Современные технологии изготовления солнцезащитных очков

Согласно проведенным исследованиям европейского рынка солнцезащитных очков, основной целью ношения солнцезащитных очков является защита глаз. Солнцезащитные линзы не только снижают количество попадающего на сетчатку глаза видимого света от 100 до 10—50 %, но, что еще более важно, отфильтровывают ультрафиолетовое (УФ) излучение.
Исследования спектральных и цветовых характеристик некоторых солнцезащитных очков разных производителей с линзами различных цветовых оттенков представлены в работе.
дата защиты 2015г ...

ВСТУПЛЕНИЕ………………………………………………………………..3
РАЗДЕЛ I.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………5
1.1. Необходимость защиты глаз от интенсивного солнечного
излучения……………………………………………………………………..5
1.2. Требования к солнцезащитным очкам……………………………8
1.3. Полароидные очки…………………………………………………..16
1.4. Новая линза РТХ4000 от компании Polaroid………………………..18
1.5. Классификация солнцезащитных очков…………………………….24
РАЗДЕЛ ІІ. ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ………………………………………………………………..32
2.1 . Анализ солнцезащитных полимерных основ и стекол………..32
2.2.Исследование характеристик солнцезащитных очковых линз и их влияние на остроту зрения………………………………………………………..32
РАЗДЕЛ ІІІ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ……………………..34
3.1. Результаты анализа качества солнцезащитных полимерных основ и стекол……………………………………………………………………………….34
3.2.Результаты исследования характеристик солнцезащитных очковых линз и их влияние на остроту зрения……………………………………………34
ВЫВОДЫ……………………………………………………………………42
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………..43

Согласно проведенным исследованиям европейского рынка солнцезащитных очков, основной целью ношения солнцезащитных очков является защита глаз. Солнцезащитные линзы не только снижают количество попадающего на сетчатку глаза видимого света от 100 до 10—50 %, но, что еще более важно, отфильтровывают ультрафиолетовое (УФ) излучение.
Исследования спектральных и цветовых характеристик некоторых солнцезащитных очков разных производителей с линзами различных цветовых оттенков представлены в работе.

23,6
0,0
0,0
4,0
352
IZOKRON 18
34,8
0,0
0,0
40,0
334
IZOFOTO 15 B
7,0
0,0
0,0
2,8
344
IZOFOTO 15 G
7,0
0,0
0,0
5,7
341
Оконное стекло
69,5
3,8
0,0
83,3
295
Органическое оптическое стекло
IZOPLAST 150
9,5
0,0
0,0
0,2
354
IZOPLAST 150FOTO B
0,0
0,0
0,0
0,0
400
Дополнительное нанесение на линзы солнцезащитного покрытия, обеспечивая определенный коэффициент пропускания излучения видимого диапазона, существенно уменьшает и пропускание ультрафиолетового излучения. В таблице 6.1 приведены величины коэффициентов пропускання ультрафиолетового излучения линзами из стекла IZOKRON 15 с различными солнцезащитными покрытиями по данным Еленягурского оптического завода (буква в обозначении покрытия характеризует его цвет: В – коричневый, G –серый).
Таблица 6.1.Характеристики пропускания ультрафиолетового излучения
стеклом IZOKRON 15 с различными покрытиями
Наименование
покрытия
УФА, %
УФВ, %
УФС, %
350, %
ʎ 1%, нм
B25
19,7
0,0
0,0
14,3
339
B37
13,5
0,0
0,0
9,4
340
B50
8,7
0,0
0,0
5,2
342
B75
2,3
0,0
0,0
1,3
348
B90
0,6
0,0
0,0
0,2
371
G25
27,6
3,8
0,0
22,1
339
G50
20,5
0,0
0,0
18,4
340
G75
10,1
0,0
0,0
6,7
342
Сопоставление данных таблиц 5.1 и 6.1 позволяет сделать вывод об эффективности гашения ультрафиолетового излучения солнцезащитными покрытиями. Очковые линзы, в разной степени задерживающие коротковолновую часть спектра (иногда называемые «синеблокаторами»), применяются не только в солнцезащитных очках, но и, например, в очках для водителей транспорта, вочках для пользователей видеотерминалами – они повышают контраст изображения на экране и тем самым уменьшают «компьютерную астенопию».
1.3. Полароидные очки
Во время второй мировой войны на американских самолетах появилось новое «секретное оружие» – противобликовое остекление пилотских кабин, изобретенное физиком Э. Лэндом, главой фирмы Роlaroid, за 15 лет до этого. В результате увеличились обнаружение и опознавание наземних целей, повысилась точность бомбометания, снизилась опасность неожиданного появления воздушного врага. Само название фирмы Роlaroid родилось из оптического термина «поляризация», и только позже Э. Лэнд занялся всемирно прославившими его работами по созданию процессов мгновенной фотографии, которые теперь тесно связаны со словам «Полароид».
Полароидные солнцезащитные очки представляют собой своеобразную семислойную структуру (рисунок 1.3.).
Рис. 1.3.Схематическое представление полароидного материала
В середине – тонкая поляризующая пленка, слегка сероватая по цвету, предназначенная для эффективного гашения бликов. С обеих сторон от нее – специальные фильтры, поглощающие ультрафиолетовое излучение. Следующие два, симметрично расположенных слоя, обеспечивают прочность линз и препятствуют образованию осколков при механическом повреждении. Иногда эти слои дополнительно окрашивают в тот или иной цвет, чтобы уменьшить общий коэффициент пропускания. И, наконец, наружные слои представляют собой прочное защитное покрытие. Общая толщина материала – один-два миллиметра, ему можно придать любую требуемую форму.
На рисунке 4.1. представлены спектральные кривые пропускания двух марок полароидов, из которых видно, что они полностью поглощают излучение
УФ-В-диапазона и лишь частично (не более 5 - 10%) пропускают УФ-А-излучение.
Рис.4.1. Спектральные коэффициенты пропускания двух марок полароидов: 1-LT UV400; 2-LN UV400
При этом интегральный коэффициент пропускания видимого излучения составляет для материала марки LT UV400 – 18%, LN UV400 – 15%. К достоїнству полароидных солнцезащитных очков относят легкость, прочность и связанную с этим безопасность, обеспечение эффективной УФ-защиты, а самое главное – гашение ослепляющих бликов, например, от водной поверхности, в отличие от прочих солнцезащитных очков, равномерно ослабляющих световые потоки, отраженные от любых объектов. Известно, что естественно поляризованный солнечный свет при зеркальном отражении становится частино поляризованным. В полароидных очках выбрана такая ориентация плоскости поляризации поляроидной пленки, чтобы осуществить максимальное поглощение поляризованного излучения, отраженного от горизонтально расположенных зеркальных поверхностей. Эти свойства хорошо известны фотографам: подобный по принципу поляризационный фильтр является одним из основных, а часто и единственным инструментом устранения при съемке бликов и увеличения насыщенности цветов. Поскольку из полароидных материалов нельзя изготовить солнцезащитные корригирующие очки, то для последних выпускаются легко устанавливаемые на них полароидные насадки.
Небезынтересно отметить, что в солнцезащитных линзах, имеющих малый коэффициент пропускания видимого излучения, возрастает роль просветляющих покрытий, наличие которых на солнцезащитных линзах приводит к увеличению контраста наблюдаемой картины, так как в этом случае уменьшается световой поток, отраженный от поверхностей линзы и направленный в глаз наблюдателя.
1.4. Новая линза РТХ4000 от компании Polaroid
В новом сезоне компания Polaroid Eyewear презентовала новый улучшенный тип линзы РТХ4000, которая производится в Шотландии по абсолютно новой технологии с применением современного оборудования по полировке под. давлением.
Солнцезащитные линзы компании «Polaroid Eyewear» соответствуют и отвечают всем международным стандартам:
Американскому национальному стандарту ANSI Z80.3 – 2001 для общего назначения поляризованных линз Тип 1 и всем документам, на которые он ссылается;
Австралийскому стандарту AS/NZS 1067 – 2003 для общего назначения поляризованных солнцезащитных очков и всем документам, на которые он ссылается;
Европейскому стандарту EN 1836 – 2005 для поляризационного фильтра – Оптический класс 1 и всем документам, на которые он ссылается;
Китайскому стандарту GB 10810 – 1996 для общего назначения поляризованных линз и всем документам, на которые он ссылается.
Линза PTX4000 соответствует или превосходит все требования этих стандартов. Соответствие данным стандартам было протестировано независимыми организациями по сертификации Certottica, Colts, Alutec и Inspec.
Общие характеристики линзы
Линза РТХ4000 очков Polaroid имеет сложную 7-слойную структуру. Главным элементом линзы является лине йно поляризующая пленка (поляризатор), по обе стороны которой находятся два полимерных слоя, блокирующие вредные ультрафиолетовые лучи c длиной волн менее 400нм, делая линзу легкой, гибкой и защищенной от механического воздействия. И, наконец, внешняя поверхность линзы состоит из прочного слоя, защищающего от царапин. Различные цвета линзы PTX4000 достигаются путем комбинации серой нейтральной поляризующей пленки и выбранных цветов пластика. Дополнительные цвета можно получить путем окрашивания.
Линза PTX4000 представляет собой изделие которое поглощает свет и блики. Она предназначена для использования как в солнцезащитных очках, так и в качестве прилегающих насадок (clip-on) на корригирующих очках. Типичная толщина линз в контрольной точке составляет 0,8 и 1.0мм. Линзы PTX4000 отличаются новой формой – форма линзы имеет небольшой изгиб в 6D и 8D, который достигается на уникальной установке по полировке под давлением, что гарантирует хороший оптический комфорт по всей площади изгиба и размера линзы.
Эффективность
Эффективность поляризации линзы определяется, как ее способность задерживать поляризованный свет, известный как отражаемые поверхностью блики. Чем выше значение, тем лучше качество линзы. Компания Polaroid (ПОЛАРизованный целлулОИД) - изобретатель поляризационного фильтра имеет долгую и проверенную историю производства наилучшего и самого надежного поляризатора.
Эффективность поляризации будет не менее 99%. Характеристики пропускання Ультрафиолетовый свет имеет вредное влияние на глаза и может способствовать развитию серьезных заболеваний глаз, таких как катаракта, снежная слепота и др. Ввиду этого, все международные стандарты выдвигают требования к
ограничению ультрафиолета с длиной волны менее 380нм, а в Австралии, стране наиболее подверженной УФ/заболеваниям на рак из-за ее близкого расположения к экватору, требования повышаются до 400нм. Защитные свойства линзы PTX4000 от ультрафиолетового света:
- коэффициент пропускания солнечных ультрафиолетовых лучей - 0.02%-0.21%;
- поглощение ультрафиолетового излучения - 99.79%-99.98%;
- оценочный коэффициент пропускания солнечных ультрафиолетовых лучей с длиной волны 400нм - 0.01%-0.10%;
- коэффициент пропускания видимого света 16.7-29.5 и координаты цвета для стандартного цвета линз PTX4000 в диапазоне - 42.5-61.2.
Несмотря на то, что Polaroid не выдвигает специальных требований к поглощению инфракрасных лучей, линза PTX4000 поглощает некоторую часть инфракрасного излучения, что может повысить комфорт для глаза путем уменьшения пропускаемого тепла.
Матовость
Типичная величина матовости составляет 1.4±0.3%. Эта величина измеряется спектрофотометром Gardner Spectroguard II в соответствии с ASTM D 1003.
Оптические характеристики
Оптическая сила
Оптическая сила линзы – это способность оказывать воздействие на изображение, видимое глазом. Идеальная, совершенная, некорригирующая плоская линза, используемая в солнцезащитных очках, - это та, у которой нет оптическойьсилы. Чем ближе значение к нулю, тем лучше линза. Тем не менее, если у линзы есть оптическая сила, особенно сферическая оптическая сила, для линзы лучше обладать отрицательной, чем положительной оптической силой. Это сказано в Американском стандарте, где допустимая оптическая сила колеблется от -0.25 до +0.125 диоптрий (D или m-1).
Однако, другие международные стандарты, такие как Европейский стандарт для оптики Класса 1 и Австралийский стандарт, допускают лишь отклонение ±0.09D.
Линзы Polaroid изготовляют с использованием уникального процесса, называемого полирование под давлением. Этот уникальный процесс, изобретенный и запатентованный Polaroid, позволяет изготавливать линзы сопоставимые с качеством литых под давлением или стеклянных линз при более низкой цене. Это достигается способностью используемого оборудования оптически корректировать линзу, обеспечивая оптическое качество Класса1.
Полирование под давлением позволяет производить линзы, которые превышают требования международных стандартов с типичными величинами, указанными ниже при измерении телескопом, в соответствии с Европейским стандартом EN 1836:1997, а также используя USAF 1951 1X мишень, которая позволяет измерить разрешающую способность, а также оптическую силу:
Типоразмер (диоптрии) 6D 8D
Сферическая оптическая сила (m-1) -0.03 ± 0.01 -0.05 ± 0.02
Астигматическая оптическая сила (m-1) 0.01 ± 0.01 0.01 ± 0.01
Призматическая оптическая сила (Δ) <1/16 <1/16
Разрешающая способность и число Аббе Число Аббе измеряет хроматическую дисперсию линзы, т.е. способность фокусировать разные цвета в разных точках. Чем больше число, тем меньше дисперсия, а соответственно, лучше линза. Для сравнения, число Аббе для поликарбоната приблизительно равняется 30, а для стекла около 60. Для линз РТХ4000 Разрешающая способность - 1.6, а число Аббе - 60.
Характеристики устойчивости к царапанию
Стойкость к царапанию определяется при помощи теста стальной мочалкой, в котором матовость измеряется спектрофотометром Gardner Spectroguard II в соответствии с ASTM D 1003 до и после воздействия. Процедура состоит из 20 циклов с использованием груза 500 грамм и стальной мочалки класса #000 на установке по испытанию линз царапаньем LEMA. Полученная матовость(%), измеренная вышеуказанным методом, составила 0.6±0.4
При тестировании по стандарту EN168:2001 (тест падающим песком) матовость линзы PTX4000 на 50% меньше, чем у стандартных акриловых линз (РММА).
Характеристики по ударопрочности
Линзы PTX4000 удовлетворяют всем требованиям международных стандартов для солнцезащитных очков.
По Европейскому стандарту EN1836:2005 линзы соответствуют дополнительной спецификации по «Очкам с расширенной надежностью». Очки были протестированы согласно процедуре «Расширенная надежность», а не по процедуре «Минимальная надежность» как указано в стандарте после того, как она была заменена на новую.
Тесты были проведены на оборудовании, разработанном и произведенном в соответствии с EN168:2001 с различиями, указанными в стандарте EN1836:2005 пункт 6.5.2.
Как вывод, линза PTX4000 не разлетается на куски, что означает, она не трескается на всю толщину и не терцет материал, а также не допускает проникновения шарика при тестировании в соответствии с условием 3 стандарта EN168:2001, как указано в стандарте EN1836:2005. Линзы также соответствуют требованиям FDA («Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов в США») указанных в части 21 CFR ("Свода федеральных нормативных актов правительства США") пункт 801.410.
Более того, при тестировании организацией по сертификации Alutec и Inspec, линзы РТХ4000 8D 0.8 и 1.0мм и 6D 1.0мм соответствуют высоким требованиям по ударопрочности Европейского стандарта безопасности EN166:2001 для не вставленных в оправу линз.
Кривизна линз
Линзы выпускаются с кривизной 6D или 6-типоразмер, а также с кривизной 8D или 8-типоразмер. Они соответствуют следующим допускам:
Стабильность характеристик
Все стандартные цветные линзы как минимум выдерживают испытания следующими условиями окружающей среды. Обратите внимание, что материалы подвергались одному испытанию при написании выводов о стабильности.
Сухое тепло 96 часов непрерывно при температуре 60°С с относительной влажностью менее 15%.
Холод 96 часов непрерывно при температуре -20°С.
Тепло и влажность 96 часов непрерывно при температуре 40°С и при 90%-ой относительной влажности.
Свет 96 часов непрерывного облучения ртутной лампой в 400 ватт с расстояния 30 см.
Результаты тестирования:
1. За исключением области 0.08 дюймов (2мм) от края тестируемого образца, продукт не выявил признаков расслоения, выцветания или видимых изменений пропускания или цветового неоднородности (пятен, царапин, точек, полосок). Линзы также выдерживают эти условия без каких-либо влияний на кривизну, матовость или эффективность поляризации.
2. Однородность цветового сдвига по всей линзе допускается с максимальным ΔЕ00=2.5 при использовании D65 2° стандартного трехцветного значения Xn=97.047, Yn=100.000 Zn=108.883.
Контроль качества
3.1 Условия хранения
Линзу PTX4000 следует хранить в оригинальной упаковке при комнатной температуре (<23°С) и относительной влажности не более 50%.
3.2 Очистка
Если возникает необходимость протереть линзу, рекомендуется использовать слегка влажную, чистую, без пылинок, мягкую салфетку. Также материалы линз не боятся воздействия большинства коммерческих очистителей стекол при соблюдении правил их применений.
1.5. Классификация солнцезащитных очков
Классифицируют солнцезащитные очки по различным признакам.
По типу линз
В зависимости от того, какое покрытие используется для линз, выделяют солнечные очки:
с корригирующими стеклянными цветными линзами – защищают от света, корректируют зрение, но не всегда удобны, так как их свойства зависят от толщины стекла;
с органическими линзами, у которых окрашена только поверхность, – более удобны, чем цветные;
с фотохромными линзами – называются также хамелеонами из-за способности менять интенсивность затемнения в зависимости от количества света в помещении или на улице;
с зеркальными линзами – отражают свет за счет зеркальной поверхности;
с поляризационными линзами – снижают «бликование» и воздействие на глаза света, отраженного от снега, воды, песка и прочих поверхностей;
с градуированными линзами – цвет таких линз отличается плавным переходом от темного оттенка в верхней их части к светлому в нижней.
По цвету линз
Цвет линз довольно сильно влияет на наше зрительное восприятие окружающего мира. Цветные линзы могут, например, увеличивать яркость или «расслаблять» глаза, а также они способны поглощать вредное излучение, но в разной степени.
В зависимости от цвета линз солнцезащитные очки могут приобретать дополнительные особенности:
темно-серые – контрастность «картинки» и качество цветопередачи в таких очках приближено к естественному, поэтому они подходят для видов деятельности, где важно максимально объективное восприятие цвета. Отличный выбор для спортсменов, водителей, рыбаков, охотников и пилотов;
коричневые – увеличивают контрастность, расслабляюще действуют на глаза. Подходят водителям, спортсменам (особенно лыжникам и горнолыжникам), а также рукодельницам;
красные – действуют утомляюще на нервную систему. Их не принято рекомендовать для частого ношения и защиты от солнца;
оранжевые – уменьшают воздействие света, немного усиливают четкость изображения, но не пропускают часть синего спектра, что может вызывать искажение цветопередачи. При этом «красные», «желтые» и «зеленые» волны достигают глаз в достаточном объеме. Возможно, будут удобны водителям, так как снизят риск ослепления фарами встречных машин;
желтые – усиливают контрастность и яркость «картинки», уменьшают напряжение глаз, позволяют точнее оценивать расстояние между предметами. Благодаря таким характеристикам хорошо зарекомендовали себя в качестве очков для водителей, стрелков, гольфистов;
зеленые – усиливают контрастность, уменьшают напряжение глаз, благотворно (успокаивающе) влияют на нервную систему, поэтому актуальны для ежедневного использования, а также самых разных видов деятельности. Особенно популярны в среде водителей, рыбаков, теннисистов;
голубые и синие – нарушают восприятие цвета, потому категорически не рекомендуется приобретать их для защиты от солнца, а также если вы собираетесь в них управлять транспортным средством или заниматься другими ответственными видами деятельности;
розовые – препятствуют «бликованию», но мало защищают от излучения и имеют небольшую степень затемненности. Подходят для рукоделия.
Таким образом, по цвету линз очки стоит выбирать в зависимости не только от предпочтений, но и от конкретного вида деятельности, для которого данный аксессуар приобретается.
По категории защиты от УФ-излучения
По закону на солнцезащитных очках обязательно должна быть этикетка со всей необходимой покупателю информацией. Ультрафиолетовое излучение имеет обозначение «UV», а категория защиты пишется арабскими цифрами на дужке очков. Но так бывает не всегда – обычно производители ограничиваются номером сертификации изделия.
Защитную способность любых очков можно проверить в салоне оптики с помощью специального прибора – калориметра (спектрометра, тестера).
Рис. 1.5. Проверка защитной способности солнцезащитных очков
По европейскому стандарту линзы солнцезащитных очков имеют пять категорий (групп):
Нулевая категория представлена очками с незатемненными линзами, которые пропускают солнечный свет на 100–80 %. Глаза такие очки могут защитить от ультрафиолета недостаточно хорошо.
Первая категория – это очки со специальными стеклами для неактивного солнца. Они пропускают 80–45 % света и скорее являются модным аксессуаром, чем средством защиты от ультрафиолета.
Вторая категория линз имеет пропускную способность 43–18 % солнечного света и уже подходит для ношения в солнечную погоду. Это хорошие солнцезащитные очки для средней полосы.
Третья категория линз незаменима в условиях активного летнего солнца. Они пропускают не больше 18–8 % лучей и обладают повышенной степенью защиты. С такими очками можно смело отправляться в путешествие по экваториальным странам и даже в Заполярье. Как правило, очки этой группы имеют линзы темного цвета и подходят для каждодневной носки.
Четвертая группа как нельзя лучше придется во время отдыха на горнолыжных курортах, поскольку здесь лучи отражаются от поверхности снега или воды и создают дополнительную опасность для глаз. Их фильтр затемнения колеблется от 8 до 3 %. К сожалению, очки этой группы запрещены для ношения автомобилистами.
Есть мнение, что абсолютно любые затемненные очки защитят глаза от повреждения. Это не так. Если вы будете носить некачественные солнцезащитные очки, например из пластика, они будут пропускать большую часть ультрафиолетовых лучей. Из-за этого зрачок станет расширяться даже на свет с малой интенсивностью, и в него начнет проникать еще большее количество ультрафиолета и синего цвета, чем вообще без очков.
Для ежедневного использования лучше выбирать не особенно темные очки со средней пропускной способностью, так как от слишком темных линз глаза быстро устанут.