。このタイプのレンズは、紫、青、および一部の紫外線をフィルターで除去するため、青ブロッカーとして知られています。漁師と船乗りには、同様に対処しなければならない独自の特別なニーズがあります。今日、これらの活動やその他多くのカスタムデザインのサングラスがあります。

サングラスはいくつかの方法で目を保護することができます。眼鏡は、特定の周波数の光を吸収または反射することができます。どちらも、目に入る光の量を減らすためです。吸収タイプは、特定の周波数の光を選択的に吸収するためにレンズ材料に添加されるさまざまな物質を使用します。この周波数範囲は、着色添加剤の混合を変更することで制御できます。添加剤の量を調整することにより、吸収の強さを制御します。反射レンズには、主に金属粒子からなる多層反射防止コーティングが施されています。これらの金属コーティングは、すべての色の光と紫外線を等しくよく反射します。非金属コーティングを施した反射タイプがあり、着色効果を生み出します。着色剤添加剤またはコーティングの種類と量を変えることにより、多種多様なレンズを製造することができます。完成したレンズの色は、可視スペクトルのどの部分が透過しているかを示します。たとえば、レンズが濃い黄色がかっている場合、それらは紫、青、そしておそらくいくつかの紫外線を吸収します。

特殊なタイプの吸収レンズが偏光をフィルターで除去します。光は実際には2つの波で構成されており、1つは水平面で伝播し、もう1つは垂直面で伝播します。雪、道路、光沢のある金属製のオブジェクトなど、平らな面で光が反射すると、水平成分がグレアとして表示されます。偏光レンズは、光の水平成分を吸収し、垂直成分のみを透過する特殊な光学フィルターを使用して作られています。その結果、明るい反射光が排除され、目の疲れが軽減されます。ただし、偏光レンズはUV光を遮断しないため、完全な目の保護を提供するには、追加のコーティングまたは着色剤が必要です。

別のタイプのレンズであるフォトクロミックレンズには、写真フィルムで使用されているような銀塩が含まれています。これらのレンズは、屋外を暗くし、屋内を明るくします。このようにして、レンズはUV露光に応じて色を変えます。ただし、レンズの色の変化の範囲は、ほとんどの光周波数に対して効果的であるほど広くはなく、広く使用されていますが、フォトクロミックレンズは検眼士によって広く受け入れられていません。

製造
プロセス

レンズ

• 1着色剤は、レンズが形成される前に溶融レンズ材料に色を追加するか、完成したレンズを化学的に後コーティングして目的の色相を実現するという2つの主要な方法でレンズに追加できます。前者の方法では、プラスチックまたはガラスが高温にあり、まだ液化されている間に、着色剤添加剤がレンズに組み込まれます。プラスチックには、可溶性有機染料または金属酸化物顔料が添加されています。金属酸化物または金属粒子がガラスに組み込まれています。
• 2適切な添加剤をブレンドした後、溶融プラスチックまたはガラスを一般的なレンズ形状または「パック」にキャストします。安価なレンズは、フレームに配置された単純なパックです。高価なレンズは、度付きレンズの製造方法と同様の方法で製造されます。まず、適切なレンズパックをレンズメーターに配置します。レンズメーターは、ブランクの光学中心を見つけるために使用される機器です。
• 3次に、レンズをカーブジェネレーターに入れます。カーブジェネレーターは、患者の処方に従ってレンズの背面を研磨します。次に、エッジグラインダーが外側のリムを適切な形状に研磨し、エッジに斜角を付けて、レンズをフレームに適切にフィットさせます。
• 4レンズは、反射防止材料でコーティングできるようになりました。ポストコーティング法は、レンズの構成に関係なく、より均一にコーティングされたレンズを生成します。また、レンズの製造後にコーティングを除去して再コーティングすることもできます。このようなコーティングは、内部反射を低減するためにレンズ表面に反射防止層を堆積させるために使用される真空コーティング法によって適用することができる。このかすかな青みがかったコーティングは、カメラのレンズや双眼鏡にもよく使用されます。

フレーム

• 5これで、完成したレンズを眼鏡フレームに取り付ける準備が整いました。フレームは、テンションマウントまたはスクリューマウント設計のいずれかを使用してレンズを所定の位置に保持するように構成されています。テンションマウントは通常、プラスチックフレームで使用されます。このタイプのフレームでは、フレームの前面にあるレンズ開口部の寸法は、レンズ自体よりもいくらか小さくなっています。このようにして、レンズは、後端から落ちることなく、フレームの前端からそれぞれの開口部に押し込むことができます。それぞれの開口部の周囲に溝が形成されており、これらはそれぞれの左右のレンズの周囲に形成された隆起とかみ合っている。プラスチックフレーム材料は、レンズがこれらの溝にスナップすることを可能にするのに十分な伸長または伸長を可能にします。
• 6金属は変形しやすく、レンズも保持できないため、金属フレームはネジマウント設計を採用しています。フレームの金属構造には、希望の形状に曲げられた薄い押し出しセクションがあります。レンズ開口部を囲むフレーム構造は、レンズが挿入される開ループを形成します。レンズを挿入した後、2つの開いた端にネジを取り付けてループを閉じます。

品質管理

レンズに使用されているガラスとプラスチックが飛散防止であることを保証する規制を超えて、サングラスに関する政府の規制はほとんどありません。 UVAとUVBの両方のタイプのUV光の吸光度のラベル付けは任意ですが、米国規格協会（ANSI）は、汎用レンズと特殊レンズの透過率ガイドラインを確立しています。これらの基準によると、汎用化粧レンズはUVBの70％を遮断する必要があり、汎用化粧レンズはUVBとほとんどのUVA光の95％を遮断する必要があります。特別な目的では、UVBの99％をブロックする必要があります。

多くの場合、サングラスの製造に課せられる品質管理の程度は、サングラスの種類によって異なります。安価なプラモデルは、光学的完全性にはほとんど関心がありません。着用者の視界を歪める欠陥が含まれている可能性があります。一方、高価なガラスレンズは高い光学品質を追求し、それに応じてチェックされます。完成したレンズの歪みを評価するために使用されるさまざまな機器の方法がありますが、1つの簡単なテストは、眼鏡を腕の長さで保持し、遠くの直線を見るだけです。ラインを横切ってレンズをゆっくりと動かします。レンズによって線が揺れたり曲がったりする場合、レンズは光学的に不完全です。最良の結果を得るには、レンズの外側の端と中央を確認してください。

副産物/廃棄物

サングラスの製造に起因する特定の副産物はありません。廃棄物には、レンズの研磨やフレームの製造からのプラスチック、ガラス、金属くずなどがあります。

未来

サングラスの製造工程は、高品質でスタイリッシュなメガネへの需要の高まりに応えて、ますます洗練されてきています。紫外線に対するより良い保護を提供する新しいコーティングと着色剤が開発され続けています。フレームの製造方法の改善は引き続き行われています。例えば、米国特許第5,583,199号は、単一の金属片からフレームを製造するための新しい方法を開示している。光学、表面化学、冶金などの分野で進歩が見られるにつれて、新しいタイプの高性能日焼け止めアイウェアが開発されます。