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 Bessere Kathodenmaterialien für Lithium-Schwefel-Akkus
17.05.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Energie, sicher und leicht transportiert – Adaptive Verarbeitung komplexer Steuerungsdaten
17.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Im Focus: XENON1T: Das empfindlichste „Auge“ für Dunkle Materie

Gemeinsame Meldung des MPI für Kernphysik Heidelberg, der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster

„Das weltbeste Resultat zu Dunkler Materie – und wir stehen erst am Anfang!“ So freuen sich Wissenschaftler der XENON-Kollaboration über die ersten Ergebnisse...

Im Focus: World's thinnest hologram paves path to new 3-D world

Nano-hologram paves way for integration of 3-D holography into everyday electronics

An Australian-Chinese research team has created the world's thinnest hologram, paving the way towards the integration of 3D holography into everyday...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

Branchentreff für IT-Entscheider - Rittal Praxistage IT in Stuttgart und München

22.05.2017 | Veranstaltungen

Flugzeugreifen – Ähnlich wie PKW-/LKW-Reifen oder ganz verschieden?

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

22.05.2017 | Physik Astronomie

Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie