Zonnebril

Achtergrond

Zonnebrillen zijn brillen die zijn ontworpen om de ogen te beschermen tegen overmatig zonlicht. Ogen zijn extreem lichtgevoelig en kunnen gemakkelijk worden beschadigd door overmatige blootstelling aan straling in de zichtbare en niet-zichtbare spectra. Fel zonlicht kan alleen maar storend zijn, maar langdurige blootstelling kan pijn, hoofdpijn of zelfs permanente schade aan de lens, het netvlies en het hoornvlies veroorzaken. Kortetermijneffecten van overmatige blootstelling aan de zon zijn onder meer een tijdelijke vermindering van het gezichtsvermogen, ook wel sneeuwblindheid of lassersflits genoemd. Langetermijneffecten zijn onder meer cataract en verlies van nachtzicht. In beide gevallen wordt de schade veroorzaakt door ultraviolet (UV) licht, dat letterlijk het oppervlak van het hoornvlies verbrandt.

Zonnebrillen zijn oorspronkelijk uitgevonden om storende schittering te verminderen en comfortabeler kijken bij fel licht mogelijk te maken. Vroege zonnebrillen waren gewoon getint glas of plastic lenzen die in de eerste plaats bedoeld waren om de helderheid te verminderen. Donkere lenzen werden als beter beschouwd omdat ze meer licht afschermden. Naarmate ons begrip van de schadelijke aard van zonlicht evolueerde, werd de behoefte aan betere oogbescherming erkend en werd technologie ontwikkeld om zonnebrillen te helpen de schadelijke stralen van de zon, met name UV-stralen, beter af te schermen. Van goedkope modellen met plastic glazen en monturen tot dure designermerken met geslepen glazen en op maat gemaakte monturen, zonnebrillen zijn verkrijgbaar in een duizelingwekkende reeks stijlen en prijzen. Helaas is er geen manier om aan de kleur of duisternis van de lens te zien hoe goed deze UV-licht zal afschermen. Evenzo is er weinig verband tussen de prijs van brillen en hun vermogen om UV-licht te blokkeren.

Grondstoffen

Zonnebrillen bestaan ​​uit een paar lichtfilterende lenzen en een frame om ze op hun plaats te houden. De overgrote meerderheid van de lenzen is gemaakt van gekleurd plastic, zoals polycarbonaat. Glas wordt echter nog steeds gebruikt voor merken van hoge kwaliteit. Lenzen van de hoogste kwaliteit zijn optisch nauwkeurig en vervormen geen vormen en lijnen. Deze lenzen zijn, net als cameralenzen, gemaakt van vervormingsvrij geslepen en gepolijst optisch glas. Het borosilicaatglas dat in deze lenzen wordt gebruikt, is krasvast en slagvast gemaakt door het te temperen met verschillende chemische behandelingen.

Oplosbare organische kleurstoffen en metaaloxidepigmenten worden aan het lensmateriaal toegevoegd om licht van bepaalde frequenties te absorberen of te reflecteren. Deze toevoegingen mogen de kleuren echter niet overmatig vervormen; slecht gekleurde lenzen kunnen het bijvoorbeeld moeilijk maken om de juiste kleur van verkeerslichten te onderscheiden. Grijze lenzen produceren voor de meeste mensen de minste vervorming, hoewel barnsteen en bruin ook goed zijn. Blauw en paars hebben de neiging om te veel kleur te vervormen. De additieven moeten ook ten minste een deel van het blauwe licht blokkeren dat deel uitmaakt van de UV-stralen met een lagere frequentie. Bruin of oranje schermt blauw licht het beste af, maar dit gaat ten koste van enige kleurvervorming. Verschillende chemische coatings die aan de lens zijn toegevoegd, kunnen het zicht verbeteren door reflectie te verminderen of gepolariseerd licht af te schermen.

Zonnebrilmonturen zijn gemaakt van metaal of kunststof. Metalen frames, vooral dure, zijn vaak gemaakt van mengsels van nikkel en andere metalen zoals zilver. Deze monturen hebben nauwkeurig ontworpen kenmerken, zoals gebeeldhouwde en cardanische neuspads, duurzame scharnieren met zelfborgende schroeven en flexibele pootjes. Luxe fabrikanten gebruiken combinaties van nikkel, zilver, roestvrij staal, grafiet en nylon in hun toonaangevende ontwerpen.

Ontwerp

Er zijn twee belangrijke elementen waarmee rekening moet worden gehouden met betrekking tot het ontwerp, de mode en de functie van zonnebrillen. In de afgelopen decennia zijn zonnebrillen een high fashion item geworden en het huidige ontwerpproces weerspiegelt deze status. Luxe kledingontwerpers, geurverkopers en verkopers van sportartikelen ontwerpen zonnebrillen op maat om hun eigen specifieke imago te promoten. Over het algemeen zijn deze ontwerpwijzigingen niet functioneel; ze zijn bedoeld om de modieuze aantrekkingskracht van de bril te vergroten. Gestileerde monturen, uniek gevormde glazen en reliëflogo's maken allemaal deel uit van deze designermystiek. Terwijl sommige ontwerpen als "klassiek" en tijdloos worden beschouwd, moeten andere voortdurend worden bijgewerkt om te voldoen aan de voortdurend veranderende smaak van het publiek. De markt voor kinderzonnebrillen is een ander gebied dat regelmatig opnieuw moet worden ontworpen, aangezien de stijl van de brillen van seizoen tot seizoen verandert op basis van merchandising-koppelingen met populaire tekenfilmfiguren of andere personages.

Vanuit functioneel oogpunt zijn zonnebrillen speciaal ontworpen voor een verscheidenheid aan buitenactiviteiten. Sportliefhebbers hebben specifieke eisen die tot uiting komen in het ontwerp van zonnebrillen. Zonnebrillen die zijn ontworpen voor trapschutters zijn bijvoorbeeld ontworpen om maximaal contrast te bieden, zodat ze hun kleiduivendoelen beter kunnen zien. Aan de andere kant zijn zonnebrillen voor skiërs ontworpen om het gereflecteerde licht van besneeuwde oppervlakken tegen te gaan. Lenzen van dit type staan ​​bekend als blauwblokkers, omdat ze violet, blauw en sommige UV-stralen filteren. Vissers en watersporters hebben hun eigen speciale behoeften waaraan ook moet worden voldaan. Tegenwoordig zijn er op maat gemaakte zonnebrillen voor deze activiteiten en nog veel meer.

Een zonnebril kan de ogen op verschillende manieren beschermen. De bril kan bepaalde lichtfrequenties absorberen of weerkaatsen, want beide verminderen de hoeveelheid licht die de ogen binnenkomt. De absorberende typen gebruiken verschillende stoffen die aan het lensmateriaal worden toegevoegd om licht van specifieke frequenties selectief te absorberen. Dit frequentiebereik kan worden geregeld door het mengsel van kleuradditieven te veranderen. De sterkte van de absorptie wordt gecontroleerd door de hoeveelheid additief aan te passen. Reflecterende lenzen hebben een meerlaagse antireflectiecoating, die voornamelijk uit metaaldeeltjes bestaat. Deze metallic coatings reflecteren alle kleuren licht en UV-straling even goed. Er zijn reflecterende typen met niet-metalen coatings, die een kleureffect creëren. Door het type en de hoeveelheid kleurstofadditief of coating te variëren, kan een grote verscheidenheid aan lenzen worden geproduceerd. De kleur van de afgewerkte lens geeft aan welk deel van het zichtbare spectrum wordt uitgezonden. Als de lenzen bijvoorbeeld donkergeel zijn, absorberen ze violet, blauw en waarschijnlijk wat UV-stralen.

Een speciaal type absorberende lens filtert gepolariseerd licht. Licht bestaat eigenlijk uit twee golven, één die zich voortplant in het horizontale vlak en één in het verticale vlak. Wanneer licht weerkaatst op een plat oppervlak, zoals sneeuw, wegen of glanzende metalen voorwerpen, wordt de horizontale component als verblinding gezien. Gepolariseerde lenzen worden gemaakt met behulp van een speciaal optisch filter dat de horizontale component van het licht absorbeert en alleen de verticale component doorlaat. Het resultaat is dat helder gereflecteerd licht wordt geëlimineerd en de vermoeide ogen worden verminderd. Gepolariseerde lenzen blokkeren echter geen UV-licht, dus hebben ze extra coatings of kleurstoffen nodig om volledige oogbescherming te bieden.

Een ander type lens, de fotochromatische lens, bevat zilverzouten zoals die in fotografische film worden gebruikt. Deze lenzen worden buiten donkerder en binnen lichter. Op deze manier veranderen de lenzen van kleur als reactie op UV-blootstelling. Het bereik van de kleurverandering van lenzen is echter niet breed genoeg om effectief te zijn tegen de meeste lichtfrequenties, en hoewel ze veel worden gebruikt, worden fotochromatische lenzen niet universeel geaccepteerd door optometristen.

Het fabricageproces

Lenzen

• 1 Kleurstof kan op twee manieren aan lenzen worden toegevoegd, ofwel door kleur toe te voegen aan het gesmolten lensmateriaal voordat de lens wordt gevormd, of door de voltooide lens chemisch na te coaten om de gewenste tint te verkrijgen. Bij de eerstgenoemde methode worden de kleurstofadditieven in de lens verwerkt terwijl het plastic of glas op hoge temperatuur is en nog vloeibaar is. Aan plastic worden oplosbare organische kleurstoffen of metaaloxidepigmenten toegevoegd. Metaaloxide of metaaldeeltjes worden in glas verwerkt.
• 2 Nadat de juiste additieven zijn gemengd, wordt het gesmolten plastic of glas vervolgens gegoten in de algemene lensvorm, of "puck". Goedkope lenzen zijn eenvoudige pucks die in frames worden geplaatst. Dure lenzen worden vervaardigd op een manier die vergelijkbaar is met de methode waarmee lenzen op sterkte worden gemaakt. Eerst wordt de juiste lenspuck in een lensometer geplaatst, een instrument dat wordt gebruikt om het optische centrum van de blanco te vinden.
• 3 De lens wordt vervolgens in een curve-generator geplaatst, die de achterkant van de lens uitslijpt volgens het recept van de patiënt. Een kantenslijper slijpt vervolgens de buitenste rand in de juiste vorm en plaatst een schuine kant op de rand, zodat de lens goed in de frames past.
• 4 Lenzen kunnen nu worden gecoat met een anti-reflecterend materiaal. De post-coating-methode produceert lenzen die gelijkmatiger gecoat zijn, ongeacht de lensconfiguratie. Het zorgt er ook voor dat de coating kan worden verwijderd en opnieuw gecoat nadat de lens is gemaakt. Een dergelijke coating kan worden aangebracht door middel van een vacuümcoatingmethode, die wordt gebruikt om een ​​antireflecterende laag op het lensoppervlak af te zetten om interne reflecties te verminderen. Deze vage blauwachtige coating wordt ook vaak gebruikt op cameralenzen en verrekijkers.

