مواداولیه
مواد اولیه مورد استفاده در تهیه بدنه و لعاب بسیار متنوع بوده و با توجه به نوع محصول و درصد هر یک از آنها در بدنه کاشی متفاوت می باشد ، به طوری که بیش از ده‍ها نوع ماده شامل اکسید‍های فلزی ، کانیهای رسی ، غیر رسی و … را در بر گرفته و به سه دسته زیرتقسیم میشوند:
الف) مواد پلاستیک (شکلپذیر)
رسها یا کانیهای رسی پرمصرفترین و قدیمیترین مواد اولیه در صنعت سرامیک میباشند که دارای خاصیت پلاستیسیته بوده و خاصیت شکلپذیری را به بدنه میدهند. رسها در واقع آلومینوسیلیکاتهایی میباشند که بعضا” ساختمان آبدار داشته و بعضی از آنها دارای خاصیت جذب آب بالایی میباشند. مهمترین ماده معدنی این کانیها کائولینیت است. عمدهترین کانیهای رسی مورد استفاده در این صنعت ، خاک چینی یا کائولن و بال کلی هستند.
ب) پرکنندهها
پر کنندهها موادی غیرپلاستیک با نقطه ذوب و مقاومت شیمیایی بالا هستند که به بدنه اضافه میگردند تا از تغییر شکل بدنه در خلال پخت جلوگیری کنند. مهمترین و رایجترین پرکنندهها در این صنعت ، سیلیس و آلومینا هستند که از کائولینیت به دست میآیند. از انواع سیلیس آزاد موجود در طبیعت که در صنعت کاشی و سرامیک مورد استفاده قرار میگیرد ، کوارتز صخرهای ، ماسه ، ماسه سنگ ، کوارتزیت و فلینت میباشد.
ج)گدازآورها
این مواد به عنوان یکی از مواد اولیه در این صنعت و به منظور کاهش نقطه ذوب بدنه یا لعاب مصرف میگردند. در هنگام پخت بدنه ، گدازآورها ذوب گردیده و در هنگام سرد شدن فاز شیشهای را در بدنه به وجود میآورند و به سرامیک استحکام میدهند.
فلدسپات بطور کلی به گروههای آلکالی ، آلومینوسیلیکاتها اطلاق میشود که در آنها کانیهای سدیم و پتاسیم وجود دارد و مهمترین تامینکننده گدازآورهای مصرفی در بدنهها و لعابها میباشند. سنگ چینی یا سنگ کورنیش و نفلین سینیت از انواع سنگهایی هستند که به علت دارا بودن کانیهای فلدسپات بطور وسیعی در صنعت سرامیک مورد استفاده قرار میگیرند. دو نوع اصلی از کانیهای فلدسپات که به میزان زیادی مورد استفاده قرار میگیرند ارتوز و آلبیت میباشند.
فرآیند تولید کاشی و سرامیک:
الف- آمادهسازی مواد
این بخش شامل آمادهسازی مواد اولیه جهت تهیه بدنه کاشی میباشد. مراحل مختلف این بخش با توجه به تکنولوژی بکار رفته جهت شکل دادن محصول تولیدی (تهیه بدنه) و همچنین با توجه به نوع محصول تولیدی متفاوت است.
بعد از تهیه مواد اولیه و توزین آنها طبق فرمولاسیون مورد نظر کارخانه جهت تهیه بدنه هر محصول ، مواد اولیه سخت خردایش میگردند. عمل خرد کردن سنگها (مواد اولیه) به وسیله انواع سنگشکنها و خردکنندههای فکی ، غلطکی ، چرخشی ، چکشی و دوار انجام میگیرد. در ادامه خردایش ، مواد اولیه تبدیل به پودر (گرانول) میشود. تهیه پودر نیز خود به دو روش تر و خشک صورت میگیرد. در روش خشک ، مواد اولیه بعد از خردشدن ، بصورت خشک در آسیابهای گلولهای آسیاب شده و بصورت پودر در میآیند ، اما در روش تر ، مواد اولیه به همراه مقدار معینی آب و مواد روانساز بوسیله آسیابهای گلولهای بصورت دوغاب درآمده و دوغاب بعد از هموژن شدن ، توسط خشککنهای پاششی به ذرات پودر تبدیل میشود. در بعضی موارد خاص در صنعت تولید کاشی ، از خمیر و یا اصطلاحا از کیکهای پالایه (بوسیله روش اکستروژن) جهت تولید کاشیهای خاص استفاده میشود.
