CN105439608B - 无机抗菌陶瓷球及其制备方法、无机抗菌盒和净水设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无机抗菌陶瓷球、制备该无机抗菌陶瓷球的方法、具有该无机抗菌陶瓷球的无机抗菌盒和净水设备，其中无机抗菌陶瓷球包括质量分数为1‑10％的银‑二氧化硅抗菌剂和90‑99％的基料，其中所述银‑二氧化硅抗菌剂中银的质量分数为10‑50％，二氧化硅的质量分数为50‑90％。根据本发明实施例的无机抗菌陶瓷球，通过控制抗菌剂中银和二氧化硅的比例，使得无机抗菌陶瓷球具有抑菌和杀菌双重功效，可以有效抑制细菌的生长，并且抑菌时间长，水体流经无机抗菌陶瓷球之后不易滋生细菌。

Description

无机抗菌陶瓷球及其制备方法、无机抗菌盒和净水设备

技术领域

本发明涉及净水技术领域，具体地，涉及一种无机抗菌陶瓷球、制备该无机抗菌陶瓷球的方法、具有该无机抗菌陶瓷球的无机抗菌盒和净水设备。

背景技术

细菌、霉菌无时无刻都在威胁着人类的身体健康，随着生活水平的提高，人们对生活用品的抗菌防霉要求日益提高，抗菌防霉已经成为生活中密切关注的一个问题，在各类抗菌制品中，无机抗菌陶瓷制品以其优良的耐高温、耐酸碱腐蚀、无毒安全、在潮湿温热的环境中仍具备良好的抗菌、抑菌和防霉功能而受到人们的广泛青睐。如净水器过滤体系、压力罐、饮水机水箱、加湿器等产品都是经常与水接触的，在潮湿、高温，密闭的环境中最容易滋生细菌和霉菌，这类产品直接用来净化饮用水或空气，其安全性能与人们的身体健康息息相关，而到目前为止该类产品都没有很好解决细菌滋生、长霉等问题，如2011年5月30日国家卫生部发出《关于公布不合格涉水卫生安全产品的公告》，公告中通报了多家净水器品牌包含11种进口净水器被查出菌落超标等质量问题。饮水产品储水箱细菌滋生问题也一直是大家关注的问题，净饮水器二次污染问题一直都没有得到有效解决。

目前行业内用于此类产品的抗菌技术主要有紫外线杀菌和臭氧杀菌，但这两种技术并没有从源头上解决细菌、霉菌滋生问题，而是待细菌生长出来后再杀死，并且被杀灭的细菌及其代谢产物残留在水体中，随着水体的流出，最终进入人体，这些细菌残体及代谢产物对人体是有害的。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本发明提出一种无机抗菌陶瓷球，该无机抗菌陶瓷球抗菌抑菌效果好。

本发明还提出一种制备上述无机抗菌陶瓷球的方法。

本发明另外又提出一种具有上述无机抗菌陶瓷球的无机抗菌盒。

本发明还提出一种具有上述无机抗菌盒的净水设备。

根据本发明第一方面实施例的无机抗菌陶瓷球，包括质量分数为1-10％的银-二氧化硅抗菌剂和90-99％的基料，其中所述银-二氧化硅抗菌剂中银的质量分数为10-50％，二氧化硅的质量分数为50-90％。

根据本发明实施例的无机抗菌陶瓷球，通过控制抗菌剂中银和二氧化硅的比例，使得无机抗菌陶瓷球具有抑菌和杀菌双重功效，可以有效抑制细菌的生长，并且抑菌时间长，水体流经无机抗菌陶瓷球之后不易滋生细菌。

另外，根据本发明实施例的无机抗菌陶瓷球，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述银-二氧化硅抗菌剂中银的质量分数为15-20％，二氧化硅的质量分数为80-85％。

根据本发明的一个实施例，所述基料为天然沸石和高岭土的至少一种。

根据本发明的一个实施例，所述无机抗菌陶瓷球为粒径1-10mm的微孔结构球体。

根据本发明第二方面实施例的制备无机抗菌陶瓷球的方法，包括以下步骤：S1：提供1-10重量份的基料和90-99重量份的银-二氧化硅抗菌剂，并将其混匀，得到混合物料，其中所述银-二氧化硅抗菌剂中银的质量分数为10-50％，二氧化硅的质量分数为50-90％；S2：将所述混合物料制备成多个球体，S3：将成型后的球体在预定温度下煅烧，得到粒径为1-10mm的微孔结构无机抗菌陶瓷球。

