Упрочняющие покрытия для очковых линз. Часть II

Компании — производители очковых линз постоянно улучшают состав и технологию упрочняющих покрытий, выпуская на рынок все более совершенные по устойчивости к абразивному износу виды линз.

Предлагаем вашему вниманию продолжение статьи об упрочняющих покрытиях. Во второй части мы рассмотрим способы отверждения этих покрытий — термический, под воздействием ультрафиолетового излучения и гибридный, а также приведем описания применяемых в промышленности методов оценки таких важных характеристик покрытий, как абразивостойкость, адгезия, окрашиваемость и толщина.

Способы отвеждения

Большинство упрочняющих покрытий отверждаются под воздействием или ультрафиолетового излучения (УФ-отверждаемые), или высокой температуры (термоотверждаемые). Каждый вид отверждения имеет свои достоинства и недостатки. Выбор метода отверждения зависит от химического состава лака для нанесения покрытий.

- Термоотверждаемые покрытия, как правило, применяются производителями очковых линз на заводах при крупносерийном производстве. Их нередко называют заводскими упрочняющими покрытиями, так как они наносятся на переднюю поверхность заготовок для защиты от механических повреждений. Покрытия этого типа отличаются хорошей устойчивостью к абразивному износу, они прекрасно совместимы с просветляющими и зеркальными оптическими покрытиями. Они позволяют применять первичные покрытия для обеспечения интенсивного окрашивания, улучшения адгезии и ударопрочности. Как правило, конкретный вид термоотверждаемых покрытий разрабатывается для обеспечения адгезии к определенному субстрату – материалу линз.

Термоотверждаемые покрытия наносятся методами окунания и центрифугирования. Однако есть информация, что для отверждения покрытий этого вида требуется больше времени по сравнению с УФ-отверждаемыми – от 1 до 4 часов – и они отличаются ограниченной совместимостью с субстратами иного химического состава. Преодолеть проблемы совместимости с разными материалами линз позволяет применение промежуточных покрытий.

- УФ-отверждаемые покрытия в основном используются при изготовлении рецептурных линз в лабораториях, а также на некоторых серийных производствах. Преимуществами покрытий этого вида является быстрота нанесения и отверждения, а также лучшая совместимость с материалами разного химического состава. Именно эти характеристики делают УФ-отверждаемые покрытия незаменимыми для работников оптической лаборатории, которые имеют дело с линзами из различных материалов, а время выполнения заказа должно быть минимальным. УФ-отверждаемые покрытия можно наносить на линзы (методами окунания и центрифугирования) или на внутреннюю поверхность формы для полимеризации или литья. В то же время считается, что УФ-отверждаемые покрытия уступают по абразивостойкости термоотверждаемым и менее совместимы с просветляющими и зеркальными покрытиями.

- Гибридные покрытия – это новая категория упрочняющих покрытий, позволившая объединить преимущества термо- и УФ-отверждаемых покрытий. Гибридные покрытия сначала отверждаются под воздействием УФ-излучения, а затем короткое время выдерживаются в термокамерах. В результате получаются покрытия, обладающие устойчивостью к абразивному износу и совместимостью с просветляющими слоями, как у термоотверждаемых покрытий, притом что время отверждения у них практически такое же, как у УФ-отверждаемых.

Тестирование

Хотя существуют несколько методов оценки устойчивости упрочняющего покрытия к абразивному износу, ни один из них не может учитывать одно-временно все его особенности и потому не может быть принят в качестве единого стандарта, позволяющего быстро произвести количественную оценку этой характеристики. Абразивный износ определяется комбинацией целого ряда различных характеристик покрытия, как то: адгезия к субстрату (линзе), твердость, эластичность и ударопрочность. Все существующие методы фактически служат для оценки разных сторон абразивного износа, так как имитируют лишь один из реальных факторов, вызывающих образование царапин на поверхности линз. Недаром в одном из обзоров, помещенном в японском журнале «Кагаку то коге», указано, что лучшим методом испытания линз на устойчивость к образованию царапин является испытание опытным ношением.

