Kafle

Produkcja kafli ceramicznych

Kafle są budulcem ceramicznym o wyjątkowych właściwościach: posiadają bardzo dużą zdolność do magazynowania i powolnego oddawania ciepła. Mogą mieć różne kształty i kolory, dzięki czemu zdobią piec. Charakteryzują się także dużą trwałością. Dawniej kafle produkowali rzemieślnicy. Dzisiaj produkcją kafli zajmują się specjalistyczne zakłady. Kaflarnie wyrabiają je technikami tradycyjnymi z gliny, zazwyczaj ręcznie. Czas produkcji kafla, ze względu na długotrwały proces wypalania, trwa około 4–5 tygodni. Obecnie rynek oferuje szeroki wybór kafli, których wzornictwo i kolorystyka są niezwykle bogate.  Producenci kafli prześcigają się w projektowaniu wzorów zarówno nowoczesnych i stylizowanych.

IV.1. Historia produkcji kafli

Pierwsze kafle powstawały na kole garncarskim i były produkowane przez garncarzy metodami właściwymi dla produkcji garnków. Najchętniej stosowano technikę ślizgowo-taśmową. Garncarz, korzystający z tej techniki, do formowania kafla używał wałeczków z gliny nakładanych na siebie spiralnie. Te pierwsze kafle nazywamy garnkowymi.

Kafle miskowe znane są już z pierwszej połowy XV wieku. Miały średnicę większą niż długość oraz, w wersji podstawowej, czworoboczny otwór. Dolna ich część była walcowata od toczenia na kole. W produkcji tego typu kafli można dostrzec tendencję do zwiększania powierzchni grzejnej oraz ozdobności przez tworzenie różnego rodzaju wybrzuszeń i zagłębień na powierzchni. Zdobienie wnętrza wykonywano przed ostatecznym ukształtowaniem otworu, ponieważ później mógł być kłopot z włożeniem ręki do środka. Wnętrze otworu mogło być szkliwione.

Produkowane w XV wieku kafle kratowe o czworobocznych otworach, są uznawane za jedną z form pośrednich pomiędzy kaflem miskowym a kaflem płytowym. W tym typie czołowy otwór kafla garnkowego był przysłaniany glinianą plecionką, kratą lub maswerkiem. Na zewnątrz widać było ażurowy wzór, a nie czarne, wyglądające jak dziury otwory kafli. Kraty miały około 2 cm grubości i można je było wyjmować, gdyż były mocowane wewnątrz, za specjalnymi występami powierzchni wewnętrznej kafla.

Od połowy XV wieku pojawiają się kafle złożone, zwane też kaflami licowymi lub płytowymi. Złożoność kafla płytowego bierze się stąd, że składano go z dwu, różnym sposobem otrzymywanych części – ozdobnej płyty licowej oraz kołnierza umożliwiającego mocowanie kafla wewnątrz pieca. Lica miały gładkie powierzchnie lub posiadały odciśnięty w matrycy, często bardzo skomplikowany i następnie kolorowo szkliwiony wzór. W wiekach XVII i XVIII przewagę miały kafle o licach prostokątnych, a w pozostałych okresach przeważały lica zbliżone kształtem do kwadratu. Komorę można było uzyskać przez odcięcie odpowiedniej wysokości walca powstałego na kole garncarskim lub z rozwałkowanego i odpowiednio przyciętego placka gliny. Przy stosowaniu tej drugiej metody, koło garncarskie nie było już potrzebne. Otrzymany pasek gliny przylepiano do lica różnymi metodami, zależnie od upodobań i techniki stosowanej w danym warsztacie.

Wśród kafli złożonych należy wyróżnić dwa zasadnicze typy: kafle środkowe, czyli wypełniające oraz kafle narożne. Kafle narożne stosowano już wcześniej, ale wraz z zastosowaniem kafli płytowych, stały się powszechne. Zależnie od rodzaju ornamentu, kafle narożne mogły być jednakowe lub zróżnicowane na narożne lewe i narożne prawe. Kafle narożne różniły się też konstrukcyjnie. Kafle narożne pierwszego typu składały się z dwóch jednakowych połówek kafla, połączonych prostopadle w miejscu cięcia. W piecach o tego typu narożach, kafle umieszczano jedne nad drugimi. Często były to kafle zdobione podobnym motywem. Naroża drugiego typu składały się z jednego całego kafla i połówki drugiego. Taka konstrukcja umożliwiała lepsze wiązanie kolejnych warstw pieca, ponieważ miejscu łączenia dwóch kafli w jednej warstwie odpowiadał cały kafel wyżej i niżej (tak jak przy murowaniu z cegły). Wcześniej kafle narożne budowano także z dwóch złączonych kafli niszowych albo z jednego kafla niszowego z dolepioną z boku płytą licową. W XVII wieku pojawiają się kafle trójdzielne, z płasko ściętą lub kolumienkową wstawką na miejscu dotychczas prostego złączenia.

Zanim zapanowały kafle gzymsowe i wieńczące, w średniowieczu i w wieku XVI – poziome i ukośne powierzchnie pieca przykrywano kaflami dachówkowymi. Kafle te nie mają śladów komory, więc budową bardzo przypominają kafelki okładzinowe. Z braku kołnierza nie mogły być użyte do stawiania ścian pieca. Za to nadawały się do przykrywania powierzchni powstałych przy przejściu z dolnej, kwadratowej skrzyni na górną, mniejszą i często cylindryczną, a były na pewno używane do pokrywania od góry sklepień piecowych. Wiadomo, że sklepieniom tym nadawano kształt dachu i kryto je kafelkami, naśladując dachówki na domach.

Na ostatnią warstwę pieca używano kafli wieńczących. Były bardzo ozdobne, a ich przednia część często wychylała się do przodu i znacznie podnosiła do góry. Dzięki temu ukrywano niezbyt estetyczną górną powierzchnię pieca a i sama konstrukcja była lżejsza. Kafle te były często reliefowo zdobione, a ich układ i zdobienie naśladowały zwieńczenie wieży, szafy lub dachu domu.

Kafle gzymsowe stosowano przy przejściach pomiędzy poszczególnymi kondygnacjami pieca. Gzymsy kordonowe pozwalały optycznie zmniejszyć bryłę pieca, tworząc występy. To właśnie dzięki tym kaflom, wstawionym między część paleniskową – zwaną skrzynią, a znajdującą się na niej część grzejną – zwaną nadstawą, uzyskiwano harmonijną zmianę kształtu i wielkości pieca. Stosunkowo rzadko, głównie w piecach z pełną podstawą, stosowano bazy piecowe. Jak nazwa wskazuje, tworzyły one najniższą warstwę pieca i z tego powodu wykonywano je znacznie solidniej. Podobnie jak gzymsowe kafle kordonowe, pozwalały swoim zakrzywionym profilem zmniejszyć bryłę pieca.

IV.2. Materiały do produkcji kafli

Glina

Glina jest skałą osadową występującą w przyrodzie pospolicie. Najważniejsze jej składniki powstają w procesie wietrzenia skaleni, w szczególności glinokrzemianów wapnia, potasu i sodu. Ponieważ złoża powstają głównie w wyniku naniesienia przez wiatr i wodę, glina rzadko składa się z czystego kaolinitu (Al2O3 x 2SiO2 x 2H2O).

Plastyczność glinom nadają uwodnione tlenki żelaza, krzemu i glinu. Glinę zawierającą mało składników plastycznych nazywa się gliną chudą. Gliny tłuste, zawierające dużo składników plastycznych, silnie pęcznieją pod wpływem wody, a później, podczas suszenia i wypalania, kurczą się i pękają. Gliny takie „schudza” się przed użyciem przez dosypanie krzemionki, kwarcu i skaleni (najczęściej piasku), zapobiegając tym sposobem pękaniu wyrobu, a ponadto zmniejszając lepkość masy. Przed wprowadzeniem koła garncarskiego, gliny „schudzano” także plewami, sieczką oraz włosiem i sierścią. Gliny chude są mniej kurczliwe i mniej plastyczne niż gliny tłuste. Pełne właściwości plastyczne glina uzyskuje po dodaniu od 18 do 40% wody. Glinie w stanie wilgotnym nadaje się potrzebny kształt, a następnie przez kilkanaście dni suszy na wolnym powietrzu, chroniąc przed słońcem. Po wysuszeniu wyroby gliniane umieszcza się w piecu i wypala w temperaturze odpowiedniej dla danego produktu. Dla kafli jest to temperatura od 800 do 1000°C. Wypalona glina nie zmienia już kształtu, jest bardzo trwała, nie psuje się i nie rozkłada, a jej jedynymi wadami są porowatość i kruchość – łatwo pęka, zwłaszcza pod wpływem uderzenia lub upadku.

Charakterystyczną, żółtą barwę glinom nadają tlenki żelaza i tytanu. Po wypaleniu mają intensywnie czerwony kolor. Jeśli jest ich poniżej jednego procenta, powstały po wypaleniu wyrób, można uznać za biały. W XVI wieku bardzo dużą popularnością cieszyły się kafle produkowane z gliny bez żelaza lub żelazistej, ale z wierzchu pokrytej cienką warstwą glinki wypalającej się na kolor biały. Później, kiedy powszechnie nauczono się już produkować polewy nieprzezroczyste, przez które barwa podłoża nie przeświecała, kolor, na jaki wypalała się glina, przestał mieć znaczenie. Angobowanie bywa samodzielną metodą zdobienia. Przy pomocy rożka garncarskiego nanosi się glinę wypalającą się na czerwono, brązowo, zielono lub biało, tworząc w ten sposób deseń na powierzchni wyrobu.

Naturalna glina zwykle zawiera znaczną ilość różnych domieszek naniesionych przez wiatr i wodę, takich jak: kwarc, miki, węglany wapnia i magnezu, różnego rodzaju krzemiany. Duża ilość tlenku glinu Al2O3 świadczy o dobrej jakości gliny oraz jej właściwościach ogniotrwałych. Właściwości gliny można poprawić dodając składniki pożądane. Dlatego glinę przed użyciem, przez rok poddawano rozmaitym działaniom przygotowawczym, które w efekcie znacznie poprawiały właściwości produktu końcowego (po wydobyciu glinę wielokrotnie mieszano, kruszono, wystawiano na deszcz, mróz i słońce). Wystawianie na deszcz pozbawiało ją wielu domieszek, zachowując i zwiększając zawartość związków glinu, natomiast nagrzewanie, chłodzenie i hydroliza, sprzyjały większemu rozdrobnieniu i ujednoliceniu surowca.

Szkliwo

Poznanie tajników szkliwienia mogło być poważnym wyzwaniem. Garncarze musieli szkliwa przygotowywać samodzielnie, co wymagało sporego doświadczenia i umiejętności. Europejczycy technikę szkliwienia opanowali stosunkowo późno, w wyniku wojenno-handlowych kontaktów ze światem arabskim. Technikę szkliwienia, jako pierwsi, opanowali Włosi, a od nich umiejętność tę przejęła reszta Europy.

Szkliwienie (glazura, polewa) ma wiele zalet. Nie tylko podnosi estetykę wyrobu, ale też zapobiega zabrudzeniom, zwiększa twardość, nadaje gładkość i ułatwia mycie. Szkliwienie zapewnia całkowitą nieprzepuszczalność wyrobu. W konstrukcjach piecowych szczelność ma duże znaczenie, dlatego szkliwienie dla kafli jest bardzo ważne.

Szkliwa dzieli się ze względu na temperaturę topnienia. Z uwagi na wygląd i własności optyczne, rozróżnia się szkliwa: lśniące lub matowe, przezroczyste lub kryjące, kolorowe lub bezbarwne, gładkie lub pofalowane.

Surowiec na polewę uciera się na delikatny proszek, miesza i używa od razu lub wstępnie stapia, po czym jeszcze raz miele i ponownie uciera na proszek. Przedmioty niewypalone zanurza się w wodzie z rozpuszczoną gliną, a następnie pokrywa się suchą polewą, która przywiera do mokrej powierzchni. Formy wcześniej wypalone, pokrywa się przez zanurzenie w polewie rozmieszanej w wodzie lub przez naniesienie pędzelkiem. Wypala się po dokładnym przesuszeniu. Pod wpływem wypalania następuje trwałe przejście w postać szkliwa. Siły napięcia powierzchniowego oraz lepkości, nie pozwalają na spłynięcie i zmieszanie szkliw o różnych kolorach. Polewa naniesiona na wcześniej wypaloną powierzchnię, jest bardziej błyszcząca, a przez to bardziej ozdobna niż polewa położona na surowej glinie.

Dobre szkliwo powinno trwale przylegać do swojego podłoża. Aby ten warunek został spełniony, szkliwo i podłoże muszą mieć podobną rozszerzalność cieplną. W przeciwnym razie szkliwo może odpryskiwać. Szkliwa używane w kaflarstwie powstają na bazie kaolinitu i piasku, a więc składem przypominają surowiec do produkcji kafli. Na jakość szkliwienia źle wpływa stosowanie zbyt wodnistej lub zbyt gęstej polewy. Rzadka polewa słabo kryje, zaś polewa zbyt gęsta zamazuje szczegóły reliefu, pęka i łuszczy się.

Najstarsze kafle nie były szkliwione. Dość wcześnie jednak doceniono zalety szkliwienia i odtąd szkliwienie stało się podstawową metodą ich zdobienia. Zanim wynaleziono szkliwa kryjące, stosowano szkliwa przezroczyste, ołowiowe. Kafle szkliwiono najczęściej w jednym lub dwu kolorach. Pokrycie kafla kilkoma kolorami było dużym osiągnięciem technicznym, ale podnosiło jego cenę. Do szkliw, oprócz barwnika, należało dodać w odpowiedniej ilości topniki, tak aby osiągały stan płynny w różnym czasie  i w odpowiedniej kolejności, nie mieszając się ze sobą.

Farby używane do malatur można stosować podszkliwnie i naszkliwnie. Farby podszkliwne, bazujące na tlenkach kobaltu, chromu, żelaza, manganu i glinu, wytrzymują wysoką temperaturę i można je stosować na dowolnym etapie produkcji. Farby te miele się i miesza z podstawowymi składnikami szkliwa. Wypala się je i ponownie miele, a następnie rozprowadza z gliceryną lub dekstryną na powierzchni. Farby naszkliwne zmieszane z topnikami i rozpuszczone w terpentynie nanosi się na wcześniej szkliwioną powierzchnię i wypala lub pokrywa szkliwem przezroczystym, topiącym się w niskiej temperaturze i dopiero wtedy wypala w środowisku utleniającym. Szkliwa ołowiowo-cynowe (zmętnione, nieprzezroczyste) zaczęto stosować pod koniec XIV wieku. W Polsce pojawiły się w początkach XVI wieku na Wawelu. Polewanie kafli szkliwem kryjącym dawało znacznie lepsze efekty kolorystyczne i estetyczne, niezależne od koloru i gładkości wypalonego czerepu. Przy zastosowaniu szkliwa kryjącego zieleń była zawsze zielona, zaś w przypadku szkliwa przezroczystego – zieleń na brązowym czerepie utrzymywała się tylko w niektórych miejscach, w innych przechodząc w kolor oliwkowozielony lub nawet brązowy.

W XV wieku przeważają na kaflach kolory jasnobrązowy, zielony i fioletowy. Pokrywanie białymi wzorami ciemnobrązowych szkliw stało się popularne w XVIII wieku. Od połowy XVIII do połowy XIX przewagę mają szkliwa kryjące białe lub jasnożółte. Od drugiej połowy XIX wieku pojawia się tendencja do rezygnowania ze szkliw ołowiowo-cynowych na rzecz szkliw ołowiowych (przezroczystych) i skaleniowych (czysto białych). Ze szkliw kryjących, po roku 1840, stosowano szkliwa żółtawe, czasami z odcieniem brązowym, głównie na kaflach gładkich.

IV.3. Produkcja kafli  w dawnych wiekach

Kafle nie mogły być wilgotne, ponieważ następowało ich pęknięcie i wypaczenie. W celu dosuszenia wypalano je najpierw przez 10 dni w niskiej temperaturze, a następnie w wysokiej przez pięć dni. Po wypaleniu kafle stygły jeszcze przez następnych osiem dni. Zanim kaflarze doszli do tak precyzyjnych ustaleń technologicznych, powstało wiele kafli o znikomej wytrzymałości mechanicznej i cieplnej. Takie kafle, a nawet całe piece, najwcześniej trafiały na śmietnik. Niektórzy rzemieślnicy, zamiast wyrzucić pęknięty kafel, pokrywali go szkliwem, ukrywając przed kupującym wadę.

Od XVI wieku większość kafli wypalana była w tzw. atmosferze utleniającej, co prawdopodobnie spowodowało pewną stabilizacja w garncarstwie. Powstały znane ośrodki produkcji, które mogły sobie pozwolić na budowę porządnych, stałych pieców do wypalania. Wcześniej piece i budujące je kafle mógł wykonywać jakiś wędrowny garncarz, podążający od zamku do zamku. Musiał zdobyć zamówienie i przeprowadzić na miejscu cały proces produkcyjny. Część badaczy jednak twierdzi, że koniec wypalania redukcyjnego nie był spowodowany zmianą w budowie pieca do wypalania, lecz technologicznymi wymogami szkliwienia. Swoje wyroby garncarze wypalali w piecach kopułkowych, dwukomorowych, o pionowym ciągu płomienia. Wewnątrz można było uzyskiwać temperaturę w granicach 700-1000°C.

IV.3.2 Materiały

Kafle wyrabiano z pospolitych glin wapiennych, rzadziej z glin ogniotrwałych. Już od początku XVI wieku do gliny, z której lepiono kafle, dodawano od 3 do 10% szamotu. Szamot to drobno potłuczone okruchy z wcześniej wypalonych przedmiotów, zwiększające ognioodporność produktu. Nie wiadomo jednak, czy ówcześni producenci zdawali sobie z tego sprawę. Dodawanie wypalonych okruchów mogło wynikać z chęci pozbycia się ich jako odpadu lub zaoszczędzenia na sprowadzanej glinie.

IV.3.3 Producenci

Kafle przeznaczone do budowy standardowych pieców były składowane. Piece  bardziej skomplikowane, robiono na zamówienie. Transport kafli, nawet na większe odległości, nie przedstawia problemu, gdyż są one stosunkowo lekkie. W XVII wieku niektóre piece sprowadzano do Polski nawet ze Szwajcarii, w szczególności z miejscowości Winterthur. Z przygotowanych na zamówienie gdańskich kafli, w XVII wieku wykonano piec w Podhorcach. Jego białe kafle zdobiły błękitne herby Rzewuskich. Przed wojną w Muzeum Przemysłowym we Lwowie znajdowały się dwa piece gdańskie. Jak wynika z aktu dzierżawy, do wsi Łaszewo (Wielkopolska) trafił przed 1605 rokiem piec lwowski. Kafle z Żółkwi trafiały do Warszawy (XVIII w.), a kafle z wytwórni Piotra Steinkellera z warszawskiego Solca zyskały dużą popularność w Rosji (pierwsza połowa XIX w.).

IV.3.4 Znakowanie kafli

Często, zwłaszcza w XVII i na początku XVIII wieku, na kaflach umieszczano różne napisy lub skróty literowe. Na importowanych kaflach szwajcarskich były to pierwsze litery wytwórców, co świadczy o masowej produkcji i dbałości o reklamę. W Polsce na kaflach popularne były skróty sentencji łacińskich, a jeszcze częściej monogramy właścicieli zamawiających piec. W biskupim pałacu w Krakowie były dwa piece. Jeden z kafli oznaczonych literami P.G. – Piotra Gębickiego, biskupa zmarłego w 1657 roku. Drugi herbami Ostoja, biskupa Szyszkowskiego zmarłego w 1630 roku. Niektóre skróty były bardzo długie i tajemnicze. Na piecu w Głębowicach (z roku 1647) umieszczone były litery J.P.Z.P.Z.O.Z.P., co tłumaczono jako skrót od: Jan Pisarzowski z Pisarzowic Ziemi Oświęcimsko – Zatorskiej  Pisarz. Garncarze, nawet ci, którzy nie umieli pisać, również starali się pozostawić na kaflach znaki wskazujące wykonawcę. Na paru kaflach z Jarocina, pochodzących z początku XVI wieku, zachował się geometryczny znak cechowy twórcy.

