Brillengläser sind vielen Menschen vertraut und spielen eine wichtige Rolle bei der Korrektur von Kurzsichtigkeit. Sie verfügen über verschiedene Beschichtungsschichten, beispielsweise grüne, blaue, blau-violette und sogar luxuriöse Goldbeschichtungen. Der Verschleiß dieser Beschichtungen ist einer der Hauptgründe für den Austausch einer Brille. Daher wollen wir uns näher mit den Beschichtungsschichten von Brillengläsern befassen.
Die Entwicklung der Linsenbeschichtung
Vor der Entwicklung von Kunststofflinsen wurden üblicherweise Glaslinsen verwendet. Zu den Vorteilen von Glaslinsen zählen der hohe Brechungsindex, die hohe Lichtdurchlässigkeit und die hohe Härte, jedoch weisen sie auch Nachteile wie Bruchanfälligkeit, hohes Gewicht und Sicherheitsrisiken auf.
Um die Nachteile von Glaslinsen zu beheben, haben Hersteller verschiedene Ersatzmaterialien entwickelt, doch keines ist ideal. Jedes Material hat seine Vor- und Nachteile, und es ist schwierig, ein optimales Gleichgewicht zu finden. Dies gilt auch für die derzeit verwendeten Kunststofflinsen.
Bei modernen Kunststofflinsen ist die Beschichtung ein notwendiger Prozess. Kunststoffmaterialien werden in viele Kategorien eingeteilt, beispielsweise MR-7, MR-8, CR-39, PC, NK-55-C und viele weitere, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Unabhängig davon, ob es sich um eine Glas- oder Kunststofflinse handelt, durchläuft das durch die Linsenoberfläche hindurchtretende Licht verschiedene optische Phänomene: Reflexion, Brechung, Absorption, Streuung und Transmission.
Die Linse mit einer Antireflexionsfolie beschichten
Bevor das Licht auf die Linsenoberfläche trifft, besitzt es 100 % Lichtenergie. Beim Austritt aus der Linse und Eintritt ins Auge ist dies nicht mehr der Fall. Je höher der Anteil der gestreuten Lichtenergie ist, desto besser ist die Lichtdurchlässigkeit und desto höher sind Bildqualität und Auflösung.
Bei bestimmten Linsenmaterialien ist die Reduzierung von Reflexionsverlusten eine gängige Methode zur Erhöhung der Lichtdurchlässigkeit. Je mehr Licht reflektiert wird, desto geringer ist die Lichtdurchlässigkeit der Linse, was zu einer schlechteren Bildqualität führt. Daher ist die Reduzierung von Reflexionen zu einem Problem geworden, das bei Kunststofflinsen gelöst werden muss, und Antireflexfolien (AR-Folien) werden auf die Linsen aufgebracht (ursprünglich wurden Antireflexbeschichtungen auf einigen optischen Linsen verwendet).
Die Antireflexionsschicht nutzt das Interferenzprinzip, um die Beziehung zwischen der Lichtintensitätsreflexion der beschichteten Antireflexionsschicht der Linse und der Wellenlänge des einfallenden Lichts, der Dicke der Schicht, dem Brechungsindex der Schicht und dem Brechungsindex des Linsensubstrats herzuleiten. Dadurch können sich die durch die Schicht hindurchtretenden Lichtstrahlen gegenseitig auslöschen, wodurch der Verlust an Lichtenergie an der Linsenoberfläche reduziert und die Bildqualität und Auflösung verbessert werden.
Antireflexbeschichtungen verwenden häufig hochreine Metalloxide wie Titandioxid und Kobaltoxid, die durch Aufdampfen (Vakuumverdampfung) auf die Linsenoberfläche aufgebracht werden, um eine gute Antireflexwirkung zu erzielen. Antireflexbeschichtungen hinterlassen oft Rückstände, und die meisten Schichten weisen eine überwiegend grüne Färbung auf.
Die Farbe der Antireflexionsfolie lässt sich gezielt steuern, beispielsweise um blaue, blauviolette, violette, graue und weitere Folien herzustellen. Unterschiedlich farbige Folienschichten erfordern unterschiedliche Herstellungsverfahren. So muss bei blauer Folie ein geringerer Reflexionsgrad kontrolliert werden, und die Beschichtung ist aufwendiger als bei grüner Folie. Der Unterschied in der Lichtdurchlässigkeit zwischen blauer und grüner Folie kann jedoch unter 1 % liegen.
Bei Objektiven sind blaue Folien im Allgemeinen häufiger bei Objektiven der mittleren bis oberen Preisklasse anzutreffen. Prinzipiell ist die Lichtdurchlässigkeit blauer Folien höher als die grüner Folien (dies gilt jedoch nur prinzipiell), da Licht aus verschiedenen Wellenlängen besteht und diese unterschiedlich auf der Netzhaut abgebildet werden. Unter normalen Umständen wird gelbgrünes Licht präzise auf der Netzhaut abgebildet, und der visuelle Informationsbeitrag von grünem Licht ist relativ hoch, weshalb das menschliche Auge besonders empfindlich für grünes Licht ist.
Beschichten Sie die Linse mit einem harten Film
Neben der Lichtdurchlässigkeit weisen sowohl Harz- als auch Glasmaterialien einen wesentlichen Nachteil auf: Die Linsen sind nicht hart genug.
Die Lösung besteht darin, eine harte Filmbeschichtung aufzubringen.
Die Oberflächenhärte von Glaslinsen ist sehr hoch (sie hinterlassen in der Regel nur minimale Kratzer durch gewöhnliche Gegenstände), dies trifft jedoch nicht auf Kunststofflinsen zu. Kunststofflinsen verkratzen leicht durch harte Gegenstände, was darauf hindeutet, dass sie nicht verschleißfest sind.
Um die Verschleißfestigkeit der Linse zu verbessern, ist es notwendig, eine Hartfilmbeschichtung auf die Linsenoberfläche aufzubringen. Hartfilmbeschichtungen nutzen häufig Siliziumatome zur Härtung. Hierfür wird eine Härtungslösung verwendet, die eine organische Matrix und anorganische, ultrafeine Partikel, darunter Siliziumelemente, enthält. Der Hartfilm zeichnet sich gleichzeitig durch Zähigkeit und Härte aus (die Filmschicht auf der Linsenoberfläche ist hart, und das Linsensubstrat ist weniger spröde als Glas, das leicht zerbricht).
Die wichtigste moderne Technologie zur Herstellung von Hartfilmbeschichtungen ist das Immersionsverfahren. Die Hartfilmbeschichtung ist relativ dick, etwa 3–5 µm. Kunststofflinsen mit Hartfilmbeschichtung lassen sich am Klang beim Klopfen auf eine Tischplatte und der Leuchtkraft ihrer Linsenfarbe erkennen. Linsen, die einen klaren Klang erzeugen und helle Ränder aufweisen, wurden gehärtet.
Beschichten Sie die Linse mit einem Antifouling-Film.
Entspiegelungsfolie und Hartfilm sind derzeit die beiden gängigsten Beschichtungen für Kunststofflinsen. Üblicherweise wird zuerst der Hartfilm und anschließend die Entspiegelungsfolie aufgebracht. Aufgrund der aktuellen Materialbeschränkungen für Entspiegelungsfolien besteht ein Zielkonflikt zwischen Entspiegelung und Schmutzabweisung. Da die Entspiegelungsfolie porös ist, neigt sie besonders zur Bildung von Flecken auf der Linsenoberfläche.
Die Lösung besteht darin, eine zusätzliche Antifouling-Schicht auf die Antireflexionsschicht aufzubringen. Diese Antifouling-Schicht besteht hauptsächlich aus Fluoriden, die die poröse Antireflexionsschicht bedecken und die Kontaktfläche zwischen Wasser, Öl und der Linse verringern, ohne die optischen Eigenschaften der Antireflexionsschicht zu beeinträchtigen.
Mit der zunehmenden Diversifizierung der Anforderungen wurden immer mehr funktionelle Folien entwickelt, darunter Polarisationsfolien, Antistatikfolien, Blaulichtfilterfolien, Antibeschlagfolien und weitere. Selbst bei gleichem Linsenmaterial und gleichem Brechungsindex unterscheiden sich die Preise verschiedener Linsenserien unterschiedlicher Hersteller und sogar innerhalb derselben Marke, selbst bei gleichem Material. Die Linsenbeschichtungen sind einer der Gründe dafür. Es bestehen Unterschiede in Technologie und Qualität der Beschichtungen.
Bei den meisten Arten von Folienbeschichtungen ist es für den Laien schwierig, die Unterschiede zu erkennen. Es gibt jedoch eine Beschichtungsart, bei der die Effekte deutlich sichtbar sind: Blaulichtfiltergläser (eine Technologie, die häufig bei hochwertigen Blaulichtfiltergläsern zum Einsatz kommt).
