학문
자외선 차단 안경의 원리는 무엇이고 제조방법에는 어떤 기술이 들어가나요?
요즘 빛의 정도에 따라서 안경렌즈의 색이 변해 보이는 안경들이 있습니다. 이 안경들이 자외선 등을 차단하는 원리는 무엇이고 제조할 때 어떤 기술이 들어갈까요?
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
말씀하신 빛에 따라 색이 변하는 안경은 변색 렌즈, 흔히 포토크로믹 렌즈라고 부르는 제품이에요. 자외선 차단과 색 변화라는 두 가지 기능이 어떻게 작동하는지 나눠서 풀어볼게요.
먼저 자외선 차단 원리부터 보면, 이건 색 변화와는 별개의 기능이에요. 안경 렌즈 소재 자체나 표면 코팅에 자외선을 흡수하는 물질이 들어 있어요. 자외선이 렌즈에 닿으면 이 물질이 자외선 에너지를 흡수해서 열 같은 무해한 형태로 바꿔 흩어버리거든요. 그래서 눈에는 자외선이 도달하지 못하는 거예요. 요즘 나오는 투명 렌즈도 대부분 기본적인 자외선 차단 기능을 갖추고 있어서, 색이 변하지 않아도 자외선은 막아줘요.
색이 변하는 변색 기능은 더 흥미로운 화학 반응이에요. 렌즈 안에 빛에 반응하는 특수한 분자가 들어 있는데, 이 분자가 자외선을 받으면 구조가 변하면서 빛을 흡수하는 형태로 바뀌어요. 평소 실내에서는 분자가 투명한 구조로 웅크리고 있다가, 밖으로 나가 자외선을 만나면 분자가 활짝 펼쳐지면서 빛을 흡수해 어두운 색을 띠는 거예요. 다시 실내로 들어와 자외선이 사라지면 분자가 원래의 투명한 구조로 돌아가면서 렌즈도 다시 맑아져요. 종이가 햇빛에 누렇게 변했다가 돌아오지 않는 것과 달리, 이 분자는 자외선이 있고 없고에 따라 형태를 오갈 수 있는 가역적인 반응을 하는 게 핵심이에요.
흥미로운 점은 변색 렌즈가 자동차 안에서는 잘 어두워지지 않는다는 거예요. 자동차 앞유리에 이미 자외선 차단 기능이 있어서 변색 분자를 작동시킬 자외선이 렌즈까지 도달하지 못하기 때문이에요. 변색이 빛의 밝기가 아니라 자외선에 반응한다는 걸 보여주는 증거예요.
제조 기술 쪽을 보면 변색 분자를 렌즈에 넣는 방식이 크게 두 가지예요. 하나는 렌즈를 만들 때 재료 전체에 변색 분자를 골고루 섞어 넣는 방식이고, 다른 하나는 완성된 렌즈 표면에 변색 물질을 얇게 입히는 코팅 방식이에요. 표면 코팅 방식은 변색 분자가 렌즈 바깥쪽에 모여 있어서 반응 속도가 빠르고 색이 균일하게 변하는 장점이 있어요. 여기에 더해 반사를 줄이는 코팅, 표면 긁힘을 막는 경화 코팅 같은 여러 층을 겹겹이 입혀서 하나의 렌즈를 완성하는 거랍니다.
다만 변색 렌즈는 온도에도 영향을 받아요. 추운 겨울에는 분자 반응이 활발해져 더 진하게 변하고 빨리 어두워지는 반면, 더운 여름에는 덜 진하게 변하고 빨리 맑아지는 경향이 있어요. 화학 반응이 온도에 민감하기 때문에 나타나는 특성이랍니다 :)
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
자외선 차단 안경은 렌즈 안에 자외선을 흡수하거나 반사하는 특수 코팅 화합물을 넣어 눈으로 들어오는 UV를 막는 원리이며 햇빛에서 색이 변하는 변색렌즈는 자외선에 반응하는 분자가 구조를 바꾸며 어두워졌다가 실내에서는 다시 투명해지는 방식입니다 제조 과정에서는 렌즈 재료인 폴리카보네이트 수지 가공 기술과 함께 UV 차단 코팅 하드코팅 반사방지 코팅 나노 박막 증착 같은 광학 기술이 많이 사용됩니다 특히 변색렌즈는 자외선 반응 속도 내구성 색 균일도를 맞추는 화학소재 기술이 핵심으로 꼽힙니다.
안녕하세요.
빛에 따라 색이 변하는 안경은 보통 변색 렌즈 기술을 사용하는 거에요. 이 렌즈는 자외선을 받으면 렌즈 안의 특수한 분자가 구조를 바꾸면서 색이 진해지는 원리입니다. 햇빛을 받으면 선글라스처럼 바뀌죠. 실내처럼 자외선이 약한 곳에서는 다시 원래의 상태로 돌아가게 됩니다.
이러한 과정을 통해서 자외선 자체를 흡수하거나 차단해서 눈으로 들어오는 UV 양을 줄여주는 역할도 같이 하게 됩니다.
제조할 때 들어가는 기술로는 렌즈 표면이나 내부에 광반응성 화합물을 균일하게 넣는 기술이 매우 중요하다고 합니다. 특히나 변색의 속도와 투명도, 내구성을 안정적으로 유지하는 것이 기술력의 차이라고 알려져 있습니다.
감사합니다.