De Beleving van email Wim Poelman, 25 2 2012 In deze tijd wordt het woord email geassocieerd met communiceren via internet. Het zou best interessant zijn een bijeenkomst over de beleving hiervan te organiseren, maar ditmaal gaat het om de andere betekenis: het aanbrengen van een glaslaag op een materiaal, bijvoorbeeld, metaal, keramiek of, jawel, glas. Het is een van de mooiste en duurzaamste oppervlaktetechnieken, maar het is in de vergetelheid verdreven. Er is nog slechts één Nederlands bedrijf dat de techniek op grotere schaal beoefent met daarnaast een legertje kunstenaars. Onder andere als gevolg van duurzaamheidsoverwegingen lijkt de techniek weer in opkomst. Vandaar het besluit om er een beleving aan te wagen. Deze vindt plaats op 11 april in het gebouw van de Metaalunie in Nieuwegein, waar de Vereniging Oppervlaktetechnieken Materialen (VOM) als gastheer zal optreden. Voor de jongeren onder ons: vroeger werd emailleren breed toegepast. Gasfornuizen, potten en pannen, kachels, baden, douchebakken, emmers, straatnaambordjes en nog veel meer producten werden vroeger geëmailleerd. Figuur 1 Geëmailleerde straatnaambordjes Vandaar dat onze grote kachels en fornuizenfabrikant ATAG een eigen succesvolle emailleerafdeling had. Emailleren werd in de tweede helft vorige eeuw echter verdrongen door poedercoaten, en voor pannen en potten werd steeds meer roestvast staal en aluminium gebruikt. Het werk voor het emailleerbedrijf van ATAG werd minder en een aparte onderneming werd opgericht, Ferro Techniek (http://www.ferrotechniek.com), om de behandeling ook aan te bieden aan andere bedrijven. Het werk werd echter steeds minder en het emailleren van fornuizen beperkte zich na enige tijd tot de pandragers. Op een dieptepunt werd het bedrijf in.. overgenomen door de toenmalige directeur Simon Kaastra. Innovatieslag Simon Kaastra, was een believer. Bij hem leed het geen twijfel dat de markt voor emailleren enorm was. Onder andere met bureau Poelman Partners werden een aantal nieuwe toepassingsgebieden onderzocht. Met wisselend succes werden prototypes gemaakt van geëmailleerde Amsterdammertjes, vangrail, bladveren, afvalbakken en zelf autoveren.
Figuur 2 Geëmailleerd Amsterdammertje Ook werd er een vloersysteem ontwikkeld waarbij geëmailleerde tegels in rubber profielen geklemd werden met voldoende ruimte om er bekabeling onderdoor te leiden. Deze vloer is gebruikt bij een bijeenkomst, georganiseerd in kasteel De Voorst bij Zutphen, waar een zestigtal architecten werd voorgelicht over de voordelen van email. Een van de meest succesvolle exercities was de toepassing van email in verwarmingselementen. Hierbij wordt een geleidende laag geprint (zeefdruk) op een geëmailleerd oppervlak. Als men vervolgens elektrische stroom door deze sporen laat lopen wordt het element warm. Figuur 3 prototypes van verwarmingselementen Prototypes werden vervaardigd van verwarmde etensborden voor kinderen en zieken. Ook werden doorstroom verwarmingselementen ontwikkeld op basis van geëmailleerde buis en verwarmingselementen voor waterkokers. Met name deze laatste toepassing is een groot product geworden. In een later stadium werden zelfs proven gedaan met toepassing van email in fotovoltaïsche cellen. Dit gebeurde samen met de Universiteit Delft in de groep van ondergetekende. Architectuur Niet alleen Simon Kaastra was een believer. In de architectuur is Richard Meier beroemd geworden om zijn geëmailleerde gevels. Zijn gevels hebben veel voordelen, met name lage onderhoudskosten ( de panelen regenen schoon) en volledig kleurbehoud.
