[发明专利]同时具备抗污及抗菌功能的高温陶瓷釉药、陶瓷釉面及其制法

说明书

本发明有关一种可在高温烧制的陶瓷釉药，该釉药在以一般陶业施布的方法喷覆在陶瓷生胚后，可在高温与胚体一次烧成，使烧成后的釉面可同时具备抗污及抗菌的功能。

一般陶瓷产品，如餐具、磁砖、卫浴器材等的制造方式，是先将粘土、长石、石英等陶瓷粉末颗粒经混合、球磨、成形、烧成等步骤，作成陶瓷胚体，陶瓷生胚的表面会忠实的反应出模具表面的粗糙程度及所使用陶瓷粉末颗粒的外貌及大小；也就是说，起始原料的颗粒愈大表面的粗糙度也将愈大。

一般陶瓷产品的表面皆会被施加上一层釉药(如图1所示)，釉药的原料1与胚体原料2的主要成份大同小异，釉药被喷覆于胚体上的厚度约0.3～0.5mm，在烧成后釉药的玻璃相会较多，而藉此玻璃相的流动使胚体的表面烧成后的釉层3较为平滑且光亮(如图2所示)，釉层中存在有气泡4。釉药中又常加入色料，使釉面除能覆盖颜色较黄的胚体外，更能产生不同颜色，达到美观的目的。

但因釉药的原料也是同陶瓷原料粉末一样，须经混合、球磨等步骤准备，所以釉层表面的粗糙程度亦受其原料颗粒大小的影响，当然也会同时受到胚体表面的粗糙度影响，再加上在烧成时，胚体及釉面皆会收缩，造成表面常有凹凸不平及针孔等缺陷的存在。这些凹凸不平的表面及针孔将会成为产品在使用中污物及细菌的积存位置，这些污物及细菌会不断累积及繁殖，使得陶瓷产品的表面肮脏，而须常常以涮洗及盐酸酸洗等方式才能除去污物及细菌，造成许多不便。

针对这方面的缺点，市面已有具备防污的陶瓷产品，也有具备抗菌的陶瓷产品。然而，抗污的产品在釉药方面为各制造公司know-how，并没有公开；而抗菌产品多为含有银的无机化合物及二氧化钛微粒。二氧化钛为一种具光触媒效应的陶瓷氧化物，紫外光可激发二氧化钛而释放出电子，并可进而分解与其接触的有机物质，使细菌无法滋生、繁衍而达到抗菌的效果。含银的无机化合物亦被广泛的使用为抗菌剂。这两种抗菌剂已分别成功的被使用在一些产品上，但不能被应用于高温下以能将其烧附在产品的釉层中、或其表面上。这是因为二氧化钛会与釉药中的粘土及长石等原料结合而起作用，进而溶入玻璃结构中，而不再是二氧化钛。银的熔点仅有960℃，在960℃以上烧成时液态银的蒸气压很高，故在1000℃以上烧成时会大量挥发，而造成表面的银皆挥发掉了；如此其表面不再有银存在，而失去了抗菌功能，故目前市面上的抗污、或抗菌陶瓷产品皆先于高温烧成，然后再以二次加工方式将抗菌剂施敷于釉层表面，接着以较低温烧附的方式制备，造成制程复杂、制造成本较高，相关产品价格较贵。

本发明人因鉴于陶瓷产品皆须在高温下烧成，且陶瓷产品(尤其是卫生陶瓷，如马桶、洗脸盆等)与我们的日常生活息息相关，所以其表面的清洁对使用者的安全及卫生皆有极大的影响。故而投入大量经费，经过长时间的研究，发明出一种新的釉药配方；这种釉药可以一般传统的施布方式将其直接喷覆于胚体上，且可与陶瓷胚体一次高温烧成。不须于高温烧成后再在陶瓷产品表面上施以喷覆工程及烧成，故具有施工容易、制造成本低廉的特色，而烧成后的细致釉面品质因具有非常平坦的粗糙度，致使一般污物不易附着表面而达到其抗污功效。且因此釉药优异的高温稳定性而能将抗菌剂保持下来，使得此抗污釉面能够同时具有抗菌的功能。

本发明的目的是提供以特殊的釉药配方及精密的原料粉体颗粒大小控制工程，调配制作而成的抗污、抗菌高温釉药，制出的陶瓷釉面及其制法。

应用于一般陶瓷制品的釉药的化学组成是大同小异的，然而由于不同用途的陶瓷制品(如壁砖、地砖、艺术陶瓷、卫生陶瓷、餐具用陶瓷……)，其制程中的烧成温度不同(950℃至1300℃)，加温速率与高温恒温时间亦有所差异；所以，应用在不同用途的陶瓷制品的釉药化学组成皆须经过些许调整以能完全符合其烧成条件。以下所列是它们经常含有的化学组成及组成的比例范围：

主成份：釉层玻璃质的主要结构成份

        SiO₂：55wt％(重量百分比)至75wt％

        Al₂O₃：5wt％至10wt％，

副成份：釉药调配所需助熔剂或乳浊剂的成份

CaO ：6wt％至9wt％，

ZrO₂：3wt％至5wt％，

ZnO ：3wt％至5wt％，

K₂O ：2wt％至3wt％，

Na₂O：1wt％以下，

微量成份：存在于主成份及副成份原料中的微量成份

MgO：1wt％至1.5wt％，