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DURAN Group feiert 120 Jahre Laborglas aus Borosilikatglas

Ein Werkstoff wird zum Welterfolg

Tobias A. Thiele, DURAN Group

Zusammenfassung

Im Jahr 1893 bringt das Glastechnische Laboratorium Schott & Genossen Jena (die heutige SCHOTT AG) erstmals ein Laborglas aus Borosilikatglas auf den Markt. Neben den bis dahin verwendeten Kalknatron- und Bleigläsern ist Borosilikatglas ein vollkommen neuer dritter Glastyp. Seine Hauptmerkmale: hohe Hitze- und Temperaturwechselbeständigkeit, sehr gute chemische Resistenz und mechanische Festigkeit. Mit dieser Erfindung und der anschließenden Weiterentwicklung wird der Chemiker und Glastechniker Otto Schott zum Begründer der modernen Glastechnologie. Erst Laborglas aus Borosilikatglas ermöglicht eine Vielzahl von neuen Anwendungsverfahren in den Naturwissenschaften. Bis heute ist Borosilikatglas ein unverzichtbarer und weltweit eingesetzter Werkstoff im Laborbereich sowie in Industrie und Haushalt. So werden neben Standard-Laborgläsern u.a. auch Thermometer, Lampenzylinder, Ampullen, Spritzen, Babyfläschchen, chemische Apparate und Kaffeemaschinenkrüge aus dem Werkstoff hergestellt. 1938 wird die Marke DURAN® angemeldet. Heute umfasst das Laborglas-Sortiment der DURAN Group mehr als 5.000 Standardartikel. DURAN® Laborglas zeichnet sich aufgrund des vollautomatischen Produktionsprozesses durch eine außergewöhnlich konstante, technisch reproduzierbare Qualität aus. Auch 120 Jahre nach der Markteinführung ist DURAN® eine einzigartige und unverzichtbare Marke für wesentliche Industrien –  mit Potenzial für die Innovationen von morgen.

Dr. Otto Schott (1851 – 1935), Chemiker und Glastechniker, Erfinder des Borosilikatglases

Historie

Mit der Entwicklung und Markteinführung des Borosilikatglases vor 120 Jahren wird Otto Schott zum Schöpfer eines neuen dritten Glastyps. Die bis dahin verwendeten Kalknatron- und Bleigläser weisen eklatante Schwächen auf: So fehlt ihnen Widerstandskraft gegen Säuren und Laugen, ja auf Dauer sogar gegen Wasser. Außerdem halten sie weder größerer Hitze noch schnellem Temperaturwechsel stand. Die Folge: Für den Einsatz im Labor oder für Lampenzylinder sind sie ebenso ungeeignet wie für genaue Temperaturmessungen.

 

Epochale Erfindung

Genau hier setzt Otto Schott an und entwickelt seit 1887 Gläser, bei denen Kiesel-(„Silikat“) sowie erstmals Borsäure („Boro“) als Glasbildner eingesetzt werden, zur wissenschaftlichen und technologischen Reife. Zunächst werden ab 1891 Thermometergläser aus der neuen technischen Glasart Borosilikatglas hergestellt. Damit sind erstmals wissenschaftliche Messungen bis 500 Grad Celsius möglich. 1893 dann ein weiterer Meilenstein: Das Glastechnische Laboratorium Schott & Genossen Jena (die heutige SCHOTT AG) bringt das erste Laborglas aus Borosilikatglas auf den Markt. Dieses zeichnet sich durch drei Hauptmerkmale aus, die ein gutes Laborglas bis heute in sich vereinigen muss:

  • hohe Hitze- und Temperaturwechselbeständigkeit
  • sehr gute chemische Resistenz
  • mechanische Festigkeit

