CN109052749A - 一种负离子水的制造方法 - Google Patents

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张锏水
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Abstract

本申请涉及一种负离子水的制造方法，包括如下工序：1)、脱氧工序，将纯水的溶解氧气浓度降低至1ppm以下；2)、电解工序，向经过脱氧处理的纯水中加入溶液A，搅拌后，静置5h；然后对加入溶液A的纯水中进行电解；3)、过滤工序，将经过电解工序处理后位于阴极室一侧的纯水经由过滤膜B过滤数次；4)、稳定化工序，将经过过滤工序处理后的纯水置于密封的稳定槽中，加以4kg/cm2压力保持2‑3日，进行稳定化处理。

Description

一种负离子水的制造方法
技术领域
本申请涉及负离子水制造技术领域，尤其涉及一种负离子水的制造方法。
背景技术
离子水可分为正离子水和负离子水。离子水在使用过程中会因与空气或其他物质接触逐渐(还原)成为普通水。离子水和普通水相比其渗透压(强弱)、分子团(大小)，溶解度(大小)电导率(高低)、PH值(大小)、表面张力、密度、热导率、含氧量等都不尽相同。因此离子水的超理化学活性比普通水(含矿泉水、纯净水)强的多。离子水的独特的医疗保健，美容消炎、杀菌作用是普通水所没有的。
离子水是通过整水器利用活性炭作为过滤层，过滤自来水，使之净化达标(达到国家级水标准)，再通过膈膜电解生成两种极具超理活性的水。
现阶段，负离子水通常是化妆品、外用制品、以及医药制剂等组成物的调制水，这就要求其具有抗菌效果。
发明内容
本发明旨在提供一种用于调制既能保证对使用者的安全、又适合长期保存的制剂组成物以及用于食品卫生、医疗卫生、公共卫生、消毒防腐制品的负离子水的制造方法，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种负离子水的制造方法，包括如下工序：
1)、脱氧工序，将纯水的溶解氧气浓度降低至1ppm以下；
2)、电解工序
向经过脱氧处理的纯水中加入溶液A，搅拌后，静置5h；然后对加入溶液A的纯水中进行电解；
3)、过滤工序
将经过电解工序处理后位于阴极室一侧的纯水经由过滤膜B过滤数次；
4)、稳定化工序
将经过过滤工序处理后的纯水置于密封的稳定槽中，加以4kg/cm2压力保持2-3日，进行稳定化处理。
优选地，所述的脱氧工序中，使用离子交换膜法进行脱氧处理。
优选地，所述的电解是将电极置于经过加入溶液A的纯水中进行电解，把置放阴极板的阴极室一侧的纯水取出。
优选地，电解工序所述的溶液A中溶剂为CuCl2、KCl、MgCl2和醋酸铜，溶液为去离子水。
优选地，溶液A中，所述CuCl2、KCl、MgCl2和醋酸铜含量分别为0.01mol/L、0.004mol/L、0.008mol/L、0.003mol/L。
优选地，所述过滤膜B为一种聚酯纤维过滤膜，其由聚酯纤维织造而成，所述聚酯纤维以聚酯为基底，以抗菌剂、负离子发射剂为添加剂，其中包括4.8％的抗菌剂、6.9％的负离子发射剂，余量为聚酯；所述抗菌剂包括：纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球；所述负离子发射剂包括：电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
使用本方法制造的负离子水与其他负离子水相比，有优越的洗净力、防止带静电效果以及除臭效果等特点。
本发明方法制造的负离子水，尤其可用于环境、食品和医疗卫生等方面的消毒。
本申请附加的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，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明制造工艺流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本申请的实施例涉及一种负离子水的制造方法，参考图1，主要包括如下步骤：
1)、脱氧工序
使用离子交换膜法进行脱氧处理，将纯水的溶解氧气浓度降低至1ppm以下；
2)、电解工序
向经过脱氧处理的纯水中加入溶液A，搅拌后，静置5h；然后将电极置于加入溶液A的纯水中进行电解，把置放阴极板的阴极室一侧的纯水取出；
3)、过滤工序
将经过电解工序处理后位于阴极室一侧的纯水经由过滤膜B过滤数次；
4)、稳定化工序
将经过过滤工序处理后的纯水置于密封的稳定槽中，加以压力保持2-3日，进行稳定化处理。对纯水加压进行稳定化处理时，压力尽量保持在4kg/cm2，如能保持在12kg/cm2以上就更佳。
本发明经过各种试验，证明使用这一方法制造的负离子水可以在长时间内保持强碱性，具有持续杀菌能力；同时，这一负离子水在接触人体后，强碱性立即消失，因此对人体安全无害；并且，由于经过过滤工序，通过采用聚酯纤维作为过滤膜，其能够有效杀灭负离子水制备过程中的细菌，并增强负离子水的持续杀菌能力，取得了意料不到的技术效果。
在本发明中，该电解工序所述的溶液A中溶剂为CuCl2、KCl、MgCl2和醋酸铜，溶液为去离子水。
通过在电解工序中添加上述溶液A，能够促进电解时次氯酸、次氯酸盐等的产生，对于负离子水增强抗菌效果起到意料不到的技术效果。
优选地，上述溶液A中，CuCl2、KCl、MgCl2和醋酸铜含量分别为0.01mol/L、0.004mol/L、0.008mol/L、0.003mol/L。
在本发明中，该过滤膜B为一种聚酯纤维过滤膜，其由聚酯纤维织造而成，孔径为100～500μm，聚酯纤维直径为500μm；
具体的，该聚酯纤维以聚酯为基底，以抗菌剂、负离子发射剂为添加剂，通过熔融混纺制备得到。在含量方面，本申请得到的聚酯纤维中，包括4.8％的抗菌剂、6.9％的负离子发射剂，余量为聚酯。
如下涉及本技术方案的抗菌剂：
本申请的抗菌剂包括：纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球；
其中，该纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒粒径为200nm，其为Ag和Zn掺杂的纳米CuO多刺颗粒，Ag和Zn的掺杂质量分别为6％、3％。
一种优选实施方式为，该抗菌剂中，所述纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球的质量份数分别为：6份、11份。
如下涉及本技术方案的负离子发射剂：
所述负离子发射剂包括：电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球；
其中，所述电气石负离子粉粒径为50nm，所述硅藻土粒粒径为500nm，所述二氧化钛纳米颗粒粒径为100nm。
硅藻土是一种轻质多孔的白色水成岩，其主要化学成分含有硅、铝和铁等氧化物，具有良好的吸附性和化学惰性，同时具有良好的负离子特性。电气石同样是一种能够释放负离子的天然矿石，其被广泛用于环境保护、日常生活等许多领域，将电气石矿物超细粉加入纤维中，该纤维与人体接触后，能在皮肤表面产生无数微弱电流，刺激血液循环，调整自律神经，形成负离子效应。
本申请技术方案中，将电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒与ZnO/ZnCo2O4中空球混合、煅烧，得到负离子发射剂，由于上述物质形貌匹配，该负离子发射剂具有良好的负离子发射性能，取得了良好的技术效果。
一种优选实施方式为，该负离子发射剂中，所述电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球的质量份数分别为：20份、7份、3份、17份。
通过上述过滤工序，其能够对经过电解工序处理后的纯水进而二次抗菌处理，使得其抗菌效果大大增加。
优选地，上述ZnO/ZnCo2O4中空球呈多孔、中空结构，粒径为1.2μm，该ZnO/ZnCo2O4中空球是由ZnO和ZnCo2O4纳米颗粒组装而成，其中，ZnO和ZnCo2O4纳米颗粒的粒径为70nm，ZnO和ZnCo2O4纳米颗粒摩尔比为2:5。
具体的，如下为所述聚酯纤维的制备过程：
步骤1、制备分散剂ZnO/ZnCo2O4中空球
首先，按照乙醇和乙二醇的体积比为1:4，配置乙醇和乙二醇的混合溶剂40ml，将2mmol的六水合硝酸锌和2mmol的六水合硝酸钴溶解在混合溶剂中，经磁力搅拌5h后得到透明溶液，然后，将该透明溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，将反应釜密封后再恒温烘箱中170℃保持20h，自然冷却，将反应生成的沉淀用去离子水和乙醇离心清洗5次，然后再90℃干燥箱中烘干12h，将干燥的样品置于820℃的马弗炉中煅烧100min，得到ZnO/ZnCo2O4中空球；
步骤2、制备纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒
取10ml蒸馏水倒入烧杯中，将0.15g的乙酸铜溶解在蒸馏水中，不断搅拌，再加入乙酸锌，然后加入90ml的乙醇，继续搅拌2h，然后超声15min，超声频率为1500W；再加入质量浓度为28％的氨水调节反应体系的pH值为7.9，然后继续超声1h，超声频率为800W，反应后，高速离心收集沉淀，其中高速转速为15000r/min，将沉淀用蒸馏水和乙醇分别清洗3次，然后再80℃真空干燥3h，得到Zn-CuO颗粒；
然后，将二丁酸二辛酯磺酸钠溶于异辛烷油相中，配得物质的量浓度为0.1mol/L的二丁酸二辛酯磺酸钠溶液，将其分出两份A、B，每份体积均为5ml；
称取10g上述Zn-CuO颗粒，将其与AgNO3分散于水溶液中，常温下磁力搅拌5h，得到Zn-CuO颗粒与AgNO3的水溶液C；
将1ml的水溶液C加入到A中，得到微乳液E；在B中加入1ml抗坏血酸溶液，得到微乳液F；将微乳液E、微乳液F分别搅拌30min，然后将微乳液F缓慢滴加到微乳液E中，滴加完毕后，继续搅拌1h至反应完全，最后将混合溶液用乙醇洗涤，然后离心分离、真空干燥得到纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒；
步骤3、制备抗菌剂
按照质量比例，将纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒、ZnO/ZnCo2O4中空球和钛酸酯偶联剂加入到去离子水中，充分搅拌均匀，得到抗菌浆料，然后将其烘干，在氮气保护下于500℃煅烧3h，研磨成粉，即得抗菌剂；
步骤4、制备负离子发射剂
按照质量比例，将电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒、ZnO/ZnCo2O4中空球和钛酸酯偶联剂加入到去离子水中，充分搅拌均匀，得到负离子浆料，然后将其烘干，在氮气保护下于420℃煅烧4h，研磨成粉，即得负离子发射剂；
步骤5、制备聚酯母粒
首先，将抗菌剂、负离子发射剂和乙二醇混合，搅拌后在室温下超声5h，得到混合液；然后将混合液与精对苯二甲酸、催化助剂进行酯化，聚合，得到聚酯母粒；其中，酯化温度为270℃，压力280kPa，酯化率达到大于96.5％时进行缩聚反应，缩聚温度为290℃，抽真空至20MPa，缩聚至特性粘度为0.74分升/克时，出料，切料；
步骤6、制备聚酯预取向丝
将聚酯母粒熔融，然后送入过滤器进行过滤，经计量后，进入喷丝组件，再将喷出的丝束进行冷却、上油，经导辊后卷绕成预取向丝，其中，纺丝温度为273℃，纺丝速度为3500m/min；
步骤7、制备聚酯功能纤维
聚酯预取向丝经一辊、热箱、二辊、假捻器、卷绕后可制备成聚酯纤维，其中，牵伸速度为500m/min，牵伸比为3.1，一辊温度为90℃，二辊温度为140℃。
使用本方法制造的负离子水与其他负离子水相比，有优越的洗净力、防止带静电效果以及除臭效果等特点。
本发明方法制造的负离子水，尤其可用于环境、食品和医疗卫生等方面的消毒。
下面结合具体的使用例进行说明，括号中的数值为重量％：
使用例1，化妆水；
