แผนบรหารการสอนประจ าบทท 7

เนอหา 7.1 วตถดบทใชในการทานาดน 7.2 สวนผสมของวตถดบทใชทานาดน 7.3 การเตรยมนาดน 7.4 การควบคมคณภาพของนาดน วตถประสงคเชงพฤตกรรม 1. สามารถอธบายถงวตถดบทใชในการทานาดนได 2. สามารถอธบายถงวธการหาสวนผสมของนาดนได 3. สามารถอธบายถงวธการเตรยมนาดนได 4. สามารถอธบายถงวธการควบคมคณภาพของนาดนได วธการสอนและกจกรรมการเรยนการสอน

1. แบงกลมศกษาเนอหา เพอใหนกศกษาทเรยนรเรวชวยนกศกษาทเรยนรชา 2. ศกษาเอกสารประกอบการสอนการหลอนาดน 3. ศกษาแผนภม แผนภาพ ของจรง แผนใสและวดทศนทเกยวของ 4. ลงมอปฏบต 5. อภปรายเนอหารวมกน 6. ทดสอบยอย

สอการเรยนการสอน

1. เอกสารประกอบการสอน 2. ของจรง 3. แผนภาพ 4. แผนใส/Power Point Precentation 5. วดทศน/เครองฉายแผน CD

166

6. โปรแกรมสาเรจรป 7. เครองคอมพวเตอร

ฯลฯ การวดผลและประเมนผล

1. สงเกตความสนใจในการเรยน 2. สงเกตจากการอภปรายในหองเรยน 3. สงเกตจากการตอบคาถามในหองเรยน 4. สงเกตจากงานทไดรบมอบหมาย 5. การทาแบบฝกหดทายบท

167

บทท 7 วตถดบทใชในการท าน าดนและวธการเตรยมน าดน

เครองปนดนเผาผลตจากวตถดบทสวนใหญประกอบไปดวย ดน หน และแรธาตตางๆ มาผสมกนเพอใหมคณสมบตตามทผผลตตองการ เชน ความเหนยวของดน (Plasticity) การหดตวของดน (Shringkage) สของดนทเผาแลว (Fire Color) เปนตน การเตรยมวตถดบในการผลตเครองปนดนเผา มอยหลายวธแตกตางกนขนอยกบวธการขนรป โดยเฉพาะการเตรยมนาดนสาหรบการขนรปดวยวธการหลอ มขนตอนทจะตองควบคมคณสมบตเปนอยางด เนองจากเปนการขนรปโดยใชเนอดนปนทมลกษณะเปนของเหลว และอาศยแบบพมพททาจากปนปลาสเตอร เปนตวรองรบและชวยดดซบนาทอยในเนอดนเพอใหเนอดนยดเกาะกบผวของปนปลาสเตอรจนเกดเปนความหนาของผลตภณฑ ตามความตองการ หวใจสาคญ อกประการหนงของการเตรยมนาดนสาหรบการขนรปดวยวธการหลอ จะตองมการควบคมคณภาพของนาดนใหด เชน ใชปรมาณนานอย มคณสมบตการไหลตวทด มปรมาณของแขงสง กระจายลอยตวอยในนา โดยมสารเคมเปนตวชวยทาใหเกดการกระจายลอยตวไดด การไดทาความเขาใจและศกษาเรองของนาดนจะทาใหผปฏบตงานไมเกดปญหาในการปฏบตงานและผลงานมคณภาพด 7.1 วตถดบทใชในการท าน าดน วตถดบทใชในการทานาดนสาหรบผลตเครองปนดนเผาดวยวธการหลอ กเหมอนกบวตถดบทใชในการผลตเครองปนดนเผาโดยทวไปทสวนใหญประกอบไปดวย ดน หน และแรธาตตางๆ แตการทจะคดเลอกวตถดบเหลานน นบวาเปนสงจาเปนและสาคญอยางยง โดยเฉพาะผผลตตองมความเขาใจและรคณสมบตตางๆเชน สวนประกอบทางเคม ความเหนยวของดน การหดตวของดน ตลอดจนสของดนทเผาแลว วตถดบทใชงานเครองปนดนเผา สามารถแยกไดเปน 2 ประเภทใหญๆดวยกนคอ 1. วตถดบทมความเหนยว (Plastic Materials) เชน ดนขาว ดนเหนยว ดนทนไฟ 2. วตถดบทไมมความเหนยว (Non-Plastic Materials) เชน ซลกา ดนเชอ หนฟนมา 7.1.1 วตถดบทมความเหนยว วตถดบชนดนไดแกดน ดนเปนวตถดบทมความเหนยว ทสาคญมากทนามาใชทาสวนผสมของผลตภณฑ เครองปนดนเผา สามารถนามาใชทาภาชนะใสอาหาร (Table Ware) เครองสขภณฑ (Sanitary Ware) กระเบอง (Tiles) อฐ (Bricks) วตถทนไฟ (Refractories) อปกรณทางไฟฟาเปนตน (Insulators) เปนตน เนองจากดนเปนวตถดบทมความเหนยว ดนเปน

168

สารประกอบของอลมเนยมซลเกต “Aluminium Silicate” (Al2O3.2SiO2.2H2O) ในแรดนธรรมชาตมสารประกอบอยางอนๆ ปะปนอยมากทเปนสาเหตทาใหดนไมบรสทธ สารเหลานไดแก Quartz ,Mica, Iron, Hematite, Flourite เปนตน ดนทใชในอตสาหกรรมเซรามกส จาแนกตามลกษณะของดนทนามาใชประโยชน ไดแก ดนขาว บอลเคลย และดนเหนยวโดยนาดนเหลานมาใชเปนวตถดบในอตสาหกรรมเครองปนดนเผาชนดตางๆ ดนขาว (Kaolin,China Clay) ดนขาว หมายถง ดนมสขาวหรอสซดจางทงในสภาพทยงไมไดเผาและเผาแลว ดนขาวมสวนประกอบสวนใหญเปนแรดนกลม Kaolinite และมความสมพนธกบมสโคไวต ไมกา อลไลต ควอตซ และอาจมมอนตมอรลโลไนต ปกตแลวในดนขาวควรจะมปรมาณอลคาไลน (Alkalies) นอยกวารอยละ 2 ปรมาณของเหลกออกไซด (Fe2O3) นอยกวารอยละ 1 แคลเซยมออกไซด (CaO) แมกนเซยมออกไซด (MgO) และไทเทเนยมออกไซด (TiO2) อยในปรมาณเลกนอย คณสมบตทางกายภาพของแรดนขาว การทราบคณสมบตทางกายภาพของแรดนขาว จะชวยทาใหเราสามารถทานายคณสมบตของเนอดนปนซงมแรดนเหลานนผสมอยไดดพอสมควรคณสมบตทควรศกษาคอ ขนาด (Particle Size) คณสมบตนมความสาคญมากอนหนง เพราะวามนเกยวของกบคณสมบตทางดานความเหนยว (Plasticity)ความแขงแรงเมอแหง (Dry Strength) ความสามารถในการแลกเปลยนอนมล และการหดตวเมอแหง (Drying Shrinkage) กลาวโดยทวไปดนเมดละเอยดจะใหความเหนยว และการหดตวเมอแหงมากกวาดนเมดหยาบ ขนาดของเมดดน (Particle Size of Clay) จะมขนาดตงแต 0.05-10 ไมครอน คาของเสนผาศนยกลางโดยเฉลยประมาณ 0.5 ไมครอน (1ไมครอน เทากบ 10-4 ซ.ม.) รปราง (Particle Shape) แร Kaolinite อนภาคของมนมรปรางเปนแผนหกเหลยมมขนาดจาก 0.05 ถง 10 ไมครอน โดยเฉลยขนาดอยระหวาง 0.5 ไมครอน คณสมบตเมอแหง (Drying Properties) การหดตวเมอแหงของแรดนลวนๆเราไมคอยสนใจเพราะวาเนอดนปนมกประกอบดวยแรหลายอยาง แตอาจกลาวไดกวางๆวาดนทละเอยดกวามการหดตวมากกวาดนหยาบเมอปลอยทงไวใหแหง ความแขงแรงเมอแหง (Green Strength) คณสมบตนสาคญมากโดยเฉพาะเมอจะนาแรดนขาวไปใชในเนอดนปนซงไมมดนเหนยวผสมอยเลย เพราะวาดนขาวเทานนทจะเปนตวชวยใหผลตภณฑดบมความแขงแรงมากนอยเพยงไร ดนละเอยดหรอดนทมมอนตมอรลโลไนตจะใหความแขงแรงมากทสด คณสมบตหลงจากเผา (Firing Properties) แรดนขาวมการหดตวมากหลงการเผา ไมควรใชแรดนขาวลวนเปนเนอดนปน แรดนขาวเมอเผาแลวจะหดตวประมาณรอยละ 20

