Очки поликарбонатные

Оглавление [Показать]

В последние годы для очковых линз стали использовать различные современные материалы. Некоторые из них не только помогают корректировать зрение, но и значительно снизить опасность травм глаз. Обычное стекло является довольно хрупким материалом, поэтому может легко разбиться и причинить вред здоровью. В качестве альтернативы был создан другой материал — поликарбонат. Его все чаще теперь используют в производстве очковых линз. Что представляют собой очки из поликарбоната, их плюсы и минусы?

Поликарбонатные линзы для очков

Еще в 50-е годы прошлого века был открыт поликарбонат и с тех пор его активно применяли в промышленности. Учитывая его уникальные свойства, поликарбонат нашел применение и в оптике. В то время его единственным недостатком был низкий уровень пропускания света. В 80-е годы ученые стали работать над этим недостатком и с помощью инновационных технологий теперь можно получить отличный материал с высокой степенью пропускания света.

С тех пор качественные показатели поликарбоната значительно улучшились и его стали применять в производстве оптики. Очковые линзы подразделяются на два основных вида:

  • минеральные (стекло);
  • полимерные ( пластик).

Последний материал стал пользоваться все большей популярностью у производителей оптической продукции. Он является термопластичным синтетическим материалом и был разработан для применения в космосе, поскольку имеет высокую степень надежности. Это свойство позволило его использовать для изготовления лицевой части скафандра космонавтов и для производства иллюминаторов космических кораблей.

Материал сочетает в себе много исключительных качеств:

  • механическая прочность;
  • эластичность;
  • прозрачность;
  • оптическая однородность;
  • долговечность;
  • низкий удельный вес.

Единственным недостатком поликарбонатных очков является то, что материал боится растворителей. Например, ацетон может снизить прочность покрытия, поэтому имея такие очки нужно осторожно обращаться с растворителями.

Особенности поликарбонатных линз

Поликарбонат имеет высокую степень устойчивости к ударным нагрузкам. Кроме, защиты от травм материал обеспечивает отличную защиту от ультрафиолетовых лучей. Такие очки отличаются ценными эксплуатационными характеристиками. Они по ряду показателей превышают некоторые характеристики минеральных линз. Эти преимущества заключаются в важных качествах:

  • эстетичность;
  • безопасность при ношении;
  • комфортность.

При сильной нагрузке поликарбонатные линзы не разбиваются, а деформируются. Материал, из которого они делаются является экологически чистым. Он не вредит здоровью людей и подлежит вторичной переработке. Стекла в таких очках всегда остаются чистыми, прозрачными благодаря особому покрытию, на них не появляются царапины в процессе эксплуатации.

Практически все линзовые изделия из материалов с хорошим светопреломляющим эффектом стоят дорого. Показатель преломления света поликарбоната составляет 1,6, что не хуже, чем у других высококачественных материалов для очковых линз. Стоимость поликарбоната составляет намного меньше. В отличие от минеральных стекол поликарбонат пропускает намного меньше ультрафиолетовых лучей. Он на все 100% может отражать вредные солнечные излучения, поскольку обладает замечательными солнцезащитными свойствами.

Покрытие и дизайн

Очень важно при покупке очков уделить внимание линзам и оправе. Материал, используемый для оправы должен держать форму, ведь только тогда их будет удобно и комфортно носить. К таким линзам идеально подходит оправа из титана или силикона, карбона. Эти материалы, используемые для оправ, считаются наиболее легкими и износоустойчивыми.

Поликарбонатные линзы хорошо использовать для безободковых оправ. Они дают гарантию защиты от скола края линзы в период эксплуатации даже с незначительной диоптрией.

Изделия из поликарбоната могут быть окрашены в разные цвета, с помощью специальных красителей. Дизайн современных очковых линз отличается разнообразием:

  • прогрессивные;
  • фотохромные;
  • поляризационные;
  • поликарбонатные.

Любые изделия с использованием поликарбонатных линз — это отличный вариант для детей и людей, отдающих предпочтение активному образу жизни. Они идеально подходят для спортивных людей и для тех, кто ценит безопасность и предъявляет высокие требования в вопросах безопасности.