根据本发明的一个实施例，所述预定温度为1100℃-1250℃。

根据本发明第三方面实施例的无机抗菌盒，包括：盒体，所述盒体内限定有腔室，所述盒体设有多个与所述腔室导通的通孔；和根据上述实施例所述的无机抗菌陶瓷球，所述无机抗菌陶瓷球设在所述腔室内且所述无机抗菌陶瓷球的径向尺寸大于所述通孔的直径。

根据本发明的一个实施例，所述盒体包括：下盖，所述下盖内限定有上端敞开的所述腔室；和上盖，所述上盖安装在所述下盖上并封闭所述腔室，所述上盖设有多个间隔开布置的所述通孔。

根据本发明第四方面实施例的净水设备，包括：盛水装置；和根据上述实施例所述的无机抗菌盒，所述无机抗菌盒安装在所述盛水装置内。

根据本发明的一个实施例，所述无机抗菌盒中所述无机抗菌陶瓷球的总体积为所述盛水装置的容积的1-3％。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的制备无机抗菌陶瓷球的方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的无机抗菌盒的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的净水设备的结构示意图。

附图标记：

无机抗菌盒100；下盖10；通孔101；上盖20；

净水设备200；前置陶瓷活性炭复合抑菌滤芯201；后置陶瓷活性炭复合抑菌滤芯202；进水端21；PP棉滤芯22；过滤膜24；压力罐26。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“轴向”、“周向”、“径向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面首先描述根据本发明实施例的无机抗菌陶瓷球。

根据本发明实施例的无机抗菌陶瓷球包括质量分数为1-10％的银-二氧化硅抗菌剂和90-99％的基料，其中所述银-二氧化硅抗菌剂中银的质量分数为10-50％，二氧化硅的质量分数为50-90％。

换言之，根据本发明实施例的无机抗菌陶瓷球至少由1-10重量份的银-二氧化硅抗菌剂和90-99重量份的基料组成，其中，银-二氧化硅抗菌剂中银的含量占银-二氧化硅抗菌剂的含量的10-50％，剩余的则为二氧化硅。具体地，无机抗菌陶瓷球可以形成为球状结构，无机抗菌陶瓷球的主体主要由基料构成，银-二氧化硅抗菌剂通常均匀分布在基料的内外表面。

无机抗菌陶瓷球的抗菌原理主要为：利用银-二氧化硅抗菌剂均匀地分布于材料的内外表面，能长时间抑制细菌滋生，水体流经材料后不易滋生细菌，水体中的细菌会被吸附到材料的外表面或内表面、通过静电作用破坏细菌细胞壁，进而与巯基反应破坏细菌蛋白质起到抑菌杀菌双重功效，由于无机抗菌陶瓷球具备持续抑菌杀菌的能力，因此可以应用到净水领域，能够抑制过滤体系滤芯及管道内细菌滋生，使净水设备的出水水质满足生活饮用水卫生安全标准。

由此，根据本发明实施例的无机抗菌陶瓷球，通过控制抗菌剂中银和二氧化硅的比例，使得无机抗菌陶瓷球具有抑菌和杀菌双重功效，从源头上抑制细菌的生长，在其寿命期间具有持续抑菌杀菌功效，可以有效抑制细菌的生长，并且抑菌时间长，水体流经无机抗菌陶瓷球之后不易滋生细菌。

优选地，根据本发明的一个实施例，银-二氧化硅抗菌剂中银的质量分数为15-20％，二氧化硅的质量分数为80-85％。由此，该成分组成的无机抗菌陶瓷球的抗菌抑菌效果更好。

基料的材料可以为本领域常用的陶瓷材料，可选地，根据本发明的一个实施例，所述基料为天然沸石和高岭土的至少一种。进一步地，所述无机抗菌陶瓷球为粒径1-10mm的微孔结构球体。由此，该微孔结构的无机抗菌陶瓷球能够大大增加水与抗菌活性材料的接触面积，有效抑制细菌的生长。

