Glasherstellung & Glasarten
Erklärung über verschiedene Gläser und ihrer Herstellung beziehungsweise deren Verwendungszweck
Float Glas
Floatglas besteht hauptsächlich aus den Grundbestandteilen Sand, Soda und Kalkstein. Die Zusammensetzung besteht aus:
- Sand (Quarzsand), etwa 70 - 75 % des Glasrohstofffs besteht aus Siliziumdioxid, das aus Sand gewonnen wird. Sand verleiht dem Glas Transparenz und Festigkeit.
- Soda (Natriumcarbonat), der Anteil von Soda liegt zwischen 12 - 15 %. Soda wird als Flussmittel verwendet, um die Schmelztemeratur zu senken und die Glasbildung zu erleichtern.
- Kalkstein (Calciumoxid), Kalkstein macht etwa 8 - 12 % der Glaszusammensetzung aus. Es verbessert die chemische Beständigkeit des Glases.
Weitere Bestandteile, kleinere Mengen anderer Zusätze können für spezielle Eigenschaften hinzugefügt werden, wie z.B. Aluminiumoxid für Härte.
Beim Herstellungsprozess muss Folgendes durchlaufen werden.
Sand, Soda und Kalkstein werden in spezifischen Verhältnissen gemischt, um die gewünschte Glaszusammensetzung zu erreichen.
Die Mischung wird in einem Hochtemperaturofen geschmolzen. Die Schmelze wird auf eine hocheffizienten Zinnbad-Oberfläche gegossen.
Die Schmelze breitet sich auf dem flüssigen Zinn aus, wodurch sie eine ebene, glatte Oberfläche bildet. Dieser Prozess wird als Floatglasprozess bezeichnet, woher auch der Name "Floatglas" stammt.
Das Glas wird duch Walzen geformt und anschließend kontrolliert abgekühlt, um die gewünschte Dicke und Festigkeit zu erreichen.
Das resultierende Floatglas wird auf die gewünschten Abmessungen zugeschnitten. Es kann auch weiteren Prozessen unterzogen werden, wie dem Tempern für ESG (Einscheibensicherheitsglas) oder anderen Veredelungen.
Einscheibensicherheitsglas (ESG)
Die Herstellung von Einscheibensicherheitsglas (ESG) aus Floatglas erfogt durch einen spezifischen Temperprozess, bei dem das Glas auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird. Dieser Prozess wird als Vorspannen oder Härten bezeichnet und ist entscheidend für die verbesserten Sicherheitseigenschaften von ESG.
Der Vorspannprozess beginnt typischerwiese bei Temeraturen von etwa 600 bis 700 Grad Celsius. Das Floatglas wird in einen Ofen gebracht und auf diese hohe Temperatur erhitzt. Es ist wichtig zu betonen, dass das Glas währen dieses Prozesses nicht zum Schmelzen gebracht wird. Stattdessen wird es auf eine Temperatur erhitzt, bei der es plastisch wird, aber nicht in einen flüssigen Zustand übergeht.
Nachdem das Glas die erforderliche Temperatur erreicht hat, wird es schnell abgekühlt. Dies geschieht durch gezielte Kühlmaßnahmen, wie beispielsweise Luftstrahlen oder die Verwendung von Kühlwalzen. Das schnelle Abkühlen führt dazu, dass die äußeren Schichten des Glases schneller abkühlen als die inneren Schichten, was zu einer unterschiedlichen Spannungsverteilung im Glas führt.
Die Zugspannung an der Oberfläche und die Druckspannung im Inneren des Glases verbessern die mechanischen Eigenschaften erheblich. Das resultierende ESG weist eine höhere Biegefestigkeit und Schlagfestifkeit auf. Im Falle eines Bruchs zerfällt es in kleine, stumpfe Krümel, was das Verletzungsrisiko minimiert.
Teilvorgespanntes Glas (TVG)
Teilvorgespanntes Glas (TVG) wid aus Verbundsicherheitsglas (VSG) hergestellt, einem Glasprodukt, das bereits aus zwei oder mehr Glasschichten mit einer Zwischenschicht aus Polyvinylbutyral (PVB) besteht.
Zuerst wird Verbundsicherheitsglas hergestellt. Dabei werden zwei oder mehr Floatglas-Schichten mit einer Zwischenschicht aus PVB laminiert. Dies geschieht durch Erhitzen und Druckanwendung, um eine starke Verbindung zwischen den Glasschichten und dem PVB herzustellen.
Das VSG wird auf die gewünschten Abmessungen zugeschnitten. Es kann bereits als Sicherheitsglas verwendet werden, da es im Falle eines Bruchs dazu neigt, an der Zwischenschicht zu haften und nicht in scharfe Scherben zu zerfallen.
Das zugeschnittene VSG wird einem Vorspannprozess unterzogen. Dieser Schritt beinhaltet das Erhitzen des Glases auf eine hohe Temperatur und anschließendes rasches Abkühlen.
Dies führt zu einer Spannungsverteilung innerhalb des Glases und macht es teilvorgespannt.
Das teilvorgespannte Glas wird eneut auf die endgülitgen Abmessungen zugeschnitten, und die Kanten können nach Bedarf weiter bearbeitet werden.
TVG wird in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, die ergöhte Festikeit und Sicherheit erfordern. Dazu gehören:
- Glasfassaden
- TVG kann in Architekturanwenungen verwendet werden, um strukturelle Integrität und Sicherheit zu gewährleisten
- Glasgeländer, aufgrund seiner erhöten Festigkeit eignet sich TVG gur für Geländer in Innen- und Außenbereichen
- Glasdächer, in Anwendungen wie Überdachungen oder Wintergärten, wo Sicherheit und Widerstandsfähigkeit gegen äußere Einflüsse wichtig sind
Die Kombination von VSG und dem Vorspannprozess verleiht TVG verbesserte mechanische Eigenschaften und macht es zu einer sicheren Wahl für verschiedene Bau- und Designprojekte.
