Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bleifreier Glasdekor

07.10.2014

Sei es auf Babyflaschen, Bierkrügen oder Parfumflakons – Aufdrucke auf Glas bestehen vorwiegend aus Bleioxid. Fraunhofer-Forscher haben Druckfarben für Glas entwickelt, die keine toxischen Bestandteile enthalten. Auf der Messe glasstec vom 21. bis 24. Oktober in Düsseldorf stellen sie die neuartigen Aufdrucke vor (Halle 15, Stand A33).

Fast schon wie kleine Kunstwerke muten die Parfumflakons an: Aus buntem Glas, edel geformt und mit Aufdrucken verziert. Doch die schmucken Grafiken und Schriften, die auf ihnen prangen, haben es in sich: Sie bestehen aus Spezialgläsern, die bis zu 50 Gewichtsprozent Bleioxid enthalten, das die Gesundheit gefährden kann.


Die bleioxidfreien Farben haben eine hohe Farbbrillanz und sind chemisch beständig.

© Fraunhofer ISC / K. Selsam-Geißler

Um die Flakons zu verzieren, vermahlen die Hersteller diese Spezialgläser zusammen mit Pigmenten, drucken sie als Pasten auf das Grundglas auf und schmelzen sie auf. Damit sind die Farben genauso dauerhaft wie das Glas selbst. Ähnlich wie die Parfümfläschchen werden auch Bierkrüge, Babyflaschen oder pharmazeutischen Glasprodukten wie Ampullen verziert und gekennzeichnet.

Eine neue EU-Richtlinie soll das gesundheitsschädliche Bleioxid künftig aus den Logos verbannen. Doch das ist alles andere als einfach: Denn sollen die Druckfarben dauerhaft halten, müssen sie aus chemisch beständigen Gläsern gefertigt sein.

Diese enthalten jedoch meist sehr viel Siliziumdioxid und müssten deshalb oberhalb von 1600 Grad Celsius aufgeschmolzen werden – eine Temperatur, die das Grundglas nicht ohne Verformungen aushalten würde. Das zugegebene Bleioxid senkt die Schmelztemperatur auf unter 600 Grad Celsius und schafft somit praktikable Verarbeitungsbedingungen.

Als Notlösung ersetzen die Hersteller das Bleioxid derzeit durch Bismutoxid. Das jedoch ist ebenfalls problematisch: Bismut gefährdet die Gesundheit wie auch die Umwelt. Zudem vervielfacht es den Preis für die Aufdrucke.

Bunter Dekor ohne Schadstoffe

Eine Neuentwicklung von Forschern des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC in Würzburg und der Forschungsgemeinschaft Technik und Glas e. V. FTG kann das ändern. »Wir haben bleioxidfreie Dekorfarben entwickelt, die vollkommen ohne toxische Stoffe auskommen«, sagt Anika Deinhardt, Wissenschaftlerin am ISC. »Sie lassen sich gut verarbeiten, haben eine hohe Farbbrillanz und sind chemisch beständig. Zudem enthalten sie keine seltenen oder teuren Elemente.«

Basis dieser neuartigen Dekorfarben ist ein Glas, das zum großen Teil aus Zinkoxid besteht. Weitere Bestandteile sind Aluminiumoxid, Boroxid und Siliziumdioxid. Die Forscher gaben diesem Grundmaterial – quasi als Kurzform aller Bestandteile – den Namen ZABS.

Das Zinkoxid sorgt dafür, dass dieses Glas bereits bei 650 Grad Celsius schmilzt. Es übernimmt damit die Aufgabe, die bisher dem Bleioxid zufiel. »Durch verschiedene andere Zusätze können wir ZABS weiter modifizieren und sehr gut an die jeweiligen Anforderungen anpassen«, erläutert Deinhardt.

So konnten die Forscherin und ihre Kollegen beispielsweise die Schmelztemperatur eines speziellen Glases auf 580 Grad Celsius herabsetzen. In einem weiteren Schritt arbeiten sie daran, Gläser mit einer Verarbeitungstemperatur von nur 540 Grad Celsius herzustellen. Auf der glasstec präsentieren sie ihre Arbeiten und stellen Muster vor (Halle 15, Stand A33).

Wie das Glas, so die Dekorfarbe

Ein weiterer Punkt, auf den die Wissenschaftler achten müssen: Die Industriepartner nutzen verschiedene Glasvarianten für ihre Produkte. Werden die Gläser erwärmt, dehnen sie sich unterschiedlich stark aus – Experten sprechen dabei von den charakteristischen Ausdehnungskoeffizienten für das jeweilige Glas. Sollen die Aufdrucke nicht abplatzen, müssen sie sich genauso stark ausdehnen wie das Glas, auf dem sie aufgebracht sind. Für Kalknatronglas, aus dem beispielsweise Trinkgläser und -flaschen bestehen, funktioniert das bereits.

In einem halben Jahr, so hoffen die Forscher, haben sie die neuen Farben auch an Borosilikat-Glas angepasst, aus dem beispielsweise Ampullen, Laborglas oder Haushaltswaren wie Auflaufformen oder Tee- und Kaffeekannen hergestellt werden.

Im Auftrag der Forschungsgemeinschaft Technik und Glas e. V. FTG erstellen die Fraunhofer-Forscher einen Katalog aller entwickelten niedrig schmelzenden Gläser und ihrer Eigenschaften. So kann bei zukünftigen Entwicklungen auf diese Systeme zurückgegriffen werden – und Dekorpasten können mit wenig Aufwand an die Anforderungen der Hersteller angepasst werden.

Anika Deinhardt | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2014/Oktober/bleifreier-glassdekor.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Safety first – höchstmöglicher IT-Schutz
06.09.2016 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Schaltschrank-Standards zum Anfassen
06.09.2016 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Flashmob der Moleküle

19.01.2017 | Physik Astronomie

Tollwutviren zeigen Verschaltungen im gläsernen Gehirn

19.01.2017 | Medizin Gesundheit

Fraunhofer-Institute entwickeln zerstörungsfreie Qualitätsprüfung für Hybridgussbauteile

19.01.2017 | Verfahrenstechnologie