폴리카보네이트 렌즈 재질: 폴리카보네이트 프로파일

 

 

폴리카보네이트(PC)분자식(C₁₆H₁₄O₃)n을 갖는 고성능 열가소성 폴리머로 분류되는 는 1980년대 초 안경 응용 분야에 채택된 이후 안과용 렌즈 기술의 가장 중요한 발전 중 하나를 나타냅니다. 비스페놀 A와 포스겐(COCl2) 또는 디페닐 카보네이트의 중합에서 파생된 이 소재는 굴절률 1.586, 비중 1.20g/cm3, 아베값 30 특성을 나타내어 광학 소재 계층 내에서 뚜렷이 위치하는 동시에 시력 교정 응용 분야에서 놀라운 장점과 주목할만한 한계를 모두 제시합니다.

항공우주 연결 아무도 충분히 이야기하지 않습니다

대부분의 광학 논의에서 간과되는 폴리카보네이트에 대한 내용은 다음과 같습니다. 이 소재는 안경 연구실에서 탄생한 것이 아닙니다. 가깝지도 않아요.

이 화합물은 1953년 독일 바이엘과 미국 제너럴 일렉트릭의 연구원들에 의해 독립적으로 발견되었습니다. 상업 생산은 5년 후에 시작되었습니다. 그런데 안경? 그것은 훨씬, 훨씬 나중에 나왔습니다.

그 사이에 일어난 일은 실제로 꽤 거칠었습니다. NASA는 우주-극심한 온도 변동, 미소운석 충돌, 작업의 혹독한 조건을 처리할 수 있는 투명한 장치가 필요했습니다. 폴리카보네이트는 아폴로 임무 중 우주비행사 헬멧 바이저의 재료로 사용되었습니다.- 우주 왕복선 앞유리. 전투기 캐노피. 이 물질은 누군가의 근시를 교정하기 전에 문자 그대로 낮은 지구 궤도에서 시속 17,500마일의 속도로 사람들의 시력을 보호하고 있었습니다.

1978년에는 최초의 단초점 안과용 렌즈가 시장에 출시되었습니다. 광학 산업이 마침내 성공을 거두었습니다.

충격 저항이 생각보다 중요한 이유

여기의 숫자는 정말 인상적입니다. 폴리카보네이트는 표준 CR-39 플라스틱보다 약 10배 더 강한 내충격성을 제공합니다. 일부 테스트에서는 이 렌즈가 시속 135마일의 속도로 움직이는 공을 부서지지 않고 견딜 수 있는 것으로 나타났습니다.

하지만 여기서 흥미로운 점이 있습니다. 폴리카보네이트를 거의 깨지지 않게 만드는 동일한 특성-분자적 유연성-이 가장 큰 약점을 만듭니다. 소재는 부드럽습니다. 실제로는 엄청나게 부드럽습니다. 폴리카보네이트 렌즈를 떨어뜨리면 튕겨 나옵니다. 자동차 열쇠를 그 위로 드래그하면 영구적인 흠집이 생깁니다.

이것이 바로 거의 모든 PC 렌즈에 하드 코팅이 이미 적용된 상태로 배송되는 이유입니다. 업계는 이 교훈을 빠르게 배웠습니다.

아동용 안경에 대해서는 논쟁의 여지가 없습니다. 미국검안협회(American Optometric Association)와 대부분의 안과 의사들은 16세 미만 어린이에게 다른 어떤 것도 권장하지 않습니다. 한쪽 눈의 상당한 시력을 잃은 단안 환자-도 마찬가지입니다. 위험 계산은 더 깨지기 쉬운 재료를 사용하는 것을 지원하지 않습니다.

아베 가치 문제

좋습니다, 이것이 바로 폴리카보네이트가 정당한 비판을 받는 부분입니다.

아베수는 물질이 빛을 구성 요소 파장으로 분산시키는 정도를 측정합니다. 숫자가 높을수록 색수차가 적다는 것을 의미합니다.{1}}광원 주변의 무지개 무늬가 적고, 주변 시야가 더 선명하며, 렌즈 가장자리를 통해 볼 때 색 줄무늬가 적습니다.

크라운 글래스는 58.5에 위치합니다. CR-39 플라스틱 점수는 59.3입니다. Trivex는 43-45를 관리합니다.

폴리카보네이트? 30. 일반적인 렌즈 소재 중 가장 꼴찌입니다.

이것이 실제로 중요합니까? 솔직히 상황에 따라 다릅니다. ±4.0 디옵터 미만의 도수를 가진 대부분의 착용자는 전혀 눈치채지 못합니다. 색수차는{3}}축에서 멀리 바라볼 때만 중요하며, 연구에 따르면 눈 움직임의 80%는 어쨌든 고정점의 20도 이내에 유지됩니다. 문제가 있는 영역에 도달하기 전에 고개를 돌릴 것입니다.