برای سهولت عمل به هم زدن مواد در آسیابهای گلولهای ، موادی با نام روانساز به آن اضافه میکنند که باعث جلوگیری از لخته شدن دوغاب و چسبیدن مواد به یکدیگر میشود.
ب- شکلدهی
پس از آمادهسازی مواد اولیه به صورت پودر به وسیله فشار پرس آن را تبدیل به بدنه کاشی مینمایند که در اصطلاح به این عمل تهیه بیسکوییت میگویند. در مواردی که مقدار آب موجود در پودر بدنه (گرانول) بیشتر از حدود ۴ درصد باشد (حداکثر تا ۹ درصد) ، اصطلاح پرس نیمه خشک و یا مترادف آن اصطلاح پرس پودر را بکار می‍برند. در مواردی که مقدار آب موجود در پودر بدنه کمتر از ۴ درصد باشد ، از اصطلاح پرس خشک استفاده میشود. روش پرس پودر در مجموع برای شکلهای نسبتاً ساده مورد استفاده قرار میگیرد.
ج- پخت
این بخش شامل کلیه مراحل خشک کردن و پخت ، اعم از پخت بدنه و پخت لعاب میباشد. لازم به ذکر است که در مراحل مختلف این بخش ، عملیات مونتاژ و پرداخت نیز انجام میگیرد ، در صنایع تولید کاشی ، با توجه به نوع محصول تولیدی و نوع تکنولوژی بکار گرفته شده ، فرآیند تکپخت ، دو پخت و سهپخت مورد استفاده قرار میگیرد. در ابتدا بدنه پخته شده و پس از لعاب زنی پخت دوم انجام میگیرد. در صنعت کاشی به منظور ایجاد تنوع و زیبایی بیشتر ، در برخی از تولیدات با ایجاد نقوش بر روی کاشی دیواری به صورت چاپ بر روی کاشی ، برای سومین بار پخته میشود.
تولید کاشی کف بصورت تکپخت انجام میشود. همچنین آخرین تکنولوژی در تولید کاشی دیواری نیز ، فرآیند تک پخت است. در این فرآیند ، با توجه به همگونی درجه حرارت لازم جهت پخت بدنه و لعاب کلیه مراحل پخت در یک مرحله صورت میگیرد.
فرآیند تولید کاشی دیوار در ایران عموماً به صورت دو پخت انجام میشود. در این فرآیند به علت نیاز به حرارت بالا جهت پخت و نیاز لعاب به کار رفته در آن (موسوم به فریت) به درجه حرارت پائین ، پخت بدنه و لعاب در دو مرحله و در کورههای جداگانه با درجه حرارتهای مختلف انجام میشود.
لعاب ، لایه شیشهای نازکی است که سطوح بدنههای سرامیک را میپوشاند. با توجه به خصوصیات مکانیکی و مقاومت شیمیایی مورد انتظار از قطعه تولیدی ، بطور کلی دو نوع لعاب در ساخت این فرآوردهها استفاده میشود ، لعابهای خام و لعابهای فریتشده. در تولید کاشی کف به علت نیاز به مقاومت شیمیایی بالا از لعاب خام و در تولید کاشی دیواری که نیاز به لایه لعابی با مقاومت کمتر دارد ، از لعاب پخته و یا اصطلاحاً فریت شده استفاده میشود.
د- درجه بندی و بستهبندی
این مرحله شامل درجهبندی فرآوردههای نهایی و بستهبندی جهت عرضه به بازار است که به دو روش دستی و یا اتوماتیک میتواند انجام گیرد.