mini|Porzellanbrunnen in der Fußgängerzone von Selb mini|Zutaten zur Herstellung von Porzellan
Porzellan (, oder ) ist ein durch Brennen hergestelltes feinkeramisches Erzeugnis mit weißen, dichten, porenfreien, in dünnen Schichten transluzenten Scherben. Es wird aus einem Gemisch von Kaolin (Porzellanerde, Porzellanton), Feldspat und Quarz hergestellt, die im Verlauf des keramischen Brandes in Glasphase und Mullit umgewandelt werden. Glasiert oder unglasiert findet es Verwendung zur Herstellung von Gebrauchsgegenständen, technischen Erzeugnissen und für künstlerische Zwecke.Brockhaus - die Enzyklopädie. Band 17: PERU - RAG. Leipzig/Mannheim 1998, ISBN 3-7653-3117-1, S. 391.
+ Spezifikation gemäß Klassifikation keramischer Massen Keramik Klasse: Sinterzeug Unterklasse: PorzellanGruppe 1: Hartporzellan Gruppe 2: Weichporzellan
Zusammensetzung Zur Beschreibung der Zusammensetzung von Porzellan im Allgemeinen gibt es mehrere Möglichkeiten. Gegenwärtig gibt es eine Vielzahl von Porzellanvarianten, so dass ein allgemeiner Überblick über deren präzise Zusammensetzung nur schwer möglich ist.
Allgemeine Porzellanbestandteile Kaolin (高岭土), eine spezielle, vorwiegend aus Kaolinit bestehende, eisenarme Tonerde, benannt nach dem chinesischen Berg Gaoling (高岭), Petuntse (), ein Feldspat- bzw. Glimmergestein, sowie Quarz
Tonsubstanzanteile Glasbildende Bestandteile Porzellan-Art Kaolin % Quarz % Feldspat % Bayrisches Geschirrporzellan 55 22,5 22,5 Meißener Hartporzellan 66–67 8–9 25–26 Ostasiatisches Porzellan 23–35 41–45 20–35
Porzellanarten In Abhängigkeit von der Höhe der Brenntemperatur und der Beimischungen von Volumenanteilen Kaolin, Feldspat, Quarz und anderen Beimischungen wie beispielsweise Knochenasche unterscheidet man die nachstehenden Porzellanarten.
Hart- und Weichporzellan Hartporzellan entsteht durch höhere Brenntemperaturen und ist gegen Temperaturschwankungen weitestgehend unempfindlich. Es besteht aus 50 % Kaolin, 25 % Quarz und 25 % Feldspat. Weichporzellan hingegen besteht aus 25 % Kaolin, 45 % Quarz und 30 % Feldspat und bedarf niedrigerer Brenntemperaturen.
Diese Werte entsprechen den durchschnittlichen Mischverhältnissen. Durch Änderung der Einzelanteile und weitere Beimischungen lassen sich die Eigenschaften des Porzellans in weiten Grenzen variieren. So beeinflussen die Quarzanteile die Festigkeit. Bei 25 % nimmt die Festigkeit ab, höhere Gehalte bewirken einen Festigkeitsanstieg, erfordern aber höhere Brenntemperaturen.
Auch haben die verschiedenen Porzellansorten je nach Herkunftsregion ihre ganz besondere Zusammensetzung. Die genauen Mischungsverhältnisse sind vertraulich, und für besondere Verwendungszwecke (Gebrauchsporzellan, Zierporzellan) gelten zum Teil deutlich abweichende Mischungsverhältnisse. Hinzu kommt, dass es sich bei den Grundstoffen um natürliche Mineralvorkommen handelt, deren Zusammensetzung von Region zu Region sehr unterschiedlich sein kann.
Spezielle Porzellane und Variationen Knochenporzellan bzw. Feines Knochenporzellan (englisch Bone China und Fine Bone China) sind in England entwickelte spezielle Porzellanvariationen, bei denen durch Zugabe von Knochenasche besonders hohe Transluzenz, strahlender Glanz und hohe Festigkeit erreicht werden.
Zu den speziellen Porzellansorten zählt auch das Dentalporzellan. Es besteht in der Regel aus 80 % Kaolin, 5 % Feldspat und weiteren Beimischungen.
Neben zahlreichen Variationen, Spezifikation und Nuancen der Herstellung des „Weißen Goldes“ stehen beispielhaft Lithophanie, Biskuitporzellan und Pâte sur Pâte, um nur einige zu nennen.
Besonderheiten Als sogenannte unechte Porzellane oder Halbporzellan gelten Frittenporzellan und Fayence.
