卫生陶瓷釉面质量评价体系

    翟新岗等

    摘 要：为科学、客观的评价卫生陶瓷釉面质量的优劣，同时为生产上改进釉面质量提供评价标准和开发方向，借鉴陶瓷砖试验方法，本文探索建立了一套釉面质量评价体系。该体系要求产品使用性能指标必须全部达标，然后以量化打分形式评估釉面外观质量指标和釉料使用性能指标，从而使评估结果真实可靠，从而方便相关人员更加直观地了解产品的釉面质量。

    关键词：卫生陶瓷；釉面质量；评价体系

    1 前言

    在卫生陶瓷日常生产中，大家经常会遇到釉面质量评价的问题。可是由于缺乏必要的、统一的评价方法和评价标准，对于同一釉面不同的人可能会出现较大的判断差别。从生产角度出发，为评价本公司卫生陶瓷产品釉面质量，尤其是白色釉面质量，便于生产部门改进、提升产品釉面质量；同时便于为技术部门开发的新釉面提供评价数据和技术支持，很有必要制订一套专门的、科学的、系统的釉面质量评价体系。

    与此同时，由于釉面对卫生陶瓷有改善产品外观质量、提高产品使用性能等重要作用，釉面在卫生陶瓷行业的重要性也不断增强。因此，从公司和行业进步角度出发，在卫生陶瓷行业中通过确定和规范釉面质量评价方法，进而不断改善和提高釉面品质是很有必要的。

    2 釉面质量评价体系的构成

    釉面质量评价体系的内容必须全面、系统、科学、可量化，这样才能保证产品在大生产以及使用过程中质量稳定，同时方便指导生产。因此，釉面质量评价体系初步设想应从以下三方面综合考虑：

    （1） 产品使用性能指标；

    （2） 釉面外观质量指标；

    （3） 釉料使用性能指标。

    上述（1）设为强制性指标，必须达标。（2）和（3）为可评价指标，均采取量化打分制，每项满分均为100分。在（1）达标的前提下，（2）和（3）分别乘以各自的权重系数，得到釉面评价体系的总得分。

    2.1 产品使用性能指标

    本系列评价指标包括：釉面热稳定性、抗釉裂性、抗冻性、釉面耐磨性、釉面耐化学腐蚀性、釉面铅镉溶出量、釉面放射性、抗裂性、釉面硬度等。

    该系列指标对产品质量和后期使用有很重要的影响，因此，该系列指标应定为强制性指标，测试结果必须达标。其中有任何一项指标达不到相应标准，则釉面质量评价判为不合格，停止后续其他指标评价，评价体系得分为50分。

    2.2 釉面外观质量指标

    本系列指标包括：釉面白度、色度、光泽度、吸污性、细腻度、釉面缺陷情况、釉料高温性能、润湿性等。

    该系列主要指标为人为感官指标，反映产品釉面给人的直接外观印象。为鼓励公司技术人员开发优质釉料，少量评价项目还设有加分项。该系列指标均可量化打分，但各项指标所占权重不同。该系列指标总得分占评价体系得分的权重为80% 。

    2.3 釉料使用性能指标

    本系列指标包括：比重、细度、沉降、流速、屈服值、铁杂质试验、吸干速度、扒裂试验、环收缩试验等。

    该系列指标反映釉浆的使用性能，工艺性能以及除铁效果等，总得分占评价体系得分的权重为20% 。

    2.4 釉面质量评价体系得分计算方法

    在上述2.1指标均合格的前提下，釉料质量评价体系得分为：

    总得分=釉面外观质量指标得分×80% +釉料使用性能指标得分×20%

    2.5 釉面质量评价的频次

    在2.1少数检测项目中，如：放射性、铅镉溶出量、耐磨性，因大部分洁具工厂缺乏相关检测设备无法进行常规检测，但每年至少应送有资质检测机构检测一次。除2.1中少数指标外，其他所有评价指标应每半月系统评价一次，出具报告存档。

    同时，釉面质量评价体系应安排专门技术或检测人员进行检测，以保证结果的准确性、连续性和可比较性。

    3 产品使用性能指标评价内容和评价标准

    3.1 抗热震性

    抗热震性又称热稳定性、耐急冷急热性，是指材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力。一般以承受规定温度温差骤变的次数表示。陶瓷产品的热稳定性在很大程度上取决于坯釉的适应性。

    3.1.1抗热震性评价标准的制定

    抗热震性为陶瓷制品的重要指标，可直接反映洁具产品在使用过程中的稳定性能，特别是在北方寒冷地区尤显重要。根据文献[2]，热稳定性越高，陶瓷使用寿命越长。目前，卫生陶瓷国标中对热稳定性没做要求，因此，热稳定性评价标准只能参考瓷砖和日用瓷器。

    根据《GB/T3810.9-2006》标准，有釉陶瓷砖产品的抗热震性应满足145～15 ℃热交换10次不裂。依据《GB/T3532-2009 日用瓷器》标准，特大型陶瓷产品应达到160～20 ℃热交换1次不裂。根据《GB/T 13522-2008 骨质瓷器》标准，骨质瓷器应满足140～20 ℃（120 ℃温差）热交换1次不裂。

    在实际使用中，特别是在北方寒冷地区，是会出现把热水浇到冰冷的陶瓷制品中这种情况的，因此，卫生陶瓷至少应该满足120 ℃温差抗热震性不裂。如果能把抗热震性标准定高一些，比如：140 ℃温差热交换一次不裂那是最好的，有条件的洁具工厂可以定的高一些。但以笔者多年经验来看，140 ℃温差不裂，实际生产中可能很多工厂都难以保证持续稳定达标，那么把标准定高也就没有实际意义了。

    综合以上因素考虑，卫生陶瓷抗热震性标准，本评价体系定为：试样140～20 ℃热交换3次，三块试样坯釉均无裂纹。

    3.1.2抗热震性检测方法

    检测方法参照《GB/T3298—2008日用陶瓷器抗热震性测定方法》执行。将检测无裂纹的试样在140 ℃烘箱中恒温加热30 min，保温结束后，在15 s内快速把试样垂直投入（20±2） ℃足量的水中，浸泡10 min（保证温差120 ℃），水面要高出试片至少20 mm，水温上升不应超过4 ℃。取出试样后擦干水，用红墨水擦拭釉表面，查看表面是否有裂纹或破损。试片若无裂纹，则依次循环进行上述流程。5次热交换后记录检测结果。

    试样选取：将完整的单面带釉试片做日常检测使用；从产品上敲取单面有釉的试片做常规抽查检测。型式检测应选取完整的产品，比如小的台下盆、小蹲便器、小洗手盆等，型式检测至少每月做一次。完整产品能满足140～20 ℃热交换1次不裂即可。

    3.2 抗釉裂性

    带釉陶瓷产品抵抗因坯体吸湿膨胀引起的釉面龟裂的能力，称之为抗釉裂性。抗釉裂性是卫生陶瓷的重要指标，反映产品在后期使用中是否容易釉面开裂。因此，本评价体系专门检测釉裂性。

    检测方法参考《GB/T3810.11-2006 有釉砖抗釉裂性的测定》执行，按标准检测流程操作，在1 h内，蒸压釜压力达到（500±20） kPa，温度达到（159±1） ℃，在此条件下保压120 min。冷却后查看釉面是否有裂纹。合格标准：用红墨水擦拭所有试片（至少3块），釉面无裂纹。

    3.3 抗冻性

    烧后的卫生陶瓷内部存在很多细小气孔，这些气孔会吸附大气中的水分。这些水在0 ℃左右会发生体积膨胀产生应力。当应力超过卫生陶瓷所能承受的最大极限时，产品就会龟裂、剥落。陶瓷制品抵抗这种冻融的能力称为抗冻性。

    参考国标《GB/T3810.12-2006 抗冻性的测定》执行，本评.价体系制定卫生陶瓷抗冻性的检测方法为：选择尺寸适当的至少一面带釉面的试片3块，试片尺寸不小于10 cm×10 cm，用红墨水擦拭试片表面确认无裂纹，试片完好。用抽真空法或者煮沸法使试片吸足水，然后将吸饱水的试片放入冰箱中冷冻16 h，在15 s内快速丢入足量的、温度为（90±2） ℃的热水中。浸泡10 min后，用红墨水擦拭试片，查看釉面和坯体是否有裂纹。合格标准：一次冷交换，所有试样均无裂纹。

    3.4 耐磨性

    对于在公共场所使用的卫生陶瓷来说，釉面耐磨性是个关键指标。一旦釉面耐磨性差，则在长期使用过程中，洁具釉面极易出现磨花缺陷，影响产品外观质量，引起投诉。

    参照釉面砖耐磨性测试方法《GB/T3810.7-2006？ 有釉砖表面耐磨性的测定》，本评价体系确定的卫生陶瓷釉面耐磨性标准为：6000转，耐磨四级。

    由于大部分洁具厂都没有耐磨性检测设备，所以釉面耐磨性应送外部有资质机构检测，每年至少检测1次。更换釉料配方或配方调整较大时，必须同步检测釉面耐磨性，确保产品达标。

    3.5 耐化学腐蚀性

    卫生陶瓷在使用过程中，经常会与水、酸、碱等物质接触，这些物质会与釉面反应进而影响釉面外观质量。耐化学腐蚀性是釉面的一个重要指标。

    参考国标《GB/T3810.13-2006 耐化学腐蚀性的测定》标准，本评价体系制定的卫生陶瓷耐化学腐蚀性的检测方法为：选取同一批完好的试片6个，两个留作对比样，另外4个分两组做耐腐蚀性测试。用不同浓度的酸碱溶液浸泡釉面，看其表面质量变化情况，变化越小，釉面耐化学腐蚀性越好。为简化操作，本检测暂只做盐酸和氢氧化钠腐蚀试验。

    （1）耐碱性测试

    设定烘箱温度为60 ℃，把釉面浸泡在5%浓度的氢氧化钠溶液中，放于烘箱中浸泡，浸泡时间为30 min。浸泡时把溶液的口部密封，以防挥发。试验完毕，取出试片后（戴胶皮手套，以防腐蚀皮肤）用水冲洗干净、擦干；然后和留取样做对比，观察釉面光泽变化情况。

    （2）耐酸性测试

    配置3%浓度的盐酸溶液，将釉面浸泡在该溶液中，室温25 ℃左右放置，浸泡时间不少于6 h。浸泡时要把盐酸溶液密封好，以免挥发。试验完毕，戴胶皮手套取出试片后用水冲洗干净、擦干；然后和留取样做对比，观察釉面质量变化情况。合格标准：和对比样相比，釉面无明显变化。

    3.6 可溶性铅镉含量限值

    对于洗手盆、洗面盆等产品，有较大可能与人的皮肤接触。同时，也考虑到保护环境的需要，本评价体系考核此项指标。

    根据国家环保部标准《HJ/T 296-2006环境标志产品技术要求——卫生陶瓷》，卫生陶瓷中可溶性铅不大于20 mg/kg，可溶性镉不大于5 mg/kg 。由于卫生陶瓷厂很少有此专门检测设备。因此，应选取带釉的试片送外部有资质机构检测，每年至少检测一次。

    3.7 产品放射性

    卫生陶瓷作为室内装修必备产品，其安全性能必须达到相应国家标准要求。对于卫生陶瓷来说，其釉面放射性主要来源于釉料中的原料硅酸锆，必须严格控制使用放射性合格的硅酸锆产品。

    按照国家环保部标准《HJ/T 296-2006》，卫生陶瓷的内照射指数不大于0.9外，照射指数不大于1.2。检测方法为《GB 6566-2010 建筑材料放射性核素限量》。产品放射性，应每年送外部有资质检测机构检测一次。

    3.8 抗裂试验

    本指标为卫生陶瓷国标要求。根据《GB6952-2005卫生陶瓷》测试方法，选择单面有釉的未裂试片，浸入氯化钙与水质量相等的溶液中，在110±5 ℃煮沸90 min，迅速投入2～3 ℃的冰水中急冷5min ，然后把试样泡入2倍体积水的墨水溶液中浸泡2 h，查看是否有裂。合格标准：无坯裂、无釉裂。

    4 釉面外观质量指标评价内容和评价标准

    4.1 釉面白度

    釉面白度是乳白釉的重要评价指标。影响卫生陶瓷釉面白度的因素有：乳浊剂的种类和加入量、原料的纯度（主要是钛、铁含量的控制）、釉料的配方组成、釉料的制备过程与釉料的烧成气氛等。

    根据工厂实际情况，本评价体系确定釉面白度应≥75。以平面试板检测釉面白度为准，检测时要求釉层厚度不低于0.60 mm。白度检测使用白度计。为鼓励工厂适当提高产品白度，本指标设定有加分项。

    釉面白度占的分值为15分，白度值在75～78得满分。釉面白度<75，白度值每低1减5分；釉面白度低于73，本指标得分为0。釉面白度>78，每高1度评价得分加2分，加分封顶5分。

    4.2 釉面色差

    确定好釉面白度标准后，我们还应关注釉面的色调，因为陶瓷产品几乎每个样品都带有一定的颜色。在检测釉面色度时，必须首先确立标准釉板，然后用色度仪检测其L、a、b值。检测时，通过同时检测标准样与生产样，记录其L、a、b值，然后按色差公式计算出色差ΔE。

    △E=[（△L）2+（△a）2+（△b）2]1/2

    △L=L样品-L标准（明度差异：正值表示样品偏亮，负值表示样品偏暗）

    △a=a样品-a标准（正值，表示釉面偏红；负值，代表釉面偏绿）

    △b=b样品-b标准（正值，表示釉面偏黄；负值，表示釉面偏蓝）

    本评价体系确定的色差标准为：生产样与标样的色差ΔE≤1.0 。

    由于4.1中已考核了白度，所以釉面色差的评价分值相对降低了一些，满分设定为5分。色差值超过1.0时，每高0.1减1分；色差值超过1.5时，评价得分为0。

    4.3 釉面光泽度

    釉面光泽度直接反映产品的釉面光亮程度，是产品给人美感的第一感觉。一般使用光泽度仪检测釉面光泽度，检测时要求试板必须平整，不能出现漏光，否则会严重影响结果的准确性。为鼓励提高釉面光泽度，本指标有加分项。

    本评价体系确定釉板试片的光泽度标准为≥80。

    釉面光泽度占的评价分值为20分，光泽度80～85得满分。

    釉面光泽度光泽度高于85，白度值每增加5加2分，但封顶加分为5分。光泽度为75～80，得分为18分；釉面光泽度低于75时，白度值每降低1从满分20分中减去5分。

    4.4 釉面细腻度

    细腻度是指釉面细微部分的光滑、细腻程度。本指标为主观性指标，可能存在评判者人为判断不一致的情况，故分值权重相对较低，只占10分。

    本评价体系确定的釉面细腻度满分标准为：在光线弱的地方查看釉面或者平视釉面，应光滑、平整；釉面细毛孔少。

    釉面细腻度正常或者一般，得分为6～8分；釉面较粗糙，得分为3～5分。

    4.5 釉面针孔、釉泡情况

    卫生洁具产品的釉面，或多或少都存在一些缺陷。缺陷的多少和严重程度，是评判釉面质量好坏的重要指标。通常来说，釉面缺陷越少，产品的效果越好。

    本指标评价釉面针孔、气泡情况，设定的合格标准为：从产品正面看，釉面无明显毛孔和釉泡；月度分级统计报表中，釉面毛孔、釉泡、釉坑等缺陷率应Ё≤0.5%。

    本指标占的权重为10分。毛孔缺陷率每高0.1%，扣2分，不计负分。

    4.6 釉面杂质

    卫生陶瓷的正面，釉面应无明显黑点、杂质、绿斑等缺陷。本评价体系确定的合格标准为：根据月度分级统计报表，黑点、绿斑等杂质缺陷率≤1.0%。

    本指标占的权重分为5分。缺陷率每超出标准0.1%扣1分，不计负分。

    同时，对该指标增加一个随机抽查检测项目：将200 g釉浆过325目筛，把筛余烘干后洒在10 cm×10 cm面积湿润的釉面上，密封扣烧，避免窑炉污染，烧后脏点个数应少于3个；脏点超出3个，本指标得分为0分。

    4.7 釉面平整度

    釉面平整度是一个感性的指标，无法用仪器测试并进行量化比较，只能由目视测试并定性进行判定。

    本指标以连体产品水箱盖、水箱平面和连体侧边等大的平面位置为主要评价点，合格标准为：釉面无明显波纹、凹凸。釉面平整度越好，产品外观质量越好。因此，本指标设加分项。

    本指标占的权重分为5分。釉面波纹明显的，得2～3分；波纹不明显或正常的，得4～5分。釉面很平整、无可见波纹的，得6～7分。

    4.8 釉料高温流动性

    釉熔体的高温流动性对釉面质量和坯釉结合性均有一定的影响。影响高温流动性的主要因素是釉料化学组成和烧成温度、保温时间。因此，采用常用的熔流法定性检测釉料的高温流动性。测定方法： 将釉浆注成圆柱或者把干釉粉压制成釉柱， 每次固定同等重量，放在倾斜度为45 ℃的生坯上， 放入窑中烧成，测量烧成后釉流的长度，即熔长。

    本评价体系确定的高温流动性标准为：熔长在50～70 mm范围内。釉料高温流动性占的评价分为5分。低于上述范围，得2分；超出上述范围，得3分。

    4.9 釉面耐污染性

    卫生陶瓷在长期使用过程中易吸污，因此，其釉面的耐污性也是一个重要考察目标。参考《GB/T3810.14-2006 耐污染性的测定》标准，本评价体系制定了耐污性简单快捷的检测方法： 把棉球或棉布浸泡于高浓度（约20%浓度）的胭脂红溶液中，取出棉球或棉布后，用力在釉的表面反复擦拭多遍（至少5遍）。自然放置5 min后，用流动的自来水冲洗颜色表面。冲洗干净后，用干毛巾把釉层表面擦干，立即在强光下观察10 cm×10 cm面积内釉面可见红色斑点数量，由此判断釉面耐污染性等级。

    本评价体系确立的釉面耐污性合格标准为：10 cm×10 cm面积内斑点个数小于10个。

    釉面耐污性占的权重分为25分。红色斑点数量少于20个，耐污染性中等，得分为20分；红色斑点数量少于30个，耐污染性一般，得分为15分；目视釉面红色斑点明显，小于于50个，耐污性差，得分为10分；目视釉面密集大量红色斑点，大于60个，耐污性极差，得分为0。

    5 釉浆使用性能指标

    5.1 釉浆比重

    比重是釉浆的重要指标，对于喷釉来说，制定合适的喷釉用釉浆比重标准很重要。釉料的比重对于喷釉速度和釉层厚度起决定性的作用。釉浆比重的确定取决于坯体的种类、大小及采用的施釉方法。釉浆比重通常采用比重杯法或容量瓶法来测量。

    各个工厂对于喷釉所需比重各不相同，本评价体系确定的喷釉比重范围在1.700～1.740 g/mL（比重杯法测量）。

    喷釉比重占的评价分为20分。比重低于1.700 g/mL得8分，比重高出1.740 g/mL得12分。

    5.2 釉浆细度

    釉浆细度也是一个重要控制指标，太细易产生脱釉，太粗影响釉面质量。本评价体系确定的生产用釉浆细度标准为：325目筛余小于0.2%。

    釉浆细度占的评价分为10分。超出上述标准范围，得分为4分。

    5.3 比重计粒度

    由于很多工厂都没有激光粒度分析仪，所以一般使用不太准确的方法来定性检测釉浆粒度分布。按照文献的方法，测定釉浆比重计粒度：称取装满釉浆的一个50 mL的称量瓶，其重量为W1，然后将它倒入一升的量筒内，量筒中盛有50 mL浓度为4%的六偏磷酸钠溶液，将称量瓶充分清洗后，洗液倒入量筒中，然后用蒸馏水将混合液调至1000 mL刻度处。充分搅拌后静止17.5 min，在预定的终点时间缓缓放入比重计，读数为R。则小于10 um的颗粒百分数D用下面公式计算：

    D（%）=（R/B）×100%

    式中：

    R—比重计读数；

    B—W1（即称量瓶+待测液）-W2（即称量瓶+水）。

    本评价体系确定的粒度标准为：小于10 um的细颗粒百分数为79%～81%。

    比重计粒度占的评价分为15分。细颗粒百分数小于79%，得10分；百分数大于81%，得12分。

    5.4 釉浆黏度

    釉浆粘度对喷釉来说，是非常重要的一个参数。粘度太低，喷釉后易流釉，粘度太高，釉浆不容易从喷枪喷出，釉面易出凹凸、薄釉等缺陷。生产釉粘度，本公司使用涂-4黏度计进行测量。

    本评价体系确定的生产用釉浆粘度标准为：涂-4流速在140～170 s范围内。

    釉浆粘度占的评价分为20分。流速不在上述标准范围内，得分10分。

    5.5 釉浆屈服值

    屈服值表示釉浆从静止开始运动时力的大小。 使用NDJ-1型旋转粘度计3号转子试验， 分别记录转速为6 r/min、12 r/min、 30 r/min、 60 r/min时指针的读数， 然后根据一系列公式计算出屈服值。

    本评价体系确定的屈服值标准为：10～30。屈服值占的评价分为5分。屈服值大于30或者小于10，得分均为2分。

    5.6 铁杂质试验

    在喷釉现场随机取样，称取200 mL生产釉，过325目筛，把筛余烘干后倒入100 mL生产釉中，搅拌均匀后涂釉板，釉板尺寸为10 cm×10 cm左右，入窑烧成（放扣盆下面烧，避免窑炉落脏污染）。

    本评价体系确定的铁杂质试验合格标准为：烧后釉面铁点数量应少于3个，同时釉面光泽度应良好；若釉面无光，则该项指标得0分。

    铁杂质试验占的评价分为10分。烧后黑点数为4～6个，得5分；超过6个，得2分。

    5.7 釉浆吸干速度

    吸干速度反映产品喷釉后，釉浆干燥速度的快慢。干燥速度太快易出釉面缺陷，太慢易流釉，且影响喷釉效率。吸干速度检测方法：选取平整的生坯，生坯厚度应大于13 mm，改洗干净后放于平台上，要求环境稳定，无风吹。把直径40 mm的PVC圆环（圆环高度约为8 mm）置于生坯上，准确吸取5 mL釉浆倒入圆环中，开始计时。至釉浆中心位置表面无水痕时停止计时。

    本评价体系确定的吸干速度标准为：30～40 min。吸干速度占的评价分为10分。吸干速度低于30 min得7分；高于40 min，得4分。

    5.8 扒裂试验

    检测方法同吸干速度，吸取10 mL釉浆倒入圆环内，待表面干燥后，观察釉层是否有裂纹。本评价体系确定的扒裂试验合格标准为：釉层无开裂现象。

    扒裂试验占的评价分为5分。有1个小裂纹得3分；裂纹≥2个，得2分。

    5.9 环收缩试验

    环收缩试验用来定性反映坯釉结合性。收缩大，易出现剥釉；收缩小，釉易裂。试验方法为：用石膏模具制备直径（内径）为100 mm的生坯半圆环，干燥后表面施釉，把底足釉擦净，放窑车同一位置烧成，测量烧后圆环内径的收缩率。同时，以泥浆半圆环不上釉的收缩率作为参考。

    本评价体系确定的环收缩试验标准为：收缩率5%～8%。环收缩试验占的评价分为5分。环收缩小于5%，得2分；大于8%，得3分。

    6 结语

    釉料质量评价体系的建立，是笔者公司的一次有益尝试。经过半年多的试运行，效果良好。同时使用该体系，对集团公司各生产基地的釉面质量进行了评价，找出了各自的不足，结果可信。因此，本评价体系的初步研究，可算作是标准的一部分。

    当然，本评价体系还有很多不足，评判标准的设立也有待完善。在此抛砖引玉，希望能有更多的同行了解、使用、研究卫生陶瓷釉面质量评价方法，减少生产上、技术上的弯路，共同促进行业的科技进步工作。

    参考文献

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