Grundsätzlich gilt, dass Porzellan (Hartporzellan) aus rund 50 Teilen Porzellanerde (Kaolin), 25 Teilen Quarz und 25 Teile Feldspat gefertigt wird. Jedes dieser Bestandteile erfüllt wichtige Funktionen in der Herstellung und es gilt, je höherwertiger diese Rohstoffe ausgewählt und bearbeitet worden sind, desto besser ist die Qualität des Porzellans. In Punkto Verfügbarkeit und Qualität von Rohstoffen hat Deutschland einen klaren Standortvorteil in Europa; man verfügt über gute Vorkommnisse in der Oberpfalz, in Böhmen und in Thüringen. Für das Qualitätsempfinden aber noch entscheidender ist die Glasur des Porzellan - eben das was wir sehen und fühlen. Die Oberfläche der Scherbe, also die Glasur entspricht in Ihrer Zusammensetzung dem klassischen Glas. Die Komposition, die Qualität, Grad der Mischung, Körnung und Aufbereitung der Glasuren sind in der Tat nicht beliebig multiplizierbar. Das eigene Know-how der Fabriken ist entscheidend, ob ein guter, bzw. gehobener Produktionsstandard eingehalten werden kann.
Der Basisrohstoff Feldspat
Sammelbegriff für eine Mineralgruppe, die an der Zusammensetzung der Erdkruste zu etwa 60% beteiligt ist. Man unterscheidet 1. Kalifeldspat (Orthoklas), KAlSi3O8, mit Abarten wie Adular, Sanidin; weiß bis rot, monoklin, gut spaltbar in 2 (senkrecht zueinander stehende) Ebenen; Verwitterung zu Kaolin. - 2. Kalknatronfeldspat (Plagioklas), weißlich, triklin, gut spaltbar wie 1); ein Mischkristall aus Albit, NaAlSi3O8 (grün gefärbte Abart: Periklin) und Anorthit, Ca[Al2Si2O8], in wechselnden molaren Verhältnissen; mit polysynthetischer Zwillingsbildung; verwittert zu calcium-, aluminium- und namentlich natriumhaltigen Ablagerungen. - 3. Mikrolin, dem Kalifeldspat ähnlich, aber kompliziert verzwillingt ("Gitterstruktur"), Triklin, enthält neben Kalium auch Natrium. Neben den bekannten Vorkommen von Feldspat in Westeuropa gibt es qualitativ hochwertigen Feldspat in England, Ägypten, China und in der Türkei.
Kaolin
Der oder das; chinesisch, französisch: Tonerde Porzellanerde - ein vorwiegend aus dem Mineral Kaolinit, einem Aluminiumsilicat (chemische Formel: Al2O3·2SiO2·2H2O); meist in lockeren, weißen Massen auftretendes Gestein; u. a. in Sachsen, Böhmen und Cornwall; Rohstoff für die Herstellung von Porzellan. Die Bestandteile (Rohstoffe) werden über Mühlen, mechanische Schlämm- und Filteranlagen, Siebe und Mischaggregate bis zur erforderlichen Reinheit aufbereitet. Die sorgfältig miteinander vermischten Stoffe gelangen als Schlicker in Vorratsbassins; nach weiterem Feuchtigkeitsentzug mittels Filter- oder Vakuumpressen wird die Masse anschließend zu flachen "Kuchen" geformt und in Tongewölben oder Massekellern einem längeren Sumpfungs- und Gärungsprozess unterworfen ("Mauken"), der die Bildsamkeit fördert. Die Konsistenz der Rohstoffe und vor allem deren unerwünschten Inhaltsstoffe (Mineralien und Eisenerze) entscheiden über den Reinheitsgrad des fertigen Porzellan. Entgegen den Europäischen Rohstoffen enthalten die Asiatischen Massen kaum Erzanteile. Diese metallhaltigen Spurenelemente sind verantwortlich für die "bösen braunen und schwarzen Flecken" im Porzellan.
Rohstoffreichtum
Einer der Gründe warum in China das Porzellan sehr günstig hergestellt werden kann liegt an den unglaublich reichen Vorkommnissen an Kaolin und keramischen (erdenen) Stoffen. Die Provinz Guangdong in Südchina verfügt über derart reiche keramische Bodenschätze, dass man quasi nur aus dem Fabriktor treten muss und kann sich das Kaolin direkt vor der Türe selbst abbauen. Diese Bodenschätze befinden sich in staatlicher Verwaltung und stellen derzeit noch "Allgemeineigentum" dar. Rechnet man in Deutschland für eine Tonne Porzellan Grundstoffe circa 200,-- Euro (exklusive Granulat), so kann man weniger als 10% von diesen Kosten in China ansetzen. Erst seit 2007 unterliegt der Export von Bodenschatzprodukten aus der Volksrepublik einer zollähnlichen Besteuerung, um Raubbau einzudämmen. Diese Regelung wurde vor allem für den reinen Marmor und das Granit auferlegt, die seit Ende der 90er Jahre in einer unvorstellbaren Menge von rund 100 Tonnen/Tag als Bodenbeläge in die ganze Welt exportiert wurde. Seit vielen Jahren kauft man in Deutschland italienischen Carrara, der tatsächlich in Süd- und Südwestchina abgebaut wurde. Chinesisches Kaolin und weitere Arten des "Claim" (erdene Grundstoffe) werden inzwischen weltweit bei der Porzellanproduktion - auch in Deutschland - eingesetzt!
