Einige Probleme der Porzellanindustrie im Wechsel der Zeiten. Von Dr-Ing. Felix Singer, Selb. SINGER: Einige Probleme der Porzellanindustrie im Wechsel der Zeiten. Während die Vorläuferin der Porzellanindustrie, die Töpferei, zu den ältesten Kulturerrungenschaften des Menschengeschlechtes gehört und viele hunderttausend Jahre alt ist, verdankt die oberste Stufe keramischer Erzeugnisse, das Porzellan, seine Entstehung wahrscheinlich einer verhältnismäßig späteren Zeit. Porzellan wurde von den Chinesen durch Zufall entdeckt, seit dem 9. Jahrhundert n. Christi fabriziert und zu großer Vollkommenheit gebracht. Nach Europa kam chinesisches Porzellan zuerst durch den Venetianer Marco Polo im Jahre 1295. Die allgemeine Bewunderung und außergewöhnliche Beachtung, die das chinesische Porzellan im Laufe der nächsten Jahrhunderte in Europa fand, ist die Ursache für die zahllosen Versuche zur Nachahmung dieses Produktes, die schließlich im Jahre 1709 zu seiner Erfindung und Herstellung in Deutschland führten. Porzellan ist die Bezeichnung für jene Tonwaren, die vollkommen gesinterten, dichten Scherben mit muscheligem Bruch, weiße Farbe und Transparenz, große Sprödigkeit und Härte, sowie große chemische und mechanische Widerstandsfähigkeit besitzen. Porzellan entsteht in erster Linie aus Kaolin, Quarz und Feldspat. Der in der Natur vorkommende Rohkaolin wird geschlämmt und dadurch von seinen anhaftenden Begleitmaterialien und Unreinigkeiten befreit; er ist das plastische und formbare Material, das die Hälfte der ganzen Porzellanmasse ausmacht. Die andere Hälfte setzt man aus gleichen Teilen von reinstem, möglichst eisenfreien Quarz und Feldspat zusammen. Diese Rohstoffe werden auf geeigneten Maschinen feinst zerkleinert, naß innig vermählen, das überschüssige Wasser durch Pressen bis auf einen Gehalt von 25-30 v. H. entfernt und die so entstandene Porzellanmasse durch Drehen in ihrer plastischen Form, durch Gießen nach geeigneter Verflüssigung durch Zusatz von Wasser und etwas Soda und durch Stanzen der ziemlich getrockneten und mit etwas Petroleum und Oel angemachten Masse verarbeitet und so in die endgültig gewünschte Form gebracht. Nach dem Trocknen, Verputzen usw. werden die Formstücke bei etwa 800° C gebrannt („verglüht“). Die Porzellanmasse verliert durch die sich hierbei vollziehende Abgabe des chemisch gebundenen Wassers ihre Plastizität und erhält eine etwas größere Festigkeit. Immerhin aber bleibt die Masse noch außerordentlich brüchig und porös (etwa 30 v. H.) und überzieht sich infolge dieser Porosität beim Eintauchen des verglühten Stückes in eine wässerige Suspension des ungebrannten Glasurpulvers mit einer gleichmäßig dünnen Schicht dieses Materials. Nun wird die Glasur an der Fußstelle abgeputzt, die Stücke in Kapseln aus Schamotte eingefüllt und bei etwa 1400° C gebrannt. Die Porzellanmasse schwindet hierdurch etwa 20 v. H., verdichtet sich und wird durchscheinend, während die dünne Glasurschicht hierbei schmilzt und glasartigen Charakter annimmt. Das Bestreben, dem chinesischen Porzellan gleiche bzw. ähnliche Produkte herzustellen, führte zunächst in Holland in einer Nachahmung zum Ziel. In Delft wurden bereits im 16. Jahrhundert Töpferwaren erzeugt, deren Gestalt und Dekoration vielfach äußerlich getreue Abbilder der ostasiatischen Muster vorstellen. Die Technik ist jedoch eine grundsätzlich verschiedene. Während Porzellan weißen, dichten und transparenten Scherben besitzt, hat die Delfter Fayencemasse schmutzig gelbe Farbe, ist porös und nicht durchscheinend. Sie erhält ihre äußerliche Aehnlichkeit mit dem weißen Porzellan durch eine undurchsichtige, deckend weiße Glasur. Die Delfter Töpfereien gewannen mit ihren Waren Weltruf und beherrschten neben den asiatischen echten Porzellanen mit ihren Erzeugnissen den Markt bis zur wirklichen Erfindung des Porzellans Anfang des 18. Jahrhunderts. Die Delfter Industrie verfiel dann, und erst in der allerletzten Zeit wurde die geschilderte Fayencetechnik, die künstlerisch hohen Wert besitzt, wieder speziell gepflegt. Veiten bei Berlin gilt als Zentrum dieser Industrie. Neben, einer weiteren Nachahmung