Glas – ein vielseitiger Werk- und Wertstoff

Glas finden wir überall im Alltag. Dabei lassen sich Glasarten unterschiedlich kategorisieren. Wir geben einen Überblick im Hinblick auf Formgebung und Verwendung von Glas.

Glas begegnet uns täglich. Ob beim Blick durchs Fenster oder beim Tippen auf dem Smartphone – es ist allgegenwärtig. Der vielseitige Werkstoff kommt in den unterschiedlichsten Bereichen zum Einsatz. Die Vielfalt der Glasarten, die dies ermöglichen, ist beeindruckend. Durch die gezielte Auswahl der Rohstoffe und die Anpassung der Herstellungsprozesse können die Eigenschaften von Glas maßgeschneidert werden.

Glasarten lassen sich auf unterschiedliche Weise kategorisieren, unter anderem nach Genese, Chemismus, Verwendung, Formgebung oder Nachverarbeitung. Wir orientieren uns für einen Überblick an Formgebung und Verwendung – und unterscheiden demnach die folgenden Kategorien.

Hohlglas umfasst Glasprodukte, die durch ihre Form befüllt werden können, wie Getränkeflaschen, Konservengläser, Trinkgläser und andere Behälter. Die Herstellung erfolgt durch Blasen oder Pressen der geschmolzenen Glasmasse in Formen.

Die beiden Unterkategorien Behälterglas und Wirtschaftsglas unterscheiden sich durch ihren Verwendungszweck. Behälterglas dient Verpackungszwecken und ist deshalb funktional und robust, während Wirtschaftsglas oft dekorativer und vielfältiger im Design ist.

Zum Behälterglas zählen alle Glasverpackungen für Lebensmittel, Getränke, Medizin oder auch Kosmetik. Verwendet wird dafür in den meisten Fällen Kalk-Natron-Glas, das im Blasverfahren verarbeitet wird. Gängige Farben sind weiß, grün oder braun – andere Farben können individuell gestaltet werden.

Behälterglas dient in erster Linie der Aufbewahrung und dem Transport von Flüssigkeiten und festen Stoffen. Dazu zählen:

• Getränkeflaschen: Von der kleinen Limonadenflasche bis zur großen Weinflasche – Einweg oder Mehrweg – Getränkeflaschen sind wohl die bekanntesten Beispiele für Behälterglas.
• Konservengläser: Für Marmeladen, Eingelegtes, Gewürze und andere Lebensmittel dickwandige Gläser mit Schraubverschluss verwendet.
• Medizin- und Verpackungsglas: Hierzu zählen beispielsweise Fläschchen für Medikamente oder Glasbehälter für Kosmetikprodukte.

• Rohstoffe: Für Behälterglas wird in der Regel Kalk-Natron-Glas verwendet, welches überwiegend aus natürlichen Rohstoffen wie Sand, Soda, Kalk sowie aufbereitetem Altglas besteht.
• Herstellung: Behälterglas wird hauptsächlich im Blasverfahren hergestellt. Dabei wird die flüssige Glasschmelze in eine Form geblasen und erhält so ihre charakteristische Form.
• Farben: Behälterglas wird in vielen verschiedenen Farben hergestellt, um den Inhalt zu schützen oder optisch ansprechend zu gestalten. Die gängigsten Farben sind weiß, grün und braun.
• Recycling: Ein großer Vorteil von Glas ist seine nahezu unbegrenzte Recyclingfähigkeit. Altglasscherben werden gesammelt, zerkleinert und dem neuen Glas wieder zugeführt. Mittlerweile haben sie Quarzsand als Hauptbestandteil und Glasbildner überholt. Jede Glasverpackung besteht heute im Schnitt zu rund 60 Prozent aus Recyclingglas, grüne sogar aus bis zu 90 Prozent. Der große Vorteil: Neben der Rohstoffersparnis wird deutlich weniger Energie für die Schmelze benötigt. Das bedeutet auch weniger CO2. Der Einsatz einer Tonne Recyclingglas bedeutet eine Einsparung von über 300 kg CO2 bei der Produktion von neuen Glasverpackungen.

Zum Wirtschaftsglas zählen Tischglaswaren für den täglichen Gebrauch wie Trinkgläser mit oder ohne Stiel, Karaffen, Glasgeschirr, aber auch dekorative Glasobjekte wie Vasen, Kerzenhalter oder Schalen. Dazu gehören:

• Trinkgefäße: Ob Wasser- oder Weinglas, einfach oder Kristall, mit Stiel oder ohne – Trinkgläser und Karaffen fallen in diese Kategorie.
• Küchenutensilien: Glasbehälter für Lebensmittel, Servierschalen und andere Küchenhelfer aus Glas.
• Dekorationsglas: Vasen, Schalen und andere dekorative Gegenstände.

Besonderheiten:

• Rohstoffe: Neben Kalk-Natron-Glas werden für Wirtschaftsglas oft spezielle Glassorten verwendet, die eine hohe Transparenz, Glanz und einen schönen Klang ermöglichen. Allen voran: Kristallglas, da es eine hohe Lichtbrechung aufweist und so mehr Brillanz verleiht. Zudem eignet sich Kristallglas besonders gut für den Schliff, so dass Objekte mit besonderer Optik gestaltet werden können. Das bekannte Bleikristall wird heutzutage kaum noch hergestellt.
• Herstellung: Neben dem Blasen wird Wirtschaftsglas auch durch Pressen hergestellt. Bei diesem Verfahren wird die Glasschmelze in eine Form gepresst und erhält so ihre Form.
• Design: Wirtschaftsglas zeichnet sich oft durch ein ansprechendes Design und eine hohe Qualität aus.

Flachglas umfasst alle in flacher Form hergestellten Gläser. Es findet vor allem in der Bauindustrie Verwendung, zum Beispiel für Fenster, Türen und Fassaden. Hierzu zählen Fensterglas, Spiegelglas und Spezialgläser für Fassaden und Innenausbau. Die Basis für Flachglas ist überwiegend Kalk-Natron-Glas, die Herstellung erfolgt meist im Floatverfahren.

Eingesetzt wird es zum Beispiel in diesen Bereichen:

• Gebäude: Fenster, Türen, Fassadenverglasungen, Duschwände, Spiegel
• Mobiliar: Tische, Vitrinen, Regale
• Mobilität: Windschutz, Seiten- und Heckscheiben bei Autos, Fenster und Türen in Zügen, Fenster in Flugzeugen
• Automobilindustrie: Windschutzscheiben, Seitenscheiben, Heckscheiben und Schiebedächer

Floatglas:

• Herstellung: Die Grundlage für die meisten Flachglasprodukte. Flüssiges Glas wird auf ein Bad aus geschmolzenem Zinn gegossen. Aufgrund der Oberflächenspannung verteilt sich das Glas gleichmäßig auf dem Zinnbad und bildet eine glatte, flache Oberfläche. Nach dem Abkühlen über mehrere Kühlzonen kann das Flachglas auf das gewünschte Maß zugeschnitten oder anderweitig weiterverarbeitet werden – zum Beispiel durch Härten, Laminieren oder Beschichten.
• Eigenschaften: Hohe Transparenz, gute chemische Beständigkeit und eine ebenmäßige Oberfläche machen Floatglas zum idealen Basismaterial für viele Anwendungen.

Einscheibensicherheitsglas (ESG):

• Herstellung: Durch eine thermische Vorspannungsbehandlung wird Floatglas gezielt vorgespannt. Dadurch erhält es eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Belastungen. Bei Bruch zerfällt ESG in kleine, stumpfe Partikel.
• Eigenschaften: Hohe Bruchfestigkeit, Splitterbindung, hohe Temperaturbeständigkeit.

Verbundsicherheitsglas (VSG):

• Herstellung: VSG besteht aus zwei oder mehr Glasscheiben, die durch eine Zwischenschicht aus Kunststoff (meist PVB) miteinander verbunden sind. Auch bei Bruch hält die Folie die Glassplitter zusammen.
• Eigenschaften: Extrem hohe Bruchfestigkeit, Splitterbindung, Einbruchhemmung, Schalldämmung. Es wird häufig in Bereichen eingesetzt, in denen eine hohe Sicherheit erforderlich ist.

Isolierglas:

• Aufbau: Isolierglas besteht aus zwei oder mehr Glasscheiben, die durch einen Abstandhalter getrennt sind. Der Zwischenraum ist mit einem Edelgas oder Vakuum gefüllt.
• Eigenschaften: Hoher Wärmedämmwert, Schalldämmung, oft mit Beschichtungen für Sonnenschutz oder Wärmeschutz ausgestattet.

Spezialglas wird für verschiedene spezifische Anforderungen entwickelt und verfügt über entsprechend besondere Eigenschaften. Es wird in speziellen industriellen, technischen und wissenschaftlichen Anwendungen eingesetzt, bei denen besondere physikalische, chemische oder optische Eigenschaften erforderlich sind. Dazu gehören beispielsweise Laborglas, optische Gläser, hitzebeständige Gläser und medizinisches Glas.

Rohstoffe, Produktionsverfahren und Veredelungsverfahren

Die Rohstoffe für Spezialglas sind vielfältig und werden je nach gewünschter Eigenschaft ausgewählt. Neben Quarzsand, Soda und Kalk können auch Metalloxide, Seltene Erden und andere Substanzen zugesetzt werden.

