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コーティングの欠陥を防ぐための釉薬スラリーの監視と制御

釉薬コーティングの欠陥は、色の違い、コーティングの厚さの変化、ひび割れを引き起こす釉薬の変化によって引き起こされます。 粘度の監視と制御により、欠陥が劇的に減少します。 釉薬密度/粘度管理の自動化の主な利点:

  • 釉薬の準備の完全な自動化
  • 釉薬供給の完全な自動化
  • 自動化による生産性の向上
  • 釉薬や色調の変化の無駄を避けてください
  • 人間の誤りの排除
  • 最終製品の品質向上
  • 一定量の釉薬の塗布と粘度変化に関連する欠陥の低減を保証します

序言

過去数年間で、セラミックタイル業界は大きな変化を遂げました。 これらの材料の製造プロセスは非常に革新的であり、完全に自動化された製造プロセスにより、高品質と生産性が得られます。

出典:釉薬粘度の変動に敏感な釉薬システムの開発、G。マロル他al。

 

セラミックタイルメーカーは、最終製品の品質に悪影響を与える製造プロセスの一般的な欠陥、つまり同じモデルのタイル間の色の均一性の欠如を経験しています。 いくつかの研究によると、この欠陥はXNUMXつの方法で引き起こされます。XNUMXつは装飾に使用される材料の性質の不一致(ボディ、化粧掛け、釉薬、インクなど)、XNUMXつ目は主に用途での不適切な処理によるものです。化粧掛けや釉薬のほか、装飾や焼成の過程でも。

 

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現在のほとんどのベル釉薬供給システムは、金属パイプを利用しており、その内部にポンプシステムを使用して釉薬が上部から供給され、オーバーフローシステムを通じて一定の高さに達します。 オーバーフローシステムは、メーカーによってさまざまな形で提供される場合があります。 このパイプの下部にある円錐台のマウスピースには、ベルに施される釉薬の量を手動で制御できるバルブが取り付けられているため、タイルに適用される釉薬の量を調整できます。 バルブのすぐ近くには、直径がバルブの出口直径と一致する真っ直ぐなパイプセクションがあり、そのパイプのもう一方の端には、釉薬懸濁液がベルに流れる一定の直径のノズルがあります。

 

出典:Maincer

 

出典:SMAC

 

グレージング操作の粘度

セラミックでは通常、粘度はスラリー、懸濁液、または希釈の流動性の程度を指すと理解されています(たとえば、粘度について説明する場合は「せん断」が使用されますが、エンジニアは粘度を互いに摩擦を示す分子または粒子の層として理解します)。 流動性の反対の概念は粘度です。 粘性のあるスラリーは流動性がないため、厚みがあります。 粘度は、粘度計と呼ばれる実験器具によって測定され、ポアズと呼ばれる単位で結果を提供します。 ポアズ数が高いほど、スラリーの粘性が高くなります。

 

色の変化、コーティングの厚さの変化、および亀裂はすべて、グレージングの変化によって引き起こされます。 粘度の監視と制御により、欠陥が大幅に減少します。 タイル間の色の均一性の欠如は、攪拌タンクとポンプタンクに含まれる釉薬の粘度の変動のために、ベル用途の従来の釉薬供給システムの排出流量の変動に起因することがよくあります。 主に釉薬の温度変化によって引き起こされるこれらの粘度の変化は、セラミックタイルに適用される釉薬の量に重要な変化を引き起こし、色の違いにつながる可能性があります。 以下に示すように、釉薬の粘度の変化は、釉薬がフィーダーを通過するときに受ける機械的エネルギー損失の変化により、排出流量の変化を引き起こします。

出典:https://www.lifeofanarchitect.com/how-ceramic-tile-is-made/

 

泡とピンホール

焼成中および焼成後、泡は常に釉薬の中に存在します。 それにもかかわらず、気泡が大きすぎて焼成中に硬化しない場合、それらは釉薬の表面に欠陥として現れます。

逆に、ピンホールは体からのガスによって引き起こされ、釉薬が「治癒」するのに十分な液体ではない場合、より大きな穴を形成します。

適切なエンローブ層の厚さは、釉薬層を通過する気泡のサイズを減らすことができます。 次に、溶融釉薬の粘度を調整すると、次のXNUMXつの方法のいずれかで役立ちます。

