Stoviglie, sculture, piastrelle decorative, bambole e altri oggetti in ceramica o argilla vengono realizzati in piccoli e grandi studi professionali e negozi, aule di scuole pubbliche, università e scuole professionali, e nelle case come attività hobbistica o artigianale. I metodi possono essere suddivisi in ceramica e ceramica, sebbene la terminologia possa variare nei diversi paesi. In ceramica, gli oggetti vengono realizzati mediante fusione a barbottina, versando un impasto di acqua, argilla e altri ingredienti in uno stampo. Gli oggetti di argilla vengono rimossi dallo stampo, rifilati e cotti in un forno. Alcuni articoli (articoli bisquit) vengono venduti dopo questa fase. Altri tipi sono decorati con smalti che sono miscele di silice e altre sostanze che formano una superficie di vetro. In ceramica, gli oggetti sono formati da argilla plastica, solitamente mediante formatura a mano o lancio di ruote, dopodiché vengono essiccati e cotti in un forno. Gli oggetti possono quindi essere smaltati. Le ceramiche slipcast sono solitamente smaltate con vernici a china, che sono commercialmente prodotte in forma preconfezionata secca o liquida (figura 1). I vasai possono smaltare le loro merci con questi smalti commerciali o con smalti che si compongono. Vengono prodotti tutti i tipi di ceramica, dalla terracotta e maiolica, che vengono cotte a basse temperature, al gres e alla porcellana, che vengono cotte ad alte temperature.
Figura 1. Decorare un vaso con colori cinesi.
Materiali di argilla e smalto
Tutte le argille e gli smalti sono miscele di silice, alluminio e minerali metallici. Questi ingredienti di solito contengono quantità significative di particelle di dimensioni respirabili come quelle nella farina di silice e nelle argille sferiche. I corpi di argilla e gli smalti sono composti essenzialmente dagli stessi tipi di minerali (vedi tabella 1, ma gli smalti sono formulati per sciogliersi a temperature inferiori (hanno più flusso) rispetto ai corpi su cui sono applicati. Il piombo è un flusso comune. Minerali di piombo grezzo come la galena e gli ossidi di piombo derivati dalla combustione delle piastre delle batterie delle auto e altri rottami sono usati come fondenti e hanno avvelenato i ceramisti e le loro famiglie in alcuni paesi in via di sviluppo.Gli smalti venduti commercialmente per uso industriale e hobbistico hanno maggiori probabilità di contenere piombo e altri prodotti chimici che sono stati miscelati e precotti in fritte in polvere. Gli smalti sono formulati per maturare in cottura di ossidazione o riduzione (vedi sotto) e possono contenere composti metallici come coloranti. Piombo, cadmio, bario e altri metalli possono penetrare negli alimenti quando le ceramiche smaltate vengono utilizzati.
Tabella 1. Ingredienti di impasti ceramici e smalti.
|
Costituenti di base |
|
|
|
Argille (silicati di idroalluminio) |
Allumina |
Silica |
|
Caolini e altre argille bianche Argille rosse ricche di ferro Argille refrattarie Argille palla bentonite |
Ossido di alluminio, corindone, fonte abituale negli smalti proviene da argille e feldspati |
Quarzo da selce, sabbia, farina fossile; cristobalite da silice calcinata o minerali di silice cotti |
|
Altri ingredienti e alcune fonti minerali |
||
|
Flussi |
Opacizzanti |
Coloranti |
|
Sodio, potassio, piombo, magnesio, litio, bario, boro, calcio, stronzio, bismuto |
Stagno, zinco, antimonio, zirconio, titanio, fluoro, cerio, arsenico |
Cobalto, rame, cromo, ferro, manganese, cadmio, vanadio, nichel, uranio |
|
Le fonti includono ossidi e carbonati dei metalli di cui sopra, feldspati, talco, nefelina sienite, borace, colemanite, merlano, fritte di piombo, silicati di piombo |
Le fonti includono ossidi e carbonati dei metalli di cui sopra, criolite fluorite, rutilo, silicato di zirconio |
Le fonti includono ossidi, carbonati e solfati dei metalli di cui sopra, cromati, spinelli e altri complessi metallici |
Altri trattamenti superficiali speciali includono smalti a lucentezza metallica contenenti oli e solventi come il cloroformio, effetti iridescenti ottenuti vaporizzando sali metallici (solitamente cloruri di stagno, ferro, titanio o vanadio) sulle superfici durante la cottura e nuove vernici contenenti resine plastiche e solventi, che sembrano smalti ceramici cotti quando sono asciutti. I corpi di argilla particolarmente strutturati possono includere riempitivi come vermiculite, perlite e grog (mattoni refrattari macinati).
