王永強(qiáng)　陳志川　王少華　龔　明　王瑞峰　古戰(zhàn)文

(1東莞市唯美裝飾材料有限公司　廣東 東莞　523000)(2 高安市陶瓷工程中心暨國(guó)家陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(江西)宜春建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品分中心　江西 高安　330800)

?

陶瓷磚防滑性能檢測(cè)與應(yīng)用探討*

王永強(qiáng)1陳志川1王少華1龔明2王瑞峰1古戰(zhàn)文1

(1東莞市唯美裝飾材料有限公司廣東 東莞523000)(2 高安市陶瓷工程中心暨國(guó)家陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(江西)宜春建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品分中心江西 高安330800)

防滑性是陶瓷地磚的一個(gè)重要使用功能。筆者比較了不同制備工藝下陶瓷磚的防滑效果，探討了不同測(cè)試設(shè)備在研發(fā)與生產(chǎn)應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)，評(píng)估了各自最佳的應(yīng)用和測(cè)試場(chǎng)合，并分享了企業(yè)在防滑瓷磚設(shè)計(jì)、研發(fā)和生產(chǎn)中的心得體會(huì)，希望對(duì)陶瓷磚防滑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)完善及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供有益的參考。

陶瓷磚防滑靜摩擦系數(shù)(SCOF)動(dòng)摩擦系數(shù)(DCOF)

前言

2015年我國(guó)首次對(duì)最新發(fā)布的《陶瓷磚》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4100 - 2015附錄M中摩擦系數(shù)規(guī)定了數(shù)值，因而納入了防滑性能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，便于質(zhì)量監(jiān)管部門(mén)在監(jiān)督抽查中將該指標(biāo)納入法定檢驗(yàn)項(xiàng)目，而且進(jìn)一步要求生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品包裝標(biāo)識(shí)標(biāo)注中包含防滑性能或防滑等級(jí)信息，也將有效促進(jìn)建筑施工方和消費(fèi)者在地磚產(chǎn)品的選擇和使用時(shí)更加重視這一重要安全性能指標(biāo)。

我國(guó)在建筑陶瓷地磚防滑研究方面起步較晚，技術(shù)文獻(xiàn)和相關(guān)專(zhuān)利方面報(bào)道制備工藝技術(shù)題材較多：如公開(kāi)號(hào)CN102491789A[1]、CN201011090[2]、CN101445393[3]、CN102731164A[4]發(fā)明專(zhuān)利均涉及一種防滑印刷釉及其制造方法和應(yīng)用，CN202658086U[5]、CN1974471[6]發(fā)明專(zhuān)利涉及了制備工藝和涉及方面的內(nèi)容。浙江大學(xué)、華南理工大學(xué)、佛山出入境檢驗(yàn)檢疫局、咸陽(yáng)陶瓷設(shè)計(jì)研究院等在建筑地面抗滑性能檢測(cè)技術(shù)方面綜合研究比較全面，是國(guó)內(nèi)這方面文獻(xiàn)報(bào)道較深入的機(jī)構(gòu)[7～10]。

然而隨著企業(yè)對(duì)于陶瓷防滑性地磚生產(chǎn)和研究的越來(lái)越重視和深入地開(kāi)展，對(duì)于如何科學(xué)選用最適合企業(yè)實(shí)際的各種防滑工藝、防滑標(biāo)準(zhǔn)和防滑儀器存在越來(lái)越多的爭(zhēng)議和看法。筆者主要探討了基于陶瓷企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用上的一些心得體會(huì)，以供大家參考。

1　國(guó)內(nèi)外常用檢測(cè)防滑性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分析

測(cè)量一種產(chǎn)品防滑性能可采用各種各樣的方式進(jìn)行，然而目前國(guó)際上至今沒(méi)有一種被承認(rèn)的通用的測(cè)量方法和標(biāo)準(zhǔn)。表1總結(jié)歸納了國(guó)內(nèi)外較為典型的檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)儀器[7]。

表1　國(guó)內(nèi)外常用檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)儀器

防滑性能與不同建筑地面環(huán)境下物體表面不同接觸狀態(tài)密切相關(guān)，對(duì)于陶瓷地磚材料應(yīng)用的大部分場(chǎng)所來(lái)說(shuō)，主要研究對(duì)象為不同鞋底材料或者赤足狀態(tài)下在干燥狀態(tài)、潮濕狀態(tài)、水—洗滌劑浸漬狀態(tài)、植物油浸漬狀態(tài)、機(jī)油浸漬狀態(tài)共5種不同接觸狀態(tài)下的靜摩擦系數(shù)變化關(guān)系[11]。

