本發(fā)明屬于洗滌
技術領域:
,具體涉及一種功能陶瓷球及其制備方法。
背景技術:
:眾所周知,陶瓷是很著名的,是在高溫下燒制而成的非金屬無機物固體材料,是玻璃、瓷器、水泥、耐火材料等的統(tǒng)稱。近年來,相關陶瓷產品陸續(xù)亮相。所謂陶瓷球,是用陶瓷制造而成的小型球,如圖1所示,陶瓷球放置于洗衣機洗滌用洗滌裝置的內部,即上殼(11)和下殼(12)內部;如圖2所示,陶瓷球放置于洗碗機洗滌用洗滌裝置的內部,陶瓷球進行充電使用,即通過投入口(21)把陶瓷球投入并充電使用。將陶瓷球投入洗衣機或洗碗機的洗滌裝置里后,陶瓷球排放出來的遠紅外線和負離子等多種多樣的成分,具有抗菌和凈化作用,從而替代普通洗滌劑進行洗滌衣物和餐具。目前,這種功能的陶瓷球相繼推出,為了比競爭公司的陶瓷球具有更好的洗滌力和強度,陶瓷球的研究在活躍地進行中。本發(fā)明的功能陶瓷球是根據該背景而開發(fā)出來的。技術實現(xiàn)要素:基于上述
背景技術:
,本發(fā)明提供了一種功能陶瓷球,該功能陶瓷球應用在洗衣機或洗碗機里,具有高的強度和洗滌力。為了實現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術方案為:一種功能陶瓷球,所述功能陶瓷球含有如下組成成分及含量:二氧化硅60~70重量份,氧化鋁18~22重量份,氧化鋯8~12重量份,氧化鉀1.5~2.5重量份,氧化鈉0.5~1.5重量份,氧化鈣0.1~0.5重量份,氧化鐵0.1~0.5重量份,氧化鎂0.1~0.5重量份,二氧化鉿0.1~0.5重量%,二氧化鈦0.05~0.12重量份,氧化鋇0.01~0.04重量份,氧化釔0.01~0.04重量份,氧化錳0.01重量份。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選,所述的功能陶瓷球含有如下組成成分及含量:二氧化硅65.1重量份,氧化鋁20.2重量份,氧化鋯10.6重量份,氧化鉀2.08重量份,氧化鈉0.87重量份,氧化鈣0.31重量份,氧化鐵0.29重量份,氧化鎂0.22重量份,二氧化鉿0.2重量份,二氧化鈦0.08重量份,氧化鋇0.02重量份,氧化釔0.02重量份,氧化錳0.01重量份。本發(fā)明的另一個目的是提供一種功能陶瓷球的制備方法。為了實現(xiàn)本發(fā)明另一目的而采用的技術方案為:一種功能陶瓷球的制備方法,包括制備步驟如下:步驟1):按比例稱取未微粉化的各原料放入球磨機中進行粉碎,經325目篩分,制得原料細粉;步驟2):將步驟1)制得的原料細粉進一步投入配合機進行調配,同時去除細粉中的含鐵成分,制得陶瓷粉末;步驟3):將步驟2)制得的陶瓷粉末和水投入到成型裝置中制得成型球,成型過程中通過水噴射控制轉筒旋轉速度,旋轉速度設置為15~200rpm;步驟4):將步驟3)制得的成型球進行干燥;步驟5):將步驟4)干燥后的成型球放在燒成爐里進行熱處理制得陶瓷球;步驟6):把步驟5)塑造過的陶瓷球進行清洗;步驟7):對步驟6)清洗后的陶瓷球進行干燥,即制得功能陶瓷球。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選,按重量份數計,步驟1)中所述各原料為:二氧化硅60~70重量份,氧化鋁18~22重量份,氧化鋯8~12重量份,氧化鉀1.5~2.5重量份,氧化鈉0.5~1.5重量份,氧化鈣0.1~0.5重量份,氧化鐵0.1~0.5重量份,氧化鎂0.1~0.5重量份,二氧化鉿0.1~0.5重量%,二氧化鈦0.05~0.12重量份,氧化鋇0.01~0.04重量份,氧化釔0.01~0.04重量份,氧化錳0.01重量份。