本发明的负离子水(77.0)、1，3丁烯甘醇(10)、聚氧乙烯10葵花子油(2.0)(商品名：FLORASUN PEG-10，FLORATECH)、聚氧乙烯20油酸醚(1.0)、乙醇(10.0)、香料适量。
调制法：先把除了乙醇与本发明的负离子水以外的其它成分混合，均匀搅拌并加热。然后加入足够量的乙醇充分搅拌后，加入本发明的负离子水搅拌成均匀溶液。
使用例2，护肤营养膏；
聚烯烃弹性体[POE(8)]蜂蜡(商品名：APIFIL，GATTEFOSSE)(8.0)、十四酸辛基十二基(10.0)、异硬脂酸硬酯基(10.0)、本发明的负离子水(64.4)、羟乙烯聚合体(商品名：Carboporl934，B.FGoodrich)(2.0)、氢氧化钠(10％水溶液)(0.4)、山毛榉芽浸取物质(商品名：GATULINE RC，GATTEFOSSE)(2.0)、二甘醇一乙酯醚(5.0)。
调制法：将Carboporl加于水中，不断搅拌，将加热至75℃的羟乙烯聚合体(Carboporl)水溶液加入以加热至75℃的蜂蜡与酯溶液中。然后，加入氢氧化钠浓溶液，将ph值调整至7。不断搅拌，在30℃时加入其他成分后，完全冷却。
使用例3，保湿性乳液；
POE(6)硬脂酸、POE(20)鲸脂基、POE(20)硬脂基醚的混合物(商品名：TEFOESE2000，GATTEFOSSE)，硬脂酸(1.0)、硬脂酸甘油基(1.0)、异硬脂酸硬酯基(6.0)、葵花子油(商品名：FLORASUN 90FLORATECH)\二甲聚硅氧烷(100CS)(2.0)、本发明的负离子水、羟乙基纤维素、胶原(商品名：PANCOGENE MARIN，GATTEFOSSE)(3.0)。
调制法：将羟乙基纤维素分散投于水中，安静放置，均匀搅拌。把加热至75℃的羟乙基纤维素加入加热至75℃的乳化剂与油相中，以75℃保持2-3分钟，均匀搅拌冷却，至30℃时，加入其他成分，完全冷却。
使用例4，液体粉底霜；
(A相)本发明的负离子水(60.0)、羟甲基纤维素(0.3)、硅酸镁铝(0.8)、丁二醇(10.0)、
(B相)滑石(3.0)、氧化钛(5.0)、铁红(0.5)、黄氧化铁(1.5)、黑氧化铁(0.1)、
(C相)厚朴酯(商品名：FLORAESTERS 30，FLORATECH)(5.0)、软脂酸异丙基(7.0)、鲸脂醇(0.5)、硬脂酸(2.5)、脱油精酸脱甘油醇(2.0)
(D相)三胺(0.4)。
调制法：将(A相)本发明的负离子水加热至75℃，将CMC与硅酸镁铝事先混合，快速搅拌加热，然后加入本发明的负离子水。将(A相)的其余成分混合缓慢搅拌，加入含有CMC与硅酸镁铝和本发明负离子水，以75℃搅拌20分钟。将(B相)在高速均质搅拌机中搅拌后，以75℃加入(A相)，搅拌30分钟。将(C相)不断搅拌加热至80℃后，缓慢加入(A+B)相成分，搅拌20分钟后，冷却至75℃，接着加入(D相)成分，将ph值调至7，冷却至室温。
以下通过实验例予以说明本发明的有益效果：
实验例1，本发明的负离子水的长时间稳定性；
下表1中，实验液1为本发明的负离子水，实验液2为兰多克斯(Redoxu)公司生产的(商品名为：RedoxuIS水生成机)的负离子水，实验液3为安满能(Amano)公司生产的(商品名为：电解洗净水净值装置∑3000)的负离子水。在本实验中，各取上述实验液100毫升(ml)注满玻璃瓶中。然后，将实验瓶打开瓶盖至于室温中，定时观察其pH值、氧化还原电位(ORP)以及外观变化。同时，以密封状态进行同样的观察。
【表1】
观察外观时，三种实验液之间未发现有意义的差别，但在pH值变化以及氧化还原电位(ORP)的变化方面。如表1所示，本发明的负离子水的pH值开放放置72小时后仍保持在10.5，而其他公司产品的pH值则降低至10以下。观察密封的实验液时，开放放置72小时后本发明的负离子水的pH值仍保持在12.3，而其他公司产品的pH值则降低至10以下。
以上试验结果表明，本发明的负离子水在物理性状方面可以长时间地保持电子富于的状态。作为微生物的细菌(革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、霉菌等)在强碱性环境中无法繁殖；所以，本发明的负离子水具有杀菌效果。
