Способ обработки для придания устойчивости к загрязнению и изделие, имеющее глазурованный слой, изделие из армированной керамики и способ его изготовления, и изделие, имеющее глазурованный слой, и способ его изготовления

Способ обработки для придания устойчивости к загрязнению и изделие, имеющее глазурованный слой, изделие из армированной керамики и способ его изготовления, и изделие, имеющее глазурованный слой, и способ его изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Первое изобретение относится к способу обработки для придания устойчивости к загрязнению и изделию, имеющему глазурованный слой. Второе изобретение относится к изделию из армированной керамики и способу его изготовления. Третье изобретение относится к изделию, имеющему глазурованный слой, и способу его изготовления.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно, что антибактериальные металлы, например Ag, Cu, Zn и т.п., обладают антибактериальной активностью. Поэтому, если необходимо изготовить изделие, имеющее глазурованный слой, например, керамическое изделие, эмалированное изделие и т.п., обладающее антибактериальной активностью, осуществляют способ обработки этого изделия для придания устойчивости к загрязнению, который включает стадию антибактериальной обработки для придания антибактериальных свойств поверхности основы изделия, например, стеклянного формованного изделия, керамического формованного изделия, металлического формованного изделия и т.п. Стадия антибактериальной обработки способа обработки для придания устойчивости к загрязнению включает подготовительную стадию, заключающуюся в приготовлении глазурного материала, пригодного для формирования глазурованного слоя и содержащего антибактериальный металл, и стадию стеклования, заключающуюся в формировании на поверхности основы изделия слоя глазурного материала и плавлении глазурного материала с образованием глазурованного слоя.

Согласно способу обработки для придания устойчивости к загрязнению получают изделие, которое содержит основу с глазурованным слоем, содержащим глазурный материал. В изделии, имеющем глазурованный слой, полученный таким способом, антибактериальный металл, содержащийся в глазурованном слое, может влиять на бактерии, убивая их или подавляя их размножение.

Обычное керамическое изделие содержит керамическую основу и глазурованный слой, образованный на поверхности керамической основы.

Керамическое изделие изготавливают приблизительно следующим образом. На подготовительной стадии приготавливают материал для изготовления керамической основы изделия и глазурный материал для формирования глазурованного слоя на поверхности керамической основы. На стадии глазурования на поверхности материала основы формируют слой из глазурного материала. После этого, на стадии обжига, материал основы и слой глазурного материала прокаливают с получением керамического изделия, содержащего керамическую основу и глазурованный слой.

В полученном описанным способом керамическом изделии глазурованный слой обеспечивает отделку поверхности, придавая ей гладкость и мелкозернистую структуру, а также делает поверхность устойчивой к повреждению и придает ей водоотталкивающие свойства.

Кроме того, керамические материалы, используемые для таких изделий, как столовая посуда, кухонные принадлежности, декоративные изделия, керамическая плитка, санитарное оборудование, электрооборудование, физическое и химическое оборудование, промышленное оборудование, кровельная черепица, керамические трубы и т.п., состоят из керамической заготовки в качестве основы и глазурованного слоя, сформированного на поверхности керамической заготовки. Эмалированное изделие состоит из металлической заготовки в качестве основы и глазурованного слоя, сформированного на поверхности металлической заготовки. Кроме того, часть изделий из стекла состоит из стеклянной заготовки в качестве основы и глазурованного слоя, сформированного на стеклянной заготовке.

