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Glasuren

Glasuren

 

 

Definition der Porzellanglasur

 

Glasur in der Definition bedeutet: Dünner, glasartiger, meist durchsichtiger, farbloser, aber auch farbiger, dichter Überzug auf keramischen Erzeugnissen. Der glasierte keramische Gegenstand erhält dadurch nicht nur ein glänzendes Aussehen, sondern wird auch für Flüssigkeiten und Gase undurchlässig. Glasuren sind leichtflüssige, silicatische Glasarten von wechselnder Zusammensetzung.

 

 

Glasieren und Engobieren

 

Ein keramisches Produkt weist je nach Korngröße der Ausgangsmaterialien und der beim Brand entstandenen kristallinen Phase eine bestimmte Oberflächenrauheit auf, die vor allem Verschmutzungen begünstigt. Durch das Aufbringen einer Glasur wird die Oberfläche geglättet und auch farblich verschönert. Vor allem verbessert die Glasur aber ganz entscheidend viele technisch wichtige Eigenschaften des keramischen Produkts (z. B. elektrisches Verhalten, mechanische Festigkeit, chemische Beständigkeit und Ähnliches). Die Glasur ist flussmittelreicher als der gebrannte Keramik-Körper, der Scherben. Bei hohen Brenntemperaturen wirkt sie deshalb lösend auf den Scherben.


Die Folge ist die Ausbildung einer Zwischenschicht, die beim fertigen Produkt zu einer festen Verzahnung der Glasur mit dem darunter liegenden Scherben führt. Durch das Beimischen von Farbkörpern (Metalloxide) lassen sich die verschiedensten Glasurfarben erzielen.


Für den Festigkeit steigernden Effekt muss die Glasur sehr genau an den Wärmedehnungskoeffizienten des Scherbens angepasst werden. Leichte Druckspannungen in der Glasur erhöhen die Festigkeit des Fertigprodukts, Zugspannungen erniedrigen diese und sind daher unerwünscht. Engoben werden als dünne mineralische Beschichtungen auf keramische Oberflächen durch Tauchen, Walzen, Spritzen oder Pinseln aufgetragen. Anders als Glasuren sind Engoben porös und weitgehend frei von Glasphase. Sie bestehen in der Regel aus feuerfesten Oxiden (Al2O3, SiO2, MgO, ZrO2), Gemischen daraus oder feuerfesten Mineralen wie Mullit, Spinell, Zirkonsilikat, aber auch Kaolin oder Ton.


Engoben dienen in der Brenntechnik zum Schutz keramischer Oberflächen vor mechanischen oder korrosiven Angriffen. Auf feuerfesten Brennhilfsmitteln wie Platten, Balken oder Kapseln verhindern Engoben Kontaktreaktionen mit dem aufliegenden Brenngut oder Klebeeffekte durch ablaufende Glasur von Brenngut, welches auf dem engobierten Brennhilfsmittel steht.

 

 

 
 
 

Die Porzellanglasur

Handglasur von Porzellanartikeln

Die Glasur des üblichen Hartporzellan entspricht in ihrer Zusammensetzung dem Glas - daher auch der Name "Glasur". Nach der sog. "Ditzel Formel" besteht die Porzellanglasur aus 65% Glas, 25% Mullit- und etwa 10% Quarz. Diese "glasige" Überzugsmasse ist auch der Grund, warum Porzellan durchscheinend ist und im Gegenlicht transparent erscheint. Dies ist einer der wesentlichen, für den Anwender nachvollziehbaren Unterschiede zu anderen keramischen Massen, z.B. Steinzeug oder Keramik. Erst durch den Brennvorgang wird die Scherbenmasse mit dem Glasurüberzug unzertrennlich verbunden.

 