目前，防滑陶瓷磚主要是通過(guò)噴灑或涂抹防滑劑、腐蝕劑、選用特殊干粒材料、凹凸模具、高溫防滑印花釉等方式將磚體表面制成具有宏觀或微觀的凹凸起伏不平的結(jié)構(gòu)，利用這種結(jié)構(gòu)和鞋底在壓力下產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用以及真空吸附作用達(dá)到防滑效果[12]。

2　實(shí)驗(yàn)過(guò)程

根據(jù)陶瓷企業(yè)實(shí)際情況，選用上述a,b,c這3種防滑檢測(cè)原理對(duì)應(yīng)的SCOF、VIT、DCOF 3種檢測(cè)設(shè)備，分析歸納總結(jié)了不同品類(lèi)、各種防滑工藝、不同測(cè)試方法、不同測(cè)試環(huán)境相應(yīng)防滑數(shù)據(jù)變化，研究探討了最適合陶瓷企業(yè)生產(chǎn)和新產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用的防滑工藝和檢測(cè)設(shè)備，從而達(dá)到進(jìn)一步指導(dǎo)研發(fā)、生產(chǎn)實(shí)踐、終端銷(xiāo)售推廣的目的。

2.1實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備

實(shí)驗(yàn)使用的防滑測(cè)試儀有:①可變傾角摩擦測(cè)定儀(English XL.VIT);②GB/T4100-2015(附錄 M)靜摩擦系數(shù)測(cè)定儀;③SC-CZH傾斜平臺(tái)測(cè)試儀;④動(dòng)摩擦系數(shù)測(cè)定儀BOT3000;⑤數(shù)顯式電子游標(biāo)卡尺，并根據(jù)各設(shè)備說(shuō)明書(shū)或標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行測(cè)試。

2.2測(cè)試表征

防滑性能的測(cè)試是一個(gè)非常特殊而復(fù)雜的過(guò)程，測(cè)試過(guò)程必須確定：測(cè)試的材質(zhì)(如4S橡膠)、測(cè)試條件(如干燥或潮濕)。筆者在這里主要探討了SCOF、DCOF、VIT和傾斜平臺(tái)DIN這4種方法。

對(duì)于不同樣品表面微觀分析，采用掃描式電子顯微鏡700倍檢測(cè)的方法；而對(duì)于不同凹凸程度模具表面樣品宏觀形貌的研究，采用目視結(jié)合數(shù)顯式電子游標(biāo)卡尺測(cè)量模具最凹凸落差和平均凹坑深度的方法來(lái)描述。

3　結(jié)果與討論

筆者匯總了近十幾年來(lái)唯美集團(tuán)開(kāi)發(fā)的典型品類(lèi)中的代表性工藝產(chǎn)品，對(duì)比檢測(cè)不同品類(lèi)、不同工藝手段、不同檢測(cè)方法防滑數(shù)據(jù)，分析了基礎(chǔ)交叉判斷數(shù)據(jù)，探討了運(yùn)用何種檢測(cè)儀器和方法更符合陶瓷企業(yè)生產(chǎn)和研發(fā)實(shí)際，何種方法更能充分反映其真實(shí)的防滑性能。

3.1不同品類(lèi)與工藝產(chǎn)品防滑性數(shù)據(jù)分析

通過(guò)匯總不同品類(lèi)與工藝產(chǎn)品，對(duì)比檢測(cè)防滑性結(jié)果數(shù)據(jù)結(jié)果(見(jiàn)表2)。

表2　不同品類(lèi)與工藝產(chǎn)品防滑性數(shù)據(jù)

*注：1)防滑檢測(cè)環(huán)境分別有干燥狀態(tài)、潮濕狀態(tài)、水—洗滌劑、機(jī)油涂布狀態(tài)等4種，VIT SCOF DCOF進(jìn)行取樣抽測(cè)時(shí)至少10組，取平均值。

2)限于工廠實(shí)際條件，DIN數(shù)據(jù)均為專(zhuān)業(yè)送檢單組檢測(cè)數(shù)據(jù)：下劃線數(shù)據(jù)來(lái)源于佛山出入境檢驗(yàn)檢疫局檢驗(yàn)檢疫綜合技術(shù)中心，對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)為DIN 51130-2010；無(wú)下劃線數(shù)據(jù)來(lái)源于高安陶瓷工程中心，對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)為GB/J 26542-2011。