  • より高い粘度:気泡は釉薬の表面の下にとどまります
  • 非常に低い粘度:泡は釉薬の中をすばやく移動します

ディンプル

オレンジの皮の欠陥は、気泡が高い表面張力と粘度のために釉薬から逃げることができず、釉薬の表面の下にとどまるときに発生します。 冷却すると気泡が収縮し、釉薬の表面にくぼみが残ります。

うねり

波のある釉薬の表面は通常、溶融釉薬の粘度が高く、焼成中に膨張することができないために発生します。 通常、最初の解決策は、温度または窯への浸漬時間を増やすことですが、カオリンも重要です。 カオリンが細かいほど、表面の滑らかさが増します。

 

現在の粘度管理方法

釉薬の流量の変動を補正するために使用される制御方法は、によって作成された釉薬のカーテンを横切るように作られた金属製のコントロールプレートに適用された釉薬の定期的な手動測定(最良の場合はXNUMX分ごと)を行うことで構成されますベル。測定された釉薬の量が事前に設定された値から外れると、オペレーターは釉薬の流量を増減するようにバルブを調整します。

この作業方法は、その周期性を考えると、一定量の釉薬の塗布を保証できず、最終製品の色の均一性の欠如に関連する欠陥につながります。

 

例:一般的な釉薬塗布機で粘度と密度を管理する方法

混合機は、高密度の前駆体から始まります。これは、多くの場合、1.9〜2.1 g/ccの高密度です。 これには、さまざまなフィードを制御するためのミキサーとバルブがあります。 多くの場合、密度は手動またはインラインセンサーを使用して測定されますが、粘度は、再現性のある測定を提供する信頼性の高いセンサーがこれまで利用できなかったため、ほとんどの場合カップで測定されます。

次に、混合機は、密度と粘度を正しくするために、添加剤、水、ミネラルを追加します。 一般的なアプリケーション密度は約1.3〜1.6 g/ccです。 粘度は、オペレーターがフォード4mmカップでこれまで使用してきたものです。

釉薬は非常に複雑な液体であり、使用される粘度調整剤には一定の年齢があります。 密度は同じままですが、粘度は数時間で劇的に変化する可能性があります。 これは、釉薬が完全に使用できる状態から使用できない状態に変化する可能性があることを意味します。 これは、適切な粘度制御/モニタリングの必要性がさらに重要であることを意味します。 釉薬の成分のXNUMXつは接着剤であり、粘度に大きな変化を引き起こします。

 

 

 

出典:釉薬粘度の変動に敏感な釉薬システムの開発、G。マロル他al。

 

釉薬の準備とコーティングシステムに簡単に統合するためのインラインセンサー

 

Rheonicsセンサーは、プラグアンドプレイの自動化です。 インライン粘度計は、簡単なマウントで任意のタンクまたはパイプに取り付けることができます。 センサーを取り付けて粘度のリアルタイム測定を開始する全体の操作は、30分未満で完了します。 レオニクスセンサーには温度測定機能が組み込まれているため、混合からコーティングまでのすべての段階で、スラリー混合物の粘度と温度の両方を監視できます。 粘度の測定値は温度を補正することができます。これは、典型的な日ごとおよび季節ごとの温度変化を通じて一貫した生産を保証するために不可欠です。

タンクへの設置

 

パイプラインへの設置

粘度計は密閉されており、外部の機械ノイズの影響を受けません。したがって、パフォーマンスは乱流や流体の不均一性の影響を受けません。 SRVまたはSRDによる自動オンライン粘度測定により、サンプル採取とラボ技術のばらつきがなくなります。 センサーは混合/コーティングタンクに設置され、配合されたシステムの粘度(およびSRDの場合は密度)を継続的に測定します。 セラミック釉薬液の一貫性は、リアルタイムの粘度と温度測定に基づくプロセスコントローラーによる投与システムの自動化によって実現されます。

コーティング前のスラリー調製プロセス中(およびディッピングによるコーティング中も)、混合プロセスをRheonicsセンサーで監視できます。これにより、影響を与える可能性のある無数の要因を心配することなく、固形分と均一性(安定性)が最適かどうかを確認できます。彼ら。 Rheonicsセンサーによるインライン粘度管理は、色の違い、コーティングの厚さのばらつき、最終製品の品質に悪影響を与える可能性のある亀裂など、最も一般的な問題を軽減するのに役立ちます。

