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Feuerpolitur von Porzellanglasuren

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Verbesserung der Glasurqualität durch eine Feuerpolitur

Bearbeiterin: Dipl.-Ing. Kerstin Hohlfeld

Anspruch des Forschungsprojektes war es, durch eine spezielle Oberflächenbehandlung die Qualität von Porzellanglasuren (Schnellbrand / Flachware) zu verbessern.

(Aufgabenstellung: hoher Glanz und damit geringste Rauhigkeiten, Welligkeiten und Eierschaligkeit und gleichzeitig Erhöhung der Viskosität der Glasur mit dem Ziel, die Bildung von Nadelstichen stark zu vermindern).

Das dabei zur Anwendung gebrachte Verfahren der Feuerpolitur findet bisher vorrangig in der Glasindustrie seinen Einsatz.

Folgende Arbeitschritte wurden in das Projekt integriert:

• Konstruktion und Einbau eines separaten Gas-Sauerstoff-Brenners
• Durchführung von Brennversuchen mit  einer Feuerpolitur über den separaten Brenner
• Simulierung der Feuerpolitur durch kurzzeitige Ãœberhitzung am Ende der Haltezeit der Ausbrandzone bzw. in der Sturzkühlung
• Brennkurvenoptimierung
• Ermittlung relevanter Eigenschaftswerte für die mit Feuerpolitur behandelten Glasuroberflächen

Das Verfahren sollte gleichzeitig ansatzweise für Produkte der Fliesenindustrie und der Sanitärkeramik getestet werden.

In Auswertung der Projektergebnisse muss konstatiert werden, dass es im Rahmen der Projektbearbeitung nicht gelang, das Verfahren der Feuerpolitur zur Anwendungsreife für die feinkeramischen Industrie zu bringen, auch wenn eine Verbesserung der Rauhigkeitswerte im Vergleich zum Normalbrand erreicht werden konnte und Erkenntnisse in Bezug auf die erforderlichen Parameter für die Ofeneinstellung gesammelt wurden, welche ihre Verwendung bei industriellen Ofenoptimierungen finden. 

Eine Reduzierung von Nadelstichen in der Glasur durch Anwendung der Feuerpolitur war ansatzweise erkennbar; jedoch nicht signifikant.

Der – aus sicherheitstechnischen Gründen– seitliche Einbau des Gas-Sauerstoff-Brenners in den vorhandenen Schnellbrandsimulator kristallisierte sich im Verlauf der Projektbearbeitung als Problem heraus. Die bei den durchgeführten Versuchsbränden häufig aufgetretenen Deformationen waren dem o.g. Einbauprinzip mit geschuldet und führten zu einer Verfälschung der Ergebnisse. Die vorgesehene Montage des Brenners in die Ofendecke konnte nicht realisiert werden, da die Stabilität der Faserauskleidung des Ofens nicht mehr gewährleistet gewesen wäre. 

Bei Durchführung der Feuerpolitur in einem Rollenofen mit einem in die Ofendecke eingebauten Gas-Sauerstoff-Flächenbrenner sollten die o.g. Schwierigkeiten vermeidbar sein. Auf Grund der Einteilung eines Rollenofens in separate Ofenzonen sollte auch eine konstante Reduktionsphase bis zur Feuerpoliturbeaufschlagung einstellbar sein, so dass im Endeffekt die Werte für den Weißgrad des Porzellans in gewünschter Höhe erreicht werden können.

Als Fazit ist festzustellen, dass sich während der Bearbeitung des Projektes interessante Ansatzpunkte für weitere Untersuchungen in Bezug auf die Feuerpolituranwendung ergaben, an deren Überprüfung von Seiten der Industrie Interesse signalisiert wurde.

Der in diesem  Projekt geplante Versuchsumfang ist im nachhinein auf Grund fehlender Vorversuche und Erfahrungen jedoch als zu umfangreich einzuschätzen.

Danksagung

Das Projekt wurde dankenswerter Weise vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie unter dem Förderkennzeichen 1029/03 unterstützt. .

Bild 5 und 6: Rauhigkeitsprofil Brand 1 / Glasur 7 ohne Feuerpolitur  und mit Feuerpolitur

Bild 7 und 8:  Rauhigkeitsprofil 3D Brand 1 / Glasur 7 ohne und mit Feuerpolitur

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