釉薬のデバッグと使用のプロセスにおいては、特定の装飾効果と性能指標を満たすだけでなく、最も基本的なプロセス要件も満たす必要があります。ここでは、釉薬の使用プロセスにおいて最もよくある2つの問題を列挙し、考察します。
1. 釉薬スラリーの性能が良くない
陶磁器工場の生産は連続的に行われるため、釉薬スラリーの性能に問題があれば、施釉工程で様々な欠陥が発生し、メーカー製品の優良率に直接影響を及ぼします。これは重要かつ最も基本的な性能です。ベルジャー釉薬の性能要件を釉薬スラリーに例えてみましょう。優れた釉薬スラリーは、良好な流動性、チキソトロピー性、沈殿物、釉薬スラリー中の気泡、適切な保湿性、乾燥時の一定の強度など、様々な要件を満たす必要があります。次に、釉薬スラリーの性能に影響を与える要因を分析してみましょう。
1) 水質
水の硬度とpHは釉薬スラリーの性能に影響を与えます。一般的に、水質の影響は地域によって異なります。ある地域の水道水は処理後、一般的に比較的安定していますが、地下水は岩石層中の可溶性塩分や汚染などの要因により、一般的に不安定です。そのため、メーカーのボールミル用釉薬スラリーには、比較的安定した水道水を使用するのが最適です。
2) 原材料中の可溶性塩分含有量
一般的に、水中のアルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンの沈殿は、釉薬スラリーのpHおよび電位バランスに影響を与えます。そのため、鉱物原料の選定においては、浮選、水洗、水粉砕などの処理を経た原料を使用するようにしています。原料中の可溶性塩の含有量は、鉱脈全体の形成や風化の程度にも関係します。鉱山によって可溶性塩の含有量は異なります。簡単な方法としては、一定の割合で水を加え、ボールミル粉砕後の釉薬スラリーの流動性をテストすることです。流動性が比較的悪い原料は、できるだけ使用しないか、少量に抑えるようにしています。
3) ナトリウムカルボキシメチルセルロースおよびトリポリリン酸ナトリウム
弊社の建築用セラミック釉薬に使用されている懸濁剤はカルボキシメチルセルロースナトリウム（一般にCMCと呼ばれます）です。CMCの分子鎖長は釉薬スラリー中の粘度に直接影響します。分子鎖が長すぎると粘度は良好ですが、釉薬スラリーの媒体に気泡が発生しやすく、排出が困難になります。分子鎖が短すぎると粘度が制限され、接着効果が得られず、釉薬スラリーは一定期間置いておくと劣化しやすくなります。そのため、弊社の工場で使用されているセルロースのほとんどは、中粘度および低粘度セルロースです。トリポリリン酸ナトリウムの品質はコストに直結しており、現在、市場に出回っている多くの製品には深刻な不純物が混入しており、脱ガム性能が大幅に低下しています。したがって、通常は正規のメーカーを選択して購入する必要があります。そうしないと、損失が利益を上回ります。
4) 異物混入
一般的に、原料の採掘および加工の過程で、油汚染物質や化学浮選剤が不可避的に混入します。さらに、現在多くの人工泥には、比較的大きな分子鎖を持つ有機添加剤が使用されています。油汚染は、釉薬表面に凹状の釉薬欠陥を直接引き起こします。浮選剤は酸塩基バランスに影響を与え、釉薬スラリーの流動性にも影響を与えます。人工泥添加剤は一般的に分子鎖が大きく、泡が発生しやすい傾向があります。
5) 原材料中の有機物
鉱物原料は、半減期、分化などの要因により、必然的に有機物に混入します。これらの有機物の中には、水に溶けにくいものもあり、気泡、ふるい分け、目詰まりが発生することがあります。
2. ベース釉薬のマッチングが悪い
素地と釉薬のマッチングは、焼成排気範囲のマッチング、乾燥・焼成収縮のマッチング、そして膨張係数のマッチングという3つの側面から考察することができます。それぞれ一つずつ分析してみましょう。
1) 点火排気間隔のマッチング
素地と釉薬の加熱過程において、温度の上昇に伴い、水の吸着、結晶水の排出、有機物の酸化分解、無機鉱物の分解など、一連の物理的・化学的変化が起こります。具体的な反応と分解温度については、先輩学者らが実験しており、参考までに以下のように記載しています。 ① 室温-100℃、吸着水が揮発します。
② 200〜118℃ 区画間の水分蒸発 ③ 350〜650℃ 有機物、硫酸塩、硫化物の分解燃焼 ④ 450〜650℃ 結晶再結合、結晶水分除去 ⑤ 573℃ 石英転換、体積変化 ⑥ 800〜950℃ 方解石、ドロマイト分解、ガス排除 ⑦ 700℃ 新しいケイ酸塩と複合ケイ酸塩相を形成。
