Mythos Glas: Das Museumsglas

Interferenzoptisch entspiegelte Gläser, egal ob als Weißglas, Zweischeibensicherheitsglas oder Acrylglas sind die Königsklasse der Bildverglasung und gerade in musealen Ausstellungsflächen das Beste zur optimalen Bildpräsentation für einen ungetrübten Kunstgenuss. Daher werden diese umgangssprachlich auch „Museumsglas“ genannt. HALBE-Rahmen beobachtet einen seit Jahren stetig wachsenden Trend hin zu entspiegelten Gläsern. Die bekanntesten Hersteller sind SCHOTT mit der MIROGARD® Serie an mineralischen Gläsern und Tru Vue u. a. mit dem Acrylglas Optium Museum Acrylic®

Aber was steckt überhaupt hinter dem Begriff  interferenzoptisch?

Reflexsionsfrei durch gegenläufige Lichtwellen

Bei einer interferenzoptischen Entspiegelung wird das Grundmaterial (meist Weißglas oder Acrylglas) mit einer Vielzahl von dünnen Lagen Metalloxid beschichtet, die jeweils einen anderen Wellenbereich des Lichtes reflektieren. Dabei werden die sichtbaren Lichtwellen so zurückgeworfen, dass sich die verschiedenen Lichtwellen gegenseitig aufheben, was die Spiegelung um über 99 % reduziert. Diesen Effekt nennt man optische destruktive Interferenz.

Aber wie funktioniert das genau? Wenn Licht auf die erste Beschichtungsebene fällt, wird ein Teil absorbiert, ein Teil reflektiert und ein Teil tritt hindurch. Wenn das hindurchtretende Licht die nächste Schicht erreicht, passiert der gleiche Prozess erneut. Die von jeder Materialschicht reflektierten Lichtwellen, interagieren miteinander. Abhängig von der Länge und Energie der reflektierten Wellen führt diese Interaktion dazu, dass sich die gegenläufigen Lichtwellen gegenseitig aufheben. Dabei wird eine farbneutrale Lichttransmission gewährleistet. Voraussetzung für die Reflexionsfreiheit ist ein Blickwinkel von 90° zur Glasoberfläche, was insbesondere bei der musealen Hängung von Rahmen der Fall ist.

Um dies zu erreichen, werden je nach Produkt 4 bis 7 Lagen verschiedener Metalloxide aufgebracht. Die genaue Zusammensetzung, Schichtstärke und exakte Anzahl sind Werksgeheimnis der jeweiligen Hersteller. Typischerweise kommen Titandioxid und Siliziumdioxid (genauer: TiOx, SiO2, Sn-ArH2, SnO2 oder NbOx) zum Einsatz. Zum Auftragen gibt es zwei verschiedene Verfahren.

SCHOTT beschichtet seine Gläser als einziger Hersteller im Sol Gel-Tauchverfahren. Dazu werden die Scheiben im Reinraum gereinigt, in unterschiedlichen Tauchbecken mehrere Metalloxyd-Schichten aufgebracht, getrocknet und anschließend bei 450–500°C eingebrannt. Dadurch entsteht eine besonders harte und glatte Schicht, die ausgesprochen robust und reinigungsfreundlich ist.

Tru Vue trägt die Schichten per Magnetronsputtern auf. Dabei werden die Metallatome in einer Vakuum Kammer per Kathodenzerstäubung zerstäubt und lagern sich dann auf der Oberfläche der Scheibe ab. Insgesamt ist die Beschichtung pro Seite nur 0,2 Mikrometer stark. Ein menschliches Haar ist dagegen ca. 500 Mikrometer dick.  Um die verschiedenen Lagen aufzutragen durchläuft jede Optium Museum Acrylic® Scheibe eine über 100m – ungefähr die Länge eines Fußballfeldes – lange Beschichtungslinie. Insgesamt dauert der Beschichtungsprozess mehrere Stunden. Die technische Herausforderung ist, die wärmeempfindlichen Acrylglasscheiben dabei nicht zu beschädigen.

Egal ob Tauchbeschichtung oder Sputtern, der Prozess verlangt absolute Reinheit der Scheiben und der Umgebung. Trotzdem lassen sich minimale Oberflächenfehler nicht vermeiden. Jeder Hersteller hat daher eine Qualitätsdefinition der zulässigen Fehler. Qualitätsanbieter wie HALBE-Rahmen selektieren die Scheiben vor Auslieferung nochmal nach höheren Qualitätsstandards. 100 % makellose Scheiben im Bilderrahmenformat lassen sich jedoch nicht herstellen, dies ist aber auch nicht notwendig oder sinnvoll. Schließlich untersucht kein Betrachter die Glasscheibe mit einer Lupe aus verschiedenen Winkeln. Qualitätsziel ist eine optische Fehlerfreiheit aus ca. 0,5 bis 1 Meter Entfernung.  Auch beim Zuschnitt der Scheiben ist höchste Sorgfalt geboten.

