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Floatglas: Herstellung, Eigenschaften und Vorteile

Fensterscheiben, Spiegel oder Designer-Möbel: Glas ist ein vielfältiger Werkstoff und begegnet uns in vielen Bereichen des Alltags. In fast allen Fällen kommt dabei Floatglas zum Einsatz. Dabei handelt es sich um flaches Glas, das in einem sogenannten Floatprozess hergestellt wird, und eine besonders glatte Oberfläche besitzt. Lesen Sie hier alle wichtigen Informationen zu Herstellung und Eigenschaften von Floatglas sowie speziellen Floatgläsern wie Optiwhite- oder Sicherheitsglas.

Was ist Floatglas?

Floatglas ist ein sogenanntes Flachglas, welches in einem Floatglasverfahren hergestellt wird. Dazu wird das geschmolzene Glas auf ein Bad aus flüssigem Zinn aufgebracht. Da das Glas leichter ist als Zinn, schwimmt (engl. „to float“) es an der Oberfläche und breitet sich vollkommen gleichmäßig aus.

Als Ergebnis erhält man Glas mit einer makellos glatten Oberfläche, das frei von Lufteinschlüssen (etwa Blasen oder Schlieren) ist. Aufgrund dieser Vorteile hat sich das Floatglasverfahren bei der Herstellung von Flachglas weitgehend durchgesetzt.

Designer-Möbel aus Floatglas: klassisch, edel

Auch im Möbeldesign schätzt man das Floatglas: Mit seiner makellos glatten Fläche und der glasklaren Transparenz eignet es sich hervorragend für die Fertigung edler Glasmöbel. Das typische Floatglas schimmert leicht grünlich und besitzt an den Kanten eine deutliche grüne bis grün-schwarze Färbung.

Glasmöbel aus klassischem Floatglas verströmen dadurch eine Eleganz, die besonders gut zu einem gehobenen Einrichtungsstil passt. Sie wünschen sich doch eher eine modern-frische Note? Dann empfiehlt es sich, auf Glasmöbel aus Weißglas zu setzen, beispielsweise dem extra hellen Optiwhite-Glas.

Seit wann gibt es das Floatglas?

Bis in die 1960er-Jahre wurde Flachglas mittels anderer Methoden hergestellt: etwa durch Ziehen, Walzen oder Gießen. Das daraus resultierende Glas wies aber immer eine leichte Wellung bzw. auch Ziehstreifen auf, sodass es optisch nicht komplett klar erschien.

1959 stellte der britische Ingenieur Alastair Pilkington erstmals das Floatglasverfahren vor und Mitte der 1960er-Jahre begann die industrielle Floatglas-Produktion. Seitdem hat die Floatglasmethode alle anderen Verfahren mehr und mehr abgelöst.

Floatglas: Eigenschaften und Verwendung

Wie bereits erwähnt, ist ein wesentlicher Vorteil von Floatglas seine völlig ebenmäßige Oberfläche. Im Gegensatz zu früheren Herstellungsverfahren lässt sich im Floatprozess Glas produzieren, das eine klare, unverzerrte Durchsicht erlaubt.

Weitere Eigenschaften von Floatglas:

  • robust gegen Kratzer
  • Gewicht: ca. 2,5 Kilogramm pro Quadratmeter und Millimeter Glasdicke
  • planparallele Oberflächen: Beide Seiten der Glasfläche sind komplett eben und parallel zueinander.
  • Farbe: Floatglas besitzt üblicherweise eine leicht grünliche Farbe, die vor allem an den Kanten sichtbar wird. Für helleres Glas arbeitet man mit speziellen, eisenoxidarmen Rohstoffen (siehe auch weiter unten den Punkt „Floatglas vs. Weißglas“).
  • hohe Lichtdurchlässigkeit: Konventionelles Floatglas (Einfachglas, Glasdicke von 3-10 Millimeter) besitzt eine Lichtdurchlässigkeit von ca. 85-90 %, bei Weißglas ist der Wert noch höher.
  • Temperaturwechselbeständigkeit: Sie beträgt rund 40 Kelvin (bei einfachem Glas ohne Sicherheitsbehandlung), das bedeutet Floatglas kann schnellen Temperaturänderungen im Bereich von bis zu 40 Kelvin standhalten.

Diese Merkmale und ein vergleichsweise günstiger Herstellungsprozess haben dazu geführt, dass Floatglas heute auf vielfältige Art und Weise zum Einsatz kommt. So handelt es sich bei rund 95 % des Flachglases um Floatglas.

