影响卫生陶瓷防污性能的因素探讨- 釉料粒度篇

2024-01-03 07:29朱法银

佛山陶瓷 2023年12期

朱法银

（佛山市高明安华陶瓷洁具有限公司,佛山 528000）

1 前言

固体表面一般都具有一定的吸附能力，卫生洁具也不例外，这主要是因为固体表面层的物质粒子受到指向内部的拉力，这种不平衡力场的存在会导致较大表面自由能的产生，固体物质不能像液体那样通过收缩表面来降低其表面自由能，但可以利用表面的剩余力，从周围的介质中捕获其他的物质粒子，使其不平衡力场得到某种程度的补偿，从而降低表面的自由能。这种吸附过程也加剧了卫生陶瓷表面的污染。

卫生陶瓷在长期使用过程中，釉面吸附大量污渍，这些污渍沉积在表面的凹凸、微孔或裂纹中。由于清洁工具难以深入微孔或裂纹中，这些污渍长期存留会变黄并令釉面失去光泽，大大降低卫生陶瓷的美观度和使用感受。凹凸主要是由未熔石英、难熔的乳浊剂和色料以及釉料颗粒过大导致的；微孔则与浆料和釉料配方、窑炉与浆料、釉料的匹配有关；微裂纹也与未熔颗粒冷却过程中在玻璃相产生的应力以及晶相生产过程中产生的晶隙有关。[1]

本文利用高倍放大镜观察蓝墨水和油性笔在釉面的吸附残留情况[2]，指出降低釉料颗粒度有助于降低釉面粗糙度（凹凸和微孔），降低污迹在釉面的残留，进而提升釉面防污性能。

2.实验

2.1 实验设计及样品制备方法

为提升防污能力，多数企业开始在普通釉面上喷一层透明自洁釉。由于采用两层施釉技术，底釉和面釉在成分和成熟温度存在差异，导致两层施釉后的釉面出现结晶、细小毛孔等缺陷，不仅没有提升釉面防污性能，反而导致釉面更差。本实验选用普通釉面与普通釉面加透明釉样品进行对比实验。样品大小为10cm×10cm×1cm陶瓷片，其中：

S0 为单层普通乳浊白釉，施釉重量为26±0.5g；

S1 为两层釉面，底釉施釉重量为26±0.5g，面釉重量为5～7g，面釉球磨时间为15min；

S2 为两层釉面，底釉施釉重量为26±0.5g，面釉重量为5～7g，面釉球磨时间为30min；

S3 为两层釉面，底釉施釉重量为26±0.5g，面釉重量为5～7g，面釉球磨时间为45min；

蓝墨水吸附样品制备方法：将蓝墨水滴在釉面，放置24 小时，待其干燥后，用水清洗，并用纸巾擦拭干净。油性笔吸附样品制备方法：用油性笔涂抹一个直径约2mm 的黑点，涂抹时适当用力并左右旋转各50 次，10 分钟后用清水或酒精清洗掉黑点。

2.2 性能测试

用BT-9300S 激光粒度仪测试各种样品的釉料粒度。

用日本三丰SJ-210 粗糙度仪测量釉面粗糙度。

用米欧特数码显微镜观察釉面吸污点数量并拍摄图片。

3.结果与讨论

3.1 各釉料颗粒粒径分布

表1 数据告诉我们：随着球磨时间的增加，透明釉粒径逐渐降低。生产白釉的粒径相对较粗，D90 超过20μm。

表1 各样品的釉料颗粒分布

3.2 样品粗糙度Ra 变化趋势

将上述样品入窑烧成，得到烧成后的陶瓷瓷片，并测量各样品釉面粗糙度。从图一数据可知：随着釉料整体变得更细，釉面粗糙度明显下降。这是因为，釉料颗粒变细之后，颗粒与颗粒之间更加致密，间隙更小，有效降低釉面微观层面上的凹凸。

3.3 蓝墨水测试

图2 至图5 是样品进行蓝墨水测试后的局部放大图片。从图中可以看到，当釉料颗粒相对较粗时，蓝墨水残留比较多，如图2 和图3；随着釉料颗粒变得越来越细，蓝墨水残留越来越少，直至消失。该方法比较直观的告诉我们：降低釉料颗粒可有效降低蓝墨水在釉面上的吸附残留。

3.4 油性笔测试

图6 是S0～S4 四组样品油性笔测试后留下的油性污点平均数量。整体上看，随着釉料粒径的持续下降，油性污点数量急剧减小，该测试再一次验证降低釉料颗粒度可降低釉面吸污能力，提升釉面防污性能。该实验中，S1 样品的油性污点数量有所增加，釉料S1 比S0 偏细一些，但两层施釉后，该样品釉面出现较多毛孔，残留有所增加。

图7～图10 是油性笔测试区域放大后的照片，该照片清晰记录了残留在样品中的油性污点。通过照片发现，油性残留渗入到釉面中的微孔中，所以无论怎么擦拭都无法将残留清除。初步认为，随着釉料粒度逐渐变小，釉面微孔的大小也在逐渐降低，最终比油性颗粒更加小，有效防止油性颗粒渗入，从而达到防污的效果。