Door naar hoofdmenu
+ 41 52 511 3200 (SUI)     + 1 713 364 5427 (USA)     
Bewaking en controle van glazuurslib ter voorkoming van defecten in coating

Defecten in de glazuurcoating worden veroorzaakt door variatie in de beglazing, waardoor kleurverschillen, variatie in laagdikte en scheuren ontstaan. Monitoring en controle van de viscositeit leiden tot een dramatische daling van defecten. Belangrijkste voordelen van automatisering van glazuurdichtheid/viscositeitsbeheer:

  • Volledige automatisering van de glazuurvoorbereiding
  • Volledige automatisering van glazuurtoevoer
  • Verhoogde productiviteit door automatisering
  • Vermijd verspilling van glazuren en toonvariaties
  • Eliminatie van menselijke fouten
  • Kwaliteitsverbeteringen in het eindproduct
  • Zorgen voor het aanbrengen van een consistente hoeveelheid glazuur en vermindering van de defecten die samenhangen met viscositeitsvariaties

Introductie

De afgelopen jaren heeft de keramische tegelindustrie grote veranderingen ondergaan. Voor deze materialen zijn de productieprocessen zeer innovatief, met een volledig geautomatiseerd productieproces dat een hoge kwaliteit en productiviteit oplevert.

Bron: ONTWIKKELING VAN EEN BEGLAZINGSSYSTEEM ONGEVOELIG VOOR VARIATIES IN GLAZVISCOSITEIT, G. Mallol et. al.

 

Fabrikanten van keramische tegels ervaren een veelvoorkomend defect in hun productieproces dat de kwaliteit van hun eindproduct negatief beïnvloedt, namelijk het gebrek aan kleuruniformiteit tussen tegels van hetzelfde model. Volgens verschillende onderzoeken wordt dit defect op twee manieren veroorzaakt: ten eerste door een inconsistentie in de aard van de gebruikte materialen voor decoratie (lichaam, engobes, glazuren, inkten, enz.) en ten tweede door onjuiste verwerking, voornamelijk in de toepassing van engobes en glazuren, maar ook in de decoratie- en bakprocessen.

 

Aanvraag

De meeste huidige belglazuurtoevoersystemen maken gebruik van een metalen pijp waarbinnen het glazuur wordt toegevoerd met behulp van een pompsysteem door de bovenkant, waarbij een constante hoogte wordt bereikt via een overloopsysteem. Het overloopsysteem kan, afhankelijk van de fabrikant, in verschillende vormen voorkomen. Een mondstuk met afgeknotte kegel aan de onderkant van deze pijp is uitgerust met een klep waarmee u handmatig kunt regelen hoeveel glazuur er op de bel gaat, waardoor de hoeveelheid glazuur die op de tegels wordt aangebracht, wordt aangepast. In de directe omgeving van de klep bevindt zich een recht leidinggedeelte waarvan de diameter overeenkomt met de uitlaatdiameter van de klep, en aan het andere uiteinde van die buis bevindt zich een mondstuk met een constante diameter, waardoor de glazuursuspensie op de bel stroomt.

 

Bron: Maincer

 

Bron: SMAC

 

Viscositeit bij beglazingen

In keramiek wordt doorgaans begrepen dat viscositeit verwijst naar de mate van vloeibaarheid van een slurry, suspensie of verdunning (bijvoorbeeld 'afschuifkracht' wordt gebruikt bij het bespreken van viscositeit, terwijl ingenieurs viscositeit begrijpen als lagen van moleculen of deeltjes die wrijving tegen elkaar vertonen ). Het tegengestelde concept van vloeibaarheid is viscositeit. Slurries die viskeus zijn, hebben geen vloeibaarheid en zijn daarom dik. De viscositeit wordt gemeten door laboratoriuminstrumenten die viscositeitsmeters worden genoemd en die het resultaat opleveren in een eenheid die evenwicht wordt genoemd. Hoe hoger het poisegetal, hoe viskeuzer de slurry.

 

Kleurvariaties, variaties in laagdikte en scheuren worden allemaal veroorzaakt door variaties in beglazing. Door de viscositeit te bewaken en te controleren, worden defecten drastisch verminderd. Gebrek aan kleuruniformiteit tussen tegels is vaak te wijten aan variaties in de afvoerstroomsnelheid van conventionele glazuurtoevoersystemen voor kloktoepassing vanwege variaties in de viscositeit van het glazuur in de roer- en pomptanks. Deze variaties in viscositeit, voornamelijk veroorzaakt door temperatuurveranderingen in het glazuur, veroorzaken belangrijke variaties in de hoeveelheid glazuur die op keramische tegels wordt aangebracht, wat kan leiden tot kleurverschillen. Zoals hieronder wordt getoond, veroorzaakt variatie in de viscositeit van het glazuur variaties in de afvoerstroomsnelheid als gevolg van variaties in de mechanische energieverliezen die het ervaart wanneer het door de feeder gaat.

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

 

Bubbels en gaatjes

Tijdens en na het bakken zijn er altijd belletjes aanwezig in een glazuur. Desalniettemin, als de bellen te groot zijn en niet uitgehard tijdens het bakken, zullen ze verschijnen als defecten op het glazuuroppervlak.

Omgekeerd worden gaatjes veroorzaakt door gassen uit het lichaam, die grotere gaten vormen wanneer het glazuur niet vloeibaar genoeg is om te "genezen".

Een geschikte dikte van de omhullingslaag kan de grootte van de bellen die door de glazuurlaag reizen, verminderen. Dan kan het aanpassen van de viscositeit van het gesmolten glazuur op een van de volgende twee manieren helpen:

  • hogere viscositeit: bellen blijven onder het glazuuroppervlak
  • zeer lage viscositeit: bellen verplaatsen zich snel door het glazuur

Dimples

Het sinaasappelschildefect treedt op wanneer bellen niet kunnen ontsnappen uit een glazuur vanwege de hoge oppervlaktespanning en viscositeit en onder het glazuuroppervlak blijven. Door afkoeling zullen de bellen krimpen, waardoor een depressie op het glazuuroppervlak achterblijft.

golving

Een glazuuroppervlak met golven wordt meestal veroorzaakt door een hoge viscositeit van het gesmolten glazuur, dat tijdens het bakken niet kan uitzetten. Meestal is de eerste oplossing het verhogen van de temperatuur of de inweektijd in de oven, maar ook kaolien is belangrijk. Hoe fijner de kaolien, hoe beter de gladheid van het oppervlak.

 

Huidige methoden voor viscositeitscontrole:

De controlemethode die wordt gebruikt om de variaties in de glazuurstroomsnelheid te corrigeren, bestaat uit het uitvoeren van regelmatige handmatige metingen (in het beste geval elk half uur) van het grammage dat wordt aangebracht op een metalen controleplaat die is gemaakt om het glazuurgordijn te passeren dat is gemaakt door de bel, zodat wanneer de gemeten hoeveelheid glazuur afwijkt van de vooraf ingestelde waarden, de operator de klep zal aanpassen om het glazuurdebiet te verhogen of te verlagen.

Deze manier van werken, gezien de periodiciteit, zorgt er niet voor dat een consistente hoeveelheid glazuur wordt aangebracht en leidt tot defecten die samenhangen met een gebrek aan kleuruniformiteit in het eindproduct.

 

Een voorbeeld: hoe viscositeit en dichtheid worden beheerd in een typische machine voor het aanbrengen van glazuur

De mengmachine begint met een precursor met hoge dichtheid, die vaak een hoge dichtheid heeft van 1.9-2.1 g/cc. Deze heeft mengers en ventielen voor het regelen van diverse voersoorten. Vaak wordt de dichtheid handmatig of met een inline-sensor gemeten, maar de viscositeit wordt bijna altijd per kopje gemeten, omdat er tot nu toe geen betrouwbare sensor beschikbaar was die herhaalbare metingen gaf.

De mengmachine voegt vervolgens additieven, water en mineralen toe om de dichtheid en viscositeit goed te krijgen. De algemene applicatiedichtheid is ongeveer 1.3 tot 1.6 g/cc. Viscositeit is wat de operators tot nu toe gebruiken met een Ford 4 mm cup.

