專利名稱：殺菌元件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能夠改進家庭熱水系統或食物配制中使用的水的質量和化學-物理特性的裝置。更確切地說，實現本實用新型目的的裝置能夠抑制使用在家庭熱水系統或食物配料中的盛水容器中的細菌繁殖，和/或抑制使用在遭受停滯或至少根據一變型遭受穿過的水流(例如管子、管道或類似物)的任何部件中的細菌繁殖。在特殊情況下，本實用新型在熱水生產用系統的范圍內，例如在電或燃氣熱水器 (此后統稱為“熱水器”)的領域內，或更一般地在儲水箱和/或太陽能集水器和/或加熱的水鼓筒(例如在洗衣機和洗碗機中)和/或類似產品的領域內。
背景技術：
多年來眾所周知的是，當與水或類似液體相互作用時，從銀(Ag)、銅(Cu)和鋅 (Zn)中選擇的金屬以及它們的離子和金屬鹽具有強殺菌特性和能力。減少或至少含有細菌群的效果，用一個新詞來說，稱之為“消毒”。此后，為了描述簡單，這些金屬元素和/或它們的離子和/或它們相互之間或與支持物質或結合物和/或它們的無論是自由還是化學組合的最合適的化學組合，將被稱為“抗菌金屬合成物” -AMCs0換句話說，這里的“抗菌金屬合成物”指的是至少含有前述被證實有殺菌功效的金屬元素的任何一種化合物。含有金屬元素和/或它們的離子和/或它們的化學組合的材料(尤其是銀)的制備工藝及其應用方法和領域都充分地記載在文獻中，因此不需要將這些細節詳述于此。舉例來說，已知抗菌玻璃釉質是在燒制成玻璃化之前的所謂玻璃料的制備過程中通過將金屬元素(特別是銀)和傳統的玻璃釉質成分混合而獲得的。根據傳統工藝，由此而獲得的抗菌玻璃料可用于對金屬例如碳鋼或不銹鋼的表面上釉。關于這點，可以參考文件US6303183或更早的文件JP8-112977。然而，文件IT1M6767記載了在與樹脂、釉質、纖維、紙、陶瓷和類似材料混合時， 粉末形式抗菌陶瓷材料于是可應用于更廣的范圍從化妝品到藥物、食品包裝、醫療器械制造(這是眾所周知的，為了保證病人的安全必須嚴格高標準地保證處于無菌狀態)或生物材料等領域。作為自身的基本特征，這些抗菌陶瓷材料能夠抑制并且按照正確的比例保留被證實有殺菌功效的金屬元素，例如所述的具有這種功效形式的鋅和/或銅和/或銀。可以參考文件GB1U9190和/或GB1350959和/或GBl 170663對配備工藝的詳細描述，甚至它們提到了所采用的催化劑的制造，眾所周知，能夠加快各種類型化學反應。文件GB1U9190提到，例如，制造構成催化劑的一個或多個基片(也稱為“載體”)， 適宜采用球體結構，采用其上沉積有銀的惰性材料(特別是緊湊或多孔的陶瓷材料)，其中銀以最適宜其提升或加速各種類型，特別是乙烯，的氧化-還原反應能力的形式和方法進行沉積。回到細菌繁殖的話題，這對于幾十年前的儲水式加熱器(或通常的被加熱的儲水容器)中的水來說并不是一個特殊的問題。在能源危機之前，熱水器被保持在相當高的溫度(高達80°C)，因此這種溫度施加消毒作用。然而現在，維持在大大降低的水溫 (55-60°C )，這就可能助長細菌的繁殖。更進一步，為了增加對腐蝕的防護，已經分別停止了在沉浸式加熱元件和儲水箱中使用銅和鋅。在洗衣機和洗碗機的鼓筒中，雖然清潔劑和有時相當高的溫度施加清潔和殺菌的功能，但是不可避免地沉積在里面的污垢也是有害于健康的細菌的滋生地。在洗衣機和洗碗機中被加熱的水鼓筒不再由覆蓋有鋼鐵的聚酰胺樹脂制造。而采用不銹鋼或可能的話采用更經濟的塑料材料替代。此外，已經引用的文件US6303183提議通過在儲水式加熱器的內表面涂敷含有銀的抗菌玻璃釉質以實現“消毒”。然而很明顯，在儲水式加熱器的內表面涂敷含有銀基抗菌玻璃釉質會過于昂貴。應用于儲水式加熱器的內表面的抗菌玻璃釉質的使用，會逐漸且不可避免趨向于失去它的功效。恢復它的初始殺菌能力需要將整個熱水器更換。因為在生產步驟和機器設計中會帶來相當大的變化，因此這種上釉工藝很少應用于洗衣機和洗碗機的鼓筒中。因此假如水加熱容器是非金屬的或任何其它不能上釉的材料，該工藝就決不能采用。
