Breve analisi degli strati di rivestimento delle lenti per occhiali

Le lenti sono un elemento familiare a molti e svolgono un ruolo fondamentale nella correzione della miopia negli occhiali. Le lenti presentano diversi strati di rivestimento, come il rivestimento verde, blu, blu-viola e persino il lussuoso rivestimento dorato. L'usura degli strati di rivestimento è una delle principali cause di sostituzione degli occhiali, quindi scopriamo di più sui diversi tipi di rivestimento delle lenti.

Lo sviluppo del rivestimento delle lenti
Prima dell'avvento delle lenti in resina, si utilizzavano comunemente le lenti in vetro. I vantaggi delle lenti in vetro sono l'alto indice di rifrazione, l'elevata trasmissione della luce e l'elevata durezza, ma presentano anche degli svantaggi come la fragilità, il peso e la scarsa sicurezza.

Per ovviare agli svantaggi delle lenti in vetro, le aziende hanno sviluppato diversi materiali sostitutivi, ma nessuno di essi è ideale. Ogni materiale presenta vantaggi e svantaggi specifici, ed è difficile raggiungere un equilibrio ottimale. Questo vale anche per le attuali lenti in resina (materiali a base di resina).
Per le lenti in resina attualmente in commercio, il rivestimento è un processo necessario. I materiali in resina presentano inoltre numerose classificazioni, come MR-7, MR-8, CR-39, PC, NK-55-C e molti altri, ognuno con caratteristiche diverse. Indipendentemente dal fatto che si tratti di una lente in vetro o in resina, la luce che attraversa la superficie della lente subisce diversi fenomeni ottici: riflessione, rifrazione, assorbimento, diffusione e trasmissione.

Rivestire la lente con una pellicola antiriflesso
Prima di raggiungere la superficie della lente, la luce è pura energia luminosa (100%), ma quando esce dalla lente ed entra nell'occhio, non lo è più al 100%. Maggiore è la percentuale di energia luminosa, migliore è la trasmissione della luce e, di conseguenza, maggiore è la qualità e la risoluzione dell'immagine.
Per un determinato materiale per lenti, ridurre la perdita per riflessione è un metodo comune per aumentare la trasmissione della luce. Maggiore è la luce riflessa, minore è la trasmittanza della lente, con conseguente scarsa qualità dell'immagine. Pertanto, la riduzione della riflessione è diventata un problema che le lenti in resina devono risolvere, e a tal fine vengono applicati film antiriflesso (film AR) (inizialmente, i rivestimenti antiriflesso venivano utilizzati su alcune lenti ottiche).
La pellicola antiriflesso sfrutta il principio di interferenza per derivare la relazione tra l'intensità luminosa riflessa dallo strato di pellicola antiriflesso applicato alla lente e la lunghezza d'onda della luce incidente, lo spessore dello strato di pellicola, l'indice di rifrazione dello strato di pellicola e l'indice di rifrazione del substrato della lente, consentendo alla luce che attraversa lo strato di pellicola di annullarsi a vicenda, riducendo la perdita di energia luminosa sulla superficie della lente e migliorando la qualità e la risoluzione dell'immagine.
I rivestimenti antiriflesso spesso utilizzano ossidi metallici ad elevata purezza, come il biossido di titanio e l'ossido di cobalto, che vengono depositati sulla superficie della lente tramite un processo di evaporazione (deposizione sotto vuoto) per ottenere buoni effetti antiriflesso. I rivestimenti antiriflesso spesso lasciano residui e la maggior parte degli strati di pellicola presenta una colorazione prevalentemente verde.

