專利名稱：具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的微孔陶瓷濾芯，用于水的凈化處理。
背景技術(shù)：
據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)告發(fā)展中國(guó)家3/4的農(nóng)村人口中，1/3的城市人口得不到安全衛(wèi)生的飲用水。我們?nèi)祟愔杏?0％的疾病和1/3的死亡率與飲用水不潔有關(guān)，每年因飲用水不潔直接或間接引起的死亡人數(shù)達(dá)2500萬(wàn)人。
目前，我國(guó)淡水資源十分緊缺，又受到城市生活污水、工業(yè)廢水水體的污染；固體廢棄物對(duì)水體的污染；酸雨對(duì)水體的污染；污水灌溉與大量使用農(nóng)藥化肥對(duì)水體的污染；以及溫室效應(yīng)引發(fā)的海平面上升，導(dǎo)致海岸帶河口地區(qū)海水倒灌、咸潮入侵對(duì)淡水體的影響和破壞等等，都加劇了我國(guó)飲用水環(huán)境的惡化。
飲用水的質(zhì)量直接影響著人們的身體健康。目前市場(chǎng)上的純凈水，一般取材于地下水或自來(lái)水，運(yùn)用過(guò)濾法、蒸餾法、離子交換法、電滲析法、反滲透法等技術(shù)處理制成，去除了雜質(zhì)，得到了凈化，但同時(shí)也將人體需要的微量元素一起除掉了，隨之出現(xiàn)了礦化技術(shù)。經(jīng)礦化處理后的水含有了豐富的礦化物質(zhì)和微量元素，較好地解決了這一問題。但是，應(yīng)用中又發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌又成了人們的關(guān)注點(diǎn)，如何一并解決飲用水的抗菌、礦化和活化問題成了擺在我們面前的新課題。
本發(fā)明的目的在于提供一種具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，使用該濾芯，能夠獲取飲用抗菌、礦化和活化水，利于身體健康。
本發(fā)明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經(jīng)配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為硅藻土50～75％、多功能健康陶瓷材料8～20％、消失物5～10％、粘結(jié)劑5～15％、純堿1.5～5％；多功能健康陶瓷材料為我們公司與河北工業(yè)大學(xué)聯(lián)合研制的新材料產(chǎn)品，已獲得專利權(quán)，專利號(hào)為ZL02125487.7，其重量百分組成為SiO240.0～70.0％、Al2O310.0～18.0％、Fe2O30.5～2.5％、Na2O 1.5～3.0％、K2O0.1～5.5％、CaO 0.1～9.0％、ZnO 4.0～8.0％、B2O31.0～2.4％、MgO 0～4.0％、余量為稀土氧化物及其不可避免的雜質(zhì)。
硅藻土為食品級(jí)硅藻土，選用過(guò)200～600目篩的粉料更好。
消失物為經(jīng)過(guò)高溫煅燒會(huì)消失的物質(zhì)，常用的有纖維素、木質(zhì)素、淀粉、塑膠和活性炭等，選用其中的一種即可。纖維素有甲基纖維素、乙基纖維素、丙基纖維素、醋酸纖維素等，木質(zhì)素有木屑、木末等。應(yīng)用時(shí)，根據(jù)需要留有的空隙大小確定消失物的粒徑大小，粒徑控制為0.1～2微米適宜。
粘結(jié)劑提供成型強(qiáng)度，可以選用無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，也可以使用有機(jī)粘結(jié)劑，最為通常方便的首選為粘土，由塑性粘土提供成型強(qiáng)度，常用的有蘇州土、萊蕪粘土和新泰粘土等，優(yōu)選蘇州土。
純堿可以為陶瓷提供部分氧化鈉，并降低燒結(jié)溫度。
制備方法按照陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)的常規(guī)方法進(jìn)行即可，將各種配料混合研磨，根據(jù)不同的濾芯形狀選用不同的模具，采用注漿或壓制成型等常規(guī)陶瓷成型方法成型，然后干燥、在600～1300℃溫度下煅燒，燒成制得本發(fā)明濾芯產(chǎn)品。在高溫?zé)蛇^(guò)程中，消失物消失，留下微孔。
本發(fā)明濾芯芯體和隔板可以采用硅藻土材料制成，硅藻土不會(huì)二次釋放對(duì)人體有害的物質(zhì)，是經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的水質(zhì)過(guò)濾材料。微孔陶瓷濾芯的正常可刷洗次數(shù)是100～120次，以一般家庭為例，陶瓷濾芯可使用2到5年，使用壽命是中空絲膜兩倍以上。
本發(fā)明微孔陶瓷濾芯具有較強(qiáng)的吸附和過(guò)濾效果，當(dāng)水通過(guò)微孔時(shí)，利用其特有的微孔結(jié)構(gòu)和強(qiáng)吸附功能可有效去除水中有機(jī)物、重金屬等雜質(zhì)，通常能夠去除63％-86％膠體物質(zhì)，50％左右的鐵，以及47％-60％的有機(jī)物質(zhì)。性能不同的活化顆粒分別對(duì)流經(jīng)的水進(jìn)行抗菌、激活、礦化和活化處理，使水得到全面改善，長(zhǎng)期飲用可促進(jìn)身體健康。
微孔陶瓷濾芯的抗菌原理眾所周知，OH基呈弱酸性，在堿性溶液中存在下列平衡。OH基的pK＝11.9，它在酸性條件下是強(qiáng)氧化劑，在堿性條件下是弱氧化劑，在與無(wú)機(jī)溶質(zhì)反應(yīng)時(shí)，OH基通常起氧化劑作用，通過(guò)簡(jiǎn)單的電子轉(zhuǎn)移可變成OH-離子；在與有機(jī)物反應(yīng)時(shí)，其氧化劑作用是無(wú)選擇性的，各種有機(jī)物均可被OH自由基分解。微孔陶瓷濾芯材質(zhì)內(nèi)部和表面上均勻分布著無(wú)數(shù)微小的無(wú)機(jī)抗菌材料，當(dāng)水經(jīng)過(guò)微孔陶瓷濾芯時(shí)，在水經(jīng)過(guò)的地方可產(chǎn)生大量羥基，這些大量OH基，通過(guò)攻擊細(xì)菌的細(xì)胞膜，破壞細(xì)菌的蛋白質(zhì)等途徑來(lái)殺死細(xì)菌及其他微生物，并抑制其繁殖。在殺死病菌的同時(shí)，大量的OH基作為強(qiáng)氧化劑可氧化分解掉細(xì)菌的殘骸，不存留任何污染物。
微孔陶瓷濾芯的活化水原理普通的飲用水為絡(luò)合大分子水，水的O-H鍵間的角約為105°。外界作用時(shí)，它們之間的鍵角容易發(fā)生變化。由于氧原子的負(fù)極性較大，氫原子的電子受氧原子的吸引，負(fù)極中心與正電荷中心不重合，整個(gè)水分子為極性分子。水分子間由于氫鍵的作用，不是以單個(gè)H2O存在的，而是彼此可以結(jié)合為大的水分子團(tuán)。一般水以60～120個(gè)水分子構(gòu)成分子團(tuán)存在。這種大分子簇團(tuán)，參與體內(nèi)生物化學(xué)反應(yīng)差，脂質(zhì)代謝差。這種水即使再純，也不能被人體及生物體體內(nèi)的細(xì)胞和染色體很好的吸收。同時(shí)，這種環(huán)形凝聚結(jié)構(gòu)的水，很容易包藏有毒有害的有機(jī)物，使人體的健康遭受損害。
本發(fā)明微孔陶瓷濾芯由于復(fù)合了多功能健康陶瓷材料，所以其具有較強(qiáng)的遠(yuǎn)紅外線輻射能力，當(dāng)普通水分子與其接觸的瞬間，輻射的強(qiáng)紅外線對(duì)水分子團(tuán)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，氫鍵被破壞，化學(xué)鍵斷裂，大的分子團(tuán)變小，成為只含5～6個(gè)水分子的小分子團(tuán)。同時(shí)使溶解于其中的有毒氣體釋放。水分子團(tuán)越小，活性越大，水質(zhì)越好，口感越好，具有很好的健康促進(jìn)功能，活化水外觀晶瑩剔透，口感好，因其分子結(jié)構(gòu)和活化特性，有很強(qiáng)的滲透力、擴(kuò)散力、溶解力、代謝力、排毒力和補(bǔ)氧功能，飲用活化水能快速調(diào)節(jié)人體電介質(zhì)平衡，易解渴，能解酒、解油膩，開胃、助消化、促進(jìn)新陳代謝。
經(jīng)過(guò)本發(fā)明微孔陶瓷濾芯處理的飲用水可達(dá)到以下質(zhì)量指標(biāo)(1)不含任何對(duì)人體有毒、有害及有異味的物質(zhì)；(2)水的硬度適中，50-200mg/L；(3)水中礦物質(zhì)含量及比例適合各地區(qū)的人體要求；(4)pH值呈微堿性(pH＝7.2-7.8)；(5)水中溶解氧及二氧化碳含量達(dá)到健康飲用水標(biāo)準(zhǔn)；(6)長(zhǎng)期保持小水分子團(tuán)(17O-NMR半峰寬≤85Hz)；(7)水的營(yíng)養(yǎng)、生理功能(如水的溶解力、滲透力、擴(kuò)散力、乳化力、洗凈力等)較強(qiáng)。
本發(fā)明濾芯與其它抗菌產(chǎn)品對(duì)水的處理性能情況對(duì)照比較表

本發(fā)明的微孔陶瓷濾芯的有關(guān)檢測(cè)情況經(jīng)南開大學(xué)對(duì)本發(fā)明微孔陶瓷濾芯的O17半峰寬檢測(cè)結(jié)論如下。把濾芯放到濾殼中固定后，接入正常壓力下的自來(lái)水，對(duì)經(jīng)該濾芯流出的水進(jìn)行O17的半峰寬的測(cè)試，測(cè)試時(shí)間為10分鐘，60分鐘和100小時(shí)，測(cè)試結(jié)果如下表。普通自來(lái)水的半峰寬為124.2Hz。
