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Dieses Glas reinigt sich von selbst!

Wie praktisch: Dieses Glas kann sich von selbst reinigen! Wie das funktioniert erfährst Du hier im ARTIKEL















Starker Witterung ausgesetzte Glasfassaden moderner
Bürokomplexe sind oftmals schon mit den nano-beschichteten
Hightech-Funktionsgläsern ausgestattet.
Starker Witterung ausgesetzte Glasfassaden moderner Bürokomplexe sind oftmals schon mit den nano-beschichteten Hightech-Funktionsgläsern ausgestattet.

Deutschland - Seit 2002 gibt es sie schon: Gläser, deren Oberflächen so beschichtet sind, dass Wasser und Schmutzpartikel an ihr abperlen.

Voraussetzung dafür etwa ist, dass die Oberflächenspannung des Glases so herabgesetzt wird, dass sich Tropfen erst gar nicht bilden, und Wasser wie ein Film ablaufen kann. Um solche Aktivreinigungs-Effekte zu erzielen, finden unterschiedliche Verfahren in der modernen Glasproduzierenden und -verarbeiteten Industrie Anwendung.

Regen und Sonne übernehmen den Job

Verantwortlich für die selbstreinigenden Effekte sind spezielle Funktions-Beschichtungen aus Titandioxid, die unter Einfluss des UV-Licht organischen Schmutz zu lösen im Stande sind.

Grundlage diverser neuartiger Beschichtungen von Flachgläsern war durch neuartige Fertigungstechniken erst möglich geworden, die etwa ein Berühren der Glasscheiben-Oberflächen beim Beschichtungsvorgang verhindern helfen.

So hat eine patentierte Luftkissentechnologie seit 1996 maßgeblich mit dazu beigetragen, dass hochwertige Beschichtungen beim Vorspannprozess nicht nur geschont bleiben, sondern keine zusätzlichen Wartezeiten bei einer Produktionsumstellung von unbeschichteten auf beschichtete Gläser entstehen – eine Grundlage dafür, dass sich ein Glassortenwechsel unterbrechungsfrei vollziehen kann.

Vor dem Hintergrund führen moderne Fertigungsverfahren wie die erwähnte Technologie nicht nur zu Rentabilitätssprüngen hinsichtlich gleichbleibender Taktzeiten, sondern auch zu:

  • geringerem Personalaufwand
  • verkürzten Heizzeiten und
  • einem Aufrechterhalten der Heizzonen, selbst bei Glasbruch















Ein Einsatz von veredelten
Verbundgläsern kann sich trotz höherer Anschaffungskosten an der Wetterseite
von Häusern auf Dauer auszahlen.
Ein Einsatz von veredelten Verbundgläsern kann sich trotz höherer Anschaffungskosten an der Wetterseite von Häusern auf Dauer auszahlen.

Andere industrielle Fertigungsinnovationen in Kombination mit den erwähnten freiwerdenden Ressourcen wiederum haben einen festen, dauerhaften Verbund von Funktionsmaterialien mit Glas nicht nur erst ermöglicht, sondern seine Realisierung auch in hohen Stückzahlen wirtschaftlich rentabel gemacht.

So werden Gläser von Türen, Fenster, Wintergärten und Fassaden, aber etwa auch Glas-Duschabtrennungen im Bad zunehmend hochwertig beschichtet. Gewünschtes Resultat ist eine herabgesetzte Oberflächenspannung, die ein Anhaften von Partikeln erschwert.

Allerdings: Damit diese sogenannten „hydrophilen“ Effekte auch wirklich zum Tragen kommen, müssen die Verbundflächen regelmäßig Witterungsfaktoren wie Sonnen- und Regeneinwirkung ausgesetzt sein.

Daher kommt die Technik bisher vor allem an den Glas-Fassaden großer Bürogebäude zum Tragen, die der Witterung extrem ausgesetzt sind.

Dabei übernimmt die UV-Strahlung das Zersetzen der organischen Verunreinigungen, indem eine chemische Reaktion in Gang gesetzt wird, welche einerseits die Schmutzpartikel abbaut, und andererseits dabei aktiven Sauerstoff freisetzt.

Das Wirkprinzip: Auf die Glasoberfläche auftreffendes Wasser breitet sich durch die wasseranziehende Wirkung der Titandioxid-Beschichtung schnell in Form eines gleichmäßigen Wasserfilms aus. Dieser transportiert dann – bedingt durch die Schwerkraft - als ablaufendes Wasser die Schmutzreste rückstandsfrei gleich mit nach unten.

Als Resultat verbleiben nach dem Trocknungsprozess demnach keine Partikelreste auf dem Fenster, weil das Wasser nicht - wie das etwa auf unbehandeltem Fensterglas der Fall ist - in Tropfen verdunstet.

Zudem sorgt die Filmbildung dafür, dass selbst bei regnerischem Wetter die Durchsicht weitgehend ungetrübt bleibt.

Neben öffentlichen Gebäuden und Bürokomplexen setzen sich die Verbundgläser allmählich auch in Privathäusern durch – hier vor allem bei Dachfenstern, die starker Witterung ausgesetzt sind und über einen Neigungswinkel von mindestens rund zehn Grad verfügen. Denn nur so ist gewährleistet, dass das Regenwasser auch tatsächlich zügig ablaufen kann.

Der Nachteil: Preislich liegen solche Fenster mit im Nanobereich beschichteten Gläsern etwa 15 bis 20 Prozent über dem eines eingebauten Fensters mit herkömmlichem Wärmedämmglas.

Zudem muss beim Einbau der nötigen Dichtungen und Dichtstoffen wie auch bei der Pflege mit entsprechenden Reinigungsmitteln darauf geachtet werden, dass kein Silikon an die Scheiben-Oberfläche gerät. Denn dann kann sich das Wasser nicht mehr zu einem Film ausbreiten, was die selbstreinigende Funktion des sogenannten „photokatalytischen“ Glases stört.

So beeinträchtigt etwa Silikon-Öl die Titanoxidbeschichtung der Fensterscheibe maßgeblich. Geeignet sind hingegen Nassversiegelungsstoffe, Trockenverglasungssysteme oder auch Klebebänder statt den üblichen Silikon-Dichtungen.

Die Schutzwirkung gegen Schmutzanhaftungen ist auch dann beeinträchtigt, wenn die Glas-Oberfläche bei anhaltend regenarmer Witterung zu lange trocken bleiben. Allerdings kann hier jedoch durch bloßes Abspritzen mit einem Wasserschlauch sofortige Abhilfe geschaffen werden.

Der Natur abgeschaut: Lotus-Beschichtungen
















Die besonders wasser- und
schmutzabweisende Oberflächenstruktur der Lotusblätter hat Pate bei der
Entwicklung industrieller Veredelungstechnik von Oberflächen gestanden.
Die besonders wasser- und schmutzabweisende Oberflächenstruktur der Lotusblätter hat Pate bei der Entwicklung industrieller Veredelungstechnik von Oberflächen gestanden.

Eine andere Fertigungstechnik ist der Natur nachgeahmt: So hatte der Bonner Botaniker Wilhelm Barthlott auf der Oberflächenstruktur des Lotusblattes mikroskopisch kleine wasserabweisende Wachsspitzen entdeckt, die für die charakteristisch unebene Struktur verantwortlich sind.

Das Wirkprinzip: Trifft Wasser auf das Lotusblatt auf, perlt es auf Grund der Wachsspitzen ab anstatt es zu benetzen. Beim Abperlen nehmen die Wassertropfen dann zusätzlich noch Schmutzpartikel auf und säubern so die Oberfläche.

So werden bei beschichteten Gläsern im Gegensatz zu selbstreinigenden Ausführungen werkseitig oder nachträglich Flüssigkeiten mit besonderen Eigenschaften auf die Gläser aufgetragen, die deren Oberflächenspannung erhöhen.

Solche Schichtsysteme arbeiten demnach mit Veredelungstechniken nach dem Vorbild der Lotusblume, dem sogenannten Lotuseffekt. Dabei wird die Oberfläche dadurch modifiziert, indem in speziellen chemischen Prozessen hydrophobe (wasserabweisende) wie schmutzabweisenden Eigenschaften getreu des Natur-Vorbilds auf eine Glasoberfläche übertragen werden.

Im Gegensatz zur Oberflächenbeschichtung bei den selbstreinigenden Gläsern finden bei Lotuseffekt-Anwendungen jedoch keine Einbrennprozesse, sondern Schichtaufträge mit Materialien statt, die oft auch in Reinigungsmitteln zum Einsatz kommen. Sie sorgen für kurzzeitige Reduktion der Oberflächenspannung und zu Abperl-Effekten der Wassertropfen.

Ist eine zusätzliche, schmutzabweisende Wirkung erwünscht, sind eher Nanobeschichtungen von Vorteil, bei denen die Mikro-Teilchen eine raue Oberfläche unter Spannung bilden. Auf ihr bleiben neben Wasser auch Schmutzteilchen schwerer haften, da die zur Verfügung stehende Kontaktfläche durch besondere, mikroskopisch kleine Strukturen vermindert ist.

Der Effekt: Trifft Wasser auf das Glas, bilden sich sofort Tropfen, die beim Abperlen den Schmutz abwaschen.

Der Nachteil: Zwar beschleunigt sich durch wasserabweisendes Glas der Trocknungsprozess der Fensterscheibe, wodurch sich etwa weitaus weniger Kalk absetzt.

Allerdings wird diese Art von Beschichtung von UV-Strahlung angegriffen und wird unter Lichteinwirkung wie auch nach häufigerem Reinigen mit handelsüblichen Glasreinigern mit der Zeit wirkungslos. Ein Neu-Auftrag wird dann unumgänglich, wenn die Wirkung aufrechterhalten werden soll.

Fotos: pixabay©Michael Gaida (CC0 1.0), pixabay©monikaferen (CC0 1.0)

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