Drei Männer stehen hinter dem neu gegründeten Unternehmen: Der Chemiker und Glastechniker Otto Schott, der Physik-Professor Ernst Abbe sowie Carl Zeiss. Die breit angelegte Markteinführung des neuen Laborglas-Typs erfolgt im Winter 1893/94: In einem ersten Prospekt werden unter dem Titel „Jenaer Gerätheglas von hoher Widerstandskraft gegen Temperaturunterschiede und chemische Angriffe“ zunächst Stehkolben, Erlenmeyerkolben sowie Bechergläser in verschiedenen Größen angeboten und die Herstellung anderer Laborgeräte „bei Bedarf“ in Aussicht gestellt. Otto Schott ahnt, dass er mit dieser Produktpalette die Abläufe und Strukturen in Laboratorien weltweit revolutionieren würde. Analyseergebnisse sind aufgrund von standardisierten Koch-, Reagenz- und Aufbewahrungsbehältern reproduzierbar – ein wesentlicher Fortschritt des wissenschaftlichen Arbeitens. Schon 1897 veröffentlicht das Unternehmen eine katalogähnliche Preisliste mit Produktskizzen und genauen Maßangaben. Vorteil des neuen Laborglases: seine außergewöhnliche Resistenz gegen chemische Substanzen.

Markteinführung: 1893 erschien der erste Prospekt über Laborglas aus Borosilikatglas von Schott

Die Resonanz auf die in reiner Handarbeit gefertigten Produkte ist groß. Sukzessive wird die Produktpalette ausgebaut und innerhalb weniger Jahre setzt sich das neue Laborglas aus Borosilikatglas auf dem Markt durch: Im März 1901 beliefert das Glaswerk 35 Unternehmen in Deutschland, 49 im Ausland (Europa, USA, Kanada und Südafrika). Die Anwendungsgebiete für das Borosilikatglas werden ausgebaut: Wird es seit 1891 zunächst ausschließlich als Thermometerglas verwendet, setzt man es bereits zwei Jahre später auch als Laborglas und Lampenzylinder für die Glasbeleuchtung ein. Es folgen viele weitere Anwendungen, zum Beispiel für pharmazeutische Verpackungen oder als Hauswirtschaftsgläser.

Markteinführung: 1893 erschien der erste Prospekt über Laborglas aus Borosilikatglas von Schott

Zur Differenzierung der verschiedenen Produkte benötigt man eine eindeutige Bezeichnung für das Laborglas aus Borosilikatglas. Eine Marke mit entsprechender Markencharakteristik, die sich international einsetzen lässt. Ein Markenname ist schnell gefunden: Die Widerstandsfähigkeit des Werkstoffes gegenüber Chemikalien und Temperaturen führt zum Markennamen DURAN® (durus = hart, durable = widerstandsfähig). 1938 erfolgt die Markenanmeldung beim damaligen Reichspatentamt in Berlin.

Heute wird Borosilikatglas in Industrie und Haushalt auf vielfältige Art eingesetzt. So werden u.a. Ampullen, Spritzen, Babyfläschchen, chemische Apparate und Rohrleitungen, Brandschutzglas sowie Kaffeemaschinenkrüge und Wasserkochergläser aus dem Werkstoff hergestellt.

 

Otto Schott – „Begründer der neuzeitlichen Glastechnik“

Mit der Entwicklung der Borosilikatgläser eröffnet der Chemiker und Glastechniker Otto Schott der Glastechnologie neue Dimensionen und revolutioniert die moderne Chemie. Ohne diese Erfindung wären bedeutende Fortschritte in Biologie, Bakteriologie, Medizin, Pharmazie und Chemie nicht oder zumindest nicht so schnell möglich geworden. Erst Laborglas aus Borosilikatglas ermöglicht eine Vielzahl von Anwendungsverfahren, die vorher undenkbar waren. 1925 wird Otto Schott von der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft als „Begründer der neuzeitlichen Glastechnik“ geehrt.

Anmeldung der Marke DURAN® beim Reichspatentamt (1938)

Die Marke DURAN®

Seit der Jahrhundertwende werden die Borosilikatgläser des Jenaer Glaswerks für neue Anwendungsbereiche weiterentwickelt und stetig verbessert. Bis heute gehört die Herstellung von Borosilikatgläsern zu den Kernkompetenzen des internationalen Technologiekonzerns SCHOTT. Die bekannteste Marke der Borosilikatglas-Familie von SCHOTT ist DURAN®. Heute wird der Name DURAN® ausschließlich für Borosilikatglas 3.3 verwendet, d.h., der Werkstoff erfüllt die in der internationalen Norm DIN-ISO 3585 definierten Kriterien bezüglich Wasser- und Säurebeständigkeit, thermischem Ausdehnungskoeffizient, Dichte und Leitfähigkeit.

 

DURAN Group

DURAN® Glas hat sich in den letzten 120 Jahren sowohl in den Laboratorien als auch im Industrie- und Haushaltsbereich weltweit bewährt. DURAN® Röhren und Stäbe für wissenschaftliche und technische Anwendungen werden bei SCHOTT in Mitterteich gefertigt. Im Jahr 2005 wurde die DURAN Group von dem Münchner Investor ADCURAM aus dem SCHOTT Konzern herausgelöst und zählt zu den weltweit führenden Herstellern von Borosilikatglas. Das mittelständische Unternehmen ist in die zwei Geschäftsfelder Laborglas und Engineered Glass gegliedert und verfügt über die komplette Wertschöpfungskette vom Schmelzprozess bis hin zu präzisen Formgebungs- und Bearbeitungsverfahren. An den Standorten Mainz, Wertheim und Pula/Kroation wird ein umfangreiches Sortiment von mehr als 5.000 Standardartikeln sowie eine Vielzahl von kundenspezifischen Sonderanfertigungen für Industrieanwendungen z. B. im Maschinenbau, in der Chemie und der Medizintechnik produziert. Zu den Kunden zählen Entwicklungsabteilungen der chemischen Industrie, Unternehmen der Biotechnologie, Getränke- und Nahrungsmittelindustrie sowie Qualitätssicherungslabors weltweit. Neben Herstellung und Vertrieb von Laborgläsern übernimmt die DURAN Group auch die Logistik, d.h., die Produkte gelangen schnell vom vollautomatisierten Hochregallager zu ihren Bestimmungsorten weltweit.

 

Produktion

DURAN® steht für sichere Produkte, deren kontinuierliche Qualität durch einen hohen Qualitätssicherungsaufwand sowie die modernsten Herstellungs- und Prüfverfahren gewährleistet ist. Um die Sicherheit der Laboranten sowie die Reproduzierbarkeit von Analyseergebnissen zu gewährleisten, hat sich die DURAN Group verpflichtet, nach engen Laborglasstandards herzustellen. Diese Spezifikationen beschreiben neben den Eigenschaften des Werkstoffes vor allem sicherheitsrelevante Kriterien. Dies sind insbesondere Merkmale wie Steine, Blasen oder Schlieren in der Glasoberfläche, die beim Erhitzen aufgrund von Spannungen zu gefährlichem Bruch und damit eventuell zu Verletzungen führen können.

Vollautomatische Glasproduktion: Glaskölbel auf der Blasmaschine kurz vor Schließen der Form

DURAN® Laborglas wird unter Einsatz modernster Technologien vollautomatisch hergestellt – im Unterschied dazu produzieren die meisten Wettbewerber per Hand mithilfe von Glasröhren. Die Schmelzwanne der DURAN Group läuft rund um die Uhr, sodass eine einheitliche Produktqualität gewährleistet ist. Die präzise Formgebung des Glases wird mithilfe von Formen erzielt. Dies ist zum einen von entscheidender Bedeutung für die Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Stöße und Temperaturwechselbeständigkeit und ermöglicht zum anderen eine exakte Reproduzierbarkeit durch die weitreichende Kontrolle des Produktionsprozesses (Schmelzen, Formgebung, Kühlung und Qualitätskontrolle). DURAN® garantiert damit sowohl die Einhaltung der Dimensionen und Toleranzen wesentlicher Qualitätsnormen wie ASTM, ISO und DIN als auch eine verbindliche Produktionsstückzahl. Die vollautomatische Glaswarenproduktion bietet damit entscheidende Vorteile gegenüber der manuellen, die wesentlich von den Fähigkeiten des jeweiligen Glasarbeiters und der Qualität des von einem Drittanbieter gelieferten Röhrenmaterials abhängt. Darüber hinaus sind in diesem Fall Dimensionen und Toleranzen sowie ein vergleichbar hohes Produktionsvolumen nur schwierig umzusetzen.

Das Original: Die DURAN® GL 45 Laborglasflasche ist heute Standard in den Laboratorien weltweit

Qualität – Made in Germany

Die Marke DURAN® steht damit im Labor für höchste Sicherheit, Zuverlässigkeit durch Reproduzierbarkeit der Analyseergebnisse (hier werden strengere Standards erfüllt als in den verschiedenen Normen gefordert, da die zugelassenen Toleranzen während der Produktion nicht voll ausgeschöpft werden) sowie Verfügbarkeit. Weiterer Vorteil gegenüber markenlosen Laborgläsern aus Borosilikatglas: Durch das Aufbringen der Marke DURAN® auf jedem Produkt ist die Einhaltung selbst auferlegter strenger Fertigungsspezifikationen belegt und somit bei etwaigen Produkthaftungsfragen für den Anwender identifizierbar. Viele DURAN® Produkte sind bis zum Fertigungszeitpunkt rückverfolgbar (Chargenzertifikat).

 

Eigenschaften

Die Eigenschaften von DURAN® entsprechen den Vorgaben der ISO 3585. Gegenüber anderen Borosilikatgläsern 3.3 zeichnet sich DURAN® durch eine außergewöhnlich konstante, technisch reproduzierbare Qualität aus. Sehr gute chemische Resistenz, inertes Verhalten, eine hohe Gebrauchstemperatur, minimale Wärmeausdehnung sowie die hierdurch bedingte hohe Temperaturwechselbeständigkeit gehören zu den kennzeichnenden Eigenschaften. Dieses optimale physikalische und chemische Verhalten prädestiniert DURAN® für den Einsatz im Laborbereich sowie für großtechnische Anlagen im chemischen Apparatebau. Darüber hinaus gilt es als technisches Universalglas in allen weiteren Anwendungsbereichen, in denen extreme Hitzebeständigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit, mechanische Festigkeit sowie außergewöhnliche chemische Resistenz gefordert werden.

Sehr gute chemische Resistenz

DURAN® Borosilikatglas 3.3 ist gegen Wasser, neutrale und saure Lösungen, starke Säuren und deren Mischungen sowie gegen Chlor, Brom, Jod und organische Substanzen sehr beständig. Auch bei längeren Einwirkungszeiten und Temperaturen über 100 °C übertrifft es in seiner chemischen Widerstandsfähigkeit die meisten Metalle und andere Werkstoffe. Lediglich Flusssäure, konzentrierte Phosphorsäure und starke Laugen bei gleichzeitigem Auftreten von hohen Temperaturen (>100 °C) tragen die Glasoberfläche ab (Glaskorrosion). Aufgrund der guten Wasserbeständigkeit entspricht DURAN® den Vorgaben der USP, EP und JP und ist ein Neutralglas bzw. entspricht Glastyp 1. Deshalb kann DURAN® nahezu uneingeschränkt in pharmazeutischen Anwendungen und in Kontakt mit Lebensmitteln eingesetzt werden.

Inertes Verhalten

Durch das nahezu inerte Verhalten von DURAN® gibt es keine Wechselwirkungen, z. B. Ionenaustausch, zwischen Medium und Glas. Somit kann ein störender Einfluss auf Experimente ausgeschlossen werden.

Hohe Gebrauchstemperatur

Die höchstzulässige kurzzeitige Gebrauchstemperatur von DURAN® Glas beträgt +500 °C. Ab einer Temperatur von +525 °C beginnt das Glas zu erweichen und ab einer Temperatur von +860 °C geht es in den flüssigen Zustand über.

