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ZERBRECHLICH

ZERBRECHLICH - 
Metamorphose der Eierschale
ZERBRECHLICH
MATERIALENTWICKLUNG - 
So wie sich die Elemente im Boden verbinden, können auch Materialien durch das Zerkleinern, Erhöhen von Temperatur- und Druckverhältnissen, sowie durch Wasserzugabe eine neue Verbindung eingehen. Diese Beeinflussung durch äußere Umstände wird bei der Herstellung verschiedener Baustoffe nachgeahmt. So wird z.B. Kalkstein und Ton gebrannt, um ihre Wiederstandsfähigkeit zu erhöhen. Auch die Verbindung von verschiedenen Komponenten kann zu einer erhöhten Leistung des Endproduktes führen, wobei die Konsistenz der einzelnen Zusatzstoffe für das Endresultat eine große Rolle spielt. Chemische Reaktionen zwischen verschiedenen Elementen beeinflussen ebenfalls deren Eigenschaften im Verbund. Ergänzend zu den Eigenschaften, der größtenteils kalkhaltigen Eierschale stellte sich heraus, dass gerade Tonpartikel als Bindemittel und festigender Zusatzstoff besonders gut geeignet sind. Angelehnt an bestehende Verarbeitungsmethoden, wie der von Zement, Keramik oder Kalk, entstand ein Verbund, der gleichzeitig haltbar und formbar ist.
MATERIALENTWICKLUNG
MATERIALbasis - 
Ähnlich wie beim Zement werden auch hier Kalk, in diesem Fall der der Eierschale, und Keramikpartikel bei erhöhter Temperatur gebrannt und pulverisiert. Anschließend fügt man beide unter Zugabe von  Wasser zu einer Art Mörtel zusammen. Dieser kann ähnlich wie Zement gegossen und verarbeitet werden. Seine Belastbarkeit hingegen ähnelt eher der des Kalksteins, weshalb er wiederum auch dessen positive Eigenschaften aufweist. Dazu zählen eine hohe Absorptionsfähigkeit, die Neutralisation von sauren Flüssigkeiten, die Fähigkeit, Schadstoffe aus Wasser herauszufiltern, und das Speichern und Weiterleiten von Wärme. Zudem saugt Kalkstein Wasser auf, ist basisch und verhindert somit einen Schimmelbefall. Da er die Feuchtigkeit erst nach und nach an die Luft abgibt, sorgt er zudem für einen Feuchtigkeitsausgleich und ein angenehmes Raumklima.
All diese Eigenschaften gehen durch den 92 prozentigen Kalkanteil der Eierschale auch auf das Endprodukt über. Hinzu kommen einige zusätzliche Eigenschaften der Eierschale. So beinhaltet sie Bestandteile wie Spuren von Phosphat. Magnesium, Natrium, Kalium, Zink, Mangan und Kupfer. Besonders Magnesium, Mangan und Zink sind Eisenerze, die in Verbindung mit anderen Elementen eine festigende und teilweise korrosionsschützende Wirkungen aufweisen. So sind sie ebenfalls ein Bestandteil des Zements und scheinen auch hier zu einer dauerhaften Verfestigung beizutragen. Nach dem Aushärten ist das Material zudem wasserbeständig und hält selbst permanenten Witterungseinflüssen stand. 
Kommt das Material mit Säuren in Berührung  reagieren die Kalzium Moleküle und verändern das Material.
MATERIALbasis
MATERIALveredelung - 
Der Veredelungsprozess resultiert aus einer Versuchsreihe, die deutlich vor der späteren Entwicklung des Endprodukts eines Verbundwerkstoffs entstand und sich mit der Kristalloblastese beschäftigte. Die kalkhaltige Schicht der Eierschale sollte manipuliert und in einen neuen Zustand transformiert werden, mit dem Ziel sie zu verformen oder sogar zu verflüssigen. Da aber gleichzeitig der ökologische Aspekt nicht außer Acht gelassen werden sollte, war ein natürliches Lösungsmittel erforderlich. Zu diesem Zweck wurde auf einen altbekannten Versuch zur Veranschaulichung des Eiaufbaus zurückgegriffen, bei dem die Schale durch Essig aufgelöst wird. Dazu legt man ein ganzes Ei in die säurehaltige Essenz und kann nach kürzester Zeit beobachten, wie sich der Kalkanteil vom Eierschalenhäutchen löst. Übrig bleibt nur der weiche, durch die Menbran umhüllte Teil des Eis.

