- История изобретения и день сегодняшний
- Принцип фотохромизма
- Способы производства фотохромных линз
- Разнообразие материалов и дизайнов
- Бесцветные или нет
История изобретения и день сегодняшний
Явление фотохромизма, т. е. изменение цвета некоторыми химическими веществами под воздействием света и возвращение к исходному цвету в отсутствие источника освещения было открыто в конце XVIII века. Но лишь во второй половине XX века фотохромизм нашел свое практическое применение, когда компания Corning в 1964 году выпустила на рынок первые неорганические фотохромные линзы PhotoGray. В качестве фотохромных добавок в неорганических линзах применялись галогениды серебра и меди. Эти добавки были достаточно устойчивы к длительному воздействию солнечного излучения, и минеральные фотохромные линзы быстро завоевали популярность на оптическом рынке.
Первые органические фотохромные линзы появились в начале 1980-х годов, когда компания American Optical выпустила линзы Photolite, однако по своим характеристикам они уступали имеющимся на рынке минеральным: медленнее происходил переход из активированной в дезактивированную стадию, проявлялись нежелательные цветовые оттенки. Компания PPG Industries, являющаяся крупнейшим производителем органических мономеров, провела серьезные исследования по разработке пигментов и технологий для производства фотохромных линз из пластмассы, потратив на эти цели более 85 млн долл. США. В результате была разработана технология производства органических фотохромных линз.
В 1990 году было создано совместное предприятие PPG Industries с компанией Essilor International – фирма Transitions Optical, которая в 1991 году выпустила на рынок первые коммерчески успешные органические линзы под маркой Transitions. Это первое поколение фотохромных органических линз быстро завоевало популярность на оптических рынках многих стран. Дальнейшее усовершенствование технологии привело к появлению новых поколений линз марки Transitions – Transitions Plus, Transitions III, Transitions Next Generation, Transitions V ESP, Transitions VI. Сегодня на рынке представлено седьмое поколение органических фотохромных линз – Transitions Signature VII.
В июле 2013 года компании PPG Industries и Essilor International объявили о том, что они достигли соглашения о приобретении компанией Essilor International у компании PPG Industries 51% принадлежащего ей пакета акций компании Transitions Optical. Так как Essilor International уже является держателем 49% акций компании Transitions Optical, то после завершения сделки, намеченного на первую половину 2014 года, она будет владеть 100% акций компании Transitions Optical.
Собственную оригинальную технологию производства фотохромных органических очковых линз создали компании Indo International, Hoya, Carl Zeiss Vision, Rodenstock, Corning и некоторые другие.
Принцип фотохромизма
В основе фотохромизма лежит чувствительность некоторых веществ к свету, т. е. к электромагнитному излучению определенной длины волны: их цвет изменяется под действием света, а при его отсутствии осуществляется возврат в исходное состояние. В сущности, процесс превращения происходит следующим образом: молекулы химического вещества А возбуждаются под воздействием ультрафиолетового (УФ) излучения (300–400 нм), и образуются молекулы вещества Б, которое имеет определенное светопоглощение. Если воздействие УФ-излучения прекращается, то начинается обратный процесс, в результате которого вещество Б опять переходит в бесцветное вещество А.
В минеральных фотохромных линзах в качестве пигментов применяются галогениды серебра и меди. В органических фотохромных линзах применяются различные фотохромные органические соединения, которые отличаются по структуре, размерам, цвету в активированном состоянии, а также по чувствительности к температуре и УФ-излучению.
Фотохромные линзы темнеют и светлеют в соответствии с уровнем освещения в окружающей среде
Способы производства фотохромных линз
Между минеральными и органическими фотохромными линзами имеется существенная разница в процессе производства. При изготовлении минеральных линз фотохромные неорганические пигменты добавляются в шихту для варки стекла и впоследствии равномерно распределяются в полученной заготовке. Для производства органических линз (ФОЛ) используются несколько методов введения фотохромных пигментов, например введение в мономерную смесь с последующим объемным распределением в материале линз; имбайбинг (пропитывание) и нанесение фотохромных покрытий. Рассмотрим их более подробно:
Введение фотохромных пигментов в массу полимера.
