минеральное стекло на очках что это такое
Анна Болотова,
Оптометрист, преподаватель очковой оптики,
автор методических пособий по очковой оптике
Минеральные или пластиковые?
Давно прошли те времена, когда оптики могли предложить своим покупателям только стеклянные (минеральные) линзы. Устойчивые к появлению царапин, они обладают еще одним бесспорным для многих преимуществом – низкой ценой. Однако наиболее современными, с точки зрения технологий, легкими, безопасными и комфортными можно считать пластиковые (органические) очковые линзы.
Среди пластиковых линз есть чемпионы по прочности. Их в прямом смысле слова не разбить молотком! Это линзы из поликарбоната. Поликарбонат 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.
Прочность позволяет рекомендовать эти линзы детям, спортсменам, а также в тех ситуациях, где предъявляются особые требования к безопасности очков. Кроме того, поликарбонат полностью отрезает ультрафиолетовое излучение в видимом диапазоне.
Покрытия пластиковых линз: прихоть или необходимость?
Если вы приобретаете пластиковые линзы, то не следует пренебрегать специальными покрытиями. Они значительно улучшают потребительские свойства линз, продлевают срок их службы.
Упрочняющие покрытия
На поверхности органических линз без упрочняющего покрытия легко образуются царапины, из-за которых линзы быстро теряют свои оптические свойства.
Просветляющие покрытия
Благодаря нанесению просветляющего покрытия к глазам поступает больше света, что повышает четкость зрения, увеличивает контраст изображения, улучшает зрительный комфорт.
Водо- и грязеотталкивающие покрытия
Эти покрытия препятствуют прилипанию грязи к поверхности линзы, капли воды просто скатываются, а не высыхают, оставляя грязь. Гидрофобные свойства поверхность приобретает в результате нанесения сверхтонкого слоя специальных веществ, не влияющего на эффект просветления. Линзы с гидрофобными покрытиями не только более устойчивы к загрязнению, но и легче очищаются от воды и грязи.
Многофункциональные покрытия
Многофункциональными называют покрытия, которые обладают всеми рассмотренными выше свойствами. То есть они защищают от царапин, уменьшают отражение света от поверхности линзы и придают ей водо- и грязеотталкивающие свойства. Последние новинки в этой области придают верхнему слою свойство уменьшать электростатический заряд поверхности. В результате этого к линзе меньше притягиваются загрязняющие частицы.
Защита от солнца
Ни для кого не секрет, что УФ-излучение вредно для глаз. Кроме того, яркий солнечный свет слепит и заставляет нас щуриться из-за чего вокруг глаз могут образовываться морщинки (проблема особенно актуальная для дам). Сделать зрение более комфортным и безопасным помогут тонированные, фотохромные, поляризационные линзы, а также солнцезащитные очки.
Тонировки
Существует также градиентное окрашивание линзы. Это привлекательное сочетание дизайна и функциональности. В этом случае линза является наиболее темной в верхней части, там, где ее пронизывают яркие солнечные лучи. Такие линзы можно рекомендовать, например, водителям. В них отлично видно приборную панель и, в то же время, они защищают от ослепляющего солнца.
Обзор материалов для изготовления очковых линз
Материалы, применяемые сегодня для изготовления очковых линз, можно разделить на две основные категории: минеральные стекла и органические полимеры.
Минеральное стекло
Материалом для производства таких линз служит неорганическое, или минеральное, стекло, состоящее главным образом из диоксида кремния, который получается из кварцевого песка.
К достоинствам линз из минерального стекла относятся их высокая прозрачность, великолепные оптические свойства, устойчивость к образованию царапин и большое число Аббе; к недостаткам – хрупкость, относительно высокий удельный вес.
Чем выше показатель преломления материала очковых линз, тем более тонкие линзы из него можно изготовить. Данный показатель разделяется на следующие четыре группы:
Ввиду того что при сильном ударе очковые линзы из минерального стекла разбиваются на мелкие кусочки, которые могут нанести серьезные повреждения глазам, для детей рекомендованы линзы из органических материалов, и в первую очередь из поликарбоната и трайвекса.
