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DE19605881C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Vorbereiten von Kunststoff für Beschichtungen für insbesondere Präzisionsoptiken, und zum Beschichten des Kunststoffs - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Vorbereiten von Kunststoff für Beschichtungen für insbesondere Präzisionsoptiken, und zum Beschichten des Kunststoffs

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DE19605881C2
DE19605881C2 DE19605881A DE19605881A DE19605881C2 DE 19605881 C2 DE19605881 C2 DE 19605881C2 DE 19605881 A DE19605881 A DE 19605881A DE 19605881 A DE19605881 A DE 19605881A DE 19605881 C2 DE19605881 C2 DE 19605881C2
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 6 zum Vorbereiten von Kunststoff für Beschichtungen für insbesondere Präzisionsoptiken, und zum Beschichten des Kunststoffes.
Seit Jahrzehnten haben sich Thermoplaste in der Herstellung von optischen Bau­ teilen bewährt. Besonders hervorzuheben ist neben anderen Aspekten im Ver­ gleich zu herkömmlichen Materialien, wie Glas, das geringe Gewicht, die hohe Bruchfestigkeit und die niedrig an Fertigungskosten die für die Herstellung op­ tischer Präzisionsbauteile vor allem aus PMMA, auch Plexiglas oder auch Acryl­ glas genannt, und PC, auch Polycarbonat genannt, oder SAN, auch Styrol Acryl­ nitril genannt, sprechen. Selbstverständlich sind diese Thermoplaste nur bei­ spielhaft genannt, weil sie sich besonders für den Einsatz im Bereich von CD Abspiel- und Lesegeräten eignen, die aufgrund des individuellen Anwendungs­ falls beschichtet werden müssen.
Beschichtungen dienen in der Regel der Erzielung von optischen und anderen physikalischen Eigenschaften und sollen klimastabil und haftfest sein. Die Be­ schichtung selbst wird in der Regel in einem Vakuum aufgebracht. Geeignete Behandlungsmethoden für Substratoberflächen, z. B. aus Glas, sind Ultra­ schallwaschen und Abwischen per Hand außerhalb der Beschichtungsanlage so­ wie Glimmentladung und Heizung etc. innerhalb der Beschichtungsanlage. Diese für z. B. Glas bekannten Methoden scheiden jedoch für die eingangs genannten Thermoplaste aufgrund deren geringer Oberflächenhärte, chemischer Instabilität gegenüber Lösungsmitteln, Veränderungen der Thermoplaste insbesondere in Oberflächennähe durch Elektronenbeschuss und damit verbundener UV- Strahlung bei Glimmentladung sowie ionengestützter Beschichtung etc., geringer kritischer Service-/Belastungstemperaturen und ganz maßgeblich wegen der Wasserdampfabsorption insbesondere an der Oberfläche der Kunststoffe, aus.
Eine saubere und wasserdampfarme, möglichst sogar wasserdampffreie zu be­ schichtende Kunststoffoberfläche ist jedoch Voraussetzung für eine sichere, haftfeste, klimastabile und langlebige Beschichtung.
Dies ist besonders wichtig für Beschichtungen, die der Entspiegelung bei spe­ ziellen Wellenlängen, z. B. 670 nm, dienen, wie sie bei Diodenlasern bei CD Ab­ spiel- und Lesegeräten verwendet werden. Es geht dabei vor allem um die Re­ flexionsverminderung, damit die verschiedenen Strahlen durch Störreflexionen das eigentliche Abspielergebnis nicht verschlechtern.
Wie bereits erwähnt, hat der Kunststoff die Eigenschaft, nach seiner Herstellung zeitabhängig immer mehr Wasserdampf aufzunehmen, was die Haftung der Be­ schichtung beeinträchtigt. Beim Aufbringen der entsprechenden Beschichtung auf die Kunststoffe kann dieser Wasserdampf auch nicht einfach durch be­ liebiges Aufheizen des Kunststoffes entfernt werden, da die Kunststoffe nicht überhitzt werden dürfen. So liegt die kritische Temperatur von PMMA etwa bei 90 °C und PC etwa bei 120°C. Das bedeutet, dass sich in dem Kunststoff insbe­ sondere in seiner Oberfläche auch nach der begrenzt möglichen Erhitzung Was­ serdampf in geringem Umfang aufhält, der die Haftvermittlung der beispielsweise aufzubringenden Entspiegelungsbeschichtung in dramatischer Weise gefährdet, was zu voraussehbaren mittelfristigen Schäden an den vielleicht millionenfach erzeugten Beschichtungen führt.
