Wohl temperiert

Die Produktion von Kunststoff-Brillengläsern in einem Wärmeschrank mit Anschluss für trockene Druckluft ergibt ein Endprodukt mit gleichmäßig hoher Qualität bei reduzierter Ausschussrate und gesenkten Produktionskosten durch eine kürzere Durchlaufzeit. Dies ist das Ergebnis eines Projektes, das die Vötsch Industrietechnik zusammen mit Carl Zeiss Vision durchgeführt hat. Hohe Qualität bei verringerten Produktionskosten durch verkürzte Durchlaufzeiten sind die Vorteile des neuen Systems.

Kunststoff-Brillengläser werden aus einem flüssigen Monomer in einem Gießverfahren durch Polymerisation bei hoher Temperatur (130 °C) und anschließendem Aushärten bei niedriger Temperatur (8 °C) gefertigt. Dies geschieht in Formen, die den Kunststoff-Gläsern die gewünschte Form für die spätere Anwendung als Brillenglas geben.

Entscheidend für die Qualität des Endprodukts ist bei der Polymerisation der Monomere des Kunststoff-Ausgangsmaterials die Vermeidung von punktuellen Kristallisationen während des Prozesses. Daher sind das gleichmäßige Aufheizen des Rohlings und das gleichmäßige Abkühlen des Polymers die wichtigsten Produktionsschritte, die die Erfolgsquote des Endprodukts beeinflussen.

Drei Forderungen an das System

Der Anwender Carl Zeiss Vision stellt drei Anforderungen an das Produktionssystem:

• Gleichmäßige lineare Aufheizung von + 10 °C auf 130 °C, um ein gutes Polymerisationsergebnis zu erhalten.
• Kontrolle einer niedrigen Luftfeuchtigkeit, die Kondensation verhindern soll.
• Schnelles, aber kontrolliertes Abkühlen am Ende des Prozesses, das die Fehlerrate (Ausschussanteil) vermindert und gute Aushärtungsergebnisse erzielt.

Diese Anforderungen erfüllt der elektrisch beheizte Wärmeschrank VTU 100/150 – 140 °C von Vötsch Industrietechnik. Er wird verwendet für alle Wärmebehandlungs- und Trocknungsprozesse, die auch bei Temperaturen um oder unter Raumtemperatur ablaufen können und bei denen keine brennbaren Substanzen wie Lösungsmittel, Gase, Dämpfe, etc. freigesetzt werden.

Carl Zeiss Vision benötigt bei der feuchtigkeitsempfindlichen Herstellung von Kunststoff-Brillengläsern vor der eigentlichen Polymerisation einen Trocknungsschritt für die Kunststoff-Rohlinge. Dieser wird durch einen Anschluss für trockene Druckluft und einen kapazitiven Feuchtigkeitssensor realisiert. Dank des modularen Aufbaus können Wärmeschränke von Vötsch entsprechend der Anwendung mit einem bedarfsgerechten Trockner ergänzt werden.

Eine besondere Eigenschaft des Wärmeschranks ist das lineare Aufheizen im Bereich von + 10 °C auf + 120 °C. Wichtig für die Qualität des Endprodukts ist auch eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Ofen, um punktuelle Kondensation von Restfeuchte und Kristallisationskerne in den Kunststofflinsen zu vermeiden. Der gleichmäßige Durchlauf jeder Charge (Glasmasse) reduziert die Gesamtzeit für die Produktion und senkt die Produktionskosten bei gleichmäßig hoher Produktqualität.

Überzug mit Hartlack

Nach dem Aushärten der Kunststoffgläser werden diese mit einem Hartlack überzogen. Die Aushärtung der Hartlackschichten auf den Gläsern erfolgt in dem Doppel-Durchlaufofen mit Kühlzone Typ VDU 40/25/400 – 150 °C. Dieser Ofen besitzt zwei unabhängig voneinander arbeitende Ofenlinien, die jeweils über neun regelbare Heizzonen verfügen. Drei Aufheizzonen garantieren eine quasilineare Aufheizung der Gläser. In vier Ausheizzonen, in denen die Temperatur bei 150 °C gehalten wird, beträgt die räumliche Temperaturabweichung nur ± 2 °C. Zwei Abkühlzonen dienen der sanften Abkühlung der beschichteten Kunststoffgläser.