陶瓷器皿耐洗滌能力的檢測方法

摘要：陶瓷器皿制造商和消費者正在尋求一種陶瓷器皿耐洗滌能力的方法。按照歐洲標準的檢測數據結果表明，工業和餐飲業用陶瓷器皿耐洗滌能力的檢測方法比家用陶瓷器皿耐洗滌能力的測檢測方法偏差大，在溫度為117℃、壓強為0.184MPa的高壓高溫水蒸汽密閉容器內，洗滌液浸泡法似乎更實用于評估和檢測各種不同種類陶瓷器皿的耐洗滌能力。然而，檢測結果表明它不完全符合陶瓷器皿洗滌后所呈現的效果，因此，還不能期望獲得真實有效的按耐洗滌能力大小進行區分陶瓷器皿的分類方法。

關鍵詞：陶瓷器皿；耐洗滌能力；檢測方法

1 引言

由于家用陶瓷器皿洗滌劑的快速推廣應用，因此對陶瓷器皿的耐洗滌能力也有了一定的要求。事實上，在同一洗滌過程中通常需同時洗滌用于盛存食物或飲料的陶瓷器皿，當輕微弄臟的陶瓷器皿與用于烹煮食物時嚴重弄臟的陶瓷蒸鍋和陶瓷蒸缽一同洗滌時，為了所有陶瓷器皿都清洗干凈，顯然輕微弄臟的陶瓷器皿的表面將產生較大的洗滌應力。陶瓷制造商為了滿足陶瓷器皿耐洗滌能力的要求，通常可通過改善和改良坯料、釉料的配方，達到提高陶瓷器皿坯胎層和釉面裝飾層的耐洗滌能力。同時，還需研究和探討能真實檢測陶瓷器皿耐洗滌能力的檢測方法。

19世紀70年代以前，一種用于陶瓷器皿耐洗滌能力的檢測方法被推薦為德國標準DIN51035，它是建立在升溫的陶瓷器皿洗滌液浸泡洗滌陶瓷器皿的基礎上。然而檢測數據結果表明，它不適宜于模擬洗滌劑洗滌陶瓷器皿所產生的洗滌應力。所以，由此得到的有關陶瓷器皿洗滌劑對陶瓷器皿所產生的洗滌應力的推論必將誤導消費者。因此，在19世紀70年代，德國DIN標準的相關委員決定撤銷DIN51035標準。與此同時，研制和開發了建立在陶瓷器皿洗滌劑清洗過程中，陶瓷器皿所產生的洗滌應力的檢測方法，并提供了適合消費者的實測數據資料。這些檢測方法的不斷修改完善，最終被推薦成為德國先前的標準DIN50275的第l部分，被證實為適用于蒸煮食物和盛存食物的所有不同種類的陶瓷器皿耐洗滌能力的檢測。

但上述檢測方法有一個共同的缺陷就是它們僅模擬陶瓷器皿中間值的性能特點，由于在實踐中所應用的環境條件千變萬化，它們不可能完全包括在檢測標準中。例如：市場上陶瓷器皿洗滌劑系統的種類、洗滌劑的種類、漂洗劑的種類以及實踐應用中陶瓷器皿的弄臟程度等也多種多樣，因此，檢測標準需要明確指出其檢測方法是利用中間值，即一般環境條件來表述洗滌劑和漂洗劑的性能特點，以及這些清洗過程應最大限度地滿足消費者協會的要求。

歐洲標準化委員會CEN/TCl94將研制開發有關陶瓷器皿耐洗滌能力的歐洲標準委托給CEN/TCl94工作組3，但仍然保留德國以前的工作經驗。陶瓷器皿洗滌劑耐洗滌能力的檢測方法的歐洲草擬標準的主要缺點是，即使是按照自動化程序控制，完成該檢測過程需要花費很長的時間，大約需3-4個月才能獲得真實可靠的檢測數據。因此，雖然該推薦標準被修改成CEN/TCl94歐洲標準條例，并被實踐應用所接受和作為參考標準，但是還需要補充快速檢測陶瓷器皿耐洗滌能力的檢測方法，以便鑒別生產制造過程中陶瓷器皿的耐洗滌能力。