Каждый из методов, применяемых для оценки качества упрочняющих покрытий, определяет лишь отдельные его характеристики, и результаты некоторых методов испытаний не всегда коррелируют друг с другом. Для реальной оценки абразивостойкости органических материалов желательно применять несколько методов испытаний. Следует отдавать предпочтение не тем линзам, которые успешно прошли испытание каким-либо одним методом, а тем, которые показали оптимальные результаты по нескольким тестам.

Проверка абразивостойкости

Тест Байера. Представляя оптической общественности новые материалы и покрытия, производители очковых линз наиболее часто ссылаются на результаты испытаний абразивостойкости линз по Байеру. Сущность метода заключается в следующем. Линза движется возвратно-поступательно относительно подложки, на которую насыпаны частицы абразивного порошка (песка с определенными размерами частиц). Через некоторое время проводят измерение светорассеяния испытуемой линзы и сравнивают его с результатами исходного образца – линзы без покрытия. Коэффициент 1 по Байеру означает, что линза имеет абразивостойкость, аналогичную линзам из CR-39 без покрытия, а коэффициент 5 – что светорассеяние линзы после испытаний оказалось в 5 раз меньше, чем у линз из CR-39 без покрытия. Покрытия с коэффициентом 4 по Байеру считаются в оптической промышленности покрытиями с высоким уровнем абразивостойкости.

Тест на абразиметре. Лента с нанесенными на ее поверхность абразивными частицами (карборундом) с заданным давлением трется о поверхность линзы. После определенного числа циклов истирания проводят измерение коэффициента рассеяния проходящего света и сравнивают с контрольным образцом.

Тест с применением подушечки из стальной проволоки. Испытание линз с применением тонкой стальной проволоки для демонстрации защитных свойств упрочняющего по-крытия проводят по-разному: или используют различные механические приспособления – для стабильности условий испытаний и воспроизводимости результатов, или трут линзу проволочной подушечкой вручную. По окончании теста проводится визуальное сравнение испытанной линзы и контрольного образца. Этот метод позволяет дать качественную оценку абразивостойкости линз – от отличной до плохой.

Тест Табера. При вращении линза трется о резиновое колесо Табера специальной формы, кривизна которого соответствует кривизне ее поверхности. Колесо прижимается к линзе с заданным давлением. Через определенное время проводится измерение светорассеяния линзы и сравнение с контрольным образцом.

Обработка во вращающемся барабане. Существуют различные методы испытаний подобного типа, при которых линзы помещают в барабан, заполненный абразивными частицами определенного размера. Какое-то время барабан вращается, после чего линзы извлекают и сравнивают коэффициент светорассеяния с контрольным образцом.

Испытания при истирании цилиндром. Это единственная методика испытания абразивостойкости, узаконенная в нашей стране. Испытание заключается в истирании поверхности вращающихся линз с резиновым наконечником через батистовую ткань. В настоящее время данная методика испытания абразивостойкости внесена в ГОСТ Р 51044–97 в качестве дополнения № 7.8, а. Линза считается прошедшей испытание, если она выдержала 1000 оборотов без появления визуально различимой царапины. Данная методика является в какой-то мере субъективной, но все же она помогает отбраковывать некачественные линзы, хотя также имитирует лишь одну из сторон абразивного износа.

Проверка адгезии

Качество упрочняющих покрытий, как уже указывалось, во многом зависит от адгезии к подложке – линзе. Плохая адгезия неизбежно приведет к отслаиванию покрытия и ухудшению потребительских свойств линзы. Параметр адгезии определяют при помощи метода решетчатых надрезов – так же, как это выполняется при испытаниях в промышленном производстве органических покрытий. На поверхности линзы с по-крытием острым лезвием делают ряд параллельных нарезов, а затем перпендикулярные им нарезы для образования решетки. На эту решетку накладывается липкая лента определенного вида и быстро отрывается. После этого поверхность проверяется на предмет отслаивания материала. Если в результате проделанной процедуры ни один из квадратиков решетки не оторвался, то результат теста описывается показателем 100. Как правило, тест проводят после полного отверждения по-крытия. На некоторых предприятиях, например на французском заводе концерна «Essilor» в Баттане (Les Battants), метод решетчатых нарезов применяют после кипячения линзы с покрытием в воде.

