렌즈는 많은 사람들에게 친숙하며, 안경에서 근시를 교정하는 데 중요한 역할을 합니다. 렌즈에는 녹색 코팅, 파란색 코팅, 청자색 코팅, 심지어 고급스러운 금색 코팅과 같은 다양한 코팅층이 있습니다. 코팅층의 마모는 안경을 교체하는 주요 원인 중 하나이므로, 렌즈 코팅층에 대해 자세히 알아보겠습니다.
렌즈 코팅의 개발
수지 렌즈가 등장하기 전에는 유리 렌즈가 주로 사용되었습니다. 유리 렌즈는 높은 굴절률, 높은 광투과율, 높은 경도 등의 장점을 가지고 있지만, 깨지기 쉽고 무거우며 안전하지 않다는 단점도 있습니다.
유리 렌즈의 단점을 보완하기 위해 제조사들은 유리 렌즈를 대체할 다양한 소재를 개발해 왔지만, 어느 소재도 완벽하지는 않습니다. 각 소재마다 장단점이 있으며, 균형을 맞추기가 어렵습니다. 이는 현재 사용되는 레진 렌즈(레진 소재)에도 마찬가지입니다.
현재 사용되는 레진 렌즈에는 코팅 공정이 필수적입니다. 레진 소재 또한 MR-7, MR-8, CR-39, PC, NK-55-C 등 다양한 종류가 있으며, 각각 고유한 특성을 지니고 있습니다. 유리 렌즈든 레진 렌즈든, 렌즈 표면을 통과하는 빛은 반사, 굴절, 흡수, 산란, 투과 등 다양한 광학 현상을 겪습니다.
렌즈에 반사 방지 필름 코팅
빛이 렌즈 표면에 도달하기 전에는 100% 빛 에너지이지만, 렌즈를 빠져나와 눈으로 들어갈 때는 더 이상 100% 빛 에너지가 아닙니다. 빛 에너지의 비율이 높을수록 빛 투과율이 좋아지고, 이미지 품질과 해상도가 향상됩니다.
특정 렌즈 재질의 경우, 반사 손실을 줄이는 것은 광 투과율을 높이는 일반적인 방법입니다. 반사광이 많을수록 렌즈의 투과율이 낮아져 이미지 품질이 저하됩니다. 따라서 반사 감소는 레진 렌즈가 해결해야 할 과제가 되었으며, 이를 위해 렌즈에 반사 방지 필름(AR 필름)이 적용되어 왔습니다(초기에는 일부 광학 렌즈에 반사 방지 코팅이 사용되었습니다).
반사 방지 필름은 간섭 원리를 이용하여 코팅된 렌즈 반사 방지 필름 층의 빛 반사율과 입사광의 파장, 필름 층의 두께, 필름 층의 굴절률, 렌즈 기판의 굴절률 사이의 관계를 도출합니다. 이를 통해 필름 층을 통과하는 빛이 서로 상쇄되어 렌즈 표면에서의 빛 에너지 손실을 줄이고 이미지 품질과 해상도를 향상시킵니다.
반사 방지 코팅은 일반적으로 이산화티타늄이나 산화코발트와 같은 고순도 금속 산화물을 사용하며, 이러한 산화물은 증발 공정(진공 증착)을 통해 렌즈 표면에 증착되어 우수한 반사 방지 효과를 얻습니다. 반사 방지 코팅은 종종 잔류물을 남기며, 대부분의 필름층은 주로 녹색 계열의 색상을 띕니다.
반사 방지 필름의 색상은 파란색, 청자색, 보라색, 회색 등 다양한 색상으로 조절할 수 있습니다. 필름 색상에 따라 제조 공정이 다릅니다. 예를 들어 파란색 필름은 반사율을 낮춰야 하므로 코팅 난이도가 녹색 필름보다 높습니다. 하지만 파란색 필름과 녹색 필름의 광 투과율 차이는 1% 미만일 수 있습니다.
