專利名稱：具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種改進的微孔陶瓷濾芯，用于水的凈化處理。
背景技術：
據世界衛生組織報告發展中國家3/4的農村人口中，1/3的城市人口得不到安全衛生的飲用水。我們人類中有80％的疾病和1/3的死亡率與飲用水不潔有關，每年因飲用水不潔直接或間接引起的死亡人數達2500萬人。
目前，我國淡水資源十分緊缺，又受到城市生活污水、工業廢水水體的污染；固體廢棄物對水體的污染；酸雨對水體的污染；污水灌溉與大量使用農藥化肥對水體的污染；以及溫室效應引發的海平面上升，導致海岸帶河口地區海水倒灌、咸潮入侵對淡水體的影響和破壞等等，都加劇了我國飲用水環境的惡化。
飲用水的質量直接影響著人們的身體健康。目前市場上的純凈水，一般取材于地下水或自來水，運用過濾法、蒸餾法、離子交換法、電滲析法、反滲透法等技術處理制成，去除了雜質，得到了凈化，但同時也將人體需要的微量元素一起除掉了，隨之出現了礦化技術。經礦化處理后的水含有了豐富的礦化物質和微量元素，較好地解決了這一問題。但是，應用中又發現，細菌又成了人們的關注點，如何一并解決飲用水的抗菌、礦化和活化問題成了擺在我們面前的新課題。
本發明的目的在于提供一種具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，使用該濾芯，能夠獲取飲用抗菌、礦化和活化水，利于身體健康。
本發明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為硅藻土50～75％、多功能健康陶瓷材料8～20％、消失物5～10％、粘結劑5～15％、純堿1.5～5％；多功能健康陶瓷材料為我們公司與河北工業大學聯合研制的新材料產品，已獲得專利權，專利號為ZL02125487.7，其重量百分組成為SiO240.0～70.0％、Al2O310.0～18.0％、Fe2O30.5～2.5％、Na2O 1.5～3.0％、K2O0.1～5.5％、CaO 0.1～9.0％、ZnO 4.0～8.0％、B2O31.0～2.4％、MgO 0～4.0％、余量為稀土氧化物及其不可避免的雜質。
硅藻土為食品級硅藻土，選用過200～600目篩的粉料更好。
消失物為經過高溫煅燒會消失的物質，常用的有纖維素、木質素、淀粉、塑膠和活性炭等，選用其中的一種即可。纖維素有甲基纖維素、乙基纖維素、丙基纖維素、醋酸纖維素等，木質素有木屑、木末等。應用時，根據需要留有的空隙大小確定消失物的粒徑大小，粒徑控制為0.1～2微米適宜。
粘結劑提供成型強度，可以選用無機粘結劑，也可以使用有機粘結劑，最為通常方便的首選為粘土，由塑性粘土提供成型強度，常用的有蘇州土、萊蕪粘土和新泰粘土等，優選蘇州土。
純堿可以為陶瓷提供部分氧化鈉，并降低燒結溫度。
制備方法按照陶瓷產品生產的常規方法進行即可，將各種配料混合研磨，根據不同的濾芯形狀選用不同的模具，采用注漿或壓制成型等常規陶瓷成型方法成型，然后干燥、在600～1300℃溫度下煅燒，燒成制得本發明濾芯產品。在高溫燒成過程中，消失物消失，留下微孔。
本發明濾芯芯體和隔板可以采用硅藻土材料制成，硅藻土不會二次釋放對人體有害的物質，是經濟又環保的水質過濾材料。微孔陶瓷濾芯的正常可刷洗次數是100～120次，以一般家庭為例，陶瓷濾芯可使用2到5年，使用壽命是中空絲膜兩倍以上。
本發明微孔陶瓷濾芯具有較強的吸附和過濾效果，當水通過微孔時，利用其特有的微孔結構和強吸附功能可有效去除水中有機物、重金屬等雜質，通常能夠去除63％-86％膠體物質，50％左右的鐵，以及47％-60％的有機物質。性能不同的活化顆粒分別對流經的水進行抗菌、激活、礦化和活化處理，使水得到全面改善，長期飲用可促進身體健康。
微孔陶瓷濾芯的抗菌原理眾所周知，OH基呈弱酸性，在堿性溶液中存在下列平衡。OH基的pK＝11.9，它在酸性條件下是強氧化劑，在堿性條件下是弱氧化劑，在與無機溶質反應時，OH基通常起氧化劑作用，通過簡單的電子轉移可變成OH-離子；在與有機物反應時，其氧化劑作用是無選擇性的，各種有機物均可被OH自由基分解。微孔陶瓷濾芯材質內部和表面上均勻分布著無數微小的無機抗菌材料，當水經過微孔陶瓷濾芯時，在水經過的地方可產生大量羥基，這些大量OH基，通過攻擊細菌的細胞膜，破壞細菌的蛋白質等途徑來殺死細菌及其他微生物，并抑制其繁殖。在殺死病菌的同時，大量的OH基作為強氧化劑可氧化分解掉細菌的殘骸，不存留任何污染物。
微孔陶瓷濾芯的活化水原理普通的飲用水為絡合大分子水，水的O-H鍵間的角約為105°。外界作用時，它們之間的鍵角容易發生變化。由于氧原子的負極性較大，氫原子的電子受氧原子的吸引，負極中心與正電荷中心不重合，整個水分子為極性分子。水分子間由于氫鍵的作用，不是以單個H2O存在的，而是彼此可以結合為大的水分子團。一般水以60～120個水分子構成分子團存在。這種大分子簇團，參與體內生物化學反應差，脂質代謝差。這種水即使再純，也不能被人體及生物體體內的細胞和染色體很好的吸收。同時，這種環形凝聚結構的水，很容易包藏有毒有害的有機物，使人體的健康遭受損害。
本發明微孔陶瓷濾芯由于復合了多功能健康陶瓷材料，所以其具有較強的遠紅外線輻射能力，當普通水分子與其接觸的瞬間，輻射的強紅外線對水分子團結構產生變化，氫鍵被破壞，化學鍵斷裂，大的分子團變小，成為只含5～6個水分子的小分子團。同時使溶解于其中的有毒氣體釋放。水分子團越小，活性越大，水質越好，口感越好，具有很好的健康促進功能，活化水外觀晶瑩剔透，口感好，因其分子結構和活化特性，有很強的滲透力、擴散力、溶解力、代謝力、排毒力和補氧功能，飲用活化水能快速調節人體電介質平衡，易解渴，能解酒、解油膩，開胃、助消化、促進新陳代謝。
經過本發明微孔陶瓷濾芯處理的飲用水可達到以下質量指標(1)不含任何對人體有毒、有害及有異味的物質；(2)水的硬度適中，50-200mg/L；(3)水中礦物質含量及比例適合各地區的人體要求；(4)pH值呈微堿性(pH＝7.2-7.8)；(5)水中溶解氧及二氧化碳含量達到健康飲用水標準；(6)長期保持小水分子團(17O-NMR半峰寬≤85Hz)；(7)水的營養、生理功能(如水的溶解力、滲透力、擴散力、乳化力、洗凈力等)較強。
本發明濾芯與其它抗菌產品對水的處理性能情況對照比較表
本發明的微孔陶瓷濾芯的有關檢測情況經南開大學對本發明微孔陶瓷濾芯的O17半峰寬檢測結論如下。把濾芯放到濾殼中固定后，接入正常壓力下的自來水，對經該濾芯流出的水進行O17的半峰寬的測試，測試時間為10分鐘，60分鐘和100小時，測試結果如下表。普通自來水的半峰寬為124.2Hz。
結論該微孔陶瓷濾芯能夠使普通自來水在短時間內活化變成小分子水，保持長時間不還原。
經國家無機鹽產品質量監督檢驗中心對本發明微孔陶瓷濾芯檢測，溶出硒、鍶、鈣、鎂、鉀和鐵、鋅等微量元素，不溶出鉛、砷、鎘、鉻和汞等重金屬元素。
經國家建材工業環境監測中心對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌進行測試，該微孔陶瓷濾芯對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的24小時殺菌率達到99.9％。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明。
實施例1本發明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經配料、成型后燒成制得將400目硅藻土粉末40千克、多功能健康陶瓷材料4.5千克、粒徑為0.5微米的甲基纖維素4千克、蘇州土4.5千克、純堿1千克和水45千克，分別放在球磨機中研磨、混料12小時；然后注漿成型；經干燥后在1230℃的溫度下煅燒制成；經磨削精加工后可以制成所要求形狀、規格的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯。
實施例2本發明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為過250目篩的硅藻土粉料60％、多功能健康陶瓷材料15％、粒徑為0.8微米的木質素8％、蘇州土13％、純堿4％。
將配料加入到球磨機中進行濕式混合研磨，澆注成型，經干燥后在1200℃的溫度下煅燒制成，經精加工后處理得成品。
實施例3本發明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為過500目篩的硅藻土粉料70％、多功能健康陶瓷材料12％、粒徑為1微米的纖維素5％、萊蕪粘土10％、純堿3％。
將配料加入到球磨機中進行濕式混合研磨，澆注成型，經千燥后在1250℃的溫度下煅燒制成，經精加工后處理得成品。
實施例4本發明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為過550目篩的硅藻土粉料58％、多功能健康陶瓷材料18％、粒徑為1.5微米的木質素6％、新泰粘土14％、純堿4％。
將配料加入到球磨機中進行濕式混合研磨，澆注成型，經干燥后在950℃的溫度下煅燒制成，經精加工后處理得成品。
實施例5本發明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為過450目篩的硅藻土粉料69.4％、多功能健康陶瓷材料15％、粒徑為0.8微米的淀粉7％、萊蕪粘土7％、純堿1.6％。
