CN102381866A - 一种竹炭陶容器的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于盛水、过滤水或防潮的竹炭陶容器。一种竹炭陶容器的制备工艺，将竹炭粉和粘土混合，竹炭粉和粘土的粒径在80目以下，并且去除竹炭粉和粘土中含铁的成份；坯料陈腐后通过冲压机压制成坯体；将烧结前的坯体外表面进行打磨，堵塞坯体外表面的孔道；烧结过程中，将坯体置于围板内，并且通过竹炭粉填满密封。该竹炭陶容器的制备工艺的优点是生产效率高，含炭量和成品率高，用于泡茶也不会使茶水变色，并且采用环保的方式解决了竹炭陶容器渗水的问题。

Description

一种竹炭陶容器的制备工艺

技术领域

本发明涉及一种用于盛水、过滤水或防潮的竹炭陶容器。

背景技术

竹炭陶容器是一种含竹炭粉的陶器，即其烧制前的原料中加入了竹炭粉。竹炭陶产品的特点是通体呈黑色或深灰色，破裂面也为黑色或灰色。竹炭陶的显著特征是孔道发达，吸附性好，吸水性强，这是其与一般瓷器的根本区别。用竹炭陶容器盛水、过滤水，可以净化水质，具体是：1吸附饮用水中对人体有害的余氯、农药残留以及铅、镉、汞等重金属污染物，杀灭细菌；2溶出对人体有益的矿物质钾、镁、钙、铁、磷、锰等，供人体吸收，补充人体的微量元素，同时调节饮用水的酸碱度，使饮用水趋向弱碱性；3用来泡茶，泡咖啡等，可去除苦涩味，味道更清纯，存放时间更长。用竹炭陶容器做防潮容器，可吸收水分，保持容器内干燥，防止内置物品霉变。现有的竹炭陶容器制备工艺如下：将粘土和竹炭粉末混合后溶在水中，搅拌后进行沉淀；沉淀后排尽水，去除悬浮物和沉淀杂质，通过手工拉胚、填模灌浆或滚压等手段，使坯料成型，再对成型坯的表面进行修饰、打光、雕刻等，并自然风干，然后装入窖中(一般是土窑或煤气窑)，经1000度左右的高温烧制而成。现有的竹炭陶容器制备工艺存在的不足是：1.利用传统工艺，手工成分多，机械化程度低，生产效率低，产量不高；2.竹炭陶容器要发挥其吸附、净化作用，完全取决于含炭量的高低，现有工艺制得的竹炭陶含炭量低；3.由于烧制的窑体内不同部位有温差，烧制成型后的竹炭陶容器尺寸会有差别，影响成品率；4.由于粘土和竹炭粉中都含有铁元素，烧制后铁仍然存在竹于竹炭陶容器中，用竹炭陶容器盛水时铁遇茶水中的鞣酸会生成紫黑色的鞣酸铁，使茶水变黑，严重影响了竹炭陶容器的应用；5.竹炭陶容器不仅吸水性好，同时也会渗水，目前解决竹炭陶容器渗水的方法是在竹炭陶容器外表面上釉或者喷涂陶瓷涂料等，不环保，尤其是上釉，竹炭陶的烧结温度只能是中低温，而中低温釉里会含铅，严重威胁人身健康和安全，非常不适合用于竹炭陶容器的使用。

发明内容

为了解决上述现有竹炭陶容器存在的上述不足，本发明目的是公开一种生产效率高，含炭量高，成品率高，盛水不会渗水和使茶水变黑的竹炭陶容器的制备工艺。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种竹炭陶容器的制备工艺，将竹炭粉和粘土混合，再加入水搅拌均匀后用真空练泥机抽真空炼泥制得坯料，坯料陈腐后于制作坯体，然后高温烧结而成，竹炭粉和粘土的粒径在80目以下，并且去除竹炭粉和粘土中含铁的成份；坯料陈腐后通过冲压机压制成坯体；将烧结前的坯体外表面进行打磨，堵塞坯体外表面的孔道；烧结过程中，将坯体置于围板内，并且通过竹炭粉填满密封。

作为优选，按形状尺寸和竹炭陶烧制后的收缩率制作模具，在冲压机上按模具把坯料冲压成型，压力在5-50兆帕之间。

作为优选，密封用竹炭粉的粒径在80目以下，炭粉越细，漏进空气的可能性越小，竹炭粉能起到两个作用：一是隔绝空气，二是假如有微量空气进入，竹炭粉会先与空气发生氧化反应，消耗掉空气中的氧气，保护竹炭陶坯体不被氧化，并且增加了竹炭陶的含炭量。

