Như mọi người đã biết, hai nguyên lý tráng dạng huyền phù truyền thống là tráng phun và tráng kiểu dội men liên tục. Cả hai nguyên lý này trong lịch sử đều được sử dụng để tráng men gạch gốm sứ bằng nhiều loại máy móc khác nhau đã được thay đổi hoặc phát triển theo thời gian.
Tráng phun:
Các hệ thống tráng phun được dựa trên sự hình thành của các giọt nhỏ từ một chất huyền phù đọng lại trên bề mặt gạch gốm sứ đặt liền kề nhau, tạo nên lớp phủ liên tục. Những giọt nhỏ này có thể được tạo thành bằng những phương pháp khác nhau, phương pháp phổ biến nhất là:
Đẩy chất huyền phù bằng lực ly tâm Phun chất huyền phù qua một vòi phun
Hệ thống đầu tiên trong những hệ thống này được sử dụng để tráng một số engobe và men, đặc biệt là những hệ thống được sử dụng để phủ gạch lát nền.
Các hệ thống dựa trên phương pháp thứ hai được biết đến là phương pháp trải khí được sử dụng để tráng những lớp mỏng liên tục cũng như cho kết tủa không đều của những lượng men nhỏ, thường có màu sắc với hiệu quả trang trí. Do cách sử dụng sau hiện đang phổ biến hơn cách sử dụng trước, những hệ thống và đặc điểm của chất huyền phù có liên quan sẽ được đề cập một cách chi tiết trong phần trang trí.
Ống đặt theo hướng trục dẫn đến đĩa quay cung cấp chất huyền phù cho phần trung tâm của đĩa thực. Một khi đã ở trong đĩa, chuyển động quay của đĩa đẩy chất huyền phù ra vùng vành đĩa, qua đó sẽ đi ra dưới dạng những hạt nhỏ mà kích cỡ của những hạt nhỏ này phụ thuộc vào tốc độ quay của đĩa và khoảng cách giữa các tấm đã tạo ra đĩa. Để tăng số lượng men tráng, thường sử dụng một số đĩa được ghép với nhau ở phía phẳng. Hệ thống tráng như vậy có thể làm tăng lượng men tích lại ở một mặt của gạch do hướng quay của đĩa. Để tránh vấn đề này, thường sử dụng hai nhóm đĩa lắp kế tục nhau, quay tròn theo các hướng ngược nhau để lượng men dư thừa có thể có do đĩa đầu tiên tạo nên ở một mặt viên gạch được đĩa tiếp theo cân bằng lại.
Có những yếu tố khác nhau trong kiểu tráng này quy định nên đặc tính cần có của những chất huyền phù được sử dụng. Cần phải tính đến hiện tượng là chất huyền phù phải được đẩy đi qua những lỗ rất nhỏ không bị tắc hoặc dồn lại... gây cản trở cho quá trình tráng. Để tránh vấn đề này, độ nhớt của men ở
ứng suất cắt mà men phải chịu khi chảy quá các lỗ 500 s-1 rõ ràng cần phải tương đối nhỏ. Hơn nữa, kích cỡ của những hạt rắn lơ lửng phải đủ nhỏ để ngăn chặn những vấn đề đã đề cập ở trên nảy sinh. Tỷ lệ những hạt rắn trong chất lơ lửng cũng sẽ không được vượt quá một giá trị nhất định vì mật độ chất rắn dư thừa, ngoài việc tăng độ nhớt biểu kiến của chất huyền phù, nó có thể tạo ra bít tắc nhiều hơn ở lỗ ra. Tóm lại, phương pháp tráng men được sử dụng đòi hỏi chất huyền phù có liên quan thể hiện mật độ chất rắn thấp, kích cỡ hạt mịn và độ nhớt thấp tại ứng suất cắt khi chảy qua các khe hở.
Tuy nhiên, vận hành với chất huyền phù với đặc điểm như trên có thể tiếp tục gây nên những vấn đề khác. Một trong những vấn đề này có thể nảy sinh trong thùng chứa men ở chỗ chuyển men ở nhà máy... và với thùng men trong dây chuyền trước khi tráng, và liên quan đến sự lắng có thể xảy ra của các hạt lơ lửng. Do đó, để có tỷ lệ các hạt tương đối thấp, chúng có chiều hướng lắng cao, vì mước dung môi trong đó chúng được phân tán cũng có độ nhớt thấp 1 cP. Để tránh vấn đề này, chất huyền phù cần phải cho độ nhớt biểu kiến cao khi chất huyền phù ngưng lại hoặc chịu lệ thuộc vào ứng suất cắt thấp, nhờ đó giảm tốc độ lắng.