그러나 더 강한 처방을 받은 환자의 경우-특히 ±6.0 이상인 환자의 경우 광학 왜곡이 정말 짜증스러울 수 있습니다. 어떤 사람들은 적응합니다. 그렇지 않은 경우가 많습니다. 나는 어떤 처방 수준에서도 폴리카보네이트를 견딜 수 없는 환자를 묘사하는 안경사들의 이야기를 읽은 적이 있지만, 이는 비교적 드문 일입니다.

제조: 사출 및 주조 성형

생산 과정은 대부분의 사람들이 생각하는 것보다 더 중요합니다.

폴리카보네이트 렌즈는 사출 성형을 통해 만들어집니다. 원료는 작은 고체 알갱이로 도착합니다. 이것들은 녹을 때까지 가열된 다음 엄청난 압력을 받아 정밀 금형에 주입됩니다. 냉각이 빠르게 이루어집니다. 완성된 렌즈는 몇 분 안에 나올 수 있습니다.

이러한 속도는 기술 사양에도 불구하고 PC 렌즈가 상대적으로 저렴한 가격을 유지하는 이유를 설명합니다. 대량-생산으로 비용이 절감됩니다.

이는 액체 우레탄- 기반 단량체를 금형에 붓고 경화될 때까지 굽는 느린 공정인 주조 성형-을 사용하는 Trivex와 대조됩니다. 연장된 경화 시간은 렌즈 전체에 보다 균일한 응력 분포를 생성하며 이는 부분적으로 Trivex의 뛰어난 광학 선명도를 설명합니다.

자외선 차단 상황

별표가 표시되지 않는 한 가지 진정한 장점은 폴리카보네이트가 본질적으로 UV 방사선을 차단한다는 것입니다. 코팅이 필요하지 않습니다. 추가 치료는 없습니다. 그냥... 내장되어 있어요.

이 소재는 380나노미터 미만의 거의 모든 것을 흡수합니다. UVA, UVB-는 중요하지 않습니다. 이것은 마케팅 추가 기능이-아닙니다. 이는 폴리머 구조의 기본 특성입니다.

CR-39와 크라운 유리는 모두 유사한 UV 차단 효과를 얻으려면 특별한 처리가 필요합니다. 이는 추가 제조 단계, 추가 비용 및 추가 잠재적 실패 지점입니다.

폴리카보네이트를 사용하지 말아야 할 경우

±4.0디옵터 이상의 강한 처방은 문제를 야기합니다. 무게 이점이 사라지기 시작하고 색수차가 더욱 두드러질 정도로 렌즈 두께가 증가합니다.

여기서는 굴절률이 높은-재료(1.67, 1.74)가 더 적합합니다. 예, 비용이 훨씬 더 많이 듭니다. 예, 충격 저항성은 PC와 일치하지 않습니다. 그러나 -8.00 처방을 실행하는 사람의 경우 일반적으로 미적 및 광학적 개선으로 인해 절충점이 정당화됩니다.

또한 언급할 가치가 있는 점은 폴리카보네이트와 아세테이트 프레임이 서로 잘 어울리지 않는다는 것입니다. 재료 간의 화학적 상호 작용에 관한 것입니다. 대부분의 제조업체에서는 대신 주입된 플라스틱 또는 금속 프레임을 권장합니다.

그리고 틴팅? PC를 사용하면 일종의 두통입니다. 이 소재는 CR-39만큼 쉽게 염료를 수용하지 않습니다. 환자가 렌즈에 그라데이션 색조나 패션 색상을 특별히 원하는 경우 폴리카보네이트는 아마도 올바른 선택이 아닐 것입니다.

드릴링 및 무테 디자인

처음 배웠을 때 놀랐지만 폴리카보네이트는 실제로 무테 및 세미{0}}무테 프레임에 아름답게 작동합니다. 이 소재의 인장 강도는 유리나 표준 플라스틱보다 드릴 구멍 주변의 균열에 훨씬 더 잘 견딥니다.

핵심은 기술이다. 날카로운 버, 저속, 최소 압력. 드릴링 공정을 서둘러 진행하는 안경사는 결국 렌즈에 금이 가게 됩니다. 시간을 투자하는 사람들은 몇 년 동안 견딜 수 있는 깨끗한 마운트를 얻습니다.

Trivex는 드릴링도 처리할 수 있지만 폴리카보네이트의 더 높은 인장 강도가 여기에서 우위를 점합니다.

복굴절 및 응력 패턴

내부 응력은 이중 굴절을 생성합니다. PC 렌즈의 특정 영역을 통해 볼 때 무지개 패턴이나 시각적 왜곡으로 나타나는 경우가 있습니다.

원인은 다양합니다. 제조상의 불일치. 대형 렌즈를 프레임에 강제로 넣습니다. 드릴 마운트의 나사를-과도하게 조입니다. 접착제가 완전히 경화되기 전에 가장자리 가공을 위해 렌즈를 막는 경우에도 응력이 발생할 수 있습니다.

실제로 응력이 심한 폴리카보네이트 렌즈에서도 복굴절과의 도수 차이는 일반적으로 처방수 ±5.00에 대해 약 0.002디옵터로 측정됩니다. 눈에 띄나요? 드물게. 적절한 장비로 측정할 수 있나요? 전적으로.