des chinesischen Porzellans in Frankreich durch entglastes Glas (sogenanntes Reaumur-Porzellan), welches aber niemals praktische Bedeutung erlangte, führten die Versuche zur Herstellung des gesuchten Produktes in Frankreich zum „Frittenporzellan“. Die Grundlage dieser Masse bildet, wie in China der plastische Kaolin, die Verdichtung dieses Rohstoffes bei der gegebenen Brenntemperatur, erfolgte jedoch nicht wie beim ostasiatischen Porzellan durch die natürlichen Gesteine, Feldspat und Quarz, sondern durch einen künstlichen Glasfuß, eine „Fritte“. Dieses Fritten- oder Weichporzellan wurde künstlerisch zu hoher Blüte gebracht, hat sich industriell jedoch nicht dauernd zu halten vermocht. Lediglich für kunstgewerbliche Zwecke hat die französische Staatsmanufaktur in Sevres die Fabrikation des Frittenporzellans vor einigen Jahrzehnten wieder aufgenommen. Wieder andere Wege ging die englische keramische Industrie. Hier erfand Wedgwood das Steingut, dessen weißer Scherben mit durchsichtiger Glasur äußerlich den dem Porzellan ähnlichsten Eindruck erzeugt. Qualitativ jedoch wird das Porzellan nicht vom Steingut erreicht, denn dieses besitzt keinen dichten Scherben, sondern ist porös und dadurch leichter brüchig. Auch ist die blei- und giftfreie Porzellanglasur erheblich härter, als die Bleiglasur des Steinguts. – Künstlerisch die höchsten Effekte sind mit dem englischen Knochenporzellan zu erzielen. Bei diesem bildet auch der plastische Kaolin die Grundlage; die Verdichtung erfolgt aber wie beim französischen Frittenporzellan nicht durch natürlich vorkommende Gesteine, sondern im vorliegenden Fall durch gebrannte Knochen. Der Arbeitsgang ist etwas anders wie beim deutschen Hartporzellan, denn das englische Produkt wird zuerst bei etwa 1300° C dicht und bis zur Sinterung gebrannt und erst in diesem Zustand mit einer leichtflüssigen und im Vergleich zur Härtporzellanglasur weichen Bleiglasur überzogen, die nun erst bei verhältnismäßig niedriger Temperatur (etwa 800° C) glatt gebrannt wird. Das qualitativ höchste Produkt, das europäische Hartporzellan, wurde im Jahre 1709 durch Böttcher in Meißen erfunden. Diese Erfindung der Porzellanherstellung aus Kaolin, Quarz und Feldspat bildet die Grundlage dieser gesamten Industrie. Von Meißen aus nahm diese Fabrikation ihren Ausgang, gelangte 1720 nach Wien, 1740 nach Höchst, 1743 nach Fürstenberg, 1750 nach Berlin, 1755 nach Frankenthal, 1756 nach Petersburg, 1758 nach Nymphenburg, 1772 nach Kopenhagen usw. Zunächst wurde das Porzellan zur Nachahmung der chinesischen Vorbilder benutzt, und es ist tatsächlich staunenswert, wie rasch alle Einzelheiten der Technik so vollkommen beherrscht wurden, wie dies für die Genauigkeit der Nachbildung erforderlich war. Das Abgehen von diesen Vorbildern und die Selbständigkeit der europäischen Hartporzellantechnik sind die erste Entwicklungsstufe dieser Industrie auf dem Wege der Vormachtstellung dieses Produktes unter allen keramischen Erzeugnissen. Den Zeitansprüchen gemäß wurde Porzellan zuerst für kostbare Tafelservice und Luxusgegenstände aller Art benutzt, sowie für figürliche Arbeiten des Kunstgewerbes. Die Ansprüche an diese Porzellane sind neben den technischen Bedingungen vor allem dekorativer- Art. Die Masse soll möglichst rein weiß sein und große Transparenz besitzen. Die Verzierungen sollen sich in allen Farben durchführen lassen und sich dabei vorteilhaft von der Färbe der Massen abheben. – Die Reinheit der Farbe und die Nuancierung der Masse gehörten jahrzehntelang zu den wichtigsten Aufgaben des Feinkeramikers. Es kam sowohl auf rein weiße Farbe an, als auch auf gewisse Nebentöne, die dem Porzellan seinen besonderen Charakter geben. Während die chinesischen Porzellane fast durchweg einen bläulichen, grünlichen bis hellgraulichen Stich besitzen und man in Europa bei den ersteh Nachahmungen bemüht war, diese Nuance originalgetreu wiederzugeben, ging man später selbständige Wege und bemühte sich, einmal das Weiß so rein als möglich zu erzielen, andererseits einen elfenbeingelben Ton hervorzubringen, auf dem die Farben vorteilhafter standen, von dem sie sich nicht gar so hart und kalt abhoben, wie vom reinen Weiß. Die Lösung dieser Massefarbfragen wurde nach zwei Methoden durchgeführt, einmal durch das Brennverfahren, zweitens durch geeignete chemische Zusätze. Trotz aller Bemühungen, möglichst reine und farbstoffreie Rohstoffe zur Massenherstellung zu benutzen, um eine gleichmäßig und rein weiße Porzellanbrennfarbe zu erzielen, enthalten doch sowohl der Kaolin als auch der Quarz und Feldspat stets geringe Mengen von Eisenoxyden. Im reduzierenden Brand wird dasselbe in die graugrüne und verhältnismäßig helle Oxydulform übergeführt, so daß das reduzierend gebrannte Porzellan im wesentlichen weiß erscheint, bzw. je nach der Größe des Eisenoxydulgehaltes die farbigen Nuancen der ostasiatischen Porzellane annimmt. Oxydierende Brennatmosphäre führt die Eisenverbindungen in die gelbe Oxydform über, die dem Porzellan einen angenehmen Elfenbeinton verleiht. Während in der Steingut- und Glasindustrie gewisse Nuancen durch den Zusatz der Komplementärfarben kompensiert werden, ist dieses Verfahren in der Porzellanindustrie nicht gebräuchlich, der Zusatz gewisser Metalloxyde verfolgt vielmehr immer den Zweck der absichtlichen Massefärbung. Die Porzellanglasur soll möglichst hohen Glanz besitzen, sehr durchsichtig sein und reliefartige Verzierungen dev Porzellanmasse scharf erkennen lassen, Vertiefungen also nicht durch Zusammenfließen in dickeren Schichten ausfüllen. Die Glasur ist physikalisch als ein Glas anzusprechen, chemisch unterscheidet sie sich jedoch nicht unbeträchtlich von den gebräuchlichen Gläsern. Gläser und Glasuren sind in gleicher Weise Alkalierdalkalisilikate, während jedoch in den Gläsern die Alkalien und das Erdalkali (Kalk) einander die Wage halten, überwiegen in den Porzellanglasuren die Erdalkalien bei weitem, die zudem nicht nur aus Kalk, sondern häufig auch aus Magnesia bestehen. In den Gläsern bleibt normaler Weise das Verhältnis von Flußmitteln zu Kieselsäure ungefähr wie 1 zu 3, während in den Porzellanglasuren häufig das Verhältnis 1 zu 10 erreicht wird und im Gegensatz zu den im wesentlichen tonerdefreien oder -armen Gläsern beträchtliche Mengen von Tonerde in die feste Lösung mit eintreten. Die verwendeten Flußmittel haben im Verlauf der Porzellantechnik nicht unbeträchtliche Veränderungen erfahren. Während ursprünglich reine Kalkglasuren Verwendung fanden, ersetzte man nachher und bis zum heutigen Tage Teile des Kalkes durch Kali und Magnesia und erzielte dadurch die bessere Entwicklung von Unterglasurfarben und eine größere Glasurtransparenz. Die gelegentliche Verwendung von Zinkoxyd an Stelle von Kalk dient demselben Zweck, erscheint aber heute angesichts der Metallknappheit unzweckmäßig. Mit der größeren Verbreitung der Unterglasurfarben trat die Notwendigkeit der größeren Durchsichtigkeit der Glasur besonders in den Vordergrund und ein Zusammenpassen mit den Farben; diese müssen gut zur Entwicklung kommen, dürfen durch die Glasur, keine ungünstige Veränderung ihrer Nuance erfahren und nicht austreten. – Wie dies bereits der Name sagt, liegen die Unterglasurfarben unter der Glasur. Sie werden auf das verglühte Porzellan durch Handmalerei, Schablone, Spritzen, Stahlstich, Buntdruck usw. aufgebracht, nun die Glasur darüber gelegt und das ganze Stück in einem Brand (bei etwa 1400° C) gebrannt. Bei dieser hohen Brenntemperatur und der reduzierenden Brennatmosphäre sind nur die wenigsten Stoffe keramisch farbgebend. Man verfügt über Blau durch Kobaltoxyd, Grün durch Chromoxyd, Schwarz durch Uranoxyd und Rosa durch Gold. Will man lebhaftere Farben erzielen, so muß man das Verfahren der Aufglasurtechnik benutzen.. Das bei 1400° C fertig weiß gebrannte Porzellan wird auf der glatten, glänzenden Glasur mit geeigneten keramischen Farben bzw. Gold bemalt (bespritzt, durch Buntdruck, Stahlstich, Stempel usw. verziert) und nun einem neuen weiteren Brand bis etwa 800° C ausgesetzt. Bei dieser niedrigeren Temperatur stehen dem Porzellanmaler alle gewünschten Nuancen zur Verfügung. Die Hauptschwierigkeit ist hierbei ein gewisses Zusammenpassen von Masse, Glasur und Farben, so daß keine inneren Spannungen entstehen, die durch die Bildung von Glasurrissen, Farbrissen, Farbabblättern oder der Zertrümmerung des Gesamtscherbens zur Auslösung kommen. Die auf der Glasur aufsitzenden Aufglasurfarben sind bis zu einem gewissen Grade durch mechanische Beanspruchung abnutzbar. Aus diesem Grunde ist die Unterglasurdekoration als die höherwertige anzusprechen. Ihrer allgemeinen Verbreitung steht lediglich der geringe Umfang der verfügbaren Farbpalette im Wege. Deshalb war es stets das Bestreben der Keramiker, diese Porzellanunterglasurfarbenpalette genügend zu erweitern. Zwei Wege führen zu diesem Ziele. Einmal die Benutzung oxydierenden Feuers, das die Farben an sich stärker und reicher zur Entwicklung bringt, als die reduzierende Flamme, zweitens die Herabsetzung der Brenntemperatur (speziell in Kombination mit oxydierendem Brand). Diese Lösung bedingte die Herstellung besonderer Massen, Glasuren usw. Der erste wissenschaftliche Keramiker Deutschlands, Seger, hat sich mit diesem Problem besonders eingehend beschäftigt, und Segerporzellan ist nach ihm die Bezeichnung für das von ihm speziell hergestellte Weichporzellan, das einer außerordentlich gesteigerteren künstlerischen und kunstgewerblichen Verwendung fähig ist, wie das normale Hart-Porzellan. Weit über 100 Jahre nach der europäischen Erfindung des Porzellans wurde dieses Material ausschließlich für Luxusgeräte aller Art, Kunstfiguren, Tafelservice und Gebrauchsgegenstände des täglichen Haushalts und ähnliche Verwendungszwecke benutzt. Erst verhältnismäßig spät setzt die Porzellanbenutzung für technische Zwecke ein, vor allem für elektrotechnischen und chemischen Gebrauch. Mit diesen neuen Verwendungsgebieten treten vollkommen neue Aufgaben an den Keramiker heran, denn das Material wird absolut anderen Ansprüchen unterworfen. Die geschmackliche Beurteilung des Porzellans tritt vollkommen zurück; es ist gleichgültig, ob eine Porzellanmasse für elektrische Isolatoren oder chemische Abdampfschalen rein weiß, elfenbeingelb oder bläulich ist, ob die Glasur reine glasige Durchsichtigkeit oder eine geringe Trübung besitzt, ob die Masse große Transparenz zeigt oder vollkommen lichtundurchlässig ist, weder Unterglasur noch Aufglasurfarben gelangen zur Verwendung. Dagegen treten folgende neue Beanspruchungen an das Material: Temperaturwechselbeständigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen chemische Reagentien, elektrische Durchschlagsfestigkeit bzw. Isolierfähigkeit, mechanische Beanspruchungen aller Art wie: Zugfestigkeit, Druckfestigkeit, Biegungs-, Torsions-, Scherfestigkeit bei konstanter, sich allmählich steigender bzw. plötzlicher stoßweiser Belastung. Infolge der großen Sprödigkeit des Materials ist gerade seine wechselnde Widerstandsfähigkeit gegen plötzliche, stoßweise Beanspruchungen von besonderem Interesse und sehr großer Bedeutung für die Technik. Als chemische und elektrische Geräte benötigt wurden, für die aus allgemeinen Gründen Porzellan als Werkstoff geeignet erschien, wurden zunächst auch für diese Spezialzwecke ohne weiteres die bisher anderen Zwecken dienenden Massen verwendet und die Anpassung derselben an die besonderen Ansprüche versucht. Für chemische Zwecke, Laboratoriumsporzellan, erfolgte diese Spezialisierung ziemlich rasch und erfolgreich. Massen mit verhältnismäßig niedrigem Ausdehnungskoeffizienten und dazu passender Glasur besitzen eine sehr erhebliche Widerstandsfähigkeit gegen plötzlichen Temperaturwechsel. Die Unangreifbarkeit der Glasur gegen chemische Reagenzien, speziell Säuren und Basen, wurde durch eine Erhöhung der Silizierungsstufe und des Tonerdegehaltes gefördert. Für Isolatoren werden zwar auch besondere Massen benutzt, die sich praktisch bewähren, das Bewußtsein jedoch, daß die Beanspruchungen auf diesem Gebiet mit der rasch vorwärts schreitenden Entwicklung der Elektrizitäts-Industrie und der angrenzenden Gebiete der Technik ständig wachsen und die Lösung der neu gestellten Anforderungen eine Qualitätssteigerung bedingt, veranlaßt die Porzellanindustrie, in dieser Richtung zu arbeiten. Die größte Schwierigkeit bieten hierbei die