Folien und Glas: Warum verbindet man beides und was bewirkt dies?

Im Glas, am Glas und ums Glas herum

Durch das Zusammenspiel von Folien und Glas, können erhöhte Anforderungen an den transparenten Werkstoff leichter umgesetzt werden. Die Folien bewirken z. B. eine höhere Festigkeit des Glases, sorgen dafür dass bei einem Glasbruch keine Splitter herumfliegen, erhöhen den Einbruchschutz und dienen als Sonnen- und Wärmeschutz. Aber auch ästhetischer Sichtschutz kann mit Folien nachträglich erzeugt werden.

Rainer Hardtke

Der steigende Einsatz von Glas in der Architektur, aber auch in der Automobil- und Fahrzeugtechnik, führte zu höheren Ansprüchen an die Festigkeit des Glases selbst. Stabileres Einscheibensicherheitsglas erfüllte diese Anforderungen zunächst, bzw. für bestimmte Anwendungen auch heute noch, z. B. anfangs für Windschutzscheiben in Fahrzeugen und immer noch für Glasregale und Duschabtrennungen. Mehr und mehr stiegen aber die Sicherheitsanforderungen. Gefordert wurde zunehmend der verletzungsfreie Verlauf eines Glasbruches für den Menschen. Ein mehrschichtiger Aufbau sollte das Problem lösen: zwei Glasscheiben und eine Zwischenschicht aus organischem Material.

Folien sind das Rückgrat für große Scheiben

Glaszwischenlagen erhöhen die Sicherheit und die Steifigkeit großflächiger Isolierglaselemente entscheidend. Der Trend zu größeren Scheiben bei gleichzeitig reduzierten Stützkonstruktionen hält nach wie vor an. Moderne Glaszwischenlagen (Interlayer) aus Kunststoff – Polyvinylbutyral (PVB) oder Ionoplast – helfen bzw. schaffen überhaupt erst die gewünschten physikalischen Eigenschaften und können bei sorgfältiger Planung das Gesamtgewicht des VSG sogar senken. Dabei ist unerheblich, ob es sich um Festverglasungen oder Flügel-/Schiebeelemente handelt. Bei der VSG-Herstellung wird die Folie unter hohem Druck und Wärme zwischen zwei Glasscheiben gepresst, wird dadurch transparent und verleiht dem Glas neue Eigenschaften: Bruchfestigkeit, Lärmschutz, UV-Schutz etc. und das in einem Umfang, den das Glas ohne die Spezialfolie niemals erreichen könnte.

Eingesetzt wird VSG in Windschutzscheiben von Autos, beim Bau von Gebäuden mit anspruchsvoller Architektur (Hochhäuser, Flughäfen, Bahnhöfe) sowie in bodentiefen Fenstern (geschosshohen Verglasungen) und bei Überkopfverglasungen (wie z. B. bei Terrassen-Überdachungen aus Glas). Auch bei normalen Wohnhäusern kommt VSG an Stellen zum Einsatz, wo auf Einbruchsicherheit hoher Wert gelegt wird. Daneben gibt es spezielle Folien, die in der Fotovoltaik-Industrie zur Einkapselung von Solarzellen eingesetzt werden. Spezielle Folien und Aufbauten mit drei und mehr Scheiben machen ein VSG kugelsicher, können Bombenexplosionen standhalten oder schützen Häuser vor den Folgen von Hurrikanen oder Taifunen.

Durchsichtig und leicht sollen Bauten wirken

Luftiger und optisch leichter wirken heutige Glasfassaden oder Überdachungen aus Glas. Stützkonstruktionen und Glashalter versucht die moderne Architektur soweit es geht zu verstecken oder am liebsten ganz auf sie zu verzichten. Der Kubus des Computerherstellers Apple auf der New Yorker 5th Avenue ist so ein Beispiel: Bestand die ursprüngliche Konstruktion im Jahr 2006 noch aus 18 VSG-Scheiben pro Würfelseite, wurde er 2011 umgebaut und zeigt heute lediglich noch drei Verbundsicherheitsglasscheiben (VSG) pro Seite. So erhält der gläserne Würfel eine nahezu beispiellose Transparenz mit fast unscheinbaren Titanfittings als Stützkonstruktion. Ein weiteres Beispiel ist das neue Ausstellungsgebäude der Fondation Louis Vuitton in Paris. Keine der 3600 Einzelscheiben gleicht der anderen. Unterschiedliche Biegeradien von plan bis zu 3-m-Radius bedurften einer besonderen Verarbeitung und Konstruktion.

