Фотохромні лінзи в просторіччі нерідко називають хамелеонами, вказуючи на їх
здатність змінювати світлопропускання вЗалежно від кількості і складу
падаючого на них ультрафіолетового випромінювання. Ці універсальні лінзи вдало
поєднують в собі дві основні функції очкових лінз: корекцію зору і захист від
надлишкового сонячного випромінювання. За останні десятиліття провідними
виробниками очкових лінз найбільшу кількість нових розробок було створено
на основі органічних фотохромних матеріалів, тому сьогодні ми пропонуємо
вашій увазі статтю, присвячену їх основних властивостей і відмінностей.
Трохи історії
Дослідження фотохромних властивостей неорганічних матеріалів були розпочаті ще в
20-х роках минулого століття, однак перші неорганічні фотохромні лінзи «PhotoGray»
були випущені на ринок компанією «Corning» тільки в 1964 році. В якості
фотохромних добавок внеорганічних лінзах застосовувалися галогеніди срібла і
міді. Ці фотохромні добавки були досить стійкі до тривалого
впливу сонячного випромінювання, і мінеральні фотохромні лінзи швидко
завоювали популярність на оптичному ринку.
В середині 1970-х років з'явилася мода на оправи великих геометричних
розмірів, і в той же час в США були значно посилені вимоги до товщини
по центру мінеральних лінз з метою забезпечення удароміцності і
травмобезопасності. В результаті важкі мінеральні фотохромні лінзи перестали
влаштовувати носіїв очок, а компанії-виробники почали активну розробку
органічних оптичних матеріалів з фотохромними властивостями.
Перші органічні фотохромні лінзи з'явилися на початку 1980-х років («American
Optical »випустилалінзи «Photolite ®»), проте за своїми характеристиками вони
поступалися наявними на ринку мінеральних фотохромним: перехід в затемнене і
освітлене стан відбувався повільніше, а під час цього переходу
виявлялися небажані колірні відтінки. Цікаво, що вже тоді на
сторінках англомовної оптичної преси органічні фотохромні лінзи стали
називатися лінзами змінного фарбування (VAT - variable tint lenses), щоб
відрізняти їх від добре відомих на той час мінеральних фотохромних лінз «PhotoGray
Extra ® »і« PhotoBrown Extra ® »виробництва компанії« Corning ». В даний час
вживаються обидва терміни, які стали на сьогодні практично
взаємозамінними.
Хоча лінзи «Photolite» стали швидше модною новинкою і не отримали широкого
поширення на ринку, інтерес до їх появиспонукав найбільшого
виробника органічних мономерів - компанію «PPG Industries» зайнятися
пошуком більш досконалих органічних фотохромних матеріалів. До 1990 року ця
компанія витратила понад 85 млн доларів США на розробку пігментів і
технологій для виробництва фотохромних лінз з пластмаси. В цьому ж році «PPG
Industries »і компанія« Essilor International »організували спільне
підприємство - фірму«Transitions Optical», яка незабаром випустила на ринок
перші органічні лінзи «Transitions».
Перші лінзи «Transitions» миттєво завоювали величезну популярність на
оптичних ринках багатьох країн, хоча вони також не були позбавлені недоліків,
якими були повільна швидкість активації і недостатньо висока
світлопоглинання в активованої стадії. Лінзи з поліпшеними властивостями«Transitions
Plus »з'явилися в 1992 році, в 1996-му вони були знову поліпшені і випущені на
ринок під маркою «Transitions III». У 2002 році компанія «Transitions Optical»
представила на «MIDO» свою останню розробку - фотохромні лінзи «Next
Generation Transitions », які мають найшвидшу швидкість затемнення /посвітління
в порівнянні з усіма попередніми видами продукції «Transitions», а також
відрізняються високимсвітлопропускання в неактивованому стані.
За останні роки нові види органічних фотохромних лінз випустили також
компанії «Corning» (лінзи «SunSensors»), «Rodenstock» («ColorMatic Extra»), «HOYA»
(«SUNBrown» і «SUNGrey»), «INDO International» («Indocromic IV Superfin») і
деякі інші, хоча технології виробництва та властивості цих видів продукції
відрізняються один від одного.
Властивості органічних фотохромних лінз
Слід зазначити, що при оцінці якості фотохромних лінз найбільше значення
мають такі параметри, як залежність від температури, тривалість збереження
фотохромних властивостей, швидкість процесу активації (затемнення) і дезактивації (освітлення).
Тривалість збереженняфотохромних властивостей
Як уже зазначалося раніше, галогеніди срібла і міді, що визначають фотохромні
властивості мінеральних лінз, виключно стійкі до впливу УФ-випромінювання, в
той час як органічні фотохромні пігменти є менш стійкими. Тому
основним завданням хіміків при підборі композицій пігментів став пошук речовин,
володіють максимальною світлостійкістю. Крім того, всі компонентитакий
композиції повинні мати близькі швидкості фотодеструкції, щоб уникнути
появи небажаних колірних відтінків в процесі експлуатації органічних
фотохромних лінз. Тривалість збереження фотохромних властивостей органічних
фотохромних лінз також залежить від матеріалу самих лінз і наявності спеціальних
світлостабілізуючі добавок. А ще - від способу життя користувача. Людина,
проводить значний часна відкритому повітрі і піддає лінзи
тривалому впливу ультрафіолету, повинен мати на увазі, що термін їх корисної
експлуатації буде менше. Більшість виробників вказують, що термін
експлуатації їх лінз при збереженні фотохромних властивостей і забезпечення захисту від
ультрафіолетового випромінювання - не менше 2 років. Наводяться також дані, що термін
корисної експлуатації органічних фотохромних лінз, вироблених методами
імбайбінга (за технологією «Transitions») і нанесення покриттів, становить від 2
до 4 років - в залежності від географічного розташування місця проживання
користувача і способу його життя.
Залежність від температури
Абсолютно все фотохромні лінзи, як мінеральні, так і органічні, досягають
меншою оптичної щільності при підвищеній температурінавколишнього середовища.
Сильна залежність від цієї температури довгий час була істотним
недоліком органічних фотохромних лінз. З цієї причини перші покупці
органічних фотохромних лінз були незадоволені рівнем захисту при їх носінні в
жарку пору року. Крім того, підвищена температура нерідко служила причиною
появи небажаних колірних відтінків, що обумовлено різною
температурної залежністю фотохромних пігментів. Сучасні органічні
фотохромні лінзи виробляються на основі пігментів, що володіють меншою
залежністю світлопропускання від температури, тому лінзи на їх основі мають
більш стабільні характеристики.
Швидкість процесів активації (затемнення) і дезактивації (освітлення)
Швидкість процесу затемнення /посвітління -один з найбільш важливих показників
якості фотохромних лінз, від якого значною мірою залежить зоровий
комфорт і навіть безпеку носіння. За останні роки компанії-виробники
досягли значних успіхів у його удосконалення. Однак привести
порівняльні дані характеристик органічних фотохромних лінз різного
виробництва досить складно, так як в рекламних матеріалах і на
інформаційних сайтах даються лише відносні характеристики зміни
швидкісних параметрів - на скільки відсотків від максимально можливого
змінюється світлопропускання лінзи або як швидко (щодо знову-таки
максимального светопропускания конкретної лінзи) воно знижується. До того ж іноді
ці параметри наводяться для різних температур, але ж максимальне
світлопропускання сильно залежить від інтенсивності і спектрального складу
УФ-випромінювання використовуваних джерел. Слід також враховувати, що показники,
отримані при вивченні властивостей органічних фотохромних лінз в лабораторії при
опроміненні їх різними джерелами УФ-випромінювання, можуть відрізнятися від
спостережуваних в природних умовах. Та й на відкритому повітрі рівень
УФ-випромінювання не постійний і залежить від пори року, часу доби,
географічної широти і довготи і погодних умов.
Так, в літні місяці він майже в два рази більше, ніж у зимові, змінюється цей
показник і протягом дня: опівдні він в середньому в 2 рази перевищує
зафіксований в ранкові та вечірні години.
В силу викладених причин наведемо деякі дані компаній-виробників без
коментарів. Компанія «Transitions Optical», наприклад, вказує, що лінзи «Transitions»
починають темніти відразу ж, як тільки вони піддаються впливу
ультрафіолету. Ступінь затемнення лінз є функцією інтенсивності
УФ-випромінювання. Процес освітлення починається миттєво після припинення
УФ-опромінення. Остання розробка компанії - лінзи «Next Generation Transitions»
відрізняються високим світлопропускання в неактивованому стані: 89% - без
просвітлення і 94% - з проясненням. Вони досягають 80% максимального
світлопоглинання за 30 секунд, мають високу стійкість до старіння і меншу
залежність світлопропускання від температури навколишнього середовища. Внаслідок того
що їх максимальне світлопоглинання в активованому стані перевищує 85%,
ці лінзи слід віднести до сонцезахисним фільтрам 3-ої категорії згідно
міжнародним стандартам На сайті компанії «Carl Zeiss» розміщена інформація,
що лінзи «Clarlet Transitions» мають світлопропускання 90%, причому 70%-е
світлопропускання досягається за 30 секунд. Компанія «INDO International»
повідомляє, що її лінзи «Indocromic IV Superfin» досягають 80%-го світлопоглинання
за 30 секунд і за такий же час дезактивируются на 65% від вихідного
світлопоглинання, зберігаючи при цьому рівномірність і стабільність кольору забарвлення.
Лінзи «SunSensors» компанії «Corning» освітлюються на 2/3 вихідного
світлопропускання менш ніж за 5 хвилин. При низьких температурах навколишнього середовища
(12 ° C і нижче) лінзи «SunSensors» можуть стати дуже темними, що робить їх
непридатними для водіння відкритих транспортних засобів. Лінзи «ColorMatic Extra
grey »,« ColorMatic Extra brown »і« SunMatic Green », пропоновані компанією« Rodenstock »,
відрізняються винятковою швидкістю активації - вони досягають 60-70%-го
затемнення за 15 секунд. Крім того, вони можуть досягати 50%-го світлопоглинання
при водінні автомобіля.
Поява нових органічних фотохромних пігментів і вдосконалення
технології виробництва сприяли значному поліпшенню характеристик
фотохромних органічних лінз, які тепер практично не поступаються
мінеральним, вигідно відрізняючись від них меншим питомою вагою і високою
ударопрочностью.