Департамент образования города Москвы Государственное общеобразовательное учреждение

КОЛЛЕДЖ ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА №11 Кафедра Сервиса и Сферы Услуг

КЕРНИК Н.Ю ЛОВЦОВА М.В.

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИНЗ И ОПРАВ

Москва 2007

Керник Н.Ю., Ловцова М.В.

Технология изготовления линз и оправ: Метод, пособие / ГОУ СПО СПб МТК МЗ РФ. СПб, 2005.

Данное методическое пособие соответствует государственному обра- зовательному стандарту среднего профессионального образования по спе- циальности 0409 «Медицинская оптика» (введенному с 2002 г.) и учебным программам дисциплины «Технология изготовления линз и оправ».

Пособие предназначено для студентов дневного и заочного отделе- ний, слушателей отделения повышения квалификации и переподготовки, экстернов и лиц, работающих в области очковой оптики.

Рецензенты.

Овчинников Б.В., канд.тех. наук, член-кор. Российской академии медико-технических наук, нач. лаб. «Оптика глаза и офтальмологи- ческие приборы» ГОИ им. СИ. Вавилова,

Михайлова С.Н., преподаватель высшей квалификационной ка- тегории ГОУ СПО «Санкт-Петербургский медико-технический кол- ледж Минздрава Российской Федерации».

© ГОУ СПО «Санкт-Петербургский медико-технический колледж Министерства здравоохранения Российской Федерации», 2005.

Материалы, применяемые для изготовления очковых линз

Все материалы, применяемые сегодня для производства оч- ковых линз, подразделяются на два больших класса: минеральное стекло (неорганические материалы) и пластмассы (органические материалы). Независимо от того, к какому из этих классов относит- ся материал для линз, он должен быть прозрачным для излучений видимого диапазона света, гомогенным и не иметь высокой дис- персии.

Стеклом называются все аморфные вещества, получаемые путем переохлаждения расплава, независимо от их химического состава и температурной области затвердевания, и обладающие в результате постепенного увеличения вязкости механическими свойствами твердых тел, причем процесс перехода из жидкого со- стояния в стеклообразное должен быть обратимым. В природе все вещества встречаются в кристаллическом и аморфном состоянии.

Кристаллические вещества состоят из кристаллов и име- ют периодически повторяющееся геометрически правильное сим- метричное расположение частиц {ионов, атомов или молекул). Та- кая структура кристалла называется пространственной кристалли- ческой решеткой. Наличие указанной решетки делает кристалличе- ские вещества анизотропными, т.е. в зависимости от направления воздействия они меняют свои свойства (показатель преломления, твердость, хрупкость, электрические свойства). Кристаллические вещества при нагревании плавятся, т.е. переходят из твердого со- стояния в жидкое при одной постоянной для данного вещества температуре по всей массе.

Аморфные вещества не имеют упорядоченной внутренней структуры, в них отсутствует непрерывная пространственная ре- шетка, хотя и имеются небольшие участки, в которых частицы рас- полагаются геометрически правильно. Поэтому аморфные вещест- ва являются изотропными, т.е. проявляют одинаковые свойства независимо от направления воздействий. Аморфные вещества при

з

нагревании постепенно размягчаются, последовательно переходя в пластическое, а затем в жидкое состояние, и процесс этот обратим.

Стекла при нагревании плавятся не как кристаллы, имеющие определенную температуру плавления Т„_л, а в противоположность кристаллическим веществам плавление (затвердевание) стекла происходит не при определенной температуре, а в некотором тем- пературном интервале.

Оптическим бесцветным стеклом называется однород- ное, прозрачное и специально не окрашенное неорганическое стекло любого химического состава, но с определенными оптиче- скими постоянными, получаемое при остывании расплава стекло- образующих компонентов (оксидов разнообразных химических элементов). Стекло возникает в результате провара шихты (смеси из различных природных сырьевых компонентов). Состав шихты: 70% стекпообразующее вещество (кремнезем), 20% поташ и кальциниро- ванная сода, 10% окислы.

Оптическое стекло варят в горшковых и ванных печах. Горш- ковые печи бывают пламенные и электрические.

Технологический процесс варки включает следующие этапы.

