CN1310248A - 自动杀菌补锌铝制器皿及其制造工艺 - Google Patents

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刘步升
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Abstract

本发明公开了既能自动杀菌消毒又能给人体补锌的铝制器皿,是在铝制器皿氧化层内电沉积有下列金属成分:以金属元素占全部金属元素总重量百分比计为:铜40.90－80.94%,锌18.998－58.994%,银0.06－0.10%,三氧化二铈0.001－0.004%,余量0.001－0.002%为不可避免的杂质。该器皿在保持原有氧化膜的硬度、抗磨蚀、耐高温等优点外,还具有很强的自动杀菌消毒作用。人体在应用该器皿时还可有部分补锌保健作用。

Description

自动杀菌补锌铝制器皿及其制造工艺
本发明涉及自动杀菌补锌铝制器皿及其制造工艺，属于金属加工领域。
多年来国内外的多数地区和特殊场合曾采用银、铜等离子作饮用水消毒或临床伤口消毒。近些年来国内外将银、铜以搪瓷、陶瓷釉料的形式烧在里面，使用时发挥其表面杀菌作用。例如1996年第1期“国外科技动态”中文章“抗菌陶瓷”介绍了日本TOTO公司研制的具有抗金黄色葡萄球菌(MRSA)效果的瓷砖和卫生陶瓷，它是通过在瓷砖和卫生陶瓷表面烧一层氧化钛和银离子来达到杀菌效果。同年中国公共卫生学报发表了“光化学搪瓷消毒餐具消毒效果的研究”，该餐具除在面釉烧有二氧化钛外还在面釉中加入一定量的氧化铜。此种消毒餐具也是通过二氧化钛和有铜离子参与的杀菌作用。1998年“现代科技译丛”第6期公开了张东峰译的日本钢铁公司商品技术部开发出“抗菌不锈钢”，该抗菌不锈钢(NSSAM-1)是将铜元素溶在不锈钢中，这种抗菌不锈钢的化学成分是C、Si、Mn、Cr、Cu、N和少量的微量元素，通过铜的析离物达到抗菌目的。此种不锈钢24小时内对大肠杆菌的杀灭率为99.99％。本发明人的两项中国发明专利申请“自动杀菌消毒补锌玻璃陶瓷器皿及其制造工艺”和“自动杀菌消毒补锌不锈钢器皿及其制造工艺”主要采用真空镀膜工艺将银、铜、锌、铈镀在玻璃陶瓷及不锈钢器皿表面，以达到离子杀菌的目的，其杀菌效果为1小时对大肠杆菌的杀灭率为99.9％以上，同时还有一定的补锌保健作用。但是上述这些现有技术均存在生产工艺复杂，设备投资巨大，其产品价格较高，难以为消费者接受等缺陷。
本发明的目的在于提供一种即能自动杀菌消毒又能给人体补锌的铝制器皿。本发明的器皿在保持原有氧化膜的硬度、抗磨蚀、耐高温等优点外，还具有很强的自动杀菌消毒作用。人体在应用该器皿时还可有部分补锌保健作用。上述制品特别适用于无消毒能力或环境条件不允许消毒的餐具和食品容器。
本发明的自动杀菌补锌铝制器皿，是在纯铝和铝合金表面沉积金属元素，使其发挥杀菌补锌作用，其特征在于在该铝制器皿氧化层内电沉积有下列金属成分：以金属元素占全部金属元素总重量百分比计为：铜40.90-80.94％，锌18.998-58.994％，银0.06-0.10％，三氧化二铈0.001-0.004％，余量0.001-0.002％为不可避免的杂质。
本发明还提供了制造上述自动杀菌补锌铝制器皿的工艺，它包括下列步骤：
(1)对纯铝或铝合金器皿进行预处理，使之适合进行阳极氧化及电沉积，例如包括有机除油，硷洗，清洗，中和，再清洗处理；
(2)利用事先配制好的电解液进行硫酸阳极氧化及金属元素电沉积吸附；
(3)进行其它必要的常规后续处理步骤，直至获得合格的成品，例如包括着色，清洗，封闭，干燥，成品检验步骤。
本发明上述制造工艺所用的电解液根据电解槽的容积计算包含160-200克/升硫酸、0.5-5.0克/升硫酸铜、0.1-3.5克/升硫酸锌、0.001-0.008克/升硝酸银和0.001-0.005克/升三氧化二铈。
本发明上述制造工艺是利用已配制好的电解液进行硫酸阳极氧化及金属元素电沉积吸附，其操作工艺条件：电压12-22伏；电流0.5-2.5安；时间20-60分钟；阴阳极面积比1.5∶1；阴极材料为纯铝或铅锡合金；电流为交流/直流。
由本发明获得的自动杀菌补锌铝制器皿具有自动快速消毒的特点，并且其制造工艺相对于现有技术及本发明人的在先技术而言更加容易实现工业化生产，大大降低了投资、生产成本，其产品可节约常规消毒所需用的化学和能源，并有一定的补锌保健作用。
下面将结合本发明的实施例对本发明作更加详细的说明，但本发明并不局限于这些实施例的内容。
                  实施例1-5
对纯铝或铝合金器皿内外表面进行有机除油，硷洗及清洗，而后进行中和，并且进行再清洗，待用。配制电解液：根据电解槽的容积按160-200克/升计算所需硫酸量。在槽内先加入3/4容积的蒸馏水，然后启动搅拌机，将硫酸缓缓加入，最后加水至规定容积，冷却至13-26℃，按0.5-5.0克/升用量加入硫酸铜；按0.1-3.5克/升用量加入硫酸锌；按0.001-0.008克/升用量加入硝酸银；按0.001-0.005克/升用量加入三氧化二铈。利用已配制好的电解液进行硫酸阳极氧化及金属元素电沉积吸附，其操作工艺条件：电压12-22伏；电流0.5-2.5安；时间20-60分钟；阴阳极面积比1.5∶1；阴极材料为纯铝或铅锡合金；电流为交流/直流。随后可以根据需要对该器皿进行着色，清洗，封闭，干燥以及成品检验。调节上述工艺参数，可以获得如下表1中所示的5种样品。
采用原子吸收法测定器皿中各金属元素的重量。
1：实施例1-5器皿中各金属元素的重量，单位：克
实施例 铜 锌 银 三氧化二铈 杂质含量 总重量
    1  409.00  589.94  1.0     0.04     0.02     1000
    2  509.10  489.95  0.9     0.03     0.02     1000
    3  609.20  389.96  0.8     0.02     0.02     1000
    4  709.30  289.97  0.7     0.01     0.02     1000
    5  809.40  189.98  0.6     0.01     0.01     1000
上述5种制品经杀菌实验观察和补锌量效果测定，其结果示于下表2中。
表2各实施例杀菌效果及游离锌含量
    样品 杀菌时间(小时) 大肠杆菌回收个数 1小时后存活个数 大肠杆菌杀灭率(％) f2杀灭率(％) 锌游离含量(毫克/升)*2
实施例1 杀菌补锌样品对照样*1     1  2.3×1082.9×108 5.6×1063.3×107 89.03 99.25     0.10
实施例2 杀菌补锌样品对照样     1  1.8×1082.8×108 1.3×1023.6×107 ＞99.99 ＞99.99     0.09
实施例3 杀菌补锌样品对照样     1  2.0×1083.2×108 1.0×1071.6×107 ＞99.99 ＞99.99     0.08
实施例4 杀菌补锌样品对照样     1  1.0×1081.9×108 1.0×1011.2×107 ＞99.99 ＞99.99     0.08
实施例5 杀菌补锌样品对照样     1  4.3×1082.7×108 1.0×1003.8×107 ＞99.99 ＞99.99     0.06
*1对照物为未经阳极化的纯铝片。*2在自动杀菌补锌铝制器皿内装纯水1升，pH=6,2小时的锌含量。