Стоимость очков с поликарбонатом будет зависеть от производителя, сложности изготовления и предназначения. Также на цену очков повлияют и другие показатели:

  • материал оправы;
  • форма оправы и размер линз;
  • толщины линз;
  • цвет стекла и оправы.

Очки из поликарбоната в настоящее время стали активно выпускать мировые дизайнеры оптики. Они представлены в широком цветовом диапазоне и дизайне оправ, линз. Это дает возможность выбрать для себя подходящий вариант модных и стильных очков, а главное, прочных и безопасных для человека любого возраста и пола.

Данные мировой статистики говорят о том, что в той или иной степени проблемы со зрением имеет большой процент населения нашей планеты. Чаще всего люди, страдают от таких проблем, как близорукость и дальнозоркость. Для того чтобы справиться с ними и иметь хорошее зрение, они делают выбор в пользу очков.

На протяжении десятилетий основным материалом, который использовался для изготовления линз, являлось стекло. Однако у него имеется немало недостатков. Один из них состоит в том, что оно само по себе довольно хрупкое. Лёгкое воздействие механического характера приводит к его разрушению. Появление осколков линз может стать причиной травм глаз. Для того чтобы быть защищенным от травм при ношении очков, производители этого аксессуара стали вместо стекла в последнее время использовать поликарбонат.

Как возникли поликарбонатные линзы для очков?

За появление поликарбоната следует поблагодарить двух химиков: американца Фокса и немца Шнелля, которые в прошлом веке в середине 50-х годов открыли этот материал. Самостоятельно каждый из этих людей открывал и поликарбонат. Открытие этого материала стало неожиданностью для Фокса. Когда специалист осуществлял составление композиции к волоконным покрытиям, химик на конец рабочей недели оставил испытываемый материал и ушел отдыхать. Когда он вернулся к работе, то увидел, что сплав, который он накануне оставил на своём рабочем месте, стал твердым и прозрачным. Так произошло открытие поликарбоната.

Когда этот термопласт был открыт, то он довольно быстро получил широкое применение в промышленности. Его стали применять для:

  • изготовления деталей электропроводки;
  • создания дисплеев;
  • производства оконных проемов.

Высокому спросу на поликарбонат поспособствовало наличие у этого материала таких свойств, как:

  • незначительный вес;
  • высокая ударная прочность.

Благодаря этому сфера, в которой может применяться этот материал, заметно расширилась.

Из этого материала стали выпускать сетки для защиты, а, кроме того, изготавливать компакт-диски, окна с высокой защитой против ударов. Отдельные детали для автомобилей также создавались из поликарбоната. Защита против ударных нагрузок поспособствовала тому, что многие производители очков стали вместо стекла использовать именно этот аксессуар. Вдобавок к тому, что этот материал обладает высокой прочностью, для него характерен и хороший уровень пропускания света. Однако показатели этого параметра первое время были довольно далеки от идеала.

Производство поликарбонатных очков началось в 80-х годах, когда появились технологии, позволяющие производить поликарбонатную линзу, которая имеет более высокую степень пропускания света, чем созданная ранее. Добиться этого удалось благодаря изобретению, которое впоследствии было внедрено в производство компакт-дисков.

Когда на одном из крупных оптических рынков появились поликарбонатные линзы, то это поспособствовало созданию закона, который обязал всех производителей, выпускающих линзы, подвергать их испытанию на стойкость к ударам. При проведении теста используется в качестве основного объекта металлический шарик, который бросают на материал с определенной высоты.

Испытания, которые проводились с очками на основе минеральных стекол, показали, что успешно пройти испытание такие аксессуары смогут только при условии, если в очках будет присутствовать материал с минимальной толщиной 2,2 мм. Однако это оказывает влияние на увеличение веса аксессуара. По этой причине минеральные стекла стали использовать реже. Вместо них стали применять линзы на основе поликарбоната. Линзы из этого материала показали более высокие показатели ударопрочности, достигнув показателя С R -39. После этого всем категориям населения стали назначаться очки из поликарбоната. Сегодня их рекомендуют спортсменам, а также людям, которые ведут активную деятельность.

