I trattamenti sulle lenti

lenti
I trattamenti
sulle lenti
di Silvio Maffioletti e Angela Ravasi
Le aziende che producono lenti
oftalmiche di qualità le dotano
di trattamenti multistrato che le
rendono idrorepellenti, incrementano
la loro resistenza ai graffi e diminuiscono
la quantità di luce riflessa dalle loro
superfici. Per conoscere meglio i rivestimenti
multifunzionali è necessario esaminare
in dettaglio le caratteristiche e
le finalità di ogni singolo trattamento.
(mediante lavaggio ad ultrasuoni) e
asciugate con cura. Nella camera di
trattamento si adottano speciali accorgimenti
(utilizzando camere con
aria condizionata che consentono al
processo di svolgersi con la massima
(Figura 1)
Il processo di ‘spin-coat’ per l’applicazione
del trattamento indurente avviene
per rotazione e utilizza lacche simili a
quelle impiegate nel processo ad immersione,
pur se modificate (nella composizione
e nella viscosità) per renderle
adatte all’applicazione per rotazione.
Trattamenti indurenti
Il trattamento indurente viene applicato
sulla superficie delle lenti organiche
per migliorarne la resistenza alle
abrasioni e procrastinarne la durata
nel tempo. Si realizza sia utilizzando
lacche a base di polisilossano (che vengono
applicate mediante immersione
oppure spin-coat), sia utilizzando rivestimenti
simili al quarzo (che vengono
applicati utilizzando la tecnologia ad
alto vuoto). I trattamenti indurenti
ottenuti mediante immersione e
spin-coat richiedono costi contenuti.
Dopo la loro applicazione le lenti sono
colorabili, sebbene l’assorbimento del
colore risulti più lento. I trattamenti
indurenti ottenuti mediante tecnologia
ad alto vuoto sono maggiormente duri
ma le lenti, dopo l’applicazione del
film, non possono più essere colorate
(Smsa, 2007).
Prima di essere sottoposte al trattamento
indurente, le superfici delle lenti
devono essere pulite accuratamente
Figura 1 - Applicazione del trattamento indurente su lenti organiche mediante immersione in
lacca a base di silossano. Tratta da Smsa, 2007.
pulizia) per evitare il deterioramento
della lacca. La macchina che immerge
le lenti nella lacca garantisce alla risalita
una velocità controllata, necessaria
per realizzare uno spessore definito e
costante del film.
(Figura 2 - vedi altra pagina)
Il costo del trattamento indurente
realizzato mediante tecnologia ad alto
vuoto è elevato se alle lenti viene
applicato solo tale film; ha invece
un’incidenza minore quando vengono
contemporaneamente applicati altri
trattamenti.
Se ha uno spessore superiore ai 10 µm,
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lenti
il trattamento indurente può rovinarsi
(formando crepe e strie) dato che le lenti
organiche si flettono e si espandono
quando vengono sottoposte a tensione
(astucci rigidi troppo piccoli per la
montatura che contengono, tensione
meccanica applicata per rimuovere le
lenti dalla montatura, etc.).
Trattamenti antiriflesso
Una parte della radiazione luminosa
che incide sulla superficie di una
lente viene riflessa dalle sue superfici
e non concorre a formare l’immagine
finale, che per questo risulta meno luminosa.
Le riflessioni si realizzano sia
sulla superficie anteriore che su quella
posteriore della lente. La radiazione
luminosa riflessa dalla superficie posteriore
della lente penetra nel forame
pupillare e, oltre a non contribuire
alla realizzazione dell’immagine,
provoca un decadimento generale
del contrasto e quindi della qualità
visiva. La radiazione luminosa riflessa
dalla superficie posteriore della lente
induce inoltre immagini parassite
incoerenti rispetto a ciò che viene
osservato, provocando un disturbo
che penalizza soprattutto la visione
notturna (lo sfondo scuro amplifica
l’effetto delle luci parassite) e il lavoro
prossimale (l’applicazione continua
e protratta al Vdt viene resa difficile
dalla presenza costante delle luci
parassite). E’ quindi particolarmente
importante prestare attenzione alle
sorgenti luminose posteriori alla posizione
del soggetto, che generano i
riflessi che si formano sulla superficie
posteriore delle sue lenti (Cappa et
al., 1994).
Tali riflessi variano in relazione alla
posizione delle sorgenti luminose.
La quantità di luce riflessa da una
superficie lucida varia infatti in
base all’angolo di incidenza; se la
luce incide sulla superficie perpendicolarmente,
la riflettanza (r)
è calcolabile mediante la relazione
di Fresnel:
r = [(n-1)/(n+1)] 2
dove n rappresenta l’indice di rifrazione
della lente e 1 l’indice di rifrazione
dell’aria. Quindi r è tanto maggiore
quanto maggiore è n.
Materiale
lente
Indice di
rifrazione
(n)
Riflettanza
(r)
CR-39 1,498 4%
Vetro crown 1,523 4,3%
Titanio 1,701 6,72%
Lantanio 1,800 8,16%
Tabella 1. Riflettanza (%) di alcuni materiali
con luce incidente perpendicolarmente. Tratta
da Smsa, 2007, modificata.
Nella tabella 1 sono riportati i valori
di r riferiti a materiali diversi. Si può
osservare che la riflettanza cresce all’aumentare
di n; la superficie di una
lente in CR39 con indice di rifrazione
1.498 riflette il 4% della luce incidente
mentre la superficie di una lente in
lantanio con indice di rifrazione 1.80
ne riflette più dell’8%.