Проверка толщины

Толщину упрочняющих покрытий оценивают с помощью портативного спектрофотометра, позволяющего производить измерения в ультрафиолетовой и видимой областях солнечного спектра. Толщина является важным параметром, так как слишком тонкий слой покрытия не сможет обеспечить достаточную абразивостойкость, а слишком толстый может привести к уменьшению адгезии покрытия и его отслаиванию.

Проверка возможности окрашивания

Способность линз с покрытиями к окрашиванию проверяют погружением их в стакан с красильным раствором, в котором поддерживается заданная температура. Интенсивность окрашивания линз можно проверять по истечении определенного периода времени или представлять ее как функцию от времени пребывания в красильном растворе. Такой проверке подвергаются как окрашиваемые, так и неокрашиваемые упрочняющие покрытия: первые – для определения равномерности окраски, а вторые – для того чтобы удостовериться, что покрытия на линзах с упрочнением по передней стороне не будут отслаиваться при окрашивании внутренней стороны линзы в лаборатории или мастерской.

А судьи кто?

Кто же проводит все эти испытания и определяет качество упрочняющих по-крытий? Ведь, как видно из приведенных выше кратких описаний методов испытаний, в ряде случаев необходимо наличие специального оборудования, по-этому выполнить данные тесты можно далеко не везде.

Некоторые виды испытаний производители линз проводят во время нанесения многофункциональных покрытий, так как характеристики упрочняющих лаков, влажность и температура могут несколько меняться, а это не должно сказываться на свойствах линз. Те виды испытаний, которые не требуют сложного оборудования, например определение абразивостойкости при помощи подушечки из тонкой стальной проволоки, можно проводить непосредственно в лаборатории или мастерской. Многие оптики-консультанты охотно демонстрируют клиентам результаты контакта с проволокой линзы без покрытия и с покрытием. Тесты, для проведения которых необходимо специальное оборудование (в частности, тест Байера, расчет толщины при помощи спектрофотометра), за рубежом осуществляют в специальных лабораториях – таких как лаборатория COLTS в США – или в контрольных лабораториях на производстве.

Нередко производители очковых линз, располагающие необходимым оборудованием для проведения испытаний, все же отдают свои новые образцы покрытий на испытания в независимые лаборатории – для подтверждения достигнутых результатов. Именно так, на-пример, поступила компания «HOYA», отправив в лабораторию COLTS свое новое покрытие «Super Hi-Vision».

Упрочняющие покрытия — это тот сектор в индустрии очковых линз, в котором произо-шли и ожидаются наиболее значимые изменения. Компании — производители очковых линз, в структуре которых имеются исследовательские отделы, постоянно улучшают состав и технологию упрочняющих покрытий, выпуская на рынок все более совершенные по устойчивости к абразивному износу виды линз. Эти новые покрытия обладают высокими абразивостойкостью и адгезией и разработаны с учетом показателя преломления материала линз.

Ольга Щербакова, Веко 3, 2007

Узнавайте больше по темам:
Другие статьи по теме
Все
Оправы Vuillet Vega: золотое наследие Франции
О марке Vuillet Vega рассказывать особенно приятно. Во-первы...
Подробнее
Наиболее частые ошибки при пользовании контактными линзами
Поход к врачу перед приобретением новых контактных линз – об...
Подробнее
Меняем цвет глаз с помощью цветных контактных линз
На протяжении тысячелетий дамы подбирали себе одежду под цве...
Подробнее
Сервисы