پرسلان ها ( porecelain ) (2)

روش هاي توليد پرسلان ها

همانگونه که گفتيم اروپاييان کساني هستند که 1000 سال پس از چينيان اولين کارخانه ي توليد پرسلان ها را تأسيس کردند. در اين بخش قصد داريم به معرفي دو روش توليدي پرسلان بپردازيم. در واقع روش هاي مورد بحث ما دو نوع اند. که آنها عبارتند از :
1) روش توليد پرسلان ها به شيوه ي آلماني
2) روش توليد پرسلان هابه شيوه ي انگليسي
انتخاب نوع روش توليدي پرسلان به عوامل مختلفي بستگي دارد. و با توجه به عوامل زير تعيين مي گردد:
1) کيفيت مد نظر ما
2) کيفيت و خلوص مواد اوليه
3) آب مصرفي در فرآيند توليد
4) صرفه اقتصادي
5) و...

روش توليد پرسلان به شيوه ي آلماني

در اين روش سيليس و فلدسپار با ده درصد کائولن به داخل بال ميل ريخته مي شود و به طور کامل سايش مي يابد. روش سايش در اين روش به صورت ترساب مي باشد پس از خردايش کامل دوغاب تخليه مي شود. و باقيمانده ي کائولن مورد نياز نيز به دوغاب اضافه مي گردد. براي اينکه رشته هاي کائولن باز گردد، دوغاب در داخل هم زن هاي هشت وجهي هم زده مي شود. تعداد دور اين همزن ها 200 تا 300 دور بر دقيقه است. پس از حل شدن کامل کائولن در دوغاب مرحله ي گذر از الک شروع مي شود. در اين مرحله دوغاب از الک هاي مش 140 يا 170 عبور مي کنند تا ذرات با اندازه ي درشت جداسازي گردد.
علاوه بر سيستم الک از سيستم فيلتر مغناطيسي نيز براي جداسازي آهن فلزي از دوغاب استفاده مي شود. دوغاب گذشته از سيستم الک و فيلتر مغناطيسي به داخل مخازن ذخيره سازي فرستاده مي شوند. اين مخازن مجهز به سيستم همزن با دور بسيار پايين (در حدود 12 دور بر دقيقه) هستند. علت استفاده از اين همزن ها جلوگيري از رسوب کردن دوغاب است. دوغاب حاصله در مرحله ي بعد به داخل فيلتر پرس فرستاده مي شود در فيلترپرس آب دوغاب گرفته مي شود حاصل اين کار توليد شدن يک گل نسبتاً فشرده است که به نام گل فيلترپرس معروف است.

بعد از عمليات فيلترپرس عمليات اکستروژن مي باشد در اين عمليات گل فيلترپرس در دستگاه اکسترودر وارد مي شود. اين دستگاه که شبيه به دستگاه چرخ گوشت است، گل را به صورت استوانه هايي متراکم در مي آورد. علت استفاده از اکسترودر عبارت است از:
1) اين عمل باعث ورز دادن گل مي شود که هر چه گل بيشتر ورز داده شود، پلاستيته اش بيشتر مي شود.
2) خروج حباب هاي هواي باقي مانده در گل
3) از بين رفتن تنش هاي بوجود آمده در گل (شکل 1 و 2)

 

گل بوجود آمده پس از عبور از دستگاه اکسترودر به صورت استوانه اي است که اين گل هموژن به دو صورت مصرف مي شود. که اين دو روش عبارتند از:
1) شکل دهي پلاستيک
2) ريخته گري دوغابي
در روش شکل دهي پلاستيک قطعات بزرگ استوانه اي به قطعات کوچکتر بريده مي شوند و در دستگاه جيگرنيگ و جولي شکل دهي مي شوند. براي مثال اکثر ظروف چيني مانند بشقاب و کاسه به اين روش توليد مي شوند.
در روش ريخته گري دوغابي گل بدست آمده در مرحله ي قبل بوسيله ي هم زن هاي بسيار قوي به صورت دوغاب درمي آيد. پس از تنظيم خواص اساسي دوغاب بدست آمده مانند ويسکوزيته، دانسيته و... دوغاب به بخش ريخته گري دوغابي فرستاده مي شود.
پس از شکل گيري، نمونه ها به داخل بخش پخت مقدماتي بيسکويت مي روند لعاب مي خورد و پخت کامل مي شود. البته اين شماتيک کلي است و برخي از بخش ها بيان نشده است. مثلاً بخش هاي روتوش و مونتاژ به خاطر مشترک بودن در دو روش بيان نشده است.

