Kõrge murdumisnäitaja

KÕRGE MURDUMISNÄITAJA (HI-INDEKS)

Kõrge murdumisnäitajaga läätsed töötati esmalt välja -8.00 ja tugevamate korrektsioonide jaoks. Tänapäeval valmistatakse kõrget murdumisnäitajat erinevate korrektsioonide jaoks, ehkki nõrgema korrektsiooniga patsientidele on kasutegur väiksem. Kõrge murdumisnäitajaga materjalide peamine kasutegur on see, et need murravad valgust rohkem, järelikult on sama korrektsioonitugevuse saavutamiseks vaja vähem ainet. Seetõttu saab valmis läätse valmistada õhema ja tavaliselt ka lamedama. Ehkki kõrge murdumisnäitajaga materjalid on suhteliselt tihedad, kulub läätsele vähem materjali, mistõttu raami asetatud läätsede puhul on sageli võimalik ka kaalu vähenemine. Taolised muutused on märgatavamad väga kõrge murdumisnäitajaga läätsede puhul. Üldjoontes on kõrge murdumisnäitaja kasutegurid kõige paremini näha miinusläätsede puhul, sest läätse serv peale raami panekut on märkimisväärselt õhem. See tähendab, et läätsede väljanägemine on parem ning neile sobivate ja esteetilist lõpptulemust pakkuvate raamide valik on laiem.

Kõrge murdumisnäitaja miinused

Palju on kõneldud madalast Abbe-arvust ja selle toimest nägemisele. Kuid, on olemas klientide grupp, kes on tundlikud kromaatiliste aberratsioonide suhtes ja kes tajuvad dispersiooni värvulahutusefekte. Osa neist tarbijatest on tõsiselt häiritud, teised lasevad end kõrge murdumisnäitajaga läätsedega kaasneva iseloomuliku nähtuse paratamatuses kergesti veenda. Mõned võivad tunda, et nende kontrastitaju ei ole sama terav, nagu see enne oli.

Müüjate jaoks muudab olukorra keeruliseks see, et nad ei tea, millised kliendid selliseid mõjusid ühtaegu nii tajuvad, kui ka nendega rahulolematud on. See ei sõltu ainult läätsematerjalist, vaid ka disainist, raamist, eelmistest prillidest ja sellest, kas nad pööravad sageli pead, mis tähendab läätse servaalade sagedamat kasutamist.

Kõrgema refraktsiooniindeksiga materjalidele on omane madalam dispersioonikoefitsent (ehk Abbe-arv), kui standardse murdumisnäitajaga materjalidel. See võib tähendada läätse äärealal värviefektide ilmnemist. Mida kõrgem dispersioonikoefitsent, seda parem on prillikasutaja nägemiskvaliteet läätse äärealas. Võrdluseks: CR39 ja standardindeksiga klaasi Abbe-arv on 58, samas kui kõrgema refraktsiooniindeksiga läätse Abbe-arv võib langeda 30-ni. Madal dispersioonikoefitsent võib mõnikord tähendada üsna tõsiseid või häirivaid kromaatilisi aberratsioone. Kui võrkkesta ümbruses on värvilised servaalad liialt nähtavad, võib nägemine olla häiritud. Kõik kvaliteetläätsede tootjad ja läätsematerjalidega varustajad viivad läbi ulatuslikke uurimusi selliste kõrge murdumisnäitajaga läätsede väljaarendamiseks, millel oleks parim võimalik refraktsiooniindeksi / diseprsioonikoefitsendi suhe.

Abbe-arv ja refraktsiooniindeks on otseselt seotud, kuid see suhe sõltub täielikult kõrgema refraktsiooniindeksi saamiseks kasutatavast keemilisest materjalist. Aromaatsed ühendid annavad madala Abbe-arvu väärtuse; juba väikseim refraktsiooniindeksi kasv toob kaasa Abbe-arvu väärtuse märgatava languse; seepärast piirdub aromaatsete ühendite kasutamine keskmise murdumisnäitajaga läätsede valmistamisega (Abbe-arvuga 35-40). Väävliühendite puhul on võimalik saavutada indeks 1.65 ühes hea Abbe-arvuga.

Abbe-arvu mõju on põhjuseks, miks mitmekihiline peegeldusvastane kate (AR-kate) on kõigi kõrgema murdumisnäitajaga läätsede, nii klaasi kui plastiku, puhul vajalik. Oma füüsikaliste omaduste ja suurema tiheduse tõttu on kõrge murdumisnäitajaga läätsede valgusjuhtivus väiksem, kui tavalisel plastik- või klaasläätsel. Kui pinnakatteta kõvast resiinist läätse valgusjuhtivus on 92%, võib sama korrektsioonitugevusega kõrge murdumisnäitajaga läätse valgusjuhtivus olla umbes 89%. Valgus, mis läätsest läbi ei kandu peegeldub järelikult pinnalt tagasi, seega on AR-kate vajalik läbivuse parandamiseks ja pinnapeegelduste vähendamiseks. AR-katte lisamine aitab ka neid prillikasutajaid, kellel on raske kõrgema refraktsiooniindeksiga kohaneda – samaväärne AR-kate annab kõva resiini puhul valgusjuhtivuseks 99%, kõrge murdumisnäitaja puhul aga 97.5%.

Keemia tehnoloogiline areng on oftalmiliste läätsede jaoks loonud laia valiku plastikust ja klaasist kõrge murdumisnäitajaga materjale. Polükarbonaat oli esimene kõrge indeksiga materjal (1.59), kuid tänapäeval on plastiku puhul võimalik valida mitmete teiste kõrge murdumisnäitajaga materjalide vahel kuni indeksini 1.74; saadaolevad kõrgeima murdumisnäitajaga läätsematerjalid on valmistatud spetsiaalsest klaasist (1.8 ja 1.9).

Kõrge murdumisnäitajaga läätsede valmistamiseks kasutatakse, teatud erinevusega nende koostises, põhimõtteliselt samu meetodeid, kui teiste oftalmiliste klaaside valmistamiseks. Spetsiaalsete kemikaalide lisamine täpses koguses annab neile kõrgema murdumisnäitaja omadused. Milliseid lisaelemente kasutatakse, sõltub konkreetsest tootest.

Näiteks Corning’i kõrge murdumisnäitajaga klaasi puhul asendab materjali segus pliioksiidi titaanoksiid, mis annab valmistootele kõrge murdumisnäitaja, lisamata sellele kaalu. Optiliste omaduste õige tasakaalu saavutamiseks lisatakse teisi elemente, näiteks tsirkooniumi, nioobiumi, lantaani.

Resiinide refraktsiooniindeksi suurendamiseks on olemas erinevaid keemilisi meetodeid: aromaatsete ühenditena tuntud elementide rühma või spetsiaalsete keemiliste vaikude lisamine; halogeenide (kloor, broom, jood) lisamine suurema tiheduse andmiseks, kuid viimased kipuvad kollaseks tõmbuma ja on seetõttu turult praktiliselt kadunud; väävel, mis on väga laialdaselt kasutusel kuni 1.65 indeksini; metalliühendid, kuid neid on raske töödelda, sest nad mõjutavad resiini värvust.

Tavaliselt nõuab kõrge murdumisnäitajaga monomeeride valmistamine läätsevalmistajatelt uusi tootmismeetodeid – kõrge murdumisnäitajaga läätsede saamiseks ei piisa keemiaettevõttelt lihtsalt uue kõrge murdumisnäitajaga resiini ostmistest ja selle töötlemisest olemasolevate aparaatidega.

Paljude kõrge refraktsiooniindeksiga resiinide keemilised ühendid on kallid, mis tähendab, et hädavajalikud on minimaalsete jääkidega ja puhtalt suletud süsteemid. Kõrge murdumisnäitajaga vedelad monomeerid võivad olemasolevatele tootmisvahenditele mõjuda korrodeerivalt, mistõttu vajavad valuvormide jm. vahendite jaoks uute materjalide väljatöötamist. Lisaks sellele sisaldavad paljud 1.6 ja kõrgema indeksiga monomeerid iso-tsüanaate või benseeni, mis on ehedal kujul nii inimestele toksilised, kui ka keskkonnale ohtlikud. Tootmisele seavad seega omad nõudmised keskkonnakaitse- ja tervishoiuseadused, samuti töökoha ohutusnõuded.

Kõrge murdumisnäitajaga läätsede peamised omadused on optika-ala professionaalidele hästi teada, kuid ei tee kahju aeg-ajalt tarbijale meelde tuletada käegakatsutavaid ja silmnähtavaid eeliseid: õhuke, kerge, suurem UV-kaitse võrreldes tavaliste tugevast resiinist läätsedega. Määr, milleni need eelised ulatuvad, on materjaliti erinev, samuti ka määr, milleni on võimalik oodata tarbijapoolset kompromissi optilise kvaliteedi, valgusjuhtivuse, raami ja kasutamise osas võrreldes sellega, millega nad harjunud on. Kõigil kõrge murdumisnäitajaga läätsedel ei ole head Abbe-arvu väärtust, seega peab jõudma optilise kompromissini; kõik materjalid ei ole raamita prillidesse paigaldamiseks töötlemiskõlblikud (puuritavad), seega võib raamivalik olla piiratud. Jne. Et selles pakkumiste külluses orienteeruda, peab materjale tundma.

Kuidas kõik algas?

1980ndate lõpus töötati välja esimesed õhukesed keskmise murdumisnäitajaga läätsematerjalid, algatades ‘refraktsiooniindeksi võidujooksu’, neile järgnesid 1992. a. tasakaalustatud keskmise indeksiga materjalid, mis pakkusid eeliseid kaalus ja optilises toimes. Sama kordus 90ndate keskel kõrge murdumisnäitajaga läätsedega, millele järgnesid kõrgemate Abbe-arvude (s.t. parem servaalade optika), madalama tiheduse või mõlema väljapakkumine.

Mõlemal puhul kaasnes uudistoodangu abimaterjalide areng, olulisimad neist asfääriline läätsedisain ja suurepärase toimega peegeldusvastased pinnakatted. Asfääriline disain sai normiks uudismaterjalide puhul, millel jäi murdumisnäitaja seisukohalt pisut vajaka, ja mis seetõttu vajasid indeksite võidujooksus võistlemiseks asfäärilise disaini lamedamaid kumerusi, et näida õhemad, kui nende keemia seda võimaldanuks. Asfäärilisus võimaldas keskmise murdumisnäitajaga läätsede valmistajatel ‘indeksite võidujooksu’ ümber nimetada ‘kosmeetiliseks’ ja ‘kasutegurite’ võidujooksuks. Optilise toime ja kosmeetilise väljanägemise tasakaalustamisest sai läätsevalmistajate eesmärk.

AR-katted olid kõrge murdumisnäitaja kujuneval turul nii eeliseks kui needuseks. Tootjad, kes tabasid AR-katte õige valmistusviisi, said kasutada väga lamedaid läätsekumerusi nii, et nende läätsed näisid veelgi õhemad, kuna AR-kate taastas kõrgema murdumisnäitajaga materjalidele omase valgusjuhtivuse kao ja vähendas üleliigseid peegeldusi. Ometi ei ole AR-kattega kõrge refraktsiooniindeksiga läätsede valmistamine kunagi olnud lihtne, kuna materjal ja pinnakatte pealekandmine peavad olema omavahel kooskõlas. Paljudele firmadele said katete pealekandmise algaegadel osaks ebaõnnestumised, mis rikkusid nende tuleku väga kõrge murdumisnäitajaga läätsede turule. See sundis neid uuesti keskenduma AR-katete tehnoloogiatele, mis on aidanud muuta kogu katete lisamise suhteliselt tugevaks ja hästitoimivaks protseduuriks.

