POLAROID (0)

Tallinna Tervishoiu Kõrgkool
optomeetria õppetool
OP 11
Karolin Karbus
POLAROID
Referaat Materjaliõpetuses
Juhendaja : Vootele Tamme
Tallinn 2012
SISUKORD
1.Polaroidide tööpõhimõte, võimalused ja kasutamine 3
2.AJALUGU JA STATISTIKA 5
2.1Ajalugu firma Polaroid näitel 5
3.Polaroidide valmistamine ja ehitus 6
4.Polaroid prilliläätsede töötlemine 7
5.Polaroidide toonid 8
6.KOKKUVÕTE 9
7.Kasutatud kirjandus 10

Polaroidide tööpõhimõte, võimalused ja kasutamine

Kuna valgus koosneb tohutust arvust lainetest, siis võib sealt leida maapinna suhtes nii horisontaalselt , kui vertikaalselt levivaid laineid . See teadmine andis teadlastele võimaluse hakata neid valguskiiri sorteerima. Selleks kasutatakse keemiliselt töödeldud klaase, mis on võimelised läbi laskma ainult ühes konkreetses suunas liikuvat valgust ja samal ajal blokeerides, kas täielikult või osaliselt teised laine suunad. (Juurikas 2012)
Tavaline päikesevalgus ehk päevavalgus levib kolmedimensioonilises ruumis igas suunas. Erinevatelt, valdavalt siledatelt, pindadelt peegeldunud valgus on polariseerunud ja levib ainult horisontaal- ja vertikaalsuunaliste lainetena. Vertikaalsed peegeldunud valguslained toovad silma nägemisretseptoritesse kasulikku , s.t. nägemiseks vajalikku informatsiooni, samas kui horisontaalsed valguslained, mis silma jõuavad, kannavad endas nn. optilist müra, mis nägemisteravust häirib.
Üks enamlevinud kasutusalasid pindade polariseerimisel on päikeseprillid. Polariseeritud lääts e. polaroid on mitmekihiline , polariseeritud pinnakattega, valdavalt rohelist või pruuni tooni prillilääts, mida läbivad ainult pooled peegeldunud valguskiirtest. See ei pruugi kehtida küll odavate prillide ega üldjuhul ka  disainerprillide kohta, küll aga kasutatakse seda korralikes spordiprillides, sest need on töödeldud nii, et horisontaalsetelt pindadelt tagasi peegelduv valguskiirgus ei pääseks prillikaasist läbi vähendadest sellega oluliselt võimalust, et päike pimestaks. (Juurikas 2012)
Lahtiseletatuna on tegemist filtriga, mis neelab läikivatelt pindadelt peegeldunud segava valguse, mistõttu on ideaalne kasutamiseks talvistes tingimustes, vee peal liigeldes ja ka tavalises liikluskeerises. Polaroidprille kasutatakse ka pingete tuvastamiseks läbipaistvates materjalides, kus mehhaaniliste pingete poolt tekitatud optilise kaksikmurdumise abil saab polaroidide vahel visualiseerida pingete jaotust, stereovisiooni ehk 3D kino teatud variantides vasaku ja parema silma kujutiste eraldamiseks ning fotograafias.
Varasematel aegadel ja vahel ka praegu kasutatakse polaroidi nimetust ekslikult iseloomustamaks fotokroomläätse, mis on, aga UV-valguse toimel isetumenev prillilääts ning peegelduste vähendamise funktsiooni sellel pole.
Valmistatakse ka mõlema tehnoloogia funktsiooni täitvaid prilliläätsi ehk fotokroomseid polariseerivaid prilliläätsi, mis käituvad sarnaselt tavalisele fotokroomläätsele.
Erinevate tootjate poolt valmistatavad polaroidid pakuvad enamikel juhtudel ka väga head ultraviolettkiirguse (UV) kaitset. Kuna baasmaterjali näol võib olla tegu erinevate variantidega, on erinevad ka võtted kõrgekvaliteedilise UV kaitse saavutamiseks prilliläätsel. Värvitu mineraalklaasi puhul kantakse UV filter toonitud polaroidkilele, mis klaasiga liidetakse. Plastikmaterjalide ja polükarbonaadi puhul on UV filter juba baasmaterjalis olemas, mistõttu polaroid kilele enam midagi ei lisata. ( Eagle Vision ... )
Joonis nr. 1. Polaroid päikeseprillide tööpõhimõte. (Nave 2001)

