Spezialbeschichtung macht Kunststoffe im Automobil kratzfest und reflexionsarm

Schott auf der Materialica vom 20. bis 22.09.2005 in München, Halle C1, Stand 530 – Leicht und extrem widerstandsfähig

Leichtgewichtige Kunststoffe liegen im Automobilbau im Trend. In Zeiten konsequenter Gewichtseinsparung zählt jedes Kilogramm, das Polymere weniger auf die Waage bringen als andere Werkstoffe.

Allerdings kann Kunststoff leicht verkratzen, was edle Produkte nicht nur schnell recht alt aussehen lässt, son­dern auch sicherheitsrelevante Auswirkungen haben kann. Vor allem, wenn ein Kunststoffdisplay, das wichtige Informationen anzeigt, unleserlich wird. Noch größer ist das Gefahrenpotenzial durch Spiegelungen auf dem Material, die den Durchblick zum Beispiel auf die Cockpitinformationen behindern. Schott HiCotec hat als Lösung eine Spezialbeschichtung entwickelt, die Kunststoffe besonders kratzfest und reflexionsarm macht.

„Plasma-Verfahren“ erlaubt niedrige Temperaturen

Die Beschichtungs-Experten von Schott HiCotec, einer Division der Schott AG, haben hierfür das PICVD-Verfahren (Plasma Impulse Chemical Vapour Deposition) modifiziert, das für die Glasbeschichtung bereits seit langem weltweit durch die Schott AG patentiert ist. Jetzt können auch die im Automobilbau beliebten Kunststoffe – wie etwa Polycarbonat und Plexiglas – mit fest haftenden, homogenen Schichten versehen werden. Möglich wird dies durch die Besonderheit des Verfahrens: das „gepulste Plasma“ erlaubt haltbare Beschichtungen auch bei niedrigen Temperaturen. Bei diesem Verfahren befindet sich der zu beschichtende Körper in einer Vakuumkammer, in die das gasförmige Beschichtungsmaterial eingeleitet wird. Durch den Energieeintrag in Form von Mikrowellen wird das Plasma in der Kammer gezündet. Dadurch erfolgen eine Zerlegung des Gases und die gewünschte Abscheidung der Oxide auf der Kunststoffoberfläche. Eine zyklische Wiederholung des Vorgangs (Pulsen des Plasmas) führt zu einem mehrlagigen Schichtaufbau auf der Oberfläche des Körpers. Durch das „gepulste“ Plasma-Verfahren wird eine geschlossene und extrem homogene Beschichtung gewährleistet.

Mehrschichtsystem schluckt Reflexe

Ein typisches Multilayersystem für die Displayabdeckung eines Autoradios oder eines Navigationssystems im Auto besteht aus einer polymerartigen Haftvermittlerschicht, einer teilorganischen Antikratzschicht, einer anorganischen Antireflex-Schicht und einer hydrophoben Easy-to-Clean-Schicht.

Als einziges Unternehmen kann Schott alle vier Beschichtungen in einem einzigen Prozessschritt auftragen und damit die Entwicklungskosten deutlich senken. Der Haftvermittler sorgt dafür, dass die nachfolgenden Schichten selbst dann sicher auf dem Display haften, wenn es sich aufgrund von Temperaturschwankungen dehnt oder zusammenzieht. Mit der Antikratzschicht wird das Display fast so widerstandsfähig gegen mechanische Verletzungen, als sei es aus Glas. Die Antireflex-Schicht (AR-Schicht) besteht aus einem ganzen Schichtpaket, bei der sich Lagen aus Siliciumdioxid und Titandioxid in alternierender Folge abwechseln. Der farbliche Restreflex kann auf das Design des Fahrzeugs abgestimmt werden. Wahlweise erscheint die Displayabdeckung dezent bläulichviolett, grünlich oder rötlich. Jede dieser Schichten ist nur Bruchteile eines Mikrometers dünn.

Dieses Mehrschichtsystem bewirkt, dass das einfallende Licht viele Schichtgrenzen passieren muss. An jeder Grenzfläche wird ein Teil des Lichts direkt reflektiert und die reflektierenden Teilstrahlen überlagern sich beim Austritt aus der AR-Schicht. Bei dieser Überlagerung löscht sich das Licht praktisch selber aus. Der Anteil des von der Display-Oberfläche reflektierten Lichts sinkt auf unter ein Prozent des eingestrahlten Lichts. Für den Betrachter ist es kaum mehr zu sehen. Die abschließende Easy-to-Clean-Schicht sorgt dafür, dass die Displayabdeckung einfach zu reinigen ist. Dafür sind keine Reinigungsmittel nötig, ein einfaches Taschentuch genügt.

Die Beschichtungs-Experten von Schott können auch den umgekehrten Effekt erzielen: eine Verspiegelung. Dafür wird die Zusammensetzung der optischen Schichten verändert. Knöpfe, Schalter oder ganze Bedienungseinheiten lassen sich dadurch harmonisch in das Gesamtdesign des Fahrzeuges einpassen. Da es sich um einen optischen Schichtenaufbau und nicht um eine metallische Verspiegelung handelt, sind diese Schichten weiterhin lichtdurchlässig. Hinterleuchtete Symbole auf den Schaltern bleiben in der Dunkelheit sichtbar. Da die Wellenlängen bestimmt werden können, die diese Schicht passieren, kann genau die gewünschte Lichtintensität für ein angenehmes Lichtkonzept im Innenraum erreicht werden. Die Bedienelemente sind optimal zu sehen, ohne dass sie die Konzentration des Fahrers ablenken.

Mit ihrer innovativen Beschichtungstechnik liefern die Experten von Schott die Basis dafür, dass künftig noch mehr Kunststoff im Automobilbau eingesetzt wird und die Produktvielfalt zunimmt.

SCHOTT ist ein internationaler Technologiekonzern, der seine Kernaufgabe in der nachhaltigen Verbesserung der Lebens- und Arbeitsbedingungen der Menschen sieht. Dafür werden Spezialwerkstoffe, Komponenten und Systeme entwickelt. Schwerpunkte sind die Branchen Hausgeräteindustrie, Optik und Elektronik, Pharmazie und Solarenergie. Der SCHOTT Konzern ist mit Produktions- und Vertriebsstätten in allen wichtigen Märkten kundennah vertreten. Rund 17.200 Mitarbeiter erwirtschaften einen Weltumsatz von 2 Milliarden Euro. Die technologische und wirtschaftliche Kompetenz des Unternehmens ist verbunden mit der gesellschaftlichen und ökologischen Verantwortung.

Im Automotive-Bereich liefern sieben Geschäftsbereiche der SCHOTT AG innovative Systemlösungen an Kunden in der Automobilindustrie. Oberstes Ziel ist, durch intelligente Produkte das Autofahren noch sicherer und komfortabler zu gestalten. Interferenzfilter für Sensortechnik, Glas-Metall-Komponenten für Airbagzünder und Gurtstraffer sowie Lichtwellenleiter aus Glasfasern zum Datentransfer im Automobil sind einige Beispiele der umfangreichen Produktpalette. Weltweit sind mehr als 250 Millionen Fahrzeuge mit Applikationen des Mainzer Glas-Spezialisten ausgestattet.

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