Линзы поликарбонат для очков за и против

Обновлено: 17.05.2024

Обратившись к истории очков, можно найти упоминание о первых линзах из прозрачных минералов – изготовленные тысячелетия назад выпуклые линзы из горного хрусталя находили при археологических раскопках. Так, подобные артефакты, обнаруженные археологами в руинах Нимруда (древнего города в Месопотамии, на территории современного Ирака), датируются 700 годом до нашей эры. Историки любят упоминать об изумруде римского императора Нерона (37–68), часто смотревшего сквозь него бои гладиаторов, считая, что зеленый цвет камня благотворно влияет на зрение. Увеличительные стекла или сферы из хрусталя были описаны арабским ученым Аль-Хазеном (996–1038). Упоминание о «камнях для чтения», также изготовленных из хрусталя, встречается в средневековых монастырских хрониках. Развитие технологии стекловарения в Италии привело к тому, что было получено не только цветное, но и бесцветное стекло, которое с конца XIII века стали использовать для изготовления линз, а впоследствии и очков. Считалось, что линзы из стекла хуже линз из хрусталя, потому что являются менее твердыми и легче царапаются, но постепенно горный хрусталь становится все более редким и дорогим и линзы полностью заменяются на стеклянные. Минеральное стекло было основным материалом для очковых линз вплоть до второй половины XX века.
Первые линзы производили выдуванием из расплавленного стекла, но по мере развития технологии их стали изготавливать из пластин, при нагревании принимающих форму полости, в которую были помещены*.

Камень для чтения

В настоящее время линзы из минерального стекла занимают небольшую долю рынка – до 5 % солнцезащитных линз, а также используются в очках для защиты глаз в условиях некоторых промышленных производств и для предохранения их от рентгеновского, лазерного излучения и радиации. Кроме того, эти линзы применяются в солнцезащитных очках специального назначения.

Пластмассы для производства очковых линз

Виды органических материалов

термопласты, к которым относятся поликарбонат и полиамиды;
реактопласты, к которым принадлежит большинство традиционных пластмасс, в том числе материал CR-39;
квазитермопласты или квазиреактопласты, представителями которых являются трайвекс и трибрид.

Первый промышленный успех очковых линз из пластмасс был связан с появлением на рынке материала диэтиленгликоль-бис-аллилкарбонат, который был изобретен компанией PPG Industries. В 1940-х годах он применялся для изготовления окошек топливных баков самолетов и отражателей, а в 1946 году был запатентован PPG Industries как CR-39. Первые линзы из этого материала были выпущены американской компанией Armorlite в 1947 году, а в 1959 году фирмой Lissac были произведены первые линзы из CR-39 под маркой ORMA 1000. В 1960–70-е годы CR-39 начинает применяться для промышленного производства очковых линз компаниями Sola (Австралия) и Silor (Франция). С тех пор и до настоящего времени он является наиболее распространенным материалом для производства очковых линз: по оценкам экспертов, 70 % этих изделий, продаваемых во всем мире, изготовлены из CR-39.

Органические материалы со средним показателем преломления (1,53–1,59)

Эти материалы появились в 1990-х годах у разных производителей и имели различный химический состав. Линзы из таких материалов были популярны в странах Европы до начала выпуска органических материалов с более высоким показателем преломления, которые в настоящее время широко используются для изготовления линз в Китае. Многие предприятия и в Японии, и в Корее применяют смеси CR-39 и материалов со средним значением показателя преломления для производства линз (n_d от 1,55 до 1,56). Линзы из материалов этой категории в зависимости от состава могут выдерживать или не выдерживать испытание падающим шариком.
В 2002 году появились первые очковые линзы из трайвекса. Этот прозрачный материал на основе полиуретана первоначально был создан компанией PPG Industries и применялся для нужд военной промышленности. Положительные характеристики трайвекса: одно из самых низких значений удельного веса – 1,11 г/см 3 , большое число Аббе – в пределах 43–46 (у поликарбоната 29–31), высокие показатели прочности и устойчивости к ударным нагрузкам и устойчивость к воздействию растворителей. Его показатель преломления составляет 1,53.

Органические материалы с высоким и сверхвысоким значениями показателя преломления (1,59–1,76)

Материалы этой группы были разработаны японской компанией Mitsui Chemicals Inc. для удовлетворения потребности рынка в более тонких линзах, причем большинство являются реактопластами на основе уретана. Материалы с показателем преломления 1,60 и выше появились в конце 1980-х годов. Для достижения более высокого показателя преломления вводятся специальные компоненты – производные бензола и серы. Как и в случае минерального стекла, при получении высокого показателя преломления приходится жертвовать числом Аббе и удельным весом. Компания Mitsui Chemicals Inc. является мировым лидером в производстве высокопреломляющих оптических материалов для изготовления очковых линз. В ее ассортименте представлены материалы с высоким и сверхвысоким значениями показателя преломления: MR-8 – материал с хорошо сбалансированными оптическими свойствами и показателем преломления 1,60; MR-7 и MR-10 – материалы с показателем преломления 1,67; MR-174 – материал со сверхвысоким показателем преломления, позволяющий выпускать самые тонкие на сегодняшний день очковые линзы. Также компания выпускает материалы серии UV+420cut со значениями показателя преломления 1,60; 1,67 и 1,74, отрезающие излучение синего диапазона спектра с длиной волны до 420 нм, и материал MR-8 Plus с более высокой ударопрочностью. Очковые линзы из материалов серии MR производят следующие компании: Asahi Lite Optical Co., BBGR, Chemiglas Corporation, Daemyung Optical Co., Essilor International, Hanmi Swiss Optical Co., Hoya Corporation, Korea Optical Co., Nikon Essilor Co., Rodenstock, Seiko Optical Products, Shamir Optical Industry, Somo Optical Co., Specialty Lens Corporation, Tokai Optical Co., Younger Optics, Zeiss Vision Care.
В настоящее время уровень продаж материалов с показателем преломления 1,67 растет наиболее быстро. Линзы из материала с самым высоким на сегодня показателем преломления 1,76 представлены в ассортименте компании Tokai Optical.
Ниже рассматриваются еще два материала с высоким показателем преломления.
Поликарбонат – прозрачный термопласт с показателем преломления 1,59, внедрение которого в оптическую промышленность состоялось благодаря радикальному улучшению оптических свойств и однородности при производстве компактных дисков и изделий электроники. Сам материал был открыт в 1953 году химиками Шнеллем (H. Schnell) из компании Bayer AG (Германия) и Фоксом (D. W. Fox) из компании General Electric (США) независимо друг от друга. Впервые линзы из поликарбоната были выпущены компанией Gentex Corporation в начале 1980-х годов методом литья под давлением. Убедившись в росте спроса на поликарбонатные линзы, компания Essilor приобрела в 1995 году фирму Gentex Corporation, занимающуюся их массовым изготовлением. В результате Essilor стала ведущим производителем поликарбонатных линз в мире и начала активно продвигать их на мировой оптический рынок. Этот материал для очковых линз является конкурентоспособным по стоимости по сравнению с CR-39, при этом линзы на его основе легче и тоньше линз из CR-39.
Однако поликарбонат уступает CR-39 по оптическим свойствам, к тому же он имеет одно из самых низких число Аббе – 29–31. Широкое проникновение линз из этого материала на рынок США произошло после обязательного внедрения строгих требований по ударопрочности очковых линз. Сегодня он применяется в производстве линз для спортивных, детских, защитных очков.
Трибрид – материал с показателем преломления 1,60, который создан компанией PPG Industries по гибридной технологии на основе трайвекса и высокопреломляющих материалов, что позволило объединить в нем достоинства трайвекса, такие как хорошие оптические свойства, малый вес изготовленных из него линз, высокая механическая прочность и устойчивость к ударным нагрузкам, и преимущества высокопреломляющих материалов, такие как меньшая толщина и вес производимых из них линз эстетически привлекательного вида. Линзы из трибрида появились на рынке стран Европы в 2011 году, а в продаже в США – в 2013 году. Сегодня они представлены в ассортименте продукции таких компаний, как Thai Optical (Таиланд), D.A.I. Optical Industries (Италия), Novacel (Франция), Shamir Optical Industry (Израиль), Seiko Optical Products (Япония), и ряда других.

Модифицированные материалы для очковых линз

Поляризационные материалы

Первый синтетический поляризационный материал был выпущен Эдвином Лэндом (Edwin Land), создателем компании Polaroid, в 1929 году. Первые заготовки для корригирующих поляризационных линз NuPolar выпустила компания Younger Optics в 1994 году. Основным элементом поляризационных линз является размещенная внутри них поляризационная пленка-фильтр, которая не пропускает к глазам мешающий блеск и плоскополяризованный свет от гладких отражающих поверхностей, таких как снег, лед, мокрый асфальт. Эти линзы обеспечивают пользователю более четкое и комфортное зрение, превосходя по эффективности защиты обычные солнцезащитные линзы. Поляризационные линзы можно изготавливать ламинированием, штамповкой, литьем под давлением и полимеризацией в форме. Наиболее современные методы – это литье под давлением и полимеризация в форме, когда поляризационную пленку помещают в форму и подают затем расплав мономера или жидкую мономерную смесь. После полимеризации или затвердевания материала пленка становится неотъемлемой частью поляризационной линзы, что помогает избежать расслаивания последней и обеспечивает высокую адгезию.
Поляризационные очковые линзы завоевали устойчивое место на оптическом рынке и превратились в наиболее высокотехнологичный вид солнцезащитных линз, обеспечивая максимум защиты от избыточного солнечного света и отраженного блеска. Они широко применяются в солнцезащитных очках премиум-сегмента, причем не только в специальных, но также в модных и корригирующих. Сегодня такие линзы имеются в ассортименте продукции не только ведущих мировых производителей, но и небольших рецептурных лабораторий.

Современные производители изготавливают солнцезащитную и корректирующую оптику, используя пластиковые или стеклянные линзы для очков. В нашей информационной статья выясняем, какие линзы лучше — из пластика или стекла.

Что из себя представляют и для чего нужны очки?

Перед тем как сделать выбор в пользу каких-либо характеристик, необходимо решить, для каких целей Вам нужны очки. В настоящий момент они выполняют две основные функции: корректируют зрение и защищают глаза от опасного ультрафиолетового излучения. Есть также

В этой статье

специальные, более сложные модели, которые решают две задачи одновременно. Раньше очки любого вида изготавливали исключительно из стекла. Сегодня появляются новые производители и новые материалы. Например, хорошо известная нам пластмасса, которая во многом не уступает прочному и успевшему зарекомендовать себя стеклу. Изначально пластиковые очки могли составить конкуренцию стеклу только по весу — они значительно легче. Но благодаря развитию технологий в офтальмологии теперь можно создать такие пластмассовые очки, которые будет сложно отличить от стеклянных.

Что важно знать при выборе очков: какие лучше?

Если речь идет об оптике для коррекции зрения, крайне важно не только учесть базовые характеристики, но и позаботиться о специальном покрытии, которое наносится на линзы пластиковых и стеклянных очков. Каким оно будет, зависит от функций оптики. Так, упрочняющее позволит увеличить срок эксплуатации пластмассовых линз, поскольку именно они чаще подвергаются различным повреждениям. В свою очередь, антирефлексное минимизирует отражение света от поверхности стеклянных очков, что сведёт на нет появление бликов. Есть также покрытие, которое отталкивает воду и грязь и не дает пыли оседать на поверхности линз.

Помимо перечисленных, существует многофункциональное покрытие, которое решает сразу несколько задач из уже озвученных. Оно наносится в несколько слоев. Уточнить, какое именно покрытие необходимо нанести на ту или иную модель, можно либо проконсультировавшись с окулистом, либо со специалистом в магазине оптики.

Какие очки лучше — стекло или пластик?

