„Kugelsicheres“ Glas unterscheidet sich stark von gewöhnlichem Glas. Es wird richtiger als kugelsicheres Glas bezeichnet (weil kein Glas völlig kugelsicher ist) und besteht aus mehreren Schichten zähen Glases mit „Zwischenschichten“ aus verschiedenen Kunststoffen. Manchmal gibt es eine abschließende innere Schicht aus Polycarbonat (einer zähen Kunststoffart) oder Kunststofffolie, um ein Abplatzen“ zu verhindern (bei dem gefährliche Glas- oder Kunststoffsplitter nach dem Einschlag eines Geschosses abspringen). Dieses Sandwich aus mehreren Schichten wird als Laminat bezeichnet. Es kann bis zu zehnmal dicker sein als eine einzelne Scheibe aus normalem Glas und ist in der Regel sehr schwer.

Wenn eine Kugel auf Panzerglas trifft, verteilt sich die Energie seitlich durch die Schichten. Da die Energie auf mehrere Glas- und Kunststoffschichten aufgeteilt und über eine große Fläche verteilt wird, wird sie schnell absorbiert. Das Geschoss wird so stark verlangsamt, dass es nicht mehr genug Energie hat, um es zu durchschlagen – oder, falls es doch durchschlägt, großen Schaden anzurichten. Die Glasscheiben brechen zwar, aber die Kunststoffschichten verhindern, dass sie auseinanderfliegen. Stellen Sie sich kugelsicheres Glas als „energieabsorbierendes“ Glas vor, und Sie haben eine gute Vorstellung davon, wie es funktioniert.

Foto: Oben: Gewöhnliches Glas zersplittert und kann den Durchgang einer rasenden Kugel nicht aufhalten. Unten: Kugelsicheres Glas zersplittert ebenfalls, aber die Kunststoffschichten zwischen den Glasschichten absorbieren die Energie der Kugel und leiten sie ab. Gelingt es der Kugel, das Glas zu durchdringen, wird sie stark verlangsamt und richtet viel weniger Schaden an.

Wie wird kugelsicheres Glas hergestellt?

Traditionelles kugelsicheres Glas wird aus abwechselnden Schichten aus Glas (in der Regel 3-10 mm) und Kunststoff hergestellt, wobei der Kunststoff einfach eine dünne Folie aus Polyvinylbutyral (PVB) oder Ethylen-Vinylacetat (EVA) ist (etwa 0,38 mm bis 1,52 mm dick). Neuere, stärkere Arten von kugelsicherem Glas verwenden ein Sandwich aus Glas und Kunststoff aus Acrylglas, Ionoplast-Polymeren (wie SentryGlas®), Ethylen-Vinylacetat oder Polycarbonat, wobei die dicken Glas- und Kunststoffschichten durch dünnere Folien aus verschiedenen Kunststoffen wie PVB oder Polyurethan getrennt sind.

Um einfaches kugelsicheres Glas auf PVB-Basis herzustellen, wird die dünne PVB-Folie zwischen das dickere Glas gelegt, um ein Laminat zu bilden, das erhitzt und zusammengedrückt wird, so dass der Kunststoff schmilzt und sich mit dem Glas zu verbinden beginnt. Dieser Prozess findet häufig im Vakuum statt, um zu verhindern, dass Luft zwischen den Schichten eingeschlossen wird, was das Laminat schwächt und seine optischen Eigenschaften beeinträchtigt (Verzerrung des durchfallenden Lichts). Anschließend wird die Einheit in einem Autoklaven (einer Art industriellem Schnellkochtopf) bei wesentlich höherer Temperatur (bis zu 150 °C) und höherem Druck (bis zum 13-14-fachen des normalen atmosphärischen Drucks) vollständig „gekocht“. Die Hauptschwierigkeit bei diesem Verfahren besteht darin, dafür zu sorgen, dass die Kunststoff- und Glasschichten gut aneinander haften, ohne dass Luft dazwischen eingeschlossen wird, und dass der Kunststoff durch die Hitze und den Druck des Autoklaven nicht verformt wird, so dass er schwer zu durchschauen ist. (Weitere Informationen über den Herstellungsprozess finden Sie in US Patent: 5,445,890, das in den nachstehenden Referenzen vollständig aufgeführt ist.)