目前，陶瓷器皿的耐洗滌劑洗滌能力已獲得了較大的提高，因此，大多數陶瓷器皿被認為是能夠承受洗滌劑的洗滌應力，通過陶瓷器皿洗滌液浸泡洗滌檢測方法加以驗證。然而某些由玻璃質組成的釉面裝飾層和坯胎層的陶瓷器皿卻不耐洗滌，并且在陶瓷器皿耐洗滌能力的快速檢測和實際應用洗滌的過程也會出現明顯的差異。在大多數情況下，洗滌檢測中陶瓷器皿的損害比實用時洗滌劑洗滌過程中的損害程度還要輕微些，其原因就是在檢測過程中，不可能全部模擬洗滌過程中的機械應力、熱應力及化學應力等組合應力對陶瓷器皿的損害等。

目前，為了尋求實用可靠的陶瓷器皿耐洗滌能力的快速檢測方法，筆者已經做了大量的工作。已經研究和摸索出兩種陶瓷器皿耐洗滌能力的檢測方法，但能否在短時間內實用于評估陶瓷器皿的耐洗滌能力還有待于試驗驗證。其方法為：第一是建立在會嚴重損害陶瓷器皿的高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡洗滌陶瓷器皿的快速檢測方法；第二是建立在CEN/TCl94工作組3實用于評估工業和餐飲業用陶瓷器皿耐洗滌能力的推薦檢測方法，能夠在特制的陶瓷器皿標準洗滌劑中，采用洗滌周期為1min的洗滌操作，幾天后就能獲得檢測結果。

2 檢測方法

2.1洗滌劑洗滌家用陶瓷器皿的檢測法

CEN/TCl94工作組3推薦的家用陶瓷器皿洗滌劑洗滌時的耐洗滌能力檢測方法作為本研究項目的參考依據。同時，也是標準化委員會在公文N145中所指定的檢測方法，它規定了特制的家用陶瓷器皿洗滌劑及其標準的檢測操作規程。要求家用陶瓷器皿在特制洗滌劑（由麥勒公司設計制造）中的洗滌溫度為（60±2）℃，漂洗溫度為（65±5）℃，而且這個草擬標準還明確規定了有關家用陶瓷器皿洗滌的所有詳細資料，洗滌程序包括每次漂洗后的干燥工序、去污劑和漂洗劑的型號種類等。為了達到預期數量的洗滌周期及自動地重復洗滌操作過程，對控制方法進行了改善。檢測操作程序也是在特制的家用陶瓷器皿洗滌劑中完成的，并且嚴格遵守草擬標準的要求。規定1000次洗滌周期后的檢測數據則表示家用陶瓷器皿的耐洗滌能力的大小。此外，還需檢查及比較家用陶瓷器皿經過250次、500次、750次及1000次洗滌周期后其外表是否遭受損傷等。

2.2洗滌劑洗滌工業及餐飲業用陶瓷器皿的檢測法

工業及餐飲業用陶瓷器皿洗滌劑洗滌時的耐洗滌能力檢測方法也是CEN/TCl94工作組3推薦的。同樣也是標準化委員會在公文N107中所指定的檢測方法。它所采用的洗滌劑是一個用于洗滌工業及餐飲業用陶瓷器皿的特制的大型柜式洗滌劑，采用去污漬能力特別強的去污劑，能夠在短時間內洗滌干凈，此外還可采用不同類型的漂洗劑。但整個洗滌周期僅為（60+1）s，其中漂洗時間為（12.5-+0.5）s、洗滌溫度為（58-+3）℃=、漂洗溫度為（85-+5）℃，并且檢測操作程序中沒有規定陶瓷器皿洗滌后是否需要干燥工序。