實用新型內容本實用新型的目的在于消除上述缺陷的至少一部分。特別地，本實用新型的目的在于提出為任何盛水容器提供殺菌的簡單而經濟的裝置，作為非限制性的實例，該容器例如是儲水式加熱器(電的或燃氣的)、太陽能集水器，也可以是洗衣機和洗碗機的鼓筒。本實用新型涉及能夠對流體、特別是水中的細菌群施加減少或至少抑制功能的殺菌元件，它們由球體組成，所述球體包括惰性材料制成的支撐基片；一層或多層“抗菌金屬合成物”，所述一層或多層至少被沉積在基片的外表面上，球體被沉浸在水源中或水流中并能夠互相作用以施加至少一種殺菌功能。
圖1顯示了具有惰性和高多孔性材料(例如“陶瓷材料”)的內部支撐基片和抗菌金屬合成物的外層的抗菌球體(或殺菌元件)的剖面圖。圖2顯示了本實用新型的一個可能的實施例，依據該實施例所述抗菌球體可以被封閉在特定容器內；圖1中所示的容器僅僅是許多可能的變形之一。
具體實施方式
在進行本實用新型的描述之前，必需說明所有提到的儲水加熱器(電的或燃氣的)都可以擴展到可以看作為容納水源的容器的任何其它產品，即作為非限制性的實例 通常的儲水箱、太陽能集水器、用于內部加熱的給水箱鍋爐和家庭熱水產品、洗衣機和洗碗機鼓筒以及類似物、食品級飲料和水分配器(此后為了簡化的目的統稱為“儲水箱”)。根據本實用新型，容納在儲水箱(例如熱水器)內部的水的殺菌是通過插入其中的一個或多個包含有惰性材料的支撐基片11 (或芯)、球形結構、表面用已知技術和步驟沉積有一層12含有被證實具有抗菌功效的物質(例如鋅和/或銅和/或銀)的AMC合成物構成的“殺菌”元件1，如圖1所示。通過實驗已經觀察到實現此已知目的并將現有的“涂敷銀的球體”用作催化劑是特別適宜的，并且這已經在前面簡短地討論過了(參見文件GB1U9190和/或GB1350959 和/或GB117066 。實際上，在與儲水箱內部的水相互反應時，所述球體被證實通過將銀沉積在它們的表面上而特別適宜施加殺菌功能。用于本實用新型目的的所述球體此后將稱之為“殺菌球體1”。不同于先前的技術，采用所述“殺菌球體1”對水源或水流的殺菌，只需要簡單地將帶有抗菌效果并預先單獨制備的元件引入水箱，因此不需要對儲水箱生產工藝進行修改， 例如對它們內壁上釉和/或處理。所述元件1在被耗盡時可以用具有高的銀表面集中度和恢復殺菌能力的相似元件簡單而經濟地更換。正如部分先前提到的，所述球體1的惰性基片11最好由具有高多孔性的陶瓷材料 (或金屬)來制造，同時AMC合成物包含銀的一種或多種可能形式、或銀與其它非殺菌化學元素的化學或物理組合。支撐基片11的多孔性允許其準備接納所述殺菌物質的活性表面在相同的容積增加。甚至更優選地，所述基片11為氧化鋁或多鋁紅柱石、或作為選擇的硅石、斑脫土、 酸性粘土或硅藻土或類似物，而以其一種或多種可能形式的銀、或銀與其它非殺菌化學元素的化學或物理組合，基本上是包括在所述AMC合成物中的唯一具有抗菌效果的金屬元件。特別是，包括在所述的AMC合成物中的銀是納米顆粒形式。眾所周知，與水接觸時，銀趨向于通過擴散并且以離子形式從所述殺菌球體1遷移，從而施加至少一種殺菌和滅菌功能；實際上，所述銀離子(Ag+)通過與移居在儲水箱的水中的細菌的細胞膜結合而殺死細菌。這種擴散現象與所述殺菌球體1上的銀和周圍水的溶液中的銀之間的集中度差值直接成正比例。還已知所述殺菌效果(或換句話說，銀從殺菌球體1擴散到水中)不僅可以通過替換儲水箱內的水，還可以通過溫度來促進。因此，所述的水的替換可以通過由加熱(例如由一個或多個加熱元件或燃燒器產生的)產生的對流運動和/或由進入的水產生的紊流來確保。因此所述殺菌球體1主要在儲水箱的與運行條件和/或易于產生水的紊流和替換相適應的最高可能溫度的區域附近起作用是恰當的。為了實現這個目的最好將所述球體1 限制在為了能夠使其被固定在所述區域內而特別設計的容器2中以達到允許銀以離子形式遷移，以替代將所述球體自由沉浸在儲水箱所裝的水中(一個可行的技術方案而且具有好的殺菌效果和結果)。