CN111410510A - 一种抗菌紫砂壶的制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌紫砂壶的制造工艺，包括以下步骤：S1、选取原料，其包括以下重量份的的物质：桂宝石3～8份、麦饭石12～20份、海鸥石3～9份、载银碳纳米管/硅藻土2～6份、载银凹凸棒土3～5份、其余为紫砂泥；S2、将各个原料混合，和水混练，得到泥料，然后将泥料制成紫砂壶坯体；S3、真空干燥：将制好的紫砂壶坯体置于真空下于100～800℃内干燥；S4、真空焙烧。本发明不仅具有优异的抗菌性能和抗菌持久性，还能够通过释放负离子和对人体有益的多种微量元素，有效降低水质氧化还原电位、消毒、杀菌、中和pH值，达到活化水质、改善水质的目的，长期饮用，能够增强肌体抗病能力，提高人体免疫力。

Description

一种抗菌紫砂壶的制造工艺
技术领域
本发明涉及茶具制造技术领域，尤其涉及一种抗菌紫砂壶的制造工艺。
背景技术
茶具是中国人必不可少的日常用品，按材质分有玻璃、陶瓷、金属等，紫砂壶是介于陶器与瓷器之间的陶瓷制品，它具有结构致密、强度较大、抗热震性、透气性好的特点，用紫砂做成的茶具是全世界公认为最好的茶具。
但紫砂壶如放置一段时间不用，就会发现壶内壁发霉。壶内壁之所以会发霉，就是细菌大量繁殖的结果。另外随着人们对养生保健的不断重视，对于紫砂壶性能要求更高，如紫砂壶能够消除水中的重金属，改善水的口感，提升水中的负离子含量等等，而传统的紫砂壶除透气性好外，对人体没有额外的保健作用，无法满足这些需求。所以，如能对紫砂壶的壶体进行改性，使壶体本身对人体无毒无害，也不会产生异味，同时又能够抑制细菌繁殖或杀灭细菌，同时还能够改善水质，对人体有保健作用，则将是一个很有意义的技术进步。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种抗菌紫砂壶的制造工艺。
本发明是通过以下的技术方案实现的：
一种抗菌紫砂壶的制造工艺，包括以下步骤：
S1、选取原料，其包括以下重量份的的物质：桂宝石3～8份、麦饭石12～20份、海鸥石3～9份、载银碳纳米管/硅藻土2～6份、载银凹凸棒土3～5份、其余为紫砂泥；
S2、将各个原料混合，和水混练，得到泥料，然后将泥料制成紫砂壶坯体；
S3、真空干燥：将制好的紫砂壶坯体置于真空下于50～800℃内干燥；
S4、真空焙烧：将真空干燥后的紫砂壶置于真空下于800～1200℃内焙烧，得到抗菌紫砂壶。
优选的，步骤S2中，制作的紫砂壶坯体的具体步骤为将海鸥石、桂宝石混合均匀，粉碎，湿法球磨，直至将混合的各组分研磨至100～200目细粒，喷雾干燥，得到混合物Ⅰ；将麦饭石球磨制成不小于2000目的微颗粒，用水将其粘湿，与所述混合物Ⅰ混合搅拌，使包含海鸥石粉和桂宝石粉的混合物Ⅰ充分包覆在麦饭石粉微粒上，得到混合物Ⅱ；将紫砂泥、混合物颗粒Ⅱ、载银碳纳米管/硅藻土、载银凹凸棒土粉末和水进行混练，然后将泥料制成紫砂壶坯体。
优选的，所述湿法球磨的球磨介质为乙醇和水混合物，直至将混合的各组分研磨至100～150目细粒，将麦饭石球磨制成微颗粒的粒径为2000～2500目，所述混合物Ⅰ的含水量为1.5～3.6%。
优选的，所述载银凹凸棒土的粒径为80～200μm，其制备方法包括以下步骤：将凹凸棒土与水混合制成凹凸棒土悬浮液，所述凹凸棒土悬浮液中凹凸棒土的质量浓度为不超过10％；将硝酸银加入到凹凸棒土悬浮液中，热处理；喷雾干燥，得到载银凹凸棒土。
优选的，所述凹凸棒土为热活化及分散处理的凹凸棒土，所述热活化处理可以采用焙烧法，焙烧温度为300～450℃，焙烧时间15～30min；所述凹凸棒土悬浮液中凹凸棒土的质量浓度为3～7％，所述硝酸银与凹凸棒土的质量比为10～27：20，所述热处理温度为60～90℃，所述热处理时间为1～4h。
