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22.10.2014

Parfum aus bleifreier Flasche

Forscher entwickeln Farben für Glas ohne das giftige Schwermetall

Parfumflaschen sind häufig nicht nur durch ihre faszinierenden Formen eine Zierde, sondern oft auch durch ihre farbigen Aufdrucke, die ein fester Bestandteil des Glases zu sein scheinen. Und genau das sind sie: Sie werden aus speziellen Pasten hergestellt, die auf das Glas aufgetragen und bei hoher Temperatur aufgeschmolzen werden, wobei sie sich fest mit dem Glas verbinden. Bisher enthalten diese Farben Bleioxid – doch ein deutsches Forscherteam hat nun ein Verfahren entwickelt, das ohne das giftige Schwermetall auskommt.

Brillante Farben ganz ohne Blei: Mit neuen Mischungen ist es den Fraunhofer-Forschern gelungen, Alternativen zum giftigen Schwermetalle zu entwickeln. Foto: K. Selsam-Geißler, Fraunhofer ISC
Bleifreie Farben für Glas. Foto: K. Selsam-Geißler, Fraunhofer ISC

Die farbigen Pasten, die auf die Gläser aufgedruckt werden, bestehen aus gemahlenen Gläsern, die mit Farbpigmenten vermischt werden. Sie enthalten viel Siliziumdioxid, dessen Schmelzpunkt sehr hoch liegt. Um die Farben fest auf die Grundgläser aufzubringen, wären daher Temperaturen von über 1600 Grad Celsius nötig – eine Temperatur, die das Grundglas nicht ohne Verformungen aushalten würde. Daher wird Bleioxid zugesetzt, das die Schmelztemperatur auf unter 600 Grad Celsius absenkt.

Eine neue EU-Richtlinie will nun dieses Schwermetall aus den Farben verbannen. Die Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg und der Forschungsgemeinschaft Technik und Glas haben daher nun nach Lösungen gesucht, um den Schmelzpunkt mithilfe anderer, ungiftiger Stoffe zu senken. Das dabei entwickelte Glas als Basis der Farbstoffe besteht hauptsächlich aus Zinkoxid. Weitere Bestandteile sind Aluminiumoxid, Boroxid und das bereits bisher verwendete Siliziumdioxid. Mit dieser von den Forschern entsprechend der Anfangsbuchstaben dieser Verbindungen ZABS genannten Mischung entstand ein Glas, das bereits bei 650 Grad Celsius schmilzt.

"Durch verschiedene andere Zusätze können wir ZABS weiter modifizieren und sehr gut an die jeweiligen Anforderungen anpassen, erläutert Anika Deinhardt, eine der beteiligten Wissenschaftler vom ISC. So ist bei 650 Grad noch längst nicht das Ende der Entwicklung erreicht: Mit speziellen Zusatzstoffen waren Schmelztemperaturen von 580 Grad möglich – angestrebt werden 540 Grad.

Außer dem Schmelzpunkt des Materials haben die Forscher bei der Entwicklung noch weitere Klippen zu umschiffen: Bei der Erwärmung dehnt sich das farbige Glas aus – das Grundglas, auf das es aufgebracht wird, ebenso. Ist nun die Längenausdehnung beider Gläser unterschiedlich, kann die farbige Beschichtung abplatzen. Daher muss der Ausdehnungswert des farbigen Glases genau an die des Grundglases angepasst werden.

Bisher ist es den Wissenschaftlern gelungen, das farbige Glas an die Längenausdehnung von Kalknatronglas anzupassen, aus dem beispielsweise Trinkgläser bestehen. In einem halben Jahr, so hoffen die Forscher, könnte die Ausdehnung des neuen Farbglases auch an Borosilikat-Glas angeglichen sein, aus dem beispielsweise Ampullen, Laborglas und viele Haushaltswaren hergestellt werden. Dann würde auch hier der bleifreien Farbbeschichtung nichts mehr im Wege stehen. (ud)

 

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