Floatglas
Floatglas ist Flachglas, welches im Floatprozess, oder auch Floatglasverfahren, hergestellt wurde. Das Verfahren wird seit den 1960ern industriell angewandt, hat seither die meisten anderen Methoden zur Flachglasherstellung weitgehend verdrängt und liefert inzwischen etwa 95 % des gesamten Flachglases aller Anwendungsbereiche wie Fensterglas, Autoscheiben und Spiegel.
Der Begriff Spiegelglas steht gemäß DIN 1249 (Flachglas im Bauwesen) und DIN 1259 (Glas) für planes und durchsichtiges Glas, wird aber mittlerweile oft synonym für Floatglas verwendet; als Grundlage für Flachglas fast aller Bereiche wird auch von Basisglas gesprochen.
Produktionsablauf
Die Floatglasherstellung ist ein endlos-kontinuierlicher Prozess. Die reine geläuterte, bei 1100 °C teigig-flüssige Glasschmelze wird fortlaufend von einer Seite auf ein längliches Bad aus flüssigem Zinn geleitet, auf welchem das etwa ⅔ leichtere Glas schwimmt (engl. to float) und sich wie ein Film gleichmäßig ausbreitet. Durch die Oberflächenspannung des Zinns und des flüssigen Glases bilden sich sehr glatte Oberflächen. Das auf dem kühleren Ende des Bades erstarrte, noch ca. 600 °C warme Glas wird fortlaufend herausgezogen und durchläuft einen Kühlofen, in welchem es verspannungsfrei heruntergekühlt wird. Nach einer optischen Qualitätskontrolle wird das Glas geschnitten (Standardgröße in Europa: 6000 × 3210 mm).
Die nachfolgende Tabelle vergleicht Herstellungsverfahren für durchsichtiges[1] Flachglas:
| Verfahren | Glasstärken | Oberfläche | Lufteinschlüsse | Materialeinschlüsse | Kosten |
|---|---|---|---|---|---|
| Zylinderblasverfahren | stark gewellt; optisch sehr unruhig, keine planparallele Oberfläche | einige | einige | − − − | |
| Gießen, Walzen, Schleifen, Polieren | stark gewellt | einige | keine | − | |
| Ziehen (Fourcault-Verfahren) | ab 0,8 mm | mäßig gewellt, Ziehstreifen, optisch unruhig | wenig | keine | ○ |
| Ziehen (Libbey-Owens-Verfahren, Pittsburgh-Verfahren) | ab 0,8 mm | schwach gewellt, Ziehstreifen, optisch unruhig |
sehr wenig | sehr wenig | ○ |
| Overflow Down Draw-Verfahren[2] oder Fusions-Verfahren (u. a. für Flüssigkristallbildschirme) | ab 0,1 mm | nicht gewellt | keine | keine | ? |
| Floatprozess | 2 bis 24 mm | nicht gewellt | keine | praktisch keine, lediglich unter Ultraviolett sichtbar | + |
Die Viskosität des halbflüssigen Glases und Ziehgeschwindigkeit, mit der das feste Glas von der halbflüssigen Phase gezogen wird, bestimmt die Stärke (Dicke) des Glases. In vielen Anlagen liegen zur Regulierung der Glasstärke im Bereich des Zinnbades am Rand der Glasfläche (der später abgeschnitten wird) sogenannte Toproller auf. Das Floatglasverfahren ermöglicht Glasstärken ab etwa 0,4 mm. Üblicherweise werden die weltweiten Standardstärken 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 19 und 24 mm produziert.
Eine Floatglasanlage ist wegen der kontinuierlichen Kühlung sehr lang (ca. 300 bis 1000 m). Zinn hat mit 232 °C einen niedrigen Schmelzpunkt, so dass es bis zum völligen Erstarren des Glases noch flüssig bleibt; außerdem hat es bei den verwendeten 1100 °C noch keinen hohen Dampfdruck, der zu Unebenheiten an der Glasunterseite führen könnte, und verhält sich gegenüber dem Glas fast inert. Das Zinn muss zur Vermeidung von Oxidation mit dem Luftsauerstoff in einer Schutzatmosphäre (meist Stickstoff) gehalten werden.
