Kunststoff-Brillengläser werden aus einem flüssigen Monomer gefertigt. In einem Gießverfahren polymerisiert das Monomer bei hoher Temperatur und härtet anschließend bei niedriger Temperatur aus. Dieser Prozess geschieht in Formen, die den Kunststoff-Gläsern das gewünschte Profil für die spätere Anwendung als Brillenglas geben. Die Herstellung der Brillengläser erfolgt im Wesentlichen also in drei Schritten: Zuerst werden die Formen mit dem Rohmaterial (Monomer) gefüllt. Anschließend folgen die Polymerisation bei 130°C und das Aushärten bei 8°C.

Entscheidend für die Qualität des Endprodukts ist das Vermeiden von punktuellen Kristallisationen während des Prozesses. Daher sind gleichmäßiges Aufheizen des Rohlings sowie gleichmäßiges Abkühlen des Polymers die wichtigsten Produktionsschritte, die die Erfolgsquote bei der Produktion beeinflussen.
Der Anwender Carl Zeiss Vision stellt drei spezifische Anforderungen an das Produktionssystem seiner Kunststoff-Brillengläser: Er fordert erstens gleichmäßiges lineares Aufheizen von 10 auf 130°C, um ein gutes Polymerisationsergebnis zu erhalten. Zweitens erwartet er die Kontrolle einer niedrigen Luftfeuchtigkeit, die Kondensation verhindern soll. Und drittens verlangt er schnelles aber kontrolliertes Abkühlen am Ende des Prozesses, das die Fehlerrate (Ausschussanteil) vermindert und gute Aushärtungsergebnisse erzielt.
Eine Antwort auf die gestellten An-forderungen ist der elektrisch beheizte WärmeschrankVTU 100/150-140°C von Vötsch Industrietechnik. Er kommt für alle Wärmebehandlungs- und Trocknungsprozesse zum Einsatz, die auch bei Temperaturen um oder unter Raumtemperatur ablaufen können und bei denen keine brennbaren Substanzen wie Lösungsmittel, Gase, Dämpfe oder ähnliches freigesetzt werden.

Wärmeschrank erfüllt Anforderungen der optischen Industrie

Der Wärmeschrank wird in der optischen Industrie bereits zum Aushärten beim Herstellen von Kontaktlinsen aus Kunststoff sowie beim Polymerisieren von Linsen aus Kunststoff für optische Geräte wie Mikroskope oder Fotoapparate genutzt. Für die Herstellung von Kunststoff-Brillengläsern müssen die Polymerisation der Kunststofflinsen und der anschließende Aushärteprozess bei kontrollierter Temperatur im Wärmeschrank ablaufen. Carl Zeiss Vision benötigt vor der eigentlichen Polymerisation einen Trocknungsschritt für die Kunststoff-Rohlinge. Diese Forderung lässt sich durch einen optionalen Anschluss für trockene Druckluft und einen kapazitiven Feuchtigkeitssensor realisieren. Wegen des modularen Aufbaus mit vielen Ausstattungsvarianten lassen sich die Wärmeschränke des Industrietechnik-Anbieters entsprechend der jeweiligen Anwendung mit einem bedarfsgerechten Trockner ergänzen.

Eine besondere Eigenschaft des Wärmeschranks, der nun bei dem Brillenglashersteller zum Einsatz kommt, ist das lineare Aufheizen im Bereich von 10 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 stetig hoher Produktqualität.

Nach dem Aushärten der Kunststoffgläser werden diese mit einem Hartlack überzogen. Das Aushärten der Hartlackschichten auf den Gläsern erfolgt in dem Doppel-Durchlaufofen mit Kühlzone Typ VDU 40/25/400-150°C vom gleichen Hersteller. Dieser Ofen besitzt zwei unabhängig voneinander arbeitende Ofenlinien. Pro Förderlinie verfügt der Ofen über neun regelbare Heizzonen, 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. Dieser Durchlaufofen wird regelmäßig in der optischen Industrie für Wärmebe-handlungsprozesse im Durchlaufverfahren eingesetzt und hat sich beim kontrollierten Aushärten der Hartlackschichten auf Kunststoffgläsern bewährt.

Neue Technologie
Trocken und kontrolliert temperiert

Die Produktion von Kunststoff-Brillengläsern in einem Wärmeschrank mit Anschluss für trockene Druckluft ergibt ein Endprodukt mit gleichmäßig hoher Qualität. Durch gleichmäßige Temperaturführung und integrierte Trocknungsschritte werden Ausschussraten reduziert, denn Verunreinigungen und Kristallisationskeime werden weitestgehend verhindert. Durch die kürzere Durchlaufzeit sinken Produktionskosten.

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Über den Autor

Reiner Wiesehöfer, Vertriebsleiter und Prokurist für Wärmetechnik, Vötsch Industrietechnik, Reiskirchen-Lindenstruth