实验例2，本发明的负离子水的抑制细菌作用；
实验液1为本发明的负离子水，实验液2为兰多克斯(Redoxu)公司生产的商品名为RedoxuIS水生成机制造的灭菌精制水。采用通常使用的平板培养法，保存温度设定为25℃。
实验液1和实验液2以及各种菌种注入培养皿中，按一定间隔时间检测细菌繁殖量。使用的细菌有大肠杆菌、绿脓菌、沙门氏菌、金黄葡萄球菌、耐药性金黄葡萄球菌群(MRSA)、肠炎伤寒菌等。
【表2】
实验液1＜10：未检测出细菌。
实验液2经过24小时后细菌仍存活，耐药性金黄葡萄球菌群(MRSA)一项增加至4倍；而注入本发明的负离子水的实验皿中，所有细菌在经过6小时后的细菌数均为零。
以上试验结果表明，本发明的负离子水可以长时间稳定地抑制微生物的发生。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种负离子水的制造方法，其特征在于，包括如下工序：
1)、脱氧工序，将纯水的溶解氧气浓度降低至1ppm以下；
2)、电解工序
向经过脱氧处理的纯水中加入溶液A，搅拌后，静置5h；然后对加入溶液A的纯水进行电解；
3)、过滤工序
将经过电解工序处理后位于阴极室一侧的纯水经由过滤膜B过滤；
4)、稳定化工序
将经过过滤工序处理后的纯水置于密封的稳定槽中，加以4kg/cm2压力保持2-3日，进行稳定化处理。
2.根据权利要求1所述的负离子水的制造方法，其特征在于，所述的脱氧工序中，使用离子交换膜法进行脱氧处理。
3.根据权利要求2所述的负离子水的制造方法，其特征在于，所述的电解是将电极置于经过加入溶液A的纯水中进行电解，把置放阴极板的阴极室一侧的纯水取出。
4.根据权利要求1所述的负离子水的制造方法，其特征在于，电解工序所述的溶液A中溶剂为CuCl2、KCl、MgCl2和醋酸铜，溶液为去离子水。
5.根据权利要求4所述的负离子水的制造方法，其特征在于，溶液A中，所述CuCl2、KCl、MgCl2和醋酸铜含量分别为0.01mol/L、0.004mol/L、0.008mol/L、0.003mol/L。
6.根据权利要求1所述的负离子水的制造方法，其特征在于，所述过滤膜B为一种聚酯纤维过滤膜，其由聚酯纤维织造而成，所述聚酯纤维以聚酯为基底，以抗菌剂、负离子发射剂为添加剂，其中包括4.8％的抗菌剂、6.9％的负离子发射剂，余量为聚酯；所述抗菌剂包括：纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球；所述负离子发射剂包括：电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球。
7.根据权利要求6所述的负离子水的制造方法，其特征在于，所述过滤膜孔径为100～500μm，所述聚酯纤维直径为500μm。
8.根据权利要求6所述的负离子水的制造方法，其特征在于，抗菌剂中，所述纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球的质量份数分别为：6份、11份；其中，所述纳米Ag-Zn-CuO多刺颗粒粒径为200nm，其为Ag和Zn掺杂的纳米CuO多刺颗粒，Ag和Zn的掺杂质量分别为6％、3％。
9.根据权利要求6所述的负离子水的制造方法，其特征在于，负离子发射剂中，所述电气石负离子粉、硅藻土、二氧化钛纳米颗粒和ZnO/ZnCo2O4中空球的质量份数分别为：20份、7份、3份、17份；所述电气石负离子粉粒径为50nm，所述硅藻土粒粒径为500nm，所述二氧化钛纳米颗粒粒径为100nm。
10.根据权利要求6、8、9中任一项所述的负离子水的制造方法，其特征在于，所述ZnO/ZnCo2O4中空球呈多孔、中空结构，粒径为1.2μm，该ZnO/ZnCo2O4中空球是由ZnO和ZnCo2O4纳米颗粒组装而成，其中，ZnO和ZnCo2O4纳米颗粒的粒径为70nm，ZnO和ZnCo2O4纳米颗粒摩尔比为2:5。
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