Fortschritte in der Thonindustrie. Fortschritte in der Thonindustrie. Seit jeher tritt in jenen Industrien, deren Producte für den Haushalt der Familien bestimmt sind, das Bestreben zu Tage, die Erzeugnisse, welche ursprünglich dem praktischen Bedürfnisse entsprechend möglichst einfach hergestellt wurden, durch passende Farben oder Formengebung zu schmücken. Dieses Bestreben kann auf allen Zweigen der Keramik verfolgt werden, von der einfachsten Töpferwaare bis zum edelsten aller Thonwaaren, dem Porzellan, und tritt besonders auffällig vor Augen in unserer rastlos nach Neuem ringenden Zeit. Das Porzellan., welches seiner natürlichen Beschaffenheit wegen am meisten befähigt erscheint, durch Farben prächtig geschmückt zu werden, hat anderen Thonwaaren gegenüber den Nachtheil, daſs der hohen Brenntemperatur wegen eine reichere Auswahl an Glasur- und Unterglasurfarben nicht möglich ist und man bis vor nicht gar langer Zeit genöthigt war, den farbigen Decor durch Brennen in der Muffel zu erzielen, was wieder häufig dazu geführt hat, den edeln Charakter des Porzellans zu verdecken. Dieser fühlbare Mangel ist jedenfalls die Veranlassung, daſs man in einigen Fabriken des Continentes vom ursprünglich fabricirten, harten Porzellan abgekommen ist und gegenwärtig leichter schmelzbare Porzellanmassen herstellt. Dies läſst sich erreichen, wenn man den Quarz- und Feldspathgehalt auf Kosten des Thongehaltes vermehrt. Der Gehalt an Thonsubstanz beträgt bei den älteren Massen 40 bis 66 Proc. (bei der Masse der ältesten preuſsischen Porzellanfabrik sogar 81 Proc). Der Gehalt an Feldspath 15 bis 35 Proc. und der an Quarz schwankt zwischen 12 und 30 Proc. Die Analyse japanischer Porzellanmassen ergab einen Gehalt von 20 bis 35 Proc. Thonsubstanz, 40 bis 45 Proc. Quarz und 29 bis 35 Proc. Feldspath. Wie leicht erkennbar, sind die Porzellanmassen sehr ungleichartig zusammengesetzt; es zeigt die japanische weitaus den geringsten Gehalt an Thonsubstanz, und ist auch thatsächlich für farbige Decoration bei weitem geeigneter als die europäischen Massen. Die Einführung der neuen, leichter schmelzbaren Massen in einigen europäischen Fabriken, entschieden einer der bedeutendsten Fortschritte auf dem Gebiete der Keramik, hat nun eine Reihe neuer Studien und Untersuchungen besonders über Glasuren und Scharffeuerfarben zur Folge gehabt, die auch in jüngster Zeit noch nicht ganz abgeschlossen sind, wie die hier erwähnten Publikationen beweisen werden. Weitere wichtige Arbeiten wurden auf dem Gebiete der pyrometrischen Messungen, der Feuerfestigkeitsbestimmung von Thonen u.s.w. ausgeführt und sollen hier entsprechende Berücksichtigung finden. Das französische Weichporzellan wird seit dem Jahre 1870 auch in Sèvres nicht mehr fabricirt. Die wunderbare Weichheit und Zierlichkeit der Kunstwerke aus Weichporzellan, die kaum in einem anderen Stoffe so vollkommen zum Ausdrucke gebracht werden kann, lieſsen es wünschenswerth erscheinen, die Ursachen zu erforschen, warum die Fabrikation dieses werthvollen Materials gänzlich aufgegeben wurde. Diese Aufgabe haben sich C. Lauth und G. Dutailly gestellt, in den Bulletins de la Société chimique de Paris die Resultate ihrer Forschungen niedergelegt und zugleich Abänderungen vorgeschlagen, die der Fabrikation desselben sichere, wissenschaftliche Grundlagen geben sollen (in deutscher Uebersetzung: Thonindustrie-Zeitung, 1888, XII, S. 225, 237, 288, 300, 310, 323). Die Grund masse bestand bekanntlich aus einer Fritte, Kalk und Mergel. Die Fritte wurde durch 50stündiges Erhitzen von 60,021,7  7,2  3,6  3,6  3,7 Th.