Occhiali e lenti: i polimeri guardano lontano

Il mercato mondiale degli occhiali è di dimensioni ragguardevoli, valutato, nel 2018, in circa 120 miliardi di dollari, di cui gli occhiali da vista rappresentano la quota più consistente (vedi tabella 1).

Nonostante le dimensioni notevoli del mercato dell’occhialeria, i consumi di materie plastiche sono molto limitati, stimati in circa 80.000 tonnellate nel 2018, decisamente meno dell’1 per mille dei consumi globali di polimeri.

Si tratta quindi di volumi di nicchia, ma che si prestano ad un impiego (l’industria degli occhiali) che può mediamente considerarsi ad alto valore aggiunto.

I consumi di polimeri per impieghi in occhialeria hanno registrato nell’ultimo decennio un trend di crescita elevato, dell’ordine del 6,8% medio annuo (vedi figura 1), in linea con il positivo trend del mercato a valle degli occhiali e lenti a contatto.

Attualmente è l’Asia la regione maggior consumatrice di polimeri per la produzione di occhiali da vista e da sole, con una quota del 40% sui consumi mondiali; seguono Europa Occidentale e Nord America (vedi tabella 2). I maggiori produttori mondiali di occhiali (una quindicina – ventina di società) sono in prevalenza società europee (in particolare italiane, tedesche, svizzere, francesi, inglesi e irlandesi), nordamericane e giapponesi; negli altri paesi asiatici esistono pochi grossi produttori locali di rilievo (qualcuno in Cina, Vietnam, Sud Corea), ma sono presenti stabilimenti di produttori occidentali, oltre a una miriade di piccoli produttori locali.

In Asia il mercato di maggiori dimensioni è quello cinese (vedi tabella 3): la Cina non solo è il maggior consumatore di occhiali al mondo, ma anche il maggior produttore. La Cina è anche importatrice di occhiali, in particolare per quanto concerne la fascia di alta gamma, in quanto l’industria cinese, estremamente frammentata, produce occhiali in generale di bassa qualità, ma esporta una gran parte della sua produzione in prevalenza verso altri paesi asiatici limitrofi, oltre che verso la CSI, l’Africa e il Medio Oriente.

Le resine per le montature…

La plastica viene ormai ampiamente utilizzata sia nella produzione di montature sia nella produzione di lenti.

Per le montature vengono utilizzati anche altri materiali (in particolare titanio per le montature di lusso), ma la plastica è il materiale più utilizzato. Le tipologie di plastiche utilizzate comprendono:

• resine cellulosiche: la più utilizzata è l’acetato di cellulosa, materiale plastico di base a partire da lastre, che vengono per lo più realizzate con il metodo a blocco (fogli sottili sovrapposti fra loro e fusi termicamente fino ad ottenere la lastra di spessore voluto). Un altro metodo è quello a partire da granuli lavorati per estrusione. Il vantaggio del metodo a blocco è quello di permettere una gamma molto ampia di colori e sfumature, caratteristica molto apprezzata dagli stilisti, combinando fra loro i singoli fogli in vario modo, diversamente dal metodo per estrusione che riduce notevolmente le possibilità di colorazioni diversificate; il metodo a estrusione è però economicamente conveniente quando si vogliano ottenere grandi quantitativi di lastre di uguale colore e design. L’acetato di cellulosa, oltre ad essere un materiale “green”, in quanto ottenuto da sostanze di origine naturale, offre una serie di caratteristiche apprezzabili: è facilmente lavorabile; ha buona resistenza meccanica; è molto durevole nel tempo, grazie ad un ridotto processo di invecchiamento ottenuto mediante uso di plastificanti stabili; ha una buona dilatazione termica al montaggio; mantiene bene nel tempo il colore e la lucentezza; si possono introdurre una serie di nuove modifiche ad ogni riscaldamento successivo. Resine cellulosiche che possono essere utilizzate in alternativa all’acetato di cellulosa, per la produzione di montature meno pregiate, sono l’acetato propionato e l’acetato butirrato di cellulosa; vengono lavorati con la tecnica a iniezione a partire da granuli. Pur avendo caratteristiche tecniche molto simili a quelle dell’acetato di cellulosa, non consentono di ottenere montature di ogni forma, colore e design; inoltre la montatura, se riscaldata, tende a ritirarsi;
• resine poliammidiche (nylon tecnopolimero, SPX, Grilamid®, ecc): vengono lavorate ad ottenere la montatura tramite stampaggio – iniezione, e sono molto apprezzate per la loro elevata flessibilità ed elasticità che rende la montatura praticamente infrangibile, oltre che per la loro leggerezza e resistenza al calore; in particolare la resina SPX presenta una resistenza al calore superiore alle altre resine poliammidiche. Il nylon viene utilizzato soprattutto per occhiali da sole e protettivi, puro o in mescola con altri materiali plastici;
• Optyl® (marchio Carrera, ora Gruppo Safilo): l’Optyl® è una resina epossidica termoindurente ipoallergenica: la montatura viene realizzata mediante colata sottovuoto. Anche le montature in Optyl® risultano molto elastiche, quindi praticamente infrangibili, molto leggere (più leggere di quelle in acetato di cellulosa di circa un 20%), e hanno una buona resistenza alle temperature. Le montature in Optly® riscaldate a 80 – 120°C possono essere opportunamente adattate all’anatomia del viso, e raffreddandosi mantengono la forma; se però dovessero essere successivamente riscaldate a quelle temperature, per effetto “memory” tornerebbero alla loro forma originale, quella dello stampo utilizzato per produrle, perdendo le modifiche effettuate dall’ottico;