Важное событие в мире оптической индустрии произошло в 1995 году. В тот год компания Essilor приобрела производителя оптических аксессуаров Gentex. На этот шаг компания решилась после того, как её руководство ознакомилось с основными показателями, которые говорили о том, что спрос на поликарбонатные линзы заметно возрос. Это и заставило топ-менеджмент компании принять такое решение. В конечном итоге принятое решение оказалось верным. Компания Essilor в результате такого приобретения стала крупным лидером на рынке полимерной оптики и сейчас активно продвигает свою продукцию на мировой рынок.

Необходимо отметить, что в последние годы на рынке США наметился тренд на снижение потребности населения в поликарбонатных очках. Это связано с тем, что на оптическом рынке появился новый материал, который называется трайвекс. Со своего сегмента рынка поликарбонатную пленку этот уникальный материал постепенно начинает вытеснять. Трайвекс относится к числу органических материалов. У него имеются высокие показатели по ударопрочности, а также преломлению света.

Характеристики

Очки на основе поликарбонатной пленки имеют большое количество свойств. Только этими свойствами при ношении очков из этого материала человек, имеющий проблемы со зрением, сможет обеспечить защиту глаз во время производственной деятельности и проведения различных мероприятий спортивного характера. Каждое свойство, которое присуще для полимерной пленки, позволяет говорить о нем, как об одном из самых лучших в настоящий момент для изготовления очков.

Устойчивость к нагрузкам ударного характера

Если огромное количество энергии, которое возникает вследствие удара каким-то предметом, воздействует на поверхность поликарбонатной пленки, то это приводит к её разрушению. В отличие от минерального стекла, для поликарбоната характерна лучшая структура. Перепутанные макромолекулы, которые отличаются большой длиной и постоянно взаимно пересекаются, присутствуют в структуре карбоната.

Благодаря этой особенности обеспечивается пластичность материала. Когда происходят удары по поликарбонатной поверхности, то молекулы начинают скользить вокруг друг друга, что и обеспечивает им способность поглощать большое количество энергии, при этом исключая разрушение. Помимо этого, для поликарбоната характерна еще и высокая устойчивость к ударным нагрузкам, которая превосходит показатель CR-39 в 12 раз.

Необходимо заметить, что вне зависимости от того, какую устойчивость имеет материал к удару, всегда найдется удар, который легко превзойдет защитную способность материала. Однако если разрушение поликарбонатной пленки произойдет, то поликарбонатная линза не разлетится на мелкие кусочки. Произойдет только её деформация. Поэтому сегодня специалисты называют самыми надежными аксессуарами именно оптические изделия, изготовленные из поликарбоната.

Прочность

Когда был изобретен поликарбонат, специалисты стали детальным образом его исследовать. В результате они выявили некоторые недостатки этого материала. Одним из них является низкая степень стойкости. Проведенные исследования показали, что у поликарбоната показатель твердости поверхности имеет меньшую величину, чем CR -39. Для того чтобы обеспечить защиту линз, изготовленных из органического материала, стали использовать кремнийорганическое соединение, которое назвали силикон. Причём чем больше в кремнийорганике присутствовало кремния, тем выше была стойкость оптического изделия к возникновению царапин.

Применение на практике показало, что коэффициент покрытия, содержащего большое количество кремния, и терморасширение термопластовых линз различаются между собой на значительные величины. Воздействие большой температуры приводит к увеличению расширения линз в гораздо большей степени, нежели покрытия для упрочнения. Поэтому это и приводит к возникновению чрезмерного напряжения, которое может оказать влияние на появление процессов разрушения линзы или отсоединения покрытия, используемого для упрочнения материала. Для того чтобы эта проблема была эффективно решена, было разработано промежуточное покрытие, которое стали наносить между термопластовой линзой и покрытием для уплотнения.

В настоящий момент крупные производители оптических аксессуаров выпускают очки из поликарбоната с применением технологии нанесения многофункционального покрытия на поверхность линзы. Благодаря новому покрытию обеспечивается защита, которая исключает возникновение на поверхности материала царапин, что делает более удобным и легким уход за очками.

Комфорт и небольшой вес

Линзы поликарбонат характеризуются таким свойством, как незначительный вес, который составляет всего 1,2 г/ см3. Благодаря этому аксессуары из этого материала имеют легковесность и при ношении довольно удобны.