„„„„„ SandSalpeterSeesalzAlaunSodaGyps dieselbe wurde gemahlen, mit 25 Proc.Kreide gemischt, geschlämmt und dieMasse mit Pergamentleim und Schmier-seife geformt. hergestellt. Die Glasur bestand aus 38 Th. Bleiglätte, 37 Th. Sand von Fontainebleau, 11 Th. geglühtem Quarz, 15 Th. Potasche und 9 Th. Soda. Die Hauptschwierigkeit der Fabrikation, welche häufig bloſs 10 Proc. brauchbare Waare ergab, lag in der Herstellung einer gleichmäſsig zusammengesetzten Fritte. Je nach dem verschiedenen Grade der Erhitzung verflüchtigen sich mehr oder minder groſse Antheile an Alkalien, oder treten mit der Kieselsäure nicht in gehörige Verbindung, so daſs sie dem Agglomerat durch Zerreiben und Waschen entzogen wurden. Ebenso war die ungleiche Zusammensetzung der verwendeten Mergelarten Ursache vieler Unregelmäſsigkeiten im Betriebe. Die Formgebung ist schwierig, da die Masse oft nur 1 bis 2 Proc. plastischen Thon enthält; ebenso das Brennen. Zwischen dem Beginn der Verglasung und dem vollständigen Zusammenschmelzen liegt nur ein geringer Temperaturunterschied. Auch muſste man sich vor dem Schwärzen der Waare hüten und daher mit oxydirender Flamme arbeiten. Analysen von Weichporzellan durch Salvetat sind in folgender Tabelle wiedergegeben: I II III IV Kieselsäure 72,0 76,0 78,4 77,3 Thonerde   3,0   3,0   1,0   7,1 Fe2O3 – – – – CaO 15,0 15,6 12,7 10,7 Alkalien   8,1   6,0   6,5   5,0 Glühverlust   2,0 – – – MgO Spur – – – I, II und III wurden in Sèvres, IV in Saint-Armand hergestellt. Wie man sieht, ist die Zusammensetzung des Weichporzellans sehr verschieden, und bei Wiederaufnahme der Fabrikation würde es mehr auf Wiedergabe der daran geschätzten Eigenschaften, als auf Herstellung eines Körpers von bestimmter, chemischer Zusammensetzung ankommen. Für die Mischung der Grundmasse ist also hier ein gewisser Spielraum gewährt. Von diesen Betrachtungen ausgehend, haben Lauth und Dutailly bei ihren Versuchen die ursprüngliche Fritte durch das von Stas zuerst charakterisirte Glas von folgender Zusammensetzung ersetzt: SiO2 77,0 Na2O   7,7 K2O   5,0 CaO 10,3 Dieses Glas kann man in viel kleinerer Menge in die Masse einführen als die ursprüngliche Fritte, wegen seines verhältniſsmäſsig hohen Alkaligehaltes, was auch auf die Widerstandsfähigkeit der Stücke beim Brennen von vortheilhaftem Einflüsse ist. Verfasser haben durch Ersetzen eines Theiles Kalk durch die äquivalente Menge Magnesia feinkörnige und schön durchscheinende Porzellanmassen erhalten. Nach langem Herumtasten fanden die Verfasser, daſs folgender Satz die besten Resultate gibt: Sand von Fontainebleau 49,02 Stas'sches Glas 27,45 Kreide 16,66 Weiſser Thon von Dreux   6,86 entsprechend: Kieselsäure 80,31 Thonerde   2,62 Kalk 13,27 Alkalien   3,80 Trotz des geringen Thongehaltes fanden die Arbeiter, daſs die Masse sich besser formt als die alte. Der Brand erfolgt bei etwa 1300° C. Die Masse ist weiſs, schön durchscheinend, nimmt Türkisschmelz an. Die Glasur, deren sich die Verfasser bedient haben, hat folgende Zusammensetzung: Sand 36,98 Mennige 38,44 Na2CO3   8,76 Salpeter 15,82 Der Türkisschmelz wurde dargestellt aus: Sand 47,1 Mennige 23,6 Na2CO3 11,8 Salpeter 12,8 Kupferoxyd   4,7 Die ersten Erzeugnisse dieser Fabrikation wurden dem Museum zu Sèvres übergeben. Knochenporzellan. Prof. Petrik setzt nach dem Central-Anzeiger zur Herstellung von Knochenporzellan folgende Massen zusammen: Zettlitzer Kaolin 43,6 Th. Knochenasche 44,0 „ Feldspath   8,3 „ Kaolin   5,5 „ Quarz   7,4 „ und Kovászóer Erde 45,0 