不同类型的日用陶瓷餐具耐机械洗涤性能研究

2021-05-08戴亚鹏涂彦珣徐大余肖剑翔汪启轩

中国陶瓷工业 2021年2期

戴亚鹏，涂彦珣，敖敏，徐大余，肖剑翔，汪启轩

(1.中国轻工业陶瓷研究所，江西景德镇 333000；2.江西省陶瓷检测中心，江西景德镇 333000；3.景德镇陶瓷大学，江西景德镇 333403)

0 引言

日用陶瓷餐具是消费者普遍用于盛装食物的器具。我国是世界上最大的日用陶瓷生产国，也是重要的日用陶瓷贸易国[1]。日用陶瓷餐具在使用前后为保证人体健康要求一般都会对陶瓷器进行清洗，在清洗的过程中使用洗涤剂现象普遍存在。在科学技术日新月异的今天，日用陶瓷餐具的装饰效果日趋向高档化和艺术化发展，这时洗涤剂很可能会对陶瓷器表面产生损伤现象，影响陶瓷器的使用功能和艺术效果。

洗碗机专用碱性洗涤液中含有碱性助洗剂、表面活性剂、消泡剂、氧化剂和增稠剂等，对传统硅酸盐制品具有极强的腐蚀性。特别是釉上装饰陶瓷餐具，因含较高的熔剂成分，经历反复机洗后，往往会出现脏色、褪色、光泽变差等缺陷[2]。虽然我国在2016年6月14日发布了GB/T 32680-2016“日用陶瓷耐机械洗涤测试方法”的国家标准，但消费者还是特别关注日用陶瓷餐具的耐机械洗涤能力以及在使用过程中容易出现的问题。媒体对日用陶瓷餐具在洗碗机中使用所出现的问题也时有报道，因而对不同类型的日用陶瓷餐具的耐机械洗涤性能进行系统地实验研究是非常有必要的。

1 实验

1.1 实验设备

陶瓷制品耐洗蚀测定仪：主要由不锈钢容器、不锈钢架、热水槽以及温度计组成。

洗涤剂溶液：洗涤剂成分组成为工业用氢氧化钠15 %（质量分数）、次氨基三乙酸三钠盐16 %（质量分数）、蒸馏水69 %（质量分数）。

柠檬酸溶液：用蒸馏水制备10 %（质量分数）的柠檬酸水溶液[3]。

1.2 实验样品

日用陶瓷按材质一般分为陶器和瓷器。陶器一般是指未玻化或玻化程度差、结构不致密、断面呈土状、吸水率大于5 %的陶瓷制品；瓷器一般是指玻化程度高、结构致密、断面呈石状或贝壳状、吸水率小于等于5 %的陶瓷制品[4]。陶器包括粗陶器、普陶器和细陶器；瓷器包括炻瓷器、普瓷器和细瓷器。日用陶瓷按花面特色一般可分为釉上彩、釉中彩、釉下彩和色釉瓷及一些未加彩的白瓷等。日用陶瓷常用的装饰材料有颜料、贴花纸、釉料和贵金属装饰等。随着人们生活水平的提高，用贵金属装饰的日用陶瓷餐具也频繁出现在人们的餐桌中。本次实验选用不同材质、不同花面特色、不同装饰材料以及不同金水彩烧温度的日用陶瓷餐具作为实验样品。

1.3 实验方法

本次实验按日用陶瓷耐机械洗涤测试方法（GB/T 32680-2016）对不同材质、不同花面特色，不同装饰材料以及不同金水彩烧温度的日用陶瓷餐具进行实验。采用表1 和表2 观察标准的方法评价不同类型日用陶瓷餐具的耐机械洗涤性能。

表1 观察标准的评价Tab.1 Evaluation of observation criteria

表2 观察标准Tab.2 Observation criteria

2 结果与讨论

2.1 不同材质的日用陶瓷餐具的耐机械洗涤性能研究

去除实验样品表面的污物（如在45 ℃温和的洗涤剂中手洗样品），然后漂清并用干净的布擦干。每种类型的所有实验样品都应进行光泽度和颜色方面的比较，并排除掉不合格品，留下一个样品作为参照物。

将陶瓷制品耐洗蚀测定仪的容器中装水以便样品能完全浸泡其中，将容器中的溶液温度调节到（75±1）℃并记录,加入洗涤剂使容器中溶液的浓度调至2.0 wt %（质量分数），搅拌均匀。无装饰的细瓷器，炻瓷器和细陶器实验样品各有10 组40 个（每组3 个测试样，1 个参照样），将其依次放入测试设备，然后盖上盖子。在16 h±10 min以后，记录容器中的温度并移出样品，在热水中漂清样品并用一块干净的布擦干（擦干这个过程同样可以去除任何掉色）。在观察之前，应用布迅速蘸取50 ℃左右的10 %的柠檬酸水溶液擦去样品表面易除去的沉积物，然后漂清并干燥，实验结果见表3。表3 每行的评价数值是10 组30 个样品各自评价后的数值的平均值。

表3 不同材质的日用陶瓷餐具耐机械洗涤性能评价结果Tab.3 Evaluation results of mechanical dish-washing resistance of domestic ceramic tableware with different materials

从表3 的数据可以看出，不同材质的样品在相同的实验条件下，样品的评价数值也各有不同。综合各项观察指标，耐机械洗涤性能最好的是无装饰的细瓷器；其次是无装饰的炻瓷器；最后是无装饰的细陶器。这主要是因为细瓷器的烧成温度相对较高，胎体坚固致密，断面基本不吸水，釉面也较为光洁，能较好地抵御洗涤剂的侵蚀。

2.2 不同花面特色的日用陶瓷餐具的耐机械洗涤性能研究

釉上彩、釉中彩、釉下彩、色釉瓷和白瓷实验样品各有10 组40 个（每组3 个测试样，1 个参照样），将其按上述的步骤进行实验，实验结果见表4。表4 每行的评价数值是10 组30 个样品各自评价后的数值平均值。

表4 不同花面特色的日用陶瓷餐具耐机械洗涤性能评价结果Tab.4 Evaluation results of mechanical dish-washing resistance of domestic ceramic tableware with different floral features

从表4 的数据可以看出，不同花面特色的样品在相同的实验条件下，样品的评价数值也各有不同。综合各项观察指标，耐机械洗涤性能最好的是白瓷；其次是色釉瓷和釉下彩瓷；最后才是釉中彩瓷和釉上彩瓷。这主要是因为釉上彩瓷的烤烧温度没有达到釉层的熔融温度，装饰图案未沉入釉中，只紧贴于釉层表面。相对于颜料沉入釉中的釉中彩瓷以及装饰图案完全被釉层覆盖的釉下彩瓷来说，明显耐侵蚀的能力较差；而色釉瓷只是在陶瓷釉料中加入一种高温色剂，使烧成后的产品釉面呈现出某种特定的颜色，白瓷更是未经任何彩饰的瓷器。所以，抵御洗涤剂的侵蚀能力较好。

2.3 不同装饰材料的日用陶瓷餐具的耐机械洗涤性能研究

将颜料，贴花纸，釉料和贵金属装饰材料按各自要求的温度烤烧在瓷盘餐具内壁上，每种装饰材料的实验样品各有5 组20 个（每组3 个测试样，1 个参照样），将其按上述的步骤进行实验，实验结果见表5。表5 每行的评价数值是5 组15个样品各自评价后的数值的平均值。

表5 不同装饰材料的日用陶瓷餐具耐机械洗涤性能评价结果Tab.5 Evaluation results of mechanical scourability of domestic ceramic tableware with different decorative materials

从表5 的数据可以看出，不同装饰材料的样品在相同的实验条件下，样品的评价数值也各有不同。综合各项观察指标，耐机械洗涤性能最好的装饰材料是釉料；其次是贵金属；最后才是颜料和贴花纸。这主要是因为颜料和贴花纸的装饰效果相对于釉料和贵金属来说更为丰富多彩，经洗涤液浸泡后容易出现脏色、褪色、光泽变差等缺陷。

2.4 不同金水彩烧温度的日用陶瓷餐具的耐机械洗涤性能研究

将金水分别按 850 ℃、875 ℃、900 ℃、925 ℃和950 ℃的温度烤烧在瓷盘餐具内壁上。每种彩烧温度的实验样品各有5 组20 个（每组3个测试样，1 个参照样），将其按上述的步骤进行实验，实验结果见表6。表6 每行的评价数值是5组15 个样品各自评价后的数值的平均值，试验后的部分样品照片见图1。

图1 不同金水彩烧温度的日用陶瓷餐具试验后的照片Fig.1 Photos of domestic liquid gold ceramic tableware fired at different temperatures after the experiments

表6 不同金水彩烧温度的日用陶瓷餐具的耐机械洗涤性能评价结果Tab.6 Evaluation results of mechanical scourability of domestic ceramic tableware with different firing temperature of liquid gold

从表6 的数据可以看出，在相同的实验条件下，随着金水彩烧温度的升高，样品的耐机械洗涤性能会越来越好。但从图1 也可以看出，经过试验的部分样品在轻微压力下用湿的亚麻布反复擦拭表面后，只有950 ℃彩烧样品的金装饰没有脱落，其余的样品都有不同程度的脱落。这也说明用贵金属装饰的日用陶瓷餐具在多次洗涤后，金水存在脱落的安全隐患，而且金水彩烧温度越低，脱落风险越高。