Vor einer Verspiegelung von PC konnten außerdem auf dem optisch wirksamen Flächen streuende und damit störende Bereiche erkannt werden, die ebenfalls von einer Wasserdampfaufnahme herrühren.
Zur Vorbereitung des Kunststoffes für entsprechende Beschichtungen, um die­ sen Wasserdampf vor dem Auftragen der Beschichtung zu entfernen, mindes­ tens aber drastisch zu reduzieren, sind im Stand der Technik bisher nur zwei Verfahren bekannt. Nach einem ersten Verfahren wird der Kunststoff unmittelbar vor seiner Beschichtung hergestellt, also möglichst bevor sich überhaupt Was­ serdampf in ihm anlagern könnte. D. h., die Beschichtung wird auf kürzestem Weg nach der Herstellung des Kunststoffes ohne Reinigung durchgeführt. Dies garantiert zwar ein Minimum an aufgenommenem Wasserdampf, allerdings kann auch in kürzester Zeit verhältnismäßig viel Wasserdampf vom Kunststoff aufgenommen werden, da die Aufnahmebereitschaft des Kunststoffes nach seiner Herstellung am größten ist und somit u. U. bereits Minuten ausreichen, um unerwünscht viel Wasserdampf in den Kunststoff gelangen zu lassen. Auch ist es häufig nicht möglich, direkt nach der Herstellung zu beschichten, da es sich gerade im Bereich von CD Lesegeräten um sehr spezielle Kunststoffteile handelt, die nicht nur kunststoffbeschichtet, sondern auch auf andere Weise bearbeitet werden müssen, was häufig eine Verbringung in ganz andere Anlagen, ja sogar in andere Fertigungsbetriebe erforderlich macht.
Alternativ hierzu wird deshalb ein zweiter relativ teurer und gleichwohl nicht im­ mer ganz befriedigender Weg eingeschlagen, bei dem die Kunststoffe mit ihrer empfindlichen Oberfläche in Vakuumanlagen gelagert oder die ganze Zeit bis zur Beschichtung auf einer Temperatur von 60 bis 70°C gehalten werden. Dies erfordert jedoch einen hohen Energieaufwand und führt wegen der Begrenzung der Heiztemperatur nicht zur vollständigen Beseitigung des Wasserdampfes im Kunststoff.
Die Bedingungen bei den genannten Verfahren zur Aufbereitung sind überdies nicht ausreichend reproduzierbar und können somit die der vorliegenden Erfin­ dung zugrundeliegende Aufgabe nicht befriedigend lösen. Dies gilt insbeson­ dere auch für einen im Abschnitt "Die Mikrowellenerwärmung als Spezialfall der dielektrischen Erwärmung" auf Seite 71 in der 'Technischen Rundschau", Heft 19/89, von H. Lienhard veröffentlichten Aufsatz mit dem Titel "Möglichkeiten und Verfahren der industriellen Elektrowärmetechnik", in dem u. a. die Möglichkeit andiskutiert wird, einen Trocknungsofen mit Frequenzen von einigen Gigahertz zu betreiben, und ferner für das aus der WO 91/14 144 bekannte Verfahren mit Vorrichtung zur Trocknung von Klebstoffen auf Wasserbasis in einer mit einem Abzug versehenen Kammer, in der die zu verklebenden Elemente zum Zwecke der Trocknung angeordnet werden. Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann weder mit der aus dem Aufsatz bekannten Er­ kenntnis einer Trocknung durch Mikrowellenenergie noch durch die Lehre der WO 91/14 144 gelöst werden, die neben des Einsatzes von Mikrowellenenergie einen völlig anderen Gegenstand betreffen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorbereiten von Kunststoff für Beschichtungen für insbesondere Präzisi­ onsoptiken und das Beschichten zu schaffen, das bzw. die einfach in Beschichtungsabläufe integrierbar ist und ein gezieltes, quasi vollständiges Entfernen des Wasserdampfes im Kunststoff bei geringer Erwärmung desselben gewährleistet.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 6 gelöst.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass eine auch von den Fachleuten bis­ her völlig unbeachtete Möglichkeit zur Beseitigung des unerwünschten Wasser­ dampfes mit bestem Erfolg ausgenutzt werden kann, die rückwirkend betrachtet völlig logisch erscheint und sich in Versuchen als geradezu phänomenal wirksam herausgestellt hat. Erfindungsgemäß werden die wasserdampfenthaltenden Kunststoffe unmittelbar vor einer Beschichtung mit Mikrowellenstrahlungsenergie beaufschlagt. Wie sich verblüffenderweise ferner gezeigt hat, ist sogar ein normales Haushaltsmikrowellengerät geradezu optimal, da dessen Mikrowellen­ strahlung, also die darin verwendete Mikrowellenfrequenz und einstellbare Zeit direkt und selektiv auf die Dipole des Wassers (dort natürlich in Nahrungsmitteln) ausgerichtet ist, wodurch der Kunststoff im vorliegenden Fall selbst kaum erwärmt wird. Wird bereits während der Beaufschlagung mit Mikro­ wellenstrahlenenergie oder sofort im Anschluss daran der nun in der umgeben­ den Luft gelöste Wasserdampf (bzw. die dissoziierten oder angeregten Wasser­ dampfmoleküle) abgesaugt, dann kann auf einfache Weise eine quasi vollstän­ dige Trocknung des Kunststoffes erreicht werden.
Die so entstehende wasserdampffreie Kunststoffoberfläche wird nun gleich im Anschluss beschichtet, so dass eine Rückkondensation ausgeschlossen ist.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mikrowellenstrahlungsenergie aus einem Produkt von Mikrowellenstrahlungs­ leistung und Zeit derart vorbestimmt wird, dass der Wasserdampf in die Luft ge­ löst und der Kunststoff auf eine Temperatur erwärmt wird, die weit unterhalb sei­ ner kritischen Temperatur liegt. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, dem Wasserdampf selektiv eine andere höhere Energieaufnahme zuzuordnen als dem Kunststoff, der damit nicht gefährdet, also nicht überhitzt wird.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass eine selektiv für die Dipole des Wassers geeig­ nete Mikrowellenfrequenz von einigen GHz über eine Zeit von einigen Minuten verwendet wird. Wie bereits eingangs erwähnt, ist ein gängiges Haushaltsmi­ krowellengerät vorteilhaft, da es auf die Erhitzung der Dipole des Wassers in Nahrungsmitteln ausgelegt ist. Letzteres ist gerade bei der erfindungsgemäßen Aufbereitung des Kunststoffes ebenfalls nötig und funktioniert in gleicher Weise. Denn bei der Beaufschlagung mit Mikrowellenstrahlungsenergie werden die klei­ nen Wasserdampfbestandteile erstaunlich rasch angeregt und verdampfen, während der Kunststoff selbst gar nicht so schnell von der Erwärmung betroffen ist und weit unterhalb seiner kritischen Temperatur bleibt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kunststoff während der Beaufschlagung mit Mikrowellenstrahlungsenergie in­ nerhalb eines Rezipienten positioniert wird, in welchem gleichzeitig beim Ab­ saugen des Wasserdampfes aus der Luft ein Vakuum erzeugt wird, bevor in ei­ nem weiteren Bearbeitungsschritt die erste Beschichtung aufgebracht wird. Die erfindungsgemäße Aufbereitung des Kunststoffes mit Mikrowellenstrahlungs­ energie soll natürlich möglichst kurz vor der späteren Beschichtung erfolgen, um eine Wiedereinlagerung von Wasserdampf zu verhindern. Dabei ist es vorteil­ haft, da die Beschichtung ohnehin in einem Rezipienten und Vakuum erfolgt, die entsprechende Aufbereitung mit Mikrowellenstrahlungsenergie in dem gleichen Rezipienten stattfinden zu lassen, und zwar in vorteilhafterweise während des Herstellens des Vakuums. Das hat nämlich ferner den Vorteil, dass während des Herstellens des Vakuums auch gleich der verdampfte Wasserdampf mit ab­ gesaugt werden kann, und somit das Wiedereinlagern des Wasserdampfes auf einfache Weise verhindert wird. Gleichzeitig können Kühlfallen in Wirkung ge­ bracht werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist zum Entfernen des Wasserdampfes ein Mikrowellengerät zur Beaufschlagung des Kunststoffes auf, welches eine vorbestimmbare Mikrowellenstrahlungsenergie hat und dem Kunststoff mindestens ein Abzug für den in Luft gelösten Wasser­ dampf zugeordnet ist. Durch diese einfache Vorrichtung kann dem eingelagerten Wasserdampf in kürzester Zeit soviel Energie zugeführt werden, dass eine fast vollständige Trocknung erreicht wird. Dies kann unmittelbar vor einer nach­ folgenden Beschichtung geschehen, da die mit Wasserdampf angereicherte Luft erfindungsgemäß mittels eines Abzuges aus der Umgebung des Kunststoffes entfernt wird. Hierdurch kann die Zeit bis zur Beschichtung tatsächlich minimiert werden.
Das Mikrowellengerät der erfindungsgemäßen Vorrichtung sendet vorteilhaft über eine Zeit von einigen Minuten eine selektiv für die Dipole des Wassers ge­ eignete Mikrowellenfrequenz von einigen Gigahertz mit einer Leistung aus, die alle Wasserdampfbestandteile im Kunststoff in Luft löst und den Kunststoff nur auf eine Temperatur erwärmt, die weit unterhalb dessen kritischer Temperatur liegt und die Mikrowellenstrahlungsenergie bestimmt. Wie bereits hinsichtlich des Verfahrens ausgeführt, ist es überraschenderweise möglich, gängige Haus­ haltsmikrowellengeräte hierzu zu verwenden, da gerade diese direkt und selektiv auf die Dipole des Wasser ausgerichtet sind, um diese üblicherweise bei der Erhitzung von Nahrungsmitteln gezielt anzuregen, während dessen der Kunst­ stoff gar nicht so schnell von der Erwärmung betroffen ist und weit unterhalb seiner kritischen Temperatur bleibt.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung einen Rezipienten auf, in dem der Kunststoff während der Beaufschlagung mit Mikrowellenstrahlungsenergie angeordnet ist, welcher mindestens eine Glocke mit Ansatzrohr für eine Vakuumpumpe zur Herstellung eines Vakuums und zum Absaugen des in der Luft gelösten Wasserdampfes hat. Die erfindungsgemäße Vorbereitung kann somit direkt vor einer Beschichtung durchgeführt werden, und ist, da die Beschichtung im Vakuum stattfindet, bereits innerhalb des Rezipienten während des Pumpzyklusses zur Erzeugung des Vakuums möglich.
Vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ferner vorgesehen, dass der Rezipient gelösten Wasserdampf ausfrierende, mit Stickstoff oder Luft ge­ kühlte Kühlfallen aus Elementen hat. Diese zwar bekannten aber bevorzugt ein­ gesetzten Kühlfallen, die mit flüssigem Stickstoff und/oder mit flüssiger Luft ge­ kühlt werden, haben eine erhebliche Beschleunigung der Aufbereitung zur Folge, da an diesen Kühlfallen der Wasserdampf bevorzugt ausfriert.
Vorteilhaft ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der beschichtbare Kunststoff Polymethylmethacrylat, kurz PMMA, mit einer kritischen Temperatur von ca. 90°C oder Polycarbonat, kurz PC, mit einer kritischen Temperatur von ca. 120° C oder Styrol Acrylnitril, kurz SAN, mit einer kritischen Temperatur von ca. 95°C oder ähnlicher Kunststoff ist. Wie Versuche ergeben haben, hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Vorbereitung besonders für die genannten schwer beherrschbaren Kunststoffe besonders gut geeignet ist.
Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass der Rezi­ pient der Wasserdampfentfernung nachgeordnete Beschichtungselemente enthält und der damit beschichtete Kunststoff insbesondere eine reflexions­ vermindernde Beschichtung optimal trägt. D. h., dass der darin aufbereitete und direkt beschichtete Kunststoff aufgrund des fehlenden Wasserdampfes insbe­ sondere eine reflexionsvermindernde Beschichtung optimal trägt. Gerade für die eingangs genannten Präzisionsoptiken, die bei Diodenlasern in CD Abspiel- und Lesegeräten Verwendung finden, können sämtliche eingangs genannten Pro­ bleme inkl. der im Rahmen von Lohnbeschichtungen häufig auftretenden großen Zeiträume zwischen Herstellung und Beschichtung auf einfachste Weise gelöst werden.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich hinsichtlich des Verfahrens aus den Unteransprüchen 2 bis 5 und hinsichtlich der Vorrichtung aus den Unteransprüchen 7 und 8.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird unter Bezug­ nahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung dient gleichzeitig der Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der zusammenwirkenden Elemente, und
Fig. 2 die Wasserdampfaufnahme des Kunststoffes anhand eines Was­ serdampf-/Zeitdiagramms für ausgewählte Kunststoffe.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Aufbereiten von Kunst­ stoff 11, der schematisch in Form einer kreisrunden, CD-ähnlichen Kunststoff­ platte dargestellt ist. Sie besteht aus Polymethylmethacrylat, kurz PMMA, Acryl­ glas oder Plexiglas genannt, oder Polycarbonat, kurz PC genannt, oder Styrol Acrylnitril, kurz SAN genannt oder ähnlichen Thermoplasten.
Die Vorrichtung 10 weist ein Mikrowellengerät 12 auf, in dessen Wirkungsbereich der Kunststoff 11 angeordnet ist. Ebenfalls ist dem Kunststoff 11 ein Abzug 13 zugeordnet, der in Pfeilrichtung A die um den Kunststoff 11 vorhandene Luft absaugt. Das Mikrowellengerät 12 kann an sich ein gängiges Haus­ haltsmikrowellengerät mit einer Mikrowellenfrequenz von ca. 2,45 GHz sein, das über eine Zeit von einigen Minuten eingeschaltet werden kann. Das Mikrowel­ lengerät 12 weist somit eine selektiv für die Dipole des Wassers geeignete Mikrowellenfrequenz von einigen GHz auf, die allen Wasserdampf 14 bezie­ hungsweise Wasserdampfbestandteile, angedeutet durch Punkte auf dem Kunststoff 11, in Luft löst und den Kunststoff 11 nur auf eine Temperatur er­ wärmt, die weit unterhalb dessen kritischer Temperatur liegt.
D. h. die Vorrichtung 10 ist hierdurch geeignet, den im Kunststoff 11 enthaltenen Wasserdampf 14 selektiv erstaunlich rasch anzuregen und zu verdampfen, wäh­ rend der Kunststoff 11 selbst nicht so schnell oder überhaupt nicht von der Erwärmung betroffen ist, jedenfalls weit unterhalb der kritischen Temperatur bleibt. Diese Aufbereitung mit Mikrowellenstrahlungsenergie sollte natürlich mög­ lichst kurz vor der späteren Beschichtung des Kunststoffes 11 erfolgen, um eine Wiedereinlagerung von Wasserdampf 14 zu verhindern.
Das Wiedereinlagern von Wasserdampf 14 in den Kunststoff 11 in der Zeit zwischen der Beaufschlagung mit Mikrowellenstrahlungsenergie und der Be­ schichtung kann durch den Abzug 13 erheblich herabgesetzt werden, in dem dieser die den Kunststoff 11 umgebende Luft mit gelöstem Wasserdampf 14 in Richtung des Pfeils A absaugt. Die Mikrowellenstrahlung ist mit Wellenlinien 15 angedeutet. Um die Wiedereinlagerung noch wirksamer zu verhindern, ist ferner vorgesehen, da die Beschichtung ohnehin in einem Rezipienten 16 unter Vakuum 17 erfolgt, die entsprechende Aufbereitung mit der Mikrowellenstrah­ lungsenergie innerhalb dieses Rezipienten 16 stattfinden zu lassen, und zwar zeitlich während des Herstellens des Vakuums 17. Das hat nämlich den Vorteil, dass während des Herstellens des Vakuums 17 auch gleich der verdampfte Wasserdampf mit abgesaugt werden kann und somit dessen Wiedereinlagerung auf geschickte Weise verhindert wird.
