When was toughened glass invented? The story of glass tempering
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Join us as we tell the fascinating story of toughened glass. It all started in a Roman glassblower's workshop…
Man muss nicht in der Glasindustrie arbeiten, um etwas über gehärtetes Glas zu wissen. Es wird heute für alles verwendet, von feuerfesten Türen bis hin zu Displayschutzfolien für Smartphones.
Sure, you're probably not
thinking
about toughened glass as you scroll through social media or tap out a text. But it's there – and you'd be worse off without it. Toughened glass is the magic material that keeps our iPhones intact, our bus shelters safe and our huge glass skyscrapers upright.
Das war jedoch nicht immer so. Trotz seiner heutigen Allgegenwärtigkeit ist gehärtetes Glas erst im letzten Jahrhundert oder so wirklich unverzichtbar geworden.
Warum hat das so lange gedauert? Machen Sie sich eine Tasse Tee – diese Geschichte ist der Hammer.
Prince Rupert's drops
Toughened glass is a bit like electricity. We discovered it before we knew what it
was.
Just as some Greek bloke was
conducting experiments with static electricity in 600 BC, so our 17th-century forbears were playing around with toughened glass in the form of disposable novelties.
Diese Neuheiten waren unter den Namen Batavische Tränen, Holländische Tränen oder Prinz-Rupert-Tropfen bekannt – benannt nach Prinz Rupert vom Rhein, der den britischen Hof erstmals auf diese Kuriositäten aufmerksam machte.
Prinz Ruperts Tropfen ähnelten ein wenig Tränen oder Kaulquappen. Es waren bauchige Glasklumpen, die sich zu einem dünnen Schwanz verjüngten.
So weit, so offensichtlich: ein Abfallprodukt der Glasherstellung. Doch Prinz Ruperts Tropfen erregten nicht etwa deshalb die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler, weil sie wie kleine Frösche aussahen – sie bargen tatsächlich einige kuriose Geheimnisse.
Das bauchige Ende war so zäh wie alte Stiefel. Man konnte ihm mit einem Hammer einen kräftigen Schlag versetzen, ohne dass der Angriff spürbar war.
Das allein war schon etwas Besonderes. Zu einer Zeit, als Glas schon beim kleinsten Anblick zersplitterte, war ein nahezu unzerstörbares Glasobjekt ein wahres wissenschaftliches Wunder.
Doch unzerstörbar war es nicht. Denn wenn man das dünne Schwanzende abbrach, zersprang das Ganze in unzählige kleine Stücke, als würde es sich in Luft auflösen.
König Charles, die Royal Society und die Römer
Wie man sich vorstellen kann, war dieser Partytrick für die Köpfe des 17. Jahrhunderts ziemlich verblüffend. König Karl II. war auf jeden Fall verblüfft, und als er Zeuge des Zaubertricks wurde, rief er die Royal Society zur Untersuchung an.
Die größten Wissenschaftler des 17. Jahrhunderts kamen zusammen, bündelten ihr gesamtes Wissen und ihre Ressourcen und entdeckten, was Sie wahrscheinlich schon herausgefunden haben.
Bei Prinz Ruperts Tropfen handelte es sich lediglich um heiße Glasklumpen, die in kaltem Wasser rasch abgekühlt wurden. Höchstwahrscheinlich wurden sie zufällig entdeckt – und waren in der Glasindustrie möglicherweise schon seit der Römerzeit allgemein bekannt.
Man kann sich die Entdeckung ungefähr so vorstellen: Ein ungeschickter Glasbläser paffte und formte eine Vase, eine Pfeife oder ein Ornament. Ungeschickt wie er war, ließ er ein Stück geschmolzenes Glas in einen Eimer zu seinen Füßen fallen.
Dieser ungeschickte Glasbläser hatte versehentlich gehärtetes Glas erfunden. Indem er sehr heißes Glas nahm und dessen Temperatur rasch senkte, veränderte er die Molekularstruktur des Materials. Das Glas stand nun unter Spannung – das heißt, es war extrem stabil, konnte aber bei unsachgemäßer Handhabung explosionsartig zerspringen.
Diese Eigenschaften waren damals jedoch noch nicht vollständig verstanden. Erst im 19. Jahrhundert erkannte man, dass der Mechanismus hinter den Prinz-Rupert-Tropfen einen praktischen Nutzen haben könnte.