Prüfungsmethoden zur Qualitätsunterscheidung. Während die Eigenschaften der Metalle und der meisten Konstruktionsmaterialien der Technik genau bekannt und erforscht sind, ist dies beim Porzellan noch nicht durchgehend der Fall. Sogar die in der Technik sonst üblichen Prüfungsmethoden mechanischer Werkstoffeigenschaften, wie Zug und Druckprüfung usw., sind nicht ohne weiteres auf das spröde Porzellan übertragbar. Erst die letzte Zeit hat die Ausarbeitung materialgerechter Prüfungsmethoden gebracht. Bisher existieren in der Literatur über die mechanischen Eigenschaften des Porzellans drei Werte, nämlich für die Zugfestigkeit 1300–2000 kg/cm2), die Druckfestigkeit (4780 kg/cm2) und die Biegefestigkeit (490 kg/cm2) bei konstanter bzw. allmählich steigender Belastung. Von diesen Werten ist mindestens die erste Zahl falsch, d.h. etwa zehnmal zu hoch. Die gegenwärtigen AusarbeitungenDr.-Ing. Ernst Rosenthal: „Die mechanischen Eigenschaften keramischer Massen und exakte Prüfungsmethoden derselben“ (Berichte der technisch-wissenschaftlichen Abteilung des Verbandes keramischer Gewerke in Deutschland, Heft 5, 1919, S. 23). der Prüfungsverfahren feinkeramischer Materialien benutzen, soweit es sich um die obengenannten Bestimmungen bei konstanter Belastung handelt, die im Materialprüfungswesen hierfür allgemein bekannten Maschinen benutzt: die hydraulischen Zug- und Druckpressen zur Bestimmung von Zug- und Druckfestigkeit, während die Biegefestigkeit und Elastizität an Porzellanstäben und ihrer Durchbiegung mittels Hebelübersetzung festgestellt wird. Die Schwierigkeiten dieser Prüfungen liegen nicht in der bereits allgemein bewährten Maschinerie, sondern in der Herstellung der hierfür benötigten Porzellanprobekörper. Die außerordentliche Sprödigkeit des Materials und sein Herstellungsprozeß bedingen häufig statt der zu prüfenden einfachen Eigenschaften zusätzliche Beanspruchungen, die das Prüfungsergebnis maßgebend zu beeinflussen vermögen und sich nur durch besondere Vorsichtsmaßregeln ausschalten lassen. Unter diesen Voraussetzungen erhält man für die konstanten Belastungen von Porzellan sehr günstige Festigkeitsziffern, die zum Teile die Werte für Gußeisen erreichen. Die einzelnen Porzellansorten unterscheiden sich bei diesen Prüfungen wohl deutlich voneinander, man kann hierdurch jedoch nicht die charakteristischen und prinzipiellen Abweichungen erklären, die die verschiedenen Massen im praktischen Gebrauch unzweifelhaft erkennen lassen. Dieselben haben ihre Ursache in der wechselnden Zähigkeit der Materialien und ihrer verschiedenen Widerstandsfähigkeit gegen plötzliche Beanspruchungen, gegen momentan auftretenden Stoß oder Biegung. Ein grundsätzlicher Zusammenhang zwischen den Prüfungsziffern für konstante Belastung und den Ergebnissen der Schlagprüfungen ist noch nicht erwiesen, vielmehr kommen gelegentlich Massen vor, die bei sonst guter Druckfestigkeit sehr ungünstige Schlagdruckzifern, bei guter und normaler. Durchbiegungsfestigkeit große Schlagbiegefestigkeit besitzen und dergleichen, Da ganz allgemein die Prüfungsziffern für die Schlagbeanspruchungen vor den Festigkeitszahlen für konstante Belastungen das größere Interesse besitzen, ist das wechselnde Verhältnis der Schlagprüfungszahlen untereinander besonders beachtenswert. Es gibt Massen, die die durchschnittliche Schlagbiegefestigkeit übertreffen und gleichzeitig eine Schlagdruckfestigkeit besitzen, die tief unter dem Normalen steht. Da aber die beiden Schlagbelastungen für das Porzellan gleich wichtig sind, stellen nur die Spezialmassen eine wirkliche Qualitätssteigerung vor, deren Schlagbiege- und Schlagdruckfestigkeit gleichzeitig den normalen Durchschnitt der allgemeinen Porzellaneigenschaften charakteristisch übertreffen. Von besonderem Interesse ist hierbei, daß diese Spezialmassen scheinbar auch bei konstanter Belastung die höchsten Werte ergeben. Durch die Reihe systematischer UntersuchungenDr.-Ing. Ernst Rosenthal, Selb, und Dr.