建水紫陶生產(chǎn)工藝與質(zhì)量指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性研究

張家壽，王劍飛，魏用林，李夢迪，劉胤璇

（1.紅河州質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心，云南蒙自 661199；2.云南省計(jì)量測試技術(shù)研究院，昆明 650228）

建水紫陶生產(chǎn)工藝與質(zhì)量指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性研究

張家壽1，王劍飛1，魏用林2，李夢迪1，劉胤璇1

（1.紅河州質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心，云南蒙自 661199；2.云南省計(jì)量測試技術(shù)研究院，昆明 650228）

建水紫陶地方標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施有效地推進(jìn)了建水紫陶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，建水紫陶的獨(dú)特生產(chǎn)工藝決定了建水紫陶的質(zhì)量指標(biāo)優(yōu)劣。文章通過對吸水率、抗熱震性、鉛和鎘溶出量等建水紫陶質(zhì)量指標(biāo)與生產(chǎn)工藝的關(guān)聯(lián)性論述，解讀了建水紫陶的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

建水；紫陶；生產(chǎn)工藝；質(zhì)量指標(biāo)

一 前言

建水縣位于云南省南部、紅河中游北岸，建水制作陶瓷的歷史，可以追溯到數(shù)千年以前。建水紫陶的制作工藝形成于清道光年間，建水紫陶的制作過程一般要經(jīng)過泥料備制、拉坯造型、濕坯裝飾、刻填修整、高溫?zé)?、無釉磨光六道工藝數(shù)十道工序，大多數(shù)工序以手工完成，機(jī)械方式難以或不可能替代。[1]迄今為止，建水紫陶制作工藝，仍然是國內(nèi)外陶瓷領(lǐng)域中獨(dú)一無二的特殊工藝。

2014年由云南省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布實(shí)施的地方標(biāo)準(zhǔn)DB53/T559-2014《建水紫陶》[2]解決了建水紫陶長期以來無標(biāo)準(zhǔn)可依的情況。該標(biāo)準(zhǔn)中建水紫陶的質(zhì)量指標(biāo)有：吸水率、抗熱震性、鉛和鎘溶出量、產(chǎn)品的口徑或高度誤差、蓋與口要求、外觀質(zhì)量等8項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)。建水紫陶生產(chǎn)加工工藝決定著質(zhì)量指標(biāo)，質(zhì)量指標(biāo)又是建水紫陶生產(chǎn)工藝的量化體現(xiàn)。本文從建水紫陶的質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)來探尋建水紫陶生產(chǎn)工藝和質(zhì)量指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性。

二 實(shí)驗(yàn)部分

（一）主要儀器

主要儀器：ICP-MS7500型（美國Agilent公司生產(chǎn)）；全自動(dòng)陶瓷磚抗熱震性測定儀SQ006型（湘潭湘儀儀器公司生產(chǎn)）。

（二）主要分析方法

鉛和鎘溶出量：《日用陶瓷器鉛、鎘溶出量的測定方法》GB/T3534-2002；[3]抗熱震性： 《日用陶瓷器抗熱震性測定方法》GB/T3298-2008；[4]吸水率：《日用陶瓷器吸水率測定方法》 GB/T3299-2011。[5]

三 建水紫陶的定義

要了解建水紫陶首先要了解建水紫陶的定義。依據(jù)DB53/T559-2014《建水紫陶》中所述，建水紫陶是以建水境內(nèi)的天然五色土為主要原料，采用鎮(zhèn)漿制泥、雕刻填泥、無釉磨光等特殊工藝燒制而成的陶器。從標(biāo)準(zhǔn)對建水紫陶的定義來看，建水紫陶首先是生產(chǎn)于建水境內(nèi)，在建水以外利用建水紫陶生產(chǎn)加工工藝的產(chǎn)品不能稱為建水紫陶。

建水紫陶的原料為五色土，五色土即建水鏡內(nèi)天然呈色為紫、白、青、黃、五花等五種陶土，五色土特點(diǎn)是均質(zhì)地細(xì)膩、柔滑、可塑性強(qiáng)、飽水易軟化等特點(diǎn)，主要含SiO2、Al2O3、Fe2O3等化學(xué)成分，五色土主要化學(xué)成分見表1。五色土富含鋁、鐵、錳等多種金屬元素，經(jīng)過高溫?zé)坪螅鞣N金屬元素的氧化態(tài)呈現(xiàn)出豐富多彩的色彩變化。