洗滌劑洗滌工業及餐飲業用陶瓷器皿的耐洗滌能力的檢測操作程序也是按照草擬標準的規定要求進行的，它規定3000個洗滌周期后的檢測數據即表示工業及餐飲業用陶瓷器皿的耐洗滌能力的大小。此外，還需檢查及比較工業及餐飲業用陶瓷器皿每經過500個洗滌周期后其外表是否遭受損傷等。

2.3快速檢測法

陶瓷器皿耐洗滌能力的快速檢測法就是依賴于德國塞爾伯采用的室內檢測方法。陶瓷器皿浸泡洗滌條件為32g去污劑兌3200mL水、壓力為0.184MPa，且容器密閉：通過電子加熱片對其加熱，調整溫度為117℃。恒溫恒壓1h后，停止向密閉容器加熱加壓；冷卻至室溫后，取出陶瓷器皿，并采用流動的清水進行漂洗，直至所有污漬漂洗干凈；然后再將陶瓷器皿浸泡在采用1%檸檬酸溶液作為漂洗劑的漂洗液中1min，取出陶瓷器皿后；再次利用流動的清水漂洗陶瓷器皿10min，重復上述操作過程4次后，再檢查陶瓷器皿是否損壞等。值得注意的是，為了獲得能與陶瓷器皿洗滌劑洗滌的檢測操作程序相比擬的結果，在上述循環中，陶瓷器皿浸泡在恒溫恒壓密閉容器中的時間至少需15h。

2.4陶瓷器皿損傷的評估方法

為了進一步了解陶瓷器皿在檢測操作過程中的損傷情況，僅需采用外表平坦的陶瓷制品（如瓷盤），借助于粗糙度測量儀測量瓷盤（陶瓷器皿）表面粗糙度值的變化即可。

3 試樣檢測

本研究項目需采用8個不同釉面材質的瓷盤，其中某些材質的釉面和色彩采用洗滌劑洗滌時，較易損壞。用于檢測的瓷盤是3個骨質瓷瓷盤、3個旅館用硬質瓷瓷盤和2個家用硬質瓷瓷盤。檢測結果表明，在本研究項目規定的任何環境條件下，未上釉的骨質瓷瓷盤和旅館用硬質瓷瓷盤不會受到任何損傷。

4 檢測試樣損傷的評估

為了評估檢測試樣的損傷，要求檢測操作程序嚴格遵守在德國塞爾伯所采用的室內檢測操作程序，很有可能比依照CEN/TCl94工作組3推薦的檢測操作程序還要精確，因為它有較多的損傷分級。其瓷盤裝飾面（釉面）損傷程度的表示代號如下：

0-沒有可見的釉面損傷；

0.5-釉面光澤稍微暗淡或釉面色彩略有變化；

1-釉面光澤稍微暗淡及釉面色彩略有變化或出現可見的釉面光澤暗淡或呈現可見的釉面色彩變化；

1.5-釉面光澤稍微暗淡及釉面色彩變化或釉面光澤暗淡及釉面色彩略有變化；

2-釉面開始失去光澤和呈現可見的釉面色彩變化；

2.5-釉面失去光澤和釉面色彩明顯發生變化；

3-釉面裝飾層能被擦除，但非常困難；

4-釉面裝飾層能被輕易擦除。

但標準化委員會CENFFC194工作組3推薦的釉面損傷程度僅分為以下3個等級。

0-釉面無變化；

1-釉面開始呈現變化；

2-釉面呈現清晰可見的變化。

顯然，現實生活中，0級和l級的釉面損傷是允許的，但2級釉面損傷不能接受。

在上述兩個不同的釉面損傷分級系統中，O級是相同的。在德國塞爾伯所采用的室內檢測釉面損傷分級系統中，0.5～2級的釉面損傷相當于標準化委員會CEN/TC194工作組3推薦的釉面損傷分級系統中的1級；而在德國塞爾伯所采用的室內檢測釉面損傷分級系統中，2.5～4級的釉面損傷相當于標準化委員會CEN/TC194工作組3推薦的釉面損傷分級系統中的2級釉面損傷。