Porzellanglasuren enthalten Oxide, hauptsächlich von Silicium, Bor, Aluminium, Kalium, Natrium, Calcium, Magnesium, Strontium, Barium, Blei, Zirkon u. a. Die Glasur ist in ihrer Zusammensetzung und Wärmeausdehnung dem keramischen Scherben angepasst. Wenn sie eine größere Ausdehnung hat als der Scherben, entstehen Haarrisse, bei niedrigerer Ausdehnung blättert sie ab. Die Glasur für gewöhnliches Hartporzellan z. B. ist ein kieselsäurereiches, tonerdehaltiges, kalkarmes, bleifreies Glas. Beim Glasieren wird nach dem Glühbrand (Porzellan) der nun sehr poröse Gegenstand in eine feine wässrige Aufschwemmung der pulverisierten Glasurbestandteile getaucht. Von dem porösen Rohscherben wird Wasser aufgesogen und eine dünne Schicht des Glasurpulvers auf der Scherbenoberfläche abgelagert. Im Gar- oder Glattbrand bei bis zu 1450 °C schmilzt der Überzug zu einer glatten glänzenden Schicht und verbindet sich durch eine Reaktionszwischenschicht innig mit der Unterlage. Töpfergeschirr wird mit einer Bleiglasur versehen. Die Rohglasur wird in ähnlicher Weise wie beim Porzellan aufgebracht. Glasiert werden außer Geschirrgegenständen auch Wandplatten, Ofenplatten, Dachziegel sowie chemisch-technisches Porzellan und Steinzeug. Durch Zusatz von Farboxiden wie Kobaltoxid (blau), Chromoxid (grün), Manganoxid und Eisenoxid (braun) entstehen farbige Glasuren; Zusatz von Zinnoxid und Zirkonoxid führt zu weißen, getrübten Glasuren.

 

 


 

 

Glasurhärte

 

Unter Härte im allgemeinen Sinn versteht man den mechanischen Widerstand, den ein Werkstoff der mechanischen Eindringung eines härteren Prüfkörpers entgegensetzt. Je nach der Art der Einwirkung unterscheidet man verschiedene Arten von Härte. So ist Härte nicht nur der Widerstand gegen härtere Körper, sondern auch gegen weichere und gleich harte Körper. Die Definition von Härte unterscheidet sich gegenüber der von Festigkeit, welche die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegenüber Verformung und Trennung darstellt. Härte ist auch ein Maß für das Verschleißverhalten von Materialien. Harte Brillengläser zerkratzen weniger, gehärtete Zahnräder nutzen sich weniger ab. Bei der Auswahl von Werkzeugschneiden wie Fräskopf oder Drehmeißel ist die Härte von besonderer Bedeutung, harte Schneiden bleiben länger scharf, brechen aber schneller. Härte und ihre Prüfung sind wichtige Schwerpunkte in den Bereichen Festkörperphysik, Materialwissenschaft und Analyse von Werkstoffen sowie bei Geowissenschaften zur Charakterisierung von Gesteinen und Mineralen. Härte gehört mit der Risszähigkeit, Festigkeit, Duktilität, Steifigkeit, Dichte und der Schmelztemperatur zu den Werkstoffeigenschaften eines Werkstoffes.


Die deutsche Härteskala nach Friedrich Mohs ordnet dem Hartporzellan die Härte 8 zu. Den größten Anteil daran erhält das Porzellan durch seinen Quarzanteil mit der Härte 7. Quarz alleine im ungebrannten Zustand ist schon in der Lage, einfaches Glas bzw. Gebrauchsglas zu schneiden. Somit kann Porzellan alle Materialen beschädigen, die die Härte 1 bis 7 haben. Zur Erinnerung: Ein Diamant hat die Härte von 10, also nur 2 Härtegrade über dem Hartporzellan! Anhand dieser Werte wird deutlich, dass Porzellan extrem härter ist, als Besteck, auch wenn es in  Edelstahl oder Chromstahl gefertigt wurde. Dies ist übrigens auch der Beweis, bzw. der Grund dafür, woher die schwarzen Streifen des "Besteckabriebes" kommen: Nicht das Porzellan wird durch das Besteck beschädigt, sondern das weichere Besteck wird auf der härteren Glasur abgerieben und hinterlässt die störenden, schwarzen Streifen und Striemen.


Im täglichen Gebrauch, besonders im gewerblichen Einsatz (bei Hotels, Krankenhäusern und Kantinen) kann Porzellan im Grunde nur durch sich selbst beschädigt, oder durch Quarzkristalle im Spülwasser angegriffen werden. Sind die Böden von Porzellantellern beispielsweise nicht sauber poliert, können sie beim hin- und herziehen auf den Glasuren der darunter stehenden Teile Kratzer und Beschädigungen verursachen. Gleiches passiert mit Edelstahl-Arbeitsflächen, die von rauen Porzellanböden "abgerieben" werden und an den Füßen graue und schwarze Fleckenbildung hinterlassen.


Im Spülwasser befinden sich ebenfalls eine Reihe von Feststoffen, die unser Wasser "hart" machen. Gewöhnlich wird dieses Problem durch sog. "Entkalkungsanlagen" aufbereitet, die dem Wasser die Feststoffe entziehen, oder zerstören sollen. Ob nun Osmoseanlagen, elektromagnetische Wasseraufbereitungen, Weichmacher oder andere auf Salz- oder chemischer Basis arbeitende Wasseraufbereitungen, den Quarzkristallen im Wasser ist wesentlich schwerer beizukommen, als z.B. Oxyden oder Tensiden. Durch ein regelmäßiges Spülen mit quarzhaltigem Wasser kann die Glasur durch die Quarzkristalle ebenfalls mechanisch beschädigt, im Extremfall sogar bis zum Scherben abgetragen werden. Dieser Vorgang wird übrigens fälschlicher Weise auch gerne als Glasur Korrosion bezeichnet.


Bitte bedenken Sie, dass die von uns beschriebene Härte nur für hartgebranntes (T=> 1.320 °C) Feldspatporzellan mit Kaolingrundstoff (Al2Si2O5(OH)4) gilt. Diese Wasser-, Sauerstoff-, Aluminium- und Silicium -haltige Verbindung hat im unberannten Zustand eine Härte von ca. 1,5 und gilt als anerkanntes Mineral. Das Kaolin verdankt übrigens, wie das Wort "Porzellan" seinen Namen dem Land der Mitte. Mit "Gaoling" bezeichnet der Chinese einen Lagerraum. Weltweit das sauberste Kaolin  stammt übrigens ebenfalls aus China aus der Provinz Jiangxi.

 

Wird die Zusammensetzung des Rohstoffes verändert, verliert Porzellan seine Härte und damit auch seine Resistenz. Die Beimischung von stabilisierenden Additiven senkt meist die max. Brenntemperatur und die Härtegrade sinken schnell bis auf 5,5 herab. Stellt man die Härte 10 für einen Diamanten der Härte 8 von Porzellan gegenüber, wird der Unterschied der Resistenz schnell erkennbar!

 

 

 

 

 

 

 
 
 

Glasurkorrosion

Korrosion (von lat.: corrodere zernagen) bezeichnet allgemein die allmähliche Zerstörung eines Stoffes durch Einwirkungen anderer Stoffe aus seiner Umgebung. Als Glas- oder Glasurkorrosion oder Glasrost wird die strukturelle Veränderung der Oberfläche von Porzellanglasuren und anderen Glasobjekten bezeichnet, die vor allem durch häufiges Spülen in der Geschirrspülmaschine auftritt. Optisch erkennbar ist sie durch einen milchiggrauen Schleier, der sich nicht mehr entfernen lässt. Auf chemischer Ebene handelt es sich um das Herauslösen von Ionen diverser Elemente wie Natrium oder Kalium. An den betroffenen Stellen verändern sich damit physikalisch die optischen Eigenschaften des Materials (Brechzahl), wodurch die Trübung auftritt. Beeinflusst wird die Anfälligkeit für Glaskorrosion unter anderem durch das Material selbst (so ist beispielsweise Bleikristallglas weniger anfällig), durch Kalkgehalt und Temperatur des Spülwassers sowie durch den während des Trocknens einwirkenden Wasserdampf. Auch die chemische Zusammensetzung des verwendeten Spülmittels hat einen wesentlichen Einfluss auf die Glasurkorrosion. Im gewerblichen Einsatz, vor allem bei großen Spülanlagen (z.B. in Krankenhäusern) wird gerne die thermische Reinigung aus Kostengründen durch die chemische Reinigung ersetzt. Dieser Einsatz von "hart" wirkenden, chemischen Spülmitteln lässt schnell jegliches Glas und Porzellan "erblinden" und die Oberflächen "verstumpfen". Ohne die Belastung von Chemikalien und Quarzkristallen behält Porzellan eine "ewige" Lebensdauer, d.h. es altert nicht und verändert auch nach vielen Jahren und Jahrzehnten weder seine Konsistenz, noch seinen Schein und Brillanz.

 

 


 

 

Die Tauchglasur

 

Das Verfahren, die rohe Scherbe mit der flüssigen Masse zu versehen, welche dem Porzellan am Ende das geschätzte glatte weiß verleiht, nennt man Glasieren. Mehr über Art und Güte von Glasuren finden Sie unter nachfolgend.


Wir zeigen Ihnen nebenstehend eine der meist verbreiteten Methoden, vor allem kleine, Kunden individuelle Auflage von Porzellan mit einer speziellen Farbglasur zu versehen.


Die Farbglasur wird dabei ähnlich wie von einem Maler anhand eines Farbfächers gemischt und angerührt. Da Porzellanfarben vor allem besondere, thermische Eigenschaften haben muss werden die Farben der Porzellanglasuren individuell zusammen gemischt. "Von der Stange" gibt es so gut wie keine Farben, bzw. wären diese einfach zu teuer.


Somit ist erklärt, warum Porzellanartikel unterschiedlichen Herstellungsdatums farblich geringfügig voneinander abweichen können.