DIE GESCHICHTE DER GLASHERSTELLUNG
Glaserkunde

Frühzeit

Römisches Tropffläschchen in Form eines Gladiator Helms, 1. Jh. n. Chr., Römisch-Germanisches Museum, Köln. Natürliches Glas wie Obsidian wurde wegen seiner großen Härte und dem scharfen Bruch seit frühester Zeit für Werkzeuge wie Keile benutzt. Im metalllosem Südamerika war es bis zur Ankunft der Spanier das schärfste bekannte Material.

Erste Hinweise für die Glasherstellung finden sich in der Levante und in Mesopotamien. Die frühesten Datierung deuten auf 1550 v. Chr. Gläser im Zweistromland waren Kaliglas – das Flussmittel lieferte Pflanzenasche – während ägyptische Natrongläser auf den dortigen Sodavorkommen fußten. Ein zufälliger Fund von Glas bei Lagerfeuern wird wegen nicht genügend hoher Temperaturen heute ausgeschlossen. Eine These geht von einer Verbindung zwischen Metallverarbeitung und der Entwickelung des Glases aus. Zur Verhüttung von Bronze wird die kritische Temperatur von 1200 °C erreicht. Die erste bekannte Rezeptur ist aus der Bibliothek des assyrischen Königs Assurbanipal überliefert, das auf ca. 650 v. Chr datiert wird: “Nimm 60 Teile Sand, 180 Teile Asche aus Meerespflanzen und 5 Teile Kreide und du erhältst Glas“

Um 1250 v. Chr. sind östlich des Nildeltas erste Produktionsstätten nachweisbar. Dort wurden Glas in einem mehrstufigen Prozess hergestellt. Eine erste Schmelze lieferte das Zwischenglas, welches zertrümmert wurde und von Verunreinigungen befreit. Nach einer erneuten Schmelze wurden Glasrohlinge von etwa zehn Zentimeter Dicke hergestellt. Mit Beigabe von Metalloxiden wurde die Schmelze eingefärbt. Funde deuten darauf hin, dass die einzelnen Produktionsstätten sich auf einzelne Farben spezialisiert hatten. So produzierten beispielsweise die Handwerker in Qintar hauptsächlich rotes Glas, welches sie durch Beimengung von Kupfer erhielten. Die letztliche Fertigung des Produktes war von den Schmelzbetrieben entkoppelt und die Fritte als Rohstoff wurde über weite Strecken gehandelt. Glas war äußerst teuer und in seiner Wertschätzung wohl nur mit Edelsteinen zu vergleichen.

Im ersten Jahrhundert v. Chr. wurde an der östlichen Mittelmeerküste die Glasmacherpfeife erfunden. Die ersten Pfeifen waren Tonröhren, später benutzte man Metallrohre, mit denen man größere Gefäße herstellen konnte. Neben der Glasmacherpfeife gab es auch eine technische Neuerung bei den Glasschmelzöfen. Das Glas wurde in einem Tiegel erschmolzen und im flüssigen Zustand an der Pfeife verarbeitet. Mit diesen Pfeifen konnte Glas aufgeblasen werden, was die Herstellung von größeren Gefäßen ermöglichte. Die neue Technik ermöglichte neue Formen und Verwendungszwecke. Wurde bis dahin Glas für Perlen, Parfümfläschen und für Trinkschalen verwendet, verbreitete sich im römischen Reich Glasflaschen und Karaffen für Lebensmittel. Gegenüber den üblichen Holz- oder Lederbehältnissen ist Glas geschmacksneutral.

Mittelalter und Neuzeit

Noch bis zur Jahrtausendwende dominierten Glasimporte aus dem östlichem Mittelmeerraum den europäischen Markt. Erst zu dieser Zeit beginnt der Aufstieg Venedigs in der Glasherstellung. Die venezianische Kaufmannschaft ermöglichte erst die Glasherstellung. Soda wurde aus der Levante eingeführt und blieb eine eifersüchtig gehütete Rohstoffquelle. In den frühen Jahren wurden wohl auch Scherben (Fritte) noch eingeführt und die neue Produktion konzentrierte sich auf einfache Gebrauchsgläser. Doch spätestens mit dem 15. Jahrhundert wurden kostspielig Luxusgegenstände gefertigt. Auch der Formenkanon löste sich von den östlichen Vorbildern und die Insel Murano in der Lagune wurde zum Hauptzentrum der europäischen Glasindustrie. Die ansässigen Glasmacher und Stadtoberen bemühten sich sehr ihr Wissen geheim zuhalten und so das Entstehen einer Konkurrenz vorzubeugen. Venezianisches Glas brachte einen beträchtlichen Monopolgewinn.

Anfänge der Glasproduktion nördlich der Alpen…

Entgegen der landläufigen Meinung gab es im Deutschland des Mittelalters nicht nur das „typische“ grüne Waldglas, sondern auch farblose Gläser, zum Teil allerdings mit leichtem Farbstich. Im 14. Jahrhundert erfanden italienische Glasmacher das Cristallo, ein farbloses Glas mit besonderem Glanz.