렌즈 제품에서 청색 필름은 일반적으로 중고가 렌즈에 더 많이 사용됩니다. 원칙적으로 청색 필름의 광 투과율은 녹색 필름보다 높습니다(물론 이는 원칙적인 설명입니다). 빛은 여러 파장의 빛이 혼합된 것이며, 각 파장은 망막에 서로 다른 위치에 맺히기 때문입니다. 정상적인 상황에서 황록색 빛은 망막에 정확하게 맺히고, 녹색 빛이 제공하는 시각 정보량이 상대적으로 많기 때문에 인간의 눈은 녹색 빛에 민감합니다.
렌즈에 경질막 코팅
수지 및 유리 소재는 빛 투과율 외에도 렌즈의 경도가 충분하지 않다는 중요한 단점을 가지고 있습니다.
이 문제를 해결하는 방법은 단단한 필름 코팅을 추가하는 것입니다.
유리 렌즈의 표면 경도는 매우 높아 일반적인 물체로 긁어도 거의 흠집이 남지 않지만, 레진 렌즈는 그렇지 않습니다. 레진 렌즈는 단단한 물체에 쉽게 긁히므로 내마모성이 떨어집니다.
렌즈의 내마모성을 향상시키기 위해서는 렌즈 표면에 경질막 코팅을 추가해야 합니다. 경질막 코팅은 유기 매트릭스와 실리콘 원소를 포함하는 무기 초미세 입자로 구성된 경화 용액을 사용하여 경화 처리를 하는데, 이때 실리콘 원자가 주로 사용됩니다. 이렇게 형성된 경질막은 인성과 경도를 동시에 갖습니다 (렌즈 표면의 막층은 단단하고, 렌즈 기판은 유리처럼 쉽게 깨지지 않아 취성이 낮습니다).
경질막 코팅의 주요 현대 기술은 침지법입니다. 경질막 코팅은 약 3~5μm로 비교적 두껍습니다. 경질막 코팅이 된 레진 렌즈는 탁자에 두드렸을 때 나는 소리와 렌즈 색상의 밝기로 구별할 수 있습니다. 맑은 소리가 나고 가장자리가 밝은 렌즈가 경화 처리된 것입니다.
렌즈에 오염 방지 필름을 코팅합니다.
현재 레진 렌즈에 사용되는 기본 코팅은 반사 방지 필름과 하드 필름 두 가지입니다. 일반적으로 하드 필름을 먼저 코팅한 후 반사 방지 필름을 코팅합니다. 하지만 현재 반사 방지 필름 소재의 한계로 인해 반사 방지 기능과 오염 방지 기능 사이에 상충 관계가 존재합니다. 반사 방지 필름은 다공성 구조이기 때문에 렌즈 표면에 얼룩이 생기기 쉽습니다.
해결책은 반사 방지 필름 위에 추가적인 오염 방지 필름 층을 덧붙이는 것입니다. 이 오염 방지 필름은 주로 불소로 구성되어 있으며, 다공성 반사 방지 필름 층을 덮어 물, 기름과 렌즈 사이의 접촉 면적을 줄이는 동시에 반사 방지 필름의 광학적 성능은 저하시키지 않습니다.
수요가 다양해짐에 따라 편광 필름, 정전기 방지 필름, 청색광 차단 필름, 김서림 방지 필름 등 더욱 다양한 기능성 필름층이 개발되고 있습니다. 동일한 렌즈 재질과 굴절률을 가진 렌즈라도 브랜드에 따라, 심지어 같은 브랜드 내에서도 재질이 같더라도 시리즈별로 가격 차이가 나는데, 이는 렌즈 코팅 기술과 품질의 차이 때문입니다.
대부분의 필름 코팅은 일반인이 그 차이를 구별하기 어렵습니다. 하지만 효과를 쉽게 확인할 수 있는 코팅이 하나 있는데, 바로 청색광 차단 렌즈(고급 청색광 차단 렌즈에 흔히 사용되는 기술)입니다.
