CN1724112A - 具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改进的微孔陶瓷滤芯，其特征在于其配料重量百分组成为：硅藻土50～75％、多功能健康陶瓷材料8～20％、消失物5～10％、粘结剂5～15％、纯碱1.5～5％；经配料、混料、成型后在600～1300℃温度下煅烧制成。本发明微孔陶瓷滤芯主要用于对饮用水进行精滤、抗菌和活化处理，同时可以去除水中的重金属离子，充分去除水中的余氯、有机化学物质、颜色与异味，通过使用该滤芯能够获取矿化、净化和活化饮用水。该产品可应用于净水器、桶装水和分质供水等行业，也可以应用于对水质供应有相应要求的其它场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种改进的微孔陶瓷滤芯，用于水的净化处理。
背景技术
据世界卫生组织报告：发展中国家3/4的农村人口中，1/3的城市人口得不到安全卫生的饮用水。我们人类中有80％的疾病和1/3的死亡率与饮用水不洁有关，每年因饮用水不洁直接或间接引起的死亡人数达2500万人。
目前，我国淡水资源十分紧缺，又受到城市生活污水、工业废水水体的污染；固体废弃物对水体的污染；酸雨对水体的污染；污水灌溉与大量使用农药化肥对水体的污染；以及温室效应引发的海平面上升，导致海岸带河口地区海水倒灌、咸潮入侵对淡水体的影响和破坏等等，都加剧了我国饮用水环境的恶化。
饮用水的质量直接影响着人们的身体健康。目前市场上的纯净水，一般取材于地下水或自来水，运用过滤法、蒸馏法、离子交换法、电渗析法、反渗透法等技术处理制成，去除了杂质，得到了净化，但同时也将人体需要的微量元素一起除掉了，随之出现了矿化技术。经矿化处理后的水含有了丰富的矿化物质和微量元素，较好地解决了这一问题。但是，应用中又发现，细菌又成了人们的关注点，如何一并解决饮用水的抗菌、矿化和活化问题成了摆在我们面前的新课题。
本发明的目的在于提供一种具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，使用该滤芯，能够获取饮用抗菌、矿化和活化水，利于身体健康。
本发明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，经配料、成型后烧成制成，其配料重量百分组成为：
硅藻土50～75％、多功能健康陶瓷材料8～20％、消失物5～10％、粘结剂5～15％、纯碱1.5～5％；
多功能健康陶瓷材料为我们公司与河北工业大学联合研制的新材料产品，已获得专利权，专利号为：ZL02125487.7，其重量百分组成为：
SiO2 40.0～70.0％、Al2O3 10.0～18.0％、Fe2O3 0.5～2.5％、Na2O 1.5～3.0％、K2O0.1～5.5％、CaO 0.1～9.0％、ZnO 4.0～8.0％、B2O3 1.0～2.4％、MgO 0～4.0％、余量为稀土氧化物及其不可避免的杂质。
硅藻土为食品级硅藻土，选用过200～600目筛的粉料更好。
消失物为经过高温煅烧会消失的物质，常用的有：纤维素、木质素、淀粉、塑胶和活性炭等，选用其中的一种即可。纤维素有甲基纤维素、乙基纤维素、丙基纤维素、醋酸纤维素等，木质素有木屑、木末等。应用时，根据需要留有的空隙大小确定消失物的粒径大小，粒径控制为0.1～2微米适宜。
粘结剂提供成型强度，可以选用无机粘结剂，也可以使用有机粘结剂，最为通常方便的首选为粘土，由塑性粘土提供成型强度，常用的有苏州土、莱芜粘土和新泰粘土等，优选苏州土。
纯碱可以为陶瓷提供部分氧化钠，并降低烧结温度。
制备方法：
按照陶瓷产品生产的常规方法进行即可，将各种配料混合研磨，根据不同的滤芯形状选用不同的模具，采用注浆或压制成型等常规陶瓷成型方法成型，然后干燥、在600～1300℃温度下煅烧，烧成制得本发明滤芯产品。在高温烧成过程中，消失物消失，留下微孔。
本发明滤芯芯体和隔板可以采用硅藻土材料制成，硅藻土不会二次释放对人体有害的物质，是经济又环保的水质过滤材料。微孔陶瓷滤芯的正常可刷洗次数是100～120次，以一般家庭为例，陶瓷滤芯可使用2到5年，使用寿命是中空丝膜两倍以上。
本发明微孔陶瓷滤芯具有较强的吸附和过滤效果，当水通过微孔时，利用其特有的微孔结构和强吸附功能可有效去除水中有机物、重金属等杂质，通常能够去除63％-86％胶体物质，50％左右的铁，以及47％-60％的有机物质。性能不同的活化颗粒分别对流经的水进行抗菌、激活、矿化和活化处理，使水得到全面改善，长期饮用可促进身体健康。
微孔陶瓷滤芯的抗菌原理：
众所周知，OH基呈弱酸性，在碱性溶液中存在下列平衡： 。OH基的pK＝11.9，它在酸性条件下是强氧化剂，在碱性条件下是弱氧化剂，在与无机溶质反应时，OH基通常起氧化剂作用，通过简单的电子转移可变成OH-离子；在与有机物反应时，其氧化剂作用是无选择性的，各种有机物均可被OH自由基分解。微孔陶瓷滤芯材质内部和表面上均匀分布着无数微小的无机抗菌材料，当水经过微孔陶瓷滤芯时，在水经过的地方可产生大量羟基，这些大量OH基，通过攻击细菌的细胞膜，破坏细菌的蛋白质等途径来杀死细菌及其他微生物，并抑制其繁殖。在杀死病菌的同时，大量的OH基作为强氧化剂可氧化分解掉细菌的残骸，不存留任何污染物。
微孔陶瓷滤芯的活化水原理：
普通的饮用水为络合大分子水，水的O-H键间的角约为105°。外界作用时，它们之间的键角容易发生变化。由于氧原子的负极性较大，氢原子的电子受氧原子的吸引，负极中心与正电荷中心不重合，整个水分子为极性分子。水分子间由于氢键的作用，不是以单个H2O存在的，而是彼此可以结合为大的水分子团。一般水以60～120个水分子构成分子团存在。这种大分子簇团，参与体内生物化学反应差，脂质代谢差。这种水即使再纯，也不能被人体及生物体体内的细胞和染色体很好的吸收。同时，这种环形凝聚结构的水，很容易包藏有毒有害的有机物，使人体的健康遭受损害。