Như vậy, để đáp ứng hai điều kiện vận hành nêu trên, cần phải có các chất huyền phù có độ nhớt cao ở ứng suất cắt thấp ngưng lại hoặc chỉ hơi bị khuấy lên và độ nhớt thấp ở ứng suất cắt cao khi chảy qua các lỗ của đĩa. Nói cách khác, loại chất huyền phù này cần phải biểu lộ đặc tính giả dẻo được nêu ra với ứng suất chảy cao. Nó cũng quyết định tập tính của các hạt sau khi chúng lắng lại trên bề mặt gạch, để khi ngừng chuyển động, độ nhớt của chúng sẽ tăng đáng kể, ngăn chặn những vấn đề có liên quan đến khả năng chảy của chất huyền phù dư thừa như làm bẩn các mặt cạnh của gạch. Vấn đề chảy nhỏ giọt cũng được giảm đi trong các thành của buồng phun, ở đó các giọt thường lắng lại do sự phát tán của men được phun ra mà nếu các giọt thể hiện ra một độ nhớt thấp chúng có thể chảy nhỏ giọt và chảy lên các viên gạch đang được tráng men.
Để đạt được tập tính giả dẻo này với ứng suất cắt cao, các chất huyền phù cần được chuẩn bị theo cách giữ được một phần keo tụ. Khi chúng phải chịu ứng suất cắt cao, các tác dụng cơ khí được áp dụng phân tách các hạt riêng lẻ và làm giảm độ nhớt biểu kiến của các chất huyền phù. Sự tụ keo từng phần của chất huyền phù có thể đạt được thông qua điều tiết
lượng chất làm tan loãng sử dụng nghĩa là không đạt độ nhớt tối thiểu có thể có, hoặc bổ sung một chất làm tan loãng. Các vật liệu có bề mặt riêng cao và kích cỡ hạt cực mịn có thể được sử dụng, để khi thể hiện hoạt động keo sẽ góp phần đáng kể vào việc làm tăng độ nhớt biểu kiến ở ứng suất thấp hoặc khi ngưng lại. Bất kỳ tác động nào trong số đó hoặc kết hợp giữa chúng cung cấp cho các chất huyền phù men những tính chất phù hợp để tráng phun với một hệ thống các đĩa.
Dội men liên tục
Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất nhằm đạt được bề mặt nhẵn mịn. Nó đã đạt được sự áp dụng trên phạm vi rộng lớn trong tráng men gạch ốp tường, trong đó độ nhẵn bóng là đặc điểm có giá trị nhất. Tráng men chất huyền phù bằng dội men liên tục là một quá trình đã được sử dụng từ lâu không chỉ cho ngành gốm sứ mà còn trong các ngành công nghiệp khác, và có nhiều phương tiện rất đa dạng dựa trên hệ thống này: filera, filera valenciana, tráng chuông...
Trong số những phương pháp tráng thác nước được nhắc đến, tráng chuông đã trở thành hệ thống phổ biến nhất trong ngành gạch gốm sứ trong những năm gần đây như là hệ thống thay thế cho tráng men bằng đĩa để cải thiện chất lượng bề mặt của lớp men tráng, làm cho nó bóng mịn hơn và không còn những chỗ không đều đặn.
Một hệ thống đang được phát triển và chỉnh định cho phù hợp với lưu lượng tự điều tiết của chất huyền phù chảy qua chuông. Việc này được thực hiện sử dụng một lưu lượng kế đủ chính xác, lưu lượng kế này liên tục đo lưu lượng của chất huyền phù để tráng và tuỳ thuộc vào trị số đo được, chuyển tín hiệu tương ứng đến một van điều tiết lưu lượng. Van này chính xác hơn nhiều so với van hiện được sử dụng tại các chuông và cho phép điều chỉnh số lượng men hoặc engobe với độ chính xác cao.
Đặc điểm của hệ thống tráng này rõ ràng rất khác biệt so với đặc điểm của hệ thống tráng bằng đĩa. Do đó, những chất huyền phù phù hợp sẽ cần phải có tập tính tương đối khác biệt. Trước hết, vì không có các lỗ cho chất huyền phù đi qua khi phun nên không có khả năng bị tắc. Thay vào đó, chất huyền phù rơi xuống theo cách tự chảy nên tốt hơn là nên có độ nhớt của chất huyền phù ở mức tương đối cao nhằm tránh những chuyển động đu đưa trong dòng men chảy xuống mà điều này có thể tạo nên sự không đồng đều trong lớp
men. Nhờ đó mà ta có thể sử dụng các chất huyền phù mật độ cao, không giống như các chất huyền phù tráng qua đĩa.