Struktursteife Zwischenlagen mit hoher Steifigkeit verbessern die mechanischen Eigenschaften von Scheiben aus VSG und gestatten leistungsstärkere Lösungen für Glasfassaden. Die Vorteile des verbesserten Biegeverhaltens und der höheren Festigkeit, die mit dem Einsatz steiferer Zwischenlagen verbunden sind, ermöglichen längere, dünnere und größere Glasscheiben mit erhöhter Tragfähigkeit. Hier ist erheblich, um welche Folie es sich handelt. Neue, schubsteife Folien haben gegenüber herkömmlichen Standard-PVB-Folien entscheidende Vorteile.

Neue Folienrohstoffe

Verbundglas-Zwischenlagen aus Standard-Polyvinylbutyral (PVB) sorgen seit ca. 50 Jahren für eine gewisse Stabilität nach Glasbruch und tragen dazu bei, dass das Glas nach einem Bruch in seinem Rahmen bleibt, allerdings mit eingeschränkter Resttragfähigkeit nach Bruch aller Glasschichten. Dies wird auch in Zukunft so sein. In Fassaden, Vordächern, Schaufensterfronten, vorgehängten Fassaden oder Dachverglasungen erfüllen PVB-Folien in VSG-Elementen auch weiterhin zuverlässig ihren Dienst. Standard-PVB wurde in der Vergangenheit auch für große Scheibendimensionen eingesetzt, aber aufgrund seiner Weichheit müssen die Glasscheiben bei gleicher Belastbarkeit dicker sein als monolithische Gläser. Seit rund 10 Jahren allerdings ermöglichen neue Kunststofffolien auch statische Eigenschaften. Erst durch den Einsatz dieser neuen Folien-Formulierungen wird die Glasscheibe am Bau zu einem statischen Element.
In den 1990ern kam die heute von der Kuraray vertriebene SentryGlas Ionoplast-Zwischenlage als mittragendes Element auf den Markt, um die Anforderungen an die Sicherheit von Verglasungen in hurrikangefährdeten Regionen zu erfüllen. Ionoplast ist 100-mal steifer als Standard-PVB und die Reißfestigkeit ist fünfmal höher. Dank dieser Eigenschaften sind die einzelnen Scheiben von Verbundglas bei dessen Einsatz effektiver miteinander verbunden. Es entsteht ein steiferes Laminat mit einem guten Resttragverhalten und Rückhaltevermögen nach Glasbruch.

… am Glas und ums Glas herum

Im Gegensatz zu Folien, die sich zwischen den Glasscheiben befinden, verfolgen später angebrachte Folien auf dem Glas – innen oder außen – ganz andere Zielsetzungen. Oft geht es dabei um Sonnen-, Wärme- oder UV-Schutz oder um Blend- und Sichtschutz. Dies lässt sich zwar ebenfalls mit Folien zwischen den Gläsern realisieren, kann aber eben mit später angebrachten Folien einfach und günstig nachgerüstet werden. Dies empfiehlt sich gerade in Mietwohnungen, in denen der Mieter nicht ohne Weiteres bauliche Veränderungen vornehmen darf. Dazu Axel Schmidt, Leiter Kommunikation beim d-c-fix-Hersteller aus Weißbach: „Wir sehen einen zunehmenden Trend zu nicht klebenden Folien. Das sind statisch haftende Folien, die leicht angebracht und problemlos rückstandsfrei wieder abgelöst werden können, um sie bspw. in der neuen Mietwohnung wieder anzubringen.“

Große Fensterflächen und Glasfronten bringen nicht nur Licht ins Gebäude. Gerade in Zeiten des Klimawandels verstärken sich auch in unseren Breiten die Probleme mit der Wärme – besonders in den flächenversiegelten Städten mit hohem Stein- und Betonanteil im Sommer ganz erheblich.
Sonnenschutzfolien reduzieren UV-Einstrahlungen und die Erwärmung des Gebäudeinneren zum Teil deutlich. Zusätzlich machen die aggressiven UV-Strahlen Möbeln, Stoffen, Teppichen oder Bildern ganz schön zu schaffen und lassen diese im Laufe der Jahre schneller verblassen.
Nachträglich angebrachte Sonnenschutzfolien reduzieren die schädlichen UV-A- und UV-B-Strahlung und vermindern gleichzeitig die Zufuhr von Wärme. Ein Beispiel nennt Sven Witschas „Folienmarkt Online“: „Unsere Sonnenschutzfolie Silber 90 EX extrem dunkel für die Außenmontage reduziert den Wärmeeintrag um rund 90 %. Dabei wird die schädliche UV-Strahlung von der Fensterfolie fast vollständig – um bis zu 99 % – reduziert. Ein Ausblick ist trotz montierter Sonnenschutzfolie weiterhin möglich.“

