Materiály pro výrobu brýlových čoček

Minerální brýlové čočky Čočky z korunového a flintového skla.

Korunové sklo Z historického hlediska byly první minerální čočky označeny jako korunové sklo Název pochází z anglického „crown-glass“, což bylo odvozeno od vzhledu kulatých skleněných desek, které se podobaly tvaru koruny. Už po desetiletí se korunové sklo výrobně označuje jako B 270 Jedná se o standardní materiál pro bezbarvé brýlové čočky slabšího a středně vysokého optického účinku (vrcholové lámavosti).

Vlastnosti korunového skla (B 270) Špatná tepelná vodivost - při přechodu z chladného do teplého prostředí se snadno zamlží. Lehce se rozbije - není vhodné pro děti a sportovce. Předností je tvarová stálost Vykazuje vysokou průhlednost a je opticky velmi čisté. Má vysokou povrchovou tvrdost a odolnost vůči povětrnostním vlivům, kyselinám a zásadám. Vykazuje jen nepatrnou disperzi (Abb. č. 58,3). Na jeho povrch lze bez problémů nanášet vrstvy. Index lomu n=1,525 Abbeovo číslo V=58,3 Měrná hmotnost ρ=2,55g/cm³

Korunové sklo HC 45 Index lomu n=1,604 Abbeovo číslo V=43,8 Měrná hmotnost ρ=2,67g/cm³ V roce 1984 vyvinuly sklárny Schott korunové sklo (High Crown) s výrobním označením HC 45. Předností oproti B 270 je vyšší index lomu (n=1,604) Nevýhodou je nižší abbeovo číslo (43,8), takže dochází k větší disperzi (ne však přílišné).

Flintové sklo Název flintové sklo je odvozen z dříve používaného čistého a světlého křemenu, který se dobýval blízko města Flint ve waliském hrabství Flintshire. SF 15 - Vysokolomivé těžké flintové sklo (n=1,704; Abb.č.= 29,8; ρ=4,06g/m³) obsahuje hodně oxidu olovnatého PbO. Kvůli své velké hmotnosti bylo začátkem 70. let 20. stol. nahrazeno těžkým flintovým sklem s obsahem oxidu titaničitého, pod výrobním označením SF 64 (n=1,711; ρ=2,99g/m³; Abb.č.= 30,6). Kvůli velké disperzi bylo nahrazeno těžkým flintovým sklem obohaceným oxidem baria. Výrobní označení je BaSF 64 (n=1,706; Abb.č.= 39,3; ρ= 3,19 g/cm³). Přidáním lanthanu bylo možno vyrábět brýlové čočky označené LaSF 32A (n=1,8; Abb.č.= 35,4; ρ=3,62 g/cm³), resp. čočky označené LaSF 39 (n=1,893; Abb.č.=30,4; ρ=4,02 g/cm³). Čočky sice mají vysokou disperzi a odrazivost, tloušťka je však výrazně menší, což je vhodné pro vysoké myopické korekce. Na čočky je třeba vždy nanést AR vrsvu.

Organické brýlové čočky

Obecné vlastnosti organických brýlových čoček Ve srovnání s minerálními čočkami mají nízkou hmotnost Nerozbijí se tak snadno - jsou vhodné pro děti a sport Dají se většinou dobře barvit Lépe vedou teplo - při přechodu z chladného prostředí do teplého se tolik nezamlžují Povrch je měkčí - snadno se poškrábou. Za vysokých teplot mohou měnit svůj tvar.

Vývoj organických materiálů Plast synteticky vyrobený je znám ca. 150 let a byl syntetizovám chemikem Adolphem Ritterem - měl černou barvu, nepropouštěl světlo, takže pro brýlové čočky byl nepoužitelný. Prvním průhledným plastem byl až PMMA ( n= 1,49; Abb.č.=59; ρ=1,19 g/cm³). Po 2. sv. válce byl PMMA poprvé použit pro výrobu brýlových čoček. Broušení čoček v optikách bylo za tehdejších podmínek obtížné, takže se čočky na trhu neuplatnily. Dnes se z PMMA vyrábějí čočky do fotoobjektivů a prismata do optických přístrojů. PMMA je velmi transparentní a chemicky odolný (stálý).

CR 39 Index lomu n=1,501 Abbeovo číslo V=58 Měrná hmotnost ρ=1,32g/cm³ CR 39 je nejstarší plastový materiál, využívaný pro výrobu brýlových čoček. Vyroben byl r. 1940 z kolumbijské pryskyřice (Columbia Resin) a 39. vzorek z pokusné řady nejlépe vyhovoval. Vyroben byl chemiky firmy Columbia Chemical Southern Corporation, dceřinné společnosti American Pittsburgh Plate Glass Company (PPG) - ta jej má registrován obchodní značkou. CR 39 je polydiethylenglykolbisallylcarbonat, krátce Poly DEGBAC. Broušení diamantovými kotouči je bez problémů.