Do vậy, cần phải tạo nên các chất huyền phù với mật độ chất rắn cao cũng như độ nhớt cao ở ứng suất cắt mà chất huyền phù trải qua khi rời chuông 1000 – 1500 s-1. Trừ khi được làm tan loãng hoàn toàn, chất huyền phù với những đặc điểm này biểu lộ ứng suất chảy và tập tính thixotropic như độ nhớt có chiều hướng tăng đáng kể khi ngưng lại hoặc phụ thuộc ứng suất cắt thấp như ở mức được tạo bởi lực hấp dẫn.
Vì chất huyền phù chỉ chảy bằng tự chảy vào hệ thống cung cấp nó đến chuông và khi trượt qua chuông thì rất nguy hiểm nếu độ nhớt tăng quá cao vì nó có thể bị ngắt lại ở bất kỳ điểm nào trong quá trình. Nếu điều đó xảy ra, sự gián đoạn của dòng chảy sẽ lập tức tạo thành các vết trong lớp men tráng. Hơn nữa, phần còn giữ lại của chất huyền phù có thể sau đó bị tách rời, bị cuốn theo phần còn lại của chất huyền phù và chảy vào gạch, làm hỏng bề mặt của gạch.
Do đó, để tránh vấn đề này cần phải làm sao cho độ nhớt của chất huyền phù ở ứng suất cắt thấp không được cao hơn nhiều so với khi ở ứng suất cắt lúc chất huyền phù rơi xuống khỏi vành chuông. Chất huyền phù cũng không được quá thixotropic để giữ cho độ nhớt không tăng lên theo thời gian dừng, điều đó sẽ tham gia làm cho vật liệu bị chặn lại nếu chất huyền phù ngừng chảy. Điều này cũng giống như khi nói rằng chất huyền phù sẽ có thuộc tính có thể mang tính Newton nhất và có ứng suất chảy thấp để chảy được một cách dễ dàng.
Các điều kiện tráng yêu cầu một cách rất thiết yếu là các chất huyền phù cần phải được làm tan loãng tốt và vì các hạt sau đó được làm tan loãng ở ứng suất cắt thấp nên thể hiện độ nhớt biểu kiến thấp hơn. Có nghĩa là, nhu cầu làm tan loãng cần phải được điều tiết một cách nghiêm ngặt nhằm đảm bảo độ nhớt thấp có thể tại mọi ứng suất cắt , vận hành ở mật độ chất rắn mật độ ở mức cao bằng mức quá trình cho phép. Vì lý do này, tráng kiểu dội men liên tục nhìn chung yêu cầu sự quan tâm chú ý nhiều hơn so với tráng phun. Các đặc điểm đã mô tả cũng cho phép các chất huyền phù, trong khi lắng trên mặt gạch, đã được trải đều lên viên gạch đảm bảo lớp tráng ngoài nhẵn bóng như ý muốn mà không có sóng lượn trên bề mặt hoặc làm bẩn các cạnh bên của viên gạch. Ngoài ra, lớp men không nung đạt được sẽ không bị rỗ nhiều và
rắn chắc, do độ giữ nước thấp giữa các hạt men là kết quả của sự kết tụ hạt thấp khi các hạt lắng trên các viên gạch. Điều này làm cho tốc độ làm khô của những lớp men này chậm và làm cho chúng thấm nước chậm hơn so với lớp tráng tạo thành từ các chất huyền phù phun vì các lớp này rỗ nhiều hơn và thấm nước được do mật độ thấp và tình trạng bị kết tụ một phần.
Cuối cùng, vấn đề đặc trưng trong tráng kiểu dội men liên tục có thể được đề cập đến ở đây mà vấn đề này có thể ảnh hưởng rất xấu đến chất lượng lớp tráng bên ngoài: các bọt bóng được tạo ra và giữ lại trong chất huyền phù. Nguồn gốc của những bọt bóng là không khí thường cuốn theo từ các động tác truyền cơ khí, khuấy trộn, bơm... Nếu những bọt bóng này không được loại bỏ trước khi tráng, chúng sẽ tạo nên sự không đồng đều trong màng dòng men dội xuống và có thể trở thành lỗi tráng men sau khi viên gạch đã được nung lỗ rỗ nhỏ như đầu đanh ghim.... Vì độ nhớt của các chất huyền phù tương đối cao, khó có thể loại bỏ các bọt bóng vì chúng chỉ có thể nổi lên một cách khó khăn trên bề mặt của các thùng chứa trong đó các chất huyền phù được dự trữ. Từ quan điểm này, nên tạo ra càng ít bọt bóng càng tốt, phân tích các điểm trong quá trình ở đó bong bóng có thể được tạo thành và giảm tần suất diễn ra chúng. Từ quan điểm lưu biến nghiêm ngặt, vận hành với các chất huyền phù được làm tan loãng với mật độ cao cũng có nhiều lợi ích vì những điều kiện này tạo thuận lợi dễ dàng nhất để loại bỏ bọt bóng.