本发明微孔陶瓷滤芯由于复合了多功能健康陶瓷材料，所以其具有较强的远红外线辐射能力，当普通水分子与其接触的瞬间，辐射的强红外线对水分子团结构产生变化，氢键被破坏，化学键断裂，大的分子团变小，成为只含5～6个水分子的小分子团。同时使溶解于其中的有毒气体释放。水分子团越小，活性越大，水质越好，口感越好，具有很好的健康促进功能，活化水外观晶莹剔透，口感好，因其分子结构和活化特性，有很强的渗透力、扩散力、溶解力、代谢力、排毒力和补氧功能，饮用活化水能快速调节人体电介质平衡，易解渴，能解酒、解油腻，开胃、助消化、促进新陈代谢。
经过本发明微孔陶瓷滤芯处理的饮用水可达到以下质量指标：
(1)不含任何对人体有毒、有害及有异味的物质；
(2)水的硬度适中，50-200mg/L；
(3)水中矿物质含量及比例适合各地区的人体要求；
(4)pH值呈微碱性(pH＝7.2-7.8)；
(5)水中溶解氧及二氧化碳含量达到健康饮用水标准；
(6)长期保持小水分子团(17O-NMR半峰宽≤85Hz)；
(7)水的营养、生理功能(如水的溶解力、渗透力、扩散力、乳化力、洗净力等)较强。
本发明滤芯与其它抗菌产品对水的处理性能情况对照比较表
| 本发明滤芯 | 有机氯消毒 | 膜过滤 | 载银活性炭 | 碘树脂 | |
| 杀菌方式 | 接触式 | 接触式 | 过滤式 | 接触式 | 接触式 |
| 杀菌效果 | 高效 | 高效 | 低效 | 中效 | 高效 |
| 安全性 | 安全 | 不安全 | 安全 | 一般 | 一般 |
| 成本 | 较低 | 较低 | 较高 | 中等 | 中等 |
本发明的微孔陶瓷滤芯的有关检测情况：
经南开大学对本发明微孔陶瓷滤芯的O17半峰宽检测结论如下。把滤芯放到滤壳中固定后，接入正常压力下的自来水，对经该滤芯流出的水进行O17的半峰宽的测试，测试时间为10分钟，60分钟和100小时，测试结果如下表。普通自来水的半峰宽为124.2Hz。
结论：该微孔陶瓷滤芯能够使普通自来水在短时间内活化变成小分子水，保持长时间不还原。
经国家无机盐产品质量监督检验中心对本发明微孔陶瓷滤芯检测，溶出硒、锶、钙、镁、钾和铁、锌等微量元素，不溶出铅、砷、镉、铬和汞等重金属元素。
经国家建材工业环境监测中心对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌进行测试，该微孔陶瓷滤芯对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的24小时杀菌率达到99.9％。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，经配料、成型后烧成制得：
将400目硅藻土粉末40千克、多功能健康陶瓷材料4.5千克、粒径为0.5微米的甲基纤维素4千克、苏州土4.5千克、纯碱1千克和水45千克，分别放在球磨机中研磨、混料12小时；然后注浆成型；经干燥后在1230℃的温度下煅烧制成；经磨削精加工后可以制成所要求形状、规格的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯。
实施例2
本发明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，经配料、成型后烧成制成，其配料重量百分组成为：
过250目筛的硅藻土粉料60％、多功能健康陶瓷材料15％、粒径为0.8微米的木质素8％、苏州土13％、纯碱4％。
将配料加入到球磨机中进行湿式混合研磨，浇注成型，经干燥后在1200℃的温度下煅烧制成，经精加工后处理得成品。
实施例3
本发明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，经配料、成型后烧成制成，其配料重量百分组成为：
过500目筛的硅藻土粉料70％、多功能健康陶瓷材料12％、粒径为1微米的纤维素5％、莱芜粘土10％、纯碱3％。
将配料加入到球磨机中进行湿式混合研磨，浇注成型，经千燥后在1250℃的温度下煅烧制成，经精加工后处理得成品。
实施例4
本发明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，经配料、成型后烧成制成，其配料重量百分组成为：
过550目筛的硅藻土粉料58％、多功能健康陶瓷材料18％、粒径为1.5微米的木质素6％、新泰粘土14％、纯碱4％。
将配料加入到球磨机中进行湿式混合研磨，浇注成型，经干燥后在950℃的温度下煅烧制成，经精加工后处理得成品。
实施例5
本发明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，经配料、成型后烧成制成，其配料重量百分组成为：
过450目筛的硅藻土粉料69.4％、多功能健康陶瓷材料15％、粒径为0.8微米的淀粉7％、莱芜粘土7％、纯碱1.6％。
将配料加入到球磨机中进行湿式混合研磨，浇注成型，经干燥后在1100℃的温度下煅烧制成，经精加工后处理得成品。
实施例6
本发明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，经配料、成型后烧成制成，其配料重量百分组成为：
过38筛的硅藻土粉料68％、多功能健康陶瓷材料14％、粒径为1.2微米的纤维素7％、莱芜粘土7.5％、纯碱3.5％。
将配料加入到球磨机中进行湿式混合研磨，浇注成型，经干燥后在1150℃的温度下煅烧制成，经精加工后处理得成品。
实施例7
本发明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，经配料、成型后烧成制成，其配料重量百分组成为：
过350目筛的硅藻土粉料71.5％、多功能健康陶瓷材料10％、粒径为1.8微米的塑胶5％、苏州土10％、纯碱3.5％。
将配料加入到球磨机中进行湿式混合研磨，浇注成型，经干燥后在1200℃的温度下煅烧制成，经精加工后处理得成品。
实施例8
本发明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，经配料、成型后烧成制成，其配料重量百分组成为：
过450目筛的硅藻土粉料56.8％、多功能健康陶瓷材料17％、粒径为1.2微米的活性炭8％、新泰粘土14％、纯碱4.2％。
将配料加入到球磨机中进行湿式混合研磨，浇注成型，经干燥后在1080℃的温度下煅烧制成，经精加工后处理得成品。
实施例9
本发明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，经配料、成型后烧成制成，其配料重量百分组成为：
过320目筛的硅藻土粉料62％、多功能健康陶瓷材料16％、粒径为1.6微米的塑胶6％、莱芜粘土12％、纯碱4％。
将配料加入到球磨机中进行湿式混合研磨，浇注成型，经干燥后在1180℃的温度下煅烧制成，经精加工后处理得成品。
Claims (7)
1、一种具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，经配料、成型后烧成制成，其特征在于其配料重量百分组成为：
硅藻土50～75％、多功能健康陶瓷材料8～20％、消失物5～10％、粘结剂5～15％、纯碱1.5～5％。
2、根据权利要求1所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，其特征在于多功能健康陶瓷材料的重量百分组成为：
SiO2 40.0～70.0％、Al2O3 10.0～18.0％、Fe2O3 0.5～2.5％、Na2O 1.5～3.0％、K2O0.1～5.5％、CaO 0.1～9.0％、ZnO 4.0～8.0％、B2O3 1.0～2.4％、MgO 0～4.0％、余量为稀土氧化物及其不可避免的杂质。
3、根据权利要求1或2所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，其特征在于硅藻土为食品级硅藻土，过200～600目筛的粉料。
4、根据权利要求3所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，其特征在于消失物为纤维素、木质素、淀粉、塑胶和活性炭中的一种。
5、根据权利要求4所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，其特征在于消失物的粒径控制为0.1～2微米。
6、根据权利要求1所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，其特征在于粘结剂为粘土。
7、根据权利要求1所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷滤芯，其特征在于烧成温度为600～1300℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20091222 Pledge (preservation): Pledge |
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| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Wang Jiasheng Document name: Notification of Passing Examination on Formalities |
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Date of cancellation: 20101217 Granted publication date: 20080123 Pledgee: Qi Shang bank Pledgor: Zibo Bona Science and Technology Development Co.,Ltd. Registration number: 2009370000668 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Microporous ceramic filtering element with antibacterial water activating function Effective date of registration: 20101217 Granted publication date: 20080123 Pledgee: Qi Shang bank Limited by Share Ltd Pledgor: Zibo Bona Science and Technology Development Co.,Ltd. Registration number: 2010990001009 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20120522 Granted publication date: 20080123 Pledgee: Qi Shang bank Limited by Share Ltd Pledgor: Zibo Bona Science and Technology Development Co.,Ltd. Registration number: 2010990001009 |
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| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Zibo Bona Science and Technology Development Co.,Ltd. Document name: Notification of Termination of Patent Right |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080123 Termination date: 20140602 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |