Линзы хорошо известны многим людям и играют важную роль в коррекции близорукости в очках. Линзы имеют различные покрытия, такие как зеленое, синее, сине-фиолетовое и даже роскошное золотое покрытие. Износ покрытий является одной из основных причин замены очков, поэтому давайте подробнее рассмотрим покрытия линз.
Разработка покрытий для линз
До появления полимерных линз широко использовались стеклянные линзы. Преимуществами стеклянных линз являются высокий показатель преломления, высокая светопропускаемость и высокая твердость, но у них также есть недостатки, такие как склонность к поломке, большой вес и небезопасность.
Для устранения недостатков стеклянных линз заводы разработали различные материалы для их замены, но ни один из них не является идеальным. Каждый материал имеет свои преимущества и недостатки, и трудно достичь баланса. Это относится и к современным полимерным линзам (полимерным материалам).
Для современных полимерных линз нанесение покрытия является необходимым процессом. Полимерные материалы также имеют множество классификаций, таких как MR-7, MR-8, CR-39, PC, NK-55-C и многие другие, каждый из которых обладает различными характеристиками. Независимо от того, стеклянная это линза или полимерная, свет, проходящий через поверхность линзы, будет подвергаться различным оптическим явлениям: отражению, преломлению, поглощению, рассеянию и пропусканию.
Покрытие линзы антибликовой пленкой
До того, как свет достигнет поверхности линзы, он на 100% состоит из световой энергии, но когда он выходит из линзы и попадает в глаз, он уже не на 100% состоит из световой энергии. Чем выше процент световой энергии, тем лучше светопропускание, и тем выше качество и разрешение изображения.
Для линз из определенных материалов уменьшение потерь на отражение является распространенным методом повышения светопропускания. Чем больше отраженного света, тем ниже пропускание линзы, что приводит к ухудшению качества изображения. Поэтому уменьшение отражения стало проблемой, которую необходимо решать с помощью полимерных линз, и на линзы стали наносить антибликовое покрытие (AR-пленку) (первоначально антибликовые покрытия использовались на некоторых оптических линзах).
Антиотражающая пленка использует принцип интерференции для вывода зависимости между коэффициентом отражения интенсивности света антиотражающей пленкой на линзе и длиной волны падающего света, толщиной пленки, показателем преломления пленки и показателем преломления подложки линзы. Это позволяет свету, проходящему через пленку, взаимно компенсироваться, уменьшая потери световой энергии на поверхности линзы и улучшая качество и разрешение изображения.
В антибликовых покрытиях часто используются высокочистые оксиды металлов, такие как диоксид титана и оксид кобальта, которые наносятся на поверхность линзы методом испарения (вакуумного напыления) для достижения хорошего антибликового эффекта. Антибликовые покрытия часто оставляют следы, и большинство пленочных слоев имеют преимущественно зеленый цвет.
Цвет антибликовой пленки можно контролировать, например, можно получить синюю, сине-фиолетовую, фиолетовую, серую и так далее. Различные цвета пленочных слоев имеют свои особенности в процессе производства. Например, для синей пленки требуется контролировать более низкий коэффициент отражения, и сложность нанесения покрытия выше, чем для зеленой пленки. Однако разница в светопропускании между синей и зеленой пленками может составлять менее 1%.
В линзовых изделиях синие пленки, как правило, чаще встречаются в линзах среднего и высокого ценового сегмента. В принципе, светопропускание синих пленок выше, чем зеленых (обратите внимание, что это лишь предположение), поскольку свет представляет собой смесь различных длин волн, и разные длины волн имеют различное положение на сетчатке. В нормальных условиях желто-зеленый свет точно отображается на сетчатке, а визуальная информация, предоставляемая зеленым светом, относительно высока, поэтому человеческий глаз чувствителен к зеленому свету.
Покрытие линзы твердой пленкой
Помимо светопропускания, как смоляные, так и стеклянные материалы имеют существенный недостаток: линзы недостаточно твердые.
Решение заключается в нанесении твердого пленочного покрытия.
Поверхностная твердость стеклянных линз очень высока (обычно они оставляют минимальные следы при царапинах обычными предметами), но это не относится к полимерным линзам. Полимерные линзы легко царапаются твердыми предметами, что указывает на их не износостойкость.
Для повышения износостойкости линзы необходимо нанести на ее поверхность твердое пленочное покрытие. В твердых пленочных покрытиях часто используются атомы кремния для упрочнения, а также упрочняющий раствор, содержащий органическую матрицу и неорганические ультрадисперсные частицы, включая элементы кремния. Твердая пленка одновременно обладает прочностью и твердостью (пленочный слой на поверхности линзы твердый, а подложка линзы менее хрупкая, в отличие от стекла, которое легко ломается).
Основной современной технологией нанесения твердопленочного покрытия является иммерсионная. Твердопленочное покрытие имеет относительно большую толщину, около 3-5 мкм. Линзы из полимерной смолы с твердопленочным покрытием можно определить по звуку постукивания по столу и яркости цвета линзы. Линзы, издающие чистый звук и имеющие яркие края, прошли термическую обработку для упрочнения.