169

ดนเหนยว (Ball Clay) ดนเหนยว หรอดนเหนยวขาว คอ ดนทมแรเคโอลไนตเปนสวนประกอบทสาคญโดยเฉพาะพวกทมโครงสรางภายในจดอยอยางไมเปนระเบยบ (Disordered Kaolinite) มขนาดเมดละเอยดมาก และมกจะมอลไลต (Illite) และมอนตมอรลโลไนต (Montmorillonite) รวมทงสารอนทรยพวกคารบอนปนอยดวยเสมอ สของบอลลเคลยจะเปนสเทาออนจนเกอบจะเปนสดา มความเหนยวสง (Hight Plasticity) เมอเผาแลวจะใหสขาวหรอสออน จงมกนามาผสมกบดนขาว เพอใชในการขนรปผลตภณฑทตองการความเหนยวสง และยงใหความแกรงหลงเผาด ดนเหนยวเปนวตถดบทใชมากในอตสาหกรรมเครองปนดนเผา ในธรรมชาตจะมสตางๆ เชน สเทา สดา เนองจากมสารอนทรยเจอปนอยหลงการเผาแลวจะมสขาวดนชนดนพบอยในทราบลมมเมดละเอยดความเหนยวด เหมาะกบการขนรปผลตภณฑ ใหความแขงแรงตอผลตภณฑทยงไมเผา ประโยชนของดนบอลลเคลยในอตสาหกรรมเครองปนดนเผา

1. ชวยเพมความสามารถในการขนรปของเนอดนปนใหดขน 2. ผลตภณฑกอนเผามความแขงแรงมากขน ลดการสญเสยเนองจากการแตกหกของ

ผลตภณฑทยงไมเผาขณะเคลอนยาย 3. ชวยทาใหนาดนเทแบบมการไหลตวดขน 4. ชวยใหเกดปฏกรยาระหวางมวลสารในเนอดนปนขณะทาการเผา เปนผลทาใหผลต

ภณฑมเนอแนนเปนเนอเดยวกนตลอด ในการใชดนเหนยวมาผสมในเนอดนปนกมขอเสยบางประการอยดวย กลาวคอ 1. ดนเหนยวมความบรสทธตา ยอมมสงสกปรกเจอปนอยมาก เชน มสารประกอบของพวกอนทรยสาร เหลกออกไซด ทตาเนยมออกไซด เปนตน โดยเฉพาะถามสารพวกเหลกออกไซดและทตาเนยมออกไซดเจอปนอยมาก จะทาใหเนอดนมความขาวลดนอยลง 2. การทาผลตภณฑโปรงแสงทาไดยาก ถาหากใชดนเหนยวผสมปรมาณมากๆ

3. ดนเหนยวมความหดตวมาก จะทาใหผลตภณฑมโอกาสหดตวสงหลงจากเผาแลว จะทาใหบดเบยวไดงาย คณสมบตทางกายภาพของดนเหนยว 1. ขนาด ดนเหนยวมขนาดละเอยดกวาดนขาว ขนาดดนเหนยวจะมขนาดละเอยดแคไหนและมากนอยเพยงใด จะเปลยนแปลงไปตามแหลงทพบ คอแหลงดนทถกพดพาไปไกลจากแหลงเดมมากจะมการเสยดส และการบดกนตามธรรมชาตมาก ขนาดของเมดดนจะละเอยดมากขนตามลาดบ 2. ความเหนยว กลาวโดยทวไปแลว ดนเหนยวมความเหนยวดกวาดนขาว การผสมดนเหนยวลงไปในเนอดนปนจะชวยทาใหการขนรปไดดขน

3. การหดตวเมอแหง ดนเหนยวมการหดตวมากนอยแตกตางไปตามแหลงหรอชนด

170

ของดนเหนยวนน เชน ดนเหนยวทม SiO2 สงแทบไมมการหดตวเลย แตดนเหนยวทมอนทรยสารสง จะมการหดตวมากประมาณรอยละ 15 แตเราจะไมใชดนเหนยวอยางเดยวในการผสม เนอดนปน เราสามารถทจะทดลองผสมเนอดนปน ขนมาหาสวนผสมเนอดนปนทมการหดตวทเหมาะสมได 4. ความแขงแรงกอนเผา ปกตดนเหนยวจะมความแขงแรงมากกวาดนขาว ดนเหนยวทมความแขงแรงสงเมอผสมในเนอดนปนจะชวยทาใหผลตภณฑมความแขงแรงสงตามดวย 5. คณสมบตหลงจากเผา ถาเปนดนเหนยวลวนๆคณสมบตหลงจากการเผา เปนตนวามสเปนอยางไร เนอดหรอไมอยางไร ไมคอยสาคญนก แตคณสมบตเหลานมผลเมอผสมดนเหนยวลงไปในเนอดนปน ดนเหนยวบางอยางม Mica ประกอบอย เมอผสมในเนอดนปนเมอเผา Mica จะทาหนาทเปนตวเรงใหเกดปฏกรยาในเนอดนปนทาใหเนอผลตภณฑแนนมากขน ดนชนดอนๆ ดนแดง เปนดนลกษณะพเศษ คอ มปรมาณเหลกสง อาจจะมมากถงรอยละ 10 โดยเหลกจะเปนตวทาใหจดสกตวของเนอดนลดลงอยางมาก ใชผสมในเนอดนสโตนแวร สามารถเผาทอณหภมตากวาดนสโตนแวรดนแดงเปนดนประเภทหนงทไมมชนหนปกคลมสามารถเหนไดชดเจน แหลงทพบมากคอ สโขทย ลาพน เปนตน ดนมารล เปนสวนผสมของดนกบชอลกตามธรรมชาต มลกษณะรวน เนอตางจากดนอนๆมสวนประกอบเปนพวก แคลเซยมออกไซด ทเปนตวลดจดสกตวของดนไดด ดนทนไฟ เปนดนทมความแขงคลายหน มความทนไฟสง พบเกดหลายแหลงตางๆกนไป ไมนยมใชในการทาถวยชาม แตใชในการทาวสดทนไฟ หรอ เฟอรนเจอรภายในเตา เชน แผนรองผลตภณฑในเตาเปนตน ดนเบนโทไนต เปนดนทมคณสมบตพเศษในตวของมน เมอใชในปรมาณนอยจะเพมคณภาพความเหนยว ใหแกเนอดนทถกเตม เชนเดยวกบการเตมดนบอลลเคลยเพอเพมความเหนยวในเนอดน ดนเบนโทไนตนยมผสมลงในเนอดนปอรซเลน เพอใหเนอดนมความเหนยวขน แตถาเตมดนเบนโทไนตมากเกนไปกจะทาใหเนอดนทถกผสมมสคลาลง เนองจากดนเบนโทไนตมสนาตาลแก และยงทาใหผลตภณฑมการหดตวสงอกดวย 7.1.2 วตถดบทไมมความเหนยว วตถดบทไมมความเหนยว ไดแก หน ทราย และแรธาตตางๆทอยในรปของออกไซด ซงในการทาเครองปนดนเผา ในบางครงจาเปนตองอาศยวตถดบทไมมความเหนยวเขามาผสมในสวนผสมของเนอดนดวยเนองจากวา 1. ในการใชดนทมความเหนยวมากๆ มแนวโนมทจะทาใหผลตภณฑมการบดเบยวไดงายระหวางการแหงและการเผาเนองจากความละเอยดของเนอดน การเตมวตถดบทไมมความเหนยว เชน ทรายสามารถชวยลดปญหาดงกลาวได

171

2. วตถดบทไมมความเหนยวบางตวชวยทาใหจดสกตวของเนอดนมคาลดลง พอทจะกลาวไดวา ดนยงมความบรสทธสงมากเทาไร กยงจาเปนตองผสมวตถดบทไมมความเหนยวชวยมากขนเทานน ซลกา ซลกาเปนสารประกอบระหวาง Silicon กบ Oxygen สารประกอบของซลกาจะรวมตวกบวตถดบตางๆมากมาย เชน ดน หนฟนมา หนเขยวหนมาน ทาลต (Talc) เปนตน ซลกาเมอนาเอาไปใชเปนสวนผสมของผลตภณฑ จะทาใหผลตภณฑมความแขงแรง ทาหนาทเปนโครงสรางเปรยบประดจโครงกระดกปองกนการบดเบยวของผลตภณฑไดด ตวอยางโครงสรางของซลกา ดงภาพท 7.1

ภาพท 7.1 แสดงโครงสรางของซลกอนและออกซเจนในรปของซลกาเทตราเฮดรอน ทมา (โกมล รกษวงศ, 2538, หนา 27) วตถดบทเปนสารประกอบของซลกา และใหซลกาสง มหลายชนดดวยกน ไดแก ซลมาไนต ทราย กรวด หนเขยวหนมาน เปนตน หนเขยวหนมาน (Quartz) เปนสารทเกดจากการตกผลกของซลกา หนเขยวหนมานเปนวตถดบทใหซลกาสงมากเกนรอยละ 99 มความถวงจาเพาะ 2.7 จดหลอมละลายตว 1,710 องศาเซลเซยส มความแขง 7 โครงสรางเปนรางแหสามมตเปนรป 6 เหลยม หนเขยวหนมาน (Quartz) และทรายแกว (Silica Sand) เปนสารประกอบของซลกา ทเกดขนในธรรมชาต มความแขงแรง ลกษณะของหนเขยวหนมานทพบในประเทศไทย มทงชนดใส ขาวขนทบ การนาเอาหนเขยวหนมาน ไปผสมทาเนอดนปน จะทาใหเนอดนปนมความแขงแรง เปนโครงสรางปองกนการบดเบยวและการหดตวของผลตภณฑ นอกจากนนยงเปลยนสภาพเปนแกวทาใหผลตภณฑมความแขง และทาใหเนอผลตภณฑโปรงแสงได วตถดบอกชนดหนง ทมปรมาณของซลกาอยสง สามารถนามาใชประโยชนทางดานเครองปนดนเผาได ไดแก เถาแกลบ ชางปนชาวญปนจงนยมใชขเถาจากแกลบในสตรเคลอบ

172

แทนควอทซหรอซลกาจากเคม ผลวเคราะหทางเคมของขเถาแกลบประกอบดวย SiO2 96.00% ,Al2O3 1.00 % ,Fe2O 0.04 % ,CaO 0.48 %, MgO 0.22 %, K2O 0.90 %, Na2O 0.26 %, P2O5 0.02 %, MnO 0.19 % นอกจากนจากการทผเขยนไดทาการวจยเรอง การทดลองใชขเถาแกลบเปนวตถดบแทนควอทซในกระบวนการผลตเซรามกส ผลการวจยพบวาเนอดนปนทมคณสมบตเหมาะสมในการผลตเครองปนดนเผา สตรสวนผสมม ดนขาวระนองรอยละ 30 ดนดาแมทานรอยละ 30 หนฟนมารอยละ 20 ขเถาแกลบรอยละ 20 เนอดนปนสามารถขนรปดวยการหลอไดด ปรมาณนาทผสม รอยละ 50 ความหนด 39.7 พอยส ความแขงแรงกอนเผาเฉลย 2.36 กก./ตร.ซม. ความแขงแรงหลงเผาเฉลย 133.85 กก./ตร.ซม. ความหดตวกอนเผาเฉลยรอยละ 1.86 ความหดตวหลงเผาเฉลยรอยละ 14.23 การดดซมนาเฉลยรอยละ 0.04 เนอดนปนมสเทา และทนความรอนอณหภม 1,250 องศาเซลเซยสบรรยากาศรดกชนได อลมนา (Alumina) เปนวตถดบทใชมากในอตสาหกรรมเครองปนดนเผา อลมนาทบรสทธสงจะไดจากแรคอรนดม (Corundum) นอกจากนนจะเปนแรทมความบรสทธรองลงมาจะไดจาก บอกไซด (Bouxite) ไดอสปอร (Diaspore) และกปปไชต (Gibbsite) อลมนาจะมจดหลอมละลายในอณหภม 2,050 องศาเซลเซยส (3,722 องศาฟาเรนไฮด) มความแขงถง 8 (Mohes,Scale) อลมนาจะนาไปใชในอตสาหกรรมวตถทนไฟ อตสาหกรรมเครองขดถ (Abrasive) อตสาหกรรมอปกรณไฟฟาแรงสงเปนตน หนฟนมา (Feldspar ) หนฟนมาเปนวตถดบทสาคญ ใชทาหนาทเปนตวหลอมละลาย (Flux) ในอณหภมสง ใชผสมในเนอดนปน และนาเคลอบไดทงสองอยาง นอกจากนยงเปนตวชวยเสรมใหเกดการเปลยนแปลงไปเปนเนอแกวขนระหวางทเผาผลตภณฑ และทาใหผลตภณฑโปรงแสงดขน หนประเภททมหนฟนมา (Feldspar – bearing Rocks) หมายถงหนทมหนฟนมาเปนสวนประกอบ ไดแกกลมของเนฟฟลนไซไนต (Nepheline Syenite) ซงเปนหนทประกอบดวย หนฟนมาโปแตส และ โซดา ปกตเนฟฟลนไซไนต เปนแรทหายาก สตรทางเคมคอ NaAlSiO4 หลอมตวไดงายและแปรสภาพไปเปนแรอนไดงาย สามารถใชแทนหนฟนมาได เพกมาไทต เปนหนทใหหนฟนมาและควอตซ สวนประกอบเปนพวกหนฟนมา โปแตสและควอตซ มกจะทาการแยกออกจากกนและนามาใชงานเปนตวๆไป คอรนชสโตน (Cornish Stone) เปนเพกมาไทตทพบในประเทศองกฤษ สวนประกอบจะมทงหนฟนมา ไมกา,ควอตซ และมแรของฟลออรนเปนสวนประกอบจงอาจพบ ฟลโอสปาร(Fluospar),โทแปซ (Topaz) ปะปนอยดวยและจากเหตนเองทเปนตวจากดขอบเขตการใชงานของคอรนชสโตน เนองจากการสลายตวของฟลออรน เปนอนตรายไมเพยงแตตอผลตภณฑเทานนยงครอบคลมไปถงวตถทนไฟของเตาอกดวย อะนอรโทโชต (Anorthosite) เปนหนทประกอบดวยแร อลไบต (Albite) หรอ