Black Claim
In den westlichen und nördlichen Provinzen Chinas, vor allem in der Region um Kanton (Guangzhou) kommt Quarz und Feldspat in hochwertiger Reinheit nicht vor. Dies ist der Grund, warum in diesen Regionen kein Porzellan gefertigt wird, sondern Stoneware. Man verwendet bei der Rohstoffaufbereitung für Stoneware (Keramik) und Vitrous vor allem "white clay" (Quarzersatz) und "black clay" (Feldspatersatz). Somit ist dieser Clay (zu deutsch: Lehm) ein minderwertiger Ersatzstoff für die geringere Qualität des "Stoneware". Diese Masse erreicht schon bei Brenntemperaturen von knapp 1.000 ° C ihre Festigkeit und wird vom Laien gerne mit Porzellan verwechselt. Wenn Sie auf das obenstehende Bild klicken werden Sie sehen, dass der Rohstoff "clay" deutlich unreiner und grober ist, als Feldspat. Dies erklärt auch den deutlichen Farbunterschied von Porzellan zu Stoneware. Lesen Sie auch dazu unseren Beitrag "Steinzeug"
Ersatzstoffe in der Porzellanherstellung
Seit Mitte der 90 Jahre experimentieren viele Herstellen mit Additiven und Ersatzstoffen. Der eine, um die Stabilität zu erhören, andere um die Rohstoffkosten zu senken, andere, um sich einfach vom Wettbewerb abzusetzen. Wir sind mit unserer Kollektion diesen Experimenten (Stand 07/2007) noch nicht gefolgt und behalten unsere klassische Materialanforderung traditionell bei, solange wir keine Langzeitergebnisse neuer Massen vorliegen haben. Dies gewährleistet unseren Kunden vor allem eine einheitliche Farbe der von uns vertriebenen Artikel und eine durchgängige Qualität mit der Eignung für den professionellen und anspruchsvollen Einsatz. Dies vor allem vor dem Hintergrund, dass nahezu alle Versuche mit neuen Massen & Materialen ausschließlich zur Preisverbesserung dienen sollen - mit dem Ergebnis, dass der Verbraucher zwar eine billigere, aber vor allem auch eine schlechtere Ware erhält - und diesem Weg folgen wir nicht! So sind wir bei einer großen nordchinesischen Fabrik im Juni 2005 fündig geworden, die den hochwertigen Feldspat mit einen billigen Ersatzgestein ersetzt; wen wundert es da, wenn das Endprodukt alles andere als weiß und anmutig ist? Aber es gibt auch sinnvolle Zusatzstoffe; diese sind z.B.
Ball Clay (Plastisches feuerfestes Tonmehl, durch organische Beimengungen dunkel gefärbt, hell brennend. Erhöht die Plastizität in Massen. Vermindert das Absetzen von Glasurschlicker. Zusatz 3-6%).
Bariumsulphat Flußmittel für matte und seidenmatte Glasuren. In Verbindung mit ZnO und SrCO3 erreicht man schöne Kristallglasuren.
Calziumborat Calziumporatfritte - Flußmittel für Glasuren. Vermindert Spannungen und Rißbildungen zwischen Glasur und Scherben. CaO. B2O3.
Strontiumcarbonat Vermindert Borschleier, Nadelstiche und erhöht den Glanz und die Härte der Glasur. SrCO3.
Wollastonit Natürliches Calziumsilikat. Erzielt glatte Glasuren ohne Nadelstiche und verhindert in Alkaliglasuren das Ablaufen. Zusatz von 20-100%. CaO. SiO2.
Spodumen Rohstoff für Glasuren und Massen. Der Zusatz in Massen erhöht die Resistenz gegen Temperaturschwankungen, Rakumassen. Li2O. Al2O3. 4 SiO2
Zinnoxid Trübungsmittel für weiße Glasuren. Erhöht die Schlag- und Widerstandsfestigkeit der Glasur. Zusätze 4-10%. SnO2.
Als Verbraucher denkt man "... Porzellan ist Porzellan und wenn's hinfällt ist es kaputt..." aber ganz so einfach ist es nicht. Verwendet man beispielweise statt Bariumsulphat Bariumcarbonat, erreicht man die gleiche Verschönerung der Glasur, leider erhält man aber gleichzeitig toxisch korridierendes Porzellan... guten Appetit! Zinnoxid ist zwar gut gegen Schlag, aber hält gegen aggressive Spülmittel im gewerblichen Langzeiteinsatz nicht stand.