Hierzu weist der Rezipient 16 eine Glocke 18, oft aus Glas, auf, die ferner ein Ansatzrohr 19 für eine nicht weiter dargestellte Vakuumpumpe hat, die zur Her­ stellung des Vakuums 17 in gleicher Richtung wie der Abzug 13 fördert und die­ sen dann ersetzt.
Obgleich hierdurch bereits ein sicheres Entfernen des Wasserdampfes 14 auch aus der Umgebung des Kunststoffes 11 nach Austrocknung desselben sichergestellt ist, kann dies noch durch Kühlfallen 20 beschleunigt werden. Bevorzugt werden dabei Kühlfallen 20 herkömmlicher Art eingesetzt, die gekühlte Elemente 25 aufweisen, die mit flüssigem Stickstoff oder flüssiger Luft gekühlt werden. Der Wasserdampf 14 wird dann bevorzugt in direkter Umgebung des Kunststoffes 11 ausgefroren, wodurch der Wasserdampf 14 noch beschleunigt entfernt wird.
Wie bereits ausgeführt wurde, ist besonders vorteilhaft, wenn der Kunststoff 11 nach Austrocknung das Vakuum 17 bis zu seiner Beschichtung nicht mehr ver­ lassen muss. Um dies sicherzustellen, weist der Rezipient 18 in seinem Inneren ebenfalls die Beschichtungselemente 21 auf, so dass direkt im Vakuum nach dessen Erzeugung die mit Strichen teilweise angedeutete Beschichtung 22 auf­ gebracht werden kann.
Fig. 2 zeigt anhand eines Wasserdampf-/Zeitdiagrammes schematisch mittels einiger Messpunkte 24 den zeitlichen Anstieg des Wasserdampfes 14 im Kunst­ stoff 11, beginnend nach seiner Herstellung im Koordinatenursprung für ausge­ wählte Thermoplaste, nämlich PMMA, SAN und PC. Besonders deutlich ist bei allen diesen Thermoplasten der starke Anstieg der Wasserdampfkonzentration bereits in den ersten Minuten nach der Herstellung zu erkennen, wenn man be­ rücksichtigt, dass der dargestellte Zeitbereich 120 Stunden umfasst und die dar­ gestellte Wasserdampfkonzentration den Bereich von 0 bis 1,6 wt %, über­ spannt. wt % steht für den englischen Begriff "water content" und gibt den Was­ sergehalt in Gewichtsprozent an.
Es wird somit deutlich, dass das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sogar im Stande ist, auf einfache Weise eine Wasserdampfkonzentrion von quasi Null im Zeit­ punkt der Beschichtung zu gewährleisten.

Claims (8)

1. Verfahren zum Vorbereiten von Kunststoff für Beschichtungen für insbe­ sondere Präzisionsoptiken, der nach seiner Herstellung zeitabhängig unterschiedlich viel Wasserdampf aufgenommen hat, und zum Be­ schichten des Kunststoffes, dadurch gekennzeichnet, dass innherhalb ein und desselben Vakuumzyklusses
  • - der Kunststoff (11) zum Entfernen des Wasserdampfes (14) mit einer vorbestimmten Mikrowellenstrahlungsenergie beaufschlagt wird, die geeignet ist, selektiv die Dipole des Wassers ausreichend zu erwärmen,
  • - während der Beaufschlagung mit der Mikrowellenstrahlungsenergie mindestens die den Kunststoff (11) umgebende, den Wasserdampf (14) aufnehmende Luft abgesaugt wird, um damit Rückkondensationen (Wiedereinlagerungen) zu vermeiden, und
  • - der Kunststoff beschichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellenstrahlungsenergie aus einem Produkt von Mikro­ wellenstahlungsleistung und Zeit derart vorbestimmt wird, dass der Wasserdampf (14) in Luft gelöst und der Kunststoff (11) auf eine Tempe­ ratur erwärmt wird, die weit unterhalb der kritischen Temperatur liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine selektiv für Dipole des Wassers geeignete Mikrowellenfrequenz von einigen Gigahertz über eine Zeit von einigen Minuten verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff (11) während der Beaufschlagung mit Mikrowellen­ stahlungsenergie innerhalb eines Rezipienten (16) positioniert wird, in welchem gleichzeitig beim Absaugen des Wasserdampfes (14) aus der Luft ein Vakuum erzeugt wird, bevor in einem weiteren Bearbeitungschritt die erste Beschichtung (22) aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der beschichtbare Kunststoff (11) Polymethylmethacrylat, kurz PMMA, mit einer kritischen Temperatur von ca. 90°C oder Polycarbonat, kurz PC, mit einer kritischen Temperatur von ca. 120°C oder Styrol Acyl­ nitril, kurz SAN, mit einer kritischen Temperatur von ca. 95°C oder ähn­ licher Kunststoff ist.
