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Was ist Farbe?
Eine Serie von Beiträgen der Berufsgenossenschaft der Chemischen
Industrie (BGCh)
von Dr. Joachim Sommer (Sm)
Das Chamäleon als Vorbild:
Farbe ist Anpassung
Das Chamäleon gilt schlichtweg als Synonym für Anpassung an unterschiedlichste Situationen. Neben seiner besonders langen Zunge, die zum Jagen und Ergreifen der Beute geeignet ist, besitzt das Chamäleon nämlich die bemerkenswerte Fähigkeit, seine Hautfarbe verändern zu können.
Chamäleons verfärben sich jedoch keineswegs ständig, wenn sie sich über unterschiedliches Terrain bewegen. Da die Farben durch Nervenreize erzeugt werden, hängen sie stark von der Stimmung, der Temperatur und den Lichtverhältnissen ab. So sind die Tiere nachts sehr viel heller gefärbt als am Tage. Aggressive Chamäleons bevorzugen eine leuchtende und bunte Färbung, unterwürfige dagegen eher blasse Farben. Gebildet werden die Farben durch zwei übereinanderliegende Hautschichten mit schwarz-braunen und weiß-gelben Pigmenten. Durch deren Mischung entsteht das Farbspektrum eines Chamäleons. Alle Farben, die es gibt, können jedoch nicht gebildet werden. Bei den Wüstenchamäleons fehlt z. B. die Farbe Grün, da die Natur die Farben einspart, die in dem Lebensraum der jeweiligen Art nicht vorkommen.
Ein Chamäleon der besonderen Art verwundert die Passanten in Neustadt, wenn Raimund Schmid mit seinem Auto durch die Straßen seiner Wahlheimat fährt. Der 45jährige Chemiker ließ es sich nicht nehmen, seinen Golf mit VariocromR-pigmentiertem Lack zu beschichten, den er als Forscher mit seinem Team in der BASF entwickelt hat. Je nach Blickwinkel erscheint das Fahrzeug grün oder blau zu sein, vielleicht sogar mit einem Stich ins Violette, worüber sich dann trefflich streiten lässt. Verwendet hat Schmid keine Farbstoffe, sondern Pigmente. Beides sind Stoffe, die Farbe ins Leben bringen, aber es gibt einen großen Unterschied: Farbstoffe lösen sich in der Flüssigkeit in die sie gegeben werden, genauso wie sich Salz oder Zucker in Wasser auflösen. Pigmente lösen sich aber nicht. Sie verteilen sich nur sehr fein in der Trägerflüssigkeit.
Die bislang üblicherweise verwendeten Pigmente sind isometrische Partikel organischer oder anorganischer Natur. Schmids Erfindung, die Color Variablen Pigmente (Handelsname VariocromR) haben einen plättchenförmigen Kern aus Aluminium oder Eisenoxid, der durch Beschichtung mit Siliziumdioxid und Eisenoxid einen Effekt wie Seifenblasen zeigt. Der Vergleich liegt nahe, denn auch diese schillern vor dunklem Hintergrund in allen Regenbogenfarben, obwohl sie keinen Farbstoff enthalten. Hier entsteht wie bei den VariocromR-Pigmenten der Farbeindruck nicht durch selektive Absorption von Licht, sondern durch Interferenz: die Überlagerung reflektierter Lichtstrahlen, die von dünnen Filmen lichtbrechender Substanzen zurückgeworfen werden. Je nach Dicke der Schicht und je nach Wellenlänge des Lichts werden reflektierte Teilstrahlen bei der Überlagerung ausgelöscht oder verstärkt, wodurch winkelabhängig unterschiedliche Farben entstehen.
Der Weg neuer Pigmente in die Serienlackierung von Automobilherstellern ist lang: rund zehn Jahre braucht es von der Erfindung eines Pigmentes bis zur Anwendung am Band, schätzt Schmid: „Die Anforderungen an die Beständigkeit sind bei Autos wesentlich höher als in anderen Branchen. Um diese Zeit zu verkürzen, arbeiten Pigmenthersteller eng mit der Lackindustrie zusammen und zeigen Neuentwicklungen schon kurz nach der Erfindung."
Sehr schnell haben sich die Color variablen Pigmente in der dekorativen Kosmetik verbreitet. So schillern viele Nagellacke inzwischen in allen Farben. (Sm/Mrt, Quelle: BASF AG, Ludwigshafen)
Heilen durch Farben in der BG
Unfallklinik Ludwigshafen:
Farbe ist Energie
„Die Menschen empfinden im Allgemeinen eine große Freude an der Farbe. Das Auge bedarf ihrer, wie es des Lichtes bedarf. Man erinnere sich der Erquickung, wenn an einem trüben Tage die Sonne auf einen einzelnen Teil der Gegend scheint und die Farben daselbst sichtbar macht." Mit diesen Worten beschreibt Johann Wolfgang von Goethe in seinem Werk „Farbenlehre" die vitale Bedeutung der Farbe.
Der Eingangsbereich erinnert an die Lobby eines Hotels. Entlang pastellfarbener Wandsegmente wandert der Blick der zahlreichen Besucher von der Information durch einen hellen Durchgang mit künstlerisch gestalteten Glaswänden hinüber zur Cafeteria mit ihren kräftig rotgefärbten Wänden. Doch die, die hier einquartiert sind, bleiben oft länger als nur eine Nacht. Die Berufsgenossenschaftliche Unfallklinik Ludwigshafen ist eine von bundesweit neun Einrichtungen, die Unfallverletzten entsprechend dem gesetzlich verankerten berufgenossenschaftlichen Auftrag „mit allen geeigneten Mitteln" eine umfassende medizinische und soziale Rehabilitation anbieten. Träger der Berufsgenossenschaftlichen Unfallkliniken in Ludwigshafen und Tübingen ist der Verein für berufgenossenschaftliche Heilbehandlung Heidelberg e.V., Mitglieder des Vereins sind alle im Südwesten Deutschlands tätigen Träger der gesetzlichen Unfallversicherung mit Interesse an der optimalen Rehabilitation ihrer Versicherten.
Architektin Maria Gehann von der Planungsgesellschaft Schmucker und Partner in Mannheim, die den Umbau und die Gestaltung der Ludwigshafener Klinik konzipierte, erläutert das gewählte Farbkonzept: Patienten, Besucher und Personal sollen sich in dem Haus wohlfühlen, mit Hilfe der Farben der Heilprozess verbessert, gar beschleunigt werden. Dies spiegelt sich in der Farbkombination der Patientenzimmer, den Fluren, den Fußböden und vielen kleinen Details wieder.
