1690~70년대의 고속도로에서나 또는 도심지에서 흔히 목격할 수 있었던 일이다.
묵직한 검은 헬멧을 쓰고 검은 제복을 입고 큼직한 검은색 부츠를 신고 넓고 두툼한 가죽 벨트에 곤봉과 권총을 차고 큼직한 은백색의 미러선글라스(mirror-sunglass)로 카무플라즈(camouflage)한 채 대형 모터사이클을 타고 교통정리를 하거나 교통위반차량에 ‘딱지’를 떼던 교통순찰대의 모습은 퍽 인상적이었으며 선망의 대상이기도 하였다.
그러니까 우리나라에서 최초로 미러렌즈(mirror lens)가 보급되기 시작한 것은 그 무렵부터라고 생각된다. 그 당시의 미러 선글라스는 거울과 같이 단순한 형태의 선글라스에 지나지 않았다.
그러나 오늘날 미러 코팅 선글라스는 제조기술의 발전으로 옛날의 단순한 거울형 선글라스와는 비교할 수 없을 정도로 품질과 성능이 크게 향상되고 종류도 다양해졌다.
때는 바야흐로 미러 선글라스 시즌이다. 점차적으로 기온이 상승하면 그에 따라 피부에 와 닿는 태양광선의 복사에너지도 그만큼 강해진다.
강한 태양광선(복사선)을 반사시키려면 보통 선글라스(착색 선글라스; tinted lens sunglass)보다는 미러 코팅 선글라스가 훨씬 좋다. 그런데 미러 코팅렌즈의 기능과 특성을 이해한다는 것은 미러 선글라스의 판매촉진과 보급 확대에 중요한 요인이 된다.
미러렌즈에는 기본적인 몇 가지 스타일이 있다.
색깔에 농담이 없는 미러렌즈(solid mirror lens)는 은색, 금색 및 청색으로 옛날 선글라스의 모습이다. 그레디언트 미러렌즈(gradient mirror lens)는 기능성을 가진 활동성 미러렌즈다.
예를 들면 이 미러렌즈는 윈드쉴드(wind shield)를 통해서 들어오는 빛을 차단하므로 운전할 때 계기판(dash board)을 볼 수 있도록 한다.
이중 그레디언트 렌즈(double gradient lens) 역시 기능성이다. 렌즈의 위아래 쪽은 색깔이 짙고, 중간 부분은 엷은 색이다. 이중 그레디언트 렌즈는 스키, 스케이팅, 수상(水上) 스포츠와 같은 스포츠를 즐길 때 사용할 수 있는 완전무결한 미러렌즈다.
일반적으로 미러 코팅렌즈는 강하게 빛을 흡수하는 착색렌즈의 앞면에 고도로 빛을 반사하는 코팅막을 결합시켜 만든다.
실제로 빛을 흡수하지 않는 렌즈의 앞쪽에 미러 코팅을 하는 것은 실용적이지 않다.
왜냐하면 빛을 흡수하지 않는 렌즈의 앞면에 코팅을 하면 미러 선글라스를 착용할 때 미러렌즈의 반사에 의해서 자기 자신의 눈을 보게 되기 때문이다(그림 1 참조).
미러 코팅은 단순한 반사성 거울이 아니다. 반사방지 코팅막이 반사를 간소시키기 위하여 入(파장) 소멸간섭이론을 바탕으로 코팅한다면, 미러 코팅막은 이중반사를 위하여 入(파장) 부가이론을 토대로 한다.
이것은 미러 코팅이 독특한 색조를 갖도록 한다. 전형적인 미러 코팅렌즈의 색상은 은백색, 청색, 금색이다.
■ 금속코팅/비금속코팅의 미러렌즈
미러 코팅에는 기본적으로 다른 2가지 타입이 있다. 하나는 금속코팅(metallized coating)이고 다른 하나는 비금속코팅(유전체 코팅; 誘電體 코팅; dielectric coating)이다. 물론 모든 미러는 반사하지만 두 가지 타입을 구별할 수 있는 것은 흡수다.
금속고팅은 빛을 흡수한다. 이 타입의 코팅은 미러 선글라스로 사용된 최초의 타입으로 전통적인 거울과 거의 일치한다.
비금속(산화물) 코팅은 우주개발 프로젝트에서 최초로 개발된 새로운 제조방법이다. 비금속 코팅은 빛을 반사하지만 흡수하지 않는다.
비록 두 제조방법이 고온을 이용해서 금속(알루미늄, 크롬, 금, 이리듐 등) 또는 산화물(이산화티탄 : TiO2, 이산화규소 : SiO2 , 지르코니아 : ZrO2 등)을 증발시켜 코팅할지라도 최종 제품의 외양과 성능 특성은 전혀 다르다.
금속 코팅은 렌즈의 앞면에 직접적으로 금속의 박막을 입히는데 이 코팅은 고아학적 등가인 반투명 미러를 만든다. 착용자가 그 막을 통해서 볼 수 있도록 하기 위하여 금속층은 대단히 얇게 만들어야 한다.
박막은 긁혀서 흐려지기 쉬우므로 표면을 보호하고 내구성을 향상시키기 위하여 경질코팅(hard coating)을 한다.
■ 금속 코팅렌즈(metallized coating lens)
거울에서 색은 제조공정의 부산물이다. 렌즈제조업자는 유색의 금속 코팅 미러렌즈를 생산하기 위하여 적합한 기술을 선택한다.
각개의 금속은 미러렌즈로 변환되는 고유한 착색(着色)을 가지고 있다. 예를 들면 알루미늄, 크롬 등을 사용할 경우 차가운 은백색 색상을 만든다.
몇몇 금속은 코팅막 자체의 두께를 변화시켜 색깔을 낼 수 있는데 두께를 증가시킬 경우 금색→청색→적색으로 변화한다(그림 2 참조).
▲ Opticote사제 ‘Maxxomus Mirror 렌즈’금속 코팅은 빛을 반사할 뿐만 아니라 흡수하기 때문에 렌즈의 투과율을 감소시켜 약가 어둡게 만든다. 따라서 완전미러레즈(full mirror lens)를 선택할 때와 그레디언트 미러렌즈를 선택할 경우가 생긴다.
그레디언크 미러렌즈는 특히 스키와 수상 스포트를 즐길 때 좋은데 눈부심이 가장 강한 시선을 위와 아래에서 가외로 빛을 반사하기 때문이다.
■ 비금속 코팅렌즈(dielectric coating lens)
비금속 코팅은 미러의 마술사다. 비금속 코팅은 금속보다는 오히려 이산화티탄(TiO2) 또는 이산화규소(SiO2)와 같은 산화물의 투명한 막으로 만드는데 색채가 다양하게 연출된다.
우리가 볼 수 있는 색깔은 되돌아오는 가시스펙트럼의 반사파다. 비금속 코팅은 빛을 반사하고 흡수하지 않기 때문에 착용자의 시야를 더욱 밝게 유지한다.
비금속 코팅은 가시스펙트럼 내에 있는 모든 파장을 일정하게 반사시키는 금속 코팅미러와 다르게 특정 파장을 선택적으로 차단 또는 여과하기 위하여 최대의 반사율을 이용한다.
최상층 코팅막의 최고 반사율(perk reflectance)은 렌즈의 컬러를 결정한다. 비금속 코팅미러를 만들기 위해서는 대부분의 렌즈 디자인이 20층 또는 그 이상이어야 하나 최저 5개의 층을 가져야 한다.
각 코팅층은 스펙트럼의 일부분으로 된, 그 코팅 자체의 최고 반사율을 갖는다. 제조업자는 각기 다른 색깔을 갖는 이 특성을 이용한다.
하나의 방법으로 모든 각도에서 똑같이 보이는 색깔을 만들고, 또 다른 방법으로는 각기 다른 방향에서 봤을 때 색깔을 변화시키는 렌즈를 만든다. 이들 렌즈는 체리레드(cherry red), 사파이어, 에메랄드, 짙은 황색을 가진 다차원렌즈처럼 보인다.
또 다른 미러 코팅방법에서는 이온 총(ion gun)을 사용해서 금속이나 산화물을 코팅하는데 밀도가 커지고 내마모성을 향상시킨다.
물을 튀기는 소수성(疎水性; hydrophobic) 코팅을 추가하면 먼지나 때가 렌즈에 묻지 않아 렌즈가 훨씬 깨끗해진다. 왜냐하면 소수성 코팅막은 렌즈면을 미끄럽게 만들고 또 긁히지 않도록 한다.
흥미롭게도 이 기술은 몇몇 유리렌즈에 코팅할 때도 유익하다.<계속>