為了描述完整，需要確定所述容器2應該怎樣更好地從所述儲水箱上分離和移動并用同樣的容器替代或進行維護。通過術語“維護”清楚地表明總體上傾向于用具有高的銀表面集中度和恢復殺菌能力的其它殺菌元件來替換用盡而不再具有殺菌功效的殺菌元件。限制在所述特定容器2內，殺菌球體1也可以便利地應用于對任何有水流通過的設備，即可想到的例如用于讓水進入或離開所述熱水器的管子、管道或類似物進行殺菌。很明顯為實現本實用新型的目的，就現有技術而言，殺菌球體1可能有許多變型， 但都不能脫離本實用新型的精神和本實用新型的保護范圍。舉例來說，盡管已經示范了所述殺菌元件的支撐基片11為球形，正如已經看到的，在將所述元件限制并成群地置于合適的容器2中的情況下，這種形狀不僅是最好的，也是最有效的和最經濟的，但是決不能阻止所述殺菌元件(而其常被稱作“殺菌球體”)依照任何其它形狀，例如圓柱形、棱柱形、不規則的粒形或其它類似形狀來實現。此外，決不能阻止在具有高多孔性的所述支撐或惰性核芯11的外表面，以一種或多種其它可能形式、能夠執行其它功能，例如在與水接觸并與水反應時能夠起防水垢效果和/或能夠對水“質”(即它的顏色、味道和氣味)起改進和調整功能的物質，或作為選擇用該物質與銀(或類似金屬)相組合進行涂敷。因此本實用新型的殺菌球體1 (或更一般地，殺菌元件1)能夠實現預先設定的目的，特別是供給和使用方式(以“球”的形式)已經可行，甚至可以實現其它目的，如已知和經濟產品的儲水箱，最好是儲水式加熱器和/或流過管子或管道中的水的消毒和/或化學-物理性質的改進。
權利要求1.能夠對流體、特別是水中的細菌群施加減少或至少抑制功能的殺菌元件，其特征在于，它們由球體組成，所述球體包括-惰性材料制成的支撐基片；-一層或多層“抗菌金屬合成物”，所述一層或多層至少被沉積在所述基片的外表面上， 所述球體被沉浸在水源中或水流中并能夠互相作用以施加至少一種殺菌功能。
2.根據權利要求1所述的殺菌元件，其特征在于， 所述惰性支撐基片為陶瓷材料。
3.根據權利要求2所述的殺菌元件，其特征在于，所述陶瓷材料具有高多孔性，所述多孔性在相同的體積下允許增加用于接受和保留所述“抗菌金屬合成物”的所述殺菌元件的活性表面。
4.根據權利要求1所述的殺菌元件，其特征在于， 所述惰性支撐基片是金屬材料。
5.根據權利要求1所述的殺菌元件，其特征在于，所述支撐基片具有球形或圓柱形或棱柱形或不規則粒狀結構。
6.根據權利要求1所述的殺菌元件，其特征在于，與水接觸的所述“抗菌金屬合成物”能夠起反應并且在其中以離子形式遷移，施加所述殺菌功能。
7.根據權利要求1所述的殺菌元件，其特征在于，所述“抗菌金屬合成物”是唯一具有抗菌效果的金屬元素。
8.根據權利要求1所述的殺菌元件，其特征在于， 所述“抗菌金屬合成物”是納米顆粒銀。
9.根據權利要求1所述的殺菌元件，其特征在于，另外的物質沉積在所述支撐基片的表面上，在與水反應后，其能夠施加至少一種抗菌和/或改進并調節其“水質”的功能。
10.根據權利要求1所述的殺菌元件，其特征在于， 所述殺菌元件限制在特定容器內。
11.根據權利要求1所述的殺菌元件，其特征在于，所述的水源或水流分別地由裝在儲水箱內的水量或穿過管子或管道的水量組成。
12.根據權利要求11所述的殺菌元件，其特征在于，所述儲水箱是至少一熱水器或太陽能集水器的儲水裝置，而所述管子或管道是進入或排出所述熱水器的裝置。
專利摘要由于殺菌元件由包含有惰性材料的支撐基片的球體構成，并且一層或多層“抗菌金屬合成物”至少沉積在所述基片的外表面上，因此所描述的所述殺菌元件能夠對流體、特別是水中的細菌群施加減少或至少抑制作用。所述球體浸沒于水源或水流內部，能夠起作用并且至少施加殺菌功能。
文檔編號C02F1/50GK202193653SQ20112017501
公開日2012年4月18日 申請日期2011年4月20日 優先權日2011年4月20日
發明者A·曼奇尼, S·R·J·吉德利 申請人:阿里斯頓熱能產品(中國)有限公司