سرامیک، صنعتی به قدمت هزاران سال
در کشور ایران با تاریخ و تمدن کهن در هنر و صنعت و برخورداری از ذخایر بی نظیر مواد اولیه، از دیر باز با عنوان بستری مناسب برای صنعت کاشی و سرامیک مطرح بوده است. تولید کاشی سرامیکی در ایران از مراحل اولیه و با روش های ابتدایی از حدود 1250 سال قبل از میلاد مسیح با تولید انواع آجر های لعابدار، کاشی های تزیینی و مینا آغاز شده است. از نمونه شواهد موجود می توان به کاشی هایی که در شوش، مربوط به دوران هخامنشیان، کشف شده است اشاره کرد. یکی از دلایل روی آوردن ایرانیان به این صنعت، وجود اقلیم خشک و همچنین وفور منابع خاک رس که ماده اولیه برای ساخت سرامیک است، اشاره کرد. برای اینکه بدانیم پودر شب تاب چه کاربردی در کاشی و سرامیک دارد باید با نحوه ساخت کاشی آشنا شویم.
کاشی زرین فام مربوط به دوره ایلخانیان. کاشی زرین فام نوعی خاصی از کاشی است که جلوه ای فلزی گونه دارد که مدیون ترکیبات ویژهای است که در لعاب آن به کار میرود
سرامیک چیست ؟
سرامیک (Ceramic) یک ماده جامد غیر فلزی و غیرآلی است که از ترکیباتی نظیر خاک رس و فلدسپار (نوعی کانی بلورین است که از سیلیکات آلومینیوم، سدیم، پتاسیم وکلسیم تشکیل شده است) ساخته شده و با گرم شدن در دمای بالا شکل گرفته و سپس سخت شده است. به طور کلی، سرامیک ها موادی سخت، شکننده و مقاوم در برابر خوردگی هستند. از نمونه های شناخته شده سرامیک می توان به سفال، ظروف چینی و حتی شیشه اشاره کرد. کلمه سرامیک از کلمه یونانی (koromikos’) به معنای ((سفال)) یا ((برای سفال)) آمده است.
سرامیک ها در واقع طیف وسیعی از ترکیبات فلزی و غیر فلزی هستند ( اغلب به شکل اکسید، کاربید و نیترید) و در فرم های بسیار متنوعی وجود دارند. بیشتر سرامیک ها ساختار بلوری دارند. فقدان الکترون آزاد در سرامیک ها باعث شده است که آن ها رسانای الکتریکی ضعیفی باشند. به دلیل استحکام پیوند های اولیه، بیشتر سرامیک ها دارای دمای ذوب بالا، سفتی بالا و استحکام فشاری بالا هستند.
سرامیک چگونه ساخته می شود؟
از آنجا که سرامیک ها طیف وسیعی از محصولات را شامل می شوند در این مقاله قصد داریم به نحوه تولید دسته بخصوصی از آن ها یعنی کاشی و سرامیک بپردازیم. کاشی و سرامیک یکی از عناصر جدایی ناپذیر در مصالح ساختمان های کنونی است. ردپای این مصالح را می توان در حمام و سرویس های بهداشتی، استخر، کف طبقات ساختمان و حتی در کاشی کاری های مکان های مذهبی مشاهده کرد. از دلایل محبوبیت کاشی ها می توان به ظاهر صیقلی و زیبا، قیمت ارزان نسبت به سنگ و البته در نمونه های پیشرفته آن به خاصیت آنتی باکتریال آن اشاره کرد. کاشی ها خود به گروه های بیشتری تقسیم می شوند نظیر کاشی های پرسلان، آجری و … اشاره کرد که البته اصول ساخت همه ی آن ها به یک صورت است.
به کمک تکنولوژی چاپ می توان طرح سنگ های گران قیمت را بر روی کاشی ها ایجاد کرد.
کاشی های آنتی باکتریال امروزه در حمام و سرویس های بهداشتی استفاده می شوند.
کاشی ها گزینه محبوبی در طراحی استخر ها هستند.
مراحل ساخت یک کاشی بدین صورت هست :
1) آماده سازی مواد اولیه کاشی و سرامیک :
عمدتا مواد اولیه بدنه کاشی ها خاک های مختلفی است که از معادن کشور تامین می شود. به طور کلی این مواد شامل سه دسته مواد اولیه پلاستیک، پرکننده یا فیلرها و در نهایت گداز آورها می شوند.
- مواد اولیه پلاستیک : منظور از مواد اولیه پلاستیک، همان پلاستیسیته خاک رس است ( پلاستیسیته خاصیتی است که در آن ماده در اثر فشار و ضربه، حالت ارتجاعی داشته باشد و بدون شکستن به حالت اولیه خود برگردد.) یکی از ویژگی های خاک رس داشتن پلاستیسته است.
- پرکننده ها (Fillers) : پرکننده ها یا فیلر ها به مواد غیر پلاستیک گفته می شود که دارای دمای ذوب بالا و مقاومت شیمیایی بالایی می باشند. وظیفه آنها این است که از تغییر شکل بدنه در زمان پخت و حرارت دهی جلوگیری کنند. همچنین این مواد کمک می کنند که لعاب با کیفیت بهتری با خود سرامیک پیوند برقرار کند.
- گدازآورها : گداز آورها موادی هستند که به دلیل کاهش ذوب بدنه، مصرف بالایی در سرامیک و کاشی سازی دارند. این مواد در زمان حرارت دادن ذوب می شوند و وقتی درحال سرد شدن هستند به حالت شیشه در می آیند.
قدم بعدی که در مرحله اول قرار می گیرد آماده سازی مواد اولیه است که روند این کار به نوع مواد واندازه ذرات آنها بستگی دارد. در ابتدا مواد سخت و دانه درشت بوسیله یکسری سنگ شکن به مواد ریزتری تبدیل می شوند. ودر مرحله بعد از آسیاب های گلوله ای (Ball Mills) برای آسیاب مواد استفاده میشود.
تصویری از داخل یک دستگاه آسیاب گلوله ای. مواد اولیه ساخت کاشی و سرامیک در این دستگاه توسط ساچمه های فلزی کاملا آسیاب و خرد می شوند.
2) آماده سازی پودر :
برای آماده سازی پودر از دوغاب، باید از اسپری درایر یا همان خشک کن های افشان استفاده کرد. دوغابی که در آسیاب ها درست شده است در مخازن دوغاب ریخته می شود که این موضوع باعث یکدست شدن آن می شود. سپس پمپ هایی با فشار بالا دوغاب را به یک محفظه استوانه ای رسانده که به آن اسپری درایر می گویند. این وسیله دوغاب را در هوا اسپری می کند. دوغاب در این محل با هوای گرم برخورد می کند ودر پایان پودری نرم در نوار نقاله ریخته می شود.
3) شکل دهی با پرس کردن پودر :
این روش به این صورت است که مخلوط مواد اولیه که به صورت پودر درآمده در حفره های قالب و تحت فشار قرار می گیرد و به این صورت شکل قالب را به خود می گیرد. در این شرایط رطوبت موجود در پودر باید حدود 5 درصد باشد.
4) خشک کردن سرامیک و کاشی :
در زمان های قدیم خشک کردن در تونل های طولانی انجام می شد و این کار تا چند روز طول می کشید، این درحالیست که در دستگاه های مدرن امروزی سرامیک ها بعد از 20 دقیقه خشک می شوند.
5) انجام لعاب کاری و اصلاحات ظاهری :
لعاب کاری یکی از فرآیند های مهم در تولید کاشی و سرامیک است. لعاب باعث ایجاد سطح سیقلی شیشه ای بر روی کاشی ها می شود و همچنین یک پوشش برای جلوگیری از نفوذ جرم و کثیفی به داخل خود کاشی می باشد. کاشی ها بعد از خشک شدن یک لایه لعاب آستری که به آن ((آنگوب)) می گویند بر روی آنها اعمال می شود و سپس طرح های مورد نظر بر روی کاشی چاب می شود. در آخر لعاب نهایی توسط دستگاه دیگر بر روی کاشی اعمال می شود. پودر های شب (Glow In The Dark Pigments) در این مرحله وارد صنعت کاشی و سرامیک می شوند.
نمایی از یک خط لعاب کاری در کارخانه سرامیک سازی. لعاب یک کاشی در واقع ترکیبی از چندین ماده نظیر سیلیس، اکسید روی، کائولن و … است.
امروزه با پیشرفت صنعت چاپ می توان هرطرح دلخواهی را بر روی کاشی ایجاد کرد. تصویر سمت چپ فرآیند چاپ به کمک جوهر های فرابنفش (UV Curing Inks) را نشان میدهد
6) پخت سرامیک و کاشی در کوره :
بعد از اینکه لعاب کاری انجام شد نوبت به پخت کاشی و سرامیک می رسد. در این مرحله تمام موادی که در داخل کاشی هستند با افزایش دما پیوند محکمی با یکدیگر برقرار می کنند و کاشی به استحکام و سفتی مورد نظر می رسد. همچنین در این مرحله لعابی که بر روی کاشی اسفاده شده ذوب می شود و یک سطح شیشه ای و براق بر روی کاشی نمایان می شود.
کاربرد پودر شب تاب در صنعت کاشی
تا اینجا که با کاشی و مراحل ساخت آن آشنا شدیم این سوال پیش می آید که پودر های شب تاب چه کاربردی در این صنعت دارند؟ یکی از المان هایی که طراحان و مهندسان برای انتخاب یک کاشی درنظر می گیرند، ظاهر و طرح آن است چرا که در برخورد اول با یک کاشی، نقش چاپ شده بر روی آن شما را به خود جلب می کند. از این رو تولیدکنندگان کاشی و سرامیک در تمام دنیا به دنبال مواد و روش های جدید برای تولید یک کاشی با طرح های چشم نواز هستند. پودر های شب تاب یک راه حل هوشمندانه و فوق العاده زیبا در این صنعت به شمار می آیند. پودر های شب تاب در طول روز نور را جذب کرده و در شب هنگام تاریکی مطلق نور را بازتاب می کند.
کاشی های شب تاب (Glow In The Dark Tiles) را می توان در طراحی انواع سرویس های حمام، استخر های روباز و حتی در سرامیک های کف منازل مشاهده کرد.
پودر های شب تاب با گرفتن نور در طول روز در طول شب نور را بازتاب می کنند. این تصویر نمایی از کاربرد این پودر در سرامیک کف منازل را نشان می دهد.
یکی از رنگ هایی محبوب در پودر های شب تاب رنگ آبی سبز یا (Blue Green) است. این رنگ با در سرویس های حمام هارمونی چشم نوازی را ایجاد می کند.
پودر های شب تاب امروزه توجه طراحان و مهندسان را به شدت به خود جلب کرده است. یکی از ایده های ناب از پودر های شب تاب استفاده آن ها در استخر ها است که جلوه ای لاکچری در آن ها ایجاد می کند.
نحوه استفاده از پودر شب تاب در کاشی
با توجه به مواد سازنده پودرهای شب تاب می توان دریافت در واقع آن ها نسبت به حرارت مقاوم بوده چراکه آن ها نیز خود از خانواده مواد سرامیکی به حساب می¬آیند به همین خاطر نگرانی تولید کنندگان را برای استفاده از آن ها را برطرف می کند. هرچند که وقتی ما از پودر شب تاب در تولید کاشی استفاده می کنیم بهتر است نسبت به دمای حرارت پخت و مدت زمان آن در کوره توجه کنیم و بهتر است تا آنجا که می توانیم دما و مدت زمان کوره را کم کنیم چون بر روی بازدهی نوری شب تاب ها اثر منفی می گذارد.
پودر های شب تاب می توانند با انواع لعاب ها ترکیب شده و در مرحله ی چاپ و لعاب کاری بر روی کاشی استعمال شود. پودر های شب تاب بدلیل دانسیته بسیار بالایی که دارند باید بالافاصله بعد از ترکیب شدن با لعاب بر روی کاشی یا سطح سرامیکی مورد نظر استفاده شوند چراکه در غیر اینصورت ممکن است ته نشین شده و باعث مسدودی نازل های چاپ شوند.
پرسش و پاسخ
بله ، از آن جا که ظروف چینی خود نیز از مواد سرامیکی مانند کاشی ها ساخته شدند پودر شب تاب ایده ی جالبی برای چاپ بر روی ظروف به حساب می آیند.
یکی از نگرانی های پیرامون پودر های شب تاب خطرناک بودن آن هاست. برخی شایعات پیرامون این مواد وجود دارند که می گوید آن ها از مواد رادیو اکتیو با تشعشات خطرناک ساخته شدند. این مطالب هیچ پایه علمی نداشته و نگرانی تولید کنندگان کاشی و همچنین تولیدکنندگان ظروف چینی برای استفاده از پودر های شب تاب کاملا بی مورد است.
