Glas wird im Hochofen durch das Verschmelzen und Vermischen verschiedener, mineralischer Grundstoffe wie z.B. Sand, Kaolin etc. bei ca. 1600°C hergestellt. Das flüssige Gemisch wird durch hochfeine Düsen gepreßt und dabei abgekühlt; so entstehen einzelne Filamente von 5–24 mm Durchmesser, die im Folgeprozeß entweder zu Fasersträngen (dicht gebündelt) oder Rovings (lose gebündelt) zusammengefaßt werden. Um Beschädigungen bei der weiteren Verarbeitung (z.B. beim Weben) zu vermeiden und die Haftung zu der Harzmatrix zu verbessern, wird abschließend in einem Durchlaufbad noch eine Beschichtung (die sogenannte Schlichte) aufgebracht. Die Faserstränge bzw. Rovings werden auf Spulen gewickelt und dem Weiterverarbeiter zur Verfügung gestellt.
Durch Veränderungen des Rohstoff-Mixes können verschiedene Glassorten hergestellt werden. Folgende Sorten kommen bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen zum Einsatz:
- E‑Glas hat einen geringeren, alkalischen Anteil als das sogenannte A‑Glas und ist dadurch fester. Es hat ausgezeichnete Druck- und Zugfestigkeiten und isoliert (elektrisch) gut, dabei ist es recht preiswert. Im Laminat bringt es gute Steifigkeit, ist allerdings anfällig gegen spitze Schläge. Abhängig vom Typ bewegt sich der Marktpreis im Bereich von etwa 0,75 bis 1,50 EUR/kg; je nach Marktsituation ist er teils erheblichen Schwankungen ausgesetzt. E‑Glas ist das bei weitem verbreitetste Fasermaterial zur Herstellung von Verbundwerkstoffen.
- C‑Glas hat die beste Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien aller Art. Bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen wird es in Form eines Oberflächenvlieses z.B. für Chemikalientanks verwendet.
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R‑, S- oder T‑Glas sind verschiedene Handelsnamen für einander sehr ähnliche Glasfasern mit insgesamt höherer Festigkeit, Steifigkeit und Wasserbeständigkeit als E‑Glas. Durch feinere Filamente geben diese Fasern dem Laminat vor allem eine bessere interlaminare Scherfestigkeit. S‑Glas wird in den USA hergestellt, R‑Glas stammt aus Europa und T‑Glas ist japanischer Herkunft. Entwickelt wurde dieser Glastyp vor allem für Flugzeugbau und militärische Anwendungen, hier insbesondere zur Erhöhung der Schusssicherheit von Laminaten. Das Material wird in deutlich kleineren Mengen produziert als E‑Glas und ist dementsprechend teurer.
E‑Glas steht in den folgenden Varianten zur Verfügung:
- Als Garne; hierbei handelt es sich um ein dichtes Bündel von einzelnen Filamenten. Garne finden sich meistens zu Strängen zusammengefasst.
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Stränge sind lose zusammengefasste Bündel von verdrehten Filamenten oder Garnen. Alle einzelnen Filamente eines Strangs haben identische Durchmesser, meistens ca. 4–13mm. Die Stränge sind von unterschiedlichem Gewicht, das in „tex“ (Gewicht in Gramm pro 1000lm) oder „denier“ (Gewicht in lbs pro 10.000 yards) beschrieben wird. Die üblichen Standards liegen etwa zwischen 5 und 400 tex.
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Rovings sind lose zusammengefasste Bündel unverdrehter Filamente oder Stränge. Alle einzelnen Filamente eines Rovings haben identische Durchmesser, meistens ca. 13–24mm. Auch das Gewicht der Rovings variiert, und zwar im Bereich zwischen ca. 300 und 4800 tex. Wenn die Filamente direkt im Anschluß an den Extrusionsprozess zusammengefasst werden, spricht man von Direkt-Rovings. Im Gegensatz dazu entsteht ein zusammengesetzter Roving, wenn nachträglich mehrere Faserstränge gebündelt werden. Zusammengesetzte Rovings haben im allgemeinen feinere Filamente als Direkt-Rovings und lassen sich dadurch besser mit Harz tränken und ergeben höhere Festigkeiten. Sie sind allerdings auch teurer, da der Herstellungsprozess aufwändiger ist. Es ist auch möglich, durch Spinnen einen langen Glasstrang aus kurzen Filamenten herzustellen. Solche gesponnenen Stränge haben eine große Faseroberfläche und lassen sich gut mit Harz tränken; ihre Festigkeit reicht aber nicht an die endlos hergestellten Faserstränge heran
Bezeichnung von Glasfasern
Um Glasfasern unverwechselbar zu bezeichnen, gibt es eine international gültige Terminologie:
