Полікарбонатні лінзи за - і - проти

Полікарбонатні лінзи: за і проти

Історія виникнення і просування на ринок

Цей матеріал був відкритий в 1953 році хіміками Шнелль (H. Schnell) з компанії «Bayer AG» (Німеччина) і Фоксом (D. W. Fox) з компанії «General Electric Company» (США) незалежно один від одного. Фокс відкрив цей матеріал несподівано для себе: працюючи над композиціями для волоконних покриттів, він залишив в кінці робочого дня розплав нового полімеру і пішов додому, а повернувшись наступного дня, виявив, що той перетворився на твердий прозорий матеріал. Так з'явився полікарбонат, який отримав торгову марку Лексау (Lexan).

З 1950-х років полікарбонат починає використовуватися в промисловому виробництві - для виготовлення дисплеїв і елементів електропроводки, скління парників і вікон будинків. Поступово завдяки винятковій ударопрочности і малій питомій вазі полікарбонат знаходить все більш широке застосування: на його основі стали випускати захисні щитки, міцні вікна, компакт-диски, лінзи для захисних окулярів, деталі автомобілів і т. Д. Застосування полікарбонату для захисних окулярів було обумовлено його незвичайною стійкістю до ударних навантажень, однак світлопропускання лінз з цього матеріалу було далеко від досконалості.

Незадовільна прозорість перших полікарбонатних лінз була пов'язана з низькою якістю очищення вихідного матеріалу і недосконалістю технологічного процесу виготовлення лінз. Винахід компакт-дисків і їх масове впровадження у виробництво в 1980-х роках зумовили різке поліпшення якості вихідних матеріалів; від цих розробок виграла і оптична індустрія: з'явилася можливість отримувати полікарбонатні лінзи з високим світлопропускання.

Активному впровадженню полікарбонатних лінз на найбільший оптичний ринок - США - сприяло прийняття в 1971 році закону, згідно з яким всі лінзи повинні проходити випробування на ударостійкість. Таку перевірку проводять за допомогою сталевої кульки певної ваги, падаючого з заданої висоти. В результаті, щоб витримувати випробування, всі лінзи з мінерального скла повинні були мати товщину по центру не менше 2,2 мм, що значно збільшувало їхню вагу. Органічні лінзи стали домінувати на американському ринку, потім вони поступово потіснили мінеральні лінзи в усьому світі. У США лінзи з полікарбонату внаслідок їх більш високою в порівнянні з CR-39 ударопрочностью в обов'язковому порядку стали призначати дітям, дорослим, які ведуть активний спосіб життя, і спортсменам.

Властивості полікарбонатних лінз

Стійкість до ударних навантажень
Коли частка або інший об'єкт з високою енергією впливає на поверхню лінз, то енергія удару поширюється по поверхні, і жорстка лінза руйнується. Структура полікарбонату відрізняється від структури «зшитих» полімерів: він складається з довгих взаимопересекающихся і переплутаних макромолекул (уявіть собі клубок спагеті!). Ці довгі макромолекулярні ланцюжка забезпечують пластичність матеріалу - при ударі вони ковзають одна відносно іншої, що дозволяє полікарбонатним лінз поглинати значні кількості енергії удару без руйнування. У порівнянні з CR-39 полікарбонат в 12 разів більш стійкий до ударних навантажень!

число Аббе

Число Аббе (nd), або коефіцієнт дисперсії, є кількісною характеристикою здатності матеріалів розкладати світло на складові:

Показник заломлення і світлопропускання

Полікарбонатні лінзи мають досить високий показник заломлення - 1,59, але за ціною вони позиціонуються нижче, ніж лінзи з високопреломляющіх матеріалів (від nd = 1,60 і вище). Однак у полікарбонату є перевага перед цими матеріалами: з нього можна робити лінзи (негативних рефракцій) з мінімальною товщиною по центру - на 0,5 мм меншою в порівнянні з лінзами з багатьох високопреломляющіх матеріалів.
Як і всі лінзи з матеріалів з більш високим показником заломлення, полікарбонат пропускає менше світла, ніж лінзи з стандартного мінерального скла або CR-39. Світлопропускання стандартних лінз з CR-39 становить приблизно 92%, а втрати на відбиття з одного боку - 4%. У разі лінз з полікарбонату кількість світла, відбитого від обох поверхонь, трохи перевищує 10%, таким чином, кількість світла, що досягає очей, нижче 90% -го рівня. Однак сучасні багатофункціональні покриття, що мають в своєму складі широкосмугові багатошарові покриття, що просвітлюють, дозволяють подолати цей недолік, збільшуючи світлопропускання полікарбонатних лінз до 99,5%.

Мала вага і комфорт

C збільшенням показника заломлення питома вага матеріалів для лінз зростає. Перехід від CR-39 і трайвекса до високопреломляющім термореактивним матеріалами пов'язаний з істотним збільшенням маси одиниці об'єму матеріалу. Звичайно, для органічних лінз це збільшення менше, ніж в разі мінеральних, але якщо звернемося до полікарбонатних лінз, то бачимо зворотне: їх питома вага нижче, ніж лінз з CR-39. Таким чином, у порівнянні з лінзами з традиційних пластмас полікарбонатні лінзи характеризуються як зменшенням обсягу через більш високого показника заломлення, так і зменшенням щільності, що призводить до ще більшого зниження ваги.

Активна пропаганда знань про шкідливий вплив ультрафіолетових променів на орган зору поступово призводить до зростання обізнаності користувачів очок про необхідність захисту очей і про використання лінз, надійно відрізав УФ-складову сонячного спектра. Сучасні полікарбонатні лінзи забезпечують 100% -е відрізання Херсон- і УФБ-діапазонів ультрафіолетового випромінювання без необхідності нанесення додаткових покриттів або додаткової обробки УФ-абсорбера.

Фарбування полікарбонатних лінз

Полікарбонатні лінзи не можуть фарбуватися в водних дисперсіях барвників, як лінзи з CR-39 і інших реактопластов. З метою вирішення цієї проблеми виробники розробляли спеціальні зміцнюючі фарбується покриття, які здатні абсорбувати барвник з водних розчинів і досягати високих ступенів фарбування.

Отже, як ми переконалися, у лінз з полікарбонату є і певні переваги, і недоліки. Так, показник заломлення цього матеріалу значно вище, ніж у CR-39, але зате його коефіцієнт Аббе набагато нижче. За оптичними властивостями полікарбонат поступається не тільки мінеральному склу, а й CR-39. Однак сучасні багатофункціональні покриття дозволяють значно поліпшити оптичні властивості полікарбонатних лінз - збільшити їх світлопропускання, знизити прояв хроматичної аберації. Обробка по контуру лінз з полікарбонату більш складна і вимагає застосування сучасних верстатів, проте рівень розвитку машинобудування на сьогоднішній день дозволив створити такі верстати, які шліфують полікарбонатні лінзи так само успішно, як і лінзи з традиційних пластмас. Висока ударостійкість полікарбонатних лінз і їх мала вага і раніше визначають їх широке застосування для виготовлення дитячих і спортивних очок, а також для складання в окуляри з кріпленням лінз на гвинтах.

Зроблено в компанії ABP, «FanDraw"
Панель управління «BPanel CMS»