Il colore della pellicola antiriflesso può essere controllato, ad esempio, per produrre pellicole blu, blu-violette, viola, grigie e così via. I diversi strati di pellicola colorata presentano processi di produzione differenti. Ad esempio, la pellicola blu richiede un controllo della riflettanza inferiore e la sua applicazione risulta più complessa rispetto a quella della pellicola verde. Tuttavia, la differenza di trasmissione luminosa tra le pellicole blu e verdi può essere inferiore all'1%.
Nei prodotti per lenti, i film blu sono generalmente più comuni nelle lenti di fascia media e alta. In linea di principio, la trasmissione della luce dei film blu è superiore a quella dei film verdi (si noti che questo è in linea di principio) perché la luce è una miscela di diverse lunghezze d'onda e le diverse lunghezze d'onda hanno posizioni di immagine diverse sulla retina. In circostanze normali, la luce giallo-verde viene proiettata con precisione sulla retina e l'informazione visiva fornita dalla luce verde è relativamente elevata, quindi l'occhio umano è sensibile alla luce verde.

Rivestire la lente con una pellicola dura
Oltre alla trasmissione della luce, sia la resina che il vetro presentano un inconveniente significativo: le lenti non sono sufficientemente dure.
La soluzione consiste nell'applicare un rivestimento protettivo rigido.
La durezza superficiale delle lenti in vetro è molto elevata (in genere, lasciano tracce minime se graffiate da oggetti comuni), ma questo non vale per le lenti in resina. Le lenti in resina si graffiano facilmente con oggetti duri, il che indica che non sono resistenti all'usura.
Per migliorare la resistenza all'usura delle lenti, è necessario applicare un rivestimento indurente sulla loro superficie. I rivestimenti indurinti utilizzano spesso atomi di silicio per il trattamento di indurimento, impiegando una soluzione indurente contenente una matrice organica e particelle inorganiche ultrafini, tra cui elementi di silicio. Il rivestimento indurente possiede contemporaneamente tenacità e durezza (lo strato di rivestimento sulla superficie della lente è duro e il substrato della lente risulta meno fragile, a differenza del vetro che si rompe facilmente).
La principale tecnologia moderna per il rivestimento indurente è l'immersione. Il rivestimento indurente è relativamente spesso, circa 3-5 μm. Le lenti in resina con rivestimento indurente si distinguono per il suono prodotto picchiettandole su una superficie piana e per la brillantezza del colore della lente. Le lenti che producono un suono nitido e presentano bordi brillanti sono state sottoposte a un trattamento di indurimento.

Applicare una pellicola antimacchia sulla lente.
Attualmente, i due rivestimenti di base per le lenti in resina sono la pellicola antiriflesso e la pellicola rigida. Generalmente, la pellicola rigida viene applicata per prima, seguita dalla pellicola antiriflesso. A causa delle attuali limitazioni dei materiali per pellicole antiriflesso, si verifica una contraddizione tra le capacità antiriflesso e antimacchia. Essendo la pellicola antiriflesso porosa, è particolarmente soggetta alla formazione di macchie sulla superficie della lente.
La soluzione consiste nell'aggiungere un ulteriore strato di pellicola antimacchia sopra la pellicola antiriflesso. La pellicola antimacchia è composta principalmente da fluoruri, che possono ricoprire lo strato poroso della pellicola antiriflesso, riducendo l'area di contatto tra acqua, olio e lente, senza alterare le prestazioni ottiche della pellicola antiriflesso.
Con la crescente diversificazione delle esigenze, sono stati sviluppati sempre più strati di pellicola funzionali, come pellicole polarizzanti, antistatiche, di protezione dalla luce blu, antiappannamento e altre ancora. A parità di materiale e indice di rifrazione, marche diverse, e persino all'interno della stessa marca, a parità di materiale, serie di lenti diverse presentano differenze di prezzo, e i rivestimenti delle lenti sono una delle cause di tali differenze. Esistono infatti differenze nella tecnologia e nella qualità dei rivestimenti.
Per la maggior parte dei tipi di rivestimento per lenti, è difficile per una persona media distinguerne le differenze. Tuttavia, esiste un tipo di rivestimento in cui gli effetti sono facilmente osservabili: le lenti che bloccano la luce blu (una tecnologia comunemente utilizzata nelle lenti di alta gamma che bloccano la luce blu).
Una lente ideale per bloccare la luce blu filtra la luce blu dannosa nella gamma 380-460 nm attraverso uno strato di pellicola che la blocca. Tuttavia, le prestazioni effettive possono variare tra i prodotti di diversi produttori. I vari prodotti presentano differenze in termini di efficacia nel blocco della luce blu, colore di base e trasmissione della luce, il che naturalmente comporta prezzi diversi.

 

Rivestimento protettivo per le lenti
I rivestimenti delle lenti sono sensibili alle alte temperature. I rivestimenti delle lenti in resina vengono applicati successivamente e condividono tutti un punto debole comune: sono sensibili alle alte temperature. Proteggere i rivestimenti delle lenti dalla rottura può effettivamente prolungarne la durata. I seguenti ambienti specifici sono inclini a causare danni ai rivestimenti delle lenti:
1. Mettere i bicchieri sul cruscotto di un'auto a mezzogiorno d'estate.
2. Indossare occhiali o tenerli nelle vicinanze mentre si usa la sauna, si fa il bagno o ci si immerge in una sorgente termale.
3. Cucinare in cucina con olio ad alte temperature; se l'olio bollente schizza sulle lenti, queste potrebbero scoppiare immediatamente.
4. Quando si mangia una zuppa calda, se il brodo bollente schizza sulle lenti, queste potrebbero rompersi.
5. Lasciare i bicchieri vicino ad elettrodomestici che generano calore per lungo tempo, come lampade da scrivania, televisori, ecc.
Oltre ai punti sopracitati, è anche importante evitare il contatto con liquidi fortemente acidi o alcalini per prevenire la corrosione delle montature o delle lenti.
La rottura del rivestimento delle lenti e i graffi sono fenomeni fondamentalmente diversi. La rottura è causata dall'esposizione ad alte temperature o liquidi chimici, mentre i graffi sono il risultato di una pulizia impropria o di un impatto esterno.
In realtà, il vetro è un prodotto piuttosto delicato. È sensibile alla pressione, alle cadute, alle flessioni, alle alte temperature e ai liquidi corrosivi.

Per proteggere le prestazioni ottiche dello strato di pellicola, è necessario:
1. Quando togliete gli occhiali, riponeteli in una custodia protettiva e conservateli in un luogo fuori dalla portata dei bambini.
2. Pulire i bicchieri con un detergente neutro diluito utilizzando acqua fredda. Si sconsiglia l'uso di altri liquidi per la pulizia dei bicchieri.
3. In ambienti ad alta temperatura (specialmente durante il bagno o la cottura), è consigliabile indossare i vecchi occhiali per evitare di danneggiare le lenti dei nuovi.
Alcune persone potrebbero sciacquare gli occhiali con acqua calda mentre si lavano i capelli, il viso o fanno la doccia, nella speranza di pulirli meglio. Tuttavia, questo può danneggiare seriamente il rivestimento delle lenti e renderle inutilizzabili. È fondamentale sottolineare che gli occhiali devono essere puliti esclusivamente con un detergente neutro diluito e acqua fredda!

Insomma
Grazie al continuo progresso delle tecnologie di rivestimento, i moderni prodotti per occhiali hanno compiuto passi da gigante in termini di trasmissione della luce, resistenza ai graffi e proprietà antimacchia. La maggior parte delle lenti in resina, in policarbonato e in acrilico soddisfa le esigenze quotidiane delle persone in termini di design del rivestimento.
Come accennato in precedenza, gli occhiali sono in realtà prodotti piuttosto delicati, a causa della tecnologia di rivestimento della pellicola, in particolare per quanto riguarda le elevate temperature di utilizzo. Infine, vorrei ricordarvi: se notate danni alla pellicola delle vostre lenti, sostituitele immediatamente. Non continuate mai a usarle con noncuranza. Un danno alla pellicola può alterare le prestazioni ottiche delle lenti. Sebbene un paio di lenti possa sembrare un piccolo oggetto, la salute degli occhi è di fondamentale importanza.