Th. Knochenasche 44,0 „ Feldspath   8,4 „ Quarz   5,4 „ Diese Massen geben ein genügend weiſses, durchscheinendes Porzellan, welches im Feuer gut steht. Um zu prüfen, ob Knochenporzellan auch mit geringerem Thonerdegehalt noch verwendbar ist, machte Petrik noch folgendes Gemisch: Kovászóer Erde 45,0 Th. Knochenasche 44,8 „ Feldspath   8,0 „ Quarz 11,1 „ Die Masse gab ebenfalls gutes Porzellan und läſst sich demnach der Quarzgehalt auf Kosten der Thonerde im Knochenporzellan steigern. Als passende Glasur, die Haarrisse frei auf den vorhin genannten Massen stehen soll, gibt Petrik an: Zettlitzer Kaolin 26,0 Th. Quarz 35,2 „ Minium 35,0 „ Entwässerter Borax   8,0 „ Die Masse wird gefrittet und dann gestoſsen. Dann werden 200 Th. dieser Fritte mit 55,0 Th. Feldspath 10,8 „ Quarz 35,0 „ Minium zur Glasur vermählen. H. Hanhart bespricht das neue Porzellan in Sèvres und seine Geschichte. Das neue Porzellan ist aus den Bestrebungen hervorgegangen, das chinesische, Kieselsäure und Alkali reichere Porzellan nachzuahmen, das für künstlerischen Schmuck besser geeignet ist als das europäische Hartporzellan. Namentlich Brognard, Ebelmann und Salvétat sind um die Herstellung des neuen Porzellans verdient. Verfasser macht darauf aufmerksam, daſs man für reiche Decoration geeignetes Porzellan auch auf anderem Wege herstellen kann in Anlehnung an das englische Knochenporzellan. Ein feines englisches Porzellan wurde im Versuchsatelier des Verfassers hergestellt: Plastischer Thon 15 Gewichtsth. Kaolin 25 „ Kiesel 11 „ Feldspath 40 „ Knochenasche   8 „Sprechsaal Nr. 21 S. 295. Ueber die Zusammensetzung und Eigenschaften der Porzellanglasuren haben Lauth und Dutailly in den Bulletins de la société chimique de Paris (Nr. 50 S. 221) eine ausführliche Arbeit veröffentlicht, aus der wir hier nur die wichtigsten Ergebnisse wiedergeben wollen. Der erste Theil der Abhandlung umfaſst die Versuche mit farblosen Glasuren. Kieselsäure, Thonerde und eine Reihe von Basen wurden in verschiedenen Verhältnissen gemischt und fein zerrieben auf verglühte Thonscheiben von verschiedener Zusammensetzung, die bei etwa 1350° C. gar brennen, gebracht. Die erste Reihe von Versuchen umfaſste Glasuren von der allgemeinen Formel mAl2O3, nBO, pSiO2, worin m, n, p variable Coefficienten bedeuten und BO für die Basen K2O, Na2O, CaO, SrO, BaO, MgO und ZnO gesetzt ist. Die Silicate mAl2O3, nK2O, pSiO2 und mAl2O3, nNa2O, pSiO2 machten bei ihrer Herstellung allerlei Schwierigkeiten, so daſs man gleich zu den Silicaten der Magnesia überging. Silicate von der Zusammensetzung mAl2O3, nMgO und pSiO2 konnten bei der Temperatur der Versuche nicht zum Verglasen gebracht werden. Die Aluminium-Kalksilicate mAl2O3, nCaO, pSiO2 gaben günstigere Resultate; in der folgenden Tabelle sind einige der Versuche zusammengestellt: Nr. Formel \frac{A}{B} SiO2 Al2O3 CaO 1 3Al2O3, 4CaO 3,60 72,29 15,95 11,76 2 2Al2O3, 3CaO 3,60 72,20 15,30 12,50 3   Al2O3, 2CaO 3,60 71,67 13,44 14,89 4   Al2O3, 3CaO 3,60 70,52 11,27 15,31 5   Al2O3, 2CaO 3,60   3,78 12,44 13,78 Die Formeln sind nur annähernd richtig. \frac{A}{B} bedeutet das Verhältniſs des Sauerstoffs der Kieselsäure zur Summe der Sauerstoffmengen des Kalks und der Thonerde und drückt den Grad der „Basicität“ aus. Hier ist sie gleich 3,60 der mittleren Basicität des in Sèvres als Glasur für Hartporzellan gebrauchten Pegmatits. Nr. 1 und 2 waren unvollständig geschmolzen und schlecht verglast; Nr. 3 war gut geschmolzen; Nr. 4 gab eine schöne Glasur auf dem neuen Sèvres-Porzellan. Im Allgemeinen sind rein kalkhaltige Glasuren nicht so durchscheinend, wie die, welche auch Alkalien enthalten, und sehr dem Fehler der Eierschaligkeit ausgesetzt; sie sind schöner auf kaolinreichen als auf quarzreichen Massen. Die mit Baryt geschmolzenen Glasuren zeigten im Allgemeinen eine leichtere Schmelzbarkeit als die kalkhaltigen, sind aber sehr zum Aufschäumen geneigt; auch hier wurde eine kleine Tabelle entworfen; wir begnügen uns damit, den Versuch Nr. 8 wiederzugeben: Formel \frac{A}{B} SiO2 Al2O3 BaO Al2O3, 3BaO 3,6 53,60 8,54 37,80 Es resultirt eine schöne, durchsichtige Glasur, die auf quarzreichen Pasten durchaus keine Haarrisse zeigt. Aehnliche Resultate wurden auch mit SrO erhalten; nur waren die Ueberzüge etwas schwerer schmelzbar. Zahlreiche Versuche wurden angestellt mit den Silicaten mAl2O3, nZnO, pSiO2; unter keiner Bedingung konnte aber eine bei 1350° C. schmelzende Glasur erhalten werden. Durch Zusammenstellung der Versuchsresultate findet man, daſs die Basen einer Gruppe um so leichter schmelzbare Silicate geben, ein je höheres Atomgewicht dieselben besitzen. Im Allgemeinen läſst sich auch sagen, daſs die Schmelzbarkeit um so gröſser ist, je kleiner das Verhältniſs Al2O3 : BO und je geringer der Säuregehalt. Die zweite Reihe von Versuchen umfaſst Körper von der Formel mAl2O3, nB'O, pB''O, qSiO2, worin B' und B'' zwei verschiedene Basen bedeuten, m, n und q variable Factoren. In den meisten Fällen wurde m = 1, n = 1, p = 1 und q = 9 gesetzt, wodurch das Verhältniſs \frac{A}{B}=3,6 wird. Die Silicate mAl2O3, nNa2O, pK2O, 9SiO2 konnten bei 3500° C. nur vollständig verglast werden, wenn durch Fritten hergestellt, dagegen nicht bei Anwendung von Feldspath, obgleich zahlreiche Versuche in den verschiedensten Mischungsverhältnissen durchgeführt wurden. Da die Zusammensetzung des in Sèvres als Glasur von Hartporzellan (Brenntemperatur 1530° C.) verwendeten Pegmatits innerhalb der Grenzen der von Lauth und Dutailly ausgeführten Versuche über Alkali-Aluminiumsilicate liegt, so folgt daraus, daſs feldspathartige Glasuren ohne Zusatz von Kalk nur für Massen, die über 1450° C. garbrennen, angewendet werden können. Gemenge von Alkalien und Erdalkalien gaben wegen der Schwierigkeiten bei der Herstellung von Fritten keine günstigen Resultate. Die Mischungen, die zwei Erdalkalimetalle enthalten, beziehen sich auf die allgemeine Formel Al2O3, B', B'', qSiO2 und werden in Tabellen wiedergegeben. Sie schmelzen nicht vollständig bei der Temperatur der Versuche. Nr. 16. CaO, MgO beginnt zu schmelzen, bleibt aber matt. „ 17. CaO, BaO ziemlich gut geschmolzen. „ 18. CaO, SrO gut, aber etwas unvollkommen verglast. „ 19. MgO, BaO blieb matt wie Nr. 16. „ 20. MgO, SrO nicht durchscheinend und beginnt kaum zu verglasen. „ 21. BaO, SrO ziemlich gut geschmolzen, aber nicht durchscheinend. Durch Mengen gleicher Aequivalente Zinkoxyd und Erdalkalien wurden folgende Glasuren hergestellt: Nr. 22. ZnO, CaO beginnt durchscheinend zu werden und ist leichterschmelzbar als das entsprechende MgO-CaO-Silicat. „ 23. ZnO, MgO hat bloſs gesintert, ist nicht geschmolzen. „ 24. ZnO, BaO beginnt zu schmelzen und transparent zu werden. „ 25. ZnO, SrO zeigt beginnendes Schmelzen, ist aber durchaus nichttransparent und gut glasirt. K2O Na2O MgO CaO BaO SrO ZnO K2O schmilztbei einerTempera-tur von1350° C. – – – – – – Na2O schmilztunterhalb1350° C. schmilztunterhalb1350° C. – – – – – MgO schmilztnicht voll-ständig beginntzuschmelzen nicht ge-schmolzen – – – – CaO gut ge-schmolzenund gutglasirt gut ge-schmolzen beginntzuschmelzen