Sản xuất các chất màu trong gốm sứ

GVGD: Ngô Văn Cờ Sản xuất chất màu gốm sứ MỤC LỤC Phần I GIỚI THIỆU VỀ MÀU SẮC Phân loại Bản chất vật lý chất màu Màu vật thể chiếu sáng Các đại lượng đặc trưng cho cảm thụ màu sắc Chất màu vô Phần II CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GỐM SỨ Khái niệm phân loại Sơ đồ công nghệ sản xuất gốm sứ Nguyên liệu sản xuất gốm sứ Các công đoạn sản xuất gốm sứ Phần III MEN DÙNG TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ Khái niệm Phân loại Một số tính chất men Trang trí men màu 5 10 10 10 11 12 Phần IV MÀU TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ 3 4 Khái niệm phân loại màu dùng gốm sứ Quy trình công nghệ sản xuất chất màu Các yêu cầu màu gốm sứ Sản xuất picmen màu men Sản xuất picmen màu men Phần V MÁY VÀ THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ - MÀU Page 13 13 15 16 16 22 26 GVGD: Ngô Văn Cờ Sản xuất chất màu gốm sứ Danh mục thiết bị, máy móc sử dụng phổ biến ngành công nghiệp gốm sứ 26 Giới thiệu số thiết bị 27 Phần VI MỘT SỐ CHẤT ĐỘC HẠI TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT GỐM SỨ 29 1) Các ngyên liệu 2) Tính độc hại 29 bột màu vô 30 3) Xu hướng nghiên cứu bột màu hệ mới, thân thiện với môi trường dựa sở nguyên tố đất 31 Phần VII Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TRONG QUÁ TRÌNH NUNG GỐM 33 Phần VIII TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG BẰNG VIỆC SỬ DỤNG LÒ ĐỐT 34 1) Quy trình nung đốt lò thủ công truyền thống 2) Quy trình nung đốt lò gas thoi Phần IX TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 35 36 Page GVGD: Ngô Văn Cờ I Sản xuất chất màu gốm sứ GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ MÀU SẮC 1) PHÂN LOẠI Màu vật thể chia làm loại: màu hữu màu vô a) MÀU HỮU CƠ Cấu tạo mạch nguyên tử C gồm liên kết đôi đơn xen kẽ đặc điểm quan trọng hợp chất hữu có màu Bời mạch có xuất hiệu ứng liên hợp san liên kết đôi đơn Cơ chế xuất màu: Khi ánh sáng đập vào phân tử phần lượng dùng để chuyển electron từ mức sang mức cao làm cho xuất màu sắc khác tùy vào bước sóng ánh sáng b) MÀU VÔ CƠ Màu đa số hợp chất vô định bước chuyển electron chuyển điện tích từ nguyên tử nguyên tố sang nguyên tử nguyên tố khác Cơ chế xuất màu: Trạng thái electron phân tử , độ linh động chuyển mức lượng chúng có kích thích sang tạo nên khả xuất màu 2) BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA CHẤT MÀU Màu sắc vật thể việc phụ thuộc vào chất hóa học chất màu, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: chất nguồn chiếu sáng, tính chất bề mặt chiếu sáng, chiều dạy lớp hấp thụ ánh sáng 3) MÀU CỦA VẬT THỂ ĐƯỢC CHIẾU SÁNG Màu vật thể mà ta quan sát kết trình: - Quá trình tương tác dao động điện từ tạo tia sáng với phân tử chất Quá trình hấp thụ có chọn lọc ánh sáng vật thể Quá trình cảm thụ màu mắt Trong trình thứ có ý nghĩa định tạo nên khác biệt màu sắc giới tự nhiên Page GVGD: Ngô Văn Cờ 4) 5) Sản xuất chất màu gốm sứ CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CHO SỰ THỤ CẢM MÀU SẮC Tông màu , sắc màu Độ sắc , độ bão hòa Độ chói , độ sáng CHẤT MÀU VÔ CƠ Khái niệm Chất màu vô cụm từ dùng để chất chứa hạt nhỏ mà hòa tan dung dịch có khả tạo màu , bảo vệ , có từ tính,… Thành phần chất màu vô Ngoại trừ số ngoại