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30.11.2011

Farbe aus der Hitze

Wie Glasuren Keramik farbig machen

Viel mehr als eine schmutzige Brühe ist es zunächst nicht: Die bei der Herstellung von Porzellan oder anderer Keramik eingesetzten Glasuren lassen zunächst nichts von der Farbigkeit erahnen, die sie den damit bestrichenen Gegenständen später verleihen. Das farbige Erwachen kommt erst nach dem Brand: Bei Temperaturen von mehr als 1.200 Grad Celsius verändern sich die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Glasur – und was zuvor grau oder braun erschien, ist nun auf einmal blau, türkis, rot oder gelb.

Metalloxide sind die wichtigsten Farbstoffe bei der Glasur von Keramik: Mit Eisen- und Titanoxiden lassen sich Rottöne erzeugen. Foto: Ronmerk, CC-Lizenz
Farbige Keramik, Foto: Ronmerk

Die Herstellung von Glasuren ist eine uralte Kunst: Schon um 2900 vor Christus waren in Mesopotamien Rezepturen für die Herstellung von Glasuren bekannt, mit denen die Oberflächen von Tonwaren veredelt wurden. Am Sinn und Zweck der Glasur hat sich in all den Jahrtausenden nichts geändert: Die unbehandelten Oberflächen von Steinzeug oder Porzellan sind nach dem ersten Brand, dem sogenannten Schrühbrand, meist rau, schmutzempfindlich, verkratzen leicht und sind zudem oft eher unansehnlich. Die Glasur, die anschließend aufgetragen wird, verbindet sich beim zweiten Brand mit dem Material und bildet eine glatte und kratzfeste Oberfläche, die der Tonware außerdem Glanz und Farbe verleiht.

Der Name verrät es bereits: Glasuren sind, chemisch gesehen, Gläsern sehr ähnlich. Ihr klassischer Hauptbestandteil ist Quarz. Doch ohne die Beigabe verschiedener Zusatzstoffe wäre eine Nutzung dieser Verbindung als Oberflächenbeschichtung kaum möglich: Flüssig wird sie erst bei Temperaturen von über 1.700 Grad Celsius – eine solch hohe Temperatur würde auch der bereits einmal gebrannte Ton kaum aushalten. Deshalb werden zum Quarz als sogenanntem Glasbildner Flussmittel zugegeben – Verbindungen wie Natrium- oder Kalziumoxid, die den Schmelzpunkt senken und die Viskosität der entstehenden Schmelze steigern. Auf diese Weise schmelzen die glasbildenden Stoffe schon bei niedrigeren Temperaturen, und die glasartige Substanz verteilt sich besser auf dem Material. So kann sie die Rauigkeiten der Oberfläche ausgleichen und mit einer harten und für Flüssigkeiten absolut dichten Schicht glatt und widerstandsfähig machen.

Die Töpferei ist eines der ältesten Handwerke überhaupt – seit Jahrtausenden sind auch farbige Glasuren bekannt. Foto: ste3ve, CC-Lizenz
Töpfermarkt, Foto: ste3ve, CC-Lizenz

Der Glasbildner muss übrigens nicht unbedingt komplett aus der vor dem Brand aufgetragenen Glasur stammen: Häufig sind es auch Bestandteile des Tons selbst, die im Kontakt mit den über die Glasur aufgetragenen Flussmitteln zur Ausbildung einer glasartigen Oberflächenschicht beitragen.

Welche Glasbildner, Flussmittel und Schmelzpunktsenker welchen Oberflächeneffekt hervorrufen, ist eine Wissenschaft für sich. Sie beruht sowohl auf den in den Jahrtausenden der Tonverarbeitung gewachsenen Erfahrungen als auch auf dem Wissen, das Chemiker und Materialforscher seit Mitte des 19. Jahrhunderts gesammelt haben.

Oft spielte bei der Entwicklung neuer Rezepturen auch der Zufall eine Rolle, denn ursprünglich kannte natürlich noch niemand die chemischen und physikalischen Vorgänge bei einem solchen Glattbrand. Beispielsweise kann die Asche der Holzfeuer, in denen früher der Ton gebrannt wurde, mit ihren Kalkanteilen selbst als Flussmittel fungieren. Ein bis heute beliebter Zusatzstoff bei solchen Holzbränden ist auch gewöhnliches Steinsalz, aus dem sich bei hohen Temperaturen Natriumoxid bildet und das auf der Keramik reizvolle Oberflächeneffekte bewirken kann.

Keramikkünstler schätzen die lebendigen Strukturen, die sich mit farbigen Glasuren schaffen lassen. Foto: Will Taylor/Mary Tuthill Lindheim, CC-Lizenz
Keramische Kunst, Foto: Will Taylor/Mary Tuthill Lindheim

Die Kombination von Glasbildnern, Flussmitteln und anderen Zusatzstoffen in einer Glasur bestimmt natürlich auch die Farben, die der Tongegenstand durch den Glattbrand erhält. Eingesetzt werden kann hier so ziemlich alles, was die anorganische Chemie zu bieten hat: Meist sorgen Metalloxide für Farbe, die sich in die Schmelze einfügen und mit dieser verglasen. So lässt sich beispielsweise mit Chromoxid ein Grün herstellen, mit Manganverbindungen Brauntöne, Eisen und Titan erzeugen Rot, Kobalt und Nickel Blau sowie Zinn- oder Zirkoniumoxid Weiß. Die Verbindungen liegen in der Regel in Pulverform vor: Das Pulver wird zusammengemischt, mit Wasser verrührt und entweder als schmutzige Brühe auf die Keramik aufgetragen oder durch Eintauchen der Tonwaren auf deren Oberfläche verteilt.


So sehr die Arbeit von Töpfern und Keramikkünstlern bis heute allein von handwerklicher Erfahrung und Gefühl geprägt ist: Hier muss genau nach Rezept gearbeitet werden, sollen die entstehenden Farbtöne reproduzierbar sein und nicht dem Zufall überlassen werden. Die meisten Keramiker arbeiten daher mit Rezeptbüchern, in denen sie die genaue Zusammensetzung der verwendeten Glasuren notieren. Minutiös werden darin die mit Apothekerwaagen auf Zehntel Gramm genau bestimmten Mischungsverhältnisse der Pülverchen ermittelt, mit denen eine bestimmte Glasur hergestellt wurde. Bis der gewünschte Farbton erreicht ist, sind oft lange Probenreihen nötig.

Nicht nur der farbigen Vielfalt wegen sehen manche Keramiker in ihren Glasuren Parallelen zu Edelsteinen: Auch in ihrer chemischen Zusammensetzung ähneln sie den wertvollen Steinen aus der Tiefe – auch wenn die innere Struktur natürlich eine völlig andere ist. (ud)