Среди вышеупомянутых изделий, имеющих глазурованный слой, керамическое изделие изготавливают, например, следующим образом. На подготовительной стадии приготавливают материал основы, который пригоден для формирования заготовки керамического изделия, и глазурный материал, который пригоден для формирования глазурованного слоя на поверхности заготовки керамического изделия. На стадии глазурования на поверхности материала основы формируют слой глазурного материала, содержащий глазурный материал. После этого, на стадии обжига, материал основы и слой глазурного материала обжигают с получением керамического изделия, состоящего из керамической заготовки и глазурованного слоя. Глазурованный слой подвергают чистовой обработке для получения гладкой и мелкозернистой поверхности, на которой затруднено образование трещин, и которая обладает водоотталкивающими свойствами.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Первое изобретение

Поскольку в известном способе обработки для придания устойчивости к загрязнению на поверхности основы формируется только один глазурованный слой, то, естественно, предполагается, что на поверхности глазурованного слоя будет иметь место антибактериальное действие по отношению к бактериям. Однако антибактериальный металл рассеян по всей толщине глазурованного слоя. Поэтому в изделии, имеющем глазурованный слой, полученный таким образом, антибактериальный эффект мал, кроме тех случаев, когда концентрация антибактериального металла увеличена. Соответственно, в способе обработки для придания устойчивости к загрязнению для достижения хорошего антибактериального эффекта расходуется большое количество антибактериального металла, что приводит к повышению производственных расходов.

Первое изобретение является развитием известных решений уровня техники, и поставленная задача состоит в изготовлении изделия, имеющего глазурованный слой и низкую себестоимость, а также обладающего превосходным антибактериальным действием.

Способ обработки для придания устойчивости к загрязнению по первому изобретению является способом обработки для придания устойчивости к загрязнению, включающим стадию антибактериальной обработки для придания антибактериального действия поверхности основы.

Способ отличается тем, что стадия антибактериальной обработки включает подготовительную стадию приготовления основы, первого глазурного материала, пригодного для формирования первого глазурованного слоя на поверхности основы, и второго глазурного материала, пригодного для формирования второго глазурного слоя, содержащего антибактериальный металл, на поверхности основы. Способ далее содержит стадию стеклования, состоящую в формировании слоя первого глазурного материала, содержащего первый глазурный материал, на поверхности основы, а на поверхности слоя первого глазурного материала - слоя второго глазурного материала, содержащего второй глазурный материал, и стадию плавления слоя первого глазурного материала и слоя второго глазурного материала с образованием первого глазурованного слоя и второго глазурованного слоя.

Слой второго глазурного материала после плавления обладает большей вязкостью, чем слой первого глазурного материала.

В способе обработки для придания устойчивости к загрязнению по первому изобретению в ходе подготовительной стадии антибактериальной обработки приготавливают основу, первый глазурный материал, пригодный для формирования первого глазурованного слоя на поверхности основы, и второй глазурный материал, пригодный для формирования на поверхности основы второго глазурованного слоя, содержащего антибактериальный металл. На этапе стеклования стадии антибактериальной обработки на поверхности основы формируют слой первого глазурного материала, содержащий первый глазурный материал, а на поверхности этого слоя - слой второго глазурного материала, содержащий второй глазурный материал. Затем слой первого глазурного материала и слой второго глазурного материала расплавляют с получением первого глазурованного слоя и второго глазурованного слоя.

При этом, поскольку после плавления вязкость слоя второго глазурного материала больше вязкости слоя первого глазурного материала, антибактериальный металл плохо диффундирует из второго глазурованного слоя на наружной поверхности в первый глазурованный слой, и практически полностью остается во втором глазурованном слое. В способе обработки для придания устойчивости к загрязнению, даже если не расходуется большое количество антибактериального металла, антибактериальный металл, содержащийся во втором глазурованном слое, воздействует на бактерии в соответствии с ожиданиями, то есть имеет место хороший антибактериальный эффект.

Кроме того, в способе обработки для придания устойчивости к загрязнению по первому изобретению формируют слой первого глазурного материала, содержащий первый глазурный материал, а на наружной поверхности этого слоя - слой второго глазурного материала, содержащий второй глазурный материал. Затем плавят слой первого глазурного материала и слой второго глазурного материала с образованием первого глазурованного слоя и второго глазурованного слоя. В полученном изделии второй глазурный материал проникает в слой первого глазурного материала, поэтому первый глазурованный слой и второй глазурованный слой плотно сцеплены между собой. Таким образом можно предотвратить образование трещин, возникающих на поверхности раздела слоев. Кроме того, стадию обжига обоих слоев можно провести одновременно, обеспечив за счет этого снижение производственных затрат.

