Die ältere Generation von Optikern fragte oft nach Glas- oder Kristalllinsen und belächelte die heute üblichen Kunststofflinsen. Denn als sie erstmals mit Kunststofflinsen in Berührung kamen, war die Beschichtungstechnologie noch nicht ausgereift, und es gab Nachteile wie mangelnde Abriebfestigkeit und Anfälligkeit für Flecken. Hinzu kam, dass viele Hersteller und Händler einen Lagerbestand an Glaslinsen hatten, der abverkauft werden musste, weshalb die vermeintlichen Schwächen von Kunststofflinsen eine Zeit lang übertrieben dargestellt wurden.
Glaslinsen bieten zwar Vorteile wie Verschleißfestigkeit und einen hohen Brechungsindex. Aufgrund ihres Gewichts und ihrer Zerbrechlichkeit wurden sie jedoch durch Kunststofflinsen ersetzt. Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technik hat die von der Brillenglasindustrie entwickelte Beschichtungstechnologie viele Probleme gelöst, die zu Beginn der Entwicklung von Kunststofflinsen bestanden. Dieser Artikel gibt Ihnen eine kurze Einführung in die Beschichtung von Brillengläsern, damit Sie die Beschichtungen Ihrer Brillengläser und deren Entwicklungsgeschichte besser verstehen können.
Im Allgemeinen gibt es drei Arten von Beschichtungen für Linsen: verschleißfeste Beschichtungen, Antireflexbeschichtungen und Antifouling-Beschichtungen. Die verschiedenen Beschichtungsschichten basieren auf unterschiedlichen Funktionsprinzipien. Bekanntermaßen ist die Grundfarbe von Kunststoff- und Glaslinsen farblos; die leichten Farbtöne auf unseren Standardlinsen entstehen durch diese Schichten.
Verschleißfeste Folie
Im Vergleich zu Glaslinsen (deren Hauptbestandteil Siliziumdioxid ist, ein anorganisches Material) ist die Oberfläche von Brillengläsern aus organischen Materialien verschleißanfälliger. Unter dem Mikroskop lassen sich zwei Arten von Kratzern auf der Oberfläche von Brillengläsern beobachten. Die erste Art entsteht durch kleine Sand- und Kiespartikel. Obwohl diese Kratzer oberflächlich und klein sind und den Träger zunächst nicht beeinträchtigen, kann sich bei einer gewissen Anzahl solcher Kratzer die durch sie verursachte Lichtstreuung stark auf das Sehvermögen auswirken. Die zweite Art sind tiefe Kratzer, die durch größere Kieselsteine oder andere harte Gegenstände verursacht werden. Diese Kratzer sind tief und haben einen rauen Rand. Befindet sich der Kratzer in der Mitte des Glases, beeinträchtigt er das Sehvermögen. Aus diesem Grund wurden verschleißfeste Beschichtungen entwickelt.
Die verschleißfeste Beschichtung hat mehrere Entwicklungsstufen durchlaufen. Ihre Ursprünge liegen in den 1970er Jahren. Damals ging man aufgrund der hohen Härte von Glas als verschleißfest aus. Um die gleiche Verschleißfestigkeit auf Kunststofflinsen zu erzielen, wurde das Vakuumbeschichtungsverfahren angewendet. Dabei wurde eine Quarzschicht auf die Oberfläche der organischen Linse aufgebracht. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Materialien neigte die Beschichtung jedoch zum Ablösen und zur Sprödigkeit, was die Verschleißfestigkeit beeinträchtigte. Etwa alle zehn Jahre wird eine neue Technologiegeneration entwickelt. Die heutigen verschleißfesten Beschichtungen bestehen aus einer Mischschicht aus organischer Matrix und anorganischen Partikeln. Die organische Matrix verbessert die Zähigkeit der Beschichtung, die anorganischen Partikel erhöhen die Härte. Durch die optimale Kombination beider Komponenten wird eine gute Verschleißfestigkeit erreicht.
Antireflexbeschichtung
Die Linsen unserer Brille verhalten sich wie flache Spiegel, und das auf ihre Oberfläche treffende Licht wird reflektiert. In manchen Fällen können diese Reflexionen nicht nur den Brillenträger, sondern auch Personen, die ihn beobachten, beeinträchtigen. In kritischen Situationen kann dies zu schwerwiegenden Sicherheitsvorfällen führen. Um diese Gefahren zu vermeiden, wurden Antireflexfolien entwickelt.
Antireflexbeschichtungen basieren auf der Fluktuation und Interferenz von Licht. Vereinfacht gesagt, wird die Antireflexionsschicht auf die Oberfläche der Brillengläser aufgetragen. Das reflektierte Licht, das an der Vorder- und Rückseite der Schicht entsteht, interferiert miteinander, wodurch die Reflexionen aufgehoben und der Antireflexionseffekt erzielt wird.
Antifouling-Film
Nach dem Aufbringen der Antireflexbeschichtung auf die Linsenoberfläche bilden sich leicht Verunreinigungen. Dies beeinträchtigt die Antireflexionswirkung und damit die Bildqualität erheblich. Der Grund dafür liegt in der mikroporösen Struktur der Antireflexionsschicht, wodurch sich feiner Staub und Öl leicht auf der Linsenoberfläche festsetzen. Um diesem Problem entgegenzuwirken, wird eine Deckschicht auf die Antireflexionsschicht aufgebracht. Um die Wirkung der Antireflexionsschicht nicht zu beeinträchtigen, muss die Dicke dieser Schutzschicht sehr gering sein.
Eine gute Linse sollte über eine aus diesen drei Schichten bestehende Verbundbeschichtung verfügen. Um die Antireflexionswirkung zu verbessern, sind mehrere Antireflexionsschichten übereinander angeordnet. Im Allgemeinen beträgt die Dicke der verschleißfesten Schicht 3–5 µm, die der mehrschichtigen Antireflexionsschicht etwa 0,3–0,5 µm und die dünnste Antifouling-Schicht 0,005–0,01 µm. Die Schichten sind von innen nach außen wie folgt angeordnet: verschleißfeste Beschichtung, mehrschichtige Antireflexionsbeschichtung und Antifouling-Schicht.
Veröffentlichungsdatum: 08.06.2022