本發(fā)明屬于洗滌
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種功能陶瓷球及其制備方法。
背景技術(shù)：
：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(wú)機(jī)物固體材料，是玻璃、瓷器、水泥、耐火材料等的統(tǒng)稱(chēng)。近年來(lái)，相關(guān)陶瓷產(chǎn)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(jī)洗滌用洗滌裝置的內(nèi)部，即上殼（11）和下殼（12）內(nèi)部；如圖2所示，陶瓷球放置于洗碗機(jī)洗滌用洗滌裝置的內(nèi)部，陶瓷球進(jìn)行充電使用，即通過(guò)投入口（21）把陶瓷球投入并充電使用。將陶瓷球投入洗衣機(jī)或洗碗機(jī)的洗滌裝置里后，陶瓷球排放出來(lái)的遠(yuǎn)紅外線(xiàn)和負(fù)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(jìn)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(jìng)爭(zhēng)公司的陶瓷球具有更好的洗滌力和強(qiáng)度，陶瓷球的研究在活躍地進(jìn)行中。本發(fā)明的功能陶瓷球是根據(jù)該背景而開(kāi)發(fā)出來(lái)的。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：基于上述
背景技術(shù)：
，本發(fā)明提供了一種功能陶瓷球，該功能陶瓷球應(yīng)用在洗衣機(jī)或洗碗機(jī)里，具有高的強(qiáng)度和洗滌力。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)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(gè)目的是提供一種功能陶瓷球的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明另一目的而采用的技術(shù)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(chēng)取未微粉化的各原料放入球磨機(jī)中進(jìn)行粉碎，經(jīng)325目篩分，制得原料細(xì)粉；步驟2）：將步驟1）制得的原料細(xì)粉進(jìn)一步投入配合機(jī)進(jìn)行調(diào)配，同時(shí)去除細(xì)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(guò)程中通過(guò)水噴射控制轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)速度，旋轉(zhuǎn)速度設(shè)置為15～200rpm；步驟4）：將步驟3）制得的成型球進(jìn)行干燥；步驟5）：將步驟4）干燥后的成型球放在燒成爐里進(jìn)行熱處理制得陶瓷球；步驟6）：把步驟5）塑造過(guò)的陶瓷球進(jìn)行清洗；步驟7）：對(duì)步驟6）清洗后的陶瓷球進(jìn)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(shù)計(jì)，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(jìn)一步優(yōu)選，按重量份數(shù)計(jì)，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(shí)間24～125小時(shí)，球料比為3：7，4：6，5：5，6：4，7：3，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為10rpm～60rpm。更優(yōu)選的，步驟2）中，所述調(diào)配，調(diào)配時(shí)間為2～20小時(shí)。更優(yōu)選的，步驟3）中，所述的旋轉(zhuǎn)滾筒的內(nèi)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(qiáng)制干燥，自然干燥是在自然狀態(tài)下，在陰涼處放置24小時(shí)以上，強(qiáng)制干燥是在60～250℃下放置10～72小時(shí)。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(dòng)40～400小時(shí)。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于：1）本發(fā)明提供洗衣機(jī)和洗碗機(jī)用陶瓷球強(qiáng)度高，洗滌力提高明顯，另外本發(fā)明陶瓷球負(fù)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(guò)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(guò)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(qiáng)度高，對(duì)成型也有利。4）本發(fā)明在成型球時(shí)，嚴(yán)格控制投入粉末原料和水的含量比例，控制轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)速度為15～200rpm，避免成型的球產(chǎn)生脫皮的現(xiàn)象。5）本發(fā)明在制備過(guò)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(yuǎn)紅外線(xiàn)和負(fù)離子的排放效果。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明適用于洗衣機(jī)用洗滌裝置的實(shí)例。圖2是本發(fā)明適用于洗碗機(jī)用洗滌裝置的實(shí)例。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)地說(shuō)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(jī)洗滌裝置的內(nèi)部填充使用，而在圖2的洗碗機(jī)洗滌裝置也是內(nèi)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(jīng)過(guò)以下步驟制造出來(lái)的：步驟1）：按比例稱(chēng)取未微粉化的各原料放入球磨機(jī)中進(jìn)行粉碎，經(jīng)325目篩分，制得原料細(xì)粉；步驟2）：將步驟1）制得的原料細(xì)粉進(jìn)一步投入配合機(jī)進(jìn)行調(diào)配，同時(shí)去除細(xì)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(guò)程中通過(guò)水噴射控制轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)速度，旋轉(zhuǎn)速度設(shè)置為15～200rpm；步驟4）：將步驟3）制得的成型球進(jìn)行干燥；步驟5）：將步驟4）干燥后的成型球放在燒成爐里進(jìn)行熱處理制得陶瓷球；步驟6）：把步驟5）塑造過(guò)的陶瓷球進(jìn)行清洗；步驟7）：對(duì)步驟6）清洗后的陶瓷球進(jìn)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(duì)于濕式和固體，需把原料干燥并球磨粉碎，過(guò)325目篩分。對(duì)于干式且粗粒，也需要將原料干燥并通過(guò)球磨粉碎，再過(guò)325目篩分，制得微粉化的原料細(xì)粉。而如果直接用原料粗顆粒，即不經(jīng)過(guò)球磨和篩分，來(lái)制造陶瓷球，那么陶瓷球的密度差、強(qiáng)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(jù)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(shí)至125小時(shí)。球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)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(guò)上述步驟1）制得的原料細(xì)粉，需要將粉末中的鐵成分去除，然后將原料細(xì)粉按比例投入配合機(jī)，根據(jù)配合機(jī)容量和原料成分，優(yōu)選2～20小時(shí)。在去除粉末中的含鐵成分過(guò)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(yuǎn)紅外線(xiàn)和負(fù)離子的排放效果。配合機(jī)為不銹鋼或者普通鐵板，可直接利用磁鐵來(lái)去除鐵的成分。在步驟3）中，是向包含轉(zhuǎn)筒的成型裝置內(nèi)投入步驟2）制成的粉末和水，以進(jìn)行球的成型加工。成型裝置通過(guò)兩側(cè)的支架進(jìn)行支撐，成型裝置包括可轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)筒和該轉(zhuǎn)筒的投入口，及可噴射水的噴射器。球的成型過(guò)程是：將陶瓷粉末通過(guò)投入口投入轉(zhuǎn)筒內(nèi)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)筒，同時(shí)通過(guò)噴射器將水噴入投入口。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒的內(nèi)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(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，以自然地形成球狀。在成型球的過(guò)程中，控制陶瓷粉末和水的含量是最關(guān)鍵的，因?yàn)閷?duì)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(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為15～200rpm是最合適的。在步驟4）中，成型陶瓷球經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的干燥，去掉其中的水分。干燥可分為自然干燥和強(qiáng)制干燥來(lái)進(jìn)行。自然干燥是在自然狀態(tài)下，在陰涼處放置24小時(shí)以上，強(qiáng)制干燥是在60～250℃下放置10～72小時(shí)。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(dòng)40～400小時(shí)。關(guān)火后也不能馬上從燒成爐內(nèi)將陶瓷球取出。燒成爐關(guān)火后，在一定時(shí)間內(nèi)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(nèi)進(jìn)行熱處理，根據(jù)陶瓷球的原料，需要進(jìn)行40～400小時(shí)比較合適的。在步驟6）中，把步驟5）制得的陶瓷球進(jìn)行清洗，通過(guò)清洗把陶瓷球上吸附的異物除去。在步驟7）中，對(duì)步驟6）清洗后的陶瓷球進(jìn)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(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施實(shí)例。實(shí)施例11）稱(chēng)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(jī)中進(jìn)行粉碎，經(jīng)325目篩分，制得微粉化的原料細(xì)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(jī)里充填50%，球料比為5：5，粉碎48小時(shí)，球磨機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為42rpm。2）將步驟1）微粉化后的原料細(xì)粉投入配合機(jī)進(jìn)行調(diào)配，配合時(shí)間12個(gè)小時(shí)，同時(shí)利用磁鐵來(lái)去除細(xì)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(guò)水噴射器控制轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)速度，旋轉(zhuǎn)速度為95rpm。4）將步驟3）制得的成型球放置在陰涼處24小時(shí)干燥。5）將步驟4）干燥過(guò)的成型球放在燒成爐里進(jìn)行熱處理，制得陶瓷球，熱處理溫度為600℃→1000℃→1400℃→1000℃→600℃慢慢變動(dòng)250個(gè)小時(shí)。燒成爐關(guān)火后，在一定時(shí)間內(nèi)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(jìn)行清洗。7）將清洗后的陶瓷球進(jìn)行干燥，干燥過(guò)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(nèi)部充填后，分別使用在洗衣機(jī)和洗碗機(jī)上。測(cè)試?yán)?實(shí)施例1制造的陶瓷球按如下條件進(jìn)行洗滌力的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。測(cè)試條件1）洗滌處理?xiàng)l件：投入試樣后按條件洗滌處理。使用機(jī)器：滾筒洗衣機(jī)（SEW-PK102NL）；水位：中水位（60L）；洗滌程序：標(biāo)準(zhǔn)；洗滌容量：3.0kg（KSC9608：2010）；供水溫度：（20±2）℃；洗衣球試樣投入量：2個(gè)。2）使用污染物：濕式人工污染物（JISC9606：2003）。3）測(cè)試方法：測(cè)量洗滌處理前后污染的反射率后，應(yīng)用計(jì)算方法來(lái)評(píng)價(jià)洗滌力。4）計(jì)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(cè)試分析項(xiàng)目測(cè)試結(jié)果洗滌力46%從表1的結(jié)果中可以看出，按本發(fā)明實(shí)施例1制造的陶瓷球，其洗滌力明顯提高。測(cè)試?yán)?實(shí)施例1制造的陶瓷球按如下條件測(cè)試了強(qiáng)度，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。測(cè)試條件：1）測(cè)試試樣名：陶瓷球；2）測(cè)試分析方法：機(jī)器分析；3）測(cè)試環(huán)境：溫度（18±1）℃，相對(duì)濕度：（40±1）%R.H.。表2從表2的結(jié)果看出，按本發(fā)明實(shí)施例1制造出來(lái)的陶瓷球（6mm）強(qiáng)度高。測(cè)試?yán)?實(shí)施例1制造出來(lái)的陶瓷球，按如下條件測(cè)試負(fù)離子排放量，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。測(cè)試條件：1）測(cè)試方法：KFIA-FI-1042；2）測(cè)試片：20g；3）利用電荷顆粒測(cè)量裝置在室內(nèi)溫度26℃，濕度34%，大氣中負(fù)離子數(shù)104/CC條件下測(cè)試的。測(cè)量排放出來(lái)的負(fù)離子來(lái)表示單位體積離子數(shù)。4）用途：品質(zhì)管理。表3試樣名/項(xiàng)目負(fù)離子（ION/CC）洗衣機(jī)用陶瓷球858洗碗機(jī)用陶瓷球1216從表3的結(jié)果可以看出，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1制造出來(lái)的陶瓷球，負(fù)離子排放量高，優(yōu)于現(xiàn)有市售陶瓷球。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3