Материалы с высоким и сверхвысоким значениями показателя преломления
До сих пор речь шла об органических материалах со средним показателем преломления – в диапазоне 1,53–1,59. Однако благодаря усилиям разработчиков для производства более тонких очковых линз доступны материалы с показателем преломления 1,60 и выше. Появляться они стали еще в конце 1980-х годов. Большинство из них являются реактопластами на основе уретана. Для достижения более высокого показателя преломления в состав материала вводятся специальные компоненты – производные бензола и серы. Как и в случае с минеральным стеклом, для получения такого показателя приходится жертвовать числом Аббе и удельным весом линзы.
Примеры материалов с высоким и сверхвысоким значениями показателя преломления:
Одни из самых тонких на сегодняшний день очковых линз делаются из материала MR-174. Перечисленные материалы выпускаются мировым лидером в производстве высокопреломляющих оптических материалов для изготовления очковых линз компанией Mitsui Chemicals Inc. Ассортимент данного производителя также включает в себя материалы серии UV+420cut со значениями показателя преломления 1,60; 1,67 и 1,74. Как следует из названия, они отрезают излучение синего диапазона спектра с длиной волны до 420 нм.
Все эти успешные разработки применяют в производстве своих линз практически все ведущие компании, такие как BBGR, Essilor, Hoya Vision Care, Nikon Essilor Co., Rodenstock, Seiko, Shamir Optical Industry, Tokai Optical Co., Younger Optics, Zeiss Vision Care и др.
Трибрид
Трибрид – успешная разработка компании PPG Industries. Он создан на основе трайвекса и высокопреломляющих материалов и имеет показатель преломления 1,60.
Линзы из трибрида имеют меньшую толщину, вес и эстетически привлекательный вид.
В Европе эти линзы стали доступны с 2011 года. Трибрид использует целый ряд крупных производителей очковых линз, включая D.A.I. Optical Industries, Novacel, Shamir Optical Industry, Seiko и др.
Итак, налицо многообразие материалов очковых линз, представленных сегодня на рынке, что позволяет сделать очковую коррекцию зрения комфортной и эстетичной даже для пациентов с высокой степенью нарушения рефракции.
Автор: О. А. Щербакова,
канд. хим. наук, редактор журнала «Веко» (Санкт-Петербург)
Печатная версия статьи опубликована в журнале «Современная оптометрия» [2021. № 7 (146)].
По вопросам приобретения журналов и оформления подписки обращайтесь в отдел продаж РА «Веко»:
Какие линзы выбрать для очков?
Стекла очков могут быть стеклянными и пластиковыми. Также они называются минеральными и органическими. У каждого из этих двух типов материалов есть свои преимущества и недостатки. Выбор вида линз зависит от множества факторов. Рассмотрим их подробнее и узнаем, как правильно выбрать стекла для оправы.
В этой статье
От вида материала очковых линз зависит несколько важных характеристик, в числе которых — показатель преломления, светопропускаемость, ударопрочность, оптические свойства, удельный вес, дизайн, способность отражать ультрафиолетовые лучи, долговечность и пр. При этом в производстве оптики используется два вида материалов — стекло, которое также называют минеральным, и пластик, известный как органическое стекло. Как правильно выбрать линзы для оправы? Рассмотрим плюсы и минусы стеклянных и пластиковых очков.
Особенности стеклянных очковых линз
В производстве стеклянных линз используется минеральное стекло, представляющее собой бесцветный прозрачный материал, который получают путем расплава стеклообразующих компонентов. К ним относятся оксиды различных химических элементов, включая свинец, кремний, фосфор, бор и пр. Изменяя состав оксидов, можно получать линзы с разной силой преломления, плотностью, весом, числом Аббе. Все минеральные стекла характеризуются повышенными и стабильными оптическими параметрами. К тому же они отличаются особой устойчивостью к образованию царапин.
