Herstellung von Emaille

Emaille ist eine anorganische, glasartige Masse, die bei Temperaturen über 550 °C meist auf Metall aufgeschmolzen wurde und mit diesem eine feste, fast unlösbare Verbindung eingegangen ist. Als Trägermaterial für das Emaillieren von Schmuck werden Kupfer, Silber, Gold und Glas verwendet, für das Emaillieren von Haushaltsartikeln, wie Küchenherde oder Töpfe, Badewannen usw. wird kohlenstoffarmer Stahl verwendet. Das Wort Emaille ist entstanden aus dem althochdeutschen smelzan = Schmelze (englisch: smelt); im Französischen wurde daraus émail. Im Deutschen sind heute die Wörter "das Email" oder "die Emaille" gebräuchlich. Eine Emaillierung ist der Verbundwerkstoff, der aus einem Email (Emaille) und dem Träger(material) besteht.

Herstellung von Emails und Emaillierungen

Die Emaille-Rohmasse wird im Wesentlichen aus 34 % Borax, 28 % Feldspat, 5 % Flussspat, 20 % Quarzsand der Körnung 0,1 - 0,4 mm und 6 % Soda hergestellt. Hinzugegeben werden je nach gewünschter Eigenschaft Kobalt-, Mangan-, Nickeloxid usw. Diese Rohstoffe werden zunächst in Mühlen zerkleinert und fein gemahlen. Das "Mehl" wird in einem Drehrohrofen auf 1.080 - 1.250 °C erhitzt, so dass die einzelnen Einsatzstoffe zu einer homogenen Masse zusammenschmelzen. Nach ca. 2 Stunden wird die "Schmelze" in kaltem Wasser abgeschreckt. Dadurch erstarrt die "Schmelze" und zerspringt in etwa 2 mm große glasklare Körner, die sog. Emailfritten.

Email-Abstrich: Abschrecken der homogenen Glasschmelze im Wasserbad
Verschiedene Emailfritten

Die Emailfritte wird getrocknet und in Trommelmühlen zusammen mit Ton und Quarzmehl (z. B. Mahlfeinheit M 6) sowie 30 % bis 40 % Wasser zu einer Suspension vermahlen, die Emailschlicker genannt wird und in der die Körnchen noch eine Größe von etwa 0,02 mm besitzen.


Die zu emaillierenden metallischen Gegenstände werden ausgeglüht, in Säuren geätzt, mit Laugen neutralisiert und gewaschen. Der Emailschlicker wird durch Tauchen, Spritzen oder Streichen auf den Gegenstand aufgebracht und in Trocknern bei etwa 90 - 120 °C zu einer Pulverschicht ("Emailbisquit") getrocknet. Anschließend wird das Emailbisquit in Öfen bei Brenntemperaturen von 840 °C bis 900 °C in den Gegenstand eingebrannt. Dabei schmilzt das Emaillebisquit zu der glasartigen Emailschicht.

Auftragen des Emailschlickers mit computergesteuerten Spritzrobotern
Einbrennen des Emails auf die Badewannenrohlinge im Umkehrofen bei ca. 840 °C

Der Herstellprozess ist nachstehend in einem Fließbild dargestellt:

Es wird stets eine Grundemail-Schicht auf das Trägermetall aufgeschmolzen und eingebrannt, um die Haftung des Emails auf dem Metall zu gewährleisten. Diese Haftung entsteht durch chemische Reaktionen von Kobalt- und Nickeloxid, die in die Grundemails eingeschmolzen wurden. Bei der Emaillierung von Stahl ruft diese chemische Reaktion mit dem Eisen im Stahl eine blaue Farbe der Grundemailschicht hervor.

Nach dem Abkühlen wird dieser Prozess mit dem Deck-Emailschlicker wiederholt. Die Deckemails werden auf die Grundemails mit einer Einbrenntemperatur von 840 °C aufgeschmolzen. Diese Deck-Emailschlicker sind Träger der Gebrauchseigenschaften der Emaillierungen, z.B. Farbe, Glanz, Korrosionsschutz, chemische Beständigkeit gegen saure und basische Einwirkungen, mechanische Beständigkeit. Entsprechend der vorgesehenen Gebrauchseigenschaft werden chemische Hilfsstoffe in den Emailschlicker gegeben.

Die Deck-Emails werden unterteilt in Weiß-Emails und Transparent-Emails. Die Farbe von Emaillierungen entsteht hauptsächlich durch 2 Verfahrensweisen.


Für die Farbe Weiß wird ein ursprünglich durchsichtiges und farbloses Weißemail verwendet; beim Aufheizen auf etwa 700 - 850 °C kommt es zur Kristallisation von Titaniumdioxid. Die dabei gebildeten Kristalle sind kleiner als 0,1 µm und nur im Elektronenmikroskop erkennbar. Durch Lichtbeugung und -streuung an den Titaniumdioxidkristallen entsteht die weiße Farbe des Weißemails. Bei Transparent-Emails findet beim Aufheizen keine Kristallisation statt, sie sind daher auch nach dem Aufschmelzen auf ein Grundemail klar durchsichtig.


Andere Farben werden durch das Einbringen (Einmahlen) von anorganischen Farbpigmenten in den Emailschlicker von Transparentemails erzeugt. Nach dem Einbrennen des Emailbisquits liegen die Pigmentkörnchen sehr fein verteilt in der glasigen Matrix des Transparentemails vor und rufen durch Adsorption von Licht bestimmter Wellenlängen einen Farbeindruck hervor. 

Geschichte der Emaille

Schmuck-Email

Die ältesten Emaillearbeiten sind aus Grabfunden der Mykene-Zeit um 1.800 v. Chr. bekannt. Damals wurden Goldplatten emailliert. Einen ersten Höhepunkt erreichte die Emailtechnik bei den Kelten, die sie in ihrem Kunsthandwerk über 1.200 Jahre bis 800 n. Chr. verwendeten. Spannend liest sich die Beschreibung der keltischen Emailtechnik des Griechen Philostratos (170 - 249 n. Chr.): "Die Barbaren am Ozean gießen Farben auf glühendes Erz. Die Farben gerinnen dann und werden hart wie Stein."


Meist wurden Gürtelschnallen, Ketten und vor allem emaillierte Fibeln hergestellt, die keine besondere Kostbarkeit, sondern wichtiges Bekleidungsaccessoire der Bevölkerung waren. Emailleerzeugnisse wurden aber nicht nur für den eigenen Bedarf produziert, sondern auch in andere Provinzen exportiert.


(Die Ausführungen zur Geschichte sind aus http://home.pfaffenhofen.de/em-enamel/geschichte.htm entnommen.)

 

(aktualisiert im Januar 2007)

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