روش توليد پرسلان به شيوه ي انگليسي

تفاوت عمده اين روش با روش آلماني اين است که دوغاب در همان ابتدا ساخته مي شود و فرآيند هم زدن همان ابتدا صورت مي گيرد و مرحله ي فيلترپرس نيز حذف شده است.
در واقع در اين روش فلدسپار و سيليس به همراه ده درصد کائولن، روانساز و آب به داخل با اميل شارژ مي شود. و پس از سايش مناسب، کائولن باقيمانده به دوغاب اضافه مي شود. در اين روش نيز از همزن هاي سرعت بالا استفاده مي شود تا کائولن به آساني باز شود. پس از عبور دوغاب از سيستم الک و فيلتر مغناطيسي، دوغاب به بخش مخزن انتقال داده مي شود اين مخزن نيز به سيستم همزن با دور پايين مجهز است. دوغاب ذخيره شده بررسي مي گردد و خصوصياتش تعيين مي گردد و به بخش ريخته گري دوغابي منتقل مي گردد. در روش انگليسي شکل دهي فقط از طريق ريخته گري دوغابي صورت مي گيرد. و شکل دهي پلاستيک (فيلترپرس و اکسترودر) حذف مي گردد. مزيت اين روش هزينه ي کمتر است زيرا بخش هاي فيلترپرس و اکسترودر بخش هايي هزينه بر و وقت گيرند.
روش انگليسي زماني مطرح مي شود که مواد اوليه مورد استفاده مشکلي براي ساخت دوغاب پايدار ايجاد نکنند البته اين روش ضايعات زيادي دارد. که اين ضايعات را معمولاً بازيافت مي کنند. و تقريباً 20 درصد از دوغاب موجود در مخزن اصلي از دوغاب هاي بازيافتي از ضايعات است.

مسائل تأثيرگذار بر خواص دوغاب

توليد دوغاب يکي از مراحل مهم در ريخته گري دوغابي است. يک دوغاب نامناسب ممکن است پروسه ي توليد را مختل کند. از اين رو پس از توليد دوغاب بايد برخي از خواص آن بررسي و تنظيم گردد. مثلا ويسکوزيته و وزن ليتر دوغاب بايد معين باشد. ويسکوزيته ي مناسب براي مواد سراميکي معمولاً با زمان عبور تعريف مي شود اين زمان براي بدنه هاي چيني صد تا صدوبيست ثانيه و براي چيني آلات بهداشتي 90 ثانيه مي باشد.

روش هاي اندازه گيري ويسکوزيته:

1) ويسکوزيمتر ريزشي
در اين روش زمان ريزش دوغاب از يک ظرف محاسبه مي گردد. در اين ظرف دوغاب از سوراخ ته ظرف خارج مي گردد.
2) ويسکوزيمتر چرخشي
در اين روش مقدار مقاومت سيال در برابر حرکت چرخشي يک آونگ در داخل آن، محاسبه مي گردد. يکي ديگر از عوامل مؤثر در ريخته گري دوغابي وزن ليتر دوغاب است. در واقع وزن ليتر دوغاب نشان دهنده ي نسبت جامد به آب است. هر چه مقدار جامد نسبت به آب بيشتر باشد وزن ليتر دوغاب نيز بيشتر مي شود. وزن ليتر دوغاب در واقع وزن يک ليتر دوغاب است. وزن ليتر مطلوب براي چيني آلات بهداشتي 1800-1750 گرم بر ليتر و براي چيني آلات مظروف 1700-1650 گرم بر ليتر است.
بايد خواص دوغاب به گونه اي ثابت شود که دوغاب با داشتن وزن ليتر بالا داري ويسکوزيته ي پايين نيز باشد. که براي اين کار از مواد افزودني مانند پراکنده سازها و روانسازها استفاده مي کنيم.
تيکسوتروپي يکي ديگر از مسائلي است که در مورد دوغاب مطرح مي شود. تيکسوتروپي افزايش ويسکوزيته دوغاب با گذشت زمان است. در واقع دوغاب بايد زمان تيکس شدن مشخصي داشته باشد. اگر اين زمان کم باشد دوغاب بدون پر کردن زواياي قالب خود را مي گيرد. و شکل حاصله بدرستي تشکيل نمي شود.