Kaders

• 5 De afgewerkte lenzen zijn nu klaar om in brilmonturen te worden gemonteerd. Frames zijn geconstrueerd om de lenzen op hun plaats te houden met behulp van een spanningsbevestiging of een schroefbevestiging. Spanmontage wordt meestal gebruikt in kunststof kozijnen. Bij dit type montuur zijn de afmetingen van de lensopening aan de voorkant van het montuur iets kleiner dan de lens zelf. Op deze manier kunnen de lenzen in hun respectievelijke openingen worden gedrukt door de voorkant van het frame zonder uit de achterkant te vallen. Een groef is gevormd in de omtrek van elk van de openingen, en deze passen in een richel gevormd op de omtrek van de respectievelijke linker en rechter lenzen. Het kunststof montuurmateriaal laat voldoende rek of rek toe om de lenzen in deze groeven te laten klikken.
• 6 Metalen monturen maken gebruik van een ontwerp met schroefbevestiging omdat metaal de neiging heeft om gemakkelijk te vervormen en de lenzen niet zo goed kan vasthouden. De metalen structuur van de frames heeft dunne geëxtrudeerde delen die in de gewenste vormen worden gebogen. De framestructuur die de lensopeningen omgeeft, vormt een open lus waarin de lens wordt gestoken. Nadat de lens is ingebracht, wordt de lus gesloten door een schroef aan de twee open uiteinden te bevestigen.

Kwaliteitscontrole

Afgezien van de voorschriften die ervoor zorgen dat het glas en plastic dat in lenzen wordt gebruikt, onbreekbaar is, is er weinig overheidsregulering voor zonnebrillen. Het labelen van de absorptiesnelheden van beide soorten UV-licht, UVA en UVB, is vrijwillig, maar het American National Standards Institute (ANSI) heeft richtlijnen voor doorlaatbaarheid opgesteld voor algemene en speciale lenzen. Volgens deze normen moeten cosmetische lenzen voor algemeen gebruik 70% van UVB blokkeren, moeten algemene doeleinden 95% van UVB en het meeste UVA-licht blokkeren. Speciaal doel moet 99% van de UVB blokkeren.

De mate van kwaliteitscontrole die aan de vervaardiging van zonnebrillen wordt opgelegd, hangt grotendeels af van het type zonnebril. Goedkope plastic modellen hebben weinig oog voor optische perfectie; ze kunnen gebreken bevatten die het zicht van de drager kunnen vervormen. Daarentegen streven dure glazen lenzen naar een hoge optische kwaliteit en worden dienovereenkomstig gecontroleerd. Er zijn verschillende instrumentele methoden die worden gebruikt om vervorming van de voltooide lens te evalueren, maar een eenvoudige test is om de bril eenvoudig op armlengte te houden en naar een rechte lijn in de verte te kijken. Beweeg de lenzen langzaam over de lijn. Als de lens ervoor zorgt dat de lijn zwaait of buigt, zijn de lenzen optisch onvolmaakt. Voor de beste resultaten kijkt u zowel door de buitenranden van de lens als door het midden.

Bijproducten/afval

Er zijn geen specifieke bijproducten die het gevolg zijn van de vervaardiging van zonnebrillen. Afvalmaterialen zijn onder meer plastic, glas en metaalschroot van het slijpen van de lenzen en het maken van de frames.

De Toekomst

De fabricageprocessen van zonnebrillen zijn steeds geavanceerder geworden als antwoord op de grotere vraag naar stijlvolle, hoogwaardige brillen. Er worden nog steeds nieuwe coatings en kleurstoffen ontwikkeld die een betere bescherming bieden tegen UV-straling. Er worden nog steeds verbeteringen aangebracht in de manier waarop frames worden vervaardigd. Het Amerikaanse octrooischrift 5.583.199 onthult bijvoorbeeld een nieuwe manier om frames te maken uit een enkel stuk metaal. Er zullen nieuwe soorten hoogwaardige zonbeschermende brillen worden ontwikkeld naarmate er vorderingen worden gemaakt op het gebied van optica, oppervlaktechemie, metallurgie en andere.