Итак, какие очки лучше всего выбрать — выполненные из стекла или пластика? Конечно, речь идет не об оправе, а о линзах, именно поэтому стоит учесть следующие важные моменты. У каждого из материалов есть свои плюсы и минусы. Если Вы подбираете очки для коррекции зрения, то консультация офтальмолога необходима, так как только специалист может сказать, какие очки лучше всего помогут Вам скорректировать или восстановить зрение. В случае с солнцезащитными дело обстоит проще, однако и здесь рисковать не стоит — необходимо позаботиться о том, чтобы глаза были надежно защищены от ультрафиолета. При выборе стеклянных очков от солнца также важно учитывать род деятельности человека и его место проживания. Дело в том, что стеклянные очки, например, для водителя имеют ряд своих особенностей. Совсем иные характеристики будут у линз для очков, рекомендованных для ношения у побережья.

Пластиковые линзы: за или против?

На протяжении долгого времени считалось, что пластиковые линзы по качественным характеристикам значительно уступают стеклянным линзам. И действительно, согласно статистике, еще несколько лет назад очки пластиковые имели только одно преимущество над моделями со стеклянными линзами — небольшой вес. Это играло ключевую роль при пролонгированном ношении. В настоящий момент дела обстоят совершенно иначе. Полимерный материал совершенствуется с каждым днем и имеет ряд неоспоримых преимуществ.

Отметим некоторые наиболее значимые из них:

Линзы для очков из пластика отличает легкость. В среднем вес пластика в несколько раз меньше, чем стекла, что делает использование очков максимально комфортным на протяжении долгого времени.
Они абсолютно безопасны.
Внешние характеристики. Пластиковые линзы тоньше, выглядят эстетичнее, и могут быть представлены в различных, нетрадиционных цветовых решениях.

Многих пользователей до сих пор смущает тот факт, что пластик подвержен всевозможным повреждениям, но офтальмологи и производители говорят, что так было раньше. Сегодня при изготовлении на линзы наносят защитные покрытия, о которых мы говорили выше. Что касается правил ухода за пластиковыми линзами, то они мало чем отличаются от ухода за стеклом. Важно также отметить, что сильным аргументом в пользу пластика выступает такое заболевание, как астигматизм. Все дело в том, что при данной патологии, необходимо прибегать к специальным линзам с двойной кривизной. Изготовление таких линз из стекла считается трудоемким и дорогостоящим процессом, поэтому производители используют пластик.

Преимущества и недостатки линз для очков из стекла

Несмотря на большой рывок технологий в сфере оптики, минеральные линзы, выполненные из стекла, по-прежнему актуальны. Какие преимущества дают стеклянные линзы?

Во-первых, наличие некоторых форм патологий требует использования именно такого вида линз. Например, стеклянные линзы прописывают людям, у которых была диагностирована третья степень близорукости.
Во-вторых, такие линзы в десятки раз прочнее пластмассовых. Линзы стеклянные выдерживают большие нагрузки, однако речь не идет об ударах.
В-третьих, такие линзы долговечны, так как стекло не деформируется и со временем не становится мутным.

Водителям или пилотам лучше подойдет стекло, так как оно защищает глаза от ультрафиолета.

Еще один немаловажный плюс — это высокая пропускная способность стеклянных линз. Данное свойство сохраняется при при любой степени освещенности, что, в свою очередь, позволяет использовать поляризационное, противобликовое или просветляющее покрытия.
Что касается недостатков, то стоит отметить следующие:

Линзы из стекла не советуют выписывать детям. Игры и обычная детская рассеянность способствуют высокому риску травм. Поэтому, подбирая оптику ребенку, лучше остановиться на очках из пластика хотя бы на период адаптации.
Стеклянные очки могут вызывать дискомфорт в первое время использования. Кроме того, на переносице могут оставаться следы от дужек оправы.

Что еще важно знать, когда встает выбор: отдать предпочтение стеклянным или пластиковым очкам? Офтальмологи настаивают, что натуральное стекло использовать необходимо, когда пациенту прописаны бифокальные или трифокальные линзы. И тот, и другой вид представляют собой более сложные модели, которые позволяют корректировать зрение и видеть предметы как вблизи, так и вдали, а в случае с трифокальными — и в промежуточной зоне.

Очки от солнца: пластиковые или стеклянные линзы нужны?

Поднимая тему качества очков из пластика, следует упомянуть о солнцезащитных очках, которые также изготавливаются из данного материала. Для производства солнцезащитных очков используют два вида пластика: поликарбонатный и акриловый. Вне зависимости от типа, пластиковые очки (солнечные) будут пропускать какой-то процент ультрафиолета, чего нельзя сказать о стеклянных линзах. В этом плане стекло лучше пластика. Помните, что так или иначе пластик в чистом виде без дополнительных покрытий будет приносить вред глазам. Специалисты рекомендуют перед покупкой изучить этикетку, обычно она находится на дужке. Там производитель подробно рассказывает о составе материала, из которого изготовлена модель.

И, конечно же, покупать очки следует у проверенных продавцов.

Помните, что дешевые модели не могут быть хорошими и гарантировать полноценную защиту от солнца. Чтобы избежать поражения глазного дна, выбирать рекомендуется только такие очки, линзы которых выпущены с защитой от УФ-лучей класса В, ведь именно они приносят глазам наибольший вред. Кроме того, солнцезащитные линзы из некачественного пластика со временем способствуют ухудшению зрения и могут спровоцировать развитие таких серьезных заболеваний, как катаракта глаз. Стеклянные линзы для очков блокируют ультрафиолет и поэтому в данном случае они являются наиболее подходящими для защиты от солнца.

Можно ли отличить очки стеклянные от пластиковых самому?

Чтобы определить, из какого материала выполнены очки — стекла или пластика, — достаточно просто постучать по линзе. Если звук звонкий, то это первый вариант, если глухой, то второй. К тому же очки с прозрачными стеклами весят больше аналогичной модели из пластика и быстрее запотевают при изменениях температуры. Если примерить очки из прозрачного пластика и резко повернуть голову, можно заметить, как в этот момент предметы слегка подпрыгивают. Стекло, в свою очередь, гарантирует четкое изображение.
Пожалуй, главный совет, который дают специалисты при выборе очков, — обращайте внимание на бренд.

Покупайте модели у проверенных производителей, которые гарантируют качество, предоставляют профессиональные консультации, оказывают помощь при подборе и дают гарантии. Если говорить об очках для коррекции, то лучше всего делать модели на заказ.

Только в этом случае можно быть уверенным в том, что оптические характеристики будут отвечать Вашим требованиям. Неважно, будут линзы изготовлены из пластика или из стекла.

Поликарбонат — что это за материал?

Открыт поликарбонат химиками Шнеллем и Фоксом, независимо друг от друга, в 1953 году. При этом американский ученый Фокс сделал открытие совершенно случайно. Он изучал волоконные покрытия и, работая с одним из материалов, оставил его в расплавленном состоянии на работе, а сам ушел домой. Вернувшись утром, он увидел, что масса застыла. Так и был выведен поликарбонат, ставший изобретением торговой марки Lexan.

Ученые проверили свойства нового материала. Он удовлетворял многим требованиям безопасности, потому его стали сразу использовать в промышленности. Из него создавали элементы электропроводки, покрытия для стекол окон, дисплеи. Самыми главными особенностями изделий из этого полимера были ударопрочность и легкость. Эти характеристики являются очень важными для очков, особенно если они используются для защиты глаз. Единственным недостатком поликарбоната стала его низкая светопропускаемость. Однако это было связано не столько с особенностью самого материала, сколько с несовершенством технологий. Постепенно удалось преодолеть эти ограничения. Сегодня изготавливаются поликарбонатные защитные очки нескольких видов.

Поликарбонатные защитные очки: преимущества и недостатки

Самое главное положительное свойство, которым обладают все поликарбонатные линзы для очков, — их высочайшая ударопрочность. Они в 10-12 раз прочнее любых органических очков и почти в 200 раз превышают по данному показателю минеральные линзы. По этой причине поликарбонат иногда называют «пластмассовым металлом».