事實上，黃金和其它貴重金屬裝飾的陶瓷器皿的外觀檢測是不能作為它們在洗滌劑中洗滌后的釉面損傷等級評估的。但一種建立在摩擦阻力基礎上的區分為4個等級的釉面損傷評估方法能夠體現黃金和其它貴重金屬裝飾的陶瓷器皿在洗滌劑中洗滌后的釉面損傷：還有一種評估方法就是利用刀具在洗滌劑洗滌后的陶瓷器皿表面上刻劃。通過生成的刀痕來評估陶瓷器皿經洗滌劑洗滌后的釉面損傷。其4個等級的釉面損傷如下：

無損傷——無可見刀痕；

輕微損傷——有少數可見刀痕；

中等損傷——僅部分刀痕可以去除；

嚴重損傷——刀痕不能去除。

陶瓷器皿在洗滌劑中洗滌后的釉面損傷狀況，僅在輕微損傷狀況下，各色彩釉面裝飾層損傷的平均值就是整個陶瓷器皿釉面裝飾層損傷的等級。如果某一色彩釉面裝飾層損傷等級為2級或2級以上，那么整個陶瓷器皿釉面裝飾層損傷等級也為2級或2級以上。這樣的釉面損傷評估方法實用于采用各種不同釉面材質裝飾的陶瓷器皿。

5 檢測結果

依照德國塞爾伯室內檢測操作程序規定的釉面損傷等級詳細評估技術要求輸出的檢測結果如表1～表24所示，它們是8種不同釉面材質的陶瓷器皿（瓷盤）在家用陶瓷器肛洗滌劑洗滌檢測方法、工業及餐飲業陶瓷器皿洗滌劑洗滌檢測方法和高溫高壓水蒸汽密閉容器浸泡洗滌陶瓷器快速洗滌檢測方法中獲取的檢測數據。僅對1#上釉骨質瓷瓷盤進行了釉面粗糙度值的測量，它在家用陶瓷器皿洗滌劑洗滌后的釉面粗糙度的平均值如表25所示。此外，表26表示1#上釉骨質瓷瓷盤在工業及餐飲業陶瓷器皿洗滌3000次的釉面粗糙度的平均值。

6 探討

正如預期一樣，上述檢測數據結果顯示了陶瓷器皿釉層（釉面）的種類不同，其耐洗滌劑的洗滌能力的差別也非常大。因此，我們應分門別類地研究陶瓷器皿釉層（釉面）與耐洗滌能力之間的內在聯系。顯然，在陶瓷器皿洗滌的前期，陶瓷器皿釉層（釉面）受到損傷，但是隨著洗滌次數的增加，特別是超過750次時，陶瓷器皿的釉層（釉面）色彩及光澤的變化就非常清晰。

陶瓷器皿釉層耐洗滌能力主要取決于釉料的種類及其物理化學成份，其次是釉料在高溫燒結時是否與坯料協調一致（即：坯體與釉層之間的結合層是否牢固可靠）。陶瓷器皿經洗滌后的釉層損傷，有時骨質瓷釉層比硬質瓷釉層的損傷更加嚴重，這不足為奇，因為骨質瓷的釉層燒結溫度比硬質瓷低。欲比較工業及餐飲業用陶瓷器皿與家用陶瓷器皿釉層的耐洗滌能力的大小，首先需要了解各種不同種類的陶瓷器皿耐洗滌能力的快速檢驗測試程序的可靠性。實踐證明，在標準的陶瓷器皿洗滌程序中，家用陶瓷器皿釉層的損傷比工業及餐飲業用陶瓷器皿的損傷更嚴重。所以說，家用陶瓷器皿釉層耐洗滌能力的合理評估，需要在家用陶瓷器皿洗滌中耗費較長時間進行測試。