lệ, pigment vô thường oxid, hợp chất sulfua, oxid hydroxid, silicat carbonat thường chứa loại hạt (vd: α-Fe2O3) với cấu trúc mạng tinh thể Tiêu chuẩn đánh giá - II Độ axid/kiềm Độ bền Cường độ màu Chỉ số ăn mòn Tỷ trọng Độ phân tán Độ ổn định nhiệt Kích thước hạt Diện tích bền mặt riêng Độ bóng Thể tích xếp chặt Độ truyền suốt CÔNG NGHỆ SẢN SUẤT GỐM SỨ 1) KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI Page GVGD: Ngô Văn Cờ Sản xuất chất màu gốm sứ a) Khái niệm Gốm sứ vật liệu vô với cấu trúc dị thể, thành phần khoáng hóa khác Thành phần pha vật liệu gốm sứ gồm pha đa tinh thể, pha thủy tinh có pha khí Các sản phẩm gốm sẩn xuất sở nguyên liệu dạng bột mịn, tạo hình đem nung nhiệt độ cao b) Phân loại Có nhiều cách phân loại khác nhau: - Theo thành phần hóa học thành phần pha: gốm sứ hệ Al 2O3 – SiO2, hệ MgO – SiO2, hệ K2O – Al2O3 – SiO2… Theo độ xốp vật liệu: vật liệu xốp sít đặc, kết khối… Theo cấu trúc hạt vật liệu: gốm thô, gốm mịn… Theo thành phần khoáng sẩn phẩm: gốm mulit, gốm corund… Theo truyền thống hình thành: đất nung, sành, sứ… Mục đích sử dụng: gốm sứ dân dụng, gốm sứ kỹ thuật 2) SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GỐM SỨ a) Các phương pháp sản xuất gốm sứ Page GVGD: Ngô Văn Cờ Sản xuất chất màu gốm sứ Nguyên liệu Nguyên liệu Nguyên liệu Nước Nước Nước Nghiền trộn Nghiền trộn Nghiền trộn Sấy phun Lọc ép Bể huyền phù Ép tạo hình Luyện đất Rót vào khuôn Ủ Sấy Tạo hình Mộc Tráng men Sấy Sấy Nung Tráng men Tráng men Sản phẩm Nung Nung Sản phẩm Sản phẩm a) b) c) Phương pháp ép khô Phương pháp dẻo Phương pháp đổ rót Hình 1: Các phương pháp sản xuất gốm sứ Page GVGD: Ngô Văn Cờ Sản xuất chất màu gốm sứ b) Sơ đồ công nghệ chung Hình 2: sơ đồ công nghệ chung Page GVGD: Ngô Văn Cờ Sản xuất chất màu gốm sứ Quy trình sản xuất gốm sứ Đất dẻo trước đưa vào tạo hình đưa qua máy luyện hút chân không lần hai đùn với kích thước có đường kính khác tuỳ thuộc vào sản phẩm sản xuất Sau đưa qua bàn cắt đưa vào máy ép lăn, sản phẩm tạo hình đưa qua buồng sấy Tiếp theo, sản phẩm đưa qua công đoạn: sửa, nung sơ (nhiệt độ nung O 700 C), chuốt hàng, trang trí sản phẩm, làm men, cắt chân, lò nung Sản phẩm lò phận kiểm tra chất lượng sản phẩm (KCS) phân loại chất lượng, mài chân, đóng gói trước đưa tiêu thụ 3) NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT GỐM SỨ a) Đất sét Là tên chung nguyên liệu chứa nhôm khoáng Alumo – Silicat ngậm nước có cấu trúc lớp với độ phân tán cao, trộn với nước có tính dẻo Đất sét cung cấp đồng thời Al2O3 SiO2 Ngoài có lẫn: cát, đá vôi, tràng thạch, tạp chất khác b) Nhóm nguyên liệu cung cấp SiO2 Cát nguyên liệu cung cấp SiO2, Quăczit c) Nguyên liệu cung cấp CaO Đá vôi CaCO3: thành phần quan trọng sản xuất xương gốm men Đá hoa cương, Đôlômit d) Tràng thạch Là hợp chất silicat – alumin, không chứa nước Trong thành phần có Na 2O, K2O, CaO Trạch tràng vật liệu gầy, tính dẻo, đóng vai trò chất chảy mộc men gốm sứ e) Hoạt thạch Là silicat – magie ngậm nước có cấu trúc lớp Mg 3(Si2O5)2(OH)2 3MgO.4SiO2.H2O 4) CÁC CÔNG ĐOẠN CHÍNH SẢN SUẤT GỐM SỨ Page GVGD: Ngô Văn Cờ Sản xuất chất màu gốm sứ a) Nghiền trộn Qua trình nghiền có tác dụng trộn, tránh kết tụ lại, làm tăng mức hoạt hóa bề mặt vật liệu đồng phối liệu kết hợp trộn nghiền máy nghiền b) Chuẩn phối liệu vào sản phẩm Yêu cầu bản: - Đạt độ xác cao thành phần hóa học tỉ lệ loại cở hạt Đạt độ đồng thành phần hóa, thành phần hạt, lượng nước tạo hình, chất điện giải hay loại phụ gia…trong phối liệu theo thời gian vị trí khác Có phương pháp tạo hình sau: c) Phương pháp ép bán khô Phương pháp dẻo Phương pháp đổ rót Sấy Mục đích loại bỏ nước liên kết hóa học hay nước liên kết hóa lí Sau hình thành sản phẩm mộc phải sấy để loại nước Có thể sấy tự nhiên hay sấy cưỡng với mục đích loại nước cho nhanh mà không làm biến dạng hay vỡ sản phẩm d) Tráng men Các phương pháp tráng men: - Dội men phia phía sẩn phẩm Nhúng toàn vật thể vào men Phun men Huyền phù men thường có cấu tử giống cấu tử xương gốm mịn chứa nhiều thành phần dễ chảy Nhờ có độ xốp bề mặt xương gốm, nhiệt độ cao men chảy láng bề mặt sản phẩm e) Nung Là trình gia nhiệt cho sản phẩm gốm sứ với chế độ thích hợp, sau làm nguội với điều kiện thích hợp Page GVGD: Ngô Văn Cờ III Sản xuất chất màu gốm sứ MEN DÙNG TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ 1) KHÁI NIỆM Men lớp thủy tinh( thủy tinh chất vô nóng chảy bị làm lạnh trạng thái rắn mà không kết tinh) có chiều dày 0,15 – 0,4 phủ lên bề mặt xương gốm xứ Lớp thủy tinh hình thành trình nung có tác dụng làm cho bề mặt xương gốm sứ trở nên sít đặc, nhẵn bóng Về mặt ký thuật men phương pháp trang trí sản phẩm , tăng giá trị sẩn phẩm 2) PHÂN LOẠI a) Phân loại theo thành phần Men chì: - Men chứa PbO B2O3 Men chứa PbO không chứa B2O3 Men không chứa chì: Men chúa B2O3 Men không chứa B2O3 có hàm lượng kềm cao Men không chứa B2O3 có hàm lượng kềm thấp Phân loại theo cách sản xuất Men sống : loại men đưa lên bề mặt xương gốm từ nguyên liệu thô nghiền mịn chưa gia nhiệt - Men chín ( Men frit): loại men nấu thành thủy tinh trước, nghiền mịn đưa lên bề mặt xương - Men muối: tao thành chất bay bám bề mặt sản phẩm tạo thành lớp men có hàm lượng kềm thấp - Men tự tạo: phối liệu qua trình nung hình thành bề mặt sản phẩm bề mặt tương đối nhẵn bóng c) Phân loại theo nhiệt độ nung - Men khó chảy: men có nhiệt độ nóng chảy cao( 1250 -1450 0C), có độ nhớt lớn, hàm lượng SiO2 cao hàm lượng kềm thấp - Men dễ chảy: men có nhiệt độ nóng chảy cao( [...]... 35 GVGD: Ngô Văn Cờ Sản xuất các chất màu trong gốm sứ [1] Công nghệ sản xuất chất màu gốm sứ - T.S Lê Văn Thanh &K.S Nguyễn Minh Phương [2] Luân văn tốt nghiệp đại học “NGHIÊN CỨU MÀU TRONG CÔNG NGHỆ GỐM SỨ” – Trần Tiến Luật [3] Luân văn tốt nghiệp đại học “NGHIÊN CỨU MÀU TRANG TRÍ GỐM SỨ HỆ Al2O3 – NiO” – Quách Thị Thanh Mai [4] Tiểu luận chuyên ngành “ Sản xuất chất màu gốm sứ – Hứa hứu cảnh, Nguyễn... xanh là cây và đỏ Các chất màu dưới men cho gốm xốp thường nung ở nhiệt độ 1050oC-11500C (cho gốm mềm) cho tới nhiệt độ 11500C-12500C (cho gốm cứng) Các chất màu dưới men được phủ ngay lên mặt xương gốm xốp và sau đó phủ tiếp bằng lớp men Page 22 GVGD: Ngô Văn Cờ Sản xuất các chất màu trong gốm sứ b) Xét cụ thể cho các picmen và chất màu xanh lá Nguyên liệu chính để sản xuất các pigment màu xanh là oxit... Sàng Nghiền Rửa Sấy Sàng Chất màu xanh lá cây Quy trình sản xuất picmen màu xanh lá cây Page 25 Thạch anh Cao lanh GVGD: Ngô Văn Cờ Sản xuất các chất màu trong gốm sứ c) Các yêu cầu kỹ thuật đối với pigment và chất màu