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  • 03/11/2025
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Feuchtigkeitskontrolle in der Glasindustrie

 

Um die Qualität und Festigkeit jeder Glasart zu gewährleisten, reicht gutes Rohmaterial allein nicht aus. Hersteller und Verarbeiter müssen der Klimaregelung in der Umgebung besondere Aufmerksamkeit schenken, da unkontrollierte Temperatur und Luftfeuchtigkeit zu Produktschäden führen können.


Die Glasindustrie, ein Hightech- und schnell wachsender Sektor, steht vor kritischen Herausforderungen in Bezug auf Feuchtigkeits- und Temperaturkontrolle. Unangemessene relative Luftfeuchtigkeit (RLF) während verschiedener Stadien des Produktions- und Lagerprozesses kann erhebliche Einbußen bei Produktqualität, Produktivität und finanzieller Leistung verursachen. Thermomatic, ein Spezialist für HVAC-R-Lösungen, steht als strategischer Partner bereit, um Exzellenz und Produktlanglebigkeit zu sichern, und bietet fortschrittliche Feuchtigkeitskontrollsysteme für den Glasherstellungsprozess an.



 

Glas und seine Beziehung zur Feuchtigkeit

 

Obwohl Glas inert und undurchlässig erscheint, ist es nicht vollständig von Feuchtigkeit isoliert. Als amorphes, vitreoses Material reagiert seine Oberfläche kontinuierlich mit Wasser- und CO₂-Molekülen in der Luft und bildet eine mikroskopische hydrophile Silanol-Schicht (Si-OH). Diese Oberflächenreaktion ist der Ausgangspunkt für nahezu alle feuchtigkeitsbedingten Probleme in der Glasindustrie.

 

Einfach ausgedrückt „atmet“ Glas durch seine Oberfläche – es adsorbiert und desorbiert Wassermoleküle, was Haftung, Transparenz, Delamination und optische Stabilität beeinflusst.

 

Diese Mikrohydrolyse bricht chemische Bindungen und verringert die Oberflächenenergie – genau dort, wo PVB, EVA oder TPU mit maximaler Festigkeit haften sollten.

 

Feuchtigkeit ist hygroskopisch und lautlos; sie dringt in Schichten ein, kondensiert in Mikroporen und bleibt selbst nach der Laminierung eingeschlossen, was zum Albtraum der Glasindustrie führt: Delamination.

 

Häufige Probleme durch Feuchtigkeit in der Glasindustrie

 

Unangemessene Feuchtigkeitsniveaus können eine Reihe schädlicher Phänomene und Folgen verursachen:

 

Oberflächenhydrolyse:

 

Reaktion von Siliziumdioxid (SiO₂) mit H₂O unter Bildung von Silanol. Verursacht Glanzverlust, milchige Flecken (Schillern) und verminderte Haftung mit PVB/EVA-Folien.

 

Interlaminare Kondensation:

 

Eingeschlossene feuchte Luft zwischen den Schichten (PVB, EVA, TPU) führt zu Delamination und Blasen, was Transparenzverlust und optisches Versagen zur Folge hat.

 

Hygroskopische Absorption in PVB/EVA:

 

Polymere absorbieren Feuchtigkeit aus der Luft (bis zu 0,4 % H₂O in 24 h bei 60 % RLF). Dies verursacht dimensionsbedingte Veränderungen und Haftungsverlust, verantwortlich für bis zu 70 % der Laminierausschüsse.

 

Mikrokondensation während der Lagerung:

 

Na⁺-Ionen wandern unter hoher RLF und Temperatur aus der Glasmatrix aus, was zu Schillern, Opazität und Oberflächenflecken führt, häufig bei Spiegeln und gelagertem Glas.

 

Mikrokondensation während der Lagerung:

 

Thermische Schwankungen in Kombination mit hoher RLF verursachen „Beschlag“-Flecken auf gehärtetem und laminiertem Glas, was zu irreversiblen ästhetischen Schäden führt.

 

Auswirkungen von Feuchtigkeit auf verschiedene Glasarten

 

Jede Glasart hat einzigartige Eigenschaften und Empfindlichkeiten gegenüber Feuchtigkeit, die spezifische Kontrolllösungen erfordern.

 

Floatglas (Flachglas)

 

Floatglas reagiert stark auf Feuchtigkeit und Verunreinigungen. Kondensation zwischen gestapelten Scheiben ohne Abstandshalter kann Schillern (regenschimmerartige Flecken) und alkalische Korrosion verursachen, was zu irreversiblen Markierungen und verminderter optischer Transparenz führt.

 

Ideale Bedingungen:

 

Schillern tritt auf, wenn der Taupunkt der Luft die Glastemperatur übersteigt. Umgebungen mit 60 % RLF und 25 °C können bei Temperaturabfällen Kondensation verursachen, die Korrosion einleitet.

 

Laminierglas:

 

Besteht aus zwei oder mehr Glasschichten, die mit einer Zwischenschicht (PVB, EVA oder Ionoplast) verbunden sind. Laminierglas ist extrem feuchtigkeitsempfindlich. Polymere wie PVB und SentryGlas® sind hygroskopisch und absorbieren Feuchtigkeit aus der Luft, was die Haftung beeinträchtigt und Delamination, Blasen, wolkige Flecken und Verlust der strukturellen Bindung verursacht.

 

Ideale Bedingungen:

 

Der Laminier-Montageraum sollte eine relative Luftfeuchtigkeit zwischen 20–25 % RLF (±5 %) halten, 30 % RLF nicht überschreiten. PVB absorbiert Feuchtigkeit schnell und erreicht in etwa zwei Stunden ein Gleichgewicht mit der Umgebung.

 

Einscheibensicherheitsglas (ESG):

 

Hergestellt durch Erhitzung und schnelles Abkühlen, erfordert ESG strenge Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle während der Verarbeitung und Abkühlung. Kondensation auf heißen Oberflächen kann Schillern nach dem Vorspannen, Oberflächenkorrosion und weiße Flecken verursachen, was sowohl Festigkeit als auch Ästhetik beeinträchtigt.

 

Drahtglas:

 

Enthält ein eingebettetes Metallgitter, das bei Feuchtigkeitseinwirkung Zonen der Kondensation und differentieller Oxidation erzeugt. Dies kann zu interner Drahtkorrosion, Oberflächenschillern und Delamination zwischen Draht und Glas führen.

 

Isolierglas:

 

Besteht aus Glasscheiben, die durch eine dehydrierte oder Edelgaskammer getrennt sind. Isolierglas ist anfällig für Feuchtigkeitseintritt. Feuchtigkeit in der Kammer verursacht innere Beschlagbildung, Korrosion von Low-E-Beschichtungen und Oxidation des Abstandhalters, was die Wärme- und Schalldämmung beeinträchtigt.

 

Panzer- / Mehrschichtglas:

 

Besteht aus mehreren Glas- und Polymerschichten. Seine ballistische Integrität hängt von der Zwischenschichthaftung ab, die sehr feuchtigkeitsempfindlich ist. Feuchtigkeitsabsorption in Polymeren verringert den Zusammenhalt, was zu Delamination, Trübung und verminderter ballistischer Leistung führt.

 

Folgen: Delamination bei Panzerglas kann die ballistische Resistenz um 15–20 % reduzieren, was zu erheblichen finanziellen Verlusten führt.

 

Spiegel:

 

Flachglas mit metallischen und Schutzbeschichtungen auf der Rückseite. Spiegel sind sehr anfällig für feuchtigkeitsinduzierte Oxidation. Dies verursacht schwarze Flecken („schwarzer Rand“), Ablösung der Reflektionsschicht und Glanzverlust.

 

Thermomatic-Lösung – Präzisions-Lufttechnik

 

Thermomatic bietet HVAC-R-Systeme mit hoher Genauigkeit zur Feuchtigkeitskontrolle und setzt damit neue Produktionsstandards in der Glas- und Panzerungsindustrie. Die Lösungen sind darauf ausgelegt, die spezifischen Anforderungen jeder Prozessstufe zu erfüllen und Produktqualität sowie Haltbarkeit zu gewährleisten.

 

Entfeuchtungstechnologien

 

Es gibt zwei Hauptentfeuchtungstechnologien für die Glasindustrie:

 

Kondensationstrockner – Industrial Plus Line:

 

Ideal für Umgebungen, in denen die Temperatur nicht übermäßig niedrig ist und die Luftfeuchtigkeit auf moderate Werte reduziert werden muss (z.B. 40–60 % RLF). Sie arbeiten durch thermischen Schock, kondensieren Feuchtigkeit, um das Erreichen des Taupunkts zu verhindern. Sie sind energieeffizient, bieten niedrigere Betriebskosten (OPEX) und reduzierte Anschaffungskosten (CAPEX).

 

Adsorptionstrockner – Desiccant Line:

 

Diese verwenden ein Trockenmittel (Silicagel-Rotor), um Feuchtigkeit aus der Luft zu adsorbieren. Sie sind effektiv, um sehr niedrige Luftfeuchtigkeitswerte (unter 20–30 % RLF) zu erreichen, und arbeiten effizient in kühleren Umgebungen. Sie sind unerlässlich für Prozesse wie Glaslaminierung mit PVB/EVA. Diese anspruchsvolleren Bedingungen erfordern höhere CAPEX- und OPEX-Investitionen, aber die Amortisation wird durch eine signifikante Reduzierung der Laminierausschüsse erreicht.

 

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Vorteile und Kapitalrendite (ROI)

 

Vorteile

 

Die Implementierung von Thermomatic-Lösungen führt zu greifbaren Vorteilen und einer schnellen Amortisation:

 

  • Beseitigung von Blasen und Delamination: Ausschussreduzierung um bis zu 60 %;
  • Perfekte Transparenz und Haftung: Garantierte ästhetische und funktionale Qualität;
  • Dimensions- und optische Stabilität: Bewahrung der intrinsischen Materialeigenschaften;
  • Verlängerter Lebenszyklus von Panzerglas: Erhält ballistische Resistenz und Sicherheit;
  • Geringere Verluste: Durchschnittliche Verluste durch Delamination (3–7 %) und Schillern/alkalische Korrosion (bis zu 12 %) werden drastisch minimiert.

ROI

 

 

Normen und Compliance

 

Thermomatic unterstützt seine Kunden dabei, konform mit ABNT-Normen und anderen Vorschriften zu bleiben, wie z.B. der Verordnung Nr. 55 – COLOG, die die ordnungsgemäße Produktion, Lagerung und Umweltbedingungen für jede Art von Glasscheibe festlegt.

 

NBR 14698:2001 – ESG:

 

Muss in Bereichen gelagert werden, die vor Staub, Feuchtigkeit und chemischen Mitteln geschützt sind.

 

NBR 16673:2018 – Beschichtetes Glas zur Solarenergienutzung:

 

Muss in trockenen, belüfteten Umgebungen, frei von jeglicher Feuchtigkeit, gelagert werden.

 

Partnerschaft für Exzellenz in der Glasindustrie

 

Thermomatic ist mehr als ein Gerätelieferant; wir sind ein strategischer Partner, der die Nuancen der Glasindustrie versteht und maßgeschneiderte Lösungen bereitstellt, um maximale Qualität, Sicherheit und Effizienz zu gewährleisten.

Investieren Sie in präzise Feuchtigkeits- und Temperaturkontrolle und erhöhen Sie Ihre Produktionsstandards.

Kontaktieren Sie unsere Spezialisten, um einen Technikertermin zu vereinbaren und zu erfahren, wie Thermomatic-Lösungen Ihre Glasproduktionslinie transformieren können.

 

Häufig gestellte Fragen

 

Die PVB-Ablösung, ein als Delamination bekannter Prozess, tritt hauptsächlich aufgrund von Feuchtigkeit während des Glaslaminierprozesses auf, sei es auf der Glasoberfläche oder in der Zwischenlage selbst (PVB, EVA) vor dem Autoklavenzyklus für Verbundglas.

Die chemische Ursache liegt in der Oberflächenhydrolyse des Glases: Das Material reagiert mit Wasser (H₂O) aus der Luft und bildet Silanolgruppen (Si–OH), die die Oberflächenenergie verringern und die Haftung behindern. Da PVB und Ionoplaste hygroskopische Polymere sind, absorbieren sie diese Feuchtigkeit; während des thermischen Zyklus im Autoklaven verwandelt sich das Wasser in Dampf, erzeugt interlaminaren Druck, der die Schichten trennt und Blasen im Verbundglas, Flecken und Folienablösung verursacht.

Neben Feuchtigkeit gehören Verunreinigungen durch Staub oder Fett auf den Scheiben und unsachgemäße Lagerung zu den weiteren Ursachen. Um eine perfekte Haftung zu gewährleisten, ist es unerlässlich, dass der Laminierraum und die PVB-Kammer eine strenge Kontrolle der relativen Luftfeuchtigkeit, idealerweise zwischen 22 % und 25 % rF, bei einer stabilen Temperatur von 20–23 °C und kontrolliertem Überdruck aufrechterhalten. Die Verwendung von Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle im Autoklaven ermöglicht es, den Taupunkt niedrig zu halten und das Kondensationsrisiko vollständig zu beseitigen.

Blasen zwischen Verbundglasschichten und Delamination sind Fehler, die meist durch Feuchtigkeit bei der Glaslamination verursacht werden, die von der Zwischenlage (PVB, EVA) vor dem Autoklavieren aufgenommen wurde. Die Anwesenheit von Wasser, selbst auf mikroskopischer Ebene, verhindert eine vollständige Haftung zwischen Polymer und Glas. In Tests kann eine Schwankung des Feuchtigkeitsgehalts im PVB von nur 0,2 % die Haftfestigkeit (Scherkraft) um bis zu 30 % reduzieren.

Häufige Faktoren, die zu diesem Problem führen, sind: PVB, das Wasser absorbiert, die Exposition der Zwischenlage gegenüber Umgebungen mit einer relativen Luftfeuchtigkeit über 30 % während der Montage oder Lagerung, Kondensation auf der Glasoberfläche – die auftritt, wenn die Glastemperatur unter dem Taupunkt der Umgebung liegt – und übermäßige Zeit zwischen dem Zusammenbau des "Sandwiches" (Glas + PVB + Glas) und der Beladung in den Autoklaven, was dem Verbund ermöglicht, Feuchtigkeit aus der Luft aufzunehmen.

Die vorbeugende Kontrolle sollte die rF unter 25 % halten, bei einer stabilisierten Temperatur von 20–23 °C und einem konstanten Fluss trockener Luft, um eine perfekte Haftung zu gewährleisten und den Ausschuss in der Laminierlinie zu reduzieren.

Flecken, Trübung und insbesondere Irisieren (ein regenbogenartiger Effekt auf der Oberfläche) sind Fehler, die direkt mit Feuchtigkeit bei der Glaslamination zusammenhängen. Irisieren, auch als alkalische Korrosion bekannt, tritt auf, wenn Feuchtigkeit auf der Glasoberfläche die Wanderung alkalischer Ionen (Na⁺ und K⁺) aus der Glasstruktur an die Oberfläche verursacht. Dies erzeugt Ablagerungen, die die Lichtbrechung verändern und den Regenbogeneffekt erzeugen.

Das Problem verschärft sich unter Bedingungen hoher relativer Luftfeuchtigkeit und Temperatur während der Lagerung, insbesondere wenn keine Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle im Autoklaven vorhanden ist oder wenn der Prozess die idealen Bedingungen des Laminierraums ignoriert.

Flecken und Trübung (ein milchiges Erscheinungsbild) werden durch Feuchtigkeit verursacht, die von der Zwischenlage (PVB/EVA) absorbiert wurde, was die Haftung und Transparenz beeinträchtigt und zu einem "milchigen" Aussehen oder lokalisierten Flecken führt. Kondensation zwischen gestapelten Glasscheiben ohne geeignete Abstandshalter ist eine häufige Ursache.

Ideal ist es, die relative Luftfeuchtigkeit in Lager- und Fertigungsbereichen bei etwa 45–55 % zu halten, um sowohl Irisieren als auch Spätdelamination zu verhindern.

Die Verhinderung von Delamination bei Panzerglas ist ein kritisches Sicherheitsproblem, und der Prozess erfordert eine noch strengere Umweltkontrolle. Die Grundursache ist die gleiche wie bei normalem Verbundglas: Feuchtigkeit bei der Glaslamination, die von der Zwischenlage (PVB, Polycarbonat etc.) absorbiert wird.

In einer ballistischen Zusammensetzung ist Delamination jedoch nicht nur ein kosmetischer Defekt; sie beeinträchtigt die Fähigkeit des Verbunds, die Energie eines Aufpralls zu dissipieren, und reduziert den ballistischen Schutz drastisch.

Dokumentierte Fälle zeigen, dass Schwankungen der rF über 30 % im Montagebereich Wochen nach der Aushärtung eine Spätdelamination an den Kanten des Panzerglases verursachen können, insbesondere wenn die Lagerung in Bereichen ohne Klimakontrolle erfolgt.

Um dieses Problem zu vermeiden, ist es zwingend erforderlich, dass alle Schritte – von der Lagerung der Zwischenlagen über Montage bis zur Aushärtung – in Räumen stattfinden, die den idealen Bedingungen eines Laminierraums entsprechen, mit kontrollierter relativer Luftfeuchtigkeit (idealerweise unter 30 %) und Luftfiltersystemen, um eine Kontamination durch Partikel zu vermeiden, die ebenfalls Haftungsfehler verursachen können.

Um Flecken, Irisieren oder Spätdelamination zu vermeiden, muss die Lagerung von Glas (laminiert oder nicht) in einer kontrollierten Umgebung erfolgen. Die Lagerung an Orten ohne geeignete Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle für das Autoklavieren oder ohne Klimatisierungssystem für eine Glasfabrik erhöht das Risiko von Defekten um bis zu 70 %.

Die idealen Bedingungen für den Laminierraum oder den Lagerbereich sind:

  • Relative Luftfeuchtigkeit von 40 % bis 55 %;
  • Temperatur von 20 °C bis 25 °C;
  • Belüftung mit konstantem Luftstrom und Erneuerung, um Taschen feuchter Luft zu verhindern;
  • Stapeln immer mit Abstandshaltern zwischen den Scheiben, um die Luftzirkulation zu ermöglichen und direkten Kontakt zu vermeiden, der Kondensation verursachen kann.

Die Kontrolle dieser Umgebungsparameter ist entscheidend, um alkalische Korrosion zu verhindern und die optische Klarheit des gelagerten Glases zu erhalten.

Ja, dies ist ein erwartetes Verhalten. Dass PVB Wasser absorbiert, ist ein normales Phänomen, da es sich um ein hygroskopisches Polymer handelt – es nimmt natürlich Feuchtigkeit während des Glaslaminierprozesses auf. Diese Absorption ist kein Defekt, sondern eine physikalisch-chemische Eigenschaft des Materials.

Das Problem entsteht, wenn der Feuchtigkeitsgehalt die Grenze von 0,5 % überschreitet, was seine Viskosität und vor allem seine Haftfähigkeit am Glas beeinträchtigt. Daher müssen Lagerung und Handhabung in einer Umgebung mit Feuchtigkeitskontrolle für die PVB-Lamination erfolgen, wobei die relative Luftfeuchtigkeit (rF) zwischen 20 % und 30 % und eine stabile Temperatur von 20–23 °C beibehalten werden.

Diese Kontrolle gewährleistet die dimensionale Stabilität der Zwischenlage und eine vorhersehbare Leistung während des Autoklavenzyklus.

Um maximale Haftung und optische Integrität zu gewährleisten, sind die idealen Parameter für einen Glaslaminierraum mit PVB:

  • Relative Luftfeuchtigkeit (rF) von 20 % bis 25 %, wobei dies der kritischste Faktor ist und 30 % auf keinen Fall überschritten werden dürfen.
  • Temperatur von 18 °C bis 20 °C, mit kontrollierten Schwankungen von maximal ±1 °C.
  • Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle im Autoklaven, um psychrometrische Stabilität zu gewährleisten und das Kondensationsrisiko auf der Glasoberfläche vollständig zu beseitigen.
  • Überdruck von +5 Pa, entsprechend den idealen Laminierraumbedingungen, um das Eindringen feuchter und kontaminierter Luft zu verhindern.

Diese Parameter gewährleisten eine gleichmäßige Haftung, verhindern Delamination und halten den Taupunkt mindestens 10 °C unter der Umgebungstemperatur, wie von den Normen DIN 1863-1 und ISO 14644 empfohlen.

Selbst mit dem korrekten Autoklavenzyklus (Druck und Temperatur) kann die Haftung versagen, wenn während der Montagephase der Glaslamination Feuchtigkeit vorhanden ist. Der Autoklavenzyklus "beseitigt" die Feuchtigkeit nicht; er erzwingt die Haftung nur unter Druck und Hitze.

Wenn sich Wasser zwischen den Schichten befindet, verwandelt es sich in Dampf, erzeugt einen inneren Druck, der mit dem Autoklavendruck konkurriert und eine vollständige Haftung verhindert. Neben Feuchtigkeit gehören Verunreinigungen der Glasoberfläche durch Staub, Fett oder chemische Rückstände zu den weiteren Ursachen, die eine physikalische Barriere bilden und den molekularen Kontakt zwischen PVB und Glas verhindern.

Ein weiterer kritischer Faktor ist die Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle im Autoklaven, da Parameter außerhalb des idealen Bereichs die Haftung beeinträchtigen und Defekte wie Blasen im Verbundglas begünstigen. Die Minimierung der Zeit zwischen dem Vorsiegeln und dem Autoklavieren ist entscheidend, da jede Minute der Exposition gegenüber der Raumluft eine Gelegenheit für das PVB ist, Wasser zu absorbieren, was die Laminierqualität und die optische Haltbarkeit des Glases verringert.

Der Taupunkt ist die Temperatur, bei der die Luft 100 % Feuchtigkeitssättigung erreicht und beginnt, Wasser in Form von Tröpfchen zu kondensieren. Im Glaslaminierraum kondensiert die Luftfeuchtigkeit auf der Oberfläche des Glases oder der Zwischenlage, wenn diese kälter sind als der Taupunkt der Umgebungsluft. Dies erzeugt einen für das bloße Auge unsichtbaren Wasserfilm, der jedoch ausreicht, um Blasen im Verbundglas, Delamination und Flecken zu verursachen.

Wenn beispielsweise der Taupunkt des Raums bei 15 °C liegt und eine neu geschnittene Glasscheibe 12 °C erreicht, tritt sofort Kondensation auf. Daher ist die Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle im Autoklaven genauso wichtig wie die Kontrolle der relativen Luftfeuchtigkeit.

Ideal ist es, den Taupunkt mindestens 10 °C unter der Umgebungstemperatur zu halten, um psychrometrische Stabilität, Kondensationsfreiheit und perfekte Haftung während der Lamination zu gewährleisten.

Das milchige Aussehen (diffuse Opazität) ist ein klassisches Symptom für Feuchtigkeit bei der Glaslamination, die von der Zwischenlage absorbiert oder an der Grenzfläche Glas-PVB kondensiert ist. Selbst mikroskopische Wassermengen können eine molekulare Trennschicht bilden, die Licht streut und den milchigen Effekt erzeugt. Dieser Defekt ist permanent und kann nach der Aushärtung nicht korrigiert werden.

Die Hauptursachen sind: PVB, das Wasser absorbiert, Kondensation während des Vorsiegelns aufgrund des Temperaturunterschieds zwischen Glas und Umgebung, und übermäßige Zeit zwischen Montage und Autoklavieren in einer Umgebung ohne Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle für den Autoklaven.

Es ist entscheidend, den Montageraum innerhalb der idealen Bedingungen des Laminierraums zu halten, um das Kondensationsrisiko zu beseitigen, Transparenz zu gewährleisten und eine perfekte Haftung zwischen den Schichten sicherzustellen.

Sobald Delamination aufgetreten ist, ist eine vollständige Wiederherstellung unmöglich – die Scheibe muss neu gefertigt werden.

Die Ursache kann und sollte jedoch diagnostiziert werden:

  • Wenn sie innerhalb von weniger als 3 Monaten aufgetreten ist, liegt der Ursprung in hoher Feuchtigkeit während des Glaslaminierprozesses im PVB/EVA;
  • Wenn sie nach Jahren der Nutzung aufgetreten ist, könnte das Problem auf unsachgemäße Installation oder Wassereintritt zurückzuführen sein.

Die beste Vorgehensweise ist die Durchführung eines PVB-Feuchtigkeitsabsorptions tests (DIN 53428) und die Überprüfung der Reinraumbedingungen (Feuchtigkeit, Temperatur und Belüftung).