-Ing. Felix Singer, Selb: „Die mechanischen Eigenschaften des Porzellans und exakte Prüfungsmethoden zu ihrer Bestimmung“ (in der Elektrotechnischen Zeitschrift 1920). wird eine prinzipielle Qualitätssteigerung nach jeder Richtung erstrebt. Alle elektrischen Hochspannungszwecken dienenden Porzellanisolatoren werden gemäß Spezialvereinbarungen der Verbraucher und Erzeuger vor Uebernahme nach bestimmten Normen durch Wechselstrom geprüft, um hierdurch eventuell vorhandene Fehlstücke festzustellen und auszuschalten. Die Bestrebungen der letzten Zeit gehen auf Ersatz der Wechselstromprüfung durch eine neuartige Gleichstromstoßprüfung. Audi diese Ausarbeitung eines neuen Prüfungsverfahrens verfolgt den Zweck der Qualitätssteigerung. Auftretende Fehler an mehrteiligen, mittels Zement miteinander verbundenen Hochspannungsisolatoren führte zu der Erkenntnis, daß bereits der an sich so außerordentlich geringe Unterschied der Wävmeausdehnungskoeffizienten (Prozellan 0,00000379, Zement 0,00001100) bei großen Temperaturunterschieden bzw. raschem Temperaturwechsel zu einer Sprengung einzelner Isolatoren führen kann und damit zu der Problemstellung: Anpassung des Zementausdehnungskoeffizienten an die Größe des Porzellanausdehnungskoeffizienten. Verschiedene Patentanmeldungen auf diesem Gebiet lassen die Versuche zur Lösung dieser Frage erkennen. Ganz allgemein stellte der Weltkrieg Deutschland spezielle technische Probleme, so auch der Porzellanindustrie (vgl. Dr.-Ing. Felix Singer „Die Porzellan-Industrie im Kriege“, Sonderabdruck aus dem „Deutschen Kriegswirtschaftsmuseum“ in Leipzig). Bald nach Kriegsbeginn war die deutsche Porzellanindustrie vor die Aufgabe gestellt, ihre bisher in nicht unerheblichem Umfang aus dem feindlichen Ausland bezogenen Rohmaterialien durch einheimische zu ersetzen. Dies ist vollkommen geglückt. Zunächst wurde der vor dem Kriege bezogene englische Kaolin durch deutsche Rohstoffe ersetzt. In gleicher Weise gelang es, die anderen fremdländischen Hilfsfabrikate, wie keramische Farben vollkommen durch deutsche zu ersetzen, so daß irgendwelche Fabrikationsveränderungen nicht entstanden sind. Die technische Durcharbeitung der hierbei auftretenden Fragen ermöglichte gleichzeitig durch besondere Berücksichtigung der deutschen Spezialansprüche so weitgehende Verbesserungen, daß die Kriegseinführungen dauernden Wert besitzen. – Während in zahlreichen deutschen Industrien eine vollkommene Fabrikationsumstellung für Kriegszwecke erfolgen mußte, ist dieser weitgehende Wechsel in der Porzellanindustrie die Ausnahme, in der Regel erfolgte nur eine Umstellung der Porzellanfabrikate, denn einerseits stieg der Heeresbedarf an elektrischem Isoliermaterial, besonders Posttelegraphenglocken ständig, andererseits speziell durch den stets 'wachsenden Mangel an Bronzen, Marmor, Glas und Luxusgeräten aller Art die Nachfrage nach Luxusporzellanen. Daneben wurde die Fabrikation von sehr zahlreichen Artikeln aufgenommen, die früher ganz oder überwiegend aus anderem Material hergestellt wurden, wie Türklinken, Fenstergriffe, Gewichte, Mörser, Lampenfüße, Raschigs-Ringe usw. Ein spezielles Interesse hat die Fabrikation von Dewarschen Gefäßen aus Porzellan. Der außerordentliche Kriegsbedarf an Sprengstoffen, der sich dauernd steigerte und den auch die ununterbrochen vergrößerten Sprengstoffabriken nicht bewältigen konnten, führte dazu, Ersatzsprengstoffe einzuführen. Neben zahlreichen neuen bzw. wieder aufgenommenen Sprengstoffen gewann das Sprengverfahren mit flüssiger Luft und Kohlepatronen für viele Spezialzwecke, besonders in zahlreichen Bergwerken, sehr große Verbreitung. Die diesem Zweck dienenden „Tauch- und Transportgefäße“ wurden vor Kriegsausbruch vor allem aus Glas und Metall hergestellt, während Porzellangefäße früher für diesen Zweck nicht fabriziert wurden. Die Herstellung dieser doppelwandigen Gefäße aus Porzellan, die innen luftleer gepumpt werden, bedingt bereits an sich ein außerordentlich temperatur-wechselbeständiges Material (die Temperatur der flüssigen Luft beträgt bekanntlich –190° C), dessen Beanspruchung noch gesteigert wird dadurch, daß nach dem Luftleerpumpen das Evakuationsröhrchen zugeschmolzen werden muß. Diese Verarbeitung des Porzellans nach glastechnischen Methoden bedingt eine genaue