Auf der Zinnschmelze wird die Glasseite gering mit Zinn dotiert. Für wissenschaftliche Untersuchungen in Laborgläsern, bei denen es auf besondere Reinheit ankommt, kann Floatglas unter Umständen nicht verwendet werden. Auch nachfolgende Beschichtungsverfahren gelingen auf beiden Seiten unterschiedlich. Die Unterseite anhand der Spuren des Zinns zu identifizieren, ist daher für die Weiterverarbeitung manchmal wichtig. Für die Unterscheidung wird oft ausgenutzt, dass die Zinnseite unter kurzwelliger Ultraviolett-Bestrahlung graublau fluoresziert.
Eine Floatglasanlage läuft permanent rund um die Uhr und produziert ca. 11 – 15 Jahre lang (Wannenreise). Danach ist eine Kaltreparatur erforderlich, bei der die Wannenauskleidung erneuert wird. Eine größere Anlage liefert etwa 3000 m²/Stunde bei 4 mm Glasstärke bzw. 33 t/Stunde. Es sind ca. 250 Floatglasanlagen weltweit im Einsatz (Tendenz steigend).
Kennzeichnung
Floatglas wird bisher ohne dauerhafte Produktkennzeichnung ausgeliefert. Zwei Methoden sind bekannt, eine solche Kennzeichnung auf- oder einzubringen:
- Laser-Fracking im Glasvolumen erzeugt minimale optische Störungen, die als serieller Code oder als 2- oder 3-dimensionaler Matrixcode ausgeführt werden können.
- Umwandlung der Zinndotierung in eine oberflächliche dauerhafte Farbschicht mit ein- oder zweidimensionalem Code.
Weitere Kennzeichnungsverfahren mit Bedruckung sind weniger dauerhaft oder mit Silberbedampfung sind nicht mehr gebräuchlich.
Der Verzicht auf eine dauerhafte Kennzeichnung erzeugt bei individuellen Zuschnitten (beispielsweise Elbphilharmonie) logistische Probleme.
Geschichte
Bereits in der Mitte des 19. Jahrhunderts hatte Henry Bessemer die Idee, flüssiges Zinn als Träger für Flachglas zu verwenden. Im Jahre 1902 erhielt William E. Heal ein Patent in den USA auf das Herstellungsprinzip, Glas kontinuierlich über ein Zinnbad laufen zu lassen und so planparallele Oberflächen zu erhalten. Dieses Patent ist nie kommerziell genutzt worden.
Sir Alastair Pilkington entwickelte das Verfahren so weit, dass es industriell anwendbar wurde, und stellte es am 20. Januar 1959 der Öffentlichkeit vor. 1966 begann die Firma Pilkington Brothers in St. Helens (Großbritannien) mit der Produktion und vergab nachfolgend eine Vielzahl von Lizenzen an andere Flachglashersteller.
Das neue Verfahren löste die bisherige Flachglasproduktion im Guss- oder Blasverfahren nahezu vollständig ab. Schon bald kam weltweit das meiste Flachglas aus Floatglasanlagen. Durchsichtiges Flachglas ist seither bedeutend billiger geworden und stellt heute ein vielseitig und großflächig in der Architektur eingesetztes Baumaterial dar, das Architekten einen großen Gestaltungsspielraum gibt und energiesparende Konstruktionen mit hoher Transparenz ermöglicht. Da die geringen verbliebenen Zinnspuren auf einer Seite des Floatglases einigen speziellen Anwendungen aber entgegenstehen, hat sich z.B. für LCD/TFT-Displays das Overflow-Down-Draw- oder Fusion-Verfahren eine gewisse Bedeutung erhalten können.
Einzelnachweise
- ↑ Gewalztes Gussglas wird ungeschliffen und unpoliert auch als nichtdurchsichtiges Glas verwandt.
- ↑ Nippon Electric Glass Co., Ltd. (12. September 2007): PLATE GLASS MANUFACTURING APPARATUS AND PLATE GRASS MANUFACTURING METHOD. freepatentsonline.com. Abgerufen am 30. Dezember 2009.
Weblinks
- MATERIAL ARCHIV: Floatglas - Umfangreiche Materialinformationen und Bilder