作为优选，围板由金属或碳化硅制成，围板能起到支撑、隔断的作用。

作为优选，所述粘土是紫金土或陶土，采用紫金土的竹炭陶烧结温度是1000-1100度之间，采用陶土的竹炭陶烧结温度是750-850度之间。烧结温度偏低，强度不够；温度偏高，坯体就会瓷化，吸水率迅速降低。

作为优选，按重量百分比，竹炭粉10％-80％，紫金土20％-90％，其烧结方法是：坯体在80℃左右，保温约3-4小时；以10℃/min的升温速度，加热到550℃到600℃，保温约2-3小时；以20℃/min的升温速度，热到1050℃左右，保温3小时，随炉冷却。按重量百分比，竹炭粉10％-80％，陶土20％-90％，其烧结方法是：坯体在80℃左右，保温约3-4小时；以10℃/min的升温速度，加热到450℃保温约1小时；以15℃/min的升温速度，加热到600℃，保温约1小时；以20℃/min的升温速度，热到800℃左右，保温2-3小时，随炉冷却。按上述方法烧制的竹炭陶容器，同时兼具吸水性和吸附净化效果，烧制的竹炭陶容器强度高，尤其是不易变形和吸水率高，具体是仅变形影响成品率一项就比传统的烧制方法提高10％以上，吸水率提高15％以上。

作为优选，将烧制完成的竹炭陶容器用车床或打磨机对竹炭陶的内外圆、表面平整度、长短尺寸进行修整，解决烧制后的竹炭陶尺寸存在误差的问题。

采用了上述技术方案的竹炭陶容器的制备工艺，优点是减少了手工操作，生产效率高；烧结工艺特殊，含炭量和成品率高，生产成本低，用于泡茶也不会使茶水变色，并且采用环保的方式解决了竹炭陶容器渗水的问题。

具体实施方式

实施例：一种竹炭陶容器的制备工艺，竹炭粉和粘土混料，竹炭粉和粘土的粒径在80目以下，通过磁选机分离出粘土和竹炭粉中含铁的成分，使炭陶坯料基本不含铁元素和含铁化合物，制得的竹炭陶容器用于泡茶不会使茶水变色，即解决了铁遇茶水中的鞣酸会生成紫黑色鞣酸铁的问题。加入水搅拌均匀，用真空练泥机抽真空炼泥，制得坯料，这种坯料厚重严实，制得的炭陶致密牢固，坯料密封后陈腐24小时以上就可用于制作坯体。该方法代替了传统的“溶化、均和、沉淀、去杂、提纯”的制备方法，加工效率大大提高。

制作坯体采用冲压机压制，坯料陈腐后通过冲压机压制成坯体，按照竹炭陶器的形状尺寸和竹炭陶容器烧制后的收缩率制作模具，在冲压机上按模具把坯料冲压成型，压力在5-50兆帕之间，压制的炭陶坯体外形规整，成型速度极快，生产效率非常高。

将烧结前的竹炭陶坯体外表面进行打磨，堵塞竹炭陶坯体外表面的孔道。具体是用硬质的棒体如玻璃棒、铁棒、硬木棒、塑料棒等，把竹炭陶坯体外表面(四周和底部)整个都打磨一遍，堵塞表面的所有孔道，直至表面光滑并出现亮光。竹炭陶容器内表面未经打磨，仍具有透水性，起到净化水质的作用，而外边面经过打磨后，孔道被堵塞，水就渗透不出来。该方法天然环保，既保持了竹炭陶容器的吸水性，又解决了不渗水的问题。

在高温烧结窑方面，采用隧道窑和辊道窑，通入惰性气体保护达到抗氧化目的，烧结速度大大提高，减少了劳动强度，节约了人力成本。为了防止竹炭陶在烧结过程中接触空气被氧化，除了在窑内充入氮气等气体保护方法外，还使用围板埋烧的方法。用金属或碳化硅等制作围板，将竹炭陶坯体放在围板内，并在围板内坯体的四周填满竹炭粉，然后封盖严实不透气，再放入窑内进行烧制，围板能起到支撑、隔断内外的作用。竹炭粉使用80目以下，竹炭粉越细，漏进空气的可能性越小，竹炭粉能起到两个作用：一是隔绝空气，二是假如有微量空气进入，竹炭粉会先与空气发生氧化反应，消耗掉空气中的氧气，保护竹炭陶坯体不被氧化，并且增加了竹炭陶的含炭量，尤其是保证了竹炭陶体的颜色均匀。不会发生的炭陶坯体和外面的围板或填塞物相互反应产生色差和影响竹炭陶体其它性能的情况。传统的烧结方法，碳或多或少被氧化掉一些，采用方法比气体保护烧制方法成品率更高、被氧化程度低，能确保添加在竹炭陶坯体里的竹炭含量80％以上能保存下来，同时操作更方便和安全，成本也低。

