แก้วเซรามิคของพวกเรามาจากดินขาวลำปาง

แก้วเซรามิค ดินขาวลำปาง (Kaolin Lampang) “ดินขาวลำปาง” เป็นดินขาวที่มีคุณภาพดีอันดับต้นๆ ของประเทศไทย และยังมีจำนวนมากอยู่ที่ อ.แจ้ห่ม มีความแตกต่างจากดินขาวทั่วไป ที่นำไปใช้ในการทำเครื่องปั้นดินเผา ที่เกิดจากการสลายตัวของหินฟันม้า ซึ่งสามารถนำมาทำเนื้อเซรามิค ได้ทันทีโดยไม่ต้องเติมวัตถุดิบอื่นลงไปอีก ผู้เชี่ยวชาญวิเคราะห์ออกมาว่า

ดินขาวลำปางอยู่ในตระกูลเดียวกับหินโทเซกิ ของญี่ปุ่น ในกลุ่มอุตสาหกรรมเซรามิคเรียกกันว่า ไชน่า สโตน เมื่อเผาที่อุณหภูมิสูงถึง 1,300 องศาเซลเซียส จะได้เนื้อผลิตภัณฑ์พอร์ซเลน สีขาว แกร่ง ทนไฟสูง และบางส่วนของดินขาวลำปางยังมีแร่ที่ละเอียดให้ความเหนียว ช่วยในการขึ้นรูปเครื่องปั้นได้ดีๆ

และไม่พบในที่อื่น ๆ ของประเทศไทย จึงทำให้นำมาทำเครื่องปั้น หรือผลิตภัณฑ์เซรามิกได้ดี และมีคุณภาพเหมาะแก่การทำถ้วยชามต่าง

ขอบคุณที่มา CentralPlaza Lampang Facebook

ดินเกาลินที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิว

ดินเกาลินที่ผ่านกระบวนการปรับปรุงพื้นผิวมาถือเป็นสารตั้งต้นในการปรับปรุงพื้นผิวด้วยสารเคมี ซึ่งจะมีวิธีการที่แตกต่างกันไปตามวิธีใช้ดิน โดยหลักๆแล้วจะหมายถึงการใช้สารซิลิโคนมาเคลือบผิวดินก่อนหนึ่งชั้น ก่อนที่จะนำไปผนวกกับโครงสร้างโพลิเมอร์ที่คุณต้องการเพื่อให้ดินมีพันธะเคมีที่แข็งแรงขึ้น เพื่อเพิ่มสมรรถภาพด้านความทนทานและความเป็นฉนวนไฟฟ้าของดิน

ดินเกาลินเผา

ดินเกาลินเผา หรืออีกชื่อคือสารอะลูมิเนียมซิลิเคตไร้น้ำ คือดินเกาลินที่ผ่านการแยกน้ำออกจากดินที่ฟอกสารเคมีไว้แล้ว เพื่อให้เนื้อดินมีความบริสุทธ์ ช่วยในการทำให้ผิวดินเรียบเนียน มีความมันเงา และสามารถกำหนดขนาดอนุภาคดินได้อีกด้วย ก่อนที่จะนำไปเผาเพื่อลดปริมาณน้ำในดินลงกว่า 14%

เกรดของสินค้าดินเกาลินเผาจะขึ้นอยู่กับวิธีการเผา ซึ่งวิธีปกติจะทำโดยการใส่ดินไว้ในเตาเผาอิฐทรงรียาวเป็นเวลานาน บริษัทยังมีวิธีการเผาที่ไม่เหมือนใคร โดยการเผาดินด้วยไฟแรงกว่าปกติเป็นระยะเวลาสั้นๆครั้งละไม่กี่วินาที โดยทั้งสองวิธีสามารถขจัดน้ำในดินได้อย่างหมดจด แต่จะส่งผลไม่เหมือนกันในด้านอื่นๆเช่น รูปทรงของอนุภาค ค่าความถ่วงจำเพาะ และสภาพภายนอกของดิน

