Die Ästhetik weißer Opalgläser wird für zahlreiche Produkte wie Kosmetika, Tafelgeschirr oder Lampen verwendet. Der Opaleffekt entsteht beim Schmelzen durch zugesetzte Trübungsmittel, die eine Phasentrennung durch Entmischen zweier Glasphasen oder durch Kristallisation im Glas erzeugen. Die Phasentrennung ruft wiederum Lichtbeugung und -streuung zwischen den Phasen hervor und lässt so den Opal-Effekt entstehen. Größe, Form und Brechungseigenschaft der Streuzentren sind entscheidende Parameter, die den Grad der Trübung und das Erscheinungsbild bestimmen.
Seit Jahrzehnten sind Fluorverbindungen die am häufigsten verwendeten Trübungsmittel. Fluoride üben eine starke Wechselwirkung mit benachbarten Ionen aus und führen zu einer Kristallisation im Glas. Inzwischen wird der Einsatz von Fluor in Glas teils kritisch bewertet, da Fluorverbindungen bei der Produktion emittieren können; viele sind ökologisch und gesundheitlich bedenklich. Daher war ein Ziel des Projekts, Fluor durch gesundheitlich und umwelttechnisch unbedenkliche Trübungsmittel zu ersetzen. Das zweite Ziel war, das Recycling zu verbessern. Bislang wird Opalglas meist als Keramikscherbe identifiziert und aus dem Materialkreislauf aussortiert. Das muss nicht sein, denn Opalglas könnte wieder eingeschmolzen werden.
rechts: Die REM-Aufnahme zeigt die gleichmäßig verteilten, etwa 3-5 µm großen Kristalle im fluorfreien Opalglas
(Phosphatgehalt 2 Mol%). (Quelle: Universität Bayreuth, Keylab Glastechnologie)
Beide Ziele wurden im Projekt OpalFluorFrei umgesetzt. Anstelle von Fluor wurden Phosphate als Trübungsmittel eingesetzt. In entsprechender Dosierung wird ein Opalglas ohne Wärmenachbehandlung direkt beim Abgießen und Abkühlen des Glases erzeugt. Die Kristalle des fluorfreien Opalglases sind farbneutral und feinverteilt in der Glasmatrix. Beim Recycling werden die Kristalle in der Glasschmelzwanne wieder aufgelöst und sind somit unproblematisch im Recycling. Das fluorfreie Opalglas weist ähnliche Gebrauchseigenschaften wie das fluorhaltige auf, sodass die Voraussetzung für eine industrielle Umsetzung äußerst positiv bewertet werden.