Сколько стоят очки?

Целый ряд показателей принимается во внимание при формировании цены на очки с линзами из поликарбоната.

  • Назначение и сфера, в которой используются изделия. Очки могут назначаться для корректировки зрения или применяться в качестве средства защиты во время выполнения производственных операций.
  • Материал оправы. Производители оптических аксессуаров чаще всего изготавливают очки, используя пластик, металл или полимер.
  • Размер и форма оправы. Современные технологии, которые в настоящий момент применяют производители оптической продукции, дают возможность изготавливать изделия, которые различаются между собой формой и размерами.
  • Толщина линзы.

Ценник на очки из поликарбоната начинается с 20 р. Максимальная стоимость оптического изделия из поликарбоната не имеет каких-либо ограничений и часто может доходить до отметки в несколько тысяч рублей.

Заключение

Многие люди по всему миру страдают от таких проблем, как близорукость и дальнозоркость. Для того чтобы устранить их влияние на восприятие мира, они приобретают очки. Долгие годы эти оптические изделия производились исключительно из минерального стекла. И хотя у этого материала имеется немало плюсов, однако есть и существенный недостаток. Стекло имеет низкую ударную стойкость, поэтому при воздействии физической силы линза может легко разрушиться. Осколки, возникающие вследствие этого, могут нанести травму глазам.

Производители, задумавшись над вопросом создания максимально безопасных оптических аксессуаров, в конечном итоге сделали выбор в пользу поликарбонатной пленки, которая в настоящий момент активно применяется при изготовлении очков. Они являются более безопасными изделиями, чем аксессуары со стеклянными линзами, поскольку имеют высокую стойкость к ударам. Хотя возможность их разрушения тоже присутствует, однако когда это происходит, поликарбонатные линзы для очков не разлетаются на осколки, а только деформируются. В результате глаза защищены, и риск травмы исключён.

Поликарбонат принадлежит к числу тех материалов, которые, едва появившись, в силу своих уникальных качеств, сразу же завоевали и огромную популярность и нашли применение если не во всех, то почти во всех сферах деятельности человека. Это и авиационная промышленность, и космическая, и фармацевтическая, не говоря уже о строительной сфере и автомобильной. Более того, сегодня уже выпускают даже поликарбонатные линзы для очков различного предназначения.

История возникновения и продвижение на рынке

В середине 1953 года поликарбонат был открыт доктором Фоксом из США, который трудился на «General Electric» — известную и популярную в стране компанию и немецким ученым Шнеллем, работающим в компании «Bayer AG». Что интересно между собой они не общались, и каждый самостоятельно изобрел новый материал. К примеру, Фокс пришел к открытию случайно, он ушел домой после завершения рабочего дня, оставив расплавленный новый полимер для незавершенной работы по изготовлению покрытия для волоконных покрытий. Придя на следующий день на рабочее место, Фокс обнаружил, что расплав застыл и из него образовался прозрачный твердый пластик, который и стал называться поликарбонатом. Сначала новый материал начали использовать в промышленности — из него изготавливали остекление окон и парниковых сооружений, элементы к электропроводкам, дисплеи. Со временем, благодаря небольшому весу и необыкновенной ударопрочности, поликарбонат стал применяться намного шире, используя его как основу, начали изготавливать детали для машин, компакт-диски, ударопрочные оконные системы, защитные щитки. Именно исключительная устойчивость к высоким ударным нагрузкам и стала тем фактором, что привела к выпуску поликарбонатных линз. Первые изделия были далеки от идеала. Виной этому было несовершенное состояние технологических процессов и плохое качество очищения исходных материалов. Благодаря изобретению 80-х годах компактных дисков, их массовому изготовлению, были проведены новые испытания и внедрены новейшие разработки. Все это способствовало тому, что резко улучшились качественные показатели исходного материала.

Интересно знать: Итог: у поликарбоната значительно возросла степень светопропускания, и оптическая индустрия начала выпускать линзы, получив улучшенный материал с более качественными свойствами.