173

หนฟนมาโซดา (Soda Feldspar) และอะนอรไทต (Anorthite) หรอหนฟนมาแคลเซยม (Calcium Feldspar) เหมาะสมทจะเปนวตถดบสาหรบผลตภณฑเนอปอรชเลนประเภทเผาเรว (Fast Firing) ไมกา (Mica) เปนแรทมลกษณะเปนแผน เกดรวมกบควอตซ และหนฟนมา ในหนอคนทวไป เชน แกรนต (Granite) และเพกมาไทต (Pegmatite) ทมกจะพดถงม 2 ชนด คอ มสโคไวท (Muscovite หรอ White Mica) และไบโอไทต (Biotite หรอ Black Mica) เปนสวนทจะถกคดทงออกเนองจากมสงเจอปนของเหลก ซงไมเปนทตองการของงานเครองปนดนเผา โดยทวไป แตกไดมการทดสอบนามาใชแทนหนฟนมา ในอตราสวนประมาณรอยละ 5-25 ในการทาผลตภณฑประเภทไฟตา เอรทเทนแวร (Earthenware) พบวาชวยในการลดจดสกตวของเนอผลตภณฑได สปอดมน (Spodumene) เปนแรทมลเทยมเปนองคประกอบอยสตรเคมคอ Li2O. Al2O3 .4SiO2 ม ลเทยมออกไซด (LiO ) รอยละ 8.0 ,อลมนา (Al2O3 ) รอยละ 27.4 และซลกา (SiO2) รอยละ 64.6 โดยอาจจะมโซเดยม (Na) จานวนเลกนอยเขาไปแทนทลเทยม แรนเปนแรทใชในการผสมทาเนอผลตภณฑเครองปนดนเผา เนองจาก ลเทยม (Li) มลกษณะพเศษ 2 ประการคอ หลอมตวไดดมาก จงใชในการลดจดหลอมตวของเนอผลตภณฑ และ ใหคาการขยายตวตามาก จงใชทาเนอผลตภณฑในครวโดยสามารถสมผสความรอนไดโดยตรง แรนจดอยในกลมเดยวกบหยก การนาแรในกลมหนฟนมามาใชงานเครองปนดนเผา วธการทจะนาแรหนฟนมามาใชนน เดมทจะเปนเหมองทมหนฟนมาคณภาพสง มสงเจอปน หรอแรอนๆตา สามารถคดหรอแยกแรดวยมอได ตอมาเหมองแบบนคอยๆหมดไป ทาใหตองหาหนฟนมาจากแหลงใหมซงสวนใหญกจะเปนการแยกหนฟนมาจากเพกมาไทต หรอ แกรนต ซงจะมควอตซ และไมกา ปะปนอยดวย จาเปนทจะตองเปลยนขบวนการแยกแรดวยมอ มาเปนการลอยแร (Floatation) ขบวนการลอยแรสามารถทจะแยกแรหนฟนมา ออกจากควอตซ ไมกา ไดด ทาใหไดหนฟนมาทบรสทธและคงท นอกจากนยงมการแยกหนฟนมาโปแตสออกจากหนฟนมาโซดาอกครงหนงโดยวธลอยแร (Froth Floatation) หนปน (Lime Stone) เปนวตถดบทใชผสมนาเคลอบ เพอใหเปนตวชวยลดอณหภม และทาใหเคลอบมความแขง หนปนเปนสารประกอบของ Calcium Carbonate (CaCO3) ซงมสวนประกอบทางเคมดงน CaO รอยละ 56.03 CO2 รอยละ 43.79 แคลเซยมคารบอเนตมนาหนกโมเลกล 100.09 สามารถเผาไลคารบอนไดออกไซด ไดในอณหภม 900 องศาเซลเซยส (1,652 องศาฟาเรนไฮด) ใหเปลยนสภาพเปน CaO

174

แมกนไซด Magnesite (MgCO3) เปนสารประกอบของ Magnesium Carbonate ม MgO รอยละ 47.80, CO2 รอยละ 52.20 เปนวตถดบททนความรอนไดสงถง 1,600 – 1,800 องศาเซลเซยส (2,912 – 3,272 องศาฟาเรนไฮด) นาไปใชในงานอตสาหกรรมวตถทนไฟได 7.1.3 สารเคมทชวยใหน าดนเกดการกระจายตว ในการเตรยมนาดนสาหรบใชในการหลอ จะตองใชนาในปรมาณนอยแตนาดนตองไหลตวไดด ซงจาเปน อยางยงทจะตองเตมสารเคมทเหมาะสมลงไป ทงนเพอใหการหลอผลตภณฑทกครงมคณภาพสมาเสมอ สารเคมทชวยทาใหเกดการกระจายตว ไพจตร องศรวฒน, (2541 หนา 229) ไดแบงสารเคมทชวยทาใหเกดการกระจายตวออกเปน 3 กลม คอ 1. นายาทเปนอนทรยสาร ไดแก พวกกรดตางๆเชน กรดนาสม กรดแทนนค กรดฮวมค และกรดกลลก เปนตน 2. นายาประเภทดางหรอเกลอตางๆ ไดแก 2.1 โซเดยมซลเกต 2.2 โซเดยมคารบอเนต 2.3 โซเดยมโพลฟอสเฟต 2.4 โซเดยมโพลอะครเลท 2.5 โซเดยมออกซาเลท 2.6 โซเดยมเฮกซาเมตตาฟอสเฟต 3. นายาทเปนสารประกอบของโพลเมอร หรอสารสงเคราะห 3.1 ดสเปกซ (Dispex) แอมโมเนยมโพลอะครเลท (ชอทางการคา) 3.2 ดาแวน (Davan 7) (ชอทางการคา) 3.3 อลโคสเพรส (Alcosperse 602) (ชอทางการคา) 3.4 คอลลอยด (Colloids 211) (ชอทางการคา) นายาทนยมใชผสมในดนหลอ สวนใหญจะเปนกลมท 2 และกลมท 3 เพราะไมมกลนรบกวนและไมกดมอ หรอกดแบบพมพปนปลาสเตอร นายาบางชนดมราคาแพงแตมประสทธภาพสง ผปฏบตงานทางดานเครองปนดนเผา ควรเลอกใชใหเหมาะสมกบความตองการ ทงนนายาบางอยางอาจสงผลกระทบตอแบบพมพและตาหนบนผลตภณฑ ตวอยาง เชน โซเดยมซลเกต การใชนายาโซเดยมซลเกตปรมาณมากเกนไปมผลเสยหลายประการดงน 1. พมพปนปลาสเตอรทใชหลอจะเสอมสภาพเรว 2. การหลอทาไดชา นาดนอดอยในแบบพมพ

175

3. ผลตภณฑมคราบนายาโซเดยมซลเกต มผวสเหลองขณะผงแหง จบเปนคราบสะสมอยบนผวผลตภณฑ หลงการเผาบรเวณดงกลาวจะหลอมตวเปนมนวาว ดดซมนาเคลอบไดนอย และทาปฏกรยากนนาเคลอบ ทาใหเคลอบเกดรอยดาง 4. ถาใสนายาในปรมาณมากๆบางครงดนจะกลบมาเกาะตวกนแนน ไมสามารถแกไขนาดนใหกลบมาใชใหมไดอก ปจจบนนนายาชนดด และทเปนทนยมใชกนแพรหลายในอตสาหกรรมเครองปนดนเผาโดยเฉพาะเครองสขภณฑ ทสวนใหญขนรปดวยวธการหลอนาดน ไดพฒนาไปมาก ทนยมใช คอ โซเดยมดสเปกซ โซเดยมออกซาเลท และดาแวนซงเปนนายาตวใหม นายาไมทาปฏกรยากบเนอดนภายหลงการเผาใดๆ ทงสน แตนายาเหลานมราคาแพงกวาโซเดยมซลเกต นายาโซเดยมซลเกตถาใชตามลาพงตวเดยว การเทพมพหลอทาไดดและแหงเรว แตเมอตดแตงชนงานทหลอจะเปราะแตกหกไดงาย เนอดนแขงกระดางตดแตงไดยาก ปจจบนนยมใชโซเดยมคารบอเนตคกบนายาโซเดยมซลเกต โซเดยมคารบอเนตหรอโซดาแอช เปนตวททาใหเนอดนหลงการหลอมความออนนมขน ในขณะทโซเดยมซลเกตทาใหนาดนไหลตวดกวา ถามปญหาดนหลอตกแตงไดยาก ควรเตมโซเดยมคารบอเนตในนาดนปรมาณ 0.05 - 0.1 % โดยใชรวมกบนายาโซเดยมซลเกต 0.2 % คงเดม 7.2 สวนผสมของวตถดบทใชท าน าดน

สวนผสมของวตถดบทใชในการผลตเนอดนหรอเคลอบประกอบดวยวตถดบหลายชนด เชน สวนผสมวตถดบอาจประกอบดวย หนฟนมา ดน และวตถดบอนๆ วตถดบเหลานแตละตวอาจจะมองคประกอบของสารเคม ทมโครงสรางของเนอวตถหลายๆ แบบจงเปนการจาเปนทจะตองจดสวนผสมของวตถดบใหเหมาะสม วธการหาสวนผสมของวตถดบดงตอไปน 7.2.1 การหาสตรสวนผสมดวยวธ Biaxial Blend หรอ Line Blend โดยทวไปการหาสวนผสมของวตถดบ 2 ชนดใชวธการเปรยบเทยบอตราสวน โดยวตถดบ ตวท 1 เรมตนจากรอยละ 0 10 20 …..ถง 100 และวตถดบอกตวหนงเรมตนทรอยละ 100 90 80 ….ถง 0 แตเราสามารถใชวธการนมาผสมวตถมากกวา 2 ชนดกได การหาสวนผสมของวตถดบ 2 ชนดดงตารางท 7.1

176

ตารางท 7.1 แสดงการหาสวนผสมเนอดนปนจากวตถดบ 2 ชนด วตถดบ สวนผสมท

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 B 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

รวม 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

ทมา (Green, 1978, p 64) 7.2.2 การหาสตรสวนผสมดวยวธ Triaxial Blend เราสามารถคานวณนาเคลอบ เนอดนปน หรอสเคลอบ ไดจากตารางสามเหลยมดานเทา เคลอบยงมสวนผสมของวตถดบมากชนด จดหลอมตวของเคลอบกจะยงตาลง Triaxial Blend เปนวธทจะนามาใชหาสตรเคลอบไดดขนในดานตางๆ วธการอานคาดงภาพท 7.2 100 0 90 10 80 20 70 30 60 40 50 50 40 60 30 70 20 80 10 90 0 100 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 ภาพท 7.2 แสดงตารางสามเหลยมดานเทาทใชหาสวนผสมของวตถดบ ทมา (สรศกด โกสยพนธ, 2534, หนา 65)

A

B

2

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

3

5 10

15 20 25 30 35 40 45 50

1

5 10

15 20 25 30 35 40 45 50

C

a c

b

177

วธอานคาของตารางในสามเหลยมดานเทา ให A,B,C เปนวตถดบ 3 ชนด การหาคาของวตถดบ A ใหอานตามคาในแกนนอน ( ) คาใหอานดาน a การหาคาของวตถดบ B ใหอานตามคาในแกนเฉยง ( ) ทลากจากฐาน A ไปฐาน B คาใหอานทดาน b การหาคาของวตถดบ C ใหอานตามคาในแกนเฉยง ( )ทลากจากฐาน B ไปฐาน C คาใหอานทดาน c คาทง 3 คาทอานไดจากตารางนเมอรวมกนแลวจะตองไดรอยละ100 พอด ถาหากวารวมกนแลวไดมากหรอนอยกวารอยละ 100 แสดงวาอานคาใดคาหนงผด ตวอยางเชน ทจด 1 วตถดบ A = 40 วตถดบ B = 40 วตถดบ C = 20 ทจด 2 วตถดบ A = 70 วตถดบ B = 20 วตถดบ C = 10 ทจด 3 วตถดบ A = 50 วตถดบ B = 20 วตถดบ C = 30 7.2.3 การหาสตรสวนผสมดวยวธ Quadraxial Blend สวนผสมทประกอบดวยวตถดบหลายชนด จะนามาใชงานไดงายกวา มผลการเผาทแนนอน วธ Quadraxial Blend สามารถนาวตถดบ 4 ชนดมาผสมกน ผลรวมของปรมาณวตถดบจะเทากบ 100 ทกจด แตขอจากดของวธ Quadraxial Blend นนอยทวตถดบแตละชนดจะมปรมาณสงสดไมเกนรอยละ 50 การอานคาสวนผสมจากตารางสเหลยมจตรส ดงภาพท 7.3

178

Y

Z

C 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

X

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 A ภาพท 7.3 แสดงตารางสเหลยมจตรสทใชหาสวนผสมของวตถดบ ทมา (สนท ปนสกล, 2553, หนา 19) วธการอานคาจานวนสวนผสมของวตถดบจากตารางสเหลยมจตรส ทาไดโดยอานคาวตถดบตามทศทางของหวลกศรทชไป สมมตให A B C และ D เปนวตถดบ 4 ชนด ทใชสาหรบทาเนอดนปน บนดานของสเหลยมจตรสทกดานทกจด จะมสวนผสมของวตถดบเพยง 3 ชนด เทานน เชน ทกจดบนเสน A B จะมสวนผสมของวตถดบ A C และ D เทานน ไมมวตถดบ B ทกจดบนเสน BC จะมสวนผสมของวตถดบ A B และ D เทานน ไมมวตถดบ C สาหรบทมมของสเหลยมจตรสจะมเพยงวตถดบ 2 ชนดผสมกน เชน ทมม A จะมวตถ C และ D เทานน หรอ มม B จะมวตถ D และ A เทานน สวนจดตดของเสนภายในสเหลยมจตรสทกจด จะแสดงสวนผสมของวตถดบ A B C และ D โดยการเพมลดสวนผสมของวตถดบชวงละ 10 และผลรวมของวตถดบทงหมดตามวธการน จะเปน 200 เสมอไป ตวอยาง เชน ทจด X จะมสวนผสมของวตถดบ A เปน 0 วตถดบ B เปน 70 วตถดบ C เปน 100 และวตถดบ D เปน 30 ทจด Y มสวนผสมของวตถดบ A เปน 40 วตถดบ B เปน 60 วตถดบ C เปน 60 และวตถดบ D เปน 40 และทจด Z สวนผสมของวตถดบ A เปน 70 วตถดบ B เปน 20 วตถดบ C เปน 30 และวตถดบ D เปน 80

ตวอยางวธการหาสวนผสมของวตถดบทผเขยนไดทาการวจยเรอง “การทดลองใชขเถา

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 B

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

D

179

แกลบเปนสวนผสมของวตถดบแทนควอตซในการบวนการผลตเซรามกส” โดยใชตารางสเหลยมจตรส จานวน 41 จด ไดสตรสวนผสมจานวน 41 สตร ดงตารางท 7.4

ขเถาแกลบ 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ดนดาแมทาน ภาพท 7.4 แสดงตารางสเหลยมจตรสทใชหาสวนผสมของเนอดนปนสโตนแวร ทมา (สนท ปนสกล, 2553, หนา 19) ตารางท 7.2 แสดงอตราสวนผสมของเนอดนปนทไดจากตารางสามเหลยม

สตรท อตราสวนผสมของวตถดบ

ขเถาแกลบ ดนขาวระนอง ดนดาแมทาน หนฟนมา 1 45 5 5 45 2 45 15 5 35 3 45 25 5 25 4 45 35 5 15 5 45 45 5 5 6 40 10 10 40

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

หนฟนมา

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

ดนขาวระนอง

5

17

14 32 23

9

41

15

18 27 36

4 13 22 31 40

8 26 35

3 12 21 30 39

7 16 25 34

2 11 20 29 38

6 24 33

1 10 19 28 37

180

ตารางท 7.2 (ตอ)

สตรท อตราสวนผสมของวตถดบ

ขเถาแกลบ ดนขาวระนอง ดนดาแมทาน หนฟนมา 7 40 20 10 30 8 40 30 10 20 9 40 40 10 10 10 35 5 15 45 11 35 15 15 35 12 35 25 15 25 13 35 35 15 15 14 35 45 15 5 15 30 10 20 40 16 30 20 20 30 17 30 30 20 20 18 30 40 20 10 19 25 5 25 45 20 25 15 25 35 21 25 25 25 25 22 25 35 25 15 23 25 45 25 5 24 20 10 30 40 25 20 20 30 30 26 20 30 30 20 27 20 40 30 10 28 15 5 35 45 29 15 15 35 35 30 15 25 35 25 31 15 35 35 15 32 15 45 35 5 33 10 10 40 40 34 10 20 40 30

181

ตารางท 7.2 (ตอ)

สตรท อตราสวนผสมของวตถดบ

ขเถาแกลบ ดนขาวระนอง ดนดาแมทาน หนฟนมา 35 10 30 40 20 36 10 40 40 10 37 5 5 45 45 38 5 15 45 35 39 5 25 45 25 40 5 35 45 15 41 5 45 45 5

