GB 5891-86 UDC 614.893.001.4
发布时间:1986-2-24
本标准适用于防冲击眼护具的各种试验。
1 强度试验
1.1 抗高强度冲击试验
1.1.1 未装框的镜片
1.1.1.1 装置，见图1。
设备的主要部件均由铸铁制成。
基本结构可分为上下二个部分，上半部是标高柱，与标高柱连接的部分是定位尺，并可任意调节，上下自由滑动；所需高度可用固定螺栓定位，定位尺的外端有一钢球投放孔，孔的中心对准测试样品的中心。下半部为样品基座，由钢制圆筒和压圈组成，圆筒的内径比待测镜片的直径小5mm，压圈的质量为 250g，其内径与圆筒的内径相同，外径略大于圆筒。待测镜片的上、下两个表面各放有一厚度为3mm，硬度为40±5布氏的橡胶垫圈，其内径与圆筒相同。对于有曲率的镜片，则圆筒和压圈的曲率应分别与镜片的凹凸面相符。
1.1.1.2 实验步骤
把垫有橡胶垫圈的镜片安放在圆筒上，用压圈和螺栓固定镜片的位置。
调节装置到所需高度，并使钢球与圈筒中心相对，然后，不施加任何动能，使一直径为22mm，重约45g的钢球从1.3m高处，垂直下落到待测镜片上。
1.1.2 成型眼护具(镜片装入框架)
1.1.2.1 装置
试验装置见图2，所用头模为中国标准头型7号，头模由硬木制成，水平放置在底座上，并用螺栓固定其位置。
1.1.2.2 实验步骤
将待测眼护具按人们平时使用的正常位置，带在头模上。再在白纸上放一张复写纸，白纸在头模一方，复写纸在眼护具一方，将其共同插入眼护具和头模之间，钢球投放点在眼护具有正上方，着落点为：
a.镜片几何中心5mm范围内；
b.框架鼻梁处；
c.框架的二个铰链处。
1.1.2.3 实验条件
上述1.1.2试验应在下列条件下进行：
a.测试前把眼护具加热到55±2℃，并保温1h；
b.在第二次测试前，把眼护具冷却到-5±2℃，并保温1h，对用于低温条件下作业的眼护具，在测试前应把眼护具冷却到-20±2℃，且保温4h。
上述1.1.2试验必须在完成保温后的30s内进行。
1.2 抗高速粒子冲击试验
1.2.1 试验装置
装置由发射器、计时器和标准头模组成见图3。
图4 单镜片的钢球撞击点
标准头模用金属制成，发射器主要由一适当尺寸的钢管组成，并能发射速度分别为44.2m/s和25m/s，直径为3mm的钢球，钢球位于发射管的尾部，用弹簧或压缩空气提供动力，以保证钢球有一恒定的出射速度和撞击方向。计时器可由传感元件和示波器组成，并能记录钢球通过二传感元件的时间，单位为微秒级，传感元件间的距离应不超过150mm。试样、标准头模及发射装置的周围都应密封，以防伤人。
1.2.2 实验步骤
将待测眼护具按正常使用要求置于标准头模上，眼护具头带的松紧程度按制造厂说明书调节，用适当尺寸的复写纸和白纸插入眼护具和头模之间(复写纸在眼护具一方，白纸在头模一方)，眼护具和头模的组合装置位于发射器的正前方。从发射管的喷嘴到钢球撞击点的直线距离不大于100mm，然后以选定的速度(1级冲击速度用44.2m/s;2级冲击速度用25m/s)对准双镜片眼护具的每一镜片中心发射钢球，单镜片眼护具的钢球撞击点处于镜片的中心水平线上，并与其垂直中线各相距33mm(见图4)。发射方向应与眼护具镜片表面垂直。
2 视野试验
采用弧形视野计进行测试。
3 光学性能试验
3.1 棱镜度
用精度不低于±0.06D的屈光度检查仪进行测试。
3.2 屈光度
用精度不低于±0.06D的屈光度检查仪进行测试。
3.3 可见光透射率
用精度不低于±1%的分光光度计进行测试，波长范围在380～780nm之间，每隔10nm测取一个读数。然后，计算出平均透射率。
4 镜片耐热性试验
把镜片放在67±2℃的水中，保温3min的取出，立即放入4℃以下的水中，不允许有异常现象出现。
5 金属部件耐腐蚀性能试验
