Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kratzfeste Kunststoffgläser: Härter als Stahl

12.10.2001


Neuartige beschichtete Kunststofflinsen – kratzfest und reflexfrei
© Fraunhofer IOF


Kratzfeste Beschichtungen gibt es viele. Etwas ganz Besonderes sind Kunststoffgläser, die man mit Stahlwolle putzen kann. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF zeigen vom 25. Oktober bis 1. November auf der »K 2001« in Düsseldorf eine neue Beschichtung, die sensible optische Linsen und Displays aus Kunststoff kratzfest und reflexfrei macht.


An den neuen mit »AR-hard« beschichteten Oberflächen darf man getrost kratzen: »Sie sind ungewöhnlich hart, lichtdurchlässig und temperaturbeständig«, erklärt Dr. Ulrike Schulz, Leiterin der Arbeitsgruppe Niedertemperaturbeschichtungen am Jenaer Fraunhofer-Institut. »Das Beschichtungsverfahren ist zudem rationell: Bisher brauchte man zum Härten und Entspiegeln von Kunststofflinsen meist zwei Arbeitsgänge, wir kommen mit einem aus.«

Bei herkömmlichen Beschichtungen muss auf den Kunststoff erst eine Härtungsschicht - meist ist das ein Lack - aufgebracht werden. Auf diese Schicht lassen sich dann die harten, anorganischen Oxide zur Entspiegelung aufdampfen. Die neue Beschichtungsmethode, die Forscher am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF entwickelt haben, ist dagegen ein einstufiger Prozess: Die dünnen Entspiegelungsschichten werden schon während der Herstellung in der Plasmaionenkammer in die Hartschichten integriert: In der Beschichtungsanlage werden die verschiedenen Materialien mit einem Elektronenstrahl verdampft. Auf dem Substrat lagern sich wechselweise dicke Glas- oder Polymerschichten und dünne Titanoxid- oder Tantalpentoxidschichten ab. Auf diese Weise entstehen reflexfreie Beschichtungen.


Der Trick: Die dünnen Schichten haben einen höheren Brechungsindex als die dicken. Dadurch wird ein Lichtstrahl, der durch das beschichtete Glas fällt, an den Grenzflächen immer wieder gebrochen. Ist der Abstand richtig gewählt, löschen sich die reflektierten Lichtstrahlen durch Interferenz gegenseitig aus. Insgesamt dringt mehr Licht durch die so beschichteten Linsen als durch die meisten herkömmlich gefertigten: Ohne reflexmindernde Schichten beträgt die Lichttransmission 92 Prozent, mit AR-hard lässt sie sich auf bis zu 99 Prozent steigern. »Die Entspiegelung ist dabei unabhängig von der Dicke der Beschichtung«, ergänzt Schulz. »Eine 800-Nanometer-dünne, siebenlagige Beschichtung reicht bereits aus. Wenn man, wie bei Brillen, robuste, drei Mikrometer dicke Beschichtungen braucht, können mehr als zwei Dutzend Lagen übereinander gestapelt werden.«

Zum Aufbringen der Schichten verwenden die Fraunhofer-Forscher eine Plasma-Beschichtungsanlage von Leibold Optics. »Wir arbeiten gern mit industrietauglichen Beschichtungsanlagen, so können wir unsere Ergebnisse direkt in die Praxis übertragen«, so die Arbeitsgruppenleiterin. Das neue Verfahren hat sie bereits an verschiedenen Oberflächen getestet. Ergebnis: Grundsätzlich lassen sich alle Kunststoffgläser mit dem integrierten Antireflexions- und Härtungsverfahren »AR-hard« beschichten. Klimakammer-Untersuchungen zeigen allerdings, dass es bei der Temperaturbeständigkeit Unterschiede gibt. Am besten schnitten Cycloolefin-Copolymere ab, die unter den Handelsnamen Zeonex (Trademark) oder Topas (Trademark) vertrieben werden: Hier verbindet sich die Beschichtung so gut mit dem Untergrund, dass die Gläser Temperaturschwankungen von -35 bis +100 Grad Celsius tolerieren.

Für die verarbeitende Industrie ergibt sich eine Fülle von Anwendungsmöglichkeiten: Die kratzfesten und harten Beschichtungen sind nicht nur interessant für die Hersteller von Brillengläsern, sondern auch für Produzenten von Displays, die im Automobilbau eingesetzt werden. Die Härtung und Entspiegelung eignet sich ferner für Kamera-, Endoskop- oder Mikroskoplinsen - auch die müssen einiges aushalten und dabei noch möglichst viel Licht durchlassen.

Auf der Kunststoffmesse »K 2001« in Düsseldorf finden Sie die Fraunhofer-Institute unter anderem mit folgenden Themen: Oberflächen mit verschiedenen Funktionen, Optische Rissverfolgung sowie Vakuumbeschichtungsverfahren für Kunststoffe in Halle 3, Stand E91. Hybride Materialien für die Medizintechnik in Halle 5, Stand B38, Produkte aus nachwachsenden Rohstoffen in Halle 8.2, Stand B4 und Kunststoff- und Laserschweißen in Halle 11, Stand H31.

Dr. Johannes Ehrlenspiel | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.iof.fhg.de/german/aufgaben
http://www.fraunhofer.de/german/press/pi

Weitere Berichte zu: Beschichtung Entspiegelung Kunststoff Kunststoffgläser Schicht

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Forscherin entwickelt elektronische Textilstruktur für Medizinprodukte
17.02.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Untergrund beeinflusst Halbleiter-Monolagen
16.02.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

Physikerinnen und Physiker diskutieren in Bremen über aktuelle Grenzen der Physik

21.02.2017 | Veranstaltungen

Kniffe mit Wirkung in der Biotechnik

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit den Betriebsräten Sozialpläne

21.02.2017 | Unternehmensmeldung

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zur Sprache gebracht: Und das intelligente Haus „hört zu“

21.02.2017 | Messenachrichten