Pflegeleichte Fenster gesucht

Zwischenzeitlich sind zu der industriell hergestellten Variante selbstreinigenden Glases weitere Systeme am Markt erhältlich, die neues Potenzial beim Fensterservice versprechen. Die ursprüngliche Entwicklung erfolgte, um die Reinigungskosten von großflächigen Glasfassaden im Außenbereich zu reduzieren. Mittlerweile konnte auch ein hoher Gebrauchsnutzen bei der Anwendung bei Glasdächern, Wintergärten, Fenstern und Duschkabinen festgestellt werden.

Dabei wird das Oberflächenverhalten so verändert, dass sich Schmutz schwer auf der Oberfläche festsetzen kann und bei Regen weitgehend abgewaschen wird. Glas mit selbstreinigenden Eigenschaften wird meist mit dem Lotuseffekt und Nanotechnik in Verbindung gebracht, wobei oft der falsche Eindruck entsteht, dass Glas nicht mehr gereinigt werden muss.

Die gewünschte Eigenschaft wird durch hydrophil, photokatalytisch oder hydrophob wirkende Oberflächenstruktur erreicht. Bei der ersten wasserliebenden Variante wird durch Aufbringen einer dünnen Beschichtung (meist Titanoxid) die Oberflächenspannung herabgesetzt. Damit bildet sich ein gleichmäßiger Wasserfilm über die gesamte Glasfläche und Schmutzpartikel können einfach abgewaschen werden. Auch die Ablagerung von Kalk infolge von Tropfenbildung wird damit vermieden.

Diese Eigenschaft kann durch die photokatalytische Wirkung verstärkt werden. Dabei wird die Luftfeuchtigkeit zu O2- sowie OH+-Ionen aufgespaltet. Dadurch werden organische Ablagerungen zersetzt und sind leicht ablösbar. Die letzte Variante basiert auf dem gegenteiligen Prinzip und bewirkt einen wasserabstoßenden Effekt. Damit wird die Tropfenbildung gefördert sowie ein leichtes Abperlen der Flüssigkeit und Mitnahme der Schmutzpartikel erreicht.

Auftragsmöglichkeiten
Mit verschiedenen Beschichtungsverfahren werden dabei die wirkenden Oberflächenstrukturen erreicht. Der erste Vertreter sind fluor- oder silikonhaltige Stoffe, zumeist in Nanoausführung. Diese bestehen aus mindestens zwei Schichten, der Verbindungslage mit der bestehenden Oberfläche und der neuen nano- oder makrostrukturierten Decklage. Dadurch wird eine physikalische Haftung, ähnlich wie bei Farbanstrichen, erreicht. Ein Auftrag auf unterschiedlichste Materialien ist damit möglich, wobei jedoch durch die Umwelteinflüsse nur begrenzte Hafteigenschaften bestehen.
Eine weitere Möglichkeit ist pyrolytisches Titanoxid mit photokatalytischer Wirkung, welches bereits während der Glasherstellung aufgetragen wird.

Die dritte Möglichkeit ist die Silizium-chemische Verbindung, welche ausschließlich für Glas geeignet ist. Dabei wird das Silizium auf den Werkstoff aufgebracht und unter Belichtung (Fotoprozess) chemisch mit dem Glas verbunden. Damit wird die Oberfläche versiegelt und erhält wasser- und schmutzabweisende Eigenschaften, welche das Glas vor Alterung schützen und auch aggressiven Umwelteinflüssen standhalten.

Special Fenstertechnik: Marktübersicht (PDF)

Kriterien
Die Überprüfung der Leistungsfähigkeit der Produkte kann mit Glasmustern mit oder ohne Beschichtungen durch die Kontaktwinkelmessung erfolgen. Dabei wird der Winkel zwischen einem Wassertropfen und der Glasoberfläche gemessen und damit das wasserabstoßende Verhalten bestimmt. Ein kleiner Winkelwert bedeutet, dass die Benetzung der Oberfläche großflächig erfolgt, Schmutz besser anhaftet und weniger leicht weggespült wird. Im Nanobereich strukturierte Materialien erreichen Werte bis zu 170 Grad zu rund 72 Grad von normalen Glas. Dabei kommt ein physikalisch-chemisches Phänomen (Lotuseffekt) zum Tragen. Dieses erzeugt schwer benetzbare Oberflächen mit einem großem Kontaktwinkel, wobei die Anziehungskräfte zu der Oberfläche verringert werden und der Wassertropfen eine kugelförmige Gestalt annimmt.

Die damit geringe Benetzbarkeit führt jedoch auch dazu, dass die Oberfläche nicht mehr nass und eine Reinigung von festsitzender Verschmutzung verhindert wird. Im Gegenzug wird damit eine Schlierenbildung und ein Schmierfilm auf der Oberfläche erzeugt. Der ideale Kontaktwinkel liegt damit zwischen dem normalen und hydrophoben Wert des Lotuseffektes und bildet keine kugelförmigen Tropfen aus. Eine weitere Bestimmung der Hydrophobie erfolgt durch den Tropfenablauftest – wobei der Winkel bestimmt wird, wo der Tropfen abzulaufen beginnt. Auch mit Messungen der Streuung (Diffusionsfaktor) und Bewitterungstests kann die Produktqualität entsprechend nachgewiesen werden.

Verarbeitung: Vorteile und Grenzen
Durch Auftrag eines Primers werden die Poren der Oberfläche gereinigt und für den Auftrag des Versiegelungsproduktes vorbereitet. Dieses wird dünn aufgetragen und mit einem Microfasertuch nachpoliert.

Neben der kürzeren Reinigungszeit verlängern sich auch die Intervalle, wobei der Werterhalt des Fensterglases der nachhaltigste wirtschaftliche Vorteil ist. Von einzelnen Herstellern wird je nach Produkt eine Behandlung des Fensterrahmens angeraten, um auch dort eine einfache Reinigung sicherzustellen. Genauso können damit nicht mehr zu entfernende Kalkablagerungen bei beispielsweise Duschkabinen, Abdrücke von Abstandhaltern und Fingerabdrücken bei Mattglas verhindert werden. Ein weiteres Anwendungsgebiet besteht in der Graffitischutzwirkung, um damit Vandalismusschäden vorzubeugen. Die funktionale Grenze dieser Technologie liegt dabei bei horizontalen Flächen, da nach dem Verdunsten des Wassers Staub­inseln zurückbleiben.