衛(wèi)生潔具漿料質(zhì)量評價方法的研究

翟新崗，袁鵬，李秀軍，高博

（德州市樂華陶瓷潔具有限公司，德州 253000）

1 前言

在衛(wèi)生潔具生產(chǎn)中，目前對于漿料質(zhì)量的評價是個困難的問題。由于缺乏必要的、統(tǒng)一的評價方法和評價標準，泥漿質(zhì)量出現(xiàn)問題后，原料車間和成型車間經(jīng)常會相互推卸責(zé)任。從生產(chǎn)實際需要及穩(wěn)定泥漿質(zhì)量角度出發(fā)，迫切需要制訂出一套完整的漿料質(zhì)量評價方法，以便評價漿料質(zhì)量的優(yōu)劣，同時為改進泥漿質(zhì)量提供開發(fā)方向。從衛(wèi)生潔具行業(yè)來看，本文所述內(nèi)容目前在國內(nèi)未見公開報道，屬行業(yè)內(nèi)首次公開發(fā)表。由于筆者水平和知識有限，本評價方法肯定存在一些不足和缺陷，一些評價指標的設(shè)置也未必合理，敬請業(yè)內(nèi)專家學(xué)者批評指正。

2 評價方法的方案設(shè)計

2.1 評價方法的構(gòu)成

2.1.1 強制性指標

本系列指標全部為衛(wèi)生陶瓷國家標準中的制約性指標，泥漿必須達標，因為這些指標對產(chǎn)品質(zhì)量有重大影響，包括抗凍性、抗裂性、耐荷重性等。任意一項指標不達標，泥漿總體質(zhì)量評價為不合格，得分為50，不再進行其他指標的評價。

2.1.2 泥漿質(zhì)量指標

本系列指標均可以量化打分，并根據(jù)重要程度不同給予不同的分值。本系列指標是反映泥漿質(zhì)量的主要指標，是本評價方法的重點考察內(nèi)容。

為方便操作，便于比較，簡化評分流程，評分采用百分制，滿分為100分。根據(jù)評分細則對各具體指標分別進行打分，合計后得出總評價分。

2.2 評價頻次及測評要求

泥漿質(zhì)量評價周期初步設(shè)定為每月評價一次，以便及時發(fā)現(xiàn)問題并進行改善。為保證評價結(jié)果的連續(xù)性、可對比性及穩(wěn)定性，最好安排專門的或指定的技術(shù)員負責(zé)全部的檢測、調(diào)查和數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

2.3 泥漿質(zhì)量評價等級分類

根據(jù)評價總得分情況，按以下等級對泥漿質(zhì)量進行劃分：

（1）優(yōu)秀級：得分≥90；

（2）良好級：80≤得分＜90；

（3）中等級：70≤得分＜80；

（4）一般級：60≤得分＜70；

（5）較差級：50≤得分＜60。

3 強制性指標評價內(nèi)容和評價標準

3.1 抗凍性

在北方寒冷地區(qū)，筆者認為衛(wèi)生陶瓷制品還需滿足抗凍性要求，因此本評價方法把此指標也列入強制性指標。參照《GB/T3532-2009日用瓷器》中6.8節(jié)：“從冰箱到烤箱適應(yīng)性測定”，衛(wèi)生陶瓷也很有必要增加類似檢測此項目，以考察產(chǎn)品在極端使用環(huán)境中是否會開裂。結(jié)合本公司實際檢測情況，參考國標《GB/T3810.12-2006抗凍性的測定》，本方案采用的泥漿抗凍性檢測方法為：使用150mm×95mm×10mm長方形標準板，不施釉入窯燒成，試樣不少于3塊。燒后用紅墨水擦拭試片，檢查試片表面是否有裂紋,確認試片是否完好。先用煮沸法讓試片吸飽和水，測出吸水率；然后將試片放入冰箱冷凍室中（約-18℃）冷凍16 h以上，冷凍結(jié)束后將試片快速丟入足量的熱水（90±2℃，自來水加熱制成）中。浸泡15 min以上，取出試片用紅墨水擦拭試片，查看表面是否有裂紋并記錄。

合格標準：一次冷熱交換，全部試樣無坯裂。

3.2 抗裂試驗

根據(jù)《GB6952-2005衛(wèi)生陶瓷》測試方法，選擇單面有釉的未裂試片，浸入氯化鈣質(zhì)量分數(shù)為50%的溶液中，在110±5℃煮沸90 min，然后迅速投入2～3℃的冰水中急冷5 min,再把試樣泡入2倍體積水的墨水溶液中浸泡2 min，查看是否有裂。

合格標準：抗裂試驗后無坯裂、無釉裂。

3.3 耐荷重性

按照國標《GB6952-2005衛(wèi)生陶瓷》所提方法進行檢測，使用荷重測試儀進行檢測，國標要求2.2 kN壓力下陶瓷無裂紋。

根據(jù)筆者長期實際檢測數(shù)據(jù)，本評價方案確定的連體坐便器耐荷重性合格標準為：在500 kg壓力下保持10 min，衛(wèi)生陶瓷無裂紋、無變形。

4 泥漿質(zhì)量評價內(nèi)容

本系列各項指標均可以量化打分，客觀性相對較強，更因為其是泥漿質(zhì)量的重要衡量指標，所以選擇這些指標作為主要評分項。

主要考察指標包括：瓷坯熱穩(wěn)定性、泥漿收縮率、產(chǎn)品吸水率、成型收坯率、干坯抗折強度、瓷坯抗折強度、開裂試驗時間、吸漿速度情況、裂紋情況、變形度等。

4.1 抗熱震性（熱穩(wěn)定性）

4.1.1 評價標準

該指標為重要指標，直接反映產(chǎn)品在使用過程中的穩(wěn)定性能以及使用壽命，特別是對北方寒冷地區(qū)尤為重要。關(guān)于熱穩(wěn)定性，衛(wèi)生陶瓷國家標準未作明確要求。參考《GB/T3532-2009日用瓷器》，特大型陶瓷產(chǎn)品，熱穩(wěn)定性應(yīng)達到160→20℃熱交換一次不裂。但在實際生產(chǎn)中，很多公司的泥漿均難以保證140℃溫差熱穩(wěn)定性長期達標?？紤]到衛(wèi)生陶瓷畢竟不是日用容器，熱穩(wěn)定性標準沒必要像日用陶瓷那么高，但至少應(yīng)滿足110℃溫差熱交換一次不裂。

綜合本公司實際情況并參考唐山一些潔具廠的數(shù)據(jù)，本評價方案確定的泥漿熱穩(wěn)定性標準為：使用未上釉的標準瓷坯試片，140→20℃（120℃溫差）熱交換一次不裂。

4.1.2 測試方法

泥漿瓷坯熱穩(wěn)定性測試，受樣板形狀、尺寸尤其是坯體厚度影響較大，因此有必要統(tǒng)一測試樣板的尺寸，以方便測試和比較。本文推薦的標準測試試樣尺寸為：150 mm×100 mm×10（±1 mm）長方形板。

檢測方法為：參考《GB/T3298—2008日用陶瓷器抗熱震性測定方法》，本著方便、快速高效、可日常監(jiān)測的目的，本文設(shè)定的檢測方法為：將檢測無裂紋的標準試樣在140℃烘箱中恒溫加熱30 min，保溫結(jié)束后，在15 s內(nèi)快速把試樣垂直投入（20±2）℃足量的水中，浸泡10 min（保證溫差120℃以上），水面要高出試片至少20 mm，水溫上升不應(yīng)超過4℃。取出試樣擦干水，用紅墨水擦拭試樣表面，查看表面是否有裂紋或破損。

4.1.3 抗熱震性評分細則

（1）120℃溫差，三塊試片均不裂，得分100%；

（2）三塊試片有1塊出現(xiàn)開裂，得分75%；其中∶開裂試片的裂紋數(shù)小于≤1條，且裂紋長度小于15 mm，得分85%；開裂試片的裂紋數(shù)小于≤2條，且裂紋長度均小于15 mm，得分80%；

