Forscher des Fraunhofer FEP stellen mit dem „PolAR“-Prozess ein Verfahren vor, mit dem Polymeroberflächen großflächig mit Anti-Reflex-Eigenschaften versehen werden können.
Regen, Dunkelheit, ein entgegenkommendes Auto blende – starke Lichtreflexionen können in solch einer Situation stören oder sogar gefährlich werden. Eine gute optische Entspiegelung ist nicht nur für Brillen und Windschutzscheiben wichtig, sondern sorgt auch bei Solarzellen, Thermokollektoren und Dreifachfenstern für einen optimalen Lichteinfall.
Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF aus Jena und das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP aus Dresden haben ein neues Verfahren zur großflächigen Entspiegelung von Kunststofffolien entwickelt. Das Verfahren lässt sich in effizienten, kontinuierlich arbeitenden Rolle-zu-Rolle-Anlagen anwenden. Mit an dem durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) geförderten Projekt „PolAR“ arbeiteten auch Firmen wie Leica Microsystems, Rodenstock und Southwall Europe.
Mittels eines optimierten Plasmaätzverfahrens wird auf Kunststofffolien eine Struktur realisiert, deren Wirkung auf dem so genannten Mottenaugen-Prinzip basiert. Durch den Prozess wird die Grundrauigkeit der Kunststofffolie verstärkt. Es entstehen Nanostrukturen, die mit winzigen Berg-und-Tal-Landschaften vergleichbar sind.
Da die Nanostrukturen kleiner als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts sind, wirken sie nicht als Streuzentren, die Folie bleibt klar. Zugleich wird durch die Struktur aber der Brechungsindex kontinuierlich zwischen Folie und Außenraum geändert. Das hat zur Folge, dass die optische Reflexion beispielsweise bei PET-Folie von 12 % auf 0,2 % reduziert wird, was bislang nur durch eine aufwändige Beschichtung der Folien mit Vierfach-Anti-Reflex-Schichtsystemen erzielt werden konnte. In diesem Falle leidet jedoch die Flexibilität, besonders von dünnen Folien. Außer für Folien eignet sich das Plasmaätzen auch für die Entspiegelung gekrümmter Substrate.
Die Fraunhofer-Forscher haben nun einen entscheidenden technologischen Sprung gemacht, um die Nanostrukturen großflächig und in einem für die Massenproduktion geeignetem Verfahren aufzuprägen. In Rolle-zu-Rolle-Pilotanlagen werden kilometerlange Folien mit einer Produktivität von mehreren Metern pro Minute entspiegelt. Das Verfahren wurde bereits für PET-Folien, für Triacetatzellulose (TAC)- und Fluorpolymerfolien (ETFE) sowie für lackierte Folien erfolgreich angewendet.
Weitere Informationen: www.fep.fraunhofer.de/de/Geschaeftsfelder/Beschichtung_flexiblen_Produkten/polar.html
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