結(jié)論該微孔陶瓷濾芯能夠使普通自來(lái)水在短時(shí)間內(nèi)活化變成小分子水，保持長(zhǎng)時(shí)間不還原。
經(jīng)國(guó)家無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)本發(fā)明微孔陶瓷濾芯檢測(cè)，溶出硒、鍶、鈣、鎂、鉀和鐵、鋅等微量元素，不溶出鉛、砷、鎘、鉻和汞等重金屬元素。
經(jīng)國(guó)家建材工業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌進(jìn)行測(cè)試，該微孔陶瓷濾芯對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的24小時(shí)殺菌率達(dá)到99.9％。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1本發(fā)明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經(jīng)配料、成型后燒成制得將400目硅藻土粉末40千克、多功能健康陶瓷材料4.5千克、粒徑為0.5微米的甲基纖維素4千克、蘇州土4.5千克、純堿1千克和水45千克，分別放在球磨機(jī)中研磨、混料12小時(shí)；然后注漿成型；經(jīng)干燥后在1230℃的溫度下煅燒制成；經(jīng)磨削精加工后可以制成所要求形狀、規(guī)格的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯。
實(shí)施例2本發(fā)明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經(jīng)配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為過(guò)250目篩的硅藻土粉料60％、多功能健康陶瓷材料15％、粒徑為0.8微米的木質(zhì)素8％、蘇州土13％、純堿4％。
將配料加入到球磨機(jī)中進(jìn)行濕式混合研磨，澆注成型，經(jīng)干燥后在1200℃的溫度下煅燒制成，經(jīng)精加工后處理得成品。
實(shí)施例3本發(fā)明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經(jīng)配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為過(guò)500目篩的硅藻土粉料70％、多功能健康陶瓷材料12％、粒徑為1微米的纖維素5％、萊蕪粘土10％、純堿3％。
將配料加入到球磨機(jī)中進(jìn)行濕式混合研磨，澆注成型，經(jīng)千燥后在1250℃的溫度下煅燒制成，經(jīng)精加工后處理得成品。
實(shí)施例4本發(fā)明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經(jīng)配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為過(guò)550目篩的硅藻土粉料58％、多功能健康陶瓷材料18％、粒徑為1.5微米的木質(zhì)素6％、新泰粘土14％、純堿4％。
將配料加入到球磨機(jī)中進(jìn)行濕式混合研磨，澆注成型，經(jīng)干燥后在950℃的溫度下煅燒制成，經(jīng)精加工后處理得成品。
實(shí)施例5本發(fā)明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經(jīng)配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為過(guò)450目篩的硅藻土粉料69.4％、多功能健康陶瓷材料15％、粒徑為0.8微米的淀粉7％、萊蕪粘土7％、純堿1.6％。
將配料加入到球磨機(jī)中進(jìn)行濕式混合研磨，澆注成型，經(jīng)干燥后在1100℃的溫度下煅燒制成，經(jīng)精加工后處理得成品。
實(shí)施例6本發(fā)明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經(jīng)配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為過(guò)38篩的硅藻土粉料68％、多功能健康陶瓷材料14％、粒徑為1.2微米的纖維素7％、萊蕪粘土7.5％、純堿3.5％。
將配料加入到球磨機(jī)中進(jìn)行濕式混合研磨，澆注成型，經(jīng)干燥后在1150℃的溫度下煅燒制成，經(jīng)精加工后處理得成品。