Et aidata läätsevalmistajatel kõrge murdumisnäitajaga turule tulla, tegid resiine valmistavad firmad monomeerides mitmeid parandusi, hõlbustamaks nende töödeldavust, ning mitmed resiinide tootjad leidsid end olukorrast, kus nad ei olnud enam ainult läätsematerjalide valmistajad, vaid ka katete tootjad. Müüjate seisukohalt ei olnud paljud taolised tootemuutused märgatavad, kuid need seletavad, miks suurte läätsefirmade poolt tarnitavate materjalide refraktsiooniindeksid, Abbe-arvude väärtused või tihedusnäidud aeg-ajalt pisut muutusid.

Kõrge murdumisnäitajaga materjalide tootmisprotsessid erinevad märkimisväärselt. Standardseid kõvast resiinist 1.5 murdumisnäitajaga läätsi toodetakse valumeetodil, protsess, mille kestus on 18 kuni 22 tundi ja mille käigus materjali töötlus (ehk polümerisatsioon) saavutatakse termilise töötluse abil kas õhus või veevannis. Tänaste keskmise ja kõrge murdumisnäitajaga läätsede töötlemise aeg võib ulatuda 15 minutist kuni 40 tunnini, kusjuures polümerisatsioon saavutatakse ühe või enama ultraviolett-töötluse tehnika abil, termilise töötluse abil või isegi mikrolaine-tehnoloogia abil. Kiiresti töödeldavad materjalid on tootjatele eeliseks, kuna see tähendab suuremat produktiivsust ja väiksemaid kulutusi vormidele.

Varustamine või nõudlus?

Nõudlus uute, paremate, kõrgema murdumisnäitajaga läätsede järele on muidugi olemas, kuid kes on huvitatuim osapool – keemiatööstus, läätsevalmistajad, müüjad või tarbijad.

Kaudselt peitub nõudlus tarbijas, tulenedes peamiselt raami moest. 1980ndatel olid prilliraamid suured, julged ja värvilised ning nende jaoks toodeti hulgaliselt standardseid prilliläätsi. Ometi on prilliraami suurus pidevalt vähenenud, ja 90ndatel toimus järsk nihe plastmassraamidelt retrostiilis ümmarguste metallraamide suunas. Ava mõõdud olid väiksemad, seega pidi lääts ennekõike olema õhuke, millele lisandus fakt, et metallraam varjas läätse serva vähem. Et läätsemüüjad suudaksid saavutada klientide täieliku rahulolu, vajasid üha väiksemaks muutuvad raamid muutusi murdumisnäitajas. Refraktsiooniindeksi 1.6 võidukäik oli algamas.

Alates 90ndate lõpust on raamid jäänud väikeseks, aga mängu on tulnud laiemad kandilised kujud, seega, et oimupoolsed läätseservad oleksid endiselt õhukesed, on säilinud nõudlus kõrgemate indeksite järele. Kuid isegi kõrge murdumisnäitajaga läätsedel on paksud servad, kui kasutada raami, mis tegelikult vajaks läätse detsentreerimist. Paksuservalise tulemuse vältimiseks oleks hea juhtida kliendi tähelepanu raamidele, mille mõõt on nende silmavahega võimalikult sarnane. Samaaegselt on kruviprillide ja tamiil-raamide laialdane kasutamine samuti koondanud tähelepanu läätse servale ning selle puuritavuse ja poleeritavuse omadustele. Paljud olemasolevad keskmise ja kõrge murdumisnäitajaga materjalid ei olnud piisavalt tugevad raamita prillides kasutamiseks ja paradoksaalne oli see, et taolistes prillides kasutamiseks tuli need läätsed purunemise vältimiseks valmistada “ekstra paksud”. Paljud tarbijad, kes olid ostnud kõrge indeksiga läätsed, olid pettunud, kui said läätsed, mille väljanägemine raamita prillide puhul oli sama, kui standardse läätse puhul.

