专利名称：用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置的制作方法
技术领域：
本发明的技术方案涉及借助于测定材料的物理性质来测试材料，具体地说是用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置。
背景技术：
陶瓷制品是人类日常生活和生产中所不可缺少的用品。尽管目前陶瓷制品的表面釉层已相当致密和光滑，但由于生产工艺的限制，其表面仍不可避免地存在微小的针孔和凹凸。这些微小针孔和凹凸，在使用过程中很容易接触到环境中的污染物，这些污染物在范德华力、毛细管力和氢键等多种物理或化学力的作用下，很容易积聚在陶瓷表面的凹凸处或进入微孔中，对陶瓷制品的表面造成污染。如果陶瓷制品表面上的这些污物不及时清洗，就会成为细菌滋生的土壤，变成病毒传染源，这势必会危及其使用者的身体健康。因此，随 着陶瓷制品的广泛使用，陶瓷制品表面的污染和清洗问题也逐渐引起人们的重视。为了能较好地解决陶瓷制品的清洗问题，降低清洗的劳动强度，减轻对环境的压力和人体健康的危害，人们开始尝试改变陶瓷的表面性质，使陶瓷表面不易沾污，易于清洗。为了实现这一目的，从20世纪90年代开始，日本和德国等一些科技发达国家开展了关于陶瓷自清洁技术的研究，申请了一系列专利，并有自洁型陶瓷制品问世。与此同时各种评价陶瓷易洁效果的方法也应运而生，如CN1699956公开的易洁抗菌陶瓷易洁性能的检测方法，用产品表面的油污残余量来检测陶瓷易洁性能，油污残余量越�。砻鞑吩揭浊褰啵粗臀鄄杏嗔吭酱螅砻鞑吩讲灰浊褰啵灰禾逦舛纫煌寥牢畚锊辛袅糠ǎ蛲ü馐郧逑匆褐形廴疚锏呐ǘ壤雌兰厶沾梢捉嘈阅埽籏uisma等在研究中，采用测色法来评价陶瓷易洁性能，即使用L*值评价釉面去污性和清洗性。他们的研究表明，陶瓷釉面越粗糙，污物黏附其表面越多Aronberg等研究了传统陶瓷抗污性，以油酸为模拟污物，采用红外光谱技术，来研究表面的易洁性。上述现有的各种各样的陶瓷易洁性能的测试方法都没有使用专门的测试装置，操作过程繁杂，测试效率低，测试结果稳定性和重复性均差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，是一种用于陶瓷易洁性测试的专用装置，克服了现有陶瓷易洁性能测试方法的操作过程繁杂，测试效率低，测试结果稳定性和重复性均差的缺点。本发明解决该技术问题所采用的技术方案是用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，主要包括上水箱、两路平行的冲洗管路、下水箱和控制器四部分，其中上水箱包括加热棒、测温元件、循环水泵和上水箱体，两路平行的冲洗管路中的每路冲洗管路同样由调节阀、进水电磁阀、调节夹、顶部打孔的定量容器、冲水电磁阀，试验冲头和45°角的试片托组成，下水箱为下水箱体，控制器包括控制器箱体、时间/计数程序控制器和恒温控制器；上述各个部分及其中各个部件的安置和连接方式是上水箱体放置于上托板的上面，该上托板用两个活动定位夹固定在左右两根铁架台侧立柱的上方部位，活动定位夹通过螺钉固定于铁架台侧立柱上，根据需要上下调节活动定位夹安置的高度，循环水泵放置于上水箱体内部的左下角，加热棒和测温元件分别通过上水箱体上盖上的两个孔插入上水箱体中，加热棒和测温元件通过导线分别与恒温控制器相应的接点相连，在上水箱体底部中点左右两侧的上水箱体长度的四分之一等距处各开有一个流水口，该流水口通过螺纹与调节阀进水口密封连接，调节阀出水口、进水电磁阀、顶部打孔的定量容器、冲水电磁阀和试验冲头依次通过6_的气动管相互密封连接，进水电磁阀和冲水电磁阀又分别通过导线与时间/计数程序控制器相连，用一个调节夹固定顶部打孔的定量容器，该调节夹通过螺钉固定连接于铁架台中立柱上，45°角的试片托放置于接水盘上并正对试验冲头，接水盘安置于下托板上，下托板用两个活动定位夹固定在两根铁架台侧立柱的下方位部，该两个活动定位夹通过螺钉固定于铁架台侧立柱上，根据需要上下调节活动定位夹安置的高度，下水箱体置于铁架台底座上，试验污水由接水盘收集之后通过管路存放于下水箱体中，时间/计数程序控制器和恒温控制器放置于控制器箱体中。上述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，所述上水箱体的尺寸为长150 200mm、宽 150 200mm 和高 100 150mm。 上述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，所述下水箱体的尺寸为长150 200mm、宽 150 200mm 和高 100 150mm。