Unter anderem wird es verwendet für:

  • Fenster
  • Spiegel
  • Autoscheiben
  • Fassadenverglasungen
  • Glashäuser
  • Glasmöbel
  • v. m.

In vielen Fällen werden Floatgläser nicht als Einzelscheiben verarbeitet: Gerade bei Fenstern, Türen und Fassaden kommen meist Mehrfachverglasungen aus mehreren Floatglas-Scheiben zum Einsatz.

Durch spezielle Behandlung lässt sich das Flachglas auch zu Sicherheits-, Verbund- und Isoliergläsern weiterverarbeiten (siehe dazu den Punkt „Floatglas als Sicherheitsglas“).

Die Herstellung von Floatglas im Detail

Sehen wir uns nun aber die Herstellung von Floatglas etwas genauer an.

Herstellung von Floatglas1. Grundstoffe

Im ersten Schritt werden die einzelnen Grundstoffe, aus denen später das Glas entsteht, vermischt und geschmolzen. Für die Glasherstellung benötigt man folgende Rohstoffe:

  • Quarzsand
  • Soda (Natriumcarbonat)
  • Dolomit
  • Kalk (Calciumcarbonat)

In den meisten Fällen werden außerdem noch 10-15 % an recycelten, gesäuberten Glasscherben dazugefügt. Aus diesen „Zutaten“ entsteht im Schmelzofen das sogenannte Gemenge.

2. Floatprozess

Im nächsten Schritt wird das Gemenge bei einer Temperatur von ca. 1100 °C auf ein Bad aus flüssigem Zinn geleitet. Wegen ihrer unterschiedlichen Dichte (das Glasgemenge ist etwa zwei Drittel leichter als Zinn) vermischen sich die beiden Stoffe nicht. Das Glas schwimmt oben und breitet sich sehr gleichmäßig in alle Richtungen aus. Durch die Oberflächenspannung des Zinns und des flüssigen Glases bildet sich die charakteristische glatte Oberfläche.

Übrigens: Das Floatglasverfahren ist ein kontinuierlicher Prozess – wird es einmal gestartet, so läuft es ununterbrochen Tag und Nacht, solange das Werk in Betrieb ist. Dabei wird auf der einen Seite permanent Glasgemisch eingefüllt, auf der anderen Seite wird das abgekühlte Glasband herausgezogen und zugeschnitten.

3. Kühlung und Zuschnitt

Das Glas wird dann langsam und spannungsfrei heruntergekühlt. Sobald es „nur“ noch 600 °C heiß ist, kann das Glasband vom Zinnbad heruntergehoben werden. In einem zusätzlichen Kühlofen kühlt sich das Glas weiter ab. Anschließend wird es auf seine Qualität kontrolliert, gewaschen und auf die gewünschten Größen zugeschnitten.

Herstellung von verschiedener Glasdicke

Die Dicke des Glases hängt davon ab, wie schnell sich die Rollen im Kühlbereich bewegen. Je schneller diese Rollen sind, desto dünner wird letztendlich die Glasplatte. Zumeist wird ein zusätzlicher Produktionsschritt des Streckens bzw. Stauchens eingebaut, um die Glasdicke zu steuern. Die Verarbeitung erfolgt dann folgendermaßen:

  • Ausbreitung der flüssigen Glassmasse auf dem Zinn
  • Glas auf rund 700 °C abkühlen
  • Glasband wird von Rollen erfasst.
  • Glasband wird erneut auf 850 °C aufgeheizt.
  • Strecken bzw. Stauchen des Glasbandes (je nach Geschwindigkeit der Rollen) auf die erforderliche Dicke
  • Endgültige Abkühlung

Floatglas als Sicherheitsglas

Für sehr viele Verwendungszwecke wird das Floatglas zu Sicherheitsglas weiterverarbeitet. Das sind Glasscheiben, die zum Beispiel bei Bruch in ganz viele kleine Teile zerbröseln oder sogar überhaupt nicht auseinanderfallen. Damit wird die Gefahr von Verletzungen minimiert bzw. es dient als Einbruchschutz.

Zwei wichtige Kennzahlen für Sicherheitsglas

In Bezug auf die Merkmale von Sicherheitsglas tauchen oft zwei Begriffe auf, die wir kurz erklären:

  • Biegefestigkeit: Das ist die maximale Belastung durch Biegen, die ein Bauteil aushält, bevor es bricht. Man gibt sie in Newton pro Quadratmillimeter an (N/mm²). Unbehandeltes Floatglas hat ca. eine Biegefestigkeit von 45 N/mm².
  • Temperaturwechselbeständigkeit: Das ist jener Temperaturunterschied, bei dem ein Werkstoff oder Bauteil einem schnellen Wechsel standhält, ohne dass es zu Schäden kommt. Man gibt sie in Kelvin (K) an. Für unbehandeltes Floatglas liegt die Temperaturwechselbeständigkeit bei 40 K.

Man unterscheidet unter anderem das Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG), das Verbundsicherheitsglas (VSG) und das teilvorgespannte Glas (TVG):

ESG-Floatglas

Einfaches Floatglas ohne Sicherheitsbehandlung zerbricht in größere Splitter, die große Verletzungsgefahr bergen. Das Bruchbild von ESG-Floatglas sieht anders aus: Hier zerfällt das Glas in viele kleine, stumpfe Krümel. Darüber hinaus hat das ESG eine erhöhte Biegefestigkeit (mind. 120 N/mm²) – es hält also generell stärkeren Schlägen und Stößen stand – und eine höhere Temperaturwechselbeständigkeit (ca. 200 K).

Das ESG-Floatglas erzeugt man durch eine Wärmebehandlung (auch „thermisches Vorspannen“ genannt): Das Glas wird auf eine Temperatur von mehr als 600 °C erhitzt und danach schlagartig wieder abgekühlt. Dadurch entsteht eine Eigenspannung im Glas und es kommt zu den erwähnten Eigenschaften.

VSG-Floatglas

Verbundsicherheitsglas (VSG) besteht nicht nur aus einer Glasscheibe, sondern aus mehreren zusammengeklebten Scheiben. Dazwischen befindet sich eine reißfeste Kunststoff-Folie.

Die Folge: Das Glas kann zwar zerbrechen, aber die Glassplitter fallen nicht zu Boden. Die Bruchstücke haften an der Kunststoff-Folie und die verglaste Öffnung bleibt geschlossen. Somit bietet das VSG-Floatglas zum Beispiel erhöhten Schutz gegen Einbrecher, auch Dachverglasungen und Windschutzscheiben sind meist aus VSG.

TVG-Floatglas

Das teilvorgespannte Glas (TVG) wird ähnlich bearbeitet wie Einscheiben-Sicherheitsglas und zwar mit einem thermischen Vorspannprozess (Erhitzen und Abkühlen der Scheibe). Das Herunterkühlen geht jedoch langsamer vor sich. Damit liegt das TVG-Floatglas mit seiner Biegefestigkeit (70 Nm/mm²) und Temperaturwechselbeständigkeit (100 K) zwischen dem normalen Floatglas und dem ESG-Floatglas.

Man verwendet das TVG-Floatglas meist als Grundlage für Verbundsicherheitsglas. Denn es ist stabiler als das gewöhnliche Floatglas, bildet aber größere Splitter als das komplett vorgespannte Glas. Somit verbleibt bei Verbundsicherheitsglas aus TVG beim Bruch eine hohe Resttragfähigkeit der Scheibe, was zum Beispiel für die Absturzsicherung wichtig sein kann.

Floatglas vs. Weißglas

Charakteristisch für Floatglas ist seine leicht grünliche Farbe. Je nach Dicke und Blickwinkel ist diese mehr oder weniger stark, besonders deutlich erkennbar ist die grüne Farbe an den Kanten. Der Grund dafür ist der Anteil an Eisenoxiden in der Glasrohmasse.

Mittlerweile ist es aber auch möglich, helleres Glas herzustellen, indem man eine eisenoxidarme Rohmasse verwendet. Dieses sogenannte Weißglas oder auch „Optiwhite“-Glas wirkt noch transparenter und schimmert eher hell türkis. Besonders bei Glasmöbeln kann dies eine attraktive Option sein; Aquarien werden ebenfalls gern aus Weißglas gefertigt.

Im Prinzip handelt es sich bei beiden Varianten um Floatglas: Denn damit wird jedes Flachglas bezeichnet, das im Floatprozess hergestellt wird, und auch die Produktion von weißem Flachglas erfolgt auf diese Art und Weise. Wenn man „Floatglas“ im Gegensatz zu „Weißglas“ bzw. „Optiwhite“-Glas erwähnt, meint man aber meist das typisch grünliche Glas.

Floatglas: aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken

Floatglas-Scheiben umgeben uns also ständig, ob es uns nun bewusst ist oder nicht: egal, ob wir im Auto durch die Windschutzscheibe blicken, uns in der verglasten Veranda sonnen oder edles Porzellan in einer Glasvitrine bewundern. Denn durch das Floatglasverfahren lässt sich auf effiziente Art und Weise spiegelglattes Flachglas produzieren, das glasklare Durchsicht erlaubt.

 

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