Wo wird kugelsicheres Glas verwendet?

Kugelsicheres Glas gibt es in allen Formen und Größen, um in verschiedenen Situationen unterschiedliche Schutzniveaus zu bieten. Am ehesten findet man es in Banken, wo die Kassierer in der Regel hinter dicken kugelsicheren Scheiben sitzen und kugelsichere Schubladen benutzen, um Papiere und Geld mit den Kunden auszutauschen. Im Allgemeinen gilt: Je dicker das Glas und je mehr Schichten es hat, desto mehr Energie kann es absorbieren und desto mehr Schutz bietet es. Die Grunddicke von kugelsicherem Glas liegt zwischen 28 und 54 mm, kann aber bei Bedarf auch doppelt so dick sein.

Das einzige Problem ist, dass kugelsicheres Glas umso schwerer wird, je dicker es ist. In einer Bank mag das kein Problem sein, aber wenn man ein Präsidentenauto kugelsicher machen will, ist das sicher eine Überlegung wert. Wenn man kugelsicheres Glas dicker macht, wird es auch etwas undurchsichtiger, weil das Licht Schwierigkeiten hat, durch all diese zusätzlichen Schichten zu gelangen. Das kann zu Problemen führen, wenn dadurch die Sicht des Fahrers beeinträchtigt wird.

Normen für kugelsicheres Glas

Diagramm: Man braucht dickeres Glas, um Geschosse mit höheren Geschwindigkeiten und Energien aufzuhalten. Dieses Diagramm vergleicht die Wirksamkeit von kugelsicherem Glas der Klassen BR1-7 nach der Norm EN/CEN 1063. BR1 ist in der Regel etwa 13-15 mm dick; BR7 ist eher 75-85 mm dick, also etwa sechsmal so dick.

In verschiedenen Teilen der Welt gibt es unterschiedliche Normen. In den Vereinigten Staaten wird die Wirksamkeit von kugelsicherem Glas in der Regel anhand der NIJ-Norm 0108 (National Institute of Justice) für kugelsichere Schutzmaterialien (September 1985) verglichen, in der sieben Arten von Panzerungen aufgeführt sind, die in fünf Haupttypen unterteilt sind (Typ I, II-A, II, III-A, III, IV und Spezial). Die höchste Klassifizierung, Typ IV, muss einem einzelnen Treffer eines panzerbrechenden Gewehrs vom Kaliber 30 mit einer Geschossmasse von 10,8 g und einer gemessenen Geschwindigkeit von 868±15 m/s standhalten. Im Vereinigten Königreich ist die relevante britische Norm BS EN 1063:2000, die neun verschiedene Glastypen vergleicht (BR1 für Pistolen und Gewehre, BR2-4 für Pistolen, BR5-7 für Gewehre und SG1-2 für Schrotflinten). Anderswo in Europa entspricht dies der Norm CEN 1063.

Wer hat das kugelsichere Glas erfunden?

Artwork: Earl Fix hatte die Idee, Polyvinylacetylharz (PVA) zwischen zwei Glasschichten einzuklemmen. Abbildung aus US Patent 2,045,130: Safety Glass, mit freundlicher Genehmigung des US-Patent- und Markenamts.

Modernes kugelsicheres Glas ist einfach eine Variante von Verbundsicherheitsglas, das von einem französischen Chemiker namens Édouard Bénédictus (1878-1930) erfunden wurde, der 1909 ein Patent auf diese Idee erhielt. In seiner ursprünglichen Version verwendete er Zelluloid (einen frühen Kunststoff), das zwischen zwei Glasscheiben eingeklemmt war. Die Idee, Polyvinylkunststoffe in Verbundglas zu verwenden, stammt aus dem Jahr 1936, als sie erstmals von Earl Fix von der Pittsburgh Plate Glass Company vorgeschlagen wurde.