Unterschiede zu anderen Keramiken Das herausragende Merkmal von Porzellan gegenüber anderen Keramik-Produkten ist nicht die hohe Brenntemperatur, wie häufig angenommen wird. Der wesentliche Unterschied liegt im Sinterverhalten: Der Feldspatanteil im Porzellan schmilzt während des Brennvorganges, jedoch kristallisiert er beim Abkühlen aufgrund seiner Zähigkeit nicht wieder aus und bleibt somit amorph. Porzellan enthält also, ähnlich wie Glas, eine unterkühlte Schmelze; hingegen bilden andere Keramiken wie Steinzeug oder Steingut rein kristalline Sintergefüge aus. Diese Besonderheit führt bei manchen Porzellanen, besonders bei dünnen Wandstärken, zu einer gewissen Lichtdurchlässigkeit (Transluzenz).
Porzellan hat einen dichten Scherben, muscheligen Bruch und große Härte. Es ist säure- und laugenbeständig, nur Flusssäure kann es angreifen. Es hat einen hellen Klang, isoliert gut gegen Elektrizität und ist ein schlechter Wärmeleiter. Zudem weist es keine besonders abrasiven Eigenschaften auf, weshalb dieses Material unter anderem bei der Herstellung von Mörsern bevorzugt wird.
Etymologie Die Bezeichnung „Porzellan“ geht zurück auf das italienische Wort porcella für kleines weibliches Schwein.laut DWDS Durch den Reisebericht Il Milione des Marco Polo erfuhren die Europäer wohl erstmals von chinesischem Porzellan, denn er beschreibt Gegenstände aus einem weißen edlen Material, das die Chinesen als Tafelgeschirr nutzten. Daraufhin glaubte man, es sei hergestellt aus den zerstampften Gehäusen von weißen Muscheln, die porcellana genannt wurden.Friedrich Kluge, Elmar Seebold: Etymologisches Wörterbuch der deutschen Sprache. 24. Auflage. Verlag Walter de Gruyter, Berlin 2002, S. 713. (Google Buchsuche)
Produktion Der Produktionsprozess von Gegenständen aus Porzellan lässt sich in mehrere Schritte unterteilen, die jeweils durch einen Brand unterbrochen sind. Je nach gewünschtem Ergebnis ist nicht jeder Schritt unbedingt immer notwendig, die Regel sind jedoch mindestens zwei Brände. Verschiedene Hersteller produzieren in der industriellen Serienfertigung auch im Einbrandverfahren (Monobrand), wo der Rohling mit Glasur versehen wird und, nach Trocknung, in einem Schnellbrandtunnelofen in 5 bis 8 Stunden bei 1100 °C bis 1200 °C gebrannt wird. Dieses Verfahren senkt den Energieverbrauch,Projektkennblatt der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (PDF; 3,24 MB). ist allerdings äußerst problemanfällig im Hinblick auf die Glasurqualität.
Herstellung des Rohlings Je nachdem, ob in Drehautomaten Teller oder im Gießverfahren Grünkörper beispielsweise Kannen, Dosen, Figuren hergestellt werden sollen, wird die nach einem bestimmten Mischungsverhältnis vorbereitete Porzellanmasse kompakt und schmiegsam oder flüssig als Schlicker verarbeitet. Für moderne Trockenpressen wird aus der flüssigen Porzellanmasse ein Granulat mit definierter Korngröße und Feuchte hergestellt.
Bei der Verarbeitung der flüssigen Masse wird diese in Formen gegossen, die die Außenform des Werkstückes bestimmen, aber keinen Kern haben – sie sind hohl. Dieses Verfahren wird Schlickerguss genannt. Die Formen können aus vielen Einzelteilen bestehen und dementsprechend viele Teilungsebenen haben, um komplizierte Stücke zu gestalten. Üblich sind jedoch beispielsweise für Tassen, Vasen und andere achssymmetrische hohle Teile zweiteilige Formen mit einer Teilungsebene. Die Formen bestehen aus Gips, der die Eigenschaft hat, Wasser entziehen zu können. Damit wird der eingefüllten Porzellanmasse im Randbereich das Wasser entzogen und die festen Bestandteile der Masse lagern sich an den Formwänden ab. Je länger die Masse in der Form verbleibt, umso dicker wird die verbleibende Randschicht. Ist die vorgesehene Dicke erreicht, wird die restliche flüssige Masse aus der Form ausgegossen. Nach gewisser Ruhezeit kann dann die Form geöffnet und die Teile zur endgültigen Trocknung herausgenommen werden. Danach werden sie noch vor dem ersten Brennen entgratet und ggf. sonst ausgebessert, Henkel können mit Schlicker angeklebt werden.
