Handy mitnehmen! Wetterbeständige Antireflexfolie

Die Struktur des Antireflexfilms und die Rolle der einzelnen Komponenten

Entspiegelung ist ein Material, das auf Laptops, Monitoren und Fernsehern angebracht werden kann, um Bildschirmreflexionen zu vermeiden und die Sichtbarkeit zu verbessern. Wie in der Abbildung unten dargestellt, besteht sie aus folgenden Komponenten: einer Anti-Schmier-Schicht zum einfachen Abwischen von Fingerabdrücken und anderen Verschmutzungen, einer Antireflex-Schicht zur Reduzierung der Reflexion von Außenlicht, einer Hartschicht zum Schutz der Folie vor Kratzern, einer Trägerfolie zur Unterstützung der Folie und einer Klebeschicht zum Aufbringen der Folie auf einen Untergrund.

Nachfrage nach wetterbeständigen Folien steigt mit der Verbreitung mobiler Geräte

Mit dem Aufkommen von Smartphones und Tablets sind wetterbeständige Antireflexfolien wichtiger denn je. Im Vergleich zu PC-Monitoren, die typischerweise in Innenräumen verwendet werden, sind Smartphones und Tablets sowie Displays in Autonavigationssystemen und Kombiinstrumenten häufig dem Sonnenlicht ausgesetzt.

Am Strand kann man durch längere Sonneneinstrahlung beschädigte Plastikflaschen bemerken. Da einige Schichten der Antireflexfolie auch organische Materialien enthalten, zersetzen sie sich bei starker UV-Strahlung auf nanoskopischer Ebene und verursachen Delamination. Aus diesem Grund hat Dexerials eine Antireflexfolie mit höherer Wetterbeständigkeit entwickelt.

Die Schnittstelle der Antireflexfolie, die sich durch ultraviolette Strahlung ablöst, befindet sich zwischen der Antireflexschicht aus anorganischem Material und der Hartbeschichtung aus organischem Material. Anorganische und organische Materialien haften aufgrund ihrer unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften naturgemäß nur schwer aneinander. Früher war eine starke Haftung der Folie für Geräte im Innenbereich nicht erforderlich, solange sie weichem Tageslicht oder indirekter Beleuchtung standhielten. Bei Mobilgeräten im Außenbereich ist dies jedoch nicht der Fall. Selbst bei starker Sonneneinstrahlung im Hochsommer müssen die anorganischen und organischen Schichten haften bleiben.

Zwei Methoden zur Stärkung der Haftung zwischen anorganischen und organischen Materialien

Wie bereits erwähnt, delaminieren die beiden Schichten bei Einwirkung von UV-Strahlung aufgrund der Verschlechterung der Haftung zwischen organischem und anorganischem Material. Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Haftung besteht darin, dem organischen Material Silica-Füllstoff, ein anorganisches Material, beizufügen. Eine andere Lösung besteht darin, die Oberfläche der Hartbeschichtung aufzurauen, um die Haftung physikalisch zu verbessern.

Im Gegensatz zu organischen Substanzen sind anorganische Stoffe wie Glas weitgehend unempfindlich gegenüber Sonnenlicht. Darüber hinaus können sich anorganische Stoffe leicht und dauerhaft mit anderen anorganischen Materialien verbinden. Unten sehen Sie ein Diagramm, das eine konventionelle Verbindung zwischen einer Antireflexionsschicht und einer Hartbeschichtung (links) mit der Verbindungstechnologie von Dexerials für höhere Witterungsbeständigkeit (rechts) vergleicht.

Links ist nur ein Teil des Siliziums (anorganisches Material) in der Antireflexionsschicht mit dem Sauerstoff in der Hartbeschichtung aus Harz (organisches Material) verbunden. Rechts hingegen sind Silizium, Kohlenstoff und Sauerstoff durch starke Bindungen, sogenannte Siloxanbindungen, aufgrund des Harzfüllstoffs fest mit dem Silizium in der Antireflexionsschicht verbunden. Jeder im Harz eingebettete Silica-Füllstoff ist mehrere zehn Nanometer groß und muss gut mit der Harzoberfläche ausgerichtet sein, um eine Verbindung mit dem Silizium auf der Seite der Antireflexionsschicht einzugehen. Dexerials hat die nanoskalige Steuerung dieses Prozesses eigenständig entwickelt und patentiert. (Japan: Patent Nr. 6207679, Patent Nr. 2016-128927, Patent Nr. 2016-2244443. USA: US10752808)

Höherer „Verankerungseffekt“ durch zehnfache Aufrauung der Oberfläche

Eine weitere Methode zur Verstärkung der Haftung zwischen anorganischen und organischen Schichten ist die Nutzung einer mechanischen Bindung durch die Oberflächenstruktur, die als „Verankerungseffekt“ bezeichnet wird. Das obige Foto zeigt die Oberfläche einer herkömmlichen Hartbeschichtung (links) und einer wetterbeständigen Schicht (rechts), aufgenommen mit einem Rasterkraftmikroskop, das Materialien auf nanoskopischer Ebene betrachten kann. Die rechte Oberfläche ist unebener und weist größere Abstände zwischen den Spitzen auf als die linke.

Bei rauen Oberflächen verbinden sich die Unebenheiten wie ein Anker miteinander. Dieser Verankerungseffekt ist noch größer, wenn die Oberfläche rau statt glatt ist. Dexerials ist es gelungen, den Verankerungseffekt zu verstärken, indem die Rauheit der Hartbeschichtung zehnmal höher ist als bei herkömmlichen Hartbeschichtungen. Sind die Unebenheiten jedoch zu rau, verliert die Folie ihre Transparenz und verfärbt sich cremefarben. Die einzigartige Technologie von Dexerials sorgt daher für einen optimalen Verankerungseffekt bei gleichzeitiger Erhaltung der Transparenz.

Deutlich verbesserte Witterungsbeständigkeit der Antireflexfolie

Die beiden oben beschriebenen Methoden haben die Wetterbeständigkeit von Antireflexfolien deutlich verbessert. Nachfolgend sind die Ergebnisse eines Tests aufgeführt, bei dem herkömmliche und neue Antireflexfolien über einen längeren Zeitraum (mehrere hundert Stunden) ultravioletter Strahlung ausgesetzt und anschließend mit einem Vliestuch abgewischt wurden, um festzustellen, ob eine Delaminierung auftrat. Während sich die herkömmliche Folie ablöste, war dies bei der wetterbeständigen Folie nicht der Fall.

Die in diesem Artikel beschriebene Technologie wird auch zur Herstellung von Antireflexfolien für LCD-Bildschirme von Digitalkameras für den Außeneinsatz eingesetzt. Dexerials wird weiterhin Folien entwickeln, die einer Vielzahl von Anwendungen in unterschiedlichen Umgebungen standhalten.