DURAN® kann bis zur maximal möglichen negativen Temperatur abgekühlt werden und eignet sich daher zur Verwendung in flüssigem Stickstoff (ca. –196 °C). Allgemein wird für DURAN® Produkte der Einsatz bis –70 °C empfohlen. Beim Auftauen ist zu beachten, dass der Temperaturunterschied nicht größer als 100 K ist. DURAN® Gläser sind außerdem für den Einsatz in der Mikrowelle geeignet.

Minimale Wärmeausdehnung und hohe Temperaturwechselbeständigkeit

DURAN® Glas zeichnet sich durch eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit (ΔT=100 K) aus. Sein Längenausdehnungskoeffizient ist so gering, dass kaum Spannungen im Material entstehen und das Glas, zum Beispiel beim Eingießen von kochendem Wasser, nicht zerspringt.

Optische Eigenschaften

Im Spektralbereich von ca. 310 bis 2 200 nm ist die Absorption von DURAN® vernachlässigbar gering. Es ist klar und farblos. Größere Schichtdicken (axiale Durchsicht bei Rohren) erscheinen leicht gelb/grünlich.

Gleichmäßige Wandstärkenverteilung

Die streng kontrollierte gleichmäßige Wandstärke ist der wichtigste Parameter für die mechanische Stabilität und Beständigkeit gegen Temperaturwechsel. Dies führt zu einer verlängerten Lebensdauer der Produkte und entsprechender Kostenersparnis sowie einer erhöhten Sicherheit für den Anwender.

Rohmaterial

DURAN® garantiert eine gleichbleibend hohe Rohstoffqualität durch Langzeitlieferanten, modernste Wiegeanlagen und vollautomatische Gemengeaufbereitung sowie tägliche Rückstellproben der Rohmaterialien.

Formgebung

DURAN® steht für jahrzehntelange Fertigungskompetenz und Erfahrung sowohl in der manuellen Formgebung als auch in vollautomatisierten Fertigungsstraßen. Aufgrund technisch ausgereifter Kühlprozesse sind spannungsfreie Artikel garantiert.

Qualität

Die DURAN Group ist ISO 9001 zertifiziert und fertigt konsequent nach DIN/ISO. Die permanente Prozesskontrolle erfolgt nach ISO 2859.

Rückverfolgbarkeit

Viele DURAN® Produkte sind bis zum Fertigungszeitpunkt rückverfolgbar (Retrace Code).

 

Ausblick

DURAN® ist ein einzigartiger Werkstoff, der aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften heute unverzichtbar für wesentliche Industrien geworden ist. Und ein Werkstoff, der über enormes Potenzial für die Innovationen von morgen verfügt. Die DURAN Group arbeitet kontinuierlich an der Entwicklung von Zusatzeigenschaften, um so die technischen Anwendungsmöglichkeiten weiter zu erhöhen. Dazu gehören intelligente Beschichtungen mit temperaturbeständigen Kunststoffen wie DURAN® Protect, das die Sicherheit von Glascontainern erhöht, in dem es einen wirksamen Auslaufschutz garantiert. Auch Innenbeschichtungen auf der Grundlage von Siliziumoxid sind von Bedeutung: Sie unterstützen die Forschung und Entwicklung dabei, die Qualität von Analyseergebnissen zu optimieren. Aktive Speicherchips (RFID) in Verbindung mit Glasartikeln werden zukünftig den Arbeitsablauf im Labor und vor allem die Dokumentation erheblich verbessern können.

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    Die DURAN Group gehört zu den weltweit führenden Herstellern von Borosilikatglas, einem 1887 von Otto Schott erfundenen und 1938 unter dem Markennamen DURAN® angemeldeten Spezialglas. Mit Standorten in Mainz, Wertheim und Pula/Kroatien und über 650 Mitarbeitern verfügt die DURAN Group über ... mehr

    DURAN Group GmbH

    Als weltweit führender Hersteller von Laborglas ist die DURAN Group der kompetenteste Partner bei der Realisierung kundenspezifischer Laborglasanwendungen. Namhafte Unternehmen auf allen Kontinenten vertrauen auf die Qualität unserer Produkte und die Kreativität unserer Mitarbeiter. Im eng ... mehr

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