VaporCoat
Erhöhung der Nachhaltigkeit in der Behälterglasindustrie durch Vermeidung von Beschichtungen
Über 90% aller Behälterglasprodukte werden beschichtet, um die Gebrauchseigenschaften wie Kratzfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Gleitfähigkeit zu verbessern. Zu diesem Zweck wird unter anderem eine dünne Schicht Zinnoxid aufgetragen. Zinn ist ein knapper Rohstoff. Da Zinnoxid nur in geringen Mengen auf die Glasoberfläche aufgebracht wird, ist eine Rückgewinnung nicht möglich und das Zinn geht verloren, da es beim Wiedereinschmelzen im Glas gelöst wird.
Ziel von VaporCoat war es, im Sinne der Suffizienz auf Zinn zu verzichten. Das Keylab Glastechnologie führte eine Heißdampfbehandlung zur Härtung der Glasoberfläche durch und untersuchte die Auswirkungen auf die Gebrauchseigenschaften. Abschließend wurde eine vereinfachte LCA-Studie durchgeführt, die zeigte, dass eine Reduktion von abiotischen Primärmaterialien, insbesondere Zinn, erreichbar ist. Allerdings ist die Dampferzeugung mit einem hohen Energieaufwand verbunden. Durch eine vollständige Elektrifizierung des Prozesses und den Einsatz von Ökostrom kann dennoch eine CO2-Einsparung erzielt werden.
Ein parallel beim Industriepartner Wiegand Glas entwickelter Lösungsansatz befindet sich derzeit noch in der Entwicklungsphase, liefert aber bereits vielversprechende Ergebnisse für eine Umsetzung in die industrielle Praxis.
Über 90% der Behältergläser werden beschichtet, um ihre Gebrauchseigenschaften zu verbessern und zu erweitern. So sollen unter anderem Kratzbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, sowie Gleitfähigkeit erhöht werden. Dies geschieht nach dem Formgebungsprozess zuerst durch die Heißendvergütung, bei der eine sehr dünne Zinnoxidschicht aufgebracht wird. Diese Vergütung wird mit gesundheitlich nicht unbedenklichen Präkursoren wie z.B. Zinntetrachlorid oder Monobutylzinntrichlorid (MBTC), durchgeführt. Zinn ist zudem eine kritische Materialressource. Das Zinnoxid wird in niedriger Konzentration auf die Glasoberfläche abgeschieden und geht letztlich im Werkstoffkreislauf dauerhaft verloren, da es beim Wiedereinschmelzen im Glas gelöst wird.
Nach der Heißendvergütung und dem Abkühlen der Glasbehälter folgt die Kaltendvergütung mit beispielsweise polyethylenbasierten Polymerwachsen. Die Schicht geht also ebenso verloren und wird nicht rezykliert.
Primäres Projektziel, im Sinn der Suffizienz, ist die Vermeidung von Zinn als Schichtwerkstoff in der Behälterglasindustrie und damit sowohl eine prozesstechnische als auch materialseitige Vereinfachung der Flaschenglasproduktion. Insgesamt soll aber ein Verfahren entwickelt werden, welches den Verzicht der Heiß- und Kaltend-Vergütung von Behälterglas zum Ziel hat. In Zusammenarbeit mit dem Projektpartner Wiegand-Glas soll eine modellhafte Flaschentransportbahn im Demonstratormaßstab entwickelt werden.
Projektprofil
Laufzeit: 01.07.2019 - 30.06.2022
Förderung: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz im Rahmen des Projektverbunds für mehr Ressourceneffizienz in der bayerischen Wirtschaft, insbesondere für KMU und Handwerk - ForCYCLE II
Projektpartner:
Kontakt: Prof. Dr.-Ing. Thorsten Gerdes, Barsheek Roy, Frank Bayer
Weiterführende Links
Profil des Projektverbundes FORCYCLE II
