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植物基材料具有多功能性，在过去十年中，其最令人惊讶的应用之一是光学镜片和眼镜框架，目前塑料在这些领域占据着主导地位。

2022年，全球眼镜销售额达到1420亿美元，为生物基材料制造商提供了巨大的消费市场。更重要的是，行业越来越支持以更可持续的方式进行生产。

20世纪以来，塑料成为眼镜的主流材料。在此之前的几个世纪里，镜片是由玻璃、石头或水晶制成的：只有这些材料才具有透明度、抗划伤性和耐用性，才能够用于矫正眼镜。

20世纪30年代，油基塑料的发明改变了光学眼镜行业，该行业在新型聚合甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的基础上迅速发展起来。20世纪40年代，一种由烯丙基二甘醇碳酸脂（CR-39）制成的丙烯酸树脂成为常见的镜片材料，而这种树脂最初是作为B-17轰炸机油箱的内衬材料。

塑料镜片的折射率高于玻璃镜片。这是镜片材料最重要的特性之一，因为更高的折射率意味着它可以更薄，同时提供相同的视力矫正和光弯曲性能。与玻璃相比，塑料的另一个降低成本的优点是它们不需要表面化学处理或热回火来提高冲击强度。

塑料还具有许多其他技术优势：聚碳酸酯镜片可自然吸收380纳米以下的所有紫外线辐射，而玻璃镜片必须经过化学处理才能达到相同效果。塑料还不易划伤，并且具有低过敏性。

醋酸纤维素目前是眼镜制造商使用的主要塑料。颜色可以融入材料中，而不是靠喷涂上去并容易掉色。这种材料还具有其他塑料难以达到的闪亮的光泽。

生物基镜片的发展

由于聚合物具有多种优点，玻璃镜片似乎不可能卷土重来。然而，石油原料的碳足迹和眼镜制造过程中产生的大量塑料废物，意味着现在业界希望再次改变材料组合，这次使用的是可再生资源。

MR-174™（聚氨酯类材料）是最早为眼镜镜片开发的生物基材料之一，由三井化学制造。它可以制成具有高折射率的镜片，这意味着即使镜片很薄，它们也能有效地弯曲光线，而且生物质含量可达80%至90%。据估计，与油基材料相比，生产MR-174每100千克树脂可以减少326千克碳排放。

不过，MR-174™的主要缺点是不能生物降解，也不能回收利用。因此，这种材料制成的镜片寿命有限，很可能最终被填埋。这也意味着其整个生命周期的排放量可能要大于石油基镜片，因为聚碳酸酯是可以回收的。

生物基镜片在可回收替代品方面取得了进展。香港生物塑料生产商Wingram开发出了可回收的生物基醋酸纤维素S70。从2022年起，香港镜片制造商Yuehong光学开始提供使用这种材料的眼镜。

S70虽然最近才实现商业化，但其早已进入了眼镜消费市场。2012年成立的日本眼镜品牌OJO Sunglasses在其生态可生物降解太阳镜系列中使用了这种材料来制作镜框。

许多其他品牌也将生物基醋酸纤维素镜片推向更广阔的市场，使消费者更容易找到更具可持续性的选择。

意大利眼镜公司De Rigo也成功开发出一种可生物降解、部分生物基的镜片。他们的尼龙镜片材料中约有40%是用蓖麻制成的。该公司的生物镜片赢得了一系列高端品牌的合同。其中一家是奢侈时尚品牌 Mulberry，其2021年款Penelope和Belgrave太阳镜就是用这种材料制成的。同年，De Rigo宣布与奢侈珠宝和手表制造商萧邦开展了合作。

雷朋（Ray-Ban）也在其产品系列中引入了生物基尼龙镜片，其中至少含有40%的生物基成分。

生物基镜片也开始进入低价位眼镜市场。英国的一家眼镜公司Millmean，由于在其产品系列中使用了可持续材料，现在正努力争取获得B-corp认证。其目标是所有的Continental Eyewear都使用可回收或可生物降解的镜片。

生物基眼镜框架越来越受欢迎

如今，消费者很难找到非塑料镜框的眼镜，因为这种材料具有变形可塑性和保持颜色的能力。然而，生物基塑料在镜框架领域的市场渗透率要远远高于镜片，因为镜片对技术规格的要求非常高。

生物基醋酸纤维素已开始进入各种价位的眼镜框架行业。在高端产品中，Mulberry的2023年秋冬季系列100%采用了植物基塑料，原料来自棉花种子的纤维以及针叶树和落叶树的木质纤维。

在低价位产品上，英国零售商SpecSavers推出了ReWear眼镜系列，采用从回收瓶盖到生物基醋酸纤维素等各种可持续材料制成。而美国中档眼镜品牌Arnette则走得更远，自2019年7 起就在其所有款式的镜框架中使用了生物基塑料。

目前市场上很大一部分眼镜框架生物基塑料来自生产商Mazzucchelli，该公司于2010年推出了获得专利的M49生物基醋酸纤维素。这种材料使用植物性增塑剂来提高其生物可降解性。许多眼镜制造商都在其设计中采用了这种材料，其中包括英国眼镜框架设计师Eyespace Eyewear、英国品牌eco beach、追求时尚的Barner以及中端市场精品店Raen。

Mazzucchelli这个意大利品牌已经成功地为生物塑料生产商创造了一个非凡的地位，因为它与品牌的奢华和工艺联系在一起。1849年，该公司开始为时装业生产骨制和贝壳制的梳子和纽扣，这使其声誉鹊起。现在，它专门利用可再生原料制造时尚界最喜爱的塑料。

然而，在经济环境不稳定的情况下，生产可持续眼镜的成本很高，这使得品牌难以使其产品系列完全采用生物基材料。Pala Eyewear是少数几个专注于用可持续材料制作镜框和镜片的品牌之一，并在其产品中采用了Mazzzuchelli的M49。2023年9月，这家经过B-Corp认证的企业将在运营七年后被关闭，原因是市场压力和高通胀导致消费者支出减少。

然而，其他公司正在填补Pala Eyewear的空缺。Neubau公布了其生物基产品系列，该产品系列是用自己的材料，如natural3D（100%生物基）和 naturalPX（65%生物基）用3D打印制成的。该公司表示，其目标是证明高端产品与对人类和地球的尊重并不矛盾。

伊士曼（Eastman）填补了回收空白

生物基塑料眼镜具有减少污染的潜力。目前，市场上的可生物降解材料前景广阔，但却严重缺乏能够在产品生命周期结束时将其分解为可再生成分的专门设备。

根据ISO 14855标准，Wingram的S70和Mazzuchelli的M49属于可生物降解材料。该标准规定，在受控堆肥条件下，180天后即可分解。这意味着它们需要在专门的回收厂进行处理。然而，由于生物醋酸纤维素的回收能力非常低，用它们制成的镜片和镜架与用石油制成的镜片和镜架一样，都有可能被送往垃圾填埋场。

现在，有一家公司正在填补这一空白。从2022年起，伊士曼（Eastman）开始从眼镜行业收集生物基醋酸纤维素废料，利用其分子回收技术进行回收处理。他们的方法主要针对难以回收的材料。

在2022年的供应合作中，伊士曼同意从Mykita收集废料，Mykita是一家眼镜品牌，致力于向可持续材料转型。Mykita将购买伊士曼的Acetate Renew材料，这种材料是伊士曼用60%的可持续来源木浆和40%经过认证的回收醋酸纤维素生产的一种材料。用于制造MYKITA镜框的最终醋酸纤维素片材由70%的Acetate Renew片材和30%的添加剂组成。与此同时，伊士曼正在与另一家眼镜公司Warby Parker合作，从该公司收集废弃的镜片，将其转化为Acetate Renew材料。

总部位于美国布鲁克林的Lowercase是一个创新的可持续眼镜品牌，他们也使用伊士曼的木浆醋酸纤维素制作时尚眼镜框架，所有眼镜框架都是在其纽约工作室小批量生产的。该公司为注重材料的本地化供应链提供了一个很好的样本，这样的供应链同样也专注于为消费者提供各种审美选择。

需要材料创新和更多的回收商

对于生物基材料新进入者来说，眼镜市场是一个充满挑战的市场。在包括欧盟、英国和美国在内的许多地区，眼镜架和镜片被视为医疗器械，必须通过大量实验室测试来证明其质量、耐用性和安全性。

在如此严格的标准下，只有少数生物基产品可以满足标准要求。这预示着市场上需要更多的原料和混合材料。

虽然越来越多的制造商开始向生物塑料供应商采购原材料，但获得专利的材料仍然寥寥无几，这限制了眼镜生产商的选择。此外，只有极少数生产商拥有光学镜片、镜框制造和材料科学方面的专业知识。同时，只有极少数生产商能够以可行的成本开发出性能与石油基塑料相当的可再生材料。

在眼镜生命周期的末端，生物基塑料回收基础设施需要跟上新型生物基塑料的普及。缺乏生物基塑料回收基础设施会鼓励使用更多的材料（尽管是可再生材料）来制造更多的产品。

回收能力低不仅是眼镜行业的问题，也是整个生物基塑料行业的普遍问题，降低了植物基聚合物带来的可持续发展的收益。目前，眼镜制造商有责任最大限度地提高其产品的可持续性。方法之一就是为客户提供废旧眼镜回收服务，并与那些能够重新利用这些废旧材料的专业生物基塑料回收商建立起合作关系。

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