下面结合具体实施例描述根据本发明的无机抗菌陶瓷球的抗菌抑菌效果，抗菌效果测定方法参考JC 897-2002抑菌陶瓷抗菌性能测定。

实施例1：无机抗菌陶瓷球中银-二氧化硅抗菌剂的质量比为1％，天然沸石的质量比为99％，银-二氧化硅抗菌剂中银的质量比为10％，二氧化硅的质量比为90％。

实施例2：无机抗菌陶瓷球中银-二氧化硅抗菌剂的质量比为10％，高岭土的质量比为90％，银-二氧化硅抗菌剂中银的质量比为50％，二氧化硅的质量比为50％。

实施例3：无机抗菌陶瓷球中银-二氧化硅抗菌剂的质量比为5％，高岭土的质量比为95％，银-二氧化硅抗菌剂中银的质量比为15％，二氧化硅的质量比为85％。

实施例4：无机抗菌陶瓷球中银-二氧化硅抗菌剂的质量比为8％，天然沸石的质量比为92％，银-二氧化硅抗菌剂中银的质量比为20％，二氧化硅的质量比为80％。

对比例：高岭土制备而成的陶瓷球。

材料的抑菌测试方法为：采用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌进行加标，制成10⁵-10⁶cfu/mL菌液，将空白样陶瓷球(对比例)和本发明的无机抗菌陶瓷球(被试样品，实施例1-4)放入250mL锥形瓶，加入95ml磷酸缓冲溶液与5ml菌液，于36℃振荡24h，取1mL振摇后的样液，用稀释平板涂布法计算细菌总数，测定空白样平均菌落数和被试样品平均菌落数，并按如下公式计算抗菌陶瓷球的抗菌率：

抗菌陶瓷的抗菌率(％)＝(空白样平均菌落数－被试样品平均菌落数)/空白样品平均菌落数×100％。

各组陶瓷球的抗菌率如下表：

表1各组陶瓷球的抗菌率

组别	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比例
						抗菌率(％)	98.2	99.3	98.9	99.7	2.3

通过上述实施例可以看出，根据本发明实施例的采用了特定比例的银-二氧化硅抗菌剂的无机抗菌陶瓷球可以有效抑制细菌的生长，并且抑菌时间长，水体流经无机抗菌陶瓷球之后不易滋生细菌。

下面结合附图具体描述根据本发明实施例的无机抗菌陶瓷球的制备方法。

如图1所示，根据本发明实施例的制备无机抗菌陶瓷球的方法包括以下步骤：

S1：提供1-10重量份的基料和90-99重量份的银-二氧化硅抗菌剂，并将其混匀，得到混合物料，其中所述银-二氧化硅抗菌剂中银的质量分数为10-50％，二氧化硅的质量分数为50-90％；

S2：将所述混合物料制备成多个球体，

S3：将成型后的球体在预定温度下煅烧，得到粒径为1-10mm的微孔结构无机抗菌陶瓷球。

其中，基料可以为天然沸石和高岭土的至少一种，银-二氧化硅抗菌剂中银的质量分数可以优选为15-20％，二氧化硅的质量分数为80-85％，所述预定温度优选为1100℃-1250℃。由此，通过该方法制备得到的无机抗菌陶瓷球能够大大增加水与抗菌活性材料的接触面积，有效抑制细菌的生长，并且制备方法简单可行。

如图2所示，根据本发明实施例的无机抗菌盒100包括盒体和根据本发明上述实施例的无机抗菌陶瓷球，其中，盒体内限定有腔室，盒体设有多个与腔室导通的通孔101。无机抗菌陶瓷球设在腔室内且无机抗菌陶瓷球的径向尺寸大于通孔101的直径。

具体地，盒体包括下盖10和上盖20，下盖10内限定有上端敞开的腔室，上盖20安装在下盖10上并封闭腔室，上盖20设有多个间隔开布置的通孔101。

由此，根据本发明实施例的无机抗菌盒100，通过在其腔室内设置无机抗菌陶瓷球，无机抗菌陶瓷球通过上盖20上的通孔101与水接触，起到抑制细菌、霉菌滋生、藻类生长的作用，可以防止水体产生异味，并且无机抗菌陶瓷球不会从无机抗菌盒100内漏出，使用方便。

如图3所示，根据本发明实施例的净水设备200包括盛水装置和根据上述实施例的无机抗菌盒100，无机抗菌盒100安装在盛水装置内。其中，盛水装置可以是前置陶瓷活性炭复合抑菌滤芯201或者后置陶瓷活性炭复合抑菌滤芯202。