عوامل مؤثر بر تيکسوتروپي

1) نوع ماده اي اوليه: برخي از مواد اوليه تيکسوتروپي را افزايش مي دهند. مثلاً بالکلي و نبتونيت.
2) نسبت آب به جامد: هر چه اين نسبت بيشتر باشد تيکسوتروپي زيادتر مي شود.
3) نسبت مواد پلاستيکي: هر چه ميزان مواد پلاستيک بيشتر باشد تيکسوپروپي بيشتر مي شود.
4) اندازه ذرات: هر چه اندازه ذرات ريزتر باشند تيکسوتروپي بيشتر است مثلاً بالکلي از کائولين ريزتر است لذا بالکلي تأثير بيشتري بر تيکسوتروپي دارد.

لعاب در پرسلان ها

همانگونه که گفته شد بدنه هاي پرسلاني به دو صورت مصرف مي شوند گروهي لعاب مي خورند و گروهي بدون اعمال لعاب مصرف مي شوند. بدنه هايي که لعاب مي خورند بايد يک ويژگي داشته باشند و آن اينست که قبل از لعاب خوردن در دماي حدود 900 درجه پخت بيسکويت شده باشند. اين پخت موجب عدم دفورمگي قطعه در حين لعاب زني مي گردد. و همچنين لعاب چسبندگي مناسبي با سطح قطعه پيدا مي کند. نکته ي ديگر در مورد لعاب زني اين است که قطعاتي که مي خواهيم لعاب بزنيم بايد داراي سطحي تميز باشند و بر روي آنها گرد و غبار تشکيل نشده باشد. در زير روش هاي مختلف اعمال لعاب را مي بينيد:
1) روش غوطه وري
در اين روش قطعه به داخل حمامي از لعاب فرو برده مي شود اين روش داراي دو حالت دستي و مکانيزه است.
2) روش آبشاري
در اين روش لعاب بر روي قطعه پاشيده مي شود
3) روش پاششي
در اين روش که بسيار شبيه به روش آبشاري است لعاب بر روي قطعه اسپري مي شود.
4) استفاده از قلم مو
اين روش براي چيني هاي تزئيني کاربرد دارد. در اين روش لعاب با قلم مو بر روي بدنه اعمال مي شود.

روتوش و مونتاژکاري در پرسلان ها

پرسلان ها معمولاً شکلي پيچيده دارند. قطعات پيچيده ي پرسلاني مخصوصاً چيني آلات را نمي توانيم به صورت يک پارچه توليد کنيم. از اين رو برخي از قطعات پيچيده ي چيني آلات نياز به مونتاژ کاري دارند. مونتاژکاري به چسباندن قطعات کوچکتر براي توليد يک قطعه ي پيچيده بزرگتر گفته مي شود. مثلاً دسته ي فنجان و يا دسته ي قوري را بايد ابتدا به صورت جداگانه توليد و سپس مونتاژ کنيم.
روتوش به تميزکردن سطح ظروف توليد و برداشتن ضايعات مضر گفته مي شود. در واقع در حين عمليات شکل دهي معمولاً ضايعاتي بر روي بدنه باقي مي ماند. که بايد آنها را در طي عمليات روتوش جداسازي نمود.
يکي ديگر از علل روتوش کاري برداشتن لايه ي گچ تشکيل شده بر روي بدنه هاست. به خاطر اينکه بدنه هاي توليدي در بخش شکل دهي بر روي قالب هاي گچي تشکيل مي شوند لذا ممکن است که لايه اي از گچ بر روي قطعات باقي مانده باشد. اين لايه ي گچ پس از پخت بيسکويت مشکلات زيادي براي بدنه به وجود مي آورد.
روتوش و مونتاژ کاري به عنوان يک بخش مهم در هر کاخانه ي توليد بدنه ي سراميک مطرح است. نکاتي که در مورد اين دو بخش بايد به آنها توجه شود عبارتند از:
1) زمان مناسب براي انجام اين کارها پس از فرآيند شکل دهي و رفتن نمونه ها به داخل خشک کن هاي اوليه است.
2) روتوش و مونتاژکاري بايد پس از نقطه ي لدرهارد قطعه انجام شود.
3) رطوبت قطعه بايد پيش از مرحله ي روتوش و مونتاژ کاري يکنواخت و هموژن بشود.
4) در بخش مونتاژکاري بايد قطعات مونتاژ شده رطوبت يکساني داشته باشند.
5) وجود هواي محبوس شده در بخش هاي مختلف مونتاژ شده موجب ايجاد ترک در قطعه مي شود.
6) بخش روتوش و مونتاژ کاري بخش بسيار مهمي است و مي تواند در کيفيت پرسلان توليدي اثري فوق العاده داشته باشد.
7) و...
منابع :
1- Guide to the Porclain Room/Seattle
2- www.Madehow.com
*استفاده از مطالب اين مقاله با ذکر منبع راسخون بلا مانع مي باشد.

/خ