Polikarbonát (PC)A (C1₆H₁₄O3)n molekulaképletű, nagy -teljesítményű, hőre lágyuló polimerként besorolt termék az egyik legkövetkezményesebb fejlesztés a szemlencse-technológiában az 1980-as évek eleji szemüveg-alkalmazása óta. A biszfenol A foszgénnel (COCl2) vagy difenil-karbonáttal történő polimerizálásából származik, ennek az anyagnak a törésmutatója 1,586, fajsúlya 1,20 g/cm3, Abbe értéke pedig 30-as karakterisztikájú, amelyek egyértelműen pozícionálják az optikai előnyöket és a nem korlátozható anyagokat. látásjavító alkalmazásokhoz.
Az Aerospace Connection Senki sem beszél eleget
Tehát itt van a polikarbonáttal kapcsolatos dolog, amely a legtöbb optikai megbeszélésben elhomályosul. Ez az anyag nem szemüveglaboratóriumban kezdte meg életét. Még csak közel sem.
A vegyületet egymástól függetlenül fedezték fel a németországi Bayer és az egyesült államokbeli General Electric kutatói 1953-ban. A kereskedelmi termelés öt évvel később indult meg. De szemüveg? Ez sokkal-sokkal később jött.
Ami közben történt, az valójában elég vad. A NASA-nak szüksége volt valami átlátszóra, amely képes kezelni az űr brutális körülményeit-, a szélsőséges hőmérséklet-ingadozásokat, a mikrometeoritok becsapódásait és a munkálatokat. A polikarbonát lett az űrhajós sisakellenzők alapanyaga az Apollo-küldetések során-. Űrsikló szélvédők. Vadászgép előtetői. A cucc a szó szoros értelmében védte az emberek látását 17 500 mérföld per órás sebességgel alacsony Föld körüli pályán, mielőtt bárkinek korrigálta volna a rövidlátását.
1978-ra megjelentek az első egylátó szemészeti lencsék. Az optikai ipar végre felkapott.
Miért fontosabb az ütésállóság, mint gondolná?
A számok itt valóban lenyűgözőek. A polikarbonát nagyjából tízszer akkora ütésállóságot biztosít, mint a szabványos CR-39 műanyag. Egyes vizsgálatok kimutatták, hogy ezek a lencsék széttörés nélkül ellenállnak egy 135 mérföld/órás sebességgel száguldó labdának.
De itt válik érdekessé. Ugyanaz a tulajdonság, amely szinte törhetetlenné teszi a polikarbonátot-molekuláris rugalmassága-, létrehozza a legnagyobb gyengeségét. Anyaga puha. Valójában nevetségesen puha. Dobj le egy polikarbonát lencsét, és az ugrál. Húzza át rajta az autó kulcsait, és maradandó karcolást kap.
Ez az oka annak, hogy gyakorlatilag minden PC-objektívet már felvitt kemény bevonattal szállítanak. Az ipar gyorsan megtanulta ezt a leckét.
A gyermekszemüvegek esetében valójában nincs vita. Az American Optometric Association és a legtöbb szemgondozó meg sem fontolgatja, hogy mást ajánljon tizenhat éven aluli gyerekeknek. Ugyanez vonatkozik a monokuláris betegekre,{2}}akik jelentős mértékben elveszítették az egyik szem látását. A kockázatszámítás egyszerűen nem támogatja a törékenyebb anyagok használatát.
Az abbé értékprobléma
Rendben, a polikarbonát itt kap némi jogos kritikát.
Az Abbe-szám azt méri, hogy egy anyag mennyire szórja szét a fényt az összetevői hullámhosszaira. A magasabb számok kevesebb kromatikus aberrációt,{1}}kevesebb szivárványszegélyt jelentenek a fényforrások körül, élesebb perifériás látást, kevesebb színrojtot, ha átnéz a lencsék szélein.
A koronaüveg 58,5-nél áll. CR-39 műanyag karcok 59,3. A Trivex 43-45.
Polikarbonát? 30. Az elterjedt lencseanyagok közül az utolsó.
Ez számít a gyakorlatban? Őszintén szólva attól függ. A legtöbb ±4,0 dioptria alatti receptet viselő viselő soha nem veszi észre. A kromatikus aberráció csak akkor válik szignifikánssá, ha jól néz-a tengelytől, és a tanulmányok szerint a szemmozgások 80%-a egyébként is a rögzítési pont 20 fokán belül marad. Elfordítja a fejét, mielőtt elérné a problémás zónákat.
De a szigorúbb előírásokkal rendelkező betegek számára{0}}különösen a ±6,0 felettieknél – az optikai torzítás valóban bosszantó lehet. Vannak, akik alkalmazkodnak. Sokan nem. Olvastam az optikusok beszámolóit, amelyek olyan betegeket írnak le, akik egyszerűen nem tolerálják a polikarbonátot semmilyen vényköteles szinten, bár ez viszonylag ritka.
Gyártás: fröccsöntés kontra öntvény
A gyártási folyamat többet számít, mint azt a legtöbben gondolják.
A polikarbonát lencsék fröccsöntéssel készülnek. Az alapanyag kis szilárd pelletként érkezik. Ezeket olvadásig hevítik, majd hatalmas nyomás alatt precíziós formákba lövik. A lehűlés gyorsan megtörténik. A kész lencse percek alatt előjöhet.
Ez a sebesség megmagyarázza, hogy a PC-objektívek miért maradnak viszonylag megfizethetőek műszaki specifikációik ellenére. A nagy-mennyiségű gyártás csökkenti a költségeket.
Ezzel szemben a Trivex-szel, amely öntött öntést alkalmaz-egy lassabb folyamat, ahol a folyékony uretán-alapú monomert formákba öntik, és lényegében addig sütik, amíg meg nem dermed. A meghosszabbított kikeményedési idő egyenletesebb feszültségeloszlást eredményez a lencsében, ami részben a Trivex kiváló optikai tisztaságáért felelős.
Az UV-védelem helyzete
Egy valódi előny, amelyet nem csillagoznak meg: a polikarbonát eredendően blokkolja az UV-sugárzást. Nincs szükség bevonatokra. Nincs további kezelés. Csak... beépítve.
Az anyag gyakorlatilag mindent elnyel, ami 380 nanométer alatt van. Az UVA, UVB{2}}nem számít. Ez nem valami marketingkiegészítés-; ez a polimer szerkezetének alapvető tulajdonsága.
A CR-39 és a koronaüveg egyaránt speciális kezelést igényel a hasonló UV-védelem eléréséhez. Ez egy extra gyártási lépés, többletköltség és egy további pont az esetleges meghibásodáshoz.
Mikor NE használjunk polikarbonátot
A ±4,0 dioptria feletti erős előírások problémákat okoznak. A lencse vastagsága annyira megnő, hogy a súlyelőny eltűnik, és a kromatikus aberráció is hangsúlyosabbá válik.
A magas-indexű anyagok (1,67, 1,74) sokkal értelmesebbek itt. Igen, lényegesen többe kerülnek. Igen, az ütésállóságuk nem egyezik a PC-vel. De ha valaki -8.00 vényt használ, az esztétikai és optikai fejlesztések általában indokolják a kompromisszumot.
Érdemes még megemlíteni: a polikarbonát és az acetát keretek nem játszanak jól együtt. Valami az anyagok közötti kémiai kölcsönhatásról. A legtöbb gyártó inkább fröccsöntött műanyag vagy fém kereteket ajánl.
És színezés? Egyfajta fejfájás PC-vel. Az anyag nem fogadja be olyan könnyen a festékeket, mint a CR-39. Ha a páciens kifejezetten gradiens árnyalatokat vagy divatos színeket szeretne lencséire, akkor valószínűleg nem a polikarbonát a megfelelő választás.
Fúrás és perem nélküli kivitel
Ez meglepett, amikor először megtanultam, de a polikarbonát valóban remekül működik perem nélküli és fél{0}}keret nélküli kereteknél. Az anyag szakítószilárdsága sokkal jobban ellenáll a furatok körüli repedéseknek, mint az üveg vagy a normál műanyag.
A kulcs a technika. Éles sorja, alacsony fordulatszám, minimális nyomás. Azok a látszerészek, akik rohannak végig a fúrási folyamaton, megrepedtek a lencsékkel. Azok, akik időt szakítanak, tiszta tartókat kapnak, amelyek évekig kitartanak.
A Trivex fúrást is képes kezelni, de a polikarbonát nagyobb szakítószilárdsága itt is előnyt jelent.
Kettős törés és stresszminták
A belső feszültség kettős fénytörést hoz létre. Néha ezt szivárványmintázatként vagy vizuális torzulásként fogja látni, amikor a PC-lencse bizonyos területein keresztül néz.
Az okok változatosak. Gyártási következetlenségek. Túlméretezett objektívek keretekbe kényszerítése. Túlhúzó csavarok a fúrótartókon-. Még az is, hogy a lencsét szegélyezés előtt blokkolja, mielőtt a ragasztó teljesen megköt, feszültséget okozhat.
A gyakorlatban a kettős töréshez viszonyított teljesítménykülönbség még egy erősen igénybe vett polikarbonát lencsék esetében is jellemzően 0,002 dioptria körül van ±5,00 recept esetén. Észrevehető? Ritkán. Megfelelő felszereléssel mérhető? Teljesen.
A felületi bevonatok némileg súlyosbítják a problémát. A tükröződésgátló kezelések és a kemény bevonatok szükségszerűen törékenyebbek, mint az aljzat, ami felerősítheti a feszültséggel kapcsolatos problémákat.
A Verseny
Trivexmegfelel a polikarbonát legtöbb erősségének, miközben lényegesen jobb optikát kínál (Abbe 43 vs{1}}). Körülbelül 8%-kal könnyebb is. Hátránya: magasabb költségek, korlátozott elérhetőség egyes progresszív kivitelekben, és valójábankevesebbütésállóság a bevonatok felhordása után. A bevonat nélküli Trivex és a bevonat nélküli polikarbonát hasonló teljesítményt nyújt az ütésvizsgálat során, de a valódi{1}}lencsék bevonattal rendelkeznek.
CR-39továbbra is a tiszta optikai minőség szabványa, elérhető áron. Az 59,3-as Abbe értéke a legtisztább látást produkálja a műanyagok között. De összetörik. Nem mindig, de elég gyakran ahhoz, hogy egyetlen felelős szakember sem ajánlja aktív gyermekek vagy ipari biztonsági alkalmazások számára.
Magas{0}}indexű műanyagok(1.60+) vékonyabb profilokat készítenek az erős előírásokhoz. Blokkolja az UV-sugárzást. Esztétikailag jobban néznek ki. Ezenkívül lényegesen drágábbak, és nem felelnek meg a polikarbonát ütésállóságának.
Üvega legjobb karcállóságot és optikai tisztaságot kínál minden lencseanyag közül. Ezenkívül nehéz, törhető, és számos piacon egyre nehezebb beszerezni.
Kinek van valójában a legtöbb haszna
Gyermekek. Pont. Az ütésállóság, az UV-védelem és a viszonylag megfizethető ár kombinációja miatt a polikarbonát a gyermekszemüvegek alapértelmezett választása.
A sportolók és a szabadtéri dolgozók egy másik nyilvánvaló demográfiai csoportot képviselnek. Mindenkinek, akinek a mindennapi tevékenysége potenciális szemkárosodással jár, komolyan fontolóra kell vennie a PC-lencsék használatát.
A monokuláris betegek egyedi kockázatokkal szembesülnek, amelyek miatt a törésre{0}}álló anyagok lényegében nem-megtárgyalhatók. Ha csak egy működő szemed van, annak védelme lesz a legfontosabb.
És őszintén? Rengeteg mindennapi, mérsékelt recepttel rendelkező felnőtt tökéletesen boldogul a polikarbonáttal. Az optikai kompromisszumok léteznek, de elég finomak ahhoz, hogy a legtöbb viselő sohasem veszi észre őket.
Bevonatok és javítások
A karc{0}}álló kemény bevonat alapvetően kötelező. A legtöbb gyártó most automatikusan alkalmazza.
A tükröződésgátló bevonatok jelentősen segítik a felületi visszaverődést, amelyet a polikarbonát viszonylag magas törésmutatója képes előidézni. Ezenkívül bizonyos mértékig csökkentik a kromatikus aberrációból származó vizuális műtermékeket.
A kékfény-szűrés a közelmúltban népszerűvé vált, bár előnyei továbbra is vitatottak. A bevonatok működnek; Teljesen más kérdés, hogy elérnek-e klinikailag értelmes dolgot.
A PC-lencsékhez fotokróm kezelések állnak rendelkezésre, amelyek lehetővé teszik, hogy napfényben elsötétüljenek. A teljesítmény márkánként és összetételenként eltérő.
Néhány szám, amit érdemes megjegyezni
| Ingatlan | Polikarbonát | CR-39 | Trivex | Üveg |
|---|---|---|---|---|
| Törésmutató | 1.586 | 1.498 | 1.530 | 1.523 |
| Abbe Value | 30 | 59 | 43-45 | 58-59 |
| Fajsúly | 1.20 | 1.32 | 1.11 | 2.54 |
A Trivex súly alapján nyer. A CR-39 nyer az optikán. Az üveg nyer a karcállóság miatt. A polikarbonát nyeri az ütés elleni védelmet és értékét.
A lényeg
A polikarbonát nem tökéletes. Kromatikus aberrációja zavar néhány viselőt. A puha felület védőbevonatot igényel. Az erős előírások megfeszítik a korlátait.
De a biztonsági-kritikus alkalmazásokban-gyerekszemüvegek, sportszemüvegek, ipari védőszemüvegek, keret nélküli rögzítők-az anyag kiérdemelte domináns pozícióját. Ugyanazok a dolgok, amelyek az űrhajósok szemét védték az Apollo-küldetések során, még mindig az egyik legpraktikusabb választás a mindennapi látásjavításhoz.
Az ipar folyamatosan fejleszt alternatívákat. A Trivex optikai fejlesztéseket kínál. A magas-indexű anyagok vékonyabb profilt biztosítanak. Időnként új polimerek jelennek meg a kutatólaboratóriumokból.
Egyikük sem mozdította el a polikarbonát központi szerepét. Ötven-évvel a kereskedelmi bevezetés után továbbra is az ütésálló-optika igáslója.