首先要除去金属部件上所有的粘附物，然后把金属部件放入沸腾的10%(重量比)浓度的氧化钠溶液中，浸泡15min；取出后立即放入同样浓度的氯化钠溶液，在室温内浸泡15min后取出，不擦去其表面的粘附液体，在室温下干燥24h，再用温水洗净，并待其干燥，无腐蚀为合格。
6 塑胶镜片表面耐磨性能试验
6.1 试验装置
装置由落砂试验机(见图5)和镜片表面磨损率测定仪组成。
6.2 实验步骤
首先，把试样装夹到图5所示的落砂试验机的转盘上，转盘转动时，落下研磨材料，除去镜片表面灰尘后，测定其表面磨损率H。
镜片表面磨损率H的计算按式(1)、式(2)进行：
H(%)=Td/Te×100 (1)
式中：Te--全透射率，Te=T2/T1;
Td--散射光透射率。
Td=(T4-T3 (T2/T1))/T1 (2)
式中：T1--入射光通量，100%；
T2--全透射光通量，%；
T3--由于装置所引起的杂散光；%
T4--由于装置和镜片所引起的杂散光；%。
6.3 实验条件
6.3.1 落砂试验应按下表规定的磨料重量依次进行，每次落砂试验后测定的H值应分别低于下表的规定。
镜片表面磨损率
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磨料重量,g │ 100 │ 200 │ 400 │ 800
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镜片表面磨损率H，% │ 3 │ 5 │ 8 │ 13
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6.3.2 落砂试验应满足下列条件：
a.研磨材料下落量每分钟约为60～80g;
b.磨料应垂直下落在镜片中心，并与镜片表面成45°角；
c.镜片转盘必须每分钟转动5转；
d.磨料为人造金刚砂(SiC)，粒度为125～297μm；
e.磨料每应用10次后，检验一次粒度，使其在规定的范围以内。以使用50次为限。
《防冲击眼护具及其试验方法》 编制说明
一、指导思想
防冲击眼护具是防止外来冲击物对眼睛的冲击伤害。据资料报导，全世界由于眼外伤致盲的人数很多。我国于1982年召开的眼外伤会议上统计，全国9000万工人每年眼外伤占1～3%，最高比例可达34%。这不仅给国家造成极大的损失，而且给家庭及个人带来极大的不幸。造成眼外伤的主要原因之一是，大多数工人不愿意佩戴防护眼镜。其缘由为：
(1)镜片制做质量差，平光镜大多非真正平光，曲光度超过允许差值过大。佩戴眼镜时视力疲劳、物体模糊，或使人头晕等。
(2)镜片本身机械强度不好，受飞来物冲击很容易破碎，碎片反而使眼睛致伤或致盲。
(3)眼镜式样陈旧、视野小，影响操作。
综上所述，防护眼镜起不到预防眼外伤作用的主要原因是没有抗冲击眼护具标准，对产品出厂没有质量要求。
我们接受了编制防冲击眼护具国家标准这项任务后，从尽可能提高安全防护性能出发，充分考虑到生产情况及操作现场的环境，冲击物体的大小，速度的快慢，及佩戴者的舒适感等因素，同时参照了ISO国际标准委员会和英、美、法、德、日等国家有关标准和资料，确定了抗冲击眼护具标准中的各项技术指标。
二、强度性能的确定
这项指标主要分为抗高强度冲击和抗高速度小粒子的冲击性能。
(1)抗高强度冲击
指大质量低速度物质的冲击，ISO国际标准化组织规定用直径为22mm、重量为45g的钢球，从1.3m的高度自由落下进行冲击，日、美、法、英等国也同样作了如此规定。
我们收集了国内一些镜片，做了大量试验，试验结果证明，一般玻璃不能达到这一要求，只有经过钢化处理的钢化玻璃、国产CR-39塑胶片及有机玻璃能达到此要求。对这两种材料做的双眼镜片(直径为65mm、60mm、50mm)作过试验，对单眼面罩上的105×50mm的镜片也做过大量试验，对一般成型眼镜也做过试验，每次试验都是成功的，无一例破碎、脱落或变形。所以在标准中规定只有钢化处理的玻璃片及CR-39塑胶片才能做防冲击眼护具的镜片。
用粘合的双层玻璃做的镜片虽然安全性能更好(冲击后碎片不脱落，只以冲击点为中心向四周呈放射形)，但这种材料生产工艺烦杂，目前市场上几乎没有。
为了防止环境温度变化对眼护具强度带来影响，还专门对眼护具成品在高、低温度条件下的冲击试验作了规定，按规定对成品进行试验后，不得呈现下列缺陷：镜片破碎、镜片变形、框架破损。
(2)高速粒子速度的确定
抗高速粒子冲击就是防止质量小、速度高的物质的冲击。ISO国际标准组织规定，用直径为6mm的钢球，以190m/s的速度进行冲击，英国、美国安全委员会标准规定用0.65mm的钢球，以119m/s的速度冲击为一级，同样直径的钢球，以速度为45.7m/s的冲击为二级；联邦德国在强度要求中，没有抗高速粒子的规定。看来ISO规定的速度较高，有些国家还达不到这个要求。我们在制定标准时，收集了大量的眼镜、面罩、眼罩等眼护具，材质有钢化玻璃、有机玻璃、CR-39塑胶片、一般玻璃片(不同厚度)等，均做了抗冲击试验。试验方法是把速度暂时固定在200m/s以上，改变粒子的直径，由 5mm、4mm一直到3mm的变化。结果，无一个样品可经受住冲击，均破碎了。再把粒子的直径固定在3mm，速度从200m/s、190m/s、180m /s逐渐下降到120m/s(英国一级的速度水平)，照样仍没有一个样品完好。速度降到58m/s时，CR-39镜片没有破碎， 有机
玻璃面罩有裂纹的痕迹，钢化玻璃镜片有严重破碎。速度降到44.2m/s时，这三种材质的眼护具均完好无损。我们在此速度下，又做了大量反复的试验，仍未发生破碎及裂纹。因此把标准速度规定为44.2m/s，如果按动量计算为 8.66kgm/s。英国规定的一级(119m/s)动量为7.56kgm/s，二级(45m/s)动量为3.78kgm/s。所以我们规定的速度虽然小，但弹丸的质量大，动量超过英国一级水平。根据我国眼护具的材质规定此标准速度，既符合我国的国情又能达到安全要求。如果今后新的眼护具材质研制成功，抗冲击能力更好，则可在修订标准时将冲击速度提高到ISO国际标准水平。
三、标准人头的选择
ISO国际标准化组织作强度试验时采用国际标准人头。英、美等属欧洲国家，他们的头型基本相同，中国属亚洲国家，头型与欧洲差别很大，所以不能采用国际头型。我国于1981年已制定出我国系列标准人头，共分十三个型号。根据尺寸由小到大顺序排列为1、2、3～13号，中间头型为7号，这个型号代表了中国多数人的头型。其他小号或大号较少，所以在本标准试验过程中，基本采用了中国标准头模七号型。
四、光学性能
光学性能中主要对透光性、屈光度、棱镜度等指标作了规定。
1.透光性能
在这项性能中，主要规定可见光透过率，对紫外线、红外线的透过率未作规定，因为防冲击眼护具主要是在没有辐射的情况下使用。可见光的透过率要求越高越好。我们标准中规定大于89%，此要求与ISO国际标准组织英、美、法、德、日、苏等国家的规定相同。试验结果表明，我国钢化玻璃、塑胶片，可见光的透过率都大于89%。
2.屈光度的规定
ISO国际标准委员会按等级规定：
1级屈光度允许误差为±0.06D
2级屈光度允许误差为±0.12D
3级屈光度允许误差为+0.12D
-0.25D
英、美、日等国家标准规定的屈光度为±0.125D，从医学角度看，这个允许误差正好在人眼屈光度调节范围之内，对视力的调节无妨碍。我国目前镜片制造工艺水平完全能达到这一指标，有的屈光度甚至超过ISO规定的一级屈光度允许误差，可达到±0.03D，因此本标准屈光度允许误差规定为±0.125D是合理的。
3.棱镜度
ISO国际标准委员会也是按等级作规定的，共分为两级。
1级棱镜度允许误差为±0.06D
2级棱镜度允许误差为±0.12D