优选地，根据本发明的一个实施例，无机抗菌盒100中无机抗菌陶瓷球的总体积为盛水装置的容积的1-3％。也就是说，无机抗菌陶瓷球的用量为盛水装置的盛水质量的1％-3％，即10g-30g/L水中使用0.1g的无机抗菌陶瓷球。

具体地，根据本发明实施例的净水设备200包括进水端21、PP棉滤芯22、前置陶瓷活性炭复合抑菌滤芯201、过滤膜24、后置陶瓷活性炭复合抑菌滤芯202和压力罐26。

其中，进水端21的自来水从PP棉滤芯22下端进入，净化后的水从PP棉滤芯22上端流出，PP棉滤芯22主要是去除水中的泥沙、铁锈等颗粒悬浮物质。

经PP棉滤芯22净化后的水从前置陶瓷活性炭复合抑菌滤芯201下端进入，净化后从前置陶瓷活性炭复合抑菌滤芯201上端流出，前置陶瓷活性炭复合抑菌滤芯201中装有无机抗菌陶瓷球和活性炭，抗菌陶瓷球的用量为10％-30％，可抑制细菌的滋生，防止水体中细菌进入过滤膜24，日积月累形成生物膜，堵塞、腐蚀滤芯。前置陶瓷活性炭复合抑菌滤芯201主要吸附的余氯、有机物质、异味物质，防止滋生细菌水体产生异味；

过滤膜24为RO膜滤芯或NF膜滤芯或UF膜滤芯，经前置陶瓷活性炭复合抑菌滤芯201净化后的水从过滤膜24下端流入，经过净化后从过滤膜24上端流出，RO膜滤芯及NF膜滤芯主要是截留水中的离子、细菌和病毒等物质，UF膜滤芯主要是截留水中细菌和病毒等物质。

经过滤膜24净化后的水从后置陶瓷活性炭复合抑菌滤芯202下端进入，经过净化后从后置陶瓷活性炭复合抑菌滤芯202上端流出，后置陶瓷活性炭复合抑菌滤芯202中装有无机抗菌陶瓷球，抗菌陶瓷球的用量为10％-30％，后置陶瓷活性炭复合抑菌滤芯主要是起到抑制细菌增长，改善水质口感的作用；

压力罐26，根据过滤系统设计需要，配备压力罐26，压力罐26主要用于闭式水循环系统中，起到平衡水量及压力的作用，避免安全阀频繁开启和自动补水阀频繁补水。压力罐26中设计了无机抗菌陶瓷球盒，主要是防止细菌、霉菌以及藻类物质滋生；

在一些具体实施方式中，RO膜与纳滤膜前需要增压泵来提高水压，水分子才能穿过RO膜或是纳滤膜，水从前置陶瓷活性炭复合抑菌滤芯201上端流出，经过增压泵增压后，从过滤膜24下端进入下一级净化。

根据本发明实施例的净水设备的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种无机抗菌盒，其特征在于，包括盒体和无机抗菌陶瓷球，所述盒体内限定有腔室，所述盒体设有多个与所述腔室导通的通孔，所述无机抗菌陶瓷球设在所述腔室内且所述无机抗菌陶瓷球的径向尺寸大于所述通孔的直径；

其中，所述盒体包括：下盖和上盖，所述下盖内限定有上端敞开的所述腔室；所述上盖安装在所述下盖上并封闭所述腔室，所述上盖设有多个间隔开布置的所述通孔；

所述无机抗菌陶瓷球包括：质量分数为1-10％的银-二氧化硅抗菌剂和90-99％的基料，其中所述银-二氧化硅抗菌剂中银的质量分数为10-50％，二氧化硅的质量分数为50-90％。

2.根据权利要求1所述的无机抗菌盒，其特征在于，所述银-二氧化硅抗菌剂中银的质量分数为15-20％，二氧化硅的质量分数为80-85％。

3.根据权利要求1所述的无机抗菌盒，其特征在于，所述基料为天然沸石和高岭土的至少一种。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的无机抗菌盒，其特征在于，所述无机抗菌陶瓷球为粒径1-10mm的微孔结构球体。

5.一种净水设备，其特征在于，包括：

盛水装置；和

根据权利要求1所述的无机抗菌盒，所述无机抗菌盒安装在所述盛水装置内。

6.根据权利要求5所述的净水设备，其特征在于，所述无机抗菌盒中所述无机抗菌陶瓷球的总体积为所述盛水装置的容积的1-3％。