Das Ergebnis erweitert das Anwendungspotenzial der Legierung, die bereits im mechanischen Bereich geschätzt wird, nun auch auf Anlagen für die Lebensmittelproduktion, einschließlich Walzen und Kosmetikverpackungen, unter Berücksichtigung der neuesten europäischen Vorschriften in Bezug auf Sicherheit, Gesundheit und Nachhaltigkeit von Materialien.
Die Legierung 6026LF von EURAL, die ursprünglich für Fahrzeugbremssysteme entwickelt wurde und derzeit in den Bereichen Automobil, Pneumatik, elektrische und elektronische Komponenten sowie Mechanik im Allgemeinen eingesetzt wird, zeichnet sich durch ihre hervorragende Bearbeitbarkeit, hohe Korrosionsbeständigkeit und bemerkenswerte Umweltverträglichkeit aus. Die Bleifreiheit in Verbindung mit speziellen Wärmebehandlungen verleiht der Legierung ein hochgradig nachhaltiges und leistungsstarkes Profil. Aufgrund dieser Eigenschaften stellt die 6026LF von EURAL eine echte Alternative für Hochgeschwindigkeitsbearbeitungen dar, im Vergleich zu den traditionell in der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie verwendeten Legierungen wie 6061, 6082 und 6063. Insbesondere ermöglicht sie dank der Bildung kurzer Späne eine Zeitoptimierung und eine bessere Oberflächenqualität des Endprodukts, was zu einer effizienteren und gleichzeitig umweltfreundlicheren Produktion beiträgt.
Im Einklang mit den europäischen Rechtsvorschriften zur schrittweisen Reduzierung von Blei in Materialien und zum Schutz der menschlichen Gesundheit und der Umwelt zeichnet sich die Legierung 6026LF von EURAL durch einen nahezu vollständigen Verzicht auf Blei aus, dessen Anteil nur halb so hoch ist wie der zulässige Grenzwert (Pb ≤ 0,05%). Dieses Unterscheidungsmerkmal bestätigt die Konformität mit der Delegierten Verordnung (EU) 2024/197 (CLP) über die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung gefährlicher Stoffe sowie mit der REACH-Verordnung, die die Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe regelt. Die Legierung erfüllt außerdem die Anforderungen der RoHS- und ELV-Richtlinien, die die Verwendung von Blei in Elektro- und Elektronikgeräten bzw. in Altfahrzeugen einschränken.
Von der SEM-Mikroskopie bis zur Freisetzung von Wismut: Die Legierung 6026LF von Eural wird getestet
Um die Eignung für den Kontakt mit Lebensmitteln zu bewerten, wurden einige Stangen aus der Legierung 6026LF von EURAL eingehenden instrumentellen Analysen unterzogen. Die Tests umfassten die mikrostrukturelle Charakterisierung, die Bewertung der Korrosionsbeständigkeit der rohen und eloxierten Legierung sowie spezifische Tests zur Migration von Wismut (Bi), das in einer Konzentration von weniger als 1% in der Legierung enthalten ist, in verschiedenen wässrigen Simulanzlösemitteln und die entsprechende toxikologische Analyse.
Insbesondere wurden bei den Untersuchungen mittels REM (Rasterelektronenmikroskopie), EDS (Energiedispersive Spektroskopie) und GD-OES (Glimmentladungs-Optische Emissionsspektroskopie) keine Spuren von Wismut auf den äußeren Oberflächenschichten der eloxierten Stangen festgestellt. Die Korrosionsbeständigkeit wurde durch elektrochemische Tests an halben Zentimeter großen Stangenabschnitten bestätigt, die in Epoxidharz eingekapselt wurden. Diese Tests wurden unter Verwendung einer belüfteten Korrosionszelle 595 ASTM mit einer 3,5-prozentigen Natriumchloridlösung durchgeführt, die kontinuierlich mit doppelt gereinigter Luft belüftet wurde. Die Tests wurden sowohl bei Raumtemperatur als auch bei 50 °C durchgeführt, um die typischen Betriebsbedingungen von Lebensmittelmaschinen zu simulieren. Das Fehlen einer Passivierung bei den rohen Proben bestätigt die größere Anfälligkeit des unbehandelten Materials gegenüber korrosiven Einflüssen, da die freiliegende Oberfläche keine stabile Schutzschicht bildet. Im Gegensatz dazu ist bei den eloxierten Proben eine deutliche Passivierung zu beobachten, die auf die Bildung einer gleichmäßigen, schützenden Oxidschicht hinweist, die den elektrochemischen Abbau erheblich begrenzen kann. Die Verschiebung der eloxierten Kurve bei 50 °C im Vergleich zur Kurve bei Raumtemperatur zeigt, wie stark sich der Temperaturanstieg auf die Stabilität des Passivfilms auswirkt und die Korrosionsanfälligkeit auch bei eloxiertem Material erhöht. Diese Daten unterstreichen die Notwendigkeit, die Betriebsbedingungen sorgfältig zu bewerten, insbesondere bei Anwendungen, bei denen die Legierung Hitze ausgesetzt ist, um eine maximale Haltbarkeit und Sicherheit des Materials über einen langen Zeitraum zu gewährleisten.
Die gemäß der Verordnung (EU) 10/2011 (MOCA) durchgeführten Migrationstests von Wismut simulierten die kritischsten Bedingungen eines längeren Kontakts zwischen der Rohlegierung 6026LF von EURAL und Lebensmitteln. Die Proben wurden 10 Tage lang bei 60 °C verschiedenen Simulationsflüssigkeiten ausgesetzt – 3%ige Essigsäure, Wasser, 10%iges Ethanol und Öl – und zeigten nur in Essigsäure sichtbare Veränderungen und bei Kontakt mit Wasser und Ethanol eine Trübung, während in Öl keine Veränderungen auftraten. Weitere Tests mit einer Dauer von 1 Stunde bei 175 °C mit einem öligem Simulanzlösemittel und bei 200 °C in modifiziertem Polyphenylenoxid zeigten keine signifikante Freisetzung von Wismut, was die Eignung der Legierung auch für Hochtemperaturanwendungen belegt.
Wismut in 6026LF entspricht den EFSA-Standards
Schließlich wird Wismut gemäß den Leitlinien der EFSA in der toxikologischen Bewertung aufgrund seiner geringen Löslichkeit und der daraus resultierenden begrenzten systemischen Bioverfügbarkeit als eines der Schwermetalle mit dem geringsten Risikoprofil eingestuft. Die derzeit verfügbaren wissenschaftlichen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass Wismut keine mutagenen oder karzinogenen Eigenschaften aufweist und keine toxischen Auswirkungen auf die Fortpflanzung hat. Insbesondere haben Tierversuche gezeigt, dass die orale Aufnahme von metallischem Wismut sehr begrenzt ist (etwa 1%) und die beobachteten systemischen Auswirkungen selbst bei hohen Dosen minimal sind. Darüber hinaus werden die Auswirkungen auf die männliche Fruchtbarkeit für die Bewertung des Risikos einer oralen Exposition gegenüber Wismut-Verbindungen als nicht relevant angesehen. Auf der Grundlage der zuverlässigsten und konservativsten toxikologischen Daten wurde ein Wert für die tolerierbare tägliche Aufnahmemenge (TDI) von 0,08 mg/kg Körpergewicht/Tag berechnet, der den FCA-Richtlinien 2020 entspricht. Für einen Erwachsenen mit einem Gewicht von 60 kg entspricht dies einer sicheren Aufnahmemenge von 4,8 mg pro Tag. Die an lebensmittelberührenden Materialien durchgeführten Migrationstests ergaben Werte unterhalb dieses Grenzwerts, was darauf hindeutet, dass keine kritischen Probleme im Zusammenhang mit der Freisetzung von Wismut bestehen.
„Die Analysen der Legierung 6026LF von EURAL zeigen äußerst ermutigende Ergebnisse und bestätigen ihr innovatives Potenzial”, erklärt Giorgio Di Betta, Sales Director von Eural Gnutti, und fügt hinzu: „Dank ihrer außergewöhnlichen Verarbeitbarkeit, ihrer hohen Leistungsfähigkeit und ihrer unglaublichen Vielseitigkeit wird die Legierung nicht nur häufig im Maschinenbau und in der Automobilindustrie eingesetzt, sondern eröffnet aufgrund ihrer Konformität mit den neuesten europäischen Vorschriften zu Sicherheit, Gesundheit und Nachhaltigkeit von Materialien auch neue Möglichkeiten in der Lebensmittel- und Kosmetikverpackungsindustrie.“
