Smart Surface Technology – Glänzende Aussichten für Kunststoffe

Erstmals ist es gelungen, dreidimensional verformbare, leuchtende Kunststoffteile herzustellen, die kaum Energie verbrauchen, keine Wärme abgeben und darüber hinaus extrem langlebig und wartungsfrei sind.

Die dahinter stehende „Smart Surface Technology“ ermöglichte die Entwicklung flacher, integrierbarer Leuchtobjekte für ein breites Spektrum von Anwendungen. Die Kunststoffformteile werden als komplett funktionsfähige Module in einem Arbeitsgang gefertigt, also mit minimalem Montageaufwand. Diese klaren Vorteile sowie das große Marktpotenzial dieser Technologie haben nun Früchte getragen: im Wettbewerb um den 23. Innovationspreis der deutschen Wirtschaft kam die Entwicklung in die engere Wahl, Bayer Polymers belegte einen der ersten sechs Plätze in der Kategorie Großunternehmen.

Bisher konnten Kunststoffformteile nur durch zusätzliche Bauelemente und mit beträchtlichem Montageaufwand in Leuchtobjekte verwandelt werden. So waren für die Herstellung einer Heiz-/Lüfterblende für den Autoinnenraum mindestens fünf verschiedene Baukomponenten nötig, was einen hohen Logistikaufwand bedeutete. Dank Smart Surface Technology gelingt die Fertigung in einem Arbeitsgang, wobei die Bauteile dank der dreidimensionalen Verformbarkeit des Folienaufbaus beliebig an die räumlichen Bedingungen des Einbauortes und die Design-Vorgaben angepasst werden können. Eckard Foltin, Leiter des Creative Centers im Bereich Business Development bei Bayer Polymers und verantwortlich für diese Entwicklung, unterstreicht deren große Bedeutung: „Damit erfüllen wir den Wunsch der Automobilindustrie, die Orientierung im Kfz-Innenraum durch ´ambiente´ Beleuchtung zu optimieren.“

Wie funktioniert nun die Lichterzeugung bei den Kunststoffteilen? Eine flächig bedruckte Makrofol® / Bayfol® Folie aus PC / PC+PBT Blend bildet die „smarte“ Oberfläche des Kunststoffteils. Sie zeichnet sich durch hohe Transparenz, Flexibilität und Dimensionsstabilität aus. Durch sie gelangt das Licht nach außen, das in dem darunter liegenden mehrschichtigen Bedruckungssystem erzeugt wurde. Dieses besteht aus einer ebenfalls transparenten Elektrode, z.B. aus Baytron® P der Bayer Tochtergesellschaft H.C. Starck, und einer darunter liegenden Gegenelektrode. Beide sind durch ein Dielektrikum voneinander getrennt. Wird nun an die Elektroden eine Spannung angelegt, erzeugt das System kaltes Licht mit sehr gleichmäßiger Ausleuchtung. Es funktioniert praktisch umgekehrt wie eine Solarzelle: Während dort das einfallende Sonnenlicht in eine elektrische Spannung umgewandelt wird, sorgt hier eine außen angelegte Spannung für die Lichterzeugung. Diese Erscheinung bezeichnet man als Elektrolumineszenz, EL.

Bei der hier beschriebenen Entwicklung können z.B. handelsübliche Batterien verwendet werden, deren meist niedrige Spannung mittels eines Inverters in die benötigte Wechselspannung von 110 Volt transformiert wird. In Abhängigkeit von der angelegten Spannung kann die Lichtintensität variiert werden. Der Schwerpunkt der Entwicklung lag darin, dass die bedruckte Folie zunächst verformt und in einem weiteren Schritt mit einem Bayer Thermoplasten hinterspritzt werden kann. Damit wird das Spektrum möglicher Anwendungen noch beträchtlich erweitert.

Die Entwicklung basiert auf einer engen Zusammenarbeit zwischen Bayer und der schweizerischen Lumitec AG, die das EL-System im Schichtaufbau zum Patent angemeldet und darüber hinaus auch den Spannungswandler entwickelt hat. Neben den hier eingesetzten Makrofol® / Bayfol® Folien brachte Bayer das Know-how für die In-Mold-Decoration Technologie, IMD, ein, mit dem sich die Oberflächen der Kunststoffteile variabel gestalten lassen. Das Leverkusener Unternehmen erarbeitete auch die verarbeitungstechnischen Grundlagen zur Fertigung des Formteils.

Neben der bereits vorgestellten Blende bestehen Möglichkeiten, weitere Bedienelemente im Kfz-Innenraum, außerdem Türschweller und andere optisch wichtige Teile damit auszustatten. Auch für Blenden und Schalter von Haushaltsgeräten lassen sich leuchtende Kunststoffformteile vorteilhaft verwenden. Ebenso interessant sind Möglichkeiten des Einsatzes zur Erhöhung von Sicherheit und Komfort, z.B. bei der Beleuchtung von Notausgängen oder der Ausstattung von Sicherheitskleidung. Sehr praktisch könnte die Innenbeleuchtung von Damenhandtaschen, Koffern, Rucksäcken und Kühltruhen gestaltet werden. Selbst in Nassräumen und Schwimmbädern geht das Licht nicht aus – die Kunststoffteile sind wasserdicht.