เซรามิก
ประเภทดินที่ใช้ในการผลิต > ดินขาว

ดินขาว (China Clays) ของอังกฤษซึ่งพบที่เมือง Cornwall และเมือง Devon นั้นเป็นดินชนิดปฐมภูมิ (Primary Clay) ซึ่งได้มาจากกระบวนการทำเหมืองแบบเปิด (Open-cast Pits) โดยใช้ระบบน้ำแรงดันสูงในการล้าง น้ำจะพัดพาเอาดินและสิ่งเจือปน (ส่วนใหญ่เป็นพวก Mica และ Quartz) ไปยังด้านล่างของเหมือง จากจุดนี้สารแขวนลอยจะถูกปั๊มไปยังถังตกตะกอนขนาดใหญ่ซึ่งสิ่งเจือปนที่มีอนุภาคขนาดใหญ่จะถูกตกตะกอนแยกออกไป ทำให้ในสารแขวนลอยดังกล่าวจะเหลือเพียงอนุภาคของดินและสิ่งเจือปนที่มีขนาดละเอียดกว่าเท่านั้น
ในขั้นตอนต่อมาสิ่งเจือปนขนาด 150 ไมครอน จะถูกแยกออกจากน้ำดินโดยการใช้ไฮโดรไซโคลน (Hydrocyclones) สารแขวนลอยจะเกิดการหมุนเหวี่ยงอยู่ภายในทำให้สิ่งเจือปนที่มีอนุภาคขนาดใหญ่กว่าถูกแรงเหวี่ยงหมุนออกมาอยู่ที่บริเวณด้านข้างของไฮโดรไซโคลน (Hydrocyclone) หลังจากนั้นจะตกลงสู่ด้านล่างและถูกกำจัดออกสู่ด้านนอกต่อไป ส่วนอนุภาคที่มีขนาดละเอียดกว่าซึ่งจะอยู่ตรงกลางของแรงเหวี่ยงหมุนนั้นจะถูกส่งผ่านออกไปทางด้านบนรวมเป็นองค์ประกอบของดินต่อไป สำหรับการใช้งานในทาง[ถ้าทำการหมุนเหวี่ยงน้ำดินด้วยกระบวนการไฮโดรไซโคลน (Hydrocyclone) ต่อไป สิ่งเจือปนที่มีอนุภาคขนาด 30 ไมครอนก็จะถูกแยกออกไป เหลือไว้เพียงส่วนของวัตถุดิบที่มีความละเอียดมาก ๆ ซึ่งมีองค์ประกอบที่เป็นส่วนของดินรวมอยู่ประมาณ 95% หรือมากกว่า สำหรับในอุตสาหกรรมการทำกระดาษนั้น การใช้ไฮโดรไซโคลน (Hydrocyclones) เพื่อกำจัดสิ่งเจือปนดังกล่าวออกไปจากดิน จะทำการกำจัดที่ขนาดอนุภาคละเอียดขึ้น คือที่ประมาณ 15 ไมครอน ทำให้ดินที่ได้มีความขาวมากและมีความบริสุทธิ์ค่อนข้างสูง ดินที่ได้จะถูกนำมาผ่านกระบวนการกำจัดน้ำออกไปโดยการตกตะกอน การอัดกรอง (Filter Pressing) และผ่านการอบแห้งด้วยเตาชนิดพิเศษในขั้นตอนสุดท้าย
เนื่องจากมีปริมาณสิ่งเจือปนอยู่ในปริมาณที่น้อย ทำให้ดินขาว (China Clays) มีคุณสมบัติหลังเผาที่ดี คือจะให้สีหลังเผาที่ขาวมากซึ่งจะตรงกันข้ามกับดินประเภททุติยภูมิ (Secondary Clays) ที่พบโดยส่วนใหญ่ เนื่องจากดินประเภทนี้สิ่งเจือปนที่มีอยู่ในปริมาณมากกว่าจะทำให้ดินมีสีที่ขาวนวลหลังเผา และดินจากบางแหล่งอาจจะให้สีหลังเผาเป็นสีงาช้าง (Ivory) สีฟางข้าว (Straw) สีน้ำตาล (Brown) หรือแม้กระทั่งสีแดง (Red)
น่าเสียดายที่เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว ดินขาว (China Clays) จะมีขนาดอนุภาคที่ค่อนข้างใหญ่ ทำให้ความเหนียว (Plasticity) และความแข็งแรงก่อนเผา (Unfired Strength) ของมันน้อยกว่าดินที่จัดอยู่ในประเภทดินทุติยภูมิ (Secondary Clays) ดังนั้นในเนื้อดินประเภท Bone China ซึ่งจำเป็นจะต้องให้ได้สีของเนื้อดินหลังเผาที่มีความขาวมาก ๆ ผู้ผลิตจะสามารถใช้ดินประเภททุติยภูมิ (Secondary Clays) เป็นส่วนประกอบได้ในปริมาณเพียงเล็กน้อยเท่านั้น หรืออาจจะไม่ใส่เลย ซึ่งนั่นจะทำให้เนื้อดินที่ได้มีความเหนียว (Plasticity) และความแข็งแรงก่อนเผา (Unfired Strength) ที่ค่อนข้างต่ำมาก ๆ ตารางที่ 1 แสดงผลการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี (Chemical Analyses) การวิเคราะห์ขนาดอนุภาค (Particle Size Analyses) และค่าความแข็งแรงก่อนเผา (Unfired Strength) ของดินขาว (China Clays) ที่มีจำหน่ายจากแหล่งต่าง ๆ เทียบกับดินเหนียว (Ball Clays) ซึ่งจัดอยู่ในกลุ่มดินทุติยภูมิ (Secondary Clays) และอย่างที่ทราบดีอยู่แล้วว่าในทางทฤษฎีนั้นดินเคโอลิไนต์ (Kaolinite) บริสุทธิ์จะมีองค์ประกอบทางเคมีตามสูตร Al2O3.2SiO2.2H2O ดังนี้คือ
ตารางที่ 1 องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกายภาพของดินขาว China และดินเหนียว (BallClay) บางตัว
CHEMICAL ANALYSES
| Clay | Chemical Analysis (%) |  |  |  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
|  | SiO2 | TiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | MgO | CaO | K2O | Na2O | Loss |
| ChinaClay (Cornwall) | 48 | 0.03 | 37 | 0.6 | 0.3 | 0.1 | 1.6 | 0.1 | 12.4 |
| BlackBall Clay (Devon) | 48 | 0.8 | 33 | 1.0 | 0.3 | 0.2 | 1.8 | 0.3 | 15.0 |
| Blue Ball Clay (Dorset) | 52 | 0.9 | 31 | 1.5 | 0.5 | 0.3 | 3.1 | 0.4 | 9.5 |
| SiliceousBall Clay | 74 | 1.5 | 15 | 0.8 | 0.3 | 0.1 | 1.6 | 0.3 | 5.0 |
PARTICLE SIZE AND UNFIRED STRENGTH
Clay Particle Size Analysis
(1% Less than size in Micron) Unfired Strength
Lb/in2 (kg/cm2)
10 5 2 1 0.5
China Clay
(Cornwall) 82 - 50 - 20 250 (17.6)
Black Ball Clay (Devon) - - 82 74 60 750 (53)
Blue Ball Clay (Dorset) - 96 - 79 62 1150 (81)
Siliceous Ball Clay - 55 - 38 32 500 (35)
สำหรับสารประกอบ Fe2O3 และ TiO2 ที่มีอยู่ในองค์ประกอบของดินนั้นเป็นตัวที่มีผลทำให้สีของเนื้อดินหลังเผาไม่ขาว โดยเนื้อดินที่จะให้สีหลังเผาเป็นสีขาวนั้นจะต้องมีสารประกอบออกไซด์ที่ให้สีเป็นส่วนประกอบอยู่ไม่เกิน 0.75%
ถึงแม้ว่าอนุภาคขนาดใหญ่ที่มีอยู่ในดินขาว (China Clays) จะมีผลทำให้ความเหนียวและความแข็งแรงก่อนเผาของดินมีค่าต่ำ แต่ก็จะส่งผลให้เนื้อดินมีการหดตัวหลังอบแห้งที่ต่ำด้วย ซึ่งโดยทั่วไปแล้วค่า Linear Contraction จะมีค่าอยู่ระหว่าง 3-5% ส่วนดินทุติยภูมิ (Secondary Clays) ที่มีความละเอียดมากจะมีการหดตัวที่มากกว่าทำให้เกิดปัญหากับเนื้อดินขึ้นระหว่างการอบแห้ง เช่น ปัญหาการบิดเบี้ยว หรือการแตกร้าว ของชิ้นงาน เป็นต้น