Стеклянные линзы лучше органических по твердости, теплостойкости, светопропускаемости и абразивостойкости, то есть по способности противостоять механическому воздействию и истиранию. Главное, что из стекла можно изготовить линзы с очень высокой оптической силой, которая не изменяется от внешних условий, в том числе под воздействием температуры. Эти причины определяют использование минерального стекла при создании:
Плюсы и минусы стеклянных очков
Такой материал для очковых линз, как стекло, обладает следующими преимуществами:
Очки из стекла выглядят дороже и респектабельнее, чем пластиковые. Но есть у стеклянных линз и недостатки:
Стеклянные очки могут разбиться, что приводит к травме лица и глаз. Поэтому такие линзы не назначаются детям. Выбор данных оптических изделий не такой разнообразный. Стекло не так хорошо поддается обработке, как пластик, из которого можно изготовить линзы практически любой формы. Есть у минерального материала еще один минус. Очки из него стоят дороже, чем из пластмассы. Опишем характеристики пластиковых линз и узнаем, что именно выбрать для очков, стекло или пластик.
Особенности пластиковых очков
Существует множество видов пластиковых материалов. В производстве очковых линз сегодня используются различные разновидности поликарбоната, который часто называют органическим стеклом. Данное вещество открыто химиками Фоксом и Шнеллем в 1953 году. Причем открытие сделано ими независимо друг от друга. Американский ученый Фокс изучал волоконные покрытия. Однажды он работал с одним из материалов и случайно оставил его в расплавленном виде на долгое время. Вернувшись на работу утром, он обнаружил, что оставленная им масса затвердела. Так и был открыт поликарбонат. Параллельно с Фоксом исследования проводил и немецкий ученый Шнелль, которому также удалось получить новое вещество.
Свойства материала были подробно изучены. Оказалось, что он удовлетворяет требованиям безопасности и легко поддается обработке. Более того, процесс его изготовления не такой дорогостоящий, как производство стеклянных линз и других оптических изделий.
Поликарбонат стал массово использоваться в промышленности. Из него создавались покрытия стекол для окон, изделия электропроводки, дисплеи. В числе главных преимуществ материала отмечались ударопрочность и легкость. Эти параметры являются очень важными и для очковых линз.
Однако был у поликарбоната и существенный недостаток — достаточно низкая светопропускаемость в сравнении с минеральным стеклом. Но со временем пластик становился все более высокотехнологичным. Развитие технологий и методов производства позволило повысить пропускаемость света. По данному показателю поликарбонат, конечно, уступает стеклянным линзам, но тем не менее светопропускаемость пластика является оптимальной для производства очковой оптики.
Почему стоит выбрать очки из пластика? Сформулируем кратко все преимущества такого вида оптических изделий.
Плюсы и минусы пластиковых очков
Основное их преимущество — высочайшая ударопрочность. Поликарбонатные стекла в 10-12 раз прочнее других органических материалов и в 200 раз превышают по этому параметру минеральные оптические изделия. У поликарбоната даже есть второе неофициальное название — «пластмассовый металл». Прочность его можно сравнить с алюминием. Этот показатель обеспечивает долговечность пластиковых линз. И это далеко не все достоинства данного материала:
Из поликарбоната можно изготовить очки любой формы, дизайна и цвета. Они невероятно легкие, а потому не давят на переносицу. В связи с этим их назначают детям. Подходят они и для занятия спортом. Даже если Вы уроните их, они не разобьются. Есть у поликарбоната один минус. На пластиковых очках быстро появляются царапины. Чтобы предотвратить это, на стекла наносится укрепляющее покрытие, благодаря которому удается продлить срок службы оптики.
Как выбрать стекла для очков? У каждого материала имеются свои особенности. Выбор вида линз определяется медицинскими показателями, возрастом человека, назначением оптики, финансовыми возможностями и другими факторами. Очки классифицируются по множеству оснований. Рассмотрим еще несколько разновидностей очковых линз. Чем большей информацией Вы будете располагать, тем проще будет подобрать очки.
Как выбрать стекла для очков по коэффициенту преломления?
