Vetro

Vetro

Materiali utilizzati per lenti in vetro

Vetro

Lenti per occhiali in vetro di ZEISS con diversi indici refrattivi da 1.5 a 1.9 (in alto) e lenti per occhiali Umbramatic (in basso)

Per le lenti in vetro si effettua una distinzione tra vetro minerale (numero di Abbe > 55) e vetro flint (numero di Abbe < 50).
Il termine “vetro crown” (B 270) è stato introdotto la prima volta per descrivere l’aspetto di lastre di vetro soffiato circolari con “appendici”a corona che venivano realizzate un tempo in Inghilterra. Il nome vetro flint deriva da una tecnica di produzione precedente in cui si utilizzava selce di colore chiaro (quarzo).

Prima del 1886, il vetro crown e il vetro flint erano gli unici tipi conosciuti. Lo sviluppo di nuovi materiali è iniziato dopo questa data. Fino ad oggi è poi continuata la ricerca per produrre nuovi tipi di vetro e, in particolare, tipi con un indice refrattivo più elevato. L’obiettivo è quello di ottenere la minore dispersione possibile aggiungendo sostanze adatte, persino per materiali con un indice refrattivo elevato. Allo stesso tempo, deve inoltre essere garantito un elevato livello di durezza e di resistenza chimica per le lenti per occhiali finite.

Vetro ottico

Vetro ottico
(foto per gentile concessione di Schott Glas, Magonza)

Che cos’è il vetro?

Il termine “vetroˮ si utilizza per definire tutti i materiali la cui struttura chimica è simile a quella di un liquido, ma la cui viscosità a temperatura normale è così elevata che possono essere descritti come solidi.
Il vetro ha una struttura amorfa (non cristallina), ovvero la configurazione degli atomi o delle molecole non segue alcuno dei principi della distribuzione periodica. È disponibile un ampio numero di diversi tipi di vetro, dal bianco al colorato e da quello trasparente a quello opaco.
Il vetro minerale si ottiene per sovraraffreddamento di una colata e, pertanto, è spesso descritto come un liquido sovraraffreddato. Infatti, il vetro non è un solido ma anche allo stato solido presenta una certa viscosità che non si nota nell’uso quotidiano. 

Vetro minerale

Che cos’è il vetro minerale?

Il vetro minerale è il prodotto di un processo di colata. La colata di vetro ha la seguente composizione:

70% di materiale vetrificabile (quarzo)
20% di materiale fondente (potassa e soda)
10% di indurente per vetro (ossidi)

Materiali delle lenti

Vetro durante il processo di colata nella vasca di fusione
(foto per gentile concessione di Schott Glas, Magonza)

Aggiungendo diversi ossidi di metallo e fluoruri (1%), è possibile modificare le proprietà ottiche e il colore del vetro in base alle esigenze. L’aggiunta di piombo, titanio e ossido di lantanio aumenta, ad esempio, l’indice refrattivo, mentre l’ossido di bario e il fluoruro riducono la dispersione. Inoltre, la colata di vetro può essere colorata per ottenere lenti da sole colorate utilizzando ferro, cobalto, vanadio e manganese. Per ottenere proprietà fotocromatiche, alla colata si aggiungono composti metallici con fluoro, cloro e bromo (alogenuri).

Tutte le sostanze necessarie per produrre il vetro richiesto vengono colate in un forno ad una temperatura compresa tra 1400 e 1500°C. Le bolle di gas contenute nella colata viscosa possono essere rimosse aggiungendo cosiddetti affinanti. Mescolando per diverse ore dopo la procedura di affinaggio, si evitano venature, inclusioni e deviazioni di colore. Dopo il processo di colata, il vetro fuso passa, ad una temperatura leggermente inferiore, attraverso un’unità di dosaggio e raggiunge una pressa automatica nella quale vengono realizzati i grezzi delle lenti. I grezzi vengono poi raffreddati in un forno speciale, conosciuto come lehr (forno di ricottura), prima della lavorazione per ottenere lenti per occhiali finite.

Vetro o plastica?

Suggerimenti e consigli
Lenti in vetro
Lenti minerali
Indici refrattivi molto alti consentono la produzione di lenti sottili, anche con prescrizioni elevate
Ampia gamma di indici refrattivi da n = 1.5 ad n = 1.9

Resistenza ai graffi, quindi durata superiore e vita utile della lente più lunga
Buona durezza della superficie

Numero inferiore di frange di colore rispetto alle lenti in plastica con lo stesso indice refrattivo
Bassa dispersione, anche con indice refrattivo elevato

Nessuno scalino in lenti bifocali e trifocali
Buona fusibilità di diversi materiali
Smaltimento senza problemi dei sottoprodotti risultanti dal processo di produzione
Buona compatibilità ambientale del processo di produzione
Nessuna deformazione e quindi nessun danno alle proprietà ottiche ad alte temperature
Elevata resistenza termica

Lenti equitint e segmenti cementati possibili, ad esempio con diversi poteri prismatici nelle aree per vicino e per lontano
Buone proprietà cementanti dei materiali

Lenti in plastica
Lenti organiche
Indici refrattivi alti consentono la produzione di lenti sottili, anche con prescrizioni molto elevate
Gamma di indici refrattivi da n = 1.5 ad n = 1.74
Occhiali leggeri confortevoli da indossare
Bassa densità
Molto adatte per occhiali sportivi e per bambini
Elevata resistenza alla rottura
Colorazione utilizzando un processo ad immersione, indipendentemente dalla prescrizione, nel colore preferito dal cliente
Ampie possibilità di colorazione

Scurimento uniforme delle lenti fotocromatiche in plastica, indipendentemente dal potere Inserimento di sostanze fotocromatiche sulla superficie della lente

Nessun danno alla lente durante lavori di saldatura o molatura Elevata resistenza alle scintille
Un trattamento indurente è necessario per ottenere una durezza simile a quella delle lenti in vetro Bassa durezza della superficie

Esempi di tipi di lente

Materiali per lenti in vetro
Esempi di lenti in cui è utilizzato
Indice refrattivo medio nd
Numero di Abbe νe
 
Vetro crown
ZEISS Monofocale Sf Minerale 1.5
1.525
58.3
Primo materiale vetroso utilizzato per lenti per occhiali
Crown al bario
ZEISS Monofocale Sf Minerale 1.6
1.604 43.8 Differisce otticamente dal vetro crown: refrazione superiore con ridotta dispersione cromatica
Flint pesante


ZEISS Monofocale
- Sf Minerale 1.7
- Sf Minerale 1.8
- Sf Minerale 1.9


1.706
1.800
1.893

39.3
35.4
30.4
Materiale con alto indice per prescrizioni elevate. Gli additivi comprendono titanio e lantanio Nel 1973 Schott ha ricevuto un premio per essere stata la prima azienda ad aver sviluppato queste lenti
Borosilicato


ZEISS Monofocale
- Sf Minerale 1.5 Umbramatic marrone
- Sf Minerale 1.6 Umbramatic marrone


1.525

1.604

56.5

42.8
Grazie all’aggiunta di cloruro d’argento e bromuro d’argento si ottengono le proprietà fotocromatiche. Un altro additivo è l’acido borico
Flint al bario ZEISS Bifocale Classic CT25 Minerale 1.6
1.684
1.755
44.2
38.1
Materiali per il segmento delle bifocali e trifocali
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