EP4562102A1 - Verfahren und vorrichtung zum rückstandslosen entfernen mindestens einer primerschicht und/oder mindestens einer hartlackschicht von einer substratoberfläche - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum rückstandslosen entfernen mindestens einer primerschicht und/oder mindestens einer hartlackschicht von einer substratoberfläche

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Publication number
EP4562102A1
EP4562102A1 EP24707484.2A EP24707484A EP4562102A1 EP 4562102 A1 EP4562102 A1 EP 4562102A1 EP 24707484 A EP24707484 A EP 24707484A EP 4562102 A1 EP4562102 A1 EP 4562102A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
bath
stage
circulation
hard lacquer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24707484.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franziska FENDT
Enrica BIEMMI
Olaf KAMPRAD
Christoph TRAULSEN
Christian Dorner
Philipp MERKELBACH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rodenstock GmbH
Original Assignee
Rodenstock GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rodenstock GmbH filed Critical Rodenstock GmbH
Publication of EP4562102A1 publication Critical patent/EP4562102A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D9/00—Chemical paint or ink removers

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for residue-free removal of at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer from a substrate surface.
  • plastic glass Compared to mineral glass, plastic glass has the advantage of being less dense and therefore lighter for the same size. Furthermore, plastic glass is more resistant to breakage than mineral glass. Not least for these reasons, plastic glass has become the material of choice for ophthalmic lenses.
  • plastic glass is significantly more susceptible to scratches than mineral glass. Therefore, ophthalmic plastic lenses are coated with a hard lacquer layer to improve scratch resistance. By coating the surface of ophthalmic plastic lenses with a hard lacquer layer, the surface can be effectively protected against scratches.
  • ophthalmic plastic lenses are usually first provided with a primer layer, also known as a base layer or adhesion promoter layer. This is a comparatively thin layer of non-crosslinked polymer chains.
  • the layer sequence applied to the surface of ophthalmic plastic lenses includes, starting from the glass surface, at least one primer layer and at least one hard lacquer layer, an interference-Z anti-reflective layer, which serves to reduce reflections, and an easy-care layer, sometimes also as a topcoat or Cleancoat, which serves to repel water and dirt.
  • the error rate during coating can only be reduced slightly, especially when applying the hard lacquer layer to plastic glass that has already been coated with a primer layer, measures are required to enable the primer layer and hard lacquer layer to be removed from the glass surface without leaving any residue. If such measures were available, only a new coating would be required, but not new plastic and surface production. Since a primer layer and a hard lacquer layer are formed on the tools used during coating, in addition to the plastic glass, it is desirable that the primer layer and the hard lacquer layer can be removed without leaving any residue not only from the glass surface, but also from the tool surface.
  • the present invention is based on the object of providing a method and a device for the residue-free removal of at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer from both glass surfaces and tool surfaces, wherein the method to be provided should be able to do without mechanical post-processing.
  • a method for the residue-free removal of at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer from a substrate surface comprising the following steps:
  • step (b) subjecting the substrate provided in step (a) to a multi-stage paint stripping or cleaning process comprising at least the following steps (1) to (3) in the order given:
  • the method according to the invention allows residue-free removal of at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer from both glass surfaces and tool surfaces.
  • no manual, mechanical cleaning step is required, which means that the method according to the invention can be automated without major effort.
  • the method according to the invention does not require mechanical post-processing, the risk of damage to the substrate is also minimized.
  • the at least one primer layer or hard lacquer layer are each characterized in that they are actually firmly or inseparably connected to the substrate directly or indirectly, i.e. that these layers are designed to be resistant in particular to regular cleaning processes, e.g. cleaning spectacle lenses, to remove dirt particles or grease deposits.
  • the at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer are essentially completely removed for the purpose of (re)coating with a primer layer and/or hard lacquer layer.
  • the proposed paint stripping or cleaning process can be used to completely remove both partially hardened or pre-hardened and fully (fully) hardened primer layers and/or hard lacquer layers. This makes the process advantageously suitable for removing paint from defects that were already identified during production as well as defects that were only identified at a later point in time. If such a defective substrate has an optional interference-Z anti-reflective coating at the end of production in addition to at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer, this must first be coated with a suitable cleaning process, e.g.
  • the stripping process first removes or dissolves the interference/anti-reflective layer, which usually consists of metal oxides or metal fluorides, before the at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer is removed without residue and without mechanical post-treatment using the proposed paint stripping or cleaning process.
  • the interference/anti-reflective layer which usually consists of metal oxides or metal fluorides
  • step (a) of the method according to the invention a substrate is provided. Starting from the substrate surface, this is provided with at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer.
  • the substrate can be an ophthalmic plastic glass.
  • the ophthalmic plastic glass can basically be plane-parallel, biconcave, plano-concave, convex-concave, concave-convex, plano-convex or biconvex.
  • Possible plastic materials in this case include, for example, polythiourethane, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyacrylate or polydiethylene glycol bisallyl carbonate and combinations thereof, although in principle other transparent plastic materials can also be used.
  • the substrate can also be a device (tool) for coating an ophthalmic plastic lens.
  • Devices used for coating an ophthalmic plastic lens are in particular holders for fixing the ophthalmic plastic lens in an immersion bath or the like.
  • the present invention also includes embodiments in which any other substrates are provided in step (a), as long as they are provided with at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer starting from the substrate surface.
  • ophthalmic plastic lenses in particular have exactly one primer layer and exactly one Hard lacquer layer, although it is also possible in principle to provide an ophthalmic plastic lens with no or more than one primer layer and/or with more than one hard lacquer layer in order to give it additional properties in addition to improved adhesion properties, such as improved fracture resistance and/or additional functional properties, such as in particular a photochromic property, by which is understood that a substrate provided in this way darkens reversibly when irradiated with UV radiation, i.e.
  • primer layers and hard lacquer layers are known to those skilled in the art.
  • both primer layers and hard lacquer layers are applied by means of dip coating. Details of this can be found, for example, in EP 0 614 957 or EP 3 633 418.
  • step (b) of the method according to the invention the substrate provided in step (a) is subjected to a multi-stage cleaning process.
  • This comprises the following stages (1) to (3) in the order given.
  • Each of these stages is characterized in that the substrate is immersed in a temperature-controlled, degassed bath with a liquid medium.
  • step (1) the substrate is immersed in at least one bath.
  • This bath has a temperature in the range of 30°C to 40°C, for example a temperature of 35°C.
  • the duration of the immersed state in this step is preferably in the range of 120s to 400s, more preferably in the range of 330s to 390s. It can be, for example, 360s.
  • the substrate can be exposed several times to a sequence consisting of one or more phases, characterized by a state selected from ultrasonic treatment, circulation or circulation with simultaneous ultrasonic treatment, as further described in more detail below.
  • the basic solution of the at least one bath of the first stage (1) of the cleaning process can be an aqueous solution containing alkali metal hydroxide.
  • the mass fraction of alkali metal hydroxide in the aqueous solution is typically in the range of 5 mass % to 10 mass %.
  • Suitable alkali metal hydroxides are above all sodium hydroxide and potassium hydroxide, in particular sodium hydroxide.
  • the basic solution of the at least one bath can also be a Lewis base, preferably an amino alcohol, such as in particular 2-aminoethanol, 4-amino-1-butanol, or equally preferably an aminodiol, such as in particular 3-amino-1,2-propanediol.
  • Other Lewis bases such as in particular N,N-diisopropylethylamine, can also form the basic solution.
  • the substrate After removal from the at least one bath of the first stage (1) of the cleaning process, the substrate is immersed in at least one further bath in stage (2).
  • This is a surfactant-containing basic solution.
  • This bath has a temperature in the range from 30 °C to 55 °C, for example a temperature in the range from 35 °C to 50 °C.
  • the duration of the immersed state in this stage is preferably in the range from 120 s to 400 s, more preferably in the range from 330 s to 390 s. It can be, for example, 360 s.
  • the substrate While immersed in the at least one bath, the substrate can be exposed several times to a sequence consisting of one or more phases, characterized by a state selected from ultrasonic treatment, circulation or circulation with simultaneous ultrasonic treatment, as described in more detail below.
  • the surfactant-containing basic solution of the at least one bath of the second stage (2) of the cleaning process can be an aqueous solution containing 2-(2-butoxyethoxy)ethanol, 2-aminoethanol, alkali metal hydroxide and/or fatty alcohol ethoxylate.
  • the mass fraction of 2-(2-butoxyethoxy)ethanol in the aqueous solution is typically in the range of 15 mass% to 70 mass%
  • the mass fraction of 2-aminoethanol in the aqueous solution is typically in the range of 15 mass% to 70 mass%
  • the mass fraction of alkali metal hydroxide in the aqueous solution is typically in the range of 0.5 mass% to 3.5 mass%
  • the mass fraction of fatty alcohol ethoxylate in the aqueous solution is typically in the range of 0.5 mass% to 3.5 mass%.
  • Suitable alkali metal hydroxides are primarily sodium hydroxide and potassium hydroxide, especially potassium hydroxide.
  • Fatty alcohol ethoxylates are non-ionic surfactants, with the fatty alcohols typically being those derived from lauric, palmitic, stearic or oleic acid.
  • other chemicals from the group of glycol ethers, such as 2-butoxyethanol, butyl triglycol, 2-hexoxy-1-ethanol and/or 2-(2-hexyloxy-ethoxy)ethanol, or from the group of glycol ether acetates, such as 2-butoxyethyl acetate, 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate and/or n-propyl alcohol, or from the group of amino alcohols, such as 4-amino-1-butanol, or from the group of aminodiols, such as 3-amino-1,2-propanediol, or other Lewis bases, such as in particular N,N-diisopropylethylamine.
  • the substrate After removal from the at least one bath of the second stage (2) of the cleaning process, the substrate is immersed in at least one further bath in stage (3).
  • This is a surfactant-containing solution.
  • the surfactant-containing solution of the at least one bath of this stage is weakly acidic, since no base is added.
  • the bath has a temperature in the range of 30°C to 50°C, for example a temperature in the range of 35°C to 45°C.
  • the duration of the immersion state in this stage is preferably in the range of 120s to 400s, more preferably in the range of 170s to 190s. It can be, for example, 180s.
  • the substrate While immersed in the at least one bath, the substrate may be repeatedly exposed to a sequence consisting of one or more phases characterized by a condition selected from ultrasonication, agitation, or agitation with simultaneous ultrasonication, as described in more detail below.
  • the surfactant-containing solution of the at least one bath of the third stage (3) of the cleaning process can be an aqueous solution containing fatty alcohol ethoxylate, in particular polyoxyethylene ether of lauryl alcohol, and/or inorganic acids, such as hydrochloric acid or sulfuric acid, or organic acids, such as oxalic acid or acetic acid.
  • the mass fraction of fatty alcohol ethoxylate in the aqueous solution is typically in the range of 0.03 mass% to 0.25 mass%.
  • fatty alcohol ethoxylates are non-ionic surfactants, with the fatty alcohols typically used being alcohols derived from lauric, palmitic, stearic or oleic acid.
  • the cleaning process is extended by a further stage (4), wherein the substrate in this stage is immersed in at least one bath with reverse osmosis water or deionized water having a temperature in the range of 30°C to 50°C, for example a temperature in the range of 35°C to 45°C.
  • the duration of the immersed state in this stage is preferably in the range of 120s to 400s, more preferably in the range of 170s to 190s. It can be, for example, 180s.
  • the substrate While immersed in the at least one bath, the substrate can be exposed several times to a sequence consisting of one or more phases, characterized by a state selected from ultrasonic treatment, circulation or circulation with simultaneous ultrasonic treatment, as described in more detail below.
  • Reverse osmosis water typically has a conductivity in the range of 1 pS/cm to 50 pS/cm.
  • Deionized water typically has a conductivity in the range of 0.1 pS/cm to 1 pS/cm.
  • This additional step advantageously rinses or neutralizes or cleans the substrate in such a way that no adhesions or residues of the solutions from the previous steps (1) to (3) of the cleaning process are present on its surface.
  • the substrate can be pretreated accordingly to enable subsequent recoating with at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer.
  • the cleaning process is optionally extended by a further stage (5), whereby the substrate is immersed in at least one bath with deionized water, having a temperature in the range of 30°C to 50°C, preferably a temperature in the range of 35°C and 45°C.
  • the duration of the immersion in this Stage is preferably in the range from 120 s to 400 s, more preferably in the range from 170 s to 190 s. It can be, for example, 180 s.
  • the substrate can be exposed several times to a sequence consisting of one or more phases, characterized by a state selected from ultrasonic treatment, circulation or circulation with simultaneous ultrasonic treatment, as described in more detail below.
  • this additional stage rinses or neutralizes the substrate or cleans it in such a way that no adhesions or residues or residues of the liquid medium from the previous stages (1) to (3) and (4), if present, of the cleaning process are present on its surface.
  • the substrate can be pretreated accordingly to enable subsequent recoating with at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer.
  • the substrate is drawn out of the bath containing reverse osmosis water or deionized water so slowly that essentially no water droplets remain on the surface of the substrate.
  • an additional stage (4) comprising at least one bath with reverse osmosis water and an additional stage (5) comprising at least one bath with deionized water has proven to be particularly advantageous for a subsequent re-coating of the substrate with at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer.
  • an additional treatment step (c) can be carried out, which includes drying the substrate.
  • drying can be carried out, for example, by irradiation with infrared radiation or by a commercially available drying cabinet or drying oven in which the substrate is exposed to a tempered, moisture-removed air stream, also referred to as circulating air drying.
  • a drying cabinet or drying oven in which the substrate is exposed to a tempered, moisture-removed air stream, also referred to as circulating air drying.
  • other drying methods are also conceivable, as long as they satisfy the requirement that the substrate is dried thereby, in particular in such a way that it is subsequently in a dry state, and particularly preferably has no drying residues, in particular no water marks.
  • the additional drying step (c) allows the process to be optimized in such a way that a substrate provided in step (a) and provided with at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer is brought into a state by the drying step (c) after cleaning in step (b) that allows the substrate to be immediately recoated with at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer without any additional waiting time, as would be the case with drying in a room.
  • an economic advantage can be generated, since the substrate can be recoated without any additional waiting time.
  • step (b) in at least one, in particular in each of the stages of the cleaning process, the substrate in the immersed state is exposed to a sequence consisting of one or more phases, characterized by a state selected from ultrasonic treatment, agitation or agitation with simultaneous ultrasonic treatment.
  • a sequence is composed of one or more phases, such a phase being defined on the one hand by a state selected from ultrasonic treatment, agitation or agitation with simultaneous ultrasonic treatment, and on the other hand by a duration for which the selected state exists.
  • a sequence consists of two consecutive phases, wherein a first phase is characterized by a state of ultrasound treatment (without simultaneous circulation) and a second phase is characterized by a state of circulation (without simultaneous ultrasound treatment), and the respective durations of these two phases relate to one another such that the duration of the first phase with ultrasound treatment is greater than the duration of the second phase with circulation (without simultaneous ultrasound treatment).
  • the number of such a sequence, consisting of a phase with ultrasound treatment and a phase with circulation (without simultaneous ultrasound treatment) is preferably at least two, preferably at least three, particularly preferably at least five.
  • the duration of a typical sequence for nine sequences is 20 s, whereby such a typical sequence consists of a first phase with ultrasonic treatment and a second phase with circulation.
  • the effect of ultrasound is necessary to remove primer layers and hard lacquer layers from the substrate surface without leaving any residue.
  • the effect of ultrasound naturally carries the risk of damaging the substrate.
  • the method according to the invention relies on phases with ultrasound treatment and phases with only circulation without ultrasound treatment.
  • circulation means the circulation of liquid without the simultaneous effect of ultrasound.
  • a phase with circulation and simultaneous ultrasound treatment can advantageously be used to clean tools. Since such tools are often made of durable materials, such as in particular stainless steel and/or aluminum, they are more resistant to ultrasound treatment. Consequently, switching off the ultrasound treatment during a phase with circulation can be dispensed with.
  • the duration of the phase with ultrasound treatment must exceed the duration of the phase with circulation in each sequence.
  • the ratio of the duration of the ultrasound treatment to the duration of the circulation in each sequence is greater than one. If the duration of a sequence consisting of a phase with ultrasound treatment and a phase with circulation is 20 s, the duration of the phase with ultrasound treatment is consequently more than 10 s, while the duration of the phase with circulation is consequently less than 10 s.
  • the ratio of the duration of the phase with ultrasound treatment to the duration of the circulation phase in each sequence is preferably at least two, more preferably at least three.
  • the duration of a sequence consisting of a phase with ultrasound treatment and a phase with circulation is 20 s and the ratio of the duration of the phase with ultrasonic treatment to the duration of phase three with circulation, of which 15 s are for the ultrasonic treatment and 5 s for the circulation.
  • the duration of the immersion state is 180 s, and in each stage of the cleaning process, the substrate is subjected to a number of sequences consisting of an ultrasonic treatment phase and a circulation phase, amounting to eighteen in the case of stages (1 ) and (2) or nine in the case of stage (3) and stages
  • a cleaning process can be implemented by varying the duration of the immersion, which takes into account differences in the adhesion of different primer layers and/or hard lacquer layers on substrates of different base materials, i.e. different chemical compositions of the base material forming the substrate.
  • the order of the individual stages of the cleaning process remains unchanged, as do the temperatures and compositions of the individual baths forming the respective stages, which means that they can remain in place once they have been set up or arranged.
  • a sequence of different cleaning stages defined in this way based on the step-by-step passage through the substrate to be cleaned is also referred to as a cleaning line.
  • the substrate can be rinsed, such a rinsing process meaning both rinsing with water and bringing into contact with a neutralizing solution, in particular to remove residues of a solution forming the cleaning bath of the previous stage and/or to prevent the occurrence of an undesirable chemical reaction by suitable neutralization.
  • one stage of the cleaning process is carried out using more than one bath, which means that the substrate to be cleaned is immersed in more than one bath, preferably two, particularly preferably two or more baths, in succession within one stage of the cleaning process.
  • This can advantageously ensure that contamination in the form of detached material from the primer layers and/or hard lacquer layers remains in the first bath of the respective stage of the cleaning process and that the bath of a subsequent stage of the cleaning process is not contaminated, since another bath of the same stage is inserted in between.
  • the second bath of a stage can be used to replace the first bath if a specified, tolerable level of contamination is exceeded.
  • the contaminated first bath can be replaced by a less contaminated second bath, while a newly prepared bath is used in place of the previous second bath. If the previously second, now first bath is contaminated beyond the tolerable level of contamination, the second bath can take on the role of the first bath again. In this way, baths are used several times and the build-up of contamination can be effectively prevented. Particularly in combination with a rinsing process between successive stages of the cleaning process In this way, an optimized cleaning process can take place.
  • individual or all stages of the cleaning process can also be formed by more than one bath, whereby these baths are either identical to one another in terms of temperature and composition or differ in terms of temperature and/or the composition of the solution contained therein.
  • these baths are either identical to one another in terms of temperature and composition or differ in terms of temperature and/or the composition of the solution contained therein.
  • temperature gradients can be generated if successive stages of the cleaning process have too high temperature differences, which would lead to excessive stress on the immersed substrate and even damage to it.
  • compositions can be used in order to achieve an initial dissolving of the primer layers and/or hard lacquer layers, advantageously by a short immersion period in a first bath with a high concentration of the solution used in this stage, preferably with such a high concentration that would cause irreversible damage to the substrate if the immersion period were too long, with the actual removal taking place in a second bath with a lower concentration, whereby this concentration is selected such that no damage to the substrate takes place.
  • the total duration of the immersion state in this stage must be divided into the partial durations of the immersion state in the multiple baths making up this stage of the cleaning process.
  • this division can be made in different parts, which means that the respective durations of the immersion state differ between the multiple baths of this stage, or it can be made in equal parts, which means that the total duration of the immersion state of this stage of the cleaning process is divided equally between the durations of the immersion state in the multiple baths of this stage.
  • a further degree of freedom can be provided in order to be able to take into account different substrates or substrates with different primer layers and/or hard lacquer layers while maintaining the same sequence of the individual stages of the cleaning process.
  • This advantage can be achieved in particular if the baths have a different temperature and/or composition.
  • the process preferably does not involve any mechanical post-processing. This is therefore not necessary.
  • the formation of the primer layer and/or the hard lacquer layer can take place on an ophthalmic plastic glass as a preferred substrate, wherein the plastic glass is preferably held during the dipping by a device or tool, which is thereby also at least partially provided with a primer or hard lacquer.
  • the device or tool can also preferably have been stripped together with the plastic glass or separately therefrom using a method according to the invention.
  • the plastic glass is also preferably held by the device or tool during the stripping and the plastic glass and tool are dipped into a dipping bath to form a primer layer and/or into a dipping bath to form a hard lacquer layer without intermediate separation.
  • a further aspect of the present invention relates to a device for carrying out a method for residue-free removal of at least one Primer layer and/or at least one hard lacquer layer from a substrate surface, wherein the method is defined by the features described above.
  • Such a device comprising at least one holding device, suitable for receiving at least one substrate to be cleaned, further comprising an arrangement of at least three baths, in each of which at least one liquid medium is provided according to stages (1) to (3) of the cleaning process (b), as well as comprising a loading device for receiving the holding device and suitable for conveying the at least one substrate held by the holding device from one bath to another bath and suitable for carrying out an immersion process, as well as a control device.
  • such a device is a cleaning system having the above-mentioned features, which is suitable for carrying out a cleaning process according to the present invention.
  • the holding device is not further restricted, except that it must fulfill the purpose of being able to hold at least one substrate to be cleaned.
  • different holding devices are conceivable.
  • the expert knows a variety of suitable holding devices, in particular a type of mesh basket in which the ophthalmic plastic lenses to be cleaned can be arranged.
  • the expert also knows a variety of possible holding devices, whereby the choice of the suitable holding device depends on the nature of the tool to be cleaned.
  • the loading device of the device according to the invention is not further restricted, except that it must fulfil the purpose of being able to accommodate the holding device containing at least one substrate to be cleaned, to be able to carry out an immersion process in a bath with this holding device and additionally to be able to carry out a loading process, which includes in particular the moving or transporting of the holding device from a bath to a other bath.
  • a robot arm as the preferred loading device, which can hold or grip the holding device and carry out both a horizontal and a vertical movement.
  • the holding device can be loaded from one bath to another bath by means of horizontal movement of the robot arm, and by means of vertical movement, a lowering, in particular an immersion of the holding device or of the at least one substrate held in the holding device and to be cleaned into a bath for the purpose of starting the immersed state, as well as a pulling out, which is understood to mean lifting the holding device for the purpose of ending the immersed state, can be achieved.
  • the at least three baths for the at least three stages (1) to (3) of the cleaning process according to the invention are not further restricted, except that they must be made of a material that has a high resistance to the chemical solutions used, with stainless steel being preferred.
  • the baths must have a geometry that is sufficient for the holding device to be immersed therein, in particular having a sufficient depth that the at least one substrate to be cleaned held by the holding device is completely surrounded by the liquid medium in the bath during the immersed state, i.e. that the substrate to be cleaned is completely immersed in the liquid medium during the immersed state.
  • At least one of the at least three baths additionally has a unit for ultrasonic treatment, which is preferably understood to be an ultrasonic generator.
  • a unit for ultrasonic treatment which is preferably understood to be an ultrasonic generator.
  • an ultrasonic generator When activated, such an ultrasonic generator generates ultrasonic waves and emits them into the bath for the purpose of exposing or treating the substrate to be cleaned in the bath with ultrasonic waves.
  • At least one of the at least three baths additionally has a circulation device which is suitable for circulating liquid, in particular for circulating the liquid medium in the bath.
  • a pump with associated pipes is a preferred circulation device. When the circulation is activated, this pump pumps liquid out of the bath at one point and returns the pumped liquid to the bath at another point, thereby creating circulation.
  • the bath can also be equipped with a rotary agitator or a stirring agitator as a circulation device, which causes circulation through its rotary movement when activated.
  • the device has a control device with a corresponding input and output unit, which is suitable for automatically carrying out a programmed cleaning process.
  • This is preferably a computer.
  • the computer sends control commands and receives, for example, status messages from the components of the device for the purpose of automatically carrying out a cleaning process.
  • Components of a one-time programmed cleaning process are, for example, a sequence of cleaning stages, durations of the immersed state per stage or partial durations of the immersed state in the baths forming a respective stage, a number of sequences, such a sequence consisting of one or more phases, characterized by a state selected from ultrasonic treatment, circulation or circulation with simultaneous ultrasonic treatment, and a respective duration, or also temperature setpoints for one or all baths.
  • the device has a temperature control device for at least one bath, which is understood to be a device that keeps the bath or the liquid medium of the bath constant at a previously set temperature.
  • a heating coil with a temperature measuring unit is a preferred temperature control device.
  • a desired temperature is programmed into the control device and if the temperature in the bath measured by the temperature measuring unit is exceeded or not reached, the heating coil is deactivated or activated until the set temperature is reached.
  • all baths of the device have such a temperature control device.
  • the device further comprises a device suitable for drying at least one substrate.
  • Preferred drying devices are a device for irradiation with infrared radiation or a device for Recirculating air drying, which means exposing the substrate to a tempered, dehumidified air stream.
  • the loading device of the device is also suitable for loading the drying device with at least one substrate to be dried and held by the holding device and, optionally, after completion of the drying process, for unloading the drying device from the at least one dried substrate held on the holding device.
  • the drying device is arranged like another bath, in particular in a horizontal direction, whereby the holding device with the at least one substrate can be moved to the drying device by horizontal movement after being removed from the last bath of the last stage of the cleaning process and can be loaded into the drying device, preferably by vertical movement.
  • the loading device is also suitable for unloading the drying device, which means that at least one dried substrate is removed from it again.
  • the drying device is particularly preferably implemented as a conveyor belt, referred to as a conveyor belt drying device, and the holding device with the at least one substrate to be dried is positioned at the beginning of the drying device.
  • the conveyor belt performs a conveying movement, in particular a conveying movement with the holding device positioned on the conveyor belt, and during this conveying movement the substrate is dried, for example by infrared radiation sources mounted along the conveyor belt or by circulating air drying during the conveying movement.
  • the holding device with the at least one dried substrate leaves the device and is available for subsequent treatment steps, in particular for subsequent re-coating with at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer.
  • a Such a conveyor belt drying device can be used to achieve a drying time that differs from the cycle time of the cleaning process without the loading device having to start up the drying device again outside of the specified cycle time in order to unload it.
  • This is particularly advantageous because drying a substrate typically takes longer than the typical duration of the immersion in a bath in one stage of the cleaning process.
  • substrate dependencies can be taken into account during drying by using different speeds of the conveyor belt and/or different power of the infrared radiation source or different temperatures of the circulating air drying.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the method according to the invention for residue-free removal of at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer from a substrate surface
  • FIG. 2 is a schematic sectional drawing through a preferred embodiment of a device 1 suitable for carrying out a cleaning method according to one aspect of the present invention.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of the method according to one aspect of the present invention.
  • the substrate to be cleaned is provided, which is provided with at least one primer layer and/or at least one hard lacquer layer.
  • the substrate is subjected to a multi-stage cleaning process, which is divided into at least three sub-steps S102-1, S102-2 and S103-3.
  • step S102-1 the substrate is immersed in at least one bath with a basic solution and, after remaining in the immersed state for a specified period, is removed from the bath again.
  • step S102-2 the substrate is immersed in at least one bath with a surfactant-containing basic solution and, after remaining in the immersed state for a specified period, is removed from the bath again.
  • step S102-3 the substrate is immersed in at least one bath with a surfactant-containing solution and, after remaining in the immersed state for a specified period, is removed from the bath again.
  • the substrate is subjected to a sequence consisting of one or more phases, characterized by a state selected from ultrasonic treatment, circulation or circulation with simultaneous ultrasonic treatment.
  • control device 8 has a computing unit 81, an input unit 82, a storage unit 83 and a data transmission unit 84 and is preferably a computer.
  • the at least three baths 40, 42, 44 are designed such that the at least one substrate 3 held by the holding device 2 can be completely immersed therein during an immersion process.
  • at least one of the baths preferably all baths, has a temperature control device 61, a unit for ultrasonic treatment 62 and/or a circulation unit 63.
  • the temperature control device 61 is preferably implemented as a heating coil with a measuring sensor as a temperature measuring unit, wherein the measuring sensor is able to determine the temperature of the liquid medium in the bath.
  • the temperature control device 61 is connected to the control device 8 by means of a cable as the preferred data transmission medium 91. In this way, the control device can continuously monitor the temperature of the bath determined by the measuring sensor and deactivate the flow of current through the heating coil if a specified temperature is exceeded or not reached. or activate until the set temperature is reached again.
  • the ultrasonic treatment unit 62 is preferably an ultrasonic generator which, when activated, generates ultrasonic waves and emits them into the bath for the purpose of exposing or treating the substrate to be cleaned in the bath with ultrasonic waves.
  • the ultrasonic treatment unit 62 is connected to the control device 8 by means of a cable as the preferred data transmission medium 92. In this way, the control device 8 can specifically activate and deactivate the ultrasonic treatment unit 62.
  • this allows a sequence to be implemented in a bath which is characterized in particular by a phase with ultrasonic treatment.
  • the circulation device 63 is suitable for bringing about a circulation of liquid, in particular a circulation of the liquid medium in the bath.
  • a pump with associated lines is a preferred circulation device. When the circulation is activated, this pump pumps liquid out of the bath at one point and returns the pumped liquid to the bath at another point, thereby creating a circulation.
  • the circulation device 63 is connected to the control device 8 by means of a cable as the preferred data transmission medium 93. In this way, the control device 8 can specifically activate and deactivate the circulation device 63.
  • this makes it possible to implement a sequence in a bath which is characterized in particular by a phase with circulation.
  • the loading device 5 has an actuator 50 which can receive control commands and convert them into a movement.
  • the actuator 50 preferably sets the loading device 5 in a state in which it can carry out both a horizontal movement along a horizontal axis 52, preferably a horizontal movement path, and a vertical movement for the purpose of raising and lowering a holding device 2 held by a hook as a preferred receptacle 54.
  • the loading device 5 can thus reach each bath by horizontal movement, which is preferably understood to mean that the loading device 5 can be positioned above each bath 40, 42, 44. can.
  • the loading device can, after horizontal positioning, immerse the holding device 2 held by the receptacle 54 in one of the baths 40, 42, 44 by lowering it and then, after the specified time for the immersed state has elapsed, pull it out again by lifting it up.
  • the actuator 50 is connected to the control device 8 by means of a cable as the preferred data transmission medium 90.
  • the data transmission media 90, 91, 92, 93 are preferably implemented as cables, embodiments are also conceivable in which the data transmission is not cable-based but wireless, in particular via radio.
  • the data transmission media 90, 91, 92, 93 are preferably designed to be bidirectional, i.e. not only can data be transmitted from the control device 8 to the respective controllable components, but data can also be transmitted from the respective components to the control device 8, which preferably includes position data in the case of the actuator 50 or, in general, status, performance and/or measured values.
  • the present invention is illustrated by the following example, but is not limited thereto.
  • An ophthalmic plastic lens which was provided with exactly one primer layer and exactly one hard lacquer layer starting from the glass surface, was subjected to a cleaning process with a total of five stages in accordance with the method according to the invention.
  • Solution 1 is a surfactant-containing basic solution containing 2-(2-butoxyethoxy)ethanol, 2-aminoethanol, alkali metal hydroxide and fatty alcohol ethoxylate
  • Solution 2 is a surfactant-containing solution containing fatty alcohol ethoxylate
  • a sequence was defined, consisting of a phase with ultrasonic treatment for 15 s and a phase with circulation for 5 s, resulting in a total duration of a sequence of 20 s. This sequence was adopted unchanged for all stages (1) to (5) of the cleaning process and, depending on the total duration of the respective stage, this sequence was repeated as often as necessary.
  • the first stage (1 ) with a total duration of 360 s was divided equally into two baths, i.e. there were two baths with a solution of sodium hydroxide in water in this stage, whereby the substrate to be cleaned remained immersed in each of the two baths for a duration of 180 s each and was exposed to nine such sequences per bath during the immersion state.
  • the second stage (2) with a total duration of 360 s was also divided into two baths in equal parts, ie in this stage there were two baths with a surfactant-containing basic solution containing 2-(2-butoxyethoxy)ethanol, 2-aminoethanol, alkali metal hydroxide and fatty alcohol ethoxylate, in which the substrate to be cleaned remained immersed for 180 s each and was exposed to nine such sequences per bath during the immersion state.
  • the third stage (3) had a total duration of 180 s and was carried out by a bath with a surfactant-containing solution containing fatty alcohol ethoxylate. In this stage, the substrate to be cleaned remained immersed for 180 s and was exposed to nine such sequences during the immersion state.
  • the fourth stage (4) had a total duration of 180 s and was carried out by a bath with reverse osmosis water. In this stage, the substrate to be cleaned remained immersed for 180 s and was exposed to nine such sequences during the immersion state.
  • the fifth stage (5) had a total duration of 180 s and was carried out by means of a bath with deionized water.
  • the substrate to be cleaned remained in the immersed state for 180 s and was exposed to nine such sequences during the immersed state.
  • the substrate was expediently withdrawn from the bath with deionized water so slowly that essentially no water droplets remained on the surface of the substrate.
  • the ophthalmic plastic glass that had been subjected to the cleaning process was then examined more closely using slide projectors, penlights and star lamps. It was shown that the primer layer and the hard lacquer layer could be removed from the glass surface without leaving any residue and without the need for mechanical post-processing.
  • the ophthalmic plastic glass can be reused, with only a new coating being required, but not new plastic and surface production. Additional costs can be reduced and delivery times shortened accordingly. This also reduces resource and energy consumption.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum rückstandslosen Entfernen mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht von einer Substratoberfläche, wobei das Verfahren die nachstehenden Schritte umfasst: (a) Bereitstellen eines Substrats, welches ausgehend von der Substratoberfläche mit mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht versehen ist; und (b) Unterziehen des in Schritt (a) bereitgestellten Substrats einem mehrstufigen Entlackungsvorgang, wobei in zumindest einer, insbesondere jeder der Stufen des Reinigungsvorgangs das Substrat im eingetauchten Zustand einer Abfolge ausgesetzt wird, bestehend aus einer oder mehreren Phasen, gekennzeichnet durch einen Zustand, ausgewählt aus Ultraschallbehandlung, Umwälzung oder Umwälzung mit gleichzeitiger Ultraschallbehandlung.

Description

"Verfahren und Vorrichtung zum rückstandslosen Entfernen mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht von einer Substratoberfläche"
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum rückstandslosen Entfernen mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht von einer Substratoberfläche.
Im Vergleich zu Mineralglas hat Kunststoffglas den Vorteil, dass es eine geringere Dichte aufweist und damit bei gleicher Größe leichter ist. Ferner weist Kunststoffglas im Vergleich zu Mineralglas eine erhöhte Bruchsicherheit auf. Nicht zuletzt aus diesen Gründen hat sich Kunststoffglas als Material für ophthalmische Gläser durchgesetzt.
Allerdings ist Kunststoffglas im Vergleich zu Mineralglas deutlich anfälliger gegenüber Kratzern. Daher werden ophthalmische Kunststoffgläser zur Verbesserung der Kratzfestigkeit mit einer Hartlackschicht versehen. Durch eine Vergütung mit einer Hartlackschicht lässt sich die Oberfläche ophthalmischer Kunststoffgläser effektiv vor Kratzern schützen.
Um die Anhaftung der Hartlackschicht an die Glasoberfläche und damit letztlich die Kratzfestigkeit zu verbessern, werden ophthalmische Kunststoffgläser in der Regel zunächst mit einer Primerschicht, auch als Grundierungsschicht bzw. Haftvermittlerschicht bezeichnet, versehen. Hierbei handelt es sich um eine vergleichsweise dünne Schicht aus unvernetzten Polymerketten.
Eine gute Anhaftung der auf die Glasoberfläche aufgebrachten Schichtfolge ist ein Qualitätsmerkmal eines jeden ophthalmischen Glases. Üblicherweise umfasst die auf die Oberfläche ophthalmischer Kunststoffgläser aufgebrachte Schichtfolge ausgehend von der Glasoberfläche neben mindestens einer Primerschicht und mindestens einer Hartlackschicht auch noch eine Interferenz-ZEntspiegelungsschicht, welche der Reflexminderung dient, sowie eine Pflegeleichtschicht, mitunter auch als Topcoat oder Cleancoat bezeichnet, welche der Wasser- und Schmutzabweisung dient.
Treten während des Aufbringens der Schichten auf die Glasoberfläche Fehler auf, bedarf es einer Nachbearbeitung, um diese zu korrigieren. Ist eine derartige Korrektur nicht möglich, muss das Kunststoffglas in Gänze als Ausschuss verworfen werden. Dies bedeutet wiederum, dass eine erneute Fertigung einschließlich aller Prozessschritte, d.h. Kunststofffertigung, Flächenfertigung und Beschichtung, erforderlich ist. Naturgemäß ist eine erneute Fertigung neben erheblichen Mehrkosten und längeren Lieferzeiten auch mit einem gestiegenen Ressourcen- und Energieverbrauch verbunden. Bei einer Fertigung von rund einhunderttausend Gläsern pro Tag und einer Fehlerquote von etwa 1 % betrifft dies täglich rund eintausend Gläser.
Da sich die Fehlerquote bei der Beschichtung, insbesondere beim Aufbringen der Hartlackschicht auf ein bereits mit einer Primerschicht versehenes Kunststoffglas, nur geringfügig verringern lässt, bedarf es daher Maßnahmen, welche ein rückstandsloses Entfernen der Primerschicht und der Hartlackschicht von der Glasoberfläche ermöglichen sollen. Stünden solche Maßnahmen zur Verfügung, wäre nur noch eine neuerliche Beschichtung, nicht jedoch eine neuerliche Kunststofffertigung und Flächenfertigung erforderlich. Da es neben dem Kunststoffglas während des Beschichtens auch bei den hierbei verwendeten Werkzeugen zu einer Ausbildung einer Primerschicht und einer Hartlackschicht kommt, ist es wünschenswert, dass sich die Primerschicht und die Hartlackschicht nicht nur von der Glasoberfläche, sondern auch von der Werkzeugoberfläche rückstandslos entfernen lassen.
Im Stand der Technik ist bislang kein Verfahren bekannt, mit dem es möglich ist, mindestens eine Primerschicht und mindestens eine Hartlackschicht von sowohl Glasoberflächen als auch von Werkzeugoberflächen rückstandslos zu entfernen.
Während Hartlackschichten aus hochvernetzen Polysiloxanen bestehen, welche vergleichsweise einfach durch basische Hydrolyse zersetzt werden können, weisen die unvernetzten Polymerketten der Primerschichten eine Vielzahl von funktionellen, polaren Gruppen auf, welche über nicht-kovalente Wechselwirkungen an die jeweilige Oberfläche binden. Trotz der geringen Bindungsenergie einer einzelnen nicht- kovalenten Wechselwirkung entsteht in Summe eine hohe Haftkraft. Primerschichten sind daher meist inert gegenüber einer Zersetzung durch basische oder saure Hydrolyse unter Bedingungen (Temperatur, Konzentration des Reinigungsmittels), die kompatibel mit der Glasoberfläche sind.
Die rückstandslose Entfernung von Primerschichten von einer Glasoberfläche allein durch den Einsatz von Chemikalien ist bislang nicht möglich, ohne dabei das Grundglas zu beschädigen. Auch der konventionelle Einsatz von Ultraschallbehandlung und Umwälzung ist bislang nicht ausreichend. Häufig muss daher noch ein manueller, mechanischer Reinigungsschritt folgen, um Primerschichten rückstandslos von der Glasoberfläche zu entfernen.
Nach alledem liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum rückstandslosen Entfernen mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht von sowohl Glasoberflächen als auch von Werkzeugoberflächen bereitzustellen, wobei das bereitzustellende Verfahren ohne eine mechanische Nachbearbeitung auskommen soll.
Die vorstehend gestellte Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gelöst.
So wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum rückstandslosen Entfernen mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht von einer Substratoberfläche bereitgestellt, wobei das erfindungsgemäße Verfahren die nachstehenden Schritte umfasst:
(a) Bereitstellen eines Substrats, welches ausgehend von der Substratoberfläche mit mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht versehen ist; und
(b) Unterziehen des in Schritt (a) bereitgestellten Substrats einem mehrstufigen Entlackungsvorgang bzw. Reinigungsvorgang, aufweisend zumindest die nachstehenden Stufen (1 ) bis (3) in der angegebenen Reihenfolge:
(1 ) Eintauchen des Substrats in zumindest ein Bad mit einer basischen Lösung, aufweisend eine Temperatur in einem Bereich von 30 °C bis 40 °C;
(2) Eintauchen des Substrats in zumindest ein Bad mit einer tensidhaltigen basischen Lösung, aufweisend eine Temperatur in einem Bereich von 30 °C bis 55 °C; und
(3) Eintauchen des Substrats in zumindest ein Bad mit einer tensidhaltigen Lösung, aufweisend eine Temperatur in einem Bereich von 30 °C bis 50 °C, wobei in zumindest einer, insbesondere in jeder der Stufen (1 ) bis (3) des Reinigungsvorgangs das Substrat im eingetauchten Zustand einer Abfolge ausgesetzt wird, bestehend aus einer oder mehreren Phasen, gekennzeichnet durch einen Zustand, ausgewählt aus Ultraschallbehandlung, Umwälzung oder Umwälzung mit gleichzeitiger Ultraschallbehandlung.
Aufgrund seines spezifischen Entlackungsvorgangs bzw. Reinigungsvorgangs erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren ein rückstandsloses Entfernen mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht von sowohl Glasoberflächen als auch von Werkzeugoberflächen. Vorteilhafterweise bedarf es hierbei keines manuellen, mechanischen Reinigungsschritts, wodurch sich das erfindungsgemäße Verfahren ohne größeren Aufwand automatisieren lässt. Da das erfindungsgemäße Verfahren ohne eine mechanische Nachbearbeitung auskommt, wird zudem das Risiko einer Beschädigung des Substrats minimiert. Die zumindest eine Primerschicht bzw Hartlackschicht sind jeweils dadurch gekennzeichnet, dass diese eigentlich fest bzw. unlösbar mit dem Substrat mittelbar oder unmittelbar verbunden sind, d.h. dass diese Schichten insbesondere gegenüber regelmäßigen Reinigungsvorgängen, z.B. einem Brillenglasputzen, zum Entfernen von Schmutzpartikeln bzw. Fettanhaftungen, resistent ausgebildet sind. Erfindungsgemäß werden die zumindest eine Primerschicht und/oder zumindest eine Hartlackschicht im Wesentlichen vollständig entfernt zum Zwecke einer (erneuten) Neubeschichtung mit einer Primerschicht und/oder Hartlackschicht. Mit dem vorgeschlagenen Entlackungsvorgang bzw. Reinigungsvorgang kann sowohl ein vollständiges Entfernen von teilgehärteten bzw. vorgehärteten als auch von voll(ständig) ausgehärteten Primerschichten und/oder Hartlackschichten erfolgen. Dadurch eignet sich das Verfahren vorteilhafterweise sowohl zum Entlacken bei Fehlem, welche bereits während der Herstellung erkannt wurden, als auch bei Fehlem, welche erst zu einem späteren Zeitpunkt erkannt wurden. Weist ein solches fehlerbehaftetes Substrat am Ende der Herstellung neben mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht zusätzlich eine optionale Interferenz-ZEntspiegelungsschicht auf, so ist diese zunächst mit einem geeigneten Reinigungsvorgang, z. B. einem Lauge- bzw. Säure-basierten Abbeizvorgang, zu entfernen. Hierbei wird durch den Abbeizvorgang zunächst die in der Regel aus Metalloxiden bzw. Metallfluoriden bestehende Interferenz- /Entspiegelungsschicht abgelöst bzw. entfernt, ehe anschließend mittels des vorgeschlagenen Entlackungsvorgangs bzw. Reinigungsvorgangs die mindestens eine Primerschicht und/oder mindestens eine Hartlackschicht rückstandslos und ohne mechanische Nachbehandlung entfernt werden.
Im Folgenden werden die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens näher beschrieben:
In Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Substrat bereitgestellt. Dieses ist ausgehend von der Substratoberfläche mit mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht versehen.
Bei dem Substrat kann es sich um ein ophthalmisches Kunststoffglas handeln. In Bezug auf seine geometrische Form kann das ophthalmische Kunststoffglas grundsätzlich planparallel, bikonkav, plankonkav, konvexkonkav, konkavkonvex, plankonvex oder bikonvex sein. Als Kunststoffmaterialien kommen vorliegend beispielsweise Polythiourethan, Polymethylmethacrylat, Polycarbonat, Polyacrylat oder Polydiethylenglycolbisallylcarbonat sowie Kombinationen hiervon in Frage, wobei prinzipiell auch andere transparente Kunststoffmaterialien verwendet werden können.
Bei dem Substrat kann es sich ferner um eine Vorrichtung (Werkzeug) zur Beschichtung eines ophthalmischen Kunststoffglases handeln. Vorrichtungen, wie sie bei der Beschichtung eines ophthalmischen Kunststoffglases zum Einsatz kommen, sind insbesondere Halterungen zur Fixierung des ophthalmischen Kunststoffglases in einem Tauchbad oder dergleichen.
Grundsätzlich schließt die vorliegende Erfindung jedoch auch Ausführungsformen ein, in denen in Schritt (a) beliebig andere Substrate bereitgestellt werden, solange diese ausgehend von der Substratoberfläche mit mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht versehen sind. Im Allgemeinen weisen insbesondere ophthalmische Kunststoffgläser genau eine Primerschicht und genau eine Hartlackschicht auf, wobei es allerdings auch prinzipiell möglich ist, ein ophthalmisches Kunststoffglas mit keiner oder mehr als einer Primerschicht und/oder mit mehr als einer Hartlackschicht zu versehen, um diesem neben verbesserten Haftungseigenschaften noch zusätzliche Eigenschaften zu verleihen, wie eine verbesserte Bruchfestigkeit und/oder zusätzliche funktionelle Eigenschaften, wie insbesondere eine photochrome Eigenschaft, worunter verstanden wird, dass ein derart versehenes Substrat bei Bestrahlung mit UV-Strahlung reversibel eindunkelt, d. h. seine Transmissionseigenschaften verändert. Auch kann es vorteilhaft sein, ein Substrat mit mehr als einer Hartlackschicht zu versehen, um einerseits diesem eine höhere Kratzfestigkeit zu verleihen und um andererseits, durch Verwendung einer zusätzlichen Hartlackschicht mit angepasstem Brechungsindex, eine bessere Anpassung an den Brechungsindex des Substrats zu erhalten.
Entsprechende Maßnahmen zum Aufbringen von Primerschichten und Hartlackschichten auf ein Substrat sind dem Fachmann bekannt. Typischerweise erfolgt das Aufbringen sowohl von Primerschichten als auch von Hartlackschichten mittels Tauchbeschichtung. Einzelheiten hierzu lassen sich beispielsweise aus der EP 0 614 957 oder aus der EP 3 633 418 entnehmen.
In Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das in Schritt (a) bereitgestellte Substrat einem mehrstufigen Reinigungsvorgang unterzogen. Dieses weist die nachstehenden Stufen (1 ) bis (3) in der angegebenen Reihenfolge auf. Jede dieser Stufen zeichnet sich dadurch aus, dass das Substrat in ein temperiertes, entgastes Bad mit einem flüssigen Medium eingetaucht wird.
In Stufe (1 ) wird das Substrat in zumindest ein Bad eingetaucht. Hierbei handelt es sich um eine basische Lösung. Dieses Bad weist eine Temperatur im Bereich von 30°C bis 40°C, beispielsweise eine Temperatur von 35°C, auf. Die Dauer des eingetauchten Zustands in dieser Stufe liegt bevorzugt im Bereich von 120s bis 400s, mehr bevorzugt im Bereich von 330s bis 390s. Sie kann beispielsweise 360s betragen. Während des eingetauchten Zustands in das zumindest eine Bad kann das Substrat mehrmals einer Abfolge ausgesetzt werden, bestehend aus einer oder mehreren Phasen, gekennzeichnet durch einen Zustand, ausgewählt aus Ultraschallbehandlung, Umwälzung oder Umwälzung mit gleichzeitiger Ultraschallbehandlung, wie weiter unten näher beschrieben.
Ohne hierauf beschränkt zu sein, kann die basische Lösung des zumindest einen Bads der ersten Stufe (1 ) des Reinigungsvorgangs eine wässrige Lösung, enthaltend Alkalimetallhydroxid, sein. Der Massenanteil von Alkalimetallhydroxid in der wässrigen Lösung liegt dabei typischerweise im Bereich von 5 Massen-% bis 10 Massen-%. Geeignete Alkalimetallhydroxide sind vor allem Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, insbesondere Natriumhydroxid. Die basische Lösung des zumindest einen Bads kann auch eine Lewis-Base, bevorzugt ein Aminoalkohol, wie insbesondere 2-Aminoethanol, 4-Amino-1 -butanol, oder ebenso bevorzugt ein Aminodiol, wie insbesondere 3-Amino- 1 ,2-propandiol, sein. Auch weitere Lewis-Basen, wie insbesondere N,N- Diisopropylethylamin, können die basische Lösung bilden.
Nach Herausnahme aus dem zumindest einen Bad der ersten Stufe (1 ) des Reinigungsvorgangs wird das Substrat in Stufe (2) in zumindest ein weiteres Bad eingetaucht. Hierbei handelt es sich um eine tensidhaltige basische Lösung. Dieses Bad weist eine Temperatur im Bereich von 30 °C bis 55 °C, beispielsweise eine Temperatur im Bereich von 35 °C bis 50 °C, auf. Die Dauer des eingetauchten Zustands in dieser Stufe liegt bevorzugt im Bereich von 120 s bis 400 s, mehr bevorzugt im Bereich von 330 s bis 390 s. Sie kann beispielsweise 360 s betragen. Während des eingetauchten Zustands in das zumindest eine Bad kann das Substrat mehrmals einer Abfolge ausgesetzt werden, bestehend aus einer oder mehreren Phasen, gekennzeichnet durch einen Zustand, ausgewählt aus Ultraschallbehandlung, Umwälzung oder Umwälzung mit gleichzeitiger Ultraschallbehandlung, wie weiter unten näher beschrieben.
Ohne hierauf beschränkt zu sein, kann die tensidhaltige basische Lösung des zumindest einen Bads der zweiten Stufe (2) des Reinigungsvorgangs eine wässrige Lösung, enthaltend 2-(2-Butoxyethoxy)ethanol, 2-Aminoethanol, Alkalimetallhydroxid und/oder Fettalkoholethoxylat, sein. Der Massenanteil von 2-(2-Butoxyethoxy)ethanol in der wässrigen Lösung liegt dabei typischerweise im Bereich von 15 Massen-% bis 70 Massen-%, der Massenanteil von 2-Aminoethanol in der wässrigen Lösung liegt dabei typischerweise im Bereich von 15 Massen-% bis 70 Massen-%, der Massenanteil von Alkalimetallhydroxid in der wässrigen Lösung liegt dabei typischerweise im Bereich von 0,5 Massen-% bis 3,5 Massen-% und der Massenanteil von Fettalkoholethoxylat in der wässrigen Lösung liegt dabei typischerweise im Bereich von 0,5 Massen-% bis 3,5 Massen-%. Geeignete Alkalimetallhydroxide sind vor allem Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, insbesondere Kaliumhydroxid. Fettalkoholethoxylate sind nicht-ionische Tenside, wobei als Fettalkohole typischerweise die von Laurin-, Palmitin-, Stearin- oder Ölsäure abgeleiteten Alkohole zum Einsatz kommen. Ebenso möglich wären weitere Chemikalien aus der Gruppe der Glycolether, wie 2-Butoxyethanol, Butyltriglycol, 2-Hexoxy-1 -ethanol und/oder 2- (2-Hexyloxy-ethoxy)ethanol, oder aus der Gruppe der Glycoletheracetate, wie 2- Butoxyethylacetat, 2-(2-Butoxyethoxy)ethylacetat, 1 -Methoxy-2-propylacetat und/oder n-Propylalkohol, oder aus der Gruppe der Aminoalkohole, wie 4-Amino-1 -butanol, oder aus der Gruppe der Aminodiole, wie 3-Amino-1 ,2-propandiol, oder weitere Lewis- Basen, wie insbesondere N,N-Diisopropylethylamin.
Nach Herausnahme aus dem zumindest einen Bad der zweiten Stufe (2) des Reinigungsvorgangs wird das Substrat in Stufe (3) in zumindest ein weiteres Bad eingetaucht. Hierbei handelt es sich um eine tensidhaltige Lösung. Im Gegensatz zur tensidhaltigen basischen Lösung der vorangegangenen Stufe des Reinigungsvorgangs ist die tensidhaltige Lösung des zumindest einen Bads dieser Stufe schwach sauer, da keine Base zugegeben wird. Das Bad weist eine Temperatur im Bereich von 30°C bis 50°C, beispielsweise eine Temperatur im Bereich von 35°C bis 45°C, auf. Die Dauer des eingetauchten Zustands in dieser Stufe liegt bevorzugt im Bereich von 120s bis 400s, mehr bevorzugt im Bereich von 170s bis 190s. Sie kann beispielsweise 180s betragen. Während des eingetauchten Zustands in das zumindest eine Bad kann das Substrat mehrmals einer Abfolge ausgesetzt werden, bestehend aus einer oder mehreren Phasen, gekennzeichnet durch einen Zustand, ausgewählt aus Ultraschallbehandlung, Umwälzung oder Umwälzung mit gleichzeitiger Ultraschallbehandlung, wie weiter unten näher beschrieben.
Ohne hierauf beschränkt zu sein, kann die tensidhaltige Lösung des zumindest einen Bads der dritten Stufe (3) des Reinigungsvorgangs eine wässrige Lösung, enthaltend Fettalkoholethoxylat, insbesondere Polyoxyethylenether des Laurylakohols, und/oder anorganische Säuren, wie beispielsweise Salzsäure oder Schwefelsäure, oder organische Säuren, wie beispielsweise Oxalsäure oder Essigsäure, sein. Der Massenanteil von Fettalkoholethoxylat in der wässrigen Lösung liegt dabei typischerweise im Bereich von 0,03 Massen-% bis 0,25 Massen-%. Wie bereits vorstehend erwähnt, sind Fettalkoholethoxylate nicht-ionische Tenside, wobei als Fettalkohole typischerweise die von Laurin-, Palmitin-, Stearin- oder Ölsäure abgeleiteten Alkohole verwendet werden.
Optional wird der Reinigungsvorgang noch um eine weitere Stufe (4) erweitert, wobei das Substrat in dieser Stufe in zumindest ein Bad mit Umkehrosmosewasser oder deionisiertem Wasser, aufweisend eine Temperatur im Bereich von 30°C bis 50°C, beispielsweise eine Temperatur im Bereich von 35°C bis 45°C, eingetaucht wird. Die Dauer des eingetauchten Zustands in dieser Stufe liegt bevorzugt im Bereich von 120s bis 400s, mehr bevorzugt im Bereich von 170s bis 190s. Sie kann beispielsweise 180s betragen. Während des eingetauchten Zustands in das zumindest eine Bad kann das Substrat mehrmals einer Abfolge ausgesetzt werden, bestehend aus einer oder mehreren Phasen, gekennzeichnet durch einen Zustand, ausgewählt aus Ultraschallbehandlung, Umwälzung oder Umwälzung mit gleichzeitiger Ultraschallbehandlung, wie weiter unten näher beschrieben.
Umkehrosmosewasser weist typischerweise eine Leitfähigkeit im Bereich von 1 pS/cm bis 50 pS/cm auf. Deionisiertes Wasser weist typischerweise eine Leitfähigkeit im Bereich von 0,1 pS/cm bis 1 pS/cm auf.
Vorteilhafterweise wird durch diese zusätzliche Stufe das Substrat gespült bzw. neutralisiert bzw. derart gereinigt, damit an dessen Oberfläche keine Anhaftungen bzw. Reste bzw. Rückstände der Lösungen aus den vorangegangenen Stufen (1 ) bis (3) des Reinigungsvorgangs vorliegen. Auf diese Weise kann das Substrat entsprechend vorbehandelt werden, um anschließend eine erneute Beschichtung mit mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht zu ermöglichen.
Zum Zwecke einer noch wirksameren Reinigung des Substrats wird der Reinigungsvorgang optional noch um eine weitere Stufe (5) erweitert, wobei hierbei das Substrat in zumindest ein Bad mit deionisiertem Wasser, aufweisend eine Temperatur im Bereich von 30°C bis 50°C, bevorzugt eine Temperatur im Bereich von 35 °C und 45 °C, eingetaucht wird. Die Dauer des eingetauchten Zustands in dieser Stufe liegt bevorzugt im Bereich von 120 s bis 400 s, mehr bevorzugt im Bereich von 170 s bis 190 s. Sie kann beispielsweise 180 s betragen. Während des eingetauchten Zustands in das Bad kann das Substrat mehrmals einer Abfolge ausgesetzt werden, bestehend aus einer oder mehreren Phasen, gekennzeichnet durch einen Zustand, ausgewählt aus Ultraschallbehandlung, Umwälzung oder Umwälzung mit gleichzeitiger Ultraschallbehandlung, wie weiter unten näher beschrieben. Vorteilhafterweise wird durch diese zusätzliche Stufe das Substrat gespült bzw. neutralisiert bzw. derart gereinigt, damit an dessen Oberfläche keine Anhaftungen bzw. Reste bzw. Rückstände des flüssigen Mediums aus den vorangegangenen Stufen (1 ) bis (3) sowie (4), sofern vorhanden, des Reinigungsvorgangs vorliegen. Auf diese Weise kann das Substrat entsprechend vorbehandelt werden, um anschließend eine erneute Beschichtung mit mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht zu ermöglichen.
Zweckmäßigerweise wird das Substrat insbesondere in den Stufen (4) oder (5) derart langsam aus dem Bad mit Umkehrosmosewasser bzw. deionisierten Wasser gezogen, so dass im Wesentlichen keine Wassertropfen auf der Oberfläche des Substrats verbleiben.
Insbesondere die Kombination aus einer zusätzlichen Stufe (4), aufweisend zumindest ein Bad mit Umkehrosmosewasser, und einer zusätzlichen Stufe (5), aufweisend zumindest ein Bad mit deionisiertem Wasser, hat sich als besonders vorteilhaft für eine darauffolgende erneute Beschichtung des Substrats mit mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht erwiesen.
Optional kann nach erfolgter Reinigung des Substrats gemäß einem mehrstufigen Reinigungsvorgangs (b) ein zusätzlicher Behandlungsschritt (c) erfolgen, welcher die Trocknung des Substrats umfasst. Eine solche Trocknung kann beispielsweise durch Bestrahlung mit Infrarotstrahlung oder durch einen handelsüblichen Trockenschrank bzw. Trocknungsofen erfolgen, in welchem das Substrat einem temperierten, feuchtigkeitsentzogenen Luftstrom ausgesetzt wird, auch bezeichnet als Umlufttrocknung. Selbstverständlich sind auch andere Trocknungsverfahren denkbar, solange sie der Maßgabe genügen, dass das Substrat hierdurch getrocknet wird, insbesondere derart, dass es anschließend in einem trockenen Zustand vorliegt, und besonders bevorzugt keine Trocknungsrückstände, insbesondere keine Wasserränder, aufweist.
Durch den zusätzlichen Trocknungsschritt (c) lässt sich das Verfahren dahingehend optimieren, dass ein in Schritt (a) bereitgestelltes, mit mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht versehenes Substrat nach erfolgter Reinigung gemäß Schritt (b) durch den Trocknungsschritt (c) in einen Zustand versetzt wird, der ohne zusätzliche Wartezeit, wie es bei Trocknung an Raum lüft der Fall wäre, ein unmittelbar erneutes Beschichten des Substrats mit mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht ermöglicht. Auf diese Weise kann ein wirtschaftlicher Vorteil generiert werden, da ohne zusätzliche Wartezeit eine erneute Beschichtung des Substrats stattfinden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in Schritt (b) in zumindest einer, insbesondere in jeder der Stufen des Reinigungsvorgangs das Substrat im eingetauchten Zustand einer Abfolge, bestehend aus einer oder mehreren Phasen, gekennzeichnet durch einen Zustand, ausgewählt aus Ultraschallbehandlung, Umwälzung oder Umwälzung mit gleichzeitiger Ultraschallbehandlung, ausgesetzt. Mit anderen Worten kann in einer, zwei, drei oder mehr, sofern vorhanden, beispielsweise in jeder der Stufen des Reinigungsvorgangs das Substrat im eingetauchten Zustand einer solchen Abfolge ausgesetzt werden. Eine solche Abfolge setzt sich aus einer oder mehreren Phasen zusammen, wobei eine solche Phase einerseits definiert wird durch einen Zustand, ausgewählt aus Ultraschallbehandlung, Umwälzung oder Umwälzung mit gleichzeitiger Ultraschallbehandlung, und andererseits definiert wird durch eine Dauer, für welche der ausgewählte Zustand besteht. Typischerweise besteht eine Abfolge aus zwei aufeinanderfolgenden Phasen, wobei eine erste Phase gekennzeichnet ist durch einen Zustand von Ultraschallbehandlung (ohne gleichzeitige Umwälzung) und eine zweite Phase gekennzeichnet ist durch einen Zustand von Umwälzung (ohne gleichzeitige Ultraschallbehandlung) und sich die jeweiligen Dauern dieser beiden Phasen so zueinander verhalten, dass die Dauer der ersten Phase mit Ultraschallbehandlung größer ist als die Dauer der zweiten Phase mit Umwälzung (ohne gleichzeitige Ultraschallbehandlung). Die Anzahl einer solchen Abfolge, bestehend aus einer Phase mit Ultraschallbehandlung und einer Phase mit Umwälzung (ohne gleichzeitige Ultraschallbehandlung), beträgt vorzugsweise mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei, besonders bevorzugt mindestens fünf.
Mit einer Dauer des eingetauchten Zustands von beispielsweise 180 s ergibt sich bei neun Abfolgen die Dauer einer typischen Abfolge zu 20 s, wobei eine solche typische Abfolge aus einer ersten Phase mit Ultraschallbehandlung und einer zweiten Phase mit Umwälzung besteht.
Die Einwirkung von Ultraschall ist erforderlich, um Primerschichten und Hartlackschichten rückstandslos von der Substratoberfläche zu entfernen. Naturgemäß birgt die Einwirkung von Ultraschall die Gefahr, dass das Substrat Schaden nimmt. Aus diesem Grund setzt das erfindungsgemäße Verfahren auf Phasen mit Ultraschallbehandlung und Phasen nur mit Umwälzung ohne Ultraschallbehandlung. Mit einer Umwälzung ist vorliegend die Zirkulation von Flüssigkeit ohne gleichzeitige Einwirkung von Ultraschall gemeint. Zur Reinigung von Werkzeugen kann vorteilhafterweise eine Phase mit Umwälzung und gleichzeitiger Ultraschallbehandlung Verwendung finden. Da solche Werkzeuge häufig aus beständigen Materialien, wie insbesondere Edelstrahl und/oder Aluminium gefertigt sind, weisen diese eine höhere Beständigkeit gegenüber Ultraschallbehandlung auf. Folglich kann hierbei auf das Abschalten der Ultraschallbehandlung während einer Phase mit Umwälzung verzichtet werden.
Es hat sich gezeigt, dass für ein rückstandsloses Entfernen von Primerschichten und/oder Hartlackschichten von der Substratoberfläche in jeder Abfolge die Dauer der Phase mit Ultraschallbehandlung die Dauer der Phase mit Umwälzung übersteigen muss. In anderen Worten ausgedrückt ist das Verhältnis aus der Dauer der Ultraschallbehandlung zur Dauer der Umwälzung in jeder Abfolge größer als eins. Ergibt sich die Dauer einer Abfolge, bestehend aus einer Phase mit Ultraschallbehandlung und einer Phase mit Umwälzung, zu 20 s, beträgt die Dauer der Phase mit Ultraschallbehandlung folglich mehr als 10 s, während die Dauer der Phase mit Umwälzung folglich weniger als 10 s beträgt. Das Verhältnis aus der Dauer der Phase mit Ultraschallbehandlung zur Dauer der Phase mit Umwälzung ist in jeder Abfolge bevorzugt mindestens zwei, mehr bevorzugt mindestens drei. Ergibt sich die Dauer einer Abfolge, bestehend aus einer Phase mit Ultraschallbehandlung und einer Phase mit Umwälzung, zu 20 s und beträgt das Verhältnis aus der Dauer der Phase mit Ultraschallbehandlung zur Dauer der Phase mit Umwälzung drei, entfallen hiervon 15 s auf die Ultraschallbehandlung und 5 s auf die Umwälzung.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn in Stufen (1 ) und (2) des Reinigungsvorgangs die Dauer des eingetauchten Zustands 360 s beträgt und in Stufe
(3) sowie in Stufen (4) und (5), sofern vorhanden, des Reinigungsvorgangs die Dauer des eingetauchten Zustands 180 s beträgt, und in jeder Stufe des Reinigungsvorgangs das Substrat einer Anzahl an Abfolgen ausgesetzt wird, bestehend aus einer Phase mit Ultraschallbehandlung und einer Phase mit Umwälzung, betragend achtzehn im Falle von Stufen (1 ) und (2) bzw. betragend neun im Falle von Stufe (3) sowie Stufen
(4) und (5), sofern vorhanden, und zugleich in jeder Abfolge das Verhältnis aus der Dauer der Ultraschallbehandlung zur Dauer der Umwälzung drei beträgt. Auf diese Weise kann nicht nur eine rückstandslose und gleichzeitig das Substrat schonende und nicht zerstörende Reinigung erfolgen, es kann durch die in jeder Stufe gleiche Dauer des eingetauchten Zustands eine für diesen Reinigungsvorgang konstante Taktzeit definiert werden, wodurch das Reinigungsverfahren nicht nur automatisiert, sondern mit hohem Durchsatz automatisiert erfolgen kann, weil keine Wartezeiten eingeplant werden müssen, da alle Stufen die gleichen Dauer aufweisen.
Alternativ lässt sich durch abweichende Dauern des eingetauchten Zustands auch ein Reinigungsvorgang umsetzen, welcher Haftungsunterschiede von verschiedenen Primerschichten und/oder Hartlackschichten auf Substraten unterschiedlichen Grundmaterials, d. h. unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung des das Substrat bildenden Grundmaterials, berücksichtigt. Hierbei bleibt die Reihenfolge der einzelnen Stufen des Reinigungsvorgangs unverändert, ebenso wie die Temperaturen und Zusammensetzungen der einzelnen, die jeweiligen Stufen bildenden Bäder unverändert bleiben, wodurch diese einmal aufgebaut bzw. angesetzt bzw. angeordnet bestehen bleiben können. Eine derart definierte Abfolge von unterschiedlichen Reinigungsstufen aufgrund des stufenweisen Durchlaufens des zu reinigenden Substrats wird auch als Reinigungsstraße bezeichnet. Durch Definieren unterschiedlicher Dauern, insbesondere auch durch Definieren unterschiedlicher Abfolgen mit Phasen aus Ultraschallbehandlung, Umwälzung und/oder Umwälzung mit gleichzeitiger Ultraschallbehandlung lässt sich so eine Vielzahl unterschiedlicher Substrate, worunter nicht nur ophthalmische Linsen aus Kunststoff, sondern auch Werkzeuge verstanden werden, rückstandslos reinigen. Dies stellt einen erheblichen Vorteil dar, da nicht mehr unterschiedliche Reinigungsstraßen für verschiedene Substrate aufgebaut bzw. unterhalten bzw. bereitgehalten werden müssen, sondern ein und dieselbe Reinigungsstraße verwendet werden kann. Das Reinigungsverfahren ist daher geeignet, ein Substrat, welches wahlweise mit einer Primerschicht oder mit einer Hartlackschicht oder mit einer Kombination aus mindestens einer Primerschicht und mindestens einer Hartlackschicht versehen ist, zu reinigen.
Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stufen des Reinigungsvorgangs kann das Substrat gespült werden, wobei ein solcher Spülvorgang sowohl ein Spülen mit Wasser meint als auch das Inkontaktbringen mit einer neutralisierenden Lösung, insbesondere um Rückstände einer das Reinigungsbad der vorherigen Stufe bildenden Lösung zu entfernen und/oder um durch geeignete Neutralisation das Eintreten einer ungewollten chemischen Reaktion zu unterbinden.
Vorzugsweise wird eine Stufe des Reinigungsvorgangs durch mehr als ein Bad realisiert, worunter verstanden wird, dass das zu reinigende Substrat innerhalb einer Stufe des Reinigungsvorgangs hintereinander in mehr als ein Bad, bevorzugt in zwei, besonders bevorzugt in zwei oder mehr Bäder, eingetaucht wird. Vorteilhafterweise kann hierdurch dafür gesorgt werden, dass Verschmutzungen in Form von abgelöstem Material der Primerschichten und/oder Hartlackschichten in dem jeweils ersten Bad der jeweiligen Stufe des Reinigungsvorgangs verbleiben und keine Verschmutzung des Bads einer darauffolgenden Stufe des Reinigungsvorgangs stattfindet, da ein weiteres Bad derselben Stufe dazwischengeschaltet ist. In einer besonders wirtschaftlichen Auslegung kann das jeweils zweite Bad einer Stufe verwendet werden, um bei Überschreiten eines festgelegten, tolerierbaren Verschmutzungsgrads des ersten Bads dieses zu ersetzen. Auf diese Weise kann das verschmutze erste Bad durch ein weniger verschmutztes zweites Bad ersetzt werden, während anstelle des vormals zweiten Bads ein neu angesetztes Bad eingesetzt wird. Ist dann das vormals zweite, jetzt erste Bad über den tolerierbaren Verschmutzungsgrad hinaus verschmutzt, so kann das zweite Bad wieder die Rolle des ersten Bads einnehmen. Auf diese Weise werden Bäder mehrmals verwendet und es kann das Vertragen von Verschmutzungen wirksam unterbunden werden. Insbesondere in Kombination mit einem Spülvorgang zwischen aufeinanderfolgenden Stufen des Reinigungsvorgangs kann auf diese Weise ein optimierter Reinigungsvorgang stattfinden.
Vorzugsweise können einzelne oder alle Stufen des Reinigungsvorgangs auch durch mehr als ein Bad gebildet werden, wobei diese Bäder entweder identisch zueinander hinsichtlich Temperatur und Zusammensetzung sind oder sich hinsichtlich der Temperatur und/oder der Zusammensetzung der darin befindlichen Lösung unterscheiden. Auf diese Weise können beispielsweise Temperaturgradienten erzeugt werden, sollten aufeinanderfolgende Stufen des Reinigungsvorgangs zu hohe Temperaturunterschiede aufweisen, welche zu einer zu starken Beanspruchung des eingetauchten Substrats bis hin zu dessen Schädigung führen würden. Alternativ können unterschiedliche Zusammensetzungen Verwendung finden, um vorteilhafterweise durch insbesondere eine kurze Dauer des eingetauchten Zustands in einem ersten Bad mit hoher Konzentration der in dieser Stufe verwendeten Lösung, bevorzugt mit einer derart hohen Konzentration, welche bei zu langer Dauer des eingetauchten Zustands eine irreversible Schädigung des Substrats herbeiführen würde, ein erstes Anlösen der Primerschichten und/oder Hartlackschichten zu erreichen, wobei das eigentliche Entfernen in einem zweiten Bad mit einer niedrigeren Konzentration stattfindet, wobei diese Konzentration derart gewählt ist, dass keine Schädigung des Substrats stattfindet.
Wird eine Stufe des Reinigungsvorgangs aus mehr als einem Bad gebildet, so ist die Gesamtdauer des eingetauchten Zustands in dieser Stufe auf die Teildauern des eingetauchten Zustands in den mehreren, diese Stufe des Reinigungsvorgangs bildenden Bädern aufzuteilen. Wie vorstehend erwähnt, kann diese Aufteilung zu unterschiedlichen Teilen erfolgen, wobei hierunter verstanden wird, dass sich die jeweiligen Dauern des eingetauchten Zustands zwischen den mehreren Bädern dieser Stufe unterscheiden, oder sie kann gleichteilig erfolgen, worunter verstanden wird, dass sich die Gesamtdauer des eingetauchten Zustands dieser Stufe des Reinigungsvorgangs zu gleichen Teilen auf die Dauer des eingetauchten Zustands in den mehreren Bädern dieser Stufe aufteilt.
Vorteilhafterweise kann durch Anpassung der Aufteilung der Gesamtdauer des eingetauchten Zustands in einer Stufe auf die jeweiligen Dauern des eingetauchten Zustands in den diese Stufe des Reinigungsvorgangs bildenden Bäder, je nach Art und Beschaffenheit des zu reinigenden Substrats, ein weiterer Freiheitsgrad bereitgestellt werden, um bei gleicher Abfolge der einzelnen Stufen des Reinigungsvorgangs auf unterschiedliche Substrate bzw. auf Substrate mit unterschiedlichen Primerschichten und/oder Hartlackschichten Rücksicht nehmen zu können. Dieser Vorteil lässt sich insbesondere dann erhalten, wenn die Bäder eine unterschiedliche Temperatur und/oder Zusammensetzung aufweisen.
Das Verfahren beinhaltet vorzugsweise keine mechanische Nachbearbeitung. Eine solche ist mithin nicht erforderlich.
Den zuvor genannten Schritten kann sich zumindest einer der folgenden Schritte anschließen:
- Ausbilden einer Primerschicht auf dem entlackten Substrat, insbesondere durch Tauchlackierung in einem Primer, insbesondere zur Ausbildung einer (geschlossenen) Schicht aus unvernetzten Polymerketten;
- Ausbilden einer Hartlackschicht auf dem entlackten und/oder mit Primer versehenen Substrat, insbesondere durch Tauchlackierung in einem Hartlack, insbesondere zur Ausbildung einer (geschlossenen) Schicht aus vernetzten Polymerketten.
Das Ausbilden der Primerschicht und/oder der Hartlackschicht kann auf einem ophthalmischen Kunststoffglas als bevorzugtes Substrat erfolgen, wobei das Kunststoffglas bevorzugt während des Tauchens durch eine Vorrichtung bzw. Werkzeug gehalten wird, welche dadurch ebenfalls zumindest teilweise mit einem Primer bzw. Hartlack versehen wird. Weiter bevorzugt kann die Vorrichtung bzw. das Werkzeug gemeinsam mit dem Kunststoffglas oder getrennt davon mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens entlackt worden sein. Weiter bevorzugt ist das Kunststoffglas durch die Vorrichtung bzw. das Werkzeug während des Entlackens gehalten und Kunststoffglas und Werkzeug werden ohne zwischenzeitliche Trennung in ein Tauchbad zur Ausbildung einer Primerschicht und/oder in ein Tauchbad zur Ausbildung einer Hartlackschicht eingetaucht.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum rückstandslosen Entfernen von mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht von einer Substratoberfläche, wobei das Verfahren durch die vorstehend beschriebenen Merkmale definiert wird.
Eine solche Vorrichtung, aufweisend zumindest eine Haltevorrichtung, geeignet zur Aufnahme mindestens eines zu reinigenden Substrats, ferner aufweisend eine Anordnung von mindestens drei Bädern, in welchen jeweils zumindest ein flüssiges Medium gemäß den Stufen (1 ) bis (3) des Reinigungsvorgangs (b) bereitgestellt ist, sowie aufweisend eine Verladevorrichtung zur Aufnahme der Haltevorrichtung und geeignet zur Beförderung des mindestens einen von der Haltevorrichtung gehalterten Substrats von einem Bad zu einem weiteren Bad und geeignet zur Durchführung eines Eintauchvorgangs, sowie eine Steuerungsvorrichtung.
Bevorzugt handelt es sich bei einer solchen Vorrichtung um eine Reinigungsanlage, aufweisend die vorstehend genannten Merkmale, welche geeignet ist, einen Reinigungsvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
Die Haltevorrichtung ist dabei nicht weiter eingeschränkt, außer dass sie den Zweck erfüllen muss, mindestens ein zu reinigendes Substrat aufnehmen zu können. Je nach Art des zu reinigenden Substrats sind unterschiedliche Haltevorrichtungen denkbar. Für die Reinigung von ophthalmischen Kunststoffgläsern als Substrate im Sinne des Reinigungsvorgangs kennt der Fachmann eine Vielzahl geeigneter Haltevorrichtungen, insbesondere eine Art Gitterkorb, in welchem die zu reinigenden ophthalmischen Kunststoffgläser angeordnet werden können. Im Falle von zu reinigenden Werkzeugen kennt auch hier der Fachmann eine Vielzahl möglicher Haltevorrichtungen, wobei die Wahl der geeigneten Haltevorrichtung von der Beschaffenheit des zu reinigenden Werkzeugs abhängt.
Die Verladevorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nicht weiter eingeschränkt, außer dass sie den Zweck erfüllen muss, die Haltevorrichtung, enthaltend mindestens ein zu reinigendes Substrat, aufnehmen zu können, mit dieser Haltevorrichtung einen Eintauchvorgang in ein Bad durchführen zu können und zusätzlich noch einen Verladevorgang durchführen zu können, worunter insbesondere das Bewegen bzw. Transportieren der Haltevorrichtung von einem Bad zu einem anderen Bad verstanden wird. Mittels eines Roboterarms als bevorzugter Verladevorrichtung, welcher die Haltevorrichtung halten bzw. greifen und sowohl eine horizontale als auch eine vertikale Bewegung durchführen kann, lassen sich diese Aspekte verwirklichen. Bei horizontaler Anordnung der mindestens drei Bäder kann durch horizontale Bewegung des Roboterarms die Haltevorrichtung von einem Bad zu einem anderen Bad verladen werden und mittels vertikaler Bewegung lässt sich ein Herabsenken, insbesondere ein Eintauchen der Haltevorrichtung bzw. des in der Haltevorrichtung mindestens einen gehalterten und zu reinigenden Substrats in ein Bad zum Zwecke des Beginns des eingetauchten Zustands, sowie ein Herausziehen, worunter das Hochheben der Haltevorrichtung zum Zwecke der Beendigung des eingetauchten Zustands verstanden wird, erreichen.
Die mindestens drei Bäder für die mindestens drei Stufen (1 ) bis (3) des erfindungsgemäßen Reinigungsvorgangs sind dabei nicht weiter eingeschränkt, außer dass sie aus einem Material gefertigt sein müssen, welches eine hohe Beständigkeit gegenüber den verwendeten chemischen Lösungen aufweist, wobei Edelstahl bevorzugt ist. Zudem müssen die Bäder eine Geometrie aufweisen, welche dahingehend ausreichend ist, dass hierin die Haltevorrichtung eingetaucht werden kann, aufweisend insbesondere eine hinreichende Tiefe, dass das mindestens eine von der Haltevorrichtung gehalterte, zu reinigende Substrat während des eingetauchten Zustands vollständig von dem in dem Bad befindlichen flüssigen Medium umgeben ist, d. h., dass das zu reinigende Substrat während des eingetauchten Zustands vollständig in das flüssige Medium eingetaucht ist.
Zur Umsetzung eines erfindungsgemäßen Reinigungsvorgangs weist mindestens ein Bad der mindestens drei Bäder zusätzlich eine Einheit zur Ultraschallbehandlung auf, worunter bevorzugt ein Ultraschallgenerator verstanden wird. Bei Aktivierung erzeugt ein solcher Ultraschallgenerator Ultraschallwellen und emittiert diese in das Bad zum Zwecke der Aussetzung bzw. Behandlung des in dem Bad befindlichen, zu reinigenden Substrats mit Ultraschallwellen.
Ferner weist mindestens ein Bad der mindestens drei Bäder zusätzlich eine Umwälzeinrichtung auf, welche geeignet ist, eine Zirkulation von Flüssigkeit, insbesondere eine Zirkulation des in dem Bad befindlichen flüssigen Mediums, herbeizuführen. Eine Pumpe nebst zugehörigen Leitungen ist eine bevorzugte Umwälzeinrichtung. Bei Aktivierung der Umwälzung pumpt diese Pumpe an einer Stelle Flüssigkeit aus dem Bad ab und führt die abgepumpte Flüssigkeit an anderer Stelle dem Bad wieder zu, wodurch eine Zirkulation entsteht. Alternativ kann das Bad auch mit einem Drehquirl oder einem Rührquirl als Umwälzeinrichtung versehen sein, welcher bei Aktivierung durch seine Drehbewegung eine Umwälzung herbeiführt.
Zusätzlich weist die Vorrichtung eine Steuerungsvorrichtung mit entsprechender Ein- und Ausgabeeinheit auf, welche geeignet ist, einen einprogrammierten Reinigungsvorgang automatisiert durchzuführen. Bevorzugt handelt es sich dabei um einen Computer. Der Computer sendet Steuerbefehle und empfängt beispielsweise Statusmeldungen von den Komponenten der Vorrichtung zum Zwecke der automatisierten Durchführung eines Reinigungsvorgangs. Bestandteile eines einmalig einprogrammierten Reinigungsvorgangs sind beispielsweise eine Reihenfolge von Reinigungsstufen, Dauern des eingetauchten Zustands je Stufe bzw. Teildauern des eingetauchten Zustands in den eine jeweilige Stufe bildenden Bädern, eine Anzahl an Abfolgen, wobei eine solche Abfolge aus einer oder mehreren Phasen besteht, gekennzeichnet durch einen Zustand, ausgewählt aus Ultraschallbehandlung, Umwälzung oder Umwälzung mit gleichzeitiger Ultraschallbehandlung, und eine jeweilige zeitliche Dauer, oder auch Temperatursollwerte für ein oder alle Bäder.
Optional weist die Vorrichtung für mindestens ein Bad eine Temperiervorrichtung auf, worunter eine Einrichtung verstanden wird, welche das Bad bzw. das flüssige Medium des Bads konstant bei einer zuvor eingestellten Temperatur hält. Eine Heizspirale mit Temperaturmesseinheit ist hierbei eine bevorzugte Temperiervorrichtung. An der Steuerungsvorrichtung wird eine gewünschte Temperatur einprogrammiert und bei Über- bzw. Unterschreiten der von der Temperaturmesseinheit gemessenen Temperatur im Bad wird die Heizspirale solange deaktiviert bzw. aktiviert, bis die eingestellte Temperatur erreicht ist. Vorteilhafterweise weisen alle Bäder der Vorrichtung eine solche Temperiervorrichtung auf.
Optional weist die Vorrichtung ferner eine Einrichtung geeignet zur Trocknung mindestens eines Substrats auf. Bevorzugte Einrichtungen zur Trocknung sind eine Einrichtung zur Bestrahlung mit Infrarotstrahlung oder eine Einrichtung zur Umlufttrocknung, worunter das Aussetzen des Substrats einem temperierten, feuchtigkeitsentzogenen Luftstrom verstanden wird.
Optional ist die Verladevorrichtung der Vorrichtung ferner dazu geeignet, die Trocknungseinrichtung mit mindestens einem zu trocknenden, von der Haltevorrichtung gehalterten Substrat zu beladen und optional nach Abschluss des Trocknungsvorgangs die Trocknungseinrichtung von dem mindestens einen auf der Haltevorrichtung gehalterten, getrockneten Substrat zu entladen. Hierunter wird insbesondere verstanden, dass das mindestens eine gereinigte Substrat mittels der Verladevorrichtung in die Trocknungseinrichtung befördert wird. Vorteilhafterweise ist die Trocknungseinrichtung wie ein weiteres Bad, insbesondere in horizontaler Richtung angeordnet, wodurch die Haltevorrichtung mit dem mindestens einen Substrat nach Herausnahmen aus dem letzten Bad der letzten Stufe des Reinigungsvorgangs durch horizontale Bewegung zur Trocknungseinrichtung bewegt werden kann und, bevorzugt durch vertikale Bewegung, in die Trocknungseinrichtung geladen werden kann.
Optional ist die Verladevorrichtung ferner geeignet, die Trocknungsvorrichtung zu entladen, worunter verstanden wird, dass mindestens ein getrocknetes Substrat aus dieser wieder entnommen wird.
Besonders bevorzugt wird die Trocknungseinrichtung als ein Förderband, bezeichnet als Förderbandtrocknungseinrichtung, realisiert und die Haltevorrichtung mit dem mindestens einen zu trocknenden Substrat wird an dessen Beginn positioniert. Während des Trocknungsvorgangs vollzieht das Förderband eine Förderbewegung, insbesondere eine Förderbewegung mit der auf dem Förderband positionierten Haltevorrichtung, und während dieser Förderbewegung erfährt das Substrat eine Trocknung, beispielsweise durch entlang des Förderbands angebrachte Infrarotstrahlungsquellen oder durch eine während der Förderbewegung vorhandene Umlufttrocknung. Am Ende des Förderbands, d. h. am Ende der Förderbewegung, verlässt die Haltevorrichtung mit dem mindestens einen getrockneten Substrat die Vorrichtung und steht für nachfolgende Behandlungsschritte, insbesondere für eine nachfolgende erneute Beschichtung mit mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht, zur Verfügung. Vorteilhafterweise kann durch eine solche Förderbandtrocknungseinrichtung eine von der Taktzeit des Reinigungsvorgangs abweichende Trocknungsdauer realisiert werden, ohne dass die Verladevorrichtung dafür außerhalb der vorgegebenen Taktzeit die Trocknungseinrichtung erneut anfahren muss, um diese zu entladen. Dies ist von besonderem Vorteil, da die Trocknung eines Substrats typischerweise eine längere Zeit in Anspruch nimmt als eine typische Dauer des eingetauchten Zustands in einem Bad einer Stufe des Reinigungsvorgangs. Je nach Art und Beschaffenheit des zu trocknenden Substrats können durch unterschiedliche Geschwindigkeiten des Förderbands und/oder unterschiedliche Leistung der Infrarotstrahlungsquelle bzw. unterschiedliche Temperatur der Umlufttrocknung Substratabhängigkeiten bei der Trocknung berücksichtigt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen werden nachstehend in den Figuren beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum rückstandslosen Entfernen von mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht von einer Substratoberfläche,
- Fig. 2 eine schematische Schnittzeichnung durch eine bevorzugte Ausführungsform für eine Vorrichtung 1 , geeignet zur Durchführung eines Reinigungsverfahrens gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. In einem ersten Schritt S100 wird das zu reinigende Substrat bereitgestellt, welches mit mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht versehen ist. In einem zweiten Schritt S102 wird das Substrat einem mehrstufigen Reinigungsvorgang unterzogen, welcher sich in mindestens drei Unterschritte S102-1 , S102-2 und S103-3 untergliedert. In Schritt S102-1 wird das Substrat in zumindest ein Bad mit einer basischen Lösung eingetaucht und nach Verweilen im eingetauchten Zustand für eine festgelegte Dauer dem Bad wieder entnommen. Im darauffolgenden Schritt S102-2 wird das Substrat in zumindest ein Bad mit einer tensidhaltigen basischen Lösung eingetaucht und nach Verweilen im eingetauchten Zustand für eine festgelegte Dauer dem Bad wieder entnommen. Im darauffolgenden Schritt S102-3 wird das Substrat in zumindest ein Bad mit einer tensidhaltigen Lösung eingetaucht und nach Verweilen im eingetauchten Zustand für eine festgelegte Dauer dem Bad wieder entnommen. Während des eingetauchten Zustands in zumindest einem der Schritte S102-1 , S102-2 und S102-3 wird das Substrat einer Abfolge unterzogen, bestehend aus einer oder mehreren Phasen, gekennzeichnet durch einen Zustand, ausgewählt aus Ultraschallbehandlung, Umwälzung oder Umwälzung mit gleichzeitiger Ultraschallbehandlung.
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittzeichnung durch eine bevorzugte Ausführungsform für eine Vorrichtung 1 , geeignet zur Durchführung eines Reinigungsverfahrens gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 1 weist eine Haltevorrichtung 2 auf, geeignet zur Aufnahme mindestens eines zu reinigenden Substrats 3, eine Anordnung von mindestens drei Bädern 40, 42, 44, eine Verladevorrichtung 5 und eine Steuerungsvorrichtung 8.
Die Steuerungsvorrichtung 8 weist in einer bevorzugten Ausführungsform eine Recheneinheit 81 , eine Eingabeeinheit 82, eine Speichereinheit 83 und eine Datenübertragungseinheit 84 auf und ist bevorzugt ein Computer.
Die mindestens drei Bäder 40, 42, 44 sind derart ausgelegt, dass das von der Haltevorrichtung 2 gehaltene, mindestens eine Substrat 3 während eines Eintauchvorgangs vollständig hierin eingetaucht werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform weist mindestens eines der Bäder, bevorzugt weisen alle Bäder, eine Temperiervorrichtung 61 , eine Einheit zur Ultraschallbehandlung 62 und/oder eine Umwälzeinheit 63 auf.
Die Temperiervorrichtung 61 ist bevorzugt als eine Heizspirale mit einem Messfühler als Temperaturmesseinheit realisiert, wobei der Messfühler in der Lage ist, die Temperatur des in dem Bad befindlichen flüssigen Mediums zu bestimmen. Die Temperiervorrichtung 61 ist mittels eines Kabels als bevorzugtem Datenübertragungsmedium 91 mit der Steuerungsvorrichtung 8 verbunden. Auf diese Weise kann die Steuerungsvorrichtung fortlaufend die von dem Messfühler bestimmte Temperatur des Bads überwachen und bei Über- bzw. Unterschreiten einer festgelegten Temperatur den Stromfluss durch die Heizspirale solange deaktivieren bzw. aktivieren, bis die festgelegte Temperatur wieder erreicht ist.
Die Einheit zur Ultraschallbehandlung 62 ist bevorzugt ein Ultraschallgenerator, welcher bei Aktivierung Ultraschallwellen erzeugt und diese in das Bad zum Zwecke der Aussetzung bzw. Behandlung des in dem Bad befindlichen, zu reinigenden Substrats mit Ultraschallwellen emittiert. Die Einheit zur Ultraschallbehandlung 62 ist mittels eines Kabels als bevorzugtem Datenübertragungsmedium 92 mit der Steuerungsvorrichtung 8 verbunden. Auf diese Weise kann die Steuerungsvorrichtung 8 die Einheit zur Ultraschallbehandlung 62 gezielt aktivieren und deaktivieren. Vorteilhafterweise kann dadurch in einem Bad eine Abfolge realisiert werden, welche sich insbesondere durch eine Phase mit Ultraschallbehandlung auszeichnet.
Die Umwälzeinrichtung 63 ist geeignet, eine Zirkulation von Flüssigkeit, insbesondere eine Zirkulation des in dem Bad befindlichen flüssigen Mediums, herbeizuführen. Eine Pumpe nebst zugehörigen Leitungen ist eine bevorzugte Umwälzeinrichtung. Bei Aktivierung der Umwälzung pumpt diese Pumpe an einer Stelle Flüssigkeit aus dem Bad ab und führt die abgepumpte Flüssigkeit an anderer Stelle dem Bad wieder zu, wodurch eine Zirkulation entsteht. Die Umwälzeinrichtung 63 ist mittels eines Kabels als bevorzugtem Datenübertragungsmedium 93 mit der Steuerungsvorrichtung 8 verbunden. Auf diese Weise kann die Steuerungsvorrichtung 8 die Umwälzeinrichtung 63 gezielt aktivieren und deaktivieren. Vorteilhafterweise kann hierdurch in einem Bad eine Abfolge realisiert werden, welche sich insbesondere durch eine Phase mit Umwälzung auszeichnet.
Die Verladevorrichtung 5 weist einen Aktuator 50 auf, welcher Steuerbefehle empfangen und in eine Bewegung umsetzen kann. Bevorzugt setzt der Aktuator 50 die Verladevorrichtung 5 in einen Zustand, in dem diese sowohl eine horizontale Bewegung entlang einer horizontalen Achse 52, bevorzugt eine horizontale Bewegungsbahn, als auch eine vertikale Bewegung zum Zwecke des Hochhebens und Absenkens einer mit einem Haken als bevorzugter Aufnahme 54 aufgenommenen Haltevorrichtung 2 durchführen kann. Bei bevorzugt horizontaler Anordnung der mindestens drei Bäder 40, 42, 44 kann die Verladevorrichtung 5 somit durch horizontale Bewegung ein jedes Bad erreichen, worunter bevorzugt verstanden wird, dass die Verladevorrichtung 5 über einem jeden Bad 40, 42, 44 positioniert werden kann. Durch eine entsprechende vertikale Bewegung kann die Verladevorrichtung nach erfolgter horizontaler Positionierung die von der Aufnahme 54 gehaltene Haltevorrichtung 2 in einem der Bäder 40, 42, 44 durch Absenken zum Eintauchen bringen, und anschließend, nach Ablauf der festgelegten Dauer für den eingetauchten Zustand, durch Hochheben wieder herausziehen. Der Aktuator 50 ist mittels eines Kabels als bevorzugtem Datenübertragungsmedium 90 mit der Steuerungsvorrichtung 8 verbunden.
Obgleich die Datenübertragungsmedien 90, 91 , 92, 93 bevorzugt als Kabel realisiert sind, sind auch Ausführungsformen denkbar, in welchen die Datenübertragung nicht kabelgebunden, sondern drahtlos, insbesondere per Funk, stattfindet. Bevorzugt sind die Datenübertragungsmedien 90, 91 , 92, 93 bidirektional ausgelegt, d.h. es können nicht nur Daten von der Steuerungsvorrichtung 8 zu den jeweiligen steuerbaren Komponenten übertragen werden, sondern es können auch Daten von den jeweiligen Komponenten zur Steuerungsvorrichtung 8 übertragen werden, worunter bevorzugt Positionsdaten im Falle des Aktuators 50 bzw. im Allgemeinen Status-, Leistungs- und/oder Messwerte übertragen werden können.
Beispiel
Die vorliegende Erfindung wird durch das folgende Beispiel veranschaulicht, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.
Ein ophthalmisches Kunststoffglas, welches ausgehend von der Glasoberfläche mit genau einer Primerschicht und genau einer Hartlackschicht versehen war, wurde im Einklang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren einem Reinigungsvorgang mit insgesamt fünf Stufen unterzogen. Jede der Stufen (1 ) bis (5), welche in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt wurden, schloss das Eintauchen des ophthalmischen Kunststoffglases in ein temperiertes, entgastes Bad mit einem flüssigen Medium unter den in Tabelle 1 genannten Bedingungen ein:
Tabelle 1
* Lösung 1 ist eine tensidhaltige basische Lösung, enthaltend 2-(2-Butoxyethoxy)ethanol, 2-Aminoethanol, Alkalimetallhydroxid und Fettalkoholethoxylat
** Lösung 2 ist eine tensidhaltige Lösung, enthaltend Fettalkoholethoxylat
Für den mehrstufigen Reinigungsvorgang wurde eine Abfolge definiert, bestehend aus einer Phase mit Ultraschallbehandlung für 15 s und einer Phase mit Umwälzung für 5 s, woraus sich die Gesamtdauer einer Abfolge zu 20 s ergab. Diese Abfolge wurde unverändert für alle Stufen (1 ) bis (5) des Reinigungsvorgangs übernommen und je nach Gesamtdauer der jeweiligen Stufe wurde diese Abfolge entsprechend oft wiederholt.
Die erste Stufe (1 ) mit einer Gesamtdauer von 360 s wurde auf zwei Bäder zu gleichen Teilen aufgeteilt, d. h. es gab in dieser Stufe zwei Bäder mit einer Lösung aus Natriumhydroxid in Wasser, wobei das zu reinigende Substrat in jedem der beiden Bäder für eine Dauer von jeweils 180 s im eingetauchten Zustand verweilte und während des eingetauchten Zustands je Bad neun solcher Abfolgen ausgesetzt war.
Die zweite Stufe (2) mit einer Gesamtdauer von 360 s wurde ebenfalls auf zwei Bäder zu gleichen Teilen aufgeteilt, d. h. es gab in dieser Stufe zwei Bäder mit einer tensidhaltigen basischen Lösung, enthaltend 2-(2-Butoxyethoxy)ethanol, 2- Aminoethanol, Alkalimetallhydroxid und Fettalkoholethoxylat, in welchen das zu reinigende Substrat für jeweils 180 s im eingetauchten Zustand verweilte und während des eingetauchten Zustands je Bad neun solcher Abfolgen ausgesetzt war. Die dritte Stufe (3) wies eine Gesamtdauer von 180 s auf und wurde durch ein Bad mit einer tensidhaltigen Lösung, enthaltend Fettalkoholethoxylat, realisiert. In dieser Stufe verweilte das zu reinigende Substrat für 180 s im eingetauchten Zustand und war während des eingetauchten Zustands neun solcher Abfolgen ausgesetzt.
Die vierte Stufe (4) wies eine Gesamtdauer von 180 s auf und wurde durch ein Bad mit Umkehrosmosewasser realisiert. In dieser Stufe verweilte das zu reinigende Substrat für 180 s im eingetauchten Zustand und war während des eingetauchten Zustands neun solcher Abfolgen ausgesetzt.
Die fünfte Stufe (5) wies eine Gesamtdauer von 180 s auf und wurde durch ein Bad mit deionisiertem Wasser realisiert. In dieser Stufe verweilte das zu reinigende Substrat für 180 s im eingetauchten Zustand und war während des eingetrauchten Zustands neun solcher Abfolgen ausgesetzt. Zweckmäßigerweise wurde das Substrat derart langsam aus dem Bad mit deionisierten Wasser gezogen, so dass im Wesentlichen keine Wassertropfen auf der Oberfläche des Substrats verblieben.
Das dem Reinigungsvorgang unterzogene ophthalmische Kunststoffglas wurde im Anschluss daran unter Verwendung von Diaprojektoren, Stableuchten und Sternlampen näher untersucht. Es zeigte sich, dass die Primerschicht und die Hartlackschicht rückstandslos von der Glasoberfläche entfernt werden konnten, ohne dass dabei eine mechanische Nachbearbeitung erforderlich war.
Aufgrund der rückstandslosen Entfernung der Primerschicht und der Hartlackschicht von der Glasoberfläche kann das ophthalmische Kunststoffglas wiederverwendet werden, wobei lediglich eine neuerliche Beschichtung, nicht jedoch eine neuerliche Kunststofffertigung und Flächenfertigung erforderlich ist. Entsprechend lassen sich Mehrkosten verringern und Lieferzeiten verkürzen. Auch sinkt hierdurch der Ressourcen- und Energieverbrauch.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Haltevorrichtung Substrat
(Tauch-)Bad
(Tauch-)Bad
(Tauch-)Bad
(Tauch-)Bad
Verladevorrichtung
Aktuator b Aktuator horizontale Achse
Aufnahme
Temperiervorrichtung
Einheit zur Ultraschallbehandlung
Umwälzeinheit
Steuerungsvorrichtung
Recheneinheit
Eingabeeinheit
Speichereinheit
Datenübertragungseinheit
Datenübertragungsmedium
Datenübertragungsmedium
Datenübertragungsmedium
Datenübertragungsmedium

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum rückstandslosen Entfernen von mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht von einer Substratoberfläche, wobei das Verfahren die nachstehenden Schritte umfasst:
(a) Bereitstellen eines Substrats, welches ausgehend von der Substratoberfläche mit mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht versehen ist; und
(b) Unterziehen des in Schritt (a) bereitgestellten Substrats einem mehrstufigen Entlackungsvorgang, aufweisend zumindest die nachstehenden Stufen (1 ) bis (3) in der angegebenen Reihenfolge:
(1 ) Eintauchen des Substrats in zumindest ein Bad mit einer basischen Lösung, aufweisend eine Temperatur in einem Bereich von 30 °C bis 40 °C;
(2) Eintauchen des Substrats in zumindest ein Bad mit einer tensidhaltigen basischen Lösung, aufweisend eine Temperatur in einem Bereich von 30 °C bis 55 °C; und
(3) Eintauchen des Substrats in zumindest ein Bad mit einer tensidhaltigen Lösung, aufweisend eine Temperatur in einem Bereich von 30 °C bis 50 °C, wobei in zumindest einer, insbesondere in jeder der Stufen (1 ) bis (3) des Reinigungsvorgangs das Substrat im eingetauchten Zustand einer Abfolge ausgesetzt wird, bestehend aus einer oder mehreren Phasen, gekennzeichnet durch einen Zustand, ausgewählt aus Ultraschallbehandlung, Umwälzung oder Umwälzung mit gleichzeitiger Ultraschallbehandlung.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Entlackungsvorgang aus Schritt (b) nach Stufe (3) um die folgende Stufe (4) erweitert wird:
(4) Eintauchen des Substrats in ein Bad mit Umkehrosmosewasser oder deionisiertem Wasser, aufweisend eine Temperatur in einem Bereich von 30 °C bis 50 °C.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Entlackungsvorgang aus Schritt
(b) nach Stufe (3) oder nach Stufe (4), sofern vorhanden, um die folgende Stufe (5) erweitert wird:
(5) Eintauchen des Substrats in ein Bad mit deionisiertem Wasser, aufweisend eine Temperatur in einem Bereich von 30 °C bis 50°C.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verfahren nach dem Entlackungsvorgang aus Schritt (b) zusätzlich noch einen Schritt (c) umfasst:
(c) Trocknen des Substrats.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mindestens eine Stufe des Entlackungsvorgangs eine Abfolge aus mindestens zwei Phasen aufweist, wovon eine erste Phase mit Ultraschallbehandlung und eine zweite Phase mit Umwälzung ohne gleichzeitige Ultraschallbehandlung ist und hierbei die Dauer der ersten Phase mit Ultraschallbehandlung größer als die Dauer der zweiten Phase mit Umwälzung ohne gleichzeitige Ultraschallbehandlung ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stufen des Entlackungsvorgangs das Substrat gespült wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in jeder Stufe des
Entlackungsvorgangs die Anzahl der Abfolgen, bestehend aus
Ultraschallbehandlung und Umwälzung, mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei, besonders bevorzugt mindestens fünf beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in jeder Stufe des Entlackungsvorgangs die Dauer des eingetauchten Zustands in einem Bereich von 120 s bis 400 s liegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zumindest eine Stufe des Entlackungsvorgangs nicht nur aus einem einzelnen Bad, sondern aus zwei oder mehr Bädern besteht, in welche das Substrat nacheinander eingetaucht wird und sich hierbei die Gesamtdauer des Entlackungsvorgangs für diese Stufe als Summe der Dauern des eingetauchten Zustands des Substrats in ein jedes Bad dieser Stufe ergibt, und diese Gesamtdauer in einem Bereich von 120 s bis 400 s liegt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei sich diese zwei oder mehr Bäder hinsichtlich der Zusammensetzung des darin enthaltenen flüssigen Mediums und/oder hinsichtlich der Temperatur unterscheiden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Substrat ein ophthalmisches Kunststoffglas, bevorzugt ein ophthalmisches Kunststoffglas, versehen mit genau einer Primerschicht und mindestens einer Hartlackschicht, besonders bevorzugt ein ophthalmisches Kunststoffglas, versehen mit genau einer Primerschicht und genau einer Hartlackschicht, ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Substrat eine Vorrichtung zur Beschichtung eines ophthalmischen Kunststoffglases ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei Schritt (b) frei von mechanischer Bearbeitung des Substrats ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 13, wobei das Verfahren nach Schritt (c), um zumindest einen der folgenden Schritte (d1 , d2) erweitert wird:
(d1 ) Ausbilden einer Primerschicht auf dem entlackten Substrat, insbesondere durch Tauchlackierung in einem Primer;
(d2) Ausbilden einer Hartlackschicht auf dem entlackten und/oder mit Primer versehenen Substrat, insbesondere durch Tauchlackierung in einem Hartlack.
15. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum rückstandslosen Entfernen von mindestens einer Primerschicht und/oder mindestens einer Hartlackschicht von einer Substratoberfläche nach einem der Ansprüche 1 bis 14, zumindest aufweisend: - eine Haltevorrichtung zur Aufnahme mindestens eines Substrats;
- eine Anordnung von mindestens drei Bädern, in welchen jeweils zumindest ein flüssiges Medium gemäß den Stufen (1 ) bis (3) des Entlackungsvorgangs (b) bereitgestellt ist; - eine Verladevorrichtung zur Aufnahme der Haltevorrichtung und geeignet zur Beförderung des mindestens einen von der Haltevorrichtung gehalterten Substrats von einem Bad zu einem weiteren Bad und geeignet zur Durchführung eines Eintauchvorgangs; und
- eine Steuerungsvorrichtung.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, ferner aufweisend eine Einrichtung geeignet zur
Trocknung des mindestens eines Substrats, wobei die Verladevorrichtung der Vorrichtung ferner dazu geeignet ist, die Trocknungseinrichtung mit mindestens einem zu trocknenden von der Haltevorrichtung gehalterten Substrat zu beladen und optional nach Abschluss des Trocknungsvorgangs die
Trocknungseinrichtung von dem mindestens einen auf der Haltevorrichtung gehalterten, getrockneten Substrat zu entladen.
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