將配料加入到球磨機中進行濕式混合研磨，澆注成型，經干燥后在1100℃的溫度下煅燒制成，經精加工后處理得成品。
實施例6本發明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為過38篩的硅藻土粉料68％、多功能健康陶瓷材料14％、粒徑為1.2微米的纖維素7％、萊蕪粘土7.5％、純堿3.5％。
將配料加入到球磨機中進行濕式混合研磨，澆注成型，經干燥后在1150℃的溫度下煅燒制成，經精加工后處理得成品。
實施例7本發明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為過350目篩的硅藻土粉料71.5％、多功能健康陶瓷材料10％、粒徑為1.8微米的塑膠5％、蘇州土10％、純堿3.5％。
將配料加入到球磨機中進行濕式混合研磨，澆注成型，經干燥后在1200℃的溫度下煅燒制成，經精加工后處理得成品。
實施例8本發明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為過450目篩的硅藻土粉料56.8％、多功能健康陶瓷材料17％、粒徑為1.2微米的活性炭8％、新泰粘土14％、純堿4.2％。
將配料加入到球磨機中進行濕式混合研磨，澆注成型，經干燥后在1080℃的溫度下煅燒制成，經精加工后處理得成品。
實施例9本發明所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經配料、成型后燒成制成，其配料重量百分組成為過320目篩的硅藻土粉料62％、多功能健康陶瓷材料16％、粒徑為1.6微米的塑膠6％、萊蕪粘土12％、純堿4％。
將配料加入到球磨機中進行濕式混合研磨，澆注成型，經干燥后在1180℃的溫度下煅燒制成，經精加工后處理得成品。
權利要求
1.一種具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，經配料、成型后燒成制成，其特征在于其配料重量百分組成為硅藻土50～75％、多功能健康陶瓷材料8～20％、消失物5～10％、粘結劑5～15％、純堿1.5～5％。
2.根據權利要求1所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，其特征在于多功能健康陶瓷材料的重量百分組成為SiO240.0～70.0％、Al2O310.0～18.0％、Fe2O30.5～2.5％、Na2O 1.5～3.0％、K2O0.1～5.5％、CaO 0.1～9.0％、ZnO 4.0～8.0％、B2O31.0～2.4％、MgO 0～4.0％、余量為稀土氧化物及其不可避免的雜質。
3.根據權利要求1或2所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，其特征在于硅藻土為食品級硅藻土，過200～600目篩的粉料。
4.根據權利要求3所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，其特征在于消失物為纖維素、木質素、淀粉、塑膠和活性炭中的一種。
5.根據權利要求4所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，其特征在于消失物的粒徑控制為0.1～2微米。
6.根據權利要求1所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，其特征在于粘結劑為粘土。
7.根據權利要求1所述的具有抗菌活化水功能的微孔陶瓷濾芯，其特征在于燒成溫度為600～1300℃。
全文摘要
本發明涉及一種改進的微孔陶瓷濾芯，其特征在于其配料重量百分組成為硅藻土50～75％、多功能健康陶瓷材料8～20％、消失物5～10％、粘結劑5～15％、純堿1.5～5％；經配料、混料、成型后在600～1300℃溫度下煅燒制成。本發明微孔陶瓷濾芯主要用于對飲用水進行精濾、抗菌和活化處理，同時可以去除水中的重金屬離子，充分去除水中的余氯、有機化學物質、顏色與異味，通過使用該濾芯能夠獲取礦化、凈化和活化飲用水。該產品可應用于凈水器、桶裝水和分質供水等行業，也可以應用于對水質供應有相應要求的其它場合。
文檔編號B01D39/20GK1724112SQ20051004370
公開日2006年1月25日 申請日期2005年6月2日 優先權日2005年6月2日
發明者梁金生, 梁廣川, 魏成章, 劉強, 王家勝 申請人:淄博博納科技發展有限公司