美国规定为1/8棱镜度，日本规定为1/6棱镜度。根据我国生产的实际水平，我们采用1/6棱镜度，这与我国GB 3609.1～83焊接炉目镜标准是相同的。
五、耐热性能规定
本标准规定镜片材质，主要是塑胶片、钢化玻璃片和粘合片。其中塑胶片在高温下，易变形，变形后，光学性能同时发生变化，因此对耐热性能指标的规定是十分必要的。
一般有机玻璃片在70℃以上就开始为形。因机械加工时飞出的铁屑具有较高的温度，所以不能用有机玻璃片。日本标准规定：将塑胶镜片浸泡在67±2℃的水中，加热3min后取出，立即放入4℃以下的水中看其是否有异常现象。
塑胶镜片要抵抗纷飞的高温铁屑，必须具有优良的耐热性能。我们把国内常用的两种塑胶片CR-39和EC-80作了耐热性能试验后，只有CR-39具有这一耐热性能。这说明日本标准规定是符合实际的，所以在标准中我们采用了这一规定。
根据我国具体情况，有机玻璃面罩和眼罩，有一定的实用价值，应用范围主要是机械工业的金属切屑、木工、砂轮工艺及没有高温作业的场所。有机玻璃质轻，透过率、强度等指标基本能满足上述规定要求，只是耐高温性能差些，所以我们也把有机玻璃面罩规定在防冲击眼护具中。从目前情况看，CR-39镜片价格比较昂贵，推广使用有一定的困难，但发展方向仍是使用推广CR-39镜片。
六、镜片表面的耐磨性能
这种性能在玻璃行业中用硬度表示。本标准除规定玻璃外还规定塑胶片CR-39及有机玻璃片做眼护具的材质，这两种材质表面耐磨性能不如玻璃，佩戴一段时间后，表面磨损，透过率降低。所以在本标准技术指标中一定要规定耐磨性能。
日本标准对这一性能要求及测试方法作了规定，表面磨损率用公式：
H=Td/Te×100% 表示
其中：Td--散射光透射率
Tc--全透射率
散射光透射率 Td=(T4-T3(T2/T1))/T1
T4是装置和镜片的总散射光量，T3是装置散射光量
公式说明散射光透射率越高，镜片表面的耐磨性越差。我们的测试方法与日本的测试方法基本相同。
七、金属部件的耐腐蚀性能
许多国家都采用ISO国际标准规定的方法进行测试，本标准也采用了国际标准规定的要求和测试方法。
八、材质的规定
本标准规定的镜片种类，大致与国际标准化组织，英、美、法、德、苏、日等国规定的安全镜相同，基本为：塑胶片、钢化玻璃片及粘合双层镜片。
镜架的材质，我们考虑到强度和耐燃性能要求。标准规定硝酸纤维不宜做镜架。因为这种材料易燃，而且过去曾发生过由于镜架燃烧造成的伤害事故，现在国内逐渐采用醋酸纤维。在这种情况下，我们在标准中规定类似硝酸纤维等易燃材料不宜做防护眼镜镜架。
九、其 他
1.名词和定义
为了对本标准所涉及的有关术语有正确的理解，我们把有关的主要术语和定义作了规定，除1.8、1.9外基本上参照ISO4007《人眼防护具--词汇》，其他的词汇参照我国GB 3609.1-83标准中的词汇。
2.分类
本标准除参照ISO国际标准外，结合我国目前市场上销售的品种进行分类。
3.规格
本标准参考了国际标准和日本等国家标准的规定，又根据我国人眼的眼眶尺寸，定出了镜片的最小尺寸，从佩戴者的舒适感出发，确定了眼罩宽度尺寸。
此外，ISO国际标准、日本、联邦德国等国家标准规定镜片厚度为2～3.8mm。本标准中规定为2～3.5mm，这是根据试验情况和佩戴者的舒适感决定的，因为厚度超过3.5mm，眼镜太重，压鼻梁，疼痛不舒适，厚度小于2mm时，强度较差，易破碎。
4.结构
国际上多数国家在结构上的规定基本上与国际标准一致，其中日本和美国在结构上的规定较详细而且多样化。我们则结合本国的情况加以参照采用。
5.抽样
本标准采用的抽样方法与英国《工业眼防护具》所规定的方法基本一致。
规定一个明确的抽样方法，就是给标准的实施提供了统一的检验尺度和依据。这也是我们作这一规定的出发点。
北京市劳动保护科学研究所 上海市劳动保护科学研究所