Uebereinstimmung der Ausdehnungskoeffizienten von Porzellanmasse und daraus erschmolzenem Glas, sowie sämtliche Zwischenstufe Die ebenfalls versuchte Herstellung von Handgranaten aus Porzellan ist nicht geglückt. Der Kriegsmangel an Bäumwolle veranlaßte den Verband keramischer Gewerke zu einem Preisausschreiben, zur Ersparung der bisher in den üblichen Filterpressen benutzten Filtertücher. Diese interessante Aufgabe wurde auf verschiedene Weise gelöst: Entfernung des in der breiigen Prozellanmasse überschüssigen Wassers durch die beliebig eng zu gestaltenden Spalten zwischen parallelen Metallamellen (Schneider), Benutzung der Filterpressen mit Papierfiltertüchern einer besonderen Webart (Zoellner), Einschaltung von porösen keramischen Filterplatten anstelle der bisherigen Baumwollgewebe in die Filterpressen (Schwarz) und Trockenaufbereitung und Anmachung mit der Jeweils wirklich benötigten Wassermenge, im Gegensatz zu der heute gebräuchlichen Naßaufbereitung mit überschüssigem Wasser (Rosenthal). Keines dieser Verfahren hat sich bisher dauernd industriell durchzusetzen vermocht. Die ununterbrochen steigenden Baumwollpreise werden vielleicht auch hier zu Neuerungen zwingen. Die in der deutschen Industrie während des Krieges allgemein einsetzende Normalisierung hat auch für die Porzellanindustrie Bedeutung erhalten (vgl. Dr.-Ing. Felix Singer „Ueber die Normalisierung der deutschen Industrie und ihre Bedeutung für die Keramik“, Vortrag, gehalten in der Hauptversammlung des Verbandes keramischer Gewerke in Deutschland am 21. Juni 1918 in Berlin). Die elektrotechnischen Zwecken dienenden Porzellane sind in weitgehender Weise vereinheitlicht worden, und diese Arbeiten nehmen dauernden Fortgang, die analogen Bestrebungen für chemische Porzellane haben begonnen, nur auf dem Gebiete der Luxusporzellane ist jede Normalisierung ausgeschlossen, weil hier lediglich Geschmacksentscheidungen zu treffen sind. Das Grenzgebiet zwischen Luxus- und Gebrauchsgegenständen, die Fabrikation der Tafelporzellane, ermöglicht gewisse Normalisierungen, die von ganz besonderem Wert wären. Die Vereinheitlichung der beiden wichtigsten Geschirre, nämlich Teller und Tasse, erscheint zwar mit außerordentlich großen Schwierigkeiten verknüpft, aber auch besonders dankbar und lohnend, vor allem wenn es sich hierbei nicht nur um eine Normalisierung der äußeren Formen handelt, sondern auch durch Austausch aller Fabrikationsmethoden eine Vereinheitlichung im Herstellungsverfahren zustande käme, die den zurzeit verhältnismäßig großen Ausfall in der Fabrikation der genannten Waren zu verringern geeignet ist. Hierdurch würde nicht nur eine beträchtliche Verbilligung zu erzielen sein, sonderj auch eine erhebliche Produktionssteigerung. Das Gebiet der hochfeuerfesten Massen ist nur zum Teil der Porzellanindustrie zuzuzählen. Normales Porzellan schmilzt bei etwa 1500° C, Spezialporzellanmassen erreichen eine Schmelztemperatur von 1700° C. Die in der Technik in immer höherem Umfang benutzten hohen Temperaturen ließen jedoch das Bedürfnis an hochfeuerfesten keramischen Stoffen immer wachsen. Die bekannteste Masse auf diesem Gebiet, die Marquardtsche Masse mit einem Schmelzpunkt von 1850° C, ist nicht mehr als Porzellan anzusprechen, denn sie ist weder ganz dicht, noch transparent, noch weiß. In gleicher Weise zeigen die Stoffe mit noch höherem Schmelzpunkt (Tonerde = 2050° C, Siliziumkarbid = 2500° C, Magnesia = 2800° C, Zirkonoxyd = 2950° C, Bornitrid = über 3000° C) keinen porzellanartigen Charakter. Eines der zurzeit wichtigsten Probleme der Porzellanindustrie, wie des deutschen Wirtschaftslebens überhaupt ist die Frage der Brennstoffersparnis. Seit Jahrzehnten bereits wird das Brennstoffproblem der keramischen Industrie von der Seite der Ofenkonstrukteure aus bearbeitet. Größtenteils sind in der Porzellanindustrie Etagenrundöfen mit überschlagender Flamme im Gebrauch, die periodisch gefüllt, gebrannt und entleen werden. Die Feuerung mit Steinkohle ist eine direkte. Die ersten Bestrebungen der Kohlenersparnis führten zu Spezialkonstruktionen mit Rauchverbrennung; dieselben vermochten sich