Altre varie:

• fibre di carbonio: le montature in fibra di carbonio sono ben più robuste dell’acciaio, e rispetto a questo anche più leggere; vengono ottenute con la tecnica a iniezione a temperature e pressioni elevate. Pur essendo stilisticamente apprezzate, presentano due limitazioni principali: offrono una scarsa varietà di colorazione, ed hanno un elevato costo di fabbricazione;
• policarbonato, utilizzato soprattutto per montature di sicurezza nell’industria;
• resine poliuretaniche di ultima generazione, utilizzate in particolare per montature tipo mascherine o occhiali avvolgenti;
• TR90 (nylon e fibra di carbonio), Ultem® (resina termoplastica), ecc.

… e quelle per le lenti

Per le lenti il vetro minerale, una volta il materiale più usato, è stato progressivamente sostituto dalle materie plastiche (polimeri ottici o vetro organico) a partire dal dopoguerra.

Il grosso punto a favore delle lenti in vetro (dette anche lenti minerali) è quello di avere indici di rifrazione molto elevati (l’indice di rifrazione indica lo spessore della lente in relazione alla correzione richiesta: quanto più alto è l’indice di rifrazione, tanto più sottile è la lente), oltre alla loro eccezionale resistenza ai graffi. A tutt’oggi le lenti in vetro vengono ancora utilizzate in casi particolari, per esempio in caso di grave ametropia, in quanto permettono di ottenere, con spessori relativamente limitati, la correzione richiesta; il vetro viene ancora consigliato anche per lenti bifocali. Lo svantaggio delle lenti in vetro è il fatto di essere più pesanti delle lenti in materiale organico.

I polimeri ottici a tutt’oggi più usati sono:

• CR39 (sigla PADC: poliallil-diglicol-carbonato): offre una serie di vantaggi: è particolarmente resistente ai graffi e alle abrasioni: ha un indice di rifrazione assai vicino a quello del vetro Crown (indice di rifrazione del vetro Crown: 1,523; indice di rifrazione del CR39: 1,5), ma rispetto al vetro ha una densità decisamente inferiore ed una resistenza all’impatto circa 4 volte superiore; offre una buona resistenza ad appannarsi; è facilmente colorabile coi metodi tradizionali in varie tonalità; ha una bassa dispersione cromatica (Numero di Abbe 58: il numero di Abbe è il rapporto tra la capacità a rifrangere la luce e il valore di dispersione cromatica del materiale: in pratica quanto più elevato è il numero di Abbe, tanto migliori sono le caratteristiche ottiche di cui è fatta la lente). Il CR39 é il materiale polimerico più usato per le lenti (vedi tabella 4); l’unico suo limite è la scarsa resistenza meccanica e termica;
• policarbonato: ha una resistenza all’urto superiore a quella del CR39 e presenta una serie di altre caratteristiche apprezzabili: resistenza termica, resistenza ai graffi e alle abrasioni; indice di rifrazione assai vicino / leggermente superiore a quello del CR39 e una densità leggermente inferiore a quella del CR39 (quindi è più leggero); elevata dispersione cromatica; è curvabile a freddo e facilmente lavorabile anche post – trattamenti. Data la sua elevata resistenza all’impatto è indicato per lenti di occhiali usati dagli sportivi;
• Trivex®: materiale organico basato sulla formulazione chimica del poliuretano: ha indice di rifrazione vicino a quello del vetro Crown e del CR39; ha un numero di Abbe inferiore a quello del CR39, ma nonostante ciò non dà luogo a fenomeni di aberrazione cromatica; soprattutto, data la bassa densità, può essere considerato uno dei materiali più leggeri usati per la produzione di lenti oftalmiche. Viene comunemente utilizzato negli occhiali di sicurezza in alternativa al policarbonato, data la sua elevata resistenza all’impatto;
• Altri vari: es. materiali a base tiouretano (serie MRTM della Mitsui Chemicals Company) ad alto indice di rifrazione e alto numero di Abbe, a basso peso specifico, caratterizzati da elevata resistenza all’impatto, idonei per lenti per correzioni medio – forti e forti. Sono inoltre in commercio altri tipi di monomeri ad elevato indice di rifrazione, per lo più di importazione dal Giappone.

L’evoluzione del mercato

Diversi sono i fattori positivi che fungeranno da traino della domanda di materie plastiche per l’industria degli occhiali anche nei prossimi anni, premesso che oramai la plastica ha quasi totalmente sostituito il vetro nella produzione di lenti:

• innanzitutto, il fattore demografico: secondo analisi di fonti ufficiali il numero di persone di età compresa tra i 45 e i 50 anni è destinato a crescere di circa 50 – 60 milioni all’anno a livello mondiale di qui al 2030, creando un ulteriore potenziale mercato di occhiali per la correzione della presbiopia;
• il fenomeno dell’invecchiamento demografico, già di per sé più rapido rispetto al passato, si accompagna al progressivo miglioramento degli stili di vita, sempre più attenti agli aspetti salutistici, compresa la cura e la protezione della vista, miglioramento reso possibile da un maggior accesso alle diagnosi e relative cure oculistiche, grazie sia alle disposizioni varate dalle Autorità Sanitarie nei vari paesi, sia ad un crescente ceto medio a maggiori disponibilità finanziarie nei paesi “emergenti”;
• crescente ruolo del fattore “moda” legato agli occhiali: sempre più gli occhiali (in particolare gli occhiali da sole, gli occhiali polaroid) vengono recepiti come accessori di moda e rappresentativi di uno “status symbol”. Non solo, ma il fattore “moda” spesso spinge il consumatore ad acquistare più di un paio di occhiali, e a cambiare gli occhiali con maggior frequenza per orientarsi su innovativi design e innovazioni, che sono in continua evoluzione;
• crescente uso di occhiali protettivi per industria o anche per schermatura da gadget e apparecchiature elettroniche;
• comparsa sul mercato di lenti a maggiori prestazioni ottiche (lenti fotocromatiche, lenti bifocali e progressive personalizzate, ecc);
• non ultimo va considerato il crescente ruolo delle vendite on-line, soprattutto da parte della popolazione giovane. In Germania per esempio nel 2017 il canale on – line ha inciso per circa il 6% delle vendite totali di occhiali.

L’unico fenomeno che può avere un impatto negativo sulla crescita dei consumi di materie plastiche per l’industria degli occhiali è rappresentato dal fatto che le moderne tecnologie di lavorazione a colata consentono di ottenere lenti ultrasottili (quindi più leggere); ciò ovviamente andrà però a favore di materiali più innovativi che consentono anche elevati indici di rifrazione a spessori sottili. Analogamente anche le montature classiche più pesanti tendono ad essere sostituite da montature più leggere (e qui una certa concorrenza alle plastiche può essere esercitata dal titanio).

Il consumo di polimeri in ogni caso è previsto crescere a tassi leggermente superiori al tasso di crescita del mercato degli occhiali in valore, in relazione al fatto che, nonostante un’offerta sempre più variegata e sofisticata, il prezzo medio unitario degli occhiali tende progressivamente a diminuire.

Cina al primo posto per crescita

A livello mondiale il consumo totale di materie plastiche per la produzione di occhiali e lenti è previsto crescere nei prossimi anni ad un tasso medio annuo del 7%, sostanzialmente in linea con l’ultimo decennio, per arrivare ad attestarsi a 105.000 tonnellate nel 2022.

I paesi a maggior tasso di crescita sono previsti essere:

• Cina: circa 600 milioni di persone in Cina (cioè circa il 45% della popolazione) sono affette da miopia: il paese è uno di quelli a più alto tasso di miopia nel mondo. È in crescita anche il tasso di presbiopia in relazione al progressivo rapido invecchiamento della popolazione: attualmente circa il 33% della popolazione ha un’età compresa tra i 45 e i 50 anni, tasso destinato ad arrivare al 37% nell’arco dei prossimi quattro – cinque anni. Sono in netta crescita anche il mercato delle lenti a contatto (circa il 5% a valore del mercato totale degli occhiali), il mercato degli occhiali da sole (circa il 10% del mercato totale), il segmento degli occhiali protettivi per bambini, data l’elevata percentuale (circa il 65%) dei bambini anche molto piccoli (tra i 4 e i 6 anni), che usano apparecchiature elettroniche, e la produzione di occhiali destinati alle esportazioni verso altri paesi “emergenti”;
• India: è prevista essere il paese a maggior tasso di crescita (vedi tabella 5) in relazione alle favorevoli condizioni economiche di fondo del paese che consentono un rapido miglioramento degli stili di vita della popolazione con creazione di un ceto medio, soprattutto nelle aree urbane, mentre nelle aree rurali i canali e le reti di vendita rappresentano un limite alla diffusione degli occhiali;
• Indonesia: anche qui il favorevole clima economico non potrà che favorire un incremento del mercato degli occhiali, abbinato all’elevato tasso di utilizzo di internet da parte della popolazione giovanile: gli indonesiani sono tra i più attivi al mondo nell’utilizzo di internet.
• Più incerte le previsioni di crescita in Brasile e Russia, nonostante un certo recupero dei mercati nel 2018, in relazione al perdurare delle incertezze economiche in entrambi i paesi; in Turchia il mercato potenziale è decisamente elevato, soprattutto per quanto riguarda i tradizionali segmenti degli occhiali correttivi di miopia, astigmatismo, presbiopia, ma anche qui la difficile situazione economico – finanziaria rappresenta a tutt’oggi un forte freno agli investimenti da parte di società nazionali ed estere.

Si assisterà molto probabilmente a livello mondiale ad un progressivo consolidamento dell’offerta di occhiali, con un minor numero di operatori a maggiori disponibilità finanziarie, in grado quindi di investire di più rispetto ad un’industria frammentata (l’elevata frammentazione è caratteristica soprattutto dei paesi “emergenti”) oltre che in Ricerca e Sviluppo di nuovi materiali e tecniche di trasformazione sempre più in grado di rispondere alle molteplici esigenze della clientela, anche in attività di marketing e campagne promozionali.

Le lenti a contatto

Per le lenti a contatto il PMMA (vetro organico) è oramai poco utilizzato perché fa passare poco ossigeno, pur essendo dotato di eccellenti proprietà ottiche, resistenza e biocompatibilità. A tutt’oggi la maggior parte delle lenti a contatto in uso sono quelle morbide gas permeabili, a base di sostanze che permettono alle lenti di essere traspiranti, cioè di lasciar passare l’ossigeno:

• idrogel, materiale polimerico idrofilo, che si gonfia assorbendo acqua;
• idrogel silicone, un’innovazione più recente: è più permeabile all’ossigeno rispetto alle tradizionali lenti a contatto morbide, consentendo all’occhio di sopportare più facilmente il contatto con la lente. È una combinazione di silicone e idrogel che combina le proprietà delle lenti a contatto sia morbide che rigide.

Anche per le lenti a contatto rigide si usano polimeri gas permeabili: per migliorare la permeabilità all’ossigeno si aggiunge fluoro; a tutt’oggi i modelli a base fluoro – silicone – acrilato sono una soluzione ottimale in termini di permeabilità all’ossigeno e capacità di mantenere il giusto livello di umidità.