Eine ideale Blaulichtfilterbrille filtert schädliches blaues Licht im Bereich von 380–460 nm mithilfe einer Blaulichtfilterschicht heraus. Die tatsächliche Leistung variiert jedoch je nach Hersteller. Verschiedene Produkte unterscheiden sich in der Blaulichtfilterwirkung, der Grundfarbe und der Lichtdurchlässigkeit, was sich natürlich in unterschiedlichen Preisen niederschlägt.
Linsenbeschichtungsschutz
Linsenbeschichtungen reagieren empfindlich auf hohe Temperaturen. Die Beschichtungen von Kunststofflinsen werden nachträglich aufgebracht und weisen alle eine gemeinsame Schwäche auf: Sie sind temperaturempfindlich. Der Schutz der Linsenbeschichtungen vor Beschädigungen kann die Lebensdauer der Linsen effektiv verlängern. Folgende Umgebungen können Linsenbeschichtungen beschädigen:
1. Gläser im Sommer mittags auf dem Armaturenbrett eines Autos ablegen.
2. Das Tragen einer Brille oder das Ablegen einer Brille in der Nähe beim Saunagang, Baden oder Baden in einer heißen Quelle.
3. Kochen in der Küche bei hohen Öltemperaturen; wenn heißes Öl auf die Linsen spritzt, können diese sofort platzen.
4. Wenn beim Essen von Hot Pot heiße Suppe auf die Linsen spritzt, können diese platzen.
5. Gläser in der Nähe von Haushaltsgeräten, die über längere Zeit Wärme erzeugen, wie z. B. Schreibtischlampen, Fernseher usw., stehen lassen.
Zusätzlich zu den oben genannten Punkten ist es wichtig, stark saure oder alkalische Flüssigkeiten zu meiden, um eine Korrosion der Fassung oder der Gläser zu verhindern.
Das Bersten von Linsenbeschichtungen und Kratzer sind grundlegend verschieden. Das Bersten wird durch Einwirkung hoher Temperaturen oder chemischer Flüssigkeiten verursacht, während Kratzer durch unsachgemäße Reinigung oder äußere Einwirkung entstehen.
In Wirklichkeit sind Gläser ein recht empfindliches Produkt. Sie reagieren empfindlich auf Druck, Stürze, Verbiegen, hohe Temperaturen und korrosive Flüssigkeiten.
Zum Schutz der optischen Eigenschaften der Filmschicht ist Folgendes erforderlich:
1. Legen Sie Ihre Brille nach dem Absetzen in ein Schutzetui und bewahren Sie sie an einem Ort auf, der für Kinder unerreichbar ist.
2. Reinigen Sie die Gläser mit einem verdünnten, neutralen Reinigungsmittel und kaltem Wasser. Es wird nicht empfohlen, andere Flüssigkeiten zur Reinigung der Gläser zu verwenden.
3. Bei hohen Temperaturen (insbesondere beim Baden oder Kochen) ist es ratsam, die alte Brille zu tragen, um die Gläser der neuen Brille nicht zu beschädigen.
Manche spülen ihre Brille beim Haarewaschen, Gesichtwaschen oder Duschen mit warmem Wasser ab, um sie sauberer zu machen. Dies kann jedoch die Beschichtung der Gläser stark beschädigen und sie unbrauchbar machen. Brillen sollten daher ausschließlich mit einem verdünnten, neutralen Reinigungsmittel und kaltem Wasser gereinigt werden!
Abschließend
Dank der ständigen Weiterentwicklung der Beschichtungstechnologie haben moderne Brillenprodukte hinsichtlich Lichtdurchlässigkeit, Kratzfestigkeit und Schmutzabweisung deutliche Fortschritte erzielt. Die meisten Kunststoff-, Polycarbonat- und Acrylgläser erfüllen die Anforderungen des täglichen Gebrauchs in Bezug auf die Beschichtung.
Wie bereits erwähnt, sind Brillengläser recht empfindliche Produkte. Dies hängt mit der Beschichtungstechnologie der Gläser zusammen, insbesondere mit den hohen Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit. Abschließend möchte ich Sie daran erinnern: Sobald Sie eine Beschädigung der Beschichtung Ihrer Brillengläser feststellen, tauschen Sie diese umgehend aus. Tragen Sie sie niemals achtlos weiter. Eine beschädigte Beschichtung kann die optische Leistung der Gläser beeinträchtigen. Auch wenn ein Paar Brillengläser klein erscheint, ist die Augengesundheit von größter Bedeutung.
Veröffentlichungsdatum: 21. Dezember 2023