上記の相当分解温度は、実際の生産においては参考値としてしか使用できません。原材料のグレードはますます低下し、生産コストを削減するために窯の焼成サイクルはますます短くなっているためです。そのため、セラミックタイルの場合も、燃焼が速いため、相当分解反応温度も遅くなり、高温域での排気が集中してもさまざまな欠陥が発生します。餃子を調理する場合、早く焼き上げるためには、皮と餡に力を入れ、皮を薄くしたり、餡の量を減らしたり、焼きやすい餡にしたりする必要があります。セラミックタイルも同様です。焼き、身の薄化、釉薬の焼成範囲の拡大などです。身と釉薬の関係は、女の子の化粧と同じです。女の子の化粧を見たことがある人なら、なぜ身に下釉と上釉があるのか理解するのは難しくないはずです。化粧の根本的な目的は、醜さを隠して美しくすることではありません。しかし、うっかり汗をかくと顔が汚れて、アレルギー反応を起こすことがあります。同じことはセラミックタイルにも当てはまります。もともとよく焼けていたのに、うっかりピンホールができたのに、なぜ化粧品は通気性を重視し、肌質に合わせて選ぶのでしょうか？化粧品が違っても、実は釉薬は同じで、肌質によって釉薬も違います。セラミックタイルは一度焼成で、前回の記事で触れたように、空気が遅い場合は原料を多く使い、炭酸塩と一緒に二価のアルカリ土類金属を導入すると良いでしょう。生の体が早く消耗する場合は、フリットを増やすか、強熱減量の少ない材料と一緒に二価のアルカリ土類金属を導入すると良いでしょう。排気の原理は、一般に、生素地の排気温度は釉薬の排気温度よりも低いため、下のガスが排出された後の釉面は当然美しいのですが、実際の生産では実現が難しく、生素地の排気を容易にするために釉薬の軟化点を適切に戻す必要があります。
2) 乾燥・焼成収縮合わせ
誰もが服を着るので、比較的快適なものでなければなりません。そうでないと、少しの不注意で縫い目が開いてしまい、体に塗られた釉薬が私たちが着ている服と同じようにぴったりとフィットする必要があります。したがって、釉薬の乾燥収縮も生の体と一致している必要があり、大きすぎても小さすぎてもいけません。そうしないと、乾燥中にひび割れが発生し、完成したレンガに欠陥が生じます。もちろん、現在の釉薬作業員の経験と技術レベルに基づいて、これはもはや難しい問題ではないと言われており、一般的なデバッガーも粘土をつかむのが非常に得意であるため、上記の状況は頻繁に発生しませんが、非常に厳しい生産条件の一部の工場で上記の問題が発生します。
3) 展開係数マッチング
一般的に、素地の膨張係数は釉薬の膨張係数よりわずかに大きく、焼成後に釉薬が圧縮応力を受けるため、釉薬の熱安定性が向上し、割れにくくなります。これは、ケイ酸塩を研究する際に必ず学ぶべき理論でもあります。数日前、友人が私に尋ねました。釉薬の膨張係数が素地の膨張係数より大きいため、レンガの形状が歪むのに、釉薬の膨張係数が素地の膨張係数より小さいため、レンガの形状が湾曲するのはなぜですか？加熱膨張後、釉薬がベースよりも大きく湾曲し、釉薬がベースよりも小さく湾曲していると考えるのが妥当でしょう。
答えを急ぐつもりはありませんが、熱膨張係数とは何かを見てみましょう。まず、それは値でなければなりません。どのような値でしょうか？それは、温度によって変化する物質の体積の値です。まあ、「温度」によって変化するので、温度が上昇したり下降したりすると変化します。私たちが通常セラミックと呼んでいる熱膨張係数は、実際には体積膨張係数です。体積膨張係数は一般に線膨張係数と関連しており、線膨張係数の約3倍です。測定された膨張係数には、一般に「特定の温度範囲で」という前提があります。たとえば、一般的に20〜400℃の値はどのような曲線ですか？400度と600度の値を比較することにこだわる場合、もちろん比較から客観的な結論を導き出すことはできません。
膨張係数の概念を理解した後、元のトピックに戻りましょう。タイルは窯で加熱された後、膨張と収縮の両方の段階があります。以前は、熱膨張と収縮による高温領域の変化を考慮しないようにしましょう。なぜでしょうか？高温では、グリーンボディと釉薬の両方が塑性であるためです。率直に言って、それらは柔らかく、重力の影響は自身の張力よりも大きいです。理想的には、グリーンボディは真っ直ぐでまっすぐであり、膨張係数の影響はほとんどありません。セラミックタイルが高温セクションを通過すると、急冷と徐冷が起こり、セラミックタイルは塑性体から硬くなります。温度が下がると、体積が収縮します。もちろん、膨張係数が大きいほど収縮は大きくなり、膨張係数が小さいほど対応する収縮は小さくなります。ボディの膨張係数が釉薬の膨張係数よりも大きい場合、冷却プロセス中にボディは釉薬よりも収縮し、レンガは湾曲します。素地の膨張係数が釉薬の膨張係数より小さい場合、冷却過程で素地は釉薬なしで収縮します。レンガが多すぎると、レンガがひっくり返ってしまうので、上記の疑問を説明するのは難しくありません。
投稿日時: 2024年4月25日