6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zum Vorbereiten von Kunst­ stoff für Beschichtungen für insbesondere Präzisionsoptiken, der nach seiner Herstellung zeitabhängig unterschiedlich viel Wasserdampf aufge­ nommen hat, und zum Beschichten des Kunststoffes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Entfernen des Wasserdampfes (14) ein Mikrowellengerät (12) zur Beaufschlagung des Kunststoffes (11) vorgesehen ist, das Mikro­ wellengerät (12) eine vorbestimmbare Mikrowellenstrahlungsenergie hat und dem Kunststoff (11) mindestens ein Abzug (13) für den in Luft ge­ lösten Wasserdampf (14) zugeordnet ist, und dass in der gleichen Vor­ richtung Beschichtungselemente (21) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff (11) während der Beaufschlagung mit Mikrowellen­ strahlungsenergie innerhalb eines Rezipienten (16) angeordnet ist, der mindestens eine Glocke (18) mit Ansatzrohr (19) für eine Vakuumpumpe zur Herstellung eines Vakuums und somit gleichzeitig zum Absaugen der Luft zusammen mit dem gelösten Wasserdampf (14) hat.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rezipient (16) gelösten Wasserdampf (14) ausfrierende, mit Stickstoff oder Luft gekühlte Kühlfallen (20) aus Elementen (25) hat.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4485564A (en) * 1980-11-14 1984-12-04 Aktiebolaget Edane Komponenter Method of carrying out the drying of wooden objects
JPS6171979A (ja) * 1984-09-12 1986-04-12 株式会社日立製作所 自動ケガキ装置
EP0312741A2 (de) * 1987-08-29 1989-04-26 Nissui Kako Co., Ltd. Verfahren und Vorrichtung zur Mikrowellentrocknung von Kunststoff
WO1991014144A1 (en) * 1990-03-08 1991-09-19 Gisip Innovations Ab A method and a device for drying glued joints
JPH0839557A (ja) * 1994-08-01 1996-02-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd プラスチックペレットの乾燥方法及び装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4485564A (en) * 1980-11-14 1984-12-04 Aktiebolaget Edane Komponenter Method of carrying out the drying of wooden objects
JPS6171979A (ja) * 1984-09-12 1986-04-12 株式会社日立製作所 自動ケガキ装置
EP0312741A2 (de) * 1987-08-29 1989-04-26 Nissui Kako Co., Ltd. Verfahren und Vorrichtung zur Mikrowellentrocknung von Kunststoff
WO1991014144A1 (en) * 1990-03-08 1991-09-19 Gisip Innovations Ab A method and a device for drying glued joints
JPH0839557A (ja) * 1994-08-01 1996-02-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd プラスチックペレットの乾燥方法及び装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Einsatz von Mikrowellenanlagen in der thermischenVerfahrenstechnik" Verfahrenstechnik 23 (1989) Nr.6, S.34-42 *
ABC Naturwissenschaft und Technik, Edition Leipzig13.Aufl., 1980, "Dampf" *
Lienhard,H. "Möglichkeiten und Verfahren der in- dustriellen Elektrowärmetechnik", Technische Rund-schau 19/89, S.71 *

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