（3）三塊試片有2塊出現(xiàn)開裂，得分50%，其中：若所有開裂的試片，其裂紋數(shù)都小于≤1條且裂紋長度小于25 mm，得分70%；若所有開裂的試片，其裂紋數(shù)都小于≤2條且裂紋長度小于25 mm，得分60%；

（4）三塊試片均出現(xiàn)開裂，得分20%，其中：若所有開裂的試片，其裂紋數(shù)都小于≤1條且裂紋長度小于15 mm，得分40%；若所有開裂的試片，其裂紋數(shù)都小于≤1條且裂紋長度小于25 mm，得分30%。

4.2 泥漿收縮率（分值10分）

根據(jù)本公司所用原料的實際情況，結(jié)合長期檢測數(shù)據(jù)，本評價方案確定的泥漿收縮率標準范圍為11.0%～12.0%，目標控制范圍為11.6%～11.8%。

4.2.1 收縮率檢測方法

使用標準收縮率測試石膏模，試條尺寸示意圖如圖1所示。在實驗室檢測環(huán)境中吸漿120 min后開模脫坯，立即用卡尺在試條上卡150 mm刻度，完全干燥后測量干燥收縮率，然后入窯燒成，測量燒成收縮率，最后計算出總收縮率。說明：吸漿時間要根據(jù)泥漿的吸漿速度確定，以坯體具有一定的強度、方便卡取長度為宜。

圖1 收縮率試條尺寸

4.2.2 收縮率評分細則

以評價周期內(nèi)每日泥漿收縮率數(shù)據(jù)分別進行打分，結(jié)果取各日得分的平均值。泥漿收縮率是重要指標，超標即得0分。

（1）收縮率＜11.0%，得分為0；

（2）11.0%≤收縮率＜11.2%，得分為40%；

（3）11.2%≤收縮率＜11.4%，得分為60%；

（4）11.4%≤收縮率＜11.6%，得分為90%；

（5）11.6%≤收縮率≤11.8%，得分為100%（目標控制范圍）；

（6）11.8%＜收縮率≤11.9%，得分為80%；

（7）11.9%＜收縮率≤12.0%，得分為60%；

（8）收縮率＞12.0%，得分為0。

4.3 產(chǎn)品吸水率（分值7.5分）

4.3.1 吸水率標準和測試方法

根據(jù)衛(wèi)生陶瓷國家標準要求，瓷質(zhì)衛(wèi)生陶瓷吸水率要求≤0.5%。本評價方法確定的吸水率目標控制范圍是0.20%～0.30%。不盲目追求低吸水率，因為吸水率太低則意味著多消耗了能源。

檢測方法：采用《GB6952-2005》方法，選取單面帶釉的成瓷試片，采用煮沸法，煮沸2 h，然后浸泡20 h，最后計算出吸水率。

4.3.2 吸水率指標評分細則

對于瓷質(zhì)衛(wèi)生潔具來說，吸水率是強制性指標，一旦超標即意味著產(chǎn)品檢測不合格。因此，該指標如果超標就得0分。

（1）吸水率≤0.1%，得分為80%；

（2）0.10%＜吸水率＜0.20%，得分為90%；

（3）0.20%≤吸水率≤0.30%，得分為100%（目標控制范圍，達標得滿分）；

（4）0.30%＜吸水率≤0.40%，得分為70%；

（5）0.40%＜吸水率≤0.50%，得分為50%；

（6）吸水率＞0.50%，得分為0。

4.4 收坯率（分值15分）

4.4.1 收坯率統(tǒng)計對象

收坯率指標可直接采用人力資源部統(tǒng)計的數(shù)據(jù)。技術(shù)熟練的老員工和技術(shù)較差的新員工收坯率數(shù)據(jù)代表意義不大，不能真實反映泥漿質(zhì)量的好壞，本評價方法只統(tǒng)計中等熟練程度員工的收坯率。員工判定依據(jù)：進廠注漿時間在一年以內(nèi)的，判為新員工；進廠注漿時間在一年以上、三年以下的員工，判為中等熟練程度。

4.4.2 收坯率標準

根據(jù)本公司生產(chǎn)實際及多年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，本評價方法確定的收坯率標準為85%。為體現(xiàn)泥漿質(zhì)量優(yōu)劣，收坯率指標設(shè)有加分項。

單個成型工號的月收坯率計算方法為：收坯率=每月實際交坯數(shù)/理論交坯數(shù)。實際交坯數(shù)以該成型工號的有效報表統(tǒng)計數(shù)據(jù)為準。理論交坯數(shù)=生產(chǎn)線實際有效模具數(shù)×每月有效上漿天數(shù)。

收坯率數(shù)據(jù)應(yīng)該考核整個分廠，這樣數(shù)據(jù)才有意義。如果固定考核某一區(qū)域，則存在較大的取樣風(fēng)險。只有統(tǒng)計樣本足夠大，統(tǒng)計數(shù)據(jù)才更有意義，才更能反映真實問題。每個成型車間按要求篩選出至少10個成型工號，這些工號所做產(chǎn)品應(yīng)有一定的代表性。收坯率取所有調(diào)查工號的算術(shù)平均值。

4.4.3 收坯率指標評分細則

收坯率指標評分細則如下：

（1）收坯率≤70%，得分為50%；（泥漿太差，得基本分）

（2）70%＜收坯率＜75%，得分為70%；

（3）75%≤收坯率＜80%，得分為80%；

（4）80%≤收坯率＜85%，得分為90%；

（5）85%≤收坯率＜90%，得分為100%（合格標準，達標得滿分）；

（6）90%≤收坯率＜95%，得分為105%（加分項）；

（7）收坯率≥95%，得分為110%（加分項）。

4.5 干坯抗折強度（分值8分）

4.5.1 干坯抗折強度標準及檢測方法

為提高生坯強度，減少員工在后續(xù)搬運、改坯、噴釉、裝車以及運輸過程中坯體的破損率，方便后工序操作，有必要考核此指標。但考慮到各工廠實際情況不同，所以評價分值相對降低。

根據(jù)本公司長期的檢測值并結(jié)合唐山一些潔具廠的實測值，本評價方法確定的干坯抗折強度合格標準為：≥3.0 MPa,期望目標是干坯抗折強度能達到3.5 MPa。在其他參數(shù)穩(wěn)定的情況，鼓勵原料車間提高生坯強度，因此本指標也設(shè)置加分項。

檢測方法為：使用石膏模具，把生產(chǎn)漿澆注到石膏模中獲得相應(yīng)規(guī)格尺寸的試條，經(jīng)干燥后使用數(shù)顯電動抗折儀進行測量。試條的截面形狀和尺寸對抗折強度影響較大，因此，測試抗折強度時，必須固定并統(tǒng)一所有的工藝條件：包括試條石膏模規(guī)格、吸漿時間、鞏固時間、干燥溫度等等，這樣測試數(shù)據(jù)才有對比性。一般來說，使用截面為圓形的長試條進行測量，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性要好一些。

4.5.2 干坯抗折強度評分細則

干坯抗折強度評分細則如下：

（1）抗折強度＜3.0 MPa，得分50%（非約束性指標，不做零分處理）；

（2）3.0≤抗折強度＜3.2 MPa，得分70%；

（3）3.2≤抗折強度＜3.4 MPa，得分90%；

（4）3.4≤抗折強度≤3.6 MPa，得分100%；

（5）3.6＜抗折強度≤3.8 MPa，得分105%（加分項）；

（6）抗折強度＞3.8 MPa，得分110%（加分項）。

4.6 瓷坯抗折強度（分值4.5分）

4.6.1 瓷坯抗折強度標準及測試方法

瓷坯抗折強度指標主要反映成瓷的強度及后續(xù)操作過程中是否易損壞，瓷坯強度越高越好。

使用抗折強度試條模型，制好試條干燥后不施釉入窯燒成，分別放在窯爐的左中右三個位置燒成，燒成時窯板要平整，燒后試條不能有明顯變形。測量瓷坯抗折時，要求試塊截面為矩形，并且干坯厚度應(yīng)小于10.0 mm，試條長度應(yīng)大于250 mm，以保證抗折試驗儀能測出數(shù)據(jù)。參考《GB/T4100-2006陶瓷磚》，吸水率小于0.5%的瓷質(zhì)磚抗折強度應(yīng)≥35 MPa。根據(jù)本公司實際檢測數(shù)據(jù)并參照其他公司檢測數(shù)據(jù)，本評價方法確定的衛(wèi)生潔具瓷坯抗折強度合格標準為：＞60 MPa。同時該指標設(shè)有加分項。

4.6.2 瓷坯抗折強度指標評分細則

瓷坯抗折強度指標評分細則如下：

（1）抗折強度≤40MPa，得分30%；

（2）40＜抗折強度≤45 MPa，得分50%；

（3）45＜抗折強度≤50 MPa，得分60%；

（4）50＜抗折強度≤55 MPa,得分70%；

（5）55＜抗折強度≤60 MPa,得分85%；

（6）60＜抗折強度≤65 MPa,得分100%（期望目標）；

（7）65＜抗折強度≤70 MPa,得分105%（加分項）；

（8）抗折強度＞70MPa,得分110%（加分項）。

4.7 泥漿開裂時間（分值15分）

4.7.1 開裂試驗測試方法及合格標準

使用專門的石膏模具，利用模具中間的約束性卡槽使試條開裂，測量生產(chǎn)用泥漿的開裂時間。此指標反映泥漿抗拉能力大小及收縮快慢情況，可側(cè)面衡量濕坯脫模后是否容易出現(xiàn)裂紋。開裂試驗?zāi)D片如圖2所示。

泥漿開裂時間主要受泥漿配方及參數(shù)、模具結(jié)構(gòu)及干濕度、注漿環(huán)境溫濕度等影響。對于固定的開裂試驗石膏模來說，開裂時間主要受泥漿性能和參數(shù)的影響，在一定范圍內(nèi)開裂時間越長越好。該指標為重要指標，所占評價分相對較高，同樣設(shè)有加分項。

圖2 開裂試驗?zāi)＞邎D片

本評價方法確定的檢測方法為：使用開裂試驗專用石膏模，吸漿60 min后開模，開模后查看試條窄縫處是否有裂紋。需要特別說明的是：開模時間完全取決于泥漿本身的吸漿速度快慢，以開模后泥漿試條有一定的挺實硬度為準。對于吸漿速度較快的泥漿，若開模太晚則試條在模具內(nèi)早已斷裂，無法記錄開裂的時間；對于吸漿太慢的泥漿，若開模太早則坯體太軟，也不能反映真實情況。因此，開模時間可根據(jù)工廠實際情況做些調(diào)整。同時吸漿速度與開模時間如何更好地匹配，還有待于繼續(xù)完善。

若開模后泥漿試條未發(fā)現(xiàn)裂紋，則敞開上模，打開風(fēng)扇直吹，風(fēng)速要恒定，直到卡槽位置出現(xiàn)開裂，記錄試條從注漿到開裂的時間。

本公司大生產(chǎn)泥漿實際吸漿時間在100 min左右，故本文確定的泥漿開裂時間合格標準為：70～75 min。該指標對成型車間有較強的參考意義，也設(shè)有加分項。

4.7.2 開裂時間指標評分細則

開裂時間指標評分細則如下：

（1）開裂時間＜60 min,得分60%；

（2）60≤開裂時間＜65 min，得分80%；

（3）65≤開裂時間＜70 min，得分90%；

（4）70≤開裂時間＜75 min，得分100%；

（5）開裂時間≥75 min,得分105%（加分項）。

4.8 吸漿速度情況（分值15分）

4.8.1 吸漿厚度波動標準

原料車間安排專人，每日在成型車間環(huán)境內(nèi)使用生產(chǎn)漿做吸漿試驗，使用自制石膏模圓臺形漿杯（下圓外徑約120 mm、上圓外徑155 mm、上圓內(nèi)徑90 mm、高95 mm）每日固定加入相同容積的泥漿，單面吸漿100 min后放出余漿，打開風(fēng)扇直吹鞏固60 min，測量濕坯吸漿厚度，取中間部位同一高度處、三處不同位置厚度的算術(shù)平均值。

對于吸漿速度，我們預(yù)期的控制目標是：在一個評價周期內(nèi)，泥漿吸漿速度相對穩(wěn)定，不能忽快忽慢，吸漿厚度波動范圍應(yīng)小于0.4 mm。

4.8.2 吸漿厚度指標評分細則

吸漿厚度指標評分細則如下：

（1）波動范圍＜0.4mm,得分為100%；

（2）0.4≤波動范圍＜0.7mm，得分80%；

（3）0.7≤波動范圍＜1.0mm，得分70%；

（4）1.0≤波動范圍＜1.3mm，得分60%；

（5）1.3≤波動范圍＜1.6mm，得分30%；

（6）1.6≤波動范圍＜2.0mm，得分10%。

4.9 產(chǎn)品裂紋缺陷情況（分值10分）

泥漿質(zhì)量好壞，以及產(chǎn)品燒后裂紋情況也是一個直觀的、重要衡量指標。裂紋指標可以直接采用分級數(shù)據(jù)（以連體產(chǎn)品為主）。

4.9.1 標準確立方法

根據(jù)上一年度裂紋缺陷的全年缺陷率情況，每年均下浮10%作為本年度的考核標準。眾所周知，泥漿質(zhì)量再好其裂紋缺陷率也不可能一直下降，它有個極限值。根據(jù)本公司泥漿的實際情況，裂紋缺陷的極限目標是4%。

4.9.2 裂紋缺陷評分細則

本公司2014年裂紋缺陷率為4.9%，所以本評價方法確定的2015年裂紋缺陷考核標準為：≤4.5%。

裂紋缺陷每升高0.1%扣得分5%；超過2014年指標4.9%時，每升高0.1%扣得分10%；本指標不計負分。

裂紋缺陷評分細則如下：

（1）裂紋缺陷率≤4.5%，得分100%；（期望目標）

（2）4.5＜裂紋缺陷率≤4.6%，得分95%；

（3）4.6＜裂紋缺陷率≤4.7%，得分90%；

（4）4.7＜裂紋缺陷率≤4.8%，得分85%；

（5）4.8＜裂紋缺陷率≤4.9%，得分80%；（去年實際達成目標）

（6）4.9＜裂紋缺陷率≤5.0%，得分70%；

（7）5.0＜裂紋缺陷率≤5.1%，得分60%；

（8）5.1＜裂紋缺陷率≤5.2%，得分50%；

（9）5.2＜裂紋缺陷率≤5.3%，得分40%；

（10）5.3＜裂紋缺陷率≤5.4%，得分30%；

（11）5.4＜裂紋缺陷率≤5.5%，得分20%；

裂紋缺陷率＞5.5%，得分10%。

4.10 變形度（分值7分）

使用本公司內(nèi)控的變形度檢測方法，每日使用生產(chǎn)泥漿注成彎曲測試試條，每天放入窯爐固定位置燒成，測量其燒后變形度。根據(jù)本公司泥漿實際，本評價方法確定的變形度合格標準：≤35 mm。

5 結(jié)語

編寫一個統(tǒng)一的評價方法，對衛(wèi)生潔具漿料質(zhì)量進行評價，遇到的問題很多，難度也很大。評價指標的選擇和合格標準的設(shè)定，更是大費周折。本文具有探索性研究的作用，期望能為相關(guān)研究人員提供參考和借鑒。同時也希望能有更多的業(yè)內(nèi)人士關(guān)注和研究漿料質(zhì)量的評價工作，共同促進潔具行業(yè)的進步。

[1]翟新崗.衛(wèi)生陶瓷釉面質(zhì)量評價體系[J].佛山陶瓷,2015,02.

[2]王瑞生，于之東，黃轉(zhuǎn)紅.衛(wèi)生陶瓷泥漿、釉漿及坯料性能測試方法[J].陶瓷,2005,02.

[3]GB6952-2005,衛(wèi)生陶瓷[S].