AJALUGU JA STATISTIKA

Esimesi polariseeritud prilliläätsi esitles 1928. aastal nüüdseks juba väga tuntud firma „Polaroid“ asutaja Edwin H. Land , kes valmistas esimese polaroidkile, mille dikroism ehk valguse lahutus oli tingitud valguse neeldumisest kilesse viidud orienteeritud jodohiniinsulfaadi mikrokristallides.
Esimesed polaroidläätsed olid eranditult planumid ehk ilma optilise tugevuseta prilliläätsed ja neid kasutati sportimisel. Tänapäeval hindavad polaroidläätse häid omadusi mitte ainult sportlased, vaid ka päikeseprillide tavakasutajad. Kindlasti on selles oma osa ka erinevate tehnoloogiate arengul, mis võimaldab valmistada ka optilisi ja fotokroomseid polaroidläätsi.
Eyecare Business`i 2000. aasta aruanne väidab, et optiliste polaroidläätsede müük moodustab 2% retseptuurläätsedest. Samast allikast võib lugeda, et 2001. aastal moodustas polaroidläätsede hulk korrigeerivate päikeseprillide hulgast 40,8% ja tavaliste päikeseprillide hulgast 42,3%.

Ajalugu firma Polaroid näitel

1929 Maailma esimene sünteetiline polariseeriv kile, mis sai nimeks Polaroid, valmistajaks Dr. Edwin Land – on aluseks kõikidele tänapäeva polariseerivatele prillidele, fotograafia tarvikutele ja ekraanidele.
1935 Dr. Land müüs esimesed polaroid päikeseprillid
1937 firma asutamine USA-s – eduka päikeseprillide tootja Polaroid on sündinud
1940 Polaroid valiti lennujõudude ja armee kvaliteetsete prillidega varustajaks
1950 Polaroid laienes kiirelt ja tutvustati esimesi öösel sõitmiseks mõeldud prille . Polaroid päikeseprillid jõudsid Euroopasse ning olid üle terve maailma saadaval 45 riigis
1975 Polaroid aviator päikeseprillid – kõigi aegade populaarseimad.
1990 Polaroid PTX4000 läätse unikaalse press-poleerimise tehnoloogia väljatöötamine.
Premium 3D lääts ja raam IMAX kinodele.
2012 Polaroid tähistab 75. sünnipäeva liidrina polariseerivate läätsede tehnoloogias. Täna on Polaroid päikeseprillid ühed parimad aastase müügiga 4 millionit paari 80-s riigis.
(Polaroid Eyewear)

Polaroidide valmistamine ja ehitus

Polaroidlääts on kõrgtehnoloogiline toode, mille maksumus on tavalise päikeseklaasiga võrreldes oluliselt kõrgem. Seetõttu tuleb polaroidläätsedega töötamisel järgida kindlaid juhtnööre vältimaks läätsede kõlbmatuks muutumist ja taotledes raami asetatud polaroididelt maksimaalset võimalikku efekti. Kõigepealt tuleb teada polaroidläätse ehitust - mineraalläätses asub polaroidfilter läätse paksuse suhtes keskel, plastiku ja polükarbonaadi puhul aga keskjoone suhtes eespool , umbes kolmandiku piiril .
Polariseeriva prilliläätse tähtsaim osa on polariseeriv kile ehk film . Polaroidkile valmistamiseks kasutatakse polüvinüülalkoholist valmistatud kilet , mida kuumutatakse ja seejärel venitatakse, mille tulemusel molekulid paiknevad paralleelseteks kiududeks venitusjõu suunas. Seejärel kastetakse kile madala kontsentratsiooniga joodilahusesse, mille molekulid omakorda haakuvad paralleelsete polüvinüülalkoholi struktuuridega, moodustades polariseeriva filtri . Patenteeritud on erinevaid polaroidmaterjale vedelkristall -polümeeride ja dikroomsete ( neeldumine sõltub suunast ) värvimolekulide baasil.
Kõrgekvaliteedilised polariseeritud prilliläätsed valmistatakse lamineerimismeetodi abil, pressides filtri mõlemale pinnale osa läätsest. Seetõttu ei saagi polaroidläätsi asetada prilliraamidesse, millede puhul tuleb läätse sisse soon lõigata (nt tamiilraamid) Kihid lihtsalt eralduksid teineteisest ja lääts muutuks kasutuskõlbmatuks. Polaroidläätsede valmistamiseks kasutatakse CR-39-t, polükarbonaati, atsetobutüraat tselluloose, kõrge murdumisnäitajaga plastikmaterjale ning värvitut ja fotokroomset mineraalklaasi. (Eagle Vision)
Plastikmaterjalist polariseeruvad prilliläätsed valmistatakse vormimise e. valumeetodil: vormi keskele kinnitatud polaroidfilmi pooltele valatakse monomeer , mis polümeriseerub, tahkub, muutes polaroidi läätse sees olevaks lahutamatuks osaks.
Mineraalklaasist valmistatud polaroidlääts koosneb mitmest erinevast kihist , mis on omavahel tihedalt kokku pressitud.

Polaroid prilliläätsede töötlemine

Polaroidläätsed ei kannata kõrgeid temperatuure , mistõttu tuleb jälgida, et veevool käiakivile ei oleks mingil juhul takistatud. Polaroidi plastraami asetades tuleb läätse föönist tuleva liigse kuumuse eest kaitsta näiteks prillilapiga.
Polaroidläätse asetamisel raami tuleb rangelt kinni pidada valmistajapoolsest tähistusest. Tavaliselt märgitakse mõlemale läätsele horisontaaltelg, millest kinnipidamine tagab läätsedelt oodatava efekti. Juba kunagi välja käiatud läätsed, tuleb kindlasti horisondiga tähistada.
Metall - või plastraamidesse asetatud polaroidläätsed ei tohiks mitte mingil juhul pingesse jääda, kas siis läätse suuruse või raami ja läätse erineva kumeruse tõttu.
Polaroidläätsede kruviraamidesse asetamine toimub sarnaselt tavapärasele plastic või mineraalläätse asetamisele, puurimisega ei kaasne mingeid erilisi ohutusnõudeid.

Polaroidide toonid

Varaseimad polariseerivad päikeseprillid olid tumerohelised, kuid tänapäeval valmistatakse polaroide väga erinevas värvivalikus. Neist levinuimad:
Hall - alandab valgustugevust, mõjutamata seejuures värvispektrit. Suhteliselt neutraalne ja hele, mistõttu sobib pikemaajaliseks kandmiseks, samas silma üleliigselt koormamata. Peetakse heaks valikuks autojuhtidele ja kalameestele.
Pruun - suure kontrastilahutusega lääts. Sobib eelkõige sportlastele, kuid tumeduse tõttu ei sobi pikemaajaliseks kandmiseks.
Kollane - suurendab kontrastitaju, kuna eemaldab nähtava sinise spektriosa. Sobib laskespordi harrastajatele, jahimeestele ja autojuhtidele, kes liiklevad piiratud nähtavustingimustes (udu, vihm , videvik jne.).
Hall- roosa gradient  - polaroidfilter, mis on ülevalt hall ja altpoolt läheb sujuvalt punakasroosaks. Vähendades segava valguse hulka läätse ülemises osas, muutuvad läbipaistvamaks alumises. Sobib autojuhtidele.
Tehnoloogia "Transitions" kasutuselevõtt võimaldab valmistada ka fotokroomseid polariseerivaid prilliläätsi, mis käituvad sarnaselt tavalisele fotokroomläätsele.
(Eagle Vision)
Drivewear- kombineeritud nii fotokroom kui ka polaroid prilliklaas, mis on välja töötatud just sõidukijuhtidele. Esialgselt rohekas -kollane toon toob pilves ilmaga välja rohkem kontrasti. Päikesepaistelise ilmaga tumeneb klaas sõidukis rohkem kui tavaline fotokroom ning polaroidfiltrid vähendavad peegeldusi pindadelt. Õues tumenevad klaasid UV kiirguse toimel maksimaalselt, säilitades samas väga hea optilise selguse. ( Vaarandi 2011)

KOKKUVÕTE

Üks enamlevinud kasutusalasid pindade polariseerimisel on päikeseprillid. Polariseeritud lääts e. polaroid on mitmekihiline, polariseeritud pinnakattega, valdavalt rohelist või pruuni tooni prillilääts, mida läbivad ainult pooled peegeldunud valguskiirtest.
Polariseeriva prilliläätse tähtsaim osa on polariseeriv kile ehk film . Polaroidkile valmistamiseks kasutatakse polüvinüülalkoholist valmistatud kilet, mida kuumutatakse, venitatakse ning kastetakse joodilahusesse.
Esimesi polariseeritud prilliläätsi esitles 1928. aastal nüüdseks juba väga tuntud firma „Polaroid“ asutaja Edwin H. Land, kes valmistas ka esimese polaroidkile.
Polaroidlääts on kõrgtehnoloogiline toode, mille maksumus on tavalise päikeseklaasiga võrreldes oluliselt kõrgem. Seetõttu tuleb polaroidläätsedega töötamisel järgida kindlaid juhtnööre vältimaks läätsede kõlbmatuks muutumist ja taotledes raami asetatud polaroididelt maksimaalset võimalikku efekti.
Polaroidprille kasutatakse ka pingete tuvastamiseks läbipaistvates materjalides, kus mehhaaniliste pingete poolt tekitatud optilise kaksikmurdumise abil saab polaroidide vahel visualiseerida pingete jaotust, stereovisiooni ehk 3D kino teatud variantides vasaku ja parema silma kujutiste eraldamiseks ning fotograafias.

Kasutatud kirjandus

Audova. T. (2004). Polaroidid.
http://www.physic.ut.ee/materjalimaailm/Kirjed/Polaroidid.ht m (23.10.2012)
Vaarandi. B. (2011) Päikeseprillide valik.
http://prillid.wordpress.com/2011/05/09/paikeseprillide-valik/ (25.10.2012)
Rand .R. (2009). Füüsikalise optika kordamisküsimused.
http://powerhead.planet.ee/studie/mag/fysopt.pdf (03.11.2012)
Juurikas.J. (2012). Filmid läbi 3D prillide.
http://aerutajajuurikas.wordpress.com/2012/02/07/filmid-labi-3d-prillide/ (03.11.2012)
Eagle Vision. Prilliläätsede materjalid.
http://www.eagle-vision.ee/prillilaeaetsede-materjalid (24.10.2012)
Eagle Vision. Polariseerivad prilliläätsed ehk polaroidid.
http://eagle-vision.ee/polariseerivad-prillilaeaetsed-ehk-polaroidid (22.10.2012)
Polaroid eyewear. The ultrasight™ lens from Pfolaroid - made with thermofusion™ technology.
http://www.polaroideyewear.com/index.php/default/polaroid-polarization/polaroid-lens-technology.html (03.11.2012)
Polaroid eyewear. Polaroid eyewear - a proud heritage .
http://www.polaroideyewear.com/index.php/default/about-polaroid-eyewear/history.html (03.11.2012)
Nave.C.R. (2001). HyperPhysics – Light and vision – polaroid sunglasses.
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/phyopt/polabs.html#c4 (18.11.2012)