Еще один важный параметр очковых линз — это индекс преломления материала. Чем он выше, тем тоньше будет стекло. Ранее очки для коррекции сложных форм дефектов рефракции оснащались очень толстыми стеклами. Они были тяжелыми и непривлекательными. В таких оптических изделиях глаза человека со стороны казались или чересчур большими, или слишком маленькими — в зависимости от того, какими были линзы, отрицательными или положительными. В 1986 японская химическая компания Mitsui Chemicals изобрела материал MR-6, который обладает высокой преломляющей способностью. Он позволяет изготовить очень тонкие линзы с большой оптической силой.
Современные технологии дают возможность производить удобные и легкие очки даже для корригирования высоких степеней близорукости и дальнозоркости. При подборе линз обратите внимание на коэффициент преломления. Данный показатель у стекла варьируется от 1,52 до 1,9, а у пластика — от 1,5 до 1,74. Если Вам нужны тонкие и лёгкие очки, выбирайте пластиковые модели. Стекло удаётся сделать тоньше только путем увеличения его удельного веса. Тонкие стеклянные линзы весят столько же, сколько и массивные оптические изделия с такой же оптической силой.
Как подобрать стекла по индексу преломления материала?
По силе преломления все линзы разделяются на несколько типов:
По данным медицинских исследований, 80% людей с плохим зрением имеют первую или вторую степень дефекта рефракции. Им рекомендуется подбирать линзы со средним или высоким коэффициентом преломления. Только 20% пациентов нуждаются в оптике со сверхвысоким индексом.
Как правильно выбрать дизайн линз?
Выбор дизайна стекол определяется главным образом медицинскими показаниями, то есть разновидностью аметропии. Сегодня выпускаются линзы почти любой геометрической формы, от которой зависят оптические характеристики. Перечислим некоторые виды очков по дизайну.
Сферические являются самыми популярными и доступными. Они подходят на любой случай. Чаще всего они применяются для коррекции легких степеней аномалий рефракции. Для исправления дальнозоркости используются двояковыпуклые линзы, а для компенсации близорукости — двояковогнутые. Такие оптические изделия отличаются наименьшей привлекательностью. Кроме того, в них обзор не такой широкий, как в асферических линзах. Еще один недостаток — отсутствие защиты от бликов. Они особенно беспокоят при средней и высокой степени зрительной патологии.
Асферические линзы не имеют этих недостатков. Они гарантируют широкий обзор, а также качественное и контрастное изображение даже при плохом освещении. Продолжительные зрительные нагрузки переносятся в асферических линзах намного легче, чем в сферических. Что касается бликов, то от них асферическая поверхность стекол защищает частично. Контактная оптика с таким дизайном блокирует все блики, а очковая требует дополнительного покрытия.
Би-асферические линзы еще более тонкие, чем асферические. При этом у них две асферические поверхности — внешняя и внутренняя. Такие оптические изделия обычно на 10-15% тоньше других. Но изображение они дают еще более качественное и контрастное с максимально возможной широтой обзора.
Бифокальные и прогрессивные стекла предназначены для коррекции пресбиопии, или «возрастной дальнозоркости», которая развивается у всех людей старше 40 лет и характеризуется ухудшением восприятия мелких предметов вблизи. Данные изделия имеют несколько оптических центров, обеспечивающих зрение на разных расстояниях. Существуют также линзы с внутренней прогрессией, которые имеют следующие особенности:
Бифокальные очки состоят из двух стекол с четкой разделительной полосой между ними. Такая оптика выглядит не очень эстетично. Прогрессивные модели состоят из одной цельной линзы.
Выбрать стекла для очков с нужным дизайном Вам поможет врач-офтальмолог. Результаты обследования покажут, какой тип оптических изделий Вам подходит больше.
Как правильно выбрать линзы по светопропусканию?
Очки бывают прозрачными и затемненными. Первые являются самыми простыми и распространенными. При этом они могут защищать от солнца, если оснащены UV-фильтрами. Обычно прозрачные стекла выбирают люди, которые нуждаются в коррекции зрения, хотя сегодня есть возможность подобрать и солнцезащитную оптику с диоптриями.
