影響衛(wèi)生陶瓷防污性能的因素探討- 釉料粒度篇

朱法銀

（佛山市高明安華陶瓷潔具有限公司,佛山 528000）

1 前言

固體表面一般都具有一定的吸附能力，衛(wèi)生潔具也不例外，這主要是因為固體表面層的物質粒子受到指向內部的拉力，這種不平衡力場的存在會導致較大表面自由能的產生，固體物質不能像液體那樣通過收縮表面來降低其表面自由能，但可以利用表面的剩余力，從周圍的介質中捕獲其他的物質粒子，使其不平衡力場得到某種程度的補償，從而降低表面的自由能。這種吸附過程也加劇了衛(wèi)生陶瓷表面的污染。

衛(wèi)生陶瓷在長期使用過程中，釉面吸附大量污漬，這些污漬沉積在表面的凹凸、微孔或裂紋中。由于清潔工具難以深入微孔或裂紋中，這些污漬長期存留會變黃并令釉面失去光澤，大大降低衛(wèi)生陶瓷的美觀度和使用感受。凹凸主要是由未熔石英、難熔的乳濁劑和色料以及釉料顆粒過大導致的；微孔則與漿料和釉料配方、窯爐與漿料、釉料的匹配有關；微裂紋也與未熔顆粒冷卻過程中在玻璃相產生的應力以及晶相生產過程中產生的晶隙有關。[1]

本文利用高倍放大鏡觀察藍墨水和油性筆在釉面的吸附殘留情況[2]，指出降低釉料顆粒度有助于降低釉面粗糙度（凹凸和微孔），降低污跡在釉面的殘留，進而提升釉面防污性能。

2.實驗

2.1 實驗設計及樣品制備方法

為提升防污能力，多數企業(yè)開始在普通釉面上噴一層透明自潔釉。由于采用兩層施釉技術，底釉和面釉在成分和成熟溫度存在差異，導致兩層施釉后的釉面出現結晶、細小毛孔等缺陷，不僅沒有提升釉面防污性能，反而導致釉面更差。本實驗選用普通釉面與普通釉面加透明釉樣品進行對比實驗。樣品大小為10cm×10cm×1cm陶瓷片，其中：

S0 為單層普通乳濁白釉，施釉重量為26±0.5g；

S1 為兩層釉面，底釉施釉重量為26±0.5g，面釉重量為5～7g，面釉球磨時間為15min；

S2 為兩層釉面，底釉施釉重量為26±0.5g，面釉重量為5～7g，面釉球磨時間為30min；

S3 為兩層釉面，底釉施釉重量為26±0.5g，面釉重量為5～7g，面釉球磨時間為45min；

藍墨水吸附樣品制備方法：將藍墨水滴在釉面，放置24 小時，待其干燥后，用水清洗，并用紙巾擦拭干凈。油性筆吸附樣品制備方法：用油性筆涂抹一個直徑約2mm 的黑點，涂抹時適當用力并左右旋轉各50 次，10 分鐘后用清水或酒精清洗掉黑點。

2.2 性能測試

用BT-9300S 激光粒度儀測試各種樣品的釉料粒度。

用日本三豐SJ-210 粗糙度儀測量釉面粗糙度。

用米歐特數碼顯微鏡觀察釉面吸污點數量并拍攝圖片。

3.結果與討論

3.1 各釉料顆粒粒徑分布

表1 數據告訴我們：隨著球磨時間的增加，透明釉粒徑逐漸降低。生產白釉的粒徑相對較粗，D90 超過20μm。

表1 各樣品的釉料顆粒分布

3.2 樣品粗糙度Ra 變化趨勢

將上述樣品入窯燒成，得到燒成后的陶瓷瓷片，并測量各樣品釉面粗糙度。從圖一數據可知：隨著釉料整體變得更細，釉面粗糙度明顯下降。這是因為，釉料顆粒變細之后，顆粒與顆粒之間更加致密，間隙更小，有效降低釉面微觀層面上的凹凸。

3.3 藍墨水測試

圖2 至圖5 是樣品進行藍墨水測試后的局部放大圖片。從圖中可以看到，當釉料顆粒相對較粗時，藍墨水殘留比較多，如圖2 和圖3；隨著釉料顆粒變得越來越細，藍墨水殘留越來越少，直至消失。該方法比較直觀的告訴我們：降低釉料顆?？捎行Ы档退{墨水在釉面上的吸附殘留。

3.4 油性筆測試

圖6 是S0～S4 四組樣品油性筆測試后留下的油性污點平均數量。整體上看，隨著釉料粒徑的持續(xù)下降，油性污點數量急劇減小，該測試再一次驗證降低釉料顆粒度可降低釉面吸污能力，提升釉面防污性能。該實驗中，S1 樣品的油性污點數量有所增加，釉料S1 比S0 偏細一些，但兩層施釉后，該樣品釉面出現較多毛孔，殘留有所增加。

圖7～圖10 是油性筆測試區(qū)域放大后的照片，該照片清晰記錄了殘留在樣品中的油性污點。通過照片發(fā)現，油性殘留滲入到釉面中的微孔中，所以無論怎么擦拭都無法將殘留清除。初步認為，隨著釉料粒度逐漸變小，釉面微孔的大小也在逐漸降低，最終比油性顆粒更加小，有效防止油性顆粒滲入，從而達到防污的效果。

圖1 各樣品表面粗糙度Ra

圖2 樣品S0 藍墨水測試后釉面放大圖

圖3 樣品S1 藍墨水測試后釉面放大圖

圖4 樣品S2 藍墨水測試后釉面放大圖

圖5 樣品S3 藍墨水測試后釉面放大圖

圖6 各樣品油性污點數量變化趨勢

圖7 樣品S0 油性筆測試后釉面放大圖

圖8 樣品S1 油性筆測試后釉面放大圖

圖9 樣品S2 油性筆測試后釉面放大圖

圖10 樣品S3 油性筆測試后釉面放大圖

4.結論

（1）通過降低釉料粒徑可以有效提升釉面防污性，一般釉料D50 粒徑小于5μm 可得到具有良好防污性能的衛(wèi)生陶瓷釉面。

（2）降低釉料粒徑，會增加釉料加工成本，還容易產生縮釉缺陷。因此，可通過底釉和面釉相結合的方式解決該問題，即僅僅將面釉加工成超細釉，封堵普通釉面燒成過程中產生的微細孔。

（3）本文創(chuàng)新性提出利用放大鏡觀察藍墨水和油性筆在釉面的吸附殘留狀況來評估釉面防污性。

（4）污跡進入到釉面的微孔或微裂紋中長期存留，無法通過物理方法清除，這是導致釉面防污性差的主要原因。

陶瓷防污性能與釉面的缺陷，如毛孔，有直接關系。理論上，降低毛孔，尤其是降低釉面微孔的方法都有利于降低釉面對污物的吸附。