Iceflower defecten in gelaagd glas. Hoe ontstaan ze?

Op een koude winterdag is het heerlijk om met een kop dampende chocomelk voor de haard door te brengen. Vanuit de zetel zie je de sneeuwvlokjes tegen het raam vallen. Als je goed kijkt, kunnen verschillende ijskristallen waargenomen worden. Wat nu als zo een ijskristal permanent in het glas voorkomt en ook nog groeit? Niemand wil dit, maar toch komt het voor. Hoe ontstaat een zo genoemde iceflower en welke factoren hebben er een invloed op?

Wanneer een raam uit één of twee glasplaten bestaat, kan erdoor gekeken worden. De geluidsreducerende eigenschappen zijn gering en ook de veiligheid is niet ideaal. Bij een inslag met een steen op het glas, spat het glas in duizenden kleine stukjes. Dit kan niet de bedoeling zijn. Bij het gebruik van twee glasplaten kan voor de veiligheid een extra laag, Saflex toegevoegd worden. Dit geheel vormt gelaagd glas. Saflex is de productnaam van polyvinylbutyral (PVB) wat de goede eigenschappen van glas versterkt. Door de laag PVB aan het glas toe te voegen, kan het glas voor zowel veiligheidsglas als geluidsdemper fungeren. Door PVB in de voorruit van een auto te gebruiken zal zowel de impactsterkte van het glas vergroten als het geluid van buitenaf gedempt worden.

Niet enkel voor autoruiten wordt gelaagd glas gebruikt. Ook in de architecturale wereld. Denk maar aan de glazen piramide van het Louvre, of het blauwe glas van het Ghelamco-stadion van voetbalclub AA Gent. Zowel de eigenschappen van glas verbeteren, als het glas een andere kleur geven, kan door Saflex.

Wat nu als er een iceflower in het glas zit?

Een iceflower ontstaat doordat er ongewenst lucht aanwezig zit in de PVB. Door druk- en temperatuurverhoging groeit de iceflower. Hoe meer lucht aanwezig is in de PVB, hoe groter de iceflower kan uitgroeien. Wanneer dit verschijnsel zich voordoet is er geen weg terug. Een kleine contaminant kan uitgroeien tot een heuse iceflower. Zowel de zichtbaarheid door het glas als de verbeterde eigenschappen door PVB gaan verloren.

Om een antwoord te vinden op de vragen wanneer iceflowers voorkomen, hoe ze ontstaan en hoe ze groeien, was meer onderzoek nodig. Voor dit onderzoek worden laminaten gemaakt om een glasraam na te bootsen. Een laminaat bestaat uit twee glasplaten met daartussen een laag PVB. Deze worden steeds volgens eenzelfde procedure gemaakt. Door telkens één parameter aan te passen aan het productieproces, wordt de invloed van deze parameter op de vorming van iceflowers duidelijk.

Temperatuur, druk en grootte van de opening

Een laminaat wordt in de autoclaaf geplaatst onder hoge druk en temperatuur waardoor het laminaat ontlucht en klaar wordt. Wanneer nu met opzet een opening in de PVB gemaakt wordt, zal teveel lucht in het laminaat aanwezig zijn. Hierdoor ontstaan iceflowers. Een variatie aan ronde openingen wordt getest, net als een autoclaafcyclus bij verschillende temperaturen en drukken.

Een lagere temperatuur tijdens de autoclaafcyclus resulteert in grotere iceflowers. Doordat de temperatuur lager is, zal de PVB minder vloei vertonen (hoe hoger de temperatuur, hoe meer vloeibaar de PVB wordt). Minder vloei betekent dat de PVB tegen het glas duwt en daardoor de spanning in het glas hoger is. Door een wisselwerking aan spanningen duwt het glas terug op de PVB waardoor grotere iceflowers gevormd worden.

Een lagere druk tijdens de autoclaafcyclus resulteert dan weer in kleinere iceflowers. De druk in het laminaat zal sneller gelijk zijn aan de druk in de autoclaaf. Hierdoor wordt de spanning in het glas minder hoog waardoor kleinere iceflowers worden gevormd.

De opening die vooraf aangelegd wordt, heeft ook invloed op de uiteindelijke iceflower. Hoe groter deze opening is, hoe meer lucht in het laminaat aanwezig is. De hoeveelheid lucht dat opgenomen kan worden in het laminaat is beperkt waardoor het teveel aan lucht voor iceflowers zorgt. Wanneer nu de aangelegde opening in het laminaat relatief klein is, zal de opening uitgroeien tot een kleine iceflower. Wanneer deze opening groter is, zal meer lucht voor de iceflower kunnen zorgen en zal deze ook uitgroeien tot een grote iceflower onder de juiste condities.  

Enkele parameters scheppen nu meer duidelijkheid over de vorming van iceflowers. De invloed van de temperatuur, de druk en de hoeveelheid lucht zijn reeds beter in kaart gebracht. Natuurlijk gaat het hier over een hogere temperatuur dan die van je dampende kop chocomelk. Wanneer je deze in de hand hebt, zal dit geen invloed hebben op de mogelijke vorming van iceflowers. U kan uw drankje nog steeds met een gerust hart opdrinken.