|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Crystal glaze | |
|
เคลือบผลึก (Crystal glaze)
ดร. คชินท์ สายอินทวงศ์
เคลือบสำหรับผลิตภัณฑ์เซรามิกนั้นมีหลากหลายชนิด เคลือบผลึกก็เป็นเคลือบอีกชนิดหนึ่งที่มีนักเซรามิกหลายต่อหลายคนหลงไหล จำได้ว่าตอนที่ยังเรียนปริญญาตรีอยู่ที่จุฬาฯ ได้สูตรเคลือบผลึกเด็ดๆมาจากรุ่นพี่แล้วก็เอามาลองทำออกบ้างไม่ออกบ้าง แต่ส่วนใหญ่ก็ออกดอกผลึกแม้ไม่ค่อยสมบูรณ์นักแต่ก็เป็นความรู้สึกที่เป็นปลึ้มเอามากๆ จากนั้นก็กลายเป็นความหลงไหลไปโดยไม่รู้ตัว ได้มีโอกาสไปทำงานโรงงานกระเบื้องที่ส่วนใหญ่ใช้เตา Roller ซึ่งจะเผาที่อุณหภูมิไม่สูงนักและเวลาในการเผาเร็วมาก แต่ก็ยังโชคดีที่โรงงานยังมีการผลิตโมเสคที่ต้องใช้เตาอุโมงค์อยู่ก็เลยได้เล่นผลึกอีก พอมาเป็นที่ปรึกษาเต็มตัวคราวนี้เลยได้เล่นเคลือบผลึกสมใจจริงๆเสียที
เคลือบผลึกนั้นถ้าจะแบ่งออกเป็นชนิดต่างๆก็คงต้องแบ่งตามชนิดของวัตถุดิบที่ทำให้เกิดผลึกซึ่งส่วนใหญ่ก็สามารถทำให้เกิดผลึกได้ทั้งสิ้นไม่ว่าจะเป็น Zn-crystal, Al-crystal, Ca-crystal, Ti-crystal, Mg-crystal, Co-crystal, Fe-crystal และอื่นๆ ซึ่งผลึกของวัตถุดิบแต่ละชนิดก็จะให้รูปร่าง ขนาด และสีสันที่แตกต่างกันออกไป
สำหรับเคลือบผลึกที่จะกล่าวถึงในบทความนี้จะเป็นเคลือบ Zn-crystal ซึ่งเป็นเคลือบที่สวยงามมีเสน่ห์ทั้งกับคนทำเคลือบและคนที่เป็นเจ้าของเป็นอย่างมาก
ในการทำเคลือบผลึกของ Zn นั้นมีปัจจัยในการเกิดผลึกอยู่หลายปัจจัยที่ต้องควบคุมได้แก่
ความสม่ำเสมอของวัตถุดิบที่ใช้
ความละเอียดของการบดน้ำเคลือบ
ความหนาแน่นของน้ำเคลือบ
ความหนืดของสีเคลือบที่อุณหภูมิสูง
ความหนาของชั้นเคลือบที่ทำการ Apply ลงบนบิสกิท
สูตรเนื้อดินที่ใช้ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับค่า COE ระหว่างเนื้อดินกับเนื้อเคลือบ
อุณหภูมิในการเผา
เวลาในช่วงการยืนไฟและการเลี้ยงผลึก
ความสม่ำเสมอของวัตถุดิบที่ใช้
วัตถุดิบที่นำมาทำเคลือบผลึกนั้น ตัวสำคัญๆที่เป็นตัวให้ผลึกควรมีการควบคุมคุณภาพที่ดีมีการตรวจรับ
วัตถุดิบที่ดีเพียงพอเพื่อให้ทราบว่าวัตถุดิบที่เรานำมาใช้นั้นมีความสม่ำเสมอและตรงตามความต้องการสำหรับเคลือบผลึกหรือไม่ วัตถุดิบที่สำคัญคือ ZnO ซึ่งถ้าเราต้องการใช้ ZnO เพียงเพื่อเป็นตัวช่วยหลอมก็คงไม่ต้องดูอะไรมาก แต่ถ้าต้องการทำเคลือบผลึกให้สวยต้องมีการตรวจสอบ ZnO ที่ดี ได้แก่การตรวจสอบ%ZnO ว่ามีความบริสุทธิ์เพียงใด ความละเอียดของ ZnO ที่ใช้ต้องมีการควบคุม %Residue ก่อนการใช้งานด้วย
วัตถุดิบอีกตัวที่นำมาใช้สำหรับการเกิดผลึกคือ TiO2 ซึ่งต้องดูค่า %TiO2 ที่มีอยู่รวมทั้งค่าความละเอียดเช่นกัน ซึ่ง TiO2 นี้ควรใช้แร่ที่เป็น Rutile จะให้ผลดีกว่า Anathase
ดังนั้นถ้าเราใช้วัตถุดิบของผู้ขายเจ้าใดแล้วให้ผลที่ดีก็ควรเก็บไว้เป็นมาตรฐานสำหรับการสั่งซื้อในครั้งต่อๆไปด้วยอย่าไปกังวลกับ Inventory ของวัตถุดิบ ถ้าใช้ได้ดีควรซื้อเก็บไว้เป็น Stock เอาไว้ เพราะซื้อ Lot ใหม่อาจได้คุณภาพไม่เหมือนเดิมได้โดยเฉพาะวัตถุดิบที่มาจากเมืองจีน
ความละเอียดของการบดน้ำเคลือบ
การบดน้ำเคลือบสำหรับการทำเคลือบผลึกนั้นจะต้องควบคุมความละเอียดที่ดี ค่า %Residue ที่เหมาะสมควรอยู่ที่ 1-2% on 325 mesh ซึ่งการบดเคลือบที่ละเอียดนี้จะทำให้การเกิดผลึกมีความสม่ำเสมอมากขึ้นและใช้เวลาในการยืนไฟต่ำลง ซึ่งถ้าบดเคลือบผลึกไม่ละเอียดเพียงพออาจทำให้กลายเป็นเคลือบด้านธรรมดาไปได้
ความหนาแน่นของน้ำเคลือบ
ความหนาแน่นของน้ำเคลือบนั้นจะขึ้นอยู่กับการเคลือบของเรา ถ้าเป็นการเคลือบโดยใช้การสเปรย์จะใช้ความหนาแน่นอยู่ในช่วง 1.55-1.60 g/cc และถ้าเป็นการชุบเคลือบจะอยู่ที่ 1.45-1.50 g/cc
ความหนืดของสีเคลือบที่อุณหภูมิสูง
การไหลตัวของเคลือบที่อุณหภูมิสูงสำหรับเคลือบผลึกนั้นจะต้องมีการไหลตัวได้ดีนั่นคือมีค่าความหนืดที่ Max temp ต่ำนั่นเอง เพื่อที่นิวคลีไอของตัวที่เกิดผลึกเกิดการเจริญเติบโตได้ดี ดังนั้นในสูตรควรมีการใช้โซเดียมเฟลด์สปาร์มากกว่าการใช้แร่กะเทยหรือเป็นโพแตชเฟลด์สปาร์ นอกจากนี้การใช้ SiO2 ในปริมาณสูงๆก็จะไปทำให้ความหนืดของเคลือบในขณะหลอมตัวสูงขึ้น ดังนั้นจึงควรเติม SiO2 ในปริมาณที่เพียงพอสำหรับการเกิดผลึกร่วมกับ Zn เพื่อให้กลายเป็นผลึกของ Willemite (2ZnOSiO2) บางครั้งถ้าต้องการให้เคลือบมีการไหลตัวได้ดีอาจเติม Li2CO3 ลงไปในสูตรด้วย
เนื่องจากเคลือบผลึก Zn จะมีการไหลตัวที่ดีมากดังนั้นเวลาเคลือบควรเว้นช่วงใกล้ด้านก้นของชิ้นงานเพื่อไม่ให้เคลือบไหลติดแผ่นหรืออาจจะใช้ตัวรองเผาเพื่ไม่ให้ติดแผ่นก็ได้
ความหนาของชั้นเคลือบที่ทำการ Apply ลงบนบิสกิท
ความหนาของชั้นเคลือบเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องควบคุมเนื่องจากว่าถ้าเคลือบบางเกินไปการเกิดผลึกจะน้อยลงและผลึกที่ได้จะมีขนาดเล็กหรือบางครั้งอาจไม่มีผลึกเกิดขึ้นเลย แต่ถ้าชั้นเคลือบหนาเกินไปจะทำให้เกิดการไหลตัวของเคลือบอย่างมากและผลึกที่ได้อาจจะนูนมากจนสะดุดมือและอาจเกิดรูเข็มขึ้นที่บริเวณดอกผลึกได้
ถ้าใช้การสเปรย์เคลือบเมื่อชั้นเคลือบหนาขึ้นจะทำให้เกิดการพองตัวขึ้นดังนั้นเมื่อทำการสเปรย์รอบแรกไปแล้วควรอบชิ้นงานให้แห้งก่อนหรืออาจใช้หัวพ่นแก็สพ่นเบาๆบนชั้นเคลือบให้เคลือบดิบแห้งตัวดีก่อนที่จะสเปรย์ซ้ำอีกครั้งก็จะได้ชั้นเคลือบที่หนาเพียงพอที่จะทำให้ผลึกเกิดขึ้นอย่างสวยงามได้
สูตรเนื้อดินที่ใช้
จะต้องคำนึงถึงค่า COE ระหว่างเนื้อดินกับเนื้อเคลือบด้วยถ้า COE แตกต่างกันมากการเกิดผลึกก็จะเกิดน้อยลง รวมทั้งถ้าเนื้อดินมีสีคล้ำไม่ขาวสะอาดผลึกที่เกิดขึ้นสีก็จะไม่สดใสเนื่องจากสีพื้นของตัวเคลือบผลึกสีจะหม่นเกินไปทำให้ไม่ Contrast กับสีของผลึก นอกจากนี้การสุกตัวของเนื้อดินก็จะมีผลต่อการผลึกด้วยเช่นกัน เนื้อดินที่ยังมีรูพรุนอยู่มากทำให้ช่วงการเกิดนิวคลีเอชั่นของผลึกไม่สามารถเกิดได้อย่างเต็มที่
อุณหภูมิในการเผา
โดยทั่วไปแล้วเคลือบผลึกจะเผาที่อุณหภูมิตั้งแต่ 1230-1280°C ขึ้นอยู่กับสูตรและวัตถุดิบที่ใช้ สำหรับเวลาในการยืนไฟนั้นจะยืนไฟไม่นานนักอยู่ที่ช่วง 15-30 นาที เพื่อให้เกิดการละลายของเนื้อแก้วได้ดี หลังจากนั้นช่วงที่สำคัญคือการเย็นตัวของเนื้อเคลือบ โดยการดับเตาเมื่ออุณหภูมิลงไปถึงช่วง 1050-1100°C ก็ทำการยืนไฟที่อุณหภูมินี้ต่อประมาณ 3-5 ชั่วโมงเพื่อให้เริ่มการเกิดนิวคลีเอชั่นของผลึก เมื่อยืนไฟครบตามที่กำหนดก็จะได้ผลึกดอกใหญ่สวยงามอยู่บนผิวเคลือบของเรา (จริงๆแล้วไม่อยากอธิบายกลไกการเกิดผลึกมากนักเพราะเดี๋ยวจะดูเป็นวิชาการเกินไปเพราะมีคนบ่นว่าวารสารฉบับนี้ดูวิชาการเกินไป แต่ผมไม่ชอบที่จะบอกให้ทำโดยไม่บอกว่าเหตุผลคืออะไร คนเรามากมายมักชอบอะไรที่สำเร็จรูป ง่ายๆไม่ซับซ้อน ไม่ต้องรู้ที่มาที่ไปขอแค่ทำแล้วออกมาดีก็พอ แต่เหตุผลที่ทำคืออะไรไม่ต้องรู้ก็ได้ จริงๆผมจะเขียนง่ายๆก็ได้ เขียนสูตรไป บอกอุณหภูมิเผาไป บอกที่ซื้อวัตถุดิบ แล้วคนอ่านก็ไปทำ ออกบ้างไม่ออกบ้างก็เพราะว่าเซรามิกนั้นหนึ่งบวกหนึ่งไม่ใช่สองนะครับ)
บรรยากาศในการเผา
ส่วนใหญ่แล้วในการเผาเคลือบผลึกนั้นมักใช้การเผาในบรรยากาศออกซิเดชั่นแต่บางครั้งถ้าต้องการผลึกสีแปลกตาไปก็สามารถเผารีดักชั่นได้เช่นผลึกสีแดงฉ่ำในรูปบนพื้นสีขาวก็เกิดจากการเผาเคลือบผลึกสูตรที่เติม CuO เพื่อเป็นตัวให้สี ปกติจะได้เคลือบพื้นสีเขียวอ่อนและมีผลึกสีเงินอมเขียวแต่เมื่อเผารีดักชั่นก็จะได้พื้นสีขาวและผลึกสีแดงสด
สีพื้นและสีของดอกผลึกนั้นจะขึ้นอยู่กับออกไซด์ที่เราเติมเข้าไปในสูตร ซึ่งการสร้างสรรงานที่ดีนั้นอาจ
มีการสเปรย์สีให้เหลื่อมกันหรือทับกันบ้างเพื่อให้เกิดสีใหม่ที่เป็นการผสมกันระหว่างสีของพื้นและดอกผลึกของสูตรเคลือบหนึ่งกับสีพื้นและดอกผลึกของอีกสูตรหนึ่ง หรือมีการผสมกันระหว่างเคลือบรานสีใสๆกับเคลือบผลึกที่มีดอกสวยๆ หรือมีการเคลือบผลึกที่ด้านบนของผลิตภัณฑ์และเบรคการไหลของเคลือบผลึกด้วยเคลือบด้านแบบโลหะแวววาวก็น่าสนใจดี
ผมจะให้สูตรเคลือบผลึกสวยๆไปทดลองเล่นกันดูนะครับ
| Zn-Crystal |
| K-Na feldspar |
31% |
| Dolomite |
12% |
| BaCO3 |
5% |
| ZnO |
23% |
| SiO2 |
22% |
| Kaolin |
7% |
อุณหภูมิเผา 1250°C soaking time 30 นาที และ soak ที่ 1100°C 3 ชั่วโมง
ถ้าต้องการพื้นสีฟ้าและมีผลึกสีน้ำเงินสดให้เติม CoO 0.5%
ถ้าต้องการพื้นสีเขียวและมีผลึกสีเงินอมเขียวให้เติม CuO 3%
ถ้าต้องการให้พื้นสีน้ำตามและมีผลึกสีน้ำเงินให้เติม MnO2 3% NiO 3%
สำหรับสูตรต่อไปจะมีผลึกเล็กกว่ามีลักษณะค่อนข้างกลมและมีผลึกไม่หนาแน่นเท่าสูตรแรก
| Zn-Crystal2 |
| K-Na feldspar |
33% |
| Dolomite |
3.5% |
| ZnO |
19.5% |
| BaCO3 |
5% |
| Kaolin |
4% |
| Li2CO3 |
7% |
เติม Fe2O3 1.5%, MnO2 1.5%, CuO 0.8%
อุณหภูมิเผา 1250°C soaking time 30 นาที
สูตรต่อไปเป็นเคลือบผลึกของ Co ราคาจะค่อนข้างแพงเพราะตอนนี้ราคาของ CoO สูงมากขึ้นเรื่อยๆ แต่เคลือบที่ได้ก็ดูน่ารักดีเป็นดอกผลึกเล็กๆสีม่วงละลายอยู่ในเคลือบสีน้ำเงินเข้ม เคลือบสูตรนี้ระวังเรื่องการไหลตัวนะครับ ค่อนข้างจะไหลตัวสูงมาก
| K-Na feldspar |
21% |
| Limestone |
19% |
| SiO2 |
23% |
| CoO |
13% |
| Dolomite |
4% |
| Frit Lead silicate |
20% |
อุณหภูมิเผา 1250°C soaking time 10 นาที
สำหรับเคลือบผลึกชนิดอื่นๆจะทะยอยเขียนมาให้อ่านกัน ขอให้หลงไหลกับเคลือบผลึกเช่นเดียวกับผมนะครับ
|
|
|
|
|
|
|