Поэтому, в соответствии со способом обработки для придания устойчивости к загрязнению изготовление изделия может быть осуществлено с низкими производственными затратами, и может быть получено изделие, имеющее глазурованный слой с превосходным антибактериальным действием.

Изделие с глазурованным слоем по первому изобретению получают вышеописанным способом. Согласно первому изобретению изделие, имеющее глазурованный слой, состоит из основы с глазурованным слоем, который содержит первый глазурованный слой, содержащий первый глазурный материал, и второй глазурованный слой, сформированный на наружной поверхности первого глазурованного слоя и содержащий второй глазурный материал, который содержит антибактериальный металл и отличается от первого глазурного материала.

В случае изготовления изделия из стекла с глазурованным слоем, как основу можно использовать стеклянное формованное изделие. При изготовлении керамического изделия, например, санитарного керамического изделия, плитки и т.п., в качестве основы можно использовать керамическое формованное изделие; а в случае, когда изготавливают эмалированное изделие, можно использовать металлическое формованное изделие.

В качестве антибактериального металла, содержащегося во втором глазурном материале, могут быть использованы Ag, Cu, Zn и т.п. Специфические примеры включают органические соединения серебра или меди и неорганические соединения, содержащие серебро или медь, а также

1) серебро, медь и сплав серебра и меди;

2) фосфат серебра, нитрат серебра, хлорид серебра, сульфид серебра, окись серебра, сульфат серебра, цитрат серебра и лактат серебра;

3) фосфат меди(I), фосфат меди(II), органические соединения меди, хлорид меди(I), хлорид меди(II), сульфид меди(I), окись меди(I), окись меди(II), сульфид меди(II), сульфат меди(I), сульфат меди(II), цитрат меди и лактат меди; и т.д.

Что касается цинка, то аналогичными примерами являются органические соединения цинка и содержащие цинк неорганические соединения. Также можно использовать цинк, окись цинка, хлорид цинка, сульфид цинка, сульфат цинка, лактат цинка и т.д. Эти антибактериальные металлы могут быть элементарными веществами или сплавами, а также могут входить в состав соединений.

Согласно первому изобретению в изделии, имеющем глазурованный слой, соотношение размеров по толщине первого глазурованного слоя и второго глазурованного слоя предпочтительно находится в интервале от 10/1 до 30/1. Даже в том случае, если второй глазурованный слой имеет плохой внешний вид, например, из-за включения антибактериальных металлов, таких как Ag и т.п., получают поверхность, внешний вид которой практически не отличается от внешнего вида поверхности в том случае, если сформирован только первый глазурованный слой. Таким образом, можно получить изделие, имеющее поверхность с превосходным внешним видом.

Согласно результатам экспериментов авторов в изделии, имеющем глазурованный слой, по первому изобретению, второй глазурованный слой должен содержать большее количество калия и меньшее количество натрия, чем первый глазурованный слой. Калий имеет больший ионный радиус, чем натрий. Поэтому предполагается, что при образовании глазурованного слоя на изделии ионы натрия, содержащиеся во втором глазурованном слое, подвергаются ионному обмену на ионы калия, содержащиеся в первом глазурованном слое, что приводит к появлению сжимающего напряжения во втором глазурованном слое, за счет чего повышается его прочность.

Кроме того, согласно первому изобретению в способе обработки для придания устойчивости к загрязнению предпочтительно, чтобы второй глазурный материал содержал соединение фосфорной кислоты. В изделии, имеющем глазурованный слой, полученный таким образом, соединение фосфорной кислоты, например P₅O₅ и т.п., содержится во втором глазурованном слое, и поэтому усиливается антибактериальный эффект, присущий антибактериальному металлу. Также предпочтительно, чтобы во втором глазурном материале содержалось соединение борной кислоты. Соединение борной кислоты, например В₂O₃ и т.п., содержится во втором глазурованном слое, и поэтому усиливается антибактериальный эффект, присущий антибактериальному металлу.

Согласно первому изобретению способ обработки для придания устойчивости к загрязнению предпочтительно включает стадию придания водоотталкивающих свойств, состоящую в том, что поверхность второго глазурованного слоя подвергается обработке гидрофобным веществом. Поверхности второго глазурованного слоя придают как антибактериальные, так и водоотталкивающие свойства, и поэтому, даже в том случае, когда на нее попадает вода, содержащее большое количество загрязняющих компонентов, то есть в случае, когда эффект устойчивости к загрязнению в недостаточной степени обеспечивается одним антибактериальным действием, загрязнения плохо задерживаются на поверхности из-за ее водоотталкивающего действия, за счет чего эффект устойчивости к загрязнению значительно усиливается.

В этом случае стадия обработки для придания водоотталкивающих свойств может быть выполнена посредством формирования пленки, состоящей из жидкости для обработки для придания водоотталкивающих свойств, содержащей кремнийсодержащие функциональные группы, которые соединяются с гидроксильными группами, имеющимися на поверхности второго глазурованного слоя, в результате реакции дегидратации или реакции дегидрогенизации. Когда производится обработка, кремнийсодержащие функциональные группы соединяются с гидроксильными группами (-ОН), имеющимися на поверхности второго глазурованного слоя, в результате реакции дегидратации или дегидрогенизации и экранируют гидроксильные группы. Поэтому, когда используется вода, содержащая большое количество ионов металлов, таких как растворимый кремний и т.п., гидроксильные группы оказываются инактивированными и не связываются с ионами металла, и поэтому они не связываются с такими компонентами, как человеческие экскременты. В частности, когда используется вода, содержащая в качестве иона металла растворимый кремний, он не откладывается на поверхности в виде кремниевой кислоты, образующей сетчатую структуру, или его отложение затруднено, и поэтому загрязнению трудно в нее внедриться. Поэтому, если жидкость, используемая для обработки для придания водоотталкивающих свойств, содержит кремнийсодержащие функциональные группы, загрязнениям, таким как человеческие экскременты и т.п., трудно соединиться с изделием, используемым одновременно с водой, содержащей большое количество ионов металла, например, растворимого кремния, и поэтому легко производится его очистка.

В данном случае жидкость для обработки для придания водоотталкивающих свойств предпочтительно является жидкостью, не имеющей соединенных между собой кремнийсодержащих функциональных групп. Как показали результаты экспериментов авторов, усиливаются эффекты устойчивости к загрязнению, а именно устойчивость к загрязнению накипью, устойчивость к загрязнению красками для волос, износоустойчивость и устойчивость к щелочам. Если кремнийсодержащие функциональные группы жидкости для обработки для придания водоотталкивающих свойств соединены между собой, количество кремния увеличивается, что приводит к отложению кремниевой кислоты, образующей в пленке сетчатую структуру, и загрязнение может в нее внедриться.

Жидкость для обработки для придания водоотталкивающих свойств предпочтительно имеет фторуглеродные группы на концах молекул, связанные с кремнийсодержащими функциональными группами. Как показали результаты экспериментов авторов, если фторуглеродные группы включены таким образом, водоотталкивающие свойства значительно усиливаются из-за небольшого критического поверхностного натяжения, создаваемого фторуглеродными группами. При этом получены значительные эффекты в отношении устойчивости к загрязнению накипью, устойчивости к загрязнению красками для волос и устойчивости к щелочам.

В данной работе фторуглеродная группа может быть группой -C_nF2_n+1 (n - натуральное число от 1≤n≤12). Как показали результаты экспериментов авторов, поскольку число атомов фтора становится большим, а фторсилан является объемным, получены значительные эффекты в отношении устойчивости к загрязнению накипью, устойчивости к загрязнению красками для волос, износоустойчивости и устойчивости к щелочам.

