カルボキシメチルセルロース (CMC) 釉薬スラリーの安定性を達成することは、セラミック製品の一貫した品質と性能を確保するために不可欠です。ここでの安定性とは、時間が経っても粒子が沈降したり凝集したりすることなく均一な懸濁液を維持することを意味し、最終製品の欠陥につながる可能性があります。
CMC と釉薬スラリーにおけるその役割を理解する
カルボキシメチルセルロース (CMC) は、セルロースに由来する水溶性ポリマーです。これは、バインダーおよびレオロジー調整剤としてセラミック釉薬に一般的に使用されます。 CMC は釉薬の粘度を向上させ、粒子の一貫した懸濁状態を維持するのに役立ちます。また、釉薬のセラミック表面への密着性を高め、ピンホールやひび割れなどの欠陥を軽減します。
CMC釉薬スラリーの安定性に影響を与える主な要因
CMCの品質と濃度:
純度: スラリーを不安定にする可能性のある不純物を避けるために、高純度の CMC を使用する必要があります。
置換度 (DS): CMC の DS は、セルロース骨格に結合したカルボキシメチル基の平均数を示し、その溶解性と性能に影響を与えます。通常、セラミック用途には 0.7 ～ 1.2 の DS が適しています。
分子量: CMC の分子量が高くなると、粘度と懸濁特性が向上しますが、溶解しにくくなる可能性があります。分子量と扱いやすさのバランスが重要です。
水質:
pH: スラリーの調製に使用される水の pH は、中性からわずかにアルカリ性 (pH 7 ～ 8) である必要があります。酸性または高アルカリ性の水は、CMC の安定性と性能に影響を与える可能性があります。
イオン含有量: 高レベルの溶解塩およびイオンは CMC と相互作用し、その増粘特性に影響を与える可能性があります。多くの場合、脱イオン水または軟水の使用が推奨されます。
準備方法:
溶解: CMC は、他の成分を加える前に水に適切に溶解する必要があります。激しく撹拌しながらゆっくりと添加すると、塊の形成を防ぐことができます。
混合順序: CMC 溶液を事前に混合した釉薬材料に追加する、またはその逆は、均質性と安定性に影響を与える可能性があります。通常、最初に CMC を溶解してから釉薬材料を添加すると、より良い結果が得られます。
エージング: CMC ソリューションを使用前に数時間エージングすると、完全な水和と溶解が確保され、パフォーマンスが向上します。
添加剤とその相互作用:
解膠剤: ケイ酸ナトリウムや炭酸ナトリウムなどの解膠剤を少量添加すると、粒子を均一に分散させることができます。ただし、過剰に使用すると、過剰な解膠が生じ、スラリーが不安定になる可能性があります。
防腐剤: CMC を分解する可能性がある微生物の増殖を防ぐために、特にスラリーを長期間保管する場合には、殺生剤などの防腐剤が必要になる場合があります。
他のポリマー: 場合によっては、釉薬スラリーのレオロジーと安定性を微調整するために、CMC と組み合わせて他のポリマーや増粘剤が使用されます。
CMC釉薬スラリーを安定化させるための実際的な手順
CMC濃度の最適化:
実験を通じて、特定の釉薬配合に最適な CMC 濃度を決定します。典型的な濃度は、乾燥釉薬混合物の重量で 0.2% ～ 1.0% の範囲です。
CMC 濃度を徐々に調整し、粘度や懸濁液の特性を観察して理想的なバランスを見つけます。
均一な混合を確保する:
高せん断ミキサーまたはボールミルを使用して、CMC とグレーズの成分を完全に混合します。
スラリーの均一性を定期的にチェックし、必要に応じて混合パラメータを調整します。
pHの制御:
スラリーの pH を定期的に監視して調整します。 pH が望ましい範囲から外れている場合は、安定性を維持するために適切な緩衝液を使用してください。
適切な緩衝剤を使用せずに、酸性または高アルカリ性の物質をスラリーに直接添加することは避けてください。
粘度の監視と調整:
粘度計を使用してスラリーの粘度を定期的にチェックしてください。傾向と潜在的な安定性の問題を特定するために、粘度測定値のログを維持します。
時間の経過とともに粘度が変化する場合は、必要に応じて少量の水または CMC 溶液を加えて調整してください。
保管と取り扱い:
汚染や蒸発を防ぐため、スラリーは蓋付きの清潔な容器に保管してください。
保存したスラリーを定期的に撹拌して懸濁状態を維持します。必要に応じて、機械式撹拌機を使用してください。
CMC が劣化する可能性があるため、高温または直射日光の当たる場所での長期保管は避けてください。
一般的な問題のトラブルシューティング
セトリング:
粒子がすぐに沈降する場合は、CMC 濃度をチェックし、完全に水和していることを確認してください。
粒子の懸濁を改善するために、少量の解膠剤を追加することを検討してください。
ゲル化:
スラリーがゲル化した場合は、過剰な凝集または過剰な CMC を示している可能性があります。濃度を調整し、水のイオン含有量を確認します。
添加と混合の手順が正しい順序であることを確認してください。
発泡：
混合中に泡が問題になる場合があります。釉薬の特性に影響を与えずに泡を制御するために、消泡剤の使用は控えめにしてください。
微生物の増殖:
スラリーに異臭が発生したり、粘稠度が変化した場合は、微生物の活動が原因である可能性があります。殺生物剤を追加し、容器と機器が清潔であることを確認してください。
CMC 釉薬スラリーの安定性を実現するには、適切な材料の選択、調製プロセスの制御、適切な保管と取り扱い方法の維持を組み合わせる必要があります。各成分の役割を理解し、pH、粘度、粒子の懸濁度などの重要なパラメーターを監視することで、安定した高品質の釉薬スラリーを製造できます。定期的なトラブルシューティングと観察されたパフォーマンスに基づく調整は、セラミック製品の一貫性と品質を維持するのに役立ちます。
投稿時刻: 2024 年 6 月 4 日