Figuur 4 Eerste geëmailleerde gebouw van Richard Meier in Hilversum Vooroordelen Sla er met een hamer op en de email springt om je oren. Dat is het algemene beeld van email. Dit vooroordeel is moeilijk te bestrijden. Bij een presentatie van de geëmailleerde vangrail bij Rijkswaterstaat hadden we een vuistje (zware hamer) meegenomen om te demonstreren dat dit niet het geval hoeft te zijn. Figuur 5 Demonstratie van slagvastheid van email Het principe hierachter is simpel. De elasticiteitsmoduli van metaal en glas liggen ver uit elkaar, respectievelijk 200 en 69. Bovendien is glas veel brosser dan staal. De vervormbaarheid van staal is veel groter. De dikte van de laag speelt daarom een grote rol. Engelenhaar, dat we kennen van de kerstboom, bestaat uit zeer dunne glasvezels en is derhalve soepel. Dit heeft te maken met het feit dat de dikte van een materiaal tot de derde macht in het traagheidsmoment zit, dat bepalend is voor de stijfheid. Hoe dunner een emaillaag is hoe beter deze kan meevormen met het oppervlak van een product. Met moderne technieken is het mogelijk deze laagdikte uitstekend te beheersen. Een ander vooroordeel had betrekking op verwarmingselementen, in het bijzonder op de doorslagspanning. Hoe dunner het laagje hoe meer kans op doorslag. Aanvankelijk werd het systeem als onveilig bestempeld. Om goedkeuring te verkrijgen voor de verwarmingselementen moest van de KEMA bewezen worden dat Ferro de laagdikte in de hand had. Dit lukt met vlag en wimpel. Wetenswaardigheden
Kleuren Als gevolg van de optredende hoge temperaturen kan alleen gewerkt worden met anorganische kleurstoffen. Vele prachtige kleuren zijn maakbaar, maar er is een beperking voor de signaalkleuren rood en geel. Hiervoor is cadmium nodig en dat mag om reden van toxiciteit niet meer worden toegepast. Overigens kan cadmium, eenmaal ingebed in het email geen enkel kwaad meer. Emailleren van aluminium Een unieke toepassing van email wordt op de markt gebracht door het bedrijf Kühn Email in Duitsland. Door middel van een laagtemperatuur systeem wordt aluminium geëmailleerd. Als gevolg van die lagere temperatuur kunnen ook fluoriderende lagen worden toegepast. Voorbeelden zijn: profielen in liften en theaters voor oriëntatie bij duisternis. http://www.kuehn email.de Milieuvoordelen Glas is een milieuvriendelijk materiaal. In combinatie met staal is het gunstig voor recycling. Waar zink (vangrail) een slak geeft die moeilijk te verwerken is in hoogovens, levert glas een basische slak op die de smelters graag willen. Andere voordelen zijn de visuele levensduur (zie antieke sierraden) en het ontbreken van uitloging zoals, bijvoorbeeld bij vangrail. Zink is prima, maar te veel in het milieu is schadelijk. Emailleren aan de rol Velen weten niet dat onze whiteboards vervaardigd zijn uit geëmailleerd staal. Het gaat om een van de mooiste toepassingen van email waarbij alle eigenschappen van geëmailleerd staalplaat worden benut. Het email is krasvast en inert, waardoor vrijwel alle inkten afwasbaar zijn, en het staalm wordt benut vanwege haar magnetische eigenschappen. Het emailleerde plaat wordt aan de rol gefabriceerd door een Belgische onderneming. Voordeel is een lage prijs, maar een nadeel is het ontbreken van een mogelijkheid tot nabewerking (vervorming). Daarom gebruikt Richard Meier voorbewerkte platen waarop naderhand de emaillaag wordt aangebracht.. Kaderstuk Email is de beschermlaag van gesmolten glas aangebracht op voorwerpen van metaal, glas of aardewerk om deze te beschermen, te isoleren of om deze te versieren. Email bij aardewerk wordt meestal glazuur genoemd. Door toevoeging van gekleurde oxiden wordt de emaillaag ook decoratief. Door de Kelten werd email gebruikt in de vervaardiging van sieraden, vaak in bonte kleuren. Aanvankelijk gebruikte men enkel rood, maar vanaf de 1e eeuw v.chr. ook al blauw en geel. Een bijzondere emailleringstechniek is email cloisonné waarbij vlakken in email omlijst worden met metalen randen; met deze techniek kan men bijzondere figuren maken. In de romaanse kunst werden reliekschrijnen vaak voorzien van deze vorm van emaillering. In de twintigste eeuw werd buitenreclame vaak uitgevoerd in email. Voor het aanbrengen van de glazuurlaag wordt een mengsel van kwarts, kaolien, borax en veldspaat in een oven gesmolten en op het te emailleren voorwerp gebrand. Het materiaal kan op verschillende manieren op een werkstuk worden aangebracht, onder andere doormiddel van dopen, waarbij gebruik gemaakt wordt van een suspensie. Het elektrostatisch aanbrengen, zoals dat met poedercoaten gebeurt, wordt het meest toegepast. Meestal worden de producten gebakken in een tunneloven (ca. 800 graden). Warmteterugwinning wordt steeds gebruikelijker.
Figuur 6 Dodenmasker van Toetanchamon, ca 1300 voor Christus. Figuur 7 Keltisch sierraad
Figuur 8 Kunstwerk van een van de sprekers, Marleen B.Berg: Een zoektocht naar de bron door in structuren te duiken, het oppervlak te verdiepen, een opening te zoeken