آمادهسازی مواد اولیه در تولید چینی مظروف
آمادهسازی مواد اولیه نخستین و یکی از مهمترین مراحل در فرآیند ساخت چینی مظروف است؛ چرا که کیفیت این مرحله، مستقیماً بر شفافیت، استحکام و زیبایی محصول نهایی تأثیر میگذارد. مواد اصلی تشکیلدهنده بدنه چینی شامل کائولن، فلدسپات و سیلیس (کوارتز) هستند که هر کدام نقش ویژهای در خواص فیزیکی و شیمیایی بدنه ایفا میکنند. کائولن به دلیل پلاستیسیته و رنگ سفید خود باعث شکلپذیری و شفافیت بدنه میشود، فلدسپات بهعنوان کمکذوب عمل کرده و در پخت نهایی موجب شیشهای شدن ساختار بدنه میگردد، و سیلیس یا کوارتز به افزایش استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی کمک میکند. در برخی فرمولاسیونها، مواد دیگری مانند خاک رس پلاستیک یا اکسیدهای معدنی نیز برای بهبود خاصیت کارپذیری یا ایجاد رنگهای خاص به ترکیب اضافه میشوند.
پس از تأمین مواد، مرحلهی خردایش و دانهبندی آغاز میشود. مواد اولیه معمولاً به صورت سنگ یا خاک طبیعی وارد کارخانه میشوند و ابتدا در آسیابهای فکی یا گلولهای خرد شده تا به دانهبندی یکنواخت برسند. سپس برای حذف ناخالصیهای ناخواسته مانند ذرات آهن، منیزیم یا مواد آلی از روشهای مختلفی مانند شستوشو، الک کردن یا جدایش مغناطیسی استفاده میشود؛ چرا که وجود این ناخالصیها میتواند باعث ایجاد لکه، تغییر رنگ یا نقص در لعاب نهایی گردد.
در ادامه، کنترل کیفیت مواد اولیه اهمیت ویژهای دارد. در این مرحله پارامترهایی مانند اندازه ذرات، میزان رطوبت، درصد اکسیدها، رنگ پس از پخت و رفتار حرارتی بررسی میشود. اگر نتایج آزمایشها در محدوده استاندارد نباشد، اصلاحات لازم در ترکیب یا فرآوری مواد صورت میگیرد. نهایتاً، مخلوط مواد آمادهشده به دو روش متفاوت وارد خط تولید میشود: در روش تر (دوغابسازی)، مواد به همراه آب و افزودنیهایی مانند دفلوکولانتها آسیاب و همگن میشوند تا دوغابی روان و پایدار ایجاد شود؛ در حالی که در روش خشک، پودر آمادهشده به کمک اسپریدرایر تبدیل به گرانولهایی با رطوبت کنترلشده میشود که برای پرس مناسب هستند.
بنابراین، مرحله آمادهسازی مواد اولیه تنها شامل آسیاب و مخلوطسازی ساده نیست، بلکه یک فرآیند علمی و دقیق است که ترکیبی از مهندسی مواد، کنترل کیفیت و فناوری فرآوری مواد را در بر میگیرد. هرگونه کوتاهی یا خطا در این مرحله میتواند منجر به کاهش کیفیت نهایی، ترکخوردگی در پخت، کاهش شفافیت یا حتی از بین رفتن خواص زیباییشناختی ظروف چینی شود.
تهیهی دوغاب یا میکس خشک در تولید چینی مظروف
پس از آمادهسازی و کنترل کیفیت مواد اولیه، مرحلهی بعدی شامل آمادهسازی مخلوط بدنه به دو شیوهی اصلی یعنی روش تر (دوغابسازی) و روش خشک (میکس خشک) است. انتخاب هر یک از این روشها به نوع محصول، فناوری خط تولید و تجهیزات کارخانه بستگی دارد، اما هر دو روش با هدف ایجاد ترکیبی یکنواخت، همگن و پایدار از مواد اولیه انجام میشوند تا در مراحل بعدی شکلدهی و پخت، محصولی با کیفیت مطلوب حاصل شود.
۱. روش تر یا تهیهی دوغاب (Slip Preparation)
در این روش، مواد اولیه شامل کائولن، فلدسپات و سیلیس به همراه مقدار مشخصی آب در آسیابهای گلولهای (Ball Mill) قرار داده میشوند. طی فرآیند آسیاب تر، ذرات به تدریج خرد و مخلوط شده و به صورت دوغاب یکنواخت در میآیند. برای بهبود روانی و جلوگیری از تهنشینی، افزودنیهایی مانند دفلوکولانتها (معمولاً سیلیکات سدیم یا پلیمرهای خاص) به دوغاب اضافه میشوند. این افزودنیها باعث کاهش ویسکوزیته و افزایش پایداری دوغاب میشوند. پس از رسیدن دوغاب به دانهبندی مطلوب، آن را از الکهای ریز عبور داده و توسط آهنربا یا فیلترهای خاص از ناخالصیها و ذرات فلزی احتمالی پاکسازی میکنند. در نهایت، دوغاب آماده با کنترل دقیق پارامترهایی همچون چگالی، ویسکوزیته، درصد مواد جامد و pH ذخیره میشود تا در مرحلهی قالبگیری (Slip Casting) مورد استفاده قرار گیرد.
۲. روش خشک یا میکس خشک (Dry Mixing)
در برخی خطوط تولید، بهویژه در روشهای پرس ایزواستاتیک یا پرس خشک، تهیهی دوغاب الزامی نیست و مواد پس از آسیاب و همگنسازی به صورت خشک فرآوری میشوند. در این حالت، مواد اولیه آسیابشده ابتدا با نسبتهای مشخص ترکیب شده و سپس وارد دستگاه اسپریدرایر میشوند. در اسپریدرایر، دوغاب اولیه در دمای بالا پاشیده شده و به سرعت خشک میشود و به شکل گرانولهای کروی با اندازه و رطوبت یکنواخت درمیآید. این گرانولها برای عملیات پرس بسیار مناسباند، زیرا تراکمپذیری بالایی داشته و منجر به تولید بدنهای همگن با استحکام خام بالا میشوند. در این روش، کنترل دقیق میزان رطوبت گرانولها (معمولاً ۴ تا ۷ درصد) و توزیع اندازه ذرات اهمیت ویژهای دارد.
به طور کلی، چه در روش تر و چه در روش خشک، هدف اصلی از این مرحله ایجاد ترکیبی یکنواخت و پایدار از مواد اولیه است تا بدنهی چینی در مراحل شکلدهی و پخت بدون عیوبی نظیر ترک، حفره یا تغییر رنگ باقی بماند. به همین دلیل، این مرحله نه تنها یک فرآیند سادهی مخلوطسازی، بلکه یک عملیات مهندسی دقیق محسوب میشود که نیازمند کنترل مستمر پارامترهای فیزیکی و شیمیایی است.
شکلدهی ظروف چینی
مرحلهی شکلدهی یکی از حساسترین و تعیینکنندهترین بخشهای تولید چینی مظروف است، زیرا در این مرحله مواد خام آمادهشده به صورت دوغاب یا گرانولهای خشک به فرم نهایی ظرف تبدیل میشوند. انتخاب روش شکلدهی به نوع محصول، اندازه و ضخامت قطعه، فناوری کارخانه و حتی طراحی هنری ظروف بستگی دارد. مهمترین روشهای شکلدهی در تولید چینی مظروف عبارتاند از قالبگیری دوغابی (Slip Casting)، پرس خشک یا ایزواستاتیک و چرخکاری یا فرمدهی سنتی.
قالبگیری دوغابی (Slip Casting)
این روش از قدیمیترین و پرکاربردترین تکنیکها برای تولید قطعات ظریف و پیچیده در چینی مظروف است. در این شیوه، دوغاب آمادهشده وارد قالبهای گچی میشود. قالب گچی خاصیت جذب آب دارد و به تدریج بخشی از آب دوغاب را جذب میکند، در نتیجه ذرات جامد روی سطح قالب رسوب کرده و لایهای متراکم تشکیل میدهند. ضخامت این لایه با گذشت زمان افزایش مییابد و پس از رسیدن به مقدار مطلوب، دوغاب اضافی از قالب تخلیه میشود. پس از خشک شدن نسبی، قطعه از قالب جدا شده و برای مراحل بعدی آماده میشود. این روش برای تولید ظروف با شکلهای پیچیده مانند فنجان، قوری یا قطعات تزئینی بسیار مناسب است.
