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国内外日用陶瓷耐机械洗涤检测方法探析
作者:王菲 王海涛 郝秋伟
王菲 王海涛 郝秋伟
摘 要 为满足进出口日用陶瓷的耐机械洗涤检测工作需要,本文搜集整理了国内外相关标准并进行对比分析,以期为我国日用陶瓷耐机械洗涤检测标准的制修订及日用陶瓷产品的生产、监管提供参考。
关键词 耐机械洗涤;日用陶瓷;检测方法对比
An Analysis of National and International
Mechanical Dishwashing Resistance Test Methods
of Domestic Ceramics
WANG Fei 1 WANG Hai-Tao 1 HAO Qiu-Wei 1
Abstract To meet the test needs for mechanical dishwashing resistance of domestic ceramics for import and export, this paper has gathered relevant national and international standards and conducted a comparative analysis. The aim of the study is to provide references for the formulation and revision of national standards for mechanical washing resistance testing of domestic ceramics, as well as for the production and supervision of domestic ceramic ware.
Keywords mechanical dishwashing resistance; domestic ceramics; test method comparison
目前,人们越来越多地使用洗碗机对陶瓷餐具进行清洗。日用陶瓷餐具耐机械洗涤的能力可以通过耐洗涤测试来评判,我国国家标准GB/T 3532—2022《日用瓷器》增加了耐机械洗涤测试[1]。本文针对国内外日用陶瓷耐机械洗涤测试相关标准进行对比分析,主要包括GB/T 32680—2016《日用陶瓷耐机械洗涤测试方法》、SN/T 3535—2013《日用陶瓷耐洗碗机洗涤性能测试方法》、EN 12875-1:2005《家用器皿的耐机械洗涤性 第1部分 日用器皿的参考测试方法》、EN 12875-4:2006 《家用器皿的耐机械洗涤性 第4部分 日用陶瓷的快速测试》,以期为相关从业人员提供参考。
1 检测原理
EN 12875-1:2005和SN/T 3535-2013的检测原理相同,即将测试样品置于测试洗碗机中,经一定次数的循环测试后,观察样品与未测试样品的差别,由此判定样品的耐机械洗涤性能。该方法规定的耐机械洗涤测试仅仅是一种推荐的方法,在该方法下样品不仅要经过热学和化学测试,同时还有机械压力的测试。EN 12875-1:2005适用的产品范围是家用陶瓷制品、玻璃制品、微晶玻璃制品、搪瓷制品、金属和塑料制品[2]。SN/T 3535—2013仅适用于日用陶瓷产品[3]。
GB/T 32680—2016和EN 12875-4:2006的原理是将样品浸泡在温度为(75±1)℃的特定碱性洗涤剂的静态溶液中,然后目测测试样品与未测试样品的差异,以此判断洗涤剂对其颜色和光泽度方面的影响。在浸泡时间方面,GB/T 32680—2016要求16 h[4],EN 12875—4:2006 要求32 h[5](分2次,每次浸泡16 h,共32 h)。标准适用范围是家用陶瓷制品,该方法规定的耐机械洗涤是一种快速检测方法,样品需经过热学和化学的测试。
从检测原理角度来看,EN 12875-1:2005和SN/T 3535—2013是更贴近实际使用的一种参考方法,而GB/T 32680—2016和EN 12875—4:2006是静态的快速测试方法。为了方便表述,以下将前一种方法称为参考方法,后者称为快速测试法。
2 样品要求
选择未经使用的相同类型和装饰的至少4件样品,样品表面应清洁、无裂纹及其他缺陷。
3 检测设备、环境与试剂
3.1 检测设备与环境
GB/T 32680—2016、EN 12875—4:2006对设备的要求一样,包括至少能装10 L洗涤剂溶液的带密封盖的不锈钢容器,内装不锈钢架和热水槽,不锈钢架用于盛装测试样品,热水槽环绕在不锈钢容器周围,能够使测试用的容器内的液体温度保持在(75±1)℃。