Massemühlen
Mit dem Porzellan ist es ähnlich wie mit dem Bier... jeder weiß, das der beliebte Saft aus Gerste, Hopfen, Malz und Wasser gemacht wird und doch schmeckt jede Biersorte anders. Ebenso ist es beim Porzellan! Das Geheimnis liegt in der Rezeptur und in der Aufbereitung der Stoffe. Die erdenen Stoffe haben leider auch unerwünschte Substanzen inne, in die komplizierten Verfahren von der Produktionsmasse getrennt werden müssen. Eisenoxyd beispielsweise kann man nur auf elektromagnetischem Wege aus der Masse herausziehen. Dazu muss die Masse zunächst pulverisiert werden, die dann über Magnetsiebe oder Magnetbänder laufen, die dem Pulver das Oxyd entziehen. Dieses Schaubild zeigt die Aufbereitung der Rohstoffe (Porzellanmassen) in großen Trommelmühlen. Hier werden die verschiedenen Bestandteile zur Produktionsmasse zusammen gemischt. Nahezu jede Fabrik hat bei der Rohstoffaufbereitung andere Methoden und Abläufe und hütet diese Geheimnisse streng. Unser folgender Videoclip zeigt Ihnen eine Trommelmühlenanlage im Einsatz:
Hier dazu ein Lehrvideo:
Produktionsmassen
Nun sind die verschiedenen Rohstoffe gereinigt, gespült und gesiebt und liegen in der gewünschten Reinheit vor. Einige "streng geheime" Additive können nun beigemischt werden, die am Ende die Eigenschaften des fertigen Produktes stark unterscheiden werden. Der Zusatzstoff Alumina (nicht zu verwechseln mit Aluminium) macht das Porzellan erheblich bruchresistenter, leider aber auch erheblich schwerer. Aber auch Talk, Silicium, Soda und viele andere Stoffe übernehmen bei der Porzellanherstellung wichtige Funktionen. In einem Detail sind sich jedoch alle einig: Am Ende werden die verschiedenen Stoffe wiederum verflüssigt und gemischt um dann für die verschiedenen Produktionsarten vorbereitet zu werden. Für die "Dreherei" und die "Rollerstraßen" benötigt man eine festere "Knetmasse" als bei der Gießerei und die Druckgießerei, die fast flüssige Produktionsmassen abfordern.
Das Porzellan Granulat
Mit fortschreitender Technisierung haben sich seit Ende der 80er Jahre auch die Produktionsarten von Porzellan weiter entwickelt. Zur Herstellung von Flachteilen (meist Teller) bedient man sich heute mehr und mehr "Isostatischer Pressen", die ein trockenes, pulverisiertes Granulat unter einem unvorstellbaren Druck zu einem Porzellanartikel zusammenpresst. Solche Maschinen sind zum einen sehr teuer und zum anderen kostet der Rohstoff meist mehr als Doppelte; dafür haben aber die Hersteller weniger Ausschuss bei der Produktion. Stand 2007 gibt es jedoch nur wenige Anbieter dieses Fertigungsstoffes; der beherrschende Marktführer für das Granulat der Porzellanherstellung heißt Imerys. Diese weltweit operierende Firmengruppe hat seit Anfang dieses Jahrhunderts nahezu eine Weltmonopolstellung. Hier einige Kennzahlen aus dem Unternehmensverbund. Das Unternehmen das mit seinen fast 300 Industrie- und Handelsniederlassungen in 38 Ländern präsent ist, sichert die Produktion und Veredelung von Mineralien. Hinter dieser Aussage verbirgt sich eine komplexere Realität, die unser alltägliches Leben direkt beeinflusst. Imerys ist weltweit führend in der Herstellung von Kreide, die für die Papierherstellung unabdingbar ist. Das Unternehmen ist außerdem in Frankreich die Nummer eins für Dachziegel und Ziegelsteine, bei deren Herstellung zahlreiche Mineralien erforderlich sind. Schließlich steht das Unternehmen international an der Spitze in der Keramikherstellung für Geschirr, Fliesen und Lithiumbatterien (Grafit. Das Unternehmen ist darüber hinaus auf einigen anderen Industriemärkten (Schleifmittel, feuerfeste Stoffe, d.h. hitzebeständige Mineralien) tätig. Wir verwenden jeden Tag eine Schale, einen Teller oder ein Blatt Papier. Das sind alles Produkte, deren Herstellung wir Imerys verdanken. Eine Tonne Imerys Porzellangranulat kostet in Deutschland rund € 400,--, in der Türkei € 250,-- und in Ägypten bis zu € 500,--. Das erklärt, warum Teller der verschiedenen Länder bei fast gleicher Qualität so große Preisunterschiede haben. Auch hier gilt die Regel: Wer mehr braucht, zahlt weniger!