摘要：本文主要阐述了卫生陶瓷的定义、产品种类及生产卫生陶瓷产品的工艺流程；卫生陶瓷行业的生产技术现状；以及国内卫生陶瓷技术创新思路的探讨。通过分析表明，我国卫生陶瓷还有很多地方需要创新，经过技术创新，可解决生产过程中的质量、技术、装备等存在的问题，使企业能正常生产发展；通过寻找与国外同行的行业差距，寻找国内卫生陶瓷企业生产短板，寻求技术和装备的引进、消化和创新；利用科研成果转化，将基础研究成果转化为卫生陶瓷应用技术，从而进行技术创新；经过政府的引导、企业家运作、科研技术人员的积极投入，使我国由卫生陶瓷生产大国变为技术创新强国。
关键词：卫生陶瓷；工艺流程；技术创新
1卫生陶瓷的定义、产品种类及卫生陶瓷产品的生产工艺流程
1.1 卫生陶瓷定义
所谓卫生陶瓷，即采用粘土类及其它矿物作为原料，经过粉碎制浆、注浆成形、干燥、施釉、煅烧而得到的用作卫生设施的有釉陶瓷制品。与塑料、搪瓷、人造石等其它材质的制品相比，卫生陶瓷具有易清洁、美观、寿命长等特点。近年来，纳米易洁、抗菌、节水等新型卫生陶瓷制品相继问世。
1.2 卫生陶瓷产品的种类
（1） 瓷质卫生陶瓷
瓷质卫生陶瓷的吸水率≤0.5%，按使用种类分为：坐便器、洗面器、小便器、蹲便器、净身器、洗涤槽、水箱、小件卫生陶瓷等八大类。
（2） 陶质卫生陶瓷
陶质卫生陶瓷的吸水率为8.0%～15.0%，按使用种类分为：洗面器、不带存水弯小便器、净身器、洗涤槽、水箱、浴缸与淋浴盆、小件卫生陶瓷等七大类。
1.3 卫生陶瓷产品生产的工艺流程
卫生陶瓷产品生产的工艺流程见图1。
2卫生陶瓷行业的生产技术现状
由于中国市场潜力巨大，日本、德国、美国、西班牙等国外著名的卫生陶瓷企业纷纷在中国投资建厂，抢占中国的高档卫生陶瓷市场。国内外各品牌企业争相加大力度，创新产品，以适应市场需求，增加效益、增强竞争力。
改革开放后，中国卫生陶瓷产品，无论从品种、档次和规模都有较大的发展。随着中国经济发展，房地产行业也蓬勃发展，中国的卫生陶瓷行业也获得了飞速发展，原有的陶瓷企业不断整合，新的卫生陶瓷企业也不断出现。
但建材行业原料消耗大、能耗高、污染严重、职业卫生环境差等生产现状，迫切需要通过加强行业管理和技术创新进行突破和改善，充分发挥科技进步和创新发展对建材行业转变经济发展方式的引领作用。
2.1 政府对卫生陶瓷行业的引导和监控
目前，国内卫生陶瓷产品同质化现象严重，低水平小作坊生产企业大量存在，价格促销战愈演愈烈，对“高能耗、高污染、高成本”的陶瓷产业，部分地区出台拉闸限电政策。佛山陶瓷产业整治，说明了陶瓷行业的发展需要新的技术创新和方向，围绕卫生陶瓷产品、技术和企业清洁生产，国家相继出台了一系列标准和法规。
2006年，中国质量认证中心颁布由中国标准化研究制定的CSC/T 34.1、34.2、34.3-2006《中国节水产品认证技术要求》，政府进行强制性采购。
2006年8月23日，国家环境保护总局发布HJ/T 296-2006《环境标志产品技术要求卫生陶瓷》，标志着卫生陶瓷产品顺序进行环境标志认证，才能进入中国绿色采购网。
2008年，由国家发展与改革委员会、国家环境保护总局颁布实施了《陶瓷行业清洁生产指标评价体系》，明确清洁生产是社会可持续发展的必然选择。
2011年1月，由中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会发布GB25502-2010《坐便器用水效率限定值及用水效率等级》。
2011年2月，由咸阳陶瓷研究设计院负责起草的国家标准《建筑卫生陶瓷单位能耗评价体系和监测方法》进行研讨审核。
从以上国家标准和法律法规可以看到，进入卫生陶瓷生产企业的门槛越来越高，产品研发与生产管理的难度越来越大，从而便于投资卫生陶瓷行业的企业更加慎重。
2.2 卫生陶瓷产品的节水现状