优选的，所述载银碳纳米管/硅藻土的粒径为30～200μm、其制备方法包括以下步骤：将硅藻土加入0.5～1.5mol/L的Fe(NO3)3溶液中，搅拌混合、抽滤，干燥，得到固体粉末；将固体粉末在氮气气氛下升温至450～500℃，通入氮气和氢气的混合气体，保温1.5～3h，然后升温至680～720℃，通入混有氮气、氢气和碳源气体的混合气体，保温30～60min，冷却至室温，得到黑色固体；将黑色固体粉末在300～400℃下进行退火处理，冷却后加入到20～30％的硝酸溶液中，在80～100℃条件下进行酸化处理，洗涤后干燥，研磨过筛，得到黑色粉末；向黑色粉末中加入浓度为0.05～0.30mol/L的AgNO3溶液，超声分散，调整pH值至6～7，常温下反应3～5h，反应结束后，离心分离，用去离子水洗涤至洗液中无Ag+离子，干燥，得到载银碳纳米管/硅藻土。
优选的，所述硅藻土和催化剂溶液的固液比为1:5～1:10，所述碳源气体为甲烷和一氧化碳的混合气体，所述甲烷和一氧化碳的体积比为2～5:1，所述通入气体的流速为：碳源气体200～400ml/min、氢气300～500ml/min、氮气为600～1000ml/min。
优选的，步骤S3中，所述真空的压力为30～180Pa，进一步优选为50～100Pa；所述真空干燥的温度为150～780℃，进一步优选为200～650℃；所述真空干燥的时间为15～70h，进一步优选为20～50h。
优选的，步骤S4中，所述真空的压力为20～180Pa，进一步优选为30～100Pa；所述真空焙烧的温度为900～1150℃，进一步优选为950～1050℃；所述真空焙烧的时间为2～8h，进一步优选为3～7h。
本发明的目的之二还在于提供一种抗菌紫砂壶，所述抗菌紫砂壶由上述工艺制备得到。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明以紫砂泥为主料，配以海鸥石、桂宝石、麦饭石，利用它们所具有的释放负离子功能和生物活性（能强有力地吸附水中有毒有害物质和空气中的异味，还能向水体缓慢地释放出对人体有益的多种微量元素，并能够吸附一定的有害物质等功能），同时还加入了载银碳纳米管/硅藻土、载银凹凸棒土作为填料（利用它们具有的抗菌性、吸附性能、力学性能），通过将上述各个原料协同配合，制备了一种抗菌紫砂壶，其通过不断地缓释出银粒子，具有优异的抗菌性能和抗菌持久性；还通过释放负离子和对人体有益的多种微量元素，能够有效降低水质氧化还原电位、消毒、杀菌、中和pH值，达到活化水质、改善水质的目的，长期饮用，能够增强肌体抗病能力，提高人体免疫力，同时还具有优异的力学性能（碳纳米管具有增强增韧的作用）。
（2）本发明中，利用化学气相沉积技术将碳纳米管负载到硅藻土表面，然后经硝酸氧化处理后，与硝酸银溶液混合吸附，得到载银碳纳米管/硅藻土，不仅解决了碳纳米管在紫砂泥中分散均匀性差的问题，得到的载银碳纳米管/硅藻土整体在紫砂泥中具有优异的分散状态，从而提高了抗菌紫砂壶的力学性能，同时载银碳纳米管/硅藻土，作为抗菌剂，通过以碳纳米管和硅藻土作为支撑载体，将银粒子固定在载体上，能够消除银粒子的团聚现象，解决银粒子相互团聚失活的问题，提高银粒子的抗菌活性；再与载银凹凸棒土抗菌剂进行复配后，两者相互协同，大大提高了整体抗菌性和抗菌持久性，同时使得制得的抗菌紫砂壶还具有优异的保温性能、耐高温和耐候性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
S1、选取原料，其包括以下重量份的的物质：桂宝石5份、麦饭石15份、海鸥石6份、载银碳纳米管/硅藻土（粒径为100μm）3份、载银凹凸棒土（粒径为80μm）5份、其余为紫砂泥；S2、将海鸥石、桂宝石混合均匀，粉碎，湿法球磨，湿法球磨的球磨介质为乙醇和水混合物，直至将混合的各组分研磨至150目细粒，喷雾干燥，得到含水量为1.5%的混合物Ⅰ；将麦饭石球磨制成2000目的微颗粒，用水将其粘湿，与混合物Ⅰ混合搅拌，使包含海鸥石粉和桂宝石粉的混合物Ⅰ充分包覆在麦饭石粉微粒上，得到混合物Ⅱ；将紫砂泥、混合物颗粒Ⅱ、载银碳纳米管/硅藻土、载银凹凸棒土粉末和水进行混练，然后将泥料制成紫砂壶坯体；S3、真空干燥：将制好的紫砂壶坯体置于真空的压力为30Pa，温度为780℃下干燥50h；S4、真空焙烧：将真空干燥后的紫砂壶置于真空的压力为30Pa，温度为1150℃内焙烧7h，得到抗菌紫砂壶。
实施例2
