คำถามสั้นๆดีครับแต่ต้องตอบยาวมาก

รูเข็มตำหนิหลักตัวหนึ่งของเซรามิกมาจากสองแหล่งหลักๆก็คือเคลือบ กับเนื้อดิน ในเนื้อดินนั้นมีสาเหตุได้ตั้งแต่การเตรียมวัตถุดิบ ในการบดที่ไม่ละเอียดเพียงพอ หรือบดละเอียดไปก็มีโอกาสเกิดรูเข็มได้ทั้งคู่แต่ลักษณะของรูจะแตกต่างกันไป การกรองน้ำดินที่ไม่ละเอียดพอหรือตะแกรงขาดจะมีโอกาสเกิดรูได้อย่างมาก ซึ่งรูนั้นจะลึกและถ้าเราผ่าดูก็จะเห็นมีเศษแร่เช่นQuartz feldspar อยู่ใต้รูนั้น การเตรียมผงดินที่มีเม็ดดินใหญ่เกินไปก็ส่งผลต่อการเกิดรูได้เนื่องจากการ Packing ไม่ดีพอ มีโพรงอากาศแทรกอยู่ที่ผิว เนื้อดินที่มีสารอินทรีย์อยู่มากกว่าปกติก็จะส่งผลถึงรูเข็มที่ผิวหน้าได้แต่จะเป็นรูเล็กๆที่เรียกว่า Pitting พวกคาร์บอเนตต่างๆที่มาจากหินปูน หรือหินปูนที่แทรกอยู่กับเฟลดสปาร์ก็เป็นตัวการสำคัญในการเกิดปัญหารูเข็มเพราะเมื่อเผาไปพวกคาร์บอเนตจะสลายตัวเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ที่ 700-900 C ซึ่งณ เวลานี้เคลือบได้เริ่มหลอมตัวแล้ว นอกจากนี้ก็จะมีน้ำในโครงสร้างของแร่บางตัวเช่นดิน ไพโรฟิลไลท์ ทัลคัม น้ำนี้จะถูกเคลือบหลอมเร็วปิดกั้นไว้ในเคลือบซึ่งเป็นปัญหาที่พบบ่อยครั้งใน กระบวนการผลิต แบบ  FAST  FIRING  น้ำบางชนิดที่อยู่ในเคลือบจะไม่ถูกขจัดไปจนกระทั่งอุณหภูมิเกิน  500  0C  ซึ่งตรงจุดนี้  มีเคลือบหลายชนิดที่เริ่มหลอมแล้ว แล้วในปัจจุบันการเผากระเบื้องก็เร็วขึ้นอย่างมากจนเหลือไม่ถึง 30 นาที จนทั้งสารอินทรีย์ น้ำในโครงสร้าง หรือพวกคาร์บอเนตต่างๆแทบจะออกไปไม่ทันเลยทีเดียว 

สำหรับในเคลือบนั้นสาเหตุหลักๆที่ทำให้เกิดรูเข็มมีดังนี้

1) มาจากอากาศที่มีอยู่ภายในช่องว่างของอนุภาคของเคลือบขณะอบแห้ง  ซึ่ง  40% ของปริมาตรเคลือบดิบ  (GREEN  GLAZE)  จะเป็นช่องว่างที่เกิดจากน้ำในเคลือบระเหยออกไปขณะอบแห้ง 

 

 2) อากาศที่ถูก  GLAZE  SLIP  จับเข้ามาเนื่องจาก  มีการเติมสารพวก  WETTING  AGENT  มากเกินไป  หรือ เกิดจากการกวน  น้ำเคลือบอย่างรุนแรงก่อนการ  APPLY เคลือบ 

 

3)      GAS  ที่เกิดจากการสลายตัว  (DECOMPOSE)  ของส่วนประกอบเคลือบ  ซึ่งมีทั้งพวก  CARBONATE, CLAYS, TALC, FLUORIDE  และพวกสารอินทรีย์ต่าง ๆ ซึ่งส่วนประกอบเหล่านี้จะเป็นตัวปลดปล่อย  GAS  ออกมาระหว่างการเผา  ส่วนวัตถุดิบที่เป็นพวกที่มีผลึก เช่น QUARTZ  ก็จะเป็นที่หน่วง หรือเก็บกัก  GAS  เอาไว้ซึ่งทำให้  GAS  ต่าง ๆ ออกมาได้ยากขึ้น 

 

4)      การแยกหรือแตกสลายของ สิ่งปนเปื้อน (CONTAMINATE)  ในเคลือบซึ่ง CONTAMINATE  พวกนี้ก็เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิน GAS รวมทั้งสนิมจากอุปกรณ์ต่าง ๆ ใน  กระบวนการผลิต, SiC  ที่ใช้ใน  KILN  FURNITURE 

 

5)    การแตกสลายของพวก สารอินทรีย์ที่เติมเข้ามา( ORGANIC  BINDER)

6)      การอบแห้งของ  BODY  และ  ENGOBE  ไม่เพียงพอ  โดยเฉพาะในกระเบื้องแบบเผาครั้งเดียว  หลังจากที่  APPLY  ENGOBE  ลงบนหน้ากระเบื้องแล้ว ก็จะ  APPLY  เคลือบทันที  ทำให้ รูพรุน( POROUS ) ขึ้นได้ภายใน 

 

 

7)      GAS  ที่เกิดจากน้ำที่อยู่ภายใน ฟริต  ซึ่งใน ฟริต   โดยทั่วไปจะมี  น้ำอยู่ภายในโครงสร้าง ~ 0.1 – 0.3 % ซึ่งสามารถตรวจพบได้โดยใช้  INFRARED  SPECTROSCOPY

วิธีแก้ไขและป้องกันตำหนิรูเข็ม

 

 

-  ขจัด หรือลดปริมาณวัตถุดิบในสูตรที่เป็นตัวให้  GAS  ออกมาระหว่างกระบวนการเผา 

 

 

-  ทำความสะอาดชิ้นงานดิบหรือBiscuit ไม่ให้มีสิ่งสกปรก,ฝุ่นละออง,น้ำมัน ผลิตภัณฑ์Porcelainจำเป็นต้องคำนึงถึงตรงจุดนี้มาก  

 

-   ควบคุมการดูดซึมน้ำของผิวชิ้นงานโดยเฉพาะBiscuit ซึ่งถ้าชิ้นงานมีการดูดซึมน้ำมากเกินไปจะทำให้เกิดแรงcapillary ซึ่งจะเป็นตัวดึงอากาศเข้าไปไว้ในรูพรุนของชิ้นงาน ซึ่งจะมีปัญหาขณะเผาได้ 

 

 

-   ในกรณีที่มีการอบแห้งชิ้นงานก่อนการapplyเคลือบจำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิของผิวชิ้นงานให้เหมาะสมไม่ให้ร้อนหรือเย็นเกินไป เช่นในกรณีของอุตสาหกรรมกระเบื้องเซรามิก 

 

 

-    ลดความหนาของชั้นเคลือบลง  เคลือบที่บางจะสามารถทำให้  GAS  ภายในออกมาได้ง่ายกว่าเคลือบหนา 

 

 

-    เปลี่ยน  FIRING  CYCLE  โดยลดอัตราการเพิ่มอุณหภูมิในช่วงต้นของการเผา  จนกระทั่งถึง  650  ⁰C  ควรจะเพิ่มเวลาให้ GAS  ต่าง ๆ สามารถผ่านชั้นของเคลือบไปก่อนที่เคลือบจะหลอมปิดผิวหน้า 

 

 

-    ลดอุณหภูมิสูงสุดของการเผาเคลือบ เพื่อลดรูเข็มที่เกิดจากการเผา  OVERFIRE

 

 

-    เคลือบบางชนิดเริ่มหลอมตัว (softening point) ปิดผิวหน้าที่อุณหภูมิต่ำ  ซึ่งทำให้  GAS  ที่เกิดขึ้นไม่สามารถออกมาได้ทันทั้งหมด  โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเคลือบ  FAST  FIRE  นอกจากนี้เคลือบที่หลอมที่อุณหภูมิต่ำ  ยังมีแนวโน้มที่จะทำปฏิกิริยากับ  BODY  หรือ  ENGOBE  ได้มากขึ้น 

 

 

-    FRIT  ที่มีคุณภาพไม่ดีพอ มีมลทิน  ( INCLUSION )  ที่ไม่หลอมอยู่ใน  FRIT  ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้เกิดฟองอากาศได้  FRIT  ที่เป็นLEADLESS  จึงควรที่จะต้องหลอมจนกว่าจะขจัด  INCLUSION  ให้หมดไป 

 

 

-    SOLUBLE  VANADIUM  SALT  เป็นตัวที่ทำให้เกิด ตำหนิที่เป็นรอยบุ๋ม( DIMPLE ) ได้ง่าย  พวกสี  STAIN  ที่มี  V  เป็นส่วนประกอบ  จึงต้องทำการล้างเพื่อขจัด  V  ที่เหลือจากการทำปฏิกิริยา  ก่อนที่จะนำมาใช้ในการเคลือบ  

 

-     การบดสีเคลือบนอกจากการตรวจเช็ค%กากที่ค้างตะแกรง(%Residue)แล้วยังต้องคำนึงถึงค่าการกระจายตัวของอนุภาค(Particle size distribution)ด้วย เพราะความละเอียดของสีเคลือบทั้งละเอียดหรือหยาบไปก็ส่งผลต่อตำหนิรูเข็มด้วย  

 

-    เมื่อพบว่าเคลือบที่มีสูตรเหมาะสมแล้ว  ยังคงมี รูเข็ม( PINHOLE ) อยู่ที่ผิวหน้า  ควรที่จะต้องตรวจสอบเทคนิคการ  APPLICATION  ซึ่ง  รูเข็ม  นั้นอาจจะมีสาเหตุมาจาก  การพ่นเคลือบ  โดย  SPRAY  GUN  อยู่ใกล้ชิดกับ  ผลิตภัณฑ์  เกินไป  หรือใช้ความดันในการ พ่น มากเกินไปซึ่งสามารถแก้ไขได้โดยการ พ่นเคลือบทับอีกครั้ง  ก่อนที่เคลือบชั้นแรกจะแห้งไป