Seit der zweiten Hälfte der 1990er Jahre wird hauptsächlich mit isostatischen Trockenpressen Flachgeschirr aus Porzellangranulat trocken gepresst. Für Hohlgeschirr wird im so genannten Spritzgießverfahren – ähnlich wie bei der plastischen Kunststoffverformung – flüssige Porzellanmasse unter sehr hohem Druck in Kunststoffformen eingespritzt. Diese Formen sind porös und leiten das Wasser aus dem Schlicker ab. Dadurch „wächst“ an der Formwand nach einigen Minuten ein weicher, aber zur weiteren Verarbeitung ausreichend fester Rohling, der vorsichtig getrocknet werden muss.
Schrühbrand mini|hochkant|Zweistöckiger Rundofen, Porzellanfabrik Sèvres, Frankreich um 1880, teilbefüllt mini|hochkant|Moderner Brennofen
Nach der Herstellung des Rohlings erfolgt ein 18- bis 20-stündiger Schrühbrand bei 900 °C bis 1000 °C, bei dem ein poröser, relativ empfindlicher Scherben entsteht. Dieses Verfahren wird auch Glüh- oder Biskuitbrand genannt.
Typisch für diesen Brand ist ein „Schrumpfen“ der Arbeitsstücke, das eine Eigenart und Schwierigkeit der Porzellanherstellung erklärt. Unterschiedliche Temperaturen beim Brand können dabei zu unterschiedlichem oder sogar ungleichmäßigem Schrumpfen führen und damit die Maßhaltigkeit der Stücke gefährden. Während dies früher je nach Größe und Form der Gegenstände ein enormes Problem darstellte und sehr viel Wissen und Erfahrung bei der Herstellung erforderte, sorgen heute elektronisch geregelte Öfen und neue Gussverfahren für die Rohlinge für eine gewisse, aber längst nicht vollständige, Entschärfung des Problems. Insgesamt schrumpft ein Porzellanteil um 12 bis 15 Prozent gegenüber den Rohmaßen.
Glasur Die Porosität nach dem ersten Brand sorgt dafür, dass sich die dann folgende Glasur gut mit dem Stück verbinden kann. Nach dem Glasieren erfolgt der Glattbrand (Garbrand/Endbrand), bei dem die Glasur schmilzt und den Scherben mit einer dekorativen und schützenden Außenhaut überzieht.
Die Glasurflüssigkeit ist eine sehr komplexe Stoffmischung, die sehr sorgfältig auf das jeweilige Porzellan, die vorgesehene Brenntemperatur und Ofenatmosphäre sowie die später gewünschten Eigenschaften abgestimmt sein muss. Eine Glasur kann ohne weiteres zehn oder fünfzehn verschiedene Grundstoffe enthalten.
Je nach gewünschtem Dekor können in verschiedenen Zwischenschritten Farbkörper, Engoben oder färbende Metallsalze unter, in oder auf die Glasur aufgebracht werden. Man spricht dabei von Aufglasurdekor, Inglasurdekor oder Unterglasurdekor.
Glattbrand Der Glattbrand, auch Hochbrand, erfolgt, je nach Art des Porzellans, bei Temperaturen zwischen 1100 °C und 1480 °C während etwa 8 bis 16 Stunden in Kammeröfen. Industriell gefertigtes Porzellan wird heute in 80 bis 120 Minuten durch einen, je nach Kapazität, 40 bis 80 Meter langen Tunnelofen beziehungsweise Brennofen gefahren. Dabei wird meistens Glatt- und Dekorbrand miteinander verbunden. Dies gilt nicht für „schwierige“ Dekore, wo Farbmischungen sich nicht beeinflussen dürfen, sowie bei metallischen Hochglanzdekoren wie beispielsweise einem Goldrand. Ein wesentliches Merkmal beim Glattbrand des Porzellanes ist das Sintern. Hierbei erweicht (schmilzt) der hochgebrannte Porzellanscherben.
Dekor Je nach Anforderung können die Stücke nach dem Glattbrand direkt als rein weißes oder bereits mit Unterglasurdekor versehenes Porzellan gebraucht werden.
Weite Verbreitung erlangte die sogenannte Inglasur, wobei in weiteren Verarbeitungsschritten das Dekor aufgebracht wird. Dies kann entweder durch Aufbringung vorgefertigter, gedruckter Dekorfolien oder durch Handbemalung (Porzellanmalerei) erfolgen. Üblich ist auch die Verzierung mit Dekoren aus Edelmetallen wie Gold oder Platin.
Die hochwertigste Form der Dekoraufbringung erfolgt in der Regel durch Porzellanmaler, Manufakturporzellanmaler oder für besonders wertvolle Einzelstücke durch Porzellanplattenmaler.
Dekorbrand