綜合以上數(shù)據(jù)可以看出，不同材質(zhì)不同后期處理工藝建筑陶瓷地磚，相應(yīng)防滑性能明顯不同：

1)具有凹凸模面或者經(jīng)過(guò)干粒、防滑釉工藝處理的釉飾瓷質(zhì)磚、小規(guī)格仿古磚、金屬釉的防滑性能無(wú)論采用哪種測(cè)試方法和檢測(cè)介質(zhì)普遍數(shù)據(jù)都比較高，由此說(shuō)明具有這些工藝特點(diǎn)的品類(lèi)是市場(chǎng)上陶瓷地磚產(chǎn)品防滑性效果較佳的首選產(chǎn)品。

2)普通淋釉、點(diǎn)拋、半拋、亞拋處理的釉飾瓷質(zhì)磚，以及拋光類(lèi)產(chǎn)品，如微晶石、拋光磚、全拋釉大理石產(chǎn)品，即使存在拋坯和拋釉的不同材質(zhì)區(qū)別，其濕防滑系數(shù)數(shù)據(jù)隨表面處理后平滑度稍有不同，整體降低幅度都是比較明顯的，但采用BOT3000和VIT儀器與實(shí)踐生活經(jīng)驗(yàn)更加吻合。

3)按實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)吻合性、數(shù)據(jù)可重復(fù)再現(xiàn)性、便攜性排序?yàn)椋築OT3000、VIT、DIN、SCOF。

3.2不同工藝與不同防滑檢測(cè)方法效果分析

本實(shí)驗(yàn)的主要目的是為探討評(píng)估各種工藝方案在工廠產(chǎn)品生產(chǎn)應(yīng)用的操作性，為此選取大生產(chǎn)燒成溫度在1 170 ℃下兩個(gè)不同DCOF濕摩擦動(dòng)態(tài)防滑系數(shù)的釉飾地磚品種對(duì)應(yīng)釉料配方(DCOF濕摩擦動(dòng)態(tài)防滑系數(shù)大約分別為0.42和0.60)為主要研究對(duì)象。

3.3不同凹凸表面模具防滑效果

分別采用噴釉和淋釉，在表面不做任何裝飾處理下采用國(guó)標(biāo)SCOF/VIT/美標(biāo)DCOF測(cè)試不同凹凸深度的相應(yīng)制品(見(jiàn)圖1、表3)，防滑性和最終效果影響結(jié)果見(jiàn)表4。

(a)300 mm×300 mm普通仿古磚(b)星型六角進(jìn)口轉(zhuǎn)(c)凹凸仿青石

圖1　不同凹凸程度模具產(chǎn)品示例

續(xù)表4

根據(jù)表4中的數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)合分析不同儀器結(jié)構(gòu)特性(見(jiàn)表5)。

表5　不同防滑檢測(cè)儀器結(jié)構(gòu)特性

1)采用BOT3000測(cè)量凹凸模具的產(chǎn)品數(shù)值檢測(cè)為機(jī)器自動(dòng)化取樣取平均值，這是由防滑儀器軟硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定的：儀器最核心關(guān)鍵的檢測(cè)頭須與4個(gè)滑輪在同一個(gè)平面內(nèi)，一旦出現(xiàn)懸空或者上坡將導(dǎo)致數(shù)據(jù)大幅波動(dòng)增加。

2)VIT儀器的測(cè)試原理和設(shè)計(jì)較好地模擬了行走時(shí)鞋底與地面接觸一瞬間滑倒的場(chǎng)景。該儀器小巧易攜帶，經(jīng)濟(jì)且精確，特別適合實(shí)驗(yàn)室輔助檢測(cè)，但其缺點(diǎn)是儀器故障率高，對(duì)調(diào)試校準(zhǔn)操作難度要求比較高，從而影響可重復(fù)性。

4　結(jié)論

采用GB/T 4100-2015(附錄M)國(guó)標(biāo)靜摩擦系數(shù)測(cè)試方法，拋光類(lèi)產(chǎn)品濕防滑系數(shù)數(shù)據(jù)普遍下降幅度不大，同時(shí)對(duì)于不同凹凸表面的產(chǎn)品，模具凹凸面凹凸程度越大，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)往往可能偏低，這與生活中實(shí)際體驗(yàn)有不一致的現(xiàn)象，一方面可能跟檢測(cè)過(guò)程數(shù)據(jù)校正的嚴(yán)謹(jǐn)性有關(guān)；另一方面也與模具最高點(diǎn)總體接觸表面面積大小和微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。因此在做實(shí)際安全評(píng)估的時(shí)候，其可靠性仍然值得商榷。