陶瓷器皿經洗滌后，其釉面粗糙度的平均值R_a是釉面外觀的檢測數據。在陶瓷器皿工業及餐飲業用洗滌劑的洗滌過程中，隨著洗滌次數的增多，陶瓷器皿釉面粗糙度的平均值R_a的增加大約是陶瓷器皿家用洗滌劑的一半。即在陶瓷器皿家用的洗滌過程中，陶瓷器皿釉面的損傷更嚴重些。

利用高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡陶瓷器皿的快速檢測釉層（釉面）耐洗滌能力至少需4h。檢測結果表明，欲獲得真實可靠的檢測數據花4h是必不可少的。但在大多數情況下，陶瓷器皿釉層的損傷比家用陶瓷器皿洗滌1000次的損傷還是要輕微些。如果將水蒸汽的溫度升高到117℃，那么陶瓷器皿浸泡洗滌15h后便可獲得與其它耐洗滌能力的檢測方法可以比擬的釉層損傷，即使對某些釉層來說其損傷已非常嚴重，但是還不足以損傷所有不同種類的釉層。高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡陶瓷器皿時，對釉層的損傷程度通常隨釉層的種類、釉面的裝飾方式、釉面的色彩及坯胎的質地等不同，其釉層的損傷不是完全能與陶瓷器皿洗滌劑洗滌時進行比較的，因為它們的損傷值不同。事實上，在這兩種不同檢測方法的具體操作過程中，它們對釉層（釉面）所產生的損傷是不同結構形式的損傷。所以說，為了評估陶瓷器皿的耐洗滌能力，高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡洗滌陶瓷器皿的快速檢測方法絕不是取代陶瓷器皿耐洗滌劑洗滌檢測方法的最有效方式。

然而高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡洗滌陶瓷器皿的快速檢測方法能用于評估正在制作過程中的陶瓷器皿的耐洗滌能力的大小。如果陶瓷器皿洗滌后，其釉層（釉面）的損傷能象歐洲標準化委員會CEN/TC194工作組3推薦的草擬標準一樣限制在三個等級內，那么高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡洗滌陶瓷器皿的快速檢測方法將變得非常實用，但陶瓷器皿在洗滌液的浸泡時間需遠大于4h，并且還能調整成適合不同質地種類的陶瓷器皿，也就是說對骨質瓷、硬質瓷、釉下彩（釉下彩繪的簡稱）、釉上彩（釉上彩繪的簡稱）及貴重金屬裝飾的陶瓷器皿都會有各自最適宜的浸泡洗滌時間。

雖然快速評估陶瓷器皿的耐洗滌能力是非常有益的，但高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡洗滌陶瓷器皿的快速檢測結果與陶瓷器皿洗滌劑洗滌檢測結果是有區別的。例如，本研究項目中，1#上釉陶瓷器皿（瓷盤）和8#上釉陶瓷器皿（瓷盤）洗滌周期達1000后，才是區分陶瓷器皿耐洗滌能力分類的關鍵。顯然，在高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡洗滌陶瓷器皿的快速檢測過程中，就不會出現象陶瓷器皿洗滌劑洗滌檢測過程中釉面毀壞的現象，如：1#上釉陶瓷器皿（瓷盤）在高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡洗滌陶瓷器皿的快速檢測過程中釉面的損傷比陶瓷器皿洗滌劑洗滌檢測過程中要輕微些：相反，8#上釉陶瓷器皿（瓷盤）在高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡洗滌陶瓷器皿的快速檢測過程中卻顯示其耐洗滌能力的不足，然而在陶瓷器皿洗滌劑洗滌的檢測過程中，它卻作為其它陶瓷器皿抗洗滌劑洗滌能力的常用物證。通過比較本研究項目所有種類的陶瓷器皿可得。高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡洗滌陶瓷器皿的快速檢測方法與陶瓷器皿洗滌劑洗滌檢測方法所得的檢測數據結果有很明顯的區別，大多數陶瓷器皿的釉面在洗滌劑洗滌檢測過程中的損傷要嚴重些。但在高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡洗滌陶瓷器皿的快速檢測過程中釉面卻是完好無損的，而且其釉面也比在陶瓷器皿洗滌劑洗滌檢測過程中更穩定且不脫色。

所以說，陶瓷器皿耐洗滌能力分類的最終依據是以陶瓷器皿洗滌劑洗滌檢測數據結果為基礎的，因為陶瓷器皿洗滌的檢測數據結果更接近家庭實際生活。而高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡洗滌陶瓷器皿的快速檢測方法最實用于快速評估生產制造過程中在制陶瓷器皿釉面耐洗滌能力的大小。

比較陶瓷器皿耐洗滌能力的快速檢測方法與陶瓷器皿洗滌劑洗滌的檢測方法可知，它們是互補的，例如：陶瓷器皿經高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡洗滌陶瓷器皿最適宜時間后的快速檢測過程及經陶瓷器皿洗滌1000次的檢測后，其釉面的損傷是不相同的，所以它們之間沒有可以比較的中間過渡狀態。然而釉面損傷的產生過程對評估陶瓷器皿的耐洗滌能力卻是具有非常重要的作用。在上述檢測操作過程中。有幾種陶瓷器皿的釉面可以認為是幾乎沒有耐洗滌的能力，因為至少有一種釉面色彩在陶瓷器皿洗滌劑洗滌時還沒有達到1000次洗滌周期就損傷了。然而消費者能夠發現不同種類的陶瓷器皿的耐洗滌能力是不一樣的。例如：1#上釉陶瓷器皿（瓷盤）完全不實用于采用洗滌劑洗滌，因為它在陶瓷器皿洗滌劑中洗滌250次后，有一種釉面色彩就全部毀壞了。其余的釉面色彩在隨后的洗滌中也會遭受嚴重的損壞。其余上釉陶瓷器皿（瓷盤）釉面的損傷僅處于能夠接受的臨界狀態，在這種情況下，消費者也許愿意對某些耐洗滌能力差的陶瓷器皿采取讓步接收的方式；其余方面包括藝術特性和美學特性也是購買部分特定陶瓷器皿的決定性因素。所以，消費者需要獲得比“耐洗滌”或“不耐洗滌”更為詳細的評估值，例如：當陶瓷器皿的釉面開始呈現可見損傷時，已經承受了陶瓷器皿洗滌劑多少個洗滌周期，它是從陶瓷器皿洗滌檢測過程中獲得的數據。而不是從高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡洗滌陶瓷器皿快速檢測過程中獲得的數據。

7 結論

評估陶瓷器皿耐洗滌能力的三種檢測方法有：第一是按照歐洲標準化委員會CEN/TC194工作組3推薦的草擬歐洲標準采用標準家用陶瓷器皿洗滌劑洗滌的檢測方法；第二是按照歐洲標準化委員會CEN/TC194工作組3推薦的草擬歐洲標準采用標準工業及餐飲業用陶瓷器皿洗滌的檢測方法；第三是采用0.184MPa、117%高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡洗滌陶瓷器皿15h的快速檢測方法。其結果表明，在以上三種檢測方法中，對陶瓷器皿釉面的損傷損害是不相同的。其中工業及餐飲業用陶瓷器洗滌的檢測結果比家用陶瓷器皿洗滌的檢測結果偏差要大。至于高溫高壓水蒸汽密閉容器洗滌液浸泡洗滌陶瓷器皿的檢測方法僅用于快速評估陶瓷器皿的耐洗滌能力，然而其結果并不完全等同于陶瓷器皿洗滌的檢測結果，似乎顯示出能磨耗陶瓷器皿穩定結構的釉面（釉層）但不會損傷損害其釉面（釉層）。因此，陶瓷器皿洗滌的檢測方法被認為是陶瓷器皿的生產過程中，按用途區分陶瓷器皿必不可少的檢測方法。