1764 Nutzung von Natriumsulfat zur Glasherstellung (Glaubersalz)

Glasherstellung 1550-1700

Die Glashütte Weibersbrunn Anfang des 18. Jahrhunderts. Der Arbeiter rechts tägt Holz zu Befeuerung; mittig wird ein Glastropfen entnommen oder das Werkstück aufgeheizt; rechts im Vordergrund wird ein Glastropfen durch marbeln vorgeformt; im Hintergrund wird eine Scheibe ausgeschleudert. Bei dem Mondglasverfahren, das 1330 in Rouen belegt ist, wird ein Glastropfen mit der Glasmacherpfeife zu einer Kugel vorgeblasen. Diese wurde von der Pfeife gesprengt und mit einem Tropfen flüssigen Glases an der gegenüberliegenden Seite an einem Metallstab befestigt. Zur weiteren Verarbeitung wurde die Kugel wieder auf Temperatur gebracht. Bei ca. 1000 °C war das Glas weich genug um mittels Zentrifugalkraft in Tellerform geschleudert zu werden: Die Kugel öffnete sich um das Loch, an dem vorher die Pfeife befestigt war. Durch diese Technik wurden Glasplatten von ca. 1,20 m Durchmesser erzeugt. Anschließend wurde der äußere Rand zu Rechtecken geschnitten. Diese fanden Verwendung als z.B. Kirchenglas mit Bleieinfassungen. Das Mittelstück mit der Anschlussstelle des Schleuderstabs heißt Butze und wurde für Butzenscheiben von 10-15 cm Durchmesser verwendet.

Das Walzglasverfahren wurde zum ersten mal 1688 in Saint Gobain, der Keimzelle der heutigen gleichnamigen Weltkonzerns dokumentiert. Geschmolzenes Glas wird auf den Walztisch gegossen, verteilt und schließlich gewalzt. Im Gegensatz zu den vorher genannten Verfahren wurde hier eine gleichmäßige Dicke erreicht. Auch waren erstmals Scheibengrößen von 40 × 60 Zoll möglich, was für die Produktion von Spiegeln genutzt wurde. Probleme bereitet jedoch die ungleichmäßige Oberfläche. Fensterglas dieses Herstellungsverfahrens ist oft blind und Spiegelglas nur durch aufwendiges kaltes Polieren zu erzielen.

Zylinderstreckverfahren II…

Industrialisierung und Automatisierung
Wichtige Ereignisse in der Entwicklung der Glasindustrie

Allgemein
1856 Erster Glasofen mit Regenerativfeuerung durch Friedrich Siemens
1847 Einführung von Formen aus Metall in der Hohlglasproduktion (Joseph Magoun)
1867 Kontinuierlicher Wannenofen von Friedrich Siemens
1882 Ernst Abbe gründet mit Otto Schott in Jena Glaswerke für optische Spezialgläser

Flachglas
Walzglasproduktion 1908: seit 1688 keine wesentliche Veränderung.Um 1900 entwickelte der Amerikaner John H. Lubbers ein Verfahren zur Zylinderfertigung. Diese konnten einen Durchmesser von 80 cm erreichen und waren bis zu 8 m (!) hoch. Der Zylinder wurde aufgeschnitten und geplättet. Das Verfahren war jedoch sehr umständlich, insbesondere das Umlegen der Zylinder in die Horizontale bereitete Schwierigkeiten.

Eine weitreichendes Patent sollte 1904 von Emile Fourcault folgen. Das nach ihm benannte Fourcault-Verfahren zur Ziehglasherstellung. Das Glas wird im kontinuierlich entnommen. Eine Schamottedüse liegt in der flüssigen Schmelze. Mit dem Hochziehen durch einen Kühlkanal auf ca. 8 m Höhe kann es oben zugeschnitten werden. Die Glasdicke ist durch die Ziehgeschwindigkeit einstellbar. Es kam ab 1913 zum Einsatz und bedeutete eine große Verbesserung.

Ein darauf aufbauendes Verfahren ließ der Amerikaner Irving Wightman Colburn 1905 patentieren. Das Glasband wurde zur besseren Handhabe in einen horizontalen Kühlkanal umgeleitet. Mit einer eigenen Fabrik wurde bis 1912 versucht das Verfahren zu beherrschen, blieb aber letztlich erfolglos, so dass Insolvenz angemeldet wurde. Das Patent ging an die Toledo Glass Company. 1917 kam das nunmehr so genannte Libbeys-Owens-Verfahren zur industriellen Anwendung. Die Vorteile gegenüber dem Fourcault-Verfahren lagen in der einfacheren Kühlung. Hingegen konnte bei jenem mehrere Ziehmaschienen an einer Glasschmelzwanne arbeiten. Da der Kühlofen in der Länge beliebig lang sein konnte, erreichte dieses Verfahren etwa die doppelte Produktionsgeschwindigkeit. In der Folgezeit existierten beide Verfahren parallel. 1928 verbesserte die Plate Glass Company die Vorteile der Verfahren von Fourcault und Colburn; sie erzielte mit dem Pittsburg-Verfahren dadurch eine deutliche Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit.