竹炭陶容器的吸水性与烧制温度直接相关，不同的配方，特别是不同的粘土，为了使竹炭陶达到一定的烧结硬度，烧结温度和工艺是不同的，竹炭粉加紫金土或瓷土中的哥泥的烧结温度是1000-1100度，而竹炭粉加陶土的烧结温度则是750-850度，烧结温度偏低，强度不够；温度偏高(瓷土一般是1200度)，坯体就会瓷化(玻化)，吸水率迅速降低。将不同的坯料先进行专业仪器的测试，测定其烧结曲线，并制定对应的烧结制度，按照这个烧结制度来控制不同阶段的烧制温度和对应时间。为了同时兼具吸水性和竹炭陶容器的吸附净化效果，采用了以下的工艺。

按重量百分比，竹炭粉10％-80％，紫金土20％-90％，其中优选70％的紫金土加30％的竹炭粉混合，其烧结方法是：坯体在80℃左右，保温约3-4小时；以10℃/min的升温速度，加热到550℃到600℃，保温约2-3小时；以20℃/min的升温速度，热到1050℃左右，保温3小时，随炉冷却。

按重量百分比，竹炭粉10％-80％，陶土20％-90％，其中优选70％陶土加30％竹炭粉，其烧结方法是：坯体在80℃左右，保温约3-4小时；以10℃/min的升温速度，加热到450℃保温约1小时；以15℃/min的升温速度，加热到600℃，保温约1小时；以20℃/min的升温速度，热到800℃左右，保温2-3小时，随炉冷却。按上述方法烧制的竹炭陶容器，强度高，尤其是不易变形并且吸水率高，具体是仅变形影响成品率一项就比传统的烧制方法提高10％以上，吸水率提高15％以上。

将金属加工的原理运用到竹炭陶的后续加工处理上，用车床和打磨机对竹炭陶的尺寸进行修整，例如内外圆、表面平整度、长短尺寸等，解决烧制后的竹炭陶尺寸存在误差的问题。

竹炭陶烧结后一般是灰黑色的，虽然古朴，但也单调，在打磨修饰后应用一些颜料(如丙烯等)，在其表面上进行喷涂或绘制彩图，从而全部或部分改变其表面的色彩，增加美观度。

竹炭陶容器可以用于盛水、过滤水或防潮，具体可以是水杯、功夫茶具、餐具、水盆、水池、炖锅、杯子内胆、过滤器、物料罐、食品罐、筷子筒、牙具筒、皂盒、骨灰盒等。

Claims (8)

1.一种竹炭陶容器的制备工艺，将竹炭粉和粘土混合，再加入水搅拌均匀后用真空练泥机抽真空炼泥制得坯料，坯料陈腐后于制作坯体，然后高温烧结而成，其特征在于竹炭粉和粘土的粒径在80目以下，并且去除竹炭粉和粘土中含铁的成份；坯料陈腐后通过冲压机压制成坯体；将烧结前的坯体外表面进行打磨，堵塞坯体外表面的孔道；烧结过程中，将坯体置于围板内，并且通过竹炭粉填满密封。

2.根据权利要求1所述的一种竹炭陶容器的制备工艺，其特征在于按形状尺寸和竹炭陶烧制后的收缩率制作模具，在冲压机上按模具把坯料冲压成型，压力在5-50兆帕之间。

3.根据权利要求1所述的一种竹炭陶容器的制备工艺，其特征在于密封用竹炭粉的粒径在80目以下。

4.根据权利要求1所述的一种竹炭陶容器的制备工艺，其特征在于围板由金属或碳化硅制成。

5.根据权利要求1所述的一种竹炭陶容器的制备工艺，其特征在于所述粘土是紫金土或陶土，采用紫金土的竹炭陶烧结温度是1000-1100度之间，采用陶土的竹炭陶烧结温度是750-850度之间。

6.根据权利要求5所述的一种竹炭陶容器的制备工艺，其特征在于按重量百分比竹炭粉10％-80％，紫金土20％-90％，其烧结方法是：坯体在80℃，保温3～4小时；以10℃/min的升温速度，加热到550℃到600℃，保温2-3小时；以20℃/min的升温速度，加热到1000-1100度之间，保温3小时，随炉冷却。

7.根据权利要求5所述的一种竹炭陶容器的制备工艺，其特征在于按重量百分比竹炭粉10％-80％，陶土20％-90％，其烧结方法是：坯体在80℃，保温3～4小时；以10℃/min的升温速度，加热到450℃保温1小时；以15℃/min的升温速度，加热到600℃，保温1小时；以20℃/min的升温速度，加热到750-850度之间，保温2-3小时，随炉冷却。

8.根据权利要求1所述的一种竹炭陶容器的制备工艺，其特征在于将烧制完成的竹炭陶容器用车床或打磨机对竹炭陶的内外圆、表面平整度、长短尺寸进行修整。