表1 五色土主要化學(xué)成分

建水紫陶的主要生產(chǎn)加工工藝為雕刻填泥和無釉磨光。雕刻填泥即在濕坯狀態(tài)下，將繪制在坯體表面的字跡、圖案刻成刻模，然后用泥料填入刻模。無釉磨光即分別使用不同硬度的磨具，將胎體打磨拋光至不同程度的表面質(zhì)地和視覺效果。

四 建水紫陶的主要質(zhì)量指標(biāo)與工藝關(guān)系分析

對于產(chǎn)品而言，產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝決定質(zhì)量指標(biāo)，質(zhì)量指標(biāo)同時(shí)又反映產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)。建水紫陶獨(dú)特的生產(chǎn)工藝造就質(zhì)量指標(biāo)特點(diǎn)，從質(zhì)量指標(biāo)讓消費(fèi)者真正的認(rèn)識(shí)建水紫陶。

（一）吸水率

對于日用陶瓷，吸水率的大小反映陶瓷內(nèi)部孔隙情況和結(jié)構(gòu)的疏密程度，吸水率越大，內(nèi)部孔隙越多，結(jié)構(gòu)越疏松，強(qiáng)度也就越低；反之表明孔隙越小，結(jié)構(gòu)越致密，強(qiáng)度越高。[6]依據(jù)GB 5001-1985《日用陶瓷分類》[7]中，陶器吸水率一般應(yīng)大于3%，瓷器一般應(yīng)小于3%。依據(jù)《日用陶瓷器吸水率測定方法》 GB/T3299-2011[5]對5件建水紫陶樣品進(jìn)行測試，如表2所示，建水紫陶吸水率均小于3%，應(yīng)歸為瓷器類。建水紫陶的低吸水率直接反映質(zhì)量特征：陶體堅(jiān)實(shí)，敲擊有金屬聲。

表2 建水紫陶的吸水率

影響建水紫陶吸水率大小主要有兩個(gè)因素即泥料和燒成溫度。首先建水紫陶泥料制備主要經(jīng)過選泥、篩泥，泡泥、攪漿、醒泥、熟泥、揉泥等七道工序。建水紫陶的泥料需制成粉狀，用200至300目網(wǎng)篩過濾，并至少陳腐3個(gè)月時(shí)間，經(jīng)過加工的泥料主要有雜質(zhì)少、細(xì)度高、粘度大、易成型的特點(diǎn)。泥料雜質(zhì)少?zèng)Q定建水紫陶陶質(zhì)細(xì)膩，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不易出現(xiàn)空洞、異物等情況；泥料細(xì)度高和粘度大決定建水紫陶在單位面積內(nèi)泥料顆粒較多，密度較大，顆粒之間易粘合，間隙較小，所以水分不易進(jìn)入陶體內(nèi)部，吸水率較小。

其次，建水紫陶泥在1120℃至1180℃的高溫條件下，燒制7至12小時(shí)左右，高溫?zé)乒に囀沟媚嗔项w粒之間能有效結(jié)合，內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，相互作用力較大，所以吸水率較小。

從吸水率來看，可以說建水紫陶是一種瓷器，建水紫陶也就成為廣義的歷史命名。

（二）抗熱震性

依據(jù) 《日用陶瓷器抗熱震性測定方法》GB/T3298-2008[4]來看，日用陶瓷的抗熱震性反映在冷熱交換過程中，日用陶瓷強(qiáng)度的體現(xiàn)。在DB53/T559-2014《建水紫陶》[2]中，要求160℃至20℃冷熱交換一次不裂，從歷年的紅河州質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局監(jiān)督抽查和風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，建水紫陶未出現(xiàn)抗熱震性不合格的情況。

建水紫陶制品抗熱鎮(zhèn)性主要由化學(xué)成分、燒成溫度等兩個(gè)因素影響。

首先，建水紫陶的泥料中SiO2、Al2O3、Fe2O3等化學(xué)成分含量較高，經(jīng)過高溫?zé)坪笮纬蒘iO2-Al2O3復(fù)合陶瓷材料體系，相互作用力較強(qiáng)，導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)低，該體系抗熱沖擊性能較好，具有高強(qiáng)度，高硬度。[8]

其次就是建水紫陶的燒制溫度需控制在1120℃至1180℃之間，高溫?zé)瓶梢蕴嵘沾刹牧系膶?dǎo)熱性和韌性，[9]因而加強(qiáng)建水紫陶的抗熱震性。建水紫陶增強(qiáng)燒成溫度低于1120℃，陶土無法燒成固化，孔隙較大，吸水率較大，經(jīng)不住冷熱交換試驗(yàn)，經(jīng)過長期擺放，吸收空氣中水分后會(huì)自然炸裂。燒成溫度高于1180℃，會(huì)破壞陶土之間的固有形態(tài)，無法成型，廢品率較高?？刂坪脽蓽囟仁潜ＷC抗熱震性合格的關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)。

（三）鉛和鎘溶出量

日用陶瓷中的鉛和鎘主要來源于上釉的原料中，如果采用含鉛和鎘較高的釉彩原料，在4%的乙酸浸泡環(huán)境下，極易造成鉛和鎘溶出量的超標(biāo)。燒成溫度較低，陶土中的鉛和鎘無法充分氧化，也容易造成鉛和鎘的溶出。

建水紫陶采用建水境內(nèi)的五色土為主要原料，并采用無釉磨光等工藝讓建水紫陶呈現(xiàn)鏡光、啞光和磨砂的外觀。建水紫陶最大的特點(diǎn)就是不采用任何釉彩，內(nèi)部和外表均不上釉，這就保證了鉛和鎘溶出低于國家標(biāo)準(zhǔn)要求。五色土經(jīng)過高溫?zé)坪?，陶土中鉛和鎘等元素成為氧化態(tài)存在，無法以游離態(tài)溶出到4%的乙酸溶液中。無釉磨光加上高溫?zé)乒に嚤ＷC建水紫陶是綠色安全的日用陶瓷，消費(fèi)者可以放心使用。

四 結(jié)論

云南省地方標(biāo)準(zhǔn)DB53/T559-2014《建水紫陶》[2]有效的推進(jìn)了建水紫陶的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。建水紫陶所用的泥料五色土，特色的生產(chǎn)加工工藝雕刻填泥和無釉磨光都是建水紫陶的靈魂，諸多的特性因素形成了建水紫陶的質(zhì)量特性即質(zhì)地堅(jiān)硬，吸水率小，抗熱震性較高，無毒無害，可以說建水紫陶是綠色安全的日用陶瓷。

[1]孔明.云南建水紫陶中的“工”與“藝”[J].紅河學(xué)院學(xué)報(bào),2012,10(5):112-115.

[2]建水紫陶:DB53/T559-2014[S].云南:云南省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局, 2014.

[3]日用陶瓷器鉛、鎘溶出量的測定方法:GB/T3534-2002[S].北京:中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,2002.

[4]日用陶瓷器抗熱震性測定方法:GB/T3298-2008[S].北京:中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,2008.

[5]日用陶瓷器吸水率測定方法:GB/T3299-2011[S].北京:中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,2011.

[6]張進(jìn)軍.對陶瓷磚吸水率檢測方法的探討[J].中國建材科技,2010 (3) :7-8.

[7]日用陶瓷分類:GB5001-1985[S].北京:中華人民共和國輕工業(yè)部,1985.

[8]張巍,韓亞芩.氧化鋁基陶瓷抗熱震性的研究進(jìn)展[J].陶瓷學(xué)報(bào), 2008,29(2):193-198.

[9]董艷玲,王為民.陶瓷材料抗熱震性的研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代技術(shù)陶瓷,2004,25(1):37-41.

[責(zé)任編輯自正發(fā)]

The Correlation Research between Manufacturing Process and Quality Indicator
of Jianshui Purple Pottery

Zhang Jia-shou1, Wang Jian-fei1, Wei Yong-lin2, Li Meng-di1, Liu Ying-xuan1
(1.Honghe Center of Quality Supervision and Insepection, Mengzi 661100, China;2.Yunnan Institute of Measuring and Testing Technology, Kunming 650228, China)

The implementation of the local standard for Jianshui Purple Pottery has effectively promoted the development of industry. The unique production process of Jianshui purple pottery determines the quality of the water purple pottery. This article through to the water absorption and thermal shock resistance, lead and cadmium dissolution quantity and built Jianshui purple pottery quality indicators and the production process is discussed, and the correlation of interpretation for the water purple pottery relevant quality standards.

Jianshui; Purple Pottery; Manufacturing technique; Quality indicator

J527

A

：1008-9128（2017）04-0033-02

10.13963/j.cnki.hhuxb.2017.04.009

2017-05-11

張家壽（1958-），男，云南個(gè)舊人，工程師，研究方向：產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)。

王劍飛（1981-），男，云南個(gè)舊人，高級(jí)工程師，碩士，研究方向：產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)。