S1、选取原料，其包括以下重量份的的物质：桂宝石3份、麦饭石20份、海鸥石9份、载银碳纳米管/硅藻土（粒径为200μm）6份、载银凹凸棒土（粒径为150μm）3份、其余为紫砂泥；S2、将海鸥石、桂宝石混合均匀，粉碎，湿法球磨，湿法球磨的球磨介质为乙醇和水混合物，直至将混合的各组分研磨至100目细粒，喷雾干燥，得到含水量为2.5%的混合物Ⅰ；将麦饭石球磨制成2200目的微颗粒，用水将其粘湿，与混合物Ⅰ混合搅拌，使包含海鸥石粉和桂宝石粉的混合物Ⅰ充分包覆在麦饭石粉微粒上，得到混合物Ⅱ；将紫砂泥、混合物颗粒Ⅱ、载银碳纳米管/硅藻土、载银凹凸棒土粉末和水进行混练，然后将泥料制成紫砂壶坯体；S3、真空干燥：将制好的紫砂壶坯体置于真空的压力为100Pa，温度为650℃下干燥70h；S4、真空焙烧：将真空干燥后的紫砂壶置于真空的压力为100Pa，温度为1050℃内焙烧3h，得到抗菌紫砂壶。
实施例3
S1、选取原料，其包括以下重量份的的物质：桂宝石8份、麦饭石12份、海鸥石3份、载银碳纳米管/硅藻土（粒径为30μm）2份、载银凹凸棒土（粒径为100μm）5份、其余为紫砂泥；S2将海鸥石、桂宝石混合均匀，粉碎，湿法球磨，湿法球磨的球磨介质为乙醇和水混合物，直至将混合的各组分研磨至200目细粒，喷雾干燥，得到含水量为3.0%的混合物Ⅰ；将麦饭石球磨制成2500目的微颗粒，用水将其粘湿，与混合物Ⅰ混合搅拌，使包含海鸥石粉和桂宝石粉的混合物Ⅰ充分包覆在麦饭石粉微粒上，得到混合物Ⅱ；将紫砂泥、混合物颗粒Ⅱ、载银碳纳米管/硅藻土、载银凹凸棒土粉末和水进行混练，然后将泥料制成紫砂壶坯体；S3、真空干燥：将制好的紫砂壶坯体置于真空的压力为180Pa，温度为550℃下干燥15h；S4、真空焙烧：将真空干燥后的紫砂壶置于真空的压力为180Pa，温度为900℃内焙烧5h，得到抗菌紫砂壶。
实施例4
S1、选取原料，其包括以下重量份的的物质：桂宝石5份、麦饭石15份、海鸥石6份、载银碳纳米管/硅藻土（粒径为180μm）4份、载银凹凸棒土（粒径为200μm）4份、其余为紫砂泥；S2、同实施例2；S3、真空干燥：将制好的紫砂壶坯体置于真空的压力为20Pa，温度为150℃下干燥30h；S4、真空焙烧：将真空干燥后的紫砂壶置于真空的压力为100Pa，温度为900℃内焙烧2h，得到抗菌紫砂壶。
实施例5
S1、选取原料，其包括以下重量份的的物质：桂宝石6份、麦饭石15份、海鸥石6份、载银碳纳米管/硅藻土（粒径为100μm）3份、载银凹凸棒土（粒径为100μm）5份、其余为紫砂泥；S2、同实施例3；S3、真空干燥：将制好的紫砂壶坯体置于真空的压力为30Pa，温度为650℃下干燥20h；S4、真空焙烧：将真空干燥后的紫砂壶置于真空的压力为30Pa，温度为1050℃内焙烧5h，得到抗菌紫砂壶。
抗菌抑菌性能和碱化水质性能
对实施例1～5方法制得的抑菌紫砂壶和对比例1市售紫砂壶进行抗菌抑菌性能和碱化水质性能检测，结果分别见下表1和表2。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
从表1结果可得出，相比于市售的紫砂壶，本发明所制备得到的抗菌紫砂壶的抗菌抑菌性能和力学性能。
表2
Figure DEST_PATH_IMAGE004
与市售的紫砂壶的相比，本实施例1制备的紫砂壶能够有效的提高紫砂壶中水的pH值，而市售的紫砂壶中水的pH值基本保持不变，故本发明制备的的紫砂壶具备优异的碱化水质的功能。
利用本实施例1的紫砂壶作为饮茶或者饮水的壶具，由于杀菌和碱化水质均是对人体有益的，长期以往，人们在正常的饮茶或者饮水的过程中，能够起到很好的养生效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗菌紫砂壶的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、选取原料，其包括以下重量份的的物质：桂宝石3～8份、麦饭石12～20份、海鸥石3～9份、载银碳纳米管/硅藻土2～6份、载银凹凸棒土3～5份、其余为紫砂泥；
S2、将各个原料混合，和水混练，得到泥料，然后将泥料制成紫砂壶坯体；
S3、真空干燥：将制好的紫砂壶坯体置于真空下于100～800℃内干燥；
S4、真空焙烧：将真空干燥后的紫砂壶置于真空下于800～1200℃内焙烧，得到抗菌紫砂壶。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌紫砂壶的制造工艺，其特征在于，步骤S2中，制作的紫砂壶坯体的具体步骤为将海鸥石、桂宝石混合均匀，粉碎，湿法球磨，直至将混合的各组分研磨至100～200目细粒，喷雾干燥，得到混合物Ⅰ；将麦饭石球磨制成不小于2000目的微颗粒，用水将其粘湿，与所述混合物Ⅰ混合搅拌，使包含海鸥石粉和桂宝石粉的混合物Ⅰ充分包覆在麦饭石粉微粒上，得到混合物Ⅱ；将紫砂泥、混合物颗粒Ⅱ、载银碳纳米管/硅藻土、载银凹凸棒土粉末和水进行混练，然后将泥料制成紫砂壶坯体。
3.根据权利要求2所述的一种抗菌紫砂壶的制造工艺，其特征在于，所述湿法球磨的球磨介质为乙醇和水混合物，直至将混合的各组分研磨至100～150目细粒，将麦饭石球磨制成微颗粒的粒径为2000～2500目，所述混合物Ⅰ的含水量为1.5～3.6%。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌紫砂壶的制造工艺，其特征在于，所述载银凹凸棒土的粒径为80～200μm，其制备方法，包括以下步骤：将凹凸棒土与水混合制成凹凸棒土悬浮液，所述凹凸棒土悬浮液中凹凸棒土的质量浓度为不超过10％；将硝酸银加入到凹凸棒土悬浮液中，热处理；喷雾干燥，得到载银凹凸棒土。
5.根据权利要求4所述的一种抗菌紫砂壶的制造工艺，其特征在于，所述凹凸棒土为热活化及分散处理的凹凸棒土，所述热活化处理可以采用焙烧法，焙烧温度为300～450℃，焙烧时间15～30min；所述凹凸棒土悬浮液中凹凸棒土的质量浓度为3～7％，所述硝酸银与凹凸棒土的质量比为10～27：20，所述热处理温度为60～90℃，所述热处理时间为1～4h。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌紫砂壶的制造工艺，其特征在于，所述载银碳纳米管/硅藻土的粒径为30～200μm，其制备方法，包括以下步骤：将硅藻土加入0.5～1.5mol/L的Fe(NO3)3溶液中，搅拌混合、抽滤，干燥，得到固体粉末；将固体粉末在氮气气氛下升温至450～500℃，通入氮气和氢气的混合气体，保温1.5～3h，然后升温至680～720℃，通入混有氮气、氢气和碳源气体的混合气体，保温30～60min，冷却至室温，得到黑色固体；将黑色固体粉末在300～400℃下进行退火处理，冷却后加入到20～30％的硝酸溶液中，在80～100℃条件下进行酸化处理，洗涤后干燥，研磨过筛，得到黑色粉末；向黑色粉末中加入浓度为0.05～0.30mol/L的AgNO3溶液，超声分散，调整pH值至6～7，常温下反应3～5h，反应结束后，离心分离，用去离子水洗涤至洗液中无Ag+离子，干燥，得到载银碳纳米管/硅藻土。
7.根据权利要求6所述的一种抗菌紫砂壶的制造工艺，其特征在于，所述硅藻土和催化剂溶液的固液比为1:5～1:10，所述碳源气体为甲烷和一氧化碳的混合气体，所述甲烷和一氧化碳的体积比为2-5:1，所述通入气体的流速为：碳源气体200～400ml/min、氢气300～500ml/min、氮气为600～1000ml/min。
8.根据权利要求1所述的一种抗菌紫砂壶的制造工艺，其特征在于，步骤S3中，所述真空的压力为30～180Pa，进一步优选为50～100Pa；所述真空干燥的温度为150～780℃，进一步优选为200～650℃；所述真空干燥的时间为15～70h，进一步优选为20～50h。
9.根据权利要求1所述的一种抗菌紫砂壶的制造工艺，其特征在于，步骤S4中，所述真空的压力为20～180Pa，进一步优选为30～100Pa；所述真空焙烧的温度为900～1150℃，进一步优选为950～1050℃；所述真空焙烧的时间为2～8h，进一步优选为3～7h。
10.一种抗菌紫砂壶，其特征在于，根据权利要求1～9任一项所述工艺制备。
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