Essig besitzt eine kalklösende Wirkung und hat sich schon lange beim Hausputz als wirksames Mittel zur Kalkentfernung bewährt. Dabei reagiert der Essig mit dem Kalciumcarbonat und verwandelt es in Kalciumacetat. Zum Lösen eines Kalkmoleküls werden exakt zwei Essigmoleküle benötigt. Wird die Eierschale im Essig eingelegt, verdunstet die Flüssigkeit mit der Zeit. Dabei entsteht eine  nadelförmige, weiße und leicht zerbrechliche Substanz, die herb im Geschmack ist und ebenfalls  als Zusatzstoff E263 für Lebensmittel verwendet wird. Sie ist demzufolge nicht schädlich für Mensch und Natur. Auf atomarer Ebene verursacht die Verdunstung der Essigsäure eine immer höhere Anreicherung von Molekülen, die sich in einer regelmäßigen Gitterstruktur anordnen. Je nachdem wie stark der auskristallisierende Stoff übersättigt ist, variiert das Volumen der Kristalle.
MATERIALveredelung
MATERIALinformation - 
In einer langen Testreihe wurde das Verhalten der Eierschale in Kombination mit unterschiedlich nachhaltigen Materialien, Mischverhältnissen, Temperaturen, sowie natürliche Binde-, aber auch Lösungsmittel geprüft. Gleichzeitig entstand ein Blog auf dem alle Informationen über die Eierschale zusammengetragen und mit den experimentellen Ergebnissen in Verbindung gesetzt wurden. Diese Ansammlung von Information sollte vor allem der Vernetzung im Internet mit weiteren Forschungsprojekten zum Thema Eierschale dienen. Somit konnte beim Email Kontakt mit Professoren, Laboren oder Firmen der Blog einfach geteilt und ein besseres Verständnis über die eigene Arbeit vermittelt werden. Dabei entstand ein Kontakt an der Universität in Leicester mit Prof. Andrew Abbott, Leiter des Fachbereichs physikalische Chemie, der die Eierschale als Füllstoff für Plastik einsetzt. Bei weiterem Austausch wurde auch über die Möglichkeit des Einsatzes in der Innenraumausstattung diskutiert. Zudem wurden in Zusammenarbeit mit der Biochemikerin Henrike Roterberg chemische Reaktionen, die bei den Experimenten auftraten, hinterfragt und erklärt.
MATERIALinformation
Warum die Eierschale Recyceln? - 
17 Millarden Eier werden jedes Jahr in Deutschland verbraucht. Das sind umgerechnet 217 Eier pro Kopf. Schaut man die aufwändige Haltung der Hühner an, muss man sich fragen, warum das übrig bleibende Naturprodukt Eierschale so vernachlässigt wird! In Europa werden schätzungsweise 150 000 Tonnen, in China sogar 500 000 Tonnen Eierschalen jährlich auf Müllhalden deponiert, was die Lebensmittelindustrie pro Tonne 50 bis 200 Euro kostet. Obwohl die größtenteils kalkhaltige Schale biologisch abbaubar ist, bringt die Lagerung auf den Mülldeponien Probleme mit sich. Das proteinhaltige Häutchen im Inneren der Eierschale lockt Ungeziefer an und macht eine Schädlingsbekämpfung erforderlich. Zusätzlich häufen sich durch die nötige Vorbehandlung zur Prävention von Bakterienbefall, der sich auf das Grundwasser übertragen könnten, weitere Kosten an.4 Die EPA (Environmental Protection Agency) stellt die Eierschale auf Platz 15 der durch die Industrie verursachte Umweltverschmutzung. Ein möglicher Recyclingprozess wäre daher aus ökologischer und ökonomischer Sicht von Vorteil. Die umsichtige Verwertung von Naturabfallprodukten trägt zudem zur Einsparung von immer knapper werdenden Ressourcen bei. Allein der Weltmarkt für Kalziumkarbonat (CaCO3, Kalk) steigt stetig und liegt bereits bei 100 Millionen Tonnen jährlich. Bis 2017 soll der Bedarf sogar noch ansteigen, vor allem in China um 7%. Dort werden ca 70% der Gesamtmenge an Kalziumkarbonat weltweit produziert! Da das anorganische Material ungiftig ist, wird es teilweise  in der Papierherstellung als natürlicher Aufheller eingesetzt. Aber auch als Füllmasse in Plastik, Grundbestandteil von Talkum und Kaolin, sowie in der Kosmetik kann es verwendet werden. Die Nutzung von Eierschalen ist jedoch verschwindend gering. Ein paar alte Hausrezepte zeugen noch vom Grundgedanken der restlosen Verwertung und empfehlen Eierschale als Düngemittel, Entfärber bei graustichigen Kleidungsstücken, sowie als Zusatzstoff und Nahrungsergänzung. Aber Konzepte für eine sinvolle Weiterverwertung im großen Maßstab fehlen.
Warum die Eierschale Recyceln?
ZERBRECHLICHE KERAMIKBESCHICHTUNG - 
Um eine Beschichtung Nachhaltig zu gestalten, ist es von Bedeutung wo sie eingesetzt wird und ob sie dort lange Zeit überdauern muss. Auch wenn die Beschichtung eines Materials nicht für immer haltbar sein muss, so sollten die Kristalle jedoch bei einer Berührung nicht sofort zerbrechen. Eine Überlegung war daher, wie kann man die Haltbarkeit der Kalziumacetat Kristalle beeinflussen kann? 

Eine anfängliche Versuchsreihe spielt mit der Idee einer einfachen Keramikbeschichtung. Dazu wurde Eierschale auf den weichen Ton gedrückt und nach dem Trocknen, gebrannt und glasiert. 
Hierzu entstand eine Reihe aus Kermaikfliesen, die ein Zwischenprodukt darstellen. 
Die Eierschale kann mithilfe von Angobe, einer Art Flüssigkeramik, fixiert und gefestigt werden. 
Auch Keramikglasuren tragen zur Stabilität bei, müssen jedoch Aufgrund ihrer Zusammensetzung mit Bedacht eingesetzt werden, da vor allem Farbzusätze in der Glasur meist aus Schwermetallen bestehen, die giftig sind. Durch das erhitzen im Ofen auf hohe Temperaturen werden diese Zusatzstoffe jedoch eingeschlossen und für den Menschen unschädlich. Jedoch bleibt die Frage wie es mit einer langfristigen nachhaltigen Entsorgung aussieht!
Wenn die Eierschale nicht durch Glasur oder Angobe beschichtet wird, bleibt sie als hauchfeiner Staub zurück. Diese Zustandsveränderung spielt auch später bei der Herstellung des Eierschalenverbundstoffs eine Rolle. Legt man die Kachel mit der pulverisierten Eierschale in Essig ein, entstehen ebenfalls Kristalle auf der Oberfläche. Die Kristalle erhalten bei diesem Versuch durch die Tonpartikel eine stabilere Struktur. Ein wichtiges Ergebnis auf der Suche nach einer Festigungsmöglichkeit für Eierschale und Kristalle.
ZERBRECHLICHE...
Zerbrechliches Design - Materialbeschichtung  - 
Da anfänglich noch nicht klar war was die Basis für die zerbrechlichen Kristalle bilden würde, entstand der Ansatz für einer Wandgestaltung. Die Idee basierte auf dem Begriff ZERBRECHLICH und spielte mit dem Gedanken eines vergänglichen Designs. Wandverkleidungen werden zunehmend auch als Schmuckstück verstanden, gleichzeitig ist Design sehr schnelllebig und kann auch in der Innenraumausstattung  schnell wieder unmodern wirken. Der Grundgedanke bestand daher in einem von vornherein nur für eine bestimmte Zeit haltbaren Druck auf einem recycelbaren Untergrund. Mit dem Vergehen des Visuellen ist auch ein neues Design modern und kann auf diesem Weg auf natürliche Weise erneuert werden. Eierschale ist ein rein natürliches Produkt und auch Essig stellt bei niedriger Konzentration keine Gefahr für die Umwelt dar. Auch verschwindet der Geruch des Essigs gänzlich so bald die Flüssigkeit vollständig verdunstet. Als Grundlage für den Druck wurde Papier verwendet und kann ebenfalls wiederverwertet  bzw. erneut beschichtet werden.
Zerbrechliches Design -...