В этом случае производство начинается с равномерного распределения фотохромных пигментов в жидком мономере, после чего осуществляется полимеризация фотохромных линз и заготовок. Метод производства ФОЛ с объемно распределенными пигментами, нередко называемый полимеризацией в массе, не является собственностью какой-либо конкретной компании, поэтому его используют многие фирмы, выпускающие такие фотохромные линзы. Технология производства ФОЛ под маркой SunSensors с объемным распределением фотохромных пигментов была разработана компанией Corning в 2000 году.
Имбайбинг, или поверхностное внедрение фотохромных пигментов.
В этом случае фотохромные добавки распределяются в тонком поверхностном слое линз на глубину примерно 0,15 мм аналогично тому, как это происходит при окрашивании органических линз из CR-39. Метод получил название «имбайбинг», что в переводе с английского означает поглощение, пропитывание. Сам процесс производства начинается следующим образом: какая-либо компания, которая выпускает бесцветные органические линзы и заготовки, поставляет их на завод компании Transitions Optical. На этом заводе линзы подвергаются имбайбингу, который является очень сложным процессом, поскольку разные по структуре и объему фотохромные пигменты должны равномерно диффундировать в глубь материала. По завершении этого процесса на поверхность линз наносится защитное покрытие. Готовые фотохромные линзы и заготовки затем отправляются компании-производителю, которая в зависимости от поступивших заказов поставляет заготовки в рецептурные лаборатории, а линзы – на предприятия розничной торговли. Следует отметить, что в настоящее время технология имбайбинга используется компанией Transitions Optical для придания фотохромных свойств линзам из органических материалов со значениями показателя преломления 1,50; 1,54 и 1,56.
Сегодня фотохромные органические линзы под маркой Transitions представлены в ассортименте всех ведущих мировых производителей – Essilor International, BBGR, Nikon, Carl Zeiss Vision, Hoya Vision Care, Younger Optics, Seiko Optical Products, Thai Optical Group и др.
Нанесение фотохромных покрытий.
Данный метод производства ФОЛ предусматривает нанесение на поверхность линз из органических материалов покрытия с распределенными в нем фотохромными пигментами. По этому методу компания Transitions Optical производит фотохромные линзы из следующих материалов: поликарбоната, трайвекса, высокопреломляющих пластмасс с показателем преломления 1,60 и выше. Сам метод у специалистов компании получил название «трансбондинг» – фотохромные пигменты распределены в покрытии, наносимом на переднюю поверхность линз. В качестве подложки могут применяться линзы из обычных материалов, не требующих дополнительной модификации. Все производители фотохромное покрытие наносят только на переднюю сторону. После нанесения лака, высушивания и завершения процесса отверждения на поверхности линз образуется прочное покрытие из фотохромных соединений, обладающее высокой адгезией к материалу линз. В дальнейшем поверхность защищается упрочняющим покрытием.
Компания Hoya Vision Care производит готовые фотохромные линзы Suntech Intense по методу полимеризации в массе, а рецептурные линзы – по методу нанесения фотохромного покрытия центрифугированием.
Разнообразие материалов и дизайнов
Сегодня фотохромные очковые линзы выпускаются практически из всех видов материалов, применяемых для изготовления органических очковых линз. Так, например, фотохромные очковые линзы по технологии Transitions из трайвекса имеют удачную комбинацию ударопрочности, эластичности и способности изменять светопропускание в зависимости от интенсивности солнечного излучения. Кроме того, в ассортименте многих компаний имеются фотохромные линзы марки Transitions из материалов со значениями показателя преломления 1,50; 1,60; 1,67, 1,74, а также из поликарбоната с показателем преломления 1,59. На выставке MIDO-2014 компания Tokai Optecs NV представила органические фотохромные линзы Transitions Signature VII из материала с самым высоким значением показателя преломления – 1,76.