การเผาดินที่ความร้อนต่ำตั้งแต่ 650-700ºC จะสามารถกำจัดสารไฮดรอกซิลเพื่อสร้างดินเกาลินแห้งได้ โดนดินเกาลินแห้งนี้จะมีค่าความถ่วงเฉพาะที่ลดลงจาก 2.58 เป็น 2.50 และยังมีความ แข็งและความสามารถในการอมน้ำที่เพิ่มขึ้น ทำให้ดินมีความมันเงาและความขุ่นเพิ่มขึ้น และซึมซับน้ำมันได้ดียิ่งขึ้น ดินเกาลินเผาส่วนใหญ่แล้วจะใช้ความร้อนตั้งแต่ 1000-1150ºC ซึ่งจะทำให้ดินมีความมันเงาและความขุ่นมากที่สุด ความร้อนระดับนี้จะสามารถทำให้ความพรุนของดินลดลง ส่งผลให้ค่าความถ่วงจำเพาะสูงขึ้นถึงระดับ 2.6-2.7 โดยที่ไม่ทำให้ดินแปรสภาพเป็นมัลไลท์ (ค่าความถ่วงจำเพาะ 3.2 ความแข็งระดับ 6-7) ทั้งนี้ ระดับความมันเงาและความขุ่นของดินสามารถควบคุมได้โดยการใช้ความร้อน เวลาเผา และวัตถุดิบตัวช่วยในการเผาต่างๆที่ใช้

ประโยชน์หลักของดินเกาลินในสินค้าเคลือบพื้นผิวต่างๆคือการทำหน้าที่เป็นตัวยืดเวลาทำงานของสาร TiO2 (ไทเทเนี่ยมไดออกไซด์) ในสีทาอาคารสูตรน้ำต่างๆ โดยดินเกาลินเผาถือเป็นวัตถุดิบที่มีคุณสมบัติในการเพิ่มความสว่างเงา ระยะเวลาการแสดงผลของสาร TiO2 และรักษาความเข้มของสีเมื่อทาลงบนพื้นผิวได้ดีที่สุด ทั้งนี้ ดินเกาลินเปียกและดินเกาลินแยกชิ้นเองก็ยังมีคุณสมบัติในการเพิ่มความสว่างเงา และระยะเวลาของสาร TiO2 เช่นกัน ทั้งยังส่งผลถึงความเหนียวแน่นของสีและระดับความมันเงาอีกด้วย (อนุภาคยิ่งเล็ก = ยิ่งเงา) 

ดินน้ำตาล

ดินน้ำตาลเป็นแร่ธาตุที่มีลักษณะคล้ายดินเกาลิน เนื้อดินนุ่ม คล้ายๆดินดำ สามารถแตกสลายได้ง่าย และสามารถใช้ปั้นหรือหล่อเป็นรูปทรงต่างๆได้ง่าย โดยเฉพาะเมื่อเปียกน้ำ ดินน้ำตาลเป็นดินที่ไม่ได้มีจุดเด่นในตัวเอง หาได้ทั่วไป และจะมีสีน้ำตาลไปถึงส้มอมแดงจากปฎิกริยาการขึ้นสนิมของแร่เหล็กที่เจือปนในดิน

ประโยชน์ของดินเกาลิน

เกาลินในกระดาษอุตสาหกรรมกระดาษถือเป็นอุตสาหกรรมที่ใช้ดินเกาลินมากที่สุด เพราะดินเกาลินเป็นวัตถุดิบหลักที่ใช้ในการเคลือบกระดาษ เนื่องจากขนาดอนุภาคที่เล็กและมีลักษณะแบนรี มีแรงตึงผิวที่เหมาะสม อัตราการถลอกต่ำ มีระดับความขุ่นมัวที่พอเหมาะ มีสีขาวโดยธรรมชาติ และมีระดับการสะท้อนแสงที่พอดี ทำให้คุณภาพของการพิมพ์ด้วยกระดาษสูงขึ้น ถือเป็นวัตถุดิบที่มีความเหมาะสมกับการใช้เคลือบกระดาษมากที่สุ

เกาลินในเซรามิคดินเกาลินถือเป็นวัตถุดิบชั้นเยี่ยมในการปั้นสินค้าเซรามิค โดยเฉพาะสินค้าจำพวกสุขภัณฑ์และจานชามต่างๆ เพราะดินเกาลินจะมีสีขาวตามธรรมชาติหลังจากเผา มีความยืดหยุ่น และทนทานสูง นอกจากนี้สินค้าจำพวกภาชนะหินและน้ำยาขัดเงาต่างๆมักจะใช้ดินเกาลินเป็นส่วนผสมเช่นกัน

เกาลินในเครื่องสำอางดินเกาลินถือเป็นส่วนผสมในผลิตภัณฑ์รักษาความงามหลายชนิดด้วยกัน เช่นแผ่นมาส์กหน้า ครีมบำรุงผม และสินค้าชนิดผงและสินค้าสีเข้มต่างๆเป็นต้น เพราะดินเกาลินเป็นดินที่มีความบริสุทธิ์และอเนกประสงค์มากที่สุดในบรรดาดินทุกชนิด ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์จำพวกครีมรองพื้นและแผ่นมาส์กหน้าที่มีดินเกาลินเป็นส่วนผสมมีเนื้อละเอียด เกลี่ยง่าย ดูดซึมน้ำได้ดี และมีเนื้อเหนียวข้น เกาะทนทาน ดินเกาลินยังมีคุณสมบัติในการดูดความชื้น และลดความมันของผิวหน้า เป็นวัตถุดิบที่ไม่มีกลิ่นและเนื้อเนียน

วิธีการทำเซรามิค

1.การเตรียมวัตถุดิบ
          วัตถุดิบในการทำผลิตภัณฑ์เซรามิคได้แก่ แร่ดินชนิดต่างๆ เช่นดินเหนียว ดินขาว ดินสโตนแวร์ และส่วนผสมต่าง ๆ นำมาเข้าสู่ระบบการบดและขนาดของอนุภาค ต่อจากนั้นจึงนำน้ำดินไปรีดน้ำ ออก หรือกรองอัดน้ำดิน เพื่อให้ได้ดินนำไปขึ้นรูปต่อไป
ตัวอย่างวัตถุดิบในการผลิตเซรามิค
           ดินขาว คือ ดินเกาลิน (Kaolin) เช่น ดินขาวระนอง ดินขาว ดินขาวลำปาง เป็นต้น ดินชนิดนี้เมื่อเผาที่อุณหภูมิประมาณ 1,200 องศาเซลเซียส จะมีสีขาว แต่ไม่ค่อยเหนียว ดังนั้นจึงต้องมีการผสมดินเหนียวลงไป เพื่อช่วยในการขึ้นรูป

          ดินเหนียว หรือ ดินบอลเคลย์ (Ball Clay) มีสีดำ มีความละเอียดและมีความเหนียวสูง ใช้ผสมกับดินขาวช่วยให้การขึ้นรูปง่ายขึ้น แหล่งดินเหนียวในประเทศไทย ที่นิยมนำมาผลิต ในอุตสาหกรรม อยู่ที่จังหวัดสุราษฎร์ธานี

 แร่ควอตซ์ เป็นสารชิลิกา (SiO 2 )
           นำมาใช้ผสมทำเซารามิค เพื่อให้เนื้อผลิตภัณฑ์ มีความแข็งแรง และคงทนขึ้น และช่วยในการหดตัวของดิน แหล่งแร่ควอตซ์ ในประเทศไทย พบที่ จ.ราชบุรี