이상적인 청색광 차단 렌즈는 청색광 차단 필름층을 통해 380~460nm 범위의 유해한 청색광을 차단합니다. 그러나 제조사에 따라 실제 성능에는 차이가 있습니다. 제품마다 청색광 차단 효과, 기본 색상, 광 투과율에 차이가 있어 자연스럽게 가격 차이로 이어집니다.
렌즈 코팅 보호
렌즈 코팅은 고온에 민감합니다. 레진 렌즈의 코팅은 나중에 적용되며, 모두 고온에 약하다는 공통적인 약점을 가지고 있습니다. 렌즈 코팅이 파손되는 것을 방지하면 렌즈의 수명을 효과적으로 연장할 수 있습니다. 다음의 특정 환경은 렌즈 코팅 손상을 유발하기 쉽습니다.
1. 한여름 정오에 자동차 대시보드에 안경을 올려놓는 행위.
2. 사우나, 목욕 또는 온천욕을 할 때 안경을 착용하거나 가까이에 두는 것.
3. 주방에서 고온의 기름으로 요리할 경우, 뜨거운 기름이 렌즈에 튀면 즉시 파열될 수 있습니다.
4. 훠궈를 먹을 때 뜨거운 국물이 렌즈에 튀면 렌즈가 터질 수 있습니다.
5. 책상 스탠드, 텔레비전 등 장시간 열을 발생시키는 가전제품 근처에 안경을 두는 것.
위에서 언급한 사항 외에도, 안경테나 렌즈의 부식을 방지하기 위해 강산성 또는 강알칼리성 액체와의 접촉을 피하는 것이 중요합니다.
렌즈 코팅 파열과 긁힘은 근본적으로 다릅니다. 코팅 파열은 고온이나 화학 액체에 노출될 때 발생하며, 긁힘은 부적절한 세척이나 외부 충격으로 인해 발생합니다.
사실 유리 제품은 상당히 섬세한 제품입니다. 압력, 낙하, 굽힘, 고온, 부식성 액체에 민감합니다.
박막층의 광학적 성능을 보호하기 위해서는 다음과 같은 사항이 필요합니다.
1. 안경을 벗을 때는 보호 케이스에 넣어 어린이의 손이 닿지 않는 곳에 보관하십시오.
2. 찬물에 희석한 중성 세제를 사용하여 유리잔을 닦으십시오. 유리잔을 닦을 때 다른 액체를 사용하는 것은 권장하지 않습니다.
3. 고온 환경(특히 목욕이나 요리 중)에서는 새 안경 렌즈의 손상을 방지하기 위해 낡은 안경을 착용하는 것이 좋습니다.
안경을 깨끗하게 하려고 머리나 얼굴을 씻거나 샤워할 때 따뜻한 물로 헹구는 사람들이 있습니다. 하지만 이렇게 하면 렌즈 코팅이 심하게 손상되어 렌즈를 사용할 수 없게 될 수도 있습니다. 안경은 반드시 찬물에 희석한 중성 세제로만 세척해야 한다는 점을 강조하고 싶습니다!
결론적으로
코팅 기술의 지속적인 발전으로 현대 안경 제품은 광투과율, 내스크래치성, 오염 방지 기능 면에서 상당한 발전을 이루었습니다. 대부분의 레진 렌즈, PC 렌즈, 아크릴 렌즈는 코팅 설계 측면에서 사람들의 일상적인 요구를 충족할 수 있습니다.
앞서 언급했듯이 안경은 실제로 매우 섬세한 제품이며, 이는 특히 고온 사용에 대한 높은 요구 조건과 필름 코팅 기술 때문입니다. 마지막으로, 안경 렌즈의 필름 코팅에 손상이 발견되면 즉시 교체해야 한다는 점을 다시 한번 강조하고 싶습니다. 절대로 부주의하게 계속 사용하지 마십시오. 필름 코팅 손상은 렌즈의 광학적 성능을 저하시킬 수 있습니다. 렌즈는 사소한 문제일지 모르지만, 눈 건강은 무엇보다 중요합니다.
게시 시간: 2023년 12월 21일