Lebensmittel, Skulpturen, dekorative Fliesen, Puppen und andere Keramik- oder Tonartikel werden sowohl in großen als auch in kleinen professionellen Ateliers und Geschäften, Klassenzimmern in öffentlichen Schulen, Universitäten und Berufsschulen sowie in Haushalten als Hobby- oder Heimindustrie hergestellt. Die Methoden können in Keramik und Töpferei unterteilt werden, obwohl die Terminologie in verschiedenen Ländern variieren kann. In der Keramik werden Objekte durch Schlickerguss hergestellt – Gießen einer Aufschlämmung aus Wasser, Ton und anderen Zutaten in eine Form. Die Tonobjekte werden aus der Form genommen, beschnitten und in einem Brennofen gebrannt. Einige Waren (Biskuitware) werden nach dieser Phase verkauft. Andere Arten sind mit Glasuren dekoriert, die Mischungen aus Kieselsäure und anderen Substanzen sind, die eine Glasoberfläche bilden. In der Töpferei werden Gegenstände aus plastischem Ton geformt, normalerweise durch Handformen oder Radwerfen, danach werden sie getrocknet und in einem Ofen gebrannt. Objekte können dann verglast werden. Schlickergusskeramik wird normalerweise mit Porzellanfarben glasiert, die kommerziell in trockener oder flüssiger vorverpackter Form hergestellt werden (Abbildung 1). Töpfer können ihre Waren mit diesen kommerziellen Glasuren oder mit Glasuren, die sie selbst zusammengesetzt haben, glasieren. Es werden alle Arten von Geschirr hergestellt, von Terrakotta und Steingut, die bei niedrigen Temperaturen gebrannt werden, bis hin zu Steinzeug und Porzellan, die bei hohen Temperaturen gebrannt werden.
Abbildung 1. Dekorieren eines Topfes mit Chinafarben.
Ton- und Glasurmaterialien
Alle Tone und Glasuren sind Mischungen aus Kieselsäure, Aluminium und metallischen Mineralien. Diese Inhaltsstoffe enthalten normalerweise erhebliche Mengen an lungengängigen Partikeln, wie sie in Quarzmehl und Tonkugeln enthalten sind. Tonmassen und Glasuren bestehen im Wesentlichen aus den gleichen Arten von Mineralien (siehe Tabelle 1, aber Glasuren sind so formuliert, dass sie bei niedrigeren Temperaturen schmelzen (mehr Flussmittel enthalten) als die Massen, auf die sie aufgetragen werden. Blei ist ein übliches Flussmittel. Rohe Bleimineralien wie Galenit und Bleioxide, die aus brennenden Autobatterieplatten und anderem Schrott gewonnen werden, werden als Flussmittel verwendet und haben Töpfer und ihre Familien in einigen Entwicklungsländern vergiftet Kommerziell verkaufte Glasuren für Industrie- und Hobbyzwecke enthalten mit größerer Wahrscheinlichkeit Blei und andere Chemikalien, die wurden gemischt und zu Frittenpulver vorgebrannt. Glasuren sind so formuliert, dass sie entweder im Oxidations- oder Reduktionsbrand reifen (siehe unten) und können Metallverbindungen als Farbstoffe enthalten. Blei, Cadmium, Barium und andere Metalle können beim Glasieren von Keramikwaren in Lebensmittel gelangen werden verwendet.
Tabelle 1. Inhaltsstoffe von keramischen Massen und Glasuren.
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Grundbestandteile |
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Tone (Hydroaluminiumsilikate) |
Aluminiumoxide |
Silica |
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Kaoline und andere weiße Tone Rote eisenreiche Tone Feuerlehm Ball-Ton Bentonite |
Aluminiumoxid, Korund, übliche Quelle in Glasuren ist aus Ton und Feldspäten |
Quarz aus Feuerstein, Sand, Kieselgur; Cristobalit aus kalzinierter Kieselsäure oder gebrannten Kieselerdemineralien |
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Andere Zutaten und einige Mineralquellen |
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Flußmittel |
Trübungsmittel |
Farbstoffe |
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Natrium, Kalium, Blei, Magnesium, Lithium, Barium, Bor, Calcium, Strontium, Wismut |
Zinn, Zink, Antimon, Zirkonium, Titan, Fluor, Cer, Arsen |
Kobalt, Kupfer, Chrom, Eisen, Mangan, Cadmium, Vanadium, Nickel, Uran |
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Zu den Quellen gehören Oxide und Carbonate der oben genannten Metalle, Feldspäte, Talkum, Nephelinsyenit, Borax, Colemanit, Wittling, Bleifritte, Bleisilikate |
Zu den Quellen gehören Oxide und Carbonate der oben genannten Metalle, Kryolith-Flussspat, Rutil, Zirkoniumsilikat |
Zu den Quellen gehören Oxide, Carbonate und Sulfate der oben genannten Metalle, Chromate, Spinelle und andere Metallkomplexe |
Andere spezielle Oberflächenbehandlungen umfassen metallisch glänzende Glasuren, die Klebeöle und Lösungsmittel wie Chloroform enthalten, schillernde Effekte, die durch Rauchen von Metallsalzen (normalerweise Zinn-, Eisen-, Titan- oder Vanadiumchloride) auf Oberflächen während des Brennens erzielt werden, und neue Farben, die Kunststoffharze und Lösungsmittel enthalten. die nach dem Trocknen wie gebrannte Keramikglasuren aussehen. Besonders texturierte Tonkörper können Füllstoffe wie Vermiculit, Perlit und Grog (gemahlener Schamottestein) enthalten.
Der Kontakt mit Ton- und Glasurbestandteilen erfolgt beim Mischen, Schleifen und Aufsprühen von Glasuren und beim Schleifen oder Absplittern von gebrannten Glasurfehlern von den Böden von Töpferwaren oder von Ofenregalen (Abbildung 2). Beim Reinigen von Ofenregalen werden die Arbeiter Feuerstein, Kaolin und anderen Inhaltsstoffen für die Ofenreinigung ausgesetzt. Silicastaub aus gebrannter Ofenwäsche oder Biskuitporzellan ist gefährlicher, da er in Cristobalitform vorliegt. Zu den Gefahren gehören: Silikose und andere Pneumokoniosen durch Einatmen von Mineralien wie Kieselsäure, Kaolin, Talk und faserigem Amphibolasbest in einigen Talken; Toxizität durch Kontakt mit Metallen wie Blei, Barium und Lithium; Dermatitis durch sensibilisierende Metalle wie Chrom, Nickel und Kobalt; kumulative Traumastörungen wie Karpaltunnelsyndrom („Töpferdaumen“) durch Radwerfen; Rückenverletzungen durch das Graben von Ton, das Heben von 100-Pfund-Säcken mit Schüttgutmineralien oder durch das Verkeilen (handbearbeiteter Ton zum Entfernen von Luftblasen); rutscht aus und fällt auf nassen Böden; Stöße durch elektrische Töpferscheiben und andere Geräte, die in Nassbereichen verwendet werden; Allergien gegen Schimmelpilze in Ton; Pilz- und bakterielle Infektionen von Nagelbetten und Haut; und Unfälle mit Tonmischern, Knetmühlen, Schlegeln, Brammenwalzen und dergleichen.
Abbildung 2. Kontakt mit Ton- und Glasurstaub beim Handschleifen eines Topfes.
