Organische und Phototrope Gläser

1. Aufblocken
2.  Danach werden die Gläser auf den gewünschten Durchmesser abgefräst. Dies dauert 15- 20 Sekunden.
3. Die Rückfläche des Brillenglases mit einem Diamantkopf auf die gewünschte Form geschnitten.
4.  Es können sphärische, herkömmliche asphärische und „freeform“ Flächen hergestellt werden.

Nach dem Fräsvorgang sind die Brillengläser schon nahezu fertig. Ein Feinschleifen ist nicht mehr nötig. Es braucht nun noch eine Feinpollitur. Dieser Vorgang dauert ca. 90 Sekunden.

• Für den Giessprozess wird jeweils eine Gussform aus Glas für die konvexe und eine für die konkave Seite benötigt.
• Um alle Rezepte automatisch fertigen zu können, lagern im ersten Teil der Anlage ca. 1200 solcher Gussformen.
•  Diese sogenannten Molds lagern im Reinraum. Sie müssen absolut staubfrei sein.

Vorteile:  

• Weniger Material wird gebraucht. Es entstehen keine Rohlinge, bei denen man dann die Vorder- und Rückfläche fräsen und polieren muss. 
• Schnellere Produktion des gesamten Brillenglases 
• Kein Polieren der Brillenglaser mehr nötig. 

 
Nachteile: 

• Momentan sind noch keine Prismen herstellbar
• Keine Brillengläser nach Form oder Spezialdurchmesser, sondern nur in bestimmten Durchmessern 
• Keine Freiformtechnologie 
• Grosses Lager an Gussformen (Molds: sie sind 300-400mal verwendbar, danach müssen sie erneuert werden) 
• Momentan nur ein Glasmaterial (Kunststoff n= 1,5335) 

• Hartschicht zum Schutz gegen Kratzer, Schnitte und Abriebspuren. Darauf wird eine sogenannte Haftvermittlerschicht aufgebracht. 
• Reflexmindernde Schicht aus Metalloxiden, die AR-Schicht 
• Clean-Coatschicht, eine hydrophobe Schutzschicht 

a) Tauchverfahren: Nach der Reinigung in chemischen Bädern und nach der Ultraschallwäsche wird das Glas in eine Haltezange eingesetzt und durchläuft dann den Tauchprozess. Dabei wird das Glas beidseitig mit der gewünschten Dicke der Siloxanschicht (Silizium-Sauerstoffverbindungen) lackiert. 

 b) Spincoating- Verfahren: Das zu beschichtende Glas wird in hohe Rotation versetzt und von oben wird dann ein wenig Lack auf die Oberfläche getropft. Durch das regelmässige Drehen wird der Lack gleichmässig auf dem Glas verteilt. Der Vorteil dieser Methode ist die schnelle Trocknungszeit. 

AR-Schichten (Anti-Reflex-Schicht) oder Entspieglungsschichten sind reflexmindernde Schichten. Bei organischen Gläsern sind sie immer mehrschichtig, auch wenn sie zum Teil als einfache AR-Beläge angeboten werden. Die AR-Schichten werden auf eine Metallzwi-schenschicht aufgetragen. Typische Beschichtungsmate-rialien sind Quarz (SiO2) und Titantrioxid (Ti 2 O 3 ).

• Verunreinigungen (wie z.B. Fingerabdrücke) lassen sich leichter von der glatten, schmutzabweisenden Oberfläche wegwischen. 
• Wasser perlt auf der wasserabstossenden (hydrophoben) Schicht rasch ab und hinterlässt kaum Rückstände. 
• Gläser laufen ein bisschen weniger an (z.B. im Hallenbad,  Küche) und beschlagene Gläser werden schneller wieder klar. 

Nano- Beschichtungen haben die Aufgabe, die Eigenschaften von Oberflächen zu verändern. Diese Schichten sind unglaublich dünn. Die Teilchen, die aufgetragen werden, sind wenige Nanometer gross, deshalb auch der Name. 

Fototrope Mineralgläser verfärben sich unter den Einfluss von UV-Strahlung bzw. kurzwelligem Licht. Ohne die fortwirkende Strahlung wird das Glas innerhalb kurzer Zeit wieder hell. Um ein fototropes Glas zu erhalten, werden der Glasmasse Sil-berhalogenide beigefügt. Ein Silberhalogenid ist eine chemische Verbindung aus Silber mit Chlor, Brom, Jod oder Fluor. 

• Angenehmes Sehen durch die automatische Anpassung der Brillengläsern an die jeweiligen Licht-verhältnisse. 
• kein ständiges Wechseln der Brille 
• Preislich ist eine Brille mit fototropen Gläser meist ein wenig günstiger als eine Sonnenbrille und ei-
• ne Korrekturbrille. 

•  Die Gläser färben sich auch bei diffusem Wetter ziemlich stark ein. 
• Die Gläser haben eine unästhetische Grundtönung von ca. 15 %. 
• Das Pupillenspiel bei den verschiedenen Lichtverhältnisse (hell kleiner Pupillendurchmesser, dunkelbgrosser Pupillendurchmesser) wird verwöhnt. 
• Das Eindunkeln geht sehr schnell, leider ist der Aufhellungsprozess immer noch eher langsam.

Unterliegen die Silberhalogenide keiner UV-Bestrahlung, so sind sie durchsichtig. Werden nun diese Silberhalogenide mit UV bestrahlt, so werden sie in metallische Silberatome und Halogen-Atome zerlegt. Die metallischen Silberatome färben das Glas ein. Die im Glas eingelagerten Kupfer-Ionen binden die Halogen-Ionen während des Eindunkelungsprozesses. Bsp: Silberhalogenid mit Brom, Silberbromid 

• Art der Bestrahlung: UV-Strahlung, kurz- oder langwelliges Licht 
• Temperatur des Glases: Je kälter, desto dunkler wird das Glas 
• Intensität und Dauer der Bestrahlung 

• Aufgrund dieses veränderten Grundmaterials, sind fototrope Kunststoffgläser kratzempfindlicher als normale CR39-Kunststoffgläser. Deshalb werden fototrope Kunststoffgläser nahezu immer mit einem speziellen Hartlack versehen
• Da sich die Moleküle nur an der Oberfläche und nicht in der Glasmasse befinden, erfolgt die Eindunkelung unabhängig der Glasdicke gleichmässig über die gesamte Fläche des Brillenglases.
• Fototrope Kunststoffgläser färben sich je nach Temperatur unterschiedlich stark ein. Bei hohen Temperaturen ist die Aufhellung vollständig und sehr schnell, bei niedrigen Temperaturen reagiert das Glas langsam und behält eine gewisse Resttönung. 

• Die Gläser werden aus einem speziellen Kunststoff hergestellt, der für die Aufnahme fototroper Farbstoffe optimiert ist. Verglichen mit den fototropen Mineralgläsern erhalten sie ihre Fototropie erst als Halb- oder Fertigfabrikat. Bei diesem Prozess, der Fotochromisation, werden Millionen von fototropen Molekülen etwa 0,15mm tief in die Vorderfläche der Brillengläser eingebracht.

Bei dieser Fertigungsart werden die fototropen Substanzen bereits beim Giessvorgang beigemengt. Bei Be-
strahlung dunkeln nur die fototropen Substanzen der obersten Schicht ein, da diese die darunter liegenden 
Moleküle vor der Strahlung abschirmen.

Weil sie viel aufwändiger herzustellen sind, als normale Kunstoffgläser.

Mineral Gäser:

•  braun oder grau

Kunststoff:

•  braun und grau auch Trendfarben wie z.B. blau, pink, gelb, orange und grün

 Ein Silberhalogenid ist eine chemische Verbindung aus Silber mit Chlor, Brom, Jod oder Fluor

• Holze
• Steinkohle
• Erdöl

Zur Herstellung organischer CR 39 Brillengläser dienen Duromere, die sich nach der Herstellung durch 
Wärmezufuhr nicht mehr in eine andere Gestalt umformen lassen. Es handelt sich also um einen duroplasti-
schen Werkstoff. 

Zum Monomer vom CR 39 werden verschiedene Zusätze, wie ein Katalysator und UV-Absorber, beigefügt. Ein Katalysator hilft, eine chemische Reaktion zu starten, die zur Aushärtung führt. Dieser Vorgang nennt man Polymerisation.

Der Hohlraum in den Formschalen muss so gefüllt werden, dass sich keine Luftblasen bilden. Nach dem Füllen werden die Giessformen über viele Stunden einem Temperaturprozess ausgesetzt. Die Formschalen kommen in einen Hitzeofen, wo sie einem genau program-mierten Temperaturzyklus unterzogen werden.

Unter Wärmeabgabe (exotherme Reaktion) bewirkt dies die Aushärtung des Materials, wobei sich die Monomere zu langen Molekülketten zusammenschliessen.

Die elastischen Dichtungsringe müssen sich diesem Materialschwund anpassen. Denn während des Aushärtens schrumpft das Volumen zwischen den Formschalen um ca. 14%. Daher sind die Dichtungsringe nach einem Fertigungsdurchgang kein zweites Mal verwendbar.

ca. 100mal

Um die sogenannte Pressnaht zu entfernen, werden die Gläser auf den gewünschten Durchmesser gerandet. Dieser Vorgang geschieht trocken, mittels einer Fräsmaschine. 

Eine Temperaturbehandlung bewirkt den Abbau innerer Spannungen im Brillenglas, getempert wird zwischen 30 und 60 Minuten lang bei Temperaturen von ca. 50°C.

• Trichloräthylen

• Mittels eines Farbbades

• Polymerisation
• Aushärtung 
• Entfernen der Formschalen 
• Tempern 
• Reinigung
• Kontrolle 
• Färbung

Während bei CR 39 nur ein Ausgangsmonomer genommen wird, werden für Brillengläser mit höheren Brechzahlen zwei Monomere verwendet.

Diese zwei Monomere lagern sich bei einer Polyaddition zusammen.

• Brom
• Chlor
• Schwefel

48h

Polycarbonat ist ein thermoplastischer Kunststoff mit dem Kurzzeichen PC. Es hat einen grossen Anwendungsbereich. Zum Beispiel Motorradhelme, Visiere, Kameragehäuse, Schutzbrillen und Compact Discs werden davon hergestellt. 

Es handelt sich um ein Spritzgussverfahren, das aufgrund hoher Automatisierung eine schnelle Massenfertigung erlaubt. Der Rohstoff liegt als festes Granulat vor, das sich unter Wärmeeinwirkung (ca. 300°C) verflüssigt. Auf Spritzgussmaschinen wird das schmelzflüssige Polymer mit hohem Druck in eine wassergekühlte Metallform gespritzt. Nach 90-120 Sekunden ist das Glas erstarrt, wobei im Regelfall gleich mehrere Formen gespritzt werden.