實(shí)施例7本發(fā)明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經(jīng)配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為過(guò)350目篩的硅藻土粉料71.5％、多功能健康陶瓷材料10％、粒徑為1.8微米的塑膠5％、蘇州土10％、純堿3.5％。
將配料加入到球磨機(jī)中進(jìn)行濕式混合研磨，澆注成型，經(jīng)干燥后在1200℃的溫度下煅燒制成，經(jīng)精加工后處理得成品。
實(shí)施例8本發(fā)明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經(jīng)配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為過(guò)450目篩的硅藻土粉料56.8％、多功能健康陶瓷材料17％、粒徑為1.2微米的活性炭8％、新泰粘土14％、純堿4.2％。
將配料加入到球磨機(jī)中進(jìn)行濕式混合研磨，澆注成型，經(jīng)干燥后在1080℃的溫度下煅燒制成，經(jīng)精加工后處理得成品。
實(shí)施例9本發(fā)明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經(jīng)配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為過(guò)320目篩的硅藻土粉料62％、多功能健康陶瓷材料16％、粒徑為1.6微米的塑膠6％、萊蕪粘土12％、純堿4％。
將配料加入到球磨機(jī)中進(jìn)行濕式混合研磨，澆注成型，經(jīng)干燥后在1180℃的溫度下煅燒制成，經(jīng)精加工后處理得成品。
權(quán)利要求
1.一種具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經(jīng)配料、成型后燒成制成，其特征在于其配料重量百分組成為硅藻土50～75％、多功能健康陶瓷材料8～20％、消失物5～10％、粘結(jié)劑5～15％、純堿1.5～5％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，其特征在于多功能健康陶瓷材料的重量百分組成為SiO240.0～70.0％、Al2O310.0～18.0％、Fe2O30.5～2.5％、Na2O 1.5～3.0％、K2O0.1～5.5％、CaO 0.1～9.0％、ZnO 4.0～8.0％、B2O31.0～2.4％、MgO 0～4.0％、余量為稀土氧化物及其不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，其特征在于硅藻土為食品級(jí)硅藻土，過(guò)200～600目篩的粉料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，其特征在于消失物為纖維素、木質(zhì)素、淀粉、塑膠和活性炭中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，其特征在于消失物的粒徑控制為0.1～2微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，其特征在于粘結(jié)劑為粘土。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，其特征在于燒成溫度為600～1300℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的微孔陶瓷濾芯，其特征在于其配料重量百分組成為硅藻土50～75％、多功能健康陶瓷材料8～20％、消失物5～10％、粘結(jié)劑5～15％、純堿1.5～5％；經(jīng)配料、混料、成型后在600～1300℃溫度下煅燒制成。本發(fā)明微孔陶瓷濾芯主要用于對(duì)飲用水進(jìn)行精濾、抗菌和活化處理，同時(shí)可以去除水中的重金屬離子，充分去除水中的余氯、有機(jī)化學(xué)物質(zhì)、顏色與異味，通過(guò)使用該濾芯能夠獲取礦化、凈化和活化飲用水。該產(chǎn)品可應(yīng)用于凈水器、桶裝水和分質(zhì)供水等行業(yè)，也可以應(yīng)用于對(duì)水質(zhì)供應(yīng)有相應(yīng)要求的其它場(chǎng)合。
文檔編號(hào)B01D39/20GK1724112SQ20051004370
公開日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2005年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月2日
發(fā)明者梁金生, 梁廣川, 魏成章, 劉強(qiáng), 王家勝 申請(qǐng)人:淄博博納科技發(fā)展有限公司