Glazuur is een zeer complexe vloeistof waarbij de gebruikte viscositeitsmodificatoren vaak een bepaalde leeftijd hebben. Ze kunnen in de loop van een paar uur dramatisch veranderen in viscositeit, terwijl de dichtheid nog steeds hetzelfde is. Dit betekent dat een glazuur kan gaan van perfect bruikbaar tot onbruikbaar. Dit betekent dat de noodzaak van een goede viscositeitsregeling/-bewaking nog belangrijker is. Een van de componenten van het glazuur is lijm die een grote verandering in viscositeit veroorzaakt.

 

 

 

Bron: ONTWIKKELING VAN EEN BEGLAZINGSSYSTEEM ONGEVOELIG VOOR VARIATIES IN GLAZVISCOSITEIT, G. Mallol et. al.

 

Een inline sensor voor eenvoudige integratie in glazuurvoorbereiding en coatingsystemen

 

Rheonics-sensoren zijn plug-and-play-automatisering. De inline viscositeitsmeter kan met een eenvoudige montage in elke tank of leiding worden geïnstalleerd. De hele operatie van het installeren van de sensor en het beginnen met het zien van real-time meting van de viscositeit duurt minder dan 30 minuten. Rheonics-sensoren hebben ingebouwde temperatuurmeting, waardoor zowel de viscositeit als de temperatuur van het slurrymengsel in alle stadia kunnen worden gecontroleerd - van mengen tot coaten. Viscositeitsmetingen kunnen worden gecompenseerd voor temperatuur, wat essentieel is voor een consistente productie door typische dagelijkse en seizoensgebonden temperatuurschommelingen.

Installatie in tanks

 

Installatie in pijpleidingen

De viscositeitsmeter is hermetisch ingekapseld en ongevoelig voor externe machinegeluiden - daarom worden de prestaties niet beïnvloed door turbulentie en vloeibare niet-homogeniteit. Geautomatiseerde online viscositeitsmeting via SRV of een SRD elimineert de variaties in monstername en laboratoriumtechnieken. De sensor is geïnstalleerd in de meng-/coatingtank en meet continu de geformuleerde systeemviscositeit (en dichtheid in geval van SRD). Consistentie van de keramische beglazingsvloeistof wordt bereikt door automatisering van het doseersysteem via een procescontroller op basis van realtime viscositeits- en temperatuurmetingen.

Tijdens het voorbereidingsproces van de slurry voorafgaand aan het coaten (en zelfs tijdens het coaten door onderdompelen), kan het mengproces worden bewaakt met Rheonics-sensoren, die kunnen verifiëren of het vastestofgehalte en de homogeniteit (stabiliteit) optimaal zijn, zonder dat u zich zorgen hoeft te maken over een groot aantal factoren die van invloed kunnen zijn hen. Inline viscositeitsbeheer met de Rheonics-sensoren kan de meest voorkomende problemen helpen verlichten, zoals kleurverschillen, variatie in laagdikte, scheuren die een negatieve invloed kunnen hebben op de kwaliteit van eindproducten.

 

SRV - 3/4 "NPT - Inline procesviscositeitssensor voor print-, coating-, voedsel-, meng- en maaltoepassingen

Rheonics SRV - 3/4 "NPT - Inline procesviscositeitssensor

 

gelijktijdige dichtheidsviscositeitsmetingen - dichtheidsmeter en viscositeitsmeter - SRD

Rheonics SRD - 3/4 "NPT - Inline procesdichtheid (en viscositeit) sensor

 

Rheonics biedt een geïntegreerd stand-alone viscositeit-, dichtheids- en pH-bewakings- en controlesysteem. Het Rheonics Slurry Monitoring and Control-systeem maakt gebruik van inline viscositeitsmeters en inline pH-sondes om de viscositeit, temperatuur en pH van de slurry in realtime te bewaken. Correctiekleppen worden bediend om de juiste dosis toe te voegen om absolute controle over de eigenschappen van de slurry te garanderen tijdens het meng- en coatingproces.