ทมา (สนท ปนสกล, 2553, หนา 78) 7.3 การเตรยมน าดนหลอ การเตรยมนาดนหลอสามารถเตรยมได 2 วธคอ การเตรยมจากวตถดบแหง และการเตรยมจากวตถดบทเปยกหรอมความชน ซงผานการบดจนละเอยดมาแลว ในเอกสารเลมนจะกลาวถงวธการเตรยมนาดนจากวตถดบแหง โดยตวอยางสตรสวนผสม ของวตถดบทใชในการเตรยมนาดนไดจากผลงานวจยของผเขยนเอง เรอง การทดลองใชขเถาแกลบเปนสวนผสมของวตถดบแทนควอทซในกระบวนการผลตเซรามกส จากผลการวจยไดสตรสวนผสมเนอดนปนทมคณสมบตเหมาะสม ไดแก สตรสวนผสมท 26 ในสวนผสมม ดนขาวระนองรอยละ 30 ดนดา แมทานรอยละ 30 หนฟนมารอยละ 20 ขเถาแกลบรอยละ 20 ปรมาณนาทผสมรอยละ 50 ตวอยาง การคานวณสตรดนหลอ ปรมาณ 100 กโลกรม

ดนขาวระนอง 30 กโลกรม ดนดาแมทาน 30 กโลกรม หนฟนมา 20 กโลกรม ขเถาแกลบ 20 กโลกรม รวม 100 กโลกรม ปรมาณนา 50 ลตร : ดนแหง 100 กโลกรม ปรมาณนายาโซเดยมซลเกต 0.25 กรม : ดนแหง 100 กรม

182

การคานวณปรมาณนายา วตถดบ 100 กรม เตมนายา = 0.25 กรม วตถดบ 100,000 กรม เตมนายา = 0.25 x 100,000 กรม 100 ดงนนจะตองเตมโซเดยมซลเกต = 250 กรม

ขนตอนการเตรยมดนหลอจากวตถดบแหงโดยใชถงกวน ลาดบขนตอนของการเตรยมนาดน มรายละเอยดดงตอไปน 1. ชงวตถดบแหงทกชนดตามอตราสวนผสมของสตร ชงปรมาณของนายาโซเดยมซลเกตและตวงปรมาณนาตามอตราสวน 2. เตรยมถงกวนนาดน เปนถงสเตนเลส ถงพลาสตก ไฟเบอรกลาส หรอโองมงกร ไมควรมสนม และมความทนทานด ใสนา 50 ลตร ลงในถง เตมนายาละลายในนาใหหมด ถารสกวานายามาก ใสเพยงแค 3 ใน 4 สวน นายาทเหลอเกบไวปรบนาดนตอนใกลเสรจ 3. นาวตถดบทมความเหนยวใสกอน เชน ดนดา โรยลงไปจนหมด กวนอยตลอดเวลาดวยไมพาย หรอสวานไฟฟาตอดามตดใบพดเพอการทนแรง ระวงใบพดจะตโดนขอบถงพลาสตกแตกได จากนนใสดนขาวจนหมดแลว เตมวตถดบทไมมความเหนยวตาม ตองกวนอยตลอดเวลาใหวตถดบผสมกบนาและนายาจนทว 4. เมอเตมวตถดบ และนายาลงไปหมดแลว ตรวจดนาดนทได ถามความเหลวไหลตวด และมคาความถวงจาเพาะเกน 1.60 แปลวาใชได 5. การปรบคณภาพนาดนหลอถารสกวานาดนทเตรยมมความขนเกนไป ใหเตมนายาเพมอก 50 กรม แลวกวนตอไป ถาดนเหลวไหลตวด แสดงวาใชไดแลว แตถาเตมนายาครบ 300 กรมแลว นาดนยงไมยอมไหลตวใหเพมปรมาณนาทละ 500 cc. กวนตอไปจนกวานาดนจะเหลว โดยปกตนาดนทเตรยมเสรจจะมความขนมากแตเมอนานาดนไปหมกไว 3-5 วน กอนใช นาดนจะไหลตวดขน นาดนทกวนเสรจเรยบรอยแลวควรกรองผานตะแกรงขนาด 100 เมช กอนนาไปหมก ในกรณทนาดนเหลวเกนไปควรเพมปรมาณวตถดบทละ 500 กรม แลวกวนตอไป 6. นาดนทผสมเรยบรอยแลว ควรหมกไวอยางนอย 3 วนกอนนาไปใช เพอใหเมดดนดดนายาไวเตมท นาดนจะมความเหนยวเพมมากขนและมการไหลตวทดขน (ไพจตร องศรวฒน, 2541, หนา 234)

183

7.4 การควบคมคณภาพของน าดน ดนทใชเตรยมนาดนหลอควรเปนดนเนอละเอยด ทลางเอาเมดทรายและมลทนพวกดางหรอเกลอทละลายนาออกจากดนแลว ปกตดนหลอจะใชดนขาวประมาณ 50 เปอรเซนต ดนดาประมาณ 20 เปอรเซนต นอกนนเปนตวหลอมละลายหนฟนมา และตวทนไฟซลกา ทงนมความแตกตางกนไปบางตามแตขนาด และชนดของผลตภณฑทหลอและลกษณะของเนอดนทใช การเตรยมนาดนหลอไมไดใชวตถดบและนาเทานน ตองมสวนผสมของนายากนดนตกตะกอนดวย ดนหลอทดควรมนาในสวนผสมนอยทสด เพอใหถอดแบบพมพไดเรว และแบบพมพไมเปยกชนเรวเกนไปยดอายการใชงานของแบบพมพ นาดนหลอในระบบอตสาหกรรม ทไดมาตรฐานจะมนาประมาณ 20-30 เปอรเซนต และนายากนดนตกตะกอนในปรมาณ 0.2 เปอรเซนต นายาทใชเตรยมนาดนหลอ ไดแกโซเดยมซลเกต โซเดยมคารบอเนต โซเดยมเฮกซาเมตตาฟอสเฟต เปนตน ซงมคณสมบตทาใหนาดนกระจายตว ไมตกตะกอนและมการไหลตวไดดและดนแหงตวหลดรอนถอดออกจากพมพไดเรว นาดนหลอสาหรบผลตภณฑหลอชนดเทออก ทวไปทมชนงานขนาดสงไมเกน 1 ฟต การเตรยมนาดนไมคอยมปญหามาก ควรตงมาตรฐานใหมความถวงจาเพาะ อยในเกณฑประมาณ 1.75-1.80 แตถาเปนนาดนหลอ เครองสขภณฑซงเปนผลตภณฑขนาดใหญ จะตองมคาความถวงจาเพาะ ไมตากวา 1.80 ถาตากวา 1.80 จะมปญหาในการหลอและจะยบตวไดงาย คณสมบตของนาดนหลอทด

1. มดนมากมอตราสวนของนานอยทสด เพอใหเนอดน หดตวนอยถอดแบบไดเรว 2. นาดนตองไหลตวด ไหลเปนสายไดไมขาดตอนเพอการเทดนออกจากแบบพมพ

ภายในกนภาชนะเรยบไมมตาหนของนาดนเปนกอน และเกบรายละเอยดของแบบพมพไดด 3. ทงไวนานๆนาดนไมตกตะกอน หรอแขงตวเปนวนในแบบพมพ คณสมบตของนาดนทด สาหรบการขนรปดวยวธการหลอแบบเทนาดนออก และแบบ

หลอตน สรปไดดงตารางท 7.3

184

ตารางท 7.3 แสดงคณสมบตนาดนหลอทด

คณสมบตของน าดนหลอทด หลอเทออก หลอตน มการไหลตวดมความหนดนอย มความคงทเมอตงทงไวนานๆไมตกตะกอนงาย ไหลตวออกจากพมพไดเกลยงในการเทออก สามารถหลอตนไดด ถอดแบบพมพไดเรว มความหนาเรว มอตราการหดตวตา ชนงานแขงแกรงกอนเผา ชนงานสามารถเชอมตดกนไดงาย ไมมฟองอากาศในนาดน ไมมการรวมตวเปนกอนหรอยนในการถอดพมพ มคาการแขงตวเปนวนชา มคาการแขงตวเปนวนเรว สามารถตดแตงไดงาย ไมหกหรอบน