In einem Seitentrakt liegt die Station V1, die Intensivstation für Schwerbrandverletzte. In acht Einzelzimmern werden hier jedes Jahr etwa 150 schwerverletzte Brandopfer versorgt, vor etlichen Jahren wurden beispielsweise Opfer des Flugzeugabsturzes von Ramstein behandelt. Bewusst wurde die Farbgestaltung in diesem Bereich neutral gehalten, elfenbeinfarbene Anstriche überwiegen. Kein warmes Braun, kein energieverströmendes Rot, keine Muster. Gerhard Wind, Diplom-Psychologe an der BG Unfallklinik, erklärt warum: „Energetische Farbgestaltung kann bei Intensivpatienten durchaus kontraindiziert sein, und dies soll vermieden werden." Wind fasst gemeinsam mit Maria Gehann das Farbkonzept des Hauses zusammen: Kräftige Farben im Kurzzeitbereich und helle, freundliche Farben im Langzeitbereich. Damit die Energie der Farben gezielt gesteuert werden kann. (Sm)
Die Farben der Vergangenheit:
Farbe ist Erinnerung
Das gelbliche Braun des 50-Mark-Scheines mit Balthasar Neumann, Carl Friedrich Gauß in einem violettstichigen Blau auf der 10-Mark-Note: im Geldmuseum, angesiedelt in einem öffentlich zugänglichen Seitenflügel des ansonsten schwer bewachten Geländes der Deutschen Bundesbank im Frankfurter Nordwesten, werden Erinnerungen an früher wieder wach. Hier gibt es sie noch, die alten DM-Scheine. Wenngleich auch nur jeweils ein Exemplar jeder Stückelung, hinter dickem Panzerglas geschützt und nur nach einigem Suchen zwischen den Geldscheinen der anderen Epochen der deutschen Finanzgeschichte auszumachen. Hier schwelgt man eher in der Werbung für den Euro als in der Vergangenheit. Der Blick ist nach vorn gerichtet auf den Stabilitätspakt der europäischen Währung, auch wenn man sich der Erinnerung nicht ganz verschließen kann.
Die Anforderungen an das Papiergeld sind heute mindestens so hoch wie damals. Fälschungssicherheit ist dabei nur ein Aspekt. Die verwendeten Farben dürfen im täglichen Gebrauch nicht abfärben, die Scheine beim versehentlichen Gang in die Waschmaschine nicht gleich zerreißen. Die erforderlichen Zutaten und Rezepturen erfordern daher eine ganze Menge Know-how. Basismaterial für Banknoten ist nicht wie bei gewöhnlichem Papier Holz oder Lumpen, sondern Baumwollkämmlinge, die dem Papier eine höhere Strapazierfähigkeit verleihen. In das Papier werden bereits erste Sicherheitsmerkmale „eingebaut". Dem Papierbrei werden beispielsweise fluoreszierende Fasern beigemischt, die unter UV-Bestrahlung besonders leuchten. Ein weiteres Merkmal ist das Wasserzeichen, bei dem mittels eines besonders gerasterten Schöpfsiebes eine unterschiedliche Papierdicke erzielt wird. Charakteristisch für das echte Wasserzeichen ist eine reliefartige Struktur und ein Wechsel zwischen hellen zu dunklen Bereichen, die die Eigenschaft der Helligkeitsumkehr besitzen: in der Aufsicht hell erscheinende Partien erscheinen gegen das Licht betrachtet plötzlich dunkel und umgekehrt.
Die Druckfarben der Banknoten sind selbstverständlich Sonderfarben, die speziell abgemischt werden. Bereits während des Herstellprozesses wird das Papier leicht in der jeweiligen Grundfarbe der gewünschten Banknote eingefärbt. Dabei ist die Farbtiefe so gewählt, dass sie das menschliche Auge gerade noch wahrnehmen kann, Farbkopierer jedoch nicht. Bei den höheren Nennwerten ab 50 Euro werden für die Darstellung des Zahlwertes darüber hinaus so genannte Effektfarben eingesetzt. Prismenartig gestaltete Flitterpartikel bewirken, dass in Abhängigkeit des Betrachtungswinkels ein Farbwechsel zu beobachten ist, der auf einer besonderen Interferenz bei der Lichtbrechung beruht. Ein Teil der Druckfarben enthält darüber hinaus Magnetpigmente, anhand derer beispielsweise Banknotenzählmaschinen und Fahrscheinautomaten auf elektromagnetischem Wege prüfen können, ob es sich bei der angebotenen Banknote um ein echtes oder ein gefälschtes Exemplar handelt. (Sm, Quelle: Bundesbank, Frankfurt)
Lichtwellen bewirken chemische
Reaktionen in Netzhaut-Pigmenten:
Farbe ist Erkenntnis
Ist die Welt bunt oder sieht sie nur so aus? Verantwortlich für unseren Eindruck von der Welt und ihren Farben sind die Lichtwellen, die in unsere Augen fallen. Unterschiedliche Wellenlängen nehmen Menschen und Tiere als unterschiedliche Farben wahr. Dafür verantwortlich sind Photorezeptoren in der Netzhaut der Augen. Bei Lichteinfall finden hier chemische Reaktionen statt.
Treffen elektromagnetische Strahlen mit einer Wellenlänge von etwa 400 bis 700 Nanometer in das menschliche Auge, werden sie auf der Netzhaut von Photorezeptoren absorbiert und in Nervenimpulse umgewandelt. Nachgeschaltete Hirnstrukturen interpretieren diese zu Empfindungen. Es ist also nicht das Licht, das farbig ist, erst durch die Verarbeitung der Nervenimpulse im Gehirn kommt es zu der Empfindung, die wir "Farbe" nennen. Licht ist nur deshalb sichtbar, weil wir in der Netzhaut des Auges Rezeptoren besitzen, deren Pigmente durch die Bestrahlung in dem genannten Wellenlängenbereich chemisch verändert werden. Licht unterscheidet sich ansonsten in keiner Weise von anderen Strahlungen, wie z. B. Radiowellen, Infrarot-, Ultraviolett-, Röntgen- oder Gammastrahlen. Ein Großteil der Sonnenstrahlung, die die Erdoberfläche erreicht, liegt im sichtbaren Bereich. Daher ist anzunehmen, dass sich unser Farbsehsystem im Laufe der Entwicklung optimal an die Gegebenheiten unserer Umwelt angepasst hat.
Im Auge wird das Licht von Photorezeptoren absorbiert, die in zwei Klassen unterschieden werden: Stäbchen und Zapfen. Aus der Tatsache, dass die Zapfen das Farbensehen ermöglichen, wird oftmals der falsche Schluss gezogen, dass die Stäbchen für das Schwarz-Weiß-Sehen zuständig sind. Das stimmt nicht! Stäbchen sind sehr lichtempfindlich und ermöglichen das Sehen bei Dunkelheit und in der Dämmerung. Da alle Stäbchen dieselbe spektrale Absorption aufweisen, können sie nicht zwischen Wellenlängen und Intensität unterscheiden. Farbunterscheidungen sind daher beim Stäbchensehen nicht möglich. Unter Tageslichtbedingungen sind die Stäbchen vollständig gesättigt und unfähig, Information zu verarbeiten. Dann sind die weniger lichtempfindlichen Zapfen aktiv.
Bei den Menschen und den Affen gibt es drei verschiedene Arten von Zapfen, die nach dem Spektralbereich ihrer höchsten Empfindlichkeit Rot-, Grün- und Blauzapfen genannt werden. Die Absorption der Zapfen hängt von ihrem Sehfarbstoff ab. Vor kurzem ist es gelungen, die Gene zu identifizieren, die die Proteine für den Sehfarbstoff kodieren. Dabei hat sich herausgestellt, dass sich die Aminosäuresequenzen für das Rot- und das Grünpigment nur an wenigen Stellen unterscheiden (< 2%). Dies hat evolutionäre Gründe: diese zwei Zapfentypen sind erst vor der entwicklungsgeschichtlich relativ kurzen Zeit von 30 Millionen Jahren aus einem gemeinsamen Urzapfen entstanden. Die meisten Tiere haben nur zwei Arten von Zapfen, Gelb- und Blauzapfen, so dass sie nicht zwischen Grün und Rot unterscheiden können.
Mit den drei Zapfenarten kann das menschliche Auge Millionen von Farbeindrücken unterscheiden. In der kognitiven Verarbeitung der Farbinformation werden verschiedene Farbnuancen zu etwa einem Dutzend Kategorien zusammengefasst. Die entsprechenden Bezeichnungen sind über viele Kulturen hinweg relativ ähnlich. Die Zuweisung von Farbnamen zu Objekten scheint auf einer sehr hohen Verarbeitungsebene abzulaufen, während einfache Farbunterscheidungen durch biologische "Schaltkreise" im primären visuellen Kortex erklärt werden können. Dies wird auch durch Ergebnisse aus der Entwicklung belegt. Kinder können Farben schon im Alter von etwa vier Monaten unterscheiden, während die richtige Benennung erst im Alter von zwei bis vier Jahren erlernt wird.
Noch wichtiger als kognitive erscheinen die emotionalen Aspekte, die oft mit der Wahrnehmung von Farben einhergehen. Der Großteil dieser emotionalen Reaktionen ist sicherlich erlernt und hängt von kulturellen Faktoren ab. Es scheint aber auch einige universelle Phänomene zu geben: So geht die Farbe "rot" generell einher mit gesteigerten emotionalen Reaktionen. Sie ist in nahezu allen Kulturen der erste und wichtigste Farbname. (Sm, Quelle: Homepage von Professor Karl R. Gegenfurtner:
www.allpsych.uni-giessen.de/karl/teach.html)Colorieren der Haare als Ausdruck des
persönlichen Stils:
Farbe ist Freude
Die Farbe der Haarpracht ist Teil der Persönlichkeit, doch nicht jeder ist mit der natürlichen Zusammensetzung der farbgebenden Pigmente in den Melanocyten seiner Haare glücklich. Das Färben der Haare hat daher schon eine Jahrtausende alte Tradition: die Ägypter nutzten Henna und Indigo als Farbstoff, um rötliche oder dunkle Töne zu erzielen. Mit Kamilleextrakten versuchten später die Römerinnen, ihr Haar aufzuhellen. Da Pflanzenfarben nur ein enges Spektrum an Colorationen ermöglichen und zudem das Färbeergebnis wegen der unterschiedlichen Haartypen kaum vorhersehbar ist, ist die Chemie der synthetischen Farben inzwischen längst in dieses Marktsegment eingedrungen.
Das Färben der Haare ist ein komplexer Vorgang, der unterschiedlicher Rohstoffe bedarf. Zunächst dient ein so genanntes Alkalisierungsmittel, meist Ammoniak oder Ethanolamin, dazu, die äußere Schuppenschicht des Haares zu spreizen. Somit können weitere Substanzen der aufgetragenen Mischung in das Haarinnere eindringen. Dabei handelt es sich in der Regel um ein Oxidationsmittel, meist Wasserstoffperoxid, sowie zwei oxidative Farbstoffkomponenten, den so genannten Kuppler und den Entwickler. Da das Oxidationsmittel die kleinen farblosen Molekülen der Farbstoffvorprodukte in einer chemischen Reaktion zu großen farbgebenden Molekülen verbindet, darf die peroxidhaltige Lotion erst unmittelbar vor der Anwendung mit den Farbstoffkomponenten gemischt werden. Die farbgebende Reaktion findet dann im Haarinneren statt, die gebildeten Makromoleküle lagern sich am Faserstamm der Haare an und bleiben dort „gefangen", waschen sich also nicht aus. Je nach Konzentration des Peroxides findet neben der oxidativen Reaktion zwischen Kuppler und Entwickler noch eine Zerstörung der Haarpigmente und damit ein Aufhellen der Haare statt.
Haare wachsen – ob gefärbt oder nicht – etwa einen Zentimeter pro Monat. Entsprechend lange dauert es, bis die ursprüngliche Farbe wieder zum Vorschein kommt. Doch nicht jeder will eine so dauerhafte Farbveränderung, nicht jeder verträgt die stark alkalische Vorbehandlung des Haares. Neben den „permanenten Haarfarben" gibt es eine Staffel weiterer Möglichkeiten über so genannte demi- und semipermanente Colorationen mit weniger Alkali und weniger Peroxid bis hin zu temporären Haarfarben, die nach wenigen Wäschen wieder verschwinden. Die farbgebenden Komponenten sind bei letzteren so genannte „Direktzieher", chemisch gesehen farbige Azo- oder Nitroverbindungen, die bereits fertig konfektioniert sind und sich äußerlich anlagern, ohne das Haar durchzufärben. Zu diesen Präparaten zählen beispielsweise Tönungen, Tonspülungen, Farbfestiger und Farbfönlotionen zum Stylen der Haare.
„An oberster Stelle steht bei uns die gesundheitliche Verträglichkeit und die absolute toxikologische Unbedenklichkeit der verwendeten Chemikalien und Rohstoffe" erklärt Dr. Rolf Fautz, zuständig für die Produktsicherheit bei der Firma KPSS in Darmstadt, die mit ihren Marken „Goldwell" und „KMS" ausschließlich den Friseurmarkt beliefert. „Die verwendeten Stoffe dürfen nicht unter Generalverdacht gestellt werden. Ein erhöhtes Krebsrisiko durch Haarfarben schließen wir durch ein umfangreiches Testprogramm aus, wie es seit etwa zehn Jahren auch gesetzlich im Rahmen einer Sicherheitsbewertung gefordert wird." Erst nach der Freigabe durch die Toxikologie werden neue Farbkomponenten in Rezepturen verwendet, berichten Dr. Heinz Theis und Dr. Jonathan Wood, die sich bei KPSS in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung mit neuen Colorationen befassen. Rund 100 verschiedene Nuancen stehen für Kundinnen und Kunden zur Auswahl. Das jüngste Produkt kann sich sehen lassen: insbesondere für intensive Rot- und Kupfertöne entwickelt, wird der Farbstoff bei der Serie „Elumen" physikalisch über elektrostatische Anziehung an das Haar gebunden, was keine Schädigung des Haares durch Alkali hervorruft und trotzdem eine hohe Haltbarkeit bewirkt. (Sm, Quelle: KPSS Darmstadt)
Mit der Wirkung von Farben auf den Menschen haben sich vor allem Künstler und Psychologen beschäftigt. Goethes Farbenlehre ist eine Pionierarbeit und enthält zahlreiche heute noch gültige Einsichten. So benannte er etwa die heitere Wirkung von Gelb wie die kühle Ausstrahlung von Blau, das energetische Rot und das beruhigende Grün. Die positive Wirkung der Farben auf den Heilprozess hat die Berufsgenossenschaftliche Unfallklinik in Ludwigshafen in ihrem Neubau umgesetzt.
350 Jahre lang Blau gemacht:
Farbe ist Geschichte
Im Tal der Zwickauer Mulde liegt oberhalb der alten Bergstadt Schneeberg der kleine Ort Schindlerswerk. „Inmitten dieser Talung gibt es keine menschliche Nachbarschaft als die, welche zum Umtriebe des Werkes gehören, und der Rechenwärter an der Mulde", beschreibt um 1850 ein Chronist die Umgebung der Farbmühle, die dem Ort seinen Namen gab und damals bereits seit über 200 Jahren blaue Farbe produzierte. Den Rechenwärter gibt es längst nicht mehr, noch heute aber existiert das Schindlersche Blaufarbenwerk.
Am 4. Mai 1649 – der 30jährige Krieg war im Jahr zuvor durch den Westfälischen Frieden zu Münster und Osnabrück beendet worden – wurde Erasmus Schindler vom sächsischen Kurfürsten Johann Georg I. die Erlaubnis erteilt, ein Blaufarbenwerk zu erbauen. Schindler verwertete eine Erfindung, die 1620 der Glasmacher Christoph Schürer aus einem bis dahin als Abfallprodukt verworfenen Erz gemacht hatte. Einem Gestein, das zwar durch schönen Schein lockte, zuweilen sogar in wundervollen Blüten auskristallisiert war, den Bergknappen aber beim Silbersuchen störte und irreführte. So soll der Name Kobalt aus Kobold entstanden sein. In seiner Schmelzhütte stellte Schürer aus Kobalterzen eine dunkelblau gefärbte glasartige Masse her. Er zerstampfte und zerrieb diese und erhielt fein zermahlen lichtblaue "Smalte", ein mit Kobaltsalzen versetztes blaues Glas, dessen Färbung durch Kobaltoxid verursacht wird. In gepulverter Form wurde Smalte als Pigment verwendet, beispielsweise für Ölfarben, die bei den niederländischen Malern sehr beliebt waren.
Eine Beschreibung von 1797 schildert die Gewinnung der blauen Farbe folgendermaßen: „Der Kobalt wird in großen Tongefäßen (Häfen) bei starkem Feuer geschmolzen, wobei eine Masse wie blaues Glas entsteht. Diese wird gestampft, mit Wasser vermischt, in großen Fässern zermahlen, in Bütten vorgetrocknet, klein gerieben und in die Trockenstube gebracht, wo die Hitze so groß ist, dass nur die daran gewöhnten Arbeiter hinein gehen können, jeder andere aber gewiss in wenigen Minuten ersticken müsste. Die Arbeiter erhalten 18 Kännchen Bier beim Einbringen der Häfen in den Schmelzofen, 11 ½ Kännchen sind vermerkt für das Reinigen des Hüttenraumes."
Smalte war in der Herstellung sehr energieintensiv. Dazu kommt, dass Kobalterze stark arsenhaltig sind. Ein anderes Blaupigment ist der Lapislazuli, ein lichtechtes Mineral mit tiefblauer Farbe. Dessen Nachteil war der Preis, denn der Halbedelstein musste von jenseits des Meeres (lateinisch: ultra mare) beschafft werden. 1824 setzte ein französischer Ausschuss einen Preis von 6000 Francs für denjenigen aus, der ein Verfahren zur Herstellung von künstlichem Ultramarinblau entwickeln konnte. Die synthetische Herstellung gelang schließlich 1828 unabhängig voneinander den drei Chemikern Giumet, Gmelin und Köttig.
Ultramarinblau ist ein kräftig blau leuchtendes Pigment. Es ist in seiner chemischen Zusammensetzung ein Natrium-Aluminium-Silikat wie Lapislazuli, im Gegensatz zu diesem jedoch ein reines Kunstprodukt. Für die Farbintensität sind Schwefelradikale verantwortlich. Zur Herstellung mischt man weißen Ton mit Soda, gibt Schwefel und etwas Harz oder Pech hinzu, vermischt das Ganze und erhitzt es in einem Ofen bei 700-800°C etwa 20 bis 50 Stunden lang. Die Abkühlung muss langsam und unter Luftabschluss über zehn bis vierzehn Tagen erfolgen. Der Rohbrand ist noch mit Natriumsulfat verunreinigt, das durch anschließende Wasch- und Reinigungsprozesse beseitigt wird. Ultramarin ist eines der wichtigsten mineralischen Blaupigmente für Öl- und Aquarellfarben, für Druckfarben, für Dispersionsfarben, für Lacke und zum Färben von Kunststoffen. Die Textilindustrie verwendet es als Waschblau, da Blau als Komplementärfarbe zu Gelb den gelben Farbton aufhebt und die Textilien rein weiß erscheinen lässt.
Obwohl der Herstellungsprozess sehr aufwändig erscheint, ist das Endprodukt relativ preisgünstig und kostet nur rund ein Tausendstel von Lapislazulipigment. Die Erfindung des künstlichen Ultramarins drückte die Preise und der Verkauf von Kobaltfarben ging stark zurück. Die Blaufarbenwerke mussten sich auf die neue Konkurrenz einstellen. So wurden aus alteingesessenen Farbmühlen chemische Fabriken, aus dem Schindler’schen Blaufarbenwerk die Schneeberger Ultramarinfabrik. (Sm)
Der zweite Weltkrieg hatte dramatische Nachwirkungen. Im ersten Jahr nach dem Zusammenbruch konnte mangels Rohstoffe und Brennmaterial der Betrieb nur in sehr beschränktem Umfang wieder aufgenommen werden. Doch auf der Leistungsschau in Aue 1946 konnte Schindlerswerk bereits wieder Waschblau in Beuteln und Würfeln präsentieren. Mit der Enteignung der Privatbetriebe wurde der Sächsische Blaufarbenwerksverein in Aue, zu dem Schindlerswerk gehörte, aufgelöst. Die Schneeberger Ultramarinfabrik wurde zunächst als landeseigener Betrieb geführt, am 1. Juli 1948 an die Industrievereinigung Volkseigener Betriebe „Lacke und Farben" in Leipzig angegliedert und war 1949 der einzige Hersteller von Ultramarinblau in der DDR. 1987 wurde die Fabrik durch die Errichtung einer Anlage zur Fertigung von Anstrichstoffen ausgebaut. Nach der Wende gründete man die GmbH "Ultramarinfabrik Schindlerswerk" Sächsische Blaufarbenwerk GmbH, die noch heute erfolgreich produziert. (Sm)
In der Natur und am Arbeitsplatz:
Farbe ist Kennzeichnung
Seine Farbe gilt als Kennzeichen für einen giftigen Pilz schlechthin: der rote Hut des Fliegenpilzes. Daneben gilt der Fliegenpilz aber auch als Symbol der Freude („Glückspilz"), was einige Symbolforscher auf die psychotropen Effekte der pflanzlichen Wirkstoffe zurückführen. Schon vor Jahrtausenden galt der Fliegenpilz in der ganzen Welt von Europa über Amerika bis nach Asien als Rauschdroge. Von Indien aus gelangte der Fliegenpilz-Kult nach Sibirien, wo er sich bis ins 20. Jahrhundert bei verschiedenen Volksstämmen gehalten hat.
Als Gifte wirken sowohl das Muscarin, eine quartäre Ammoniumbase als auch die psychisch aktive Substanz Muscimol.
Der botanische Name des Fliegenpilzes amanita muscaria kennzeichnet übrigens eine ganze Reihe chemischer Stoffe, die im Fliegenpilz vorkommen. Neben den schon erwähnten Verbindungen Muscarin und Muscimol ist noch das Muscaurin von Bedeutung, die rote Farbe des Fliegenpilzhutes. Chemisch gesehen ist Muscaurin ein Pflanzenfarbstoff mit einem Betain-Gerüst, dessen typisches Rot sich beispielsweise auch im Betalain bei der Roten Rübe (beta vulgaris) oder im Bougainvillein bei der Wunderblumenart Bougainvillea wiederfindet.
Sicherheits- und Gesundheitsschutzkennzeichnung am Arbeitsplatz
Die BG-Vorschrift „Sicherheits- und Gesundheitsschutzkennzeichnung am Arbeitsplatz" (BGV A 8, bisher VBG 125) setzt die europäischen Richtlinie 92/58/EWG über „Mindestvorschriften für die Sicherheits- und Gesundheitsschutzkennzeichnung am Arbeitsplatz" in nationales Recht um. Eine Kennzeichnung muss eingesetzt werden, wenn Risiken oder Gefahren am Arbeitsplatz vorliegen. Dabei sind die Ergebnisse einer Gefährdungsbeurteilung zu berücksichtigen. Im Sinne dieser Unfallverhütungsvorschrift ist eine Sicherheitsfarbe eine Farbe, der eine bestimmte, auf die Sicherheit bezogene Bedeutung zugeordnet ist.
Bedeutung der Sicherheitsfarben
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Sicherheitsfarbe |
Bedeutung |
Hinweise-Angaben |
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Rot |
Verbot |
Gefährliches Verhalten |
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Gefahr |
Halt, Evakuierung |
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Brandschutz; Mittel und Geräte zur Brandbekämpfung |
Kennzeichnung und Standort |
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Gelb |
Warnung |
Achtung, Vorsicht, Überprüfung |
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Grün |
Hilfe, Rettung |
Türen, Ausgänge, Wege, Stationen, Räume |
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Gefahrlosigkeit |
Rückkehr zum Normalzustand |
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Blau |
Gebot |
Besonderes Verhalten oder Tätigkeit –Verpflichtung zum Tragen einer persönlichen Schutzausrüstung |
Die Kennzeichnung von Hindernissen und Gefahrstellen muss durch gelb-schwarze oder rot-weiße Streifen deutlich erkennbar und dauerhaft ausgeführt werden. Es wird empfohlen, gelb-schwarze Streifen vorzugsweise für ständige Hindernisse und Gefahrstellen zu verwenden. Dies sind z. B. Stellen, an denen die Gefahr des Anstoßens, Quetschens, Stürzens, Ab- oder Ausrutschens, Abstürzens, Stolperns von Personen oder des Fallens von Lasten besteht. Es wird empfohlen, rot-weiße Streifen vorzugsweise für zeitlich begrenzte Hindernisse und Gefahrstellen zu verwenden. Dies sind z. B. Kranhaken, Baugruben. Die Kennzeichnung soll den Ausmaßen der Hindernisse oder Gefahrstellen entsprechen. (Sm)
Die Natur ist zauberhaft:
Farbe ist Magie
Eben noch blau und plötzlich rot – einige Blüten können bei Kontakt mit Säure ihre Farbe ändern. Beobachtet und in seinem Kräuterbuch "Herbarium vivae eicones" festgehalten hat dies bereits um 1530 der Kartäusermönch Otto Braunfels (Otho Brunfels), den der schwedische Naturforscher Karl von Linné später als „Vater der neuen Botanik" bezeichnete: "Wenn man dieses Blümlein in einen Ameisenhaufen wirft, wird es rot wie Blut". Was zunächst wie Magie erscheint, ist reine Chemie: Blütenfarbstoffe aus der chemischen Stoffklasse der Anthocyane reagieren mit Säuren, wobei sich neue Verbindungen bilden. Durch die geänderten Strukturen im Molekül verschieben sich die Absorptionsmaxima für die Lichtwellen, was für den Farbwechsel verantwortlich ist. (Sm)
Nicht jeder kann es erkennen:
Farbe ist Signal
"Bei Rot bleib' steh'n, bei Grün darfst Du gehen": der alte Reim zur Verkehrssicherheit an Ampeln hat nach wie vor seine Gültigkeit. Die Farbe Rot wird kulturübergreifend seit Menschengedenken mit erhöhter Aufmerksamkeit oder Warnung assoziiert. Grün dagegen steht für Sicherheit, wie auch die Markierung für Fluchtwege suggeriert. Doch längst nicht jeder kann zwischen den beiden Farben unterscheiden: etwa 9 % der männlichen und 0,5 % der weiblichen Bevölkerung haben eine Rot-Grün-Schwäche oder Rot-Grün-Blindheit. Die Betroffenen können Rot und Grün nicht richtig oder gar nicht erkennen. Ursache ist das Fehlen von bestimmten Bestandteilen in der Netzhaut des Auges.
Die Rot-Grün-Blindheit (oder Rot-Grün-Schwäche) ist eine vererbbare Farbsehstörung. Die Erbanlagen für das Farbsehen liegen mit ihren Genen auf dem X-Chromosom. Frauen haben zwei X-Chromosomen, wobei das zweite gesunde X-Chromosom für normales Farbsehen ausreicht, so dass eine Frau mit einem defekten Gen für das Farbsehen trotzdem rot und grün sehen kann. Da Männer ein X- und ein Y- Chromosom haben und auf dem Y-Chromosom keine Gene für Farbsehen liegen, sind Männer, die die Anlagen für Rot-Grün-Blindheit geerbt haben, tatsächlich immer rot-grün-blind. Bei einer Frau kann Rot-Grün-Blindheit nur auftreten, wenn sie von beiden Elternteilen ein defektes Gen für Farbsehen geerbt hat, was sehr selten vorkommt und die Rot-Grün-Schwäche zu einer geschlechtsgebundenen Störung macht.
Farbsehstörungen kannte man schon in der Antike. Erste Berichte von gestörtem Farbsehen wurden dann im ausgehenden 18. Jahrhundert veröffentlicht. Der englische Chemiker und Physiker John Dalton (1766 – 1844), der Begründer der modernen Atomtheorie, gilt als Entdecker der Farbenblindheit. Er beschrieb seine eigenen Probleme, Chemikalien an ihrer Farbe zu erkennen. Die Rot-Grün-Blindheit wird heute auch als Daltonismus bezeichnet. Zur Feststellung einer Rot-Grün-Blindheit verwendet man Farbtafeln (Ishihara-Tafeln oder pseudoisochromatische Tafeln) ((diesen Hinweis ggfs. mit einem Link auf weitere Internet-Seiten verbinden, Recherche hierzu jedoch z. B. mittels google noch erforderlich)) mit farbigen Zahlen auf farbigen Hintergrund. Bei Farbsehschwächen können bestimmte Zahlen oder Linien nicht gesehen werden.
