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Mehrfunktionale Beschichtungen auf Flachglas - eine Alternative zum Sicherheitsglas

12.09.2011
Wissenschaftler aus Jena haben ein Produkt entwickelt, welches die Eigenschaften eines Sicherheitsglases besitzt, aber gleichzeitig mit einem außergewöhnlichen Design der Gestaltung von Glasflächen Akzente setzt.

Durch eine ausgezeichnete Haftung der Materialien untereinander wird bei einem plötzlichen Bruch des Glases die Splitterwirkung reduziert und der Zerfall des Produkts verhindert. Besonders für die Möbelindustrie und im Innenausbau ist dieses Verbundglas geeignet. So können Innenwände von Fahrstühlen oder gesamten Räumen, insbesondere Bad und Küche, Trennwände sowie Verkleidungen von Theken oder Messeaufbauten ausgestattet werden.

Sicherheitsgläser haben durch ihre Stabilität und mechanische Festigkeit ein breites und vielfältiges Anwendungsgebiet. Sie werden im Außen- und Innen - Architekturbereich z.B. in Fassaden, Fenster, Lärmschutzwände, Brüstungen und Geländer, Glasinnentüren, Glasduschen und Trennwände eingesetzt. Auch in der Autoindustrie ist der Einsatz von Sicherheitsglas unabdingbar.

Die Herstellung von Sicherheitsgläsern unterliegt bestimmten Fertigungsverfahren, wobei Verbundsicherheitsglas (VSG) durch den Verbund von Floatglasscheiben mit einer hochreißfesten PVB-Folie erzeugt und Einscheibensicherheitsglas (ESG) durch einen thermischen Vorspannprozess hergestellt wird. Es gibt aber auch sehr viele Anwendungsgebiete, in denen der Einsatz von einfachem Floatglas durch die hohe Bruchgefahr nicht gestattet ist, jedoch die Verwertung von aufwendig hergestelltem Sicherheitsglas nicht unbedingt erforderlich ist. Für diese sogenannten Nischen wurde ein Pulverlack-Glasfaser-Glasverbund entwickelt.

Für die Realisierung wurden Beschichtungsstoffe aus Pulverlack und Verstärkungsmaterialien verwendet, welche die mechanischen Eigenschaften eines Verbundwerkstoffes positiv beeinflussen. So werden Glasfaserelemente, wie z.B. Glas-Filamentgewebe, -Rovinggewebe oder Glasmatten mit Polyester-pulverlacken kombiniert und mit dem Floatglas zu einem Verbund zusammengebracht. Bei der Verwendung von transparenten Polyesterpulverlacken ist neben einer Erweiterung der Funktionalität hinsichtlich Bruchsicherheit und Splitterbindung auch der Aspekt einer dekorativen Oberfläche durch die unterschiedlichen Strukturen der Gewebe berücksichtigt.

Die Erhöhung der Stabilität eines solchen Verbundes wurde in entsprechenden Tests nachgewiesen. Polyesterlacke werden vorzugsweise im Außenbereich verwendet, Glas ist ebenfalls ein witterungsstabiler Werkstoff. Der Einfluss von klimatischen Bedingungen auf den Pulverlack-Glasfaser-Glasverbund (PLGV) wurde daher mit Hilfe ausgewählter Alterungstests und anschließender mechanischer Prüfung untersucht.

Nach einer speziellen Präparation wurden die zu untersuchenden Prüfkörper einem Korrosionsschnelltest (72h bei 50°C), einem Klimawechseltest (7 Zyklen á 24h von –20 bis +100°C) und einem Salzsprühnebeltest (1000h bei 35°C) unterzogen. Im Anschluss daran wurden an den Proben im Vierpunkt-Biegeversuch sowie im Doppelring-Biegeversuch die Biegefestigkeit ermittelt und mit denen von reinem Floatglas und dem unbelasteten Verbund verglichen.

Für die Beurteilung der Haftfestigkeit des Pulverlackes auf dem Glas und im Pulverlack-Glasfaser-Verbund wurde auf die Stempelabrissmethode zurückgegriffen. Um die Splitterbindung nach einem Glasbruch zu bewerten, sind größere Glasscheiben mit der Pendelschlagprüfung bewertet worden.

Die Ergebnisse belegen eine deutliche Steigerung der mechanischen Festigkeit von Floatglas mit dieser Beschichtungskombination. Insbesondere die Bruchsicherheit und damit verbunden die Splitterbindung ist durch die gute Haftung des Pulverlackes gegenüber normalem Floatglas deutlich erhöht worden. Die anderen mechanischen Kennwerte haben sich trotz der künstlichen Alterung im Vergleich mit dem unbelasteten Verbund nicht signifikant verändert.

Weitere Informationen:
Marion Homuth, INNOVENT e.V., E-Mail: mh1@innovent-jena.de

Andrea Gerlach | idw
Weitere Informationen:
http://www.innovent-jena.de

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