/ / / / / / / / / / / /

/ / / / / /

ทมา (ไพจตร องศรวฒน,2541,หนา 231) อางองจาก (Norton,F.H. 1974 Elements of Ceramics.p.95) การทดสอบน าดนหลอ นาดนหลอทเตรยมเสรจแลว ควรมการทดสอบคณภาพโดยละเอยดกอนนาไปใชงาน เพอควบคมคณภาพของนาดนหลอใหมมาตรฐานเดยวกน เชน ตรวจสอบคาความหนาแนนของเนอดนหรอคาความถวงจาเพาะ คาการไหลตวของนาดน นาดนแขงเปนวนเรวเกนไปหรอไม นาดนมอตราการหลอและถอดแบบไดเรวเปนตน โดยมรายละเอยดการทดสอบสมบตตางๆดงน ความหนาแนน (Density) นาดนทมคาความหนาแนนสง มความขนมากกวานาดนทมคาความหนาแนนตา คาความหนาแนน (D) หมายถงคาของมวลตอปรมาตร D = มวลนาหนก (กรม) ปรมาตร (ลตร)

185

ตวอยาง นาดน 1 ลตร (1000 cc.) มนาหนก 1,700 กรม ความหนาแนน = 1700 1000 คาความหนาแนน (D) = 1.7 g/cc. การหาคาความหนาแนนของนาดน กระทาได 2 วธคอ 1. วดดวยเครองไฮโดรมเตอร มหนวยวดเปน (Be, โบรเม) มคา 1.00 - 2.00 วธใชแทง ไฮโดรมเตอร จบดวย 2 นว ในแนวดงตรงดานปลายอยเหนอของเหลวทจะวดประมาณ ½ “ ปลอยนวออกจากแทงไฮโดรมเตอรชาๆ ใหจมลงไปในของเหลวดวยนาหนกของตวมนเอง ทงไวประมาณ 3-5 นาท หรอจนกวาแทงไฮโดรมเตอรหยดอยกบท อานคาทได กอนการใชงานควรเชดแทงไฮโดรมเตอรดวยผาชนๆ การวดดวยแทงไฮโดรมเตอรสะดวกทาไดงาย แตมความผดพลาดสง ถาใชไมถกวธ ตวอยางแทงไฮโดรมเตอรทผเขยนนามาใชงานและไดบนทกภาพไวดงภาพท 7.5

ภาพท 7.5 แสดงแทงไฮโดรมเตอร 2. วดดวยวธชงนาหนก ตวงดวยเหยอกตวง 1 ลตร นาไปชงนาหนกแลวหารดวย 1,000 กรมออกมาเปนคาความถวงจาเพาะ หรอใชหลอดตวง 100 ml. หกนาหนกหลอดออก จะไดคาความถวงจาเพาะตอปรมาตรของวตถดบ 100 cc. นามาหารดวย 100 จะเปนคาความถวงจาเพาะไดนาหนกเปน g/cc.

186

ความหนด (Viscosity) คาความหนดมผลตอการไหลตวของนาดน นาดนทดตองมความเขมขนสง แตมการไหลตวด เพอใหนาดนไหลไปตามสวนตางๆของแบบพมพ ไดทกซอกทกมม และชวยใหเทนาดนทเหลอออกจากแบบพมพไดหมดในเวลาอนสน ไมมตาหนกอนนาดนอยดานในของแบบพมพ ถานาดนไหลตวไมด จะเกดปญหาอนๆตามมาในการหลอ การวดความหนด หาคาได 2 วธคอ 1.ใชเครองมอ เรยกวาวสโคมเตอร (Viscometer) คาทอานไดมหนวยเปน พอยส (Poisc) หรออกชนดทวดเปนองศาในการหมนของลกตม (Over Swing) ตานกบของเหลว เครองมอวดความหนดวสโคมเตอรทผเขยนนามาใชงานและบนทกภาพไว ดงภาพท 7.6

ภาพท 7.6 แสดงเครองมอวดความหนดวสโคมเตอร 2. ดความสมพนธของการไหลตว ของนาดนในปรมาตรทกาหนด โดยการจบเวลาการไหลตวของนาดนใชขวดความจปรมาตร 300 cc. ตดกนขวดออกแลวทาร ทางจกขนาดเสนผานศนยกลาง 5 มม. เพอทดสอบการไหลตวของนาดน ตวอยางการเปรยบเทยบเวลากบคาความหนดดงตารางท 7.4

187

ตารางท 7.4 แสดงการเปรยบเทยบการจบเวลากบคาความหนด

ตารางจดเวลาการไหลตวของน าดน 300 cc. ความถวงจ าเพาะ ความหนด(พอยส) เวลาในการไหล(วนาท)

1.70 -1.72 1.9 – 3.5 15 – 20 (คอนขางใส)

1.73 – 1.74 4.0 – 6.0 20 – 25 (ปานกลาง)

1.75 ขนไป 7.0 -9.0 38 – 47 (ขน – ขนมาก)

ทมา (ไพจตร องศรวฒน,2541,หนา 238) คาการไหลตวของนาดนจะมความสมพนธกบความขนหรอความถวงจาเพาะของนาดนเสมอ ดจากตารางขางบน เครองวดความหนดมราคาแพง การหาเครองมองายๆในโรงงานมาทดแทน ชวยประหยดเงนในการลงทนไดมาก ความเปนวน ทกโซโทรป (Thixotropy) ความเปนวน หมายถงความขนของนาดนทจบตวในสภาพเปนวน เมอตงนาดนทงไว สงเกตไดจากนาดนทมผวหนาจบเปนแผนลอยเปนฝา คณสมบตนชวยใหนาดนแหงตวและถอดพมพไดเรว แตถามมากเกนไปจะเกดผลเสยตามมาคอ เทนาดนทเหลอออกจากแบบพมพไดยาก ชนงานตดแบบพมพและเสยรปทรงไดงาย ในนาดนหลอทดจะตองมคาความขนจนเปนวนอยในระดบหนง เพอการถอดแบบพมพไดเรวทดสอบไดโดยการเทนาดนลงในแบบพมพมาตรฐาน ตงทงไวครงชวโมง นามาเทนาดนออก ถานาดนยงไหลออกไดด แสดงวาไมมปญหา หรอทดสอบโดยการตงนาดนเปดฝาถงทงไวครงชวโมง ผวหนาของนาดนจบตวเปนฝาและนาดนแขงตวหรอไม ถาไมแขงตวเปนวนแสดงวานาดนใชไดด ปกตกอนจะนานาดนหลอมาใชงายจะตองกวนนาดนทงไว 15 นาท เพอสลายตวจากสภาพการเปนวน ทาใหนาดนมความเหลวสมาเสมอกน จะชวยลดปญหาความเปนวนได อตราการหลอ (Casting Rate) อตราการหลอ เปนการทดสอบระยะเวลาในการหลอชนงาน ใหไดความหนาตามมาตรฐานเดม เชนการทดสอบนาดนหลอของโรงงานสขภณฑ จะใชแบบพมพปนปลาสเตอรภายในกลวงเปนทรงกระบอก เสนผาศนยกลางประมาณ 30 ซม. สง 30 ซม. เทนาดนทตองการทดสอบลงไปนานครงชวโมง เทนาดนทเหลอออกจากแบบพมพ ทงไวอก 1 ชวโมง เมอชนงาน

188

ในแบบพมพหลดรอนออกมาแลว นามาผาเพอวดความหนาของชนงานดวยเวอรเนย ความหนาของชนงานทหลอได จะตองมมาตรฐานเดยวกนทกครงจากดนหลอสตรเดม สวนการทดสอบนาดนหลอ สาหรบผลตภณฑทมขนาดเลก ใหเตรยมแบบพมพปนปลาสเตอรรปทรงเดยวกน 3 ชด เพอจบเวลาการหลอ โดยเทพมพ 3 ชดพรอมกน พมพชดท 1 เมอครบเวลา 10 นาท เทนาดนออก พมพชดท 2 เมอครบเวลา 20 นาท เทนาดนออก พมพชดท 3 เมอครบเวลา 30 นาท เทนาดนออก เมอดนเรมแขงตวถอดชนงานออกจากแบบพมพแลว นาชนงานมาผาแลววดความหนาของชนงานแตละชน บนทกผลการทดสอบลงในรายงาน ระยะเวลาในการหลอ จะเปนสดสวนกบกาลงสองของความหนาทตองการ ถาตองการความหนาของชนงานเพมขน จะตองใชเวลานานขนเปนสองเทา