Rheonics-slurrybewakings- en controlesysteem geïnstalleerd in de fabriek

Omdat fabrikanten ernaar streven flexibeler te worden in het aanpassen aan de eisen van de industrie, begrijpen ze de noodzaak om te investeren in R&D-activiteiten en geavanceerde procescontroletechnologieën om nieuwe formuleringen met op maat gemaakte kenmerken te ontwikkelen. Rheonics inline viscositeitsmeters bieden fabrikanten mogelijkheden voor beglazingsoperaties van topkwaliteit en een grote variëteit, met de minste betrokkenheid van operators op de fabrieksvloer - een aanzienlijk voordeel ten opzichte van andere meetalternatieven of procesbesturingsoplossingen. Gegevens die worden geleverd door de Rheonics-viscositeitsmeters en geïntegreerde oplossingen helpen om leercurves te versnellen en frequentere wisselingen van slurrysamenstelling mogelijk te maken, wat bijdraagt ​​​​aan een hulpbronnenefficiënter, zuiniger en groener productieproces. Inline mengen met oplossingen voor continue viscositeitsbewaking lost grote uitdagingen van batchproductieprocessen op, zoals verliezen tijdens productwisselingen en inefficiëntie van materiaalbehandeling in een op recepten gebaseerde benadering. Het ondersteunt het eenvoudig opschalen van bewerkingen.


Unieke voordelen met de Rheonics inline online viscometer SRV en dichtheidsmeter SRD voor keramische glazuurmeng- en coatingtoepassingen zijn onder meer:

  • Werkt nauwkeurig in bijna alle coatingsystemen met een breed scala aan samenstellingen / formuleringen
  • Handhaaft de ingestelde viscositeit van de slurry in mengtanks, ongeacht temperatuur- en vochtigheidsschommelingen, staat van mengapparatuur, substraten, oplosmiddelen, formuleringen of doseringsbestanddelen
  • Robuuste, hermetisch afgesloten sensorkop. Sensorsonde kan inline met alle standaard CIP / SIP-processen worden gereinigd, of handmatig met een bevochtigde doek, zonder dat demontage of herkalibratie nodig is
  • Geen bewegende delen die verouderen of vervuilen met bezinksel
  • Ongevoelig voor fijnstof; geen nauwe gaten om te vervuilen met fijnstof
  • Alle natte onderdelen zijn van 316L roestvrij staal - geen corrosieproblemen
  • Gecertificeerd onder ATEX en IECEx als intrinsiek veilig voor gebruik in gevaarlijke omgevingen
  • Breed operationeel bereik en eenvoudige integratie - Sensorelektronica en communicatie-opties maken het uiterst eenvoudig om industriële PLC- en besturingssystemen te integreren en in te voeren

Rheonics instrumentkeuze

Rheonics ontwerpt, produceert en verkoopt innovatieve systemen voor vloeistofdetectie en -bewaking. Precisie gebouwd in Zwitserland, de in-line viscometers en dichtheidsmeters van Rheonics hebben de gevoeligheid die de toepassing vereist en de betrouwbaarheid die nodig is om te overleven in een barre werkomgeving. Stabiele resultaten - zelfs onder ongunstige stromingsomstandigheden. Geen effect van drukval of debiet. Het is even goed geschikt voor kwaliteitscontrolemetingen in het laboratorium. U hoeft geen componenten of parameters te wijzigen om het volledige bereik te meten.

 

Voorgestelde product (en) voor de toepassing

  • Breed viscositeitsbereik - bewaak het volledige proces
  • Herhaalbare metingen in zowel Newtoniaanse als niet-Newtoniaanse vloeistoffen, eenfase en meerfase vloeistoffen
  • Hermetisch afgesloten, alle roestvrijstalen 316L-bevochtigde onderdelen
  • Ingebouwde vloeistoftemperatuurmeting
  • Compacte vormfactor voor eenvoudige installatie in bestaande proceslijnen
  • Eenvoudig schoon te maken, geen onderhoud of herconfiguraties nodig
  • Eén instrument voor meting van procesdichtheid, viscositeit en temperatuur
  • Herhaalbare metingen in zowel Newtoniaanse als niet-Newtoniaanse vloeistoffen, eenfase en meerfase vloeistoffen
  • Geheel metalen (316L roestvrij staal) constructie
  • Ingebouwde vloeistoftemperatuurmeting
  • Compacte vormfactor voor eenvoudige installatie in bestaande leidingen
  • Eenvoudig schoon te maken, geen onderhoud of herconfiguraties nodig
Zoeken