Einscheibensicherheitsglas
Einscheibensicherheitsglas (ESG) entsteht durch thermisches Vorspannen von Floatglas; als Ausgangsmaterial kann aber auch Gussglas 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.
Ein spezielles Problem des ESG ist der sogenannte Spontanbruch aufgrund von Nickelsulfid-Einschlüssen. Diese werden durch kaum vermeidbare Verunreinigungen der Glasschmelze beim Herstellungsprozess verursacht und haben die unangenehme Eigenschaft, sich im Laufe der Zeit durch Umwandlung um 4 % zu vergrößern. Hinzu kommt, dass der größere Temperaturausdehnungskoeffizient von NiS gegenüber Glas bei Temperaturerhöhungen zu inneren Spannungen führt. Trifft dies lokale Spannungserhöhung nun mit der infolge des Vorspannprozesses vorhandenen hohen Zugspannung im Glasinneren zusammen, kann es zu einer Überschreitung der Glasfestigkeit und damit zu einem sogenannten Spontanbruch kommen.