Wissenschaftler der Technischen Universität Darmstadt haben ein Trennverfahren entwickelt, das Verbundsicherheitsglas (VSG) ohne Glasbruch recycelbar macht. Das vierstufige Verfahren soll erstmals eine sortenreine Trennung von Glas und PVB-Folie ermöglichen.
Während alle Glassorten seit 2022 von Absatzrückgängen betroffen sind, konnte sich das Verbundsicherheitsglas laut Zahlen von B+L Marktdaten auf relativ hohem Niveau behaupten. Für 2025 wird sogar ein leichtes Absatzplus zum Vorjahr prognostiziert. "Dieses resultiert unter anderem aus einem steigenden Interesse an Sicherheitsglasanwendungen und der sehr aktiven Arbeit an der DIN 18008 in den letzten Jahren", erklärt Steffen Schäfer, Technischer Leiter beim Bundesverband Flachglas (BF).
Zu den großen Herausforderungen der Flachglasindustrie – aber gleichzeitig zu ihren Chancen – zählt Schäfer auch beim Sicherheitsglas die steigenden Anforderungen für mehr Wirtschaftlichkeit und an die Nachhaltigkeit: "Hier bewegt sich in der Glasbranche schon einiges. Die Hersteller nutzen verstärkt erneuerbare Energie, sparen Ressourcen, entwickeln Produkte mit geringerem CO2-Footprint und effektive Wege, um ihre Kreisläufe zu schließen. Sie wissen, wenn sie hier investieren, schaffen sie sich für die Zukunft eine gute Wettbewerbsposition im globalen Wettbewerb."
Recycling-Problem bei Verbundsicherheitsglas
Was Nachhaltigkeit betrifft, hat Verbundsicherheitsglas bislang jedoch eine schwierige Position, denn es kann aufgrund der Folienverbindung schwer recycelt werden. Hier sind Lösungen in Sichtweite, wie Dr.-Ing. Miriam Schuster, Leiterin der Forschungsgruppe Glas und Polymere am Institut für Statik und Konstruktion der Technischen Universität Darmstadt berichtet: "Wir erforschen neue Wege zur sortenreinen Trennung und Wiederverwertung von Verbundsicherheitsgläsern, denn diese sind heute ein integraler Bestandteil moderner Architektur, im Innenraum und der Fassade."
Während das Glas theoretisch vollständig recycelbar ist und PVB als thermoplastisches Material grundsätzlich auch wiederverwertet werden kann, sieht die Realität laut Schuster ernüchternd aus: "Der Großteil alter VSG-Elemente wird zerkleinert und die Glasscherben in andere Industrien überführt, zum Beispiel zur Produktion von Glaswolle oder Hohlglas. Der Großteil der PVB-Reste wird deponiert oder verbrannt. Die Trennung von Glas und Zwischenschicht stellt bislang das größte Hindernis für einen echten Recycling- oder Re-Use-Kreislauf dar."
Vierstufiges Trennverfahren entwickelt
Ein Forscherteam um Schuster und Prof. Dr. Johannes Kuntsche vom Lehrstuhl Konstruktiver Ingenieurbau der Hochschule Darmstadt hat sich dieser Herausforderung gestellt und ein Verfahren entwickelt, mit dem VSG ohne Glasbruch und ohne PVB-Kontamination sortenrein getrennt werden kann. Ziel ist es, die Wiederverwendung (Re-Use) oder das Closed-Loop-Recycling der Glasplatten als auch das Recycling der PVB-Folie zu ermöglichen. Auf der Konferenz CircuClarity One, die 2024 auf der glasstec stattfand, stellten sie ihre Voruntersuchungen vor.
Das Trennverfahren basiert auf vier Schritten: Zunächst werden die Glasproben auf etwa 170 bis 220 Grad Celsius erhitzt, bis sich der sogenannte Daisy-Effekt – eine Bläschenbildung in der Folie – vollständig ausgebildet hat. Anschließend werden die Verbunde in einer händisch geführten Vorrichtung scherbelastet und auseinandergezogen. Dabei kommt es laut den Forschern zu einer kohäsiven Trennung der Zwischenschicht, ohne das Glas zu beschädigen. Im dritten Schritt folgt eine Wärmebehandlung in Wasser, die zu einer verbesserten Abtrennung führt. Abschließend wird die verbleibende Zwischenschicht mechanisch abgezogen.
Die Wissenschaftler untersuchten frisch hergestellte Proben verschiedener Aufbauarten, unterschiedlicher PVB-Haftungsgrade (hoch, mittel), unterschiedlichen Feuchtegehalts der Zwischenschicht (0,32–0,66 Prozent), unterschiedlicher Laminationsverfahren – und natürlich gealterte Proben. Zudem untersuchten sie unterschiedliche Temperaturen für den ersten Schritt.
Temperatur und Haftung beeinflussen Prozess
Das Ergebnis: Mit tieferer Temperatur steigt die Zeit, bis der Daisy-Effekt vollständig ausgebildet ist. Die Haftung des PVB beeinflusst maßgeblich den Trennprozess beim mechanischen Abziehen der restlichen Zwischenschicht in Schritt vier, jedoch nicht signifikant das mechanische Trennen im zweiten Schritt.
Die erfolgreiche Trennung von VSG soll das Closed-Loop-Recycling als Scherben in Floatglasanlagen und sogar die Wiederverwendung als Glasplatten in Sekundäranwendungen ermöglichen. Für eine erfolgreiche industrielle Umsetzung sieht Schuster jedoch weitere Schritte als erforderlich an, wie eine vertiefte Analyse des Daisy-Effektes bei der Erwärmung von VSG, die industrielle Skalierung des Heizverfahrens oder das automatisierte Peeling, die Optimierung der Prozessparameter und eine Bewertung der Materialqualität nach Trennung.
Ein entsprechender Forschungsvorschlag zur Weiterentwicklung wurde bereits eingereicht. Auf der glasstec 2026, die vom 20. bis 23. Oktober in Düsseldorf stattfindet, können sich Besucher auf eine Folgeveranstaltung zum Thema Zirkularität freuen: die CircuClarity Two.
01.08.2025, VSG
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