Folienätzen

Folien entspiegeln

Mit einem Rolle-zu-Rolle-Plasmaätzen erzeugte Nanostrukturen können Kunststofffolien kostengünstig großflächig entspiegelt werden.

Forscher des Fraunhofer FEP haben auf der internationalen Vakuumkonferenz SVC 2012 mit dem Polar-Prozess ein Verfahren vorgestellt, mit dem Polymeroberflächen großflächig mit Anti-Reflex-Eigenschaften versehen werden können.

Regen, Dunkelheit, ein entgegenkommendes Auto blendet… starke Lichtreflexionen können in solch einer Situation stören oder sogar gefährlich werden. Eine gute optische Entspiegelung ist nicht nur für Brillen und Windschutzscheiben wichtig, sondern sorgt auch bei Solarzellen, Thermokollektoren und Dreifachfenstern für einen optimalen Lichteinfall.

Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF aus Jena und das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP aus Dresden haben gemeinsam mit Unternehmen wie Leica Microsystems, Rodenstock und Southwall Europe in einem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) geförderten Projekt ein neues Verfahren zur großflächigen Entspiegelung von Kunststofffolien in effizienten, kontinuierlich arbeitenden Rolle-zu-Rolle-Anlagen entwickelt.

In einem optimierten Plasmaätzverfahren wird auf Kunststofffolien eine Struktur realisiert, deren Wirkung auf dem Mottenaugen-Prinzip basiert. Der Prozess verstärkt die Grundrauigkeit der Folie. Es entstehen Nanostrukturen, die mit winzigen Berg-und-Tal-Landschaften vergleichbar sind. Da die Nanostrukturen kleiner als die Wellenlängen des sichtbaren Lichts sind, wirken sie nicht als Streuzentren, die Folie bleibt klar. Zugleich aber bewirkt die Struktur aber einen kontinuierlich zwischen Folie und Außenraum geänderten Brechungsindex. Das reduziert nach Auskunft des Instituts die optische Reflexion beispielsweise bei PET-Folie von 12 auf 0,2 Prozent. Das war bislang nur mit einer aufwändigen Beschichtung der Folien mit Vierfach-Anti-Reflex-Schichtsystemen erzielbar. In diesem Falle leidet jedoch die Flexibilität, besonders von dünnen Folien. Außer für Folien eigne sich das Plasmaätzen auch für die Entspiegelung gekrümmter Substrate.

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Das Mottenaugen-Prinzip ist Wissenschaftlern zwar schon lange bekannt, doch die Fraunhofer-Forscher haben nun nach eigener Angabe einen entscheidenden technologischen Sprung gemacht, um die Nanostrukturen großflächig und in einem für die Massenproduktion geeignetem Verfahren aufzuprägen. In Rolle-zu-Rolle-Pilotanlagen, wie sie auch am Fraunhofer FEP vorhanden sind, werden kilometerlange Folien mit einer Geschwindigkeit von mehreren Metern pro Minute entspiegelt. Dual-Magnetron-Systeme, die in der Industrie üblicherweise für Vakuumbeschichtungsprozesse eingesetzt werden, sorgen für einen leistungsfähigen und über mehrere Stunden stabilen Ionenstrom. Mit diesen Quellen konnte der am Fraunhofer IOF entwickelte Basisprozess am Fraunhofer FEP auf großflächige Substrate übertragen werden. Das Verfahren wurde bereits für PET-Folien, für Triacetatzellulose (TAC)- und Fluorpolymerfolien (ETFE) sowie für lackierte Folien angewendet.

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