作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選,按重量份數計,步驟1)中所述各原料為:二氧化硅65.1重量份,氧化鋁20.2重量份,氧化鋯10.6重量份,氧化鉀2.08重量份,氧化鈉0.87重量份,氧化鈣0.31重量份,氧化鐵0.29重量份,氧化鎂0.22重量份,二氧化鉿0.2重量份,二氧化鈦0.08重量份,氧化鋇0.02重量份,氧化釔0.02重量份,氧化錳0.01重量份。更優(yōu)選的,步驟1)中所述的粉碎方法是:將各原料放在球磨用球下面,充填40~90%,球磨時間24~125小時,球料比為3:7,4:6,5:5,6:4,7:3,球磨機轉速為10rpm~60rpm。更優(yōu)選的,步驟2)中,所述調配,調配時間為2~20小時。更優(yōu)選的,步驟3)中,所述的旋轉滾筒的內壁為水泥涂面。更優(yōu)選的,步驟4)中所述的干燥,為自然干燥或強制干燥,自然干燥是在自然狀態(tài)下,在陰涼處放置24小時以上,強制干燥是在60~250℃下放置10~72小時。更優(yōu)選的,步驟5)中,所述熱處理的條件為:燒成爐加熱溫度為600~1400℃,并從600℃→1000℃→1400℃→1000℃→600℃慢慢變動40~400小時。本發(fā)明的技術優(yōu)點在于:1)本發(fā)明提供洗衣機和洗碗機用陶瓷球強度高,洗滌力提高明顯,另外本發(fā)明陶瓷球負離子排放量高,優(yōu)于現(xiàn)有陶瓷球。2)本發(fā)明組分中的氧化鎂、氧化鋁等礦物組分,通過合理比例配置,確保陶瓷球的洗滌力。3)本發(fā)明所選用的各原料球磨后均通過325目篩分,從而可以在原料端保證所制得的陶瓷球密度均勻,陶瓷球強度高,對成型也有利。4)本發(fā)明在成型球時,嚴格控制投入粉末原料和水的含量比例,控制轉筒的旋轉速度為15~200rpm,避免成型的球產生脫皮的現(xiàn)象。5)本發(fā)明在制備過程中,將粉末中鐵的成分最小化,從而減弱陶瓷固有的特性,提高遠紅外線和負離子的排放效果。附圖說明圖1是本發(fā)明適用于洗衣機用洗滌裝置的實例。圖2是本發(fā)明適用于洗碗機用洗滌裝置的實例。具體實施方式下面結合附圖和實施實例對本發(fā)明作更詳細地說明。本發(fā)明的具有洗滌功能的陶瓷球,是把陶瓷塑造成小球形狀的,在圖1中的上殼(11)和下殼(12)組成的洗衣機洗滌裝置的內部填充使用,而在圖2的洗碗機洗滌裝置也是內部填充使用,從投入口(21)投入陶瓷球。本發(fā)明的功能陶瓷球的組成成分及含量為:二氧化硅(SiO2)60~70重量份,氧化鋁(Al2O3)18~22重量份,氧化鋯(ZrO2)8~12重量份,氧化鉀(K2O)1.5~2.5重量份,氧化鈉(Na2O)0.5~1.5重量份,氧化鈣(CaO)0.1~0.5重量份,氧化鐵(Fe2O3)0.1~0.5重量份,氧化鎂(MgO)0.1~0.5重量份,二氧化鉿(HfO2)0.1~0.5重量份,二氧化鈦(TiO2)0.05~0.12重量份,氧化鋇(BaO)0.01~0.04重量份,氧化釔(Y2O3)0.01~0.04重量份,氧化錳(MnO)0.01重量份。