Seit Mitte des 20. Jahrhunderts lassen sich eine intensive Entwicklung der Produktion sowie des Verbrauchs von den Kunststoffen beobachten. In der heutigen Welt finden diese Stoffe in jedem Bereich des menschlichen Lebens eine enorm breite Anwendung. Eine gigantische Anzahl von den uns umgebenden Objekten bestehen aus den Kunststoffen. Die neuen Technologien kurbeln den Trend zur Nutzung dieser Stoffe an. Der Umfang der Anwendung von den Kunststoffen ist so breit, dass es schwierig wäre einen Bereich zu finden, wo es diese nicht gibt. Das riesengroße Innovationspotenzial führt dazu, dass technische wie auch dekorative Systeme, die unter Nutzung von Kunststoffen hergestellt werden, die veralteten Konstruktionen aus teurerer und sich schneller verbrauchender Stoffen ersetzen.
 
Die allgemeine Nutzung von neuen Stoffen generiert wachsenden Bedarf an Kunststoffen mit hochgeschraubten Parametern, was zur Öffnung von breiten Perspektiven für deren Weiterentwicklung führt. Hohe Gebrauchstemperaturen, gute Gleit- sowie Reib-Eigenschaften, eine hohe mechanische, dielektrische und chemische Beständigkeit verursachen, dass die einzelnen Kunststoffarten zu einem äußerst attraktiven Material sind, welches durch Konstrukteure von heute genutzt wird. Kunststoffe finden in folgenden Industriebereichen die Anwendung:

• Motorisierung;
• Medizin;
• Elektronik;
• Chemie;
• Lebensmittelherstellung;
• Textilen;
• Luftfahrt

 
Eine der Schlüsseltechnologien bei der Herstellung von Erzeugnissen aus Kunststoffen ist die Thermoverformung. Thermoverformung bezeichnet einen technologischen Prozess, bei dem aus einer auf eine bestimmte Temperatur, nahe der Erweichungstemperatur (typisch für jeweiligen Stoff) erwärmten Kunststoffplatte Erzeugnisse mit einer bestimmten Form (Pressteile) geformt werden.
 
Eine für die Erhaltung eines qualitativen Erzeugnisses (Pressteils) erforderliche Bedingung ist die Einhaltung von bestimmten physikalisch-chemischen Parametern eines Rohstoffes, somit einer Kunststoffplatte. Einer der Schlüsselparameter ist im Prozess der Thermoverformung der Rohstoff-Wassergehalt.
 
Vom Wassergehalt sind physikalische, chemische, mechanische und technologische Parameter zahlreicher nicht metallischer Stoffe abhängig. Aktuell werden praktisch in sämtlichen Industriezweigen, der Landwirtschaft, Energetik und im Bauwesen Trocknungs- und Anfeuchte-Prozesse zur Änderung eines Wassergehalts in den Stoffen genutzt. Daher auch ist eine quantitative Beurteilung des Wassergehalts in Feststoffen, Flüssigkeiten wie Erdöl und Erdölerzeugnisse oder Gasen in der Industrie, Wissenschaft sowie Forschung erforderlich.
 
In der Industrie nimmt die Feuchtigkeit von Rohstoffen und Halberzeugnissen einen großen Einfluss auf die Qualität der Endproduktion sowie Maschinen-Leistungsfähigkeit und -Betriebszeit. In zahlreichen Industriezweigen wie Schwer- und Leichtindustrie, Textil-, Lebensmittel-, chemische Industrie usw. sind technologische Hauptprozesse mit Änderungen der Feuchtigkeit von den zu verarbeitenden Stoffen eng verbunden.
 
Bei einer Thermoverformung können selbst geringe Wassermengen in den Kunststoffplatten zu Beschädigungen des Enderzeugnisses führen.
 
Was ist dafür verantwortlich?  
 
Enthält ein Rohstoff Wasser, das sich gewöhnlich in der Innenstruktur einer Kunststoffplatte befindet, verändert dieses Wasser im Prozess einer Erwärmung auf eine bestimmte Temperatur seinen Aggregatzustand, erweitert sich und beschädigt den Rohstoff durch dessen Zerreißen.
 
Um Wasser aus einem Rohstoff zu entfernen und dessen Beschädigung vorzubeugen wird dieses vor einer Thermoverformung viele Stunden lang in Trocknungsanlagen durchgewärmt. Die Firma LEPOLAM hat eine Trocknungsanlage entwickelt, welche eine effiziente Trocknung von den Kunststoffplatten auf kontrollierte Art und Weise ermöglicht.
 