Вначале восьмидесятых годов в США вышел закон, требующий, чтобы все линзовые изделия проходили проверку на прочность, которая выполнялась таким образом: шарик, имеющий определенный вес, падал с определенной высоты на линзу. Чтобы выдержать подобные испытания, изготовленные из минерального стекла изделия должны были быть толщиной от 2,2 мм. Но большая толщина приводила к увеличению веса, и именно этот фактор способствовал продвижению на крупнейшем оптическом рынке поликарбонатного материала. Поликарбонатные линзы начали доминировать и постепенно вытеснять минеральные изделия. И вскоре, новые изделия из оптического поликарбоната с высокой ударопрочностью стали незаменимы для спортсменов и предпочитающих вести активный образ жизни представителей всех возрастов. Сначала массовым выпуском линз нового поколения занималась фирма «Gentex», но в 1996 году ее выкупила компания «Essilor» и стала мировым лидером производства очков из поликарбоната.

Свойства материала

Ударопрочность

Когда на поверхность линзы воздействует с высокой скоростью какой-то объект, то изготовленная из жестких материалов линза разрушается, так, как по всей ее поверхности распространяется энергия от удара. Но поликарбонат по структуре отличается от других полимеров — он напоминает клубок спагетти. Это сравнение вызвано тем, что длинные макромолекулы в нем перепутаны и взаимно пересекаются, обеспечивая пластичность линз: во время удара цепочки макромолекулярных соединений просто скользят относительно одна к другой и поглощают значительное количество энергии удара, что и обеспечивает сохранение целостности полотна. Вот почему все баллистические очки делаются именно из поликарбоната.

Долговечность

В первое время, при использовании поликарбоната в производстве очковых линз, ему был присущ такой недостаток, как низкая абразивная стойкость, поэтому были разработаны специально для этого предназначенные упрочняющие покрытия. Наиболее подходящим материалом для изготовления защитного покрытия поликарбонатных линз стали кремний органические силиконовые соединения. Что примечательно, чем больший процент кремния входил в их состав, тем более изделия были устойчивы к появлению царапин. Но, как оказалось на практике, чем выше процент содержания кремния в защитном покрытии, тем больше отличается его процент термического расширения от основы, при высоких температурах поликарбонат расширяется больше, чем его защитное покрытие, что со временем будет приводить к тому, что оно будет отслаиваться, разрушаться и выводить из строя поликарбонатные линзы. Решить проблему оказалось достаточно просто, в промежутке между упрочняющим покрытием и основой предложено было наносить высокоэластическое покрытие. Подобное решение разницу в расширении материалов благополучно нивелировало.

На заметку: Сегодня все крупные производители, выпускающие поликарбонатные линзовые изделия, пользуются технологией нанесения многофункционального покрытия.

Благодаря этому уход при эксплуатации значительно облегчается, компенсируются потери на отражающий эффект, и сами поликарбонатные линзы полностью защищены от царапин, т. к. состоят из антиабразивного поликарбоната.

Показатель светопропускания и преломления

Поскольку обычные линзовые изделия из материалов, обладающих высокопреломляющим эффектом, стоят достаточно дорого, поликарбонат и тут вышел на лидирующие позиции, так, как при цифре преломления 1,6 его стоимость намного ниже. Есть перед другими материалами у поликарбоната и еще одно важное качество, он подходит для изготовления линз для очков из поликарбоната, причем — для отрицательных рефракций, которые могут иметь минимальную толщину в центральном сегменте. Подобные изделия из других высокопреломляющих материалов обычно на 0,5 мм толще.

Важно знать: Поликарбонат, как и другие материалы, имеющие большой показатель уровня преломления, пропускает меньший процент светового луча, чем минеральное стекло.

К примеру, процент пропускания света в изделиях из CR-39 — около 92%, а процент света, отраженного с обеих поверхностей — 8. В поликарбонатных изделиях последний показатель — 10%, поэтому уровень проникающего к глазам света через очки из поликарбоната немного ниже 90%. Преодолеть этот недостаток и увеличить показатель светопропускания поликарбонатных изделий до 99,5 % позволяют новейшие многофункциональные покрытия. Чтобы добиться этого эффекта в их состав были введены широкополосные просветляющие элементы, состоящие из нескольких слоев.

Комфорт и малый вес

Чтобы увеличить показатель преломления, нужно увеличить массу самих линзовых изделий, поскольку вес единицы объема существенно увеличивается при использовании высокопреломляющих термореактивных материалов. Если сравнивать с минеральными линзами, то в аналогичных органических изделиях подобное увеличение немного меньше, но если обратить внимание на линзы из поликарбоната, можно увидеть обратное, их масса значительно ниже. Таким образом, если сравнивать поликарбонатные изделия, то в них, благодаря уменьшению плотности и повышению показателя преломления, уменьшается объем и, в отличие от изделий из традиционных видов пластмасс, еще больше снижается вес.

УФ-защита

Сегодня практически все хорошо осведомлены о вредном влиянии, которое ультрафиолетовые лучи оказывают на глаза человека. Соответственно каждый пользователь очков стремится приобрести такие изделия, которые могут надежно отрезать ультрафиолетовую составляющую спектра солнечного света. А решить эту проблему могут только поликарбонатные изделия, которые могут обеспечить 100% ограждение от УФБ- и УФА-диапазонов УФ-излучения. Более того, для этого нет надобности проводить добавочную обработку или наносить на поликарбонатные очки дополнительные покрытия.

Окрашивание

В отличие от линзовых изделий из других материалов, поликарбонатные изделия получать цвет в водных красковых растворах не могут. Желая решить эту проблему, производители разработали именно для того предназначенные средства, способные увеличить прочность окрашиваемых поверхностей, абсорбирующие из водных растворов красители и способствующие качественному уровню прокрашивания.

В данной статье рассмотрим более подробно преимущества и недостатки поликарбонатных линз, и почему поликарбонат находит все более широкое применение для защитных очков.

История возникновения и продвижение на рынок

Этот материал был открыт в 1953 году химиками Шнеллем (H. Schnell) из компании «Bayer AG» (Германия) и Фоксом (D. W. Fox) из компании «General Electric Company» (США) независимо друг от друга. Фокс открыл этот материал неожиданно для себя: работая над композициями для волоконных покрытий, он оставил в конце рабочего дня расплав нового полимера и ушел домой, а вернувшись на следующий день, обнаружил, что тот превратился в твердый прозрачный материал. Так появился поликарбонат, получивший торговую марку Лексан (Lexan).

С 1950-х годов поликарбонат начинает использоваться в промышленном производстве – для изготовления дисплеев и элементов электропроводки, остекления парников и окон зданий. Постепенно благодаря исключительной ударопрочности и малому удельному весу поликарбонат находит все более широкое применение: на его основе стали выпускать защитные щитки, ударопрочные окна, компакт-диски, линзы для защитных очков, детали автомобилей и т.д. Применение поликарбоната для защитных очков было обусловлено его необыкновенной устойчивостью к ударным нагрузкам, однако светопропускание линз из этого материала было далеко от совершенства.

Неудовлетворительная прозрачность первых поликарбонатных линз была связана с низким качеством очистки исходного материала и несовершенством технологического процесса изготовления линз. Изобретение компакт-дисков и их массовое внедрение в производство в 1980-х годах обусловили резкое улучшение качества исходных материалов; от этих разработок выиграла и оптическая индустрия: появилась возможность получать поликарбонатные линзы с высоким светопропусканием.

Активному внедрению поликарбонатных линз на самый крупный оптический рынок – США – способствовало принятие в 1971 году закона, согласно которому все линзы должны проходить испытание на ударопрочность. Такую проверку проводят при помощи стального шарика определенного веса, падающего с заданной высоты. В результате, чтобы выдерживать испытания, все линзы из минерального стекла должны были иметь толщину по центру не менее 2,2 мм, что значительно увеличивало их вес. Органические линзы стали доминировать на американском рынке, затем они постепенно потеснили минеральные линзы во всем мире. В США линзы из поликарбоната вследствие их более высокой по сравнению с CR-39 ударопрочностью в обязательном порядке стали назначать детям, взрослым, ведущим активный образ жизни, и спортсменам.