표면 코팅은 문제를 다소 복잡하게 만듭니다. 반사 방지-처리 및 하드 코팅은 기판보다 부서지기 쉬우므로 스트레스-관련 문제를 증폭시킬 수 있습니다.

경쟁

트라이벡스훨씬 더 나은 광학 기능을 제공하면서 대부분의 폴리카보네이트 장점과 일치합니다(Abbe 43 대. 30). 또한 약 8% 더 가벼워졌습니다. 단점: 더 높은 비용, 일부 진보적인 디자인에서는 제한된 가용성, 그리고 실제로더 적은코팅을 적용하면 내충격성이 향상됩니다. 코팅되지 않은 Trivex와 코팅되지 않은 폴리카보네이트는 충격 테스트에서 비슷한 성능을 발휘하지만 실제-렌즈에는 코팅이 있습니다.

CR-39접근 가능한 가격대에서 순수한 광학 품질의 표준으로 남아 있습니다. 아베값 59.3으로 플라스틱 소재 중 가장 선명한 시야를 제공합니다. 그러나 그것은 부서진다. 항상 그런 것은 아니지만 책임 있는 실무자가 활동적인 어린이나 산업 안전 용도로 권장하지 않는 경우가 많습니다.

고-굴절률 플라스틱(1.60+)는 강력한 처방을 위해 더 얇은 프로파일을 생성합니다. 그들은 UV를 차단합니다. 그들은 미용적으로 더 좋아 보입니다. 또한 비용이 훨씬 더 많이 들고 폴리카보네이트의 내충격성과 일치하지 않습니다.

유리모든 렌즈 소재 중에서 최고의 긁힘 방지 기능과 광학적 선명도를 제공합니다. 또한 무겁고 깨지기 쉬우며 많은 시장에서 조달하기가 점점 더 어려워지고 있습니다.

실제로 가장 많은 혜택을 받는 사람

어린이들. 마침표. 내충격성, 자외선 차단, 상대적으로 저렴한 가격이 결합된 폴리카보네이트는 소아용 안경의 기본 선택입니다.

운동선수와 야외 근로자는 또 다른 명백한 인구통계를 나타냅니다. 일상 활동에 잠재적인 눈 위험이 있는 사람이라면 누구나 PC 렌즈를 진지하게 고려해야 합니다.

단안 환자는 파손에 강한-재료를 본질적으로 협상할 수 없게 만드는 고유한 위험에 직면합니다.- 제대로 작동하는 눈이 하나만 있는 경우 이를 보호하는 것이 가장 중요합니다.

그리고 솔직히? 보통 수준의 처방을 받은 많은 성인이 폴리카보네이트를 완벽하게 사용합니다. 광학적 타협이 존재하지만 대부분의 착용자가 이를 인식하지 못할 정도로 미묘합니다.

코팅 및 강화

긁힘-방지 하드 코팅은 기본적으로 필수입니다. 이제 대부분의 제조업체는 이를 자동으로 적용합니다.

반사 방지 코팅은-폴리카보네이트의 상대적으로 높은 굴절률이 생성할 수 있는 표면 반사에 큰 도움이 됩니다. 또한 색수차로 인한 시각적 아티팩트를 어느 정도 줄입니다.

블루라이트 필터링은 최근 대중화되었지만 그 이점에 대한 증거는 여전히 논쟁의 여지가 있습니다. 코팅이 작동합니다. 그들이 임상적으로 의미 있는 어떤 것을 성취하는지 여부는 전적으로 또 다른 질문입니다.

PC 렌즈는 광변색 처리를 통해 햇빛에 의해 어두워집니다. 성능은 브랜드와 제형에 따라 다릅니다.

기억할 가치가 있는 몇 가지 숫자

Trivex는 체중에서 승리합니다. CR-39가 광학 부문에서 승리했습니다. 유리는 긁힘 방지 기능에서 승리합니다. 폴리카보네이트는 충격 보호 및 가치 측면에서 승리합니다.

결론

폴리카보네이트는 완벽하지 않습니다. 색수차는 일부 착용자를 귀찮게 합니다. 부드러운 표면에는 보호 코팅이 필요합니다. 강력한 처방은 한계를 뛰어넘습니다.

그러나 안전-중요한 용도-아동용 안경, 스포츠 고글, 산업용 안전 안경, 무테 마운트-에서는 이 소재가 압도적인 위치를 차지하고 있습니다. 아폴로 임무 중 우주비행사의 눈을 보호했던 동일한 재료는 여전히 일상적인 시력 교정을 위한 가장 실용적인 선택 중 하나입니다.

업계에서는 계속해서 대안을 개발하고 있습니다. Trivex는 광학적 개선을 제공합니다. 높은-지수 재료는 더 얇은 프로파일을 제공합니다. 정기적으로 연구실에서 새로운 고분자가 등장합니다.

그 중 어느 것도 폴리카보네이트의 중심 역할을 대체하지 못했습니다. 상업적으로 출시된 지 50-년이 지난 후에도 여전히 내충격성 광학 장치의 주력 제품으로 남아 있습니다.