Ассортимент дизайнов фотохромных очковых линз также чрезвычайно широк: многие производители стараются представить в фотохромном исполнении наиболее современные индивидуальные или оптимизированные прогрессивные очковые линзы, индивидуальные однофокальные линзы, однако клиенты, которым требуются стандартные однофокальные или прогрессивные очковые линзы, также могут заказать их в фотохромном исполнении.
Бесцветные или нет
Универсальные фотохромные линзы стали более темными в активированной стадии, сохраняя высокую прозрачность в помещении. Так, линзы Suntech Intense от Hoya Vision Care имеют исключительно высокую прозрачность в помещении (95% с просветляющими покрытиями) и быстро адаптируются к изменяющимся условиям освещения на открытом воздухе, приобретая интенсивное окрашивание – до светопоглощения на уровне 85%. Линзы выпускаются в двух вариантах цветового исполнения в активированном состоянии (сером и коричневом) и подходят всем пользователям очков, но особенно их оценят те, кто ведет динамичный образ жизни.
Фотохромные линзы PhotoFusion компании Carl Zeiss Vision имеют в помещении светопропускание 92%, а в активированной стадии достигают затемнения солнцезащитного светофильтра 3-й категории в соответствии со стандартом ISO 8980-3. Вне зависимости от интенсивности окрашивания и условий освещенности фотохромные линзы PhotoFusion обеспечивают 100%-ю защиту от УФ-излучения с длиной волны до 400 нм при любых видах зрительной деятельности и гарантируют пользователям очков наилучшее оптическое действие. Линзы выпускаются в двух вариантах окрашивания в активированной стадии: коричневом и сером; коричневый цвет обеспечивает улучшение контрастности, а серый – более равномерную цветопередачу.
Компания Rodenstock производит фотохромные линзы ColorMatic IQ, которые автоматически адаптируются к изменениям интенсивности светового потока. В неактивированной стадии эти линзы имеют светопоглощение всего 8%, что делает их прозрачными в помещении, в активированной стадии их максимальное светопоглощение составляет 85%. ColorMatic IQ изготавливаются в сером, коричневом и зеленом цветовом исполнении. Кроме того, Rodenstock выпускает линзы ColorMatic IQ Contrast оранжевого цвета – в целях увеличения контрастности и защиты от избыточной яркости солнечного света.
Сегодня от семейства универсальных фотохромных линз отделились линзы с начальным светопоглощением, что обусловлено активацией фотохромных пигментов коротковолновым видимым светом длиной волны порядка 420 нм, или же с фиксированным светопоглощением в помещении. В активированном состоянии их коэффициент поглощения света соответствует требованиям к солнцезащитному светофильтру 3 или даже 4 категории. К таковым относятся линзы Transitions XTRАсtive, которые затемняются на улице, в автомобиле и просветляются в помещении. Их светопоглощение в помещении составляет 11%, в автомобиле – 50%; максимальное затемнение на солнце при 23 °С – 96%, на солнце при 35 °С – 80%. Линзы блокируют 100% UVA- и UVB-лучей и обеспечивают защиту от УФ-излучения длины волны до 400 нм. Даже за лобовым стеклом внутри автомобиля они поглощают до 50% видимого излучения, что защищает глаза водителей от избыточной яркости солнечного излучения и повышает комфорт.
Большим успехом в связи с весенне-летним сезоном пользуются на рынке линзы DriveWear, которые на улице в пасмурную погоду имеют зеленовато-желтый цвет со светопоглощением 65%, внутри автомобиля – медный цвет и светопоглощение 78%, а на улице при ярком солнечном свете становятся темно-коричневыми со светопоглощением 88%. Они удачно сочетают преимущества фотохромных и поляризационных линз и надежно защищают глаза водителей от отраженного света и блеска, автоматически изменяя светопропускание в зависимости от яркости солнечного света как в салоне автомобиля, так и на открытом воздухе.
Фотохромные линзы обеспечивают комфортное зрение как на открытом воздухе, так и в помещении. Надеемся, что напоминание о методах их производства и о материалах, а также информация о разнообразном ассортименте помогут вам надежно и качественно защитить глаза ваших клиентов.
ПОДГОТОВЛЕНО ОЛЬГОЙ ЩЕРБАКОВОЙ