In der Kammer der Trocknungsanlage gibt es einen Wagen mit Stangen zum Aufhängen von den Platten. Der Wagen kann mit seiner gesamten Länge nach außerhalb der Trocknungsanlage ausgefahren werden, wodurch Be- und Entladung von Platten erleichtert werden und man braucht darüber hinaus die Abkühlung der Kammer nicht abzuwarten. Dank einer senkrechten Aufhängung von den Platten auf dem Wagen werden diese durch eine heiße Trocknungsluft von allen Seiten umflossen, was während der Trocknungszeit von Bedeutung ist – die Feuchtigkeit diffundiert schneller aus dem Stoff. Platten werden an den Wagenstangen mittels Klemmhalterungen aufgehängt. Die Befestigungsstelle einer Klemmhalterung befindet sich außerhalb des Stoff-Nutzbereiches und es gibt daraus keine Materialverluste. Während der Be- und Entladung sowie während des Trocknens berühren sich die Platten gegenseitig nicht, so besteht auch keine Gefahr einer Entstehung von Kratzern daran, darüber hinaus können die Platten auf einer Seite mit einer Schutzfolienschicht werkseitig versehen sein (dies kann allerdings zu einer Verlängerung des Trocknungsprozesses führen).
 
Bei dem Trocknungsprozess finden in der Trocknungsanlage zwei Systeme die Anwendung:
 
Das System für Heißluft-Trocknung (die auf die vorgegebene Temperatur erwärmte Luft zirkuliert in einem geschlossenen Umlauf und umfließt die in der Kammer aufgehängten Platten, wobei sie die Feuchtigkeit denen entnimmt).
 
Das System für Trockenluft-Trocknung (aus dem Hauptumlauf entnimmt das zweite System eine feuchte Luft und führt diese durch einen Trockner-Rotor, wo die Feuchtigkeit abgesetzt wird, und die Trockenluft kehr in die Kammer der Trocknungsanlage zurück). Die Feuchtigkeit wird nach außerhalb der Trocknungsanlage entfernt. Das System arbeitet in einem geschlossenen Umlauf.
 
Diese Technologie verkürzt die Trocknungszeit und reduziert vor allen Dingen den Energieverbrauch erheblich.
 
Sämtliche Anlagen, die mit der Trocknungstechnologie in Verbindung stehen, sind am Dach der Trocknungsanlage angebracht.
 
Sämtliche Vorrichtungen, welche Wärme ausstrahlen, wie Kanäle, Lufterhitzer, Trockner oder Wärmetauscher sind zur Minimierung von Wärmeverlusten mit einer Isolierschicht abgedeckt.
 
Auch bei der innovativen Lösung, welche die Trocknungsanlage bildet, verbleiben grundlegende Fragen:

• Wie viel an Wasser gibt es im Rohstoff?
• Soll Rohstoff einem Trocknungsprozess unterzogen werden?
• Wie lange soll der Rohstoff mit einer heißen Luft in der Trocknungsanlage behandelt werden?

 
Diese Fragen stellt die gesamte Branche von den Kunststoffen weltweit. Um diesen Bedürfnissen entgegenzukommen hat die Firma LEPOLAM über die Schaffung einer innovativen Vorrichtung – eines Feuchtigkeits-Punktsensors zur Messung eines Wassergehalts in den Kunststoffplatten entschieden. Für die Umsetzung dieser Idee wurden Mittel im Rahmen des NCBiR-Projektes gewonnen.
 
Aus der Vorab-Analyse und Untersuchungen geht hervor, dass solch eine Vorrichtung, d.h. Wassergehalt-Punktsensor es ermöglichen wird, den Wassergehalt in den Kunststoffplatten mit einer großen Genauigkeit und Reproduzierbarkeit zu messen.
 
Künftig wird die komplexe Lösung – eine Vorab-Detektion des Rohstoff-Wassergehalts unter Verwendung eines Punkt-Sensors eindeutig feststellen lassen, wie lange ein Stoff getrocknet werden muss, wodurch die Effizienz einer Trocknungsanlage deutlich erhöht wird.
 
Eine sehr präzise Kontrolle der Feuchtigkeit von den zu verwendenden Stoffen ist von einem sehr großen wirtschaftlichen Einfluss. Diesen in Geld zu schätzen ist schwierig, insbesondere deswegen, weil in den meisten Fällen eine Einsparung nicht durch Gewinnung eines Wissens betreffend Wassergehalt sondern durch eine gezielte und effiziente Nutzung dieser Information erzielt wird.