Möglichkeiten der Oberflächenveredelung baukeramischer Erzeugnisse
Diese Marktübersicht gibt einen kurzen Überblick über Möglichkeiten der Oberflächenveredelung von keramischen Erzeugnissen. Anschließend werden Hersteller von Engoben, Glasuren und Farbpigmentaufträgen und deren Erzeugnisse präsentiert. Aufgrund der Vielzahl von Möglichkeiten zur Oberflächenveredelung und der großen Angebotspalette an Produkten dafür erhebt die Marktübersicht keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
1 Einleitung
Der Mensch verfügt als ein visuelles Wesen über die Fähigkeit, farbig zu sehen. So ist es nicht verwunderlich, dass in allen Bereichen unseres Lebens Farben eine bedeutende Rolle spielen. Farbenvielfalt spiegelt die Tatsache wider, sich individuell auszudrücken. Farbvariationen, Effekte und unterschiedliche Strukturen haben so auch Einzug in die Welt der Keramik gefunden. Bereits seit Jahrtausenden beeinflussen Menschen die Oberflächengestaltung keramischer Erzeugnisse bewusst. Ein ursprünglich rötlich bis bräunliches Erzeugnis erlebt heute durch moderne Farbgebung und Farbeffekte eine nahezu unendliche Vielfalt und somit eine neue ästhetische Dimension.
Die Hersteller, die sich mit der Veredelung von keramischen Oberflächen befassen, liefern heute ein großes Spektrum an Möglichkeiten. In der Praxis wird zwischen Engobe, Glasur oder Farbpigmentauftrag unterschieden, wobei es auch Zwischenstufen wie z. B. Glanzengoben gibt.
2 Nomenklatur
Dachziegel oder Ziegel im Allgemeinen sind keramische Naturprodukte, die, abhängig vom Rohstoffeinsatz, in verschiedenen Brennfarben vorliegen, von hell- bis gelbbrennenden Farben über verschiedene Rottöne bis hin zu Braun.
Durch den Einsatz keramischer Überzüge oder Pigmente kann die Oberfläche grobkeramischer Erzeugnisse farblich verändert werden. Wichtig ist dabei die Anpassung des Überzuges an die tragende Schicht. Seit vielen Jahren haben sich Engoben und Glasuren für diese Anwendung bewährt.
Engobe
Bei der Engobe handelt es sich um sehr feinkörnige Tonschlämme oder Suspensionen, die zu einem Überzug und somit zu einer farbgebenden Schicht auf einen Formling oder Rohling (Fliese oder Dachziegel) mittels unterschiedlicher Aufbringungstechniken appliziert wird. Engobe und keramischer Scherben werden durch Sintern fest miteinander verbunden. Nach dem Brennen ergeben sich matte bis mattglänzende Oberflächen. Werden der Engobe glasbildende Zusätze zugesetzt, wird der Glanz deutlich gesteigert und die Grenzen zur optischen Erscheinung einer Glasur werden geringer. In diesem Fall bildet sich bei diesen Sinter- oder Glanzengoben eine Art Glasschicht.
Glasur
Eine Glasur hingegen ist ein dünner glasartiger Überzug auf einem keramischen Scherben. Dieser silikatische Überzug kann ebenfalls auf verschiedene Arten aufgebracht werden und wird durch den Brand fest mit dem Untergrund verbunden. Glasur und Scherben müssen in ihrer thermischen Ausdehnung aufeinander abgestimmt sein, um spätere Glasurfehler zu vermeiden.
Pigmente/Farbpigmente
Basis aller Farben sind häufig Pigmente, die für die Farbgestaltung zuständig sind. Hier gibt es eine Vielzahl an Oxiden und anorganischen Pigmenten. Die Kombination von Farben und Pigmenten erlaubt Flamm- und Struktureffekte und erweitert noch einmal das mögliche Farbspektrum. In Verbindung mit dem Scherben können dabei interessante Oberflächeneffekte erzielt werden, gerade auch dann, wenn die farbgebende Schicht nicht deckend aufgetragen wird.
Additive
Um eine Engobe oder auch einen Glasurschlicker zu applizieren und den Schlickern oder der Suspension die richtige Konsistenz zu geben, bedarf es weiterer Zusätze. Die Zusätze dienen z. B. der Reduktion des Wassergehaltes, der Einstellung der Viskosität oder der Haftung. Es gibt auch Additive, wie z. B. phosphatbasierende Formulierungen, die Metall-
ionen aus dem Scherben mobilisieren und besondere Effekte oder eine Farbintensivierung hervorrufen.
3 Vom Formling zum farbigen Ziegel
Die Engobe ist in Europa seit dem Mittelalter, bei islamischen Backsteinbauten schon seit dem frühen Mittelalter bekannt und darüber hinaus schon in der Blütezeit Babylons in vielen Farben und Schattierungen zu finden. Glasuren sind ebenfalls eine uralte Methode, poröse Scherben „abzudichten“. Diese Glasuren oder glänzenden Überzüge sind bereits ca. tausend Jahre vor unserer Zeitrechnung in Mesopotamien und Ägypten angewendet. Die wahrscheinlich bekannteste engobierte Keramik ist die bis zum 3. Jahrhundert eingesetzte Terra Sigillata, eine römische Keramik mit einem relativ dichten roten, glänzenden Überzug. Daneben gab es aber auch eine schwarze Variante mit dem Namen Terra Nigra.
Heute stehen der Ziegelindustrie eine Vielzahl an Möglichkeiten hinsichtlich Mineralzusammensetzung der Engobe, Erscheinungsbild, Aufbringungstechnik, Brennverfahren etc. zur Verfügung. Die Hersteller derartiger Überzüge betreiben in der Regel eigene Entwicklungslabore. Hier werden speziell nach Kundenwunsch und in Abstimmung zum keramischen Scherben individuelle Lösungen erarbeitet. So ist es nicht verwunderlich, dass ein einziger Hersteller Tausende von Rezepturen haben kann. Zur Herstellung einer farbig veredelten Baukeramik können, vereinfacht dargestellt, folgende Schritte ablaufen:
› Abbau der Rohstoffe
› Aufbereitung der Masse
› Formgebung z. B. mittels Strangpresse
› Aufbringen von z. B. Engoben oder Farbpigmenten auf den nassen Scherben
› Trocknen der Formlinge
› Aufbringen von Engoben, Glasuren, Pigmenten auf den trockenen Scherben
› Brand (Brenntemperaturen: rohstoffabhängig, diverse Brennverfahren und Brennatmosphären: oxidierend bzw. reduzierend)
› Qualitätsprüfung der Produkte
Die Engoben bzw. Glasuren werden üblicherweise als Pulver oder Granulat ausgeliefert. Auf Kundenwunsch können auch fertige Schlicker hergestellt werden. Ganz selten ist der Einsatz von pastösen Materialien. Der Schlicker, der in der Regel im Produktionswerk anwendungsfertig angemischt wird, kann heute in unterschiedlicher Weise appliziert werden. Gab es in den Ursprüngen der Keramik nur die Möglichkeit, ein Werkstück zu tauchen oder den Scherben mit dem Schlicker zu übergießen, so gibt es heute zusätzlich die Schleudertechnik, das Spritzverfahren und die Möglichkeit, eine Engobe auf den Scherben aufzuwalzen. Techniken, die in ihrer Art anlagen- und kostenoptimiert sind. Gerade das Aufbringen der Engobe mittels Spritzen oder Aufwalzen reduziert z. B. den Einsatz an Material, den Materialverlust und führt zu sehr gleichmäßigen Farbaufträgen, was wiederum den Ausschuss an gebrannter Ware reduziert. Kostenvorteile, die für den Hersteller von Ziegeln oder baukeramischen Produkten von größter Bedeutung sind. Der abschließende Brand vollendet den Produktionsprozess.
4 Produktvielfalt keramischer Überzüge
Die Hersteller von Engoben/Glasuren bieten heute eine
enorme Anzahl von oberflächenveredelnden Produkten an, mit einer Vielfalt an Farben und Effekten. Kundenwünsche und produktionstechnische Bedingungen und damit verbunden die dementsprechend passende Rezeptierung stehen im Vordergrund. Eine intensive Kundennähe und ein geeignetes Vertriebsnetz bilden die Grundlage für ein gelungenes Zusammenspiel zwischen den Herstellern von Engoben/Glasuren/Pigmenten und den Produzenten baukeramischer Produkte. »Tabelle1 gibt einen Überblick über die führenden Anbieter/Hersteller von Engoben und Glasuren und fasst die wichtigsten Informationen zusammen.
5 Aussichten
Betrachtet man die Entwicklungen innerhalb der letzen zwei Jahrzehnte, gerade im Bereich der Glasuren, wird man feststellen, dass neben rein optischen Gründen zunehmend funktionale Merkmale im Vordergrund stehen. Der Einsatz von Nanomaterialen, zur verbesserten Reinigung keramischer Oberflächen, oder eine biozide Wirkung keramischer Coatings sind heute schon bekannte und eingesetzte Methoden.
Auch im Bereich der Engoben werden sicher neue Additive, Funktionalitäten, Designs und Strukturen Einzug finden, und die Nanotechnologie wird auch bei diesen Werkstoffen zunehmend an Bedeutung gewinnen. Nanofeine Additive mit photokatalytischer Wirkung könnten auch in Engoben von Vorteil sein. Die Photokatalyse führt zu freien Sauerstoffradikalen auf der Oberfläche und somit zu einer antibakteriellen Wirkung. Aber auch nanofeine Metallionen sind denkbar, um übermäßigen Moos- oder Flechtenbefall zu verhindern oder ganz zu unterdrücken. Mit Sicherheit wird die Industrie neue Wege gehen und der großen Palette an Rezepturen neue hinzufügen.