IV.3.5 Wzory kafli i matryce

Dobry kaflarz dysponował wieloma matrycami ze wzorami do wyciskania lic kafli. Biorąc pod uwagę złożoność dekoracyjną ówczesnych pieców, znana z dokumentów liczba czterdziestu trzech form, w jednym z warsztatów, wcale nie powinna dziwić. Garncarz część wzorów przygotowywał sobie sam, w czym musiał posiłkować się własną inwencją i korzystać z podpatrzonych i zapamiętanych wzorów. Jako źródło pomysłu mogły też służyć dość popularne wzorniki graficzne. Najwcześniejsze nie zachowały się, ale znamy późniejsze, przygotowane np. przez: Johana Esiasa Nilsona, Johana Jacoba Schüblera z 1783 r. oraz Karola Fryderyka Schinkla z 1821 r. Część matryc kaflarz mógł kupić u wędrownych sprzedawców (zapewne oni też sprzedawali barwniki do szkliwa). Rzemieślnik mógł też samodzielnie wykonać matrycę na podstawie istniejącego kafla uzyskanego np. podczas naprawy jakiegoś pieca.

Często garncarze nie przejmowali się tym, że z ich matryc, uzyskanych po jednokrotnym odbiciu, herby lub litery napisu są odwrócone. Kafle z ornamentem w lustrzanym odbiciu wskazują też na to, że była to produkcja wykonywana na zapas, bowiem właściciel herbu lub zamawiający napis na pewno nie pozwoliłby na taką fuszerkę (zakładamy, że umiał pisać skoro napis zamawiał). Chcąc zachować prawidłową pisownię lub układ tarczy herbu, należało  wykonać jeszcze jeden odlew – matrycę negatywową. Z racji pewnej kurczliwości gliny, kafel wykonany na matrycy wykonanej na podstawie innego kafla był o około 8% mniejszy od oryginału. Metoda uzyskiwania matrycy na bazie innego kafla może wyjaśniać dlaczego kafle z tym samym motywem, lecz pochodzące z różnych stron kraju, są różnej wielkości. Matrycę wewnątrz posypywano popiołem drzewnym, a gdy powierzchnia kafla nie miała być szkliwiona, tłuszczem. Zapobiegało to przylepianiu się lica do formy. Niedokładności odbicia korygowano ręcznie, tak samo starano się usunąć wady powstałe w czasie procesu schnięcia kafli.

Jako matryce początkowo stosowano formy drewniane, a ich przygotowywaniem zajmowali się snycerze. Wzory na kaflach odbite z takich matryc przypominają drzeworyty.  Matryce drewniane pod wpływem wilgoci szybko się niszczyły. Zastąpiono je matrycami glinianymi, a od XIX wieku gipsowymi i żelaznymi. Dość często stosowano osobną formę dla motywu centralnego kafla, a osobną dla jego części brzegowej. Pozwalało to tanim kosztem zwiększyć różnorodność produkcji, zwłaszcza gdy prostsze matryce brzegowe przygotowywał sobie sam garncarz. Czasami też, zwłaszcza w kaflach barokowych i rokokowych, część dekoracji odciskano osobno, a po wycięciu nakładano na powierzchnię kafla. Niektóre ozdobne motywy cieszyły się dużym powodzeniem, nic więc dziwnego, że można je spotkać w okolicach bardzo odległych od siebie. Do takich znanych motywów można zaliczyć na przykład wizerunek lwa czeskiego. Był on dość popularny na Węgrzech, w Czechach, na Śląsku, można go także spotkać na kaflach z Oświęcimia lub z Łęcznej.

IV.3.6 Wielkość i mocowanie kafli

Kafle wchodzące w skład jednego pieca nie musiały być jednakowej wielkości. Często kafle z części paleniskowej były większe i miały głębsze kołnierze. Kafle z nadstawy były mniejsze, miały też krótsze kołnierze. Kafle umieszczone przy palenisku były bardziej narażone na wpływ gorąca; mając większą masę nagrzewały się później, lecz dłużej trzymały ciepło. Kafle mniejsze nagrzewały się szybciej i wcześniej zaczynały oddawać ciepło do pomieszczenia. W XIX wieku modne były piece z tak zwanym kaflem centralnym. Kafel był duży, bo zajmował prawie całą ścianę pieca i zwykle bardzo ozdobny.

Kafle w rzędzie łączono drutem i w tym celu w kołnierzu, jeszcze w trakcie lepienia, robiono otwory (ok. 1 cm średnicy) przy pomocy palca. Kafle leżące w warstwach nad sobą, również spinano klamrami z drutu. Tu nie trzeba było specjalnych otworów. Końce drutu wbijano do wnętrza kołnierzy dwóch sąsiednich kafli już po wypełnieniu ich gliną i gruzem.