La radiazione luminosa riflessa dalle
superfici delle lenti produce una diminuzione
del contrasto e una visione
velata, che riduce la nitidezza. Per
questo è opportuno usare occhiali con
lenti dotate di trattamento antiriflesso,
che aumenta la trasmittanza della
lente migliorandone l’aspetto estetico
ed eliminando le immagini fantasma
(Catalano, 2001).
Figura 2 - Deposizione del trattamento indurente mediante rotazione o “spin-coat”.
Tratta da Smsa, 2007.
(Figura 3 - vedi pagina a lato)
Dopo l’applicazione del trattamento
antiriflesso, se si analizzano i cammini
ottici dei due raggi riflessi (uno dall’interfaccia
aria/film e l’altro dall’interfaccia
film/lente) si evidenzia una
differenza tra i due treni d’onda. Se la
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lenti
consistere in una sostanza monocomponente
quale l’ossido di zirconio o
l’ossido di titanio, che possiedono
indici di rifrazione adeguatamente
elevati; per lo strato più esterno è in
genere utilizzato il biossido di silicio
(Si0 2
), che ha indice di rifrazione
1.46 ed è assai resistente ai graffi
(Smsa, 2007).
Trattamenti
antiriflesso multistrato
E’ possibile ridurre quasi a zero la
riflettanza delle lenti utilizzando vari
strati che realizzano interferenza ottica,
scegliendo gli indici di rifrazione
e gli spessori di ogni strato in modo
che, associando i film di rivestimento,
l’ampiezza delle onde riflesse da ogni
interfaccia risulti zero alle diverse lunghezze
d’onda. I rivestimenti multistrato
efficaci in tutta la banda d’onda
dello spettro visibile (noti come rivestimenti
a larga banda) sono costituiti
da varie coppie di strati che alternano
film con alti indici di rifrazione a
film con bassi indici di rifrazione; di
norma gli strati di maggiore spessore
eliminano la riflettanza delle bande
d’onda centrali dello spettro, mentre
gli strati di film più sottili agiscono
sulle regioni rosse e blu dello spettro
(Lovisolo et al., 1993).
Oltre al trattamento antiriflesso multistrato,
la serie di film di rivestimento
può includere uno strato indurente,
uno strato idrorepellente e uno strato
il cui scopo è semplicemente quello
di garantire la buona adesione degli
strati antiriflesso al trattamento indurente.
Figura 4: Rappresentazione in sezione di una superficie (a) non trattata e di una (b) dotata di
trattamento idrorepellente. Tratta da Smsa, 2007.
Figura 5 - Minore è l’ampiezza dell’angolo di contatto, maggiore è la bagnabilità della superficie.
Tratta da Smsa, 2007.
Trattamenti idrorepellenti
Le lenti per occhiali devono trasmettere
più luce possibile ed è necessario
siano perfettamente pulite. La presenza
di depositi di acqua, grasso o olio
riduce la trasmittanza e abbassa drasticamente
l’efficacia del trattamento
antiriflesso; può addirittura indurre
un aumento della riflettanza a causa
dell’elevato indice di rifrazione dei
depositi presenti sulle superfici delle
lenti (Aa.Vv., 2003).
Il problema può essere affrontato
applicando un rivestimento idrorepellente
sulle superfici della lente; si
tratta di un film sottilissimo di silicone
che elimina le irregolarità con un
effetto simile a quello della cera per
lucidare la carrozzeria dell’auto.
(Figura 4)
Il trattamento idrorepellente aumenta
l’angolo di contatto formato dalla tangente
all’estremità della goccia con la
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superficie della lente. Minore è l’ampiezza
dell’angolo, maggiormente bagnabile
è la sua superficie; affinché la
superficie della lente sia idrorepellente
(ovvero non sia bagnabile) l’angolo
di contatto deve essere più elevato
possibile; in questo modo l’acqua e i
liquidi scivolano via e non rimangono
sulla superficie (Smsa, 2007).
(Figura 5 - vedi pagina a lato)
I trattamenti idrorepellenti sono
estremamente sottili e possono essere
• Catalano F., Elementi di Ottica geneapplicati
mediante processo ad immersione,
al termine del quale segue
la cottura che indurisce chimicamente
lo strato e lo fissa nella sede di deposizione.
Poiché le lenti dotate di trattamento
idrorepellente impediscono l’accumulo
delle gocce d’acqua sulla superficie,
si riduce anche la possibilità di appannamento
in caso di condensazione
dell’acqua. Per questo motivo tali
trattamenti sono detti anche “antiappannanti”
o “antimbrattamento”.
Maggior comfort,
miglior qualità visiva
Nella scelta della lente, oltre alle qualità
del materiale ed i vantaggi della
geometria, vanno considerati anche i
trattamenti. Sono proprio i sottilissimi
film depositati sulle sue superfici ad
aumentarne la trasmittanza, renderla
idrorepellente e più resistente ai graffi,
più liscia e facile da pulire. Trattamenti
che migliorano il comfort di chi porta
l’occhiale ed elevano la qualità visiva
delle lenti, in ogni situazione.
Riferimenti bibliografici
Comfort e qualità visiva al top: questi i
dettagli ricercati da chi ricorre alle lenti
• Aa. Vv., Lenti & occhiali, Medical
Books, Palermo, 2003
• Cappa S., Leoni U., Perris R., I
trattamenti antiriflesso nell’ottica oftalmica,
Ottica Italiana, luglio 1994, pag.
52-60
rale, Zanichelli, Bologna, 2001
• Lovisolo C., Abati S., Buratto L.,
Montani G., Occhiali in Ottica Oftalmica,
Fabiano, S. Stefano Belbo (CN), 1993
• Smsa Mo Jalie, I trattamenti multifunzione,
B2Eyesmagazine, 11/2007,
pag. 25-29
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