Die meisten Betroffenen nehmen ihre Farbsehstörung nicht als störend wahr und wissen sogar lange nichts davon. Bestimmte Berufe wie Lokführer, Elektriker, Pilot oder Berufskraftfahrer können oder dürfen nicht oder nur eingeschränkt ausgeübt werden. (Sm/Mrt)
Von Giftschlangen und heilsamen
Schlangengiften:
Farbe ist Tarnung
Tarnen und Täuschen sind in der Natur häufig angewendete Schutzprinzipien. Viele Tiere können sich fast unsichtbar machen, indem sie sich durch ihre Färbung oder durch Formen, Muster und Schattierungen an ihre Umgebung anpassen. Wehrlose und kleine Insekten ahmen häufig in Gestalt und Färbung so getreu Blätter, Zweige oder Dornen nach, dass man sie leicht damit verwechseln kann. Die Wirkung dieser "Maskierung" genannten Tarnung wird oft noch durch die Fähigkeit erhöht, in der richtigen Position zu erstarren, so dass man die Tiere sogar aus nächster Entfernung leicht übersieht, beispielsweise die Gespenstschrecke oder das Wandelnde Blatt. Die Maskierung als Blatt oder Zweig wird allerdings auch von Räubern benutzt. Die Gottesanbeterin, eine Fangschrecke, lauert in bizarrer Stellung auf nichts ahnende Opfer und schlägt blitzschnell mit ihren Raubbeinen zu, sobald die Beute – ein Schmetterling oder eine Heuschrecke – nahe genug herangekommen ist.
Gut getarnt geht auch die grüne Mamba auf Beutefang. Sie gehört mit über zwei Metern Länge zu den schnellsten und gefährlichsten Giftschlangen der Welt. Ihr Lebensbereich ist der tropische Regenwald Westafrikas, wo sie sich gern auf Büschen und Bäumen in der Nähe von Flüssen aufhält. Sie hat sich mit ihrer Farbe perfekt ihrem Lebensraum angepasst. Wie bei den meisten Schlangen gelangt das Gift, das in einer Drüse in der Oberlippe gebildet wird, über einen Kanal in den hohlen Giftzahn. Bei einem Angriff wird es durch eine Öffnung nahe der Zahnspitze in die Bisswunde gespritzt und wirkt für alle Lebewesen absolut tödlich, wenn nicht innerhalb kürzester Zeit ein Antiserum verabreicht wird. Dieses wird aus dem Gift derselben Schlangenart gewonnen.
In gut gesicherten Terrarien von Schlangenfarmen werden hierzu verschiedenste Giftschlangen gehalten und etwa alle zwei bis drei Wochen "gemolken" – so lange dauert es, bis die Schlange ihr Giftreservoir wieder gefüllt hat und erneut auf Jagd geht. Pro Melkung einer Schlange werden ca. 50 bis 100 Milligramm Gift gewonnen, eine kleine Menge davon wird einem Pferd gespritzt, dessen Blut daraufhin spezielle weiße Blutkörperchen bildet. Nach etwa einem Monat wird dem Pferd Blut abgezapft und aus den Abwehrstoffen der Impfstoff hergestellt.
Verschiedene Schlangenarten haben ganz unterschiedliche Gifte entwickelt, die in ihrer Wirkungsweise und Giftigkeit dem Menschen gegenüber stark variieren. Der Biss einer Asiatischen Lanzenotter verursacht normalerweise nur Schmerzen und ist selten tödlich. Das Gift der Malaiischen Mokassinotter wiederum verursacht Blasen, die die Blutversorgung der Gefäße behindern. Königskobra-Gift wirkt lähmend und greift das Gewebe an, was auch bei sofortiger Behandlung Spuren hinterlässt. Bei Schlangenbissen stellen sich in der Regel neben einer lähmenden Wirkung verschiedene andere Symptome ein, wobei die Gifte entweder die Funktion der Atemorgane einschränken, neurotoxisch auf das Zentrale Nervensystem wirken und damit den Kreislauf beeinträchtigen, hämotoxisch die Blutzellen angreifen und damit die Blutgerinnung stören oder durch Myotoxine die Blutgefäße schädigen, so dass es zu inneren Blutungen kommt.
Der Mensch kann die Schlangengifte jedoch auch zu therapeutischen Zwecken nutzen. Die malaiische Grubenotter beispielsweise produziert als Gift ein Fibrinogen spaltendes Enzym, das die Gerinnung des Blutes und somit den natürlichen Wundverschluss unterbindet. In geringen Konzentrationen kann das Schlangengift zur Therapie von Durchblutungsstörungen eingesetzt werden, beispielsweise bei Thrombosen. Die brasilianische Lanzenotter dagegen sondert ein Sekret ab, das hämostatische und somit blutstillende Bestandteile enthält. Die daraus gewonnenen Medikamente werden angewandt bei Blutungen im Bereich der kleinen Gefäße und können vorbeugend vor Operationen gegeben werden, um den durch den Eingriff verursachten Blutverlust zu verringern.
Bereits in der Antike wurden aus Schlangengift Arzneien hergestellt. Heute werden in der pharmazeutischen Industrie mehrere Dutzend verschiedener Schlangengiftkomponenten von unterschiedlichen Schlangenarten zu diagnostischen Hilfsmitteln oder therapeutischen Heilmitteln verarbeitet. Produkte mit Schlangengiftkomponenten werden im Bereich der Blutgerinnung, in der Neurobiologie und in der Krebsforschung eingesetzt. (Sm)
Verwirrendes Farbenspiel:
Farbe ist Täuschung
Über 80 Prozent der Sinneseindrücke erfasst der Mensch mit seinen Augen. Visuelle Wahrnehmungen sind zentrale Grundlagen für Entscheidungen. Optische Täuschungen sind daher besonders brisant, wenn es um sicherheitsbedeutsame Informationsverarbeitung geht. Zwei Faktoren spielen eine besondere Rolle: die Sehbedingungen, insbesondere die Beleuchtung, sowie gelernte und genetisch bedingte Erfahrungen mit visuellen Modellen.
„Wo viel Licht ist, ist auch starker Schatten" – das zweitbekannteste Zitat aus Goethes „Götz von Berlichingen" hat in doppelter Hinsicht seine Bedeutung. Was im Schauspiel auf Charaktere gemünzt ist, gilt auch für Beleuchtungsaspekte. Beispiel Helligkeitsunterschiede am Arbeitsplatz: ein Mitarbeiter betritt bei gleißendem Sonnenlicht vom Hof kommend eine dunklere Halle. So schnell wie er dabei aus hellen Bereichen in dunkle Zonen kommt, können sich die menschlichen Augen nicht adaptieren und auf die neuen Beleuchtungsverhältnisse einstellen. Plötzliche Leuchtdichtenwechsel führen zu einer Fehlanpassung der Augen und dadurch für kurze Zeit zum Verlust der Kontrastempfindlichkeit. Beim Blickwechsel vom Hellen ins Dunkle dauert die Fehlanpassung immerhin einige Sekunden – und da kann es leicht passieren, dass man im ersten Moment etwas Entscheidendes übersieht: ein Hindernis, eine Stolperstelle, andere Verkehrsteilnehmer. Die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung in Verkehrsbereichen an den Schnittstellen zwischen Innen- und Außenbereichen ist daher ein entscheidender Faktor der Sicherheit. Sowohl um Stolper-, Rutsch- und Sturzunfälle zu vermeiden, als auch um Staplerfahrer sicherer zu machen, wenn diese zwischen hellen und dunklen Bereichen verkehren müssen.
Hindernissen und Stolperfallen kann man aus dem Weg gehen, wenn man sie sieht. Die Beleuchtung ist nur ein Teilaspekt dabei, wenngleich ein sehr wesentlicher. Alles, was die menschliche Netzhaut an visuellen Informationen erhält, ist mehrdeutig. Eine Linie kann zunächst gleich lang sein, wenn sie von einem kleinen nahen oder einem entfernten großen Gegenstand herrührt. Im Grunde nehmen wir das wahr, was sich bei solchen Netzhautbildern in der Vergangenheit bewährt hat. Wenn die Netzhaut mehrdeutige Informationen über Helligkeiten, Farben oder geometrische Verhältnisse empfängt, orientiert sich das visuelle System daran, wie die bisherigen Erfahrungen mit dem Abbild waren, und bildet daraus den scheinbaren Sinneseindruck. Farbe und Form eines Gegenstandes kann in Abhängigkeit des Umfeldes und der Beleuchtung völlig verfälscht eingeschätzt werden, parallele Linien schwingen plötzlich aufeinander zu (Abbildung 1) und Kreise scheinen bei entsprechendem Hintergrund spiralförmig zu verlaufen (Abbildung 2). Besonders schwierig hat es das Auge, Abstufungen zwischen Hell- und Dunkelbereiche zu treffen (Abbildung 3). Farbe ist Täuschung – ein Verwirrspiel mit manchmal gefährlichen Folgen. (Sm)
Mikroverkapselte Duftstoffe lassen das
Papier riechen:
Farbe ist Trend
An Weihnachten verteilte die Deutsche Post in ihren Filialen Grußaufkleber mit einem besonderen Effekt: wenn man daran rieb, roch es nach Zimt, Orange und Tannenduft. Das Geheimnis ist ein aktueller Trend der Anwendungstechnik: die Mikroverkapselung, bei der in der Druckerei ein duftstoffhaltiger Lack wie eine zusätzliche Farbschicht auf das Papier aufgetragen wird.
Unter dem Begriff „Mikroverkapselung" versteht man die „Verpackung" flüssiger Stoffe in eine geschlossene Hülle, wobei die Größe der Kapseln (im Durchmesser 2 µm bis zu 30 µm) vom Herstellprozess abhängt. Mit zunehmendem Durchmesser nimmt die Wanddicke und damit die mechanische Stabilität ab. Dieser Effekt ist für den jeweiligen Anwendungszweck bedeutsam, da zur mechanischen Zerstörung und zur Freisetzung des Kapselinhalts ein mehr oder weniger starker Druck erforderlich ist.
Die Mikroverkapselung kann auf zwei verschiedenen Wegen eingesetzt werden. Bei der „geschlossenen" Duftdarstellung werden die Duftkapseln einem speziellen Klebstoff zugesetzt, mit dem Laschen – beispielsweise von Briefumschlägen – verklebt werden. Beim späteren Aufreißen dieser Laschen werden Duftkapseln zerstört und dadurch die Duftfreisetzung bewirkt. Bei der „offenen" Duftdarstellung werden Duftkapseln der letzten Druckfarbe bzw. einem Überdrucklack zugesetzt und ergeben eine Oberfläche, auf der nach dem Motto „Reiben und riechen" durch Reiben die Duftfreisetzung erfolgen kann. Dabei reicht die Skala von winzigen, geldstückgroßen Aufdrucken über flächenhaften Druck auf „duftenden" Bildelementen wie Blumen, Früchten usw. bis zum vollflächigen Überdrucken mit einem Duftlack.
Bei der Einarbeitung der Mikrokapseln in den Lack ist es wichtig, dass die Kapseln homogen im Substrat verteilt werden. Rührgeräte mit geringem Reibwiderstand, wie zum Beispiel Propellerrührer, sind besonders geeignet. Werkzeuge, die hohe Scherkräfte erzeugen (Dissolver), sollen bei der Einarbeitung vermieden werden. Druckverfahren, bei denen zur Erzielung einer guten Farblage ein relativ hoher Anpressdruck erforderlich ist (z. B. Buch- und Offsetdruck), können zu vorzeitiger Zerstörung der Duftkapseln bereits auf der Druckmaschine führen. Für diese Fälle werden neben den Mikrokapseln so genannte Abstandshalter eingesetzt. Dabei handelt es sich um feste Kunstharzkugeln, die im Durchmesser etwas größer als die Mikrokapseln sind und somit eine vorzeitige Zerstörung verhindern.
Für die zur Mikroverkapselung kommenden Substanzen gelten verfahrensbedingt zwei Voraussetzungen: keine oder möglichst geringe wasserlösliche Anteile (maximal 30 %) und ein Siedepunkt größer als 100 °C. Daher können im Falle von Parfüms alkoholhaltige Erzeugnisse wie Eau de Toilette, Eau de Cologne, nicht verkapselt werden, sondern es muss auf die zugrundeliegenden Basisöle zurückgegriffen werden. Auch bei Extrakten aus Lebensmitteln, Genussmitteln, Blumen und Kräutern müssen die alkoholischen Komponenten der Auszüge vor der Mikroverkapselung entfernt sein. Alkoholische Getränke sind im Duft nur bedingt darstellbar. Bei der Verkapselung von Duftölen gilt: je offener die Kapseln auf der Fläche liegen und je größer die Kapselmenge ist, desto stärker ist die Duftfreisetzung. Der Verarbeitungsprozess führt zu einer sehr dichten Kapselwand, so dass die verkapselten Duftstoffe über Monate voll intakt bleiben. Die Einsatzmöglichkeit der Mikrokapseln ist außerordentlich vielfältig und beispielsweise bei kohlepapierfreien Durchschreibsätzen seit längerem im Einsatz. Auch Reinigungsmittel, Öle, Schmierstoffe, Flammschutzmittel, optische Aufheller, Desinfektionsmittel sowie reaktive Kunststoff-Systeme wie Epoxidharze und Polyurethane wurden bereits erfolgreich mikroverkapselt. (Sm, Quelle: ColorDruck, Leimen und Follmann & Co., Minden)
Zucker muss nicht immer weiß sein:
Farbe ist Verlockung
Reine Zuckerkristalle sind kristallklar und brechen das Licht schneeweiß. Doch im 19. Jahrhundert verlangte der Zeitgeist auch andere Farben, um verlockend zu wirken. „Giftfreies, unübertroffenes Ultramarinblau für Zuckerfabriken" war beispielsweise ein Exportschlager der Vereinigten Ultramarinfabriken vormals Leverkus, Zeltner & Consorten, die auch für den gesamten Schriftverkehr ultramarinblau gefärbtes Papier verwendeten. Teile des Werksgelände nordöstlich von Köln wurden 1891 an die Farbenfabriken vormals Friedrich Bayer verkauft, der heutigen Bayer AG. Dabei wurde das Gebiet nach dem Vorbesitzer einfach „Leverkusen" benannt.