Линзы, которые окрашены, в какой-нибудь цвет, называются тонированными. Интенсивность тонировки определяется назначением оптических изделий. Существуют градиентные стекла, у которых затемнена одна половина, и разноцветные модели, в которых один оттенок плавно переходит в другой. Тонированные очки применяются для коррекции и защиты от солнца. Иногда они назначаются при светобоязни, например, после операции на глазах.
Также Вы можете выбрать более функциональные линзы — фотохромные. Они меняют свой цвет в зависимости от условий освещенности. В помещении такие очки становятся прозрачными и выглядят, как обычные средства коррекции. При солнечном свете стекла темнеют и превращаются в солнцезащитные.
Покрытия очковых линз
Линзы для очков разделяются на виды и по наличию или отсутствию дополнительных покрытий. Для защиты от бликов, которые отбрасывают асфальт, вода, снег, на стекла наносится поляризационный слой. Такие очки выбирают спортсмены, водители, рыболовы. Антирефлексное покрытие повышает светопропускаемость линз. Они подойдут офисным работникам и людям с высокими степенями аномалий рефракции. Для защиты очков от царапин их покрывают упрочняющим слоем. Чтобы на линзах не было разводов от воды и пота, они защищаются гидрофобным покрытием.
Таким образом, выбор линз является одновременно сложным и простым процессом. С одной стороны, существует очень много различных моделей, из которых проще подобрать себе подходящую, с другой — неопытному покупателю может быть затруднительно разобраться во всех разновидностях линз. Перед покупкой оптических изделий посетите врача.
Широкий ассортимент очков представлен в нашем интернет-магазине. У нас Вы можете выбрать как оправы для линз, так и солнцезащитные модели оптики от всех известных брендов.
Возрождение минеральных очковых линз
Как показывают обзоры многих зарубежных рынков, все последние двадцать лет уровни продаж очковых линз из минерального стекла продолжали снижаться. В нашей стране линзы из обычного минерального стекла пока занимают лидирующие позиции на рынке, но потребление органических очковых линз неуклонно возрастает.Невольно возникает вопрос: неужели линзы из минерального стекла настолько несовременны, что постепенно исчезнут из оптической практики? Анализ последних тенденций оптического рынка показывает, что это не так.
Современные тенденции
За последние несколько лет наибольшую популярность приобрели оправы с малыми световыми проемами, что способствовало значительному снижению веса линз. Однако многие оптики даже не задумываются о том, что при сборке в такие оправы разница в весе между органическими и минеральными линзами в диапазоне рефракций до ±3,0 D составляет лишь несколько грамм.
Многие компании-производители стараются расширить собственные линии неорганических линз. Появление новых линз асферического дизайна из материалов с высоким показателем преломления способствует еще большему снижению их толщины и веса, а внедрение современных технологий упрочнения позволяет выпускать линзы отрицательных рефракций с толщиной по центру всего 1,5 мм.
Проблемы ударопрочности разрешимы
Следует отметить, что в то время основным известным способом упрочнения очковых линз и увеличения их стойкости к ударным нагрузкам было термическое закаливание. Закаливание минеральных очковых линз производят нагреванием их практически до температуры размягчения стекла и затем резким охлаждением на воздухе или в жидкости (в силиконовом масле). В результате поверхностные слои стекла охлаждаются быстрее, чем внутренние, и на поверхности образуется напряжение сжатия, которое и способствует увеличению прочности очковых линз. Этот способ увеличения ударопрочности, к сожалению, неприменим к минеральным очковым линзам с высокими показателями преломления (из-за опасности растрескивания при быстром охлаждении), а также к фотохромным (оказывает влияние на свойства). К тому же образование царапин на закаленной поверхности минеральных очковых линз приводит к тому, что напряжения уменьшаются (рассеиваются), а ударопрочность стекла снижается.
В настоящее время широко используется более новый метод увеличения ударопрочности минеральных очковых линз – химическое упрочнение. Химическое упрочнение применимо к фотохромным и высокопреломляющим минеральным очковым линзам.
