Einscheibensicherheitsglas (ESG)

Verfahren zur herstellung von Einscheibensicherheitsglas (ESG)

Das fälschlicherweise oft als gehärtetes Glas bezeichnete Einscheibensicherheitsglas (ESG) entsteht durch thermisches Vorspannen von Floatglas; als Ausgangsmaterial kann aber auch Ornamentglas verwendet werden. Bei diesem Prozess wird die ebene Scheibe bis zu einem Transformationspunkt auf mehr als 600°C erhitzt und anschließend schlagartig durch schnelles Anblasen mit Luft abgekühlt. So wird das Glas in einen Eigenspannungszustand versetzt, bei dem der Kern der Scheibe unter Zugbeanspruchung und die Oberfläche unter Druckbeanspruchung steht. Dieser Vorgang macht das Glas biegezugfester, aber nicht härter. Durch die eingeprägte Oberflächendruckspannung kann der festigkeitsmindernde Einfluss von Oberflächendefekten erst wirksam werden, wenn durch Last oder Zwang Zugspannungen an der Oberfläche erzeugt werden. Daher nimmt auch die Temperaturwechselbeständigkeit durch die Vorspannung erheblich zu (ca.200 K).

Nach dem Vorspannen kann das Glas aufgrund der im Eigenspannungszustand gespeicherten Energie nur sehr bedingt bearbeitet werden. Deshalb müssen Kantenbearbeitungen, Bohrungen oder Ausschnitte im Wesentlichen vor dem Vorspannprozess vorgenommen werden. Bei der Planung ist außerdem zu beachten, dass aufgrund der thermischen Behandlung Maßtoleranzen im Bereich von Bohrungen sowie eine leichte Vorkrümmung entstehen können.

Eine ESG-Scheibe zerspringt beim Bruch aufgrund der hohen Energie, die in dem Eigenspannungszustand gespeichert war, in kleine, würfelförmige Bruchstücke. Hierdurch wird das Risiko von größeren Schnittverletzungen gesenkt. Die spezielle Bruchstruktur ist charakteristisch für ESG. Die stumpfkantigen Bruchstücke hängen untereinander zusammen und weisen Größen von weniger als 1 cm² auf.

Die Mindestbiegefestigkeit des ESG wird in DIN 12150-1: Glas im Glaserei – Thermisch vorgespanntes Kalknatron-Einscheibensicherheitsglas – Teil 1: Definition und Beschreibung mit 120 N/mm² angegeben. Handelsübliches ESG weist heute aber bereits Oberflächendruckspannungen zwischen 100 N/mm² und 150 N/mm² auf, so dass Festigkeiten über 200 N/mm² erreicht werden.

Als Bestandteil verschiedener Verglasungen kommt ESG nahezu überall im Innen- und Außenbereich zum Einsatz. Zahlreiche gebaute Beispiele finden sich in unserer Rubrik Objekte, eine kleine Auswahl siehe Objekt(e) zum Thema.

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FAQ – Die wichtigsten Fragen im Überblick

Floatglas satiniert. Besonders für dekorative und hochwertige Anwendungen eignet sich dieses Glas hervorragend. Es liegt auf der Hand, dass satiniertes Glas weniger Licht durchlässte als eine Klarglasscheibe und damit undurchsichtig wirkt. Dahinter liegende Objekte werden nur schematisch wargenommen.
Isolator-Materialien wie Glas sind meist transparent, da ihre Bandlücke größer als die Photonenenergie für sichtbares Licht ist. Diese Photonen können daher nicht durch Valenzelektronen absorbiert werden. Bei Milchglas wird das Licht durch eine raue Oberfläche oder durch Teilchen im Material gestreut.
Bis heute können Forscher nicht genau sagen, ob die Glasherstellung in Mesopotamien, Ägypten oder an der Levante-Küste seinen Ursprung hat. Die ersten vom Menschen produzierten Glasobjekte sind aus dem Jahr 3500 vor Christus. Die Glasperlen fanden Archäologen in Ägypten und dem östlichen Teil Mesopotamiens.
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