Francois Royer de la Bastie und die Methode der Flüssigkeitstemperierung
Über das Leben von Francois Barthelemy Alfred Royer de la Bastie wissen wir nur drei Dinge. Erstens: Er hatte einen unglaublichen Namen. Zweitens: Er lebte in Paris. Und drittens: Ihm wird die Entwicklung des ersten industriellen Glashärtungsverfahrens zugeschrieben.
Bei Basties Methode wurde Glas erhitzt, bis es fast seinen Schmelzpunkt erreichte, und dann in einem Bad aus erhitztem Öl oder Fett abgeschreckt.
Das resultierende Material war viel stärker als herkömmliches Glas – und, was entscheidend war, musste nicht die Form einer Kaulquappe haben.
Es wäre keine Übertreibung, Bastie als Vater der modernen Glashärtung zu bezeichnen. Trotz Anpassungen der Formel verwenden wir heute ein ähnliches Härtungsverfahren.
Bastie first received a patent for his method in England in 1874. In a later US patent, he espouses the benefits of his new glass in no uncertain terms:
Auf diese Weise hergestellte Gegenstände widerstehen wirksam heftigen Stößen, der Einwirkung von heißem Wasser und sogar Feuer und neigen nicht dazu, an den Kanten abzusplittern. Es liegt auf der Hand, dass dieses Verfahren zur Herstellung von Gefäßen mit beliebiger Verzierung angewendet werden kann.
Unternehmungslustige Köpfe machten sich Basties Erfindung zunutze. Es folgten weitere Verfahren und Patente – darunter in 1877 eine Methode, bei der das heiße Glas in Formen statt in Öl gekühlt wurde.
Die Industrialisierung von gehärtetem Glas
Das 20. Jahrhundert war eine Zeit rasanter Innovationen. Innerhalb weniger Jahre gelang es der Welt, einen Menschen auf den Mond zu bringen, den Mikrochip zu erfinden und den Verkehr mit schnellen, erschwinglichen Autos zu revolutionieren.
Und es war der Aufstieg des Automobils, der die Herstellung von gehärtetem Glas von einem Nischenunternehmen zu einem Industrieriesen machte.
Als Bastie Ende der 1800er Jahre als Pionier die Entwicklung von gehärtetem Glas entwickelte, dachte er dabei sicherlich nicht an Windschutzscheiben. Wie sein Patent aus dem Jahr 1886 Am zeigt, beschäftigte er sich in erster Linie mit der Herstellung von Artikeln für den Tischservice.
Tatsächlich widmet er einen ganzen Absatz der Beschreibung, wie diese Gegenstände verziert werden konnten. Sie konnten, so sagt er, „gefärbt, vergoldet oder mit Metallen beliebiger Farbe beschichtet werden, oder es konnten Muster oder Blumen mit Glasfarben darauf gedruckt werden“ und so weiter.
Doch als Autos unsere Straßen eroberten und die Herstellung von gehärtetem Glas sich entwickelte, wurde auch die aufstrebende Automobilindustrie darauf aufmerksam.
Henry Ford was among the first to use tempered glass in car production. In 1937, motivated by safety concerns, he
mandated the use of toughened glass for the side and rear windows of all Ford cars.
Die Frontscheiben bestanden übrigens bereits aus Verbundglas. Diese Art von Sicherheitsglas wurde bereits im Jahr 1919 in Ford-Automobilen eingeführt.
In den 1950er Jahren war gehärtetes Glas in allen amerikanischen Autos Standard. Andere Branchen zogen bald nach. Architekten erkannten beispielsweise, dass gehärtetes Glas den Bau großer, strukturell stabiler Glasgebäude ermöglichte – und so begann die Ära der großen Glaswolkenkratzer.
Gehärtetes Glas heute
Heutzutage sind gehärtetes Glas und andere Formen von Sicherheitsglas allgegenwärtig. Aufgrund ihrer Festigkeit und Sicherheitseigenschaften sind sie in Großbritannien in allen Neubauten mehr oder weniger vorgeschrieben.
Doch bis hierher war es ein langer, langer Weg. Modernes gehärtetes Glas wäre ohne die Arbeit tollpatschiger römischer Glasbläser, bahnbrechender amerikanischer Automobilgiganten und eines unternehmungslustigen Franzosen, der aus einem Partytrick eine Industrie machte, nie möglich gewesen.
Wir bei ToughGlaze sind stolz, unseren eigenen kleinen Teil zu dieser faszinierenden Geschichte beizutragen – und wir können es kaum erwarten zu sehen, wohin die Reise mit Glas als Nächstes geht.
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