最優(yōu)選的,所述的功能陶瓷球含有如下組成成分及含量:二氧化硅(SiO2)65.1重量份,氧化鋁(Al2O3)20.2重量份,氧化鋯(ZrO2)10.6重量份,氧化鉀(K2O)2.08重量份,氧化鈉(Na2O)0.87重量份,氧化鈣(CaO)0.31重量份,氧化鐵(Fe2O3)0.29重量份,氧化鎂(MgO)0.22重量份,二氧化鉿(HfO2)0.2重量份,二氧化鈦(TiO2)0.08重量份,氧化鋇(BaO)0.02重量份,氧化釔(Y2O3)0.02重量份,氧化錳(MnO)0.01重量份。上述所述的功能陶瓷球是經過以下步驟制造出來的:步驟1):按比例稱取未微粉化的各原料放入球磨機中進行粉碎,經325目篩分,制得原料細粉;步驟2):將步驟1)制得的原料細粉進一步投入配合機進行調配,同時去除細粉中的含鐵成分,制得陶瓷粉末;步驟3):將步驟2)制得的陶瓷粉末和水投入到成型裝置中制得成型球,成型過程中通過水噴射控制轉筒旋轉速度,旋轉速度設置為15~200rpm;步驟4):將步驟3)制得的成型球進行干燥;步驟5):將步驟4)干燥后的成型球放在燒成爐里進行熱處理制得陶瓷球;步驟6):把步驟5)塑造過的陶瓷球進行清洗;步驟7):對步驟6)清洗后的陶瓷球進行干燥,即制得功能陶瓷球。在步驟1)中,陶瓷球原料有濕式、干式和固體狀態(tài)三種情況。對于濕式和固體,需把原料干燥并球磨粉碎,過325目篩分。對于干式且粗粒,也需要將原料干燥并通過球磨粉碎,再過325目篩分,制得微粉化的原料細粉。而如果直接用原料粗顆粒,即不經過球磨和篩分,來制造陶瓷球,那么陶瓷球的密度差、強度減弱、成形也不良好。在步驟1)中,原料的粉碎方法是:將原料放在粉碎用球下面,充填40~90%,原料和粉碎用球的比例根據陶瓷球的用途和原料成分分為:球料比3:7,4:6,5:5,6:4,7:3,粉碎24小時至125小時。球磨機的轉速根據球磨容量的不同而不同,本發(fā)明優(yōu)選在10rpm~60rpm。在步驟2)中,通過上述步驟1)制得的原料細粉,需要將粉末中的鐵成分去除,然后將原料細粉按比例投入配合機,根據配合機容量和原料成分,優(yōu)選2~20小時。在去除粉末中的含鐵成分過程中,需把鐵的成分最小化,目的是把陶瓷固有的特性減弱,從而提高遠紅外線和負離子的排放效果。配合機為不銹鋼或者普通鐵板,可直接利用磁鐵來去除鐵的成分。在步驟3)中,是向包含轉筒的成型裝置內投入步驟2)制成的粉末和水,以進行球的成型加工。成型裝置通過兩側的支架進行支撐,成型裝置包括可轉動的轉筒和該轉筒的投入口,及可噴射水的噴射器。球的成型過程是:將陶瓷粉末通過投入口投入轉筒內,然后轉動轉筒,同時通過噴射器將水噴入投入口。旋轉轉筒的內面是水泥涂面。這是為了被投入的陶瓷粉末,可在水泥面的粗糙表面上,易于開始轉動,以自然地形成球狀。在成型球的過程中,控制陶瓷粉末和水的含量是最關鍵的,因為對陶瓷粉末供水遲或供水不足,成型的球有脫皮的現(xiàn)象,如同脫去洋蔥皮一樣。因此,轉筒的旋轉速度設為15~200rpm是最合適的。在步驟4)中,成型陶瓷球經過一定時間的干燥,去掉其中的水分。干燥可分為自然干燥和強制干燥來進行。自然干燥是在自然狀態(tài)下,在陰涼處放置24小時以上,強制干燥是在60~250℃下放置10~72小時。在步驟5)中,所述熱處理的條件為:燒成爐加熱溫度為600~1400℃,并從600℃→1000℃→1400℃→1000℃→600℃慢慢變動40~400小時。關火后也不能馬上從燒成爐內將陶瓷球取出。燒成爐關火后,在一定時間內不能將陶瓷球從燒成爐取出,直至冷卻到一定程度。一般情況下,在燒成爐內進行熱處理,根據陶瓷球的原料,需要進行40~400小時比較合適的。