一般來(lái)說(shuō)傾斜平臺(tái)法無(wú)論對(duì)瓷磚表面微觀還是宏觀結(jié)構(gòu)通用性均較強(qiáng)，得到絕大多數(shù)歐美企業(yè)和機(jī)構(gòu)廣泛的肯定，然而對(duì)于陶瓷企業(yè)日常生產(chǎn)和研發(fā)來(lái)說(shuō)，采用傾斜平臺(tái)法具有成本高，檢測(cè)流程周期長(zhǎng)的現(xiàn)實(shí)缺點(diǎn)，傾斜平臺(tái)法作為輔助校準(zhǔn)抽測(cè)對(duì)照更為現(xiàn)實(shí)。

通常采用哪一種陶瓷防滑工藝，選用哪一種防滑性檢測(cè)儀器和參考標(biāo)準(zhǔn)是沒(méi)有固定的模式和絕對(duì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的，對(duì)于陶瓷生產(chǎn)和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程來(lái)說(shuō)，尤其是在室外或者工廠實(shí)驗(yàn)室條件下筆者傾向于推薦使用美國(guó)VIT和DCOF儀器為主，SCOF和DIN儀器作為標(biāo)準(zhǔn)參考為輔。

1蔡國(guó)楨,杜文男.防滑印刷釉及其制造方法和應(yīng)用[P].中國(guó)，CN102491789A，2011-11-14

2毛海燕.一種防滑陶瓷拋光磚[P].中國(guó)，CN201011090,2006-12-26

3榮繼華.一種陶瓷釉面磚表面防滑劑及其制備方法[P].中國(guó)，CN101445393,2008-12-07

4趙白弟.一種用于地磚的防滑釉[P].中國(guó)，CN102731164A,2012-06-27

5符日明.一種耐磨防滑地磚[P].中國(guó)，CN202658086U,2012-01-10

6羅杰華,駱建民,霍建強(qiáng),等.表面具有部分拋光和凹凸堆積紋理的陶瓷磚制造工藝[P].中國(guó)，CN1974471，2006-12-05

7尹毅穎.建筑地面抗滑性能檢測(cè)技術(shù)的研究[D]：[碩士學(xué)位論文].杭州：浙江大學(xué),2010

8趙江偉.陶瓷地磚防滑性能的檢測(cè)與評(píng)價(jià)[D]：[碩士學(xué)位論文].廣州：華南理工大學(xué),2014

9毛瑞,等.陶瓷地磚防滑性能測(cè)試研究[J].中國(guó)陶瓷,2009,45(4):49～51

10時(shí)志洋.陶瓷地磚防滑性能試驗(yàn)方法的對(duì)比研究[J].全國(guó)性科技核心期刊——陶瓷,2010(7):43～45，54

11Kai Way Li,Wen-Ruey Chang,Tom B Leamonbet al.Floor slipperiness measurement: friction coefficient, roughness of floors,and subjective perception under spillage conditions[J].Safety Science,2004,42(6):547～565

12余水林,等.防滑瓷質(zhì)磚的制備工藝綜述[J].佛山陶瓷,2011,21(11):20～22

Test of Slip Resistance of Ceramic Tiles and Its Application

Wang Yongqiang1,Chen Zhichuan1,Wang Shaohua1,Gong Ming2,Wang Ruifeng1,Gu Zhanwen1

(1 Dongguan Wonderful Decoration Materials Co. Ltd,Guangdong，Dongguan，523000)(2 Ceramic Engineering Center of Gaoan and National ceramics product quality supervison and inspection (Yichun of Jiangxi) Building and Sanitary Ceramic Testing Center, Jiangxi,Gaoan,330800)

Slip resistance is an important function of ceramic floor tiles. In this work, we compared different influence of anti-slip effect under varied preparation conditions, as well as discussed advantages and disadvantages related to different kinds of anti-slip measurement instruments. Moreover, respective optimal application and test case was assessed. Finally, we shared anti-slip floor tiles design, development and production application research experience, which provided a benifit reference for the improvement of anti-slip stantard of ceramic tiles and the development of related products.

Ceramic tiles; Slip resistance; SCOF; DCOF

王永強(qiáng)(1973-)，大專(zhuān)，研發(fā)總監(jiān)；主要從事建筑陶瓷的研究

TQ174

B

1002-2872(2016)08-0031-06