L'esposizione agli ingredienti di argilla e smalto si verifica durante la miscelazione, la carteggiatura e l'applicazione a spruzzo di smalti e durante la molatura o la scheggiatura delle imperfezioni dello smalto cotto dal fondo della ceramica o dai ripiani del forno (figura 2). La pulizia dei ripiani del forno espone i lavoratori a selce, caolino e altri ingredienti per il lavaggio del forno. La polvere di silice proveniente dal lavaggio del forno cotto o dalla bisque è più pericolosa perché è sotto forma di cristobalite. I pericoli includono: silicosi e altre pneumoconiosi da inalazione di minerali come silice, caolino, talco e amianto fibroso anfibolo in alcuni talchi; tossicità da esposizione a metalli come piombo, bario e litio; dermatite da metalli sensibilizzanti come cromo, nichel e cobalto; disturbi traumatici cumulativi come la sindrome del tunnel carpale ("pollice del vasaio") da lancio della ruota; lesioni alla schiena dovute allo scavo di argilla, al sollevamento di sacchi da 100 libbre di minerali sfusi o al cuneo (lavorazione manuale dell'argilla per rimuovere le bolle d'aria); scivola e cade su pavimenti bagnati; scosse da ruote di ceramica elettriche e altre attrezzature utilizzate in aree umide; allergie alle muffe in argilla; infezioni fungine e batteriche del letto ungueale e della pelle; e incidenti con mescolatori di argilla, mulini a pug, blunger, rulli per lastre e simili.
Figura 2. Esposizione a polvere di argilla e smalto durante la carteggiatura manuale di un vaso.
Henry Dunmore
Precauzioni: vietare la combustione aperta del piombo; utilizzare sostituti del piombo grezzo, fritte di piombo, cadmio e materiali contenenti amianto; isolare il lavoro dalle aree familiari e dai bambini; praticare le pulizie e l'igiene; controllare la polvere; utilizzare la ventilazione di scarico locale per la spruzzatura di smalti e processi polverosi (figura 3); utilizzare la protezione delle vie respiratorie; lavorare con periodi di riposo adeguati; sollevare in sicurezza; macchine di guardia; e utilizzare interruttori di guasto a terra su ruote e tutte le altre apparecchiature elettriche.
Figura 3. Ventilazione di scarico locale per la miscelazione dell'argilla.
Michael McCann
Cottura al forno
I forni variano dalle dimensioni di un vagone ferroviario a pochi pollici cubici per la cottura di piastrelle di prova e miniature. Sono riscaldati con elettricità o combustibili come gas, petrolio o legna. I forni elettrici producono articoli cotti principalmente in atmosfere ossidanti. La cottura a riduzione si ottiene regolando i rapporti combustibile/aria nei forni alimentati a combustibile per creare atmosfere chimicamente riducenti. I metodi di cottura includono cottura al sale, raku (mettendo pentole arroventate in materia organica come fieno umido per produrre un corpo di argilla ridotto fumoso), forni rampicanti (forni a legna o carbone a molte camere costruiti sui pendii), cottura a segatura (forni imballati stretto con pentole e segatura) e fuoco a cielo aperto con molti combustibili tra cui erba, legno e sterco.
I primitivi forni alimentati a combustibile sono scarsamente isolati perché di solito sono fatti di argilla cotta, mattoni o fango. Tali forni possono bruciare grandi quantità di legno e possono contribuire alla penuria di combustibile nei paesi in via di sviluppo. I forni commerciali sono coibentati con mattoni refrattari, refrattari calcinabili o fibra ceramica. L'isolamento in amianto si trova ancora nei forni più vecchi. La fibra ceramica refrattaria trova largo impiego nei forni industriali e hobbistici. Ci sono anche piccoli forni per fibre che vengono riscaldati mettendoli nei forni a microonde della cucina domestica.
Le emissioni del forno includono i prodotti della combustione dei combustibili e della materia organica che contamina i minerali di argilla e smalto, ossidi di zolfo, fluoro e cloro da minerali come criolite e sodalite e fumi metallici. La cottura al sale emette acido cloridrico. Le emissioni sono particolarmente pericolose quando vengono bruciati combustibili come legno verniciato o trattato e oli usati. I pericoli includono: irritazione respiratoria o sensibilizzazione da aldeidi, ossidi di zolfo, alogeni e altre emissioni; asfissia da monossido di carbonio; cancro da inalazione di amianto o fibre ceramiche; danni agli occhi da radiazioni infrarosse da forni incandescenti; e lesioni termiche e ustioni.
Precauzioni: utilizzare combustibili a combustione pulita; progettare forni a basso consumo di carburante e ben isolati; sostituire il mattone refrattario con l'amianto o la fibra ceramica; incapsulare o rimuovere l'isolamento in fibra esistente; ventilare localmente i forni interni; posizionare i forni in aree prive di materiali combustibili; dotare i forni elettrici di due spegnimenti automatici; indossare occhiali e guanti che bloccano gli infrarossi quando si maneggiano oggetti caldi.