В результате внедрения новых технологических процессов были изменены требования к значению минимальной толщины очковых линз по центру; теперь, согласно указаниям FDA (Управление США по контролю качества пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств), очковые линзы из минерального стекла разрешены к применению, если они проходят тест на ударопрочность. В то же время очковые линзы из минерального стекла, применяемые в защитных очках, должны иметь толщину по центру не менее 3 мм (согласно американскому стандарту ANSI Z87), а очковые линзы, упрочненные методом закаливания, – не менее 2 мм.
На рынке уже появились утонченные минеральные очковые линзы с толщиной по центру всего 1,5 мм. Так, компания «Corning» выпустила фотохромные очковые линзы «Thin & Dark™» и очковые линзы «Clear 16™» из высокопреломляющего бесцветного стекла, которые после химического упрочнения могут иметь толщину по центру 1,5 мм. Быть может, скоро появятся минеральные очковые линзы с толщиной по центру всего 1 мм, которые будут удовлетворять всем необходимым требованиям ударопрочности.
Минеральные очковые линзы в солнцезащитных очках
Большое количество качественных солнцезащитных очков известных марок, таких как «Ray-Ban», «Maui Jim», «Revo», «Serengeti» и др., до сих пор выпускаются с применением минеральных очковых линз. Многие ведущие производители – например, фирмы «Corning», «Schott Desag», «Pilkington» – выпускают заготовки из минерального стекла для производства солнцезащитных плановых и корригирующих очковых линз. Заготовки получают введением солей металлов в состав шихты для производства стекла. Соли никеля и кобальта окрашивают стекло в фиолетовый цвет, соли кобальта и меди – в голубой, соли хрома – в зеленый, соли железа и кадмия – в желтый, а соли золота, меди и селена – в красный цвет. Комбинации разнообразных солей позволяют получать очковые линзы с различным светопропусканием в видимой области спектра, полностью отрезающие УФ-составляющую солнечного излучения.
Причины, по которым ведущие производители предпочитают минеральные очковые линзы для своих солнцезащитных очков, достаточно очевидны:
• вес не имеет существенного значения, так как большинство применяемых очковых линз являются плановыми (афокальными);
• очковые линзы из стекла обладают более стабильными оптическими и физико-механическими характеристиками;
• высокая абразивостойкость определяется совокупностью свойств материала очковых линз, а не только поверхностного слоя;
• оптические покрытия имеют большую адгезию к поверхности минеральной очковой линзы.
Все это приводит к более длительному сроку полезной эксплуатации очковыхлинз и солнцезащитных очков.
Преимущества минерального стекла
Несмотря на возрастающее потребление очковых линз из поликарбоната, минеральные очковые линзы до сих пор применяются для изготовления ряда защитных очков. В условиях некоторых промышленных производств защитные очковые линзы из пластмасс или поликарбоната выдерживают всего лишь несколько дней, после чего их поверхность покрывается многочисленными царапинами и повреждениями, препятствующими их дальнейшему использованию.
Появление органических очковых линз с показателем преломления 1,74 было преподнесено как выдающееся достижение современной индустрии, в то время как минеральные линзы с показателем преломления 1,70 доступны потребителям на протяжении уже тридцати лет, а еще более высокопреломляющие материалы (ne = 1,80; 1,90) – последние десять лет.
Цвет минеральных очковых линз, окрашенных в массе, необычайно стабилен. Эти очковые линзы не выцветают под воздействием солнечного света и атмосферного воздуха, как окрашенные органические очковые линзы. Точность соблюдения рецептуры шихты при варке стекла позволяет выпускать цветные стекла с разнообразными спектральными характеристиками.
Многие виды специальных очковых линз производятся только из минерального стекла – для защиты глаз от рентгеновского, лазерного излучения, радиации, а также для солнцезащитных очков специального назначения.
Итак, уважаемые читатели, внедрение новых технологий позволяет производить минеральные очковые линзы, которые при сохранении всех своих основных достоинств — твердости, абразивостойкости, высоких оптических свойств — оказываются лишенными своего главного недостатка: малой ударопрочности. С появлением нового дизайна очковых линз и разнообразных оптических покрытий минеральное стекло становится современным качественным продуктом, завоевывающим новую нишу.