پرس خشک یا پرس ایزواستاتیک
در خطوط مدرنتر، بهویژه برای تولید انبوه ظروفی با اشکال ساده مانند بشقاب و کاسه، از روش پرس استفاده میشود. در این روش، گرانولهای خشک حاصل از اسپریدرایر در قالبهای فلزی تحت فشار مکانیکی یا ایزواستاتیک (فشار یکنواخت از همه جهات) فشرده میشوند. این فرآیند باعث ایجاد بدنهای با تراکم بالا، یکنواختی بیشتر و استحکام خام بالاتر نسبت به روشهای سنتی میشود. کنترل دقیق فشار پرس، میزان رطوبت گرانولها و طراحی قالب اهمیت زیادی در کیفیت قطعه نهایی دارد.
چرخکاری یا فرمدهی سنتی
در تولید دستی یا هنری ظروف چینی، همچنان از روش چرخکاری مشابه سفالگری استفاده میشود. در این شیوه، خمیر آمادهشده روی چرخ سفالگری قرار گرفته و به کمک مهارت دست استادکار به شکل مورد نظر در میآید. این روش اگرچه سرعت کمتری دارد، اما امکان تولید ظروف خاص، سفارشی و با ارزش هنری بالا را فراهم میکند.
پس از شکلدهی، قطعات تولیدشده وارد مرحله خشککردن کنترلشده میشوند تا رطوبت باقیمانده به آرامی خارج گردد. این کار مانع از ترکخوردگی یا تاببرداشتن قطعات پیش از ورود به کوره میشود. در کارخانههای مدرن، خشککنهای هوای گرم با کنترل دما و رطوبت نسبی به کار میروند، در حالی که در گذشته این کار بهصورت طبیعی و در فضای آزاد انجام میگرفت.
بنابراین، مرحلهی شکلدهی نه تنها به بدنه چینی فرم نهایی میدهد، بلکه کیفیت آن در مقاومت مکانیکی، یکنواختی ضخامت و زیبایی ظاهری محصول نیز بسیار تأثیرگذار است. انتخاب روش مناسب در این مرحله میتواند تعیینکنندهی موفقیت کل فرآیند تولید باشد.
پخت اولیه یا بیسکویت (Biscuit Firing)
پس از شکلدهی و خشککردن ظروف خام، قطعات برای اولین بار وارد کوره میشوند تا تحت حرارت کنترلشده قرار گیرند. این مرحله که به آن پخت بیسکویت گفته میشود، معمولاً در بازه دمایی ۸۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد انجام میگیرد و هدف اصلی آن ایجاد استحکام اولیه در بدنه چینی و آمادهسازی قطعه برای مراحل بعدی، بهویژه لعابکاری است.
در طول این پخت، چندین تغییر فیزیکی و شیمیایی مهم در بدنه اتفاق میافتد:
- خروج رطوبت باقیمانده: حتی پس از خشککردن، مقدار کمی آب در منافذ بدنه باقی میماند و حرارت ملایم کوره باعث تبخیر کامل این آب میشود.
- حذف مواد آلی و ناخالصیها: هرگونه مواد آلی موجود در خاک رس یا ناخالصیهای طبیعی در دمای بالا میسوزند و از بدنه خارج میشوند، که این امر به یکنواختی رنگ و سلامت قطعه کمک میکند.
- ایجاد استحکام اولیه: با افزایش دما، بخشی از ذرات فلدسپات و سیلیس شروع به واکنش میکنند و اتصالات ضعیفی در بین ذرات تشکیل میشود. این اتصالات باعث میشود بدنه قطعه سخت و مقاوم گردد، هرچند هنوز تخلخل بالایی دارد.
یکی از مهمترین ویژگیهای قطعه بعد از این پخت، متخلخل بودن آن است. وجود منافذ باز در بدنه موجب میشود که لعاب در مرحله بعدی بتواند بهخوبی به سطح ظرف نفوذ کرده و به آن بچسبد. از همین رو، این مرحله نهتنها برای استحکام اولیه، بلکه برای بهبود کیفیت لعابکاری اهمیت زیادی دارد.