Für den Menschen ist Zucker ein wichtiger Energielieferant. Als schnell verfügbares Kohlenhydrat steigert er die Leistungsfähigkeit bei körperlicher Arbeit und sportlichen Aktivitäten, erhöht die Konzentrationsfähigkeit und verbessert die subjektive Stimmungslage bei Stress und psychischen Belastungen. In Offstein, einem kleinen Ort direkt an der Grenze zwischen Rheinhessen und der Pfalz, gibt es seit 1883 eine traditionsreiche Zuckerfabrik, für die heute noch 3.300 Landwirte im Umland Zuckerrüben anbauen. Während der Erntezeit von Ende September bis Ende Dezember, der so genannten „Kampagne", werden hier Tag für Tag rund um die Uhr 15.500 Tonnen Zuckerrüben verarbeitet. Die Anlieferung erfolgt heute ausschließlich mit Lkw’s – und einer modernen Logistik, die Rübenernter und Transportfahrzeuge per GPS lokalisiert und zu ihren Einsatzorten dirigiert. In der Zuckerfabrik werden die Zuckerrüben zunächst gewaschen und zerschnetzelt, danach wird mit heißem Wasser der in den Pflanzenzellen der Zuckerrübe vorhandene Zucker extrahiert und dieser anschließend über mehrere Eindickstufen auskristallisiert. Der so gewonnene Zucker wird weder chemisch verändert noch enthält er andere Stoffe: ein reines Naturprodukt, das eigentlich bereits auf dem Feld entstanden ist.
Etwa 7 kg Zuckerrüben benötigt man, um 1 kg Rübenzucker daraus zu gewinnen. In Offstein werden jeden Tag aus 15.500 Tonnen Zuckerrüben etwa 2.200 Tonnen Zucker gewonnen – und damit durchschnittlich alle 1,5 Sekunden der Jahresverbrauch eines Bundesbürgers. In großen Silos können hier bis zu 100.000 Tonnen süße Kristalle zwischengelagert werden. Diese gehen nur zu einem geringen Teil direkt an den Endverbraucher. Nur rund 16 % des Zuckerabsatzes der Südzucker AG (zu der sich 1926 die Zuckerfabrik Offstein und etliche weitere süddeutsche Zuckergesellschaften zusammen geschlossen haben) kommt in Form von Kleinverpackungen in private Haushalte. 84 % des Zuckers wird in der Ernährungsindustrie weiterverarbeitet, vor allem in den Bereichen Erfrischungsgetränke, Süß- und Backwaren. Hier werden heute maßgeschneiderte Produkte verlangt, so dass etwa 70 % der erzeugten Zuckermenge des Werkes Offstein in angeschlossenen Veredelungsbetrieben zu Flüssigzucker, Fruktose und Karamelsirup weiterverarbeitet werden.
Von wachsender Bedeutung ist ein Zuckerabkömmling, der in Offstein „erfunden" und von der Südzucker-Tochter Palatinit unter dem Handelsnamen „Isomalt" vertrieben wird. In einem zweistufigen Prozess wird dabei die Glucose des Zuckers zunächst durch enzymatische Spaltung in das Disaccharid Isomaltulose (6-0--D-glucopyranosyl-D-fructose) umgewandelt. Dieses wird anschließend mit Wasserstoff hydriert, wobei sich ein equimolares Gemisch aus Sorbitol und Mannit-Dihydrat, das so genannte Isomalt, bildet. Im Vergleich zu anderen Süßungsmitteln die als Intensiv-Süßstoffe nur in geringen Mengen verwendet werden können und sich deshalb bei der Dosierung problematisch erweisen, kann der Zuckeraustauschstoff Isomalt den Zucker im Verhältnis 1:1 ersetzen. Nicht nur in der Süßwirkung, auch im Geschmack ist Isomalt dem natürlichen Zucker sehr ähnlich, ist jedoch kalorienreduziert und diabetikergeeignet, da die körpereigenen Enzyme Isomalt nur in geringerem Maße und wesentlich langsamer spalten als herkömmlichen Zucker. Auch die Bakterien im Mund können Isomalt nicht als Nahrung verwenden, deshalb kommt es nicht zur Produktion zahnschädigender Säuren. Chemische Modifikationen können durchaus von Vorteil sein. (Sm, Quelle: Südzucker AG und Palatinit GmbH, Mannheim)
Chemie am Himmel:
Farbe ist Zauber
Was wäre ein Jahreswechsel ohne Feuerwerk, ein großes Fest ohne den Farbenzauber am Nachthimmel? Als Erfinder des Feuerwerks gelten die Chinesen. Bereits vor über 1000 Jahren kannten sie Feuerwerkskörper und pyrotechnische Gemische. Wahrscheinlich ist, dass es sich bei diesen Mischungen um solche gehandelt hat, die dem heutigen Schwarzpulver sehr ähnlich waren und als Vorläufer der brisanten Mischung aus Holzkohle, Schwefel und Nitrat gelten. Von China aus breitete sich die Kunst, dieses Gemisch herzustellen und mit ihm umzugehen, nach Europa aus. Aus dem antiken Griechenland ist eine Rezeptur bekannt, die ein so genanntes "fliegendes Feuer" beschreibt.
Erst viel später, im 15. Jahrhundert, wurden andere Mischungen mit ähnlicher Wirkung und vor allem mit Farbeffekten gefunden und es wurden Spektakel veranstaltet, die den Namen "Feuerwerk" mit den uns bekannten Himmelslichtern verdienen. Die Geburtsstunde der heutigen Pyrotechnik liegt sogar erst im 17. und 18. Jahrhundert. In dieser Zeit fand eine spektakuläre Entwicklung der Feuerwerkskunst statt. Es gibt eine Fülle bildlicher Überlieferungen von teilweise gigantischen Feuerwerksveranstaltungen. Der gesellschaftliche Stellenwert zeigt sich darin, dass sich fast jeder noch so kleine Fürst einen Feuerwerker leistete, der zu den bestbezahlten Bediensteten am Hofe gehörte.
Viele alte Rezepturen, Bau- und Arbeitsanweisungen sind im Laufe der Jahrhunderte verbessert und verfeinert worden. Das Grundprinzip des pyrotechnischen Satzes besteht aber nach wie vor aus einer Kombination oxidierender und reduzierender Bestandteile: eine Mischung von Sauerstoffträgern (in der Regel Nitrate, Perchlorate, Metalloxide) und Brennstoffen (in der Regel Schwefel, Kohle, Zucker, oder Metalle), ergänzt durch Farbgeber und Bindemittel sowie Katalysatoren und Moderatoren zur Steuerung der Abbrandgeschwindigkeit. Die Details der Zusammensetzung sowie die die Größe und Verdichtung der Pellets bestimmen die Reaktionsgeschwindigkeit und den Effekt des Satzes, so dass der Pyrotechniker in der Lage ist, die Brisanz in einem relativ breiten Spektrum zu variieren: von eher harmlosen Tischfeuerwerken für Jedermann bis hin zu Großfeuerwerken für geprüfte Spezialisten sind alle Spielarten möglich.
Als Farbeffekte dienen Salze der Alkali- und Erdalkalimetalle. Strontium- und Lithiumsalze für rotes, Bariumsalze für grünes, Natriumsalze für gelbes und Kupfersalze für blaues Licht. Durch Mischen dieser Stoffe können auch Zwischenfarben wie violett oder orange erzielt werden. Die Reaktionen, die in einem pyrotechnischen Satz ablaufen, sind sehr kompliziert und in vielen Fällen noch nicht genau bekannt. (Sm, Quelle: Weco Feuerwerke, Eitorf)