在步驟6)中,把步驟5)制得的陶瓷球進行清洗,通過清洗把陶瓷球上吸附的異物除去。在步驟7)中,對步驟6)清洗后的陶瓷球進行干燥,干燥步驟同步驟4),從而得到本發(fā)明所述的功能陶瓷球。以下說明本發(fā)明的實施實例。實施例11)稱取干濕原料組分:二氧化硅(SiO2)65.1重量份,氧化鋁(Al2O3)20.2重量份,氧化鋯(ZrO2)10.6重量份,氧化鉀(K2O)2.08重量份,氧化鈉(Na2O)0.87重量份,氧化鈣(CaO)0.31重量份,氧化鐵(Fe2O3)0.29重量份,氧化鎂(MgO)0.22重量份,二氧化鉿(HfO2)0.2重量份,二氧化鈦(TiO2)0.08重量份,氧化鋇(BaO)0.02重量份,氧化釔(Y2O3)0.02重量份,氧化錳(MnO)0.01重量份。將各原料顆粒放入球磨機中進行粉碎,經325目篩分,制得微粉化的原料細粉。其中,原料具體粉碎方法是將各原料和粉碎用球在球磨機里充填50%,球料比為5:5,粉碎48小時,球磨機的旋轉速度為42rpm。2)將步驟1)微粉化后的原料細粉投入配合機進行調配,配合時間12個小時,同時利用磁鐵來去除細粉中鐵的成分。3)將步驟2)配合完成的陶瓷粉末和水投入到成型裝置中制得成型球,通過水噴射器控制轉筒旋轉速度,旋轉速度為95rpm。4)將步驟3)制得的成型球放置在陰涼處24小時干燥。5)將步驟4)干燥過的成型球放在燒成爐里進行熱處理,制得陶瓷球,熱處理溫度為600℃→1000℃→1400℃→1000℃→600℃慢慢變動250個小時。燒成爐關火后,在一定時間內不能將陶瓷球從燒成爐取出,直至冷卻到一定程度。6)將制得的陶瓷球用水進行清洗。7)將清洗后的陶瓷球進行干燥,干燥過程同步驟4)。如此,制成的陶瓷球在圖1和圖2的洗滌裝置內部充填后,分別使用在洗衣機和洗碗機上。測試例1實施例1制造的陶瓷球按如下條件進行洗滌力的測試。測試結果見表1。測試條件1)洗滌處理條件:投入試樣后按條件洗滌處理。使用機器:滾筒洗衣機(SEW-PK102NL);水位:中水位(60L);洗滌程序:標準;洗滌容量:3.0kg(KSC9608:2010);供水溫度:(20±2)℃;洗衣球試樣投入量:2個。2)使用污染物:濕式人工污染物(JISC9606:2003)。3)測試方法:測量洗滌處理前后污染的反射率后,應用計算方法來評價洗滌力。4)計算:洗滌力(%)=(洗滌后潔白度-洗滌前潔白度)/(原物的潔白度-洗滌前潔白度)×100。表1測試分析項目測試結果洗滌力46%從表1的結果中可以看出,按本發(fā)明實施例1制造的陶瓷球,其洗滌力明顯提高。測試例2實施例1制造的陶瓷球按如下條件測試了強度,測試結果見表2。測試條件:1)測試試樣名:陶瓷球;2)測試分析方法:機器分析;3)測試環(huán)境:溫度(18±1)℃,相對濕度:(40±1)%R.H.。表2從表2的結果看出,按本發(fā)明實施例1制造出來的陶瓷球(6mm)強度高。測試例3實施例1制造出來的陶瓷球,按如下條件測試負離子排放量,測試結果見表3。測試條件:1)測試方法:KFIA-FI-1042;2)測試片:20g;3)利用電荷顆粒測量裝置在室內溫度26℃,濕度34%,大氣中負離子數104/CC條件下測試的。測量排放出來的負離子來表示單位體積離子數。4)用途:品質管理。表3試樣名/項目負離子(ION/CC)洗衣機用陶瓷球858洗碗機用陶瓷球1216從表3的結果可以看出,根據本發(fā)明實施例1制造出來的陶瓷球,負離子排放量高,優(yōu)于現(xiàn)有市售陶瓷球。當前第1頁1 2 3