کنترل دما و زمان پخت در این مرحله بسیار حیاتی است. اگر دما بیش از حد بالا باشد، بخشی از بدنه زودتر متراکم شده و مانع نفوذ لعاب میشود؛ و اگر دما کافی نباشد، قطعه استحکام لازم را پیدا نکرده و ممکن است در حین لعابکاری یا جابجایی دچار شکستگی شود.
در گذشته، این پخت با کورههای تونلی یا سفالی سنتی انجام میشد، اما امروزه کارخانههای مدرن از کورههای رولری و الکتریکی با سیستمهای دقیق کنترل دما استفاده میکنند که امکان تنظیم یکنواخت حرارت در کل قطعات را فراهم میسازد.
به این ترتیب، مرحلهی پخت بیسکویت یکی از کلیدیترین گامها در فرآیند تولید ظروف چینی است؛ چرا که هم شرایط لازم برای لعابکاری موفق را ایجاد میکند و هم پایهای برای استحکام و کیفیت نهایی محصول محسوب میشود.
لعابکاری ظروف چینی
پس از تکمیل مرحلهی پخت بیسکوییت، ظروف چینی وارد مرحلهی حیاتی لعابکاری میشوند، که علاوه بر زیبایی ظاهری، خواص مکانیکی و شیمیایی سطح ظرف را بهبود میبخشد. پیش از اعمال لعاب، سطح ظروف باید بهطور کامل از هرگونه گرد و غبار، ذرات خارجی یا آلودگی پاکسازی شود تا از ایجاد نقصهای سطحی مانند حباب، ترک یا ناپیوستگی در پوشش جلوگیری شود. سطح تمیز و یکنواخت، پیششرط ضروری برای چسبندگی مناسب لعاب است.
انتخاب نوع لعاب بسته به ویژگیهای مورد انتظار محصول و سازگاری با دمای پخت نهایی صورت میگیرد. لعابها میتوانند شفاف، مات، براق یا رنگی باشند و باید به گونهای طراحی شوند که در دمای پخت تغییر رنگ یا ترکخوردگی نداشته باشند. روشهای اصلی اعمال لعاب شامل غوطهوری، برسکشی و اسپری است. در روش غوطهوری، ظرف به طور کامل در حمام لعاب فرو برده شده و سپس به آرامی خارج میشود تا پوشش یکنواخت حاصل شود. روش برسکشی برای ایجاد جزئیات و طرحهای خاص استفاده میشود و اعمال کنترلشده لعاب با برس مخصوص انجام میگیرد. در روش اسپری، لعاب به شکل مهآلود روی سطح ظرف پاشیده میشود که برای پوشش سریع و یکنواخت ظروف بزرگ یا تعداد زیاد مناسب است.
پس از اعمال لعاب، ظروف باید در شرایط کنترلشده خشک شوند تا از تشکیل حباب، ترک یا ناپیوستگی در سطح جلوگیری شود. این مرحله بسته به ضخامت لعاب و شرایط محیطی ممکن است از چند دقیقه تا چند ساعت طول بکشد. قبل از ورود به کوره، سطح لعاب از نظر هرگونه نقص یا حباب بررسی و اصلاح میشود، زیرا پس از پخت، امکان اصلاح آسیبدیدگیها بسیار محدود است.
پخت نهایی پس از لعابکاری (Glaze Firing)
پس از خشک شدن لعاب، ظروف وارد مرحلهی پخت نهایی میشوند. در این مرحله، ظروف لعابکاری شده در کورهای با دمای ۱۲۰۰ تا ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد قرار میگیرند. این دما باعث ذوب جزئی لعاب و اتصال شیمیایی آن با سطح چینی میشود و پوششی شفاف، صاف و مقاوم ایجاد میکند.
پخت نهایی همچنین مقاومت مکانیکی و شیمیایی ظروف را افزایش میدهد و از نفوذ آب و مواد شیمیایی جلوگیری میکند. کنترل دقیق دما و زمان پخت برای جلوگیری از تغییر رنگ، ترک یا کج شدن شکل ظروف حیاتی است. پس از سرد شدن، محصولات آماده استفاده، تزئینات تکمیلی یا بستهبندی میشوند.