Такой материал относится к пластикам, а точнее, к термопластам, но его прочность можно сравнить с алюминием. Благодаря ударостойкости обеспечивается долговечность линз. Если обращаться с ними бережно, они прослужат Вам долгие годы. Это не все преимущества. Поликарбонатные защитные очки имеют еще и такие достоинства, как:

Малый удельный вес. Очки из поликарбоната очень легкие. Вес их в среднем составляет 1,2 грамма на 1 кубический сантиметр. Оправы не спадают с лица, поэтому их можно носить детям. Данные офтальмологические изделия не будут деформировать переносицу, мешать ребенку при занятии спортом, во время катания на велосипеде.
Хорошая защита от ультрафиолетового излучения. Поликарбонат блокирует 100% УФ-лучей всех спектров. Солнцезащитные очки из него не нуждаются в дополнительном фотохромном или поляризационном покрытии.
Термоустойчивость. Очки защитные поликарбонатные используются в промышленности. Даже при температуре 130 градусов они не плавятся, не изменяют свою форму. Расплавить поликарбонат можно только температурой выше 140°С.
Безопасность. Даже если воздействовать на линзы из поликарбоната с очень большой силой, они деформируются, гнутся, ломаются, но не разбиваются, что может произойти со стеклами.
Экологичность. Поликарбонат может подвергаться вторичной обработке.
Низкая стоимость. В сравнении с очками из стекла, поликарбонатные стоят значительно дешевле.

Есть у «пластмассового металла» и недостатки. На линзах из этого полимера могут быстро появляться царапины. Однако сегодня выпускается оптика со специальным покрытием, защищающим стекла от механического воздействия. Кроме того, очки необходимо после снятия убирать в футляр или чехол. Для очистки линз используйте салфетки, которые не будут оставлять царапин.

Еще один «минус» подобной оптики — низкая в сравнении со стеклянными линзами светопропускаемость. Но и по этому показателю поликарбонатные очки считаются оптимальными. Качество изображения в них хорошее, человек видит четкую и контрастную картинку.

Виды поликарбонатных очков

Поликарбонат хорошо поддается обработке. Из него можно выплавить линзы любой формы, размера, толщины. Более того, к линзам из этого полимера подходят оправы из металла, в том числе титана и пластика. По функциональным особенностям и дизайну очки из поликарбоната бывают следующих видов:

Открытые поликарбонатные очки. Они прилегают к лицу не полностью, что обеспечивает хорошую вентиляцию и препятствует запотеванию линз. Такие очки похожи на обычные солнцезащитные, но стекла в них могут быть прозрачными. Подходят они токарям, слесарям и другим людям, которым необходимо защищать глаза от пыли, стружки, опилок.
Закрытые поликарбонатные очки. Они используются для игры в страйкбол, а также на производстве, где работают с деревообрабатывающим или металлорежущим оборудованием. Оправа закрытых моделей прилегает к лицу очень плотно, что надежно защищает глаза от внешнего воздействия.
Поликарбонатные очки для сварки. Они оснащены системой прямой вентиляции. Существуют модели с одной линзой, как маска, и с двумя.
Поликарбонатные очки с разными типами вентиляции. Всего их три: непрямая, прямая, боковая. Они определяют функциональность и предназначение оптики.

Используются поликарбонатные очки в основном в спорте и на производстве. Сегодня изготавливают подобную оптику и с диоптриями. Делаются они на заказ и стоят, конечно, недешево. Зато в них можно работать, заниматься спортом, не используя двух пар оптики (для коррекции и защиты) или контактных линз. В производстве обычно используют защитные прозрачные поликарбонатные очки. Оптика для спорта может иметь поляризационное покрытие.

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

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.

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»

Поликарбонат (мерлон, лексан, PC) является термопластичным синтетическим материалом, который удачно сочетает целый ряд исключительных качеств, таких как механическая прочность и эластичность, прозрачность и оптическая однородность, долговечность и низкий удельный вес.

