Verbesserung des Autoinnenraums mit lichtbeständiger Antireflexfolie

Die Entwicklung lichtbeständiger Antireflexfolien

Wenn Sie durch die Stadt gehen, sehen Sie möglicherweise Autos mit vergilbten Scheinwerfern. Diese sind durch die Abnutzung durch ultraviolette Strahlung verursacht. Harze wie Polycarbonat, die in Scheinwerferabdeckungen verwendet werden, unterliegen chemischen Veränderungen, wenn sie über längere Zeit ultravioletter Strahlung ausgesetzt werden. Aus diesen Gründen ist der UV-Schutz bei der Innenraumgestaltung von großer Bedeutung.

Auch die Anzeige von Displays in Autonavigationssystemen und anderen Geräten kann sich durch die Einwirkung ultravioletter Strahlung verändern. Aus diesem Grund wurden verschiedene Designideen umgesetzt, wie z. B. das Anbringen von Sonnenschutz sowie die Anpassung der Installationsposition und des Installationswinkels, um direktes Sonnenlicht zu blockieren.

Dexerials bietet Antireflexfolien für Fahrzeugdisplays an, die Reflexionen (Blendeffekte) reduzieren und die Sichtbarkeit verbessern. Die Folie bietet mehr Gestaltungsfreiheit im Innenraum. Sie ermöglicht kleinere Blenden und mehr Flexibilität bei Positionierung und Einbauwinkel. Dexerials legt zudem Wert darauf, dass die Displays zum „Piano Black“-Look passen, der im Innenraum vieler Luxusautos verwendet wird. Dies ist nicht nur wichtig, um ein einheitliches Design zu gewährleisten, sondern auch, um die Farbqualität trotz UV-Einwirkung zu erhalten.

Dieser Artikel befasst sich mit den technologischen Elementen der Klebeschicht von Antireflexfolien. Die Klebeschicht ist essenziell, da sie die Folie am Display befestigt. Traditionell lag der Fokus auf der Entwicklung einer Klebkraft, die Transparenz und Lichtbeständigkeit vereint. Dexerials hat der Klebeschicht nun jedoch schwarzen Farbstoff beigefügt, um die Verbundenheit mit dem restlichen Fahrzeuginnenraum weiter zu verbessern. Obwohl es nicht möglich war, die Folie vollständig schwarz zu gestalten, um die Sichtbarkeit zu gewährleisten, konnte ihre Transparenz bis zu einem gewissen Grad reduziert und so die Einheitlichkeit des Innenraums verbessert werden. Dabei musste auch die Möglichkeit einer Vergilbung der Klebeschicht unter UV-Licht berücksichtigt werden.

Prüfung der Lichtbeständigkeit von Antireflexfolien

Dexerials führte ein beschleunigtes Degradationsexperiment durch, indem Oberflächen 300 Stunden lang mit starker ultravioletter Strahlung bestrahlt wurden, um die UV-Lichtbeständigkeit von Antireflexfolien zu testen. Die folgenden fünf Proben wurden verglichen: (1) eine farbstofffreie Klebeschicht, (2) eine mit schwarzem Pigment gemischte Klebeschicht, (3) eine mit schwarzem Farbstoff gemischte Klebeschicht sowie (4) und (5) Klebeschichten mit unterschiedlicher Dichte und Lichtdurchlässigkeit. Die Menge an Farbstoff und Pigment wurde so angepasst, dass die Lichtdurchlässigkeit stets 74 % bzw. 53 % betrug.

Der Grund für die Unterteilung von Farbstoffen in pigmentbasierte und farbstoffbasierte Farbstoffe liegt in der unterschiedlichen Art und Weise, wie sich die Partikel verteilen, wenn sie einem Material hinzugefügt werden. Pigmentbasierte Farben verteilen sich wie größere, diffundierende Partikel, während farbstoffbasierte Farben sich im Harz auflösen und sich wie Zucker im Wasser verteilen.

Die Lichtdurchlässigkeit wurde in zwei Stufen, 74 % und 53 %, unterteilt, um zu sehen, wie sich der Grad der Farbänderung je nach Dunkelheit des Schwarz verändert.

Die Tests wurden auf Grundlage der Lichtbeständigkeits-Testbedingungen der „DIN75220“ durchgeführt, einer von europäischen Automobilherstellern weithin übernommenen Norm, und beinhalteten die Einstrahlung von Ultraviolettstrahlen mit etwa der vierfachen Intensität. Die Proben wurden 300 Stunden lang starkem UV-Licht ausgesetzt und anschließend alle 100 Stunden entnommen und ausgewertet.

In der obigen Tabelle zeigt die linke Hälfte die Ergebnisse mit Antireflexfolie (TAC-Substrat mit UV-Absorbern), die rechte Hälfte die Ergebnisse mit Glassubstraten (ohne UV-Absorber). Jedes Substrat wurde mit einem transparenten Klebstoff, einem pigmentierten Klebstoff (zwei Typen) und einem gefärbten Klebstoff (zwei Typen) getestet. Höhere Prozentsätze weisen auf eine höhere Lichtdurchlässigkeit und einen höheren Verblassungsgrad des schwarzen Pigments/Farbstoffs hin.

Möglichkeiten jenseits des Autoinnenraums: Die Zukunft der Displays

Wie aus den Ergebnissen für Glassubstrate auf der rechten Seite des obigen Diagramms ersichtlich, änderte sich die Farbe (Durchlässigkeit) der pigmentierten Klebstoffe kaum, während die gefärbten Klebstoffe aufgrund der Einwirkung von UV-Licht verblassten und heller wurden.

Der Grund dafür, dass sich die pigmentierten Farbstoffe kaum veränderten, liegt darin, dass das Pigment anorganisch ist und nicht durch UV-Licht beeinflusst wird. Andererseits zeigte sich, dass die organischen Farbstoffpartikel durch UV-Licht anfällig für Veränderungen ihrer chemischen Struktur sind.

Gleichzeitig blieb die Transmissionsrate der eingefärbten Antireflexfolie nahezu unverändert, was sich als wirksam bei der Verhinderung einer durch UV-Licht verursachten Farbverschlechterung erwies.

In unserem Experiment stellten wir fest, dass der Farbstoff gegenüber UV-Licht schwach war. Es gibt jedoch keine einfache Antwort auf die Frage, was für Piano Black Displays besser ist: ein pigmentierter oder ein gefärbter Klebstoff. Pigmente haben größere Partikel, sodass Licht, das auf das Innere des Materials trifft, gestreut wird. Klebstoffe mit Farbstoff streuen kein Licht und erscheinen daher tiefschwarz und glänzend.

Traditionell werden Displays in Kraftfahrzeugen typischerweise an der Rückseite des Armaturenbretts installiert, wo sie keinem direkten Sonnenlicht ausgesetzt sind, um die Auswirkungen der UV-Strahlung zu vermeiden.

Die Ergebnisse dieses Experiments zeigen, dass es möglich ist, durch die Kombination von Antireflexfolie und gefärbtem oder pigmentiertem Klebstoff klavierschwarze Displays mit ausreichender Sonnenlichtbeständigkeit herzustellen. Die Möglichkeit, Displays in Bereichen zu installieren, die typischerweise direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, erweitert die Möglichkeiten der Fahrzeuginnenraumgestaltung erheblich.

Displays werden künftig an Orten zum Einsatz kommen, an denen man sie nicht erwartet hätte. Dexerials betreibt im Hinblick auf diese Zukunft weiterhin Forschung und Entwicklung.