Welche Brillenglasbeschichtungen gibt es?

 

Die Beschichtung von Kunststoffgläsern stellt eine enorme industrielle Herausforderung dar. Jede der bis zu zehn Schichten hat eine eigene Funktion und muss durch verschiedene Vorgänge auf dem Brillenglas aufgetragen und optimal auf die anderen Schichten abgestimmt werden.

 

Im Verkaufsgespräch hört man oft „Ihr Brillenglas ist gehärtet, voll entspiegelt und besitzt einen Topcoat“. Doch was bedeutet das? Diese Beschichtung von Kunststoffgläsern stellt für die Industrie eine enorme Herausforderung dar und kann heute aus bis zu zehn einzelnen etwa 1 bis 3μm dünnen Schichten bestehen. Sie haben nicht nur eine optische, sondern auch eine mechanische Funktion. Generell gibt es eine Hartschicht, welche eine verschleiß-mindernde Funktion hat, eine Entspiegelungsschicht, die reflexmindernd wirkt und eine Lotusschicht, welche eine schmutzabweisende Funktion hat. Optional kann auch eine Blaulichtfilter-Beschichtung aufgetragen werden. Die Herausforderung liegt vor allem bei den Zwischen- und Verbindungsschichten. Die einzelnen Schichten müssen sowohl aufeinander, als auch auf das Brillenglasmaterial abgestimmt werden, um eine optimale Haltbarkeit zu garantieren.

Die Härtung

Aufgrund der geringen Oberflächenhärtung von Kunststoffgläsern wird ein besonderer Kratzschutz benötigt. Durch das Putzen der Brillengläser könnten ohne eine Hartschicht durch Staubpartikel Kratzspuren entstehen, welche den Blick durch das Glas trüben. Die Hartschicht dient jedoch nicht nur als Oberflächenschutz, sondern stellt auch die Verbindung zwischen dem Beschichtungsmaterial der Entspiegelung und dem Grundmaterial des Brillenglases her. Die Hartschicht muss folgende Faktoren erfüllen:

    • Sie darf keine Eigenfärbung haben
    • Sie muss mit der Entspiegelungsschicht kombinierbar sein
    • Sie muss etwa die gleiche Brechzahl besitzen wie das Grundglas
    • Sie muss gut auf dem Grundglas halten und die Abriebbeständigkeit erhöhen
    • Sie darf weder reißen noch brechen

 

Heute wird die Hartschicht vorwiegend durch Lackierung aufgetragen, wobei zwischen dem Tauch- und dem Schleuderverfahren unterschieden wird. Generell wird zunächst ein Siloxan-Lack aufgetragen, der entweder durch Erhitzen während eines Tempervorgangs oder unter UV-Licht ausgehärtet wird und so eine stabile Verbindung zwischen Glas- und Lack hergestellt wird. Beim Tauchverfahren wird das Glas in einem staubfreien Raum in Haltezangen fixiert und in das Lack-Bad getaucht. Beim Schleuderverfahren wird das Brillenglas rotiert und der Lack aufgetropft, welcher sich durch die entstehende Fliehkraft gleichmäßig verteilt. Nachdem der Lack getrocknet ist, kann das Brillenglas in den Entspiegelungs-Prozess.

Die Entspiegelung

Nach einer Reinigung kommen die gehärteten Gläser dann zur Entgasung in einen Ofen. Durch die Wärmezufuhr verlieren sie ihre Wassereinlagerungen, was nicht nur die bessere Haltbarkeit der anschließenden Entspiegelung bewirkt, sondern gewährleistet auch ein optimales Vakuum in der Entspiegelungsanlage. Für das Aufbringen der Entspiegelungsschichten werden geschlossene Behälter benötigt, um das Vakuum zu erzeugen. Bei der Methode des thermischen Aufdampfens wird das Beschichtungsmaterial zum Schmelzen und bei weiterem Temperaturanstieg zum Verdampfen gebracht. Die entstehende Wolke kondensiert an der Glasoberfläche, wodurch die Beschichtung gleichmäßig und präzise aufgebracht wird.

Eine andere Methode, das sogenannte Sputtern, ist physikalisch dagegen komplizierter. Das Beschichtungsmaterial wird mit positiven Ionen beschossen. Anschließend wird zwischen dem Beschichtungsmaterial und der Halterung des Brillenglases eine Spannung angelegt, bei der positive Ionen zum Beschichtungsmaterial hin beschleunigt werden. Von dort werden Atome oder Moleküle herausgeschlagen, die sich dann auf der Oberfläche des Brillenglases absetzen. Letztendlich heißt sputtern so viel wie: Zerstäuben des Beschichtungsmaterials durch Ionenbeschuss. Während die Methode des thermischen Aufdampfens eher für Massenproduktion geeignet ist, wird das Sputtern hauptsächlich für kleine Chargen eingesetzt.

Die Lotusschicht

Die finale Lotusbeschichtung, welche nach der letzten reflexmindernden Schicht aufgedampft wird, dient als eine Art Versiegelung und soll das Anhaften von Schmutzpartikeln vermeiden. Ohne diese Beschichtung würde jeder Fingerabdruck und das kleinste Staubkörnchen störend wahrgenommen werden. Außerdem würden Wassertropfen durch die raue Oberfläche der Entspiegelung und die starke Anziehungskraft zum Brillenglas seine Kugelform verlieren. Jeder Tropfen würde sich an die Oberfläche anschmiegen und eine direkte Verbindung zur Oberfläche eingehen. Durch eine Versiegelung der Brillenglasoberfläche mit der Lotusbeschichtung werden die Anziehungskräfte soweit minimiert, dass der Wassertropfen seine Kugelform behält und abperlen kann.

Die Blaulichtfilter-Beschichtung

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