Claims (7)

1．自动杀菌补锌铝制器皿，其特征在于在该铝制器皿氧化层内电沉积有下列金属成分：以金属元素占全部金属元素总重量百分比计为：铜40.90-80.94％，锌18.998-58.994％，银0.06-0.10％，三氧化二铈0.001-0.004％，余量0.001-0.002％为不可避免的杂质。
2．权利要求1所说的自动杀菌补锌铝制器皿的制造工艺，它包括下列步骤：
(1)对纯铝或铝合金器皿进行预处理，使之适合进行阳极氧化及电沉积；
(2)利用事先配制好的电解液进行硫酸阳极氧化及金属元素电沉积吸附；
(3)进行其它必要的常规后续处理步骤，直至获得合格的成品。
3．如权利要求2所说的制造工艺，其中所说的预处理包括有机除油，硷洗，清洗，中和，再清洗处理。
4．如权利要求2所说的制造工艺，其中所说的后续处理步骤包括着色，清洗，封闭，干燥，成品检验步骤。
5．如权利要求2-4中任意一个所说的制造工艺，其中所用的电解液根据电解槽的容积计算包含160-200克/升硫酸、0.5-5.0克/升硫酸铜、0.1-3.5克/升硫酸锌、0.001-0.008克/升硝酸银和0.001-0.005克/升三氧化二铈。
6．如权利要求2-4中任意一个所说的制造工艺，其中该制造工艺是利用已配制好的电解液进行硫酸阳极氧化及金属元素电沉积吸附，其操作工艺条件为电压12-22伏，电流0.5-2.5安，时间20-60分钟，阴阳极面积比1.5∶1，阴极材料为纯铝或铅锡合金，电流为交流/直流。
7．如权利要求5所说的制造工艺，其中该制造工艺是利用已配制好的电解液进行硫酸阳极氧化及金属元素电沉积吸附，其操作工艺条件为电压12-22伏，电流0.5-2.5安，时间20-60分钟，阴阳极面积比1.5∶1，阴极材料为纯铝或铅锡合金，电流为交流/直流。
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