Die Herstellung erfolgt meist in speziellen Öfen bei hohen Temperaturen. Nach dem Formen werden die Glasprodukte oft weiteren Veredelungsprozessen unterzogen, wie beispielsweise:

• Härten: Durch thermische oder chemische Behandlung wird die Oberfläche gehärtet und bruchsicherer.
• Beschichten: Verschiedene Beschichtungen verbessern die Eigenschaften des Glases, z. B. hinsichtlich Wärmedämmung, Sonnenschutz oder Kratzfestigkeit.
• Laminieren: Mehrere Glasscheiben werden miteinander verbunden, um z. B. Sicherheitsglas oder Isolierglas zu erzeugen. So werden auch die unter Flachglas kategorisierten Produkte Verbundsicherheitsglas und Isolierglas mit speziellen Techniken für bestimmte Anforderungen produziert.

Optisches Glas:

• Eigenschaften: Optisches Glas zeichnet sich durch präzise definierte optische Eigenschaften wie spezifische Brechungsindizes und dispersive Eigenschaften aus. Diese Parameter ermöglichen eine gezielte Manipulation von Lichtstrahlen.
• Verwendung: Neben Linsen für Kameras und Brillen, Prismen, Mikroskopen und Teleskopen findet optisches Glas auch in der optischen Messtechnik, der Lasertechnik und in optischen Fasern Verwendung.
• Beispiele: Kron- und Flintglas, Bariumkron-Glas

Hitzebeständiges Glas:

• Eigenschaften: Die Zugabe von Boroxid während der Herstellung verringert die thermische Ausdehnung des Glases. Es ist unempfindlich gegenüber großen Temperaturunterschieden. So werden Spannungen verhindert, die zu Glasbruch führen könnten.
• Verwendung: Hitzebeständiges Glas findet man in Kochgeschirr, Laborglas, Lampen und Ofenverglasungen, es wird aber auch in der chemischen Industrie und in der Metallurgie eingesetzt.
• Beispiele: Borosilikatglas (Pyrex)

Chemisch beständiges Glas:

• Eigenschaften: Die chemische Beständigkeit gegenüber Säuren, Laugen und anderen Chemikalien wird durch eine besonders dichte und inerte Glasoberfläche erreicht.
• Verwendung: Außer für Laborglas oder als Behälter für aggressive Stoffe findet dieses Glas auch in der Halbleiterindustrie und in der Nukleartechnik Verwendung.
• Beispiele: Quarzglas

Farbiges Glas:

• Eigenschaften: Die Farbgebung von Glas wird durch die Zugabe von sogenannten Farbmitteln erreicht, die selektiv bestimmte Wellenlängen des Lichts absorbieren oder transmittieren.
• Verwendung: Farbiges Glas wird in der Architektur, in der Kunst und als Filterglas in der Optik eingesetzt.
• Beispiele: Rubin-, Kobalt-, Uran-Glas

Intelligentes Glas:

• Eigenschaften: Intelligente Gläser nutzen elektrochemische, thermochrome oder photochrome Effekte, um ihre optischen Eigenschaften dynamisch zu verändern.
• Verwendung: Angewendet als Licht- und UV-Schutz, für Energieeinsparung und Privatsphäre findet man intelligentes Glass in Fenstern und Türen. Oder Displays. Auch in der Automobilindustrie und der Raumfahrt wird es eingesetzt.
• Beispiele: Elektrochromes Glas, Thermochromes Glas, Photochromes Glas, Flüssigkristallglas

• Eigenschaften: Elektrische Spezialgläser zeichnen sich durch eine hohe elektrische Isolation, eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine hohe mechanische Festigkeit aus.
• Verwendung: Diese Glasart wird in der Elektronikindustrie, in der Sensorik und in der Energietechnik eingesetzt, etwa als Isolierglas in elektrischen Geräten oder für Leiterplatten.
• Beispiele: Glaskeramik

Berührungsempfindliches Glas:

• Eigenschaften: Die berührungsempfindliche Oberfläche wird durch transparente leitfähige Schichten erreicht, die elektrische Felder erzeugen und detektieren können. Sie zeichnet sich aus durch hohe Transparenz, hohe Härte, gute elektrische Leitfähigkeit und eine glatte, gleitfähige Oberfläche.
• Verwendung: Touchscreens sind Bestandteil von fast allen modernen digitalen Steueroberflächen, etwa in Smartphones, Tablets, Smart Watches. Auch in der Medizintechnik, in der Luftfahrt und in der Industrie werden sie eingesetzt.
• Beispiele: Gorilla Glas, Asahi Dragontrail

Faserglas:

• Eigenschaften: Hohe Zugfestigkeit, eine geringe Dichte und eine gute elektrische Isolation zeichnen Faserglas aus.
• Verwendung: Faserglas wird im Bauwesen, in der Luftfahrt und in der Sportartikelindustrie eingesetzt.
• Beispiele: Glaswolle, Glasfasergewebe