1919 gelang Max Bicheroux der entscheidende Schritt bei der Gussglasherstellung. Die flüssige Glasmasse wurde dabei zwischen gekühlten Walzen zu einem Glasband geformt, im noch erwärmten Zustand zu Tafeln geschnitten und in Öfen abgekühlt. Mit diesem Verfahren erreichte man die heute noch üblichen Scheibengrössen von 3 x 6 m 1923 Pilkington und Ford: kontinuierliches Walzglas für Automobilglas.

1902 Patent von William E. Heal auf das Floatverfahren, das auf eine Idee von Henry Bessemer zurückgeht 1959 Die Firma Pilkington bewältigt als erste die technischen Problem der Floatglasfertigung. Dieses Prinzip revolutionierte die Flachglasfertigung und wurde in den 1970er Jahren allgemeiner Standard.

Hohlglas
Im frühen 19. Jahrhundert wurden neue mechanische Hilfsmittel zum Blasen der Gläser benutzt. Es wurden Formen benutzt, die ein Relief als Negativ schon aufwiesen. Durch den Blasdruck wird das Glas in die Hohlräume gedrückt und das Werkstück bekommt seine Form. Allerdings ist die Lungenkraft des Glasmachers nicht ausreichend hoch für tiefere Reliefs, so dass mechanische Hilfsmittel eingeführt wurden: Durch Luftpumpen wird genügend Druck erzielt pdf.

Hohlglasproduktion um 1910: der Tropfen wird in einer Form zur Flasche geblasen.Eine weitere Neuerungen in der Mitte des 19. Jahrhunderts war die Einführung von Metallformen. Erstmals 1847 ersetzten die von Joseph Magoun entwickelten Formen die alten aus Holz, was deren Haltbarkeit beträchlich erhöhte.

Die ersten halbautomatische Flaschenblasmaschine wurde 1859 vom Briten Alexander Mein und Howard M. Ashley in Pittsburg entwickelt. Doch noch immer waren manuelle Arbeitsschritte von Nöten. (en)

Ein Meilenstein war die 1903 von Michael Josef Owens eingeführte Owens-Maschine als erste vollautomatische Glasmaschine überhaupt. In einem in der Schmelze eingetauchtem Rohr wird ein Vakuum erzeugt und so die problematische Tropfengröße exakt dosiert. Der Arm schwenkt zurück und drückt den Tropfen die Form. Mit der Umkehrung des Vakuums in Pressluft wird der Tropfen in die Metallform geblasen und das Werkstück erhält seine endgültige Gestalt. Mit dieser Technik war es möglich, die zu dieser Zeit enormen Menge von vier Flaschen pro Minute zu produzieren. Diese Technik nennt man Saug-Blas-Verfahren pdf (en).

Trotz dieser Errungenschaft blieben maschinell geblasene Flaschen noch viele Jahre schwerer als mundgeblasene. Um die Glasmacher zu übertreffen, mussten die Maschinen noch sehr viel genauer arbeiten. So ist auch zu erklären, dass die verschiedenen Produktionsverfahren noch lange parallel betrieben wurden.

Die Owens AR Maschine von 1912 in Karusellform.Auch wurden wesentliche Verbesserungen der Tropfenentnahme realisiert. Der Tropfenspeiser von Karl E. Pfeiffer im Jahre 1911 ließ den Glastropfen nicht mehr von oben aus der Schmelze entnehmen, sondern die Schmelze tropft durch eine Öffnung im Feeder (Speiser). Durch die mögliche genauere Dosierung der Glasmenge konnten gleichmäßigere Flaschen gefertigt werden.

1924 wird die IS-Maschine von den Namensgebern Ingle und Smith patentiert, die erste industrielle Anwendung folgt wenige Jahre später. Diese Maschine, die die Vorteile des Tropfen-Verfahrens erst richtig nützt, arbeitet nach dem Blas-Blas-Verfahren. Ein Tropfen wird in eine Metallform geleitet und vorgeblasen. Der vorgeformte Tropfen wird in eine zweite Form geschwenkt, wo das Werkstück fertiggeblasen wird.

Erste Anwendungen des neuen Verfahrens folgten wenige Jahre später. Die erste Maschine von 1927 hatte vier Stationen: Ein Feeder beschickte eine Maschine und diese konnte parallel vier Flaschen fertigen (en). Das Prinzip des Blas-Blas-Verfahrens ist auch heute noch in der Massenfabrikation gültig.