Milline murdumisnäitaja?

Laias laastus on Euroopa turul kaks valitsevat suunda. Esiteks, keskmise kuni kõrge murdumisnäitajaga läätsed (1.56-1.6) võivad jõuda positsioonini, kus nad asendavad standard-indeksiga tooted. Olemata märkimisväärselt kallimad, on nende kasutuseelised tuntavad. Teiseks, tõeliselt kõrge murdumisnäitajaga materjalid (umbes 1.7-1.9) jäävad tõenäoliselt kõrgelt hinnatud kalliteks toodeteks. Kui selles valdkonnas nõudlus kasvab, võib oodata ka tootjate poolset hinna alandamist.

Olgu kliendi korrektsioon mõõdukas või suur, nad leiavad, et alati on olemas kõrge murdumisnäitajaga lääts, mis on just tema nägemisprobleemile kohane. Läätsede kaal ja paksus võib muutuda oluliseks teguriks nende puhul, kes vajavad mõõdukat korrektsiooni. 1.6 indeksiga lääts on taolises olukorras hea, kõiki aspekte hõlmav võimalus.

Indeks 1.7 rahuldab nende inimeste nõudmisi, kes kannavad keskmist kuni tugevat korrektsiooni, eriti müoopide, kes on teadlikud ja tundlikud läätsede serva paksuse suhtes. 1.7 indeksiga läätsed on märkimisväärselt õhemad, mistõttu nad näevad välja kenamad ja on ka mugavamad.

Väga kõrge refraktsiooniindeksiga (klaas 1.8 ja 1.9) läätsed on soovitavad neile, kes kannatavad tugeva ametroopia all ja kes tunnevad, et tavaliste, eriti paksude läätsedega prillide kandmine on tõsine puue. 1.8 ja 1.9 indeksiga läätsed on tugevate korrektsioonide puhul oluliselt õhemad, kui standard-indeksiga läätsed.

On küsitud, kas keskmine ja kõrge murdumisnäitaja asendab standardse murdumisnäitajaga läätsed täielikult, ja kui vaadata Euroopa klaasläätsede turgu, siis on 1.6 indeks muutunud standardseks juba peaaegu kõigis kategooriates, jättes 1.7, 1.8 ja 1.9 kõrgeimaks ehk ‘erivajaduste’ kategooriaks. On võimalik, et keskmise indeksiga plastikläätsede kategooria järgib klaasläätsede trendi ja asendab lõpuks standardmaterjalid, jättes 1.6 ja 1.7 indeksiga plastikläätsed kõrgemasse kategooriasse. Keskmise murdumisnäitajaga plastikläätsede tootevalik ja töötluste mitmekesisus on praegu juba sedavõrd head, et toetavad seda oletust, ehkki nende standardindeksi positsiooni ülevõtmiseni kulub ilmselt veel mõni aasta. Esimesena toimub see üleminek nähtavasti progressiivide puhul, nagu juhtus ka klaasmaterjalidega.

Kõrge murdumisnäitajaga materjalide omadused võivad läätsede raami panemiseks vajalikule töötlemisele esitada kõrgemad nõudmised: kõrge murdumisnäitajaga läätsed on temperatuuritundlikumad, mistõttu on oluline järgida töötlemisinstruktsioone, et läätsi mitte rikkuda. Arvesse tuleb võtta kõrge murdumisnäitajaga läätsede survekindluse faktorit; kui töödelda keskelt väga õhukest läätse, peab läätsel tingimata olema kõrgekvaliteediline kõvapind.

Kasutatud materjal: Europe 20/20 / 2000