Wie bei einer Sonnenbrille ist Sonnenschutzfolie in unterschiedlicher Stärke und Farbe erhältlich. Am Tage ist die Fensterfolie mit Sonnenschutz, Hitzeschutz und Blendschutz eine kostengünstige Alternative zum Rollo oder zur Außenjalousie. Dabei kann die Sonnenschutzfolie beim Fensterputz leicht gereinigt werden. Für schwer erreichbare Dachflächen und -fenster bietet bspw. Folienmarkt Online sogar eine selbstreinigende Kynar-Sonnenschutzfolie. Empfohlen wird ein Gefälle von mindestens 20 %. Diese Fensterfolie vermeidet Schmutz dank einer kratzfesten Nano-Beschichtung. Die Kynar-Sonnenschutzfolie sei dabei extrem UV-stabil und werde nur vom Regen gereinigt.

Einbruchschutz dank Folie

Ein Verbundsicherheitsglas kann mit nachträglich angebrachter Folie zwar nicht hergestellt werden, aber oft genügt ein reiner Splitterschutz. Gerade in Kindertagesstätten, Krankenhäusern, Schulen, Verwaltungen und öffentlichen Gebäuden schützt eine später aufgebrachte Splitterschutzfolie umstehende Personen vor gefährlichen Glassplittern im Falle der Zerstörung: Die Scheibe geht zu Bruch, aber die scharfen Splitter bleiben an der Folie kleben. Außerdem ergibt sich auch ein gewisser Einbruchschutz. Wird die Folie innen montiert, haben Einbrecher wesentlich länger mit der Zerstörung einer Scheibe zu tun, als ohne. Die polizeiliche Kriminalstatistik von 2016 erkennt einen Anteil von 45,6 % aller Einbrüche, die im Versuch stecken bleiben. Je mehr Hindernisse der Einbrecher zu überwinden hat, je schwieriger ist der Einbruch, desto eher besteht die Wahrscheinlichkeit entdeckt zu werden und desto mehr sinkt die Gefahr eines gelungenen Einbruchs.

Ästhetischer Zusatznutzen

Beliebt im Sichtschutz sind Dekorfolien. Früher als Ersatz für Milchglas nachträglich angebrachte opake oder transluzente Sichtschutzfolien werden heute ersetzt durch geschmackvoll ergänzende Dekorationen auf dem Glas. Passend zur Inneneinrichtung lassen sich so Glas- und Fensterflächen ästhetisch aufwerten und mühelos austauschen. Hier bieten die Hersteller und der Fach- und Onlinehandel schier unübersichtliche Möglichkeiten. Der Kreativität sind tatsächlich kaum Grenzen gesetzt. Angebracht werden die Folien vom Anwender zumeist selbst. Montageanleitungen helfen auch dem Ungeübten, ein gutes Ergebnis zu erzielen. Wer sich das nicht zutraut, kann auf Fachverarbeiter zurückgreifen und die Montage gleich mitbestellen, wie es z. B. bei Folienmarkt Online möglich ist.

Ganz einfach ist die Montage bei den mehrfach verwendbaren „d-c-fix“-Folien ohne Klebeflächen: „Die Glasfläche wird für ein besseres Gleitverhalten lediglich mit einer Sprühflasche mit Wasser und einigen Tropfen Spülmittel benetzt. Anschließend die statisch haftende Folie von der rückseitigen Schutzfolie abtrennen und vorsichtig auf der Glasfläche positionieren. Wasser und Luft werden mit dem Rakel zu den Außenseiten hin ausgestrichen – fertig“, beschreibt Axel Schmidt vom Hersteller den Montagevorgang.


Entwicklung und Anwendung

Glas trifft Folie

Das erste Patent einer geeigneten Zwischenschicht stammt aus dem Jahr 1905 und besteht aus Cellulosenitrat. In den Jahren 1936/37 wurden die Hersteller von Sicherheitsglas in den USA auf Polyvinylbutyral (PVB) aufmerksam. 1950 schrieb die American Standard Association die Verwendung von ESG bzw. VSG an bestimmten Stellen im Auto vor. Heute hat jedes neue Auto eine Windschutzscheibe aus VSG. In vielen Bauvorhaben ist VSG vorgeschrieben, besonders wenn sich das Glas an Fassaden oder über den Köpfen der Menschen befindet. Die Produktnamen lauten bspw. Trosifol (Hersteller Kuraray), S-LEC (Sekisui), Saflex (Eastman) oder Everlam. Hinzu kommt eine Vielzahl von chinesischen Herstellern.


Der Autor

Rainer Hardtke beschäftigt sich seit rund 30 Jahren mit den Werkstoffen Holz, Glas und Kunststoff. Dabei ist er immer wieder überrascht, wie viel Entwicklungspotenzial zu finden ist.

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