Жидкость для обработки для придания водоотталкивающих свойств может быть жидкостью, образованной посредством смешивания первого реактива и второго реактива, причем первый реактив является продуктом совместного гидролиза в гидрофильном растворителе органического соединения кремния, содержащего перфторалкильную группу, и метилполисилоксанового соединения, содержащего гидролизуемую группу, а второй реактив является смесью органополисилоксана и сильной кислоты. В данном случае присутствующие в первом реактиве органическое соединение кремния, содержащее перфторалкильную группу, и метилполисилоксановое соединение, содержащее гидролизуемую группу, соединяются с гидроксильными группами, присутствующими на поверхности глазурованного слоя, в результате реакции дегидратации или реакции дегидрогенизации, так что первый реактив может быть использован в качестве компонента, содержащего кремнийсодержащие функциональные группы для защиты гидроксильных групп.

Причина, по которой в качестве компонента первого реактива используется органическое соединение кремния, содержащее перфторалкильную группу, состоит в том, что значительный эффект устойчивости к загрязнению также проявляется в виде водоотталкивающего эффекта из-за высокого критического поверхностного натяжения фторуглеродных групп, так что обеспечиваются значительные эффекты устойчивости к загрязнению накипью, устойчивости к загрязнению красками для волос и устойчивости к щелочам. Причина, по которой в качестве компонента первого реактива используется метилполисилоксановое соединение, содержащее гидролизуемую группу, состоит в достижении значительных эффектов устойчивости к загрязнению накипью, загрязнению красками для волос и устойчивости к щелочам.

Второй реактив является смесью органополисилоксана и сильной кислоты. Причина, по которой в качестве компонента второго реактива используется органополисилоксан, состоит в том, что из-за малого критического поверхностного натяжения алкильных групп возникают эффекты устойчивости к загрязнению, такие как устойчивость к загрязнению губной помадой и износоустойчивость. Причина, по которой в качестве компонента второго реактива используется сильная кислота, состоит в том, что если обработка для придания устойчивости к загрязнению производится с использованием жидкости для обработки для придания водоотталкивающих свойств, приготовленной по способу согласно первому изобретению, то сильная кислота эффективно действует в качестве катализатора связывания органического соединения кремния, содержащего перфторалкильную группу, и метилполисилоксанового соединения, содержащего гидролизуемую группу, являющихся компонентами первого реактива, с гидроксильными группами на поверхности глазурованного слоя.

Предполагается, что, когда первый реактив и второй реактив смешивают, силанольные группы продукта совместного гидролиза реагируют с органополисилоксаном и сильной кислотой с образованием силоксановых связей (Si-O-Si) в результате реакции дегидратации, так что образуется продукт присоединения, состоящий из множества молекул, соединенных между собой сложным образом. Поэтому считается, что жидкость для обработки для придания водоотталкивающих свойств, образующаяся при смешивании первого реактива и второго реактива, состоит не из отдельных молекул органического соединения кремния, содержащего перфторалкильную группу, метилполисилоксанового соединения, содержащего гидролизуемую группу, органополислоксана и т.п., а из продукта присоединения, образующегося при соединении этих молекул сложным образом, то есть из определенного вида полимера. Кроме того, продукт присоединения и поверхность основы прочно связаны посредством химических связей.

Согласно первому изобретению изделие, имеющее глазурованный слой, имеет на поверхности второго глазурованного слоя водоотталкивающий слой, содержащий водоотталкивающий компонент. Поскольку толщина водоотталкивающего слоя исключительно мала, а водоотталкивающий слой связан только с гидроксильными группами поверхности второго глазурованного слоя, считается, что антибактериальный эффект может быть реализован через дренажный слой.