jedoch kein weites Anwendungsfeld zu erobern. Dagegen hat eine Halbgasfeuerung, die ein sehr rauchschwaches Brennen gestattet, große Bedeutung erlangt, besonders, da sie auch Kohlenersparnisse bis zu einem Drittel der Geamtmenge ermöglicht. – Die vom Ofen getrennte und vollkommene Vergasung des Brennstoffes und das nun folgende Porzellanbrennen mit Gas hat in verschiedener Form Anwendung gefunden, sowohl bei Einzelrundöfen als auch bei Kammerringöfen. Da es wohl sicher Brennstoffersparnis ermöglicht, zeigt seine bisher geringe Verbreitung, die große Schwierigkeit seiner Einführung. Mit noch größerer Brennstoffersparnis, aber auch noch weit beträchtlicheren Einführungsschwierigkeiten verbunden ist das System der Tunnelöfen. Hier wird eine zentrale Stelle des Ofens unter ständigem Feuer gehalten und die zu brennende Ware durch den Tunnel durchgeschoben. Das ursprüngliche Porzellanbrennmaterial war Holz, nachher hat Kohle allgemeine Verbreitung gefunden, derart, daß man das „Vorfeuer“ (bis etwa 900° C) mit Braunkohle ausführte und für das „Scharffeuer“ (bis 1400° C) Steinkohle benutzte. Die ständig wachsende Kohlennot und die unter Umständen leichtere Beschaffungsmöglichkeit für Braunkohle führte zu einer interessanten Spezialkonstruktion einer Halbgasgeneratorfeuerung an periodischen Rundöfen, die es ermöglicht, auch mit der geringwertigeren Braunkohle allein die genannte Endtemperatur zu erreichen und dabei fast vollkommen rauchfrei zu brennen und mindestens ein Drittel Brennmaterial zu ersparen. Der immer größer werdende Mangel an Kohlen ließ die Porzellanindustrie teilweise zu ihrem ursprünglichen Brennstoff, dem Holz zurückkehren. Während jedoch früher mit Holz nur sehr kleine Oefen gebrannt wurden, faßt der Ofeninhalt der heutigen Konstruktionen ein Raumvielfaches der früheren. Die hierdurch der Holzfeuerung entstehenden Schwierigkeiten konnten rasch überwunden werden. Während die geschilderten Bestrebungen der Ofenkonstrukteure in der Porzellanindustrie noch keine allgemeine Brennstoffersparnis herbeizuführen vermochten, versuchen die Chemiker die Lösung dieses so ungemein wichtigen Problems durch eine Herabsetzung der Brenntemperatur auf dem Wege des Weichporzellans. Nur gilt heute noch die allgemeine Ansicht nach Seger, das Weichporzellan sei nicht nur schwierig zu verarbeiten, sondern auch besonders spröde und verhältnismäßig porös und leicht brüchig. Aber erst die jetzt ausgearbeiteten Prüfungsmethoden der mechanischen Eigenschäften werden exakte Vergleiche überhaupt ermöglichen und feststellen lassen, ob die so erwünschte Herabsetzung der Porzellanbrenntemperatur und die dadurch bedingte wesentliche Brennstoffersparnis erzielbar ist. Hierbei kommt es nicht nur auf die zu ersparende Brennstoffmenge allein an, so wichtig diese auch bereits an sich, aus den allgemein bekannten Gründen, ist, sondern gleichzeitig auf die hierdurch mögliche bedeutende Zeitersparnis durch Verkürzung der Brenndauer, die in diesem Teile der Fabrikation geeignet ist, die wesentliche Verschlechterung der Produktionsbedingungen durch die Verkürzung der Arbeitszeit auszugleichen. Die Ersparung an Brennmaterial und Zeit würde es auch ermöglichen, mit den zugeteilten bzw. vorhandenen Kohlenmengen eine größere Anzahl von Bränden auszuführen. Hierdurch wäre auch eine volle Ausnutzung der übrigen Teile der Fabriken wie Dreherei, Gießerei, Stanzerei usw. durchführbar, die vom Frieden her auf eine ganz erheblich größere Anzahl von Bränden abgestimmt sind. Dadurch ließe sich die so notwendige Produktionssteigerung erzielen. Selbstverständlich bleibt hierbei Grundbedingung, daß die Qualität in keinem Einzelpunkt herabgesetzt werden darf, denn die Porzellanindustrie, die alle ihre Rohstoffe aus dem Inland bezieht und von jedem Rohstoffimport vollkommen unabhängig ist, stellt eine der wichtigsten Exportindustrien vor und vermag sich am Weltmarkt selbstverständlich nur mit erstklassiger Qualitätsware dauernd zu behaupten. So sind die zurzeit wichtigsten technischen Probleme der Porzellanindustrie: Normalisierung, Produktions- und Qualitätssteigerung, sowie Brennstoffersparnis.