Výpal je základním procesem při výrobě jakékoliv keramiky. V případě porcelánu je však tento proces komplikovanější. Kromě regulace teploty, běžné i při výpalu keramiky, je u porcelánu nutné regulovat i pecní atmosféru tak, aby bylo dosaženo dokonale bílé barvy porcelánu. Při ostrém výpalu dochází k chemickým reakcím a fyzikálním přeměnám, díky kterým výrobek získává své konečné vlastnosti.
Výpal porcelánu je specifický vysokou teplotou, která dosahuje 1350 až 1430 ºC. S rostoucí teplotou dochází k nejdůležitějším přeměnám střepové hmoty a tavení glazury. Ve střepové hmotě dojde k roztavení živců. V této tavenině se také částečně rozpouští křemen, u kterého s rostoucí teplotou probíhají strukturální přeměny. U minerálu kaolinitu, který je obsažen v kaolínu, dochází k dehydroxilaci a jeho postupnými přeměnami vzniká především krystalický minerál mullit, který má významný vliv na pevnost vypáleného střepu.
Při výpalu dochází ke slinování neboli zhutňování střepu. Tento proces způsobuje smrštění o 11–15 % oproti velikosti při tvarování. Vypálený porcelán má jemně zrnitou mikrostrukturu složenou především ze skelné a krystalické fáze a mikroskopických pórů.
První fází výpalu je zahřívání, při kterém dochází k chemickým reakcím a vyhoření organických látek. Následuje výdrž při maximální teplotě, kdy dochází k přeměnám minerálů, dokonalému rozlití glazury a je dosaženo konečných vlastností materiálu. Chlazení je nejdůležitější etapa, během které dochází ke zpevnění střepu a vyrovnávání vnitřních tlaků. Chladí se skokově až do teploty 600 ºC, kdy následuje prodleva, která se opakuje ještě při teplotě 200 ºC. Během uvedených prodlev dochází k vyrovnání objemových změn křemene při chladnutí.
Při výpalu musí být regulována pecní atmosféra pro zachování čistě bílé barvy porcelánu. Do teploty 1000–1050 ºC probíhá výpal v oxidační atmosféře (za přebytku vzduchu), aby nedocházelo k usazování spalin uhlíku do střepové hmoty. Následně je výpal veden v redukčním prostředí (nedostatek vzduchu pro hoření) do teploty 1250 ºC, kdy dochází k redukci žlutě barvících oxidů železa (Fe2O3) na nebarvící oxid železnatý (FeO). Dále je výpal veden v neutrální atmosféře (rovnováha vzduchu a plynu).
Tunelová pec pro ostrý výpal
Výrobky po ostrém výpalu
Historicky byl pro porcelánovou výrobu nezbytný také dostatek dřeva, resp. přibližně od poloviny 19. století uhlí, kterého se užívalo k vytápění pecí. V současnosti k tomuto účelu slouží zemní plyn.
Dál můžete pokračovat na článek o dekoracích porcelánu zde.
Text: Lucie Kališová, Štěpán Karel Odstrčil, zpracováno v rámci projektu "Ze života porcelánového šálku" pro stejnojmennou výstavu v Městském muzeu Františkovy Lázně. Foto: Václava Simeonová.