节水已上升到国家的一个战略，也是消费者选购时衡量产品功能品质的一项相当重要的指标。据2010年、2011年国家卫生陶瓷抽查结果显示，仍有近百分之十的企业产品不符合国家标准，更不用说达到节水产品的技术标准。
产品的结构造型开发是卫生陶瓷产品的最重要也是最基础的工艺环节，它直接决定了卫生陶瓷生产企业的技术水平，但目前国内的卫生陶瓷企业基本都停留在手工作业阶段。依据经验进行造型开发和功能创新，生产企业之间相互高薪聘用产品和模具结构开发师，使得开发时间长、投入费用高、产品稳定性差。
2.3 卫生陶瓷的浆釉料配料技术
浆釉料的配料技术水平，直接决定生产的成败。浆料的干燥收缩和烧成收缩直接决定产品的造型尺寸，也影响产品管道功能；浆料的性能参数，如比重、流动性、触变性、吸浆厚度、干燥性能等直接决定成形的收坯率和烧成的优等合格率，也影响成形作业人员的工作时间；浆料配方的化学成分决定烧成温度的高低，影响产品烧成能耗，也决定产品的中吸水率指标达标与否。同时，浆、釉与窑炉的烧成温度也要配合适应。
卫生陶瓷行业供应的原料标准化程度差，原料的稳定性也差，特别是坯用原料，不同矿点、甚至同一矿点不同时间所进原料质量的稳定性都差，这需要我们的浆釉料工程师既要有专业的理论知识，又要有丰富的实际生产经验，才能因地制宜，并能根据气候灵活调整配方。但目前各生产企业的浆釉料技术人员所存在的缺点为技术创新性差。
2.4 卫生陶瓷的模具制作技术
目前，国内卫生陶瓷生产厂家的模具制作流程一般都是由结构开发师开发原型（根据浆料收缩放大比例），再制作石膏母模，然后注浆，烧出产品合格后再翻制固胎树脂模，再用树脂模翻制工作石膏模。但树脂模的结构分块缺乏科学性，造成所生产的石膏模具合缝大，生产漏浆严重，影响产品的尺寸和功能，影响成形作业人员的劳动效率，也造成生产现场职业环境差；树脂模结构分块的不合理也带来倒制石膏模具的劳动强度大。
目前，倒制石膏模都是手工解石膏袋，人工倒石膏粉，倒模工的劳动强度大、生产效率低下。而且使用石膏模作为成形模具，消耗石膏原料量大，使用人工倒模、拉模、烘干、装模、丢模等，使得劳动强度增大。
2.5 卫生陶瓷的成形工艺
目前，卫生陶瓷的成形工艺均是采用以石膏为成形模具，采用地摊式或上线人力作业成形方式完成，需要搬动模具、产品、人工处理半成品等作业，属于劳动密集型、高劳动强度和劳动职业环境较差的行业，人工成本占总成本的比重也相对较高，有些品牌低端、价值低的企业其人工成本占到总生产成本的50%。
2.6 卫生陶瓷的装饰喷釉装备和技术
目前，卫生陶瓷的装饰喷釉都是采用喷枪进行人工喷釉作业，对人员的技术要求高，对釉浆的性能要求相对比较低，通过喷釉技工技能的提高来弥补釉料性能波动造成的不稳定。
2.7 卫生陶瓷的烧成窑炉
目前，国内在某些陶瓷区域，还是有相当多的企业使用长100m、内宽2m左右的隧道窑，甚至采用60m3、100 m3、120 m3梭式窑等进行卫生陶瓷的烧成，能耗相当高，没有形成规模经济效益。
3卫生陶瓷技术创新思路的探讨
3.1 卫生陶瓷新产品开发技术创新
（1） 通过采用先进的Pro/E等工程技术设计软件，可以直接将需研发产品的构思变成空间三维模型图，直观、快捷。产品的一般性技术要求为：坐圈尽寸、水箱大小、盖板开启、水件安装、管径大小与形状、模具分块等因素均可以在电脑上进行模拟，减少后期模具制作与生产时的不必要的反复修改工作，加快新产品研发速度。采用三维计算机辅助设计、计算机辅助工程及计算机辅助制造，取代传统的二维设计和手工模具体制造的开发流程，使产品设计更为精确合理，模具分块简单合理，保证产品内在品质与功能。
（2） 节水功能是陶瓷便器的主要功能，目前国内卫生陶瓷产品真正达到一级水效仍在10%以下，节水功能的技术创新是目前卫生陶瓷企业的主要创新目标。
（3） 智能化、结构简单的冲落式结构、无水箱便器，以及采用卫生陶瓷为主要材料的多种材料组合产品开发，将是卫生陶瓷产品未来的技术创新方向。