上述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，所述45°角的试片托的尺寸为长50 60mm、宽50 60mm和高50 60mm。上述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，所述顶部打孔的定量容器是直径为70mm和高度为130mm的圆柱形。上述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，所述顶部打孔的定量容器的顶部打孔的孔径为2 6mm。上述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，所述45°角的试片托与试验冲头相距29 31cm。上述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置中水流的过程是上水箱体中的水通过调节阀和进水电磁阀进入顶部打孔的定量容器中，电磁阀通过时间计数器控制，当水量达到设定容量时关闭电磁阀，开启冲水电磁阀，通过时间计数器控制电磁阀开启时间为lmin，设定顶部打孔的定量容器开孔大小，以保证该容器中的水在Imin中内流完，冲洗45°角的试片托上的陶瓷试片，实验废水通过接水盘收集到下水箱体中。上述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，所涉及的元器件均通过商购得至IJ，各个部件的连接方法和安置方法是本技术领域的技术人员所掌握的。使用上述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，依据油污残留量法即重量法来检测陶瓷易洁性的具体操作步骤如下第一步，陶瓷待测试样品的制备根据国家标准“光催化自清洁材料性能测试方法(GB/T23764-2009 ) ”中的规定，从制品或材料上选取平整的部分，按标准尺寸为样片尺寸规格为50mmX 50mmX 5mm(尺寸误差在5 mm内)进行裁切或者随炉烧制而成，数量为6块。在对制品或材料样品的裁切过程中，需要注意防止油等有机污染物的污染，以及试样之间的交叉感染。待测样品由制品或材料样品裁切而成，若待测样品的形状不能得到所需要的标准样品，也可以使用相同材料及相同的加工方法在平板上加工得到的材料作为待测样品。第二步，陶瓷待测试样品的前处理测试中所用到的试剂和水，在没有注明其他要求时，均指分析纯试剂和GB/T6682——2008中规定的三级水。测量陶瓷待测试样品的工作面积，记为S。测试前将第一步制得的陶瓷待测样品先用无水乙醇后用蒸馏水的顺序在频率为28HZ的超声波发生器中各清洗10分钟，取出后再用蒸馏水再冲洗5分钟，取最后一次清洗 液，用PH计测试其pH值，当清洗液的pH达到7. 0±0. 5时，认为陶瓷待测样品彻底清洁。将清洗完全的陶瓷待测样品用吹风机将陶瓷待测样品试片表面的水珠吹干，放入烘箱中进行干燥，采用温度范围为O 250°C的烘箱，烘箱温度设定为110±5°C，并保持15min。取出后放置干燥器中密封至25°C，完全干燥后，称重经过前处理的陶瓷待测样品质量，并记为B (IiT)0称重三次，误差在10%左右时取三次的平均值。第三步，色拉油的涂覆以O. 5S的标准准确吸取相应容量的色拉油，均匀的涂覆于由第二步处理后的陶瓷待测试样品的试片的表面，静置IOmin使油稳定铺展。根据标准IS08291-1986，可采用有标刻线的额定容量为5ml的移液管(与标准ISO 648 一致),或者滴定管或者注射器。测试用的色拉油为食用色拉油，确保油的存放时间不超过3个月，实验结束时，将色拉油存于温度为5 7°C的密闭容器中。第四步，用上述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置对陶瓷待测试样品进行冲洗(I)将第三步涂有色拉油的陶瓷待测试样品的试片放置于该装置的45°角的试片托上。(2)打开该装置的恒温控制器和循环水泵，当该装置的上水箱体中水的温度达到设定温度20 25 °C时保持恒温。(3)打开该装置的调节阀和进水电磁阀，使该装置的顶部打孔的定量容器中充满500ml 水。(4)关闭该装置的调节阀和进水电磁阀，打开该装置的冲水电磁阀，设定时间/计数程序控制器的时间为lmin，保证水在设定时间内流完冲洗第三步涂有色拉油的陶瓷待测试样品的试片。第五步，陶瓷待测试样品后处理将经第四步冲洗后的陶瓷待测试样品的试片用吹风机将试片表面的水珠吹干，放于110°C烘箱内烘干15min，取出后放置干燥器中密封至25°C，完全干燥后，称重陶瓷待测试样品质量并记为B (后)。称重三次，误差在10%左右时取三次的平均值。第六步，计算陶瓷待测试样品的试片表面单位面积油污残余量A。A=IO4 (B (前)-B (后))/S式中A—陶瓷待测试样品的试片表面单位面积油污残余量A，g/m2 ；B (前)一经过第二步前处理的陶瓷待测试样品的试片质量，g ；B (后)一经过第五步后处理的陶瓷待测试样品的试片质量，g ；