Второе изобретение

Существует вероятность того, что на поверхности обычного керамического изделия могут образоваться дефекты, а твердость его поверхности недостаточна, так как оно имеет один глазурованный слой. Поэтому оно обладает тем недостатком, что из-за наличия дефектов существует вероятность образования трещин и т.п. в глазурованном слое после удара. В частности, в случае керамического изделия, поверхности которого придано антибактериальное действие посредством импрегнирования глазурованного слоя антибактериальным металлом, таким как Ag и т.п., можно ожидать, что эта тенденция будет ярко выраженной, поскольку считается, что антибактериальный металл способствует развитию трещин. Также изделие обладает тем недостатком, что существует вероятность сцепления загрязнения с дефектами.

Второе изобретение является развитием известных из уровня техники решений, и достигаемая цель состоит в обеспечении изделия из армированной керамики, на поверхности которого затруднено образование дефектов.

Изделие из армированной керамики по второму изобретению состоит из заготовки керамического изделия и глазурованного слоя, сформированного на поверхности заготовки. Изделие отличается тем, что глазурованный слой содержит первый глазурованный слой, содержащий первый глазурный материал, и второй глазурованный слой, содержащий второй глазурный материал, который сформирован на наружной поверхности первого глазурованного слоя и имеет меньший коэффициент линейного теплового расширения, чем первый глазурованный слой.

В изделии из армированной керамики по второму изобретению, в связи с тем, что коэффициент линейного теплового расширения второго глазурованного слоя меньше коэффициента линейного теплового расширения первого глазурованного слоя, второй глазурованный слой испытывает сжимающее напряжение из-за усадки первого глазурованного слоя в процессе плавления слоев первого и второго глазурных материалов и в процессе остывания первого и второго глазурованных слоев на стадии обжига. Поэтому второй глазурованный слой уплотняется и приобретает высокую поверхностную твердость, и на поверхности глазурованного слоя затруднено образование дефектов. Поэтому в изделии из армированной керамики по второму изобретению затруднено образование трещин в глазурованном слое и т.п., обусловленных наличием дефектов. Сцепление загрязнения с дефектами также затруднено, поскольку затруднено образование дефектов.

Изделие из армированной керамики по второму изобретению может иметь на заготовке керамического изделия три глазурованных слоя или более. Например, в том случае, когда оно имеет три глазурованных слоя, самый нижний слой соответствует первому глазурованному слою, промежуточный слой соответствует второму глазурованному слою и одновременно соответствует первому глазурованному слою по отношению к верхнему слою, а верхний слой соответствует второму глазурованному слою.

В изделии из армированной керамики по второму изобретению предпочтительно, чтобы заготовка керамического изделия имела больший коэффициент линейного теплового расширения, чем первый глазурованный слой. В этом случае не только второй глазурованный слой испытывает сжимающее напряжение от первого глазурованного слоя, но и первый глазурованный слой испытывает сжимающее напряжение от заготовки керамического изделия в процессе спекания материала заготовки, в процессе плавления слоев глазурного материала и в процессе охлаждения заготовки керамического изделия и глазурованных слоев на стадии обжига, за счет чего уплотняется не только второй глазурованный слой, но и первый глазурованный слой. Поэтому в изделии из армированной керамики по второму изобретению в глазурованном слое затруднено образование трещин и т.п.

В изделии из армированной керамики по второму изобретению предпочтительно, чтобы разница между коэффициентами линейного теплового расширения первого глазурованного слоя и второго глазурованного слоя находилась в интервале от 1×10^-7 до 1×10^-6/°С. В том случае, когда разница между коэффициентами линейного теплового расширения первого глазурованного слоя и второго глазурованного слоя меньше нижней границы указанного интервала, невозможно получить желаемую твердость поверхности. С другой стороны, когда она больше верхней границы указанного интервала, сжимающее напряжение, которое испытывает второй глазурованный слой под действием первого глазурованного слоя, становится слишком большим и создает возможность разрушения второго глазурованного слоя. В частности, согласно результатам экспериментов авторов, целесообразно, чтобы разница между коэффициентами линейного теплового расширения первого глазурованного слоя и второго глазурованного слоя находилась в интервале от 2×10^-7 до 5×10^-7.

В этом случае предпочтительно, чтобы соотношение размеров по толщине первого глазурованного слоя и второго глазурованного слоя находилось в интервале от 10/1 до 30/1. Даже в том случае, если внешний вид второго глазурованного слоя является плохим из-за включения в него антибактериального металла, например, Ag и т.п., удается получить такую поверхность, которая практически не отличается по внешнему виду от поверхности в том случае, когда сформирован только первый глазурованный слой. Соответственно, можно получить изделие из армированной керамики, имеющее превосходный внешний вид.

Регулированием состава и толщины второго глазурованного слоя можно затруднить интерференцию света на поверхности раздела с первым глазурованным слоем, следовательно, предотвратить иридесценцию. Кроме того, в зависимости от состава второго глазурованного слоя, он формируется в виде кристаллизированного стекловидного материала, в результате чего становится непрозрачным.

Предпочтительно, чтобы разница между коэффициентами линейного теплового расширения заготовки керамического изделия и первого глазурованного слоя находилась в интервале от 1×10^-7 до 1×10^-6/°С. В том случае, когда разница между коэффициентами линейного теплового расширения заготовки керамического изделия и первого глазурованного слоя меньше нижней границы указанного интервала, невозможно получить желаемую прочность. С другой стороны, когда разница превышает верхнюю границу указанного интервала, сжимающее напряжение, которое испытывает первый глазурованный слой под действием заготовки керамического изделия, становится слишком большим и создает возможность разрушения первого глазурованного слоя. В частности, согласно результатам экспериментов авторов, целесообразно, чтобы разница между коэффициентами линейного теплового расширения заготовки керамического изделия и первого глазурованного слоя находилась в интервале от 2×10^-7 до 5×10^-7.

Согласно результатам экспериментов авторов в изделии из армированной керамики по второму изобретению второй глазурованный слой должен содержать большее количество калия и меньшее количество натрия, чем первый глазурованный слой. Калий имеет больший ионный радиус, чем натрий. Поэтому предполагается, что при образовании глазурованного слоя на керамическом изделии по второму изобретению ионы натрия, содержащиеся во втором глазурованном слое, подвергаются ионному обмену на ионы калия, содержащиеся в первом глазурованном слое, что приводит к появлению сжимающего напряжения во втором глазурованном слое, за счет чего повышается его прочность.

В том случае, когда в одном из глазурованных слоев распределен антибактериальный металл для придания керамическому изделию антибактериальных свойств, существует вероятность того, что антибактериальный металл разрыхлит стекловидный материал, что приведет к образованию трещин. Поэтому изделие из армированной керамики по второму изобретению имеет лучшие свойства, если антибактериальный металл содержится во втором глазурованном слое. Поскольку второй глазурованный слой, содержащий антибактериальный металл, уплотнен, можно предотвратить развитие трещин во втором глазурованном слое из-за включения антибактериального металла. В изделии из армированной керамики по второму изобретению, поскольку антибактериальный металл из всех глазурованных слоев содержится только во втором глазурованном слое, концентрацию антибактериального металла на наружной поверхности можно увеличить даже при использовании меньшего количества антибактериального металла, чем в обычном изделии, за счет чего можно добиться большего антибактериального эффекта. Кроме того, можно предотвратить ненужное расходование антибактериального металла.

В качестве антибактериального металла в данном случае могут быть использованы металлы, сходные с металлами по первому изобретению.

Кроме того, в изделии из армированной керамики по второму изобретению предпочтительно, чтобы на наружной поверхности второго глазурованного слоя был сформирован водоотталкивающий слой, содержащий водоотталкивающий компонент. Даже если на поверхность, имеющую небольшое количество дефектов, попадает вода, содержащая большое количество загрязняющих компонентов, загрязнение поверхности изделия затруднено из-за водоотталкивающего эффекта и имеет место значительный эффект устойчивости к загрязнению.

В этом случае может быть проведена такая же стадия обработки для придания водоотталкивающих свойств, как и в первом изобретении.