1. Подготовка горшка и шихты.

2. Засыпка и провар шихты.

3. Осветление расплава.

4. Охлаждение стекломассы.

5. Разделка стекломассы.

Смесь материалов, применяемых при варке, образуют шихту. Материалы подразделяются на главные и вспомогательные. К главным относятся оксиды-стеклообразователи, вспомогательные материалы применяются для того, чтобы вызвать те или иные из- менения в качестве стекла. К ним относятся материалы, которые служат для осветления, окрашивания и глушения стекла.

Оксиды-стеклообразователи подразделяются на кислотные (оксиды бора и кремния) и основные (оксиды натрия, калия, каль- ция, свинца, бария, магния, цинка и стронция).

В шихту добавляют бой стекла той же марки. Бой стекла - это отходы стекла, полученные на различных этапах производства, в основном отходы предыдущих варок. Готовят сырьевые материалы

по зерновому составу и чистоте. Для варки стекла необходимо при- менять мелкодисперсные материалы с размером зерен 0.05-0.3 мм.

Для варки стекла применяются керамические и кварцевые горшки, а также платиновые сосуды. Оптическое стекло варят пре- имущественно в керамических открытых горшках емкостью 300-900 литров. Материал горшка должен иметь огнеупорность не менее 1600-1700°С, высокую стойкость к воздействию расплавленной стекломассы, выдерживать резкое изменение температуры, иметь достаточную механическую прочность.

Для ускорения варки стекла массу перемешивают «стержне- выми» или пропеллерными мешалками. Охлаждение в печи начи- нается тогда, когда в контрольных пробах стекла полностью или почти полностью исчезнут пузыри. Для большинства стекол про- цесс варки длится 25-40 часов.

Разделка оптического стекла может производиться следую- щим образом:

- охлаждение стекломассы непосредственно в стекловар- ном горшке с последующей разбивкой на куски;

- отливка стекломассы из горшка в форму;

- отливка стекломассы из горшка на стол и прокатка в лист;

- прессование стекла.

Начиная со стадии зарождения оптического стекловарения, оптические стекла принято разделять на две основные группы - кроны и флинты. К флинтам относят стекла, содержащие окись свинца (РЬО) более 3%, а к кронам - стекла, содержащие окись свинца (РЬО) менее 3%. Дальнейшее разделение стекол по типам проводится исходя из весового содержания во флинтах - окиси свинца (РЬО), а в кронах - окиси бария (ВаО).

Сложились определенные названия и обозначения типов оп- тических стекол (см. таблицу).

Таблица

Типы оптического бесцветного стекла

Обозначение типов стекла	Название	Обозначение типов стекла	Название
ЛК	Легкие кроны	БФ	Баритовые флинты
ФК	Фосфатные кроны	ТБФ	Тяжелые барито- вые флинты
ТФК	Тяжелые фос- фатные кроны	ЛФ	Легкие флинты
К	Кроны	Ф	Флинты
БК	Баритовые кроны	ТФ	Тяжелые флинты
ТК	Тяжелые кроны	СТФ	Сверхтяжелые флинты
СТК	Сверхтяжелые кроны	ОФ	Особые флинты
ОК	Особые кроны
КФ	Кронфлинты

Эти типы складывались исходя из химического состава стек- ла. Внутри типа все марки близки по показателю преломления, средней дисперсии и коэффициенту дисперсии.

Как правило, у кронов выше твердость и содержание окиси кремния. Флинты более мягкие, тяжелые, у них больше показатель преломления и средняя дисперсия, все это объясняется большим содержанием окиси свинца.

Создание широкой номенклатуры стекол возможно только при ис- пользовании большого числа химических элементов. Вводя в состав шихты вспомогательные компоненты - соединения различных металлов (1 %), - можно изменять оптические свойства и цвет стекла. Например, соединения свинца, титана и лантана повышают показатель преломле- ния стекла, а соединения бария уменьшают дисперсию. В процессе варки можно получить цветные стекла окрашенные в массе. Этого дос- тигают путем введения в шихту железа, кобальта, ванадия или марган- ца. Для придания стеклу фотохромных свойств в процессе варки до- бавляются галогениды (соединения различных металлов с фтором, хлором и бромом).