Убедившись в неуклонном росте спроса на поликарбонатные линзы, компания «Essilor» приобрела в 1995 году фирму «Gentex», занимающуюся их массовым изготовлением. В результате «Essilor» стала ведущим мировым производителем поликарбонатных линз и начала активно продвигать их на мировой оптический рынок. Однако за последние несколько лет увеличение спроса на линзы из поликарбоната в США существенно замедлилось, к тому же этот рост происходил вследствие уменьшения потребления минеральных линз, которое в настоящее время достигло своего минимума. К тому же сегодня другие материалы – трайвекс, органические материалы со средними и высокими значениями показателя преломления с улучшенной ударопрочностью – отнимают часть потенциального рынка поликарбоната.

Свойства поликарбонатных линз

Устойчивость к ударным нагрузкам

Когда частица или другой объект с высокой энергией воздействует на поверхность линз, то энергия удара распространяется по поверхности, и жесткая линза разрушается. Структура поликарбоната отличается от структуры «сшитых» полимеров: он состоит из длинных взаимопересекающихся и перепутанных макромолекул (представьте себе клубок спагетти!). Эти длинные макромолекулярные цепочки обеспечивают пластичность материала – при ударе они скользят друг относительно друга, что позволяет поликарбонатным линзам поглощать значительные количества энергии удара без разрушения. По сравнению с CR-39 поликарбонат в 12 раз более устойчив к ударным нагрузкам!

Долговечность

Поначалу одним из существенных недостатков поликарбоната как материала для производства очковых линз являлась его низкая абразивостойкость. При разработке специальных упрочняющих покрытий оказалось, что этот материал имеет большие значения линейного термического расширения и более низкую твердость поверхности, чем CR-39. Традиционными материалами для защиты поверхности органических линз являлись кремнийорганические соединения – силиконы, причем чем больше в них содержалось кремния, тем более устойчивыми к царапинам были линзы. Однако практика показала, что коэффициенты термического расширения поликарбонатных линз и покрытий с высоким содержанием кремния существенно отличаются друг от друга: при воздействии высоких температур материал линзы расширяется сильнее, чем материал упрочняющего покрытия, и возникают напряжения, которые могут вызвать его разрушение и отслаивание. Решением проблемы стало нанесение высокоэластического промежуточного покрытия между поликарбонатной линзой и упрочняющим покрытием, которое нивелировало разность в их расширении. В настоящее время крупные производители поликарбонатных линз владеют технологией нанесения многофункциональных покрытий на их поверхность, которые защищают линзы от царапин, компенсируют потери на отражение, облегчают уход во время эксплуатации.

Число Аббе
Число Аббе (nd), или коэффициент дисперсии, является количественной характеристикой способности материалов разлагать свет на составляющие:
nd = (nd – 1)/(nf – nc),
где nd, nf и nc – показатели преломления материала для голубой (f), желтой (d) и красной (с) линий Фраунгофера соответственно.
Чем меньше число Аббе, тем больше эффект хроматической аберрации, испытываемый пользователем очков. Как показывают данные, приведенные в таблице, по значению числа Аббе поликарбонат намного уступает стандартному минеральному стеклу и CR-39. На практике эффект хроматической аберрации зрительно воспринимается в виде радуги либо желтого, либо голубого света вокруг объекта, и чем больше зрачок отклоняется от оптического центра линзы, тем сильнее будет такой эффект.
С достаточно хорошим приближением величину поперечной хроматической аберрации (Transverse Chromatic Aberration – TCA) в конкретной точке можно вычислить по формуле
TCA = сF/nd,
где с – расстояние от оптического центра линзы до определяемой точки; F – оптическая сила линзы.
Хроматическая аберрация проявляется при отклонении зрачка от оптического центра линз, однако ее значимость для пользователя во многом определяется индивидуальными особенностями последнего. Анализ вышеприведенной формулы расчета TCA показывает, что больший вклад в величину хроматической аберрации вносят расстояние от центра линзы до рассматриваемой точки и оптическая сила линзы. Результаты исследования 1999 года показали, что при пользовании поликарбонатными линзами их минимальная оптическая сила, при которой хроматическая аберрация начинает оказывать влияние на остроту зрения, составляет ±7,0 дптр.

Показатель преломления и светопропускание

Поликарбонатные линзы имеют достаточно высокий показатель преломления – 1,59, но по цене они позиционируются ниже, чем линзы из высокопреломляющих материалов (от nd = 1,60 и выше). Однако у поликарбоната есть преимущество перед этими материалами: из него можно делать линзы (отрицательных рефракций) с минимальной толщиной по центру – на 0,5 мм меньшей по сравнению с линзами из многих высокопреломляющих материалов.
Как и все линзы из материалов с более высоким показателем преломления, поликарбонат пропускает меньше света, чем линзы из стандартного минерального стекла или CR-39. Светопропускание стандартных линз из CR-39 составляет примерно 92%, а потери на отражение с одной стороны – 4%. В случае линз из поликарбоната количество света, отраженного от обеих поверхностей, немного превышает 10%, таким образом, количество света, достигающего глаз, ниже 90%-го уровня. Однако современные многофункциональные покрытия, имеющие в своем составе широкополосные многослойные просветляющие покрытия, позволяют преодолеть этот недостаток, увеличивая светопропускание поликарбонатных линз до 99,5%.

Малый вес и комфорт

C увеличением показателя преломления удельный вес материалов для очковых линз возрастает. Переход от CR-39 и трайвекса к высокопреломляющим термореактивным материалам связан с существенным увеличением массы единицы объема материала. Конечно, для органических линз это увеличение меньше, чем в случае минеральных, но если обратимся к поликарбонатным линзам, то видим обратное: их удельный вес ниже, чем линз из CR-39. Таким образом, по сравнению с линзами из традиционных пластмасс поликарбонатные линзы характеризуются как уменьшением объема из-за более высокого показателя преломления, так и уменьшением плотности, что приводит к еще большему снижению веса.

УФ-защита

Активная пропаганда знаний о вредном влиянии ультрафиолетовых лучей на орган зрения постепенно приводит к росту осведомленности пользователей очков о необходимости защиты глаз и об использовании линз, надежно отрезающих УФ-составляющую солнечного спектра. Cовременные поликарбонатные линзы обеспечивают 100%-е отрезание УФА- и УФБ-диапазонов ультрафиолетового излучения без необходимости нанесения дополнительных покрытий или добавочной обработки УФ-абсорберами.

Окрашивание поликарбонатных линз

Поликарбонатные линзы не могут окрашиваться в водных дисперсиях красителей, как линзы из CR-39 и других реактопластов. В целях решения этой проблемы производители разрабатывали специальные упрочняющие окрашиваемые покрытия, которые способны абсорбировать краситель из водных растворов и достигать высоких степеней прокрашивания.

Итак, как мы убедились, у линз из поликарбоната есть и определенные преимущества, и недостатки. Так, показатель преломления этого материала значительно выше, чем у CR-39, но зато его коэффициент Аббе намного ниже. По оптическим свойствам поликарбонат уступает не только минеральному стеклу, но и CR-39. Однако современные многофункциональные покрытия позволяют значительно улучшить оптические свойства поликарбонатных линз — увеличить их светопропускание, снизить проявление хроматической аберрации. Обработка по контуру линз из поликарбоната более сложная и требует применения современных станков, однако уровень развития машиностроения на сегодняшний день позволил создать такие станки, которые шлифуют поликарбонатные линзы так же успешно, как и линзы из традиционных пластмасс. Высокая ударопрочность поликарбонатных линз и их малый вес по-прежнему определяют их широкое применение для изготовления детских и спортивных очков, а также для сборки в очки с креплением линз на винтах.

В то же время появились такие материалы, как трайвекс, органические материалы со средним и высоким значениями показателя преломления, имеющие большую эластичность и хорошую ударопрочность, и они отнимают часть потенциального рынка у поликарбоната. По информации главного редактора немецкого оптического журнала «Фокус» (Focus) Йорга Шпангемахера, озвученной на VIII Международном семинаре для оптиков, офтальмологов и оптометристов в феврале этого года, сегодня доля рынка поликарбонатных линз сокращается и составляет, например, в США 25,8%, во Франции — 12%, в Великобритании — 5%, в Германии — 4%. В то же время высокая технологичность и быстрота производства линз из поликарбоната, а также широкий ассортимент дизайнов очковых линз делают их достаточно привлекательными как для оптиков, так и для клиентов.

По материалам статьи Ольги Щербаковой «Поликарбонатные линзы: за и против»

Полезные ссылки:

Добавить комментарий

*