مرحلهی نهایی ساخت ظروف چینی
پس از اتمام پخت نهایی، که شامل تثبیت لعاب و افزایش مقاومت مکانیکی و شیمیایی ظروف بود، فرآیند تولید به مرحلهی نهاییسازی محصول میرسد. این مرحله شامل بررسی کیفیت، اصلاح جزئیات و آمادهسازی ظروف برای استفاده یا بستهبندی است.
در ابتدا، ظروف پس از سرد شدن کاملاً بازرسی میشوند تا از سلامت سطح، یکنواختی لعاب و نبود ترک، حباب یا سایر نقصها اطمینان حاصل شود. این بازرسی میتواند به صورت چشمسنجی یا با ابزارهای تخصصی انجام شود، مخصوصاً برای ظروفی که قرار است برای مصارف تزئینی یا لوکس استفاده شوند.
در صورت نیاز، برخی اصلاحات جزئی انجام میشود. برای مثال، لبههای تیز یا ناهموار ممکن است صیقل داده شوند و یا برشهای کوچک روی سطح برای بهبود ظاهر اصلاح گردند.
مرحلهی نهایی همچنین شامل تمیزکاری و آمادهسازی برای بستهبندی است. ظروف معمولاً با دستمال نرم تمیز میشوند تا گرد و غبار یا اثر انگشت از سطح حذف شود و سپس بستهبندی محافظ برای حمل و نقل آماده میشوند. در این مرحله، ظروف آمادهی استفاده مستقیم، تزئینات تکمیلی، یا ارسال به بازار هستند.
به طور کلی، مرحلهی نهایی تضمین میکند که محصول تولید شده علاوه بر زیبایی و مقاومت، کیفیت لازم برای مصرفکننده را دارا باشد و استانداردهای صنعتی یا هنری رعایت شده باشد.
جمع بندی
تولید ظروف چینی یک فرآیند مرحلهای و دقیق است. ابتدا گل چینی آماده و به شکل ظرف قالبگیری میشود، سپس پس از خشک شدن و پخت اولیه، لعاب روی سطح ظروف اعمال میشود تا هم زیبایی و هم مقاومت آنها تضمین شود. در مرحلهی پخت نهایی، ظروف در دمای بالا پخته میشوند تا لعاب به سطح چینی پیوند بخورد و پوششی شفاف، محکم و درخشان ایجاد شود. در پایان، محصولات بازرسی شده و برای استفاده، تزئین یا بستهبندی آماده میشوند، بهگونهای که دوام، کیفیت و جلوهی نهایی ظروف کاملاً تضمین شود.
محصولات و خدمات مرتبط
صابون قالب
شرکت کیمیا سرام زرین اقدام به تولید صابون قالب یا آب صابون که یک ماده جداکننده است و بعنوان پوشش قالب استفاده می شود، کرده است تا از چسبیدن قسمت قالبگیری شده به قالب جلوگیری کند و به عنوان مانعی بین بستر و سطح قالب عمل کند.
روانسازهای چینی بهداشتی و چینی مظروف
روانسازها در صنایع چینی بهداشتی و چینی مظروف، نقش حیاتی در مرحلهی آمادهسازی دوغاب ایفا میکنند. این مواد افزودنی با بهبود خواص رئولوژیکی دوغاب، شامل حفظ و افزایش دانسیته و ویسکوزیته، جلوگیری از رسوب و تأمین سیالیت مطلوب، شرایط مناسبی برای فرآیندهای بعدی تولید فراهم میکنند.
بایندر برای چینی مظروف
اکثرکارخانجات تولیدی جهت افزایش استحکام خام محصول از خاکهای رسی پلاستیسیته بالا استفاده میکنند؛ این خاکها خواص مکانیکی قطعه را افزایش میدهند اما ایراداتی از قبیل ویسکوزیته و تیکسوتروپی نامناسب، هزینه روانسازی بالا، چسبندگی درقالب، زمان بالای جداره بندی در قالب دارند.
