Neue Wege für die Trübung keramischer Glasuren

geplante Laufzeit: 01.06.2012 bis 31.05.2014

Kontakt: Gero Stolle

Die Veredelung von keramischen Oberflächen durch Glasieren ist seit vielen Jahren Stand der Technik, bei der ein oxidischer, glasiger Überzug auf den keramischen Scherben aufgebracht wird und durch die Sinterung der Keramik eine glänzende, matte oder farbige Oberfläche entsteht. Für Sanitärkeramik und Wandfliesen werden hauptsächlich weiß getrübte Oberflächen realisiert, um den Scherben mit unzureichendem Weißgrad abzudecken. Während bei der Sanitärkeramik eine weiße Glasur zu Einsatz kommt, werden für Wandfliesen vielfach weiß getrübte Engoben verwendet, auf die transparente oder gefärbte Glasuren aufgetragen werden. Als Trübungsmittel kommt in beiden Fällen Zirkonsilikat zum Einsatz.

Im Jahr 2007 bestand bei der weltweiten Förderung des Zirkonsilikates ein Defizit von 100.000 t/a. Dieses Defizit hat sich in den letzten Jahren weiter stark vergrößert. Neben der Keramikindustrie gibt es steigenden Bedarf an Zirkonsilikat auch in anderen Branchen, wie Feuerfestindustrie, Kernenergie und Beschichtungsindustrie. Zusätzlich wächst die Keramikproduktion unter Verwendung von Zirkonsilikat in Ländern, wie Afrika, China und Indien aufgrund der Erhöhung der Qualität der Lebensverhältnisse.

Daher ist es Ziel dieses Projektes alternative Trübungsmittel für das bisher fast ausschließlich verwendete Zirkonsilikat zu finden und damit eine Unabhängigkeit der Sanitär- und Fliesenindustrie von dieser Trübungssubstanz zu schaffen. Um das Zirkonsilikat zu ersetzen, werden neue Rohstoffe bzw. Rohstoffkombinationen in verschiedenen Stadien (Labormaßstab, Technikumsmaßstab, industrieller Maßstab) untersucht und erprobt. Auf der Grundlage der Untersuchungsergebnisse kann abschließend eingeschätzt werden, ob und unter welchen Umständen eine Substitution von Zirkonsilikat möglich ist.

Zu Beginn des Projektes werden die alternativen Rohstoffe bzw. Rohstoffkombinationen im Labormaßstab erprobt. Dafür werden Versuchschargen von Glasuren / Engoben hergestellt, aufgetragen und gesintert. Eine Bewertung der Proben erfolgt hinsichtlich der keramischen Eigenschaften (Dichte, Wärmeausdehnungskoeffizient, Fließlänge, Weißgrad etc.). Zusätzlich zu den Eigenschaften wird eine Anpassung von Einsatzmenge, Verarbeitbarkeit und Brennregime erfolgen. Von Vorzugsvarianten mit guten Resultaten erfolgt die Herstellung auf kleintechnischen Anlagen im Technikum des Keramik-Instituts, sowie eine Bewertung der keramischen Eigenschaften. Der aussichtsreichste Versatz für Glasur / Engobe wird am Ende des Projektes in einem Großversuch in je einem Unternehmen der Sanitär- und Fliesenindustrie erprobt.

Das Projekt wird mit Mittel des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 033R111 gefördert.