การเทแบบมี 2 ลักษณะคือ
-การเทแบบโดยให้น้ำดินแข็งตัวอยู่ในแบบ เรียก Solid Casting ซึ่งเหมาะกับการเทแบบผลิตภัณฑ์ที่มีความหนาและรูปร่างแปลกๆ
-การเทแบบโดยมีการเทน้ำดินที่เหลือทิ้ง เรียก Drain Casting ซึ่งเหมาะกับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการผนังบางและต้องการความหนาสม่ำเสมอ
การขึ้นรูปโดยใช้แรงอัด
          การขึ้นรูปโดยวิธีการนี้ใช้แพร่หลายในการผลิตผลิตภัณฑ์เซรามิกส์ชนิดพิเศษ แรงอัดจะอัดลงบนแบบ ซึ่งมีผงเนื้อดินปั้นแห้งๆ หรือความชื้นเล็กน้อยอยู่ภายในแบบ แบบที่ใช้เป็นโลหะแข็ง การขึ้นรูปโดย วิธีนี้มีหลายสิ่งหลายอย่างที่จะต้องคำนึงถึง ขนาดและรูปร่างและการกระจายตัวของอนุภาคของเนื้อดินปั้น
การขึ้นรูปโดยวิธีการอัดเนื้อดินปั้นแห้งๆ( Dry and Dust Pressing )
          ใช้กับการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์เซรามิคที่ใช้ในงานประยุกต์ทั้งทางด้านอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า เป็นวิธีการอัด ผงกลมๆ ของเนื้อดินปั้นแห้งภายในแบบโลหะด้วยแรงอัดที่สูง ความชื้นภายในผงเนื้อดินปั้นไม่เกิน 4 % ผงเนื้อดินปั้นกลมๆเคลื่อนที่ได้อิสระแต่มีความเหนียวไม่ดีเท่าที่ควรแต่เมื่อถูกแรงอัดจะอัดตัวกันได้หนาแน่นดี
การขึ้นรูปผลิตภัณฑ์โดยการหลอมเหลวแล้วเทลงแบบ
          การขึ้นรูปวิธีนี้จะใช้ในการทำให้ผลิตภัณฑ์วัสดุทนไฟมีความหนาแน่นสูงและทนทานต่อการกัดกร่อนของขี้ถลุง โดยหลอมเนื้อผลิตภัณฑ์ด้วยเตาไฟฟ้า แล้วเทลงในแบบโลหะหรือ แบบทราย แต่จะเกิดช่องว่าง ขึ้นในระหว่าง ปล่อย ให้ผลิตภัณฑ์เย็นตัวลง
3.การเผาและการเคลือบเซรามิค
การเผา
             การเผาผลิตภัณฑ์เซรามิคครั้งแรกเรียกว่าเผาดิบ โดยเพิ่มอุณหภูมิของเตาเผาให้สูงขึ้นอย่างช้า ๆ เพื่อให้ผลิตภัณฑ์คงรูปไม่แตกชำรุดผลิตภัณฑ์เซรามิคที่ผ่านการเผาดิบแล้วบางชนิดนำไปใช้ได้โดยไม่ต้อง เคลือบ เช่น กระถางต้นไม้ อิฐ ไส้เครื่องกรองน้ำแต่ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่จะต้องเคลือบผิวเพื่อ ให้เกิดความ สวยงาม มีความคงทนและป้องกันการเกิดรอยขีดข่วนบนผิว
การเคลือบ
          เคลือบ คือชั้นของแก้วบางๆ ที่หลอมละลายติดอยู่กับผิวดินซึ่งขึ้นรูปเป็นภาชนะทรงต่างๆ สารที่ใช้ เคลือบ ผลิตภัณฑ์ เซรามิคเรียกว่า น้ำเคลือบ ซึ่งเป็นสารผสมระหว่างซิลิเกตกับสารช่วยหลอมละลาย วัตถุดิบที่เป็นน้ำยาเคลือบถูกบดจนละเอียดมากกว่าดินหลายเท่า ก่อนนำมาเคลือบบนดินเผา เป็นชั้น หนา 1-1.5 มม. เมื่อเคลือบแล้วต้องทิ้งให้ผลิตภัณฑ์แห้ง เช็ดก้นผลิตภัณฑ์ให้สะอาดก่อนเข้าเตาเผา ผลิตภัณฑ์ที่เคลือบแล้ว โดนเผาผ่านความร้อนอุณหภูมิสูง วัตถุดิบที่เป็นแก้วในเคลือบเมื่อถึงจุดหลอม ละลาย ชั้นของเคลือบจะกลายเป็นแก้วมันวาวติดอยู่กับผิวดิน
          เคลือบช่วยให้การล้างภาชนะสะดวก เนื่องจากเคลือบมีสมบัติลื่นมือ สามารถทำความสะอาดง่าย กว่า ผิวดินที่มีลักษณะค่อนข้างหยาบ เคลือบมีคุณสมบัติเป็นแก้วไม่ดูดซึมน้ำ และยังเพิ่มความแข็งแรงทนทาน ทำให้ภาชนะดินเผา ไม่บิ่นง่าย เมื่อกระทบกันบ่อยๆขณะล้างทำความสะอาด และสามารถใส่ของเหลวได้โดยไม่รั่วซึม