Изделиям из поликарбоната можно придавать форму методом изгиба в холодном и горячем состоянии. При воздействии на поликарбонат быстродействующей нагрузки он ведет себя подобно металлам: относительное удлинение линейно возрастает с увеличением напряжения, поэтому поликарбонат иногда называют «пластмассовым металлом». Действительно, показатель прочности у поликарбоната такой же, как у алюминия, и в два раза превосходит показатель прочности цинка. Поликарбонат обладает высокой устойчивостью к ударным нагрузкам, что обуславливает его широкое применение для изготовления защитных шлемов и щитов для нужд полиции и армии. Высокая травмобезопасность поликарбоната сочетается также с его способностью обеспечивать 100%-е отрезание ультрафиолетового излучения. Совокупность всех этих положительных свойств закономерно способствовала применению поликарбоната в очковой оптике. Изготовленные из поликарбоната очковые линзы обладают многими ценными эксплуатационными свойствами, которые по ряду параметров превосходят характеристики существующих в настоящее время органических очковых линз.

Характеристики поликарбоната:
- показатель преломления света – 1,591;
- коэффициент дисперсии – 31;
- удельный вес – 1,20 г/см3;
- граница отрезания ультрафиолетового излучения – 380 нм.

Преимущества очковых линз из поликарбоната

Говоря об очковых линзах из поликарбоната, прежде всего следует отметить их комфортность, эстетику и безопасность во время ношения как результат удачно подобранного материала и высокого качества производства и модификации поверхности.

Комфортность применения:

- Очковые линзы из поликарбоната на 30% тоньше традиционных органических линз.
- Они на 35% легче традиционных органических очковых линз.
- Обладая самым удачным сочетанием преимуществ по сравнению с очковыми линзами из других материалов, поликарбонатные очковые линзы незаменимы для людей, которым по роду их деятельности необходимы легкие и тонкие очковые линзы.
- Это одни из самых легких среди всех существующих на сегодня органических очковых линз.
- Очковые линзы из поликарбоната изготовлены из уникального материала, который сочетает прочность и высокую ударостойкость со 100%-м отрезанием УФ-излучения.
- Совокупность свойств материала этих очковых линз позволяет изготавливать очковые линзы для любых степеней аметропии – слабой, средней и сильной, соединяя наиболее выигрышные черты очковых линз из органических материалов с низким, средним и высоким значением показателя преломления.

Эстетика:

- Очковые линзы из поликарбоната такие же тонкие, как и высокопреломляющие линзы.
- Качественные поликарбонатные очковые линзы упрочнены с поверхности нанокомпозитным лаком, который имеет в своем составе молекулы кремния, что придает ему, а следовательно, и поверхности очковых линз высокую твердость и надежно защищает их от царапин.
- Благодаря высокой стойкости к ударным нагрузкам и устойчивости к механическим повреждениям эти очковые линзы хорошо подходят для сборки в безободковые и полуободковые оправы с креплением очковых линз на винтах и на леске, а также в легкие титановые оправы.
- Очковые линзы из поликарбоната характеризуются высокой прозрачностью и легким голубоватым оттенком при полном отсутствии желтизны.
- Они имеют многослойное просветляющее покрытие, которое обеспечивает светопропускание в видимой области солнечного спектра на уровне 99%, и отличаются актуально модным насыщенным светло-зеленым оттенком остаточного отражения.
- Очковые линзы из поликарбоната имеют водоотталкивающий гидрофобный поверхностный слой, предохраняющий их от влаги и загрязнения, а также облегчающий уход за очковыми линзами.

Безопасность:

- Очковые линзы из поликарбоната не бьются и не трескаются, в 12 раз превышая по показателю ударостойкости органические очковые линзы и в 200 раз – линзы из минерального стекла. Эти линзы даже не разобьешь молотком!
- Очковые линзы из поликарбоната полностью отрезают ультрафиолетовое излучение всех диапазонов: UVA, UVB и UVC вплоть до 380 нм, сохраняя при этом идеальную прозрачность.
- Они не лопаются во время обработки по контуру мастером-сборщиком.
- Поликарбонат является самым прочным материалом, из которого когда-либо изготавливались очковые линзы.
- Очковые линзы экологически безопасны и могут подвергаться вторичной переработке.

Читайте также: