플라스틱 소재로 된 안경렌즈는 플라스틱의 특성을 보완 또는 렌즈의 기능을 향상하기 위해 코팅을 합니다.
렌즈의 대표적인 코팅 종류와 특징 및 공정에 대해 알아보고자 합니다.
1.HC (Hard Corting) 하드코팅
플라스틱 렌즈는 경도가 약하여 스크레치에 취약한데, 이를 보완해 주기 위해 해주는 코팅입니다.
즉 갑옷 또는 보호막을 두른 것이라 보시면 됩니다.
하지만 하드코팅을 했다고 해서 유리렌즈와 같은 경도는 아닙니다. 유리렌즈 경도는 7H ~ 9H이며, 하드코팅은 3H ~ 6H으로 여전히 유리렌즈에 비해 낮습니다.
그리고 하드코팅을 한다고 해서 투과율을 높아지는 것은 아니며, 기본적으로 멀티 HMC 코팅 및 초발수 코팅 전의 기본적인 코팅이라고 보면 됩니다.
1) 하드코팅 공정
표면처리 또는 에칭 Etching (렌즈 표면이 매끄러워 하드액이 밀착이 잘 안 되기 때문에 밀착력을 높이기 위한 연마작업)
-> 세척 및 건조 (초음파 세척기를 통해 렌즈 표면에 있는 이물질 제거한 후 건조)
-> 딥핑 (dipping) 또는 스핀코팅 (spin Corting) 작업 -> 건조 및 열처리 (열경화 방식과 UV경화 방식이 있음)
➀ 딥핑 (dipping) 코팅
- 하드액에 렌즈를 담갔다 빼는 형태로 간단한 공정
- 코팅액에 담궜다 빼기 때문에 비교적 코팅이 두꺼움
- 제작이 쉽고 비용이 상대적으로 저렴할 수 있으나 코팅이 일정하지 않은 단점이 있음.
➁ 스핀 (spin) 코팅
- 렌즈 표면에 하드액을 고속으로 회전시켜 고르게 입히는 방식
- 얇고 균일하게 코팅 가능
- 딥핑 보다 기술적으로 어려움
2. HMC (Hard Multi Coating) 멀티코팅
긁힘 방지(Hard Corting ) + 다중 반사방지(Multi, AR) 기능을 합친 복합 코팅입니다.
멀티코팅이라고 하며, AR 코팅 (Anti-Reflection Coating)이라고 하기도 합니다.
멀티코팅은 렌즈 표면에 여러 층의 얇은 막을 입혀 빛 반사를 줄이고 빛 투과율을 높여 더 선명하게 볼 수 있게 해주는 코팅입니다.
빛이 렌즈에서 반사되어 나타나는 고스트 현상을 줄여주고 반사광을 줄여 선명한 시야를 확보하게 합니다.
하드코팅은 10% 빛을 반사하지만 멀티코팅은 단 2%만 빛을 반사시킵니다.
1) 멀티코팅의 원리와 방식
원리 - 빛의 간섭( Interference) 이용
- 굴절률이 다른 물질을 교차하여 증착 (불화마그네슘과 산화알루미늄 등을 진공 상태에서 증착하여 얇은 막을 입히는 것)
- 각 코팅층에서 반사되는 빛이 서로 만나 상쇄되면서 반사율을 떨어뜨리게 됨.
* 빛은 입자이기도 하지만 파동의 성격을 가지고 있는데, 같은 파장을 만나면 파장은 더 세지고 반대로 엇갈리게 만나면 서로 지워지게 됩니다.
2) 증착방식
➀ 물리적 (PVD) 방식: 고 진공 속에서 고체 물질을 가열 또는 전자빔을 쏘아 증발시킴
-> 증발된 분자가 기판 (substrate)에 달라붙어 나노미터의 단위로 얇은 막을 형성
➁ CVD (Chemical Vapor Deposition, 화학적 증착): 기체 상태의 전구체(화합물)를 분해 → 화학반응으로 렌즈 표면에 박막 형성
- 증착한 한 번에 한 면만 증착이 가능하며, 한 면을 증착 후 렌즈를 뒤집어서 증착
- 보통 증착작업은 약 30분 ~ 40분이 소요
- SiO2, ZrO2, Ta2O5 약품은 두께, 코팅 조건 등을 조정하여 설계
3. USH (Ultra Super Hydrophobic Coating)
물이나 기름과 같은 오염 물질이 렌즈에 잘 달라붙지 않고 잘 닦이게 하는 코팅이라고 보시면 됩니다.
렌즈 관리하기 용이하며, 좀 더 선명하게 볼 수 있게 해 줍니다.
4. EP (Easy-to-Clean Protection Coating)
USH 코팅 처리된 렌즈는 표면이 미끄럽기 때문에 렌즈를 안경테 모양에 맞게 가공 시 미끄럼 방지 테이프를 부착하여 가공합니다.
EP 코팅은 USH 코팅된 렌즈 표면에 얇은 비닐막 같은 것을 덧붙인 형태로 테이프 없이도 가공이 용이하도록 설계된 코팅입니다.
EP 코팅은 용액에 담그는 딥핑 방식과 스핀코팅 방식이 있습니다.
이 밖에도 여러 코팅들이 있으나 시간 될 때 정리를 해보겠습니다.