Способ изготовления изделия из армированной керамики по второму изобретению включает подготовительную стадию, состоящую в приготовлении материала основы, пригодного для формирования заготовки керамического изделия, и глазурного материала, пригодного для формирования глазурованного слоя на поверхности заготовки керамического изделия, стадию глазурования, состоящую в формировании слоя глазурного материала, содержащего глазурный материал, на поверхности заготовки, и стадию обжига, состоящую в обжиге материала основы и слоя глазурного материала с получением керамического изделия, состоящего из заготовки керамического изделия и глазурованного слоя. Способ отличается тем, что глазурный материал содержит первый глазурный материал, который наносят на поверхность материала основы, и который образует первый глазурованный слой, и второй глазурный материал, который наносят на наружную поверхность первого глазурного материала, и который образует второй глазурованный слой, имеющий меньший коэффициент линейного теплового расширения, чем первый глазурный слой. Изделие из армированной керамики по второму изобретению может быть изготовлено по способу изготовления согласно второму изобретению.

В способе изготовления изделия из армированной керамики по второму изобретению на стадии глазурования можно сформировать слой первого глазурного материала, содержащий первый глазурный материал, а затем на поверхности слоя первого глазурного материала сформировать слой второго глазурного материала, содержащий второй глазурный материал. В изделии из армированной керамики по второму изобретению, полученном таким образом, первый глазурный материал проникает в поверхность материала основы, так как первый глазурный материал наносят на материал основы с образованием слоя первого глазурного материала. Первый глазурный материал, проникший в материал основы, также образует первый глазурованный слой внутри керамического изделия, сформованного из материала основы. Поэтому первый глазурованный слой прочно соединен с заготовкой керамического изделия. Кроме того, в изделии из армированной керамики, поскольку второй глазурный материал наносят на слой первого глазурного материала с образованием слоя второго глазурного материала, второй глазурный материал проникает в слой первого глазурного материала, за счет чего первый глазурованный слой и второй глазурованный слой оказываются плотно сцепленными между собой, а также можно предотвратить образование трещин, возникающих на поверхности их раздела. Стадию обжига обоих слоев можно провести одновременно, и за счет этого можно добиться снижения производственных затрат.

Кроме того, в способе изготовления армированного керамического изделия по второму изобретению предпочтительно, чтобы первый глазурный материал содержал калий, а второй глазурный материал содержал натрий. Поскольку радиус иона калия больше, чем радиус иона натрия, при использовании таких первого и второго глазурных материалов ионы натрия, содержащиеся во втором глазурном материале, подвергаются ионному обмену на ионы калия, содержащиеся в первом глазурном материале. Соответственно, можно получить армированное керамическое изделие по второму изобретению, которое имеет второй глазурованный слой, содержащий большее количество калия и меньшее количество натрия, чем первый глазурованный слой.

В способе изготовления изделия из армированной керамики по второму изобретению второй глазурный материал может содержать антибактериальный металл. Таким образом, можно получить изделие из армированной керамики, обладающее антибактериальным действием.

Кроме того, в способе изготовления изделия из армированной керамики по второму изобретению допустимо, чтобы второй глазурный материал после расплавления, т.е. в расплавленном состоянии, обладал большей вязкостью, чем первый глазурный материал. Дегазификация при обжиге происходит равномерно, за счет чего можно предотвратить образование пузырей в изделии из армированной керамики, а также снизить скорость диффузии антибактериального металла из второго глазурованного слоя в первый глазурованный слой при обжиге, чтобы изготовить изделие из армированной керамики, имеющее на поверхности концентрацию антибактериального металла, поддерживаемую на высоком уровне.

Далее, способ изготовления изделия из армированной керамики по второму изобретению может включать стадию обработки для придания водоотталкивающих свойств, состоящую в том, что поверхность глазурованного слоя подвергается обработке для придания ей водоотталкивающих свойств. Таким образом, может быть изготовлено такое изделие из армированной керамики, на котором затруднено образование загрязнений.

Третье изобретение

В случае об