189

บทสรป

วตถดบทใชในการผลตเครองปนดนเผาไดแก ดน หน และแรธาตตางๆ การคดเลอกวตถดบจะตองมความเขาใจและรคณสมบต ทงทางกายภาพและทางเคม วตถดบทใชงานเครองปนดนเผาม 2 ประเภท คอ วตถดบทมความเหนยว เชน ดนขาว ดนเหนยว และ วตถดบทไมมความเหนยว เชน ซลกา หนฟนมา เมอไดวตถดบแลวตองนามาผสมใหเปนสวนผสมของวตถดบทใชงาน ซงวธการหาสวนผสมของวตถดบทาไดหลายวธ เชน ใชวตถดบ 2 ชนด จะใชวธการเปรยบเทยบทเรยกวา Biaxial Blend หรอ Line Blend ใชวตถดบ 3 ชนด โดยใชตารางสามเหลยม Triaxial Blend ใชวตถดบ 4 ชนด โดยใชตารางสเหลยม Quadraxial Blend จะใชวธใดขนอยกบความตองการของผปฏบตงานและจานวนวตถดบทใชผสมทานาดน การเตรยมนาดนหลอจะตองมการควบคมเพอใหไดนาดนมคณสมบตตามตองการโดยพนฐานจะทาการควบคมคณภาพโดยการทดสอบคณสมบตของนาดน ดงน

1. ความหนาแนน (Density) ทาได 2 วธคอ วธแรกวดดวยเครองไฮโดรมเตอร มหนวยวดเปน (Be, โบรเม) วธทสองวดดวยวธชงนาหนก

2. ความหนด (Viscosity) คาความหนด มผลตอการไหลตวของนาดน หาคาได 2 วธ คอ ใชเครองวสโคมเตอร มหนวยวดเปน พอยส หรอดความสมพนธของการไหลตวของนาดนกบเวลา

3. ความเปนวน ทกโซโทรป (Thixotropy) ความเปนวน หมายถงความขนของนาดนทจบตวในสภาพเปนวนเมอตงนาดนทงไว ทดสอบไดโดยการเทนาดนลงในแบบพมพมาตรฐาน ตงทงไวครงชวโมง นามาเทนาดนออก ถานาดนยงไหลออกไดด แสดงวาไมมปญหา ปกตกอนจะนานาดนหลอมาใชงายจะตองกวนนาดนทงไว 15 นาท เพอสลายตวจะชวยลดปญหาความเปนวนได

4. อตราการหลอ (Casting Rate) อตราการหลอ เปนการทดสอบระยะเวลาในการหลอ ชนงาน โดยใชแบบพมพปนปลาสเตอรภายในกลวงเปนทรงกระบอก เทนาดนทตองการทดสอบลงไปนานครงชวโมง เทนาดนทเหลอออกจากแบบพมพ ทงไวอก 1 ชวโมง เมอชนงานในแบบพมพหลดรอนออกมาแลว นามาผา เพอวดความหนาของชนงานดวยเวอรเนย ดนหลอทดควรมนาในสวนผสมนอยทสด เพอใหถอดแบบพมพไดเรวนาดนหลอในระบบอตสาหกรรมทไดมาตรฐานจะมนาประมาณ 20-30 เปอรเซนต และนายากนดนตกตะกอนในปรมาณ 0.2 เปอรเซนต ไดแกโซเดยมซลเกต โซเดยมคารบอเนตซงมคณสมบตทาใหนาดนกระจายตว ไมตกตะกอนและมการไหลตวไดด นาดนหลอสาหรบการหลอสลปแบบกลวงทวไปควรมความถวงจาเพาะอยในเกณฑประมาณ 1.75-1.80 แตถาเปนนาดนหลอเครองสขภณฑซงเปนผลตภณฑขนาดใหญ จะตองมคาความถวงจาเพาะ ไมตากวา 1.80 ถาตากวา 1.80 จะมปญหาในการหลอและจะยบตวไดงาย

190

แบบฝกหด

1.จงยกตวอยางวตถดบทมความเหนยวสาหรบใชทานาดนมา 1 อยางพรอมอธบาย คณสมบต 2. หนฟนมาเปนวตถดบประเภทใด นามาใชเปนสวนผสมของนาดนเพออะไรอธบาย 3. จงอธบายขอดของการขนรปดวยวธการหลอนาดน

4. ถาตองการหาสวนผสมของเนอดนปนโดยใชวตถดบ 3 ชนดควรใชวธการใดอธบาย 5. จงอธบายการหาสวนผสมของวตถดบโดยใชตารางสเหลยม 6. นาดนสาหรบงานหลอทดมลกษณะอยางไรอธบาย 7. จงยกตวอยางสารทชวยทาใหนาดนกระจายตว1 อยาง พรอมอธบายวธการใชงาน 8. การหาคาความหนาแนนของนาดนทาดวยวธการใดอธบาย 9. นาดนสาหรบการหลอแบบเทออกและการหลอแบบตนมความแตกตางกนอยางไร อธบาย

10. นาดนมความถวงจาเพาะสงการไหลตวตาควรปรบนาดนอยางไรอธบาย

191

เอกสารอางอง โกมล รกษวงศ. (2538). งานวจยเตาเผาและเครองปนดนเผาเตาเผาแมน านอย เพอสบสานและอนรกษศลปวตถโบราณของจงหวดสงหบร. กรงเทพฯ : สถาบนราชภฏพระนคร. ………...(2531). วตถดบทใชในงานเครองปนดนเผาและเนอดนปน. กรงเทพฯ : วทยาลยครพระนคร. ปรดา พมพขาวขา. (2547). เซรามกส. กรงเทพฯ : จฬาลงกรณมหาวทยาลย. …………(2539). เซรามกส (พมพครงท 4). กรงเทพฯ : จฬาลงกรณมหาวทยาลย. ปณณรตน พชญไพบลย. (2538). เครองเคลอบดนเผาเทคนคและวธการสรางสรรค. กรงเทพฯ : จฬาลงกรณมหาวทยาลย. ไพจตร องศรวฒน. (2541). เนอดนเซรามก. กรงเทพฯ : โอเดยนสโตร. ศนยพฒนาอตสาหกรรมเครองปนดนเผาภาคเหนอ. (2538). เอกสารวชาการชดท1 : ความรทวไปเกยวกบเซรามก. ลาปาง : กระทรวงอตสาหกรรม. สนท ปนสกล. (2553). การทดลองใชขเถาแกลบเปนวตถดบแทนควอทซใน กระบวนการผลตเซรามกส. พษณโลก : มหาวทยาลยราชภฏพบลสงคราม. สมศกด โพธสตย. (2544). วตถดบส าหรบอตสาหกรรมเซรามกส. เซรามกส.5(13). 95 ………... (2543). วตถดบส าหรบอตสาหกรรมเซรามกส. ใน เอกสารประกอบการอบรมเชง ปฏบตการเรอง การตรวจวเคราะหวตถดบเซรามกตามมาตรฐานสากล.กรงเทพฯ : สถาบนวจยวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงประเทศไทย. สรศกด โกสยพนธ. (2534). น าเคลอบเครองปนดนเผา(พมพครงท 2). กรงเทพฯ : ไทยวฒนาพานช. แสงโสม จตตวาร. (2551). การท าพมพและการหลอ 1. นครปฐม : เพชรเกษมการพมพ. อายวฒน สวางผล. (2543). วตถดบทใชแพรหลายในงานเซรามกส. กรงเทพฯ : โอเดยสสโตร. Arnoldsche. (2007). Ceramics-A Lifelong Passion Collection Peter Siemssen Foundation. Stuttgart : Arnoldsche Art Publishers. Green, David.(1978). A Handbook of Pottery Glazes. London : Faber and Faber. Nagumo,Ryu. (1974). Creative Ceramic. Tokyo : Japan Publication Inc.

192

James,S.Reed. (1989). Introduction to the Principles of Ceramic Processing. New York : New York State College of Ceramics Alfred Unversity.

Singer, Fellix And Sonja S.Singer. (1963). Industrial Ceramic. New York : Chemical Publishing Co.