ziemlichgut ge-schmolzen – – – BaO fast voll-ständigge-schmolzen fast voll-ständigge-schmolzen beginntzuschmelzen ziemlichgut ge-schmolzen ziemlichgut ge-schmolzen – – SrO fast voll-ständigge-schmolzen fast voll-ständigge-schmolzen beginntzuschmelzen fast ge-schmolzen ziemlichgut ge-schmolzen ziemlichgut ge-schmolzen – ZnO beginntzuschmelzen beginntzuschmelzen beginntzuschmelzen beginntzuschmelzen beginntzuschmelzen beginntzuschmelzen nicht ge-schmolzen Die Schmelzbarkeit scheint annähernd das Mittel der Schmelzbarkeit der Glasuren, die man durch Anwendung eines einzigen Metalloxydes erhält, zu sein; mischt man aber Metalle verschiedener Gruppen, so wird die Schmelztemperatur etwas herabgedrückt. In der vorstehenden Tabelle sind die Resultate dieser Versuchsreihe übersichtlich zusammengestellt. Diejenigen Glasuren, die Alkali-Silicate enthalten, geben die am besten durchscheinenden und am besten verglasten Decken. Die allein mit Kalk u.s.w. hergestellten Glasuren sind immer etwas opak und neigen stark zur Krystallisation. Da aber die Herstellung von Fritten groſse Schwierigkeiten bereitet und die Anwendung natürlicher Alkalisilicate für sich aus oben angeführten Gründen für das neue Porzellan unthunlich ist, so wurde in der 3. Reihe von Versuchen das Verhalten der feldspathartigen Mineralien zum Kalk geprüft. Auch hier wurde constatirt, daſs durch Vermehrung von SiO2 oder Al2O3 die Glasur schwerer schmelzbar wurde. Durch Verminderung des Thonerdegehaltes und entsprechende Vermehrung der Kieselsäure wurde die Schmelzbarkeit erhöht. So blieb in der Serie Nr. Pegmatit Sand Kreide SiO2 Al2O3 KNaO CaO 26 78 14 15 69,1 13,9 8,5 8,37 27 76 16 15 69,6 13,6 8,3 8,37 28 74 18 15 70,3 13,2 8,1 8,37 29 72 20 15 70,8 12,9 7,8 8,37 Der Kalkgehalt ist constant, während der Kieselsäuregehalt stetig zunimmt. Thatsächlich schmilzt Nr. 29 zuerst gegen 1350° C. Eine ebenso leicht schmelzbare Mischung wie Nr. 29 erhält man durch Zusammenschmelzen von Pegmatit Sand Kreide SiO2 Al2O3 KNaO CaO Nr. 30 66 26 9 75,1 12,23 7,5 5,2 Man sieht, daſs der Aluminiumgehalt auf die Schmelzbarkeit von Weit gröſserem Einfluſs ist, als der Kieselsäuregehalt, indem eine Vermehrung des letzteren um 4,25 nöthig war, um die Verminderung von 0,68 Thonerde auszugleichen. Die Glasur Nr. 30 enthält nahezu dieselbe Menge SiO2, die im Pegmatit, den man als Glasur für das Hartporzellan von Sèvres verwendet hat, enthalten ist; durch Substitution von 2 Proc. CaO für 2 Proc. Al2O3 wurde der Schmelzpunkt um 150° C. herabgedrückt! So erklärt es sich auch, daſs sehr kieselsäurereiche Glasuren oft bei einer relativ niedrigen Temperatur schmelzen. Wenn man den Kalk durch Magnesia, Baryt oder Strontian ersetzt, erhält man auch gute Glasuren; die Mengen derselben sind verschieden nach der Schmelzbarkeit ihrer Silicate, und durchaus nicht den Aequivalenten proportional. Bei Anwendung von ZnO in einem basischen Satze wurden prächtige kleine Kryställchen von Zinkoxyd oder Silicat auf der Glasur bemerkt, die, kreuzförmig angeordnet, eine hübsche Decoration abgeben könnten. Der beste Satz hierfür ist der folgende: Pegmatit 55,6 SiO2 57,5 Sand 16,0 Al2O3 11,7 Kaolin   4,4 K2O   6,1 Kreide 11,0 CuO   6,7 Zinkoxyd 18,0 ZnO 18,0 Bei allen Glasuren von gleicher Schmelzbarkeit, die die gleichen Basen enthalten, existirt eine bestimmte Relation zwischen der Basicität und dem Aluminiumoxydgehalt, der annähernd durch die Formel A'.B' = Const. ausgedrückt werden kann, worin A' den Thonerdegehalt und B' das Verhältniſs \frac{A}{B} ausdrücken.