dưới men - Màu và tông các chất màu dưới men được nung lại lần hai trong môi trường oxy hóa - V phải phù hợp với màu và tông màu theo mẫu cho trước Độ ẩm bột chất màu không vượt quá 0,3%... thiệu các chất màu trên men Chất màu Cách điều chế Các picmen và chất màu xanh da trời hợp chất côban, oxit nhôm,oxit kẽm và các loại phèn nhôm kali Các pigment và chất màu xanh lá cây oxit đồng và oxit niken oxit crom Các picmen và chất màu vàng các oxit antimon, oxit uran, cromat chì và các pigment rutin Các picmen và chất màu đỏ oxit sắt và oxit vàng PbCrO4 và hợp chất selen và cađimi Các picmen và chất. .. mịn các chất trợ dung, picmen màu và các loại vật liệu khác thường dùng máy nghiền bi Page 27 nhiên liệu, GVGD: Ngô Văn Cờ e) Sản xuất các chất màu trong gốm sứ Máy li tâm Đẻ khử nước và rửa các loại picmen và gốm sử dụng máy li tâm f) màu Sàng Để phân loại các picmen và tạo màu có độ mịn cao dùng sang, cải tiến người ta dùng sàng rung Sàng VI Sàng rung MỘT SỐ CHẤT ĐỘC HẠI TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT GỐM... ZnCrO4 Sản xuất các chất màu trong gốm sứ Cd-SeS PbCrO4 V-Pb Cd-SeS Au-Al Cr-SnCa Cr-SnSi Au-Al Fe-Cr-Zn Fe-Cr-Co SnO2 Cr-Sn Fe-Cr-Mn Fe-Cr Fe-Cr-Co-Ni Fe-Cr-Co-Mn ZrO2 TiO2 NaF Fe-O Cr-Zn Cr-Cu Sb2O Fe-O Mn-P Fe-O Sb-Ti-Cr Các hệ nguyên tố cơ bản dùng trong sản xuất màu gốm sứ 2) QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHẤT MÀU a) Công nghệ sản xuất chung Page 14 Sb2O5 PbMoO4 CeO2 As2O3 GVGD: Ngô Văn Cờ MÀU GỐC... As2O3 GVGD: Ngô Văn Cờ MÀU GỐC SẤY Sản xuất các chất màu trong gốm sứ RỬA NGHIỀNNUNG NGHIỀN TRỘN CÂN NGHIỀN KHÔOXIT TẠO MÀ PHỐI LIỆU b) Quy trình chế tạo màu  Trộn nghiền - Oxit mang màu+ Oxit tạo khoáng +Chất độn (oxyt hoặc muối kim loại mịn) - Các phương pháp trộn khác nhau: + Nghiền với nước trong máy nghiền bi Page 15 GVGD: Ngô Văn Cờ Sản xuất các chất màu trong gốm sứ + Nung nóng chảy +Lắng đọng từ... ẩm bột màu không quá 0,3% Phần còn lại trên sàng 10.000 lỗ/cm 2 không quá 0,02% nhiệt độ nung chất màu không vượt quá giới hạn cho phép của chất màu đỏ 5) SẢN XUÁT CÁC PICMEN VÀ MÀU DƯỚI MEN a) Khái niệm và phân loại - Các chất màu dưới men cho các sản phẩm gốm xốp là các hỗn hợp pigment với các nguyên liệu dễ cháy, trong đó dễ cháy nhất là fenspat hoặc các frit tương ứng Để chuẩn bị các chất màu dưới... 50,0 - Sản xuất các chất màu trong gốm sứ 39,6 15.8 - - 39,6 - - - 5,0 - - 53.8 33,1 48,5 42,4 61,0 36,0 55,4 16,1 - - 9,0 5.9 32.4 28,4 64,0 80,7 - - - 67.5 - - - - 89,7 - 9,0 - 37,9 29,2 14,6 55.7 - - 44.3 - 31,2 - - - - 55,4 31,0 - - - - - - - - 37,2 22,7 19,1 29.2 31,5 1,3 3,2 - - - Các picmen màu xanh cho chất màu dưới men Page 24 GVGD: Ngô Văn Cờ Cao lanh Sản xuất các chất màu trong gốm sứ Lưu... picmen và chất màu nâu oxit sắt, kẽm mangan và crom d) Xét cụ thể cho các picmen và chất màu xanh Page 18 GVGD: Ngô Văn Cờ Sản xuất các chất màu trong gốm sứ Cơ sở của các pigment màu xanh là ion coban, nếu nằm ở cựa hóa trị 4 sẽ cho màu xanh, còn nằm ở cựa hóa trị 6 là màu gạch đỏ Về thành phần picmen coban chia ra nhóm silicat và nhóm aluminat Các nguyên liệu cơ bản để sản xuất picmen màu xanh là oxit ... chảy cao( 1250 -1450 0C), có độ nhớt lớn, hàm lượng SiO2 cao hàm lượng kềm thấp - Men dễ chảy: men có nhiệt độ nóng chảy cao(