Henry Dunsmore
Vorsichtsmaßnahmen: offene Bleiverbrennung verbieten; Ersatzstoffe für Rohblei, Bleifritten, cadmium- und asbesthaltige Materialien verwenden; isolieren Sie die Arbeit von Familienbereichen und Kindern; Hauswirtschaft und Hygiene üben; Kontrolle Staub; Verwenden Sie eine örtliche Absaugung für Glasurspritzen und staubige Prozesse (Abbildung 3); Atemschutz verwenden; Arbeit mit angemessenen Ruhezeiten; sicher heben; Wachmaschinen; und verwenden Sie Erdschlussunterbrecher an Rädern und allen anderen elektrischen Geräten.
Abbildung 3. Lokale Absaugung zum Mischen von Ton.
Michael McCann
Ofenbrand
Brennöfen variieren von der Größe eines Eisenbahnwaggons bis zu einigen Kubikzoll zum Brennen von Testfliesen und Miniaturen. Beheizt werden sie mit Strom oder Brennstoffen wie Gas, Öl oder Holz. Elektroöfen produzieren Ware, die in hauptsächlich oxidierenden Atmosphären gebrannt wird. Die Reduktionsfeuerung wird durch Einstellen der Brennstoff/Luft-Verhältnisse in brennstoffbefeuerten Brennöfen erreicht, um chemisch reduzierende Atmosphären zu erzeugen. Zu den Brennmethoden gehören Salzbrand, Raku (Einbringen rotglühender Töpfe in organische Stoffe wie feuchtes Heu, um einen rauchigen, reduzierten Tonkörper zu erzeugen), Kletteröfen (vielkammerige Holz- oder Kohleöfen, die an Hängen gebaut sind), Sägemehlbrennen (Öfen gepackt). dicht mit Töpfen und Sägemehl) und offene Feuerung mit vielen Brennstoffen, einschließlich Gras, Holz und Dung.
Primitive brennstoffbefeuerte Öfen sind schlecht isoliert, da sie normalerweise aus gebranntem Ton, Ziegel oder Schlamm bestehen. Solche Brennöfen können große Mengen Holz verbrennen und zu Brennstoffknappheit in Entwicklungsländern beitragen. Kommerzielle Öfen sind mit feuerfesten Steinen, gießbaren feuerfesten Materialien oder Keramikfasern isoliert. In älteren Brennöfen findet sich noch immer Asbestisolierung. Feuerfeste Keramikfasern werden in der Industrie und in Hobbyöfen sehr häufig verwendet. Es gibt sogar kleine Faseröfen, die erhitzt werden, indem man sie in Haushaltsküchen-Mikrowellenöfen stellt.
Ofenemissionen umfassen Verbrennungsprodukte von Brennstoffen und von organischen Stoffen, die Ton- und Glasurmineralien verunreinigen, Schwefeloxide, Fluor und Chlor von Mineralien wie Kryolith und Sodalit sowie Metalldämpfe. Beim Salzbrand wird Salzsäure freigesetzt. Emissionen sind besonders gefährlich, wenn Brennstoffe wie lackiertes oder behandeltes Holz und Altöle verbrannt werden. Zu den Gefahren gehören: Reizung oder Sensibilisierung der Atemwege durch Aldehyde, Schwefeloxide, Halogene und andere Emissionen; Erstickung durch Kohlenmonoxid; Krebs durch Einatmen von Asbest oder Keramikfasern; Augenschäden durch Infrarotstrahlung von glühend heißen Öfen; und thermische Verletzungen und Verbrennungen.
Vorsichtsmaßnahmen: sauber verbrennende Brennstoffe verwenden; brennstoffeffiziente, gut isolierte Brennöfen zu konstruieren; Ersatz feuerfester Ziegel für Asbest oder Keramikfaser; vorhandene Faserisolierung einkapseln oder entfernen; lokal belüftete Innenöfen; Brennöfen in Bereichen aufstellen, die frei von brennbaren Materialien sind; Elektroöfen mit zwei automatischen Abschaltungen ausstatten; Tragen Sie eine infrarotblockierende Schutzbrille und Handschuhe, wenn Sie mit heißen Gegenständen hantieren.