11.1. Потребительские свойства

КЕРАМИЧЕСКИХ БЫТОВЫХ ТОВАРОВ

Потребительские свойства бытовых керамических товаров,

как и изделий из стекла, обусловлены природой и

свойствами керамики, т. е. основного материала, а также

уровнем проектирования и производственного исполнения

изделий. В соответствии с группировкой потребностей

для бытовых керамических изделий также выделяют

группу функциональных, эргономических, эстетических

свойств и свойств надежности.

Основная функция керамической посуды, как и стеклянной,

состоит в способности «принимать», сохранять и

«отдавать» помещенные в нее пищу и напитки. Данные

изделия являются неотъемлемой частью интерьера жилого

помещения и призваны создавать ощущение комфорта,

вызывать положительные эмоции, воспитывать вкус,

чувство прекрасного, а также выполнять эти функции

длительное время, поэтому общая группировка потребительских

свойств керамической посуды аналогична посуде

из стекла (см. рис. 10.1-10.4). На уровне единичных

показателей свойств имеются некоторые особенности, определяемые

спецификой свойств керамических материалов,

объемно-пространственного и декоративного исполнения

изделий.

Функциональные свойства обусловлены прежде всего

рациональностью и функциональным соответствием формы,

размеров и конструкции изделия своему назначению.

Так, сосуды, предназначенные для питья (чашки, кружки,

пиалы), отличаются по форме, размерам и конструктивному

решению от изделий, содержимое которых выливается

(чайники, кофейники, подливочники). Рациональность

и полное соответствие формы и конструкции изделий

своему назначению должно обеспечивать удачное сочетание

и расположение различных деталей (носика, ручки,

крышки), чтобы предотвратить разбрызгивание выливаемого

содержимого, образование потеков на корпусе,

выпадение крышки и т. п. Функциональная обоснованность

размеров предполагает их увязку со свойствами и

традициями приема пищи и напитков. Например, размеры

заварных и доливных чайников, молочников и сливочников

должны быть разными.

Не менее важное влияние на уровень функциональных

свойств керамической посуды оказывают и свойства материалов,

которые обеспечивают выполнение основной

функции изделия, не оказывая вредного воздействия на

пищу, сохраняя ее вкус, температуру и т. п.

Эргономические свойства керамической посуды обусловлены

ее гигиеничностью и удобством пользования. Гигиеничность

определяется безвредностью и малой загрязняемостью

изделий. Высокий уровень этих свойств

будет обеспечен при условии отсутствия токсичных выделений

применяемыми глазурями или красками. Токсичными

являются оксиды и соли некоторых тяжелых металлов

(например, свинца). Безвредной считается посуда, при

кипячении которой в 4 % -ном растворе уксусной кислоты

в течение 30 мин не выделяются соединения свинца.

Состояние поверхности (наличие углов, выступов,

труднодоступных мест) также характеризует гигиеничность

изделий, так как определяет легкость ухода за ней.

Удобство пользования керамической посудой характеризуется

ее соответствием антропометрическим, физиологическим,

психофизиологическим данным человека. При

несоответствии размеров и формы ручек, держателей

крышек и изделий в целом размерам и форме руки человека

пользоваться такими предметами неудобно. Неудобство

в пользовании проявляется и в случае несоответствия

размеров, формы, конструкции изделий физиологическим

и психофизиологическим свойствам человека, т. е. сило

вым затратам на держание, поднятие, перенос изделий.

Эстетические свойства керамической посуды, как и

стеклянной, характеризуются композиционной целост

ностью, рациональностью формы и информационной вы

разительностью. Особенностью изделий из керамики явля

ется то, что их формы и объемы весьма пластичны, часто

напоминают формы предметов, окружающих человека в

природе и в быту, что соответствует современному стилю.

Для повседневной посуды характерны более строгая,

традиционная форма и декор, подчеркивающие простоту

и кратковременность повседневного приема пищи. Форма

и декор изделий праздничного назначения усложнены,

нетрадиционны, имеют ярко выраженный декоративный

характер.

Свойства надежности по своей структуре также соответствуют

аналогичным свойствам посуды из стекла. Ремонтопригодность

и безотказность для керамических изделий

нехарактерны, а ее долговечность проявляется через физическую

и моральную износостойкость. Показателем физической

долговечности является срок службы изделий до

предельного состояния, т. е. до появления критических

дефектов (отрыв ручки, носика, отслоение глазури и др.).

Показателем моральной долговечности является срок

службы изделия до момента появления аналогичного изделия

с новыми утилитарными или эстетическими свойствами,

иными словами, до выхода изделия из моды или

появления нового стиля. Оптимальным вариантом является

соответствие физической и моральной долговечности

изделий. В настоящее время для большинства керамических

изделий моральная долговечность превышает физическую.

Сохраняемость керамических изделий зависит от типа

черепка и соблюдения правильности упаковки, транспортирования

и ухода за изделиями.

Рассмотренные потребительские свойства формируются

в процессе проектирования, на стадии подбора и подготовки

сырья, изготовления изделий и их декорирования,

поэтому имеет смысл более подробно рассмотреть влияние

каждого фактора на потребительские свойства.

Состав, строение и свойства бытовой керамики

Основное сырье, применяемое в производстве керами

ки, можно объединить в три группы: материалы для че

репка, материалы для глазури и материалы для декориро

вания.

Материалами для черепка служат глины и каолины,

придающие сырьевой массе пластичность, а также каменистые

(непластичные) материалы, служащие для снижения

усадки и деформации изделий при сушке и обжиге.

Глины состоят из смеси минеральных и органических веществ,

обладающих высокой огнеупорностью, пластичностью,

спекаемостью, определенным цветом. Каолин, в

отличие от глины, мономинеральная порода чисто-белого

цвета, состоящая почти из одного каолинита. В качестве

отощающих веществ применяют кварц и кварцевый песок,

битый и размолотый черепок. Для снижения температуры

спекания в керамическую массу добавляют плавни

(полевой шпат, пегматит), придающие черепку просвечиваемость

благодаря образованию стекловидной фазы.

Основное назначение керамических глазурей - повы

шение водонепроницаемости, механической прочности,

гигиеничности, внешнего вида изделий.

Материалами для глазурей служат все оксиды металлов

и содержащие их соединения, входящие в состав стекол.

Глазури, применяемые для фарфора, напоминают по

составу его черепок, а для фаянса и майолики они должны

быть более легкоплавкими, поэтому в их состав вводят оксиды

бора, стронция, свинца, щелочных металлов.

Для декорирования обычно применяют краски, препараты

золота, деколи. В качестве красителей используют

оксиды и соли кобальта, хрома, меди, марганца, олова, золота.

Керамические краски делят на подглазурные и надглазурные.

Палитра подглазурных красок невелика, так

как не все они выдерживают температуру обжига, но зато

надежность таких покрытий значительно выше, чем у

надглазурных, хотя у последних более широкая и насыщенная

цветовая гамма.

В зависимости от сырьевого состава получают различные

по строению и степени плотности виды керамики:

фарфор, фаянс, полуфарфор, майолику и гончарную

керамику.

Фарфор имеет спекшийся, непроницаемый для воды и

газов, просвечивающий в тонких (до 2,5 мм) слоях, белый

с голубоватым оттенком черепок. Пористость у фарфора

низкая (водопоглощение до 0,5 %) . Как правило, изделия

всегда глазуруются, однако на дне или на верхнем крае

имеются незаглазурованные места. Различают две разновидности

фарфора: мягкий и твердый.

Указанные свойства фарфора определяют его состав.

Классический твердый фарфор включает 50 % глинистых

веществ (в основном каолин) и по 25 % полевого шпата и

кварца. Мягкий полевошпатовый фарфор содержит на

5-8 % меньше глинистых веществ и соответственно больше

полевого шпата. В мягкий костяной фарфор вместо полевого

шпата вводится 43-50 % костяной муки. Для фарфора

всегда используют тугоплавкие полевошпатовые

глазури. Из твердого фарфора вырабатывают в основном

посуду повседневного назначения. Мягкий фарфор отличается

повышенными эстетическими свойствами и применяется

для изготовления изделий праздничного и подарочного

назначения.

Фаянс характеризуется пористым (водопоглощение

9-12 %) черепком белого цвета с желтоватым оттенком.

Он не просвечивает и полностью покрывается глазурями.

Фаянс также может быть мягким и твердым. В последние

годы из твердого фаянса вырабатывается посуда, а мягкий

используется лишь в производстве печных изразцов (кафель).

Фаянс отличается большим содержанием глинистых

веществ (50-55 %) , кварца (40-50 %) и невысоким содержанием

полевого шпата (5-10 %) . Из глинистых веществ

применяют не каолин, а беложгущиеся глины, чем

и объясняются свойства фаянса. Глазури фаянсовых изделий

содержат оксиды калия, натрия и другие компоненты,

повышающие их легкоплавкость.

Полуфарфор производится со сравнительно недавнего

времени. По водопоглощению он занимает промежуточное

положение между фарфором и фаянсом (3-8 %) . Не

просвечивает, покрывается бесцветными, прозрачными

или полупрозрачными, глазурями аналогично фарфору.

Для производства бытовой посуды применяется ограниченно.

По составу близок к фарфору, но отличается от него

уменьшенным содержанием полевого шпата (9-10 %) .

Глазури полуфарфоровых изделий близки к фаянсовым.

Этот вид керамики не имеет разновидностей.

Майолика имеет белый или цветной, пористый (водопоглощение

12-15 %) , непросвечивающий черепок. Почти

всегда покрывается цветными, прозрачными или заглушёнными,

глазурями (поливами). Состав майолики более

специфичен: в ней отсутствует полевой шпат, но зато

содержится большое количество легкоплавких глин (до

63-68 %) , имеются также мел (15-20 %) , кварцевый песок

(5-17 %) , кварцевые отходы и т. п. Глазури представляют

собой цветные легкоплавкие, иногда свинецсодержащие

стекла. Майолика имеет две разновидности: фаянсовую

и гончарную. Первая по свойствам приближена к

фаянсу, но отличается от него цветными, прозрачными

или заглушёнными, глазурями. Гончарная майолика напоминает

гончарную керамику, но отличается более тонкими

стенками, тщательностью обработки и декорирования,

разнообразием ассортимента.

Гончарная керамика отличается цветным, чаще красно-

коричневого цвета, черепком с высокой пористостью

(водопоглощение 15-18 %) . Как правило, она полностью

или частично покрывается цветными, прозрачными или

заглушёнными, глазурями. Разновидностей не имеет.

Важнейшими свойствами керамики являются: плотность,

механическая прочность, твердость, термическое

расширение, теплопроводность, термическая и химическая

стойкость, пористость, белизна, просвечиваемость,

блеск глазури.

Плотность характеризует массу единицы объема керамического

черепка и составляет в среднем

2,25-2,5 г/см3. Большого влияния на потребительские

свойства этот показатель не оказывает.

Механическая прочность определяется работой, которую

необходимо затратить, чтобы разрушить изделие с помощью

свободно падающего на его дно стального шарика

стандартных размеров. Механическая прочность зависит

от наличия микротрещин, пор, тонины помола сырья, соотношения

различных фаз строения. Самыми прочными

видами керамики являются твердый фарфор и полуфарфор,

затем фаянс, майолика и мягкий фарфор.

Твердость определяется в основном твердостью глазурей

и зависит от их состава, наличия микротрещин, прыщей,

пузырей. Введение в состав глазурей оксида кальция

повышает их твердость. На фарфоровых изделиях при ин

тенсивной эксплуатации в системе общественного пита

ния следы истирания глазурей появляются через четыре

месяца, на фаянсовых - через два месяца, на майолико

вых - в среднем через 3—4 недели. Таким образом, можно

сделать вывод, что наиболее долговечны фарфоровые из

делия, а наименее надежны - майоликовые.

Термическое расширение керамические бытовые изделия

претерпевают в процессе эксплуатации многократно.

Оно характеризуется коэффициентом линейного термического

расширения черепка и глазури при нагревании

керамики на 1 °С. Очень важно, чтобы этот показатель

совпадал для черепка и глазури, так как в противном случае

будет образовываться сетка трещин на глазури или ее

отслаивание. Соответствие коэффициентов термического

расширения черепка и глазури достигается подбором составов,

повышением температуры обжига и фриттованием

(сплавлением) компонентов глазури.

Теплопроводность характеризует скорость переноса

тепла керамическим черепком. Этот показатель зависит

прежде всего от соотношения кристаллической и стекловидной

фаз строения, а также от формы, размеров и количества

пор. Стекловидная фаза увеличивает теплопроводность,

кристаллическая и газовая - уменьшают. С повышением

теплопроводности увеличивается и термическая

стойкость изделий, что необходимо учитывать при определении

условий их эксплуатации.

Термическая стойкость керамики - это ее способность

выдерживать, не разрушаясь, значительные перепады

температур. Разрушение изделий при температурных перепадах

происходит в результате возникновения напряжений

в материале из-за различия коэффициентов термического

расширения черепка и глазури. Определенное

влияние на термическую стойкость изделий оказывают их

размер и форма. Чем больше размеры и сложнее форма,

тем ниже термическая стойкость изделий.

Химическая стойкость керамики определяется ее

устойчивостью к воздействию веществ, с которыми она

контактирует в процессе эксплуатации, и зависит от химической

стойкости глазури и надглазурного декора. Разрушение

глазури связано с растворением силикатов калия

и натрия, входящих в ее состав. В фарфоровых глазурях

этих силикатов содержится меньше, поэтому и химиче

екая стойкость фарфоровых изделий значительно выше,

чем фаянсовых и майоликовых.

Пористость характеризуется степенью заполнения

керамического материала порами. Наличие пор уменьшает

площадь сечения материала, к которому приложена

нагрузка, поэтому с увеличением пористости прочность

керамики снижается.

Белизна - одно из важных свойств, определяющих потребительскую

ценность фарфора и фаянса. Она зависит

от чистоты и состава сырьевых материалов. Наличие в

сырье красящих оксидов железа, титана, марганца строго

нормируется ТНПА. Для повышения белизны увеличивают

долю каолина в глинистых массах, вводят специальные

добавки, осуществляют обжиг по определенному режиму.

Белизна твердого фарфора колеблется в пределах

55-70 % по отношению к эталону. Для фаянса этот показатель

не нормируется.

Просвечиваемость присуща только фарфору. Она характеризуется

отношением количества прошедшего через

образец рассеянного света к количеству падающего света.

Значение этого показателя колеблется от 2 до 0,1 %. При

толщине стенок 2,5 мм фарфоровые изделия имеют минимальную

просвечиваемость.

Блеск глазури определяет эстетический уровень изделий,

поэтому является важным потребительским свойством.

Блеск будет тем больше, чем выше коэффициент

преломления светового потока. Майоликовые, фаянсовые

глазури, содержащие соединения бария, стронция, цинка,

олова, свинца, обычно имеют более высокий показатель

преломления, а значит, более сильный блеск, чем

глазури фарфоровых изделий.

Рассмотренные физико-химические свойства бытовой

керамики являются основой потребительских свойств и

зависят не только от состава и строения черепка, но и от

процесса формования изделий и их декора.

Производство керамических бытовых товаров

Технологическая схема производства керамических

товаров складывается из следующих основных операций:

подготовки сырьевых материалов, получения керамической

массы, формования изделий, сушки, обжига и декорирования.

Подготовка сырьевых материалов включает сортиров

ку, измельчение и обогащение тех глинистых веществ,

отощающих материалов и плавней, которые образуют че

репок, а также материалов для глазури и керамических

красок. Цель такой подготовки - достижение нужной то

нины помола и чистоты, так как неоднородное сырье при

водит к снижению механической и термической стойкос

ти, образованию ряда дефектов внешнего вида.

Получение керамической массы предусматривает уда

ление избыточной влаги из обогащенной керамической

суспензии на специальных фильтр-прессах. Влажность

массы при этом уменьшается с 45-50 % до 23-25 %.

Формование изделий осуществляется двумя способами:

в форме из пластической керамической массы и литьем

из клинкера. Первый способ применяют для получения

изделий, имеющих форму тел вращения (тарелки, чашки,

чайники и др.). В данном случае в гипсовую или пластмассовую

форму подается порция керамической массы, которая

затем обжимается шаблоном. Литьем из клинкера получают

изделия более сложной формы (суповые вазы, блюда,

салатники, кувшины и др.).

Сушка - следующий этап. Основная цель его - придание

полуфабрикату необходимой для дальнейшей обработки

механической прочности.

Обжиг - одна из самых ответственных операций процесса

производства, при которой формируется черепок с

присущими ему свойствами. Для большинства фарфоровых

изделий применяется двукратный обжиг: первый - на

утель (со вторичным использованием - утилизацией тепла),

второй - политой. Обжиг на утель производится

при температуре 900-1000 °С, политой - при температуре