DEGBAC deriváty V 90. letech 20. stol. se začaly používat plasty o vyšší lámavosti K CR 39 se přimísily aromatické uhlovodíky - tím bylo možné docílit n do 1,6. Vznikly tak DEGBAC deriváty* s n=1,54; Abb.č.=47; ρ=1,22 g/cm³ a n= 1,56; Abb.č.=37; ρ=1,23 g/cm³. Mají horší optické vlastnosti. *derivát vzniká tím, že 1 či více atomů je nahrazeno jiným atomem či skupinou atomů

Mitsui Resin Kvůli špatným optickým vlastnostem DEGBAC derivátů se hledaly nové materiály, které by měly vyšší Abbeovo číslo. To se podařilo najít chemikům firmy Mitsui Toatsu Chemicals Japan použitím základních monomerů* jako je Polyisocyanat a Polythiol. Nebo byly přidány halové prvky (brom, síra, chlor), či sloučeniny, obsahující (meth)akrylát nebo estery dikarboxylových kyselin nebo aromatické sloučeniny. Vyrobili tak nový materiál s indexem lomu do 1,8. Nové produkty se na trhu označují zkratkou MR (Mitsui Resin). *monomery jsou nízkomolekulární sloučeniny, které se na vysokomolekulární sloučeniny – polymery - dají přestrukturovat za určitých fyzikálních podmínek

MR 6 - MR 8 Začátkem r. 1993 byly vytvořeny brýlové čočky s označením MR 6 (n=1,6; Abb.č.=37; ρ=1,34 g/cm³) a zakrátko MR 7 (n=1,67; Abb.č.=31; ρ=1,37 g/cm³). R. 1998 se podařilo vytvořit materiál se stejným indexem lomu jako má MR 6, ale s vyšším Abbeovým číslem a byl označen jako MR 8 (n=1,6; Abb.č.=41, ρ=1,3 g/cm³).

MR 10 Firma Seiko nabízí i čočky MR 10 Index lomu n=1,67 Abbeovo číslo V=32 Měrná hmotnost ρ=1,36g/cm³ Firma Seiko nabízí i čočky MR 10 Jsou pružnější - pevnost v tahu o 50% větší než polykarbonát a 3x větší než CR 39 Pevnost v ohybu 2x větší než polykarbonát. Čočky lze vyrobit velmi tenké (středová tloušťka 1mm u rozptylek –2D a víc, okrajová tloušťka 1mm u spojek) Jsou stabilnější – méně citlivé na horko než běžné MR 7

Ve stejném roce firma Mitsubishi Glas rozšířila svůj sortiment o zcela nově vyvinutý materiál s výrobním označením Testalid. O 3 roky později následoval další materiál s označením SPG, vyrobený firmou Seiko. Index lomu n=1,71 Abbeovo číslo V=36 Měrná hmotnost ρ=1,4g/cm³ Index lomu n=1,74 Abbeovo číslo V=33 Měrná hmotnost ρ=1,47g/cm³

Index lomu n=1,59 Abbeovo číslo V=31 Měrná hmotnost ρ=1,29g/cm³ Polykarbonát Materiál, který se zkoušel poprvé použít pro výrobu brýlových čoček na přelomu 50. a 60. let 20. stol., je polykarbonát, označený PC. Je extrémně nárazuvzdorný, pružný a lehký - vhodný pro sportovní, sluneční, ochranné brýlové čočky. Je měkčí - náchylný k poškrábání. Méně chemicky odolný než CR 39 - nepopisujeme lihovými fixami.

Index lomu n=1,53 Abbeovo číslo V=43-45 Měrná hmotnost ρ=1,11g/cm³ Trivex R. 2001 byl představen nový materiál Trivex (registrovanou obchodní značku má PPG Industries, Ohio, Inc.). Je lehký a dá se vyrobit tenký Má velmi dobré optické vlastnosti. Je pružný – nárazuvzdorný Velmi vhodný do vrtaných brýlí - nepraská hvězdicovitě kolem šroubků . Brýlové čočky z polykarbonátu a trivexu se předbrušují na speciálních kotoučích bez chlazení vodou.

Povrchové úpravy Veškeré plastové brýlové čočky lze (a je vhodné) opatřit tvrdícím lakem, na všechny lze nanést AR vrstvy a všechny je možné barvit, i když polykarbonát jen omezeně. Dnes lze aplikovat i různé speciální úpravy jako je např. úprava: fotochromická (např. Transitions – registrovanou obchodní značku má Transitions Optical Inc., Pinellas Park, Florida, Drivewear – registrovanou obchodní značku má Younger Optics) polarizační (např. NuPolar – registrovanou obch. značku má Younger Optics). Plastové brýlové čočky lze vyrábět v provedení asférickém, lentikulárním, progresívním, i bifokálním (ev. trifokálním), zároveň v kombinaci výše uvedených speciálních úprav.