（4） 产品结构设计更加简单，人员操作更加方便。因为产品结构设计从模具制作、成形生产、喷釉、烧成、分级和包装等各生产环节均可利用机械化和自动化设备。
3.2 卫生陶瓷浆釉料研发技术创新
对浆釉料硅酸盐物质的物理与化学性能进行常规性的基础研究，调整浆釉料的化学组成与配比，降低烧成温度，降低能耗、节能减排是卫生陶瓷行业发展的技术创新主题，实现低能耗和清洁生产，按照国家清洁生产要求组织生产是企业生存的必备条件。
目前，卫生陶瓷的高可塑性原料，一般用的都是广东的黑泥，但由于资源日益缺乏和紧张，从消耗优质原料到选择普通的粘土原料，并试制选用合适的浆釉料添加剂，调整浆料性能进行技术创新是摆在企业研发人员面前的一个重要研究课题。
对于国内卫生陶瓷企业，需进一步提高产品的质量，如：陶瓷的防污性、陶瓷釉面的耐磨性、陶瓷产品的后期抗龟裂性等，这也是企业与学校进行联合研究和开发的方向。
3.3 卫生陶瓷倒制石膏模具的树脂模技术创新
树脂模的技术创新主要有以下三个方面。
（1） 树脂模具的材料也要有专业的技术指标衡量并进行进料检验，以保证材料的使用寿命，特别是要达到树脂模具不变形的要求，以满足模具质量的稳定和合格。
（2） 树脂模专业设计师根据实际操作作业，并进行结构分块的计算机辅助设计，同时结合材料的性能分布以达到印模倒制的合理性，保护树脂模具，延长树脂模的使用寿命。
（3） 降低石膏倒模作业人员的劳动强度、简化工艺流程是目前生产迫切需要解决的问题。树脂模结构设计的技术创新，就是最大程度地利用机械化以降低倒模人员的劳动强度，提高工作效率。
3.4 卫生陶瓷注浆成形模具和机械化技术创新
根据现有使用的石膏模具从上浆、放浆、模具的转动、半成品的粘接、半成品的传输等进行机械化和自动化作业，以减少作业人员的现场工作时间，减少劳动力，降低作业人员的劳动强度。
利用中高压非石膏模具材料进行技术创新取代石膏模具，并通过机械化和自动化提高成形作业人员的劳动效率，降低天然石膏资源的消耗，减少使用后废弃石膏的排放。
3.5 卫生陶瓷喷釉装备技术创新
由于卫生陶瓷喷釉员工培训时间长、作业环境差、人员招聘难度增加，因此加强釉浆性能的研究，利用机械手和静电喷釉进行喷釉装备技术创新是喷釉工序技术的一个重要突破方向。
3.6 卫生陶瓷的烧成技术创新
结合节能、提高烧成效率、缩短烧成周期、提升陶瓷产品的烧成质量等方面，注重应用高科技与新技术，以创新性思维为指导，研制出窑炉关键性设备，如喷嘴、各种耐材、监测仪器及信息处理等新产品。许多窑炉产品的各个部件由数十家企业共同生产组装完成。一台先进的窑炉集合燃烧技术、材料技术、节能技术、电脑信息处理与自动控制技术等各领域的研究成果，其技术创新主要体现如下：
（1） 窑炉采用高速烧嘴，燃烧气流速度快，使高温气流能在宽断面的窑内高速搅动，保证窑内的温度上下左右的均匀，保证窑内产品质量的稳定。
（2） 采用了新型轻质隔热砖、陶瓷纤维作为砌筑材料，窑体轻、蓄热少、热效率高，完全达到烧成的清洁生产。
（3） 烧成产品进出窑、排烟风机、助燃风机、急冷风机、慢冷风机、窑压、温度、气氛等信息均实现电脑自动控制和调节，从而使窑炉的热工参数自动处理、自动控制得以实现。
4结语
我国卫生陶瓷行业的产品品质在相关部门抽检评比中达到甚至超过国外的知名品牌，但在现场管理、企业技术研究、技术装备等方向与国际知名卫生陶瓷企业还有一定的差距，在规模化生产上还有待加强。我国的企业生产集中度与国外相比较差，能源消耗高、污染严重。因此，我国卫生陶瓷的技术创新需要政府的支持、需要国内机电供应商的积极参与、需要国内大型卫生陶瓷企业和科研院所的共同投入参与。相信通过不断的技术创新，会使我国的卫生陶瓷行业像建筑陶瓷一样在技术上有不断创新，在原料加工设备、成形模具、喷釉设备、烧成窑炉等方面也盼望有世界一流机电供应商企业出现，可使我国的卫生陶瓷行业步入健康良性发展，成为世界卫生陶瓷技术创新强国。