HALBE-Rahmen schleift die Kanten der MIROGARD® Scheiben nach dem Ritzen und Brechen der Scheiben für gefahrloses Handling und höhere Bruchunempfindlichkeit. Nach dem Schleifen werden die Scheiben mit demineralisiertem Wasser für rückstandsfreie Sauberkeit gewaschen. Dabei sind die Maschinen mit speziellen Auflagen ausgerüstet, um die Oberflächen zu schützen. Optium Museum Acrylic® Scheiben werden gratfrei gesägt und gereinigt. Zum Schutz bei Verarbeitung und Transport sind die Scheiben beidseitig mit einer Schutzfolie ausgestattet. Den Gläsern die genannten Eigenschaften in hoher Qualität zu verleihen erfordert einen hoch technisierten Prozess, komplexe Produktionsstraßen, hochwertige Grundmaterialien und hohen Energieeinsatz, was auch den Mehrpreis erklärt.

Interferenzoptische Beschichtungen sind absolut farbneutral und sorgen durch den Entfall von Reflexionen sogar für eine bessere Farbwiedergabe, insbesondere von dunklen Farben. So realisiert SCHOTT MIROGARD® als einziger Hersteller einen Farbwiedergabeindex von Ra=100. Normalglas hat im Vergleich nur einen Index von Ra=90.

 

Schutz vor UV-Strahlung

Auch wenn viele Museen durch moderne LED-Beleuchtung frei von UV-Strahlung sind, ist ein hoher UV-Schutz weiterhin eine gefragte Eigenschaft. Außerhalb musealer Ausstellungsräume ist UV-Schutz für die Präsentation empfindlicher Werke Pflicht. Gläser ohne besonderen UV-Schutz schützen nur vor ca. 45 % der Strahlen, bieten also kaum nennenswerten UV-Schutz. Mit UV-Schutz ist die Blockierung von Licht bis 380nm Wellenläge gemeint. Für einen UV-Schutz darüber hinaus werden die Gläser weiter veredelt.

Bei mineralischen Gläsern wie dem MIROGARD® Plus wird ein UV Schutz von 82%, durch eine zusätzliche, auf Siliziumoxid basierende Beschichtung erreicht. Auch hier wird der Effekt der Interferenz genutzt, damit sich UV-Wellen gegenseitig aufheben.

Bei Zweischeibensicherheitsgläsern wie dem MIROGARD® Protect schützt die einlaminierte PVB-Folie zwischen den Scheiben zu über 99% vor UV-Strahlung. Hier enthält die Kunststofffolie den UV-Filter. Ähnlich ist es bei Optium Museum Acrylic®. Hier wird der UV-Filter mit in das Acrylglas eingearbeitet. So erreicht das Glas ebenfalls einen Schutz von über 99%.

Die Blockierung von UV-Strahlen beeinflusst die Farbwiedergabe, da der Filter leicht in den sichtbaren Bereich ragt.  Gläser mit hohem UV-Schutz haben daher einen minimalen Gelbstich, der aber nur im direkten Vergleich mit einem Weißglas wahrnehmbar ist. Bei der Entwicklung des UV-Filters hat Tru Vue z. B. mit Restauratoren und Kuratoren zusammengearbeitet, um die ideale Balance zwischen maximalem UV-Schutz und Farbneutralität zu finden. So wird die Ästhetik und Intention eines Kunstwerks nicht beeinträchtigt.

 

Dauerhaftigkeit der Oberfläche

Die interferenzoptische Beschichtung ist extrem widerstandsfähig, lösungsmittelbeständig und untrennbar mit der Glasoberfläche verbunden. Feldtests zeigen auch nach Jahrzehnten keine Verschlechterung der Wirkung oder Ablösung. MIROGARD® bewährt sich z. B. seit 55 Jahren im Einsatz. Alterungstests von Tru Vue in einer Q-Sun Xenon-Lichttestkammer zeigen keine Verschlechterung nach 2000 Stunden Beleuchtung mit 1W/m^2 @ 420 nm bei 30 ºC (was Sonnenlicht in Räumen entspricht),  damit ist von über 100 Jahren Beständigkeit auszugehen.

Auch die Beständigkeit der Beschichtung wird standardisiert geprüft.

Tru Vue prüft nach amerikanischen Verfahren. Beispielsweise weist die Beschichtung von Optium Museum Acrylic® nach 600 Bewegungen eines trockenen oder alkoholgetränkten Baumwolltuchs mit ca. 1 kg Druck und 1 cm Durchmesser keine Verschlechterung auf (MIL-C14806A, MIL-M-13508C, ASTM d5402-06). Sie hält dem schnellen Entfernen eines Klebebandes (MIL-C-48497A) sowie einer 48-stündigen Salzschleier-Exposition bei 50°C, 95% RH (ASTM B117 & B-368-03 & B368-97) stand. Außerdem ist sie beständig gegen Salzlösung, Aceton, Ethylalkohol, Isopropylalkohol und auch gegen Kaffee oder Cola. Der Erhalt der UV-Beständigkeit ist selbstverständlich.

Oft lassen sich bei vorhandenen Rahmen die alten Gläser gegen neue Scheiben austauschen und so der Rahmenbestand nachhaltig modernisieren. HALBE-Rahmen bietet in Kooperation mit SCHOTT und Tru Vue eine Cashback Aktion an.

Beim Kauf neuer MIROGARD® oder Optium Museum Acrylic® Scheiben erhalten Sie eine Gutschrift für Ihre alten Gläser.
Diese werden von HALBE-Rahmen einem ordnungsgemäßen Recycling zugeführt.

David Halbe, Geschäftsführer, HALBE-Rahmen

Datum

Erstellt am 12. August 2020

Credits und weitere Informationen

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