Hard Coatings

Hartschichten

Hartschichten sind heute zusammen mit der Entspiegelung zum Standard geworden. Es werden Lacke verwendet, die einen nahezu idealen Puffer zwischen der Linsenoberfläche und der eher spröden Entspiegelungsbeschichtung bilden. Hier erfahren Sie mehr über Hartschichten bei Kunststoffbrillengläsern.

1. Vorteile

Immer empfehlenswert, manchmal ein Muss

Organische Brillengläser sind aufgrund ihres geringen spezifischen Gewichtes ausgesprochen leicht und daher besonders empfehlenswert. Allerdings ist organisches Brillenglasmaterial an der Oberfläche relative weich und somit nicht sehr kratzbeständig. Um dennoch höchsten Ansprüchen zu genügen, können organische Brillengläser mit einer Hartschicht versiegelt werden.

An Kratzspuren entsteht diffuses Streulicht, und der Seheindruck beim Blick durch das Brillenglas ist unklar und „milchig“. Zudem sind verkratzte Brillengläser unästhetisch. Die ca. 2 µm dicke Hartschicht macht die Oberfläche kratzfester und erhöht so deutlich die Lebensdauer des Brillenglases.

Die Vorteile von Hartschichten:

  • Die Brillengläser sind kratzfester
  • Längere Lebensdauer der Brillengläser
  • Einfachere Pflege der Brillengläser aufgrund geringerer Kratzempfindlichkeit
  • Optische Abbildungsqualität bleibt (länger) erhalten

Hochbrechende organische Brillengläsers besitzen eine so geringe Kratzfestigkeit, dass eine Hartschicht unbedingt notwendig ist. ZEISS bietet daher hochbrechende organische Brillengläser serienmäßig mit Hartschicht an.

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2. Ein Blick in die Fertigung

Die Hartbeschichtung organischer Brillengläser mit einem Tauchlack ist, verglichen mit dem 1959 erstmals bei Brillengläsern eingeführten Entspiegelungsverfahren, eine recht junge Technologie. Das organische Brillenglas Clarlet kam 1965 auf den Markt. Bis zur Einführung der ersten Tauchhartschicht vergingen jedoch noch zwei Jahrzehnte: Im Jahr 1986 bot Carl Zeiss die ersten Clarlet Brillengläser mit Tauchhartschicht an. Bereits 10 Jahre später hat sich die Hartschicht als unverzichtbare Standardvergütung für organische Brillengläser etabliert.

Heute werden in der zentralen Fertigung bei Carl Zeiss in Aalen täglich bis zu 9000 organische Brillengläser mit einer Lackhartschicht versiegelt.

Zur Hartbeschichtung werden die Brillengläser in einen Polysiloxan-Lack eingetaucht, der für jede Brechzahl genau angepasst ist.

Zur Hartbeschichtung werden die Brillengläser in einen Polysiloxan-Lack eingetaucht, der für jede Brechzahl genau angepasst ist.

Tauchhartschichten werden meist mit Polysiloxan-Lacken hergestellt. Diese ergeben mit ihren hartelastischen Eigenschaften einen nahezu idealen Puffer zwischen der Brillenglasoberfläche und der eher hartspröden Entspiegelungsschicht. Bei Carl Zeiss werden alle Hartschichten im Tauchverfahren auf die Brillengläser aufgebracht. Dabei werden mehrere Gläser nach einem Reinigungs- und Vorbehandlungsprozess in speziellen Halterungen, den sogenannten Tauchfedern, fixiert und in den Polysiloxan-Lack eingetaucht.


Die Dicke der Hartschicht wird über die Ein- und Austauchgeschwindigkeit sowie über die Viskosität (Zähflüssigkeit) des Lackes reguliert. Damit stets die gewünschte Viskosität gewährleistet ist, muss die Umgebungstemperatur konstant 18 °C betragen.

Ein- und Austauchgeschwindigkeit werden rechnergesteuert kontrolliert und müssen ebenso wie die Viskosität des Lackes penibel eingehalten werden, um eine hohe Qualität der Hartschicht zu gewährleisten. Um eine Verunreinigung durch Staub auszuschließen, wird unter Reinraumbedingungen gearbeitet.

Zur Aushärtung des Tauchlackes durchlaufen die beschichteten Brillengläser einen Temperofen. Je nach Brillenglasmaterial verbleiben die Brillengläser zwischen drei und vier Stunden in dem Ofen. Durch den Aushärtevorgang ergibt sich eine stabile Verbindung zwischen Brillenglas und Lack, die eine Ablösung der Hartschicht ausschließt.

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3. Tauchen oder Aufdampfschichten im Vergleich

Ein Vergleich

Neben dem nasschemischen Verfahren können auch Aufdampfverfahren zur Versiegelung von Brillengläsern mit einer Hartschicht eingesetzt werden. Das Aufdampfmaterial Quarz (SiO2) ist jedoch sehr spröde. Entstehende Risse durchbrechen die Veredelungsschichten oft vollständig und bilden unzählige Haarrisse. Solche Kratzspuren lassen das Brillenglas schnell „milchig“ werden und beeinträchtigen damit seine optische Abbildungsqualität.

Kratzspuren auf einer Lackhartschicht dagegen beschädigen die Oberfläche des versiegelten Brillenglases weitaus weniger. Sowohl die optische Abbildungsqualität als auch die Ästhetik des Brillenglases bleiben länger erhalten. Bei Carl Zeiss findet daher ausschließlich das nasschemische Verfahren zur Herstellung der Lackhartschichten Anwendung.

Vergrößerte Aufnahme einer Kratzspur auf CR 39 mit aufgedampfter Quarz-Hartschicht

Vergrößerte Aufnahme einer Kratzspur auf CR 39 mit aufgedampfter Quarz-Hartschicht

Vergrößerte Aufnahme einer Kratzspur auf CR 39 mit Lack-Hartschicht

Vergrößerte Aufnahme einer Kratzspur auf CR 39 mit Lack-Hartschicht

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4. Qualität & Hartschicht

Hohe Qualität der ZEISS Hartschicht

Hohe Qualität der ZEISS Hartschicht

Seit Einführung der ersten Tauchhartschicht bei Carl Zeiss im Jahre 1986 konnte die Qualität der Beschichtungen ständig verbessert werden. So weisen alle hartbeschichteten Brillengläser von Carl Zeiss heute einen hohen Qualitätsstandard auf.

Um für jedes Brillenglasmaterial denselben Qualitätsstandard erreichen zu können, verwendet Carl Zeiss genau auf die Materialeigenschaften abgestimmte Hartlacke.

So kann einerseits eine hohe Haftung des Lackes für jedes Brillenglasmaterial gewährleistet werden, andererseits lassen sich störende Interferenzen vermeiden, indem die Brechzahl des Lackes an die des Brillenglasmaterials angepasst wird. Je höher die Brechzahl des Brillenglasmaterials ist, um so höher ist auch die Brechzahl des Hartlackes.


Um den hohen Qualitätsstandard der Hartschichten gewährleisten zu können, wird bei Carl Zeiss unter Reinraumbedingungen gearbeitet

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5. Super-High-Index

Super-High-Index bei Brillenglas und Hartschicht

Nachdem es Carl Zeiss als erstem Brillenglashersteller Europas gelungen ist, serienmäßig ein organisches Brillenglas mit dem Super-High-Index 1,665 zu polymerisieren, wurde permanent an der Verbesserung der auf dieses Material abgestimmten Schichtsysteme gearbeitet.

So kommt bei den hochbrechenden Brillengläsern ZEISS Single Vision AS 1.67 und ZEISS Single Vision Sph 1.6 auch eine hochbrechende Hartschicht zur Anwendung. Einer der Vorteile dieser speziell abgestimmten Schicht ist die hohe Haftung und damit hervorragende Haltbarkeit. Und der entscheidende weitere Vorteil: störende Interferenzen werden vermieden und das Brillenglas wirkt somit in jeder Hinsicht ästhetisch.

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