EN 12875-1:2005和SN/T 3535—2013对设备要求为:配备测试用洗碗机,能自动执行洗涤、漂洗、烘干功能,并模拟家用洗碗机产生同样的平均应力。洗碗机应配置定量洗涤剂添加装置、恒温器、计数器,还需具备水质软化功能和一定的加热速率,能够控制进水体积。
观察环境:为了能够准确地评判样品在浸泡/洗涤后的表面状态,需要在合适的环境下观测,墙面和工作台面应灰色、暗哑、光滑,能遮挡外部光源,并提供能在样品表面产生1000~1500 lx光线的垂直漫射光源(色温在3500~4500 K之间)。
3.2 检测试剂
3.2.1 快速测试法的试剂成分
试剂包括:洗涤剂和柠檬酸。
洗涤剂成分要求如下:
1)GB/T 32680—2016:质量分数分别为15%的工业用氢氧化钠、16%的次氨基三乙酸三钠盐、69%蒸馏水。
2)EN 12875-4:2006:质量分数分别为24.0%的Thermphos NW、1.0%的Pluraface LF 403、2.3%的二氯异氰尿酸钠、10.7%的碳酸钠、25.0%的硅酸钠、37.0%的五水偏硅酸钠。
洗涤剂配制要求:用蒸馏水制备质量分数为2%的洗涤剂溶液,洗涤剂溶液的体积要保证被测样品表面区域的面积与测试溶液体积之比不大于130 cm2/L。
3.2.2 参考方法的试剂成分
EN 12875—1:2005标准5.2条款为洗涤剂和漂清剂,具体要求需参见IEC 60436:2015 《家用电动洗碗机性能测量方法》[6]。SN/T 3535—2013在附录A中明确了洗涤剂和漂清剂成分要求[3]。为便于对照,上述标准的洗涤剂和清洗剂具体情况见表1。EN 12875-1:2005和SN/T 3535—2013在洗涤剂成分上存在不同,有部分化学成分虽然一致但含量存在细微差异,实验室在日常检测中还需要注意区分使用。在漂清剂成分方面,EN 12875-1:2005和SN/T 3535—2013两个标准是一致的,需要注意的是,表1中EN 12875-1:2005洗涤剂和漂清剂成分是依据IEC 60436:2015及2020年第1号修改单AMD1:2020 CSV附录E列出的,据查询IEC 60436版本有2004版、2012版、2015版,虽然EN 12875-1:2005标准在文中指出依据IEC 60436使用洗涤剂A(含磷)和漂清剂Ⅱ型,但同时在参考标准中明确要使用最新版本参考标准,经查目前IEC 60436:2015及AMD1:2020为最新版本,其中只有一种洗涤剂(无磷)和一种漂洗剂,故本文作者认为应该选用该标准给出的试剂成分。
测试循环用水为硬度在0.3 mmol/L~0.6 mmol/L之间、温度为(15±5)℃的饮用水。
4 检测方法
4.1 快速测试法的检测方法
4.1.1 测试样品的准备
去除测试样品表面的污物,可在45℃温和的洗涤剂中手洗样品,然后漂清并用干净的布擦干。将测试样品放在观察地点,并随观察角度的变化,以(30±10)cm的距离观察样品,每种类型的所有测试样品应进行光泽度和颜色方面的比较,并排除掉不合格品。留下一个样品作参照物。
4.1.2 测试样品的浸泡
测试样品的浸泡步骤如图1所示。
图1 浸泡步骤流程图
Fig.1 Flowchart of immersion steps
浸泡前要确保样品的总表面积与容器中溶液体积之比≤130 cm2/L,还应按照标准要求设置溶液温度。
因EN 12875-4:2006和GB/T 32680—2016检测原理相同,故在检测过程方面这两个标准是一致的,但两者使用的洗涤剂不同,所配制的洗涤剂的质量浓度也不一样,GB/T 32680—2016要求2%,EN 12875-4:2006要求0.5%,在测试时需要区分。GB/T 32680—2016要求浸泡16 h即可,但是EN 12875-4:2006要求浸泡16 h之后需配制一份新的洗涤剂溶液继续浸泡16 h。
4.2 参考方法的检测方法
4.2.1 装载样品
将待测样品均匀放置在洗碗机里面,如果样品数量不足以填满洗碗机,则使用经高温烧制的陶瓷样品填满多余空间。装载时应确保样品不相互接触,确保样品的所有表面能被水喷淋到的同时还能避免水聚积在样品上。
4.2.2 测试过程
测试包括若干个循环,EN 12875-1:2005给出了125次直至完成250次循环,其中125次是最低要求,每个洗涤循环包括的步骤如图2所示[2]。而根据SN/T 3535—2013,样品进行125次测试循环即可。
图2 洗碗机测试流程图
Fig.2 Flowchart of dishwasher test
加洗涤剂洗和漂洗剂漂洗步骤要加入合适浓度的洗涤剂和漂清剂,需要注意加热温度和时间的匹配。特别是第一次测试及每测试50个循环后要检查洗碗机的加热速率及温度、水的硬度是否符合要求,检查洗涤剂和漂清剂的自动加入功能是否正常,观察测试样品或测试用洗碗机内表面是否有沉积物。
因EN 12875-1:2005和SN/T 3535—2013检测原理相同,故在检测过程方面,这两个标准要求的检测流程和内容是一致的,体现在每个阶段的时间、温度、温度与时间点的匹配、洗涤剂和漂清剂的剂量,唯一不同的是循环次数。
5 测试后检查与报告评价
在测试过程结束后,EN 12875-4:2006、GB/T 32680—2016、EN 12875-1:2005、SN/T 3535—2013均根据EN 12875-2:2002《家用器皿的耐机械洗涤性 第2部分 非金属物品的检查》的观察标准和评价级别进行检查与报告。
观察前用布迅速蘸取50℃左右的10%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。将样品放在观察地点,并随观察角度的变化,以(30±10)cm的距离观察样品。每个观察者应单独使用观察评价标准(表2)中的级别数,填满观察标准表中(表3)所列特征的明显变化,然后将每个观察者所测3个样品每项的数值进行平均,平均值精确到小数点后一位,对于不止一种材料组成的样品,应分别记录每种材料的结果。
除了上述检查外,SN/T 3535—2013标准规定,平均值即测试结果应不大于1,最新GB/T 3532-2022标准也做出同样规定。EN 12875-4:2006指出如果对检测结果存在分歧,则要依据EN 12875-1:2005方法进行测试。
表2 观察评价标准
Table 2 Observation and evaluation criteria
分类 | 等级 |
0 | 无明显变化 |
1 | 轻微的可见变化 |
2 | 明显变化 |
表3 观察标准表
Table 3 Table of observation criteria
颜色a | 光泽度 | 污点 | 抗沉积物和虹彩光泽彩b | 其他特征 |
+ | + | + | +cde |
注: a表示如果观察到一个物品上有多种颜色, 则选取其中变化最大的进行记录; b表示在观察前用10%柠檬水擦去的沉积物不计; c如裂纹; d表示应忽略掉洗涤过程中因摩擦产生的磨损; e表示在轻微压力下用湿的亚麻布反复擦拭物品表面来测试装饰的黏着力; +表示观察到.
6 耐机械洗涤检测方法对比分析
耐机械洗涤性检测方法中所对应的比较项目在不同的标准下有所差异,因此对以上4个标准在适用范围、设备、洗涤剂、漂清剂等方面的异同之处进行了对比,具体见表4。
综上所述,GB/T 32680—2016和EN 12875-4:2006标准,检测过程简单、时间短、设备及试剂成本低,适合快速评判;EN 12875-1:2005和SN/T 3535—2013标准,检测步骤复杂、检测周期长、设备及试剂成本高,检测过程更接近日用陶瓷实际使用情况,因此需要生产企业和检测机构综合考虑选择合适的检测方法。此外,需要注意区分两种检测原理所对应的设备、试剂、测试时长,即便相同检测原理的标准,其试剂使用也存在差别,应根据实际情况进行选择。
参考文献
[1]戴亚鹏. 不同类型的日用陶瓷餐具耐机械洗涤性能研究[J]. 中国陶瓷工业, 2021, 28(2): 9.
[2] EN 12875-1:2005 Mechanical dishwashing resistance of utensils-Part 1:reference test method for domestic articles[S]. the Standards Policy and Strategy Committee, 2005: 5-9.
[3] SN/T 3535—2013日用陶瓷耐洗碗机洗涤性能测试方法[S]. 北京: 中国标准出版社, 2013.
[4] GB/T 32680—2016日用陶瓷耐机械洗涤测试方法[S].北京: 中国标准出版社, 2016.
[5] EN 12875-4:2006 Mechanical dishwashing resistance of utensils-Part 4: rapid test for domestic ceramic articles[S]. the Standards Policy and Strategy Committee, 2006: 5-7.
[6] IEC 60436:2015 Electric dishwashes for household use-Methods for measuring the performance[S]. International Electrotechnical Commission, 2015: 72-73.
[7]赵淑忠, 王海涛, 王菲. 中国日用陶瓷和卫生陶瓷认证与检测[M]. 北京: 中国标准出版社, 2022: 214-218.
第一作者:王菲(1982—),女,汉族,河北保定人,硕士,工程师,主要从事陶瓷检测技术研究工作,E-mail: 568361213@qq.com
1. 唐山海关 唐山 063000
1. Tangshan Customs, Tangshan 063000
表1 洗涤剂和漂清剂成分
Table 1 Ingredients of detergents and rinse agents
洗涤剂成分 (EN 12875-1:2005) | 洗涤剂成分 (SN/T 3535—2013) | 漂清剂成分 | |||
化学成分 | 质量分数 (%) | 化学成分 | 质量分数 (%) | 化学成分 | 质量分数 (%) |
柠檬酸钠水合物 | 30.0 | 三磷酸钠 | 23.0 | (非离子表面活性剂, 低泡) | 15.0 |
过碳酸钠 | 7.0 | 二水合柠檬酸三钠 | 22.3 | 异丙基磺酸钠 | 11.5 |
顺丁烯二酸/丙烯酸聚钠 | 12.0 | 一水合过硼酸钠 | 6.0 | 柠檬酸 (无水) | 3.0 |
四乙酰乙二胺 | 2.0 | 马来酸/丙烯酸共聚钠 | 4.0 | 水 | 70.5 |
二矽酸钠 (非晶态) | 10.0 | 四乙酰乙二胺 | 2.0 | 物理指标 | |
(非离子表面活性剂, 低泡) | 2.0 | 二硅酸钠 | 5.0 | 粘度 | 17.0 |
蛋白酶 | 1.0 | (非离子表面活性剂, 低泡) | 2.0 | pH值 (1%水溶液) | 2.2 |
淀粉酶 | 0.5 | 蛋白酶 | 1.0 | - | - |
碳酸钠 | 补足至100 | 淀粉酶 | 0.7 | - | - |
- | - | 碳酸钠 | 27.3 | - | - |
表4 耐机械洗涤性检测方法对比表[7]
Table 4 Test method comparison table for mechanical dishwashing resistance
对比项目 | GB/T 32680—2016 | EN 12875-4:2006 | SN/T 3535—2013 | EN 12875-1:2005 |
适用产品范围 | 家用陶瓷制品 | 家用陶瓷制品 | 家用陶瓷制品 | 家用陶瓷制品、玻璃制品、微晶玻璃制品、搪瓷制品、金属和塑料制品 |
样品数量 | 至少4件 | |||
腐蚀/破坏源 | 热学、化学 | 热学、化学 | 热学、化学、机械压力 | 热学、化学、机械压力 |
实验方法 | 浸泡 | 浸泡 | 流动水/循环125次 | 流动水/循环250次 (至少125次) |
设备 | 不锈钢容器, 内装不锈钢架和热水槽, 能够控温 | 不锈钢容器, 内装不锈钢架和热水槽, 能够控温 | 添加装置、恒温器、计数器等 | 恒温器、计数器等 |
实验用水 | 三级水 | 三级水 | 硬度: 0.3 mmol/L~0.6 mmol/L | 饮用水, 温度: (15±5)℃, 硬度: 0.3 mmol/L~0.6 mmol/L |
洗涤剂成分 | 15%的工业用氢氧化钠、16%的次氨基三乙酸三钠盐、69%蒸馏水、柠檬酸 | 质量分数分别为24.0% Thermphos NW、1.0% Pluraface LF 403、2.3%的二氯异氰尿酸钠、10.7%碳酸钠、25.0%硅酸钠、37.0%五水偏硅酸钠、柠檬酸 | 二水合柠檬酸三钠22.3%、碳酸钠27.3%等 | 补足至100% |
漂清剂成分 | / | / | 线性乙氧基脂肪醇 (非离子表面活性剂, 低泡)、异丙基磺酸钠、水等 | 线性乙氧基脂肪醇 (非离子表面活性剂,低泡)、异丙基磺酸钠、水等 |
主要环节测试时长 | 16小时 | 32小时 | 约1个月 | 约1个月 |
观察者 | 2名 | |||
检查/观察环境 | 提供1000~1500lx光线的垂直漫射光源 (色温在3500~4500 K) | |||
测试结果报告 | 根据观察标准评级 (即产生变化的程度), 对颜色、光泽、污点等分别进行打分, 对所测样品和观察者汇总求得平均值 |