S—陶瓷待测试样品的试片工作面积，cm2。将所测得的数据带入上述公式中计算所得A值，每个样品取其平均A值。第七步，陶瓷易洁性的评判标准和陶瓷待测试样品的试片易洁性的评判结果陶瓷易洁性的评判标准如下所示
易洁性易清洁较易清洁可清洁不易清洁
A (g/m2)A^O. 50 0.50<A^1.00 1.00<A^1.50 A>1. 50通过与陶瓷易洁性的评判标准进行比对可判定上述各个陶瓷待测试样品的试片 的易洁性程度。上述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置及依据油污残留量法即重量法来检测陶瓷易洁性的具体操作方法可以用于测试玻璃或塑料材料的易洁性。本发明的有益效果是与现有技术相比，本发明用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置的优点是( I)陶瓷的易洁性，是指陶瓷在不借助清洗剂处理和外力强行擦洗的情况下，仅仅依靠陶瓷本身表面与水之间的相互作用即可使污溃不易粘附、油污自行脱离的性能。本发明是依据陶瓷易洁性的定义而设计的测试其陶瓷易洁性的装置。(2)本发明装置保证每次冲洗陶瓷待测试样品的时间、力度、温度相同，减少环境测试误差。(3)本发明装置结构简单，无需使用其他特殊的配套仪器，检测成本低，速度快，操作简单，效果直观。(4)本发明装置还能够用于测试玻璃或塑料材料的易洁性。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图I是本发明用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置的总体构成示意图。图中，I.加热棒，2.测温元件，3.循环水泵，4.上水箱体，5.铁架台侧立柱，6.上托板，7.活动定位夹，8.调节阀，9.顶部打孔的定量容器，10.进水电磁阀，11.调节夹，12.45°角的试片托，13.冲水电磁阀，14.试验冲头，15.下托板，16.接水盘，17.铁架台底座，18.下水箱体，19.控制器箱体，20.时间/计数程序控制器，21.恒温控制器，22.铁架台中立柱。
具体实施例方式图I所示实施例表明，本发明用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置的总体构成是由加热棒I、测温元件2、循环水泵3和上水箱体4构成本发明装置的上水箱部分，由调节阀8、进水电磁阀10、调节夹11、顶部打孔的定量容器9、冲水电磁阀13，试验冲头14和45°角的试片托12组成本发明装置的冲洗管路，该装置中有这样两路平行的冲洗管路，下水箱体18为本发明装置的下水箱部分，由控制器箱体19、时间/计数程序控制器20和恒温控制器21构成本发明装置的控制器部分；上述各个部分及其中各个部件的安置和连接方式是上水箱体4放置于上托板6的上面，该上托板6用两个活动定位夹7固定在左右两根铁架台侧立柱5的上方部位，该两个活动定位夹7通过螺钉固定于铁架台侧立柱5上，根据需要上下调节活动定位夹7安置的高度，循环水泵3放置于上水箱体4内部的左下角，加热棒I和测温元件2分别通过上水箱体4上盖上的两个孔插入上水箱体4中，加热棒I和测温元件2通过导线分别与恒温控制器21相应的接点相连，在上水箱体4底部中点左右两侧的上水箱体4长度的四分之一等距处各开有一个流水口，该流水口通过螺纹与调节阀8进水口密封连接，调节阀8出水口、进水电磁阀10、顶部打孔的定量容器9、冲水电磁阀13和试验冲头14依次通过6mm的气动管相互密封连接，进水电磁阀10和冲水电磁阀13又分别通过导线与时间/计数程序控制器20相连，用一个调节夹11固定顶部打孔的定量容器9，该调节夹11通过螺钉固定连接于铁架台中立柱22上，45°角的试片托12放置于接水盘16上并正对试验冲头14，接水盘16被置于下托板15上，下托板15用两个活动定位夹7固定在两根铁架台侧立柱5的下方部位，该两个活动定位夹7通过螺钉固定于铁架台侧立柱5上，根据需要上下调节活动定位夹7安置的高度，下水箱体18置于铁架台底座17上，试验污水由接水盘16收集之后通过管路存放于下水箱体18中，时间/计数程序控制器20和恒·温控制器21放置于控制器箱体19中。实施例I按照上述图I所示实施组装本实施的陶瓷易洁性测试装置，其中上水箱体4的尺寸为长150mm、宽150mm和高10Omm ;下水箱体18的尺寸为长150mm、宽150mm和高10Omm ；45°角的试片托12的尺寸为长50mm、宽50mm和高50mm;顶部打孔的定量容器9是直径为70_和高度为130_的圆柱形；顶部打孔的定量容器9的顶部打孔的孔径为2_ ；45°角的试片托与试验冲头相距29cm。使用该陶瓷易洁性测试装置，依据油污残留量法即重量法来检测陶瓷易洁性的具体操作步骤如下第一步，陶瓷待测试样品的制备根据国家标准“光催化自清洁材料性能测试方法(GB/T23764-2009 ) ”中的规定，从制品或材料上选取平整的部分，按标准尺寸为样片尺寸规格为50mmX 50mmX 5mm(尺寸误差在5 mm内)进行裁切或者随炉烧制而成，数量为6块。在对制品或材料样品的裁切过程中，需要注意防止油等有机污染物的污染，以及试样之间的交叉感染。陶瓷待测试样品SI为河北工业大学能源与环保研究所研制的易洁陶瓷，陶瓷待测试样品S2为日本某公司生产的优质日用瓷。第二步，陶瓷待测试样品的前处理测试中所用到的试剂和水，均指分析纯试剂和GB/T6682——2008中规定的三级水。测量陶瓷待测试样品的工作面积，记为Sll, S12，S13，S14，S15，S16 ；S21, S22，S23, S24, S25, S26。测试前将第一步制得的陶瓷待测样品用无水乙醇和蒸馏水的顺序在频率为28HZ的超声波发生器中各清洗10分钟，取出后用蒸馏水再冲洗5分钟。取最后一次清洗液，用PH计测试其pH值，当清洗液的pH达到7. 0±0. 5时，认为该陶瓷待测样品表面彻底清洁。
将清洗完全的陶瓷待测样品试片用吹风机将该试片表面的水珠吹干，放入烘箱中进行干燥，采用温度范围为O 250°C的烘箱，烘箱温度设定为110±5°C，并保持15min。取出后放置干燥器中密封至25°C，完全干燥后，称重经过前处理的陶瓷待测试样品质量，并记为 B (前)11，B (前)12，B (前)13，B (前)14，B (前)15，B (前)16 ；B (前)21，B (前)22，B(前)23，B (前)24，B (前)25，B (前)26。每片陶瓷待测样品试片称重三次，误差在10%左右时取三次的平均值。第三步,色拉油的涂覆以O. 5S的标准准确吸取相应容量的色拉油，均匀的涂覆于由第二步处理后的陶瓷待测试样品试片的表面，静置IOmin使油稳定铺展。根据标准IS08291-1986，可采用有标刻线的额定容量为5ml的移液管(与标准ISO 648 一致)，或者滴定管或者注射器。测试用的色拉油为食用色拉油。确保油的存放时间不超过3个月，实验结束时，将色拉油存于5 7°C的密闭容器中。
第四步，用上述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置对陶瓷待测试样品进行冲洗(I)将第三步涂有色拉油的陶瓷待测试样品的试片放置于该装置的45°角的试片托12上。(2)打开该装置的恒温控制器21和循环水泵3，当该装置的上水箱体4中水的温度达到设定20°C时保持恒温时保持恒温。(3)打开该装置的调节阀8和进水电磁阀10，使该装置的顶部打孔的定量容器9中充满500ml水。(4)关闭该装置的调节阀8和进水电磁阀9，打开该装置的冲水电磁阀13，设定时间/计数程序控制器20的时间为Imin，保证水在设定时间内流完冲洗第三步涂有色拉油的陶瓷待测试样品的试片。第五步，陶瓷待测试样品后处理将经第四步冲洗后的陶瓷待测试样品的试片用吹风机将试片表面的水珠吹干，放于110°C烘箱内烘干15min，取出后放置干燥器中密封至25°C，完全干燥后，称重陶瓷待测试样品质量并记为B (后)11，B (后)12，B (后)13，B (后)14，B (后)15，B (后)16 ；B (后)21，B (后)22，B (后)23，B (后)24，B (后)25，B (后)26。每片陶瓷待测试样品的试片称重三次，误差在10%左右时取三次的平均值。第六步，计算陶瓷待测试样品的试片表面单位面积油污残余量A。A=IO4 (B (前)-B (后))/S(I)式中A—陶瓷待测试样品的试片表面单位面积油污残余量A，g/m2 ；B (前)——经过第二步前处理的陶瓷待测试样品的试片质量，g ；B (后)一经过第五步后处理的陶瓷待测试样品的试片质量，g ；S—陶瓷待测试样品的试片工作面积，cm2。将所测数据带入公式I中计算所得A值，每个样品取其平均A值分别为
权利要求
1.用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，其特征在于主要包括上水箱、两路平行的冲洗管路、下水箱和控制器四部分；其中上水箱包括加热棒、测温元件、循环水泵和上水箱体，两路平行的冲洗管路中的每路冲洗管路同样由调节阀、进水电磁阀、调节夹、顶部打孔的定量容器、冲水电磁阀，试验冲头和45°角的试片托组成，下水箱为下水箱体，控制器包括控制器箱体、时间/计数程序控制器和恒温控制器；上述各个部分及其中各个部件的安置和连接方式是上水箱体放置于上托板的上面，该上托板用两个活动定位夹固定在左右两根铁架台侧立柱的上方部位，活动定位夹通过螺钉固定于铁架台侧立柱上，根据需要上下调节活动定位夹安置的高度，循环水泵放置于上水箱体内部的左下角，加热棒和测温元件分别通过上水箱体上盖上的两个孔插入上水箱体中，加热棒和测温元件通过导线分别与恒温控制器相应的接点相连，在上水箱体底部中点左右两侧的上水箱体长度的四分之一等距处各开有一个流水口，该流水口通过螺纹与调节阀进水口密封连接，调节阀出水口、进水电磁阀、顶部打孔的定量容器、冲水电磁阀和试验冲头依次通过6_的气动管相互密封连接，进水电磁阀和冲水电磁阀又分别通过导线与时间/计数程序控制器相连，用一个调节夹固定顶部打孔的定量容器，该调节夹通过螺钉固定连接于铁架台中立柱上，45°角的试片托放置于接水盘上并正对试验冲头，接水盘安置于下托板上，下托板用两个活动定位夹固定在两根铁架台侧立柱的下方位部，该两个活动定位夹通过螺钉固定于铁架台侧立柱上，根据需要上下调节活动定位夹安置的高度，下水箱体置于铁架台底座上，试验污水由接水盘收集之后通过管路存放于下水箱体中，时间/计数程序控制器和恒温控制器放置于控制器箱体中。
2.根据权利要求I所述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，其特征在于所述上水箱体的尺寸为长150 200_、宽150 200mm和高100 150mm。
3.根据权利要求I所述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，其特征在于所述下水箱体的尺寸为长150 200mm、宽150 200mm和高100 150mm。
4.根据权利要求I所述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，其特征在于所述45°角的试片托的尺寸为长50 60mm、宽50 60mm和高50 60mm。
5.根据权利要求I所述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，其特征在于所述顶部打孔的定量容器是直径为70_和高度为130_的圆柱形。
6.根据权利要求I所述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，其特征在于所述顶部打孔的定量容器的顶部打孔的孔径为2 6mm。
7.根据权利要求I所述用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，其特征在于所述45°角的试片托与试验冲头相距29 31cm。
全文摘要
本发明用于油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，涉及借助于测定材料的物理性质来测试材料，主要包括上水箱、两路平行的冲洗管路、下水箱和控制器四部分，其中上水箱包括加热棒、测温元件、循环水泵和上水箱体，两路平行的冲洗管路中的每路冲洗管路同样由调节阀、进水电磁阀、调节夹、顶部打孔的定量容器、冲水电磁阀，试验冲头和45o角的试片托组成，下水箱为下水箱体，控制器包括控制器箱体、时间/计数程序控制器和恒温控制器。本发明装置保证每次冲洗陶瓷待测试样品的时间、力度、温度相同，减少环境测试误差。本发明装置结构简单，无需使用其他特殊的配套仪器，检测成本低，速度快，操作简单，效果直观。
文档编号G01N5/00GK102928312SQ201210413039
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者梁金生, 王丽娟, 丁燕, 底杏甫 申请人:河北工业大学
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