Покрытие линзы противозагрязняющей пленкой.
В настоящее время для полимерных линз используются два основных покрытия: антибликовая пленка и твердая пленка. Как правило, сначала наносится твердая пленка, а затем антибликовая. Из-за существующих ограничений в материалах для антибликовых пленок возникает противоречие между антибликовыми и противозагрязняющими свойствами. Поскольку антибликовая пленка находится в пористом состоянии, она особенно склонна к образованию пятен на поверхности линзы.
Решение заключается в добавлении дополнительного слоя противообрастающей пленки поверх антибликовой пленки. Противообрастающая пленка в основном состоит из фторидов, которые могут покрывать пористый слой антибликовой пленки, уменьшая площадь контакта воды, масла и линзы, не изменяя при этом оптические характеристики антибликовой пленки.
В связи с растущим разнообразием требований разрабатывается все больше функциональных пленочных покрытий, таких как поляризационная пленка, антистатическая пленка, пленка для защиты от синего света, противотуманная пленка и другие. Даже при одинаковом материале линзы, одинаковом показателе преломления, у разных производителей и даже в рамках одного производителя, при использовании одного и того же материала, цены на линзы разных серий могут различаться, и одной из причин являются покрытия линз. Различия заключаются в технологии и качестве нанесения покрытий.
В случае большинства типов пленочных покрытий обычному человеку сложно заметить разницу. Однако существует один тип покрытия, где эффект легко заметить: линзы, блокирующие синий свет (технология, широко используемая в высококачественных линзах, блокирующих синий свет).
Идеальные линзы, блокирующие синий свет, отфильтровывают вредный синий свет в диапазоне 380-460 нм с помощью светоблокирующего слоя. Однако фактическая эффективность различных изделий от разных производителей может различаться. Разные продукты демонстрируют разные показатели эффективности блокировки синего света, базового цвета и светопропускания, что, естественно, приводит к разнице в цене.
Защита покрытия линз
Покрытия линз чувствительны к высоким температурам. Покрытия на полимерных линзах наносятся позже, и у всех них есть общий недостаток: они чувствительны к высоким температурам. Защита покрытий линз от разрушения может эффективно продлить срок их службы. Следующие специфические условия окружающей среды подвержены повреждению покрытий линз:
1. Размещение очков на приборной панели автомобиля в полдень летом.
2. Ношение очков или нахождение их рядом с собой во время посещения сауны, принятия ванны или купания в горячем источнике.
3. Приготовление пищи на кухне при высоких температурах масла; если горячее масло попадет на линзы, они могут мгновенно лопнуть.
4. Если при употреблении горячего супа на линзы попадет горячий суп, они могут лопнуть.
5. Оставлять стаканы рядом с бытовыми приборами, выделяющими тепло, на длительное время, например, настольными лампами, телевизорами и т. д.
В дополнение к вышеперечисленным пунктам, также важно избегать воздействия сильнокислотных или щелочных жидкостей, чтобы предотвратить коррозию оправы или линз.
Разрушение защитного покрытия линз и царапины — это принципиально разные явления. Разрушение происходит из-за воздействия высоких температур или химических жидкостей, тогда как царапины возникают в результате неправильной чистки или внешнего воздействия.
В действительности, очки — довольно хрупкий продукт. Они чувствительны к давлению, падениям, изгибам, высоким температурам и агрессивным жидкостям.
Для защиты оптических характеристик пленочного слоя необходимо:
1. Снимая очки, поместите их в защитный футляр и храните в недоступном для детей месте.
2. Промойте очки разбавленным нейтральным моющим средством, используя прохладную воду. Не рекомендуется использовать для чистки очков какие-либо другие жидкости.
3. В условиях высоких температур (особенно во время принятия ванны или приготовления пищи) рекомендуется носить старые очки, чтобы предотвратить повреждение линз новых.
Некоторые люди ополаскивают очки теплой водой во время мытья волос, лица или принятия душа, чтобы очистить их. Однако это может нанести существенный вред покрытию линз и сделать их непригодными для использования. Важно подчеркнуть, что очки следует чистить только разбавленным нейтральным моющим средством в прохладной воде!
В заключение
Благодаря постоянному совершенствованию технологий нанесения покрытий, современные очки достигли значительного прогресса в светопропускании, устойчивости к царапинам и грязеотталкивающих свойствах. Большинство линз из полимерных материалов, поликарбоната и акрила могут удовлетворить повседневные потребности людей с точки зрения дизайна покрытия.
Как уже упоминалось выше, очки — это довольно хрупкие изделия, что связано с технологией нанесения пленочного покрытия, особенно с высокими требованиями к температурному режиму эксплуатации. Наконец, я хотел бы напомнить: как только вы обнаружите повреждение пленочного покрытия линз ваших очков, немедленно замените их. Никогда не используйте их небрежно. Повреждение пленочного покрытия может изменить оптические характеристики линз. Хотя пара линз — это мелочь, здоровье глаз имеет первостепенное значение.
Дата публикации: 21 декабря 2023 г.