 

SRV-3 / 4 "NPT-印刷、コーティング、食品、混合、粉砕用途向けのインラインプロセス粘度センサー

Rheonics SRV –3/4インチNPT–インラインプロセス粘度センサー

 

同時密度粘度測定-密度計と粘度計-SRD

Rheonics SRD –3/4インチNPT–インラインプロセス密度(および粘度)センサー

 

Rheonicsは、統合されたスタンドアロンの粘度、密度、およびpHの監視および制御システムを提供します。 Rheonics Slurry Monitoring and Controlシステムは、インライン粘度計とインラインpHプローブを使用して、スラリーの粘度、温度、およびpHをリアルタイムで監視します。 補正バルブは、混合およびコーティングプロセス全体を通してスラリー特性の絶対的な制御を確実にするために正しい投与量を追加するように操作されます。

工場に設置されたレオニクススラリー監視および制御システム

製造業者は、業界の要件への適応においてより機敏になることを目指しているため、調整された特性を備えた新しい配合を開発するために、研究開発活動と高度なプロセス制御技術に投資する必要性を理解しています。 Rheonicsインライン粘度計は、工場フロアでのオペレーターの関与を最小限に抑えながら、最高品質で多種多様なグレージング操作を行う機能をメーカーに提供します。これは、他の測定方法やプロセス制御ソリューションに比べて大きな利点です。 Rheonics粘度計と統合ソリューションによって提供されるデータは、学習曲線を加速し、より頻繁なスラリー組成の切り替えに対応するのに役立ち、よりリソース効率が高く、経済的で環境に優しい製造プロセスに貢献します。 連続粘度モニタリングソリューションとのインラインブレンディングは、製品の切り替え中の損失やレシピベースのアプローチでのマテリアルハンドリングの非効率性など、バッチ生産プロセスの主要な課題を解決します。 操作のスケールアップを簡単にサポートします。


セラミック釉薬の混合およびコーティング用途向けのRheonicsインラインオンライン粘度計SRVおよび密度計SRDの独自の利点は次のとおりです。

  • 幅広い組成/配合のほぼすべてのコーティングシステムで正確に動作します
  • 温度と湿度の変動、混合装置の状態、基板、溶媒、配合、または投与成分に関係なく、混合タンク内の設定されたスラリー粘度を維持します
  • 頑丈で密閉されたセンサーヘッド。 センサープローブは、分解や再校正を行うことなく、すべての標準CIP / SIPプロセスでインラインで、または濡れた布で手動で洗浄できます。
  • 経年劣化したり、堆積物で汚れたりする可動部品はありません
  • 粒子状物質に鈍感; 微粒子で汚れる狭い隙間はありません
  • 接液部はすべて316Lステンレス鋼で、腐食の問題はありません
  • ATEXおよびIECExの下で、危険な環境での使用に対して本質的に安全であると認定されています
  • 広い動作範囲と簡単な統合–センサー電子機器と通信オプションにより、産業用PLCと制御システムの統合と実行が非常に簡単になります

レオニクス機器の選択

レオニクスは、革新的な流体検知および監視システムの設計、製造、販売を行っています。 スイスで製造された精密なレオニックスのインライン粘度計と密度計は、過酷な操作環境で生き残るために必要なアプリケーションと信頼性が要求する感度を備えています。 安定した結果–逆流状態でも。 圧力降下や流量の影響はありません。 ラボでの品質管理測定にも同様に適しています。 全範囲で測定するためにコンポーネントやパラメーターを変更する必要はありません。

 

アプリケーションの推奨製品

  • 広い粘度範囲–プロセス全体を監視します
  • ニュートン流体と非ニュートン流体、単相および多相流体の繰り返し測定
  • 密閉されたすべてステンレス製の316L接液部
  • 組み込みの流体温度測定
  • 既存のプロセスラインに簡単にインストールできるコンパクトなフォームファクター
  • 清掃が簡単で、メンテナンスや再構成が不要
  • プロセス密度、粘度、温度測定用の単一機器
  • ニュートン流体および非ニュートン流体、単相および多相流体の繰り返し測定
  • すべての金属(316Lステンレス鋼)構造
  • 組み込みの流体温度測定
  • 既存のパイプに簡単に設置できるコンパクトなフォームファクター
  • 清掃が簡単で、メンテナンスや再構成が不要
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